JP2003109806A - Nonlinear resistor and its manufacturing method - Google Patents

Nonlinear resistor and its manufacturing method

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JP2003109806A
JP2003109806A JP2001304736A JP2001304736A JP2003109806A JP 2003109806 A JP2003109806 A JP 2003109806A JP 2001304736 A JP2001304736 A JP 2001304736A JP 2001304736 A JP2001304736 A JP 2001304736A JP 2003109806 A JP2003109806 A JP 2003109806A
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oxide
linear resistor
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bismuth
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JP2001304736A
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Inventor
Takeshi Udagawa
剛 宇田川
Takahiko Shindou
尊彦 新藤
Hideyasu Ando
秀泰 安藤
Akiko Suyama
章子 須山
Yoshiyasu Ito
義康 伊藤
Hironori Suzuki
洋典 鈴木
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a nonlilnear resistor the thickness of which can be increased and the discharge withstand current rating characteristic of which can be improved. SOLUTION: The nonlinear resistor, the main component of which is zinc oxide (ZnO), contains bismuth, titanium, cobalt, manganese, and nickel as sub- components, the contents of which are set to 0.1-5.0 mol% in terms of bismuth oxide (Bi2 O3 ), 0.1-5.0 mol% in terms of titanium oxide (TiO2 ), 0.1-5.0 mol% in terms of cobalt oxide (CoO), 0.1-5.0 mol% in terms of manganese oxide (MnO), and 0.1-5.0 mol% in terms of nickel oxide (NiO), respectively, and further contains tellurium, the content of which is set to 0.001-3.0 mol% in terms of tellurium oxide (TeO2 ).

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、本発明は、避雷
器、サージアブソーバ等に用いられる酸化亜鉛を主成分
とした非直線抵抗体とその製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a non-linear resistor containing zinc oxide as a main component used in lightning arresters, surge absorbers and the like, and a method for manufacturing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般に電力系統や電子機器回路において
は、異常電圧の侵入を抑制し、電力系統や電子機器を保
護する目的から避雷器やサージアブソーバが用いられて
いる。そして、この避雷器やサージアブソーバには、正
常な電圧で絶縁特性を示し、異常電圧が印加されたとき
に低抵抗特性を示すことにより、系統や回路を保護する
非直線抵抗体が採用されている。
2. Description of the Related Art In a power system or an electronic device circuit, a lightning arrester or a surge absorber is generally used for the purpose of suppressing the intrusion of abnormal voltage and protecting the power system and the electronic device. The surge arresters and surge absorbers employ a non-linear resistor that protects the system and circuit by exhibiting insulation characteristics at normal voltage and low resistance characteristics when an abnormal voltage is applied. .

【0003】従来、この非直線抵抗体の製造方法は、概
略以下の通りである。
Conventionally, the manufacturing method of this non-linear resistor is roughly as follows.

【0004】原料は、ZnOを主成分とし、副成分とし
て、例えば特開平5−234716号公報に示されてい
るように、Bi23、SB23、CoO、MnO、Cr
23等を加えている。これらの原料を水及び有機バイン
ダーとともに十分混合した後、スプレードライヤーなど
で造粒し、成形及び焼結される。この後、焼結体の側面
に沿面閃絡を防止するため高抵抗物質を塗布し再焼成し
て高抵抗層が形成される。そして、焼結体の両端面を研
磨し電極を取付けることで、非直線抵抗体が製造され
る。
The raw material contains ZnO as a main component, and as a sub-component, for example, Bi 2 O 3 , SB 2 O 3 , CoO, MnO, and Cr as disclosed in JP-A-5-234716.
2 O 3 etc. are added. After thoroughly mixing these raw materials with water and an organic binder, they are granulated with a spray dryer or the like, molded and sintered. After that, a high resistance material is applied to the side surface of the sintered body to prevent creeping flashover and refired to form a high resistance layer. Then, both end surfaces of the sintered body are polished and electrodes are attached to manufacture a non-linear resistor.

【0005】ところで、近年、電力系統は送電コスト低
減のため大容量化が進んでいる。これらの避雷器に使用
される非直線抵抗体は、極めて大きなサージエネルギー
を処理する必要があり、非直線抵抗体の大容量化・並列
接続枚数の増加等が採用されている。
By the way, in recent years, the capacity of electric power systems has been increased in order to reduce the transmission cost. The non-linear resistors used in these lightning arresters are required to handle extremely large surge energy, and thus the non-linear resistors have been adopted with a large capacity and an increased number of parallel connections.

【0006】しかし、並列接続枚数の増加は、電流分担
のアンバランスを招き易い等の特性上の問題から制限さ
れ、必然的に非直線抵抗体の大容量化が図られなければ
ならない。そこで、素子径を増加すると、それを収容す
る円筒容器の直径により制限される。
However, the increase in the number of parallel connections is limited due to problems in characteristics such as imbalance in current sharing, and inevitably the capacity of the non-linear resistor must be increased. Therefore, increasing the element diameter is limited by the diameter of the cylindrical container that houses it.

【0007】一方、非直線抵抗体の厚みは、非直線抵抗
体の立上がり電圧(以下バリスタ電圧と呼ぶ)と避雷器
の制限電圧との兼合いにより制限される。現状の非直線
抵抗体のバリスタ電圧は、180〜300V/mmであ
るが、このバリスタ電圧を低くすることができれば、非
直線抵抗体の厚さを増加することができ、エネルギー処
理量の増加を図ることができる。このため、バリスタ電
圧の低い非直線抵抗体が望まれていた。
On the other hand, the thickness of the non-linear resistor is limited by the balance between the rising voltage of the non-linear resistor (hereinafter referred to as varistor voltage) and the limiting voltage of the lightning arrester. The current varistor voltage of the non-linear resistor is 180 to 300 V / mm, but if the varistor voltage can be lowered, the thickness of the non-linear resistor can be increased, and the amount of energy processing can be increased. Can be planned. Therefore, a nonlinear resistor having a low varistor voltage has been desired.

