JPS625610A - 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（Ｄ
（ＣａｘＳｒ、−ｘ）ｙＴｉｅ３Ｃ（０．００１ｐ、≦
０．４ン、（０．９５≦ｙ＜１．○Ｏ）　）　、　（Ｂ
　ａ　ａＳ　ｒ　１−ａ凡Ｔｉ０３Ｃ（０．００１≦ａ
≦０．４　）　、　（０．９５≦ｂ＜１．ｏｏ）：Ｊ。

（Ｍｇ　ｃ　Ｓ　ｒ　１−ｃ　）　ｄ　Ｔ　ｉＯｓ　（
（０、Ｏ○１≦ｃ≦ｏ、４）。

（０．９５≦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。

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）＋２ ここで、工は電流、■は電圧、Ｃはバリスタ固有の定数
であり、ａは電圧非直線指数である。

ＳｉＣバリスタのａ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５〜１０条と大きい。

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　Ｘ　１０４程度でｌａｎδ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、ＳｒＴ
ｉＯ３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、ノ＜リス
ク電圧が低く、ａが大きく、誘電率が大きく、サージ耐
量が大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
から保獲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。

本発明はこ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。

問題点を解決するための手段 上記の問題点を解決するために本発明では、（ＣａｘＳ
ｒ１−エ）ｙＴｉＯ３〔（ｏ、ｏｏ１−ｘ）ｙＴｉＯ３
〔（０．００１≦ｘ≦０．４）。

（０．９５≦ｙ＜１−００）］、（ＢａａＳｒ１−ａ）
ｂＴｉ○３（（ｏ、ｏｏ１≦ａ≦０．４）、（０．９５
≦ｂ＜１．００））。

（Ｍ　ｑ　ｃ　Ｓ　ｒ　１−ｃ　）　ｄ　Ｔ’　０３（
（０−００１≦ｃ≦０．４）。

（０．９５≦ｄ＜１．００））のうち少なくとも１種類
以上ヲ主成分トシ、Ｎｂ２Ｏ６，Ｙ２Ｏ２，Ｌａ２ｏ３
゜Ｔａ　Ｏ、ＷＯＤｙ　○　、Ｎｄ２Ｏ３，ＣｅＯ２゜
２５３　＋　　　２３ Ｐｒ　ＯＴ　ＴｅＯＧｅＯ２，Ｉｎ２Ｏ５，５Ｃ２０３
゜６１１　　　　　　２’ Ｇａ２Ｏ３，ＨＩＯ２のうち少なくとも１種類以上を０
．００１〜５．０００　ｍｏｆｉ　％　、　ＳｉＯ２を
５．０００〜１６．０００ｍ０β係添加してなる電圧依
存性非直線抵抗体磁器組成物、さらにその上にＡ２２ｏ
３゜Ｂ　ＯＡｇ　Ｏ、ＣｕＯ９ＭｎＯ２，ＣＯ２Ｏ３、
Ｎ　ｌ　ｏ。

２３　ｌ　　　　２ ＭｏＯＢｅｄ、Ｆｅ　Ｏ、Ｌｉ２Ｏ，Ｃｒ２Ｏ３゜３　
ｌ　　　　　　　　　　２３ ＺｒＯＰｂＯ，ＴｉＯ２，ＺｎＯ，Ｐ２Ｏ５，５ｂ２０
３゜２＋ Ｙ２Ｏ５のうち少なくとも１種類以上を０．００１〜５
．００Ｏｒｎｏｌ　％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、５ｒＴｆ○３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シ半導体化が進行せず、粒成
長も抑制されるだめ還元焼成後の比抵抗は数Ω・備と高
く、バリスタ電圧を高くしたり、誘電率を下げたシ、サ
ージ耐量を下げたシするというように電気的特注に悪影
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。そのた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、半導体化が進み比抵抗を下
げることができる。また、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易くした上に添加物とし
て８１０２を添加すると、粒成長がさらに進行する。ま
だ、粒界に偏析するような添加物を加えることにより粒
界に生じるバリヤーが補強され、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。

