JPS63215015A - 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 本発明は電気機器、電子機器で発生する異常高電圧、ノ
イズ、静電気から半導体及び回路を保護するためのコン
デンサ特性とバリスタ特性を有する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。

従来の技術 従来、各種電気機器、電子機器における異常高電圧の吸
収、ノイズの除去、火花消去、静電気対策のために電圧
依存性非直線抵抗特性を有するＳｉＣバリスタや、Ｚｎ
Ｏ系バリスタ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すことが
できる。

Ｉ＝（Ｖ／Ｃ）ａ ここで、■は電流、■は電圧、Ｃはバリスタ固有の定数
、αは電圧非直線指数である。

ＳｉＣバリスタのαは２〜７程度、２ｎＯ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
は比較的高い電圧の吸収には優れた性能を有しているが
、誘電率が低く、固有の静電容量が小さいため、バリス
タ電圧以下の比較的低い電圧の吸収に対してはほとんど
効果を示さず、また誘電損失ｔａｎδが５〜１０％と大
きい。

一方、これらの低電圧のノイズなどの除去には見かけの
誘電率が５×１０程度で、ｔａｎδが１％前後の半導体
コンデンサが利用されている。しかし、このような半導
体コンデンサはサージなどによりある限度以上の電圧ま
たは電流が印加されると、破壊したりしてコンデンサと
しての機能を果たさなくなったりする。

そこで最近になって、５ｒＴｉＯｓを主成分とし、バリ
スフ特性とコンデンサ特性の両方の機能を有するものが
開発され、マイクロコンピュータなどの電子機器におけ
るＩＣ，ＬＳＩなどの半導体素子の保護に使用されてい
る。

発明が解決しようとする問題点 上記の５ｒＴｉ０３を主成分とするバリスタはｚｎＯ系
バリスタに比べ誘電率が約１０倍と大きいが、電圧非直
線指数（α）やサージ耐量が小さく、粒内抵抗が高いた
め、高周波のノイズなどを十分に吸収できないといった
欠点を有していた。

そこで本発明では、誘電率が太き（αが大きいと共に、
サージ耐量が大きぐ、粒内抵抗が低い電圧依存性非直線
抵抗体磁器組成物を提供することを目的とする。

問題点を解決するための手段 上記の問題点を解決するために本発明では、５ｒＴｉ０
３．　Ｃａｘ５ｒｌ−、ＴｉＯｓ＜０．００１≦ｘ≦０
．５）。

ＢａｙＳｒ　＋−，Ｔｉ０３（０．００１≦ｙ≦０．５
＞。

ＭｇｚＳｒ＋−ｚＴｉＯ３（０．００１≦ｚ≦０．５）
（以下第一成分と呼ぶ〉のうち少なくとも１種類以上を
９０．０００＝９９．９９８ｍｏｌＪ、　Ｎｂ２Ｏ６、
Ｔａ２０５　、　Ｗ（ｈ　。

口ｙ２（ｈ、　　Ｙ２Ｏ３，Ｌａ２Ｏ３，ＣｅＯ２，Ｓ
ａｗ’３．Ｐｒ５Ｏ目＊Ｎｄ２０３（以下第二成分と呼
ぶ）のうち少なくとも１種類以上を０．００１−５．０
００ｍｏ目、ＵＮ（以下第三成分と呼ぶ）を０．００１
〜５．０００ｍｏ目含有してなるか、または第一成分を
８０．０００＝９９．９９７ｍｏｌｙ２、第二成分を０
．００１＝５．０００ｓ＋ｏｌ＄　、第三成分を０．０
０１−５．０００ｉｏ１＄、Ａｌ２Ｏ３，５ｂｚ０３．
　Ｂａｄ、　Ｂｅｄ、　ＰｂＯ，Ｂ２Ｏ３，ＣｅＯ２゜
Ｃｒ２Ｏ５＊　Ｆ　ｅ２ａ３Ｔ　ＣｄＯ＊　Ｋ２Ｏ＊　
ＣａＱ　ｖ　ＣＯ２Ｏ３＋　ＣｕＯ＊Ｃｕ２Ｏ，Ｌｉ２
Ｏ，ＭｇＯ，Ｋｎｏ２．　ＭＯＯ３，Ｎａ２Ｏ，Ｎｉｐ
。

Ｒｈ２Ｏ３，５ｅａ２．　Ａｇ＋Ｏ，５ｉＯｚ、　Ｓｉ
Ｃ，ＳｒＯ，Ｔｌ２Ｏ。

Ｔｈ０２．　Ｔｉ１ｔ　、　Ｖ２Ｏ５、Ｂｉ２Ｏ５、Ｗ
Ｏｓ、ＺｎＯ、ＺｒＯ２，Ｓｎｏｗ（以下第四成分と呼
ぶ）のうち少なくとも１種類以上を０．００１〜１０．
０００ｓｏｌ零含有してなる電圧依存性非直線抵抗体磁
器組成物を得ることにより、問題を解決しようとするも
のである。

