JPS5992503A - 電圧依存非直線抵抗特性を有する半導体磁器物質 - Google Patents
電圧依存非直線抵抗特性を有する半導体磁器物質Info
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- JPS5992503A JPS5992503A JP57202324A JP20232482A JPS5992503A JP S5992503 A JPS5992503 A JP S5992503A JP 57202324 A JP57202324 A JP 57202324A JP 20232482 A JP20232482 A JP 20232482A JP S5992503 A JPS5992503 A JP S5992503A
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
技術分野
本発明は電圧依存非直線抵抗器として良く知られている
パリスタン得ることが可能であり、更に詳細には、電圧
依存非直線抵抗特性を有すると共に誘電体特性ン有する
素子な形成することが可能な半導体磁器vJ質に関する
。 従来技術 バリスタにコンデンサ馨並列接続して異常電圧の吸収又
は抑制を行うことは良く知られている。 ところで、バリスタとコンデンサとの両方の機能ン有す
る素子があれば、異常電圧吸収又は抑制の+=路の構成
ン簡1l18にすることが出来る。この種の要uY光足
することが可能なバリスタとして、5rTiOsY主成
分とするペロブスカイト(perovskite)構造
の半導体磁器′吻質を便用したバリスタが特開昭57−
35303号公報に開示されている。この磁器バリスタ
によれば、バリスタ機能とコンデンサ機H5との両方を
得ることが出来るので、異常電圧を良好に吸収又は抑I
!tljることが可能であるが、電圧及び/又は電流の
サージによる劣fヒを更に少な(すれば、その利用範囲
が一層拡大するので1本件発明者は、特願昭56−11
4877号及び特願昭57−18496号で5rTiO
,を主成分とする半導体ai器にNatoを添加してサ
ージによる劣fヒを少なくすることを提案した。また、
特願昭56−73425号及び特願昭56−18959
6号でバリスタ電圧、非1■線係数の温度特性の優れて
いるSr −Ca ’JjOm糸のバリスタを提案し
た。 (lx)x 然しなから、上記のSr’l’i03又はSr(1−x
)caxT IOnを生成分とする磁器組成物によっ
て、バリスタ電圧
パリスタン得ることが可能であり、更に詳細には、電圧
依存非直線抵抗特性を有すると共に誘電体特性ン有する
素子な形成することが可能な半導体磁器vJ質に関する
。 従来技術 バリスタにコンデンサ馨並列接続して異常電圧の吸収又
は抑制を行うことは良く知られている。 ところで、バリスタとコンデンサとの両方の機能ン有す
る素子があれば、異常電圧吸収又は抑制の+=路の構成
ン簡1l18にすることが出来る。この種の要uY光足
することが可能なバリスタとして、5rTiOsY主成
分とするペロブスカイト(perovskite)構造
の半導体磁器′吻質を便用したバリスタが特開昭57−
35303号公報に開示されている。この磁器バリスタ
によれば、バリスタ機能とコンデンサ機H5との両方を
得ることが出来るので、異常電圧を良好に吸収又は抑I
!tljることが可能であるが、電圧及び/又は電流の
サージによる劣fヒを更に少な(すれば、その利用範囲
が一層拡大するので1本件発明者は、特願昭56−11
4877号及び特願昭57−18496号で5rTiO
,を主成分とする半導体ai器にNatoを添加してサ
ージによる劣fヒを少なくすることを提案した。また、
特願昭56−73425号及び特願昭56−18959
6号でバリスタ電圧、非1■線係数の温度特性の優れて
いるSr −Ca ’JjOm糸のバリスタを提案し
た。 (lx)x 然しなから、上記のSr’l’i03又はSr(1−x
)caxT IOnを生成分とする磁器組成物によっ
て、バリスタ電圧
【立上り電圧】が高く且つ見かけの比
誘電率(以下単に比誘電率と呼ぶ)が大きいバリスタを
小型に形成することは困難であった。即ち、バリスタ電
圧は酸fr性雰囲気中での熱処理温度と一定の関係を有
し、この温度の上昇に追従して高(なるが、高いバリス
タ電圧を得るために、M処理温度を高くすると誘1!率
が小さくなり、大きな静電容量を得ることが出来なくな
る。従って、静電容量を太き(するためには、バリスタ
の一対の電極の対間面積を大きくしなければならず、必
然的にバリスタが大型になった。筐た%磁器基板の厚さ
を増大させれば、バリスタ電圧を高めることが出来るが
、静電容量が低下する。従って、r9r足の静電容量を
得るために電極対向面績の増大が必要になり、必然的に
バリスタが大型になった。 −万、バリスタ電圧が高く且つ静電容量が大きい小型の
バリスタが得られたとしても、電圧及び/又は電流のサ
ージに対して安定した電気特性を有していないと実際に
使用することは困難であるので、サージに対して耐える
バリスタが要求される。筐だ、バリスタの使用範囲を拡
大するためには、非直線係数の大きいバリスタが要求さ
れる。 発明の目的 そこで1本発明の目的は小型にして高いバリスタ電圧と
大きな静電容量即ち誘電率を得ることが可能な磁器物質
を提供することにある。本発明の別の目的はサージを印
加してもバリスタ電圧があブリ変ずヒしないバリスタを
得ることが可能な磁器物質を提供することにある。本発
明の更に別の目的はサージに対する電圧変ずと率が小さ
いと共に非直線係数が大きいバリスタを得ることが可能
な磁器物質を提供することにある。 発明の構成 上記目的を達成するだめの本願の第1番目の発明は、チ
タン酸バリウムスト0ンチウ””(1−x)Ba Ti
0a (但し0<x≦1)(以下第1成分と呼ぶ)を】
00モル部、酸1ヒニオブNhto、、酸fヒタンタル
Ta、O,、酸1?タングステンWOa、 酸fヒラン
タンLa*Os s酸fヒセリウムCent、酸化ネオ
ジムNdtOm 。 1宜1ヒイットリウムYtOi、酸1ヒプラセオジウム
PrI!011%酸fl′サマリウムSmtOs 、
tlRfヒューロピウムEu 20g%及び酸1ヒジス
プロシウムD yt Ojの内の少tcりとも1種の金
楓酸化物(以下第2成分と呼ぶ)を0.0 ] 〜3.
