JPH0682564B2 - 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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- JPH0682564B2 JPH0682564B2 JP60279533A JP27953385A JPH0682564B2 JP H0682564 B2 JPH0682564 B2 JP H0682564B2 JP 60279533 A JP60279533 A JP 60279533A JP 27953385 A JP27953385 A JP 27953385A JP H0682564 B2 JPH0682564 B2 JP H0682564B2
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- Japan
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- voltage
- tio
- varistor
- porcelain composition
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- Thermistors And Varistors (AREA)
- Compositions Of Oxide Ceramics (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 (CaxSr1-x)yTiO3｛（0.001≦ｘ≦0.4,0.950≦ｙ＜1.00
0）｝， (BaaSr1-a)bTiO3｛（0.001≦ａ≦0.4,0.950≦ｂ＜1.00
0）｝， (MgcSr1-c)dTiO3｛（0.001≦ｃ≦0.4,0.950≦ｄ＜1.00
0）｝ 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 (CaxSr1-x)yTiO3｛（0.001≦ｘ≦0.4,0.950≦ｙ＜1.00
0）｝， (BaaSr1-a)bTiO3｛（0.001≦ａ≦0.4,0.950≦ｂ＜1.00
0）｝， (MgcSr1-c)dTiO3｛（0.001≦ｃ≦0.4,0.950≦ｄ＜1.00
0）｝ 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バイスタの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 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，サージ耐量が大きい
といった特性を同時に満足する必要がある。
バリスタ電圧が低く、α，誘電率，サージ耐量が大きい
といった特性を同時に満足する必要がある。
従来のバリスタは高電圧のサージを吸収することを目的
としているため、バリスタ電圧の低いノイズや静電気に
は効果を示さず、誘電率が小さいため、立上りの鋭いパ
ルスに対しては応答性が悪いといった問題点を有してい
た。
としているため、バリスタ電圧の低いノイズや静電気に
は効果を示さず、誘電率が小さいため、立上りの鋭いパ
ルスに対しては応答性が悪いといった問題点を有してい
た。
本発明はこのような問題点を解決し、上記のすべての特
性を満足する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ものである。
性を満足する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≦0.4,0.950≦ｙ＜1.00
0）｝， (BaaSr1-a)bTiO3｛（0.001≦ａ≦0.4,0.950≦ｂ＜1.00
0）｝， (MgcSr1-c)dTiO3｛（0.001≦ｃ≦0.4,0.950≦ｄ＜1.00
0）｝ のうち少なくとも一種類以上を主成分とし、Y2O3,YF3,N
b2O5,Ta2O5,La2O3のうち少なくとも一種類以上を0.001
〜2.000mol％，Co2O3,CuO,Ag2Oのうち少なくとも一種類
以上を0.001〜5.000mol％,MgOを0.001〜5.000mol％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
により上記の問題点を解決しようとするものである。
0）｝， (BaaSr1-a)bTiO3｛（0.001≦ａ≦0.4,0.950≦ｂ＜1.00
0）｝， (MgcSr1-c)dTiO3｛（0.001≦ｃ≦0.4,0.950≦ｄ＜1.00
0）｝ のうち少なくとも一種類以上を主成分とし、Y2O3,YF3,N
b2O5,Ta2O5,La2O3のうち少なくとも一種類以上を0.001
〜2.000mol％，Co2O3,CuO,Ag2Oのうち少なくとも一種類
以上を0.001〜5.000mol％,MgOを0.001〜5.000mol％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ない場合がある。
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ない場合がある。
そこで、SrTiO3のSrを他の元素例えばCa,Ba,Mgなどで置
換すると結晶構造に歪を生じ半導体化が促進される。ま
