JPS625609A - 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 本発明は電気機器、電子機器で発生する異常高電圧、ノ
イズ、静電気から半導体及び回路を保護するところの （ＣａｘＳｒ　＋　ｘ）ｙＴｉＯｓ （’（ｏｐｏ１≦Ｘ≦０．４　）　、　（０，９５≦ｙ
＜１．ｏｏ　））。

（Ｂａａｓｒｌ−ａ）ｂ　Ｔ１０５ （（Ｏｐ０１≦ａ≦ｏ、４）、（０，９６≦ｂ＜１．ｏ
ｏ　）　）　。

（ＭｇｃＳｒ＋−ｃ）ｄＴｉ○３ 〔（○ｐ○１≦Ｃ≦ｏ、４）　、　（０，９６≦ｄ＜１
．００）〕のうち少なくとも１種類以上を主成分とする
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
Ｏ 従来の技術 従来、各種電気機器、電子機器における異常高電圧の吸
収、ノイズの除去、火花消去、静電気対策のだめに、電
圧依存性非直線抵抗特性を有するＳｉＣバリスタやＺｎ
Ｏ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。

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
は比較的高い電圧の吸収には優れた性能を有しているが
、誘電率が低く固有の静電容量が小さいため、バリスタ
電圧以下の低い電圧や周波数の高いもの（例えばノイズ
など）の吸収に対してはほとんど効果を示さず、また誘
電損失ｔａｎδが６〜１ｏ係と大きい。

一方、これらの低電圧のノイズなどの除去には見掛けの
誘電率が５×１０程度でｔａｎδが１％前後の半導体コ
ンデンサが利用されている。しかし、このような半導体
コンデンサはサージなどによりある限度以上の電圧、電
流が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。そこで近年、Ｓｒ　Ｔｉ　
０５を主成分とし、バリスタ特性とコンデンサ特性の両
方の機能を有するものが開発されているが、バリスタ電
圧が低く、αが大きく、誘電率が大きく、サージ耐量が
太きいといった必要とされるすべての特性を満足するも
のは未だ得られていない。

発明が解決しようとする問題点 このようなことから、半導体及び回路をノイズ。

静電気から保護するためにはバリスタ電圧が低く、α、
誘電率、サージ耐量が大きく、ノイズ減衰特性の優れた
素子が必要である。

本発明はとの゛ような必要とする特性すべてを同時に満
足させる磁器組成物を提供しようとするものである。

問題点を解決するだめの手段 上記の問題点を解決するために本発明では、（（ａｘＳ
ｒ、−ｘ）ｙＴｉｅ。

〔（０ρ０１−ｘ）ｙＴｉＯ３〔（０．４）、（ｏ、９
６〈ｙ〈１．００）〕。

（ＢａｌＳｒ１ａ）ｂ　Ｔｉ０３ （（ｏｐｏｌ〈ａくｏ４）、（ｏ、ｓｓ＜ｂ＜１．ｏｏ
））。

（Ｍｇ　ｃＳｒ　１−０）ｄ　Ｔｉ　Ｏ５〔〔○ｐ０１
≦Ｃ≦０．４　）　、　（０，９５≦ｄ〈１．ｏＯ）〕
のうち少なくとも１種類以上を主成分とし、Ｎｂ２Ｏ５
，Ｙ２Ｏ３，Ｌ？Ｌ２０３．Ｔａ２０５．ＷＯ３，Ｄｙ
２Ｏ３，Ｎｄ２ｏＳ。

