JPH0249404A - 複合機能素子 - Google Patents
複合機能素子Info
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- JPH0249404A JPH0249404A JP63201417A JP20141788A JPH0249404A JP H0249404 A JPH0249404 A JP H0249404A JP 63201417 A JP63201417 A JP 63201417A JP 20141788 A JP20141788 A JP 20141788A JP H0249404 A JPH0249404 A JP H0249404A
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- Japan
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- voltage
- varistor
- semiconductor porcelain
- semiconductor
- functional element
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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。
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〕
本発明は、５ｒＴＩＯｓ系半導体磁器を主成分とし、そ
の結晶粒界に高抵抗層を形成したバリスタ機能およびコ
ンデンサ機能ををする複合機能素子の改良に関する。
の結晶粒界に高抵抗層を形成したバリスタ機能およびコ
ンデンサ機能ををする複合機能素子の改良に関する。
近年、種々の電子機器においてマイクロコンビエータが
搭載されるようになってきており、その場合ノイズによ
る機器の誤動作等が大きな問題となっている。従って、
電圧ノイズを吸収するためのバリスタの需要が増加して
きている。
搭載されるようになってきており、その場合ノイズによ
る機器の誤動作等が大きな問題となっている。従って、
電圧ノイズを吸収するためのバリスタの需要が増加して
きている。
バリスタ材としては、結晶粒界に高抵抗層を形成した半
導体磁器が知られており、従来より、ＺｎＯ系、ＳｔＣ
系あるいは５ｒＴＩＯり系のもの等が用いられている。
導体磁器が知られており、従来より、ＺｎＯ系、ＳｔＣ
系あるいは５ｒＴＩＯり系のもの等が用いられている。
〔発明が解決しようとする技術的課題〕しかしながら、
実用化の進んでいるＺｎＯ系バリスタは、電圧非直線性
に優れているが、高速のノイズに対する応答が悪（、静
電気ノイズ等の吸収には効果が小さいという問題があっ
た。
実用化の進んでいるＺｎＯ系バリスタは、電圧非直線性
に優れているが、高速のノイズに対する応答が悪（、静
電気ノイズ等の吸収には効果が小さいという問題があっ
た。
他方、ＳＩＣ系のものでは、電圧非直線性がさほど良く
な（、ノイズ電圧を吸収しきれない場合があった。
な（、ノイズ電圧を吸収しきれない場合があった。
従って、５ｒＴｉＯ，系のバリスタが注目されてきてい
る。５ｒＴＩＯ，系半導体磁器を用いたバリスタの最大
の特徴は、静電容量が大きいことであり、ＺｎＯ系半導
体磁器に比べて１０倍近い静電容量を有する。従って、
高速ノイズの吸収能に優れているものである。
る。５ｒＴＩＯ，系半導体磁器を用いたバリスタの最大
の特徴は、静電容量が大きいことであり、ＺｎＯ系半導
体磁器に比べて１０倍近い静電容量を有する。従って、
高速ノイズの吸収能に優れているものである。
しかしながら、バリスタ特性、すなわち電圧非直線性に
ついては、５ｒＴｉＯ，系半導体磁器は、ＳＩＣ系半導
体磁器に比べて２倍程度の性能を有するが、ＺｎＯ系に
比べると１／２〜１１５とかなり劣る。よって、電圧抑
制効果が小さいので、５ｒＴＩＯ，系半導体磁器の使用
を考える上で大きな問題となっていた。
ついては、５ｒＴｉＯ，系半導体磁器は、ＳＩＣ系半導
体磁器に比べて２倍程度の性能を有するが、ＺｎＯ系に
比べると１／２〜１１５とかなり劣る。よって、電圧抑
制効果が小さいので、５ｒＴＩＯ，系半導体磁器の使用
を考える上で大きな問題となっていた。
また、マイクロコンピュータの駆動電圧は３〜５■程度
であり、現状では、この低い電圧に対応し得るバリスタ
