JPS6146003A - 複合機能素子 - 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 本発明は各種電気機器、電子機器において、異常電圧吸
収及びノイズ除去などに利用される電圧依存性非直線抵
抗体磁器組成物（以下バリスタと呼ぶ）を作るのに好適
な複合機能素子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。

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系パリス・りなどが使用され
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、工は電流、■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αは２〜７程度、ＺｎＯ系バリスタで
はαが５０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Ｋより、見かけの誘電率が５　Ｘ　
１０’〜６　Ｘ　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
素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シする。

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。

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シ、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。

そこで近年、５ｒＴｉ○３を主成分とする複合機能素子
が開発されている。これはＳ　ｒ　Ｔ　１０ｓ　を主成
分とし、半導体化促進用金属酸化物としてＮｂ２Ｏ５，
Ｔａ２ｏ５などを含み、非直線性促進剤としてＣｏ　、
ＡＩＤ、　、　Ｓ　ｉなどの酸化物を含むものであるが
、バリスタ電圧が高く、非直線指数が小さいという欠点
があった。

発明の目的 本発明は上記欠点に鑑み、バリスタとコンデンサの両方
の機能を有し、しかもバリスタ電圧が低く、非直線指数
の大きい複合機能素子を提供することにある。

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　ｉＯ３を主成分とする焼結体の粒界に１価原素のＮ
ａ、に、Ｌｉ、Ａｇ　　の酸化物のうち少なくとも１種
類以上を偏在させる構成とした複合機能素子を提供する
ものである。

実施例の説明 以下に本発明を実施例をあげて具体的に説明する０ ３ｒＴｉＯ９９，７ｍｏ１％とＮｂ２０６０．３　ｍｏ
Ｊ２チをボールミルなどによシ湿式で２０時間混合し、
乾燥させた後、有機バインダー（例えばポリビニルアル
コールなど）を１０ｗｔ％加え造粒した後、ｓ、ｏ（ｍ
ｍ）φｘ　１．０（ｍｎ＋）　ｔ　（Ｄ形状にプレス圧
１．ｏｔＡ４で加圧成形した。この成形体を空気中１２
ｏＯ℃で２時間仮焼した後、還元雰囲気（例えばＮ２：
Ｈ２＝１０：１）中にて１３００〜１４５０’Ｃで１〜
６時間焼成した。こうして得られた焼結体の比抵抗は０
．１〜０．８９’ｃｍで、平均粒子径は２０〜５０μｍ
であった。次に、この焼結体の両面に１価元素の酸化物
を含むペーストを塗布し乾燥させた。ペーストは１価元
素酸化物１．０１に対し、エチルセルロース１．（１，
カルピトールアセテート１５〜２０ｄの割合で混合して
作られたものである。次に、空気中で９００〜１３ｏｏ
℃で２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の側平面をＳｉＣなどの研磨剤で研磨し、
Ａｑなどの導電性金属を用いて電極６，６を形成した。

上記電極５，６の径はｓ、ｏ（ａｍ）φとした。

このようにして得られた素子の特性を上記ペーストによ
る拡散剤の組成と併せて下記の第１表に示す。第１表に
おいて、試料Ｎ［１１６はＳ　ｒ　Ｔ　ｉＯ３９９，７
ｍｏＩｔ％とＮｂ　２０　ｓ　Ｏ−３ｒｒｘｏｌｔ％を
上記と同様にして還元焼成した後、空気中において１１
００℃で再酸化したものである。同じく試料ＮＯ，１６
は、まず５ｒＴｉＯ９９，４ｍｏｌ！　％に対し、Ｎｂ
２ｏ５を０．３モル係、Ｃｏｏを０．３モルチ加えて、
ボールミルによシ湿式で２０時間混合し乾燥させた後、
ポリビニルアルコールを１０ｗｔ％加え造粒し、８．０
（ｍｍ）φｘ　１．０（ｍｍ）　ｔの形にプレス圧１　
、ｏｔ／ｃｎ　’ｔ’加圧成形した。この成形体を空気
中１２００℃で仮焼した後、Ｎ２：Ｈ２＝１０：１　の
還元雰囲気中にて１４２０’Ｃで３時間焼成した。次に
、空気中において１１００℃で２時間焼成した。その後
、試料Ｎα１５と同様にＳ　ｉ’ｃなどの研磨剤で研磨
し、Ａｇにより電極を形成した。電極の径は５．０（ａ
ｍ）φとしたものである。

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、Ｃはバリスタ固有の定
数、αは非直線指数）Ｋ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■１ｍＡ／１ｒｒ
！ｎ　と呼ぶ）ノ値ト、α＝１／２０ｑ（■１０ｍＡ／
ｖ１ｍＡ）〔ただし、■１゜ｍＡは１０ｍＡのハＩ）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Ｉ　ＫＨｚ　Ｉ／Ｃおける誘
電率ξ、誘電損失角ｔａｎδで行っている。上記のデー
タは還元雰囲気中虻おける焼成温度１時間を１４２０℃
、３時間、空気中での焼成温度１時間を１１００℃、２
時間で行ったものである。

以上のように本実施例だよれば、上記試料Ｎ０．１〜１
４で明らかなようにＳ　ｒ　Ｔ　ｉＯ３を主成分とする
焼結体の粒界に、Ｎａ、に、Ｌｉ、Ａｇ　　の酸化物の
うち少なくとも１種類以上を偏在させることにより、バ
リスタとコンデンサの両方の機能を有し、バリスタ電圧
が低く、非直線指数の高い複合機能素子を得ることがで
きる。

第５図に示したように従来のフィルタ回路では、ノイズ
入力Ａに対して出力状況曲線Ｃとなり、十分にノイズを
除去していない。また、第２図例示した従来のバリスタ
を含むフィルタ回路では本発明による素子を用いた場合
と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
な回路を作ったところ、ノイズ入力Ａに対して出力状況
曲線Ｂのようになり、ノイズを十分におさえることがで
きた。

なお、第４図で７は本発明の素子、８はコイルである。

発明の効果 以上のように本発明は、Ｓ　ｒ　Ｔ　ｉＯ３を主成分と
する焼結体の粒界にＮａ、に、Ｌｉ、Ａｇ　の１価原素
の酸化物のうち少なくとも１種類以上を偏在させること
により、バリスタとコンデンサの両方の機能を有し、バ
リスタ電圧が低く、非直線指数の高い複合機能素子を得
ることができ、その実用的効果は大なるものがある。

【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図は本発明による複合機能素子
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
図 Ｉ 第３図 第４図 第５図 一争頂儀教（間ＮＹ）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ＳｒＴｉＯ＿３を主成分とする焼結体の粒界に、１価原
   素のＮａ、Ｋ、Ｌｉ、Ａｇの酸化物のうち少なくとも１
   種類以上を偏在させたことを特徴とする複合機能素子。