JPH04569B2

JPH04569B2 -

Info

Publication number: JPH04569B2
Application number: JP58196339A
Authority: JP
Inventors: Keiichi Noi; Akihiro Takami
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1983-10-20
Filing date: 1983-10-20
Publication date: 1992-01-08
Also published as: JPS6088403A

Description

【発明の詳細な説明】

産業上の利用分野本発明は電子機器や電気機器で発生する異常電
圧、ノイズ、静電気などを吸収もしくは除去する
SrTiO₃を主成分とす電圧依存性非直線抵抗体を
得るための磁器組成物に関するものである。従来例の構成とその問題点従来、各種電子機器、電気機器における異常高
電圧（以下サージと呼ぶ）の吸収、雑音の除去、
火花消去などのために電圧依存性非直線抵抗特性
を有するSiCバリスタZnO系バリスタなどが使用
されていた。このようなバリスタの電圧−電流特
性は近似的に次式のように表わすことができる。Ｉ＝(V/C)〓ここで、Ｉは電流、Ｖは電圧、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。 SiCバリスタのαは２〜７程度、ZnO系バリス
タではαが50にもおよぶものがある。このような
バリスタはサージのように比較的高い電圧の吸収
に優れた性能を有しているが、誘電率が低く固有
静電容量が小さいため、バリスタ電圧以下の低い
電圧の吸収（例えばノイズなど）に対してはほと
んど効果を示さず、また誘電損失角（tanδ）も５
〜10％と大きい。一方、これらのノイズなどの除去には組成や焼
成条件を適当に選択することにより、見かけの誘
電率が５×10⁴〜６×10⁴程度でtanδが１％前後の
半導体磁器コンデンサが利用されている。しか
し、この半導体磁器コンデンサはサージなどによ
りある限度以上の電流が素子に印加されると破壊
したり、コンデンサとしての機能を果たさなくな
つたりする。上記のような理由で電気機器、電子機器におい
ては、サージ吸収やノイズ除去などの目的のため
には、通常バリスタとコンデンサおよび他の部品
（例えばコイル）とを組み合わせて使用され、例
えばノイズフイルタはこのような構成になつてい
る。第１図は一般的な従来のノイズフイルタ回路を
示し、第２図はバリスタとコンデンサおよびコイ
ル組み合わせて構成された従来のノイズフイルタ
回路を示しており、１はコイル、２はコンデン
サ、３はバリスタである。しかし、このような第２図に示す構成は機器内
部における部品点数が多くなる上に機器の小形化
動向に相反するという欠点を有していた。発明の目的本発明は上記のような従来のサージ吸収、ノイ
ズ除去における欠点を除去し、バリスタとコンデ
ンサの両方の機能を有し、１個の素子でサージ吸
収およびノイズ除去が可能な複合機能を有するバ
リスタを作るのに好適な磁器組成物を提供するこ
とを目的としている。発明の構成本発明は上記のような目的を達成するために、
SrTiO₃を99.995〜70.000mol％と、Nb₂O₃、
Ta₂O₅、WO₃、La₂O₃、CeO₂、Nd₂O₃、Y₂O₃、
Pr₆O₁₁、Sm₂O₃、Eu₂O₃、Sc₂O₃、Dy₂O₃の内の
少なくとも１種以上の金属酸化物を0.001〜
5.000mol％と、Al₂O₃を0.001〜10.000mol％と、
B₂O₃を0.001〜5.000mol％と、CuOを0.001〜
5.000mol％と、Ag₂Oを0.001〜5.000mol％含有し
てなる電圧依存性非直線抵抗体磁器組成物に係わ
るものである。実施例の説明以下に本発明を実施例を上げて具体的に説明す
る。 SrCO₃およびTiO₂SrTiO₃になるようにそれぞ
れ秤量配合し、ボールミルで15時間撹拌混合し、
これを乾燥し粉砕した後、1200℃で３時間焼成
し、再び粉砕してSrTiO₃を作製した。次に、上記SrTiO₃にNb₂O₅、Ta₂O₅、WO₃、
La₂O₃、CeO₂、Nd₂O₃、Y₂O₃、Pr₆O₁₁、Sm₂O₃、
Eu₂O₃、Sc₂O₃、Dy₂O₃の内から選択された少な
くとも１種以上の金属酸化物と、Al₂O₃とB₂O₃と
CuOとAg₂Oを下記の第１表に示す配合比率にな
るように秤量配合した。次に、ボールミルで20時間撹拌混合した後、乾
燥、粉砕し、10〜15重量％のポリビニルアルコー
ルなどの有機結合剤を混合して造粒し、成型圧約
1.5t/cm²で10φ（mm）×1t（mm）の円板状に成形した。これらの円板N₂（95容積％）＋H₂（５容積％）
の還元雰囲気で約1350℃、４時間焼成した。次
に、空気中で1100℃、３時間の熱処理を行つた。
こうして得られた第３図に示す焼成体４は出発原
料とほぼ同じ組成であつた。そして、上記焼成体
４の両平面に銀などの導電性ペーストを塗布し、
550℃で焼付けることにより電極５，６を形成し
た。上記の操作によつて得られた素子の特性を以下
の第２表に示す。

