JPS607703A - Voltage depending nonlinear resistor porcelain composition - Google Patents

Voltage depending nonlinear resistor porcelain composition

Info

Publication number
JPS607703A
JPS607703A JP58117569A JP11756983A JPS607703A JP S607703 A JPS607703 A JP S607703A JP 58117569 A JP58117569 A JP 58117569A JP 11756983 A JP11756983 A JP 11756983A JP S607703 A JPS607703 A JP S607703A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
varistor
voltage
nonlinear resistor
noise
porcelain composition
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP58117569A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
野井 慶一
高見 昭宏
海老名 一英
熊沢 幾美子
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP58117569A priority Critical patent/JPS607703A/en
Priority to PCT/JP1984/000332 priority patent/WO1985000246A1/en
Priority to DE8484902606T priority patent/DE3477437D1/en
Priority to EP84902606A priority patent/EP0153412B1/en
Publication of JPS607703A publication Critical patent/JPS607703A/en
Priority to US07/013,176 priority patent/US4839097A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
  • Thermistors And Varistors (AREA)

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。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は各種電気機器、電子機器において異常電圧吸収
用及びノイズ除去用などに利用される電圧依存性非直線
抵抗体(以下バリスタと呼ぶ)を作るのに好適な電圧依
存性非直線抵抗体磁器組成物に関するものである。
[Detailed Description of the Invention] Industrial Application Field The present invention produces a voltage-dependent nonlinear resistor (hereinafter referred to as a varistor) that is used for abnormal voltage absorption and noise removal in various electrical and electronic devices. The present invention relates to a voltage-dependent nonlinear resistor ceramic composition suitable for.

従来例の構成とその問題点 従来、各種電気機器、電子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。
Conventional structure and its problems Traditionally, it has been used to absorb abnormally high voltages (hereinafter referred to as surges) and remove noise in various electrical and electronic devices.

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。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。
SiC varistors and ZnO-based varistors, which have voltage-dependent nonlinear resistance characteristics, have been used to eliminate sparks. The voltage-current characteristics of such a varistor can be approximately expressed as follows.

ニー(v/C)a ここで、工は電流、■は電圧、Cはノ(リスク固有の定
数であり、αは電圧非直線指数である。
Knee (v/C) a Here, Δ is the current, ■ is the voltage, C is the risk-specific constant, and α is the voltage nonlinear index.

SiCバリスタのαは2〜7程度、 ZnO系)くリス
クではαが6o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、・(リスク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5〜10%と太きい。
The α of SiC varistors is about 2 to 7, and the α of some ZnO-based varistors is as high as 6o. Although such varistors have excellent performance in absorbing relatively high voltages such as surges, their low dielectric constant and small specific capacitance prevent them from absorbing low voltages below the risk voltage (e.g. It has little effect on noise, etc.) and has a large dielectric loss angle (tan δ) of 5 to 10%.

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5×1o
4〜6X10’程度でfanδが1φ前後の半導体磁器
コンデンサが利用さn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。
On the other hand, in order to remove these noises, the apparent dielectric constant can be reduced to 5×1o by appropriately selecting the composition and firing conditions.
Semiconductor ceramic capacitors with a size of about 4 to 6×10′ and a fan δ of about 1φ are used. However, if a current exceeding a certain limit is applied to the element due to a surge or the like, this semiconductor ceramic capacitor will be destroyed or will no longer function as a capacitor.

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。
For the reasons mentioned above, in electrical and electronic equipment, varistors are usually used in combination with capacitors and other parts (e.g. coils) for purposes such as surge absorption and noise removal.For example, noise filters are The configuration is like this.

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t′し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。
FIG. 1 shows a general conventional noise filter circuit, and FIG. 2 shows a conventional noise filter circuit configured by combining a varistor, a capacitor, and a coil. 1 is a coil, 2 is a capacitor, 3 is a barista.

