JPH02133904A

JPH02133904A - バリスタ用電極材料及びそれを用いたバリスタ

Info

Publication number: JPH02133904A
Application number: JP63288622A
Authority: JP
Inventors: Kazuyoshi Nakamura; 和敬中村; Akiyoshi Nakamura; 中村　晃慶; Yasunobu Yoneda; 康信米田; Yukio Sakabe; 行雄坂部
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1988-11-14
Filing date: 1988-11-14
Publication date: 1990-05-23

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）本発明は電子及び電気機器の分野で過電圧保護用あるい
はサージ吸収用として利用されるバリスタ、特に、その
電極材料に関する。

（従来の技術）一般に、民生用あるいは産業用電子及び電気機器にあっ
ては、素子や回路の過電圧保護あるいはサージ吸収のた
めバリスタが採用されているが、近年の電子技術の進歩
による各種機器の半導体装置化やマイクロコンピュータ
化に伴い、ノイズによる破損、誤動作が大きな問題とな
っている。通常、サージ吸収用あるいは過電圧保護用と
して使用されるバリスタは、非直線抵抗素体（例えば、
ＺｎＯ系焼結体）の表面にＡｇまたはＡｇ−Ｐｄ系合金
からなる電極を形成したものが採用されている。

（発明が解決しようとする課題）しかしながら、この種のバリスタでは、電極材料が非直
線抵抗素体との間に障壁を形成し、この障壁部分にバリ
スター電圧２〜ＩＯＶ、非オーム性指数（α）３〜５の
バリスタが直列成分として形成されるため、バリスタ全
体としては大きなエネルギーや電圧に弱い障壁の特性に
支配され、障壁がサージ耐量および寿命特性を悪化する
原因となっていることが明らかとなった。特に、この現
象は５０Ｖ以下の低電圧バリスタにおいて著しい。

従って、本発明は、抵抗素体自体の特性を損なわせるこ
となく、サージ耐量および寿命特性に優れたバリスタの
製造を可能にする電極材料を得ることを目的とするもの
である。

（課題を解決するための手段）本発明は、前記課題を解決するための手段として、ペロ
ブスカイト型複合酸化物である（ＬａＳｒ）Ｃｏｏ、が
金属に近い導電率を示すことに着目し、これをＡｇ、　
Ｐｄ、　Ｐ　ｔ、　Ｚ　ｎおよびＡｌからなる群から選
ばれた少なくとも一種の金属に加えて電極材料として使
用するようにしたものである。

即ち、本発明は組成式：（Ｌａ＋−ｘｓｒｊｃｏ０３−
ａ（但し、０．１＜　ｘ　＜０．９）で示されるペロブ
スカイト系複合酸化物を５〜９０重量％含有し、残部実
質的にＡｇ、Ｐｄ、Ｐｔ、ＺｎおよびＡｌからなる群か
ら選ばれた少なくとも一種の金属からなることを特徴と
するバリスタ用電極材料を提供するものである。

また、他の観点からみれば、本発明は、組成式：％式％（但し、Ｏ，ｌ＜　ｘ　＜０．９）で示されるペロブス
カイト系複合酸化物を５〜９０重量％含有し、残部実質
的にＡｇ、　Ｐｄ、　Ｐ　ｔ、　Ｚ　ｎおよびＡｌから
なる群から選ばれた少なくとも一種の金属からなる電極
を有するバリスタを提供するものである。

バリスタの電圧非直線性抵抗素体としては、酸化亜鉛を
主成分とする焼結体、チタン酸ストロンチウムを主成分
とする焼結体などが代表的なものとして挙げられるが、
これらに限定されるものではない。

使用に際しては、前記組成の電極材料の粉末を適量の有
機バインダと適当な割合で混合してペーストとなし、こ
れを非直線性抵抗素体に塗布した後、焼成することによ
り前記組成の電極が形成される。

（作用）本発明に係るバリスタ用電極材料は、ペロブスカイト型
複合酸化物が１０−５〜ｉｏ−’Ωｃｍと金属良導電体
に近い導電性を示し、この複合酸化物が電圧非直線性抵
抗素体との電気的接触を向上させ、サージ耐量を向上さ
せる。

電極材料の組成を前記範囲に限定した理由は次の通りで
ある。（ｔ、ａ＋−ｘＳ　ｒｘ）ＣｏＯｓ−ａの含有量
が５重量％未満ではその効果が期待できず、９０重量％
を越えると、抵抗素体との接合性がかえって低下し、サ
ージ耐量が低下するからである。