00モル部、酸イヒナトリウムN a、Q(以下第3成
分と呼ぶ)を0.02〜2.50モル部営む電圧依存非
直線抵抗半導体磁器物質に係わるものである。 作用効果 上記本発明において第】成分は高い見掛けり比誘′!!
率を得ることが出来る磁器の主成分であり。 第2成分は主に半導体化に寄与する金桐酸化物であり、
第3成分は主にサージに対する劣fヒ防止に寄与する。 従って、第1.第2.及び第3を含む半導休出器でバリ
スタを作製すると、小型にして高いバリスタ電圧と大き
な静電容量が得られるばかりでなく、サージの印加に対
するバリスタ電圧の劣化が少なくなる。このため、特に
100V以上の電の回路の保護用バリスタに最適なal
器を提供することが出来る。 第2@目の発明 本願の第2番目の発明は、第1番目の発明の磁器組成に
、更に、 Sin、及びAltonの内の少なくと11
)3棟の酸化物
誘電率(以下単に比誘電率と呼ぶ)が大きいバリスタを
小型に形成することは困難であった。即ち、バリスタ電
圧は酸fr性雰囲気中での熱処理温度と一定の関係を有
し、この温度の上昇に追従して高(なるが、高いバリス
タ電圧を得るために、M処理温度を高くすると誘1!率
が小さくなり、大きな静電容量を得ることが出来なくな
る。従って、静電容量を太き(するためには、バリスタ
の一対の電極の対間面積を大きくしなければならず、必
然的にバリスタが大型になった。筐た%磁器基板の厚さ
を増大させれば、バリスタ電圧を高めることが出来るが
、静電容量が低下する。従って、r9r足の静電容量を
得るために電極対向面績の増大が必要になり、必然的に
バリスタが大型になった。 −万、バリスタ電圧が高く且つ静電容量が大きい小型の
バリスタが得られたとしても、電圧及び/又は電流のサ
ージに対して安定した電気特性を有していないと実際に
使用することは困難であるので、サージに対して耐える
バリスタが要求される。筐だ、バリスタの使用範囲を拡
大するためには、非直線係数の大きいバリスタが要求さ
れる。 発明の目的 そこで1本発明の目的は小型にして高いバリスタ電圧と
大きな静電容量即ち誘電率を得ることが可能な磁器物質
を提供することにある。本発明の別の目的はサージを印
加してもバリスタ電圧があブリ変ずヒしないバリスタを
得ることが可能な磁器物質を提供することにある。本発
明の更に別の目的はサージに対する電圧変ずと率が小さ
いと共に非直線係数が大きいバリスタを得ることが可能
な磁器物質を提供することにある。 発明の構成 上記目的を達成するだめの本願の第1番目の発明は、チ
タン酸バリウムスト0ンチウ””(1−x)Ba Ti
0a (但し0<x≦1)(以下第1成分と呼ぶ)を】
00モル部、酸1ヒニオブNhto、、酸fヒタンタル
Ta、O,、酸1?タングステンWOa、 酸fヒラン
タンLa*Os s酸fヒセリウムCent、酸化ネオ
ジムNdtOm 。 1宜1ヒイットリウムYtOi、酸1ヒプラセオジウム
PrI!011%酸fl′サマリウムSmtOs 、
tlRfヒューロピウムEu 20g%及び酸1ヒジス
プロシウムD yt Ojの内の少tcりとも1種の金
楓酸化物(以下第2成分と呼ぶ)を0.0 ] 〜3.
00モル部、酸イヒナトリウムN a、Q(以下第3成
分と呼ぶ)を0.02〜2.50モル部営む電圧依存非
直線抵抗半導体磁器物質に係わるものである。 作用効果 上記本発明において第】成分は高い見掛けり比誘′!!
