JPH0682563B2 - 電圧依存性非直線抵抗体磁器組成物 - Google Patents
電圧依存性非直線抵抗体磁器組成物Info
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- JPH0682563B2 JPH0682563B2 JP60145611A JP14561185A JPH0682563B2 JP H0682563 B2 JPH0682563 B2 JP H0682563B2 JP 60145611 A JP60145611 A JP 60145611A JP 14561185 A JP14561185 A JP 14561185A JP H0682563 B2 JPH0682563 B2 JP H0682563B2
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- tio
- nonlinear resistor
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- dependent nonlinear
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- Thermistors And Varistors (AREA)
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ところの (CaxSr1-x)yTiO3 〔（0.001≦ｘ≦0.4），（0.95≦ｙ＜1.00）〕， (BaaSr1-a)bTiO3 〔（0.001≦ａ≦0.4），（0.95≦ｂ＜1.00）〕， (MgcSr1-c)dTiO3 〔（0.001≦ｃ≦0.4），（0.95≦ｄ＜1.00）〕 のうち少なくとも１種類以上を主成分とする電圧依存性
非直線抵抗体磁器組成物に関するものである。
イズ，静電気から半導体及び回路を保護するところの (CaxSr1-x)yTiO3 〔（0.001≦ｘ≦0.4），（0.95≦ｙ＜1.00）〕， (BaaSr1-a)bTiO3 〔（0.001≦ａ≦0.4），（0.95≦ｂ＜1.00）〕， (MgcSr1-c)dTiO3 〔（0.001≦ｃ≦0.4），（0.95≦ｄ＜1.00）〕 のうち少なくとも１種類以上を主成分とする電圧依存性
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ZnO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わすことができ
る。
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ZnO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わすことができ
る。
Ｉ＝（V/C）α ここで、Ｉは電流,Vは電圧,Cはバリスタ固有の定数であ
り、αは電圧非直線指数である。
り、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
の低い電圧や周波数の高いもの（例えばノイズなど）の
吸収に対してはほとんど効果を示さず、また誘電損失ta
nδが５〜10％と大きい。
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
の低い電圧や周波数の高いもの（例えばノイズなど）の
吸収に対してはほとんど効果を示さず、また誘電損失ta
nδ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掛けの
誘電率が５×104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，電流が
印加されると破壊したり、コンデンサとしての機能を果
たさなくなったりする。そこで近年、SrTiO3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
るものが開発されているが、バリスタ電圧が低く、αが
大きく、誘電率が大きく、サージ耐量が大きいといった
必要とされるすべての特性を満足するものは未だ得られ
ていない。
誘電率が５×104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，電流が
印加されると破壊したり、コンデンサとしての機能を果
たさなくなったりする。そこで近年、SrTiO3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
るものが開発されているが、バリスタ電圧が低く、αが
大きく、誘電率が大きく、サージ耐量が大きいといった
必要とされるすべての特性を満足するものは未だ得られ
ていない。
発明が解決しようとする問題点 このようなことから、半導体及び回路をノイズ，静電気
から保護するためにはバリスタ電圧が低く、α，誘電
率，サージ耐量が大きく、ノイズ減衰特性の優れた素子
が必要である。
から保護するためにはバリスタ電圧が低く、α，誘電
率，サージ耐量が大きく、ノイズ減衰特性の優れた素子
が必要である。
本発明はこのような必要とする特性すべてを同時に満足
させる磁器組成物を提供しようとするものである。
させる磁器組成物を提供しようとするものである。
問題点を解決するための手段 上記の問題点を解決するために本発明では、 (CaxSr1-x)yTiO3 〔（0.001≦ｘ≦0.4），（0.95≦ｙ＜1.00）〕， (BaaSr1-a)bTiO3 〔（0.001≦ａ≦0.4），（0.95≦ｂ＜1.00）〕， (MgcSr1-c)dTiO3 〔（0.001≦ｃ≦0.4），（0.95≦ｄ＜1.00）〕 のうち少なくとも１種類以上を主成分とし、 Sc,Y,La,Ce,Pr,Nd,Pm,Sm,Eu,Gd,Tb,Dy,Ho,Er,Tm,Yb,Lu,
Nb,Ta,Wのフッ化物を少なくとも１種類以上を0.001〜1
0.000mol％添加してなる電圧依存性非直線抵抗体磁器組
成物、さらに上記の組成にSiO2を0.001〜10.000mol％添
加してなる電圧依存性非直線抵抗体磁器組成物、さらに
その上にFe2O3,Co2O3,NiO,MnO2,Cr2O3,Ag2O,CuO,MoO3,B
eO,Li2O,Na2O,ZrO2,PbO,ZnO,P2O5,Sb2O3,V2O5,Bi2O3,Al
2O3,Tl2O,HfO2のうち少なくとも１種類以上を0.001〜7.
000mol％添加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、上記の問題点を解決しようとする
ものである。
Nb,Ta,Wのフッ化物を少なくとも１種類以上を0.001〜1
0.000mol％添加してなる電圧依存性非直線抵抗体磁器組
成物、さらに上記の組成にSiO2を0.001〜10.000mol％添
加してなる電圧依存性非直線抵抗体磁器組成物、さらに
その上にFe2O3,Co2O3,NiO,MnO2,Cr2O3,Ag2O,CuO,MoO3,B
eO,Li2O,Na2O,ZrO2,PbO,ZnO,P2O5,Sb2O3,V2O5,Bi2O3,Al
2O3,Tl2O,HfO2のうち少なくとも１種類以上を0.001〜7.
000mol％添加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、上記の問題点を解決しようとする
ものである。
作用 一般に、SrTiO3を半導体化させるには半導体化促進剤を
添加し還元焼成するが、これだけでは半導体化促進剤の
種類によってはあまり半導体化が進まず、粒成長も抑制
されるため還元焼成後の比抵抗は数Ω・cmと高く、バリ
スタ電圧を高くしたり、誘電率を下げたり、サージ耐量
を下げたりするというように電気的特性に悪影響を及ぼ
す。
添加し還元焼成するが、これだけでは半導体化促進剤の
種類によってはあまり半導体化が進まず、粒成長も抑制
されるため還元焼成後の比抵抗は数Ω・cmと高く、バリ
スタ電圧を高くしたり、誘電率を下げたり、サージ耐量
を下げたりするというように電気的特性に悪影響を及ぼ
す。
従って、半導体化と粒成長が同時に起こる必要がある。
そのためには主原料自体を比較的半導体化しやすくする
ことが必要である。
そのためには主原料自体を比較的半導体化しやすくする
ことが必要である。
ここで、SrをCa,Ba,Mgで置換するとイオン半径や反応性
の違いから欠陥を生じやすくなり、半導体化促進剤との
反応性が高まり、半導体化が進み比抵抗を下げることが
できる。また、同時に発生した欠陥に起因して物質移動
が生じるため、粒子の焼結が進行し、粒成長が促進され
る。
の違いから欠陥を生じやすくなり、半導体化促進剤との
反応性が高まり、半導体化が進み比抵抗を下げることが
できる。また、同時に発生した欠陥に起因して物質移動
が生じるため、粒子の焼結が進行し、粒成長が促進され
る。
ところで、半導体化促進剤には酸化物を用いる場合が多
いが、一般に酸化物は塩類を高温で熱処理して製造され
るため熱的に安定で、酸素と金属元素は共有結合性の高
い結合をしていることにより、他の物質との反応が比較
的おこりにくい。また、酸化物が解離してSrTiO3と反応
したとしても、解離した酸素自体が活性に富むため半導
体化を抑制する方向に働く。
いが、一般に酸化物は塩類を高温で熱処理して製造され
るため熱的に安定で、酸素と金属元素は共有結合性の高
い結合をしていることにより、他の物質との反応が比較
的おこりにくい。また、酸化物が解離してSrTiO3と反応
したとしても、解離した酸素自体が活性に富むため半導
体化を抑制する方向に働く。
従って、SrTiO3をより効率的に半導体化させるためには
半導体的促進剤が活性に富み、しかも酸化物でないこと
が必要である。この目的に最も合致するのがフッ化物で
あり、酸化物に比べ数倍の活性を示す。
半導体的促進剤が活性に富み、しかも酸化物でないこと
が必要である。この目的に最も合致するのがフッ化物で
あり、酸化物に比べ数倍の活性を示す。
このようにして、半導体化促進剤としてフッ化物を用い
ることにより、SrをCa,Ba,Mgで置換して半導体化しやす
くなった主原料をさらに半導体化することができる。
ることにより、SrをCa,Ba,Mgで置換して半導体化しやす
くなった主原料をさらに半導体化することができる。
さらに、SiO2を添加すると粒界に偏析し、粒界を高抵抗
化するのに有効で、非直線性を大きくすることができ
る。
化するのに有効で、非直線性を大きくすることができ
る。
またさらに、Fe,Co,Ni,Mn,Cr,Ag,Cu,Mo,Be,Li,Na,Zr,P
b,Zn,P,Sb,V,Bi,Al,Tl,Hfを添加すると、粒界をさらに
効率よく高抵抗化できるため、非直線性がさらに大きく
なり、サージ耐量も強くなる。
b,Zn,P,Sb,V,Bi,Al,Tl,Hfを添加すると、粒界をさらに
効率よく高抵抗化できるため、非直線性がさらに大きく
なり、サージ耐量も強くなる。
実施例 以下に本発明を実施例をあげて具体的に説明する。
SrCO3,CaCO3,BaCO3,MgCO3,TiO2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50時間混合
し、乾燥した後、1000℃で10時間仮焼する。こうして得
られた仮焼物を下記の第１表の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バインダーを10wt％添加して造
粒した後、1t/cm2のプレス圧力で10 mm×1tmmの円板状
に成形する。この成形体を1000℃で２時間仮焼し、脱バ
インダーを行った後、N2＝H2＝9:1の混合ガス中で1500
℃・３時間焼成する。さらに、空気中で1200℃・５時間
焼成し、こうして得られた第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し、600℃・５分焼成し、電極2,3
を形成する。
成比になるように秤量し、ボールミルなどで50時間混合
し、乾燥した後、1000℃で10時間仮焼する。こうして得
られた仮焼物を下記の第１表の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バインダーを10wt％添加して造
粒した後、1t/cm2のプレス圧力で10 mm×1tmmの円板状
に成形する。この成形体を1000℃で２時間仮焼し、脱バ
インダーを行った後、N2＝H2＝9:1の混合ガス中で1500
℃・３時間焼成する。さらに、空気中で1200℃・５時間
焼成し、こうして得られた第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し、600℃・５分焼成し、電極2,3
を形成する。
次に、半田などによりリード線を取付け、エポキシなど
の樹脂塗装を行う。
の樹脂塗装を行う。
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。
す。
なお、誘電率は1KHzでの静電容量から計算したものであ
り、サージ耐量はパルス性の電流を印加した後のV
1mA（1mAの電流を通した時の電圧）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。
り、サージ耐量はパルス性の電流を印加した後のV
1mA（1mAの電流を通した時の電圧）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。
発明の効果 以上に述べたように、Srの一部をCa,Ba,Mgで置換し、さ
らに陽イオンと陰イオンの比率を陰イオン過剰（Ti過
剰）にすることにより、半導体化が促進されると共に粒
成長が促進される。そのためバリスタ電圧の低下、誘電
率の増加が実現できる。
らに陽イオンと陰イオンの比率を陰イオン過剰（Ti過
剰）にすることにより、半導体化が促進されると共に粒
成長が促進される。そのためバリスタ電圧の低下、誘電
率の増加が実現できる。
このような効果を示すのは、Srの置換量が0.001〜0.4ま
でであり、0.4を越えるとバリスタ電圧が高くなり、誘
電率が小さくなると共にサージ耐量が小さくなる。
でであり、0.4を越えるとバリスタ電圧が高くなり、誘
電率が小さくなると共にサージ耐量が小さくなる。
また、陽イオンと陰イオンの比率は陰イオン過剰で、0.
95までであり、0.95を越えると誘電率が減少し、サージ
耐量が小さくなる。
95までであり、0.95を越えると誘電率が減少し、サージ
耐量が小さくなる。
そして、半導体化促進剤にフッ化物を用いることによ
り、酸化物を用いた場合よりも半導体化が促進されるた
め、バリスタ電圧の低下、誘電率の増加をもたらす。ま
た、半導体化促進剤は１種類を単独で用いても２種類以
上を同時に添加しても有効であるが、添加量が10.000mo
l％を越えると、一部が未反応のまま粒界に偏析して粒
界の高抵抗化を阻害するため、非直線性が悪くなると共
にサージ耐量が悪くなる。
り、酸化物を用いた場合よりも半導体化が促進されるた
め、バリスタ電圧の低下、誘電率の増加をもたらす。ま
た、半導体化促進剤は１種類を単独で用いても２種類以
上を同時に添加しても有効であるが、添加量が10.000mo
l％を越えると、一部が未反応のまま粒界に偏析して粒
界の高抵抗化を阻害するため、非直線性が悪くなると共
にサージ耐量が悪くなる。
また、SiO2は粒成長を促進するためバリスタ電圧の低下
に有効であり、誘電率が大きくなるが、添加量が10.000
mol％を越えるとバリスタ電圧が大きくなり、誘電率が
激減し、サージ耐量も小さくなる。
に有効であり、誘電率が大きくなるが、添加量が10.000
mol％を越えるとバリスタ電圧が大きくなり、誘電率が
激減し、サージ耐量も小さくなる。
さらに、Fe,Co,Ni,Mn,Cr,Ag,Cu,Mo,Be,Li,Na,Zr,Pb,Zn,
P,Sb,V,Bi,Tl,Hfを添加すると、粒界に偏析して粒界の
高抵抗化に有効に作用する。このため非直線性が向上す
ると共にサージ耐量を改善することができる。このよう
な効果を示すのは添加量が7.000mol％以下であり、7.00
0mol％を越えるとバリスタ電圧が高くなり、誘電率の低
下、サージ耐量の劣化をもたらす。
P,Sb,V,Bi,Tl,Hfを添加すると、粒界に偏析して粒界の
高抵抗化に有効に作用する。このため非直線性が向上す
ると共にサージ耐量を改善することができる。このよう
な効果を示すのは添加量が7.000mol％以下であり、7.00
0mol％を越えるとバリスタ電圧が高くなり、誘電率の低
下、サージ耐量の劣化をもたらす。
また、これらの添加物は複数種類を同時に添加しても有
効であり、サージ耐量の改善に有効であることを確認し
た。
効であり、サージ耐量の改善に有効であることを確認し
た。
このようにして得られた素子に所定のノイズ入力を加え
たところ、従来のノイズフィルタと同程度のノイズ減衰
率を示した。
たところ、従来のノイズフィルタと同程度のノイズ減衰
率を示した。
このことから従来は複数種類の部品を組合わせていたノ
イズフィルタを単一素子でもって同じ効果が得られ、さ
らにサージに対してもある程度の耐久性を有することか
ら、部品の小型化，コスト低下に極めて有効であり、実
用上の効果は極めて大きい。
イズフィルタを単一素子でもって同じ効果が得られ、さ
らにサージに対してもある程度の耐久性を有することか
ら、部品の小型化，コスト低下に極めて有効であり、実
用上の効果は極めて大きい。
第１図，第２図は本発明の一実施例による電圧依存性非
直線抵抗体素子を示す平面図と正面図である。 １……焼結体、２・３……電極。
直線抵抗体素子を示す平面図と正面図である。 １……焼結体、２・３……電極。
Claims (3)
- 【請求項１】(CaxSr1-x)yTiO3 〔（0.001≦ｘ≦0.4），（0.95≦ｙ＜1.00）〕， (BaaSr1-a)bTiO3 〔（0.001≦ａ≦0.4），（0.95≦ｂ＜1.00）〕， (MgcSr1-c)dTiO3 〔（0.001≦ｃ≦0.4），（0.95≦ｄ＜1.00）〕 のうち少なくとも１種類以上を主成分とし、 Sc,Y,La,Ce,Pr,Nd,Pm,Sm,Eu,Gd,Tb,Dy,Ho,Er,Tm,Yb,Lu,