【0008】現状の製造方法で得られる非直線抵抗体の
形状は、直径が100〜120mm、厚さが20〜45
mmにもなる。このような大型の非直線抵抗体は、別の
問題が生じる。すなわち、大型の非直線抵抗体に使用さ
れる焼結体は、焼結時の部分的な焼成温度の不均一等の
影響により、ZnO結晶粒子の異常粒成長が起こり、抵
抗値のバラツキが生じ易くなる。さらに、抵抗の低い部
分に電流が集中し、耐量特性の低下・寿命特性の低下を
招くといった問題があった。
The shape of the non-linear resistor obtained by the current manufacturing method is 100 to 120 mm in diameter and 20 to 45 in thickness.
It also becomes mm. Such a large non-linear resistor causes another problem. That is, in a sintered body used for a large non-linear resistor, ZnO crystal grains undergo abnormal grain growth due to the influence of partial non-uniform firing temperature at the time of sintering, resulting in variation in resistance value. It will be easier. Further, there is a problem that current concentrates on a portion having low resistance, resulting in deterioration of withstand voltage characteristics and deterioration of life characteristics.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】このように従来の非直
線抵抗体はバリスタ電圧が高く、避雷器の制限電圧によ
る制約から、非直線抵抗体の厚さの増加が困難であっ
た。また、大型化すると焼結体に部分的な抵抗値のバラ
ツキが生じ、放電耐量特性や課電寿命特性が低下すると
いった問題があった。
As described above, the conventional non-linear resistor has a high varistor voltage, and it is difficult to increase the thickness of the non-linear resistor due to the restriction by the voltage limit of the lightning arrester. Further, when the size is increased, there is a problem that a partial variation in the resistance value occurs in the sintered body, and the discharge withstand voltage characteristic and the electric charge life characteristic are deteriorated.

【0010】本発明は、上記の問題点を解消すべくなさ
れたもので、大型化しても抵抗値のバラツキが少なく、
放電耐量特性や課電寿命特性に優れた非直線抵抗体とそ
の製造方法を提供することを目的とする。
The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and even if the size is increased, there is little variation in the resistance value.
It is an object of the present invention to provide a non-linear resistor having excellent discharge withstand characteristics and voltage application life characteristics and a method for manufacturing the same.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】本発明は上記の目的を達
成するため、次のような手段により非直線抵抗体を構成
すると共に、この非直線抵抗体を次のような方法で製造
するものである。
In order to achieve the above object, the present invention constitutes a non-linear resistor by the following means and manufactures this non-linear resistor by the following method. Is.

【0012】請求項1に対応する発明は、酸化亜鉛(Z
nO)を主成分とし、副成分として、ビスマス、チタ
ン、コバルト、マンガン、ニッケルをそれぞれ、酸化ビ
スマス(Bi23)に換算して0.1〜5.0mol
%、酸化チタン(TiO2)に換算して0.1〜5.0
mol%、酸化コバルト(CoO)に換算して0.1〜
5.0mol%、酸化マンガン(MnO)に換算して
0.1〜5.0mol%、酸化ニッケル(NiO)に換
算して0.1〜5.0mol%含有し、さらにテルルを
酸化テルル(TeO2)に換算して0.001〜3.0
mol%含有する。
The invention corresponding to claim 1 is zinc oxide (Z
nO) as a main component, and bismuth, titanium, cobalt, manganese, and nickel as auxiliary components are each converted into bismuth oxide (Bi 2 O 3 ) of 0.1 to 5.0 mol.
%, Converted to titanium oxide (TiO 2 ) 0.1 to 5.0
mol%, 0.1 to 0.1% converted to cobalt oxide (CoO)
5.0 mol%, 0.1-5.0 mol% in terms of manganese oxide (MnO), 0.1-5.0 mol% in terms of nickel oxide (NiO), and tellurium (TeO) oxide. 2 ) converted to 0.001 to 3.0
Contains mol%.

【0013】上記請求項1に対応する発明の非直線抵抗
体によれば、酸化亜鉛を主成分とし、副成分としてビス
マス、チタン、コバルト、マンガン、テルルを含むた
め、ZnO結晶粒子径を均一に大きくすることができ、
サージ耐量を増加することができる。
According to the non-linear resistor of the invention corresponding to claim 1, since the main component is zinc oxide and the auxiliary components include bismuth, titanium, cobalt, manganese, and tellurium, the ZnO crystal grain size is made uniform. Can be bigger,
The surge resistance can be increased.

