JPS60107804A - 電圧依存性非直線抵抗体磁器組成物 - 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 本発明は電子機器や電気機器で発生する異常電圧、ノイ
ズ、静電気などを吸収もしくは除去するＥ３ｒＴｉＯ５
を主成分とする電圧依存性非直線抵抗体を得るための電
圧依存性非直線抵抗体磁器組成物に関するものである。

従来例の構成とその問題点 従来、各種電子機器、電気機器における異常高電圧（以
下サージと呼ぶ）の吸収、雑音の除去。

火花消去など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。

１＝（Ｖ／（ｉ）“ ここで、工は電流、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。

ＳｉＣバリスタのαは２〜７程度、ＺｎＯ系バリスタで
はαが６０にもおよぶものがある。このようなバリスタ
はサージのように比較的高い電圧の吸収に優れた性能を
有しているが、誘電率が低く固有静電容量が小さいため
、バリスタ電圧以下の低い電圧の吸収（例えばノイズな
ど）に対してはほとんど効果を示さず、寸た誘電損失角
（ｔａｎδ）も５〜１０％と太きい。

一方、これらのノイズなどの除去には組成や焼成条件を
適当に選択することにより、見かけの誘電率が５Ｘ１０
４〜６×１０４程度でｔａｎδが１チ前後の半導体磁器
コンデンサが利用されている。

しかし、この半導体磁器コンデンサはサージなどにより
ある限度以上の電流が素子に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。

上記のような理由で電気機器、電子機器においては、サ
ージ吸収やノイズ除去などの目的のためには、通常バリ
スタとコンデンサおよび他の部品（例えばコイル）とを
組み合わせて使用され、例えばノイズフィルタはこのよ
うな構成になっている。

第１図は一般的な従来のノイズフィルタ回路を示し、第
２図はバリスタとコンデンサおよびコイルを組み合わせ
て構成された従来のノイズフィルタ回路を示しており、
１はコイル、２はコンデンサ、３はバリスタである。

しかし、このような第２図に示す構成は機器内部におけ
る部品点数が多くなる上に機器の小形化動向に相反する
という欠点を有していた。

発明の目的 本発明は上記のような従来のサージ吸収、ノイズ除去に
おける欠点を除去し、バリスタとコンデンサの両方の機
能を有し、１個の素子でサージ吸収およびノイズ除去が
可能な複合機能を有するバリスタを作るのに好適な電圧
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
している。

発明の構成 本発明は上記のような目的を達成するために、５ｒＴｉ
０５　（以下第１成分と呼ぶ）を９９．９９８〜８８．
０００　ｍｏｂ、　’Ｉｙと、Ｎｂ２Ｏ５、Ｔａ２０５
　、　ＷＯ３。

Ｌａ２Ｏ５、ＧｅＯ２、Ｎａ２Ｏ５、Ｙ２Ｏ３，Ｐｒ６
０Ｈ。

Ｓｍ２Ｏ３、Ｅｕ２Ｏ３，、５Ｃ２０３＋　Ｄｙ２０ｓ
の内の少なくとも１種以」二の金属酸化物（以下第２成
分と呼ぶ）を０．００１〜５．０００　ｍｏＡ％と、Ｇ
ａ２Ｏ３（以下第３成分と呼ぶ）を０．００１〜７．Ｏ
ＯＯｍｏｆｆｉ％含有してなる電圧依存性非直線抵抗体
磁器組成物および上記第１成分を９９．９９７〜８１．
０００　ｍｏｆｆｉ　％と、上記第２成分の少なくとも
１種以上の金属酸化物を０．００１〜５，０００ｍｏＱ
、％と、上記第３成分を０．００１〜７．　ＯＯＯ’　
ｍｏＲ％と、ＡＩ！２０５゜Ｂ２Ｏ３１Ａｑ２０　、　
ＣｕＯ、ＭｎＯ２、５ｉ０２　、　Ｃｏ２Ｏ３。

ＮｉＯ、ＭｏＯ３、ＢｅＯ、Ｆｅ２Ｏ３、Ｌｉ２Ｏ、０
ｒ２０５　＊ＺｒＯ２，ＰｂＯ、ＢａＯ、ＣａＯ、Ｍｇ
Ｏ、ＴｉＯ２＋ＺｎＯ、ｐ、ｏ、、　ｓｂ、、ｏ、、Ｖ
２Ｏ５＋　Ｎａ２Ｏ、ＳｒＯ。

内の少なくとも１種以」二の金属酸化物（以下第４成分
と呼ぶ）を０．００１〜７．０００　ｍｏｆｆ　％含有
しくなる電圧依存性非直線抵抗体磁器組成物に係わ４ン
ものである。

