JPS60127263A - 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 本発明は電子機器や電気機器で発生する異常電圧、ノイ
ズ、静電気等を吸収もしくは除去するＳ　ｒ　Ｔ　ｉ　
Ｏ３を主成分とする電圧依存性非直線抵抗体を得るだめ
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。

火花消去などのだめに電圧依存性非直線抵抗特性を有す
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−電に特性は近似的に
次式のように表わすことができる。

Ｉ＝（Ｖ／Ｃ）ｃＬ ３　−゛ 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だめ
、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５×１ｏ
〜６×１０　程度でｔａｎδが１係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及びノイズ除去が可
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 ５゛く一パ 本発明は上記のような目的を達成するために５ｒＴｉ○
３　（以下第１成分と呼ぶ）を９９　、９９８〜８８．
ｏ０○ｍｏ１％と、Ｎｂ２○５．Ｔａ２０５．ＷＯ２゜
Ｌａ２Ｏ３，ＣｅＯ２，Ｎｄ２ｏ３．Ｙ２Ｏ３，Ｐｒ６
Ｏ１１゜Ｓｍ２Ｏ３，Ｅｕ２○３１　”ｃ２○３．Ｄｙ
２Ｏ３の内の少なくとも１種以上の金属酸化物（以下第
２成分と呼ぶ）を０　、００１〜５　、０００　ｍｏｌ
　％　と、Ｔ　ｅ　Ｏ２（以下第３成分と呼ぶ）を０．
○ｏ１〜７　、０００ｍｏ、ｉ７％とから成る電圧依存
性非直線抵抗体磁器組成物、および上記第１成分を９９
．９９７〜８１．０○０ｍｏ１％と上記第２成分の少な
くとも１種以上の金属酸化物をｏ　、ｏｏ１〜ｓ　、ｏ
ｏｏ　ｍｏ（ｆ　％と第３成分を０　、００１〜７　、
０００　ｍｏｌ　％と”２ｏ３＋　”２○３゜Ａｇ　Ｏ
，Ｃｕｂ、ＭｎＯＳｉＯ２，Ｃｏ２Ｏ３，Ｎｉ０９２　
２ツ Ｍ０ｏ３．ＢｅＯ２Ｆｅ２Ｏ３，Ｌｉ２０２ＣＴ２０３
．ＺｒＯ２゜ＰｂＯ，Ｂａｄ、ＣａＯ，ＭｇＯ，ＴｉＯ
２，Ｚｎ○、Ｐ２Ｏ５゜５ｂ２ｏ３．■２○５．Ｎａ２
０２Ｓｒｏの内の少なくとも１種以上の金属酸化物（以
下第４成分と呼ぶ）を○、０○１〜了、○００　ｍｏ１
％とから成る電圧依存性非直線抵抗体磁器組成物に関ま
るものである。

６−くｍ−・′ 実施例の説明 以下に本発明による実施例を上げて具体的に説明する。

Ｓ　ｒ　ＣＯ３及びＴ　１０２を５ｒＴｉ○３になるよ
うにそれぞれ秤量配合し、ボールミルで１６時間攪拌混
合し、これを乾燥し、次に粉砕し、その後１２○０°Ｃ
１３時間焼成し、再び粉砕してＳ　ｒ　Ｔ　１　Ｏｓ　
（第１成分）を作製した。

次に上記第１成分に Ｎｂ２Ｏ６，Ｔａ２ｏ５．ＷＯ２，Ｌａ２Ｏ３，ＣｅＯ
２゜Ｎｄ２Ｏ３，Ｙ２○３Ｔ　Ｐ　ｒ　ｓ○１１．Ｓｍ
２ｏ３．Ｅｕ２○３゜Ｓ　Ｃ２○３．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（第２成
分）とＴ　ｅ　Ｏ２（第３成分）とＡ１２○３．Ｂ２Ｏ
２，Ａｑ２Ｏ１Ｃａ○。

ＭｎＯ２，ＳｉＯ２，Ｃ０２０３ＩＮｉｏ、Ｍｏ○ｓ　
、　Ｂ　ｅ○。

Ｆｅ２Ｏ３，Ｌｉ２○、　ｃｒ２○３＋　ＺｒＯ２，Ｐ
ｂＯ，Ｂａｄ。

Ｃａｏ２ＭｑＯ１Ｔｉ０２．Ｚｎｏ、Ｐ２Ｏ６，５ｂ２
ｏ３゜Ｖ２Ｏ５，Ｎａ２Ｏ，ＳｒＯ（７）内から選択さ
れた少なくとも１種以上の金属酸化物（第４成分）を下
記の表に示す配合比率になるように秤量配合した。

７ペー５゛ 次にボールミルで２０時間攪拌混合した。（但し水溶性
物質を用いる場合はエチルアルコールなどを用いて攪拌
混合した） 次にこれを乾燥した後粉砕し１ｏ〜１５重量％のポリビ
ニルアルコールなどの有機結合剤を混入して造粒し、成
型圧約２．○ｔ／ｃｎｉで１０＋ＭＩφＸ　１　＋ｓ　
ｔの円板状に成形した。