５ｒＣＯ、ＣａＣＯ３，ＢａＣＯ３，ＭｇＣＯ３゜Ｔ　
１０２を下記の第１表に示す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、１０
００’Ｃ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％添加して造粒した
後、１ｔ７ｃ肩のプレス圧力で１０φ卿×１−の円板状
に成形する。

この成形体を１０００′Ｃ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１５００’Ｃ・３時間焼成する。さらに、空気中で
１２００°Ｃ・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の両半部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、６０
０　’Ｃ・６分焼成し、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、誘電率は１曲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Ｖｌｍ
Ａ　（１！ＩＩＩＩＡの電流を通した時の電圧）の変化
が１１０％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 く第２表〉 Ｌ−１７ 発明の効果 以上に述べたように、Ｓｒの一部をＣａ、Ｂａ。

Ｍｑ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、′°゛ そのため粒成長が促進され、バリスタ電圧の低下、誘電
率の上昇が実現される。このような効果を示すのは、Ｓ
ｒの置換量が０．００１〜０．４までで、０．４を越え
ると非直線性が低下する。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、ｏ、９５を
越えるとバリスタ電圧の上昇、誘電率の低下を招く。

そして、半導体化物質は１種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５．０
００　ｍｏｆ！、％を越えると、一部未反応のまま粒界
に偏析して粒界の高抵抗化を阻害する。

また、Ｓ　ｉ０２は粒成長の促進に有効であり、バリス
タ電圧の低下、誘電率の上昇をもたらすが、５．０００
　ｒｎｏＢ、　％未満ではバリスタ電圧の低下にはあま
シ有効でなく、ｊ　５．０００　ｍｏ　１１％を越える
と、バリスタ電圧が上昇すると共に非直線性が悪くなる
。

また、Ａｌｌ　、　Ｂ　、Ａｇ　、Ｃｕ　、Ｍｎ　、Ｃ
ｏ　、Ｎｉ　、Ｍｏ　、　Ｅｅ。

Ｆｅ　、Ｌｉ　、Ｃｒ　、Ｚｒ　、Ｐｂ　、Ｔｉ　、Ｚ
ｎ　、Ｐ　、Ｓｂ　、Ｖ　を添加すると粒界に偏析し、
粒界を高抵抗化するため、非直線性の上昇、サージ耐量
の上昇をもたらす。

このような効果を示すのは５　、ＯＯＱ　ｍｏ℃％以下
であり、５．０００　ｍａ１％　を越えると、バリスタ
電圧の上昇、サージ耐量の低下を示す。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
ジ耐量を改善するのに有効である。

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、従来は数種類の部品を組合
わせていたノイズフィルタを単一の素子でもって同じ効
果が得られ、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大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図は本発明の一実施例による電圧依存性非
直線抵抗体磁器を示す平面図と正面図である。 １・・・・焼結体、２，３・・・・電極。

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＿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％、ＳｉＯ＿２を５．０００
   〜１５．０００ｍｏｌ％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％、ＳｉＯ＿２を５．０００
   〜１５．０００ｍｏｌ％、Ａｌ＿２Ｏ＿３、Ｂ＿２Ｏ＿
   ３、Ａｇ＿２Ｏ、ＣｕＯ、ＭｎＯ＿２、Ｃｏ＿２Ｏ＿３
   、ＮｉＯ、ＭｏＯ＿３、ＢｅＯ、Ｆｅ＿２Ｏ＿３、Ｌｉ
   ＿２Ｏ、Ｃｒ＿２Ｏ＿３、ＺｒＯ＿２、ＰｂＯ、ＴｉＯ
   ＿２、ＺｎＯ、Ｐ＿２Ｏ＿５、Ｓｂ＿２Ｏ＿３、Ｖ＿２
   Ｏ＿５のうち少なくとも１種類以上を０．００１〜５．
   ０００ｍｏｌ％添加してなる電圧依存性非直線抵抗体磁
   器組成物。