は存在しない、従って、このような低電圧に対応し得る
バリスタが要望されている。
であり、現状では、この低い電圧に対応し得るバリスタ
は存在しない、従って、このような低電圧に対応し得る
バリスタが要望されている。
よって、本発明の目的は、高速ノイズの吸収能に優れ、
かつ電圧非直線性も高められており、さらに所望のバリ
スタ電圧を容易に得ることが可能なＳ ｒ Ｔ ｉ Ｏ
ｓ系複合機能素子を提供することにある。
かつ電圧非直線性も高められており、さらに所望のバリ
スタ電圧を容易に得ることが可能なＳ ｒ Ｔ ｉ Ｏ
ｓ系複合機能素子を提供することにある。
（技術的課題を解決するための手段〕
本発明の複合機能素子は、Ｓ ｒ Ｔ ｉ Ｏｓを主成
分とし、半導体化剤として希土類元素、Ｎｂ、Ｗおよび
Ｔａの各酸化物からなる群から選択した少なくとも一種
を０．０５〜１重量％含み、結晶粒界にガラス酸化物が
拡散されている半導体磁器を用いて構成したことを特徴
とするものである。
分とし、半導体化剤として希土類元素、Ｎｂ、Ｗおよび
Ｔａの各酸化物からなる群から選択した少なくとも一種
を０．０５〜１重量％含み、結晶粒界にガラス酸化物が
拡散されている半導体磁器を用いて構成したことを特徴
とするものである。
上記の構成のうち、希土類元素、Ｎｂ、ＷおよびＴａの
各酸化物の少なくとも一種を０．０５〜１重量％含ませ
ているのは、５ｒＴｉＯ，系磁器の粒界に高抵抗層を形
成し半導体化するためであり、従来から用いられている
ものである。
各酸化物の少なくとも一種を０．０５〜１重量％含ませ
ているのは、５ｒＴｉＯ，系磁器の粒界に高抵抗層を形
成し半導体化するためであり、従来から用いられている
ものである。
本発明において用いるガラス酸化物としては、Ｂ ｔＳ
ｐｂ、Ｚｎ、Ｃｕ、Ｎａ、Ｂ、Ｓ ＋等のガラス酸化物
を挙げることができる。
ｐｂ、Ｚｎ、Ｃｕ、Ｎａ、Ｂ、Ｓ ＋等のガラス酸化物
を挙げることができる。
従来より、Ｓ ｒ Ｔ ｉ Ｏｓを主成分とした半導体
磁器の作成に際し、Ｂ ｌ、Ｐｂ、Ｚｎ、Ｃｕ、Ｎａ５
Ｂ、Ｓ を等を用いて酸化拡散することにより、５ｒＴ
ＩＯ，系のバリスタやコンデンサを構成し得ることは知
られていた。
磁器の作成に際し、Ｂ ｌ、Ｐｂ、Ｚｎ、Ｃｕ、Ｎａ５
Ｂ、Ｓ を等を用いて酸化拡散することにより、５ｒＴ
ＩＯ，系のバリスタやコンデンサを構成し得ることは知
られていた。
そこで、本願発明者達は、このような５ｒＴｉＯ１系半
導体磁器の特性を活かしつつ、より電圧非直線性に優れ
た複合機能素子を得るべく鋭意検討した結果、上記のよ
うに結晶粒界に一旦ガラス化された酸化物を拡散させれ
ば、より優れた電圧非直線性を有する複合機能素子の得
られることを見出し、本発明に至ったものである。
導体磁器の特性を活かしつつ、より電圧非直線性に優れ
た複合機能素子を得るべく鋭意検討した結果、上記のよ
うに結晶粒界に一旦ガラス化された酸化物を拡散させれ
ば、より優れた電圧非直線性を有する複合機能素子の得
られることを見出し、本発明に至ったものである。
すなわち、本発明によれば、結晶粒界にＢｉ、Ｐｂ、Ｚ
ｎ、Ｃｕ、Ｎａ、Ｂ、、Ｓｌ等のガラス酸化物が拡散さ
れているので、５ｒＴＩＯｓ系半導体磁器の大きな静電
容量を維持したままで、優れた電圧非直線性が実現され
る。よって、高速のノイズを効果的に吸収することが可
能であり、かつ電圧抑制効果においても優れた複合機能
素子を得ることができる。のみならず、ガラス酸化物の
拡散量を調整することにより、バリスタ電圧をコントロ
ールすることも容易であり、従って低電圧対応のバリス
タを実現することも容易である。
ｎ、Ｃｕ、Ｎａ、Ｂ、、Ｓｌ等のガラス酸化物が拡散さ
れているので、５ｒＴＩＯｓ系半導体磁器の大きな静電
容量を維持したままで、優れた電圧非直線性が実現され
る。よって、高速のノイズを効果的に吸収することが可
能であり、かつ電圧抑制効果においても優れた複合機能
素子を得ることができる。のみならず、ガラス酸化物の
拡散量を調整することにより、バリスタ電圧をコントロ
ールすることも容易であり、従って低電圧対応のバリス
タを実現することも容易である。
５ｒＣＯ，とＴ ｆ Ｏ＊を、５ｒＴＩＯｚを得る比率
に配合し、半導体化剤として、Ｙ２Ｏ，が全重量の０．
０５の重量％となるように混合したものを用意した。こ
のようにして調製した混合物を１０００℃〜１２００℃
の温度で約３時間、予備焼成し、しかる後粉砕した。
に配合し、半導体化剤として、Ｙ２Ｏ，が全重量の０．