率を得ることが出来る磁器の主成分であり。 第2成分は主に半導体化に寄与する金桐酸化物であり、
第3成分は主にサージに対する劣fヒ防止に寄与する。 従って、第1.第2.及び第3を含む半導休出器でバリ
スタを作製すると、小型にして高いバリスタ電圧と大き
な静電容量が得られるばかりでなく、サージの印加に対
するバリスタ電圧の劣化が少なくなる。このため、特に
100V以上の電の回路の保護用バリスタに最適なal
器を提供することが出来る。 第2@目の発明 本願の第2番目の発明は、第1番目の発明の磁器組成に
、更に、 Sin、及びAltonの内の少なくと11
)3棟の酸化物
【以下第4成分と呼ぶ】を0.03〜2
.0モル部の範囲で付加したa1器物質に係わる。 この第4成分はバリスタの非直線係数の改善にを与する
ものである。従って、第】、第2.第3s及び第4の成
分から成る′fiB器vIJJxは、大きな見掛けの比
誘電率と、サージに耐える特性と、大きな非直線係数と
を有し、小型にして特性が良いバリスタya−提供する
ことが出来る。 実施例 次に本発明の実施例について述べる。但し1本発明の範
囲を明確にするために本@明の範囲J21外の実施例に
ついても説明する。 実施例1〜45 Bao、o* TlOs * Sr Ga1l Ba
O,t Ties h Sr 6.6 Ba 64
Ti01 hSr 6.@ Ba 6.@ TtOm
* BaT10gが得らtlJ:57j比率に夫々秤
量配合し、これ等を1200℃で2時間仮焼して粉砕し
、第1成分となるべきSrt□−X)BaxTiOm
(但しXは0〜]の数値)の粉末を作製した。 次に、この第1成分100モル部に対し純度99%のN
b*Oa−’ralo、、 WOa、 La*Os−C
e0t−NdtOa−Y*Oa、 Prawn 、 S
m*Os、Eu*Os、及びDY *Oaの内の少なく
とも1種の金属酸化物(第2成分)の粉末と、純度97
%以上のNa*0及びNaFの内の少なくとも1種のN
a化合物(第3成分)の粉末とを第1表に示す比率とな
るように秤量した。なお第】成分は100モル部一定で
あるので第1表に掲載することが省略されている。 次に、第1.第2.及び第3成分から成るバリスタ原料
を乳鉢に投入して20時時間式攪拌を行った。次いで第
1表に示すバリスタ原料に対し。 10〜15重量%のポリビニルアルコールを有機結合剤
として混入して造粒し、成型圧約1500kg/Cmで
円板に成形した。 次に、これらの円板をNa (95容積%)+)l、(
5容積%]の還元雰囲気でf、I ] 350℃、4時
間の焼成を行い、直径10mm、厚さ0.8mmの未酸
1ヒ処理の半導体磁器試験日取を得た。次に空気中(酸
化性雰囲気中)において、1100〜1200℃の温度
範囲で3時間の熱処理(酸ずヒ処理)を行った。この結
果、 NaFがN a * 0に夫々変換した外は、出
発原料と同じ組成の磁器試料内政が得られた。従って第
1表において焼成後の第1.第2及び第3成分の記載は
省略されている。尚、NatOを出発原料とする場合は
焼成後もN a ! 0であり、焼成後の磁器に出発時
とほぼ同じモル部でNatoが含まれる。一方、 Na
Fを出発原料とする場合には、焼成後にNa、0に変わ
るためvc、出発時のへaFのモル部の半分のモル部で
Nato l第3成分)が含まれる。 次に、上dピ磁器試験円板の特性を調べるために第1図
に示す如く磁器円板(12+の両生面に銀ペーストを塗
布し、800℃で焼付けることによって銀電極041
(141を形成し、バリスタGO+を完成させた。 次に、谷実施例のバリスタaO)の特性評価を行うため
に、バリスタ電圧V1.非直巌係数α、静電容童C,サ
ージ電圧閉扉によるV、の変fヒ率ΔvIPを測定した
ところ、第2表に示す結果が得られた。 各測定方法を更に詳しく説明すると、バリスタ電圧V1
は、第2図に示す回18を使用して測定した。 即ち、直流定電流部f+61にバリスタ0ωを接続し、
また直流定電流淵叫とバリスタQOIとの間に電流計(
躊を接続し、バリスタ(101に並列に電圧計(2o+
Y接続し。 バリスタa〔だけを20℃の温度に保たれた恒温槽のに
入れてバリスタ001に1 mAの電流工1を流し、そ
の時の電圧Y 61+1定してバリスタ電圧(V+3と
した。 テた非@線係数αは、第2図の装置を使用し、バリスタ
電圧V+の他にバリスタ(101に]OmAの電流fL
o)を流した時のば1加′亀圧V+6を測定し1次式に
よって決定した。 静電容:ICは1 kHzの交流電圧によって測定した
。 サージ印加によるバリスタ電圧の変化率△VIFは第3
図の回路で測定した。即ち、過電圧の鋭いパルス即ちサ
ージ電圧が印加された時にバリスタ(101の各特性が
どのように変ずヒするかを模擬的に調べるために、第3
図に示すように、2kVの直流定電圧淵(241に並列
に電圧計G)を接続し、電の(241に5Ωの抵抗(ハ
)と単極双投スイッチ■とを介して2.5μFのコンデ
ンサC321’に接続し、かつこのコンデンサ32にス
イッチ■を介してバリスタa■を並列に接続シた。スイ
ッチ■はコンデンサC321に接続された可動接点#:
3旬と、抵抗Q81を介して電5tCI!wに接続され
た第1の固定接点(36)と、バリスタaαに接続され
た第2の固定接点間とを有する。コンデンサ(121は
第1の固定接点廁に可動接点−が接触している間充電さ
れ、バリスタGO+にサージを供給するために第2の固
足接点1381に可動接点(ト)が接触した時に放電す
る。この第3図の1gJ路を使用し、バリスタflfl
+に5秒間隔でサージを5回繰返して印加した。 次に、サージH1加バリスタ0())を再び第2図の回
路に接続し、バリスタ電圧VIPを測定し1次式でノく
リスタ電圧の変イヒ率△V+p (%)を求めた。 から明らかなように、第】成分Sr (1−x ) B
