JPS63301512A - 複合機能素子及びその製造方法 - Google Patents
複合機能素子及びその製造方法Info
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- JPS63301512A JPS63301512A JP13685287A JP13685287A JPS63301512A JP S63301512 A JPS63301512 A JP S63301512A JP 13685287 A JP13685287 A JP 13685287A JP 13685287 A JP13685287 A JP 13685287A JP S63301512 A JPS63301512 A JP S63301512A
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Landscapes
- Ceramic Capacitors (AREA)
- Fixed Capacitors And Capacitor Manufacturing Machines (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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野コ
この発明はコンデンサとバリスタの双方の機能を備えた
複合機能素子とその製造方法に関する。
複合機能素子とその製造方法に関する。
［従来の技術］
この種の複合素子は、第２図で示す様に、半導体磁器１
の表面に複数の電極２を設けたものである。この複合素
子は、超小型モーターの雑音防止用として使用されてお
り、これまで６Ｖ以下という低いしきい（直電圧Ｖｔｈ
のもとでも非直線指数αが大きな低電圧用素子の開発が
望まれてきた。
の表面に複数の電極２を設けたものである。この複合素
子は、超小型モーターの雑音防止用として使用されてお
り、これまで６Ｖ以下という低いしきい（直電圧Ｖｔｈ
のもとでも非直線指数αが大きな低電圧用素子の開発が
望まれてきた。
例えは、その一つの手段として、第２図で示すように、
半導体磁器１０表面にＡｇ電極２を焼付けて、該電極２
に接する半導体磁器１の界層部分のみを酸化させた複合
機能素子が提案されている（特開昭６０−１６５７１号
）。この機能素子では、半導体磁器１のうち、上記Ａｇ
電極２との界層部分に形成された酸化層３のみが電圧非
直線抵抗特性、即ちバリスタとしての特性を有し、その
他の部分は半導体磁器本来の性質を保持するため、低電
圧下でも大きな非直線指数αが得られる。
半導体磁器１０表面にＡｇ電極２を焼付けて、該電極２
に接する半導体磁器１の界層部分のみを酸化させた複合
機能素子が提案されている（特開昭６０−１６５７１号
）。この機能素子では、半導体磁器１のうち、上記Ａｇ
電極２との界層部分に形成された酸化層３のみが電圧非
直線抵抗特性、即ちバリスタとしての特性を有し、その
他の部分は半導体磁器本来の性質を保持するため、低電
圧下でも大きな非直線指数αが得られる。
［発明が解決しようとする問題点］
しかし、半導体磁器１の表層の一部にのみ高抵抗の酸化
層３が形成され、その間の非酸化層はこれより電気抵抗
が低いことから、電極２の間にパルス性の高電圧が印加
されたとき、酸化Ｎ３間の低抵抗部を通じて、これら電
極間に洩れ電流が通じる。また、半導体磁器１上に形成
されたＡｇ電極は、該半導体磁器１に対して非オーミツ
ク性を有し、半導体磁器１との界面にバリア層を形成す
る。このバリア層の厚みは極めて薄く、かつその単位厚
み当りのエネルギーの耐量が小さいため、該バリア層は
電極２にリード線を半田付けする際に加えられる熱衝撃
や上記パルス性の高電圧によって容易に基環される。そ
して、このバリア層が硼壊されると、バリスタ電圧の低
下や電圧非直線指数αの低下等、その特性の低下を来す
。
層３が形成され、その間の非酸化層はこれより電気抵抗
が低いことから、電極２の間にパルス性の高電圧が印加
されたとき、酸化Ｎ３間の低抵抗部を通じて、これら電
