JPH09183650A - 半導体磁器組成物とその製造方法 - Google Patents
半導体磁器組成物とその製造方法Info
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- JPH09183650A JPH09183650A JP7342164A JP34216495A JPH09183650A JP H09183650 A JPH09183650 A JP H09183650A JP 7342164 A JP7342164 A JP 7342164A JP 34216495 A JP34216495 A JP 34216495A JP H09183650 A JPH09183650 A JP H09183650A
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- semiconductor porcelain
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 従来においては、急峻ノイズ等の繰り返しに
も変質が生じない、安定な絶縁層が形成された半導体磁
器組成物で、電気的特性の優れたものを得ることができ
なかった。 【解決手段】 （Ｓｒ1-X-Y ＣａX ＰｂY ）a （Ｔｉ
1-Z αZ ）b Ｏ3 （式中、αはＤｙ、Ｌａ、Ｌｕ、Ｎｄ
及びＳｍから選ばれた元素で、Ｘ、Ｙ及びＺは、それぞ
れ０＜Ｘ≦０．２５、０＜Ｙ≦０．１０、０．００１≦
Ｚ≦０．００８の範囲内の値で、かつａ及びｂは、０．
９９０≦ａ／ｂ＜１．０００の関係を満たす値）で示さ
れる組成を有し、結晶粒界層に、ＣｏとＣｕとＭｎとの
うち少なくとも１種、及びＢとＢｉとのうち少なくとも
１種、及びＮａ、Ｏ、Ｔｉが偏析している半導体磁器組
成物を使用してバリスタ素子を製造する。
も変質が生じない、安定な絶縁層が形成された半導体磁
器組成物で、電気的特性の優れたものを得ることができ
なかった。 【解決手段】 （Ｓｒ1-X-Y ＣａX ＰｂY ）a （Ｔｉ
1-Z αZ ）b Ｏ3 （式中、αはＤｙ、Ｌａ、Ｌｕ、Ｎｄ
及びＳｍから選ばれた元素で、Ｘ、Ｙ及びＺは、それぞ
れ０＜Ｘ≦０．２５、０＜Ｙ≦０．１０、０．００１≦
Ｚ≦０．００８の範囲内の値で、かつａ及びｂは、０．
９９０≦ａ／ｂ＜１．０００の関係を満たす値）で示さ
れる組成を有し、結晶粒界層に、ＣｏとＣｕとＭｎとの
うち少なくとも１種、及びＢとＢｉとのうち少なくとも
１種、及びＮａ、Ｏ、Ｔｉが偏析している半導体磁器組
成物を使用してバリスタ素子を製造する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は半導体磁器組成物と
その製造方法に関し、より詳細には各種通信機器や事務
・音響機器等に搭載される電気・電子回路等において、
ノイズ吸収部品として利用される電流電圧非直線性粒界
絶縁型の半導体磁器素子を構成する半導体磁器組成物と
その製造方法に関する。
その製造方法に関し、より詳細には各種通信機器や事務
・音響機器等に搭載される電気・電子回路等において、
ノイズ吸収部品として利用される電流電圧非直線性粒界
絶縁型の半導体磁器素子を構成する半導体磁器組成物と
その製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】粒界絶縁型半導体磁器は半導体化した磁
器焼結体（セラミックス）の結晶粒界に比較的低融点の
金属酸化物などが熱拡散し、前記結晶粒界に酸化物絶縁
層が形成されたものであり、この粒界部絶縁化により得
られる粒界絶縁型半導体磁器は容量素子として用いられ
る。また前記半導体磁器の粒界絶縁層は、一般に数ｎｍ
と薄いことから、粒界絶縁型半導体磁器からなる容量素
子は、他の材料の磁器からなる容量素子と比較した場
合、より小型で大きな静電容量（Ｃ）が得られるという
利点を有する。
器焼結体（セラミックス）の結晶粒界に比較的低融点の
金属酸化物などが熱拡散し、前記結晶粒界に酸化物絶縁
層が形成されたものであり、この粒界部絶縁化により得
られる粒界絶縁型半導体磁器は容量素子として用いられ
る。また前記半導体磁器の粒界絶縁層は、一般に数ｎｍ
と薄いことから、粒界絶縁型半導体磁器からなる容量素
子は、他の材料の磁器からなる容量素子と比較した場
合、より小型で大きな静電容量（Ｃ）が得られるという
利点を有する。
【０００３】特に、チタン酸ストロンチウム（ＳｒＴｉ
Ｏ3 ）を主成分とした半導体磁器素子は、前記金属酸化
物などの熱拡散による粒界絶縁型構造をとり易いこと、
電気的特性が温度や周波数に対して安定していること、
誘電損失（ＤＦ）が小さいこと等の種々の利点を有し、
近年の電子機器・回路等の高周波化や各種の用途環境に
対する高信頼化の要求にも対応し易い。このため、セラ
ミックス電子部品メーカ各社ともチタン酸ストロンチウ
ムを主成分とした容量素子の高機能化、高付加価値化を
図るべく研究開発を進めている。
Ｏ3 ）を主成分とした半導体磁器素子は、前記金属酸化
物などの熱拡散による粒界絶縁型構造をとり易いこと、
電気的特性が温度や周波数に対して安定していること、
誘電損失（ＤＦ）が小さいこと等の種々の利点を有し、
近年の電子機器・回路等の高周波化や各種の用途環境に
対する高信頼化の要求にも対応し易い。このため、セラ
ミックス電子部品メーカ各社ともチタン酸ストロンチウ
ムを主成分とした容量素子の高機能化、高付加価値化を
図るべく研究開発を進めている。
【０００４】このような研究開発の成果を示す公知例と
して、例えばチタン酸ストロンチウムを主成分とした半
導体磁器の結晶粒界にＢｉ、Ｐｂ、Ｂ、Ｃｕ、Ａｌ等の
金属酸化物を熱拡散させて高い誘電率を有する粒界絶縁
型半導体磁器を製造した例（特公昭６２−４２３６８号
公報）、チタン酸カルシウムをチタン酸ストロンチウム
と固溶させた半導体磁器の結晶粒界にアルカリ金属を熱
拡散させ、バリスタ機能を付与した粒界絶縁型半導体磁
器を製造した例（特開昭５８−９１６０２号公報）等が
挙げられる。
して、例えばチタン酸ストロンチウムを主成分とした半
導体磁器の結晶粒界にＢｉ、Ｐｂ、Ｂ、Ｃｕ、Ａｌ等の
金属酸化物を熱拡散させて高い誘電率を有する粒界絶縁
型半導体磁器を製造した例（特公昭６２−４２３６８号
公報）、チタン酸カルシウムをチタン酸ストロンチウム
と固溶させた半導体磁器の結晶粒界にアルカリ金属を熱
拡散させ、バリスタ機能を付与した粒界絶縁型半導体磁
器を製造した例（特開昭５８−９１６０２号公報）等が
挙げられる。
【０００５】最近では、チタン酸ストロンチウムを主成
分とし、バリスタ機能を有する粒界絶縁型半導体磁器
は、これまでの主な用途先であった低周波アナログ回路
以外に、電源用ノイズフィルタ、半導体デバイスのノイ
ズ吸収素子等にもその用途が広がっている。このような
用途の代表例として容量性バリスタが挙げられる。この
容量性バリスタは複合機能素子であり、通常はコンデン
サとして機能するが、数ｋＶに及ぶ外来サージや急峻ス
イッチングノイズが回路内に発生した際にはバリスタと
して機能し、前記外来サージ等を吸収し、未然に回路素
子（各種ＩＣ、ＬＳＩ等）の誤動作や絶縁破壊を防止す
る。チタン酸ストロンチウムを主成分とした容量性バリ
スタは、従来から使用されているＺｎＯ系バリスタに電
流電圧非直線性、サージ耐量では及ばないものの、前記
ＺｎＯ系バリスタに比べて大きな比誘電率を示し、コン
デンサとしての機能に優れるという利点を有している。
容量性バリスタは被保護回路や被保護素子に対して通常
並列接続され、吸収した電気的エネルギーを、熱的エネ
ルギーに変換して系外に放散する。
分とし、バリスタ機能を有する粒界絶縁型半導体磁器
は、これまでの主な用途先であった低周波アナログ回路
以外に、電源用ノイズフィルタ、半導体デバイスのノイ
ズ吸収素子等にもその用途が広がっている。このような
用途の代表例として容量性バリスタが挙げられる。この
容量性バリスタは複合機能素子であり、通常はコンデン
サとして機能するが、数ｋＶに及ぶ外来サージや急峻ス
イッチングノイズが回路内に発生した際にはバリスタと
して機能し、前記外来サージ等を吸収し、未然に回路素
子（各種ＩＣ、ＬＳＩ等）の誤動作や絶縁破壊を防止す
る。チタン酸ストロンチウムを主成分とした容量性バリ
スタは、従来から使用されているＺｎＯ系バリスタに電
流電圧非直線性、サージ耐量では及ばないものの、前記
ＺｎＯ系バリスタに比べて大きな比誘電率を示し、コン
デンサとしての機能に優れるという利点を有している。
容量性バリスタは被保護回路や被保護素子に対して通常
並列接続され、吸収した電気的エネルギーを、熱的エネ
ルギーに変換して系外に放散する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】容量性バリスタに要求
される電気的特性を以下に示す。
される電気的特性を以下に示す。
【０００７】立ち上がりが急峻なノイズを吸収できる
ように、静電容量（Ｃ）が十分に大きいこと。 保護素子の定格電圧に合わせて、バリスタ電圧（Ｖ
1mA ）の制御が一定範囲内で自在に行えること。 立ち上がりが急峻なノイズに対する応答性を早めるべ
く、電流電圧非直線係数（α）が十分に大きいこと。 電流電圧特性（Ｉ−Ｖカーブ）の再現性に優れ、急峻
ノイズ吸収後においても、バリスタ電圧（Ｖ1mA ）と電
流電圧非直線係数（α）の変化率が小さいこと。
ように、静電容量（Ｃ）が十分に大きいこと。 保護素子の定格電圧に合わせて、バリスタ電圧（Ｖ
1mA ）の制御が一定範囲内で自在に行えること。 立ち上がりが急峻なノイズに対する応答性を早めるべ
く、電流電圧非直線係数（α）が十分に大きいこと。 電流電圧特性（Ｉ−Ｖカーブ）の再現性に優れ、急峻
ノイズ吸収後においても、バリスタ電圧（Ｖ1mA ）と電
流電圧非直線係数（α）の変化率が小さいこと。
【０００８】〜に示した特性に対しては、前記公報
に記載された発明等、従来より種々の提案がなされてお
り、ほぼ満足する技術が開発されている。しかし、に
示した特性に関しては、種々の提案がなされているもの
の、バリスタ電圧（Ｖ1mA ）と電流電圧非直線係数
（α）との変化率を十分に小さくすることができず、依
然課題として残っている。
に記載された発明等、従来より種々の提案がなされてお
り、ほぼ満足する技術が開発されている。しかし、に
示した特性に関しては、種々の提案がなされているもの
の、バリスタ電圧（Ｖ1mA ）と電流電圧非直線係数
（α）との変化率を十分に小さくすることができず、依
然課題として残っている。
【０００９】外来高電圧サージ（雷サージ）や急峻スイ
ッチングノイズを吸収した後に、バリスタ電圧（Ｖ
1mA ）や電流電圧非直線係数（α）が変化する原因とし
て、焼結体（セラミックス）と電極間に存在する電極界
面絶縁層の存在が挙げられる。すなわち、急峻スイッチ
ングノイズ等を吸収すると、この電極界面絶縁層の破
壊、あるいは変質が生じ、これにより素子の電流電圧特
性（Ｉ−Ｖカーブ）に変化が生じて、バリスタ電圧（Ｖ
1mA ）や電流電圧非直線係数（α）が変化すると考えら
れる。
ッチングノイズを吸収した後に、バリスタ電圧（Ｖ
1mA ）や電流電圧非直線係数（α）が変化する原因とし
て、焼結体（セラミックス）と電極間に存在する電極界
面絶縁層の存在が挙げられる。すなわち、急峻スイッチ
ングノイズ等を吸収すると、この電極界面絶縁層の破
壊、あるいは変質が生じ、これにより素子の電流電圧特
性（Ｉ−Ｖカーブ）に変化が生じて、バリスタ電圧（Ｖ
1mA ）や電流電圧非直線係数（α）が変化すると考えら
れる。
【００１０】前記電極界面絶縁層の破壊等による電気的
特性の変化を抑制するには次の方法が有効である。
特性の変化を抑制するには次の方法が有効である。
【００１１】(a) 回路実装前に容量性バリスタ素子に
熱処理を施すことにより、電極界面絶縁層を改質する。 (b) 回路実装前に容量性バリスタ素子に意図的にサー
ジ等を印加し、予め電極界面絶縁層を破壊しておく。 (c) 急峻ノイズ等の繰り返しにも変質を生じない、安
定な絶縁層を形成する。
熱処理を施すことにより、電極界面絶縁層を改質する。 (b) 回路実装前に容量性バリスタ素子に意図的にサー
ジ等を印加し、予め電極界面絶縁層を破壊しておく。 (c) 急峻ノイズ等の繰り返しにも変質を生じない、安
定な絶縁層を形成する。
【００１２】従来は(a) 、(b) の方法を併用するか、又
は印加するサージの特性をコントロールすることによる
(b) の方法のみを行っていた。すなわち、特公平５−５
７７２４号公報には、５ｋＶのサージ電圧を印加するこ
とにより電極界面絶縁層を破壊し、バリスタ電圧（Ｖ
1mA ）の変化を約４％以下に抑制する方法が開示されて
いる。前記公報によれば、数１００Ｖのサージ電圧を数
十回印加した上でさらに熱処理を必要とする従来技術に
比べ、サージの印加のみでバリスタ電圧（Ｖ1mA）の変
化を抑制することができるので、バリスタの製造工程を
著しく簡略化できるとの記載がなされている。
は印加するサージの特性をコントロールすることによる
(b) の方法のみを行っていた。すなわち、特公平５−５
７７２４号公報には、５ｋＶのサージ電圧を印加するこ
とにより電極界面絶縁層を破壊し、バリスタ電圧（Ｖ
1mA ）の変化を約４％以下に抑制する方法が開示されて
いる。前記公報によれば、数１００Ｖのサージ電圧を数
十回印加した上でさらに熱処理を必要とする従来技術に
比べ、サージの印加のみでバリスタ電圧（Ｖ1mA）の変
化を抑制することができるので、バリスタの製造工程を
著しく簡略化できるとの記載がなされている。
【００１３】しかしながら前記方法においても、サージ
を印加する工程は依然として存在するため、製造コスト
の削減が困難であるという課題があった。
を印加する工程は依然として存在するため、製造コスト
の削減が困難であるという課題があった。
【００１４】また、特開平７−２６７７２８号公報に
は、（Ｓｒ1-X-Y ＣａX ＭｇY ）a （Ｔｉ1-Z ＮｂZ ）
b Ｏ3 （式中、Ｘ、Ｙ及びＺは、それぞれ０＜Ｘ≦０．
２５、０≦Ｙ≦０．０３、０．００１≦Ｚ≦０．０１０
の範囲内の値で、かつａとｂとは、０．９９０≦ａ／ｂ
＜１．０００の関係を満たす値）で示される組成を有
し、結晶粒界層にＮａ、Ｔｉ、及びＢとＢｉのうち少な
くとも１種、さらにＭｇとＰｂのうちの少なくとも１種
を含む成分が偏析している半導体磁器組成物が提案され
ており、前記半導体磁器組成物はバリスタ電圧の変化率
（ΔＶ1mA ）及び電流電圧非直線係数の変化率（Δα）
が３％以下と小さい。
は、（Ｓｒ1-X-Y ＣａX ＭｇY ）a （Ｔｉ1-Z ＮｂZ ）
b Ｏ3 （式中、Ｘ、Ｙ及びＺは、それぞれ０＜Ｘ≦０．
２５、０≦Ｙ≦０．０３、０．００１≦Ｚ≦０．０１０
の範囲内の値で、かつａとｂとは、０．９９０≦ａ／ｂ
＜１．０００の関係を満たす値）で示される組成を有
し、結晶粒界層にＮａ、Ｔｉ、及びＢとＢｉのうち少な
くとも１種、さらにＭｇとＰｂのうちの少なくとも１種
を含む成分が偏析している半導体磁器組成物が提案され
ており、前記半導体磁器組成物はバリスタ電圧の変化率
（ΔＶ1mA ）及び電流電圧非直線係数の変化率（Δα）
が３％以下と小さい。
【００１５】しかし、前記半導体磁器組成物は、Ｍｇを
主成分として含むため、１５２０℃以上で焼成しなけれ
ばならないという課題があった。
主成分として含むため、１５２０℃以上で焼成しなけれ
ばならないという課題があった。
【００１６】
【課題を解決するための手段及びその効果】本発明者は
上記課題に鑑み、電極界面絶縁層の如何なる後処理も必
要とせず、電流電圧特性の再現性に優れ、バリスタ素子
としての性能に優れるＳｒＴｉＯ3系粒界絶縁型の半導
体磁器組成物及びその製造方法を提供することを目的と
して検討を行った結果、セラミックス結晶粒内と粒界層
の化学組成を精密に制御することにより、急峻なノイズ
等の繰り返しに対しても十分安定な絶縁層を電極界面に
形成し得ることを見出し、本発明を完成するに至った。
上記課題に鑑み、電極界面絶縁層の如何なる後処理も必
要とせず、電流電圧特性の再現性に優れ、バリスタ素子
としての性能に優れるＳｒＴｉＯ3系粒界絶縁型の半導
体磁器組成物及びその製造方法を提供することを目的と
して検討を行った結果、セラミックス結晶粒内と粒界層
の化学組成を精密に制御することにより、急峻なノイズ
等の繰り返しに対しても十分安定な絶縁層を電極界面に
形成し得ることを見出し、本発明を完成するに至った。
【００１７】すなわち本発明に係る半導体磁器組成物
は、（Ｓｒ1-X-Y ＣａX ＰｂY ）a （Ｔｉ1-Z αZ ）b
Ｏ3 （式中、αはＤｙ、Ｌａ、Ｌｕ、Ｎｄ及びＳｍから
選ばれた元素で、Ｘ、Ｙ及びＺは、それぞれ０＜Ｘ≦
０．２５、０＜Ｙ≦０．１０、０．００１≦Ｚ≦０．０
０８の範囲内の値で、かつａ及びｂは、０．９９０≦ａ
／ｂ＜１．０００の関係を満たす値）で示される組成を
有し、結晶粒界層に、ＣｏとＣｕとＭｎとのうち少なく
とも１種、及びＢとＢｉとのうち少なくとも１種、及び
Ｎａ、Ｏ、Ｔｉが偏析していることを特徴としている。
は、（Ｓｒ1-X-Y ＣａX ＰｂY ）a （Ｔｉ1-Z αZ ）b
Ｏ3 （式中、αはＤｙ、Ｌａ、Ｌｕ、Ｎｄ及びＳｍから
選ばれた元素で、Ｘ、Ｙ及びＺは、それぞれ０＜Ｘ≦
０．２５、０＜Ｙ≦０．１０、０．００１≦Ｚ≦０．０
０８の範囲内の値で、かつａ及びｂは、０．９９０≦ａ
／ｂ＜１．０００の関係を満たす値）で示される組成を
有し、結晶粒界層に、ＣｏとＣｕとＭｎとのうち少なく
とも１種、及びＢとＢｉとのうち少なくとも１種、及び
Ｎａ、Ｏ、Ｔｉが偏析していることを特徴としている。
【００１８】上記半導体磁器組成物により構成されたバ
リスタ素子は、優れた誘電特性とバリスタ特性（バリス
タ電圧（Ｖ1mA ）、電流電圧非直線係数（α））とを兼
ね備えているばかりでなく、急峻ノイズ等の繰り返し印
加に対しても十分安定な絶縁層が電極界面に形成されて
おり、従って前記急峻ノイズ印加後においてもバリスタ
特性（バリスタ電圧（Ｖ1mA ）、電流電圧非直線係数
（α））の再現性に優れる。また、サージ等を印加する
必要がないので、前記素子の製造工程を簡略化すること
ができ、汎用性が高く、信頼性に優れたバリスタ素子を
より安価に提供することができる。
リスタ素子は、優れた誘電特性とバリスタ特性（バリス
タ電圧（Ｖ1mA ）、電流電圧非直線係数（α））とを兼
ね備えているばかりでなく、急峻ノイズ等の繰り返し印
加に対しても十分安定な絶縁層が電極界面に形成されて
おり、従って前記急峻ノイズ印加後においてもバリスタ
特性（バリスタ電圧（Ｖ1mA ）、電流電圧非直線係数
（α））の再現性に優れる。また、サージ等を印加する
必要がないので、前記素子の製造工程を簡略化すること
ができ、汎用性が高く、信頼性に優れたバリスタ素子を
より安価に提供することができる。
【００１９】上記化学組成式において、ＸはＡサイトの
Ｓｒに対するＣａの置換量を示し、Ｘが０であると絶縁
性の劣化が生じ、サージを印加すると絶縁破壊し易くな
る傾向が生じ、他方Ｘが０．２５を超えると、バリスタ
電圧の変化率（ΔＶ1mA ）及び電流電圧非直線係数の変
化率（Δα）が大きくなりすぎる傾向が生じる。ＹはＡ
サイトのＳｒに対するＰｂの置換量を示し、Ｙが０であ
ると静電容量（Ｃ）が小さくなりすぎる傾向が生じ、Ｙ
が０．１０を超えると誘電損失（ＤＦ）が大きくなりす
ぎる傾向が生じる。また、ＺはＢサイトのＴｉに対する
Ｄｙ、Ｌａ、Ｌｕ、Ｎｄ及びＳｍから選ばれた元素の置
換量を示し、Ｚが０．００１未満では絶縁耐圧が低下し
てサージを印加すると絶縁破壊し易くなる傾向が生じ、
他方Ｚが０．００８を超えると焼成後に割れを生じるこ
とがあり、素子の機械的強度を保持できない。ａ／ｂは
（Ｓｒ＋Ｃａ＋Ｐｂ）／（Ｔｉ＋Ｌａ等）のモル比を示
すが、このａ／ｂが０．９９０未満であると静電容量
（Ｃ）が小さくなりすぎる傾向が生じ、他方ａ／ｂが
１．０００以上になると絶縁耐圧が低下してサージを印
加すると絶縁破壊し易くなる傾向が生ずる。
Ｓｒに対するＣａの置換量を示し、Ｘが０であると絶縁
性の劣化が生じ、サージを印加すると絶縁破壊し易くな
る傾向が生じ、他方Ｘが０．２５を超えると、バリスタ
電圧の変化率（ΔＶ1mA ）及び電流電圧非直線係数の変
化率（Δα）が大きくなりすぎる傾向が生じる。ＹはＡ
サイトのＳｒに対するＰｂの置換量を示し、Ｙが０であ
ると静電容量（Ｃ）が小さくなりすぎる傾向が生じ、Ｙ
が０．１０を超えると誘電損失（ＤＦ）が大きくなりす
ぎる傾向が生じる。また、ＺはＢサイトのＴｉに対する
Ｄｙ、Ｌａ、Ｌｕ、Ｎｄ及びＳｍから選ばれた元素の置
換量を示し、Ｚが０．００１未満では絶縁耐圧が低下し
てサージを印加すると絶縁破壊し易くなる傾向が生じ、
他方Ｚが０．００８を超えると焼成後に割れを生じるこ
とがあり、素子の機械的強度を保持できない。ａ／ｂは
（Ｓｒ＋Ｃａ＋Ｐｂ）／（Ｔｉ＋Ｌａ等）のモル比を示
すが、このａ／ｂが０．９９０未満であると静電容量
（Ｃ）が小さくなりすぎる傾向が生じ、他方ａ／ｂが
１．０００以上になると絶縁耐圧が低下してサージを印
加すると絶縁破壊し易くなる傾向が生ずる。
【００２０】本発明に係る半導体磁器組成物の製造方法
は、チタン酸ストロンチウム系原料混合物１００重量部
に、ＡｇＯを０．０５重量部以上０．１５重量部以下の
範囲内で混合し、焼結させ、次に得られた焼結体に対
し、Ｎａ2 Ｔｉ3 Ｏ7 が５５ｍｏｌ％以上８４ｍｏｌ％
以下と、Ｂ2 Ｏ3 とＢｉ2 Ｏ3 とのうち少なくとも１種
が１５ｍｏｌ％以上４０ｍｏｌ％以下と、ＣｏＯとＣｕ
ＯとＭｎＯ2 とのうち少なくとも１種が１ｍｏｌ％以上
５ｍｏｌ％以下とからなる混合物を塗布し、熱拡散させ
ることを特徴としている。
は、チタン酸ストロンチウム系原料混合物１００重量部
に、ＡｇＯを０．０５重量部以上０．１５重量部以下の
範囲内で混合し、焼結させ、次に得られた焼結体に対
し、Ｎａ2 Ｔｉ3 Ｏ7 が５５ｍｏｌ％以上８４ｍｏｌ％
以下と、Ｂ2 Ｏ3 とＢｉ2 Ｏ3 とのうち少なくとも１種
が１５ｍｏｌ％以上４０ｍｏｌ％以下と、ＣｏＯとＣｕ
ＯとＭｎＯ2 とのうち少なくとも１種が１ｍｏｌ％以上
５ｍｏｌ％以下とからなる混合物を塗布し、熱拡散させ
ることを特徴としている。
【００２１】上記半導体磁器組成物の製造方法によれ
ば、急峻ノイズ等の繰り返し印加に対しても十分安定な
絶縁層を電極界面に形成することができ、前記半導体磁
器組成物を用いてバリスタ素子を作製すると、優れた誘
電特性とバリスタ特性（バリスタ電圧（Ｖ1mA ）、電流
電圧非直線係数（α））とを兼ね備えたものを製造する
ことができる。前記バリスタ素子の製造工程においては
サージを印加する必要がなく、従って前記半導体磁器組
成物を用いることにより、汎用性が高く、信頼性に優れ
たバリスタ素子をより安価に提供することができる。
ば、急峻ノイズ等の繰り返し印加に対しても十分安定な
絶縁層を電極界面に形成することができ、前記半導体磁
器組成物を用いてバリスタ素子を作製すると、優れた誘
電特性とバリスタ特性（バリスタ電圧（Ｖ1mA ）、電流
電圧非直線係数（α））とを兼ね備えたものを製造する
ことができる。前記バリスタ素子の製造工程においては
サージを印加する必要がなく、従って前記半導体磁器組
成物を用いることにより、汎用性が高く、信頼性に優れ
たバリスタ素子をより安価に提供することができる。
【００２２】焼成前に前記組成式で表されるチタン酸ス
トロンチウム系原料混合物１００重量部に添加するＡｇ
Ｏの量が０．０５重量部未満であると、焼結体にＡｇ電
極を形成する際、半導体磁器への電極Ａｇの拡散が抑制
されず、サージを印加すると、バリスタ電圧（Ｖ1mA ）
等が変化し易い傾向が生じ、他方、ＡｇＯの添加量が
０．１５重量部を超えると、半導体磁器の内部に存在す
るＡｇ量が多くなり、結晶粒界に絶縁層が形成されにく
くなり、静電容量（Ｃ）が小さくなりすぎる傾向が生じ
る。
トロンチウム系原料混合物１００重量部に添加するＡｇ
Ｏの量が０．０５重量部未満であると、焼結体にＡｇ電
極を形成する際、半導体磁器への電極Ａｇの拡散が抑制
されず、サージを印加すると、バリスタ電圧（Ｖ1mA ）
等が変化し易い傾向が生じ、他方、ＡｇＯの添加量が
０．１５重量部を超えると、半導体磁器の内部に存在す
るＡｇ量が多くなり、結晶粒界に絶縁層が形成されにく