aXTtOs(但しg、(101< x≦])100モ
ル部と、第2成分0.01〜3.00モル部と、第3成
分0.02〜2.50モル部とから成る半導体磁器物質
でバリスタを形成すれば、磁器の厚さ0.8mmで18
4〜395vのバリスタ電圧V+を得ることが出来る。 またこのバリスタ電圧■1の範囲で28 pF〜240
pFの静電容量を得ることが出来る。尚、バリスタ電圧
V!184〜395■を磁器の単位厚さく 1 mm
)の値に換算すると、約230〜493V/mmとなる
。また2 8 pF〜240pF[基づいて磁器の見掛
けの比誘電率εsY求めると、F150351〜43]
58]となる。また、サージ電圧1ull加によるバリ
スタ電圧Vlの変化率△vIPの絶対値が1%J21下
となり。 非直線係数αは10.7〜19.6となる。 一方1本発明の範囲外の実施例3o及び32から明らか
なように、第2成分が0.01モル部より少ない場合に
はαが10以下となり、且っΔv、Pも太き(なる。ま
た本発明の範囲外の実施例3]及び33から明らかなよ
うに第2成分が3モル部を超えるとαが10以下になる
と共にΔVIPが大きくなるか、又は焼結が不完全(未
焼結)になる。 従って、第2成分の好ましい範囲は0.01〜3.00
モル部である。 本発明の範囲外の実施例34及び35から明らかなよう
に第3成分が0・02モル部未満の場合及び2.5モル
部を超える場合にはサージ即加によるバリスタ電圧の変
化率△vIFが1%を超え且つ非直線係数αも10より
小さくなる。従って、第3成分(Nato )の好預し
い範囲は0.02〜2.5モル部である。尚、実施例1
8.23.27.38のNaFは5モル部であるが、焼
成後にはNato 2.5モル部となり1本発明の範囲
内になる。 上述の如く第1.第2.及び第3成分のS器でバリスタ
を形成すると、バリスタ電圧Vlを高くしても大きな静
電容量Cが得られるのみならず、サージに対して怖いパ
リスタン得ることが可能になる。即ち、]00VIJ上
の電源回路の保睦に有効な静電容量とバリスタ作用とを
有するバリスタが得られる。 実施例46〜】46(第2表、第3表)Bao、o+T
’+Os、 5ro4Ba6.*Tl03. Sra、
eBao、lT10m。 !9r O,! Ba O+ll Ties、 BaT
i01の第1成分】00モル部に対して、N b*Os
、Ta t Os、WO3、La*Os、Cent b
Nd*Os、 YtOa、 Pr、lOB、 Sm、0
3. EutOa及びDYtOsの内の少なくとも1種
の金属rRfr物即ち第2成分の粉末と、 NatO及
びNaFの内の少な(とも1種のNa化合物即ち第3成
分の粉末と、SiOx及びAItolの内の少なくとも
1種の酸fヒ物(以下第4成分と呼ぶ)の粉末とを第2
表に示す比率となるように秤量した。次に実施例1〜4
5と同一方法でノ(リスクを作製し、同一方法で特性を
測定したところ、第3表の結果が得られた。 第2表及び第3表の実施f1156〜65.fi7〜7
0.73〜75.78〜80.83〜45.7〜J】0
.及び115〜146から明らかなように。 第1成分 100モル部。 第2成分 0.01〜3.00モル部。 第3成分 0.02〜2.50モル部。 第4成分 0.O1〜2.00モル部 とてれは、磁器の厚さ0.8mmで180V(実施例7
8)〜392V(実施例84)のバリスタ電圧を得るこ
とが可能になり、単位厚さ当りのバリスタ電圧を225
■/mm以上にすることが出米る。 また、高いバリスタ電圧に於いて静電容量Cを36nF
(実施fl、185)〜285nF(実施例]40)
のように大きくすることが出来る。尚36〜285nF
に基いて見掛けの比誘電率εを計算すると。 約64748〜464028になる。また、非直線係数
αが18.5(実施例48)〜38.8(実施例118
)になる。このαの増大は第4成分を含まない実施例】
〜45.77、及び82と、第4成分を含む実施例との
比較から明らかなように、第4fiX、分の添加効果に
よって生じている。また、サージ印力口によるバリスタ
電圧の温度変ずr率ΔVIFの絶対値は1%Jul下に
なる。 一方1本発明の範内外の実施例】1】及び1】2から明
らかなように、第2成分が0.01モル部未満になると
△■1Fの絶対値が太き(なる。また。 本発明の範囲外の実施例313及び314から明らかな
ように第2成分が3.00モル部を超えると焼結が不完
全になるか、ΔvIFが大きくなる。従って第2成分の
好テしい範囲は0.01〜3.00モル部である。 本発明の範囲外の実施例66及び72から明らかなよう
に第3成分が0.02モル部未満の場合、及び本発明の
範囲外の実施例7]及び76から明らかな第3成分が2
.5モル部を超えると、△Vtpの絶対値が1%を超え
る。従って第3成分の好ましい範囲は0.02〜2.5
モル部である。 第4成分は0,0】モル未満であると添加効果が少なく
、2モル部を超えると、実施例86から明らかなように
静電容量Cが低下する。従ってこの好ずしい範囲0.0
1〜2モル部である。 実施例147 第3成分(NazO)の添加を出発原料に対して行わす
[焼成後に行っても差支えないことケ確めるためS’
o−os Ba a、+++ TiO3(第1成分)1
00モル部とLa、o、 (第2成分)0.10モル部
とを出発原料として実施例1〜45と同一の方法で酸化
処理を施さない半導体磁器を炸裂し、実施例1〜45に
おける1100〜1200℃の酸fヒ熱処理の工程の代
りに、未酸化処理の半導体磁器の一方の主面にNaFペ
ーストを0.92 mg/cm の割合で塗布し、大気
中で1100℃〜】300℃、2時間の熱処理なjl、
NaFペーストに基づいてNa * 0を半導体磁器中
に熱拡散させ、しかる後実施例J〜45と同一方法でバ
