JPS60136213A - 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 不発８Ａ（Ｉｉバリスタ機能とコンデンサ機能をあわせ
てイ〕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１幅成とその問題点 ｊ；（：Ａ＜、電１１：非直線抵抗特性を有するセラミ
ックスどｌ、−’ｒ、　ＳｉＣバリスタや酸化亜鉛を主
成分とするバリスタがある。このようなノシリスタは電
流（Ｉ）−電圧（Ｖ）特性が近似的に、 で表わされるものである。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１ｄｓｉｃ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（Ｚｎ○）にＢ１２
Ｑ３．　Ｃ，ｏＯ、ＭｎＯ２，Ｓｂ２○３等の金属酸化
物を微量添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
保護の目的で使用されている。しかしながら、このよう
なｉ；（＝　Ａ（のバリスタは誘電率が小さく、また誘
電損失角（ｔａｎδ）が５〜１０チと大きいだめ、もっ
ばらバリスタの用途にしか利用し得ない。

一方コンデンザとしては、大きな誘電率を有するチタン
酸バリウム（ＢａＴｉ０３）やチタン酸ストロンチウム
（５ｒＴｉ○３）をニド成分とする誘電体磁器が小形大
容量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１　ｍＡ以北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。

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
ズに影響されやすいという欠点がある。′このため電子
計算機、パンキンクマシン、交通制御機器等はノイズあ
るいはザージにより、いったん誤動作、破壊をおこすと
化合問題にも々る。このような問題の対策として従来よ
り、ノイズフィルタが使用されてきた。

ノイズとは電子機器を０ノ作させるとき目的とする信号
電圧以外の妨害電圧のことであり、人工的に発生するも
のと、自然現象により発生するものにわけられる。そし
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。

シカシナがら、人工的に発生するノイズでｄ：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６〜２０　ｋｌｌ＋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
ことかできなかった。このような問題にがんかみ、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１
）このようなノイズフィルター極めて広範囲にわたるノ
イズを除去しつるので、マイコン制御機器の誤動作防止
に有効である。しかしなから、このようなノイズフィル
タはそのセット内部における部品点数が多くなり、コス
ト高になる一部、小形化の技律１萌向に反するという欠
点かあった。

発明の目的 本発ＢＩ−１は」ニ記欠点Ｋ　ａ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に製
造できる複合機能素子の製造方法を提供することにある
。

発す］の構成 この目的を達成するために本発明の製造方法は１、誘電
体磁器の焼結体を微震砕して得た→休と、酸チ 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
、プラズマ溶射法により表面に電極を形成した耐熱性に
優れる絶縁基板の一平面」二にそれぞれ溶射し、誘電体
と電圧非直線抵抗体を形成するものであり、この方法に
よって得られた素子はバリスタとコンデンサの複合機能
をあわせて備えているだめ、従来のバリスタとコンデン
サを並列に接続する回路において１個の素子で用を果た
すものである。

実施例の説Ｆｊ１ 以下、本発す」の一実施例について図面を参照しながら
説明する。

第１図は本発明の複合機能素子の等価回路であり、２け
バリスタ、Ｃはコンデンサである。第２図は本発明の複
合機能素子の断面図である。１は平板状の絶縁基板、２
は電極、３は誘電体、４は電圧非直線抵抗体、５け絶縁
体、６は電極である。

捷ず、Ｂａ　Ｔ　ｚＯ３の粉末にＳｒＯ、Ｓｎ○２．Ｚ
ｒＯ２を０．０１〜１．０モル係加え、十分に混合した
。これを直径２６ｍｍ、厚さ５　ｍｍに成形し、１２○
０〜１３○○℃の温度で１〜３時間焼成した。次に、粉
　、 その焼結体を微緋砕し誘電体の微粉末を作った。

平均粒径は約２０μｍである。次に、ＺｎＯの粉末に、
合計１ｖに対してＢ　１２　Ｑ　３　を０．５モル係。

ＣＯ２Ｏ３を０．６−Ｅ／ｌｚ　％　、　ＭｎＯ２を０
．６モル％。

Ｓｂ２○３　を１．０モル係、Ｃｒ２Ｏ３を０．６モル
％の割合で加え、上方に混合した。これを曲径２５　ｍ
ｍ　。

厚さ６胴に成形し、１２５０℃で２時間焼成し７だ。

紛 次に、その焼結体を微外砕し、電１「４１−直線抵抗体
の微粉末を作った。平均粒径は約２０μｍである。

次に、アルミナ基板１を用意し、その屈面に銀型（販ペ
ーストを塗布し８ｏ０℃で焼きつけ、電４ｒｆ＜２を形
成し、同一平面の一部にプラズマ溶剤によって誘電体の
微粉末を溶射してｒＭ誘電体を形成し、残りの部分にプ
ラズマ溶射によって電圧非直線１バー抗体の微粉末を溶
射Ｌ１電圧非１１１線抵抗体４を形成した。これを７○
ｏ℃〜８ＯＯ℃の温度で２Ｈ熱処理を行った。その後、
その」二に電極６を形成した。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圧の不活性ガス
によって飛はし、対象物に細首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１ｌ−ｊ：６○〜８
゜ＫＷの電気的アーク粉末を溶融し、溶射距肉仔は１０
ａｒ＋、不活性ガスとしてＡｒ　を使用した。

このようにして得られた複合機能素子の形状は１０ｍｍ
×１０ｍｍで、アルミナ基板１の厚みは１胡で、誘電体
３、電圧非直線抵抗体４の厚みは１００μｍ１１１１ｍ
であった。性能は静電容量３〜１ｏｎＦ。

ｔ、ｌｌｎδ１．５〜２％、バリスタ電圧４○〜２ｏＯ
ｖ１αは２０〜４○、ザージ面：ｊ吊ｔｓｏｏ−１ｏｏ
ｏＡ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。実施例の溶射時間は３○
〜２分間である。

なお、誘電体としてＢａＴ　ｉ○３系磁器を用いたが本
発明の効果から考えて磁器コンデンサ材料でプラズマ溶
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。

捷だ、絶縁基板としてアルミナ基板を用いたが、耐熱性
に優れその−に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Ｌ１詳細に述べたように、本発明は電極をＩヒ成した
絶縁基板」二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、容易にコンデンサとバ
リスタの両機能を有する素−ｒを提供することかでき、
電子機器のノイズ対策部品として、その実用的価値は犬
なるものかある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法により得られる複ｒ）機能素子の等
価回路を示す図、第２図は同断面図である。 １・・・・絶縁基板、２・・・・・電極、３・・・・誘
電体、４・・・・・電圧非直線抵抗体、６・・−・電極
。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名第　
１　図 ＝＝＝−＃ ４

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る絶縁基板の一平面北にプラズマ溶
   射法によりそれぞれ溶射し、誘電体と電圧非直線抵抗体
   を形成することを特徴とする複合機能素子の製造方法。