くなり、静電容量（Ｃ）が小さくなりすぎる傾向が生じ
る。
【００２３】前記塗布組成物（絶縁化剤）中のＮａ2 Ｔ
ｉ3 Ｏ7 の割合が５５ｍｏｌ％未満ではバリスタ機能が
発現しない傾向が生じ、他方Ｎａ2 Ｔｉ3 Ｏ7 の割合が
８４ｍｏｌ％を超えると、バリスタ電圧の変化率（ΔＶ
1mA ）及び電流電圧非直線係数の変化率（Δα）が大き
くなりすぎる傾向が生じる。前記塗布組成物中のＢ2Ｏ3
とＢｉ2 Ｏ3 とのうちの少なくとも１種の割合が１５
ｍｏｌ％未満では、バリスタ電圧の変化率（ΔＶ1mA ）
及び電流電圧非直線係数の変化率（Δα）が大きくなり
すぎる傾向が生じ、他方Ｂ2 Ｏ3 とＢｉ2 Ｏ3 とのうち
の少なくとも１種の割合が４０ｍｏｌ％を超えるとバリ
スタ機能が発現しなくなる傾向が生じる。前記塗布組成
物中のＣｏＯとＣｕＯとＭｎＯ2 とのうち少なくとも１
種の割合が１ｍｏｌ％未満ではバリスタ電圧の変化率
（ΔＶ1mA ）及び電流電圧非直線係数の変化率（Δα）
が大きくなりすぎる傾向が生じ、他方ＣｏＯとＣｕＯと
ＭｎＯ2 とのうち少なくとも１種の割合が５ｍｏｌ％を
超えるとバリスタ機能が発現しなくなる傾向が生じる。
ｉ3 Ｏ7 の割合が５５ｍｏｌ％未満ではバリスタ機能が
発現しない傾向が生じ、他方Ｎａ2 Ｔｉ3 Ｏ7 の割合が
８４ｍｏｌ％を超えると、バリスタ電圧の変化率（ΔＶ
1mA ）及び電流電圧非直線係数の変化率（Δα）が大き
くなりすぎる傾向が生じる。前記塗布組成物中のＢ2Ｏ3
とＢｉ2 Ｏ3 とのうちの少なくとも１種の割合が１５
ｍｏｌ％未満では、バリスタ電圧の変化率（ΔＶ1mA ）
及び電流電圧非直線係数の変化率（Δα）が大きくなり
すぎる傾向が生じ、他方Ｂ2 Ｏ3 とＢｉ2 Ｏ3 とのうち
の少なくとも１種の割合が４０ｍｏｌ％を超えるとバリ
スタ機能が発現しなくなる傾向が生じる。前記塗布組成
物中のＣｏＯとＣｕＯとＭｎＯ2 とのうち少なくとも１
種の割合が１ｍｏｌ％未満ではバリスタ電圧の変化率
（ΔＶ1mA ）及び電流電圧非直線係数の変化率（Δα）
が大きくなりすぎる傾向が生じ、他方ＣｏＯとＣｕＯと
ＭｎＯ2 とのうち少なくとも１種の割合が５ｍｏｌ％を
超えるとバリスタ機能が発現しなくなる傾向が生じる。
【００２４】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る半導体磁器組
成物とその製造方法の実施の形態を説明する。まず、実
施の形態に係る半導体磁器組成物の製造方法を説明す
る。
成物とその製造方法の実施の形態を説明する。まず、実
施の形態に係る半導体磁器組成物の製造方法を説明す
る。
【００２５】セラミックス合成のための出発原料とし
て、ＳｒＣＯ3 、ＣａＣＯ3 、Ｐｂ3Ｏ4 、及びＴｉＯ2
、ならびにＤｙ、Ｌａ、Ｌｕ、Ｎｄ、及びＳｍの各酸
化物から選ばれた１種の粉末を、製造される磁器組成物
が（Ｓｒ1-X-Y ＣａX ＰｂY ）a （Ｔｉ1-Z αZ ）b Ｏ
3 （式中、αはＤｙ、Ｌａ、Ｌｕ、Ｎｄ及びＳｍから選
ばれた元素で、Ｘ、Ｙ及びＺは、それぞれ０＜Ｘ≦０．
２５、０＜Ｙ≦０．１０、０．００１≦Ｚ≦０．００８
の範囲内の値で、かつａ及びｂは、０．９９０≦ａ／ｂ
＜１．０００の関係を満たす値）で示される組成割合と
なるように正確に秤量してポットミル等の混合を行う容
器内に投入し、さらに前記粉末の合計１００重量部に対
しＡｇＯ粉末を０．０５〜０．１５重量部の割合になる
ように秤量して投入する。出発原料となる前記元素を含
む化合物の種類は、前記したものに限定されず、別の実
施の形態においては上記した以外の組み合わせで酸化物
や炭酸塩を使用してもよい。
て、ＳｒＣＯ3 、ＣａＣＯ3 、Ｐｂ3Ｏ4 、及びＴｉＯ2
、ならびにＤｙ、Ｌａ、Ｌｕ、Ｎｄ、及びＳｍの各酸
化物から選ばれた１種の粉末を、製造される磁器組成物
が（Ｓｒ1-X-Y ＣａX ＰｂY ）a （Ｔｉ1-Z αZ ）b Ｏ
3 （式中、αはＤｙ、Ｌａ、Ｌｕ、Ｎｄ及びＳｍから選
ばれた元素で、Ｘ、Ｙ及びＺは、それぞれ０＜Ｘ≦０．
２５、０＜Ｙ≦０．１０、０．００１≦Ｚ≦０．００８
の範囲内の値で、かつａ及びｂは、０．９９０≦ａ／ｂ
＜１．０００の関係を満たす値）で示される組成割合と
なるように正確に秤量してポットミル等の混合を行う容
器内に投入し、さらに前記粉末の合計１００重量部に対
しＡｇＯ粉末を０．０５〜０．１５重量部の割合になる
ように秤量して投入する。出発原料となる前記元素を含
む化合物の種類は、前記したものに限定されず、別の実
施の形態においては上記した以外の組み合わせで酸化物
や炭酸塩を使用してもよい。
【００２６】次に、前記ポットミル等に適量の玉石、分
散剤、及び純水を入れ、２４時間程度湿式混合を行う。
次に、前記工程により混合されたスラリ状の原料を脱水
乾燥させた後軽く解砕し、解砕された粉末を、大気中１
１５０〜１１８０℃程度の温度で、２．０〜６．０時間
仮焼合成する。通常、この仮焼合成の後、所定の組成を
有する固溶体が合成されていることを、Ｘ線回折や誘導
結合プラズマ（ＩＣＰ）発光分析法等の組成分析等で確
認する。
散剤、及び純水を入れ、２４時間程度湿式混合を行う。
次に、前記工程により混合されたスラリ状の原料を脱水
乾燥させた後軽く解砕し、解砕された粉末を、大気中１
１５０〜１１８０℃程度の温度で、２．０〜６．０時間
仮焼合成する。通常、この仮焼合成の後、所定の組成を
有する固溶体が合成されていることを、Ｘ線回折や誘導
結合プラズマ（ＩＣＰ）発光分析法等の組成分析等で確
認する。
【００２７】次に、前記工程で仮焼合成された小塊状の
粉末を解砕し、さらに焼結助剤として微量のＣｕＯとＳ
ｉＯ2 を添加し、再度湿式混合を行う。前記湿式混合が
完了した後、スラリ状の仮焼原料を脱水、乾燥させた後
解砕し、さらに１．０μｍ前後の均一粒径を有する粉末
に整粒する。この整粒された粉末にＰＶＡ（ポリビニル
アルコール）等の有機バインダーを添加し、加圧成形に
より所定の形状のバリスタ素子用成形体を作製する。仮
焼合成済の粉末にバインダ、溶剤等を添加した後、スプ
レードライヤ等により造粒を行い、この後造粒粉末を静