極間に洩れ電流が通じる。また、半導体磁器１上に形成
されたＡｇ電極は、該半導体磁器１に対して非オーミツ
ク性を有し、半導体磁器１との界面にバリア層を形成す
る。このバリア層の厚みは極めて薄く、かつその単位厚
み当りのエネルギーの耐量が小さいため、該バリア層は
電極２にリード線を半田付けする際に加えられる熱衝撃
や上記パルス性の高電圧によって容易に基環される。そ
して、このバリア層が硼壊されると、バリスタ電圧の低
下や電圧非直線指数αの低下等、その特性の低下を来す
。
この発明は、上記従来の問題点を解決することを目的と
するものである。
するものである。
［問題を解決するための手段］
第１図に示す符号を引用しながら、この発明の構成につ
いて説明すると、第一の発明による複合機能素子は、半
導体磁器１１の表層に、高抵抗を有する酸化層１３を一
様に形成し、この表面に電極１２を形成したものである
。また、第二の発明による上記複合素子の製造方法は、
半導体磁器１１の表面に金属酸化物を塗布し、熱処理し
た後、該半導体磁器１１の表面に電極１２を形成する方
法である。
いて説明すると、第一の発明による複合機能素子は、半
導体磁器１１の表層に、高抵抗を有する酸化層１３を一
様に形成し、この表面に電極１２を形成したものである
。また、第二の発明による上記複合素子の製造方法は、
半導体磁器１１の表面に金属酸化物を塗布し、熱処理し
た後、該半導体磁器１１の表面に電極１２を形成する方
法である。
［作 用］
この発明による複合機能素子では、半導体磁器１１の表
層のみに酸化層１３が形成され、これに囲まれた部分は
、半導体磁器としての性質をそのまま保持するため、低
い電圧のもとて電圧非直線特性、即ちバリスタ特性が得
られ、しかも大きな電圧非直線指数αが得られる。そし
て、半導体磁器１１０表層に一様に高抵抗を有する酸化
層１３が形成され、この上に電極２が設けられているた
め、電極１２間に瞬間的に高電圧が印加されたときでも
、低抵抗の部分から電流が洩れず、高い耐パルス性が得
られる。
層のみに酸化層１３が形成され、これに囲まれた部分は
、半導体磁器としての性質をそのまま保持するため、低
い電圧のもとて電圧非直線特性、即ちバリスタ特性が得
られ、しかも大きな電圧非直線指数αが得られる。そし
て、半導体磁器１１０表層に一様に高抵抗を有する酸化
層１３が形成され、この上に電極２が設けられているた
め、電極１２間に瞬間的に高電圧が印加されたときでも
、低抵抗の部分から電流が洩れず、高い耐パルス性が得
られる。
さらに、半導体磁器１１の半導体としての性質を有する
部分と電極１２との間に酸化層１３が介在されるため、
Ａｇ電極等の非オーミツク電極を設けた場合でも、電極
１２と半導体磁器１１との間にバリア層が形成されない
。
部分と電極１２との間に酸化層１３が介在されるため、
Ａｇ電極等の非オーミツク電極を設けた場合でも、電極
１２と半導体磁器１１との間にバリア層が形成されない
。
［実 施 例コ
次に、この発明の実施例について具体的に説明する。
半導体磁器１１には５ｒｕ−ｘ＋ ＣａｘＴ ｉ ０３
の焼結体等を使用し、これを中心に貫通孔を有するリン
グ状に形成する。次に、この半導体磁器１１の表面に金
属酸化物をペースト状にして塗布した後、熱処理する。
の焼結体等を使用し、これを中心に貫通孔を有するリン
グ状に形成する。次に、この半導体磁器１１の表面に金
属酸化物をペースト状にして塗布した後、熱処理する。
これによって、該半導体磁器１１０表面を一様に酸化し
、該磁器１１の表層に高抵抗を有する酸化１’ｌ１３を
形成する。金属酸化物には■２０５、ＺｎＯ，ＰｂＯ５
Ｂ２０３、Ｆ、ｅ２０３、ＣｕＯ５Ｂ １２０ａ、Ｇｅ
Ｏ２、ＭｎＯ２、Ｃｒ２Ｏ５等を使用し、これらの一種
以上の粉末を有機バインダーと共に混練し、ペースト状
としたものを半導体磁器１１の表面に塗布する。この金
属酸化物ペーストの塗布量は、半導体磁器１１の重量に
対し金属酸化物の重量に換算して０．０５〜２．０％程
度とするのが適当である。また、これを塗布した後の熱
処理は、８００〜１１００℃程度の温度で行うのが適当
