JP2633330B2 - 複合機能素子の製造方法 - Google Patents
複合機能素子の製造方法Info
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- JP2633330B2 JP2633330B2 JP63262482A JP26248288A JP2633330B2 JP 2633330 B2 JP2633330 B2 JP 2633330B2 JP 63262482 A JP63262482 A JP 63262482A JP 26248288 A JP26248288 A JP 26248288A JP 2633330 B2 JP2633330 B2 JP 2633330B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、SrTiO3系半導体磁器を主成分とし、その結
晶粒界に高抵抗層を形成したバリスタ機能及びコンデン
サ機能を有する複合機能素子の製造方法に関する。
晶粒界に高抵抗層を形成したバリスタ機能及びコンデン
サ機能を有する複合機能素子の製造方法に関する。
近年、種々の電子機器においてマイクロコンピュータ
が搭載されるようになってきており、その場合ノイズに
よる機器の誤動作等が大きな問題となっている。従っ
て、電圧ノイズを吸収するためのバリスタの需要が増加
してきている。
が搭載されるようになってきており、その場合ノイズに
よる機器の誤動作等が大きな問題となっている。従っ
て、電圧ノイズを吸収するためのバリスタの需要が増加
してきている。
バリスタ材としては、結晶粒界に高抵抗酸化物層を形
成した半導体磁器が知られており、従来より、ZnO系、S
iC系及びSrTiO3系のもの等が用いられている。
成した半導体磁器が知られており、従来より、ZnO系、S
iC系及びSrTiO3系のもの等が用いられている。
〔発明が解決しようとする技術的課題〕 しかしながら、実用化の進んでいるZnO系バリスタ
は、電圧非直線性に優れているが、高速のノイズに対す
る応答が悪く、静電気ノイズ等の吸収には効果が小さい
という問題があった。
は、電圧非直線性に優れているが、高速のノイズに対す
る応答が悪く、静電気ノイズ等の吸収には効果が小さい
という問題があった。
他方、SiC系のものでは、電圧非直線性がさほど良く
なく、ノイズ電圧を吸収しきれない場合があった。
なく、ノイズ電圧を吸収しきれない場合があった。
従って、SrTiO3系のバリスタが注目されてきている。
SrTiO3系半導体磁器を用いたバリスタの最大特徴は、静
電容量が大きいことであり、ZnO系半導体磁器に比べて1
0倍近い静電容量を有する。従って、高速ノイズの吸収
能に優れているものである。
SrTiO3系半導体磁器を用いたバリスタの最大特徴は、静
電容量が大きいことであり、ZnO系半導体磁器に比べて1
0倍近い静電容量を有する。従って、高速ノイズの吸収
能に優れているものである。
しかしながら、バリスタ特性、すなわち電圧非直線性
については、SrTiO3系半導体磁器は、SiC系半導体磁器
に比べて２倍程度の性能を有するが、ZnOに比べると1/2
〜1/5とかなり劣る。よって、電圧抑制効果が小さいの
で、SrTiO3系半導体磁器の使用を考える上で大きな問題
となっていた。
については、SrTiO3系半導体磁器は、SiC系半導体磁器
に比べて２倍程度の性能を有するが、ZnOに比べると1/2
〜1/5とかなり劣る。よって、電圧抑制効果が小さいの
で、SrTiO3系半導体磁器の使用を考える上で大きな問題
となっていた。
また、マイクロコンピュータの駆動電圧は３〜5V程度
であり、現状では、この低い駆動電圧に対応し得るバリ
スタも存在しない。従って、このような低駆動電圧に対
応し得るバリスタの登場が望まれている。
であり、現状では、この低い駆動電圧に対応し得るバリ
スタも存在しない。従って、このような低駆動電圧に対
応し得るバリスタの登場が望まれている。
よって、本発明の目的は、高速ノイズの吸収能に優
れ、かつ電圧非直線性も高められており、さらに所望の
バリスタ電圧を容易に得ることが可能SrTiO3系複合機能
素子の製造方法を提供することにある。
れ、かつ電圧非直線性も高められており、さらに所望の
バリスタ電圧を容易に得ることが可能SrTiO3系複合機能
素子の製造方法を提供することにある。
本発明の製造方法は、SrTiO3を主成分とする焼結体の
結晶粒界にガラスを拡散させる複合機能素子の製造方法
において、SrTiO3を主成分とし、希土類元素、Nb、Ｗ及
びTaの各酸化物からなる群から選択した少なくとも１種
を半導体化剤として含む焼結体に対して、１重量％以下
の割合で上記焼結体の表面にＢ及びSiのうち少なくとも
１種並びにFe、Mn、Co、Ni、Cr及びＶのうち少なくとも
１種を含むガラスを付着させた後、900〜1200℃の温度
範囲で熱処理することを特徴とする。
結晶粒界にガラスを拡散させる複合機能素子の製造方法
において、SrTiO3を主成分とし、希土類元素、Nb、Ｗ及
びTaの各酸化物からなる群から選択した少なくとも１種
を半導体化剤として含む焼結体に対して、１重量％以下
の割合で上記焼結体の表面にＢ及びSiのうち少なくとも
１種並びにFe、Mn、Co、Ni、Cr及びＶのうち少なくとも
１種を含むガラスを付着させた後、900〜1200℃の温度
範囲で熱処理することを特徴とする。
望ましくは、Fe、Mn、Co、Ni、Cr及びＶは、それぞ
れ、Fe2O3、MnO、Co2O3、NiO,Cr2O3及びV2O5の形態でガ
ラス組成中に１〜30重量％添加含有されている。
れ、Fe2O3、MnO、Co2O3、NiO,Cr2O3及びV2O5の形態でガ
ラス組成中に１〜30重量％添加含有されている。
上記構成のうち、希土類元素、Nb、Ｗ及びTaの各酸化
物を含有させているのは、SrTiO3系磁器の粒界に高抵抗
層を形成し、半導体化するためである。
物を含有させているのは、SrTiO3系磁器の粒界に高抵抗
層を形成し、半導体化するためである。
従来より、SrTiO3を主成分とした半導体磁器の作成に
際し、Bi、Pb、Zn、Cu、Na、Ｂ、Si等を用いて酸化拡散
することにより、SrTiO3系のバリスタやコンデンサを作
成し得ることが知られていた。
際し、Bi、Pb、Zn、Cu、Na、Ｂ、Si等を用いて酸化拡散
することにより、SrTiO3系のバリスタやコンデンサを作
成し得ることが知られていた。
そこで、本願発明者たちは、このようなSrTiO3系半導
体磁器の特性を活かしつつ、より電圧非直線性に優れた
複合機能素子を得るべく鋭意検討した結果、特定のガラ
スを、結晶粒界に拡散させれば、より優れた電圧非直線
性を有する複合機能素子の得られることを見出し、本発
明に至ったものである。
体磁器の特性を活かしつつ、より電圧非直線性に優れた
複合機能素子を得るべく鋭意検討した結果、特定のガラ
スを、結晶粒界に拡散させれば、より優れた電圧非直線
性を有する複合機能素子の得られることを見出し、本発
明に至ったものである。
すなわち、本発明によれば、Bi、Pb、Znのうち少なく
とも１種、Ｂ、Siのうち少なくとも１種、並びにFe、M
n、Co、Ni、Cr及びＶのうち少なくとも１種の各ガラス
酸化物が結晶粒界に拡散されるので、拡散量を調整する
ことによりバリスタ電圧を容易にコントロールすること
ができる。すなわち、上記SrTiO3を主成分とし、希土類
元素、Nb、Ｗ及びTaの各酸化物からなる群から選択した
少なくとも１種を半導体化剤として含む特定の焼結体に
対して、１重量％以下の割合で該焼結体の表面に上記特
定のガラスを付着させた後、上記特定の温度範囲で熱処
理することにより、ガラスが上記特定の焼結体において
結晶粒界に確実に拡散される。このように、本発明の複
合機能素子の製造方法は、特定の焼結体に特定のガラス
を付着させた後、熱処理することにより、ガラスを拡散
させているので、該ガラスの拡散量を容易に調整するこ
とができ、かつバリスタ電圧を容易にコントロールする
ことができることを特徴とするものである。従って、低
電圧対応のバリスタを容易に得ることができる。しか
も、SrTiO3系半導体磁器の大きな静電容量を有するとい
う特性を維持したままで、優れた電圧非直線性が実現さ
れる。よって、高速のノイズを効果的に吸収することが
でき、また高周波ノイズの吸収性及びサージ波頭の吸収
効果に優れた複合機能素子を得ることが可能となる。
とも１種、Ｂ、Siのうち少なくとも１種、並びにFe、M
n、Co、Ni、Cr及びＶのうち少なくとも１種の各ガラス
酸化物が結晶粒界に拡散されるので、拡散量を調整する
ことによりバリスタ電圧を容易にコントロールすること
ができる。すなわち、上記SrTiO3を主成分とし、希土類
元素、Nb、Ｗ及びTaの各酸化物からなる群から選択した
少なくとも１種を半導体化剤として含む特定の焼結体に
対して、１重量％以下の割合で該焼結体の表面に上記特
定のガラスを付着させた後、上記特定の温度範囲で熱処
理することにより、ガラスが上記特定の焼結体において
結晶粒界に確実に拡散される。このように、本発明の複
合機能素子の製造方法は、特定の焼結体に特定のガラス
を付着させた後、熱処理することにより、ガラスを拡散
させているので、該ガラスの拡散量を容易に調整するこ
とができ、かつバリスタ電圧を容易にコントロールする
ことができることを特徴とするものである。従って、低
電圧対応のバリスタを容易に得ることができる。しか
も、SrTiO3系半導体磁器の大きな静電容量を有するとい
う特性を維持したままで、優れた電圧非直線性が実現さ
れる。よって、高速のノイズを効果的に吸収することが
でき、また高周波ノイズの吸収性及びサージ波頭の吸収
効果に優れた複合機能素子を得ることが可能となる。
SrCO3とTiO2とを、SrTiO3を得る比率に配合し、半導
体化剤としてY2O3が全重量の0.05重量％となるように混
合したものを用意した。このようにして調整された混合
物を、1000℃〜1200℃の温度で約３時間、予備焼成し、
