JPS62252903A - 電圧非直線性抵抗体磁器組成物及びその製造方法 - 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ＳｒＴｉＯ３を主成分とする、コンデンサとバ
リスタの両機能を有する電圧非直線性抵抗体磁器組成物
及びその製造方法に関する。

従来の技術 電子機器は、機器の内外部より伝播する異常電圧やノイ
ズ等によるトランジスタや集積回路の破壊や誤動作を防
止するため、各種のコンデンサやバリスタ等が使用され
ているが、単品ではこれらノイズ、パルス、サージ等の
吸収、除去が不完全である。近年登場した電圧非直線性
抵抗体すなわち容量性バリスタは、コンデンサとバリス
タの両機能を有するもので、ノイズ、パルス、サージ等
の吸収、除去、又はバイパスとしての機能を単品で行う
ことができる。

発明が解決しようとする問題点 しかし、従来の５ｒＴｉＯ５材に半導体化元素（Ｎｂ２
Ｏ３、Ｔａ２０５．　ＣｅＯ２等）ならびに粒界に析出
する元素（Ｂ工、　　Ｃｕ　、　Ｍｎ等）を添加して作
製した容量性バリスタは、サージ耐量が１０〜５０Ａと
小さいため、信頼性が乏しく、利用範囲も限定されたも
のであった。

また、電子機器の高性能、多機能化に伴い、小型大容量
でなおかつ、サージ耐量の大きな、信頼性の高い容量性
バリスタが要求されている。

問題点を解決するための手段 本発明にかかわる磁器組成物は、ＳｒＴｉＯ３成分が１
００モル部、’ｔＴｂ２０５　、　Ｔａ２０５　、　Ｗ
Ｏ３、ＣｅＯ２゜Ｌａ２Ｏ３、Ｎ（１２０３、Ｙ２Ｏ３
、Ｓｍ２Ｏ３、Ｄｙ２Ｏ３、”ｄ２０５及びＰｒ６ｏ＋
１の内少くとも１種の金属酸化物成分が０．００５〜３
．００　七に部、Ｃｒ２Ｏ５成分力０、Ｑ１〜２．００
モル部、さらに５ｉ０２　、　ＣｕＯ及びＭｎＯ２の内
少くとも１種の酸化物成分が０．０１〜２．００モル部
からなるものである。

作用 本発明は以上の手段よりなるためＮｂ２Ｏ５などは、５
ｒＴ１０５を原子価制御の原理により半導体化させるの
に必要な成分で、Ｃｒ２Ｏ５は、結晶粒界での濃度が高
く、バリスタ特性に寄与する成分でさらに、Ｓｉｎ□、
　ＣｕＯ及びＭｎＯ２は、バリスタ電圧の非直線係数を
改善するのに効果のある成分である。

実施例 実施例１ 市販の工業用原料５ｒＯ０５粉末（純度９９％以上）　
、　ＴｉＯ２粉末（純度９９％以上）を等モルになるよ
うに秤量配合し、ボールミルで２０時間混合した。これ
を乾燥した後、この粉末を１１６０°Ｃの温度で２時間
仮焼した。その後ボールミルで湿式粉砕した。このよう
にして得られた５ｒＴｉ０３粉末１００モル部に対して
市販の特級試薬（純度９９−９％以上）Ｎｂ２０５　、
　Ｔａ２０５　、　ＷＯ３、Ｃｏｏ□。

Ｌａ２Ｏ５＋　Ｎｄ２Ｏ５＋　Ｙ２Ｏ５＊　Ｓｍ２Ｏ３
ｒ　Ｄ３’ｚＯｓ　、ｅａ２ｏ。

及びＰｒ６Ｏ１１のうち少くとも１種の金属酸化物と、
試薬特級（純度９９．９％以上）Ｃｒ２０５　　を第１
表に示すように秤量配合し、ボールミルで２０時時間式
混合した。乾燥後、６重量％のポリビニルアルコール水
溶液をバインダーとして１０重景チ添加混合し、３２メ
ツシユパスに造粒した。この造粒粉末を１０００／ｃｑ
／ｃ１１の圧力で円板形に成形した。

これらの成形体を空気中において、１０００°Ｃの温度
で加熱処理した後、Ｎ２（９６容積チ）＋Ｈ２（６容積
チ）の還元性雰囲気中で１４００°Ｃの温度で４時間焼
成し、直径約６静、厚さ約Ｑ、ア静の半導体磁器を得た
。次にこれを空気中で１１５０°Ｃの温度で４時間熱処
理した。次にこの磁器の両面にオーミックλｇペースト
を塗布し、６６０°Ｃの温度で焼付けて容量性バリスタ
を得た。