ＣｅＯ２，Ｐｒ６０Ｈ，ＴｅＯ２，ＧｅＯ２，Ｉｎ２Ｏ
３，５ｃ２０３゜Ｃｒａ２０５．ＨｆＯ２のうち少なく
とも１種類以上を０．００１〜５，０００ｍ０１％　、
　Ａｇ２Ｏを０．００１〜１０、ＯＯＯｍｏ１％添加し
てなる電圧依存性非直線抵抗体磁器組成、さらにその上
に、５ｉ０２　、　Ａｌ２Ｏ５＋Ｂ２Ｏ３，ＺｎＯ，Ｃ
ｕＯ，ＭｎＯ２，Ｃｏ２Ｏ３，ＮｉＯ，ＭｏＯ３゜Ｂｅ
Ｏ，ＳｒＯ，Ｆｅ２Ｏ３，Ｌｉ２Ｏ，Ｃｒ２Ｏ３，Ｚｒ
Ｏ２，ＰｂＯ。

’ｒｉｏ２．ｐ２ｏ５，５ｂ２ｏ３．Ｙ２Ｏ５，’ｒ１
２ｏノうち少なくとも１種類以上を０．００１〜５．０
００ｍ０１％添加してなる電圧依存性非直線抵抗体磁器
組成物を得ることにより、上記の問題点を解決しようと
するものである。

作用 一般に、Ｓｒ　Ｔｉ　Ｏ５を半導体化させるには半導体
化促進剤を添加し還元焼成するが、これだけでは半導体
化促進剤の種類によってはあまり半導体化が進行せず、
粒成長も抑制されるため、還元焼成後の比抵抗は数Ω・
Ｃｍと高く、バリスタ電圧を高くしたり、誘電率を下げ
たり、サージ耐量を下げたりするというように電気的特
性に悪影響を及ぼす。従って、半導体化と粒成長が同時
に起こる必要がある。そのだめには主原料自体を比較的
半導体化しやすくすることが必要である。

そして、ＳｒをＣａ　、　Ｂａ　、　Ｍｇで置換すると
イオン半径や反応性の違いから欠陥を生−じやすくなり
、半導体化促進剤との反応性が高まり半導体化が進行し
、比抵抗を下げることができる。まだ、陽イオンと陰イ
オンの比率を陰イオン過剰にすることにより、欠陥の生
成がさらに促進されると共に物質移動が促進され、焼結
が進行すると共に粒成長が促進される。

このように主原料を半導体化しやすくした上に添加物と
してλｇ２ｏを加えると、粒界に偏析して粒界にバリヤ
を形成し、非直線性を発現する。

またさらに、５ｉ０２．Ａｌ２Ｏ５，Ｂ２Ｏ５，ＺｎＯ
，ＣｕＯ。

ＭｎＯ２，Ｃｏ２Ｏ３，ＮｉＯ，ＭｏＯ３，ＢａＯ，Ｓ
ｒＯ、Ｆｅ２０３　。

Ｌｉ２Ｏ，Ｃｒ２Ｏ５，ＺｒＯ２，Ｐｂ０．ＴｉＯ２，
Ｐ２Ｏ５，５ｂ２０３゜Ｖ２Ｏ５＋Ｔｌ２Ｏを添加する
と、粒界に偏析して粒界の高抵抗化に有効に作用し、バ
リヤを補強するため、非直線性が向上すると共に誘電率
の増加、サージ耐量の増加を実現することができる。

実施例 以下に本発明を実施例をあげて具体的に説明する０ ＳｒＣＯ５、ＣａＣ０３、ＢａＣ０３，ＭｇＣＯ２，Ｔ
ｉＯ２を下記の第１表の組成比になるように秤量し、ボ
ールミルなどで５０時間混合し、乾燥した後、１０００
℃で１０時間仮焼する。こうして得られた仮焼物を下記
の第１表の組成比になるように秤量し、ボールミルなど
で２４時間混合し、乾燥した後、ポリビニルアルコール
などのバインダーを１０ｗｔ％を 添加して造粒した後、１　／ＣｆｆＰのプレス圧力で１
０φｍｍ　Ｘ　１　ｔｍｍの円板状に成形する。この成
形体を１０００℃で２時間仮焼し、脱バインダーを行っ
た後、Ｎ２　：　Ｈ２＝９　：　１の混合ガス中で１５
００℃−３時間堺成する。さらに、空気中で１２００℃
・５時間焼成し、こうして得られた第１図、第２図に示
す焼結体１の側平面に外周を残すようにしてＡｇ　など
の導電性ペーストをスクリーン印刷し、６００℃・５分
燐成し、電極２，３を形成する。

