JPS60124909A - 複合機能素子の製造方法 - 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 本発明はバリスタ機能とコンデンサ機能をあわせて有す
る複合機能素子の製造方法に関するものである。

従来例の構成とその問題点 従来、電圧非直線抵抗特性を有するセラミックスとして
、Ｓｉｃ　バリスタや酸化亜鉛を主成分とするバリスタ
がある。このようなバリスタは電流Ｉ−電Ｕモ■特性が
近似的に ニー（Ｌ）２ で表わさＪするものである。ここで、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。

そして、ＳｉｃバリスタＶｆ、　Ｓ　ｉ　Ｏ粒子間の接
触バリアを利用したものであり、αは２〜７程度である
。

また、酸化亜鉛バリスタは酸化亜鉛ＺｎＯＫ　Ｂｉ２Ｏ
３゜Ｃｏｏ　、　ＭｎＯ、Ｓｂ　Ｏ等の金属酸化物を微
量面２　２　６ 加して、焼成することにより得られる素子であり、その
電圧非直線指数αが６０にも及ぶ素子である。

このような素子は高電圧吸収にすぐれた性能を有してい
るので、電子機器の安定化や異常電圧（サージ）からの
保護の目的で使用ブれている。しかしながら、このよう
な従来のバリスタは誘電率か小さく、また誘電損失角ｔ
ａｎδが６〜１０％と太きいだめ、もっばらバリスタの
用途にしか利用し得ない。

一方、コンデンサとしては大きな誘電率を有するチタン
酸バリウムＢａＴｉＯ３やチタン酸ストロンチウムＳｒ
ＴｉＯ３を主成分とする誘電体磁器が小形大容重のコン
デンサとして広く電子回路に使われている。しかしなが
ら、素子に１ｆｉｌＡ以上の電流が流れると破壊されコ
ンデンサとしての機能をなくするという欠点がある。

最近、電子機器は極めて高度な制御を要するようになり
、産業用はもとより、マイクロコンピュータの応用によ
り、民生機器も極めて高精度を要求されるようになって
きた。そして、マイクロコンピュータ等を構成するロジ
ック回路はパルス信号により動作するため、必然的にノ
イズに影響さ７１やずいという欠点がある。このため、
電子計算機、パイギングマンン、交通割部１機器等はノ
イズあるいにレノーージにより、いったん誤動作、破壊
を１、・こ−Ｊどン１会的間ｉＩｎにもなる。このよう
な問題の対策とじ−コ（ｊｆｉ来よりノイズフィルタが
使用されてき人トノイズと（ｄ電子機器を動作させると
き目的とする信は電圧以外の妨害電圧のことであり、人
１：的に発生するものと、自然現象により発生するもの
（ｑっけられる。そルて、このようなノイズをコイルと
コンデンサを組み合わせた回路で除去していた。しかし
ながら、人工的に発生するノイズでは特に送電線の遮断
器の開閉に起因するもの、自然現象によるノイズでは特
に雷サージによるもの等はノイズの基本周波数が低く５
〜２０ＫＨ２程度であり、従来のコイルとコンデンサの
組合せだけではこれらのノイズを除去することができな
か−、た。このような問題にがんがみ、線間あるいは線
アース間に電圧非直線抵抗体（バリスタ）を併用したノ
イズフィルタが最近しばしば使われている。このような
ノイズフィルタは極めて広範囲にわたるノイズが除去し
うるので、マイコン制御機器の誤動作防Ｉトに有効であ
る。しかしながら、このノイズフィルタはその七ノド内
部における部品点数が多くなりコスト高になるト、小形
化の技術動向に反するという欠点かぁ−）だ。

発明の目的 本発明は上記欠点に鑑み、バリスタ機能とコンデンサ機
能をあわせて有する複合機能素子を安価で製造できる複
合機能素子の製造方法をｌ１ｉｓ供することにある。

発明の構成 この目的を達成するために本発明の製造方法は誘電体磁
器の焼結体を微粉砕して得た粉体と酸化曲鉛を主成分と
し、数種の金属酸化物を含有する粉体を、プラズマ溶射
法により両面に電極を形成した絶縁基板−にの相対向す
る面にそれぞれ溶射し誘電体と電圧非直ｍ抵抗体を形成
するものでありこの方法によ−）で得られた素子はバリ
スタとコンデン”リ−の複合機能を備えているため、従
来のバリスタとコンデンサを並列（］Ｃ接続する回路に
おいで１個の素子で用を果たすものである。

実施例の説明 以下、本発明の一実施例について図面を参照しながら説
明する。

第１図＆１本発明方法により得られる複合機簡素−ｒ・
の等価回路である。第２図は同じく複合機簡素ｒ−の断
面図である。１は平板状の絶縁基板、２はｉ１Ｈ極、３
は誘電体、４は電圧非直線抵抗体、５は絶縁体、６は電
極である。

ま４″、　ＢａＴｉ０．　の粉末にＳｒＯ、ＳｎＯ，、
。

ＺｎＯ２を０．０１〜１．０モル％加え、十分に混合し
た。これを直径２５１１１ｍ、厚き５　ｍ〃ｌに形成し
１２００〜１３００’Ｃの温度で１〜３時間焼成したＣ
、次に、この焼結体を微粉砕し誘電体の微粉末を作った
。

