JPS6042802A - 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、静電気等を吸収または除去する（ＢａｚＣａｙＳｒ
ｌ　ｚ　ｙ）Ｔｉ０３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、各種電気機器、電子機器における異常高電圧（以
下ザージと呼ぶ）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） ここで、工は電流、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。

ＳｉＯバリスタのαは２〜７程度、　ＺｎＯ系バリスタ
ではαが６０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部が小さいた
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５×１０
４〜６×１０４程度でｔａｎδが１チ前後の半導体磁器
コンデンサが利用されている。

巻 しかし、この半導体磁侍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、このよう々第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
能な複合機能を有し、なおかつサージの印加による非直
線指数、バリスタ電圧の特性変化の少ない電圧依存性非
直線抵抗体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 この目的を達成するだめに本発明の電圧依存性非直線抵
抗体磁器組成物は、（Ｂａｘ　ＣａｙＳｒ＋−Ｘ−ｙ）
ＴｉＯ３（但し、Ｘは０００１〜Ｏ−３００＋　３’は
０．００１〜０３００の範囲の値）を９９．９９５〜９
６；０００ｍｏ１％、Ｎｂ２Ｏ５，Ｔａ２Ｏ，、ＣａＯ
２１ｗｏ３．Ｌａ２Ｏ３゜Ｄ７２０３１　Ｎｄ２Ｏ３１
Ｙ２”３１　Ｓｍ２Ｏ３１Ｐｒ６Ｏ１１からなる群から
選択された少々くとも１種類以上の金属酸化物を０．０
０５〜５．０００　ｍｏ１％含有す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。

また、上記組成物にさらに非直線指数の改善に寄与する
成分としテＡｇ２Ｏ，Ｃｕｂ、　Ｂ２Ｏ３，Ａｌ□０３
゜Ｃｏ２Ｏ３，ＭｎＯ□、　Ｓｉｎ、、　、　Ｎａ２Ｑ
、からなる群から選択された少なくとも１種類以上の金
属酸化物を０９００１〜３゜ＯＯＯｍｏ１％を加えてな
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により具体的に説明する。

ＳｒＣＯ３，ＢａＣＯ３，ＣａＣ２Ｏ４，Ｔｉ、０２を
下記の第１表に示しだ組成比になるようにそれぞれ秤量
配合し、ボールミルなどで約１２時間粉砕、混合し、乾
燥う□え後再び粉砕シフ、プＶユ圧４．。ｔ／、＜　ｆ
　８０φｘｓｏｉｍに仮成形する。上記成形体を１２０
０℃で４時間焼成し、再びポール〉ルなどで約１２時間
粉砕して主原料となる（　ＢａｚＣａｙＳｒｌ　ｚ　ｙ
）ＴｉＯ３粉末（以下これを第１成分と呼ぶ）を作成し
た。

次に、Ｎｈ、０５’　、　Ｔａ２Ｏ３，ＷＯ３，Ｄｙ２
Ｏ３，Ｌａ、、０３゜Ｙ２Ｏ３，Ｎｄ、、０３！−Ｃａ
Ｏ２粉末（以下第２成分と呼ぶ）とＡｇ２Ｏ，Ｃｕｂ、
　Ｂ２Ｏ３，Ａｌ２Ｏ３，ＭｎＯ２，５ｉｎ２．　Ｎａ
、０粉末（以下第３成分と呼、ぶ）を下記の第１表に示
した組成比になるように秤量する。

次に、上記第１〜３成分を１２時間乾式混合し、今市ｌ
に対して約１０ｗｔ％のポリビニルアルコールなどの壱
機結合剤を加えて造粒した後、プレス圧ｉ、ｏ　ｔ／ｃ
、４で１０φＸ　１　”　ｍｍの円板状に成形する。

上記成形体を空気中で１０００℃、２時間焼成した後、
Ｎ２　（９ｏ多）＋Ｈ２（１０襲）の還元雰囲気中で約
１４００℃、２時間焼成し、次に再び空気中で１２００
℃、３時間焼成して第３図に示す素子４を得た。

次に、上記素子４の両平面に銀などの導電性ペーストを
塗布し５６０℃で焼付ける≧とにより電極６，６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の第２表
に示す。

（以下余白） 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％１０） （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の正確な測量が困難であるた
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Ｖ１　Ｂ　）Ｊｆ
ｎｍと呼ぶ）の値と、α−１／Ｉｏｇ（Ｖ　１ｏｍ１竿
＊　ｍＡ　Ｘ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、ｖｌｍ又は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
としての特れ評価は測定周波数１ＫＨ２における誘電率
ε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、時間を１４００℃＋２時間、空気中での焼成温
度、時間を１２００℃、３時間で行ったものである。