これらの円板をＮ２（９５容積チ）　＋　Ｈ２（ｓ容積
％）の還元雰囲気で約１３５０”Ｃ，４時間焼成した。

次に空気中で１１００“°Ｃ２３時間の熱処理を行った
。こうして得られた焼成体１は出発原料とほぼ同じ組成
であった。

上記焼成体１０両平面に銀などの導電性ペーストを塗布
し５５０　”Ｃで焼付けることによシミ極礼３を形成し
た。

上記の操作によって得られた素子の特性を以下に示す。

但し■印は比較例を示す。

９　ベーラ′ １ｏべ−２゛ １１べ一部 １３べ一：′ 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 ％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ｖ１ｍＡ／”と
呼ぶ）の値と、α＝１／１０ｑ（ｖ１ｏｍＡ／■１ｍＡ
）〔ただし、ｖｌｏｍＡは１０　ｍ　Ａのバリスタ電流
を流した時のバリスタ電圧、ｖｌｍＡ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１　ＫＨｚにおける誘電率ε
、誘電損失角ｔａｎδで行っている。

以上に示したように第３成分が含まれない場合誘電率、
αが小さく実用的でない。また第３成分は含むが第４成
分を含まない場合αはやや小さいが実用上問題はない程
度である。また第３．第４１４　ベーラ・ 成分両方を含む場合誘電率、α共に大きい。また第３．
第４成分の両方を含１ない場合誘電率は大きいが、ｔａ
ｎδが著しく大きい。

従って第２成分第３成分を含むことによりバリスタ及び
コンデンサとしての基本的特性を得ることができ、その
上に第４成分を添加することによりαをさらに大きくす
ることができる。

このような効果が現われるのは第２成分が○、００１〜
７．０００　ｍｏ／！チの範囲であり、７．０００ｍｏ
１％を超えるとｔａｎδが著しく大きくなる。また第３
成分、第４成分が０．００１〜７．０００　ｍｏ７１＋
％を超えると誘電率が小さくなりバリスタ電圧が著しく
大きくなり、実用的でなくなる。

なお実施例では第２．第４成分の組合せは一部しか示さ
なかったが、それぞれ複数種類の物質を組合せて規定し
た添加量の範囲内であれば同様の効果があることを確認
した。

以上述べたように主成分としてＳｉＴｉＯ３を用い、第
２成分、第３成分を添加することによりバリスタ及びコ
ンデンサとしての基本的特性を得る１５　”−” ことができる。さらに第４成分を添加することにより誘
電率、α共に大きな素子を得ることができる。第３図は
本発明の磁器組成物を用いた電圧依存性非直線抵抗体素
子を示し、４は磁器組成物、５．６は磁器組成物４の内
面に形成した電極である。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５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５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４図で７は本発明の素子、８はコイルである。

また第１図に示す従来のフィルタ回路の出力状況は第５
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。

第２図に示す従来のバリスタを含む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。

発明の効果 以上述べたように本発明による電圧依存性非直線抵抗体
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、しかも耐パルス特性に優れて
いるため、従来のノイズフィルタ回路を簡略化し、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５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。 ４・・・・・・磁器組成物、５，６・・・・・・電極。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名第１
図 第３図 第４図 第５図 →　朋う８ξ枚（ハイＨｒン

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）　Ｓ　ｒＴ　ｉ　Ｏ３を９９．９９８〜８８．０
   ００　ｍａｎ　％と、 Ｎｂ２Ｏ６，Ｔａ２０６．　ＷＯ３，Ｌａ２Ｏ３，Ｃｅ
   Ｏ２゜をｏ、ｏｏ１〜６．０００ｍｏｌｑ６とＴｏｏ　
   を０　、００１〜７　、０００　ｍｏｌ　％から成る電
   圧依存性非直線抵抗体磁器組成物。
2. （２）　Ｓ　ｒ　Ｔ　１０３を９９．９９７〜８１．０
   ００　ｍｏ１％と、 Ｎｂ２ｏ５．Ｔａ２○６．　ＷＯ３，Ｌ　Ｂ２Ｏ３，Ｃ
   ｅＯ２゜Ｎｄ２○３．Ｙ２Ｏ２，Ｐｒ６ｏ１１．Ｓｍ２
   ○３．Ｅｕ２ｏ３゜５ｃ２０３．Ｄ７２０３．Ｏ内（７
   Ｍｌ＜　とも１　種以上（７）金属酸化物を０．００１
   〜５．０００　ｍｏｌ　％　とＴ　ｅ　Ｏ２を０．００
   １〜７．０００　ｍｏ１％とＡｌ２Ｏ３，Ｂ２Ｏ３，Ａ
   ｇ２Ｏ，Ｃｕ０２Ｍｔ１ｏ２．Ｓｉｏ２゜２ベーコ゛。 Ｍｑｏ、ＴｉＯ２，ｚｎｏｌＰ２ｏ５．Ｓｂ２Ｏ３，Ｙ
   ２Ｏ５゜Ｎａ２Ｏ，ＳｒＯ，の内の少なくとも１種以上
   を０．００１〜７．０００　ｍｏ、５％　から成る電圧
   依存性非直線抵抗体磁器組成物。