JP2000068112A - 電圧非直線性抵抗体磁器組成物及び電圧非直線性抵抗体 - Google Patents
電圧非直線性抵抗体磁器組成物及び電圧非直線性抵抗体Info
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Abstract
線性抵抗体磁器組成物を提供すること。 【解決手段】酸化亜鉛を主成分とした〔ZnO(1−x
−y−z)・CoOx・(Pr2 O3.67)y・(Al2
O3 )z〕の組成において、酸化コバルト(CoO)に
換算して0.1≦x≦15.0モル%、酸化プラセオジ
ウム(Pr2 O3. 67)に換算して0.01≦y≦0.5
モル%、酸化アルミニウム(Al2 O3 )に換算して
0.0001≦z≦0.002モル%、を100モル%
として、それに添加物としてカリウムを炭酸カリウム
(K2 CO3 )に換算して0.01〜0.04モル%、
又はリチウムを炭酸リチウム(Li2 CO3 )に換算し
て0.0001〜0.0003モル%を少なくとも一種
含むことを特徴とする電圧非直線性抵抗体磁器組成物を
提供すること。
Description
の回路電圧の安定化やサージ及びノイズ吸収等に利用さ
れる誘電率の低い、高周波特性のすぐれた電圧非直線性
抵抗体磁器組成物及び電圧非直線性抵抗体に関する。
亜鉛バリスタが使用されている。酸化亜鉛バリスタはこ
れまで優れた非直線特性やエネルギー特性から、自動車
用電装関係、家庭電化製品等に広く使用されてきた。
電気対策部品として表面実装タイプの積層チップバリス
タも注目されており、多く使用されるようになった。し
かし表面実装タイプの積層チップバリスタは、使用対象
が、微弱な信号波形を取扱う分野にも適用されるため、
波形の変化が問題になっており、それに伴いバリスタの
持つ静電容量が問題になってきている。即ち静電容量が
大きいと信号波形が矩形波形のとき歪みが生じるという
問題がある。
るため、特開平6−13260号公報に記載されている
ように、積層チップバリスタの内部電極の重なり部分を
少なくして静電容量を小さくしたものが知られている。
リスタ特性を維持して非誘電率のみを低減するためにビ
スマス系酸化亜鉛バリスタにカリウムを添加する方法が
知られている(T.R.Narayanan et a
l.,Jpn.J.Appl.Phys.34〔11〕
6125−6132(1995).参照)。
極重なり面積を小さくすると、静電容量は多少小さくす
ることができるが、所定のバリスタ特性が得られないと
いう問題があった。
タの内部電極材料として一般的に使用されるパラジウム
は、ビスマス等と反応し所定の特性がとれないので、高
価な白金を用いることが必要であり、コストの低減が出
来なかった。
るため、数段比誘電率の低い電圧非直線性抵抗体磁器組
成物を提供すること及び、従来の形状構造でも微弱な信
号波形を変形させない積層チップ型のバリスタを提供す
ることである。
め、本発明では、酸化亜鉛を主成分とした〔ZnO(1
−x−y−z)・CoOx・(Pr2 O 3.67)y・(A
l2 O3 )z〕の組成において、酸化コバルト(Co
O)に換算して0.1≦x≦15.0モル%、酸化プラ
セオジウム(Pr2 O3.67)に換算して0.01≦y≦
0.5モル%、酸化アルミニウム(Al2 O3 )に換算
して0.0001≦z≦0.002モル%、を100モ
ル%として、それに添加物としてカリウムを炭酸カリウ
ム(K2 CO3 )に換算して0.01〜0.04モル
%、又はリチウムを炭酸リチウム(Li2 CO3 )に換
算して0.0001〜0.0003モル%を少なくとも
一種含むことを特徴とする電圧非直線性抵抗体磁器組成
物を提供する。
極を有し、内部電極は磁器基体中で重なりを有し、一方
の端部は端子電極と電気的に接続している積層チップ型
の電圧非直線性抵抗体において、対向する内部電極の重
なり面積が1.15mm2 以上であり、且つ、静電容量
が20pF以下であり、バリスタ機能層が、酸化亜鉛を
主成分とした〔ZnO(1−x−y−z)・CoOx・
(Pr2 O3.67)y・(Al2 O3 )x〕の組成におい
て、酸化コバルト(CoO)に換算して0.1≦x≦1
5.0モル%、酸化プラセオジウム(Pr2 O3.67)に
換算して0.01≦y≦0.5モル%、酸化アルミニウ
ム(Al2 O3 )に換算して0.0001≦z≦0.0
02モル%を100モル%として、それに添加物として
カリウムを炭酸カリウム(K2 CO3 )に換算して0.
