JPH02222501A - 粒界酸化型電圧非直線抵抗素子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は粒界酸化型電圧非直線抵抗素子に関し、特に
たとえば電子機器や電気機器で発生する異常電圧、ノイ
ズおよび静電気などを吸収または除去するためなどに用
いられるバリスタなどのような、粒界酸化型電圧非直線
抵抗素子に関する。

（従来技術） 従来の粒界酸化型電圧非直線抵抗素子としては、たとえ
ば５ｒＴｉＯｓ系の半導体磁器の結晶粒界を空気中酸化
やＮａｚ　Ｏなとの酸化剤によって酸化し、結晶粒界に
絶縁層を形成したものがあった。

このような電圧非直線抵抗素子は、その素体がペロブス
カイト結晶構造を有し、強誘電性を示すため、単にバリ
スタとしての機能のみでなく、コンデンサとしての機能
も有する。したがって、この電圧非直線抵抗素子を用い
て、異常高電圧（サージ）の吸収や電圧の安定化などを
行うことができるという利点がある。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、従来のＳ　ｒ　Ｔ　ｆ　Ｏｊ系半導体磁
器を用いたものでは、磁器を構成する粒子間の抵抗が大
きいため、その非直線係数が小さい。また、５ｒＴｉＯ
ｓ系半導体磁器を用いたものでは、パルス電圧が印加さ
れることによってその電気的特性が劣化してしまう。

それゆえに、この発明の主たる目的は、バリスタ特性と
コンデンサ特性の両方を備え、大きなバリスタ電圧と大
きな非直線係数を有し、かつ大きなサージ耐量を有する
、粒界酸化型電圧非直線抵抗素子を提供することである
。

（課題を解決するための手段） この発明は、（Ｓｒｌ−ｘ−ｙ　Ｂａ、ＩＣａ、）Ｔｉ
ＯＸ　　（ただし、０．００１≦ｘ≦０．３．ｙ≦０２
５）を９８．０〜９９．９モル％と、Ｎｂ。

Ｗ、Ｔａおよび希土類元素の中から選ばれる少なくとも
１種類の酸化物を０．１〜２．０モル％とからなる素体
に対して、酸化ナトリウム、酸化チタン・、酸化バナジ
ウム、酸化モリブデンをそれぞれＮ　ａ　ｘ　Ｏ，Ｔ　
ｉ　Ｏｚ　＋　Ｖ！　Ｏ５およびＭｏＯ３ピに換算して
（Ｎ　ａ　＊　Ｏ＞　Ｏ＋　Ｔ　＠　Ｏｔ　＞　０　、
Ｖ　ｔ０５≧Ｏ＋　Ｍ　ＯＯｓ≧０）総ｔＯ，０１〜２
．０モル％含有されてなる、粒界酸化型電圧非直線抵抗
素子である。

（発明の効果） この発明によれば、バリスタ特性とコンデンサ特性の両
方を備えた粒界酸化型電圧非直線抵抗素子を得ることが
できる。さらに、この粒界酸化型電圧非直線抵抗素子は
、大００〜３００ｖ程度の大きなバリスタ電圧を得るこ
とができ、さらに１５以上の大きな非直線係数を得るこ
とができる。

また、この粒界酸化型電圧非直線抵抗素子では、５５０
０Ａ／ａＪまでのサージに耐えることができる。

この発明の上述の目的、その他の目的、特徴および利点
は、以下の実施例の詳細な説明から一層明らかとなろう
。

（実施例） まず、５ｒＣＯ，、ＢａＣ０，、Ｔｉｅ、、ＣａＣ０，
およびＮｂ、Ｗ、Ｔａ、希土類元素の酸化物粉末を別表
１に示す組成比のものが得られるように秤量して湿式混
合した。この混合物を乾燥後、１１５０℃で２時間仮焼
し、粉砕した。この粉砕物に酢酸ビニル系樹脂を５重量
％添加して造粒し、この造粒粉を１ｔｏｎ／ｃＪの圧力
で、直径１Ｑｍ、厚さ１．５ｍのベレット状に成形した
。この成形体を空気中において１０００℃で２時間焼成
した後、体積比でＨｚ　　：Ｎｔ　＝１　：　１００の
雰囲気中において１４５０℃で２時間焼成し、半導体磁
器を得た。得られた半導体磁器に、別表１に示す割合で
Ｎａｇ　Ｏ，Ｔｉ１ｔ　＋　Ｖ！　Ｏ８およびＭｏｂ、
の混合酸化物をフェスとともに塗布し、空気中において
１２００℃で２時間熱処理を行って、磁器ユニットを得
た。得られた磁器ユニットの対向面に銀ペーストを塗布
し、８００℃で焼き付けて銀電極を形成し、その電気的
特性を評価した。

