JPH0449770B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0449770B2 JPH0449770B2 JP58233882A JP23388283A JPH0449770B2 JP H0449770 B2 JPH0449770 B2 JP H0449770B2 JP 58233882 A JP58233882 A JP 58233882A JP 23388283 A JP23388283 A JP 23388283A JP H0449770 B2 JPH0449770 B2 JP H0449770B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electrode
- dielectric
- insulator
- opposing surfaces
- voltage
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/13—Energy storage using capacitors
Landscapes
- Ceramic Capacitors (AREA)
- Thermistors And Varistors (AREA)
- Fixed Capacitors And Capacitor Manufacturing Machines (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明はバリスタ機能とコンデンサ機能をあわ
せて有する複合機能素子の製造方法に関するもの
である。
せて有する複合機能素子の製造方法に関するもの
である。
従来例の構成とその問題点
従来、電圧非直線抵抗特性を有するセラミツク
スとして、Sicバリスタや酸化亜鉛を主成分とす
るバリスタがある。このようなバリスタは電流Ｉ
−電圧Ｖ特性が近似的に Ｉ＝（Ｖ／Ｃ）〓 で表わされるものである。ここで、Ｃはバリスタ
固有の定数であり、αは電圧非直線指数である。
そして、SicバリスタはSic粒子間の接触バリアを
利用したものであり、αは２〜７程度である。ま
た、酸化亜鉛バリスタは酸化亜鉛ZnOにBi2O3、
CoO、MnO2、Sb2O3等の金属酸化物を微量添加
して、焼成することにより得られる素子であり、
その電圧非直線指数αが50にも及び素子である。
このような素子は高電圧吸収にすぐれた性能を有
しているので、電子機器の安定化や異常電圧（サ
ージ）からの保護の目的で使用されている。しか
しながら、このような従来のバリスタは誘電率が
小さく、また誘電損失角tanδが５〜10％と大きい
ため、もつぱらバリスタの用途にしか利用し得な
い。
スとして、Sicバリスタや酸化亜鉛を主成分とす
るバリスタがある。このようなバリスタは電流Ｉ
−電圧Ｖ特性が近似的に Ｉ＝（Ｖ／Ｃ）〓 で表わされるものである。ここで、Ｃはバリスタ
固有の定数であり、αは電圧非直線指数である。
そして、SicバリスタはSic粒子間の接触バリアを
利用したものであり、αは２〜７程度である。ま
た、酸化亜鉛バリスタは酸化亜鉛ZnOにBi2O3、
CoO、MnO2、Sb2O3等の金属酸化物を微量添加
して、焼成することにより得られる素子であり、
その電圧非直線指数αが50にも及び素子である。
このような素子は高電圧吸収にすぐれた性能を有
しているので、電子機器の安定化や異常電圧（サ
ージ）からの保護の目的で使用されている。しか
しながら、このような従来のバリスタは誘電率が
小さく、また誘電損失角tanδが５〜10％と大きい
ため、もつぱらバリスタの用途にしか利用し得な
い。
一方、コンデンサとしては大きな誘電率を有す
るチタン酸バリウムBaTiO3やチタン酸ストロン
チウムSrTiO3を主成分とする誘電体磁器が小形
大容量のコンデンサとして広く電子回路に使われ
ている。しかしながら、素子に１ｍＡ以上の電流
が流れると破壊されコンデンサとしての機能をな
くするという欠点がある。
るチタン酸バリウムBaTiO3やチタン酸ストロン
チウムSrTiO3を主成分とする誘電体磁器が小形
大容量のコンデンサとして広く電子回路に使われ
ている。しかしながら、素子に１ｍＡ以上の電流
が流れると破壊されコンデンサとしての機能をな
くするという欠点がある。
最近、電子機器は極めて高度な制御を要するよ
うになり、産業用はもとより、マイクロコンピユ
ータの応用により、民生機器も極めて高精度を要
求されるようになつてきた。そして、マイクロコ
ンピユータ等を構成するロジツク回路はパルス信
号により動作するため、必然的にノイズに影響さ
れやすいという欠点がある。このため、電子計算
機、バンキングマシン、交通制御機器等はノイズ
あるいはサージにより、いつたん誤動作、破壊を
おこすと社会的問題にもなる。このような問題の
