JPS63296306A

JPS63296306A - 電圧依存性非直線抵抗体磁器組成物

Info

Publication number: JPS63296306A
Application number: JP62132436A
Authority: JP
Inventors: Keiichi Noi; 野井　慶一
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1987-05-28
Filing date: 1987-05-28
Publication date: 1988-12-02

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）α ここで、Ｉは電流、Ｖ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、ＺｎＯ系バリスタで
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５Ｘ１０’程度で、ｔａｎδが１チ前後の半導
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
しての機能を果さなくなったりする。

そこで最近になって５ｒＴｉ０５を主成分とし、バリス
タ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５ｒＴｉＯ５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大きく、αが大きいと共にサ
ージ耐量が大きく、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ものである
。

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、５ｒｚＴｉ
０５　、（ＣａｚＳｒ、　ｚ）ｂＴｉＯｓ（０．００１
≦ｘ≦ｏ、ｓ）。

（ＢａｙＳｒ＋−ｙ）ｃＴｉｏｓ（０−００１≦ｙ≦０
．６）。

（ＭｇｚＳｒｌｚ）ｄＴｉ０５（０．００１≦２≦０．
５）（０．９５０≦ａ、ｂ、ｃ、ｄ（１，０００）（以
下第一成分と呼ぶ）のうち少なくとも１種類以上を８０
．０００〜９９．９９７　ｍｏｌ％　、　ｕｂ２ｏ５゜
”２Ｏ５　＊　１０５　＋　ｎ７２ｏ　Ｓ　ｒ　Ｙ２Ｏ
５＋　”２Ｏ３＋　ＣｅＯ２ｅＳｍ２Ｏ５．Ｐｒ６Ｏ１
１，Ｎｄ２Ｏ５（以下第二成分と呼ぶ）のうち少なくと
も１種類以上を０．００１〜５．０００ｍｏ１％　、　
ＷＮ２　（以下第三成分と呼ぶ）ヲｏ、００１〜５．　
ＯＯＯＷＯＥ％含有してなるもの、及びこれら第一成分
〜第三成分をそれぞれ上記と同−ｍｏ１％。

ム１２Ｏ５．５ｂ２Ｃ）５　、　ＢａＯ、Ｂｏｏ　、Ｐ
ｂＯ、Ｂ２Ｏ３、ＣｅＯ２。

Ｃｒ２Ｏ３、Ｆｅ２Ｏ３、ＣｄＯ，に２Ｏ　、ＣａＯ，
Ｃｏ２Ｏ３、ＣｕＯ。

Ｃｕ２Ｏ、Ｌｉ２Ｏ、ＭｇＯ、ＭｎＯ２，ＭｏＯ３、Ｎ
ａ２Ｏ、ＮｉＯ。

Ｒｈ　２Ｏ５　、５ｅ０２　、λｇ２Ｏ　、５ｉ０２　
、ＳｉＣ、ＳｒＯ、Ｔ７！２Ｏ　。

Ｔｈ０２　、　ＴｉＯ２、Ｖ２Ｏ３、Ｂｉ２Ｏ３、ＷＯ
３、ＺｎＯ、ＺｒＯ２。

５ｎ０２　　（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．ＯＯＯｍｏ／％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
ものである。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。

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
が起こりにくいため大部分のｗｈ２が窒化物のままで存
在し、仮に粒子内部まで酸素が拡散してきても窒化物の
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を実施例を上げて具体的に説明する０８ｒＣＯ５，ＣａＣＯ３、ＢａＣ０５，ＭｇＣＯ３、Ｔ
ｉＯ２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、１０ｏ。

℃で１５時間仮焼する。こうして得られた仮焼物にＴｈ
Ｉ４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有機バインターを１０ｗｔ％添
加して造粒した後、１（ｔ／ｄ）のプレス圧力で１ｏφ
Ｘ１ｔ（ｍ）の円板状に成形する。次いで、空気中で１
０００℃、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１４００℃、６時
間焼成する。さらに、空気中で１０８０’Ｃ１１４時間
焼成し、こうして得られた第１図、第２図に示すような
焼結体１０両平面に外周を残すようにして五ｇ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ｓｏｏ
”ｃ、６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を取付け、エポキシなど
の樹脂を塗装する。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１ＫＨｚでの静
電容量から計算したものであり、粒内抵抗（Ｒ２Ｈ）は
共振周波数でのインピーダンスにより評価し、αは α＝　１　／　Ｌｏｇ（Ｖ１ｏｍＡ／Ｖ１ｍＡ）（ただ
し、Ｖ１ｍム、ＶｌｏｍＡは１ｍム、１０１１Ｉムの電
流を流した時に素子の両端にかかる電圧である。）で評
価した。また、サージ耐量はパルス性の’ｔＬＲを印加
した後のＶ１１１ムの変化が土１０％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５ｒ４Ｔｉ０５　、　（ＣｚｚＳｒｌｚ）ｂＴｉＯＢ（
０．０Ｏ（（≦０．５　）　。