実施例１原料としてＬ　ａ、ｏ　３．５ｒＣＯｓ、Ｃｏ−０ｓを
用い、これらを組成式：Ｌａ＋−ｘＳ　ｒ、ｃｏｏｌ−
Ｊにおいて、Ｘがそれぞれ０．０．１．０．３．０．５
．０．７．０９．１．０となるように配合し、混合、粉
砕した後、１２００°Ｃで２時間仮焼し、再度粉砕した
。

得られた仮焼粉末を４００メツシユのふるいに通し、そ
のふるい下をＡｇ、　Ｚｎ、　Ｐｔ、　７０％Ａｇ−３
０％ＰｄおよびＡｌとそれぞれ第１表に示す割合で配合
し、その混合物に５０重量％のフェノを加えて電極用ペ
ーストを調製した。なお、表中、＊を付した試料は本発
明の範囲外のものである。

（以　下　余　白）第１表各バリスタについて、バリスター電圧（Ｖ　、、Ａ）、
非オーム性指数（α）、静電容ｆｆ１（Ｃａｐ）および
銹ｆｆｉ体損失（Ｄ、Ｆ、）を測定したのち、サーフ印
加移バリスター電圧および非オーム性指数を測定しそれ
らの変化率を求めた。なお、サージとして］　２０ＯＡ
、８×２０μｓｅｃの三角衝撃電流を回印加した。それ
らの結果を比較例Ｍ１についの結果と共に第２表に示す
。表中の試料番号は１表の電極材料番号に対応する。

比較例Ｍ１は、素体の表面に銀ペーストを直ｉ５、Ｏｍ
ｒＱの円板状に塗布し、６００°Ｃて３０分すき付けて
Ａｇ？［極を形成したものである。

（以　下　余　白）また、これとは別に、酸化亜鉛（ＺｎＯ）に酸化ビスマ
ス（ＢＬＯ−）、酸化コバルト（ｃｏｔｏｓ）、酸化ア
ンチモン（Ｓｂ、ｏ３）、酸化マンガン（ＭｎＯ）およ
び酸化クロム（Ｃ「、○、）をそれぞれＱ、５ｍｏ１％
添加した後、その混合物にホウケイサン亜鉛をＩＷ（％
添加し、常法により混合、粉砕、成形して、空気中１２
５０°Ｃで２時間焼成して、直径７ｍｍ、肉厚１．０１
の磁器円板（焼結体）からなる抵抗素体を得た。この素
体にインジウム−ガリウム合金からなるオーム性電極を
用いて素体自体のバリスタ特性を測定したところ、バリ
スター電圧（ＶｌｆｆｉＡ）１３５■、非オーム性指数
（α）５２、容ｆｆ１（Ｃａｐ）４５０ｐＦ、誘電体損
失（Ｄ、　Ｆ、）２．７％であった。

前記特性の素体の対向面に前記電極用ペーストをそれぞ
れ直径５．０ｍｍの円板状に塗布し、６００°Ｃで３０
分焼き付けて電極を形成した。なお、Ｚｎを含有する電
極用ペーストを塗布したものは５１０°Ｃで３０分焼き
付けた。次いで、電極の表面に無電解Ｎｉメツキを施し
、リード付けしてディッピングを行いバリスタを得た。

第２表第２表の結果から、本発明に係る電極材料を用いたバリ
スタは、比較例として示す従来のものに比へて、サージ
によるバリスター電圧および非オーム性指数の変化か極
めて少なく、サージ耐量が向上していることが判る。ま
た、試料番号１．７のようにＸの値が０．１−０．９の
範囲外になると誘電体損失が増大し、サージ耐量も低く
なる。さらに、Ｌａ＋−ｘＳｒｘｃｏｏ３−ａの含有量
が５％未満では特性かさほど改善されず（試料番号８）
、また、その含有量が９０％を開光てもサージに、Ｉ　
ｆｆｔがさほと改善されないことが判る（試料番号１５
）。

