JPS63215005A - 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ためのコン
デンサ特性とバリスタ特性を有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、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すことが
できる。

Ｉ＝（Ｖ／Ｃ）ａ ここで、Ｉは電流、■は電圧、Ｃはバリスタ固有の定数
、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（、固有の静電容量が小さいため、バリス
タ電圧以下の比較的低い電圧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％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かけの
誘電率が５Ｘ１０’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。しがし、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
または電流が印加されると、破壊したりしてコンデンサ
としての機能を果たさなくなったりする。

そこで最近になって、５ｒＴｉ０３を主成分とし、バリ
スフ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、マイクロコンピュータなどの電子機器におけ
るＩＣ，ＬＳＩなどの半導体素子の保護に使用されてい
る。

発明が解決しようとする問題点 上記の５ｒＴｉ（ｈを主成分とするバリスタはＺｎＯ系
バリスタに比べ誘電率が約１０倍と大きいが、電圧非直
線指数（α）やサージ耐量が小さく、粒内抵抗が高いた
め、高周波のノイズなどを十分に吸収できないといった
欠点を有していた。

そこで本発明では、誘電率が大きくαが大きいと共に、
サージ耐量が大きぐ、粒内抵抗が低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する。

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、５ｒＴｉＯ
ｓ、　ＣａｘＳｒ＋−ｘＴｉＯ２（２）ＳｒＴｉＯ３、
ＣａｘＳｒ１−ｘＴｉＯ３（０．００１≦ｘ≦０．５）
。

ＢａｙＳｒ＋−ｙＴｉｏ３（２）ＳｒＴｉＯ３、Ｃａｘ
Ｓｒ１−ｘＴｉＯ３（０．０旧≦ｙ≦０．５）。

Ｍｇ２５ｒｌ−、Ｔｉ（ｈ（２）ＳｒＴｉＯ３、Ｃａｘ
Ｓｒ１−ｘＴｉＯ３（０．００１≦ｚ≦０．５）（以下
第一成分と呼ぶ）のうち少な（とも１種類以上を９０．
０００＝９９．９９８ｍｏｌ＊、　Ｎｂ２０Ｂ　、　Ｔ
ａ２０５　、　ＷＯ３。

口ｙｘＯｓ、　　Ｙ２Ｏ３，Ｌａ２．３．　　Ｃｅｎ２
．　５１２０３．　　Ｐｒｅ（Ｌ＋。

Ｎｄ２０３（以下第二成分と呼ぶ）のうち少なくとも１
種類以上を０．００１＝５．０ＯＯｓ＋ｏｌＫ、　Ｓｃ
Ｎ　（以下第三成分と呼ぶ）を０．００１〜５．０００
ｓｏ目含有してなるか、または第一成分を８０．０００
−９９．９９７ｍｏ目、第二成分を０．００１ｍｏ１＄
、第三成分を０．００１−５．０００ｍｏ目、Ａｌ２Ｏ
３，５ｂ２０３．　Ｂａｄ、　Ｂｅｄ、　ＰｂＯ，Ｂ２
Ｏ３，Ｃｅｎｔ。

Ｃｒ２Ｏ５，Ｆｅ２Ｏ３，ＣｄＯ，Ｋ２Ｏ，Ｃａｂ、　
ＣＯ２Ｏ３，Ｃｕｂ。

Ｃｕ２Ｏ，Ｌｉ２Ｏ，ＭｇＯ，Ｍｎ０ｇ、　Ｍｏ５３．
　Ｎａ２Ｏ，Ｎｉｐ。

Ｒｈ２ｏ３＋　５ｅ０２＊　Ａｇ２Ｏ，５ｉ０２ｒ　Ｓ
ｔＣ＋　ＳｒＯ、Ｔｌ２Ｏ＋Ｔｈ０２　、　ＴｉＯ２、
Ｖ２Ｏ６、Ｂｉ２Ｏ３、ＷＯ３，ＺｎＯ，ＺｒＯ２、５
ｎ０２（以下第四成分と呼ぶ）のうち少な（とも１種類
以上を０．００）（２）ＳｒＴｉＯ３、ＣａｘＳｒ１−
ｘＴｉＯ３（０．ＯＯＯ＊ｏｌ零含有してなる電圧依存
性非直線抵抗体磁器組成物を得ることにより、問題を解
決しようとするものである。