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0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、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磁器組成
物を提供するとと金目的としている。
However, the configuration shown in FIG. 2 has the drawbacks of increasing the number of parts inside the device and contradicting the trend toward miniaturization of devices. We have created a porcelain composition that is suitable for making a varistor that has the functions of both a varistor and a capacitor, and has the combined functions of surge absorption and noise removal with one element, eliminating the drawbacks in surge absorption and noise removal. The purpose of the offer is to make money.

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と、半導体化促進用金属酸化物としてNb2O5と
Ta205 、さらに添加物としてMnO2と、Na、
K。
Structure of the Invention In order to achieve the above-mentioned objects, the present invention provides 5rTi
05, Nb2O5 and Ta205 as metal oxides for promoting semiconductor formation, and MnO2 and Na as additives.
K.

Ca、 CA、 In、 Ba、 Pb からなる群か
ら選択さf”L fc少なくとも1種類以上の元素を所
定量含有する構成とした電圧依存性非直線抵抗体磁器組
成物を提案するものである。
The present invention proposes a voltage-dependent nonlinear resistor ceramic composition containing a predetermined amount of at least one element selected from the group consisting of Ca, CA, In, Ba, and Pb.

実施例の説明 以下に本発明を実施例を挙げて具体的に説明する。Description of examples The present invention will be specifically described below with reference to Examples.

5rTi03 トNb2O5、Ta205とMnO2、
BaOを下記の表に示した組成比になるように秤量した
後、ボールミルなどにより湿式で6時間混合し、乾燥さ
せた後空気中で1QOo〜1260℃、1〜5時間仮焼
する。その後、ボールミルなどにより湿式で4時間粉砕
し、乾燥させた後、有機ノくインダー(ψ1]えはポリ
ビニルアルコールなど)を8wt%加え造粒した後、 
8.(Billφ×1.(lllfftの形状にプレス
圧10t/CTAで加圧成型した。この成型体を還元雰
囲気(例えばN2:H2=10:1)にて1300〜1
450 ℃で1〜6時間焼成した。こうして得らtl、
ft焼成体の比抵抗は0.1〜0.8Ω・cmで、平均
粒径は20〜6011mであった。次に、この焼成体を
空気中で1000〜1300℃で0.5〜6時間焼成し
、第3図の焼結体4を得た。さらに、上記焼結体4の両
半部をSiCなどの研磨剤で研磨し。
5rTi03 and Nb2O5, Ta205 and MnO2,
After weighing BaO so as to have the composition ratio shown in the table below, the mixture is wet mixed using a ball mill or the like for 6 hours, dried, and then calcined in air at 1QOo to 1260°C for 1 to 5 hours. After that, it was wet-pulverized for 4 hours using a ball mill, etc., dried, and then granulated with 8 wt% of an organic binder (ψ1, e.g., polyvinyl alcohol).
8. (Bill φ
It was baked at 450°C for 1 to 6 hours. Thus obtained tl,
The specific resistance of the ft fired body was 0.1 to 0.8 Ω·cm, and the average grain size was 20 to 6011 m. Next, this sintered body was fired in air at 1000 to 1300°C for 0.5 to 6 hours to obtain the sintered body 4 shown in FIG. Furthermore, both halves of the sintered body 4 are polished with an abrasive such as SiC.

Agなどの導電性金属を用いて電極5,6を形成した。Electrodes 5 and 6 were formed using a conductive metal such as Ag.

上記電極6,6の径は5.□ mmφとした。The diameter of the electrodes 6, 6 is 5. □ mmφ.

このようにして得られた素子の特性を下記の表に併せて
示す。
The characteristics of the device thus obtained are also shown in the table below.

(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L7
た電圧−電流特性式 %式%) (ただし、■は電流、■は電圧、Cはバリスタ固有の定
数、αは非直線指数)におけろ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1mAの/<IJ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V1mA/m
yと呼ぶ)の値と。
(Margin below) Here, the evaluation of the characteristics of the element as a varistor is as described in L7 above.
This can be done using α and C in the voltage-current characteristic formula (% formula %) (where ■ is current, ■ is voltage, C is a constant unique to the varistor, and α is a nonlinear index). However, since accurate measurement of C is difficult, in the present invention, the varistor voltage per unit thickness (hereinafter V1mA/m
y).