【表】

【表】 (注) ＊……比較例

【表】

【表】ここで、素子のバリスタとしての特性評価は上
述した電圧−電流特性式Ｉ＝(V/C)〓（ただし、Ｉは電流、Ｖは電圧、Ｃはバリスタ
固有の定数、αは非直線指数）におけるαとＣに
よつて行うことが可能である。しかし、Ｃの正確
な測定が困難であるため、本発明においては
1mAのバリスタ電流を流した時の単位厚み当り
のバリスタ電圧（以下V₁mA／mmと呼ぶ）の値
と、α＝１／log（V₁₀mA／V₁mA）〔ただし、
V₁₀mAは10mAのバリスタ電流を流した時のバリ
スタ電圧、V₁mAは1mAのバリスタ電流を流し
た時のバリスタ電圧〕の値によりバリスタとして
の特性評価を行つている。また、コンデンサとし
ての特性評価は測定周波数1KHzにおける誘電率
ε、誘電損失角tanδで行つている。以上に示したように、SrTiO₃に半導体化物質
として、Nb₂O₅、Ta₂O₅、WO₃、La₂O₃、CeO₂、
Nd₂O₃、Y₂O₃、Pr₆O₁₁、Sm₂O₃、Eu₂O₃、
Sc₂O₃、Dy₂O₃を添加しただけではαが小さく実
用的でない。そこで、Al₂O₃、B₂O₃、CuO、Ag₂Oを添加す
るとαが大きくなる。この効果はAl₂O₃、B₂O₃、
CuO、Ag₂O各々１種類だけ添加した場合にも得
られるが、誘電率が小さくバリスタ電圧が高くな
る。一方、Al₂O₃、B₂O₃、CuO、Ag₂Oを同時に
添加すると、α、誘電率共に大きく、バリスタ電
圧も下げることが可能となり、バリスタとコンデ
ンサの両方の機能を同時に得ることができる。このような効果が現われるのは、Nb₂O₅、
Ta₂O₅、WO₃、La₂O₃、CeO₂、Nd₂O₃、Y₂O₃、
Pr₆O₁₁、Sm₂O₃、Eu₂O₃、Sc₂O₃、Dy₂O₃の内か
ら選択された１種以上の金属酸化物の合計添加量
が0.001〜5.000mol％の範囲であり、5.000mol％
を超えるとtanδが著しく大きくなる。また、Al₂O₃は0.001〜10.000mol％の範囲であ
り、10.000mol％を超えると化合物を生じてαを
低下させる。また、B₂O₃、CuO、Ag₂Oはそれぞれ0.001〜
5.000mol％の範囲であり、5.000mol％を超える
と誘電率が減少し、バリスタ電圧が高くなり実用
的でなくなる。なお、上記実施例では一部分の組成についての
み示したが、それぞれの物質を規定した添加量の
範囲内で添加すれば同様の効果が得られることを
確認した。以上述べたように本発明によれば、バリスタと
コンデンサの両方の機能を同時に得ることができ
る。第５図に示したように従来のフイルタ回路では
ノイズ入力Ａに対して出力状況曲線Ｃとなり十分
にノイズを除去していない。また、第２図に示し
た従来のバリスタを含むフイルタ回路では本発明
による素子を用いた場合と類似した効果が得られ
るが、バリスタを別個に必要とするため部品点数
が多くなる。そこで、本発明による素子を使用して第４図に
示すような回路を作つたところ、ノイズ入力Ａに
対して出力状況曲線Ｂのようになり、ノイズを十
分におさえることができた。なお、第４図で７は本発明の素子、８はコイル
である。発明の効果以上述べたように本発明による磁器組成物を利
用した素子は従来にないバリスタとコンデンサの
複合機能を有し、しかも従来のノイズフイルタ回
路をを簡略化し、小形、高性能、低コスト化に寄
与するものであり、各種電気機器、電子機器のサ
ージ吸収、ノイズ除去に利用が可能であり、その
実用上の価値は極めて大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図はそれぞれ従来におけるノイズ
フイルタ回路を示す図、第３図は本発明による磁
器組成物を用いた素子の断面図、第４図は第３図
の素子を用いたノイズフイルタ回路を示す図、第
５図は従来および本発明による素子を用いたノイ
ズフイルタ回路による入力ノイズと出力ノイズを
示す特性図である。

Claims

【特許請求の範囲】

１ SrTiO₃を99.995〜70.000mol％と、Nb₂O₅、
Ta₂O₅、WO₃、La₂O₃、CeO₂、Nd₂O₃、Y₂O₃、
Pr₆O₁₁、Sm₂O₃、Eu₂O₃、Sc₂O₃、Dy₂O₃の内の
少なくとも１種以上の金属酸化物を0.001〜
5.000mol％と、Al₂O₃を0.001〜10.000mol％と、
B₂O₃を0.001〜5.000mol％と、CuOを0.001〜
5.000mol％と、Ag₂Oを0.001〜5.000mol％含有し
てなることを特徴とする電圧依存性非直線抵抗体
磁器組成物。