次に容量性バリスタの特性評価を行うために、静電容量
Ｃ１誘電正接ｔａｎδ、バリスタ電圧ｖ＋＋非直線係数
α、及びサージ耐量を測定し、第２表に示す結果を得た
。

尚、Ｇ　、　ｔａｎδは通常のブリ・フジを用い２０″
Ｃ９１ＫＨｚ　　で測定した。また、　ｖｌはバリスタ
に１ｍＡの電流を流しだ時の電圧を測定し、αはバリス
タに１ｍＡ、１ｏｍＡの電流を流した時のそれぞれの電
圧Ｖ、　、　Ｖ、ｏを測定し、次式より求めた。

α＝　１　／　ｌｏｇ　（ｖ＋ａ／　ｖ＋　）また、サ
ージ耐量は、バリスタに８×２０μｓの電流波形のサー
ジを加え、その後ｖ１を測定し初期値に対して１０％変
化した時の最大電流値を測定した。

また、寿命試験は、次に示す条件で式中負荷寿命試験を
１０００時間行い、コンデンサ特性とバリスタ特性を前
述の方法で測定した。

式中負荷寿命試験条件 θ６±２°Ｃ９９０〜９６％Ｒｈ　、の恒温恒湿槽にて
ＤＣ２０Ｖ連続印加を行った。

（以　下金　白） 第　　１　　表 試料番号１はＮｂ２Ｏ５の成分量が０．００５モル部未
満でｔａｎδが７．３チと高く、試料番号１４はＮｂ２
Ｏ５の成分量が３．００モル部を超え、ｔａｎδが６．
７係と高くサージ耐重も６０人と低く本発明の範囲外と
した。また試料番号２および９はそれぞれＣｒ２Ｏ，の
成分量がｏ、０１モル部未満でサージ耐量が３０人およ
び６０人と低く、バリスタ電圧の非直線係数αも８以下
と低く、また試料番号６および１３はＣｒ２Ｏ３の成分
量が２．００モル部を超え、サージ耐量がそれぞれ７０
人と低く、ｔａｎδも４チ以上と高く本発明の範囲外と
した。

実施例２ 実施例１で示した、主成分、半導体化元素、Ｃｒ２Ｏ５
からなる組成に第３表に示すように、市販の試薬特級（
純度９９．９％以上）　５ｉ０２　、　ＣｕＯ及びＭｎ
Ｏ２の内掛くとも１種の酸化物を添加し、容量性バリス
タを実施例１と同一方法で作成、測定した。その結果を
第午表に示す。

（以下金　白） 試料番号７は、５ｉ０２　、　ＣｕＯ及びＭｎＯ２の添
加の効果を調べるための比較試料である。試料番号５７
．６３および６８は、それぞれＳｉｎ□、　Ｃｕｂ。

ＭｎＯ２の成分量が０，０１モル部以下でバリスタ電圧
の非直線係数が改善されておらず、また試料番号６６、
θ７および７２は、それぞれ、ＳｉＯ□。

ＣｕＯ、ＭｎＯ□の成分量が２．００モル部を超え、サ
ージ耐量が６０Å以下と低く、ｔａｎδも３係以上あシ
、本発明の範囲外とした。

実施例３ 実施例１における試料番号７および２７と実施例１２に
おける試料番号６５および９ｏの組成を用いて、実施例
１と同一方法で成形体を作成した。

これら成形体を空気中において１０００°Ｃの温度で加
熱処理した後、Ｎ２（９５容積％）十Ｈ２（６容積チ）
の還元性雰囲気中で第６表に示す温度で４時間焼成し、
直径約６鵡、厚さ約０．７１１の半導体磁器を得た。次
にこれを空気中で、第５表に示す再酸化温度で４時間熱
処理した。次にこの磁器の両面にオーミックλｇペース
トを塗布し、５６０°Ｃの温度で焼付けて容量性バリス
タを得た。

測定は実施例１と同一方法で行ない、その結果を第６表
に併せて示す。

（以下余白） 試料番号１０１は雰囲気焼成温度が１３００°Ｃ未満で
、焼結不足で半導体化が充分性なわれず、コンデンサ特
性、バリスタ特性共に悪い。また試料番号１０６は雰囲
気焼成温度が１５００°Ｃを超え、１００μｍ以上の粗
大粒子ができサージ耐量が６ｏÅ以下であるので本発明
の範囲外とした。

また試料番号１０６は再酸化温度が８００°Ｃ未満で、
結晶粒界の絶縁化が不充分で、ｔａｎδが３係以上、サ
ージ耐量が６０Å以下になるので本発明の範囲外とした
。また試料番号１１１は再酸化温度が１０００°Ｃを超
え、結晶粒子内部まで再酸化が進行し、サージ耐量が５
０Ａ以下になるので本発明の範囲外とした。

尚、本発明での実施例では、金属酸化物を使用したが、
最終的に金属酸化物が得られれば本発明の目的が達成さ
れるので、金属元素、炭酸塩、水酸化物、硝酸塩、シュ
ウ酸塩を用いてもさしつがえない。