リスタを作り同一方法で特性を測定したところ、 V+
は235V、αは145.ΔV鵞アは一〇、5%、Cは
50 nFであった。 実施例148 出発原料の組成Y Sr O,fiO13a o、HT
ic)1100モル部とNbtOy ] 、00モル部
として未酸丁と処理の磁器を実施例J〜45と同様に作
り、実施例】47のNaFペーストの代りにN a *
0ペーストY1.80mg/ Cm”の割合で上記N
aFペーストの場合と同様にi器に塗布し、かつ同様な
熱処理でNatOを拡散させてパリスタラ裏作したとこ
ろ、 V+は243V。 αは150.△vIFは−0,6%、Cは120nFで
あった。 実施例】49 出発原料の組成’e 5r(1,t 13ao−Fl
’rio、 100 % ル部とWO,+1.50モル
部と5IOt O−50モル部とにして実施例1〜45
と同様に未酸化の磁器を作り、このMi器にNaFペー
ストな0・71mg/cm の割合で塗布し、かつ実
施例147と同様な熱処理でNatOを拡散させてバリ
スタを製作したところ&VIG丁350v、aItt
29−2 、 ΔVtp&2 0−5 %、C&228
npであった。 実施例]50 出発原料の組成’k Sr 04 Ba o−* T1
03 ] 00モル部とD)’tOs 3−00モル部
とAbOm 1.00 モル部として未酸化処理のVl
器を実施例1〜45と同様に作り、この磁器にNa!0
ペーストk ] 、50 mg/amの割合で塗布し、
かつ実施例147と同様な熱処理でNa*0’Y拡散さ
せてバリスタを製作したところ。 ■、は298■、αは25.4 、△VIFは−0,8
%、Cは31 npであった。 この結果から明らかなように、出発原料にNa化合物ン
添加せずに半導体磁器に熱拡散によってNatOを含有
させても本発明の目的を達成することが出来る。 変形例 上記実施例及び七の他の実験によって次のごとが確認さ
れている。 (al 還元性雰囲気中での加熱温度は] 300〜
] 500 ’CO) 範囲であれは“艮いが、135
0〜1450℃の範囲であればより良好である。更にこ
の処理時間は2〜8時間が好筐し、い。 (hl 再酸fヒ処W+jl ]00〜1350℃で
1〜5時間行うことが好ましい。 (cl 第2成分について、実施例では焼成後の磁器
の各成分に相当する金属酸fr物を出発原料としている
が、これ[限らず、金楓元索、炭酸塩、水酸tnm、酢
酸塩、シュウ酸塩等、最終的に所定の金禎酸fヒ物を得
ることができる原料を用いてよい。
.0モル部の範囲で付加したa1器物質に係わる。 この第4成分はバリスタの非直線係数の改善にを与する
ものである。従って、第】、第2.第3s及び第4の成
分から成る′fiB器vIJJxは、大きな見掛けの比
誘電率と、サージに耐える特性と、大きな非直線係数と
を有し、小型にして特性が良いバリスタya−提供する
ことが出来る。 実施例 次に本発明の実施例について述べる。但し1本発明の範
囲を明確にするために本@明の範囲J21外の実施例に
ついても説明する。 実施例1〜45 Bao、o* TlOs * Sr Ga1l Ba
O,t Ties h Sr 6.6 Ba 64
Ti01 hSr 6.@ Ba 6.@ TtOm
* BaT10gが得らtlJ:57j比率に夫々秤
量配合し、これ等を1200℃で2時間仮焼して粉砕し
、第1成分となるべきSrt□−X)BaxTiOm
(但しXは0〜]の数値)の粉末を作製した。 次に、この第1成分100モル部に対し純度99%のN
b*Oa−’ralo、、 WOa、 La*Os−C
e0t−NdtOa−Y*Oa、 Prawn 、 S
m*Os、Eu*Os、及びDY *Oaの内の少なく
とも1種の金属酸化物(第2成分)の粉末と、純度97
%以上のNa*0及びNaFの内の少なくとも1種のN
a化合物(第3成分)の粉末とを第1表に示す比率とな
るように秤量した。なお第】成分は100モル部一定で
あるので第1表に掲載することが省略されている。 次に、第1.第2.及び第3成分から成るバリスタ原料
を乳鉢に投入して20時時間式攪拌を行った。次いで第
1表に示すバリスタ原料に対し。 10〜15重量%のポリビニルアルコールを有機結合剤
として混入して造粒し、成型圧約1500kg/Cmで
円板に成形した。 次に、これらの円板をNa (95容積%)+)l、(
5容積%]の還元雰囲気でf、I ] 350℃、4時
間の焼成を行い、直径10mm、厚さ0.8mmの未酸
1ヒ処理の半導体磁器試験日取を得た。次に空気中(酸
化性雰囲気中)において、1100〜1200℃の温度
範囲で3時間の熱処理(酸ずヒ処理)を行った。この結
果、 NaFがN a * 0に夫々変換した外は、出
発原料と同じ組成の磁器試料内政が得られた。従って第
1表において焼成後の第1.第2及び第3成分の記載は
省略されている。尚、NatOを出発原料とする場合は
焼成後もN a ! 0であり、焼成後の磁器に出発時
とほぼ同じモル部でNatoが含まれる。一方、 Na
Fを出発原料とする場合には、焼成後にNa、0に変わ
るためvc、出発時のへaFのモル部の半分のモル部で
Nato l第3成分)が含まれる。 次に、上dピ磁器試験円板の特性を調べるために第1図
に示す如く磁器円板(12+の両生面に銀ペーストを塗
布し、800℃で焼付けることによって銀電極041
(141を形成し、バリスタGO+を完成させた。 次に、谷実施例のバリスタaO)の特性評価を行うため
に、バリスタ電圧V1.非直巌係数α、静電容童C,サ
ージ電圧閉扉によるV、の変fヒ率ΔvIPを測定した
ところ、第2表に示す結果が得られた。 各測定方法を更に詳しく説明すると、バリスタ電圧V1
は、第2図に示す回18を使用して測定した。 即ち、直流定電流部f+61にバリスタ0ωを接続し、
また直流定電流淵叫とバリスタQOIとの間に電流計(