水圧プレス等により加圧成形してもよい。
粉末を解砕し、さらに焼結助剤として微量のＣｕＯとＳ
ｉＯ2 を添加し、再度湿式混合を行う。前記湿式混合が
完了した後、スラリ状の仮焼原料を脱水、乾燥させた後
解砕し、さらに１．０μｍ前後の均一粒径を有する粉末
に整粒する。この整粒された粉末にＰＶＡ（ポリビニル
アルコール）等の有機バインダーを添加し、加圧成形に
より所定の形状のバリスタ素子用成形体を作製する。仮
焼合成済の粉末にバインダ、溶剤等を添加した後、スプ
レードライヤ等により造粒を行い、この後造粒粉末を静
水圧プレス等により加圧成形してもよい。
【００２８】前記工程により作製された成形体を約１０
００℃で熱処理して脱脂し、脱脂した成形体を、例えば
ジルコニア製の焼成ルツボに充填し、水素濃度が１〜２
０ｖｏｌ％、窒素濃度が８０〜９９ｖｏｌ％の還元雰囲
気中、１４２０〜１５５０℃で、４．０〜８．０時間焼
成し、セラミックスの焼結と半導体化とを進める。
００℃で熱処理して脱脂し、脱脂した成形体を、例えば
ジルコニア製の焼成ルツボに充填し、水素濃度が１〜２
０ｖｏｌ％、窒素濃度が８０〜９９ｖｏｌ％の還元雰囲
気中、１４２０〜１５５０℃で、４．０〜８．０時間焼
成し、セラミックスの焼結と半導体化とを進める。
【００２９】次に、得られた焼結体を有機溶剤及び熱水
中で十分洗浄した後、セラミック結晶粒界を絶縁化する
ため、Ｎａ2 Ｔｉ3 Ｏ7 が５５ｍｏｌ％以上８４ｍｏｌ
％以下、Ｂ2 Ｏ3 とＢｉ2 Ｏ3 とのうち少なくとも１種
が１５ｍｏｌ％以上４０ｍｏｌ％以下、及びＣｏＯとＣ
ｕＯとＭｎＯ2 とのうち少なくとも１種が１ｍｏｌ％以
上５ｍｏｌ％以下の組成物と有機ビヒクル材とをあわせ
て混練することによりペースト状の絶縁化剤を調製し、
この絶縁化剤を焼結体表面に塗布する。絶縁化剤の塗布
量は、焼結体１ｇ当たりに換算して２０〜５０ｍｇ程度
の割合でよい。次に、このペーストが塗布された焼結体
を大気中、１０５０〜１３５０℃で、１．０〜４．０時
間焼成することにより粒界層を絶縁化する。
中で十分洗浄した後、セラミック結晶粒界を絶縁化する
ため、Ｎａ2 Ｔｉ3 Ｏ7 が５５ｍｏｌ％以上８４ｍｏｌ
％以下、Ｂ2 Ｏ3 とＢｉ2 Ｏ3 とのうち少なくとも１種
が１５ｍｏｌ％以上４０ｍｏｌ％以下、及びＣｏＯとＣ
ｕＯとＭｎＯ2 とのうち少なくとも１種が１ｍｏｌ％以
上５ｍｏｌ％以下の組成物と有機ビヒクル材とをあわせ
て混練することによりペースト状の絶縁化剤を調製し、
この絶縁化剤を焼結体表面に塗布する。絶縁化剤の塗布
量は、焼結体１ｇ当たりに換算して２０〜５０ｍｇ程度
の割合でよい。次に、このペーストが塗布された焼結体
を大気中、１０５０〜１３５０℃で、１．０〜４．０時
間焼成することにより粒界層を絶縁化する。
【００３０】上記方法により製造された半導体磁器組成
物は、（Ｓｒ1-X-Y ＣａX ＰｂY ）a （Ｔｉ1-Z αZ ）
b Ｏ3 （式中、αはＤｙ、Ｌａ、Ｌｕ、Ｎｄ及びＳｍか
ら選ばれた元素で、Ｘ、Ｙ及びＺは、それぞれ０＜Ｘ≦
０．２５、０＜Ｙ≦０．１０、０．００１≦Ｚ≦０．０
０８の範囲内の値で、かつａ及びｂは、０．９９０≦ａ
／ｂ＜１．０００の関係を満たす値）で示される組成を
有し、結晶粒界層に、ＣｏとＣｕとＭｎとのうち少なく
とも１種、及びＢとＢｉとのうち少なくとも１種、及び
Ｎａ、Ｏ、Ｔｉが偏析している。
物は、（Ｓｒ1-X-Y ＣａX ＰｂY ）a （Ｔｉ1-Z αZ ）
b Ｏ3 （式中、αはＤｙ、Ｌａ、Ｌｕ、Ｎｄ及びＳｍか
ら選ばれた元素で、Ｘ、Ｙ及びＺは、それぞれ０＜Ｘ≦
０．２５、０＜Ｙ≦０．１０、０．００１≦Ｚ≦０．０
０８の範囲内の値で、かつａ及びｂは、０．９９０≦ａ
／ｂ＜１．０００の関係を満たす値）で示される組成を
有し、結晶粒界層に、ＣｏとＣｕとＭｎとのうち少なく
とも１種、及びＢとＢｉとのうち少なくとも１種、及び
Ｎａ、Ｏ、Ｔｉが偏析している。
【００３１】すなわち、前記半導体磁器組成物中の主成
分には、平均粒径３０μｍ程度の大きさを有する結晶粒
子が形成され、前記結晶粒子は（Ｓｒ1-X-Y ＣａX Ｐｂ
Y ）a （Ｔｉ1-Z αZ ）b Ｏ3 （式中、αはＤｙ、Ｌ
ａ、Ｌｕ、Ｎｄ及びＳｍから選ばれた元素で、Ｘ、Ｙ及
びＺは、それぞれ０＜Ｘ≦０．２５、０＜Ｙ≦０．１
０、０．００１≦Ｚ≦０．００８の範囲内の値で、かつ
ａ及びｂは、０．９９０≦ａ／ｂ＜１．０００の関係を
満たす値）で示される組成を有し、半導体化されてい
る。一方、前記結晶粒子の間には、一旦焼成した後に絶
縁化剤を塗布、焼成することによりＣｏとＣｕとＭｎと
のうち少なくとも１種、及びＢとＢｉとのうち少なくと
も１種、及びＮａ、Ｏ、Ｔｉを含む結晶粒界層（絶縁
層）が形成されている。このため、前記半導体磁器組成
物は大きな絶縁抵抗を示すと同時に、見かけの比誘電率
も大きい。
分には、平均粒径３０μｍ程度の大きさを有する結晶粒
子が形成され、前記結晶粒子は（Ｓｒ1-X-Y ＣａX Ｐｂ
Y ）a （Ｔｉ1-Z αZ ）b Ｏ3 （式中、αはＤｙ、Ｌ
ａ、Ｌｕ、Ｎｄ及びＳｍから選ばれた元素で、Ｘ、Ｙ及
びＺは、それぞれ０＜Ｘ≦０．２５、０＜Ｙ≦０．１
０、０．００１≦Ｚ≦０．００８の範囲内の値で、かつ
ａ及びｂは、０．９９０≦ａ／ｂ＜１．０００の関係を
満たす値）で示される組成を有し、半導体化されてい
る。一方、前記結晶粒子の間には、一旦焼成した後に絶
縁化剤を塗布、焼成することによりＣｏとＣｕとＭｎと
のうち少なくとも１種、及びＢとＢｉとのうち少なくと
も１種、及びＮａ、Ｏ、Ｔｉを含む結晶粒界層（絶縁
層）が形成されている。このため、前記半導体磁器組成
物は大きな絶縁抵抗を示すと同時に、見かけの比誘電率
も大きい。
【００３２】前記工程により粒界層が絶縁化された半導
体磁器組成物を例えば円板形状に成形し、その両面に電
極用Ａｇペーストを印刷し、約６００〜８２０℃で焼き
付けることによりバリスタ素子とする。前記半導体磁器
組成物中にはＡｇＯが微量含まれているため、前記電極
形成の際にＡｇが半導体磁器組成物中に拡散しにくいた
め、粒界層の絶縁破壊の原因となるピンホール形成が起