α= 1/ log(V+omA /ff+mA ) 
(rcだし%vIOmAはIQmAのバリスタ電流を流
した時のバリスタ電圧、 V+mA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。−!、f?co 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、誘電損失角tanδで行っている。上記のデ
ータは還元雰囲気における焼成温度2時間を1400℃
、2時間、空気中での焼成温度2時間を1200℃、3
時間で行ったものである。
α= 1/log(V+omA/ff+mA)
Characteristics as a varistor are evaluated based on the value of (rc, %vIOmA is the varistor voltage when a varistor current of IQmA is applied, and V+mA is the varistor voltage when a varistor current of 1 mA is applied). -! , f? Characteristics as a co capacitor are evaluated using the dielectric constant ε and the dielectric loss angle tan δ at a measurement frequency of 1 kHz. The above data is based on the firing temperature of 1400℃ for 2 hours in a reducing atmosphere.
, 2 hours, firing temperature in air 1200℃ for 2 hours, 3
It was done in time.

以上述べたようにNb2O5,Ta205は還元焼成時
に5rTi05 を主体とする結晶中に固溶し、原子側
割(財)により焼結体の比抵抗を1.0Ω・a〃前後に
下げることができるため、空気中で再焼成することによ
り焼結体粒子境界に高抵抗層が形成さnバリスタ特性を
示す。
As mentioned above, Nb2O5 and Ta205 form a solid solution in the crystal mainly composed of 5rTi05 during reduction firing, and the resistivity of the sintered body can be lowered to around 1.0Ω・a by atomic side splitting. Therefore, by re-firing in air, a high resistance layer is formed at the grain boundaries of the sintered body, which exhibits varistor characteristics.

”!I’c、 Nt)205は原料中のTiO2中に混
存して含1nるものであシ、通常工業的に精製さ几る原
料中には0.001〜0.200モ#%含1几る。Nb
2O5だけで5rTi05 を半導体化した場合比抵抗
はやや高くな!l1%バリスタ特性は示すものの特性が
不安定である。しかし、Nb2O5にTa205を加え
ると比抵抗を低くすることができ、安定した特性が得ら
れる。Ta205の添加量は多過ぎると他の添加物の固
溶を阻害するため、0.o○1〜5. OOOモル係が
適当である。
``!I'c, Nt) 205 is contained mixedly in TiO2 in the raw material, and usually contains 0.001 to 0.200 mo#% in the industrially refined raw material. Contains 1 liter.Nb
If 5rTi05 is made into a semiconductor using only 2O5, the specific resistance will be a little high! Although it exhibits l1% varistor characteristics, the characteristics are unstable. However, when Ta205 is added to Nb2O5, the resistivity can be lowered and stable characteristics can be obtained. If the amount of Ta205 added is too large, it will inhibit the solid solution of other additives; o○1~5. OOO mole ratio is appropriate.

MnO2を添加するとバリスタ特性を示すようになるが
、誘電率が小さくtanδも大きくなる。
When MnO2 is added, the material exhibits varistor characteristics, but the dielectric constant becomes small and the tan δ becomes large.

しかし、BaOを同時に添加するとα、誘電率共に大き
くなり、 tanδは小さくなるため、特性は大幅に改
善される。
However, when BaO is added at the same time, both α and dielectric constant become large, and tan δ becomes small, so that the characteristics are significantly improved.

MnO2は添加量が多くなるとtanδが大きくなり。As the amount of MnO2 added increases, tan δ increases.

特性が劣化するため、0.001〜2.000モル係が
適当である。
Since the properties deteriorate, a 0.001 to 2.000 molar ratio is appropriate.

BaOは添加量が多くなると誘電率が小さくなるため、
0.001〜2.000モル係が適当である。
The dielectric constant of BaO decreases as the amount added increases, so
A suitable molar ratio is 0.001 to 2.000.

従って、上記組成範囲で得た焼結体はバリスタとコンデ
ンサの両方の機能を持つことができる。
Therefore, the sintered body obtained within the above composition range can function as both a varistor and a capacitor.

なお、実施例ではBaOについてのみ単独で用いる場合
について説明したが、これに代えてに、Ca。
In addition, although the case where only BaO was used alone was explained in the Example, instead of this, Ca was used.

Cd、 In、 Ba、 Pbの酸化物をそれぞn単独
で上記所定量の範囲で用いても同様の効果が得られるこ
とを確認しり。また、こnらBa、に、(a、Cd、I
n。
It has been confirmed that similar effects can be obtained by using oxides of Cd, In, Ba, and Pb, each with n alone, within the above-mentioned predetermined amount ranges. Also, these Ba, (a, Cd, I
n.

Ba、Pbの酸化物を2種類以上、合計での添加量が上
記所定量の範囲になるようにして用いても同様の効果が
得られることを確認した。
It has been confirmed that similar effects can be obtained even when two or more types of Ba and Pb oxides are used in such a manner that the total amount added falls within the above-mentioned predetermined amount range.

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5図に示すようなノイズ入カム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。
Create a circuit as shown in Figure 4 using the above elements,
As a result of examining the output status of the noise input cam shown in FIG. 5, it was found that the noise could be suppressed as shown in output status curve B in FIG.

第5図で7は本発明の素子、8はコイルである。In FIG. 5, 7 is an element of the present invention, and 8 is a coil.

なお、第1図に示す従来のフィルタ回路の出力状況は第
6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。マタ、第2図に示すバリスタを含む従来
のフィルタ回路では1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
必要とするだけ部品点数が多くなる。
Note that the output condition of the conventional filter circuit shown in FIG. 1 is as shown by the output condition curve C in FIG. 6, and noise is not removed sufficiently. The conventional filter circuit including the varistor shown in FIG. 2 can achieve an effect similar to the circuit shown in FIG. .

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
子は従来にない複合機能を重重)<リスクとコンデンサ
の2つの役割を同時に果たすことが可能であり、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。
Effects of the Invention As mentioned above, the device using the ceramic composition of the present invention has multiple functions that have not been seen before. It simplifies, contributes to miniaturization, high performance, and low cost, and absorbs surges in various electrical and electronic devices.

ノイズ除去へと広げることができ、その実用上の価値は
極めて太きい。
It can be extended to noise removal, and its practical value is extremely large.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図、第2図はそ几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・rズフイルり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
図 1 第2図 第3図 、5 第4図 第5図 一同液壊2 (が〃ど)
Figures 1 and 2 are circuit diagrams showing conventional noise filter circuits, Figure 3 is a cross-sectional view of an element using the ceramic composition of the present invention, and Figure 4 shows the element of Figure 3. FIG. 5 is a circuit diagram showing the noise filter circuit used, and a characteristic diagram showing the input noise and output noise conditions of the present invention and the conventional noise filter circuit. Name of agent: Patent attorney Toshio Nakao and 1 other person No. 1
Figure 1 Figure 2 Figure 3, 5 Figure 4 Figure 5 All liquid damage 2

Claims (1)

