JPH0682562B2 - 電圧依存性非直線抵抗体磁器組成物 - Google Patents
電圧依存性非直線抵抗体磁器組成物Info
- Publication number
- JPH0682562B2 JPH0682562B2 JP60145603A JP14560385A JPH0682562B2 JP H0682562 B2 JPH0682562 B2 JP H0682562B2 JP 60145603 A JP60145603 A JP 60145603A JP 14560385 A JP14560385 A JP 14560385A JP H0682562 B2 JPH0682562 B2 JP H0682562B2
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- JP
- Japan
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- voltage
- tio
- varistor
- nonlinear resistor
- porcelain composition
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- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
- Thermistors And Varistors (AREA)
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ところのSr
/Ti＝1.05〜0.95のSrTiO3， CaxSr1-xTiO3（0.001≦ｘ≦0.4）， BaySr1-yTiO3（0.001≦ｙ≦0.4）， MgzSr1-zTiO3（0.001≦ｚ≦0.4）のうち少なくとも１種
類以上を主成分と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。
イズ、静電気から半導体及び回路を保護するところのSr
/Ti＝1.05〜0.95のSrTiO3， CaxSr1-xTiO3（0.001≦ｘ≦0.4）， BaySr1-yTiO3（0.001≦ｙ≦0.4）， MgzSr1-zTiO3（0.001≦ｚ≦0.4）のうち少なくとも１種
類以上を主成分と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Zno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わすことができ
る。
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Zno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わすことができ
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
であり、αは電圧非直線指数である。
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
の低い電圧や周波数の高いもの（例えばノイズなど）の
吸収に対してはほとんど効果を示さず、また誘電損失ta
nδが５〜10％と大きい。
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
の低い電圧や周波数の高いもの（例えばノイズなど）の
吸収に対してはほとんど効果を示さず、また誘電損失ta
nδ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掛けの
誘電率が５×104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，電流
が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。そこで近年、SrTiO3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ているが、バリスタ電圧が低く、α
が大きく、誘電率が大きく、サージ耐量が大きいといっ
た必要とされるすべての特性を満足するものは未だ得ら
れていない。
誘電率が５×104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，電流
が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。そこで近年、SrTiO3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ているが、バリスタ電圧が低く、α
が大きく、誘電率が大きく、サージ耐量が大きいといっ
た必要とされるすべての特性を満足するものは未だ得ら
れていない。
発明が解決しようとする問題点 このようなことから、半導体及び回路をノイズ、静電気
から保護するためにはバリスタ電圧が低く、α、誘電
率、サージ耐量が大きく、ノイズ減衰特性の優れた素子
が必要である。
から保護するためにはバリスタ電圧が低く、α、誘電
率、サージ耐量が大きく、ノイズ減衰特性の優れた素子