０５の重量％となるように混合したものを用意した。こ
のようにして調製した混合物を１０００℃〜１２００℃
の温度で約３時間、予備焼成し、しかる後粉砕した。
得られた微粉末原料に、有機質バインダとして、ポリビ
ニルアルコールを混入し、造粒した。
ニルアルコールを混入し、造粒した。
次に、造粒粉末をｓｏｏｋｇ／ｃｍ〜２トン／１程度の
圧力にて成形し、直径７腫×肉厚０． ５ａｍの円板状
成形体とした。この成形体を１１００°Ｃ〜１２００℃
の範囲の温度で空気中において焼成し、さらにＮｔ：Ｈ
，−９５モル％：５モル％の還元性雰囲気下において１
４００℃〜１５００ ’Ｃの温度で３時間焼成した。
圧力にて成形し、直径７腫×肉厚０． ５ａｍの円板状
成形体とした。この成形体を１１００°Ｃ〜１２００℃
の範囲の温度で空気中において焼成し、さらにＮｔ：Ｈ
，−９５モル％：５モル％の還元性雰囲気下において１
４００℃〜１５００ ’Ｃの温度で３時間焼成した。
得られた焼結体の表面に、下記の第１表に示す組成の酸
化剤をガラス化して得られたガラス酸化物を０．１重量
％塗布し、９００℃〜１２００℃の温度で２時間熱処理
した。最後に、このユニットの表面にインジウム−ガリ
ウム合金を電橋として塗布し、バリスタ電圧（ｖｌ、Ａ
）、電圧非直線係数（α）、静電容量Ｃ，誘電損失（ｔ
ａｎδ）を設定した。結果を第２表に示す。
化剤をガラス化して得られたガラス酸化物を０．１重量
％塗布し、９００℃〜１２００℃の温度で２時間熱処理
した。最後に、このユニットの表面にインジウム−ガリ
ウム合金を電橋として塗布し、バリスタ電圧（ｖｌ、Ａ
）、電圧非直線係数（α）、静電容量Ｃ，誘電損失（ｔ
ａｎδ）を設定した。結果を第２表に示す。
なお、比較のために、Ｎａ酸化物（ガラス化していない
もの）を拡散させたものについて、同様にユニットを構
成し、特性を測定した（第１表および第２表における記
号Ｍで示した試料が、この比較例を示す）。
もの）を拡散させたものについて、同様にユニットを構
成し、特性を測定した（第１表および第２表における記
号Ｍで示した試料が、この比較例を示す）。
第２表から明らかなように、本発明の実施例の素子では
、比較例のものに比べてはるかに大きな静電容量を示し
、かつ電圧非直線係数αも高いことがわかる。
、比較例のものに比べてはるかに大きな静電容量を示し
、かつ電圧非直線係数αも高いことがわかる。
第 １ 表 〔単位：モル％〕
第
表
＊：Ｖ１＊＾はバリスタ電圧、Ｃは容量（ｐＦ）、αは
電圧非直線係数を示す。
電圧非直線係数を示す。
次に、ガラス添加物の添加量と、バリスタ電圧および電
圧非直線係数の変化を第１図および第２図に示す、これ
らは、第２表に示した実施例１゜ｌＯおよび２０につい
ての特性を示すものである。
圧非直線係数の変化を第１図および第２図に示す、これ
らは、第２表に示した実施例１゜ｌＯおよび２０につい
ての特性を示すものである。
第１図から明らかなように、ガラス添加物の塗布量が大
きくなるにつれ、バリスタ電圧ＶＩＩＩＡが高くなるこ
とがわかる。従って、このガラス添加物の塗布量をコン
トロールすることにより種々のバリスタ電圧の複合機能
素子を実現し得ることがわかる。
きくなるにつれ、バリスタ電圧ＶＩＩＩＡが高くなるこ
とがわかる。従って、このガラス添加物の塗布量をコン
トロールすることにより種々のバリスタ電圧の複合機能
素子を実現し得ることがわかる。
また、第２図から明らかなように、ガラス添加物の塗布
量により、電圧非直線係数がかなり変化することがわか
る。すなわち、ガラス酸化物の塗布量が０．０５重量％
より少なくなると電圧非直線係数が急激に低下し、他方
１重量％を超えた場合にも電圧非直線係数が急低下して
バリスタ特性がほとんど消失することがわかる。実際の
測定に際しては、１重量％を超えた場合には、バリスタ
特性がほとんど消失し、測定中に熱破壊を生じることが
わかった。
量により、電圧非直線係数がかなり変化することがわか
る。すなわち、ガラス酸化物の塗布量が０．０５重量％
より少なくなると電圧非直線係数が急激に低下し、他方
１重量％を超えた場合にも電圧非直線係数が急低下して
バリスタ特性がほとんど消失することがわかる。実際の
測定に際しては、１重量％を超えた場合には、バリスタ
特性がほとんど消失し、測定中に熱破壊を生じることが
わかった。
第１図は本発明の実施例におけるバリスタ電圧とガラス
酸化物の添加量との関係を示す図、第２図は本発明の実
施例における電圧非直線係数とガラス酸化物添加量との