【0014】請求項2に対応する発明は、請求項1に対
応する発明の非直線抵抗体において、酸化ルビジウム
(Rb2O)に換算して0.5×10-3〜20×10-3
mol%のルビジウム、酸化銀(Ag2O)に換算して
0.5×10-3〜20×10-3mol%の銀、酸化タリ
ウム(Tl2O)に換算して0.5×10-3〜20×1
-3mol%のタリウム、酸化セシウム(Cs2O)に
換算して0.5×10-3〜20×10-3mol%のセシ
ウム、酸化ホウ素(B23)に換算して5×10 -3〜2
0×10-3mol%のホウ素の少なくとも一つの成分を
含有する。
The invention corresponding to claim 2 corresponds to claim 1.
In the non-linear resistor of the present invention, rubidium oxide
(Rb20.5 x 10 when converted to O)-3~ 20 x 10-3
mol% rubidium, silver oxide (Ag2Converted to O)
0.5 x 10-3~ 20 x 10-3mol% silver, Tari oxide
Umm (Tl20.5 x 10 when converted to O)-3~ 20 x 1
0-3mol% thallium, cesium oxide (Cs2O)
Converted to 0.5 x 10-3~ 20 x 10-3mol% sesame
Um, boron oxide (B2O3) Converted to 5 x 10 -3~ 2
0x10-3At least one component of mol% boron
contains.

【0015】上記請求項2に対応する発明の非直線抵抗
体によれば、優れた寿命特性を得ることができる。
According to the non-linear resistor of the invention according to the second aspect, excellent life characteristics can be obtained.

【0016】請求項3に対応する発明は、請求項1又は
請求項2に対応する発明の非直線抵抗体において、アル
ミニウムを酸化アルミニウム(Al23)に換算して
0.5×10-3〜20×10-3mol%含有する。
The invention corresponding to claim 3 is the nonlinear resistor of the invention according to claim 1 or claim 2, wherein aluminum is converted into aluminum oxide (Al 2 O 3 ) and 0.5 × 10 −. 3 to 20 × 10 −3 mol% is contained.

【0017】上記請求項3に対応する発明の非直線抵抗
体によれば、アルミニウムを含有することにより優れた
非直線特性を得ることができる。
According to the non-linear resistor of the invention according to the third aspect, by containing aluminum, excellent non-linear characteristics can be obtained.

【0018】請求項4に対応する発明は、酸化亜鉛を主
成分とし、副成分として、ビスマス、チタン、コバル
ト、マンガン、ニッケルをそれぞれ、酸化ビスマス(B
23)に換算して0.1〜5.0mol%、酸化チタ
ン(TiO2)に換算して0.1〜3.0mol%、酸
化コバルト(CoO)に換算して0.1〜5.0mol
%、酸化マンガン(MnO)に換算して0.1〜5.0
mol%、酸化ニッケル(NiO)に換算して0.1〜
5.0mol%含有し、さらにテルル化チタン(TiT
2)を0.001〜3.0mol%含有する。
In the invention corresponding to claim 4, zinc oxide is a main component, and bismuth oxide (B
i 2 O 3 ) 0.1 to 5.0 mol%, titanium oxide (TiO 2 ) 0.1 to 3.0 mol%, cobalt oxide (CoO) 0.1 to 5.0 mol
%, Converted to manganese oxide (MnO) of 0.1 to 5.0
mol%, 0.1 to 0.1% converted to nickel oxide (NiO)
5.0 mol% is included, and titanium telluride (TiT
e 2) a containing 0.001~3.0mol%.

【0019】請求項5に対応する発明は、酸化亜鉛を主
成分とし、副成分として、ビスマス、チタン、コバル
ト、マンガン、ニッケルをそれぞれ、酸化ビスマス(B
23)に換算して0.1〜3.0mol%、酸化チタ
ン(TiO2)に換算して0.1〜5.0mol%、酸
化コバルト(CoO)に換算して0.1〜5.0mol
%、酸化マンガン(MnO)に換算して0.1〜5.0
mol%、酸化ニッケル(NiO)に換算して0.1〜
5.0mol%含有し、さらにテルル化ビスマス(Bi
2Te3)に換算して0.001〜3.0mol%含有す
る。
In the invention corresponding to claim 5, bismuth oxide (B) is composed mainly of zinc oxide and bismuth, titanium, cobalt, manganese and nickel as auxiliary components.
i 2 O 3 ) 0.1 to 3.0 mol%, titanium oxide (TiO 2 ) 0.1 to 5.0 mol%, cobalt oxide (CoO) 0.1 to 0.1 mol%. 5.0 mol
%, Converted to manganese oxide (MnO) of 0.1 to 5.0
mol%, 0.1 to 0.1% converted to nickel oxide (NiO)
5.0 mol% of bismuth telluride (Bi
2 Te 3 ) and 0.001 to 3.0 mol% is contained.

【0020】上記請求項4及び請求項5に対応する発明
の非直線抵抗体によれば、添加物としてテルル化チタン
(TiTe2)、テルル化ビスマス(Bi2Te3)を含
むことにより、粒界にTeを固溶し易くでき、優れた電
流−電圧特性を得ることができる。
According to the non-linear resistor of the inventions corresponding to the above claims 4 and 5, the particles containing titanium telluride (TiTe 2 ) and bismuth telluride (Bi 2 Te 3 ) are contained as the additives. Te can be easily solid-dissolved in the interface, and excellent current-voltage characteristics can be obtained.

【0021】請求項6に対応する発明は、請求項1、請
求項4、請求項5のいずれかに対応する発明の非直線抵
抗体において、含有されるビスマス結晶相がα相、β相
からなり、その相対強度比α/βが0.5以上である。
The invention corresponding to claim 6 is the nonlinear resistor according to any one of claims 1, 4, and 5, wherein the bismuth crystal phase contained is from α phase or β phase. And the relative intensity ratio α / β is 0.5 or more.

【0022】上記請求項6に対応する発明の非直線抵抗
体によれば、熱ストレスに安定な結晶相となるため、優
れた寿命特性を得ることができる。
According to the non-linear resistor of the invention corresponding to the above-mentioned claim 6, since the crystalline phase becomes stable against thermal stress, excellent life characteristics can be obtained.