作用 上記発明において第一成分は主成分であり、第二成分は
主に半導体化を促進する金属酸化物である。また、第三
成分は誘電率及び粒内抵抗の改善に寄与するものであり
、第四成分は誘電率、α。

サージ耐量の改善に寄与する。特に、第三成分は素子全
体に均一に分散し、添加時点では窒化物であるが、還元
焼成後に空気中で熱処理することにより酸化物に変わり
、電子を放出する反応がおこる。すなわち、粒界部分で
は拡散してきた多量の酸素により酸化物が形成され、放
出された電子は酸素イオンに捕獲され粒界は絶縁化され
る。一方、粒子内部は酸素の拡散が起こりに（いため大
部分のＳｃＮが窒化物のままで存在し、仮に粒子内部ま
で酸素が拡散してきても原子価が変わることによって電
子を放出するため、酸化による高抵抗化を抑制する作用
をする。このため粒子内部を低抵抗にすることができる
。

実施例 以下に本発明の実施例を上げて具体的に説明する。

まず、５ｒＣＯ３ｒ　ＣａＣＯ３，ＢａＣＯ３，ＭｇＣ
Ｏ５、ＴｉＯｘ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４０時間混合し、乾燥した後、
１０００℃で１５時間仮焼する。こうして得られた仮焼
物にＺｒＮと添加物を下記の第２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
零添加して造粒した後、１　（ｔ／ｃ＋ｊ　）のプレス
圧力で１０φＸｌｔ（ｍ）の円板状に成形する。その後
、空気中で１１００℃、１時間仮焼脱バインダーを行っ
た後、Ｎ２：　Ｈ２＝９　：　１の混合ガス中で１５２
０℃、３時間焼成する。さらに、空気中で１１００℃、
１２時間焼成し、このようにして得られた第１図、第２
図に示す焼結体１の開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などにより塗布
し、６００℃、５分間焼成し、電極２，３を形成する。

次に、半田などによりリード線（図示せず）を取付け、
エポキシなどの樹脂（図示せず〉を塗装する。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ＩＫＨｚでの静電容量から計算したものであ
り、粒内抵抗（ＥＳＲ）は共振周波数でのインピーダン
スにより評価し、αは ａ　＝　１　／　Ｌｏｇ　（Ｖ　１０１１Ａ／　Ｖ　Ｉ
ＩＩＩＡ　）（ただし、ＶＩＯＩＩＡＩ　Ｖ＋ｍ＾Ｌｔ
ソれぞれ１０ＩＩＡ。

１ｎ＋Ａの電流を流した時に素子の両端にかかる電圧で
ある。）で評価した。また、サージ耐量はパルス性の電
流を印加した後のＶＩｍＡの変化が±１０窓以内である
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　　） また、第一成分の５ｒＴｉ（ｈ。

Ｃａｘ５ｒＩ−ｘＴｉＯ２（２）ＳｒＴｉＯ３、Ｃａｘ
Ｓｒ１−ｘＴｉＯ３（０．００１≦ｘ≦０．５）。

ＢａｙＳｒ　ｔ−ｙＴｉＯ３（０．００１≦ｙ≦０．５
）。

Ｍｇ、５ｒｌ−、Ｔｉ０３（２）ＳｒＴｉＯ３、Ｃａｘ
Ｓｒ１−ｘＴｉＯ３（０．００１≦ｚ≦０．５）のｘ、
ｙ、ｚの範囲を規定したのは、０．０（１１未満では効
果を示さず、０．５を越えると粒成長及び半導体化が抑
制され特性が劣化するためである。また、第二成分は０
．００１ｍｏｌ＄未満では効果を示さず、５．０００ｍ
ｏ１ｇを越えると粒界に偏析して粒界の高抵抗化を抑制
し、粒界に第二相を形成するため特性が劣化するもので
ある。さらに、第三成分は０．００１ｍｏＩ！未満では
効果を示さず、５．０００１１０１零を越えると粒界に
第二相を形成するため特性が劣化するものである。そし
て、第四成分は０．００１ｉｏ１＊未満では効果を示さ
ず、５．０００ｍｏｌ＊を越えると粒界に第二相を形成
し粒成長が抑制され、粒界の抵抗は高（なるが粒界の幅
が厚くなるため、静電容量が小さくなり、バリスタ電圧
が高（なり、サージに対して弱（なることによる。