（ＢａｙＳｒ、　７）ＱＴｉ０５（０．○ｏ１≦ｙ≦ｏ
、ｓ）。

（ＭｇｚＳｒ　ｊ　−Ｚ　）ｄＴｉｏ　ｓ　（０．００
１≦２≦０．５）（０．９６０≦ａ　、　ｂ　、　ｃ　
、　ａ＜１．０００　）のｘ、ｙ、ｚの範囲を規定した
のは、ｏ、００１未満では効果を示さず、０．６を超え
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、ａ、ｂ、ｃ、ｄの範囲を規定したのは、１．０で
は格子欠陥が発生しにくいため半導体化が促進されず、
０．９６より小さくなるとＴｉが過剰となシすぎてＴｉ
Ｏ２の結晶が生成し、組織が不均一になり特性が劣化す
るためである。さらに、第二成分はα００１ｍｏ１１！
％未満では効果を示さず、６、０００ｍｏ６％を超える
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ことによるものである
。そして、第三成分は、０．００１ｍＪ％未満では効果
を示さず、６．ＯＯＯｍｏｌ％を超えると粒界に第二相
を形成するため特性が劣化することによるものである。

また、第四成分は０．００１　ｍｏｌ％未満では効果を
示さず、６．０００　ｍｏＪ％を超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ると共にバ
リスタ電圧が高くなり、サージに対して弱くなるためで
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０発明の効果以上に示したように本発明によれば、誘電率ε。

αが大きく、粒内抵抗が小さいため高周波のノイズを吸
収すると共に、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
明による素子を示す断面図である。１・・・・・・焼結体、２．３・・・・・・電極。第１図第２図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）Ｓｒ＿ａＴｉＯ＿３、（Ｃａ＿ｘＳｒ＿１＿−＿
ｘ）＿ｂＴｉＯ＿３（０．００１≦ｘ≦０．５）、（Ｂ
ａ＿ｙＳｒ＿１＿−＿ｙ）＿ｃＴｉＯ＿３（０．００１
≦ｙ≦０．５）、（Ｍｇ＿ｚＳｒ＿１＿−＿ｚ）＿ｄＴ
ｉＯ＿３（０．００１≦ｚ≦０．５）（０．９５０≦ａ、ｂ、ｃ、ｄ＜１．０００）のうち少
なくとも１種類以上を９０．０００〜９９．９９８ｍｏ
ｌ％、Ｎｂ＿２Ｏ＿５、Ｔａ＿２Ｏ＿５、ＷＯ＿３、Ｄ
ｙ＿２Ｏ＿３、Ｙ＿２Ｏ＿３、Ｌａ＿２Ｏ＿３、ＣｅＯ
＿２、Ｓｍ＿２Ｏ＿３、Ｐｒ＿６Ｏ＿１＿１、Ｎｄ＿２
Ｏ＿３のうち少なくとも１種類以上を０．００１〜５．
０００ｍｏｌ％、ＷＮ＿２を０．００１〜５．０００ｍ
ｏｌ％含有してなる電圧依存性非直線抵抗体磁器組成物
。
（２）Ｓｒ＿ａＴｉＯ＿３、（Ｃａ＿ｘＳｒ＿１＿−＿
ｘ）＿ｂＴｉＯ＿３（０．００１≦ｘ≦０．５）、（Ｂ
ａ＿ｙＳｒ＿１＿−＿ｙ）＿ｃＴｉＯ＿３（０．００１
≦ｙ≦０．５）、（Ｍｇ＿ｚＳｒ＿１＿−＿ｚ）＿ｄＴ
ｉＯ＿３（０．００１≦ｚ≦０．５）（０．９５０≦ａ
、ｂ、ｃ、ｄ＜１．０００）のうち少なくとも１種類以
上を８０．０００〜９９．９９７ｍｏｌ％、Ｎｂ＿２Ｏ
＿５、Ｔａ＿２Ｏ＿５、ＷＯ＿３、Ｄｙ＿２Ｏ＿３、Ｙ
＿２Ｏ＿３、Ｌａ＿２Ｏ＿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％、
ＷＮ＿２を０．００１〜５．０００ｍｏｌ％、Ａｌ＿２
Ｏ＿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、Ｃ
ｕＯ、Ｃｕ＿２Ｏ、Ｌｉ＿２Ｏ、ＭｇＯ、ＭｎＯ＿２、
ＭｏＯ＿３、Ｎａ＿２Ｏ、ＮｉＯ、Ｒｈ＿２Ｏ＿３、Ｓ
ｅＯ＿２、Ａｇ＿２Ｏ、ＳｉＯ＿２、ＳｉＣ、ＳｒＯ、
Ｔｌ＿２Ｏ、ＴｈＯ＿２、ＴｉＯ＿２、Ｖ＿２Ｏ＿５、
Ｂｉ＿２Ｏ＿３、ＷＯ＿３、ＺｎＯ、ＺｒＯ＿２、Ｓｎ
Ｏ＿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。