JPH02177504A - 粒界酸化型電圧非直線抵抗素子 - 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） この発明は粒界酸化型電圧非直線抵抗素子に関し、特に
たとえば電子機器や電気機器で発生する異常電圧、ノイ
ズおよび静電気などを吸収または除去するためなどに用
いられるバリスタなどのような、粒界酸化型電圧非直線
抵抗素子に関する。

（従来技術） 従来の粒界酸化型電圧非直線抵抗素子としては、たとえ
ば５ｒＴｉＣｈを半導体化した半導体磁器の表面にＭｎ
、Ｚｎ、Ｇｏなどの金属酸化物を含有するペーストを塗
布し、空気中または窒素雰囲気中において１２００〜１
３００℃の温度で熱処理して半導体磁器の結晶粒界に絶
縁層を形成したものがあった。また、Ｓ　ｒ　Ｔ　ｉ　
Ｏｓの主成分に、Ｎｂ＊　Ｏｓ　、Ｔａｇ　ｏ、、Ｌａ
、Ｏｓ　、Ｃｅｚ　Ｏｓ　、Ｎａｇ　０３　、ＷＯｓな
どの半導体化促進用金属酸化物と、ｖｔ　Ｏｓ　、Ｃｒ
ｔ　０３　、Ｃ，ｕＯ，Ｃｕ　Ｏｘ　、　Ｍ　ｏ　Ｏｘ
　、　Ｍ　ｎ　Ｏ！などの電圧電流非直線特性改善用金
属酸化物とを添加したものがあった。

これらの電圧非直線抵抗素子は、その素体がペロプスカ
イト結晶構造を有し、強誘電性を示すため、単にバリス
タとしての機能のみでなく、コンデンサとしての機能も
有する。したがって、この電圧非直線抵抗素子を用いて
、異常高電圧（サージ）の吸収や電圧の安定化などを行
うことができるという利点がある。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、従来の５ｒＴｉＣｈ系半導体磁器を用い
たものでは、磁器を構成する粒子間の抵抗が大きいため
、その非直線係数が小さい。また、５ｒＴｉＯ，系半導
体磁器を用いたものでは、パルス電圧が印加されること
によってその電気的特性が劣化してしまう。

それゆえに、この発明の主たる目的は、バリスタ特性と
コンデンサ特性の両方を備え、大きなバリスタ電圧と大
きな非直線係数を有し、かつ大きなサージ耐量を有する
、粒界酸化型電圧非直線抵抗素子を提供することである
。

（課題を解決するための手段） この発明は、（Ｓ　ｒ　＋−ｘ　Ｃａｘ　）　Ｔ　ｉ　
０３　　（ただし、Ｘ≦０．２５）を９８．０〜９９．
９モル％と、Ｎｂ、Ｗ、Ｔａ、Ｉ　ｎ、Ｙおよび希土類
元素の中から選ばれる少なくとも１種類の酸化物を０．
１〜２．０モル％とからなる素体に対して、Ｎａｚ　ｏ
、Ｔｉｅ、およびＢ　ｉｚ　Ｏｓ　　（０＜Ｎａ１０．
０＜Ｔｉｅ２．０＜Ｂ　ｔ２０３　）が合わせて０．０
１〜２．０モル％含有されてなる、粒界酸化型電圧非直
線抵抗素子である。

（発明の効果） この発明によれば、バリスタ特性とコンデンサ特性の両
方を備えた粒界酸化型電圧非直線抵抗素子を得ることが
できる。さらに、この粒界酸化型電圧非直線抵抗素子は
、１００〜３００Ｖ程度の大きなバリスタ電圧を得るこ
とができ、さらに１５以上の大きな非直線係数を得るこ
とができる。

また、この粒界酸化型電圧非直線抵抗素子では、５００
０Ａ／ｅｌｌまでのサージに耐えることができる。

この発明の上述の目的、その他の目的、特徴および利点
は、以下の実施例の詳細な説明から一層明らかとなろう
。

（実施例） まず、ＳｒＣＯ３，Ｔｉｅ、、ＣａＯおよびＮｂ、　Ｔ
ａ、　Ｙ、希土類元素の酸化物の粉末を別表に示す組成
比のものが得られるように秤量して湿式混合した。この
混合物を乾燥後、１１５０℃で２時間仮焼し、粉砕した
。この粉砕物に酢酸ビニル系樹脂を５重量％添加して造
粒し、この造粒粉を１ｔｏｎ／ｃｎｌの圧力で、直径１
０ｍｍ、厚さ１．５ｎのベレット状に成形した。この成
形体を空気中においてｔｏｏｏｏＣで２時間焼成した後
、体積比でｔ−ｉ、　　：Ｎ２−１　：　１００の雰囲
気中において１４５０℃で２時間焼成し、半導体磁器を
得た。得られた半導体磁器に、別表に示す割合でＮａｚ
　Ｏ、ＴｉＯ，およびＢｉ、Ｏ，の混合酸化物をフェス
とともに塗布し、空気中において１２００℃で２時間熱
処理を行って、磁器ユニットを得た。得られた磁器ユニ
ットの対向面に銀ペーストを塗布し、８００℃で焼き付
けて銀電極を形成し、その電気的特性を評価した。

ここでは、磁器ユニットに１ｍＡの電流を流した時のバ
リスタ電圧Ｖ＋−ａ　　（Ｖ）　、非直線係数αおよび
５０００Ａ／−のサージ電流を印加した時のバリスタ電
圧の変化率ΔＶｌ＋ｍＡと非直線係数の変化率Δαとを
測定し、別表に示した。

表の試料番号３のように、半導体化剤が添加されていな
い場合、その電気的特性を測定することができなかった
。

また、試料番号７のように、半導体化剤が２゜０モル％
を超えた場合、サージ電流を印加したときのバリスタ電
圧変化率および非直線係数変化率が大きくなる。

さらに、試料番号１２のように、Ｘが０．２５を超えた
場合、バリスタ電圧が小さくなるとともに、サージ電流
を印加したときのバリスタ電圧変化率および非直線係数
変化率が大きくなる。

また、試料番号１３のように、酸化剤の添加量が０．０
１モル％より少ない場合、バリスタ電圧および非直線係
数が小さくなる。

さらに、試料番号１９のように、酸化剤の添加量が２．
０モル％を超えた場合、サージ電流を印加したときのバ
リスタ電圧変化率および非直線係数変化率が大きくなる
。

それに対して、この発明の粒界酸化型電圧非直線抵抗素
子では、５０００Ａ／ａＪまでのサージ電流に耐えるこ
とができ、かつ非直線係数αが１５以上と大きい。

また、酸化剤として、ＮａおよびＴｉの酸化物を用いた
場合、サージ耐量および非直線係数が従来のものの１．
５倍程度になり、安定性にも優れたものとなる。さらに
、Ｂｉの酸化物を加えた場合、静電容量が従来のものに
比べて最大２倍にすることができる。また、静電容量は
、Ｂｉの酸化物の添加量によってコントロールすること
ができ、粒界酸化型電圧非直線抵抗素子の生産に好適で
ある。

特許出願人　株式会社　村田製作所 代理人　弁理士　岡　１）　全　啓

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （Ｓｒ＿１＿−＿ｘＣａ＿ｘ）ＴｉＯ＿３（ただし、ｘ
   ≦０．２５）を９８．０〜９９．９モル％と、Ｎｂ，Ｗ
   ，Ｔａ，Ｉｎ，Ｙおよび希土類元素の中から選ばれる少
   なくとも１種類の酸化物を０．１〜２，０モル％とから
   なる素体に対して、Ｎａ＿２Ｏ，ＴｉＯ＿２およびＢｉ
   ＿２Ｏ＿３（０＜Ｎａ＿２Ｏ，０＜ＴｉＯ＿２，０＜Ｂ
   ｉ＿２Ｏ＿３）が合わせて０．０１〜２．０モル％含有
   されてなる、粒界酸化型電圧非直線抵抗素子。