しかる後粉砕した。得られた微粉末原料に有機質バイン
ダとして、ポリビニルアルコールを混入し、造粒した。
体化剤としてY2O3が全重量の0.05重量％となるように混
合したものを用意した。このようにして調整された混合
物を、1000℃〜1200℃の温度で約３時間、予備焼成し、
しかる後粉砕した。得られた微粉末原料に有機質バイン
ダとして、ポリビニルアルコールを混入し、造粒した。
次に、造粒された粉末を500Kg/cm2〜２トン/cm2程度
の圧力で成形し、直径7mm、肉厚0.5mmの円板状の成形体
とした。この成形体を1100℃〜1200℃の範囲の温度で空
気中において焼成し、さらにN2:H2＝95モル％:5モル％
の還元性雰囲気中で1400℃〜1500℃の温度で３時間焼成
した。
の圧力で成形し、直径7mm、肉厚0.5mmの円板状の成形体
とした。この成形体を1100℃〜1200℃の範囲の温度で空
気中において焼成し、さらにN2:H2＝95モル％:5モル％
の還元性雰囲気中で1400℃〜1500℃の温度で３時間焼成
した。
得られた焼結体の表面に、下記の第１表に示す組成の
酸化物をガラス化して得られたガラス酸化物を0.1重量
％塗布し、900℃〜1200℃の温度で２時間熱処理した。
最後に、このユニットの表面にインジウム−ガリウム合
金を電極材として付与し、バリスタ電圧（V1mA）、電圧
非直線係数（α）、静電容量（Ｃ）、誘電損失（tan
δ）を測定した。結果を第１表に併せて示す。
酸化物をガラス化して得られたガラス酸化物を0.1重量
％塗布し、900℃〜1200℃の温度で２時間熱処理した。
最後に、このユニットの表面にインジウム−ガリウム合
金を電極材として付与し、バリスタ電圧（V1mA）、電圧
非直線係数（α）、静電容量（Ｃ）、誘電損失（tan
δ）を測定した。結果を第１表に併せて示す。
なお、第１表においては、Bi2O3、PbO、ZnO、ZiO2及
びB2O3の割合はモル％で、Fe2O3、MnO、Co2O3、NiO、Cr
2O3及びV2O5については重量％で示してある。また、ΔV
1mAは、８×20μ秒、500Aピークのパルスを５分間隔で
２回印加した後のV1mAの変化率を示す。
びB2O3の割合はモル％で、Fe2O3、MnO、Co2O3、NiO、Cr
2O3及びV2O5については重量％で示してある。また、ΔV
1mAは、８×20μ秒、500Aピークのパルスを５分間隔で
２回印加した後のV1mAの変化率を示す。
第１表から明らかなように、Fe2O3、MnO、Cr2O3及びV
2O5を加えたものでは、添加量が増すに連れてバリスタ
電圧の上昇することがわかる。他方、この場合、静電容
量の方は大きく変動しない。従って、バリスタ電圧のみ
を、添加物量によりコントロールし得ることがわかる。
2O5を加えたものでは、添加量が増すに連れてバリスタ
電圧の上昇することがわかる。他方、この場合、静電容
量の方は大きく変動しない。従って、バリスタ電圧のみ
を、添加物量によりコントロールし得ることがわかる。
また、Co2O3、NiOは、バリスタ電圧を低下させる効果
があり、この場合には静電容量は添加に伴って増加する
ことがわかる（試料番号９〜12及び試料番号13〜16のデ
ータを参照されたい）。
があり、この場合には静電容量は添加に伴って増加する
ことがわかる（試料番号９〜12及び試料番号13〜16のデ
ータを参照されたい）。
従って、Fe2O3、MnO、Cr2O3及び／またはV2O5の添加
量と、Co2O3及び／またはNiOの添加量とを調整すること
により、バリスタ電圧を簡単にコントロールすることが
でき、またサージ耐量も若干向上させ得ることがわか
る。
量と、Co2O3及び／またはNiOの添加量とを調整すること
により、バリスタ電圧を簡単にコントロールすることが
でき、またサージ耐量も若干向上させ得ることがわか
る。
しかしながら、いずれのガラス酸化物を用いた場合で
あっても、添加量が30重量％を超え、50重量％では電圧
非直線係数αの低下が大きく、αは10未満となった。従
って、Fe、Mn、Co、Ni、CrまたはＶの各酸化物の添加量
は、ガラス酸化物全体の30重量％以下であることが好ま
しい。
あっても、添加量が30重量％を超え、50重量％では電圧
非直線係数αの低下が大きく、αは10未満となった。従
って、Fe、Mn、Co、Ni、CrまたはＶの各酸化物の添加量
は、ガラス酸化物全体の30重量％以下であることが好ま
しい。
次に、第１表の試料番号２、14、22を用いた各ユニッ
トについて、Fe、Mn、Co、Ni、Cr及びＶの添加物量を変
動させ、バリスタ電圧を測定した。結果を、第１図に示
す。第１図から明らかなように、これらの添加割合がガ
ラス酸化物の１重量％を超えると、電圧非直線係数αが
小さくなり、バリスタ特性が低下することがわかる。
トについて、Fe、Mn、Co、Ni、Cr及びＶの添加物量を変
動させ、バリスタ電圧を測定した。結果を、第１図に示
す。第１図から明らかなように、これらの添加割合がガ
ラス酸化物の１重量％を超えると、電圧非直線係数αが