関係を示す図である。 第１図 第２図
酸化物の添加量との関係を示す図、第２図は本発明の実
施例における電圧非直線係数とガラス酸化物添加量との
関係を示す図である。 第１図 第２図
Claims (1)
- ＳｒＴｉＯ＿３を主成分とし、半導体化剤として希土類
元素、Ｎｂ、ＷおよびＴａの各酸化物からなる群から選
択した少なくとも一種を０．０５〜１重量％含み、結晶
粒界にガラス酸化物が拡散されている半導体磁器を用い
て構成されたことを特徴とする複合機能素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63201417A JP2671928B2 (ja) | 1988-08-11 | 1988-08-11 | 複合機能素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63201417A JP2671928B2 (ja) | 1988-08-11 | 1988-08-11 | 複合機能素子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0249404A true JPH0249404A (ja) | 1990-02-19 |
| JP2671928B2 JP2671928B2 (ja) | 1997-11-05 |
Family
ID=16440737
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63201417A Expired - Fee Related JP2671928B2 (ja) | 1988-08-11 | 1988-08-11 | 複合機能素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2671928B2 (ja) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56169316A (en) * | 1980-05-30 | 1981-12-26 | Matsushita Electric Industrial Co Ltd | Composition functional element and method of producing same |
| JPS5727001A (en) * | 1980-07-25 | 1982-02-13 | Tdk Electronics Co Ltd | Voltage nonlinear resistance element |
| JPS61271802A (ja) * | 1985-05-28 | 1986-12-02 | 石塚電子株式会社 | 電圧非直線抵抗体磁器組成物 |
| JPS62282413A (ja) * | 1986-05-30 | 1987-12-08 | 松下電器産業株式会社 | 電圧非直線性抵抗体磁気組成物 |
-
1988
- 1988-08-11 JP JP63201417A patent/JP2671928B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56169316A (en) * | 1980-05-30 | 1981-12-26 | Matsushita Electric Industrial Co Ltd | Composition functional element and method of producing same |
| JPS5727001A (en) * | 1980-07-25 | 1982-02-13 | Tdk Electronics Co Ltd | Voltage nonlinear resistance element |
| JPS61271802A (ja) * | 1985-05-28 | 1986-12-02 | 石塚電子株式会社 | 電圧非直線抵抗体磁器組成物 |
| JPS62282413A (ja) * | 1986-05-30 | 1987-12-08 | 松下電器産業株式会社 | 電圧非直線性抵抗体磁気組成物 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2671928B2 (ja) | 1997-11-05 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |