JPH04370B2 - - Google Patents
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- JPH04370B2 JPH04370B2 JP58117632A JP11763283A JPH04370B2 JP H04370 B2 JPH04370 B2 JP H04370B2 JP 58117632 A JP58117632 A JP 58117632A JP 11763283 A JP11763283 A JP 11763283A JP H04370 B2 JPH04370 B2 JP H04370B2
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Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明はバリスタ機能とコンデンサ機能をあわ
せて有する複合機能素子の製造方法に関するもの
である。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of Industrial Application The present invention relates to a method for manufacturing a multi-functional element having both a varistor function and a capacitor function.
従来例の構成とその問題点
従来、電圧非直線抵抗特性を有するセラミツク
スとしてSiCバリスタや酸化亜鉛を主成分とする
バリスタがある。このようなバリスタは電流
(I)−電圧(V)特性が近似的に、
I=(V/C)〓
で表わされるものである。ここで、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。
そして、SiCバリスタはSiC粒子間の接触バリア
を利用したものであり、電圧非直線指数αは2〜
7程度である。また、酸化亜鉛バリスタは酸化亜
鉛(ZnO)にBi2O3,CoO,MnO2,Sb2O3等の金
属酸化物を微量添加して焼成することにより得ら
れる素子であり、その電圧非直線指数αが50にも
及ぶ素子である。このような素子は高電圧吸収に
すぐれた性能を有しているので、電子機器の安定
化や異常高電圧(サージ)からの保護の目的で使
用されている。しかしながら、このような従来の
バリスタは誘電率が小さく、また誘電損失角
(tanδ)が5〜10%と大きいためもつぱらバリス
タの用途にしか利用し得ない。Conventional configurations and their problems Conventionally, there are SiC varistors and varistors whose main component is zinc oxide as ceramics with voltage non-linear resistance characteristics. Such a varistor has a current (I)-voltage (V) characteristic approximately expressed as I=(V/C). Here, C is a constant specific to the varistor, and α is a voltage nonlinear index.
The SiC varistor uses a contact barrier between SiC particles, and the voltage nonlinearity index α is 2 to 2.
It is about 7. Furthermore, a zinc oxide varistor is an element obtained by adding a small amount of metal oxide such as Bi 2 O 3 , CoO, MnO 2 , Sb 2 O 3 to zinc oxide (ZnO) and firing it. This is an element with an index α as high as 50. Since such elements have excellent performance in absorbing high voltages, they are used for the purpose of stabilizing electronic equipment and protecting against abnormal high voltages (surges). However, such conventional varistors have a small dielectric constant and a large dielectric loss angle (tan δ) of 5 to 10%, so they can only be used for varistor applications.
一方、コンデンサとしては、大きな誘電率を有
するチタン酸バリウム(BaTiO3)やチタン酸ス
トロンチウム(SrTiO3)を主成分とする誘電体
磁器が小形大容量のコンデンサとして広く電子回
路に使われている。しかしながら、素子に1mA
以上の電流が流れると破壊され、コンデンサとし
ての機能をなくする。 On the other hand, as capacitors, dielectric ceramics whose main components are barium titanate (BaTiO 3 ) and strontium titanate (SrTiO 3 ), which have large dielectric constants, are widely used as small, large-capacity capacitors in electronic circuits. However, the element has 1mA
If more current flows through the capacitor, it will be destroyed and lose its function as a capacitor.
最近、電子機器は極めて高度な制御を要するよ
うになり、産業用はもとよりマイクロコンピユー
タの応用により、民生機器も極めて高精度を要求
されるようになつてきた。そして、マイクロコン
ピユータ等を構成するロジツク回路はパルス信号
により動作するため、必然的にノイズに影響され
やすいという欠点がある。このため、電子計算
機、バンキングマシン、交通制御機器等はノイズ
またはサージにより一旦誤動作、破壊を起こすと
社会的問題にもなる。このような問題の対策とし
て従来よりノイズフイルタが使用されてきた。ノ
イズとは電子機器を動作させるときの目的とする
信号電圧以外の妨害電圧のことであり、人工的に
発生するものと自然現象により発生するものとに
分けられる。そして、このようなノイズをコイル
とコンデンサを組み合せた回路で除去していた。
しかしながら、人工的に発生するノイズでは特に
送電線の遮断器の開閉に起因するもの、自然現象
によるノイズでは特に雷サージによるもの等はノ
イズの基本周波数が低く5〜20KHz程度であり、
従来のコイルとコンデンサの組み合わせだけでは
これらのノイズを除去することができなかつた。
このような問題にかんがみ、線間または線アース
間に電圧非直線抵抗体(バリスタ)を併用したノ
イズフイルタが最近しばしば使われている。この
ようなノイズフイルタは極めて広範囲にわたるノ
イズを除去しうるので、マイコン制御機器の誤動
作防止に有効である。しかしながら、このような
ノイズフイルタはそのセツト内部における部品点
数が多くなり、コスト高になる上、小形化の技術
動向に反するという欠点があつた。 BACKGROUND ART Recently, electronic equipment has come to require extremely sophisticated control, and not only industrial equipment but also consumer equipment has come to require extremely high precision due to the application of microcomputers. Furthermore, since logic circuits constituting microcomputers and the like operate using pulse signals, they inevitably have the disadvantage of being susceptible to noise. Therefore, once electronic computers, banking machines, traffic control equipment, etc. malfunction or are destroyed due to noise or surges, it becomes a social problem. Noise filters have conventionally been used as a measure against such problems. Noise is an interfering voltage other than the intended signal voltage when operating electronic equipment, and can be divided into those generated artificially and those generated by natural phenomena. Such noise was removed using a circuit that combined a coil and a capacitor.
However, artificially generated noise, especially those caused by the opening and closing of circuit breakers on power transmission lines, and noise caused by natural phenomena, especially those caused by lightning surges, have a low fundamental frequency of about 5 to 20 KHz.
Conventional combinations of coils and capacitors alone have not been able to eliminate these noises.
In view of these problems, noise filters that use a voltage nonlinear resistor (varistor) between lines or between lines and ground have recently been frequently used. Such a noise filter can remove noise over an extremely wide range, and is therefore effective in preventing malfunctions of microcomputer-controlled equipment. However, such noise filters have disadvantages in that the number of parts within the set increases, which increases costs and goes against the technological trend of miniaturization.
発明の目的
本発明の目的は上記欠点に鑑み、バリスタ機能
とコンデンサ機能をあわせて有する複合機能素子
を安価に製造できる複合機能素子の製造方法を提
供することにある。OBJECTS OF THE INVENTION In view of the above-mentioned drawbacks, an object of the present invention is to provide a method for manufacturing a multi-functional element that can inexpensively produce a multi-functional element having both a varistor function and a capacitor function.
発明の構成
この目的を達成するために本発明における複合
機能素子の製造方法は、磁器コンデンサとして使
用できる誘電体磁器の焼結体を微粉砕して得た粉
体と、酸化亜鉛を主成分とし数種の金属酸化物を
有する粉体を、プラズマ溶射法により平板状の金
属板の相対向する面にそれぞれ溶射し、誘電体と
電圧非直線抵抗体を形成することを特徴とするも
のであり、この方法によつて得られた素子はバリ
スタとコンデンサの複合機能を備えているため、
従来のバリスタとコンデンサを並列に接続する回
路において1個の素子で用を果たすものである。Composition of the Invention In order to achieve this object, the method for manufacturing a multifunctional device according to the present invention uses powder obtained by finely pulverizing a dielectric ceramic sintered body that can be used as a ceramic capacitor, and zinc oxide as the main components. It is characterized by spraying powder containing several types of metal oxides onto opposing surfaces of a flat metal plate using a plasma spraying method to form a dielectric and a voltage nonlinear resistor. Since the device obtained by this method has the combined functions of a varistor and a capacitor,
A single element can serve the purpose of a conventional circuit in which a varistor and a capacitor are connected in parallel.
実施例の説明
以下、本発明の一実施例について図面を参照し
ながら説明する。DESCRIPTION OF EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
第1図は本発明の複合機能素子の断面図であ
り、第2図はその等価回路である。図において、
1は平板状の金属板、2は誘電体、3は電圧非直
線抵抗体抗体、4は絶縁体、5は電極である。ま
た、6はバリスタ、7はコンデンサである。 FIG. 1 is a sectional view of a multifunctional device of the present invention, and FIG. 2 is an equivalent circuit thereof. In the figure,
1 is a flat metal plate, 2 is a dielectric, 3 is a voltage nonlinear resistor, 4 is an insulator, and 5 is an electrode. Further, 6 is a varistor, and 7 is a capacitor.