躊を接続し、バリスタ(101に並列に電圧計(2o+
Y接続し。 バリスタa〔だけを20℃の温度に保たれた恒温槽のに
入れてバリスタ001に1 mAの電流工1を流し、そ
の時の電圧Y 61+1定してバリスタ電圧(V+3と
した。 テた非@線係数αは、第2図の装置を使用し、バリスタ
電圧V+の他にバリスタ(101に]OmAの電流fL
o)を流した時のば1加′亀圧V+6を測定し1次式に
よって決定した。 静電容:ICは1 kHzの交流電圧によって測定した
。 サージ印加によるバリスタ電圧の変化率△VIFは第3
図の回路で測定した。即ち、過電圧の鋭いパルス即ちサ
ージ電圧が印加された時にバリスタ(101の各特性が
どのように変ずヒするかを模擬的に調べるために、第3
図に示すように、2kVの直流定電圧淵(241に並列
に電圧計G)を接続し、電の(241に5Ωの抵抗(ハ
)と単極双投スイッチ■とを介して2.5μFのコンデ
ンサC321’に接続し、かつこのコンデンサ32にス
イッチ■を介してバリスタa■を並列に接続シた。スイ
ッチ■はコンデンサC321に接続された可動接点#:
3旬と、抵抗Q81を介して電5tCI!wに接続され
た第1の固定接点(36)と、バリスタaαに接続され
た第2の固定接点間とを有する。コンデンサ(121は
第1の固定接点廁に可動接点−が接触している間充電さ
れ、バリスタGO+にサージを供給するために第2の固
足接点1381に可動接点(ト)が接触した時に放電す
る。この第3図の1gJ路を使用し、バリスタflfl
+に5秒間隔でサージを5回繰返して印加した。 次に、サージH1加バリスタ0())を再び第2図の回
路に接続し、バリスタ電圧VIPを測定し1次式でノく
リスタ電圧の変イヒ率△V+p (%)を求めた。 から明らかなように、第】成分Sr (1−x ) B
aXTtOs(但しg、(101< x≦])100モ
ル部と、第2成分0.01〜3.00モル部と、第3成
分0.02〜2.50モル部とから成る半導体磁器物質
でバリスタを形成すれば、磁器の厚さ0.8mmで18
4〜395vのバリスタ電圧V+を得ることが出来る。 またこのバリスタ電圧■1の範囲で28 pF〜240
pFの静電容量を得ることが出来る。尚、バリスタ電圧
V!184〜395■を磁器の単位厚さく 1 mm
)の値に換算すると、約230〜493V/mmとなる
。また2 8 pF〜240pF[基づいて磁器の見掛
けの比誘電率εsY求めると、F150351〜43]
58]となる。また、サージ電圧1ull加によるバリ
スタ電圧Vlの変化率△vIPの絶対値が1%J21下
となり。 非直線係数αは10.7〜19.6となる。 一方1本発明の範囲外の実施例3o及び32から明らか
なように、第2成分が0.01モル部より少ない場合に
はαが10以下となり、且っΔv、Pも太き(なる。ま
た本発明の範囲外の実施例3]及び33から明らかなよ
うに第2成分が3モル部を超えるとαが10以下になる
と共にΔVIPが大きくなるか、又は焼結が不完全(未
焼結)になる。 従って、第2成分の好ましい範囲は0.01〜3.00
モル部である。 本発明の範囲外の実施例34及び35から明らかなよう
に第3成分が0・02モル部未満の場合及び2.5モル
部を超える場合にはサージ即加によるバリスタ電圧の変
化率△vIFが1%を超え且つ非直線係数αも10より
小さくなる。従って、第3成分(Nato )の好預し
い範囲は0.02〜2.5モル部である。尚、実施例1
8.23.27.38のNaFは5モル部であるが、焼
成後にはNato 2.5モル部となり1本発明の範囲
内になる。 上述の如く第1.第2.及び第3成分のS器でバリスタ
を形成すると、バリスタ電圧Vlを高くしても大きな静
電容量Cが得られるのみならず、サージに対して怖いパ
リスタン得ることが可能になる。即ち、]00VIJ上
の電源回路の保睦に有効な静電容量とバリスタ作用とを
有するバリスタが得られる。 実施例46〜】46(第2表、第3表)Bao、o+T
’+Os、 5ro4Ba6.*Tl03. Sra、
eBao、lT10m。 !9r O,! Ba O+ll Ties、 BaT
i01の第1成分】00モル部に対して、N b*Os
、Ta t Os、WO3、La*Os、Cent b
Nd*Os、 YtOa、 Pr、lOB、 Sm、0
3. EutOa及びDYtOsの内の少なくとも1種
の金属rRfr物即ち第2成分の粉末と、 NatO及
びNaFの内の少な(とも1種のNa化合物即ち第3成
分の粉末と、SiOx及びAItolの内の少なくとも
1種の酸fヒ物(以下第4成分と呼ぶ)の粉末とを第2
表に示す比率となるように秤量した。次に実施例1〜4
5と同一方法でノ(リスクを作製し、同一方法で特性を
測定したところ、第3表の結果が得られた。 第2表及び第3表の実施f1156〜65.fi7〜7
0.73〜75.78〜80.83〜45.7〜J】0
.及び115〜146から明らかなように。 第1成分 100モル部。 第2成分 0.01〜3.00モル部。 第3成分 0.02〜2.50モル部。 第4成分 0.O1〜2.00モル部 とてれは、磁器の厚さ0.8mmで180V(実施例7
8)〜392V(実施例84)のバリスタ電圧を得るこ
とが可能になり、単位厚さ当りのバリスタ電圧を225
■/mm以上にすることが出米る。 また、高いバリスタ電圧に於いて静電容量Cを36nF
(実施fl、185)〜285nF(実施例]40)
のように大きくすることが出来る。尚36〜285nF
に基いて見掛けの比誘電率εを計算すると。 約64748〜464028になる。また、非直線係数
αが18.5(実施例48)〜38.8(実施例118
)になる。このαの増大は第4成分を含まない実施例】
〜45.77、及び82と、第4成分を含む実施例との
比較から明らかなように、第4fiX、分の添加効果に