【0023】請求項7に対応する発明は、請求項1乃至
請求項5のいずれかに対応する発明の直線抵抗体におい
て、素体の気孔率が10%以下である。
The invention according to claim 7 is the linear resistor according to any one of claims 1 to 5, wherein the element has a porosity of 10% or less.

【0024】上記請求項7に対応する発明の非直線抵抗
体によれば、素体の気孔率を10%以下にすることによ
り素体強度を向上させることができ、優れた放電耐量特
性を得ることができる。
According to the non-linear resistor of the invention corresponding to claim 7, the strength of the element can be improved by setting the porosity of the element to 10% or less, and excellent discharge withstand characteristics can be obtained. be able to.

【0025】請求項8に対応する発明は、主成分である
酸化亜鉛と、所定量秤量された副成分であるビスマス、
チタン、コバルト、マンガン、ニッケル、テルルとを原
料とし、この原料を有機バインダとともに混合装置によ
り混合し、この混合物を造粒手段により所定の粒径の造
粒粉とし、この造粒粉を金型に入れて加圧して所定の形
状の成形体とし、しかる後この成形体を所定の温度で焼
成して焼結体を得、この焼結体の側面をコーティング処
理した後、両端面に導電材を溶射して電極を形成する。
According to an eighth aspect of the present invention, zinc oxide as a main component and bismuth as a sub-component which is weighed in a predetermined amount are included.
Titanium, cobalt, manganese, nickel and tellurium are used as raw materials, and the raw materials are mixed with an organic binder by a mixing device, and the mixture is made into granulated powder having a predetermined particle size by a granulating means, and the granulated powder is used as a mold. And pressurize it into a molded product of a predetermined shape. Then, this molded product is fired at a predetermined temperature to obtain a sintered body, and after coating the side surfaces of this sintered body, conductive materials are applied to both end surfaces. Is sprayed to form electrodes.

【0026】請求項9に対応する発明は、主成分である
酸化亜鉛と、所定量秤量された副成分であるビスマス、
チタン、コバルト、マンガン、ニッケル、テルルとを原
料とし、さらに添加量として秤量されたルビジウム、
銀、タリウム、セシウムを原料として、これらの原料を
有機バインダとともに混合装置により混合し、この混合
物を造粒手段により所定の粒径の造粒粉とし、この造粒
粉を金型に入れて加圧して所定の形状の成形体とし、し
かる後この成形体を所定の温度で焼成して焼結体を得、
この焼結体の側面をコーティング処理した後、両端面に
導電材を溶射して電極を形成する。
The invention corresponding to claim 9 is such that zinc oxide as a main component and bismuth as an auxiliary component which is weighed in a predetermined amount,
Titanium, cobalt, manganese, nickel, tellurium as a raw material, further rubidium weighed as an addition amount,
Using silver, thallium, and cesium as raw materials, these raw materials are mixed with an organic binder in a mixing device, and the mixture is made into granulated powder having a predetermined particle size by a granulating means, and the granulated powder is put into a mold and added. Press to form a molded body of a predetermined shape, and then calcine this molded body at a predetermined temperature to obtain a sintered body,
After coating the side surfaces of this sintered body, a conductive material is sprayed on both end surfaces to form electrodes.

【0027】上記請求項8及び請求項9対応する発明の
非線形抵抗体の製造方法によれば、大型化しても抵抗値
のバラツキが少なく、放電耐量特性や課電寿命特性に優
れた非直線抵抗体を製造することができる。
According to the method for manufacturing a non-linear resistor of the present invention corresponding to claims 8 and 9, there is little variation in the resistance value even when the size is increased, and the non-linear resistance is excellent in discharge withstand characteristics and electric charge life characteristics. The body can be manufactured.

【0028】請求項10に対応する発明は、請求項9に
対応する発明の非直線抵抗体の製造方法において、ルビ
ジウム、銀、タリウム、セシウム成分は塩の溶液の形で
添加される。
The invention according to claim 10 is the method for producing a non-linear resistor according to claim 9, wherein the rubidium, silver, thallium and cesium components are added in the form of a salt solution.

【0029】請求項11に対応する発明は、請求項10
に対応する発明の非直線抵抗体の製造方法において、ル
ビジウム塩、銀塩、タリウム塩、セシウム塩の溶液は硝
酸塩の溶液である。
An invention corresponding to claim 11 is claim 10
In the method for manufacturing a non-linear resistor according to the invention, the solution of rubidium salt, silver salt, thallium salt, and cesium salt is a solution of nitrate salt.

【0030】請求項10及び請求項11に対応する発明
の非直線抵抗体の製造方法によれば、銀、タリウム、セ
シウム成分が均一に分散でき、バラツキのない優れた寿
命特性を得ることができる。
According to the method for manufacturing a non-linear resistor of the present invention corresponding to claims 10 and 11, silver, thallium and cesium components can be uniformly dispersed, and excellent life characteristics without variations can be obtained. .

【0031】請求項12に対応する発明は、請求項8又
は請求項9に対応する発明の非直線抵抗体の製造方法に
おいて、前記成形体の焼成温度が1050〜1250
℃、1000℃から750℃までの降温速度が50〜2
00℃/hであり、バリスタ電圧バリスタ電圧が15〜
120V/mmである。
The invention corresponding to claim 12 is the method for producing a non-linear resistor according to claim 8 or 9, wherein the firing temperature of the molded body is 1050 to 1250.
℃, from 1000 ℃ to 750 ℃ temperature decrease rate is 50-2
00 ° C / h, varistor voltage Varistor voltage is 15 ~
It is 120 V / mm.