【特許請求の範囲】 5rTiO3を99.996〜90.EjOOモ#%、
半導体化促進用金属酸化物としてNb2O5を0・00
1〜0−200モル%%Ta205をo、Oo1〜5.
oooモルチ含み、 Mn t−MnO2(7)形にし
て0.001〜2.000モル%、 Na、 K、 C
a、 Cd、 In、 Ba、 Pbからなる群から選
択さ几た少なくとも1種類以上の元素をNa2O。 K2O、CaO、CdO、In20B 、 BaO、P
bOO形にして0.001〜2.000モルチ含有する
ことを特徴とする電圧依存性非直線抵抗体磁器組成物。
[Claims] 5rTiO3 is 99.996-90. EjOOmo#%,
0.00 Nb2O5 as a metal oxide for promoting semiconductor formation
1-0-200 mol%% Ta205, Oo1-5.
Contains ooo mole, 0.001 to 2.000 mol% in Mnt-MnO2 (7) form, Na, K, C
Na2O at least one element selected from the group consisting of a, Cd, In, Ba, and Pb. K2O, CaO, CdO, In20B, BaO, P
A voltage-dependent nonlinear resistor ceramic composition characterized in that it contains 0.001 to 2.000 molti in bOO form.
JP58117569A 1983-06-28 1983-06-28 Voltage depending nonlinear resistor porcelain composition Pending JPS607703A (en)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP58117569A JPS607703A (en) 1983-06-28 1983-06-28 Voltage depending nonlinear resistor porcelain composition
PCT/JP1984/000332 WO1985000246A1 (en) 1983-06-28 1984-06-28 Voltage-dependent, non-linear resistor porcelain composition
DE8484902606T DE3477437D1 (en) 1983-06-28 1984-06-28 VOLTAGE-DEPENDENT, NON-LINEAR RESISTOR PORCELAIN COMPOSITION
EP84902606A EP0153412B1 (en) 1983-06-28 1984-06-28 Voltage-dependent, non-linear resistor porcelain composition
US07/013,176 US4839097A (en) 1983-06-28 1987-02-09 Voltage-dependent non-linear resistance ceramic composition

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP58117569A JPS607703A (en) 1983-06-28 1983-06-28 Voltage depending nonlinear resistor porcelain composition

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPS607703A true JPS607703A (en) 1985-01-16

Family

ID=14715062

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP58117569A Pending JPS607703A (en) 1983-06-28 1983-06-28 Voltage depending nonlinear resistor porcelain composition

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS607703A (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63293146A (en) * 1987-05-26 1988-11-30 Sumitomo Electric Ind Ltd Manufacture of high strength heat resistant aluminum alloy for electric conduction
US4854936A (en) * 1986-07-29 1989-08-08 Tdk Corporation Semiconductive ceramic composition and semiconductive ceramic capacitor
JPH04311549A (en) * 1991-04-09 1992-11-04 Mitsubishi Cable Ind Ltd Production of high heat-resistant aluminum alloy wire for electrical conducting

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4854936A (en) * 1986-07-29 1989-08-08 Tdk Corporation Semiconductive ceramic composition and semiconductive ceramic capacitor
JPS63293146A (en) * 1987-05-26 1988-11-30 Sumitomo Electric Ind Ltd Manufacture of high strength heat resistant aluminum alloy for electric conduction
JPH04311549A (en) * 1991-04-09 1992-11-04 Mitsubishi Cable Ind Ltd Production of high heat-resistant aluminum alloy wire for electrical conducting

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0153412B1 (en) Voltage-dependent, non-linear resistor porcelain composition
JPS60107804A (en) Voltage dependent nonlinear resistor porcelain composition
JPH0430721B2 (en)
JPS607703A (en) Voltage depending nonlinear resistor porcelain composition
JPS609102A (en) Voltage depending nonlinear resistor porcelain composition
JPH04568B2 (en)
JPH0551553B2 (en)
JPS5842219A (en) Composite function element
JPS6146003A (en) Composite function element
JPH0425684B2 (en)
JPS607701A (en) Voltage depending nonlinear resistor porcelain composition
JPH0380322B2 (en)
JPS59208807A (en) Voltage dependency nonlinear resistor porcelain composition
JPH0425685B2 (en)
JPS6088402A (en) Voltage depending nonlinear resistor porcelain composition
JPS59208809A (en) Voltage temperature dependency nonlinear resistor porcelain composition
JPS60254703A (en) Voltage depending nonlinear resistor porcelain composition
JPH0425683B2 (en)
JPH0380323B2 (en)
JPH0380326B2 (en)
JPH0380327B2 (en)
JPH0380325B2 (en)
JPS5878412A (en) Composite function element
JPH0380324B2 (en)
JPS607702A (en) Voltage depending nonlinear resistor porcelain composition