実施例の説明 以下に本発明による実施例を挙げて具体的に説明する。

５ｒＣｊ０５およびＴｉＯ２をＳ　ｒ　Ｔ　ｉ　Ｏ５に
なるようにそれぞれ秤量配合し、ボールミルで１５時間
攪拌混合し、これを乾燥し、次に粉砕し、その後１２０
０℃で３時間焼成し、再び粉砕して５ｒＴｉ０３　（第
１成分）を作製した。

次に、上記第１成分にＮｂ２Ｏ５’　、　Ｔａ２０５　
、　ＷＯ５。

Ｌａ２０５１Ｃｅ０２ＩＮｄ２０３ＩＹ２０５ＩＰｒ６
０１１１Ｓｒｎ２０５１　Ｅｕ２Ｏ３＋　”ｃ２０５　
＋　Ｄ１２０５　の内から選択された少なくとも１種以
上の金属酸化物（第２成分）と、Ｇａ２Ｏ３（第３成分
）と−”２０５　、Ｂ２Ｏ３＋Ａｇ２Ｏ、ＣｕＯ、Ｍｎ
Ｏ２１Ｓｉ０２　、Ｃｏ２Ｏ３、ＮｉＯ。

ＭｏＯ３、ＢｅＯ、Ｆｅ２Ｏ３、Ｌｉ２Ｏ、Ｇｒ２０５
　、　Ｚｒ０７゜ＰｂＯ、ＢａＯ、ＣａＯ、ＭｇＯ、Ｔ
ｉＯ２、ＺｎＯ。

Ｐ２Ｏ５、５ｂ２０５　、　Ｖ２Ｏ５、Ｎａ２Ｏ、Ｓｒ
Ｏの内から選択された少なくとも１種以」二の金属酸化
物（第４成分）を下記の第１表に示す配合比率になるよ
うに秤量配合した。

次に、ボールミルで２０時間攪拌混合した（ただし、水
溶性物質を用いる場合はエチルアルコールなどを用いて
攪拌混合した）。次に、これを乾燥した後粉砕し、１０
〜１６重量％のポリビニルアルコールなどの有機結合剤
を混入して造粒し、成形圧約２．Ｏｔ／、ｉで１０朋φ
×１朋ｔの円板状に成形した。

これらの円板をＮ２（９５容積チ）＋Ｈ２（５容積チ）
の還元雰囲気で約１３６０”（：、４時間焼成した。

次に、空気中で１１００℃、３時間の熱処理を行った。

こうして得られた第３図に示す焼成体４は出発原料とほ
ぼ同じ組成Ｓあった。上記焼成体４の側平面に銀などの
導電性ペーストを塗布し、５５Ｑ℃で焼付けることによ
り電極５，６を形成した。

上記の操作によって得られた素子の特性を以下の第２表
に示す。ただし、朱印は本発明の請求範囲外であり、比
較例を示す。

ここで、素子のバリスタとしての特性評価は上述した電
圧−電流特性式 ％式％） （ただし、工は電流、Ｖは電圧、Ｃはバリスタ固有の定
数、αは非直線指数）におけるαとＣによって行うこと
が可能である。しかし、Ｃの正確な測定が困難であるた
め、本発明においてい１ｍＡのバリスタ電流を流した時
の単位厚み当りのバリスタ電圧（以下Ｖ＋　ｍＡ　／１
ｌｌＩ＃Ｉと呼ぶ）の値と、ａ　＝　１／　ｌｏｇ　（
Ｌ＋ｏｍム／Ｌ＋ｍム）　〔ただし、ｖｌ［１ｍＡは１
０ｍＡのバリスタ電流を流した時のバリスタ電圧、ｖ１
ｍムは１ｍＡのバリスタ電流を流した時のバリスタ電圧
〕の値によシバリスタとしての特性評価を行っている。

また、コンデンサとしての特性評価は測定周波数１ＫＨ
ｚ　における誘電率ε、誘電損失角ｔａｎδで行ってい
る。

以上に示したように、第３成分が含まれない場合誘電率
、αが小さく実用的でない。また、第３成分は含むが第
４成分を含まない場合、αはやや小さいが実用上問題は
ない程度である。また、第３、第４成分両方を含む場合
、誘電率、α共に大きい。また、第３．第４成分の両方
を含まない場合誘電率は大きいが、ｔａｎδが著しく大
きい。

したがって、第２成分、第３成分を含むことによりバリ
スタおよびコンデンサとしての基本的特性を得ることが
でき、その上に第４成分を添加することによりαをさら
に大きくすることができる。