なお、本実施例では一部の添加物の組み合わせについて
のみ示したが、その他の添加物の組み合わせについても
同様の効果があることを確認した。

発明の効果 以上に示したように本発明によれば、誘電率。

αが大きく、粒内抵抗が小さいため、サージ電流が印加
された後の発熱が少ないため、素子の劣化が小さく、サ
ージ耐量が大きくなるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による素子を示す上面図、第２図は本発
明による素子の断面図である。 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−焼紹体 ２．３−１　　　極 第１図 第２図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）ＳｒＴｉＯ＿３、Ｃａ＿ｘＳｒ＿１＿−＿ｘＴｉ
   Ｏ＿３（０．００１≦ｘ≦０．５）、Ｂａ＿ｙＳｒ＿１
   ＿−＿ｙＴｉＯ＿３（０．００１≦ｙ≦０．５）、Ｍｇ
   ＿ｚＳｎ＿１＿−＿ｚＴｉＯ＿３（０．００１≦ｚ≦０
   ．５）のうち少なくとも１種類以上を９０．０００〜９
   ９．９９８ｍｏｌ％、Ｎｂ＿２Ｏ＿５、Ｔａ＿２Ｏ＿５
   、ＷＯ＿３、Ｄｙ＿２Ｏ＿３、Ｙ＿２Ｏ＿３、Ｌａ＿２
   Ｏ＿３、ＣｅＯ＿２、Ｓｍ＿２Ｏ＿３、Ｐｒ＿６Ｏ＿１
   ＿１、Ｎｄ＿２Ｏ＿３のうち少なくとも１種類以上を０
   ．００１〜５．０００ｍｏｌ％、ＳｃＮを０．００１〜
   ５．０００ｍｏｌ％含有してなる電圧依存性非直線抵抗
   体磁器組成物。
2. （２）ＳｒＴｉＯ＿３、Ｃａ＿ｘＳｒ＿１＿−＿ｘＴｉ
   Ｏ＿３（０．００１≦ｘ≦０．５）、Ｂａ＿ｙＳｒ＿１
   ＿−＿ｙＴｉＯ＿３（０．００１≦ｙ≦０．５）、Ｍｇ
   ＿ｚＳｒ＿１＿−＿ｚＴｉＯ＿３（０．００１≦ｚ≦０
   ．５）のうち少なくとも１種類以上を８０．０００〜９
   ９．９９７ｍｏｌ％、Ｎｂ＿２Ｏ＿５、Ｔａ＿２Ｏ＿５
   、ＷＯ＿３、Ｄｙ＿２Ｏ＿３、Ｙ＿２Ｏ＿３、Ｌａ＿２
   Ｏ＿３、ＣｅＯ＿２、Ｓｍ＿２Ｏ＿３、Ｐｒ＿６Ｏ＿１
   ＿１、Ｎｄ＿２Ｏ＿３のうち少なくとも１種類以上を０
   ．００１〜５．０００ｍｏｌ％、ＳｃＮを０．００１〜
   ５．０００ｍｏｌ％、Ａｌ＿２Ｏ＿３、Ｓｂ＿２Ｏ＿３
   、ＢａＯ、ＢｅＯ、ＰｂＯ、Ｂ＿２Ｏ＿３、ＣｅＯ＿２
   、Ｃｒ＿２Ｏ＿３、Ｆｅ＿２Ｏ＿３、ＣｄＯ、Ｋ＿２Ｏ
   、ＣａＯ、Ｃｏ＿２Ｏ＿３、ＣｕＯ、Ｃｕ＿２Ｏ、Ｌｉ
   ＿２Ｏ、ＭｇＯ、ＭｎＯ＿２、ＭｏＯ＿３、Ｎａ＿２Ｏ
   、ＮｉＯ、Ｒｈ＿２Ｏ＿３、ＳｅＯ＿２、Ａｇ＿２Ｏ、
   ＳｉＯ＿２、ＳｉＣ、ＳｒＯ、Ｔｉ＿２Ｏ、ＴｈＯ＿２
   、ＴｉＯ＿２、Ｖ＿２Ｏ＿５、Ｂｉ＿２Ｏ＿３、ＷＯ＿
   ３、ＺｎＯ、ＺｒＯ＿２、ＳｎＯ＿２のうち少なくとも
   １種類以上を０．００１〜１０．０００ｍｏｌ％含有し
   てなる電圧依存性非直線抵抗体磁器組成物。