実施例２原料としてＳｒＯ，Ｔｉｅ、、ＣａＣ０，、Ｙ、０３、
Ｓ１０．及びＭｎＯを用い、これらを焼結体の組成が（
Ｓ　ｒｏ、　ｔｓｓｃ　ａｏ、　２００ｙ　ｏ、　ｏｏ
、）Ｔ　Ｌ、　ｏｏ３０３−Ｊ　＋０．０５ｗｔ％５ｉ
ｏｚ＋０．０５ｗｔ％ＭｎＯとなるように配合し、常法
により混合粉砕して仮焼し、これを粉砕して得た仮焼粉
末にバインダを加えて混練した後、成形し、還元性雰囲
気（Ｎ、−２０％Ｉ（、）中１４００°Ｃで３時間焼成
し、次いで空気中１１５０°Ｃで２時間焼成して、直径
７ｍｍ、肉厚１　、０　ｍｍの磁器円板（焼結体）から
なる非直線抵抗素体を得た。

インジウム−ガリウム合金電極を用いて、素体自体のバ
リスタ特性を測定したところ、バリスター電圧（Ｖ　、
、Ａ）　４３　Ｖ、非オーム性指数（α）１３．４、静
電容ｆｆ１（Ｃａｐ）３６００ｐＦ、誘電体損失（Ｄ、
Ｆ、）０．４％であった。

この素体に実施例１で調製した電極用ペーストを用いて
、実施例１と同様にして電極を焼き付けてバリスタを得
、実施例１と同条件下でバリスター特性を求めた。それ
らの結果を比較例Ｍ、についての結果とともに第３表に
示す。試料番号は第１表の電極材料番号に対応する。

比較例Ｍ、は、素体の表面に銀ペーストを直径５．０ｍ
ａ＋の円板状に塗布し、６００°Ｃて３０分焼き付けて
Ａｇ７［極を形成したものである。

（以　下　余　白）第３表第３表の結果から明らかなように、本発明に係る電極材
料を用いたバリスタは、比較例として示す従来のものに
比べて、サージによるバリスター電圧および非オーム性
指数の変化が極めて少なく、優れたサージ耐量を示す。

（発明の効果）本発明によれば、（ＬａＳｒ）Ｃｏｏ、を電極材料の一
部として使用することにより、非直線抵抗素体の種類の
いかんに拘わらず、サージ耐量を向上させ、寿命特性の
優れたバリスタを得ることができ、また、電極材料が素
体との間に障壁を形成することがないため、バルク型非
直線抵抗素体の薄肉化することによりサージｌ１ｉＦ１
爪の大きな低電圧バリスタを得ることかできる。

また、非直線抵抗素体としてＺｎＯ系焼結体を使用する
と、寿命特性の牙れた低電圧から高電圧までのバリスタ
を得ることができる。

さらに、５ｒＴｉＯ＋系焼結体を非焼結抵抗素体として
用いると、誘電体損失が少なくサージ耐量に優れたバリ
スタを得ることができる

Claims

【特許請求の範囲】

（１）組成式：（Ｌａ＿１＿−＿ｘＳｒ＿ｘ）ＣｏＯ＿
３＿−＿ｓ（但し、０．１＜ｘ＜０．９）で示されるペ
ロブスカイト系複合酸化物を５〜９０重量％含有し、残
部実質的にＡｇ，Ｐｄ，Ｐｔ，ＺｎおよびＡｌからなる
群から選ばれた少なくとも一種の金属からなることを特
徴とするバリスタ用電極材料。
（２）酸化亜鉛を主成分とする非直線抵抗素体に電極を
形成してなるバリスタにおいて、前記電極が組成式：（Ｌａ＿１＿−＿ｘＳｒ＿ｘ）ＣｏＯ＿３＿−
＿ｓ（但し、０．１＜ｘ＜０．９）で示されるペロブス
カイト系複合酸化物を５〜９０重量％含有し、残部実質
的にＡｇ，Ｐｄ，Ｐｔ，ＺｎおよびＡｌからなる群から
選ばれた少なくとも一種の金属からなることを特徴とす
るバリスタ。
（３）チタン酸ストロンチウムを主成分とする非直線抵
抗素体に電極を形成してなるバリスタにおいて、前記電
極が組成式：（Ｌａ＿１＿−＿ｘＳｒ＿ｘ）ＣｏＯ＿３＿−＿ｓ（但
し、０．１＜ｘ＜０．９）で示されるペロブスカイト系
複合酸化物を５〜９０重量％含有し、残部実質的にＡｇ
，Ｐｄ，Ｐｔ，ＺｎおよびＡｌからなる群から選ばれた
少なくとも一種の金属からなることを特徴とするバリス
タ。