こりにくく、サージの印加に対しても安定な絶縁層が電
極界面に形成される。
体磁器組成物を例えば円板形状に成形し、その両面に電
極用Ａｇペーストを印刷し、約６００〜８２０℃で焼き
付けることによりバリスタ素子とする。前記半導体磁器
組成物中にはＡｇＯが微量含まれているため、前記電極
形成の際にＡｇが半導体磁器組成物中に拡散しにくいた
め、粒界層の絶縁破壊の原因となるピンホール形成が起
こりにくく、サージの印加に対しても安定な絶縁層が電
極界面に形成される。
【００３３】実施の形態に係る半導体磁器組成物を用い
て作製されるバリスタ素子は、バリスタ電圧の変化率
（ΔＶ1mA ）及び電流電圧非直線係数の変化率（Δα）
が４％以下、誘電損失（ＤＦ）が２．５％以下、バリス
タ電圧（Ｖ1mA ）が３０Ｖ以下、電流電圧非直線係数
（α）が８以上となり、また前記バリスタ素子を構成す
る半導体磁器組成物の形状を直径６ｍｍ、厚み７００μ
ｍの円板形状体としたときの静電容量（Ｃ）は３０ｎＦ
以上となる。
て作製されるバリスタ素子は、バリスタ電圧の変化率
（ΔＶ1mA ）及び電流電圧非直線係数の変化率（Δα）
が４％以下、誘電損失（ＤＦ）が２．５％以下、バリス
タ電圧（Ｖ1mA ）が３０Ｖ以下、電流電圧非直線係数
（α）が８以上となり、また前記バリスタ素子を構成す
る半導体磁器組成物の形状を直径６ｍｍ、厚み７００μ
ｍの円板形状体としたときの静電容量（Ｃ）は３０ｎＦ
以上となる。
【００３４】なお、前記電気特性の評価方法は以下の通
りである。すなわち、静電容量（Ｃ）と誘電損失（Ｄ
Ｆ）はインピーダンスアナライザ（例えば、ＹＨＰ製
４１９２Ａ）を用い、周波数ｌＫＨｚ、測定電圧１Ｖ、
測定温度２０℃の条件で測定を行う。バリスタ電圧（Ｖ
1mA ）はサンプル素子に直流電圧を０〜１５０Ｖまで直
流定電圧電源装置（例えば、ＹＨＰ製 ４１４０Ｂ）を
用いて連続印加し、素子に１ｍＡの電流が流れたときの
端子間電圧（Ｖ1mA ）で表示する。電流電圧非直線係数
（α）は、１０ｍＡの電流が流れたときの端子間電圧
（Ｖ10mA）を測定し、下記の数１式から算出する。
りである。すなわち、静電容量（Ｃ）と誘電損失（Ｄ
Ｆ）はインピーダンスアナライザ（例えば、ＹＨＰ製
４１９２Ａ）を用い、周波数ｌＫＨｚ、測定電圧１Ｖ、
測定温度２０℃の条件で測定を行う。バリスタ電圧（Ｖ
1mA ）はサンプル素子に直流電圧を０〜１５０Ｖまで直
流定電圧電源装置（例えば、ＹＨＰ製 ４１４０Ｂ）を
用いて連続印加し、素子に１ｍＡの電流が流れたときの
端子間電圧（Ｖ1mA ）で表示する。電流電圧非直線係数
（α）は、１０ｍＡの電流が流れたときの端子間電圧
（Ｖ10mA）を測定し、下記の数１式から算出する。
【００３５】
【数１】α＝１／ｌｏｇ（Ｖ10mA／Ｖ1mA ） バリスタ電圧（Ｖ1mA ）と電流電圧非直線係数（α）を
測定後、端子間にサージ（８×２０μｓｅｃの波形、３
０００Ａ／ｃｍ2 ）を１分間隔で５回印加し、再度バリ
スタ電圧（Ｖ1mA ）と電流電圧非直線係数（α）を測定
し、サージを印加した前後に於ける両値の変化率を求め
る。
測定後、端子間にサージ（８×２０μｓｅｃの波形、３
０００Ａ／ｃｍ2 ）を１分間隔で５回印加し、再度バリ
スタ電圧（Ｖ1mA ）と電流電圧非直線係数（α）を測定
し、サージを印加した前後に於ける両値の変化率を求め
る。
【００３６】
【実施例及び比較例】以下、本発明に係る半導体磁器組
成物とその製造方法の実施例を説明する。実施例に係る
半導体磁器組成物の製造条件は以下の通りである。
成物とその製造方法の実施例を説明する。実施例に係る
半導体磁器組成物の製造条件は以下の通りである。
【００３７】（１） 実施例 原料化合物：ＳｒＣＯ3 、ＣａＣＯ3 、Ｐｂ3 Ｏ4 、Ｔ
ｉＯ2 、Ｄｙ2 Ｏ3 、Ｌａ2 Ｏ3 、Ｌｕ2 Ｏ3 、Ｎｄ2
Ｏ3 、Ｓｍ2 Ｏ3 、ＡｇＯ 原料粉末の平均粒径：１．５μｍ 原料粉末の混合組成：実施の形態に係る半導体磁器組成
物を表わす組成式中のＸ、Ｙ、Ｚ、ａ／ｂ及び前記半導
体磁器組成物１００重量部に対するＡｇＯの割合（重量
部）で示す（表１及び表２）。
ｉＯ2 、Ｄｙ2 Ｏ3 、Ｌａ2 Ｏ3 、Ｌｕ2 Ｏ3 、Ｎｄ2
Ｏ3 、Ｓｍ2 Ｏ3 、ＡｇＯ 原料粉末の平均粒径：１．５μｍ 原料粉末の混合組成：実施の形態に係る半導体磁器組成
物を表わす組成式中のＸ、Ｙ、Ｚ、ａ／ｂ及び前記半導
体磁器組成物１００重量部に対するＡｇＯの割合（重量
部）で示す（表１及び表２）。
【００３８】仮焼合成の温度：１１５０℃、時間：２．
０時間、雰囲気：空気 成形体の直径：８ｍｍ、成形体の厚み：８５０μｍ 焼成温度：１４８０℃、時間：４．０時間、雰囲気：Ｈ
2 ：１０ｖｏｌ％、Ｎ2 ：９０ｖｏｌ％ 絶縁化剤の添加量：各化合物の割合（ｍｏｌ％）で示す
（表１及び表２）。
０時間、雰囲気：空気 成形体の直径：８ｍｍ、成形体の厚み：８５０μｍ 焼成温度：１４８０℃、時間：４．０時間、雰囲気：Ｈ
2 ：１０ｖｏｌ％、Ｎ2 ：９０ｖｏｌ％ 絶縁化剤の添加量：各化合物の割合（ｍｏｌ％）で示す
（表１及び表２）。
【００３９】粒界絶縁化の温度：１２００℃、時間：
２．０時間、雰囲気：空気 粒界絶縁化工程を経た後、加工が施された焼結体の直
径：６ｍｍ 厚み：７００μｍ 電極用Ａｇペーストの焼き付け温度：８００℃、時間：
１０分、雰囲気：空気 製造したバリスタ素子：各実施例につき３０個 電気的特性値：３０個のサンプルの平均値 （２） 比較例 原料粉末の組成：実施の形態に係る半導体磁器組成物を
表わす組成式中のＸ、Ｙ、Ｚ、ａ／ｂ及び前記半導体磁
器組成物１００重量部に対するＡｇＯの割合（重量部）
で示す（表１及び表２）。但し、比較例の場合、Ｘ、
Ｙ、Ｚ、ａ／ｂ、ＡｇＯ割合が前記半導体磁器組成物の
組成式の範囲をはずれている。
２．０時間、雰囲気：空気 粒界絶縁化工程を経た後、加工が施された焼結体の直
径：６ｍｍ 厚み：７００μｍ 電極用Ａｇペーストの焼き付け温度：８００℃、時間：
１０分、雰囲気：空気 製造したバリスタ素子：各実施例につき３０個 電気的特性値：３０個のサンプルの平均値 （２） 比較例 原料粉末の組成：実施の形態に係る半導体磁器組成物を
