JPS63268201A - バリスタ特性を有する誘電体磁器とその製造方法 - Google Patents
バリスタ特性を有する誘電体磁器とその製造方法Info
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- JPS63268201A JPS63268201A JP62102542A JP10254287A JPS63268201A JP S63268201 A JPS63268201 A JP S63268201A JP 62102542 A JP62102542 A JP 62102542A JP 10254287 A JP10254287 A JP 10254287A JP S63268201 A JPS63268201 A JP S63268201A
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Landscapes
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- Thermistors And Varistors (AREA)
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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。
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Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
この発明は、誘電体としての特性と共にバリスタとして
の電圧非直線特性を備えた磁器とその製造方法に関する
。
の電圧非直線特性を備えた磁器とその製造方法に関する
。
［従来の技術］
’５ｒＴｉＯｑ系の焼結体からなる磁器は、典型的な粒
界利用型の電子材料用セラミクスであり、見方）け上の
高い誘電率と共に、電圧非直線特性、いわゆるバリスタ
゛特性を有している。
界利用型の電子材料用セラミクスであり、見方）け上の
高い誘電率と共に、電圧非直線特性、いわゆるバリスタ
゛特性を有している。
、従来用いられていたこれらの磁器は、ＳｒＴｉＯ３系
磁器材料に・Ｂｉ２Ｏ３、ＣＬ１２０、ｐｂ−ｏ、Ｚｎ
Ｏ等の微量な金属酸化物を添加して混合したものを、焼
結させたものである。この磁器は結晶粒界に上記金属酸
化物が析出し、Ｎ型半導体磁器としての構造を呈してい
る。
磁器材料に・Ｂｉ２Ｏ３、ＣＬ１２０、ｐｂ−ｏ、Ｚｎ
Ｏ等の微量な金属酸化物を添加して混合したものを、焼
結させたものである。この磁器は結晶粒界に上記金属酸
化物が析出し、Ｎ型半導体磁器としての構造を呈してい
る。
［発明が解決しようとする問題点］
しかし、上記の静電容量を有するバリスタは、誘電損失
（ｔａｎ８） が大きく、また熱衝撃に対して弱く、
半田付けの際に結晶板にクラックが生じやすいという欠
点がある。これは結晶粒界に拡散した金属或はそれらの
酸化物が上記金属酸化物の層と異質な第二の層を形成す
ることが原因と考えられる。
（ｔａｎ８） が大きく、また熱衝撃に対して弱く、
半田付けの際に結晶板にクラックが生じやすいという欠
点がある。これは結晶粒界に拡散した金属或はそれらの
酸化物が上記金属酸化物の層と異質な第二の層を形成す
ることが原因と考えられる。
この発明は上記従来の問題点を解決し、大きな静電容量
と低いバリスタ電圧が得られながら、熱衝撃に強い磁器
とその製造方法を提供することを目的とする。
と低いバリスタ電圧が得られながら、熱衝撃に強い磁器
とその製造方法を提供することを目的とする。
［問題を解決するための手段］
即ち、第一の発明による静電容量を有するバリスタ特性
を有する誘電体磁器は、微量の金属酸化物を添加して半
導体化させた５ｒＴｉ○３系磁器結晶の粒界付近に、Ｋ
イオンまたはＡｇイオンの少なくとも何れか一方を拡散
させたものである。
を有する誘電体磁器は、微量の金属酸化物を添加して半
導体化させた５ｒＴｉ○３系磁器結晶の粒界付近に、Ｋ
イオンまたはＡｇイオンの少なくとも何れか一方を拡散
させたものである。
また、第二の発明による上記誘電体磁器の製造方法は、
微量の金属酸化物が添加されたＳ「Ｔ１０３ 系磁器材
料を焼結させて得られた焼結体の表面に、ＫまたはＡｇ
の化合物を塗布し、熱処理するものである。
微量の金属酸化物が添加されたＳ「Ｔ１０３ 系磁器材
料を焼結させて得られた焼結体の表面に、ＫまたはＡｇ
の化合物を塗布し、熱処理するものである。
［実 施 例］
次に、この発明の具体的な実施例について説明する。
（Ｓｒ＋−ｘＭｘ） （Ｔｉｔ−ｙＭ’ｙ） ０３（
但し、Ｍ＝Ｃａ、Ｍｇ、Ｐｂ、Ｂａ、、Ｍ’ ＝Ｓｎ、
Ｚｒ）のＸおよびＹがそれぞれ第１表の第一成分の各欄
の１直になるように純度９９．０％以上のＳｒＣＯ３、
ＴｉＯ２および上記ＩＶ１．．Ｍ’の炭酸塩、シュウ酸
塩、硝酸塩若しくは酸化物をそれぞれ秤量配合した。そ
して、これをボールミルに１５時間かけて攪拌し、乾燥
した後、粉砕した。さらに、粉砕後の粉末を１２００°
Ｃで３時間焼成し、再び粉砕した。これにより、第一成
分が得られる。
但し、Ｍ＝Ｃａ、Ｍｇ、Ｐｂ、Ｂａ、、Ｍ’ ＝Ｓｎ、
Ｚｒ）のＸおよびＹがそれぞれ第１表の第一成分の各欄
の１直になるように純度９９．０％以上のＳｒＣＯ３、
ＴｉＯ２および上記ＩＶ１．．Ｍ’の炭酸塩、シュウ酸
塩、硝酸塩若しくは酸化物をそれぞれ秤量配合した。そ
して、これをボールミルに１５時間かけて攪拌し、乾燥
した後、粉砕した。さらに、粉砕後の粉末を１２００°
Ｃで３時間焼成し、再び粉砕した。これにより、第一成
分が得られる。
この第一成分の１００モル部（一定）に対し、純度９９
．０％以上のＮｂ２Ｏ５、Ｔ ａ２０５．Ｎ ｄ２０３
、Ｄｙ２０ｑ、Ｙ２Ｏ３、Ｌａ２０ａ、Ｃｅ０ａから選
択された一種以上の金属酸化物（第二成分）の粉末と、
純度９９．０％以上のＳ ｉ ０２、Ａ ｌ ２０３．
ＭｎＯ２から選択された１種以上の金属酸化物（第四成
分）の粉末とを、それぞれ第１表に示す比率になるよう
に秤量した。
．０％以上のＮｂ２Ｏ５、Ｔ ａ２０５．Ｎ ｄ２０３
、Ｄｙ２０ｑ、Ｙ２Ｏ３、Ｌａ２０ａ、Ｃｅ０ａから選
択された一種以上の金属酸化物（第二成分）の粉末と、
純度９９．０％以上のＳ ｉ ０２、Ａ ｌ ２０３．
ＭｎＯ２から選択された１種以上の金属酸化物（第四成
分）の粉末とを、それぞれ第１表に示す比率になるよう
に秤量した。
次にこれらの粉末をボールミルにより２０時間攪拌し、
混合した。ざらに有機結合材として上記混合物に対して
１０〜１５重量％のポリビニルアルコールを混入し、造
粒した後、約１０００ｋｇ／ｃｎＦ’の圧力で直径１３
ｍｍ、厚さ１．２ｍｍの円板に加圧成型した。これらの
円板をＮ２ガス（９５容積％）とＨ２ガス（５容積％）
とからなる還元雰囲気に於て、約１４００℃の温度で３
時間焼成し、直径１０ｍｍ、厚さ０．８ｍｍの半導体磁
器を得た。
混合した。ざらに有機結合材として上記混合物に対して
１０〜１５重量％のポリビニルアルコールを混入し、造
粒した後、約１０００ｋｇ／ｃｎＦ’の圧力で直径１３
ｍｍ、厚さ１．２ｍｍの円板に加圧成型した。これらの
円板をＮ２ガス（９５容積％）とＨ２ガス（５容積％）
とからなる還元雰囲気に於て、約１４００℃の温度で３
時間焼成し、直径１０ｍｍ、厚さ０．８ｍｍの半導体磁
器を得た。
次にこの磁器の表面にＫもしくはＡｇのフッ化物あるい
は酸化物を１．０ｍｇ／ｃｍ２の割合で塗布し、大気中
において、８００〜１２５０℃の温度で３０分間熱処理
し、ＡｇもしくはＫのイオンを半導体磁器の中に拡散さ
せた。
は酸化物を１．０ｍｇ／ｃｍ２の割合で塗布し、大気中
において、８００〜１２５０℃の温度で３０分間熱処理
し、ＡｇもしくはＫのイオンを半導体磁器の中に拡散さ
せた。
次に上記磁器の特性を調べるために、第１図で示すよう
に、磁器１の両生面に公知の銀ペーストを塗布し、これ
を８００℃の温度で焼き付け、直径約７ｍｍの銀電極２
．２を形成し、バリスタを構成した。そして、このバリ
スタについて、バリスタ電圧■１、非直線係数α、バリ
スタ電圧■１の温度変化率へ■１、静電容量Ｃ及び誘電
損失ｔａｎδをそれぞれ測定し、ざらにハンダ耐熱性の
試験を実施した。その結果を第２表に示す。
に、磁器１の両生面に公知の銀ペーストを塗布し、これ
を８００℃の温度で焼き付け、直径約７ｍｍの銀電極２
．２を形成し、バリスタを構成した。そして、このバリ
スタについて、バリスタ電圧■１、非直線係数α、バリ
スタ電圧■１の温度変化率へ■１、静電容量Ｃ及び誘電
損失ｔａｎδをそれぞれ測定し、ざらにハンダ耐熱性の
試験を実施した。その結果を第２表に示す。
バリスタ電圧Ｖ１は第２図に示す回路を使用して測定し
た。即ち直流定電流電源Ｅにバ刀スタＶＲを接続し、ま
た直流定電流電源ＥとバリスタＶＲとの間に電流計Ａを
接続し、バリスタＶＲに並列に電圧計■を接続した。そ
して、バリスタＶＲだけを２０℃の温度に保たれた恒温
槽Ｃに収納してバリスタＶＲに１ｍＡの電？Ｍ Ｉ １
を？Ｗし、その時の電圧を測定してバリスタ電圧Ｖ１
とした。
た。即ち直流定電流電源Ｅにバ刀スタＶＲを接続し、ま
た直流定電流電源ＥとバリスタＶＲとの間に電流計Ａを
接続し、バリスタＶＲに並列に電圧計■を接続した。そ
して、バリスタＶＲだけを２０℃の温度に保たれた恒温
槽Ｃに収納してバリスタＶＲに１ｍＡの電？Ｍ Ｉ １
を？Ｗし、その時の電圧を測定してバリスタ電圧Ｖ１
とした。
非直線係数αは上記第２図の装置を使用し、バリスタ電
圧Ｖ１の他にバリスタＶＲに１０ｍＡの電流■＋ｚを治
した時の印加電圧ＶＩ９を測定し次式により求めた。
圧Ｖ１の他にバリスタＶＲに１０ｍＡの電流■＋ｚを治
した時の印加電圧ＶＩ９を測定し次式により求めた。
温度変化率へＶ１は第２図の装置に於て、恒温槽Ｃ内の
温度を一４０°Ｃ〜＋１２５℃の範囲で変化させ、各温
度Ｔ （℃）においてバリスタＶＲに１ｍＡの電流を流
した時のバリスタ電圧ＶＴを測定し、これが２０°Ｃの
ときのＶｌに対しどの程度変化したかを次式で求めた。
温度を一４０°Ｃ〜＋１２５℃の範囲で変化させ、各温
度Ｔ （℃）においてバリスタＶＲに１ｍＡの電流を流
した時のバリスタ電圧ＶＴを測定し、これが２０°Ｃの
ときのＶｌに対しどの程度変化したかを次式で求めた。
なお、各表には前記温度範囲に於ける上記へ■１の最大
値を示した。
値を示した。
ハンダ耐熱試験は、上記バリスタを８０°Ｃの温度で２
分間予熱した後、これを２７０℃の共晶ハンダに３秒間
浸漬し、クラックの有無を目視検査するすることで行っ
た。
分間予熱した後、これを２７０℃の共晶ハンダに３秒間
浸漬し、クラックの有無を目視検査するすることで行っ
た。
なお、第１衷及び第２表において、試料番号５５以降は
本実施例に対する比較例である。第１表の各欄に示す通
り、これら比較例では、上記実施例で使用したＫＦやＡ
ｇＦに代えて、Ｂ１２ Ｑ ３、ＣｕＯ、Ｐｂ０等を使
用した。
本実施例に対する比較例である。第１表の各欄に示す通
り、これら比較例では、上記実施例で使用したＫＦやＡ
ｇＦに代えて、Ｂ１２ Ｑ ３、ＣｕＯ、Ｐｂ０等を使
用した。
表 １
＝８−
以上の結果が示すように、上記各表において試料Ｎ００
１〜５４で示すこの発明の実施例によるバリスタは、試
料Ｎｏ、 ５５以降の比較例と同等或はそれ以下のバリ
スタ電圧Ｖ１が得られ、かつバリスタ電圧Ｖ１の温度変
化率へＶ１、静電容量Ｃ１誘電損失ｔａｎδ及びハンダ
耐熱性では顕著な特性の改善が認められる。
１〜５４で示すこの発明の実施例によるバリスタは、試
料Ｎｏ、 ５５以降の比較例と同等或はそれ以下のバリ