発明の効果 以上のように本発明は５ｒＴｉＯ５成分が１００モル部
、Ｎｂ２Ｏ３、Ｔａ２０５　、　ＷＯ３、ＣｅＯ２、Ｌ
ａ２Ｏ５゜Ｎｄ２ｏ３＋　Ｙ２”５−　Ｓｍ２ｏ５　＊
　Ｄｙ２Ｏ３＋　”２０３　　オＬびＰｒ６Ｏ１１のう
ち少くとも１種の金属酸化物成分が０．００５〜３．○
○モル部、Ｃｒ２Ｏ５成分が０．０１〜２．００モル部
、５ｉｎ２．　ＣｕＯおよびＭｎＯ２のうち少くとも１
種の酸化物成分が０．０１〜２．００モル部からなるた
め、サージ耐圧が高く、静電容量が大きくなる。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）ＳｒＴｉＯ＿３が１００モル部と、Ｎｂ＿２Ｏ＿
   ５、Ｔａ＿２Ｏ＿５、ＷＯ＿３、ＣｅＯ＿２、Ｌａ＿２
   Ｏ＿３、Ｎｄ＿２Ｏ＿３、Ｓｍ＿２Ｏ＿３、Ｄｙ＿２Ｏ
   ＿３、Ｇｄ＿２Ｏ＿３及びＰｒ＿６Ｏ＿１＿１の内少く
   とも１種の金属酸化物０．００５〜３．００モル部と、
   Ｃｒ＿２Ｏ＿３が０．０１〜２．００モル部とを含む電
   圧非直線性抵抗体磁器組成物。
2. （２）ＳｒＴｉＯ＿３が１００モル部と、Ｎｂ＿２Ｏ＿
   ５、Ｔａ＿２Ｏ＿５、ＷＯ＿３、ＣｅＯ＿２、Ｌａ＿２
   Ｏ＿３、Ｎｄ＿２Ｏ＿３、Ｙ＿２Ｏ＿３、Ｓｍ＿２Ｏ＿
   ３、Ｄｙ＿２Ｏ＿３、Ｇｄ＿２Ｏ＿３及びＰｒ＿６Ｏ＿
   １＿１の内、少くとも１種の金属酸化物０．００５〜３
   ．００モル部と、Ｃｒ＿２Ｏ＿３が０．０１〜２．００
   モル部とを含む組成物を成形体とし、これを還元性雰囲
   気中で、１３００〜１５００℃の範囲内の温度で焼結さ
   せ、得られた半導体磁器を、さらに酸化性雰囲気中で８
   ００〜１３００℃の範囲内の温度で加熱処理して再酸化
   することを特徴とする電圧非直線性抵抗体磁器組成物の
   製造方法。
3. （３）ＳｒＴｉＯ＿３が１００モル部と、Ｈｂ＿２Ｏ＿
   ５、Ｔａ＿２Ｏ＿５、ＷＯ＿３、ＣｅＯ＿２、Ｌａ＿２
   Ｏ＿３、Ｎｄ＿２Ｏ＿３、Ｙ＿２Ｏ＿３、Ｓｍ＿２Ｏ＿
   ３、Ｄｙ＿２Ｏ＿３、Ｇｄ＿２Ｏ＿３及びＰｒ＿６Ｏ＿
   １＿１の内少くとも１種の金属酸化物０．００５〜３．
   ００モル部と、Ｃｒ＿２Ｏ＿３が０．０１〜２．００モ
   ル部と、ＳｉＯ＿２、ＣｕＯ及びＭｎＯ＿２の内少くと
   も１種の酸化物０．０１〜２．００モル部とを含む電圧
   非直線性抵抗体磁器組成物。
4. （４）ＳｒＴｉＯ＿３が１００モル部と、Ｎｂ＿２Ｏ＿
   ５、Ｔａ＿２Ｏ＿５、ＷＯ＿３、ＣｅＯ＿２、Ｌａ＿２
   Ｏ＿３、Ｎｄ＿２Ｏ＿３、Ｙ＿２Ｏ＿３、Ｓｍ＿２Ｏ＿
   ３、Ｄｙ＿２Ｏ＿３、Ｇｄ＿２Ｏ＿３及びＰｒ＿６Ｏ＿
   １＿１の内少くとも１種の金属酸化物０．００５〜３．
   ００モル部と、Ｃｒ＿２Ｏ＿３が０．０１〜２．００モ
   ル部と、ＳｉＯ＿２、ＣｕＯ及びＭｎＯ＿２の内少くと
   も１種の酸化物０．０１〜２．００モル部を含む組成物
   を成形体とし、これを還元性雰囲気中において、１３０
   ０〜１５００℃の範囲内の温度で焼結させ、得られた半
   導体磁器を、さらに酸化性雰囲気中において８００〜１
   ３００°Ｃの範囲内の温度で加熱処理して再酸化し、そ
   れにより結晶粒界に、絶縁誘電体層を設けることを特徴
   とする電圧非直線性抵抗体磁器組成物の製造方法。