JPH0435883B2 - - Google Patents
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- JPH0435883B2 JPH0435883B2 JP62102542A JP10254287A JPH0435883B2 JP H0435883 B2 JPH0435883 B2 JP H0435883B2 JP 62102542 A JP62102542 A JP 62102542A JP 10254287 A JP10254287 A JP 10254287A JP H0435883 B2 JPH0435883 B2 JP H0435883B2
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Landscapes
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
- Ceramic Capacitors (AREA)
- Thermistors And Varistors (AREA)
- Inorganic Insulating Materials (AREA)
Description
［産業上の利用分野］
この発明は、誘電体としての特性と共にバリス
タとしての電圧非直線特性を備えた磁器とその製
造方法に関する。 ［従来の技術］ SrTiO3系の焼結体からなる磁器は、典型的な
粒界利用型の電子材料用セラミクスであり、見か
け上の高い誘電率と共に、電圧非直線特性、いわ
ゆるバリスタ特性を有している。 従来用いられていたこれらの磁器は、SrTiO3
系磁器材料にBi2O3，Cu2Ｏ，PbO，ZnO等の微
量な金属酸化物を添加して混合したものを、焼結
させたものである。この磁器は結晶粒界に上記金
属酸化物が析出し、Ｎ型半導体磁器としての構造
を呈している。 ［発明が解決しようとする問題点］ しかし、上記の静電容量を有するバリスタは、
誘電損失（tanδ）が大きく、また熱衝撃に対して
弱く、半田付けの際に結晶板にクラツクが生じや
すいという欠点がある。これは結晶粒界に拡散し
た金属或はそれらの酸化物が上記金属酸化物の層
と異質な第二の層を形成することが原因と考えら
れる。 この発明は上記従来の問題点を解決し、大きな
静電容量と低いバリスタ電圧が得られながら、熱
衝撃に強い磁器とその製造方法を提供することを
目的とする。 ［問題を解決するための手段］ 即ち、第一の発明による静電容量を有するバリ
スタ特性を有する誘電体磁器は、微量の金属酸化
物を添加して半導体化させたSrTiO3系磁器結晶
の粒界付近に、ＫイオンまたはAgイオンの少な
くとも何れか一方を拡散させたものである。 また、第二の発明による上記誘電体磁器の製造
方法は、微量の金属酸化物が添加されたSrTiO3
系磁器材料を焼結させて得られた焼結体の表面
に、ＫまたはAgの化合物を塗布し、熱処理する
ものである。 ［実施例］ 次に、この発明の具体的な実施例について説明
する。 （Sr1-XMX）（Ti1-YM′Y）O3（但し、Ｍ＝Ca，
Mg，Pb，Ba，M′＝Sn，Zr）のＸおよびＹがそ
れぞれ第１表の第一成分の各欄の値になるように
純度99.0％以上のSrCO3，TiO2および上記Ｍ，
M′の炭酸塩、シユウ酸塩、硝酸塩若しくは酸化
物をそれぞれ秤量配合した。そして、これをボー
ルミルに15時間かけて攪拌し、乾燥した後、粉砕
した。さらに、粉砕後の粉末を1200℃で３時間焼
成し、再び粉砕した。これにより、第一成分が得
られる。 この第一成分の100モル部（一定）に対し、純
度99.0％以上のNb2O5，Ta2O5，Nd2O3，Dy2O3，
Y2O3，La2O3，CeO3から選択された一種以上の
金属酸化物（第二成分）の粉末と、純度99.0％以
上のSiO2，Al2O3，MnO2から選択された１種以
上の金属酸化物（第四成分）の粉末とを、それぞ
れ第１表に示す比率になるように秤量した。 次にこれらの粉末をボールミルにより20時間攪
拌し、混合した。さらに有機結合材として上記混
合物に対して10〜15重量％のポリビニルアルコー