た、Tiに対するSr,Ca,Ba,Mgの割合を化学量論よりTi過
剰にすることにより格子欠陥が発生し、半導体化がさら
に促進され、同時に粒成長が促進される。
換すると結晶構造に歪を生じ半導体化が促進される。ま
た、Tiに対するSr,Ca,Ba,Mgの割合を化学量論よりTi過
剰にすることにより格子欠陥が発生し、半導体化がさら
に促進され、同時に粒成長が促進される。
従って、SrTiO3とSrをCa,Ba,Mgなどで置換し、Ti過剰に
したものとでは最終的に得られる焼結体の微細構造，特
性が著しく異なり、別の組成物であると考えられる。
したものとでは最終的に得られる焼結体の微細構造，特
性が著しく異なり、別の組成物であると考えられる。
次に、Co2O3,CuO,Ag2O,ZrO2を添加することによりこれ
らが粒界に偏析し、粒界を高抵抗化させ、バリスタ特性
を発現させる。
らが粒界に偏析し、粒界を高抵抗化させ、バリスタ特性
を発現させる。
またさらに、B2O3,NiO,MoO3,BeO,Fe2O3,Li2O,Cr2O3,Pb
O,CaO,TiO2,P2O5,Sb2O3,Al2O3,V2O5を添加すると、それ
らが粒界に偏析し、粒界に形成されるバリヤの高さを高
くするためバリスタ特性が改善される。
O,CaO,TiO2,P2O5,Sb2O3,Al2O3,V2O5を添加すると、それ
らが粒界に偏析し、粒界に形成されるバリヤの高さを高
くするためバリスタ特性が改善される。
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表の組成比
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
た仮焼物に添加物を下記の第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10φ（mm）×1t
（mm）の円板状に成形する。次いで、空気中で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。
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
た仮焼物に添加物を下記の第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10φ（mm）×1t
（mm）の円板状に成形する。次いで、空気中で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。
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。
以上に示したように主成分の組成比を変えることにより
特性は大きく変わる。ここで、 (CaxSr1-x)yTiO3，(BaaSr1-a)bTiO3，(MgcSr1-c)dTiO3
のx,y,a,b,c,dの範囲を規定したのは、x,a,cは0.001未
満では効果を示さず、0.4を越えると粒成長及び半導体
化が抑制され、電気的特性が劣化するためである。ま
た、主成分の組成の表示は例えば(CaxSr1-x)yTiO3と示
したが、これはSrTiO3を基本としてSrの一部をCaで置換
し、かつTiに対するCa及びSrの原子比がｙであることを
示すものであり、配合組成から示すと(CaxSr1-x)yTiO
2+yとも示すことができる。これは(BaaSr1-a)bTiO3，(M
gcSr1-c)dTiO3についても同様のことが言える。
特性は大きく変わる。ここで、 (CaxSr1-x)yTiO3，(BaaSr1-a)bTiO3，(MgcSr1-c)dTiO3
のx,y,a,b,c,dの範囲を規定したのは、x,a,cは0.001未
満では効果を示さず、0.4を越えると粒成長及び半導体
化が抑制され、電気的特性が劣化するためである。ま
た、主成分の組成の表示は例えば(CaxSr1-x)yTiO3と示
したが、これはSrTiO3を基本としてSrの一部をCaで置換
し、かつTiに対するCa及びSrの原子比がｙであることを
示すものであり、配合組成から示すと(CaxSr1-x)yTiO
2+yとも示すことができる。これは(BaaSr1-a)bTiO3，(M
gcSr1-c)dTiO3についても同様のことが言える。
y,b,dは1.000では格子欠陥が発生せず、半導体化を促進
する効果がなく、0.95より小さくなるとTi過剰となりす
ぎるためTiの結晶が生成し、組織が不均一になり特性が
劣化する。
する効果がなく、0.95より小さくなるとTi過剰となりす
ぎるためTiの結晶が生成し、組織が不均一になり特性が
劣化する。
また、添加物については、第２成分は半導体化促進剤で
あり、0.001mol％未満では効果を示さず、2.000mol％を
越えると再酸化が抑制されるためバリスタ電圧は低くな
るが、tamδが大きく、αが小さく、サージ耐量も弱
い。
あり、0.001mol％未満では効果を示さず、2.000mol％を
越えると再酸化が抑制されるためバリスタ電圧は低くな
るが、tamδが大きく、αが小さく、サージ耐量も弱
い。
また、第3,第４成分はそれぞれ粒界に偏析し、αを大き
くする効果があるが、5.000mol％を越えるとバリスタ電
圧の上昇、誘電率の低下、サージ耐量の低下を招く。
くする効果があるが、5.000mol％を越えるとバリスタ電