作用 上記発明において第一成分は主成分であり、第二成分は
主に半導体化を促進する金属酸化物である。また、第三
成分は誘電率及び粒内抵抗の改善に寄与するものであり
、第四成分は誘電率、α。

サージ耐量の改善に寄与する。特に、第三成分は素子全
体に均一に分散し、添加時点では窒化物であるが、還元
焼成後に空気中で熱処理することにより酸化物に変わり
、電子を放出する反応がおこる。すなわち、粒界部分で
は拡散してきた多量の酸素により酸化物が形成され、放
出された電子は酸素イオンに捕獲され粒界は絶縁化され
る。一方、粒子内部は酸素の拡散が起こりに（いため大
部分のＵＮの窒化物のままで存在し、仮に粒子内部まで
酸素が拡散してきても原子価が変わることによって電子
を放出するため、酸化による高抵抗化を抑制する作用を
する。このため粒子内部を低抵抗にすることができる。

実施例 以下に本発明の実施例を上げて具体的に説明する。

まず、５ｒＣＯｓ　ｒ　ＣａＣ０３ｔ　ＢａＣＯ３＊　
ＭｇＣＯ３＋　ＴｌＯ２を下記の第１表の組成比になる
ように秤量し、ボールミルなどで４０時間混合し、乾燥
した後、１０００℃で１５時間仮焼する。こうして得ら
れた仮焼物にＺｒＮと添加物を下記の第１表の組成比に
なるように秤量し、ボールミルなどで２４時間混合し、
乾燥した後、ポリビニルアルコールなどのバインダーを
１０−を零添加して造粒した後、Ｈｔ／ｃｄ）のプレス
圧力で１０φＸｌｔ（ｍ）の円板状に成形する。その後
、空気中で１１００℃、１時間仮焼脱バインダーを行っ
た後、Ｎ２：　Ｈ２＝９　：　１の混合ガス中で１５２
０℃、３時間焼成する。さらに、空気中で１１００℃、
１２時間焼成し、このようにして得られた第１図、第２
図に示す焼結体１の両手面に外周を残すようにしてＡｇ
などの導電性ペーストをスクリーン印刷などにより塗布
し、６００℃、５分間焼成し、電極２，３を形成する。

次に、半田などによりリード線（図示せず）を取付け、
エポキシなどの樹脂（図示せ、ず）を塗装する。このよ
うにして得られた素子の特性を以下の第２表に示す。な
お、誘電率はＩＫＨｚでの静電容量から計算したもので
あり、粒内抵抗（ＥＳＲ）は共振周波数でのインピーダ
ンスにより評価し、αは ａ　＝　１　／　Ｌｏｇ　（Ｖ　ＩＯＩｍＡ／　Ｖ　Ｉ
ＩＩＡ　）（ただし、Ｖ　ＩＱＩＩＩＡ　＊　Ｖ　１１
１Ａはそれぞれ１０ｍＡ。

１ｍＡの電流を流した時に素子の両端にががる電圧であ
る。）で評価した。また、サージ耐量−はパルス性の電
流を印加した後のｖＩＩｌｌ＾の変化が±１０零以内で
ある時の最大のパルス性電流値により評価している。

（以　　下　　余　　白　　） また、第一成分の５ｒＴｉ０３゜ ＣａｘＳｒ　１−、Ｔｉ０３（０．００１≦ｘ≦０．５
）。

Ｈａ、Ｓｒ　＋−，Ｔｉ０３（０．００１≦ｙ≦０．５
）。

ＭｇｚＳｒ　Ｉ−ＺＴ１０３（０．００１≦ｚ≦０：５
）のｘ、ｙ、ｚの範囲を規定したのは、Ｏ，ＯＱ１未満
では効果を示さず、０．５を越えると粒成長及び半導体
化が抑制され特性が劣化するためである。また、第二成
分は０．００１−〇ｌ零未満では効果を示さず、５．０
００ｓｏ目を趙えると粒界に偏析して粒界の高抵抗化を
抑制し、粒界に第二相を形成するため特性が劣化するも
のである。さらに、第三成分は０．００１ａ＋ｏｌ零未
満では効果を示−さず、５．０００１０１零を越えると
粒界に第二相を形成するため特性が劣化するものである
。そして、第四成分は０．００１ｍｏ１ｇ未満では効果
を示さず、５．０００ｉｏ１ｇを越えると粒界に第二相
を形成し粒成長が抑制され、粒界の抵抗は高くなるが粒
界の幅が厚くなるため、静電容量が小さくなり、バリス
タ電圧が高（なり、サージに対して弱（なるものである
。

