JPS60136205A - 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Ｓ　ｒ　Ｔ　
ｉＯ３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系ノくリスクなどが使用され
ていた０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／Ｃ）” ここで、■は電流、■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ａは２〜７程度、ＺｎＯ系ノくリスタ
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、また誘電損失
角（ｔａｎδ）も６〜１０％と大きい。

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５×１０
　程度でｔａｎδが１％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
スタとコンデンサ及び他の部品（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０ 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及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及びノイズ除去が可
能でバリスタ電圧が比較的低い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、Ｓ　ｒ　
Ｔ　ｌ　Ｏ３（以下第１成分と呼ぶ）を９９．６９９〜
ｓｏ、ＯＯＯｍｏ１％　と、Ｎｂ２Ｏ６，Ｔａ２Ｏ５，
ＷＯ３，Ｌａ２Ｏ３゜ｃ　ｅｏ２ｙ　Ｎｄ２０３ｔ　Ｙ
２Ｏ３ｓ　ｐ　ｒ　６Ｏ１１ｔ　５ｒｎ２０ｓ　ｙ　Ｅ
ｕ　２０３　ｔ　Ｓ　Ｃ２０３Ｄｙ２ｏ３　の内の少な
くとも１種類以上の金属酸化物（以下第２成分と呼ぶ）
を０．００１〜５．０００ｍｏｔ％と、Ａ１２○３（以
下第３成分と呼ぶ）を０．３００〜１５．ＯＯＯｍｏ１
％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９９．６９８〜７３．○ＯＯｍｏ１
％と、上記第２成分の内生なくとも１種以上の金属酸化
物を０．０○１〜５、ＯＯＱｍ０１％と、上記第３成分
を０．３００ｍｏ１％〜１５．○ＯＯｍｏ　１％と、Ｂ
２Ｏ３，Ａｑ２Ｏ２ＣｕＯ９ＭｎＯ２゜ＳｉＯ２，Ｃｏ
２Ｏ３，Ｎｉｏ９ＭｏＯ３，Ｂｅｏ、Ｆｅ２Ｏ３，Ｌｉ
２Ｏ。

Ｃｒ　２０３．　Ｚ　ｒｏ２．　ＰｂＯ，Ｂ　ａｏ、Ｃ
ａＯ，ＭｇＯ，Ｔ　ｔｏ２．　ＺｎＯ。

Ｐ２Ｏ６，５ｂ２０３．■２０６．Ｎａ２Ｏ，Ｓｒ０の
内の少なくとも１種以上の金属酸化物（以下第４成分と
呼ぶ）を０、００１〜５．ＯＯＯｍｏ１％含有してなる
電圧依存性非直線抵抗体磁器組成物に係わるものである
。

実施例の説明 、以下に本発明による実施例を上げて具体的に説明する
。

ＳｒＣＯ２および、ＴｉＯ２をＳ　ｒ　Ｔ　ｔ０３にな
るようにそれぞれ秤量配合し、ボールミルで約１６時間
攪拌混合し、これを乾燥し、次に粉砕した後、１０Ｏ０
°Ｃ１３時間焼成し、再び粉砕してＳ　ｒ　Ｔ　ｉＯｓ
　（第１成分）を作製した。

次に、上記第１成分にＮｂ２Ｏ５，Ｔａ２Ｑ６．ＷＯ３
，Ｌａ２Ｏ３゜ＣｅＯ２，Ｎｄ２Ｏ３，Ｙ２Ｏ３，Ｐｒ
６Ｏ１１，Ｓｍ２Ｏ３，Ｅｕ２ｏ３゜５Ｃ２０３，Ｄｙ
２０ρ内の少なくとも１種類以上の金属酸化物（第２成
分）と、Ａ１２０３（第３成分）と、Ｂ２Ｏ３，Ａｑ２
ｏ、ＣｕＯ２Ｍｆ１０２．ＳｉＯ２ｔ　ＣＯ２Ｏ３ｔ　
Ｎ　１０　ｔ　ＭｏＯ３゜Ｂ　ｅｏ　、　Ｆ　ｅｏ３ｔ
　Ｌ　１２０１　Ｃｒ　２０３　ｔ　Ｚ　ｒ　０２　ｙ
　Ｐｂｏ　ｔ　Ｂ　ａｏ　＋　Ｃａｏ　。

Ｍφ、ＴｉＯ２，Ｚｎｏ、Ｐ２Ｏ，，５ｂ２０３．■２
Ｏ６，Ｎｄ２Ｏ２Ｓｎ○の内の少なくとも１種以上の金
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、ボールミルで約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、１０〜１６ｗｔ％のポ
リビニルアルコールなどの有機結合剤を混合して造粒し
、成型圧力約２．Ｏｔ／ｃ−で１０ｒｍ＋φＸ　１　ｍ
ｍ　ｔの円板状に成形した。

これらの成形体をＮ２　（９６容積％）＋Ｈ２（ｓ容積
％）の還元雰囲気中で約１４ｏ０°Ｃ１４時間焼成した
。次に、空気中で１１００″Ｇ、３時間熱処理を行った
。こうして得られた第３図に示す焼成体４は出発原料と
ほぼ同じ組成であった。

上記焼成体４の両平面に銀などの導電性ペーストを塗布
し、５５０″Ｃで焼付けることにより電極６．６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。

（以下余　白） 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、■は電流、■は電圧、Ｃ１ｄバリスタ固有の
定数、ａ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、本発明においては１畝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ｖ１ｒｎＡ／／＋
＋Ｉｍと呼ぶ）の値と、α−１／１０ｑ（■１ＱＴＬＡ
／ｖ１ｍＡ）〔ただし、ｖｌ。ｍＡは１ｏｍＡ　のバリ
スタ電流を流した時のバリスタ電圧、■１ｍＡは１ｍＡ
のバリスタ電流を流した時のバリスタ電圧）の値により
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１　ｋＨｚにおける
誘電率ε、訪電電損失角ａｎδで行っている。

以上水したように第３成分が含まれない場合、αが小さ
く実用的でない。また、第３成分を含む場合αは大きく
なり、添加量が増加するに従って■１ｍＡ／ｒＭｎが減
少し、低いバリスタ電圧の素子を得ることができる。さ
らに、第４成分を含む場合にはαがさらに大きくなり、
バリスタ電圧が低く、α、、電率の大きい素子を得るこ
とができる０従って、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、その上さらに第４成分を添加するとさら
に特性を改善することができる。

このような効果が現われるのは第２成分が０１００１〜
６．○ＯＯｍｏ１％の範囲であり、６．０ｏ○ｍｏ１％
を超えるとｔａｎδが著しく大きくなる。また、第３成
分は添加量の増加にともなってバリスタ電圧を下げる効
果かあるが、この効果が現われるのは０．３００ｍｏ１
％〜１６．ＯＯＯｍｏ１％の範囲である。

１．６○ＯＯｍｏ１％　を超えると誘電率が著しく減少
し、実用的でなくなる。

なお、実施例では第２゛、第４成分の組合せについては
一部しか示さなかったが、それぞれ複数種類の物質を組
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Ｓ　ｒ　Ｔ　ｚ　Ｏ３を
用い、第２．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成分を添加すると特性をさらに改善す
ることができる。捷だ、第３成分は添加量が増加すると
バリスタ電圧を下げる効果を有し、低いバリスタ電圧の
素子を得ることができ、静電気ノイズなどの低電圧サー
ジの吸収に有効である。

第１図に示す従来のフィルタ回路に第６図のノイズ入力
Ａを印加すると第５図の出力状況曲線Ｃとなり、十分に
ノイズを吸収除去していない。

第２図に示す従来のバリスタを含むフィルタ回路ではノ
イズ吸収除去に効果は得られるが、バリスタを別個に必
要とするため部品点数が多くなる。

そこで本発明による素子を使用して第４図に示すような
回路を作り、第５図に示すようなノイズ入力Ａを印加し
たところ、第５図の出力状況曲線Ｂのようになり、ノイ
ズを十分に吸収除去することができた。

なお、第４図で７は本発明による素子、８はコイルであ
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
、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、ノイズ吸収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
回路の回路図、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図は本発明による磁器組成物を用
いたノイズフィルタ回路の回路図、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
の状況を比較して示す特性図である。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名第　
１　面 第　５　図 →Ｆｉｔ液紋（ＭＨｚ）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）　Ｓ　ｒＴ　ｔｏ３を９９．６９９〜８０．ＯＯ
   Ｏｍｏ１％　と、Ｎｂ２Ｏ６，Ｔａ２Ｏ。、ＷＯ３，Ｌ
   ａ２Ｏ３，ＣｅＯ２，Ｎｄ２Ｏ３，Ｙ２Ｏ３゜Ｐｒ６Ｏ
   １１，ｓｍ２○ｓ　ｔ　Ｅｕ２Ｏ３ｔ　Ｓ　（＋　２０
   ３　、Ｄ７２０３の内の少なくとも１種類以上の金属酸
   化物を０．００１〜５、ＯＯＯｍｏ１％　と、Ａｌ２Ｏ
   ３をｏ、３ｏＯ〜１６．ｏｏ。 ｍｏ１％を含有してなる電圧依存性非直線抵抗体磁器組
   成物。 （Ｊ　ＳｒＴｉＯ３を９９．６９８〜７６、ＯＯＯｍｏ
   １％　と、Ｎｂ２Ｏ６，Ｔａ２０６．ＷＯ３，Ｌａ２Ｏ
   ３，ＣｅＯ２，Ｎｄ２Ｏ３，Ｙ２Ｏ３゜Ｐｒ６Ｏ１１，
   Ｓｍ２ｏ３．Ｅｕ２Ｏ３，Ｓｃ２Ｏ３，Ｄｙ２Ｏ３の内
   の少なくとも１種類以上の金属酸化物を０．００１〜５
   、ＯＯＯｍｏ１％と、Ａｌ２Ｏ３を０．３ｏ０〜１５．
   ０００ｍｏ１％と、Ｂ２Ｏ３，Ａｑ２０．ＣｕＯ２Ｍｎ
   Ｏ２，５ｉ０２．Ｃｏ２Ｏ３゜ＮｉＯ２ＭｏＯ３，Ｂｅ
   ０２Ｆｅ２０３．Ｌｉ２Ｏ，Ｃｒ２Ｏ３，ＺｒＯ２，Ｐ
   ｂ０２Ｂａ０．ＣａＯ２ＭｇＯ２ＴｉＯ２，ＺｎＯ９Ｐ
   ２０．．５ｂ２０３．Ｙ２Ｏ６゜Ｎ　ａ２０　、Ｓｉ２
   の内の少なくとも１種類以上を０゜００１〜５＠０００
   ｍ０１％含有してなる電圧依存性非直線抵抗体磁器組成
   物０