ここでは、磁器ユニットに１ｍＡの電流を流した時のバ
リスタ電圧Ｖ＋−ａ　　（Ｖ）、非直線係数αおよび静
電容量Ｃ−ｐ（ｎＦ）と５５００Ａ／ａｄのサージ電流
を印加した時のバリスタ電圧の変化率ΔＶ＋−ａ　　（
％）および非直線係数の変化率Δα（％）とを測定し、
別表２に示した。

表の試料番号１〜８から明らかなように、Ｂａの添加量
が増加するとそれに従って静電容量が大きくなる。また
、Ｂａの添加量が少ない領域では、バリスタ電圧はあま
り変わらないが、その量が増加するに従って大きく変わ
る。そして、Ｓｒ、ＢａおよびＣａの原子数を１とした
ときのＢａの原子数Ｘが０．３を超えると、サージ電流
を印加したときのバリスタ電圧変化率および非直線係数
変化率が大きくなってしまう。

また、試料番号９〜１６から明らかなように、Ｃａの添
加量を増加するに従ってバリスタ電圧は小さくなる。そ
して、Ｓｒ、ＢａおよびＣａの原子数を１としたときの
Ｃａの原子数ｙが０．２５を超えると、サージ電流を印
加したときのバリスタ電圧変化率および非直線係数変化
率が大きくなってしまう。

また、試料番号２日のように、酸化（酸化促進）剤とし
て添加物（拡散物）を入れない場合には、バリスタ電圧
が小さく、非直線係数およびサージ耐量も小さい。

それに対して、試料番号２９〜３３ないし試料番号３４
〜３８から明らかなように、Ｎａ２０およびＴｉ１ｔの
酸化剤を添加した場合には、バリスタ電圧が高くなり、
Ｎａｔ　Ｏの添加量の増加あるいはＴｉＯ□の添加量の
増加にともなってバリスタ電圧が上昇することがわかる
。しかしながら、Ｎａ、ＯおよびＴｉＯ□の酸化剤の添
加量が２モル％を超えると、サージ耐量が低下してしま
う。

また、試料番号３９〜４８から明らかなように、■、０
．およびＭｏＯ３の酸化剤には、サージ耐量を下げない
でバリスタ電圧を上昇させる効果があるが、■２０．お
よびＭｏｂ、を含む酸化剤の添加量が２モル％を超える
と、やはりサージ耐量は低下してしまう。

また、Ｂａを含む試料は、Ｂａを含まない従来例に比べ
て、同様なバリスタ電圧で２倍以上の静電容量を得るこ
とができる。

以上のように、この発明の粒界酸化型電圧非直線抵抗素
子では、５５００　Ａ／ｃｍ！までのサージ電流に耐え
ることができ、かつ非直線係数αが１５以上と大きい。

また、酸化剤として、■！０．あるいはＭ　ｏ　０、を
含む場合、■２０．あるいはＭｏｂ、の添加量によって
、バリスタ電圧をコントロールすることができる。特に
、酸化剤としてＭｏＯ３を含む場合には、Ｍｏｂ、が静
電容量を増大させるので、Ｍｏ５ｓの添加量によって目
的に応じた静電容量にコントロールすることも可能であ
る。

特許出願人　株式会社　村田製作所 代理人　弁理士　岡　１）　全　啓

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　（Ｓｒ＿１＿−＿ｘ＿−＿ｙＢａ＿ｘＣａ＿ｙ）Ｔｉ
   Ｏ＿３（ただし、０．００１≦ｘ≦０．３，ｙ≦０．２
   ５）を９８．０〜９９．９モル％と、Ｎｂ，Ｗ，Ｔａお
   よび希土類元素の中から選ばれる少なくとも１種類の酸
   化物を０．１〜２．０モル％とからなる素体に対して、
   酸化ナトリウム，酸化チタン，酸化バナジウム，酸化モ
   リブデンをそれぞれＮａ＿２Ｏ，ＴｉＯ＿２，Ｖ＿２Ｏ
   ＿５およびＭｏＯ＿３に換算して（Ｎａ＿２Ｏ＞０，Ｔ
   ｉＯ＿２＞０，Ｖ＿２Ｏ＿５≧０，ＭｏＯ＿３≧０）総
   量０．０１〜２．０モル％含有されてなる、粒界酸化型
   電圧非直線抵抗素子。