なお、サージ電圧が印加された後の非直線指数の変化（
Δα）及びバリスタ電圧の変化（ΔＶ）は２ｘｖの直流
定電圧電源に２・０μＦのコンデンサを接続し、５秒間
隔で上記コンデンサの充電エネルギーをバリスタに印加
゛することを３回繰返し、その後の非直線指数（α′）
、バリスタ電圧（Ｖ′）を測定し、次式によりそれぞれ
の変化率をめて示した。

α′−α Δα二□ｘ１ｏ、ｏ（％） 以上に示しだように（ＢａｘＣａｙ＆　＋　ｘ−ｙ）Ｔ
ｉＯ３ＣＩ　Ｘ及びｙが０．Ｏｏ１未渦の場合非直線指
数αのばらつきが大きく、パルスに対する非直線指数α
の変化率Δα、バリスタ電圧Ｖの変化率ΔＶが大きく耐
パルス特性が悪い。また、Ｘ及びｙがＱ３００を超える
と非直線指数が低下すると共に耐パルス特性も悪くなる
二また、ｘ＞ｏ、３．　ｏ、ｏｏ１≦ｙ≦０．３００の
場合には耐パルス特性が実質的に改善されず、特性のば
らつきが大きくなる。

このように削パルス特性は、 ゛〈〈 ０．００１＝Ｘ：Ｑ、３００，０．００１≦ｙ≦ｏ、３
ｏ。

の範囲から１つの値がずれただけでも悪く、なる。

また、第２成分は添加量がＯ，’ＯＯｓ　ｍｏｌ　４未
満では充分な原子価制御が行われず、素子の比抵抗が大
きくなるため、非直線指数、誘電率共に小さくなる。一
方、添加量が５．０ＯＯＩＩＩＯ１％を超えると焼結性
が悪くなる。

第３成分は添加量が０．００５　ｍｏｌ係未満では非直
線指数を大幅に改善すること−はできず、ｓ、ｏｏ。

ｍｏ１％を超えると焼結性が悪くなり、諸性性の劣化を
きだす。

なお、実施例では第２成分、第３成分の組合せは一部し
か示さなかったが、それぞれ複数側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。

発明の効果 以上に述べたように、本発明の磁器組成物は主成分とし
て（ＢａｚＣａ、Ｓｒ、−ｘ、）Ｔｉｅ、（但し０．０
０１≦Ｘ≦０．３００．０．００１≦ｙ≦ｏ、３ｏＯの
範囲の値）を用いることにより、パルスに対する非直線
指数αの変化率Δα及びバリスタ電圧Ｖの変化率ΔＶが
大幅に改善され、パルスに対する信頼性が著しく向上す
る。さらに、第３成分の添加により非直線指数はさらに
改善でき、上記主成分と第３成分を組み合せることによ
り非直線指数が大きく、しかも耐パルス特性に優れ、た
素子が得られる。

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図に示すよう々ノイズ入力人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だ。

第６図で７は本発明の素子、８はコイルである。

１だ、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。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
るだめ、従来め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」：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ｓ　
１　ｍ １ 第２図 １ 第３図 第５図 →固液数ＣＭＨＩ）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）　（ＢａＸＣａｙＳｒｌ、）（、−ｙ）、ＴｉＯ
   ｓ　（但し、Ｘは０．００１〜Ｏ−３００、ｙは０．０
   ０１〜０．３００の範囲の値）を９９．９９５−９５．
   ＯＯＯｍｏｌ　％、　Ｎｂ２Ｏ５゜’ｒａ２０５１　Ｃ
   ｅ　ｏ、　ｌ　Ｗ　０３　＋　ＩＡ２ｏ３１　”Ｖ２Ｏ
   ５ｌ　Ｎｄ２Ｏ３＋Ｙ２Ｏ３，８１１２０３，Ｐｒ６０
   ．、からなる群から選択された少なくとも１種類以−ヒ
   の金属酸化物を０．００５〜５・ＯＯＯｍｏｌ％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
   。
2. （２）　（ＢａｘＣａｙＳｒ、、ｘ、）ＴｉＯ３（但し
   、Ｘは０００１〜ｏ、３００．ｙは０．００１〜α３０
   ０の範囲の値）を９９＋９９４−９２．０００ｍ０１％
   、　Ｎｂ２Ｏ，。 Ｔａ２０ｓ　ｒ　Ｇ６０２　＋　Ｗ　”３１５％”、ｌ
   　Ｄｙ２０３１　Ｎｄ２　”、ｔＹ２０３．　Ｓｍ２Ｏ
   ３，Ｐｒ６０．、からなる群から選択された少なくとも
   １種類以上の金属酸化物をｏ、ｏｏｓ〜ｓ、ｏ　ｏ　ｏ
   　ｍ’ｏ１％、ムｇ２０．　ＣｕＯ＋　Ｂ、、０３．　
   Ａｌ２Ｏ２゜ｃｏ２０３．　ＭｎＯ□、　Ｓｉｎ□、　
   Ｈａ２０からなる群から選択された少なくとも１種類以
   上の金属酸化物を０−００１〜３．ＯＯＯｍｏｌ　％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。