である。
、該磁器１１の表層に高抵抗を有する酸化１’ｌ１３を
形成する。金属酸化物には■２０５、ＺｎＯ，ＰｂＯ５
Ｂ２０３、Ｆ、ｅ２０３、ＣｕＯ５Ｂ １２０ａ、Ｇｅ
Ｏ２、ＭｎＯ２、Ｃｒ２Ｏ５等を使用し、これらの一種
以上の粉末を有機バインダーと共に混練し、ペースト状
としたものを半導体磁器１１の表面に塗布する。この金
属酸化物ペーストの塗布量は、半導体磁器１１の重量に
対し金属酸化物の重量に換算して０．０５〜２．０％程
度とするのが適当である。また、これを塗布した後の熱
処理は、８００〜１１００℃程度の温度で行うのが適当
である。
次に、表層に酸化層１３が形成された半導体磁器１１の
表面に金属ペーストを塗布し、これを焼き付け、電極１
２を形成する。該電極１２の材料には、Ａｇの他、ＡＩ
、Ｎｉ、Ｚｎ等、オーミック電極材料を用いる。
表面に金属ペーストを塗布し、これを焼き付け、電極１
２を形成する。該電極１２の材料には、Ａｇの他、ＡＩ
、Ｎｉ、Ｚｎ等、オーミック電極材料を用いる。
次に、この発明の具体的な実施例とその比較例について
説明する。
説明する。
（実施例１）
純度９９％以上のＳｒＣＯ３、ＣａＣＯ３、ＴｉＯ２を
所定の割合で計量し、これらをボールミルで１０時間攪
拌し、乾燥し、粉砕した後、１２００℃の温度で２時間
仮焼し、（Ｓ ｒ ｅ９ｓ Ｃａｃｉ、ｃ＋５）ＴｉＯ
ａの組成を有する磁器粉末を得た。次に上記（Ｓ ｒ’
＋ａ９５ｃ ａｓ、ｚｓ） Ｔ ｉ ０３に対して０゜
０１モル％のＮｂ２Ｏ５を混合し、ボールミルで１５時
間攪拌した後、脱水し、乾燥し、粉砕した。
所定の割合で計量し、これらをボールミルで１０時間攪
拌し、乾燥し、粉砕した後、１２００℃の温度で２時間
仮焼し、（Ｓ ｒ ｅ９ｓ Ｃａｃｉ、ｃ＋５）ＴｉＯ
ａの組成を有する磁器粉末を得た。次に上記（Ｓ ｒ’
＋ａ９５ｃ ａｓ、ｚｓ） Ｔ ｉ ０３に対して０゜
０１モル％のＮｂ２Ｏ５を混合し、ボールミルで１５時
間攪拌した後、脱水し、乾燥し、粉砕した。
さらに、これにポリビニールアルコールを１０重量％混
合して造粒し、約１５００ｋｇ／ｃｍ２の圧力で直径１
０ｍｍ、内径８ｍｍ、肉厚０．６ｍｍのリング状に加圧
成形した。次に、このリング状成形体をＮ２（９５％）
、Ｈ２（５％）の還元雰囲気中において約１４００℃
の温度で約３時間焼成することにより、粒径約４０ｕｍ
程度の磁器粒子からなるリング状の半導体磁器１１を得
た。
合して造粒し、約１５００ｋｇ／ｃｍ２の圧力で直径１
０ｍｍ、内径８ｍｍ、肉厚０．６ｍｍのリング状に加圧
成形した。次に、このリング状成形体をＮ２（９５％）
、Ｈ２（５％）の還元雰囲気中において約１４００℃
の温度で約３時間焼成することにより、粒径約４０ｕｍ
程度の磁器粒子からなるリング状の半導体磁器１１を得
た。
ＰｂＯが４０重量部、ＣｕＯが６０重量部、有機バイン
ダーが２０重量部からなる金属酸化物ペーストを調整し
、これを半導体磁器１１に対して２重量％塗布し、乾燥
させた。その後９５０℃で３０分間熱処理し、半導体磁
器１１の表層の粒界のみを酸化処理した。
ダーが２０重量部からなる金属酸化物ペーストを調整し
、これを半導体磁器１１に対して２重量％塗布し、乾燥
させた。その後９５０℃で３０分間熱処理し、半導体磁
器１１の表層の粒界のみを酸化処理した。
Ａｇ粉末１００重量部に対して、ＰｂＯ−Ｂ２Ｏ３−５
ｉＯ２系力ラスフリツト１０重量部、有機バインダー２
０重量部からなる導電ペーストを調整し、これを半導体
磁器１１の片方の主面に塗布し、これを８５０℃の温度
を３０分間加えて焼き付けた。
ｉＯ２系力ラスフリツト１０重量部、有機バインダー２
０重量部からなる導電ペーストを調整し、これを半導体
磁器１１の片方の主面に塗布し、これを８５０℃の温度
を３０分間加えて焼き付けた。
これにより、上記半導体磁器１１の片方の主面に等角度
間隔で３つに分割されたＡｇ電極を形成し、第一の発明
による複合機能素子を構成した。
間隔で３つに分割されたＡｇ電極を形成し、第一の発明
による複合機能素子を構成した。
上記素子の３つの電極の間でバリスタ電圧のしきい値Ｖ
