JPH01226110A - 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だめのコン
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、Ｚ
ｎＯ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、工は電流、■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
、誘電率が低く、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６Ｘ１０’　　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
シする。

そこで最近になって５ｒＴｉＯ，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、マイクロコンピュータナト（Ｄ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課題 上記の５ｒＴｉＯ，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
、サージ耐量が大きく、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。

課題を解決するための手段 上記問題点を解決するために本発明では、５ｒＴｉＯ，
、ＣａｘＳｒ、−ｘＴｉｅ、　（０，００１≦ｘ≦ｏ、
ｓ）　。

ＢａｙＳｒ、−ｙＴｉｅ、（ｏ、ｏｏ１≦ｙ≦ｏ、ｓ）
。

Ｍ　ｇｚｓｒ＋−ｚＴ’ｏ　、　（０，００１≦ｚ≦ｏ
、ｓ）（以下第１成分と呼ぶ）のうち少なくとも１種類
以上を８ｏ、ｏｏＯ〜９９．９９７１１ＩＯｅ％、Ｎｂ
２Ｏ３，Ｔａ２Ｏ，。

Ｎｏ、　、Ｄｙ２０．　、Ｙ２Ｏ，、Ｌａ２０．　、Ｃ
ｅＯ２，Ｓｍ２０．　。

Ｐｒ６０１．　、Ｈａ２０．　（以下第２成分と呼ぶ）
のうち少なくとも１種類以上を０．００１〜５．ｏｏｏ
ｍ０１％、ＭＯ□Ｎ（以下第３成分と呼ぶ）を０．００
１〜５、ＯＯＯｍｏｄ％含有してなるか、または上記第
１゜第２及び第３成分の上に、さらに人１２０．　、５
ｂ２０３゜ＢａＯ、ＢｅＯ，ＰｂＯ，Ｂ２Ｏ３，ＣｅＯ
２，０ｒ２０．、Ｆｅ２Ｏ，。

ＣｄＯ，Ｋ　Ｏ，ＣａＯ，Ｇａ２Ｏ，、ＣｕＯ，Ｃｕ２
Ｏ，Ｌｉ□０゜ＭｇＯ，ＭｎＯＭｏＯＮａ　Ｏ，ＮｉＯ
，Ｒｈ２０．、ＳｅＯ２゜２’５’２ ムｇ２０．ＳｉＯ□、ＳｉＣ，ＳｒＯ，Ｔｄ２０．Ｔｈ
Ｏ□、Ｔｉｅ□。

Ｖ２Ｏ５，Ｂｉ２Ｏ，、Ｔｏ、、ＺｎＯ，ＺｒＯ□、Ｓ
ｎＯ２＜以下第４成分と呼ぶ）のうち少なくとも１種類
以上を０．００１〜１０．０００ｍ０１％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１成分は主成分であり、第２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
３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４成分は誘電率、α、サージ耐量の改善に寄与す
るものである。特に、第３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
。

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
が起こりにくいため大部分のＭＯ□Ｎ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窒化物
の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 以下に本発明を実施例を挙げて具体的に説明する。

まず、ＳｒＣＯ３，ＣａＣ０，、ＢａＣ０，、ＭｇＣ０
，、Ｔｉｅ□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４０時間混合し、乾燥した後
、１０００Ｃで１６時間仮焼する。こうして得られた仮
焼物にＷＮ２　と添加物を下記の第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２４時間混合し、
乾燥した後、ポリビニルアルコールなどの有機バインダ
ーを１０ｗｔ％添加して造粒した後、１（１〆Ｈ）のプ
レス圧力で１０φＸ１　　（珊）の円板状に成形する。

次いで、空気中で１０６０℃、１時間仮焼脱バインダー
を行った後、Ｎ２：Ｎ２：９：１の混合ガス中で１００
０℃、６時間焼成する。さらに、空気中で１０８０℃、
１４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の両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℃、６分間焼成し、電極２，３を形成する。

次に、図示してはいないが半田などによりリード線を取
付け、エポキシなどの樹脂を塗装する。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、第２
表において、誘電率は１　ｋＨｚでの静電容量から計算
したものであり、粒内抵抗ＫＳＲは共振周波数でのイン
ピーダンスにより評価し、αは α＝１／ＬＯｇ（ｖ、。ｍ、７７１ｍ、）（ただし、ｖ
ｉｎｎ　”　ｊＯｍＡ　は１ｍＡ、１０ｍＡ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
。まだ、サージ耐量はパルス性の電流を印加した後のｖ
ｌｍＡの変化が±１０％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１成分の５ｒＴｉＯ，、ＣａｘＳｒ、−ｘＴｉ
Ｏ。

（０，００１≦ｘ≦ｏ、ｓ）　、　Ｈａ、Ｓｒ、、Ｔｉ
ｅ。

（０，００１≦ｙ≦０．５）、Ｍｇ２Ｓｒ、−、Ｔｉｅ
。

（０，００１≦ｚ≦０．５）のｘ、ｙ、ｚの範囲を規定
したのは、０．００１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。さらに、第２成分は０．００１ｍ０１％未
満では効果を示さず、５．ＯＯＯｍｏｌ％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２相を
形成するため特性が劣化することになる。そして、第３
成分はＯ，ＯＯ１ｍｏｌ％未満では効果を示さず、６．
ＯＯＯｍｏｄ％　を越えると粒界に第２相を形成するた
め特性が劣化することになる。また、第４成分は０．０
０１ｔｎＯ１％未満では効果を示さず、５．ＱＯＯｍＯ
ｇ％を越えると粒界に第２相を形成し粒成長が抑制され
、粒界の抵抗は高くなるが粒界の幅が厚くなるため、静
電容量が小さくなると共にバリスタ電圧が高くなり、サ
ージに対して弱くなることになる。

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、請求の範囲内であればその他の添加物の
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ε、電圧非
直線指数αが大きく、粒内抵抗が小さいため、高周波の
ノイズを吸収すると共に、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平面図、第２図は本発
明による素子を示す断面図である。 １・・・・・焼結体、２．３・・・・・・電極。

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
   ＿ｚＳｒ＿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％、Ｍｏ＿２Ｎを０．００
   １〜５．０００ｍｏｌ％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％、Ｍｏ＿２Ｎを０．００
   １〜５．０００ｍｏｌ％、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＿２
   Ｏ，ＳｉＯ＿２，ＳｉＣ，ＳｒＯ，Ｔｌ＿２Ｏ，ＴｈＯ
   ＿２，ＴｉＯ＿２，Ｖ＿２Ｏ＿５，Ｂｉ＿２Ｏ＿３，Ｗ
   Ｏ＿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。