が必要である。
本発明はこのような必要とする特性すべてを同時に満足
させる機器組成物を提供しようとするものである。
させる機器組成物を提供しようとするものである。
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、 Sr/Ti＝1.05〜0.95のSrTiO3， CaxSr1-xTiO3（0.001≦ｘ≦0.4）， BaySr1-yTiO3（0.001≦ｙ≦0.4）， MgzSr1-zTiO3（0.001≦ｚ≦0.4）のうち少なくとも１種
類以上を主成分とし、Sc,Y,La,Ce,Pr,Nd,Pm,Sm,Eu,Gd,T
b,Dy,Ho,Er,Tm,Yb,Lu,Nb,Ta,W,Ge,Tlのフッ化物を少な
くとも１種類以上添加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、上記の問題点を解決しよ
うとするものである。
類以上を主成分とし、Sc,Y,La,Ce,Pr,Nd,Pm,Sm,Eu,Gd,T
b,Dy,Ho,Er,Tm,Yb,Lu,Nb,Ta,W,Ge,Tlのフッ化物を少な
くとも１種類以上添加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、上記の問題点を解決しよ
うとするものである。
作用 一般に、SrTiO3を半導体化させるには半導体化促進剤を
添加し還元焼成するが、これだけでは半導体化促進剤の
種類によってはあまり半導体化が進まず、還元焼成後の
比抵抗は1.0Ω・cm 前後とやや高く、バリスタ電圧を
高くしたり、誘電率を下げたり、サージ耐量を下げたり
するというように電気的特性に悪影響を及ぼす。
添加し還元焼成するが、これだけでは半導体化促進剤の
種類によってはあまり半導体化が進まず、還元焼成後の
比抵抗は1.0Ω・cm 前後とやや高く、バリスタ電圧を
高くしたり、誘電率を下げたり、サージ耐量を下げたり
するというように電気的特性に悪影響を及ぼす。
この原因は半導体化促進剤とSrTiO3の反応が十分に起こ
っていないためである。一般に、酸化物は塩類を高温で
熱処理して製造するため、熱的に安定で、酸素と金属元
素は共有結合性の高い結合をしていることにより、他の
物質との反応が比較的おこりにくい。また、酸素が解離
してSrTiO3と金属元素が反応したとしても、解離した酸
素自体が活性に富むため半導体化を抑制する方向に働
く。
っていないためである。一般に、酸化物は塩類を高温で
熱処理して製造するため、熱的に安定で、酸素と金属元
素は共有結合性の高い結合をしていることにより、他の
物質との反応が比較的おこりにくい。また、酸素が解離
してSrTiO3と金属元素が反応したとしても、解離した酸
素自体が活性に富むため半導体化を抑制する方向に働
く。
従って、SrTiO3をより効率的に半導体化させるためには
半導体化促進剤が活性に富み、しかも酸化物ではないこ
とが必要である。この目的に最も合致するのがフッ化物
であり、酸化物に比べ数倍の活性を示す。
半導体化促進剤が活性に富み、しかも酸化物ではないこ
とが必要である。この目的に最も合致するのがフッ化物
であり、酸化物に比べ数倍の活性を示す。
このようにフッ化物を用いることにより、SrTiO3の半導
体化をより進めることができるため、粒子の抵抗に寄因
する特性．例えばバリスタ電圧を下げると共に誘電率を
大きくし、サージ耐量を大きくすることが可能である。
体化をより進めることができるため、粒子の抵抗に寄因
する特性．例えばバリスタ電圧を下げると共に誘電率を
大きくし、サージ耐量を大きくすることが可能である。
また、SiO2を添加することにより液相焼結が生じるた
め、より低温で焼結させることができ、粒子径も100μ
ｍ前後にまで大きくすることが可能であり、バリスタ電
圧の低下に有効である。
め、より低温で焼結させることができ、粒子径も100μ
ｍ前後にまで大きくすることが可能であり、バリスタ電
圧の低下に有効である。
さらに、第４成分として、Fe2O3,Co2O3,NiO,MnO2,Cr
2O3,Ag2O,CuO,MoO3,BeO,Li2O,Na2O,ZrO2,PbO,ZnO,P2O5,
Sb2O3,V2O5,Bi2O3,Al2O3を添加することにより、これら
が粒界に偏析し粒界を高抵抗化させる。従って、非直線
性が大きくなると共にサージ耐量を大きくするなどバリ
スタ特性が改善できる。
2O3,Ag2O,CuO,MoO3,BeO,Li2O,Na2O,ZrO2,PbO,ZnO,P2O5,
Sb2O3,V2O5,Bi2O3,Al2O3を添加することにより、これら
が粒界に偏析し粒界を高抵抗化させる。従って、非直線
性が大きくなると共にサージ耐量を大きくするなどバリ
スタ特性が改善できる。
実施例 以下に本発明を実施例をあげて具体的に説明する。
SrCO3,CaCO3,BaCO3,MgCO3,TiO2を下記の第１表に示す組
成比になるように秤量し、ボールミルなどで50時間混合
し、乾燥した後1000℃で10時間仮焼する。こうして得ら
れた仮焼物を下記の第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10wt％ 添加して