圧の上昇、誘電率の低下、サージ耐量の低下を招く。
また、第５成分は特にαの向上、サージ耐量の改善に有
効であるが、5.000mol％を越えるとバリスタ電圧の上
昇、誘電率の低下、サージ耐量の低下を招く。
効であるが、5.000mol％を越えるとバリスタ電圧の上
昇、誘電率の低下、サージ耐量の低下を招く。
なお、本実施例では一部の添加物の組合せについてのみ
示したが、その他の添加物の組合せでも同様の効果があ
ることを確認した。
示したが、その他の添加物の組合せでも同様の効果があ
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、バリスタ電圧が比
較的低く、誘電率が大きく、αが大きく、tanδが小さ
く、サージ耐量が大きいといった特性と同時に満足する
ことができ、立上りの鋭いパルスやサージの吸収に対し
ても十分な効果を示し、半導体製品の保護素子としての
機能があり、実用上の効果は極めて大きい。
較的低く、誘電率が大きく、αが大きく、tanδが小さ
く、サージ耐量が大きいといった特性と同時に満足する
ことができ、立上りの鋭いパルスやサージの吸収に対し
ても十分な効果を示し、半導体製品の保護素子としての
機能があり、実用上の効果は極めて大きい。
第１図，第２図はそれぞれ本発明による磁器組成物を用
いた素子の平面図及び正面図である。 １……焼結体、2,3……電極。
いた素子の平面図及び正面図である。 １……焼結体、2,3……電極。
Claims (2)
- 【請求項１】(CaxSr1-x)yTiO3｛（0.001≦ｘ≦0.4）
（0.950≦ｙ＜1.000）｝， (BaaCr1-a)bTiO3｛（0.001≦ａ≦0.4）（0.950≦ｂ＜1.
000）｝， (MgcSr1-c)dTiO3｛（0.001≦ｃ≦0.4）（0.950≦ｄ＜1.
000）｝ のうち少なくとも一種類以上を88.000〜99.997mol％，Y
2O3,YF3,Nb2O5,Ta2O5,La2O3のうち少なくとも一種類以
上を0.001〜2.000mol％，Co2O3,CuO,Ag2Oのうち少なく
とも一種類以上を0.001〜5.000mol％,MgOを0.001〜5.00
0mol％含有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）
（0.950≦ｙ＜1.000）｝， (BaaSr1-a)bTiO3｛（0.001≦ａ≦0.4）（0.950≦ｂ＜1.
000）｝， (MgcSr1-c)dTiO3｛（0.001≦ｃ≦0.4）（0.950≦ｄ＜1.
000）｝ のうち少なくとも一種類以上を83.000〜99.996mol％，Y
2O3,YF3,Nb2O5,La2O3のうち少なくとも一種類以上を0.0
01〜2.000mol％，Co2O3,CuO,Ag2Oのうち少なくとも一種
類以上を0.001〜5.000mol％,MgOを0.001〜5.000mol％，
B2O3,NiO,MoO3,BeO,Fe2O3,Li2O,Cr2O3,PbO,CaO,TiO2,Mn
O2,P2O5,Sb2O3,Al2O3,V2O5のうち少なくとも一種類以上
を0.001〜5.000mol％含有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 |
|---|---|---|---|
| JP60279533A JPH0682564B2 (ja) | 1985-12-12 | 1985-12-12 | 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 |
|---|---|---|---|
| JP60279533A JPH0682564B2 (ja) | 1985-12-12 | 1985-12-12 | 電圧依存性非直線抵抗体磁器組成物 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62137806A JPS62137806A (ja) | 1987-06-20 |
| JPH0682564B2 true JPH0682564B2 (ja) | 1994-10-19 |
Family
ID=17612332
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60279533A Expired - Lifetime JPH0682564B2 (ja) | 1985-12-12 | 1985-12-12 | 電圧依存性非直線抵抗体磁器組成物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0682564B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62230007A (ja) * | 1986-03-31 | 1987-10-08 | 松下電器産業株式会社 | 電圧依存性非直線抵抗体磁器組成物 |
-
1985
- 1985-12-12 JP JP60279533A patent/JPH0682564B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62137806A (ja) | 1987-06-20 |
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