このような効果が現われるのは第２成分が０．００１〜
７．　ＯＯＯｍｏ　１１％の範囲であり、７．０００ｍ
ｏＱ％を超えるとｔａｎδが著しく大きくなる。また、
第３成分、第４成分が０．００１〜７．０００ｍｏＱ％
の範囲では誘電率、α共に大きいものが得られるが、７
．０００　ｍｏＱａＪを超えると誘電率が小さくなシ、
バリスタ電圧が著しく大きくなり一実用的でなくなる。

なお、実施例では第２．第４成分の組合せは一部しか示
さなかったが、それぞれ複数行類の物質を組合せて規定
した添加量の範囲内であれば同様の効果があることを確
認した。

以上述べたように主成分として、５ｒＴｉ０３を用い、
第２成分、第３成分を添加することにより、バリスタお
よびコンデンサとしての基本的特性を得ることができる
。さらに、第４成分を添加することにより誘電率、α共
に大きな素子を得ることができる。上記の素子を使用し
て第４図に示すような回路を作り、第６図に示すような
ノイズ入力Ａに対して出力状況を調べた結果、第５図の
出力状況曲線Ｂに示すようにノイズをおさえることがで
きた。第４図で７は本発明の素子、８はコイルである。

捷た、第１図に示す従来のフィルタ回路の出力状況は第
５図の出力状況曲線Ｃの通りであり、十分にノイズを除
去していない。

第２図に示す従来のバリスタを含むフィルタ回路では本
発明による素子を用いた第４図の回路に類似した効果が
得られるが、バリスタを別個に８四とするため部品点俄
か多くなる。

発明の効果 以上述べたように、本発明による磁器組成物を利用した
素子は従来にないバリスタとコンデンサの複合機能を有
し、しかも耐パルス特性に優れているため、従来のノイ
ズフィルタ回路を簡略化し、小形、高性能、低コスト化
に寄与するものであり、各種電気機器、電子機器のサー
ジ吸収、ノイズ除去に利用が可能であり、その実用上の
価値は極めて大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図はそれぞれ従来におけるノイズフィルタ
回路を示す回路図、第３図は本発明による磁器組成物を
用いた素子の断面図、第４図は第３図の素子を用いたノ
イズフィルタ回路を示す回路図、第５図は本発明と従来
のノイズフィルタ回路による入力ノイズと出力ノイズの
状況を示す特性図である。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名第　
１− 第５図 →周液数（／’ｆ／ｆＺ）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）　５ｒＴｉ０３を９９．９９８〜８８．　ＯＯＯ
   ｍｏｆｆ　％と、Ｎｂ２Ｏ５、Ｔａ２０５　、　ＷＯ３
   、Ｌａ２Ｏ５、ＣｅＯ２。 Ｎｄ２Ｏ，５、Ｙ２Ｏ５、Ｐｒ６０，１　、　Ｓｍ２Ｏ
   ３、ｌＣｕ２Ｏ３。 ５ｃ２０５　＋　ＤＹ２０３の内の少なくとも１種以上
   の金属酸化物を０．００１〜５．ＯＯＯｍｏ１％と、Ｇ
   ａ２Ｏ３を０．００１〜′７．０００ｍ０２％含有して
   なる電圧依存性非直線抵抗体磁器組成物。
2. （２）　５ｒＴｉ０３を９９．９９７〜８１．　ＯＯＯ
   ｍｏｆｆ％と、Ｎｂ２Ｏ５、Ｔａ２０５　、　ＷＯ５、
   Ｌａ２Ｏ５、０ｅ０２　。 Ｎｄ２Ｏ５、Ｙ２Ｏ３、Ｐｒ６０ｊｌ　、　Ｓｍ２Ｏ３
   、Ｈｕ２０５　。 ５ｃ２０５　＋　ＤＶ２０ｓの内の少なくとも１種以上
   の金属酸化物を０．００１〜６．０００　ｍｏ１１％と
   、Ｇａ２Ｏ３を０．００１〜７．　ＯＯＯｍｏｎと、Ａ
   Ｑ２０３１Ｂ２０３゜Ａｇ２Ｏ、ＣｕＯ、ＭｎＯ２、５
   ｉ０２　、　Ｃｏ２Ｏ３、Ｎｉｐ。 ＭｏＯ３、ＢｅＯ、Ｆｅ２Ｏ３、Ｌｉ２Ｏ、Ｃｒ２Ｏ５
   。 ＺｒＯ２、ＰｂＯ、ＢａＯ、Ｃａ、Ｏ、ＭｇＯ、ＴｉＯ
   ２。 ＺｎＯ、Ｐ２Ｏ５、５ｂ２０５　、Ｖ２Ｏ５、Ｎａ２Ｏ
   、ＳｒＯの内の少なくとも１種以上を０．００１〜７．
   ０００ｍｏｆｆ　％含有してなる電圧依存性非直線抵抗
   体磁器組成物。