JPS59149003A - 電圧依存性非直線抵抗体磁器組成物 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は各種電気機器、電子機器において異常電圧吸収
用及びノイズ除去用などに利用される電圧依存性非直線
抵抗体（以下バリスタと呼ぶ）を作るのに好適な電圧依
存性非直線抵抗体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、各種電気機器、電子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。

２べ、−ジ 火花消去などのだめに亀圧依存性非直線民抗特性を有す
るＳｉＣバリスタや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）ａ ここで、■は電流、■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５ｏ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、まだ誘電損失角
（ｔａｎδ）も６〜１０係と大きい。

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６Ｘ１０
４〜６×１０４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２３　／、−−ジ 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ったりする。

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
スタとコンデンサ及び他の部品（例えばコイル）とを組
み合わせて使用され、例えばノイズフィルタはこのよう
な構成になっている。

第１図は一般的な従来のノイズフィルタ回路を示し、第
２図はバリスタとコンデンサ及びコイルを組み合わせて
構成された従来のノイズフィ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、ノイ特開昭５
９−１４９００３（２） 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、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だめに、５ｒＴｉ
ｏ３　と、半導体化促進用金属酸化物としてＴ　ａ　２
０５と、Ｇａ、Ｐｔ、Ｔｊ２からなる群から選択すれた
少なくとも１種類以上の元素を所定量含有する構成とし
た電圧依存性非直線抵抗体磁器組成物を提案するもので
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。

〈実施例１〉 ＳｒＴｉＯ３とＴａ２Ｏ，とＧ　ａ　２０３を下記の第
１表に示した組成比になるように秤量した後、ボールミ
ルなどにより湿式で６時間混合し、乾燥させた後、空気
中で１０００〜１２５０°Ｃ，１〜５時間仮６１、−ジ 焼する。その後、ボールミルなどにより湿式で４時間粉
砕し、乾燥させた後、有機バインダー（例えばポリビニ
ルアルコールなど）を８ｗｔ％加え造粒した後、８，０
（胴）φｘ　１．０　（ｍｍ）　ｔの形状にプレス圧１
．Ｏ１／ｃｎＩで加圧成型した。この成型体を還元雰囲
気（例えばＮ２：Ｎ２−１０：１）にテ１３００〜１４
５０°Ｃで１〜６時間焼成した。こうして得られた焼成
体の比抵抗は０．１〜０．８０窃で、平均粒径は２０〜
６０μｍであった。次に、この焼成体を空気中で１００
０〜１３０σＣで０．５〜５時間焼成し、第３図の焼結
体４を得た。さらに、上記焼結体４０両平面をＳｉＣな
どの研磨剤で研磨し、Ａｑなどの導電性金属を用いて電
極５，６を形成した。

上記電極６，６の径はｔｓ　、ｏ　（ｍｍ）φとした。

このようにして得られた素子の特性を第１表に併せて示
す。

以下余白 ９　／−ジ ここて、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 ％式％） （ただし、■は電流、■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によって行うこと
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１　ｍＡ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■１ｍＡ／Ｉ＋
＋＋＋１と呼ぶ）の値と、ａ−１／℃Ｏｑ（ｖ１０ｍＡ
／■１ｍＡ）〔ただし、ｖｌｏｍＡは１０ｍＡのバリス
タ電流を流しだ時のバリスタ電圧、■１ｆｎＡは１ｍＡ
のバリスタ電流を流しだ時のバリスタ電圧〕の値により
バリスタとしての特性評価を行っている。また、コンデ
ンサとしての特性評価は測定周波数Ｉ　ＫＨｚ　　にお
ける誘電率ε。

誘電損失角ｔａｎδで行っている。上記のデータは還元
雰囲気における焼成温度９時間を１４００’Ｃ。

２時間、空気中での焼成温度１時間を１０００°Ｃ２３
時間で行ったものである。

第１表に示したようにＴａ２０６は添加量が１０、・ジ ０．００５モルチ以上になると焼成時にＳｒＴｉＯ３を
主体とする結晶の格子内に固溶し、原子価制御により焼
結体の比抵抗を１．００・（７）前後に下げることがで
きるため、空気中で再焼成することによりバリスタとし
ての使用が可能である。しかし、Ｔａ２ｏ５が１０．０
００モル係を越えるともはや固溶しなくなり、焼結体の
比抵抗が大きくなり、バリスタとしての使用には不適正
となる。

Ｇａ２Ｏ３は焼成時にＳｒＴｉＯ３を主体とした結晶の
粒界に偏析し、粒界層の比抵抗を増大させ、焼結体の非
直線性を大きくするのに寄与する。

このような効果が現われるのは、Ｇａ２ｏ３の添加量が
０．００５モルチ以上になった時である。また、Ｇａ２
ｏ３の添加量が１０．０００モルチを越えると誘電損失
角ｔａｎδが増大し、誘電率εぼ徐々に減少し、非直線
指数αも減少する。

また、単位厚み当りのバリスタ電圧（ｖ１ｎｎＡ／聰）
はＴａ２０６が０．００５モルチ未満の場合、焼結体の
比抵抗が大きいため大きな値になる。

従って、バリスタとコンデンサの両方の機能を１１　ペ
ージ 同時に満足する範囲は、Ｔａ２０５０．００６〜１００
００モル係、Ｇａ２０３ｏ、ｏ０５〜１０．ＯｏＯモ／
Ｉ／％である。

なお、実施例ではＧａ２ｏ３についてのみ単独で用いる
場合について説明しだが、これに代えてＰｔ。

ＴＱの酸化物をそれぞれ単独で上記所定量の範囲で用い
ても同様の効果が得られることを確認した。

また、これらＧａ、Ｐｔ、Ｔｊ２の酸化物を２種類以上
、合計での添加量が上記所定量の範囲に彦るようにして
用いても同様の効果が得られることを確認した。

上記の素子を使用して第４図に示すような回路を作り、
第６図に示すようなノイズ入力Ａに対して出力状況を調
べた結果、第６図の出力状況曲線Ｂに示すようにノイズ
をおさえることができた。

第５図で７は本発明の素子、８はコイルである。

なお、第１図に示す従来のフィルタ回路の出力状況は第
６図の出力状況曲線Ｃの通りであり、十分にノイズを除
去していない。また、第２図に示すノリスタを含む従来
のフィルタ回路では、本発明による素子を用いた第４図
の回路に類似した効特開昭５９−１４９００３（４） 果が得られるが、バリスタを別個に必要とするだけ部品
点数が多くなる。

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
子は従来にない複合機能を有し、バリスタとコンデンサ
の２つの役割を同時に果たすことが可能であり、従来の
ノイズフィルタ回路を簡略化し１．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。

ノイズ除去へと応用を広げることができ、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ィルタ
回路を示す回路図、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
イズフィルタ回路を示す回路図、第６図は本発明と従来
のノイズフィルタ回路による入力ノイズと出力ノイズの
状況を示す特性図である。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名第１
図 第２図 第３図 第４図 第５＠ 一周浪数、け州す

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ＳｒＴｉＯ３を８０．０００〜９９　、９９０　モル％
   、半導体化促進用金属酸化物としてのＴａ２Ｏ，を０．
   ００５〜１０　、０００　モル％、Ｇ’　ａ　、　Ｐ　
   ｔ　、　Ｔ　Ｉ！、カらナル群カラ選択された少なくと
   も１種類以上の元素を酸化物の形にして０．００５〜１
   ０．０００モルチ含有す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。