なお、本実施例では一部の添加物の組み合わせについて
のみ示したが、その他の添加物の組み合わせについても
同様の効果があることを確認した。

発明の効果 以上に示したように本発明によれば、誘電率。

αが太き（、粒内抵抗が小さいため、サージ電流が印加
された後の発熱が少ないため、素子の劣化が小さく、サ
ージ耐量が大きくなるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による素子を示す上面図、第２図は本発
明による素子の断面図である。 ■・・・・・・焼結体、２，３・・・・・・電極。 代理人の氏名　弁理士　中尾敏男　ほか１名１−焼結体 ２．３−電　　極 第１図 ＊２図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）ＳｒＴｉＯ＿３、Ｃａ＿ｘＳｒ＿１＿−＿ｘＴｉ
   Ｏ＿３（０．００１≦ｘ≦０．５）、Ｂａ＿ｙＳｒ＿１
   ＿−＿ｙＴｉＯ＿３（０．００１≦ｙ≦０．５）、Ｍｇ
   ＿ｚＳｒ＿１＿−＿ｚＴｉＯ＿３（０．００１≦ｚ≦０
   ．５）のうち少なくとも１種類以上を９０．０００〜９
   ９．９９８ｍｏｌ％、Ｎｂ＿２Ｏ＿５、Ｔａ＿２Ｏ＿５
   、ＷＯ＿３、Ｄｙ＿２Ｏ＿３、Ｙ＿２Ｏ＿３、Ｌａ＿２
   Ｏ＿３、ＣｅＯ＿２、Ｓｍ＿２Ｏ＿３、Ｐｒ＿６Ｏ＿１
   ＿１、Ｎｄ＿２Ｏ＿３のうち少なくとも１種類以上を０
   ．００１〜５．０００ｍｏｌ％、ＵＮを０．００１〜５
   ．０００ｍｏｌ％含有してなる電圧依存性非直線抵抗体
   磁器組成物。
2. （２）ＳｒＴｉＯ＿３、Ｃａ＿ｘＳｒ＿１＿−＿ｘＴｉ
   Ｏ＿３（０．００１≦ｘ≦０．５）、Ｂａ＿ｙＳｒ＿１
   ＿−＿ｙＴｉＯ＿３（０．００１≦ｙ≦０．５）、Ｍｇ
   ＿ｚＳｒ＿１＿−＿ｚＴｉＯ＿３（０．００１≦ｚ≦０
   ．５）のうち少なくとも１種類以上を８０．０００〜９
   ９．９９７ｍｏｌ％、Ｎｂ＿２Ｏ＿５、Ｔａ＿２Ｏ＿５
   、ＷＯ＿３、Ｄｙ＿２Ｏ＿３、Ｙ＿２Ｏ＿３、Ｌａ＿２
   Ｏ＿３、ＣｅＯ＿２、Ｓｍ＿２Ｏ＿３、Ｐｒ＿６Ｏ＿１
   ＿１、Ｎｄ＿２Ｏ＿３のうち少なくとも１種類以上を０
   ．００１〜５．０００ｍｏｌ％、ＵＮを０．００１〜５
   ．０００ｍｏｌ％、Ａｌ＿２Ｏ＿３、Ｓｂ＿２Ｏ＿３、
   ＢａＯ、ＢｅＯ、ＰｂＯ、Ｂ＿２Ｏ＿３、ＣｅＯ＿２、
   Ｃｒ＿２Ｏ＿３、Ｆｅ＿２Ｏ＿３、ＣｄＯ、Ｋ＿２Ｏ、
   ＣａＯ、Ｃｏ＿２Ｏ＿３、ＣｕＯ、Ｃｕ＿２Ｏ、Ｌｉ＿
   ２Ｏ、ＭｇＯ、ＭｎＯ＿２、ＭｏＯ＿３、Ｎａ＿２Ｏ、
   ＮｉＯ、Ｒｈ＿２Ｏ＿３、ＳｅＯ＿２、Ａｇ＿２Ｏ、Ｓ
   ｉＯ＿２、ＳｉＣ、ＳｒＯ、Ｔｌ＿２Ｏ、ＴｈＯ＿２、
   ＴｉＯ＿２、Ｖ＿２Ｏ＿５、Ｂｉ＿２Ｏ＿３、ＷＯ＿３
   、ＺｎＯ、ＺｒＯ＿２、ＳｎＯ＿２のうち少なくとも１
   種類以上を０．００１〜１０．０００ｍｏｌ％含有して
   なる電圧依存性非直線抵抗体磁器組成物。