粒造した後、1t/cm2のプレス圧力で10 mm×1tmmの円板
状に成形する。この成形体を1000℃で２時間仮焼し、脱
バインダーを行った後、N2：H2＝9:1の混合ガス中で、1
500℃・３時間焼成する。さらに、空気中で1200℃・５
時間焼成し、こうして得られた第１図，第２図に示す焼
結体１の両平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し、600℃・５分焼成し、電
極2,3を形成する。
成比になるように秤量し、ボールミルなどで50時間混合
し、乾燥した後1000℃で10時間仮焼する。こうして得ら
れた仮焼物を下記の第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10wt％ 添加して
粒造した後、1t/cm2のプレス圧力で10 mm×1tmmの円板
状に成形する。この成形体を1000℃で２時間仮焼し、脱
バインダーを行った後、N2：H2＝9:1の混合ガス中で、1
500℃・３時間焼成する。さらに、空気中で1200℃・５
時間焼成し、こうして得られた第１図，第２図に示す焼
結体１の両平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し、600℃・５分焼成し、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
の樹脂塗装を行う。
の樹脂塗装を行う。
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。
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、サージ耐量はパルス性の電流を印加した後のV
1mA（1mAの電流を通した時の電圧）の変化が±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。
り、サージ耐量はパルス性の電流を印加した後のV
1mA（1mAの電流を通した時の電圧）の変化が±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。
発明の効果 上記に述べたように、半導体化物質としてフッ化物を用
いると、酸化物を用いた場合よりも半導体化が促進さ
れ、粒子の抵抗をさらに下げることができるため、粒界
に生じるバリヤーが相対的に高くなるためαが大きくな
る。また、粒子の抵抗が低いため、電気エネルギーによ
るダメージを受けにくく、サージ耐量を大きくすること
ができる。なお、フッ化物の添加量を規定したのは、0.
001mol％未満では効果を示さず、10.000mol％を越える
とフッ化物の分解時に基板及びサヤなどと反応するた
め、所定の形状を保持したものを作りにくく、未分解の
フッ化物が残りやすく、バリスタ特性の劣化につながる
ことによる。
いると、酸化物を用いた場合よりも半導体化が促進さ
れ、粒子の抵抗をさらに下げることができるため、粒界
に生じるバリヤーが相対的に高くなるためαが大きくな
る。また、粒子の抵抗が低いため、電気エネルギーによ
るダメージを受けにくく、サージ耐量を大きくすること
ができる。なお、フッ化物の添加量を規定したのは、0.
001mol％未満では効果を示さず、10.000mol％を越える
とフッ化物の分解時に基板及びサヤなどと反応するた
め、所定の形状を保持したものを作りにくく、未分解の
フッ化物が残りやすく、バリスタ特性の劣化につながる
ことによる。
また、実施例では一部のフッ化物についてのみ示した
が、他のフッ化物でも同様の効果があることを確認し
た。
が、他のフッ化物でも同様の効果があることを確認し
た。
また、このような効果が明瞭に現われるのは主原料のSr
TiO3のSr/Tiの比が1.05〜0.95の範囲であり、それ以外
では均一な組織が得にくいことからバリスタ特性、特に
サージ耐量が極端に小さくなり好ましくない。
TiO3のSr/Tiの比が1.05〜0.95の範囲であり、それ以外
では均一な組織が得にくいことからバリスタ特性、特に
サージ耐量が極端に小さくなり好ましくない。
また、SrをCa,Mg,Baで置換する割合は、例えばCaxSr1-x
TiO3で表した時のｘの値は0.001〜0.4が望ましい。すな
わち、0.001未満では置換した効果を示さず、また0.4を
越えると粒子径が小さくなり、バリスタ特性，コンデン
サ特性が共に劣化するため望ましくない。
TiO3で表した時のｘの値は0.001〜0.4が望ましい。すな
わち、0.001未満では置換した効果を示さず、また0.4を
越えると粒子径が小さくなり、バリスタ特性，コンデン
サ特性が共に劣化するため望ましくない。
以上述べたように、本発明によれば、フッ化物を用いる
ことにより、バリスタ電圧が低く、αが大きく、誘電率
が大きく、tanδが小さく、サージ耐量が大きいといっ
た特性を同時に満足することができる。
ことにより、バリスタ電圧が低く、αが大きく、誘電率
が大きく、tanδが小さく、サージ耐量が大きいといっ
た特性を同時に満足することができる。
従って、比較的電圧の低いサージやノイズに対して有効
であり、入力ノイズに対しては実使用上問題のないレベ