【0032】請求項12に対応する発明の非直線抵抗体
の製造方法によれば、抵抗値のばらつきを極めて少なく
することができる。
According to the method of manufacturing a non-linear resistor of the invention corresponding to claim 12, it is possible to extremely reduce variations in resistance value.

【0033】請求項13に対応する発明は、請求項9又
は請求項9に対応する発明の非直線抵抗体の製造方法に
おいて、対向する両端面に真鍮を溶射し、低融点金属で
端子金具を接合する。
According to a thirteenth aspect of the present invention, in the method for manufacturing a non-linear resistor according to the ninth or ninth aspect of the invention, brass is sprayed on opposite end faces of the non-linear resistor, and the terminal fitting is made of a low melting point metal. To join.

【0034】請求項13に対応する発明の非直線抵抗体
の製造方法によれば、電極と素体を一体化できるので、
部品点数を少なくすることができると共に、信頼性を向
上させることができる。
According to the non-linear resistor manufacturing method of the invention corresponding to claim 13, the electrode and the element body can be integrated,
The number of parts can be reduced and the reliability can be improved.

【0035】請求項14に対応する発明は、請求項13
に対応する発明の非直線抵抗体の製造方法において、前
記低融点金属は、Sn、Ag、およびZn、Cu、Ti
から少なくとも1種を含み、Sn 70〜99.8%、
Ag 、0.2〜10%、Zn0〜10%、Cu 0〜1
0%、Ti 0〜10%である。
The invention corresponding to claim 14 is claim 13
In the method for manufacturing a non-linear resistor according to the invention, the low melting point metal is Sn, Ag, and Zn, Cu, Ti.
From 70 to 99.8% Sn,
Ag, 0.2-10%, Zn0-10%, Cu0-1
0% and Ti 0 to 10%.

【0036】請求項14に対応する発明の非線形抵抗体
の製造方法によれば、気孔の少ない低融点金属が得ら
れ、優れた接合強度を得ることができる。
According to the method for producing a nonlinear resistor of the invention corresponding to claim 14, a low melting point metal having few pores can be obtained, and excellent bonding strength can be obtained.

【0037】請求項15に対応する発明は、請求項8又
は請求項9に対応する発明の非直線抵抗体の製造方法に
おいて、対向する両端面に導電性樹脂材料で端子金具を
接合する。
According to a fifteenth aspect of the invention, in the method for manufacturing a non-linear resistor according to the eighth or ninth aspect of the invention, terminal metal fittings are joined to the opposite end faces with a conductive resin material.

【0038】請求項15に対応する発明の非線形抵抗体
の製造方法によれば、低温で焼付けることが可能になり
安定した寿命特性が得られる。
According to the method for manufacturing a non-linear resistor of the invention corresponding to claim 15, baking can be performed at a low temperature, and stable life characteristics can be obtained.

【0039】[0039]

【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態を図面を
参照して説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0040】本発明の第1の実施の形態について説明す
る。
The first embodiment of the present invention will be described.

【0041】主成分酸化亜鉛(ZnO)に、酸化ビスマ
ス(Bi23)、酸化チタン(TiO2)、酸化コバル
ト(CoO)、酸化マンガン(MnO)、酸化ニッケル
(NiO)、テルルを酸化テルル(TeO2)を所定量
秤量し、これらを原料とする。この場合、Bi23
0.1〜5.0mol%、TiO2を0.1〜5.0m
ol%、CoOを0.1〜5.0mol%、MnOを
0.1〜5.0mol%、NiOを0.1〜5.0mo
l%、さらにTeO2を0.001〜3.0mol%の
範囲内とする。
Bismuth oxide (Bi 2 O 3 ), titanium oxide (TiO 2 ), cobalt oxide (CoO), manganese oxide (MnO), nickel oxide (NiO) and tellurium are added to tellurium oxide as the main component zinc oxide (ZnO). A predetermined amount of (TeO 2 ) is weighed and used as a raw material. In this case, Bi 2 O 3 is 0.1 to 5.0 mol% and TiO 2 is 0.1 to 5.0 m.
ol%, CoO 0.1-5.0 mol%, MnO 0.1-5.0 mol%, NiO 0.1-5.0 mo
1%, and TeO 2 is in the range of 0.001 to 3.0 mol%.

【0042】これらの原料を水及び分散剤などの有機バ
インダーとともに混合装置にて混合する。
These raw materials are mixed with water and an organic binder such as a dispersant in a mixing device.

【0043】次に、混合物を例えばスプレードライヤー
で所定の粒径例えば100μmに噴霧造粒する。そし
て、この造粒粉を金型に入れ加圧し、円板等所定の形状
に成形することで成形体を得る。こうして得られた成形
体は、添加した有機バインダー類を除去するために空気
中で例えば500℃で焼成し、さらに空気中で1200
℃で2時間で焼成することにより、図1に示すような焼
結体1を得ることができる。そして、側面部を低融点ガ
ラスでコーティングし側面層2を得る。さらに焼結体1
の両端面を研磨し、この両端面にアルミニウムを溶射し
て電極3が形成される。これで図1に示す非直線抵抗体
を得ることができる。
Next, the mixture is spray-granulated to have a predetermined particle size of 100 μm, for example, by a spray dryer. Then, the granulated powder is put into a mold and pressurized, and is molded into a predetermined shape such as a disk to obtain a molded body. The molded product thus obtained is fired in air at, for example, 500 ° C. in order to remove the added organic binders, and further 1200 ° C. in air.
By firing at 2 ° C. for 2 hours, a sintered body 1 as shown in FIG. 1 can be obtained. Then, the side surface portion is coated with low melting point glass to obtain the side surface layer 2. Further sintered body 1
Both end surfaces are polished, and aluminum is sprayed on the both end surfaces to form the electrodes 3. With this, the nonlinear resistor shown in FIG. 1 can be obtained.