対策として従来よりノイズフイルタが使用されて
きた。ノイズとは電子機器を動作させるとき目的
とする信号電圧以外の妨害電圧のことであり、人
工的に発生するものと、自然現象により発生する
ものにわけられる。そして、このようなノイズを
コイルとコンデンサを組み合わせた回路で除去し
ていた。しかしながら、人工的に発生するノイズ
では特に送電線の遮断器の開閉に起因するもの、
自然現象によるノイズでは特に雷サージによるも
の等はノイズの基本周波数が低く５〜20KHz程度
であり、従来のコイルとコンデンサの組み合わせ
だけではこれらのノイズを除去することができな
かつた。このような問題にかんがみ、線間あるい
は線アース間に電圧非直線抵抗体（バリスタ）を
併用したノイズフイルタが最近しばしば使われて
いる。このようなノイズフイルタは極めて広範囲
にわたるノイズが除去しうるので、マイコン制御
機器の誤動作防止に有効である。しかしながら、
このノイズフイルタはそのセツト内部における部
品点数が多くなりコスト高になる上、小形化の技
術動向に反するという欠点があつた。
うになり、産業用はもとより、マイクロコンピユ
ータの応用により、民生機器も極めて高精度を要
求されるようになつてきた。そして、マイクロコ
ンピユータ等を構成するロジツク回路はパルス信
号により動作するため、必然的にノイズに影響さ
れやすいという欠点がある。このため、電子計算
機、バンキングマシン、交通制御機器等はノイズ
あるいはサージにより、いつたん誤動作、破壊を
おこすと社会的問題にもなる。このような問題の
対策として従来よりノイズフイルタが使用されて
きた。ノイズとは電子機器を動作させるとき目的
とする信号電圧以外の妨害電圧のことであり、人
工的に発生するものと、自然現象により発生する
ものにわけられる。そして、このようなノイズを
コイルとコンデンサを組み合わせた回路で除去し
ていた。しかしながら、人工的に発生するノイズ
では特に送電線の遮断器の開閉に起因するもの、
自然現象によるノイズでは特に雷サージによるも
の等はノイズの基本周波数が低く５〜20KHz程度
であり、従来のコイルとコンデンサの組み合わせ
だけではこれらのノイズを除去することができな
かつた。このような問題にかんがみ、線間あるい
は線アース間に電圧非直線抵抗体（バリスタ）を
併用したノイズフイルタが最近しばしば使われて
いる。このようなノイズフイルタは極めて広範囲
にわたるノイズが除去しうるので、マイコン制御
機器の誤動作防止に有効である。しかしながら、
このノイズフイルタはそのセツト内部における部
品点数が多くなりコスト高になる上、小形化の技
術動向に反するという欠点があつた。
発明の目的
本発明は上記欠点に鑑み、バリスタ機能とコン
デンサ機能をあわせて有する複合機能素子を安価
に製造できる複合機能素子の製造方法を提供する
ことにある。
デンサ機能をあわせて有する複合機能素子を安価
に製造できる複合機能素子の製造方法を提供する
ことにある。
発明の構成
この目的を達成するために本発明の製造方法
は、相対向する面ならびに一方の端面に連続した
電極を形成した絶縁基板上の上記相対向する面
に、誘電体磁器の焼結体を微粉砕して得た粉体
と、酸化亜鉛を主成分とし数種の金属酸化物を含
有する粉体をプラズマ溶射法により両面にそれぞ
れ溶射し誘電体と電圧非直線抵抗体を形成し、さ
らに上記絶縁基板の一方の端面の電極上に絶縁体
を形成して後、上記誘電体と電圧非直線抵抗体と
絶縁体のそれぞれの表面に連続した電極を形成す
るものであり、この方法によつて得られた素子は
バリスタとコンデンサの複合機能を備えているた
め、従来のバリスタとコンデンサを並列に接続す
る回路において１個の素子で用を果たすものであ
る。
は、相対向する面ならびに一方の端面に連続した
電極を形成した絶縁基板上の上記相対向する面
に、誘電体磁器の焼結体を微粉砕して得た粉体
と、酸化亜鉛を主成分とし数種の金属酸化物を含
有する粉体をプラズマ溶射法により両面にそれぞ
れ溶射し誘電体と電圧非直線抵抗体を形成し、さ
らに上記絶縁基板の一方の端面の電極上に絶縁体
を形成して後、上記誘電体と電圧非直線抵抗体と
絶縁体のそれぞれの表面に連続した電極を形成す
るものであり、この方法によつて得られた素子は
バリスタとコンデンサの複合機能を備えているた
め、従来のバリスタとコンデンサを並列に接続す
る回路において１個の素子で用を果たすものであ
る。
実施例の説明
以下、本発明の一実施例について図面を参照し
ながら説明する。
ながら説明する。
第１図は本発明方法により得られる複合機能素
子の等価回路図である。第２図は同じく複合機能
素子の断面図である。１は平板状の絶縁基板、２
は銀電極、３は誘電体、４は電圧非直線抵抗体、
５は絶縁体、６は電極である。
子の等価回路図である。第２図は同じく複合機能
素子の断面図である。１は平板状の絶縁基板、２