次に、半田などによりリード線を取付け、エポキシなど
の樹脂塗装を行う。

このようにして得られた素子の特性を以下の第２表に示
す。

なお、誘電率！／′１１ＫＨｚでの静電容量から計算し
たものであり、サージ耐量はパルス性の電流を印加した
後のｖｌ、、、人（１ｍＡの電流を通した時の電圧）の
変化が±１０係以内である時の最大のパルス性電流値に
より評価している。

（以　下　余　白） 発明の効果 以上に述べたように、Ｓｒ、の一部をＣｈ　、　Ｂａ　
、　Ｍｇで置換し、さらに陽イオンと陰イオンの比率を
陰イオン過剰（Ｔｉ過剰）にすることにより、半導体化
が促進されると共に粒成長が促進される。そのためバリ
スタ電圧の低下、誘電率の上昇が実現できる。

このような効果を示すのは、Ｓｒ　の置換量が０、ｏ○
１〜０．４までであり、０．４を越えるとバリスタ電圧
が高くなり、誘電率が小さくなると共にサージ耐量が小
さくなる。また、陽イオンと陰イオンの比率は陰イオン
過剰で０．９５までであり、０．９６を越えると誘電率
が減少し、サージ耐量が小さく　、ｔａｎδが大きくな
る。

さらに、半導体化促進剤は１種類を単独で添加しても２
種類以上を同時に添加しても有効であるが、添加量が５
，００ｃ）ｍｏ１％を越えると、一部が未反応のまま粒
界に偏析して粒界の高抵抗化を阻害するため、非直線性
が悪くなると共にサージ耐量が悪くなる。

また、Ａｇ２Ｏは粒界に偏析して粒界にバリヤーを形成
するため非直線性を改善することができるが、１０ｍｏ
ｌ係を越えるとバリスタ電圧が大きくなり、誘電率の低
下、サージ耐量の劣化を招く。

またさらに、Ｓｉ　、ＡＩ　、Ｂ　、Ｚｎ　、Ｃｕ　、
Ｍｎ　、Ｃｏ　、Ｎｉ　、Ｍｏ　。

Ｂｅ、Ｓｒ、Ｆｅ、Ｌｉ、Ｃｒ、Ｚｒ、Ｐｂ、Ｔｉ、Ｐ
、Ｓｂ、Ｖ、Ｔｄ　　を添加すると、粒界に偏析して粒
界を高抵抗化するのに有効に作用する。そのため非直線
性の向上、サージ耐量の向上が実現できる。

このような効果を示すのは、添加量５，０００ｍｏ１％
以下であり、５，０００　ｍｏ１％を越えるとバリスタ
電圧の上昇、サージ耐量の低下を招く。また、これらの
添加物は複数種類を同時に添加しても有効であり、サー
ジ耐量の改善に有効である。