まず、BaTiO3の粉末にSrO,SnO2,ZrO2をそ
れぞれ0.01〜1.0モル%加え、十分に混合した。
これを直径25mm、厚さ5mmに成形し、1200〜1300
℃の温度で1〜3時間焼成した。次に、その焼結
体を微粉砕し、誘電体の微粉末を作つた。平均粉
径は約20μmである。次に、ZnOの粉末に、合計
量に対してBi2O3を0.5モル%、Co2O3を0.5モル
%、MnO2を0.5モル%、Sb2O3を1.0モル%、
Cr2O3を0.5モル%の割合で加え、十分に混合し
た。これを直径25mm、厚さ5mmに成形し、1250℃
で2時間焼成した。次に、その焼結体を微粉砕
し、電圧非直線抵抗体の微粉末を作つた。平均粒
径は約20μmである。次に、アルミニウムの平板
状の金属板1を用意し、その片面側にプラズマ溶
射によつて誘電体の微粉末を溶射し、誘電体2を
形成した。次に、金属板1のもう一方の面にプラ
ズマ溶射によつて電圧非直線抵抗体の微粉末を溶
射し、電圧非直線抵抗体3を形成した。次に、金
属板1の上端部に樹脂またはガラスからなる絶縁
体4を形成し、その後誘電体2と電圧非直線抵抗
体3の表面に電極5を形成した。この電極5は誘
電体2と電圧非直線抵抗体3の両表面にまたがつ
て形成されている。このようにして、複合機能素
子を得た。なお、プラズマ溶射法は電気的アーク
によつて酸化物を高温で溶融すると同時に高圧の
不活性ガスによつて飛ばし、対象物に付着させて
膜を形成する方法である。今回の実施例での溶射
条件は60〜80KWの電気的アークで粉末を溶融
し、溶射距離は10cm、不活性ガスとしてArを使
つた。 First, 0.01 to 1.0 mol % of SrO, SnO 2 and ZrO 2 were added to BaTiO 3 powder and thoroughly mixed.
This is molded to a diameter of 25 mm and a thickness of 5 mm, and
It was baked at a temperature of 1 to 3 hours. Next, the sintered body was pulverized to produce a fine dielectric powder. The average powder diameter is approximately 20 μm. Next, to the ZnO powder, 0.5 mol% of Bi 2 O 3 , 0.5 mol% of Co 2 O 3 , 0.5 mol% of MnO 2 , 1.0 mol% of Sb 2 O 3 ,
Cr 2 O 3 was added at a ratio of 0.5 mol % and mixed thoroughly. This was molded to a diameter of 25 mm and a thickness of 5 mm, and heated to 1250℃.
It was baked for 2 hours. Next, the sintered body was pulverized to produce a fine powder of a voltage nonlinear resistor. The average particle size is approximately 20 μm. Next, a flat aluminum metal plate 1 was prepared, and dielectric fine powder was sprayed onto one side of the plate by plasma spraying to form a dielectric 2. Next, fine powder of a voltage nonlinear resistor was sprayed onto the other surface of the metal plate 1 by plasma spraying to form a voltage nonlinear resistor 3. Next, an insulator 4 made of resin or glass was formed on the upper end of the metal plate 1, and then an electrode 5 was formed on the surfaces of the dielectric 2 and the voltage nonlinear resistor 3. This electrode 5 is formed across both surfaces of the dielectric 2 and the voltage nonlinear resistor 3. In this way, a multifunctional device was obtained. Note that the plasma spraying method is a method in which an oxide is melted at a high temperature by an electric arc, and at the same time is blown away by a high-pressure inert gas, and the oxide is adhered to an object to form a film. The thermal spraying conditions in this example were to melt the powder with an electric arc of 60 to 80 KW, the spraying distance was 10 cm, and Ar was used as the inert gas.