【0044】以上のようにして得られた非直線抵抗体の
電気特性について説明する。
The electrical characteristics of the non-linear resistor obtained as described above will be described.

【0045】これらの非直線抵抗体のバリスタ電圧、放
電耐量特性、非直線特性、および気孔率を示すと表1の
通りである。
Table 1 shows the varistor voltage, discharge withstand voltage characteristic, nonlinear characteristic, and porosity of these nonlinear resistors.

【0046】[0046]

【表1】 [Table 1]

【0047】上記表1において、放電耐量特性は、18
個の非直線抵抗体に雷インパルスを順次電流値を増加さ
せながら印加し、非直線抵抗体が耐えた電流値の平均値
で示した。
In Table 1 above, the discharge withstand voltage characteristic is 18
The lightning impulse was applied to each of the non-linear resistors while sequentially increasing the current value, and the average value of the current values withstood by the non-linear resistors was shown.

【0048】なお、非直線抵抗体はその厚さを調整し、
非直線抵抗体1個のバリスタ電圧を同じにして、放電耐
量試験を行った。非直線特性は、5kAの電流を流した
ときに発生する電圧V5kAとバリスタ電圧 との比V5kA/V
1mAで示した。
The thickness of the non-linear resistor is adjusted,
A discharge withstand voltage test was conducted with the same varistor voltage of one non-linear resistor. The nonlinear characteristic is the ratio of the voltage V 5kA generated when a current of 5kA is applied to the varistor voltage V 5kA / V
Shown at 1 mA .

【0049】ここで、本実施の形態と比較するための従
来例のバリスタ電圧、放電耐量特性、非直線特性及び気
孔率を示すと表2の通りである。
Table 2 shows the varistor voltage, discharge withstand voltage characteristic, non-linear characteristic, and porosity of the conventional example for comparison with the present embodiment.

【0050】[0050]

【表2】 [Table 2]

【0051】上記表1と表2との比較から明らかなよう
に、本実施の形態の非直線抵抗体は、従来例に比べてバ
リスタ電圧が15〜120V/mmとなり、放電耐量特
性も良好であることが分る。また、気孔率が10%を超
えると放電耐量特性が低下することが分る。
As is clear from the comparison between Table 1 and Table 2, the non-linear resistor of the present embodiment has a varistor voltage of 15 to 120 V / mm as compared with the conventional example and has a good discharge withstand characteristic. I know that there is. Further, it can be seen that when the porosity exceeds 10%, the discharge withstanding characteristic is deteriorated.

【0052】このように本発明の実施の形態において、
放電耐量特性が従来例に比べて良好な非直線抵抗体が得
られる理由は、次のように考えられる。
As described above, in the embodiment of the present invention,
The reason why a non-linear resistor having a better discharge withstand characteristic than the conventional example can be obtained is considered as follows.

【0053】ZnOを主成分とする非直線抵抗体の抵抗
は、ZnO粒子の粒界において発現する。したがって、
非直線抵抗体の抵抗は、粒界の数の逆数、すなわちZn
O粒子の粒径によって決定される。
The resistance of the non-linear resistor containing ZnO as a main component appears at the grain boundaries of ZnO particles. Therefore,
The resistance of a nonlinear resistor is the reciprocal of the number of grain boundaries, that is, Zn
It is determined by the particle size of O particles.

【0054】ZnO粒子の成長は、添加される副成分に
より影響される。すなわち、Bi23は、焼結中液相に
なり、ZnOを溶解し、その移動を促進することにより
ZnO結晶粒子の成長を促進する。
The growth of ZnO particles is influenced by the added subcomponents. That is, Bi 2 O 3 becomes a liquid phase during sintering, dissolves ZnO, and promotes the movement thereof, thereby promoting the growth of ZnO crystal particles.

【0055】一方、TiO2は、そのZnOの溶解度を
上げることにより、ZnO結晶粒子の成長を促進する。
TeO2は融点が低く、Bi23同様液相になるが、Z
nOの溶解度は低いため、Bi23ほどZnO結晶粒子
の成長は促進しない。
On the other hand, TiO 2 promotes the growth of ZnO crystal grains by increasing the solubility of ZnO.
TeO 2 has a low melting point and becomes a liquid phase like Bi 2 O 3, but Z
Since the solubility of nO is low, it does not promote the growth of ZnO crystal grains as much as Bi 2 O 3 .

【0056】ZnO結晶粒子の成長を促進するだけで
は、過剰の粒成長や異常粒成長や粒子径のバラツキが生
じる恐れがある。ここで、テルルを添加するとZnOの
粒成長のバランスがよくなり、この結果、バラツキを少
なくすることができるため、非直線抵抗体のバリスタ電
圧を低くすることができ、さらに素体の気孔率が低減す
ることにより素体の機械的強度が向上し、放電耐量に優
れた非直線抵抗体が得られると考えられる。
If only the growth of ZnO crystal grains is promoted, excessive grain growth, abnormal grain growth, or variation in grain size may occur. Here, when tellurium is added, the balance of grain growth of ZnO is improved, and as a result, variations can be reduced, the varistor voltage of the non-linear resistor can be lowered, and the porosity of the element body can be reduced. It is considered that by reducing the amount, the mechanical strength of the element body is improved, and a non-linear resistor having excellent discharge withstand capability can be obtained.

【0057】本実の形態では、従来例(例えば、特開平
5−234716号公報)に含まれるアンチモン(S
b)、クロム(Cr)を含んでいないが、これらは焼成
中、ZnOと反応して複合酸化物を形成する。これらの
複合酸化物は、ZnO結晶粒子の成長を阻害するため、
バリスタ電圧を低くすることができない。
In the present embodiment, the antimony (S) contained in the conventional example (for example, Japanese Patent Laid-Open No. 5-234716) is used.
b), which does not contain chromium (Cr), these react with ZnO during firing to form a composite oxide. These complex oxides inhibit the growth of ZnO crystal grains,
The varistor voltage cannot be lowered.

【0058】本実施の形態では、この2つの成分を含ま
ないため、良好なZnO結晶粒子を得ることができ、バ
リスタ電圧が低く、良好な耐量特性を持つ非直線抵抗体
が得られることを確認している。
In the present embodiment, since these two components are not contained, it is confirmed that excellent ZnO crystal particles can be obtained, a varistor voltage is low, and a non-linear resistor having good withstand voltage characteristics is obtained. is doing.

【0059】なお、副成分のビスマスを、Bi23に換
算して0.1〜5.0mol%、チタンをTiO2に換
算して0.1〜5.0mol%、コバルトをCoOに換
算して0.1〜5.0mol%、マンガンをMnOに換
算して0.1〜5.0mol%、ニッケルをNiOに換
算して0.1〜5.0mol%含有し、さらにテルルを
TeO2に換算して0.001〜3.0mol%含有と
する理由は、これらの範囲を外れると、バリスタ電圧の
高抵抗化、放電耐量の低下、非直線特性の悪化を招くた
めである。
The bismuth auxiliary component is converted to Bi 2 O 3 in an amount of 0.1 to 5.0 mol%, titanium is converted to TiO 2 in an amount of 0.1 to 5.0 mol%, and cobalt is converted to CoO. 0.1 to 5.0 mol%, manganese converted to MnO 0.1 to 5.0 mol%, nickel converted to NiO 0.1 to 5.0 mol%, and tellurium TeO 2 The reason why the content of 0.001 to 3.0 mol% is calculated is that if the content is out of these ranges, the resistance of the varistor voltage is increased, the discharge withstand capability is lowered, and the non-linear characteristic is deteriorated.

【0060】次に本発明の第2の実施の形態について説
明する。
Next, a second embodiment of the present invention will be described.

【0061】主成分ZnOに、Bi23、TiO2、C
oO、MnCo3、NiOをそれぞれ1mol%、Te
2を2mol%秤量し、さらにルビジウム、銀、タリ
ウム、セシウム、ホウ素をそれぞれRb2O、Ag2O、
Tl2O、Cs2O、B23の形で所定量秤量し、これら
を原料とし、第1の実施の形態と同様の製造方法で非直
線抵抗体を製造した。
Bi 2 O 3 , TiO 2 and C are contained in the main component ZnO.
1 mol% each of oO, MnCo 3 , and NiO, Te
O 2 was weighed in an amount of 2 mol%, and rubidium, silver, thallium, cesium, and boron were added to Rb 2 O, Ag 2 O, and
A predetermined amount of Tl 2 O, Cs 2 O, and B 2 O 3 was weighed, and using these as raw materials, a non-linear resistor was manufactured by the same manufacturing method as in the first embodiment.

【0062】本実施の形態の非直線抵抗体は、第1の実
の施例と同様にバリスタ電圧は15〜120V/mmで
あり、放電耐量特性も良好である。
The non-linear resistor of the present embodiment has a varistor voltage of 15 to 120 V / mm as in the first embodiment, and has a good discharge withstand characteristic.

【0063】以上のようにして得られた非直線抵抗体を
120℃の恒温槽の中でバリスタ電圧の90%の電圧を
かけ課電寿命試験を1000時間実施した。その結果を表3
に示す。
The non-linear resistor obtained as described above was applied with a voltage of 90% of the varistor voltage in a thermostatic chamber at 120 ° C., and a voltage application life test was conducted for 1000 hours. The results are shown in Table 3.
Shown in.

【0064】[0064]

【表3】 [Table 3]

【0065】なお、寿命特性はL1000で示す。The life characteristics are shown by L1000.

【0066】L1000=[V(1000h後)+V(初期)]/[V
(初期)]×100 上記表3に示した結果から明らかなように、非直線特性
は、ルビジウム、銀、タリウム、セシウム、ホウ素を添
加することにより寿命特性が向上することが分る。因み
に、表3のNo.*16は上記いずれの成分も添加しな
い場合を示している。
L1000 = [V (after 1000 h) + V (initial)] / [V
(Initial)] × 100 As is apparent from the results shown in Table 3 above, it can be seen that the non-linear characteristics are improved in life characteristics by adding rubidium, silver, thallium, cesium and boron. By the way, No. * 16 indicates the case where neither of the above components is added.

【0067】このように本発明の第2の実施の形態にお
いて、寿命特性が向上した理由は、次のように考えられ
る。
The reason why the life characteristics are improved in the second embodiment of the present invention is considered as follows.