このようにして得られた素子に所定のノイズ入力を加え
たところ、従来のノイズフィルタと同程度のノイズ減衰
率を示した。

このことから、従来は複数種類の部品を組合わセテいた
ノイズフィルタを単−素子でもって同Ｕ効来が得られ、
さらにサージに対してもある程度の耐久性を示すことか
ら、部品の小型化・コスト低下に極めて有効であり、実
用上の効果は極めて太きい。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図は本発明による電圧依存性非直線抵抗体
素子の一実施例を示す平面図及び断面図である。 １・・・・・・焼結体、２，３・・・・・・電極。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名＠１
図 ／−−一洸豚）ト ２．３−−一電極 第２図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）（Ｃａ＿ｘＳｒ＿１＿−＿ｘ）＿ｙＴｉＯ＿３〔
   （０．００１≦ｘ≦０．４）、（０．９５≦ｙ＜１．０
   ０）〕、（Ｂａ＿ａＳｒ＿１＿−＿ａ）＿ｂＴｉＯ＿３
   〔（０．００１≦ａ≦０．４）、（０．９５≦ｂ＜１．
   ００）〕、（Ｍｇ＿ｃＳｒ＿１＿−＿ｃ）＿ｄＴｉＯ＿
   ３〔（０．００１≦ｃ≦０．４）、（０．９５≦ｄ＜１
   ．００）〕のうち少なくとも１種類以上を主成分とし、
   Ｎｂ＿２Ｏ＿５、Ｙ＿２Ｏ＿３、Ｌａ＿２Ｏ＿３、Ｔａ
   ＿２Ｏ＿５、ＷＯ＿３、Ｄｙ＿２Ｏ＿３、Ｎｄ＿２Ｏ＿
   ３、ＣｅＯ＿２、Ｐｒ＿６Ｏ＿１＿１、ＴｅＯ＿２、Ｇ
   ｅＯ＿２、Ｉｎ＿Ｏ＿３、Ｓｃ＿２Ｏ＿３、Ｇａ＿２Ｏ
   ＿３、ＨｆＯ＿２のうち少なくとも１種類以上を０．０
   ０１〜５．０００ｍｏｌ％、Ａｇ＿２Ｏを０．００１〜
   １０．０００ｍｏｌ％添加してなる電圧依存性非直線抵
   抗体磁器組成物。
2. （２）（Ｃａ＿ｘＳｒ＿１＿−＿ｘ）＿ｙＴｉＯ＿３〔
   （０．００１≦ｘ≦０．４）、（０．９５≦ｙ＜１．０
   ０）〕、（Ｂａ＿ａＳｒ＿１＿−＿ａ）＿ｂＴｉＯ＿３
   〔（０．００１≦ａ≦０．４）、（０．９５≦ｂ＜１．
   ００）〕、（Ｍｇ＿ｃＳｒ＿１＿−＿ｃ）＿ｄＴｉＯ＿
   ３〔（０．００１≦ｃ≦０．４）、（０．９５≦ｄ＜１
   ．００）〕のうち少なくとも１種類以上を主成分とし、
   Ｎｂ＿２Ｏ＿５、Ｙ＿２Ｏ＿３、Ｌａ＿２Ｏ＿３、Ｔａ
   ＿２Ｏ＿５、ＷＯ＿３、Ｄｙ＿２Ｏ＿３、Ｎｄ＿２Ｏ＿
   ３、ＣｅＯ＿２、Ｐｒ＿６Ｏ＿１＿１、ＴｅＯ＿２、Ｇ
   ｅＯ＿２、Ｉｎ＿２Ｏ＿３、Ｓｃ＿２Ｏ＿３、Ｇａ＿２
   Ｏ＿３、ＨｆＯ＿２のうち少なくとも１種類以上を０．
   ００１〜５．０００ｍｏｌ％、Ａｇ＿２Ｏを０．００１
   〜１０．０００ｍｏｌ、ＳｉＯ＿２、Ａｌ＿２Ｏ＿３、
   Ｂ＿２Ｏ＿３、ＺｎＯ、ＣｕＯ、ＭｎＯ＿２、Ｃｏ＿２
   Ｏ＿３、ＮｉＯ、ＭｏＯ＿３、ＢｅＯ、ＳｒＯ、Ｆｅ＿
   ２Ｏ＿３、Ｌｉ＿２Ｏ、Ｃｒ＿２Ｏ＿３、ＺｒＯ＿２、
   ＰｂＯ、ＴｉＯ＿２、Ｐ＿２Ｏ＿５、Ｓｂ＿２Ｏ＿３、
   Ｖ＿２Ｏ＿５、Ｔｌ＿２Ｏのうち少なくとも１種類以上
   を０．００１〜５．０００ｍｏｌ％添加してなることを
   特徴とする電圧依存性非直線抵抗体磁器組成物。