01〜0.04モル%、又はリチウムを炭酸リチウム
(Li2 CO3 )に換算して0.0001〜0.000
3モル%を少なくとも一種類含む電圧非直線性抵抗体磁
器組成物であることを特徴とする積層チップ型の電体非
直線性抵抗体を提供する。
器組成物を得ること及びこの磁器組成物により微弱な信
号波形を変形させない積層チップバリスタを提供するこ
とができる。
の電圧非直線抵抗体磁器組成物について具体的に説明す
る。
3.67、Al2 O3 、Li2 CO3 及びK2 CO3 をその
焼成後の組成が後掲の表1に示す割合となる組成物が得
られるように秤量し、ボールミルで16時間混合する。
その後ポリビニルアルコールをバインダとして加え造粒
し、直径1.7cm、厚さ0.1cmの円盤状に200
0kg/cm2 の圧力で成形し、成形体を得た。
0℃の温度範囲で焼成し、得られた素子の両面に銀電極
を印刷・焼き付けし、電気的特性としてバリスタ電圧
(V1mA)、バリスタに流れる電流が1mAから10
mAまで変化した時のバリスタ両端にかかる電圧と電流
の関係の非直線指数αおよび比誘電率εsを測定した。
ただし比誘電率εsは1KHzで測定した。
を示し、×印を付したものは本発明の範囲外のものを示
す。
2 CO3 の量が多い程比誘電率が低下する傾向にあるこ
とがわかる。
係を示す電圧非直線指数αは、保護素子としてバリスタ
を使用するためにはα=10以上が必須条件であり、試
料No.2〜No.6、No.8、より明らかなよう
に、K2 CO3 については0.01〜0.04モル%の
添加量が好ましい。K2 CO3 が0.01未満の場合、
試料No.1より明らかなように、電圧非直線指数αが
小さく、0.04を超えると、試料No.7に示すよう
に、電圧非直線指数αがこれまた小さくなる。
o.13〜No.15より明らかなように、Li2 CO
3 については0.0001〜0.0003モル%の添加
量が好ましい。Li2 CO3 が0.0001未満の場合
は、試料No.1に示す如く、電圧非直線指数αが小さ
く、非誘電率εsが大きくなり好ましくない。また0.
0003を超えると、試料No.12に示す如く、これ
また電圧非直線指数αが小さくなり好ましくない。
らかなように、K2 CO3 とLi2CO3 の2種類を同
時に添加しても好ましい結果が得られる。
No.1に示す如く、電圧非直線指数が10よりも小さ
く、かつ非誘電率εsが大きく、好ましくない。
示す如く、電圧非直線指数が10よりも小さく好ましく
ない。
1未満の場合は、試料No.19に示す如く、電圧非直
線指数が10よりも小さく好ましくない。
示す如く、電圧非直線指数が10よりも小さくこれまた
好ましくない。
01未満の場合、試料No.21に示す如く、電圧非直
線指数が10よりも小さく好ましくない。
2に示す如く、非誘電率εsが大きく、これまた好まし
くない。
L=1.6mm、幅W=0.8mm、厚さT=0.8m
mであり、所定のバリスタ電圧及び電圧非直線性の特性
を確保した状態で、そのチップの最大静電容量が20p
F以下にしないと、信号波形の歪みが発生するので、組
成物非誘電率εsは、εs=260以下が望ましい。こ
のため、前記積層チップバリスタ形状では内部電極の重
なり面積が最少1.15mm2 必要になる。
圧、電圧非直線性及び電流耐量の所定の特性を確保する
点から、バリスタ層の厚さTは、表1の例では、T=1
39μm一層とした。
層チップバリスタを作製した。
示す組成の粉体に有機バインダ、有機溶剤、有機可塑剤
を加え、ボールミルで20時間混合し粉砕を行ってスラ
リーを作製した。
PET(ポリエチレンテレフタレート)製のベースフィ
ルム上に30μmの厚さのグリーンシートを作成し、前
記塗布したグリーンシート上に、パラジウムペーストを
用い、スクリーン印刷にて所望の形状になるように印刷
し、乾燥して、図1に示す内部電極2aを形成する。
様に形成する。最外層となる保護層4a、4bは同じ組
成のグリーンシートを複数枚重ねて形成した。
のチップ形状になるように切断してグリーンチップとし
た。このグリーンチップを350℃で2時間の条件で脱
バインダーを行った後に、1250℃で2時間空気中に
おいて焼成してバリスタ素体となる焼結体を得た。
端にAgを主体とした電極ペーストを塗布し、800℃
で焼きつけして端子電極3a、3bを形成した。
構成の積層チップバリスタを得ることができる。なお図
1において1aはバリスタ層である。なおこの積層チッ
プバリスタの作製方法は、その他種々の方法があり、こ
れのみに特に限定されるものではない。
バリスタの電気特性を測定した結果を表2に示す。ただ
し内部電極2a、2bで挟まれたバリスタ層1aは2層
とし、重なり面積Sは、1.20mm2 とした。そして
このバリスタ層1aの厚さは139μm、チップの形状
は、L(長さ)=1.6mm、W(幅)=0.8mm、
H(高さ)=0.8mmである。表1により、本発明の
組成物により静電容量を19pF以下とし、非直線指数
を10以上の積層チップバリスタを得ることがわかる。
スタ電圧を27Vになるような材料特性試料により、非
直線指数及び静電容量を評価確認した。そして非直線指
数が保護素子としてバリスタを使用する場合に必要な1
0以上の値を有し、かつ静電容量が19pF以下と従来
の1/3以下に減少することがわかった。
を印加し、その出力波形をオシロスコープで確認した結
果を図2に示す。図2(A)は従来例を示し、矩形波を
印加したとき出力波形が歪むことがわかる。また図2
(B)は本発明にかかるものであり、矩形波を印加して
も出力波形が歪まないことがわかる。
数GHzの周波数の信号波に対して信号波形を問わず出
力波形を歪ませることはない。
ものと変えることなく、材料自体の誘電率を低くするこ
とができる。しかも積層チップバリスタの静電容量が小
さくなり、高信頼性の高周波回路のノイズ及び静電気対
策用非直線性抵抗体を提供することができる。
る。
状態比較図である。
Claims (2)
- 【請求項1】酸化亜鉛を主成分とした〔ZnO(1−x
−y−z)・CoOx・(Pr2 O3.67)y・(Al2
O3 )z〕の組成において、 酸化コバルト(CoO)に換算して0.1≦x≦15.