は銀電極、３は誘電体、４は電圧非直線抵抗体、
５は絶縁体、６は電極である。
まず、BaTiO3の粉末にSrO、SnO2、ZnO2を
0.01〜1.0モル％加え、十分に混合した。これを
直径25mm、厚さ５mmに形成し1200〜1300℃の温度
で１〜３時間焼成して後、この焼結体を微粉砕し
誘電体３の微粉末を作つた。平均粒径は約20μｍ
である。
0.01〜1.0モル％加え、十分に混合した。これを
直径25mm、厚さ５mmに形成し1200〜1300℃の温度
で１〜３時間焼成して後、この焼結体を微粉砕し
誘電体３の微粉末を作つた。平均粒径は約20μｍ
である。
次に、ZnOの粉末に、合計量に対してBi2O3を
0.5モル％、Co2O3を0.5モル％、MnO2を0.5％、
Sb2O3を1.0モル％、Cr2O3を0.5モル％の割合で加
え、十分に混合した。これを直径25mm、厚さ５mm
に成形し、1250℃で２時間焼成して後、この焼結
対を微粉砕し、電圧非直線抵抗体４の微粉末を作
つた。平均粒径は約20μｍである。
0.5モル％、Co2O3を0.5モル％、MnO2を0.5％、
Sb2O3を1.0モル％、Cr2O3を0.5モル％の割合で加
え、十分に混合した。これを直径25mm、厚さ５mm
に成形し、1250℃で２時間焼成して後、この焼結
対を微粉砕し、電圧非直線抵抗体４の微粉末を作
つた。平均粒径は約20μｍである。
次に、アルミナ基板１を用意し、その相対向す
る面ならびに一方の端面が電気的に接続されるよ
うに銀電極ペーストを塗布し800℃で焼付けて連
続した銀電極２を形成した。
る面ならびに一方の端面が電気的に接続されるよ
うに銀電極ペーストを塗布し800℃で焼付けて連
続した銀電極２を形成した。
次に、この銀電極２を形成した相対向する面の
片面側にプラズマ溶射によつて誘電体３の微粉末
を溶射して誘電体３を形成し、もう一方の面に同
様にプラズマ溶射によつて電圧非直線抵抗体４の
微粉を溶射し、電圧非直線抵抗体４を形成した。
これを700℃〜800℃の温度で2H熱処理を行つた。
片面側にプラズマ溶射によつて誘電体３の微粉末
を溶射して誘電体３を形成し、もう一方の面に同
様にプラズマ溶射によつて電圧非直線抵抗体４の
微粉を溶射し、電圧非直線抵抗体４を形成した。
これを700℃〜800℃の温度で2H熱処理を行つた。
次に、上記アルミナ基板１の一方の端面に形成
した銀電極２上にSiO2−PbO−B2Oなどからなる
ガラスペースト塗布し、600〜800℃で焼付け、ガ
ラスからなる絶縁体５を形成した。また、上記絶
縁体５をガラスで形成する他に、アルミナ基板１
を150℃まで加熱した後、一方の端面に形成した
銀電極２上にエポキシ等の絶縁樹脂粉体を塗着さ
せ、150℃で硬化させて絶縁体５を形成したもの
も作成した。その後、上記絶縁体５がガラスの場
合には、誘電体３と電圧非直線抵抗体４の表面に
銀電極ペーストを塗布し、800℃で焼付けて電極
６を形成した。また、上記絶縁体５が樹脂の場合
には、アルミニウム等の電気溶射により電極６を
形成した。なお、この電極６は絶縁体５を介して
誘電体３と電圧非直線抵抗体４の両表面にまたが
つて連続して形成されたものである。
した銀電極２上にSiO2−PbO−B2Oなどからなる
ガラスペースト塗布し、600〜800℃で焼付け、ガ
ラスからなる絶縁体５を形成した。また、上記絶
縁体５をガラスで形成する他に、アルミナ基板１
を150℃まで加熱した後、一方の端面に形成した
銀電極２上にエポキシ等の絶縁樹脂粉体を塗着さ
せ、150℃で硬化させて絶縁体５を形成したもの
も作成した。その後、上記絶縁体５がガラスの場
合には、誘電体３と電圧非直線抵抗体４の表面に
銀電極ペーストを塗布し、800℃で焼付けて電極
６を形成した。また、上記絶縁体５が樹脂の場合
には、アルミニウム等の電気溶射により電極６を
形成した。なお、この電極６は絶縁体５を介して
誘電体３と電圧非直線抵抗体４の両表面にまたが
つて連続して形成されたものである。
また、上記プラズマ溶射法は電気的アークによ
つて酸化物を高温で溶融すると同時に、高圧の不
活性ガスによつて飛ばし、対象物に付着させて膜
を形成する方法である。今回の実施例での溶射条
件は60〜80Kwの電気的アークで粉末を溶融し、
溶射距離は10cm、不活性ガスとしてArを使用し
た。
つて酸化物を高温で溶融すると同時に、高圧の不
活性ガスによつて飛ばし、対象物に付着させて膜
を形成する方法である。今回の実施例での溶射条
件は60〜80Kwの電気的アークで粉末を溶融し、
溶射距離は10cm、不活性ガスとしてArを使用し
た。
このようにして得られた上記実施例による複合
機能素子の形状は10mm×10mmで、アルミナ基板１
の厚みは１mmで誘電体３、電圧非直線抵抗体４の
厚みは100μ〜１mmであつた。そして性能は静電