小さくなり、バリスタ特性が低下することがわかる。
なお、図中の実線はバリスタ電圧、破線は電圧非直線
係数を示す。
係数を示す。
第１図は本発明の実施例におけるバリスタ電圧及び電圧
非直線係数と、Fe、Mn、Co、Ni、Cr及びＶの酸化物の添
加量との関係を示す図である。
非直線係数と、Fe、Mn、Co、Ni、Cr及びＶの酸化物の添
加量との関係を示す図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 加地 敏晃 京都府長岡京市天神２丁目26番10号 株 式会社村田製作所内 (72)発明者 米田 康信 京都府長岡京市天神２丁目26番10号 株 式会社村田製作所内 (56)参考文献 特開 昭56−169316（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−282413（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−271802（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−55903（ＪＰ，Ａ) 特開 昭53−115095（ＪＰ，Ａ)
Claims (2)
- 【請求項１】SrTiO3を主成分とする焼結体の結晶粒界に
ガラスを拡散させる工程を含む複合機能素子の製造方法
であって、 SrTiO3を主成分とし、希土類元素、Nb、Ｗ及びTaの各酸
化物からなる群から選択した少なくとも１種を半導体化
剤として含む焼結体に対し、１重量％以下の割合で前記
焼結体の表面にＢ及びSiのうち少なくとも１種並びにF
e、Mn、Co、Ni、Cr及びＶのうち少なくとも１種を含む
ガラスを付着させた後、900〜1200℃の温度範囲で熱処
理することを特徴とする、複合機能素子の製造方法。 - 【請求項２】前記ガラスのうち、Fe、Mn、Co、Ni、Cr及
びＶは、Fe2O3、MnO、Co2O3、NiO、Cr2O3及びV2O5の形
態で１〜30重量％添加することを特徴とする、請求項１
に記載の複合機能素子の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63262482A JP2633330B2 (ja) | 1988-10-17 | 1988-10-17 | 複合機能素子の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63262482A JP2633330B2 (ja) | 1988-10-17 | 1988-10-17 | 複合機能素子の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02106904A JPH02106904A (ja) | 1990-04-19 |
| JP2633330B2 true JP2633330B2 (ja) | 1997-07-23 |
Family
ID=17376402
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63262482A Expired - Fee Related JP2633330B2 (ja) | 1988-10-17 | 1988-10-17 | 複合機能素子の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2633330B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105272362B (zh) * | 2015-11-10 | 2017-06-30 | 电子科技大学 | 晶界层半导体陶瓷片氧化剂涂覆料及其制备方法 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56169316A (en) * | 1980-05-30 | 1981-12-26 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Composition functional element and method of producing same |
| JPS61271802A (ja) * | 1985-05-28 | 1986-12-02 | 石塚電子株式会社 | 電圧非直線抵抗体磁器組成物 |
| JPS62282413A (ja) * | 1986-05-30 | 1987-12-08 | 松下電器産業株式会社 | 電圧非直線性抵抗体磁気組成物 |
-
1988
- 1988-10-17 JP JP63262482A patent/JP2633330B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02106904A (ja) | 1990-04-19 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |