JP2003059705A - 非線形抵抗素子 - Google Patents
非線形抵抗素子Info
- Publication number
- JP2003059705A JP2003059705A JP2001249225A JP2001249225A JP2003059705A JP 2003059705 A JP2003059705 A JP 2003059705A JP 2001249225 A JP2001249225 A JP 2001249225A JP 2001249225 A JP2001249225 A JP 2001249225A JP 2003059705 A JP2003059705 A JP 2003059705A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- sintered body
- component
- resistance layer
- high resistance
- zinc oxide
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Thermistors And Varistors (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 側面高抵抗層を形成する上での工数の低減化
を図り、製品のコストアップを抑制し得る非線形抵抗素
子を提供することにある。 【解決手段】 酸化亜鉛を主成分とし、バリスタ特性を
有する焼結体１の側面に、少なくともケイ素成分、アル
ミニウム成分、ホウ素成分を含み、線膨張係数が前記焼
結体１の線膨張係数よりも小さく、６５０℃以下の温度
範囲にて焼き付け処理が可能なガラスからなる一層の側
面高抵抗層２を形成する。
を図り、製品のコストアップを抑制し得る非線形抵抗素
子を提供することにある。 【解決手段】 酸化亜鉛を主成分とし、バリスタ特性を
有する焼結体１の側面に、少なくともケイ素成分、アル
ミニウム成分、ホウ素成分を含み、線膨張係数が前記焼
結体１の線膨張係数よりも小さく、６５０℃以下の温度
範囲にて焼き付け処理が可能なガラスからなる一層の側
面高抵抗層２を形成する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は非線形抵抗素子に関
し、例えば避雷器、サージ吸収素子、電圧安定化素子な
どに用いられ、酸化亜鉛を主成分として印加電圧によっ
て抵抗値が変化する非線形抵抗素子に関する。
し、例えば避雷器、サージ吸収素子、電圧安定化素子な
どに用いられ、酸化亜鉛を主成分として印加電圧によっ
て抵抗値が変化する非線形抵抗素子に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般的にバリスタと称される非線形抵抗
素子（以下、バリスタと称す）は、印加電圧によってそ
の抵抗値が変化する特性、つまり、正常な電圧が印加さ
れた時には高抵抗値であって絶縁特性を示し、異常な高
電圧が印加された時には低抵抗値を示す非線形性の電流
電圧特性を具備する。このような特性を有するバリスタ
は、例えば、サージ吸収を目的とした避雷器やサージ吸
収器、あるいは電圧安定化素子に広く利用されている。
各種のバリスタの中でも、酸化亜鉛を主成分とする酸化
亜鉛バリスタは、優れた非線形性の電流電圧特性とサー
ジ吸収能力を有する。
素子（以下、バリスタと称す）は、印加電圧によってそ
の抵抗値が変化する特性、つまり、正常な電圧が印加さ
れた時には高抵抗値であって絶縁特性を示し、異常な高
電圧が印加された時には低抵抗値を示す非線形性の電流
電圧特性を具備する。このような特性を有するバリスタ
は、例えば、サージ吸収を目的とした避雷器やサージ吸
収器、あるいは電圧安定化素子に広く利用されている。
各種のバリスタの中でも、酸化亜鉛を主成分とする酸化
亜鉛バリスタは、優れた非線形性の電流電圧特性とサー
ジ吸収能力を有する。
【０００３】図２に示す酸化亜鉛バリスタ１４は、酸化
亜鉛と基本添加物である酸化ビスマス、酸化アンチモ
ン、酸化コバルトと、さらに性能向上のために添加され
る各種の酸化物とを含む酸化亜鉛原料粉末を所定形状に
成形して焼結させることによって得られた円柱状の焼結
体１１からなり、その焼結体１１の側面に閃絡防止を目
的とした側面高抵抗層１２を形成し、焼結体１１の上下
端面に電極１３を形成した構造を具備する。
亜鉛と基本添加物である酸化ビスマス、酸化アンチモ
ン、酸化コバルトと、さらに性能向上のために添加され
る各種の酸化物とを含む酸化亜鉛原料粉末を所定形状に
成形して焼結させることによって得られた円柱状の焼結
体１１からなり、その焼結体１１の側面に閃絡防止を目
的とした側面高抵抗層１２を形成し、焼結体１１の上下
端面に電極１３を形成した構造を具備する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、従来の酸化
亜鉛バリスタ１４では、放電耐量特性を高くしてサージ
吸収能力を向上させるため、焼結体１１の側面に形成さ
れる側面高抵抗層１２を二層構造としていた。この側面
高抵抗層１２は以下の要領でもって形成されている。
亜鉛バリスタ１４では、放電耐量特性を高くしてサージ
吸収能力を向上させるため、焼結体１１の側面に形成さ
れる側面高抵抗層１２を二層構造としていた。この側面
高抵抗層１２は以下の要領でもって形成されている。
【０００５】酸化亜鉛原料粉末の成形体を仮焼成した上
で、例えば酸化亜鉛、酸化ビスマス、酸化アンチモン、
二酸化ケイ素、酸化アルミニウムなどからなるセラミッ
ク絶縁材料を仮焼成体の側面に塗布して第一の絶縁層１
２ａを形成する。この第一の絶縁層１２ａの形成に際し
ては、成形体とセラミック絶縁材料との膨張率が異なる
ため、成形体を仮焼成することによりその体積を例えば
約８０％程度に収縮させておき、仮焼成体とセラミック
絶縁材料との膨張率を等しくした上で、仮焼成体の側面
に第一の絶縁層１２ａを形成するようにしている。
で、例えば酸化亜鉛、酸化ビスマス、酸化アンチモン、
二酸化ケイ素、酸化アルミニウムなどからなるセラミッ
ク絶縁材料を仮焼成体の側面に塗布して第一の絶縁層１
２ａを形成する。この第一の絶縁層１２ａの形成に際し
ては、成形体とセラミック絶縁材料との膨張率が異なる
ため、成形体を仮焼成することによりその体積を例えば
約８０％程度に収縮させておき、仮焼成体とセラミック
絶縁材料との膨張率を等しくした上で、仮焼成体の側面
に第一の絶縁層１２ａを形成するようにしている。
【０００６】この第一の絶縁層１２ａの形成後、仮焼成
体を本焼成した上で、さらにその本焼成体の側面、つま
り第一の絶縁層１２ａ上にガラス材料を塗布して第二の
絶縁層１２ｂを形成する。このように仮焼成及び本焼成
を経た焼結体の側面に第一の絶縁層１２ａと第二の絶縁
層１２ｂからなる二層構造の側面高抵抗層１２を形成す
るようにしている。
体を本焼成した上で、さらにその本焼成体の側面、つま
り第一の絶縁層１２ａ上にガラス材料を塗布して第二の
絶縁層１２ｂを形成する。このように仮焼成及び本焼成
を経た焼結体の側面に第一の絶縁層１２ａと第二の絶縁
層１２ｂからなる二層構造の側面高抵抗層１２を形成す
るようにしている。
【０００７】このように従来の酸化亜鉛バリスタ１４を
製作するに際しては、仮焼成と本焼成からなる二回の焼
成処理を実施しなければならず、工数が多くなるため製
品のコストアップを招来するという問題があった。
製作するに際しては、仮焼成と本焼成からなる二回の焼
成処理を実施しなければならず、工数が多くなるため製
品のコストアップを招来するという問題があった。
【０００８】そこで、本発明は前記問題点に鑑みて提案
されたもので、その目的とするところは、側面高抵抗層
を形成する上での工数の低減化を図り、製品のコストア
ップを抑制し得る非線形抵抗素子を提供することにあ
る。
されたもので、その目的とするところは、側面高抵抗層
を形成する上での工数の低減化を図り、製品のコストア
ップを抑制し得る非線形抵抗素子を提供することにあ
る。
【０００９】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
の技術的手段として、本発明は、酸化亜鉛を主成分と
し、バリスタ特性を有する焼結体の側面に、少なくとも
ケイ素成分、アルミニウム成分、ホウ素成分を含み、線
膨張係数が前記焼結体の線膨張係数よりも小さく、６５
０℃以下の温度範囲にて焼き付け処理が可能なガラスか
らなる一層の側面高抵抗層を形成したことを特徴とす
る。
の技術的手段として、本発明は、酸化亜鉛を主成分と
し、バリスタ特性を有する焼結体の側面に、少なくとも
ケイ素成分、アルミニウム成分、ホウ素成分を含み、線
膨張係数が前記焼結体の線膨張係数よりも小さく、６５
０℃以下の温度範囲にて焼き付け処理が可能なガラスか
らなる一層の側面高抵抗層を形成したことを特徴とす
る。
【００１０】本発明の非線形抵抗素子は、酸化亜鉛原料
粉末の成形体の仮焼成を省略し、セラミック絶縁材料か
らなる第一の絶縁層を形成せずに本焼成した焼結体から
なり、ガラス材料からなる一層の側面高抵抗層のみであ
るため、本焼成の一回の焼成処理で済み、側面高抵抗層
を形成する上での工程を簡略化できる。
粉末の成形体の仮焼成を省略し、セラミック絶縁材料か
らなる第一の絶縁層を形成せずに本焼成した焼結体から
なり、ガラス材料からなる一層の側面高抵抗層のみであ
るため、本焼成の一回の焼成処理で済み、側面高抵抗層
を形成する上での工程を簡略化できる。
【００１１】ここで、焼結体が有するバリスタ特性と
は、印加電圧によってその抵抗値が変化する特性、つま
り、正常な電圧が印加された時には高抵抗値であって絶
縁特性を示し、異常な高電圧が印加された時には低抵抗
値を示す非直線性の電流電圧特性を意味する。
は、印加電圧によってその抵抗値が変化する特性、つま
り、正常な電圧が印加された時には高抵抗値であって絶
縁特性を示し、異常な高電圧が印加された時には低抵抗
値を示す非直線性の電流電圧特性を意味する。
【００１２】本発明では、ガラス材料中のケイ素成分、
及びアルミニウム成分が焼結体中の亜鉛成分、ビスマス
成分と反応して良好な側面高抵抗層を形成できる。ま
た、ガラス材料中のホウ素成分により焼き付け温度を低
くすることができる。そのため、従来における二層構造
の側面高抵抗層と同等の放電耐量特性を保持することが
できる。なお、ガラス材料中には、これらケイ素成分、
アルミニウム成分、ホウ素成分以外に、焼き付け温度を
低くする目的で鉛成分を添加し、線膨張係数の微調整の
ためにナトリウム成分、カリウム成分を添加することも
可能である。
及びアルミニウム成分が焼結体中の亜鉛成分、ビスマス
成分と反応して良好な側面高抵抗層を形成できる。ま
た、ガラス材料中のホウ素成分により焼き付け温度を低
くすることができる。そのため、従来における二層構造
の側面高抵抗層と同等の放電耐量特性を保持することが
できる。なお、ガラス材料中には、これらケイ素成分、
アルミニウム成分、ホウ素成分以外に、焼き付け温度を
低くする目的で鉛成分を添加し、線膨張係数の微調整の
ためにナトリウム成分、カリウム成分を添加することも
可能である。
【００１３】なお、前記構成における側面高抵抗層につ
いては、ガラスの線膨張係数が焼結体の線膨張係数より
も小さく、線膨張係数が４５×１０-7〜６５×１０-7の
範囲にあることが望ましい。線膨張係数が４５×１０-7
〜６５×１０-7の範囲にあるガラス材料を用いれば、放
電耐量特性の向上が図れる点で好ましい。
いては、ガラスの線膨張係数が焼結体の線膨張係数より
も小さく、線膨張係数が４５×１０-7〜６５×１０-7の
範囲にあることが望ましい。線膨張係数が４５×１０-7
〜６５×１０-7の範囲にあるガラス材料を用いれば、放
電耐量特性の向上が図れる点で好ましい。
【００１４】ここで、ガラス材料の線膨張係数を４５×
１０-7〜６５×１０-7の範囲にしたのは、線膨張係数が
焼結体よりも大きい場合、つまり６５×１０-7より大き
いと、焼き付け後の側面高抵抗層にヒビ割れが発生し、
放電耐量特性が劣化するためであり、４５×１０-7より
小さいと、焼結体と側面高抵抗層とが剥離し、放電耐量
特性が劣化するためである。
１０-7〜６５×１０-7の範囲にしたのは、線膨張係数が
焼結体よりも大きい場合、つまり６５×１０-7より大き
いと、焼き付け後の側面高抵抗層にヒビ割れが発生し、
放電耐量特性が劣化するためであり、４５×１０-7より
小さいと、焼結体と側面高抵抗層とが剥離し、放電耐量
特性が劣化するためである。
【００１５】また、焼き付け処理が可能な温度範囲を６
５０℃以下としたのは、６５０℃より高い温度で焼き付
け処理を実施すると、焼結体における非線形性の電流電
圧特性が大きく劣化するためである。
５０℃以下としたのは、６５０℃より高い温度で焼き付
け処理を実施すると、焼結体における非線形性の電流電
圧特性が大きく劣化するためである。
【００１６】
【発明の実施の形態】本発明の実施形態として、酸化亜
鉛を主成分とする酸化亜鉛バリスタについて以下に詳述
する。
鉛を主成分とする酸化亜鉛バリスタについて以下に詳述
する。
【００１７】図１に示す実施形態の酸化亜鉛バリスタ
は、酸化亜鉛と添加物である酸化ビスマス、酸化アンチ
モン、酸化コバルト、酸化マンガン、酸化ニッケルの各
種酸化物とを含む酸化亜鉛原料粉末を円柱状に成形して
焼結させることによって得られた焼結体１からなる。
は、酸化亜鉛と添加物である酸化ビスマス、酸化アンチ
モン、酸化コバルト、酸化マンガン、酸化ニッケルの各
種酸化物とを含む酸化亜鉛原料粉末を円柱状に成形して
焼結させることによって得られた焼結体１からなる。
【００１８】具体的には、酸化亜鉛原料と酸化ビスマ
ス、酸化アンチモン、酸化コバルト、酸化マンガン、酸
化ニッケル、硝酸アルミニウム水溶液、酸化ホウ素から
なる添加物の所定量を湿式混合してスラリーを製作す
る。なお、この場合、酸化ホウ素の代わりに、酸化銀を
含むホウケイ酸ビスマスガラスフリットを用いることが
好ましい。これらの原料粉末に対して所定量のバインダ
（例えばポリビニルアルコール水溶液）や分散剤なども
加える。
ス、酸化アンチモン、酸化コバルト、酸化マンガン、酸
化ニッケル、硝酸アルミニウム水溶液、酸化ホウ素から
なる添加物の所定量を湿式混合してスラリーを製作す
る。なお、この場合、酸化ホウ素の代わりに、酸化銀を
含むホウケイ酸ビスマスガラスフリットを用いることが
好ましい。これらの原料粉末に対して所定量のバインダ
（例えばポリビニルアルコール水溶液）や分散剤なども
加える。
【００１９】前述した湿式混合により得られたスラリー
を噴霧乾燥装置に供給して平均粒径５０〜１５０μｍ、
含水率が０．１〜２．０ｗｔ%の造粒粉を製作する。こ
の造粒粉を成形工程において、成形圧力１００〜５００
ｋｇ／ｃｍ2の下で所定の形状、例えば円柱状に成形
し、その成形体を脱脂温度４００〜６００℃で脱脂し、
焼結温度８７０〜１０５０℃で焼結させることにより、
図１の焼結体１を得る。
を噴霧乾燥装置に供給して平均粒径５０〜１５０μｍ、
含水率が０．１〜２．０ｗｔ%の造粒粉を製作する。こ
の造粒粉を成形工程において、成形圧力１００〜５００
ｋｇ／ｃｍ2の下で所定の形状、例えば円柱状に成形
し、その成形体を脱脂温度４００〜６００℃で脱脂し、
焼結温度８７０〜１０５０℃で焼結させることにより、
図１の焼結体１を得る。
【００２０】この焼結体１の側面に、例えばガラス材料
などの絶縁材を塗布して焼き付けることにより閃絡防止
用の側面高抵抗層２を形成する。この側面高抵抗層２の
形成は以下の要領でもって行われる。例えば少なくとも
二酸化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化ホウ素、酸化鉛
を含むガラス材料に、有機バインダとして例えばヒドロ
キシプロピルセルロース（ＨＰＣ）を純水に溶解させた
ものを加えて、粘度が５〜２０ｃｐとなるように調整し
たスラリーを焼結体１の側面に塗布する。次にこれを十
分乾燥させた後、６５０℃以下の温度で焼き付けを実施
する。
などの絶縁材を塗布して焼き付けることにより閃絡防止
用の側面高抵抗層２を形成する。この側面高抵抗層２の
形成は以下の要領でもって行われる。例えば少なくとも
二酸化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化ホウ素、酸化鉛
を含むガラス材料に、有機バインダとして例えばヒドロ
キシプロピルセルロース（ＨＰＣ）を純水に溶解させた
ものを加えて、粘度が５〜２０ｃｐとなるように調整し
たスラリーを焼結体１の側面に塗布する。次にこれを十
分乾燥させた後、６５０℃以下の温度で焼き付けを実施
する。
【００２１】なお、焼結体１の厚みや平滑度を所定値に
規定するなどの必要性があれば、側面高抵抗層２の形成
前あるいは形成後のいずれかに、焼結体１の上下端面を
ダイヤモンド砥石などで研磨するようにしてもよい。そ
の後、焼結体１の上下端面に、例えばアルミニウムの溶
射により電極３を形成することにより最終的に酸化亜鉛
バリスタ４を得る。
規定するなどの必要性があれば、側面高抵抗層２の形成
前あるいは形成後のいずれかに、焼結体１の上下端面を
ダイヤモンド砥石などで研磨するようにしてもよい。そ
の後、焼結体１の上下端面に、例えばアルミニウムの溶
射により電極３を形成することにより最終的に酸化亜鉛
バリスタ４を得る。
【００２２】
【実施例】（実施例１）前述した製法により、直径が３
２ｍｍ、高さが２９ｍｍの焼結体１を得た。この焼結体
１の側面に側面高抵抗層２を焼き付けにより形成した酸
化亜鉛バリスタについて非線形性の電流電圧特性の低下
を表１に示す。
２ｍｍ、高さが２９ｍｍの焼結体１を得た。この焼結体
１の側面に側面高抵抗層２を焼き付けにより形成した酸
化亜鉛バリスタについて非線形性の電流電圧特性の低下
を表１に示す。
【００２３】
【表１】
【００２４】表１では、酸化亜鉛バリスタの特性におい
て、例えば１ｍＡの微小電流を流した時の両端子間電圧
をバリスタ電圧Ｖ1mAと称し、ΔＶ1mAは側面高抵抗層２
の焼き付け前後におけるバリスタ電圧Ｖ1mAの変化率を
示す。また、例えば５ｋＡの大電流を流した時の両端子
間電圧を５ｋＡにおける制限電圧Ｖ5kAと称し、Ｖ5kA／
Ｖ1mAは、その制限電圧Ｖ5kAとバリスタ電圧Ｖ1mAとの
焼き付け後の電圧比を示す。この電圧比は制限電圧比と
呼ばれ、この値が小さいほど非線形性の電流電圧特性が
優れていると言える。
て、例えば１ｍＡの微小電流を流した時の両端子間電圧
をバリスタ電圧Ｖ1mAと称し、ΔＶ1mAは側面高抵抗層２
の焼き付け前後におけるバリスタ電圧Ｖ1mAの変化率を
示す。また、例えば５ｋＡの大電流を流した時の両端子
間電圧を５ｋＡにおける制限電圧Ｖ5kAと称し、Ｖ5kA／
Ｖ1mAは、その制限電圧Ｖ5kAとバリスタ電圧Ｖ1mAとの
焼き付け後の電圧比を示す。この電圧比は制限電圧比と
呼ばれ、この値が小さいほど非線形性の電流電圧特性が
優れていると言える。
【００２５】表1より、バリスタ電圧の変化率ΔＶ1mAの
絶対値が大きいほど、つまり側面高抵抗層２の焼き付け
後のバリスタ電圧Ｖ1mAの低下が大きいほど、その焼き
付け後の制限電圧比Ｖ5kA／Ｖ1mAが大きくなっているこ
とが分かる。これは、側面高抵抗層２の焼き付けによっ
て、制限電圧Ｖ5kAは低下せず、バリスタ電圧Ｖ1mAのみ
が低下していることを示している。制限電圧比Ｖ5kA／
Ｖ1mAが小さいほど非線形の電流電圧特性が優れてお
り、サージ吸収能力、つまり放電耐量も大きくなること
から、その放電耐量特性の面から制限電圧比Ｖ5kA／Ｖ
1mAは、１．８０未満が望ましいので、焼き付け温度は
６５０℃以下が望ましい。
絶対値が大きいほど、つまり側面高抵抗層２の焼き付け
後のバリスタ電圧Ｖ1mAの低下が大きいほど、その焼き
付け後の制限電圧比Ｖ5kA／Ｖ1mAが大きくなっているこ
とが分かる。これは、側面高抵抗層２の焼き付けによっ
て、制限電圧Ｖ5kAは低下せず、バリスタ電圧Ｖ1mAのみ
が低下していることを示している。制限電圧比Ｖ5kA／
Ｖ1mAが小さいほど非線形の電流電圧特性が優れてお
り、サージ吸収能力、つまり放電耐量も大きくなること
から、その放電耐量特性の面から制限電圧比Ｖ5kA／Ｖ
1mAは、１．８０未満が望ましいので、焼き付け温度は
６５０℃以下が望ましい。
【００２６】そこで、焼き付け温度を６５０℃として、
焼き付け可能温度が異なる種々のガラス材料を用いて側
面高抵抗層２を形成した。その酸化亜鉛バリスタの放電
耐量特性を、試料Ｎｏ．１〜６について各試料のサンプ
ル数を５個として測定した結果を表２に示す。
焼き付け可能温度が異なる種々のガラス材料を用いて側
面高抵抗層２を形成した。その酸化亜鉛バリスタの放電
耐量特性を、試料Ｎｏ．１〜６について各試料のサンプ
ル数を５個として測定した結果を表２に示す。
【００２７】
【表２】
【００２８】放電耐量特性として、４／１０μｓの衝撃
電流を５分間隔で同一方向に２回ずつ印加し、その値を
３０ｋＡより８０ｋＡまでステップアップし、外観異常
の有無を調べた。各試料Ｎｏ．１〜６について、表２中
の○印は５個全てのサンプルに異常が認められなかった
ことを示し、△印は１〜２個のサンプルに、×印は３〜
５個のサンプルに異常が認められたことを示している。
電流を５分間隔で同一方向に２回ずつ印加し、その値を
３０ｋＡより８０ｋＡまでステップアップし、外観異常
の有無を調べた。各試料Ｎｏ．１〜６について、表２中
の○印は５個全てのサンプルに異常が認められなかった
ことを示し、△印は１〜２個のサンプルに、×印は３〜
５個のサンプルに異常が認められたことを示している。
【００２９】ここで、試料Ｎｏ．１ではガラスの線膨張
係数が小さすぎたため、焼結体１と側面高抵抗層２の剥
離が発生し、放電耐量特性が低下した。また、試料Ｎ
ｏ．５ではガラスの線膨張係数が大きすぎたため、側面
高抵抗層２にヒビ割れが発生し、放電耐量特性が低下し
た。また、試料Ｎｏ．６ではガラスの焼き付け温度範囲
が６６０℃以上のため、６５０℃では焼き付けることが
できず、放電耐量特性が低下した。
係数が小さすぎたため、焼結体１と側面高抵抗層２の剥
離が発生し、放電耐量特性が低下した。また、試料Ｎ
ｏ．５ではガラスの線膨張係数が大きすぎたため、側面
高抵抗層２にヒビ割れが発生し、放電耐量特性が低下し
た。また、試料Ｎｏ．６ではガラスの焼き付け温度範囲
が６６０℃以上のため、６５０℃では焼き付けることが
できず、放電耐量特性が低下した。
【００３０】表２の結果から、試料Ｎｏ．の横に＊印を
付した試料（本発明範囲）については放電耐量特性が優
れており、特に、試料Ｎｏ．３が最も優れた放電耐量特
性を示していることがわかる。これは、線膨張係数が小
さい程、側面高抵抗層２に生じる圧縮応力が大きくな
り、その側面高抵抗層２が強固なものとなり放電耐量が
上昇するが、線膨張係数が小さすぎると焼結体１と側面
高抵抗層２の剥離が発生し易くなることを示している。 （実施例２）前述した製法により、直径が３２ｍｍ、高
さが２９ｍｍの焼結体１を得た。この焼結体１につい
て、ガラス材料中の成分として、ケイ素成分、アルミニ
ウム成分、ホウ素成分の有無で異なる種々のガラス材料
を用いて、焼き付け温度６５０℃で側面高抵抗層２を形
成した。この酸化亜鉛バリスタの放電耐量特性を、試料
Ｎｏ．７〜１０について各試料のサンプル数を５個とし
て測定した結果を表３に示す。なお、ここではケイ素成
分としてＳｉＯ2、アルミニウム成分としてＡｌ2Ｏ3、
ホウ素成分としてＢ2Ｏ3とした。
付した試料（本発明範囲）については放電耐量特性が優
れており、特に、試料Ｎｏ．３が最も優れた放電耐量特
性を示していることがわかる。これは、線膨張係数が小
さい程、側面高抵抗層２に生じる圧縮応力が大きくな
り、その側面高抵抗層２が強固なものとなり放電耐量が
上昇するが、線膨張係数が小さすぎると焼結体１と側面
高抵抗層２の剥離が発生し易くなることを示している。 （実施例２）前述した製法により、直径が３２ｍｍ、高
さが２９ｍｍの焼結体１を得た。この焼結体１につい
て、ガラス材料中の成分として、ケイ素成分、アルミニ
ウム成分、ホウ素成分の有無で異なる種々のガラス材料
を用いて、焼き付け温度６５０℃で側面高抵抗層２を形
成した。この酸化亜鉛バリスタの放電耐量特性を、試料
Ｎｏ．７〜１０について各試料のサンプル数を５個とし
て測定した結果を表３に示す。なお、ここではケイ素成
分としてＳｉＯ2、アルミニウム成分としてＡｌ2Ｏ3、
ホウ素成分としてＢ2Ｏ3とした。
【００３１】
【表３】
【００３２】表２の場合と同様に、表３では、放電耐量
特性は４／１０μｓの衝撃電流を５分間隔で同一方向に
２回ずつ印加し、その値を３０ｋＡより８０ｋＡまでス
テップアップし、外観異常の有無を調べた。各試料Ｎ
ｏ．７〜１０について、表３中の○印は５個全てのサン
プルに異常が認められなかったことを示し、△印は１〜
２個のサンプルに、×印は３〜５個のサンプルに異常が
認められたことを示している。表３の結果から、試料Ｎ
ｏ．７が優れた放電耐量特性を示していることがわか
る。
特性は４／１０μｓの衝撃電流を５分間隔で同一方向に
２回ずつ印加し、その値を３０ｋＡより８０ｋＡまでス
テップアップし、外観異常の有無を調べた。各試料Ｎ
ｏ．７〜１０について、表３中の○印は５個全てのサン
プルに異常が認められなかったことを示し、△印は１〜
２個のサンプルに、×印は３〜５個のサンプルに異常が
認められたことを示している。表３の結果から、試料Ｎ
ｏ．７が優れた放電耐量特性を示していることがわか
る。
【００３３】試料Ｎｏ．９の結果から、アルミニウム成
分を添加しない場合、表面状態は良好にもかかわらず放
電耐量特性が低下した。これにより、ガラス材料中にア
ルミニウム成分を添加すれば、そのアルミニウム成分が
焼結体１中の亜鉛成分等と反応して良好な側面高抵抗層
２を形成できることがわかる。
分を添加しない場合、表面状態は良好にもかかわらず放
電耐量特性が低下した。これにより、ガラス材料中にア
ルミニウム成分を添加すれば、そのアルミニウム成分が
焼結体１中の亜鉛成分等と反応して良好な側面高抵抗層
２を形成できることがわかる。
【００３４】なお、試料Ｎｏ．８の結果から、ケイ素成
分を添加しない場合には、線膨張係数を６５×１０-7以
下にすることができず、その結果、表面にヒビ割れが発
生し、放電耐量特性が低下した。このため、試料Ｎｏ．
８のケイ素成分が焼結体１中の成分と反応して良好な側
面高抵抗層２を形成する効果は見られなかったが、試料
Ｎｏ．７において二層構造の側面高抵抗層１２を有する
従来の酸化亜鉛バリスタと同等の放電耐量特性が得られ
たことから、ガラス材料中にケイ素成分を添加すれば、
そのケイ素成分が、焼結体１中の亜鉛成分、ビスマス成
分と反応して良好な側面高抵抗層２を形成できることが
わかる。また、試料Ｎｏ．１０の結果から、ホウ素成分
を添加しない場合、６５０℃で焼き付けられず放電耐量
が低下した。これにより、ホウ素成分を添加すれば、焼
き付け温度を低下させて放電耐量を向上させることがで
きる。
分を添加しない場合には、線膨張係数を６５×１０-7以
下にすることができず、その結果、表面にヒビ割れが発
生し、放電耐量特性が低下した。このため、試料Ｎｏ．
８のケイ素成分が焼結体１中の成分と反応して良好な側
面高抵抗層２を形成する効果は見られなかったが、試料
Ｎｏ．７において二層構造の側面高抵抗層１２を有する
従来の酸化亜鉛バリスタと同等の放電耐量特性が得られ
たことから、ガラス材料中にケイ素成分を添加すれば、
そのケイ素成分が、焼結体１中の亜鉛成分、ビスマス成
分と反応して良好な側面高抵抗層２を形成できることが
わかる。また、試料Ｎｏ．１０の結果から、ホウ素成分
を添加しない場合、６５０℃で焼き付けられず放電耐量
が低下した。これにより、ホウ素成分を添加すれば、焼
き付け温度を低下させて放電耐量を向上させることがで
きる。
【００３５】
【発明の効果】本発明によれば、酸化亜鉛を主成分と
し、バリスタ特性を有する焼結体の側面に、少なくとも
ケイ素成分、アルミニウム成分、ホウ素成分を含み、線
膨張係数が焼結体の線膨張係数よりも小さく、６５０℃
以下の温度範囲にて焼き付け処理が可能なガラスからな
る一層の側面高抵抗層を形成したことにより、二層構造
の側面高抵抗層を有する従来の酸化亜鉛バリスタと同等
の放電耐量特性を持つ酸化亜鉛バリスタを得ることがで
きる。その結果、側面高抵抗層が一層構造でよいため、
側面高抵抗層を形成する上で工数の低減が図れて簡略化
することができ、製品のコストダウンが実現容易とな
る。
し、バリスタ特性を有する焼結体の側面に、少なくとも
ケイ素成分、アルミニウム成分、ホウ素成分を含み、線
膨張係数が焼結体の線膨張係数よりも小さく、６５０℃
以下の温度範囲にて焼き付け処理が可能なガラスからな
る一層の側面高抵抗層を形成したことにより、二層構造
の側面高抵抗層を有する従来の酸化亜鉛バリスタと同等
の放電耐量特性を持つ酸化亜鉛バリスタを得ることがで
きる。その結果、側面高抵抗層が一層構造でよいため、
側面高抵抗層を形成する上で工数の低減が図れて簡略化
することができ、製品のコストダウンが実現容易とな
る。
【図１】本発明に係る非線形抵抗素子の実施形態で、酸
化亜鉛バリスタを示す断面図である。
化亜鉛バリスタを示す断面図である。
【図２】従来の非線形抵抗素子で、酸化亜鉛バリスタを
示す断面図である。
示す断面図である。
１ 焼結体
２ 側面高抵抗層
３ 電極
４ 非線形抵抗素子（酸化亜鉛バリスタ）
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 塚本 直之
兵庫県尼崎市名神町３丁目７番18号 音羽
電機工業株式会社本社事業所内
Ｆターム(参考） 5E034 CB01 CC02 DA02 DC01
Claims (3)
- 【請求項１】 酸化亜鉛を主成分とし、バリスタ特性を
有する焼結体の側面に、少なくともケイ素成分、アルミ
ニウム成分、ホウ素成分を含み、線膨張係数が前記焼結
体の線膨張係数よりも小さく、６５０℃以下の温度範囲
にて焼き付け処理が可能なガラスからなる一層の側面高
抵抗層を形成したことを特徴とする非線形抵抗素子。 - 【請求項２】 前記側面高抵抗層は、線膨張係数が４５
×１０-7〜６５×１０ -7の範囲にあるガラスからなるこ
とを特徴とする請求項１の非線形抵抗素子。 - 【請求項３】 前記側面高抵抗層を構成するガラスは、
鉛成分が添加されていることを特徴とする請求項１又は
２の非線形抵抗素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001249225A JP2003059705A (ja) | 2001-08-20 | 2001-08-20 | 非線形抵抗素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001249225A JP2003059705A (ja) | 2001-08-20 | 2001-08-20 | 非線形抵抗素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003059705A true JP2003059705A (ja) | 2003-02-28 |
Family
ID=19078266
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001249225A Pending JP2003059705A (ja) | 2001-08-20 | 2001-08-20 | 非線形抵抗素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003059705A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2012046765A1 (ja) | 2010-10-05 | 2012-04-12 | 音羽電機工業株式会社 | 非線形抵抗素子及びその製造方法 |
| WO2013150952A1 (ja) | 2012-04-04 | 2013-10-10 | 音羽電機工業株式会社 | 非線形抵抗素子 |
-
2001
- 2001-08-20 JP JP2001249225A patent/JP2003059705A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2012046765A1 (ja) | 2010-10-05 | 2012-04-12 | 音羽電機工業株式会社 | 非線形抵抗素子及びその製造方法 |
| US8896409B2 (en) | 2010-10-05 | 2014-11-25 | Otowa Electric Co., Ltd. | Non-linear resistive element and manufacturing method thereof |
| WO2013150952A1 (ja) | 2012-04-04 | 2013-10-10 | 音羽電機工業株式会社 | 非線形抵抗素子 |
| US9007167B2 (en) | 2012-04-04 | 2015-04-14 | Otowa Electric Co., Ltd. | Non-linear resistive element |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4319215A (en) | Non-linear resistor and process for producing same | |
| EP0316015B1 (en) | Material for resistor body and non-linear resistor made thereof | |
| KR970005747B1 (ko) | 전압 비선형 저항기 및 그 제조 방법 | |
| JP2004022976A (ja) | 積層型電圧非直線抵抗体、及びその製造方法 | |
| EP0304203A1 (en) | Voltage non-linear resistor | |
| JP2003059705A (ja) | 非線形抵抗素子 | |
| CA1129513A (en) | Potentially non-linear resistor and process for producing the same | |
| JP5833929B2 (ja) | バリスタセラミック、バリスタセラミックを含む多層構成要素、バリスタセラミックの製造方法 | |
| EP0332462B1 (en) | Voltage non-linear resistor | |
| JPH04245602A (ja) | 電圧非直線抵抗体 | |
| JPH036801A (ja) | 電圧非直線抵抗体 | |
| JP2560851B2 (ja) | 電圧非直線抵抗体 | |
| JP2002305104A (ja) | 電圧非直線抵抗体およびその製造方法 | |
| JPH04253301A (ja) | 電圧非直線抵抗体の製造方法 | |
| JPH02135701A (ja) | 電圧非直線抵抗体の製造方法 | |
| JPH02239602A (ja) | 電圧非直線抵抗体の製造法 | |
| JPH02133902A (ja) | 電圧非直線抵抗体の製造方法 | |
| JPH0917613A (ja) | 電圧非直線性抵抗体の製造方法 | |
| JPH03142801A (ja) | 電圧非直線抵抗体の製造法 | |
| JPH04245603A (ja) | 電圧非直線抵抗体の製造方法 | |
| JPH04299803A (ja) | 正特性サーミスタおよびその製造方法 | |
| JPH04245601A (ja) | 電圧非直線抵抗体 | |
| JP2002289408A (ja) | 電圧非直線抵抗体の製造法 | |
| JPH0734405B2 (ja) | 電圧非直線抵抗体 | |
| JPH03142802A (ja) | 電圧非直線抵抗体の製造法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20040225 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20040304 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20040506 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20040806 |