平均おり径は約２ｏｔｒｒａｃある。次に、ＺｎＯの粉
末に、合剖昂に対してＢｉ２０６を０５モル％、　Ｃｏ
２０ろを０．６モル％、ＭｎＯ２を０６モル％、５ｂ２
ｏ５を１、○モル％、０ｒ２０５を０．５モル％の割合
で加え、十分に混合した。こ才１を直径２５　ｓｔｍ、
厚妊６ｒｒｌ屑に成形し、１２６０”Ｃ：で２時間焼成
した。次に、この焼結体を微粉砕し、電用非１６線４Ｊ
（抗体の微粉末を作った、平均粒（イは約２０μｍであ
る。次に、アルミナ基板１を用意し、その両面に銀電極
ペーストを塗布し８００°Ｃで焼イマ１け銀？ＩＬ極２
を形成しまた。次に、ハ面倒にプラズマ溶射によって誘
′屯体の微粉末を溶射して誘電体３を形成し、もう−力
の面にプラズマ溶射によって電１−Ｉ：、非直線Ｖ（抗
体の微粉を溶射し、電圧非直ｍ抵抗体４を形成し／伽こ
Ｊｌを７０ｏ−ｃ：〜８００°Ｃの温度で２Ｈ熱処ｆ１
１）を行った。

次に、アルミナ基板１の上端部に樹脂もしくはガラスか
らなる絶縁体５を形成し、その後、誘電体３と電圧非直
線抵抗体４０表面に電極６を形成した。この電極６は誘
電体３と電圧非直線抵抗体４０両表面にまだ力・って形
成されている。このようにして複合機能素子を得た。な
お、プラズマ溶射法は電気的アークによって酸化物を高
温で溶融すると同時に、高１の不活性ガスによって飛ば
し、対象物に刺着させて膜を形成する方法である。今回
の実施例での溶射条件は６０〜８０ＫＷの電気的アーク
で粉末を溶融し、溶射距離ば１ＱＣＩｌｌ、不活性ガス
としてＡｒを使用した。

このようにして得らｆｌブｊ複合機能素子の形状は１ｏ
ＩＩηＩＸＩＣ）賭で、アルミナ基板１の厚みは１７＃
＋Ｉ＋で誘電体３、電圧非直線抵抗体４の厚みは１００
７１〜Ｉ　ＭＩＬＬであった。そして性能は静電容量３
〜１０ｎＦ＋　ｔａｎδ　１．５〜２％、バリスタ電圧
４０〜２００ｖ１αば２０〜４０１サージ耐量６００〜
１０ＱＱＡであった。これらの特性はプラズマ溶射の時
間を変えることによって可変である。また、実施例の溶
射時間は３０秒〜２分間で楽る。

なお、誘電体としてＢａＴｉＯ３系磁器を用いたか、本
発明の効果から考えて磁器コンデンサ制料でプラズマ溶
射によって誘電体を形成できるものならいずれも有効で
ある。

また、絶縁基板としてアルミナ基板を用いたが側熱性に
優れその上に電極を形成できるものであれば、いずれも
有効である。

発明の効果 以上、詳細に述べたように、本発明は電極を形成した絶
縁基板の相対向する面にプラズマ溶射によって、誘電体
と電圧非直線抵抗体を形成することにより、きわめて容
易にコンデンサとバリスタの両機能を有する素子を提供
することが１き、電子機器のノイズ対策部品として、そ
の実用的価価は犬なるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法により得られた複合機能素子の等価
回路を示す図、第２図は同じく本発明方法の実施例によ
り得られた複合機能素子の断面図である。 １・・・・絶縁基板（アルミナ基板）、２・・・・電極
、３・　誘電体、４・・・電圧非直線抵抗体、６・・・
・・絶縁体、６・・・・・電極。 代即人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名第１
図 第２図 手続補正書 昭１１１５９年９　月１２０ ！ＩＪ’　ｒ’ｌ°庁長官殿　゛鄭 １事件の表示 昭和５８年１．１゛許願第２３３８８２号２発明の名称 複合機能素子の製造方法 ３補正をする斉 旧′１との閏に７＋　ｑ！Ｊ″　許　出　願　人住　所
　大阪府門真市大字門真１００６番地名　Ｋ′＋・　（
５８２）松下電器産業株式会社代表−６山　下　俊　彦 ４代理人　〒５７１ 住　所　大阪府門真市大字門真１００６番地松下電器産
業株式会社内 ６補１ｊ：の対象 明細宙の発明の詳細な説明の欄 ６、補正の内置

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 誘電体磁器の焼結体を微粉砕した粉体と酸化亜鉛を主成
   分とし、数種の金属酸化物を含有する粉体を、電極を形
   成した耐熱性に優れた絶縁基板の相対向する而に、プラ
   ズマ溶射法によりそれぞれ溶射し、誘′鵡体と電圧非直
   線抵抗体を形成するととを特徴とする複合機能素子の製
   造方法０