0モル%、 酸化プラセオジウム(Pr2 O3.67)に換算して0.0
1≦y≦0.5モル%、 酸化アルミニウム(Al2 O3 )に換算して0.000
1≦z≦0.002モル%、 を100モル%として、 それに添加物としてカリウムを炭酸カリウム(K2 CO
3 )に換算して0.01〜0.04モル%、又はリチウ
ムを炭酸リチウム(Li2 CO3 )に換算して0.00
01〜0.0003モル%を少なくとも一種含むことを
特徴とする電圧非直線性抵抗体磁器組成物。 - 【請求項2】内部電極、バリスタ機能層及び端子電極を
有し、内部電極は磁器基体中で重なりを有し、一方の端
部は端子電極と電気的に接続している積層チップ型の電
圧非直線性抵抗体において、 対向する内部電極の重なり面積が1.15mm2 以上で
あり、且つ、静電容量が20pF以下であり、 バリスタ機能層が、 酸化亜鉛を主成分とした〔ZnO(1−x−y−z)・
CoOx・(Pr2 O 3.67)y・(Al2 O3 )x〕の
組成において、酸化コバルト(CoO)に換算して0.
1≦x≦15.0モル%、酸化プラセオジウム(Pr2
O3.67)に換算して0.01≦y≦0.5モル%、酸化
アルミニウム(Al2 O3 )に換算して0.0001≦
z≦0.002モル%を100モル%として、それに添
加物としてカリウムを炭酸カリウム(K2 CO3 )に換
算して0.01〜0.04モル%、又はリチウムを炭酸
リチウム(Li2 CO3 )に換算して0.0001〜
0.0003モル%を少なくとも一種類含む電圧非直線
性抵抗体磁器組成物であることを特徴とする積層チップ
型の電体非直線性抵抗体
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP23262598A JP3538032B2 (ja) | 1998-08-19 | 1998-08-19 | 電圧非直線性抵抗体磁器組成物及び電圧非直線性抵抗体 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP23262598A JP3538032B2 (ja) | 1998-08-19 | 1998-08-19 | 電圧非直線性抵抗体磁器組成物及び電圧非直線性抵抗体 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JP2000068112A true JP2000068112A (ja) | 2000-03-03 |
JP3538032B2 JP3538032B2 (ja) | 2004-06-14 |
Family
ID=16942264
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP23262598A Expired - Lifetime JP3538032B2 (ja) | 1998-08-19 | 1998-08-19 | 電圧非直線性抵抗体磁器組成物及び電圧非直線性抵抗体 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3538032B2 (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2004038738A1 (ja) * | 2002-10-25 | 2004-05-06 | Tdk Corporation | 電圧非直線性抵抗体磁器組成物、電子部品および積層チップバリスタ |
JP2008182280A (ja) * | 2008-04-21 | 2008-08-07 | Tdk Corp | 積層型チップバリスタ |
JP2010219154A (ja) * | 2009-03-13 | 2010-09-30 | Mitsubishi Electric Corp | 電圧非直線抵抗体、電圧非直線抵抗体を搭載した避雷器及び電圧非直線抵抗体の製造方法 |
-
1998
- 1998-08-19 JP JP23262598A patent/JP3538032B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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WO2004038738A1 (ja) * | 2002-10-25 | 2004-05-06 | Tdk Corporation | 電圧非直線性抵抗体磁器組成物、電子部品および積層チップバリスタ |
JP2008182280A (ja) * | 2008-04-21 | 2008-08-07 | Tdk Corp | 積層型チップバリスタ |
JP4683068B2 (ja) * | 2008-04-21 | 2011-05-11 | Tdk株式会社 | 積層型チップバリスタ |
JP2010219154A (ja) * | 2009-03-13 | 2010-09-30 | Mitsubishi Electric Corp | 電圧非直線抵抗体、電圧非直線抵抗体を搭載した避雷器及び電圧非直線抵抗体の製造方法 |
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