このようにして得た複合機能素子の形状は10mm
×10mmで、アルミニウムの金属板1の厚みは1mm
で、誘電体2、電圧非直線抵抗体3の厚みは
100μm〜1mmであつた。また、性能は静電容量3
〜10nF、tanδ1.5〜2%、バリスタ電圧40〜
200V、αは20〜40、サージ耐量500〜1000Aであ
つた。これらの特性はプラズマ溶射の時間を変え
ることによつて可変である。また、実施例の溶射
時間は30秒〜2分間である。 The shape of the multifunctional device obtained in this way is 10 mm.
×10mm, and the thickness of aluminum metal plate 1 is 1mm
So, the thickness of dielectric 2 and voltage nonlinear resistor 3 is
It was 100 μm to 1 mm. In addition, the performance is capacitance 3
~10nF, tanδ1.5~2%, varistor voltage 40~
It was 200V, α was 20-40, and surge resistance was 500-1000A. These properties can be varied by varying the plasma spray time. Further, the thermal spraying time in the example is 30 seconds to 2 minutes.
尚、誘電体としてBaTiO3系磁器を用いたが、
本発明の効果から考えて磁器コンデンサ材料で、
プラズマ溶射によつて誘電体を形成できるものな
らいずれも有効である。 Although BaTiO 3 ceramic was used as the dielectric material,
Considering the effects of the present invention, with magnetic capacitor materials,
Any material whose dielectric material can be formed by plasma spraying is effective.
また、金属板としてアルミニウム板を用いた
が、プラズマ溶射によつて溶射物が付着し、かつ
電極として機能するものならいずれも有効であ
る。 Further, although an aluminum plate was used as the metal plate, any metal plate to which a sprayed material can be attached by plasma spraying and which functions as an electrode is also effective.
発明の効果
以上、詳細に求べたように本発明における複合
機能素子の製造方法は、金属板の相対向する面に
プラズマ溶射によつて誘電体と電圧非直線抵抗体
を形成することにより、容易にコンデンサとバリ
スタの両機能を有する素子を提供することがで
き、電子機器のノイズ対策部品として、その実用
的価値は大なるものがある。Effects of the Invention As described above in detail, the method for manufacturing a multi-functional device according to the present invention can be easily achieved by forming a dielectric material and a voltage nonlinear resistor on opposing surfaces of a metal plate by plasma spraying. It is possible to provide an element that has both the functions of a capacitor and a varistor, and it has great practical value as a noise countermeasure component for electronic equipment.
第1図は本発明方法により得られた複合機能素
子の断面図、第2図はその等価回路を示す図であ
る。
1……金属板、2……誘電体、3……電圧非直
線抵抗体、5……電極。
FIG. 1 is a sectional view of a multifunctional device obtained by the method of the present invention, and FIG. 2 is a diagram showing its equivalent circuit. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Metal plate, 2... Dielectric material, 3... Voltage nonlinear resistor, 5... Electrode.
Claims (1)
化亜鉛を主成分とし数種の金属酸化物を含有する
粉体を、プラズマ溶射法により平板状の金属板の
相対向する面にそれぞれ溶射し、誘電体と電圧非
直線抵抗体を形成し、その後それらの両表面にま
たがつて電極を形成することを特徴とする複合機
能素子の製造方法。1 Powder obtained by finely pulverizing a sintered body of dielectric porcelain and powder containing zinc oxide as a main component and several kinds of metal oxides are applied to opposing surfaces of a flat metal plate using a plasma spraying method. 1. A method for manufacturing a multi-functional element, which comprises thermally spraying each to form a dielectric material and a voltage nonlinear resistor, and then forming an electrode across both surfaces thereof.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58117632A JPS6010601A (en) | 1983-06-29 | 1983-06-29 | Method of producing composite function element |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58117632A JPS6010601A (en) | 1983-06-29 | 1983-06-29 | Method of producing composite function element |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6010601A JPS6010601A (en) | 1985-01-19 |
| JPH04370B2 true JPH04370B2 (en) | 1992-01-07 |
Family
ID=14716515
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58117632A Granted JPS6010601A (en) | 1983-06-29 | 1983-06-29 | Method of producing composite function element |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6010601A (en) |
-
1983
- 1983-06-29 JP JP58117632A patent/JPS6010601A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6010601A (en) | 1985-01-19 |
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