よって生じている。また、サージ印力口によるバリスタ
電圧の温度変ずr率ΔVIFの絶対値は1%Jul下に
なる。 一方1本発明の範内外の実施例】1】及び1】2から明
らかなように、第2成分が0.01モル部未満になると
△■1Fの絶対値が太き(なる。また。 本発明の範囲外の実施例313及び314から明らかな
ように第2成分が3.00モル部を超えると焼結が不完
全になるか、ΔvIFが大きくなる。従って第2成分の
好テしい範囲は0.01〜3.00モル部である。 本発明の範囲外の実施例66及び72から明らかなよう
に第3成分が0.02モル部未満の場合、及び本発明の
範囲外の実施例7]及び76から明らかな第3成分が2
.5モル部を超えると、△Vtpの絶対値が1%を超え
る。従って第3成分の好ましい範囲は0.02〜2.5
モル部である。 第4成分は0,0】モル未満であると添加効果が少なく
、2モル部を超えると、実施例86から明らかなように
静電容量Cが低下する。従ってこの好ずしい範囲0.0
1〜2モル部である。 実施例147 第3成分(NazO)の添加を出発原料に対して行わす
[焼成後に行っても差支えないことケ確めるためS’
o−os Ba a、+++ TiO3(第1成分)1
00モル部とLa、o、 (第2成分)0.10モル部
とを出発原料として実施例1〜45と同一の方法で酸化
処理を施さない半導体磁器を炸裂し、実施例1〜45に
おける1100〜1200℃の酸fヒ熱処理の工程の代
りに、未酸化処理の半導体磁器の一方の主面にNaFペ
ーストを0.92 mg/cm の割合で塗布し、大気
中で1100℃〜】300℃、2時間の熱処理なjl、
NaFペーストに基づいてNa * 0を半導体磁器中
に熱拡散させ、しかる後実施例J〜45と同一方法でバ
リスタを作り同一方法で特性を測定したところ、 V+
は235V、αは145.ΔV鵞アは一〇、5%、Cは
50 nFであった。 実施例148 出発原料の組成Y Sr O,fiO13a o、HT
ic)1100モル部とNbtOy ] 、00モル部
として未酸丁と処理の磁器を実施例J〜45と同様に作
り、実施例】47のNaFペーストの代りにN a *
0ペーストY1.80mg/ Cm”の割合で上記N
aFペーストの場合と同様にi器に塗布し、かつ同様な
熱処理でNatOを拡散させてパリスタラ裏作したとこ
ろ、 V+は243V。 αは150.△vIFは−0,6%、Cは120nFで
あった。 実施例】49 出発原料の組成’e 5r(1,t 13ao−Fl
’rio、 100 % ル部とWO,+1.50モル
部と5IOt O−50モル部とにして実施例1〜45
と同様に未酸化の磁器を作り、このMi器にNaFペー
ストな0・71mg/cm の割合で塗布し、かつ実
施例147と同様な熱処理でNatOを拡散させてバリ
スタを製作したところ&VIG丁350v、aItt
29−2 、 ΔVtp&2 0−5 %、C&228
npであった。 実施例]50 出発原料の組成’k Sr 04 Ba o−* T1
03 ] 00モル部とD)’tOs 3−00モル部
とAbOm 1.00 モル部として未酸化処理のVl
器を実施例1〜45と同様に作り、この磁器にNa!0
ペーストk ] 、50 mg/amの割合で塗布し、
かつ実施例147と同様な熱処理でNa*0’Y拡散さ
せてバリスタを製作したところ。 ■、は298■、αは25.4 、△VIFは−0,8
%、Cは31 npであった。 この結果から明らかなように、出発原料にNa化合物ン
添加せずに半導体磁器に熱拡散によってNatOを含有
させても本発明の目的を達成することが出来る。 変形例 上記実施例及び七の他の実験によって次のごとが確認さ
れている。 (al 還元性雰囲気中での加熱温度は] 300〜
] 500 ’CO) 範囲であれは“艮いが、135
0〜1450℃の範囲であればより良好である。更にこ
の処理時間は2〜8時間が好筐し、い。 (hl 再酸fヒ処W+jl ]00〜1350℃で
1〜5時間行うことが好ましい。 (cl 第2成分について、実施例では焼成後の磁器
の各成分に相当する金属酸fr物を出発原料としている
が、これ[限らず、金楓元索、炭酸塩、水酸tnm、酢
酸塩、シュウ酸塩等、最終的に所定の金禎酸fヒ物を得
ることができる原料を用いてよい。
第1図は実施例]に係わるバリスタを概略的に示す断面
図である。第2図はVl hα、△V+を測定する装置
の回路図である。第3図はサージ印加装置の回路図であ
る。 (1)・・・@器素体、 12+(3)・・・電極、(
4)・・・バリスタである。 代理人 高野則次 手続補正書(自発) 昭和57 年特 許 願第202324号3、 補正
をする者 事件との関係 出願人 4、代理人 5 補正命令の日付 自 発 6、 補正により増加する発明の数 7、補正の対象 明細書の発明の詳細な説明の欄。 8・補正ノ内容 別紙の通り。 (11明細書第9頁第13行の「第1表の値(」の後の
「0、」を抹消する。 (2)明細書第9頁第15行の「SrTiO3」を抹消
する。 (3)明細書第21頁第8行の「28 pF〜240
pFJを「28nF〜240nF」に補正する。 (4)明細書第21頁第12行の[28pF〜240p
F Jを[28nF〜240 nFJに補正する。 (5)明細書第23頁第13行の「0、」を抹消する。 (6)明細書第23頁第14行のr 5rTiO3Jを
抹消する。 (7)明細書第28頁の実施例77.78.79.80
.81の第1成分のXの値の欄の「0.02 Jを[0
,20Jに夫々補正する。 (8)明細書第32頁の実施例126の第1成分のXの
値「0.00 Jを「0.80 、Jに補正する。 (9) 明細書第50頁第11行Fの「145Jを「
14.5Jに補正する。 aOl 明細書第51頁第6行の「150」を「15.