Nb,Ta,Wのフッ化物を少なくとも１種類以上を0.001〜1
0.000mol％添加してなる電圧依存性非直線抵抗体磁器組
成物。 - 【請求項２】(CaxSr1-x)yTiO3 〔（0.001≦ｘ≦0.4），（0.95≦ｙ＜1.00）〕， (BaaSr1-a)bTiO3 〔（0.001≦ａ≦0.4），（0.95≦ｂ＜1.00）〕， (MgcSr1-c)dTiO3 〔（0.001≦ｃ≦0.4），（0.95≦ｄ＜1.00）〕 のうち少なくとも１種類以上を主成分とし、 Sc,Y,La,Ce,Pr,Nd,Pm,Sm,Eu,Gd,Tb,Dy,Ho,Er,Tm,Yb,Lu,
Nb,Ta,Wのフッ化物を少なくとも１種類以上を0.001〜1
0.000mol％，SiO2を0.001〜10.000mol％添加してなる電
圧依存性非直線抵抗体磁器組成物。 - 【請求項３】(CaxSr1-x)yTiO3 〔（0.001≦ｘ≦0.4），（0.95≦ｙ＜1.00）〕， (BaaSr1-a)bTiO3 〔（0.001≦ａ≦0.4），（0.95≦ｂ＜1.00）〕， (MgcSr1-c)dTiO3 〔（0.001≦ｃ≦0.4），（0.95≦ｄ＜1.00）〕 のうち少なくとも１種類以上を0.001〜10.000mol％，Si
O2を0.001〜10.000mol％，Fe2O3,Co2O3,NiO,MnO2,Cr
2O3,Ag2O,CuO,MoO3,BeO,Li2O,Na2O,ZrO2,PbO,ZnO,P2O5,
Sb2O3,V2O5,Bi2O3,Al2O3,Tl2O,HfO2のうち少なくとも１
種類以上を0.001〜7.000mol％添加してなる電圧依存性
非直線抵抗体磁器組成物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60145611A JPH0682563B2 (ja) | 1985-07-02 | 1985-07-02 | 電圧依存性非直線抵抗体磁器組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60145611A JPH0682563B2 (ja) | 1985-07-02 | 1985-07-02 | 電圧依存性非直線抵抗体磁器組成物 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS625608A JPS625608A (ja) | 1987-01-12 |
| JPH0682563B2 true JPH0682563B2 (ja) | 1994-10-19 |
Family
ID=15389036
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60145611A Expired - Lifetime JPH0682563B2 (ja) | 1985-07-02 | 1985-07-02 | 電圧依存性非直線抵抗体磁器組成物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0682563B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113072376A (zh) * | 2021-04-12 | 2021-07-06 | 中国振华集团云科电子有限公司 | 一种晶界层半导化陶瓷基片用氧化剂及其涂覆方法 |
-
1985
- 1985-07-02 JP JP60145611A patent/JPH0682563B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS625608A (ja) | 1987-01-12 |
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