ルを混入し、造粒した後、約1000Kg／cm2の圧力で
直径13mm、厚さ1.2mmの円板に加圧成型した。こ
れらの円板をN2ガス（95容積％）とH2ガス（５
容積％）とからなる還元雰囲気に於て、約1400℃
の温度で３時間焼成し、直径10mm、厚さ0.8mmの
半導体磁器を得た。 次にこの磁器の表面にＫもしくはAgのフツ化
物あるいは酸化物を1.0mg／cm2の割合で塗布し、
大気中において、800〜1250℃の温度で30分間熱
処理し、AgもしくはＫのイオンを半導体磁器の
中に拡散させた。 次に上記磁器の特性を調べるために、第１図で
示すように、磁器１の両主面に公知の銀ペースト
を塗布し、これを800℃の温度で焼き付け、直径
約７mmの銀電極２，２を形成し、バリスタを構成
した。そして、このバリスタについて、バリスタ
電圧V1、非直線係数α、バリスタ電圧V1の温度
変化率ΔV1、静電容量Ｃ及び誘電損失tanδをそれ
ぞれ測定し、さらにハンダ耐熱性の試験を実施し
た。その結果を第２表に示す。 バリスタ電圧V1は第２図に示す回路を使用し
て測定した。即ち直流定電流電源Ｅにバリスタ
VRを接続し、また直流定電流電源Ｅとバリスタ
VRとの間に電流計Ａを接続し、バリスタVRに
並列に電圧計Ｖを接続した。そして、バリスタ
VRだけを20℃の温度に保たれた恒温槽Ｃに収納
してバリスタVRに1mAの電流I1を流し、その時
の電圧を測定してバリスタ電圧V1とした。 非直線係数αは上記第２図の装置を使用し、バ
リスタ電圧V1の他にバリスタVRに10mAの電流
I10を流した時の印加電圧V10を測定し次式により
求めた。 α＝log（I0／I1）／log（V10／V1）＝１／log（V10
／V1） 温度変化率ΔV1は第２図の装置に於て、恒温槽
Ｃ内の温度を−40℃〜＋125℃の範囲で変化させ、
各温度Ｔ（℃）においてバリスタVRに1mAの電
流を流した時のバリスタ電圧VTを測定し、これ
が20℃のときのV1に対しどの程度変化したかを
次式で求めた。なお、各表には前記温度範囲に於
ける上記ΔV1の最大値を示した。 ΔV1V1T−V1／V1×100／１−20（％／℃） ハンダ耐熱試験は、上記バリスタを80℃の温度
で２分間予熱した後、これを270℃の共晶ハンダ
に３秒間浸漬し、クラツクの有無を目視検査する
することで行つた。 なお、第１表及び第２表において、試料番号55
以降は本実施例に対する比較例である。第１表の
各欄に示す通り、これら比較例では、上記実施例
で使用したKFやAgFに代えて、Bi2O3，CuO，
PbO等を使用した。
タとしての電圧非直線特性を備えた磁器とその製
造方法に関する。 ［従来の技術］ SrTiO3系の焼結体からなる磁器は、典型的な
粒界利用型の電子材料用セラミクスであり、見か
け上の高い誘電率と共に、電圧非直線特性、いわ
ゆるバリスタ特性を有している。 従来用いられていたこれらの磁器は、SrTiO3
系磁器材料にBi2O3，Cu2Ｏ，PbO，ZnO等の微
量な金属酸化物を添加して混合したものを、焼結
させたものである。この磁器は結晶粒界に上記金
属酸化物が析出し、Ｎ型半導体磁器としての構造
を呈している。 ［発明が解決しようとする問題点］ しかし、上記の静電容量を有するバリスタは、
誘電損失（tanδ）が大きく、また熱衝撃に対して
弱く、半田付けの際に結晶板にクラツクが生じや
すいという欠点がある。これは結晶粒界に拡散し
た金属或はそれらの酸化物が上記金属酸化物の層
と異質な第二の層を形成することが原因と考えら
れる。 この発明は上記従来の問題点を解決し、大きな
静電容量と低いバリスタ電圧が得られながら、熱
衝撃に強い磁器とその製造方法を提供することを
目的とする。 ［問題を解決するための手段］ 即ち、第一の発明による静電容量を有するバリ
スタ特性を有する誘電体磁器は、微量の金属酸化
物を添加して半導体化させたSrTiO3系磁器結晶
の粒界付近に、ＫイオンまたはAgイオンの少な
くとも何れか一方を拡散させたものである。 また、第二の発明による上記誘電体磁器の製造
方法は、微量の金属酸化物が添加されたSrTiO3
系磁器材料を焼結させて得られた焼結体の表面
に、ＫまたはAgの化合物を塗布し、熱処理する
ものである。 ［実施例］ 次に、この発明の具体的な実施例について説明
する。 （Sr1-XMX）（Ti1-YM′Y）O3（但し、Ｍ＝Ca，
Mg，Pb，Ba，M′＝Sn，Zr）のＸおよびＹがそ
れぞれ第１表の第一成分の各欄の値になるように
純度99.0％以上のSrCO3，TiO2および上記Ｍ，
M′の炭酸塩、シユウ酸塩、硝酸塩若しくは酸化
物をそれぞれ秤量配合した。そして、これをボー
ルミルに15時間かけて攪拌し、乾燥した後、粉砕
した。さらに、粉砕後の粉末を1200℃で３時間焼
成し、再び粉砕した。これにより、第一成分が得
られる。 この第一成分の100モル部（一定）に対し、純
度99.0％以上のNb2O5，Ta2O5，Nd2O3，Dy2O3，
Y2O3，La2O3，CeO3から選択された一種以上の
金属酸化物（第二成分）の粉末と、純度99.0％以
上のSiO2，Al2O3，MnO2から選択された１種以
上の金属酸化物（第四成分）の粉末とを、それぞ
れ第１表に示す比率になるように秤量した。 次にこれらの粉末をボールミルにより20時間攪
拌し、混合した。さらに有機結合材として上記混
合物に対して10〜15重量％のポリビニルアルコー
ルを混入し、造粒した後、約1000Kg／cm2の圧力で
直径13mm、厚さ1.2mmの円板に加圧成型した。こ
れらの円板をN2ガス（95容積％）とH2ガス（５
容積％）とからなる還元雰囲気に於て、約1400℃
の温度で３時間焼成し、直径10mm、厚さ0.8mmの
半導体磁器を得た。 次にこの磁器の表面にＫもしくはAgのフツ化
物あるいは酸化物を1.0mg／cm2の割合で塗布し、
大気中において、800〜1250℃の温度で30分間熱
処理し、AgもしくはＫのイオンを半導体磁器の
中に拡散させた。 次に上記磁器の特性を調べるために、第１図で
示すように、磁器１の両主面に公知の銀ペースト
を塗布し、これを800℃の温度で焼き付け、直径
約７mmの銀電極２，２を形成し、バリスタを構成
した。そして、このバリスタについて、バリスタ
電圧V1、非直線係数α、バリスタ電圧V1の温度
変化率ΔV1、静電容量Ｃ及び誘電損失tanδをそれ
ぞれ測定し、さらにハンダ耐熱性の試験を実施し
た。その結果を第２表に示す。 バリスタ電圧V1は第２図に示す回路を使用し
て測定した。即ち直流定電流電源Ｅにバリスタ
VRを接続し、また直流定電流電源Ｅとバリスタ
VRとの間に電流計Ａを接続し、バリスタVRに
並列に電圧計Ｖを接続した。そして、バリスタ
VRだけを20℃の温度に保たれた恒温槽Ｃに収納
してバリスタVRに1mAの電流I1を流し、その時
の電圧を測定してバリスタ電圧V1とした。 非直線係数αは上記第２図の装置を使用し、バ
リスタ電圧V1の他にバリスタVRに10mAの電流
I10を流した時の印加電圧V10を測定し次式により
求めた。 α＝log（I0／I1）／log（V10／V1）＝１／log（V10
／V1） 温度変化率ΔV1は第２図の装置に於て、恒温槽
Ｃ内の温度を−40℃〜＋125℃の範囲で変化させ、
各温度Ｔ（℃）においてバリスタVRに1mAの電
流を流した時のバリスタ電圧VTを測定し、これ
が20℃のときのV1に対しどの程度変化したかを
次式で求めた。なお、各表には前記温度範囲に於
ける上記ΔV1の最大値を示した。 ΔV1V1T−V1／V1×100／１−20（％／℃） ハンダ耐熱試験は、上記バリスタを80℃の温度
で２分間予熱した後、これを270℃の共晶ハンダ
に３秒間浸漬し、クラツクの有無を目視検査する
することで行つた。 なお、第１表及び第２表において、試料番号55
以降は本実施例に対する比較例である。第１表の
各欄に示す通り、これら比較例では、上記実施例
で使用したKFやAgFに代えて、Bi2O3，CuO，
PbO等を使用した。
【表】
【表】
【表】
【表】
【表】
【表】
【表】
【表】
【表】
【表】
以上の結果が示すように、上記各表において試
料NO.1〜54で示すこの発明の実施例によるバリ
スタは、試料NO.55以降の比較例と同等或はそれ
以下のバリスタ電圧V1が得られ、かつバリスタ
電圧V1の温度変化率ΔV1，静電容量Ｃ、誘電損
失tanδ及びハンダ耐熱性では顕著な特性の改善が