ｔｈ （Ｖ） 、非直線指数α、バリスタ電圧の耐パル
ス特性ＰＥ＋ｃ＋（％）を測定した。
ｔｈ （Ｖ） 、非直線指数α、バリスタ電圧の耐パル
ス特性ＰＥ＋ｃ＋（％）を測定した。
なお、バリスタ電圧のしき値Ｖｔｈとは、第３図に示す
バリスタのＶ−Ｉ曲線において、バリスタ特性を示す範
囲の最低電圧値をいう。また、非直線指数αは、次式に
より求めた。ここでＥｌ３はバリスタ電流Ｉ＋ｌａ＝１
０ｍＡのときのバリスタ電圧、Ｅｌはバリスタ電流■＋
＝１ｍＡのときのバリスタ電圧である。
バリスタのＶ−Ｉ曲線において、バリスタ特性を示す範
囲の最低電圧値をいう。また、非直線指数αは、次式に
より求めた。ここでＥｌ３はバリスタ電流Ｉ＋ｌａ＝１
０ｍＡのときのバリスタ電圧、Ｅｌはバリスタ電流■＋
＝１ｍＡのときのバリスタ電圧である。
さらに、耐パルス特性ＰＥＩ［＋については、第４図で
示す回路を用い、コンデンサＣに充電した１００Ｖのパ
ルス電圧を複合素子Ｓに１０回繰り返して放電、印加し
、その前後のバリスタ電圧の変化率で示した。
示す回路を用い、コンデンサＣに充電した１００Ｖのパ
ルス電圧を複合素子Ｓに１０回繰り返して放電、印加し
、その前後のバリスタ電圧の変化率で示した。
これらの結果を表１に示す。
（実施例２）
Ｂｉ２０３が３０重量部、ＭｎＯが２０重量部、■２０
５が２０重量部、有機バインダーが２０重量部からなる
金属酸化物ペーストを用い、これに半導体磁器１１を浸
漬して、乾燥後１０００℃の温度で熱処理したこと、電
極を形成する金属材料にＺｎを用い、このペーストを５
００℃の温度で焼き付けたこと以外は、上記実施例１と
同じ方法と条件で複合機能素子を作った。
５が２０重量部、有機バインダーが２０重量部からなる
金属酸化物ペーストを用い、これに半導体磁器１１を浸
漬して、乾燥後１０００℃の温度で熱処理したこと、電
極を形成する金属材料にＺｎを用い、このペーストを５
００℃の温度で焼き付けたこと以外は、上記実施例１と
同じ方法と条件で複合機能素子を作った。
また、この素子について上記実施例１と同様の試験を行
い、その結果を表１に示した。
い、その結果を表１に示した。
（実施例３）
Ｚｎ電極に代えて、無電解メッキ法によりＮ１電極を形
成したこと以外は、上記実施例２と同じ方法と条件で複
合機能素子を作った。
成したこと以外は、上記実施例２と同じ方法と条件で複
合機能素子を作った。
また、この素子について上記実施例１と同様の試験を行
い、その結果を表１に示した。
い、その結果を表１に示した。
（比較例）
金属酸化物ペーストの塗布と焼き付けを行わず、それ以
外は、上記実施例１と同じ方法と条件で複合機能素子を
作った。
外は、上記実施例１と同じ方法と条件で複合機能素子を
作った。
また、この素子について上記実施例１と同様の試験を行
い、その結果を表１に示した。
い、その結果を表１に示した。
表 １
上記の結果から明らかな通り、実施例１〜３では、比較
例に比べて、バリスタ電圧のしきい１直■ｔｈが低く、
電圧非直線指数αが大きく、しかも耐パルス性に優れた
複合機能素子が得られた。
例に比べて、バリスタ電圧のしきい１直■ｔｈが低く、
電圧非直線指数αが大きく、しかも耐パルス性に優れた
複合機能素子が得られた。
［発明の効果］
以上説明した通り、この発明の複合機能素子とその製造
方法によれは、バリスタ電圧のしきい値Ｖｔｈが低く、
電圧非直線指数αが大きく、従って低電圧下においても
、電圧非直線指数αが大きい複合機能素子が得られる。
方法によれは、バリスタ電圧のしきい値Ｖｔｈが低く、
電圧非直線指数αが大きく、従って低電圧下においても
、電圧非直線指数αが大きい複合機能素子が得られる。
しかも耐パルス性にも優れる複合機能素子が得られる。
第１図はこの発明の複合機能素子の構造概念を示す半断
面斜視図、第２図は第１図のＡ部拡大図、第３図は複合
機能素子の従来例の構造概念を示す半断面斜視図、第４
図は第３図のＢ部拡大図、第５図は上記複合機能素子の
バリスタ特性の一例を示すグラフ、第６図はこの発明の
実施例における複合機能素子の耐パルス特性試験を実施
した回路を示す結線図である。