0」に補正する。
図である。第2図はVl hα、△V+を測定する装置
の回路図である。第3図はサージ印加装置の回路図であ
る。 (1)・・・@器素体、 12+(3)・・・電極、(
4)・・・バリスタである。 代理人 高野則次 手続補正書(自発) 昭和57 年特 許 願第202324号3、 補正
をする者 事件との関係 出願人 4、代理人 5 補正命令の日付 自 発 6、 補正により増加する発明の数 7、補正の対象 明細書の発明の詳細な説明の欄。 8・補正ノ内容 別紙の通り。 (11明細書第9頁第13行の「第1表の値(」の後の
「0、」を抹消する。 (2)明細書第9頁第15行の「SrTiO3」を抹消
する。 (3)明細書第21頁第8行の「28 pF〜240
pFJを「28nF〜240nF」に補正する。 (4)明細書第21頁第12行の[28pF〜240p
F Jを[28nF〜240 nFJに補正する。 (5)明細書第23頁第13行の「0、」を抹消する。 (6)明細書第23頁第14行のr 5rTiO3Jを
抹消する。 (7)明細書第28頁の実施例77.78.79.80
.81の第1成分のXの値の欄の「0.02 Jを[0
,20Jに夫々補正する。 (8)明細書第32頁の実施例126の第1成分のXの
値「0.00 Jを「0.80 、Jに補正する。 (9) 明細書第50頁第11行Fの「145Jを「
14.5Jに補正する。 aOl 明細書第51頁第6行の「150」を「15.
0」に補正する。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 fil Sr (、−x 、 BaxTtOm (但
しXは0く×≦1ン満足する数値)100モル部と。 NbtOg、 Tatol、 VJOs、 La*Os
、 Cent、 NdxOs。 Y2O5b Prg01hSm*0hEu*Os s及
びDyzOsの内の少なくとも1棹の酸化物、0.01
〜3.00モル部と、 Na2O0,02〜2.50 モに部と。 から成る電圧依存非直線抵抗特性を有する半導体磁器′
#質。 (2) Sr 、 、 −x 、 BaXTtOn を
但しXはO,<X≦1を満足する数値7100モル部と
。 NbtOH,Tatol、 WOR,La!03. C
ent、 NdxOs−Y*Oa @ Pr60u s
SmtOi * EutOs h及びD)’*Osの
内の少なくとも1種の酸fヒ物 0.01〜3.00モ
ル部と。 Na、OO,02〜2.50 モA/部と。 StO,及びAItosの内の少なくとも1種の酸化物
0.01〜2.00モル部と、 から成る電圧依存非直線抵抗特性ケ有する半導体fjB
器v!J質。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP57202324A JPS5992503A (ja) | 1982-11-18 | 1982-11-18 | 電圧依存非直線抵抗特性を有する半導体磁器物質 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP57202324A JPS5992503A (ja) | 1982-11-18 | 1982-11-18 | 電圧依存非直線抵抗特性を有する半導体磁器物質 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS5992503A true JPS5992503A (ja) | 1984-05-28 |
JPH0136683B2 JPH0136683B2 (ja) | 1989-08-02 |
Family
ID=16455659
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP57202324A Granted JPS5992503A (ja) | 1982-11-18 | 1982-11-18 | 電圧依存非直線抵抗特性を有する半導体磁器物質 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS5992503A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS59147404A (ja) * | 1983-02-10 | 1984-08-23 | 松下電器産業株式会社 | 電圧依存性非直線抵抗体磁気組成物 |
JPS625610A (ja) * | 1985-07-02 | 1987-01-12 | 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 |
US5314651A (en) * | 1992-05-29 | 1994-05-24 | Texas Instruments Incorporated | Fine-grain pyroelectric detector material and method |
US5566046A (en) * | 1994-02-18 | 1996-10-15 | Texas Instruments Incorporated | Microelectronic device with capacitors having fine-grain dielectric material |
-
1982
- 1982-11-18 JP JP57202324A patent/JPS5992503A/ja active Granted
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS59147404A (ja) * | 1983-02-10 | 1984-08-23 | 松下電器産業株式会社 | 電圧依存性非直線抵抗体磁気組成物 |
JPS625610A (ja) * | 1985-07-02 | 1987-01-12 | 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 |
US5314651A (en) * | 1992-05-29 | 1994-05-24 | Texas Instruments Incorporated | Fine-grain pyroelectric detector material and method |
US5566046A (en) * | 1994-02-18 | 1996-10-15 | Texas Instruments Incorporated | Microelectronic device with capacitors having fine-grain dielectric material |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0136683B2 (ja) | 1989-08-02 |
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