スタ電圧Ｖ１が得られ、かつバリスタ電圧Ｖ１の温度変
化率へＶ１、静電容量Ｃ１誘電損失ｔａｎδ及びハンダ
耐熱性では顕著な特性の改善が認められる。
［発明の効果］
以上のことから、この発明による磁器を用いて構成され
たバリスタは、従来のものと同等或はそれ以下のバリス
タ電圧Ｖ１ が得られながら、バリスタ電圧■１の温度
変化率ΔＶＩ 、静電容量Ｃ１誘電損失ｔａｎδ及びハ
ンダ耐熱性についで、より優れた特性が得られる。
たバリスタは、従来のものと同等或はそれ以下のバリス
タ電圧Ｖ１ が得られながら、バリスタ電圧■１の温度
変化率ΔＶＩ 、静電容量Ｃ１誘電損失ｔａｎδ及びハ
ンダ耐熱性についで、より優れた特性が得られる。
第１図はこの発明の実施例に於て試験に供したバリスタ
の構造を示す半断面斜視図、第２図は同バリスタの電気
特性試験を行った装置の回路図である。
の構造を示す半断面斜視図、第２図は同バリスタの電気
特性試験を行った装置の回路図である。
Claims (5)
- （１）微量の金属酸化物を添加して半導体化させたＳｒ
ＴｉＯ＿３系焼結体からなるバリスタ特性を有する誘電
体磁器に於て、磁器結晶の粒界付近にＫイオンまたはＡ
ｇイオンの少なくとも何れか一方を拡散させたことを特
徴とするバリスタ特性を有する誘電体磁器。 - （２）ＫイオンまたはＡｇイオンが結晶粒子の粒界付近
に約１００Åの厚さの層状に拡散している特許請求の範
囲第１項記載の誘電体磁器。 - （３）微量の金属酸化物が添加され、半導体化されたＳ
ｒＴｉＯ＿３系磁器材料を焼結させてバリスタ特性を有
する半導体磁器を製造する方法に於て、焼結体の表面に
ＫまたはＡｇの化合物を塗布し、熱処理することを特徴
とするバリスタ特性を有する誘電体磁器の製造方法。 - （４）ＫまたはＡｇの化合物がこれらの弗化物である特
許請求の範囲第３項に記載の誘電体磁器の製造方法。 - （５）ＫまたはＡｇの化合物を塗布した後の熱処理温度
が８００〜１２００℃である特許請求の範囲第３項また
は第４項記載の誘電体磁器の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62102542A JPS63268201A (ja) | 1987-04-25 | 1987-04-25 | バリスタ特性を有する誘電体磁器とその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62102542A JPS63268201A (ja) | 1987-04-25 | 1987-04-25 | バリスタ特性を有する誘電体磁器とその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63268201A true JPS63268201A (ja) | 1988-11-04 |
| JPH0435883B2 JPH0435883B2 (ja) | 1992-06-12 |
Family
ID=14330141
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62102542A Granted JPS63268201A (ja) | 1987-04-25 | 1987-04-25 | バリスタ特性を有する誘電体磁器とその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63268201A (ja) |
-
1987
- 1987-04-25 JP JP62102542A patent/JPS63268201A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0435883B2 (ja) | 1992-06-12 |
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