容量３〜10nF、tanδ1.5〜２％、バリスタ電圧40
〜200V、αは20〜40、サージ耐量500〜1000Aで
あつた。これらの特性はプラズマ溶射の時間を変
えることによつて可変である。また、上記実施例
の溶射時間は30秒〜２分間である。
機能素子の形状は10mm×10mmで、アルミナ基板１
の厚みは１mmで誘電体３、電圧非直線抵抗体４の
厚みは100μ〜１mmであつた。そして性能は静電
容量３〜10nF、tanδ1.5〜２％、バリスタ電圧40
〜200V、αは20〜40、サージ耐量500〜1000Aで
あつた。これらの特性はプラズマ溶射の時間を変
えることによつて可変である。また、上記実施例
の溶射時間は30秒〜２分間である。
なお、誘電体としてBaTiO3系磁器を用いた
が、本発明の効果から考えて磁器コンデンサ材料
でプラズマ溶射によつて誘電体を形成できるもの
ならいずれも有効である。
が、本発明の効果から考えて磁器コンデンサ材料
でプラズマ溶射によつて誘電体を形成できるもの
ならいずれも有効である。
また、絶縁基板としてアルミナ基板を用いたが
耐熱性に優れその上に電極を形成できるものであ
れば、いずれも有効である。
耐熱性に優れその上に電極を形成できるものであ
れば、いずれも有効である。
発明の効果
以上、詳細に述べたように、本発明は電極を形
成した絶縁基板の相対向する面にプラズマ溶射に
よつて、誘電体と電圧非直線抵抗体を形成するこ
とにより、きわめて容易にコンデンサとバリスタ
の両機能を有する素子を提供することができ、電
子機器のノイズ対策部品として、その実用的価値
は大なるものである。
成した絶縁基板の相対向する面にプラズマ溶射に
よつて、誘電体と電圧非直線抵抗体を形成するこ
とにより、きわめて容易にコンデンサとバリスタ
の両機能を有する素子を提供することができ、電
子機器のノイズ対策部品として、その実用的価値
は大なるものである。
第１図は本発明の方法により得られた複合機能
素子の等価回路を示す図、第２図は同じく本発明
の方法の実施例により得られた複合機能素子の断
面図である。 １……絶縁基板（アルミナ基板）、２……銀電
極、３……誘電体、４……電圧非直線抵抗体、５
……絶縁体、６……電極。
素子の等価回路を示す図、第２図は同じく本発明
の方法の実施例により得られた複合機能素子の断
面図である。 １……絶縁基板（アルミナ基板）、２……銀電
極、３……誘電体、４……電圧非直線抵抗体、５
……絶縁体、６……電極。
Claims (1)
- １ 耐熱性に優れた絶縁基板の相対向する面なら
びに一方の端面に連続した電極を形成し、この相
対向する面の一方の電極上に誘電体磁器の焼結体
を微粉砕した粉体をプラズマ溶射法により溶射し
て誘電体を形成すると共に、上記相対向する面の
他方の電極上に酸化亜鉛を主成分とし数種の金属
酸化物を含有する粉体を同様に形成して電圧非直
線抵抗体を形成し、さらに上記絶縁基板の一方の
端面の電極上に絶縁体を形成して後、上記誘電体
と電圧非直線抵抗体と絶縁体のそれぞれの表面に
連続した電極を形成する複合機能素子の製造方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58233882A JPS60124909A (ja) | 1983-12-12 | 1983-12-12 | 複合機能素子の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58233882A JPS60124909A (ja) | 1983-12-12 | 1983-12-12 | 複合機能素子の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60124909A JPS60124909A (ja) | 1985-07-04 |
| JPH0449770B2 true JPH0449770B2 (ja) | 1992-08-12 |
Family
ID=16962035
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58233882A Granted JPS60124909A (ja) | 1983-12-12 | 1983-12-12 | 複合機能素子の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60124909A (ja) |
-
1983
- 1983-12-12 JP JP58233882A patent/JPS60124909A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60124909A (ja) | 1985-07-04 |
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