ルにまでノイズを減衰吸収することができる。
であり、入力ノイズに対しては実使用上問題のないレベ
ルにまでノイズを減衰吸収することができる。
このように本発明による素子を用いれば、従来の大型の
ノイズフィルタ回路に比べ素子１個で代替が可能であ
り、回路の小型化が可能であると共にコストダウンも可
能である。従って、実用上の効果は極めて大きい。
ノイズフィルタ回路に比べ素子１個で代替が可能であ
り、回路の小型化が可能であると共にコストダウンも可
能である。従って、実用上の効果は極めて大きい。
第１図，第２図は本発明による電圧依存性非直線抵抗体
素子の一実施例を示す平面図及び断面図である。 １……焼結体、2,3……電極。
素子の一実施例を示す平面図及び断面図である。 １……焼結体、2,3……電極。
Claims (3)
- 【請求項１】Sr/Ti＝1.05〜0.95のSrTiO3， CaxSr1-xTiO3（0.001≦ｘ≦0.4）， BaySr1-yTiO3（0.001≦ｙ≦0.4）， MgzSr1-zTiO3（0.001≦ｚ≦0.4）のうち少なくとも１種
類以上を主成分とし、Sc,Y,La,Ce,Pr,Nd,Pm,Sm,Eu,Gd,T
b,Dy,Ho,Er,Tm,Yb,Lu,Nb,Ta,W,Ge,Tlのフッ化物を少な
くとも１種類以上を0.001〜10.000mol％添加してなる電
圧依存性非直線抵抗体磁器組成物。 - 【請求項２】Sr/Ti＝1.05〜0.95のSrTiO3， CaxSr1-xTiO3（0.001≦ｘ≦0.4）， BaySr1-yTiO3（0.001≦ｙ≦0.4）， MgzSr1-zTiO3（0.001≦ｚ≦0.4）のうち少なくとも１種
類以上を主成分とし、Sc,Y,La,Ce,Pr,Nd,Pm,Sm,Eu,Gd,T
b,Dy,Ho,Er,Tm,Yb,Lu,Nb,Ta,W,Ge,Tlのフッ化物を少な
くとも１種類以上を0.001〜10.000mol％，SiO2を0.001
〜10.000mol％添加してなる電圧依存性非直線抵抗体磁
器組成物。 - 【請求項３】Sr/Ti＝1.05〜0.95のSrTiO3， CaxSr1-xTiO3（0.001≦ｘ≦0.4）， BaySr1-yTiO3（0.001≦ｙ≦0.4）， MgzSr1-zTiO3（0.001≦ｚ≦0.4）のうち少なくとも１種
類以上を主成分とし、Sc,Y,La,Ce,Pr,Nd,Pm,Sm,Eu,Gd,T
b,Dy,Ho,Er,Tm,Yb,Lu,Nb,Ta,W,Ge,Tlのフッ化物を少な
くとも１種類以上を0.001〜10.000mol％，SiO2を0.001
〜10.000mol％，Fe2O3,Co2O3,NiO,MnO2,Cr2O3,Ag2O,Cu
O,MoO3,BeO,Li2O,Na2O,ZrO2,PbO,ZnO,P2O5,Sb2O3,V2O5,
Bi2O3,Al2O3のうち少なくとも１種類以上を0.001〜7.00
0mol％添加してなる電圧依存性非直線抵抗体磁器組成
物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60145603A JPH0682562B2 (ja) | 1985-07-02 | 1985-07-02 | 電圧依存性非直線抵抗体磁器組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60145603A JPH0682562B2 (ja) | 1985-07-02 | 1985-07-02 | 電圧依存性非直線抵抗体磁器組成物 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS625606A JPS625606A (ja) | 1987-01-12 |
| JPH0682562B2 true JPH0682562B2 (ja) | 1994-10-19 |
Family
ID=15388868
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60145603A Expired - Lifetime JPH0682562B2 (ja) | 1985-07-02 | 1985-07-02 | 電圧依存性非直線抵抗体磁器組成物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0682562B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2638599B2 (ja) * | 1987-08-12 | 1997-08-06 | 北陸電気工業 株式会社 | 電圧非直線性抵抗体磁器組成物 |
| JP2921347B2 (ja) * | 1993-07-30 | 1999-07-19 | 松下電器産業株式会社 | 厨芥処理機 |
-
1985
- 1985-07-02 JP JP60145603A patent/JPH0682562B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS625606A (ja) | 1987-01-12 |
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