認められる。 ［発明の効果］ 以上のことから、この発明による磁器を用いて
構成されたバリスタは、従来のものと同等或はそ
れ以下のバリスタ電圧V1が得られながら、バリ
スタ電圧V1の温度変化率ΔV1，静電容量Ｃ、誘
電損失tanδ及びハンダ耐熱性について、より優れ
た特性が得られる。
料NO.1〜54で示すこの発明の実施例によるバリ
スタは、試料NO.55以降の比較例と同等或はそれ
以下のバリスタ電圧V1が得られ、かつバリスタ
電圧V1の温度変化率ΔV1，静電容量Ｃ、誘電損
失tanδ及びハンダ耐熱性では顕著な特性の改善が
認められる。 ［発明の効果］ 以上のことから、この発明による磁器を用いて
構成されたバリスタは、従来のものと同等或はそ
れ以下のバリスタ電圧V1が得られながら、バリ
スタ電圧V1の温度変化率ΔV1，静電容量Ｃ、誘
電損失tanδ及びハンダ耐熱性について、より優れ
た特性が得られる。
第１図はこの発明の実施例に於て試験に供した
バリスタの構造を示す半断面斜視図、第２図は同
バリスタの電気特性試験を行つた装置の回路図で
ある。
バリスタの構造を示す半断面斜視図、第２図は同
バリスタの電気特性試験を行つた装置の回路図で
ある。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 微量の金属酸化物を添加して半導体化させた
SrTiO3系焼結体からなるバリスタ特性を有する
誘電体磁器に於て、磁器結晶の粒界付近にＫイオ
ンまたはAgイオンの少なくとも何れか一方を拡
散させたことを特徴とするバリスタ特性を有する
誘電体磁器。 ２ ＫイオンまたはAgイオンが結晶粒子の粒界
付近に約100Åの厚さの層状に拡散している特許
請求の範囲第１項記載の誘電体磁器。 ３ 微量の金属酸化物が添加され、半導体化され
たSrTiO3系磁器材料を焼結させてバリスタ特性
を有する半導体磁器を製造する方法に於て、焼結
体の表面にＫまたはAgの化合物を塗布し、熱処
理することを特徴とするバリスタ特性を有する誘
電体磁器の製造方法。 ４ ＫまたはAgの化合物がこれらの弗化物であ
る特許請求の範囲第３項に記載の誘電体磁器の製
造方法。 ５ ＫまたはAgの化合物を塗布した後の熱処理
温度が800〜1200℃である特許請求の範囲第３項
または第４項記載の誘電体磁器の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62102542A JPS63268201A (ja) | 1987-04-25 | 1987-04-25 | バリスタ特性を有する誘電体磁器とその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62102542A JPS63268201A (ja) | 1987-04-25 | 1987-04-25 | バリスタ特性を有する誘電体磁器とその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63268201A JPS63268201A (ja) | 1988-11-04 |
| JPH0435883B2 true JPH0435883B2 (ja) | 1992-06-12 |
Family
ID=14330141
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62102542A Granted JPS63268201A (ja) | 1987-04-25 | 1987-04-25 | バリスタ特性を有する誘電体磁器とその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63268201A (ja) |
-
1987
- 1987-04-25 JP JP62102542A patent/JPS63268201A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63268201A (ja) | 1988-11-04 |
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