JPS6010601A

JPS6010601A - 複合機能素子の製造方法

Info

Publication number: JPS6010601A
Application number: JP58117632A
Authority: JP
Inventors: 高見　昭宏; 松岡　道雄
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1983-06-29
Filing date: 1983-06-29
Publication date: 1985-01-19
Also published as: JPH04370B2

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。

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ックスとして
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）２　・　− 一電圧（至）特性が近似的に。

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、電圧非直線指数ａば２〜７程度で
ある。また、酸化亜鉛バリスタは酸化亜鉛（ＺｎＯ）に
Ｂｉ２Ｏ３，０００２ＭｎＯ２，５ｂ２０３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にも及ぶ素子である
。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高電圧（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（帥δ）が５〜１０％と大きいためもっばらバリスタ
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３７、するチタン酸バリウム（Ｅ　ａ　Ｔ　ｌ０３）やチタン
酸ストロンチウム（ＳｒＴｉＯ２）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。

最近、電子機器は椿めで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ュータの応用により
、民生機器も極めて高精度を要求されるようになってき
た。そして、マイクロコンピュータ等を構成するロジッ
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。このだめ、電子
計算機。

バンキングマシン、交通制御機器等はノイズ捷たはサー
ジによシ一旦誤動作、破壊を起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ィル
タが使用されてきだ。ノイズとは電子機器を動作させる
ときの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
に分けら特開昭ＧＯ−１０ＧＯＩ（２）れる。そして、このようなノイズをコイルとコンデンサ
を組み合せた回路で除去していた。しかしなから、人工
的に発生するノイズでは特に送電線の遜断器の開閉に起
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５〜２０　ＫＨ
ｚ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った
。このような問題にかんがみ、線間または線アース間に
電圧非直線抵抗体（バリスタ）を併用したノイズフィル
タが最近しばしば使われている。このようなノイズフィ
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、このようなノイズフィルタはそのセント内部にお
ける部品点数が多くなり、コスト高に々る上、小形化の
技術動向に反するという欠点があった。

発明の目的　１本発明の目的は上記欠点に鑑み、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５べ〕゛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における複合機能素子
の製造方法は、磁器コンデンサとして使用できる誘電体
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有する粉体を、プラズマ溶射
法により平板状の金属板の相対向する面にそれぞれ溶射
し、誘電体と電圧非直線抵抗体を形成することを特徴と
するものであり、この方法によっ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２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。

第１図は本発明の複合機能素子の断面図であり、第２図
はその等価回路である。図において、１は平板状の金属
板、２は誘電体、３は電圧非直線抵６　ベー　′ 抗体、４は絶縁体、５は電極である。まだ、６はバリス
タ、７はコンデンサである。

まず、　ＢａＴｉＯ２の粉末に５ｒＯ２Ｓｎ０２．Ｚｒ
Ｏ２をそれぞれ０．０１〜１６０モル係加え、十分に混
合した。これを直径２５　Ｍ　、厚さ５閣に成形し、１
２００〜１３００℃の温度で１〜３時間焼成した。次に
、その焼結体を微粉砕し、誘電体の微粉末を作った。平
均粒径は約２０μｍである。次に。

ＺｎＯの粉末に、合計量に対して旧、０３を０．６モ／
ｌ／％　、Ｃｏ２Ｏ３を０．５　％　ル％　、　Ｍｎ０
．２を０．５モ／ｌ／　％　ｔ　５ｂ２０３を１−０　
モル％　ｒ　Ｃｒ　２０３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５謹に成
形し、１２５０℃で２時間焼成した。次に、その焼結体
を微粉砕し、電圧非直線抵抗体の微粉末を作った。平均
粒径は約２０μｍである。次に、アルミニウムの平板状
の金属板１を用意し、その片面側にプラズマ溶射によっ
て誘電体の微粉末を溶射し、誘電体２を形成した。

次に、金属板１のもう一方の面にプラズマ溶射によって
電圧非直線抵抗体の微粉末を溶射し、電圧７　− 非直線抵抗体３を形成した。次に、金属板１の上端部に
樹脂またはガラスからなる絶縁体４を形成し、その後誘
電体２と電圧非直線抵抗体３０表面に電極５を形成した
。この電極５は誘電体２と電圧非直線抵抗体３０両表面
にまたがって形成されている。とのようにして、複合機
能素子を得た。

なお、プラズマ溶射法は電気的アークによって酸化物を
高温で溶融すると同時に高圧の不活性ガスによって飛ば
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６０〜５ＯＫＷの電気的アーク
で粉末を溶融し、溶射距離は１０ｃＴｎ、、不活性ガス
としてＡｒを使った。

このようにして得た複合機能素子の形状は１０ｍｍＸ１
０ｙ＋＋＋ｎで、アルミニウムの金属板１の厚みは１ｍ
で、誘電体２、電圧非直線抵抗体３の厚みは１００μｍ
〜１ｍであった。また、性能は静電容量３〜１０ｎＦ、
ｔａｎδ１．５〜２％、バリスタ電圧４０〜２０ｏＶ、
αは２０〜４０．サージ耐量５００〜１ｏＯＯＡであっ
た。これらの特性はプラズマ溶射の時間を変えることに
よって可変である。また、実施例の溶射時間は３０秒〜
２分間である。

尚、誘電体としてＢ　ａ　Ｔ　ｚ　Ｏ３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
ラズマ溶射によって誘電体を形成できるものがらいずれ
も有効である。

また、金属板としてアルミニウム板を用いたが、プラズ
マ溶射によって溶射物が付着し、かつ電極として機能す
るものなら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における複合機能素子
の製造方法は、金属板の相対向する面にプラズマ溶射に
よって誘電体と電圧非直線抵抗体を形成することにより
、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がある。

４、図面の簡単な説明　１第１図は本発明方法により得られた複合機能素子の断面
図、第２図はその等何回路を示す図でありぺ〕゛る。

１・・・・・・金属板、２・・・・・誘電体、３・・・
・電圧非直線抵抗体、５・・・・・・電極。

代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名第１
図

Claims

【特許請求の範囲】誘電体磁器の焼結体を微粉砕した粉体と、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
溶射法により平板状の金属板の相対向する面にそれぞれ
溶射し、誘電体と電圧非直両線抵抗体を形成し、その後それらの再表面にまたがって
電極を形成することを特徴とする複合機能素子の製造方
法。