面斜視図、第２図は第１図のＡ部拡大図、第３図は複合
機能素子の従来例の構造概念を示す半断面斜視図、第４
図は第３図のＢ部拡大図、第５図は上記複合機能素子の
バリスタ特性の一例を示すグラフ、第６図はこの発明の
実施例における複合機能素子の耐パルス特性試験を実施
した回路を示す結線図である。
Claims (2)
- （１）半導体磁器１１の表面に電極１２を形成したコン
デンサとバリスタの機能を有する複合機能素子に於て、
半導体磁器１１の表層に、高抵抗を有する酸化層１３を
一様に形成してなることを特徴とする複合機能素子。 - （２）半導体磁器１１の表面に電極１２を形成したコン
デンサとバリスタの機能を有する複合素子を製造する方
法に於て、半導体磁器１１の表面に金属酸化物を塗布し
、熱処理した後、該半導体磁器１１の表面に電極１２を
形成することを特徴とする複合機能素子の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13685287A JPS63301512A (ja) | 1987-05-30 | 1987-05-30 | 複合機能素子及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13685287A JPS63301512A (ja) | 1987-05-30 | 1987-05-30 | 複合機能素子及びその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63301512A true JPS63301512A (ja) | 1988-12-08 |
| JPH0435893B2 JPH0435893B2 (ja) | 1992-06-12 |
Family
ID=15185013
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13685287A Granted JPS63301512A (ja) | 1987-05-30 | 1987-05-30 | 複合機能素子及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63301512A (ja) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5727001A (en) * | 1980-07-25 | 1982-02-13 | Tdk Electronics Co Ltd | Voltage nonlinear resistance element |
| JPS5814517A (ja) * | 1981-07-17 | 1983-01-27 | 松下電器産業株式会社 | 複合機能素子組成物 |
| JPS60165710A (ja) * | 1984-02-07 | 1985-08-28 | 株式会社村田製作所 | 多機能素子 |
-
1987
- 1987-05-30 JP JP13685287A patent/JPS63301512A/ja active Granted
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5727001A (en) * | 1980-07-25 | 1982-02-13 | Tdk Electronics Co Ltd | Voltage nonlinear resistance element |
| JPS5814517A (ja) * | 1981-07-17 | 1983-01-27 | 松下電器産業株式会社 | 複合機能素子組成物 |
| JPS60165710A (ja) * | 1984-02-07 | 1985-08-28 | 株式会社村田製作所 | 多機能素子 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0435893B2 (ja) | 1992-06-12 |
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