JP2548277B2 - 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
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Landscapes
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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，静電圧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。
ノイズ，静電圧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。
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。
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５×104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。
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、マイクロコンピュータなどの電子機器におけるI
C,LSIなどの半導体素子の保護に使用されている。
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I
C,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課題 上記のSrTiO3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。
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。
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。
課題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、SraTiO3,
（CaxSr1-x）bTiO3（0.001≦ｘ≦0.5），（BaySrl-y）c
TiO3（0.001≦ｙ≦0.5），（MgzSr1-z）dTiO3（0.001≦
ｚ≦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種以上を90.000〜99.998mol
％、Nb2O5,Ta2O5,WO3,Dy2O3、Y2O3,La2O3,CeO2,Sm2O3,P
r6O11,Nd2O3（以下第二成分と呼ぶ）のうち少なくとも
１種類以上を0.001〜5.000mol％、Co3N2（以下第三成分
と呼ぶ）を0.001〜5.000mol％含有してなるか、または
上記第一成分を80.000〜99.998mol％、第二成分及び第
三成分をそれぞれ0.001〜5.000mol％、さらにAl2O3,Sb2
O3,BaO,BeO,PbO,B2O3,CeO2,Cr2O3,Fe2O3,CdO,K2O,CaO,C
o2O3,CuO,Cu2O,Li2O,MgO,MnO2,MoO3,Na2O,NiO,Rh2O3,Se
O2,Ag2O,SiO2,SiC,SrO,Tl2O,ThO2,TiO2,V2O5,Bi2O3,W
O3,ZnO,ZrO2,SnO2（以下第四成分と呼ぶ）のうち少なく
とも１種類以上を0.001〜10.000mol％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。
（CaxSr1-x）bTiO3（0.001≦ｘ≦0.5），（BaySrl-y）c
TiO3（0.001≦ｙ≦0.5），（MgzSr1-z）dTiO3（0.001≦
ｚ≦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種以上を90.000〜99.998mol
％、Nb2O5,Ta2O5,WO3,Dy2O3、Y2O3,La2O3,CeO2,Sm2O3,P
r6O11,Nd2O3（以下第二成分と呼ぶ）のうち少なくとも
１種類以上を0.001〜5.000mol％、Co3N2（以下第三成分
と呼ぶ）を0.001〜5.000mol％含有してなるか、または
上記第一成分を80.000〜99.998mol％、第二成分及び第
三成分をそれぞれ0.001〜5.000mol％、さらにAl2O3,Sb2
O3,BaO,BeO,PbO,B2O3,CeO2,Cr2O3,Fe2O3,CdO,K2O,CaO,C
o2O3,CuO,Cu2O,Li2O,MgO,MnO2,MoO3,Na2O,NiO,Rh2O3,Se
O2,Ag2O,SiO2,SiC,SrO,Tl2O,ThO2,TiO2,V2O5,Bi2O3,W
O3,ZnO,ZrO2,SnO2（以下第四成分と呼ぶ）のうち少なく
とも１種類以上を0.001〜10.000mol％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、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Co3N2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。
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、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Co3N2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挙げて具体的に説明する。
まず、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Fe2Nと添加物を下記の第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
機バインダーを10wt％添加して造粒した後、１（t/c
m2）のプレス圧力で10φ×1t（mm）の円板状に成形す
る。次いで、空気中で1050℃、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℃、14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。次に図示してはいないが半田
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下記の第
２表に示す。なお、第２表において、誘電率εは1KHz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 α＝1/Log（V1omA/V1mA） （ただし、V1mA,V1omAは1mA,10mA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電流を印加
した後のV1mA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。
に示す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Fe2Nと添加物を下記の第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
機バインダーを10wt％添加して造粒した後、１（t/c
m2）のプレス圧力で10φ×1t（mm）の円板状に成形す
る。次いで、空気中で1050℃、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℃、14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。次に図示してはいないが半田
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下記の第
２表に示す。なお、第２表において、誘電率εは1KHz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 α＝1/Log（V1omA/V1mA） （ただし、V1mA,V1omAは1mA,10mA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電流を印加
した後のV1mA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。
また、第一の成分のSraTiO3,（CaxSrl-x）bTiO3（0.0
01≦ｘ≦0.5），（BaySrl-y）cTiO3（0.001≦ｙ≦0.
5），（MgzSrl-z）dTiO3（0.001≦ｚ≦0.5）〔0.950≦
a,b,c,d＜1.000〕のx,y,zの範囲を規定したのは、0.001
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、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、0.95より小さくなると
Tiが過剰となりすぎてTiO2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0.001mol％未満では効果を示さず、5.000mol％を越
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なる。そし
て、第三成分は0.001mol％未満では効果を示さず、5.00
0mol％を越えると粒界に第二相を形成するため特性が劣
化することになる。また、第四成分は0.001mol％未満で
は効果を示さず、5.000mol％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ことにな
る。
01≦ｘ≦0.5），（BaySrl-y）cTiO3（0.001≦ｙ≦0.
5），（MgzSrl-z）dTiO3（0.001≦ｚ≦0.5）〔0.950≦
a,b,c,d＜1.000〕のx,y,zの範囲を規定したのは、0.001
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、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、0.95より小さくなると
Tiが過剰となりすぎてTiO2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0.001mol％未満では効果を示さず、5.000mol％を越
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なる。そし
て、第三成分は0.001mol％未満では効果を示さず、5.00
0mol％を越えると粒界に第二相を形成するため特性が劣
化することになる。また、第四成分は0.001mol％未満で
は効果を示さず、5.000mol％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ことにな
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、請求の範囲内であればその他の添加物
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。
てのみ示したが、請求の範囲内であればその他の添加物
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ε、電圧
非直線指数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。
非直線指数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。
第１図は本発明による素子を示す平面図、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。
明による素子を示す断面図である。 １……焼結体、2,3……電極。
Claims (2)
- 【請求項１】SraTiO3,（CaxSr1-x）bTiO3（0.001≦ｘ≦
0.5），（BaySr1-y）cTiO3（0.001≦ｙ≦0.5），（MgzS
r1-z）dTiO3（0.001≦ｚ≦0.5）〔0.950≦a,b,c,d＜1.0
00〕のうち少なくとも１種類以上を90.000〜99.998mol
％、Nb2O5,Ta2O5,WO3,Dy2O3、Y2O3,La2O3,CeO2,Sm2O3,P
r6O11,Nd2O3のうち少なくとも１種類以上を0.001〜5.00
0mol％、Co3N2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。 - 【請求項２】SraTiO3,（CaxSr1-x）bTiO3（0.001≦ｘ≦
0.5），（BaySr1-y）cTiO3（0.001≦ｙ≦0.5），（MgzS
r1-z）dTiO3（0.001≦ｚ≦0.5）〔0.950≦a,b,c,d＜1.0
00〕のうち少なくとも１種類以上を80.000〜99.997mol
％、Nb2O5,Ta2O5,WO3,Dy2O3、Y2O3,La2O3,CeO2,Sm2O3,P
r6O11,Nd2O3のうち少なくとも１種類以上を0.001〜5.00
0mol％、Co3N2を0.001〜5.000mol％、Al2O3,Sb2O3,BaO,
BeO,PbO,B2O3,CeO2,Cr2O3,Fe2O3,CdO,K2O,CaO,Co2O3,Cu
O,Cu2O,Li2O,MgO,MnO2,MoO3,Na2O,NiO,Rh2O3,SeO2,Ag
2O,SiO2,SiC,SrO,Tl2O,ThO2,TiO2,V2O5,Bi2O3,WO3,ZnO,
ZrO2,SnO2のうち少なくとも１種類以上を0.001〜10.000
mol％含有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 |
|---|---|---|---|
| JP63052819A JP2548277B2 (ja) | 1988-03-07 | 1988-03-07 | 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 |
|---|---|---|---|
| JP63052819A JP2548277B2 (ja) | 1988-03-07 | 1988-03-07 | 電圧依存性非直線抵抗体磁器組成物 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01226108A JPH01226108A (ja) | 1989-09-08 |
| JP2548277B2 true JP2548277B2 (ja) | 1996-10-30 |
Family
ID=12925451
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63052819A Expired - Lifetime JP2548277B2 (ja) | 1988-03-07 | 1988-03-07 | 電圧依存性非直線抵抗体磁器組成物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2548277B2 (ja) |
-
1988
- 1988-03-07 JP JP63052819A patent/JP2548277B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01226108A (ja) | 1989-09-08 |
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