表わす組成式中のＸ、Ｙ、Ｚ、ａ／ｂ及び前記半導体磁
器組成物１００重量部に対するＡｇＯの割合（重量部）
で示す（表１及び表２）。但し、比較例の場合、Ｘ、
Ｙ、Ｚ、ａ／ｂ、ＡｇＯ割合が前記半導体磁器組成物の
組成式の範囲をはずれている。
【００４０】その他の条件：実施例の場合と同様 （３） 実施例及び比較例の結果 上記した実施例及び比較例に係る半導体磁器組成物の主
成分の組成、絶縁化剤組成、得られた粒界絶縁型半導体
磁器組成物の電気的特性の測定結果を下記の表１〜２に
示している。なお、比較例に係る半導体磁器組成物につ
いては、表１〜２の備考欄に＊印を付して区別してい
る。
成分の組成、絶縁化剤組成、得られた粒界絶縁型半導体
磁器組成物の電気的特性の測定結果を下記の表１〜２に
示している。なお、比較例に係る半導体磁器組成物につ
いては、表１〜２の備考欄に＊印を付して区別してい
る。
【００４１】
【表１】
【００４２】
【表２】
【００４３】上記表１〜２の結果より明らかなように、
実施例に係る半導体磁器組成物を用いた容量性バリスタ
素子は、バリスタ電圧の変化率（ΔＶ1mA ）及び電流電
圧非直線係数の変化率（Δα）が４％以下と従来にない
優れた特性を有している。なお、表１及び表２には示し
ていないが、実施例に係る半導体磁器組成物を用いた容
量性バリスタ素子はいずれも静電容量（Ｃ）が３０ｎＦ
以上、誘電損失（ＤＦ）が２．５％以下、バリスタ電圧
（Ｖ1mA ）が３０Ｖ以下、電流電圧非直線係数（α）が
８以上と、従来素子にない優れた特性を示した。上記電
気的特性は、誘電特性とバリスタ特性の両立ばかりでな
く、急峻ノイズ印加後においてもバリスタ特性の良好な
再現性が得られることを示しており、電子部品のノイズ
除去等の目的で回路に実装することができる材料として
最適であり、他の半導体磁器組成物に対して十分差別化
を図れるものである。
実施例に係る半導体磁器組成物を用いた容量性バリスタ
素子は、バリスタ電圧の変化率（ΔＶ1mA ）及び電流電
圧非直線係数の変化率（Δα）が４％以下と従来にない
優れた特性を有している。なお、表１及び表２には示し
ていないが、実施例に係る半導体磁器組成物を用いた容
量性バリスタ素子はいずれも静電容量（Ｃ）が３０ｎＦ
以上、誘電損失（ＤＦ）が２．５％以下、バリスタ電圧
（Ｖ1mA ）が３０Ｖ以下、電流電圧非直線係数（α）が
８以上と、従来素子にない優れた特性を示した。上記電
気的特性は、誘電特性とバリスタ特性の両立ばかりでな
く、急峻ノイズ印加後においてもバリスタ特性の良好な
再現性が得られることを示しており、電子部品のノイズ
除去等の目的で回路に実装することができる材料として
最適であり、他の半導体磁器組成物に対して十分差別化
を図れるものである。
【００４４】一方、備考欄に＊印で示した比較例に相当
する半導体磁器組成物を用いた素子は、バリスタ電圧
（Ｖ1mA ）並びに電流電圧非直線係数の変化率（Δα）
のいずれか、又は両者あるいは誘電特性（Ｃ，ＤＦ値）
等が劣化する等、要求される電気的特性を十分に満足し
得ないものである。
する半導体磁器組成物を用いた素子は、バリスタ電圧
（Ｖ1mA ）並びに電流電圧非直線係数の変化率（Δα）
のいずれか、又は両者あるいは誘電特性（Ｃ，ＤＦ値）
等が劣化する等、要求される電気的特性を十分に満足し
得ないものである。
Claims (2)
- 【請求項１】 （Ｓｒ1-X-Y ＣａX ＰｂY ）a （Ｔｉ
1-Z αZ ）b Ｏ3 （式中、αはＤｙ、Ｌａ、Ｌｕ、Ｎｄ
及びＳｍから選ばれた元素で、Ｘ、Ｙ及びＺは、それぞ
れ０＜Ｘ≦０．２５、０＜Ｙ≦０．１０、０．００１≦
Ｚ≦０．００８の範囲内の値で、かつａ及びｂは、０．
９９０≦ａ／ｂ＜１．０００の関係を満たす値）で示さ
れる組成を有し、結晶粒界層に、ＣｏとＣｕとＭｎとの
うち少なくとも１種、及びＢとＢｉとのうち少なくとも
１種、及びＮａ、Ｏ、Ｔｉが偏析していることを特徴と
する半導体磁器組成物。 - 【請求項２】 チタン酸ストロンチウム系原料混合物１
００重量部に、ＡｇＯを０．０５重量部以上０．１５重
量部以下の範囲内で混合し、焼結させ、次に得られた焼
結体に、Ｎａ2 Ｔｉ3 Ｏ7 が５５ｍｏｌ％以上８４ｍｏ
ｌ％以下と、Ｂ2 Ｏ3 とＢｉ2 Ｏ3 とのうち少なくとも
１種が１５ｍｏｌ％以上４０ｍｏｌ％以下と、ＣｏＯと
ＣｕＯとＭｎＯ2 とのうち少なくとも１種が１ｍｏｌ％
以上５ｍｏｌ％以下とからなる混合物を塗布し、熱拡散
させることを特徴とする半導体磁器組成物の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7342164A JPH09183650A (ja) | 1995-12-28 | 1995-12-28 | 半導体磁器組成物とその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7342164A JPH09183650A (ja) | 1995-12-28 | 1995-12-28 | 半導体磁器組成物とその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09183650A true JPH09183650A (ja) | 1997-07-15 |
Family
ID=18351621
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7342164A Pending JPH09183650A (ja) | 1995-12-28 | 1995-12-28 | 半導体磁器組成物とその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09183650A (ja) |
-
1995
- 1995-12-28 JP JP7342164A patent/JPH09183650A/ja active Pending
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