【0068】ZnOバリスタ粒界にできる界面準位はア
クセプタタイプであり、ここに電子が捕獲され、この捕
獲された電子を補償しようとして正にイオン化したドナ
ーにより電気的障壁が形成される。
The interface level formed at the ZnO varistor grain boundary is an acceptor type, and an electron is trapped therein, and an electric barrier is formed by the positively ionized donor to compensate the trapped electron.

【0069】例えば添加されたルビジウムは、Rb
なり、ZnO結晶格子間に入り込み、界面準位の状態が
変化させられ、電界ストレスが生じても変化に強い界面
準位が形成されて寿命特性が改善されたと考えられる。
For example, the added rubidium becomes Rb + , enters between ZnO crystal lattices, and the state of the interface state is changed, and even if the electric field stress occurs, the interface state resistant to the change is formed and the life characteristics are improved. It is considered to have been improved.

【0070】なお、Rb2Oの添加量が、0.5×10
-3mol%未満では、添加量が少なく、非直線特性改善
の効果が少ない。また、20.0×10-3mol%を越
えた場合では、Rb量が多くなり、粒界における抵抗
が低くなり、非直線特性が劣化すると考えられる。
The amount of Rb 2 O added was 0.5 × 10 5.
If it is less than -3 mol%, the amount of addition is small and the effect of improving the nonlinear characteristics is small. Further, when it exceeds 20.0 × 10 −3 mol%, it is considered that the amount of Rb + increases, the resistance at the grain boundary decreases, and the nonlinear characteristics deteriorate.

【0071】ここでは、ルビジウムについて述べたが
銀、タリウム、セシウム、ホウ素も同様なメカニズムで
寿命特性が改善されると考えられる。
Although rubidium has been described here, it is considered that silver, thallium, cesium and boron also have improved life characteristics by the same mechanism.

【0072】本実施の形態では、Bi23、TiO2
CoO、MnCo3、NiOをそれぞれ、1mol%、T
eO2を含2mol%含む場合について示したが、Bi2
3に換算して0.1〜5.0mol%、TiO2に換算
して0.1〜5.0mol%、CoOに換算して0.1
〜5.0mol%、MnOに換算して0.1〜5.0m
ol%、NiOに換算して0.1〜5.0mol%含有
し、さらにTeO2に換算して0.001〜3.0mo
l%含有する場合についも同様の効果が得られることを
確認した。
In the present embodiment, Bi 2 O 3 , TiO 2 ,
CoO, MnCo 3 , and NiO are 1 mol% and T, respectively.
Although eO 2 shows a case containing containing 2 mol%, Bi 2
0.1 to 5.0 mol% in terms of O 3 , 0.1 to 5.0 mol% in terms of TiO 2 , 0.1 in terms of CoO
~ 5.0mol%, 0.1-5.0m in terms of MnO
0.1 to 5.0 mol% in terms of ol% and NiO, and 0.001 to 3.0 mo in terms of TeO 2.
It was confirmed that the same effect was obtained even when the content was 1%.

【0073】次に本発明の第3の実施の形態について説
明する。
Next, a third embodiment of the present invention will be described.

【0074】主成分ZnOに、Bi23、TiO2、C
oO、MnCo3、NiOをそれぞれ1mol%、また
TeO2を2mol%秤量し、さらにアルミニウムをA
23の形で所定量秤量してこれらを原料とし、第1の
実施の形態と同様の製造方法で非直線抵抗体を製造し
た。
Bi 2 O 3 , TiO 2 and C are used as main components ZnO.
1 mol% each of oO, MnCo 3 , and NiO, and 2 mol% of TeO 2 were weighed.
A predetermined amount of 1 2 O 3 was weighed and used as a raw material, and a non-linear resistor was manufactured by the same manufacturing method as in the first embodiment.

【0075】本実施の形態の非直線抵抗体は、第1の実
施の形態と同様にバリスタ電圧は15〜120V/mm
であり、放電耐量特性も良好である。
The non-linear resistor of this embodiment has a varistor voltage of 15 to 120 V / mm, as in the first embodiment.
The discharge withstand characteristic is also good.

【0076】以上のようにして得られた非直線抵抗体の
非直線性を図2にプロットAとして示している。
The non-linearity of the non-linear resistor obtained as described above is shown as plot A in FIG.

【0077】また、主成分ZnOに、Bi23、TiO
2、CoO、MnCo3、NiOをそれぞれ1mol%、
TeO2を2mol%、ルビジウムをRb2Oの形で1×
10- 3mol%秤量し、さらにアルミニウムをAl23
の形で所定量秤量してこれらを原料とし、第1の実施の
形態と同様の方法で非直線抵抗体を製造した。
In addition, the main component ZnO contains Bi 2 O 3 and TiO 2.
2 , CoO, MnCo 3 , and NiO are each 1 mol%,
2 mol% TeO 2 and 1 × rubidium in the form of Rb 2 O
10 - 3 mol% weighed, further an aluminum Al 2 O 3
A predetermined amount was weighed in the form of, and these were used as raw materials to manufacture a non-linear resistor by the same method as in the first embodiment.

【0078】本実施の形態の非直線抵抗体は、第1の実
施の形態と同様にバリスタ電圧は15〜120V/mm
であり、放電耐量特性も良好である。
The non-linear resistor of this embodiment has a varistor voltage of 15 to 120 V / mm, as in the first embodiment.
The discharge withstand characteristic is also good.

【0079】以上のようにして得られた非直線抵抗体の
非直線性を図2にプロットBとして示している。
The non-linearity of the non-linear resistor obtained as described above is shown as a plot B in FIG.

【0080】図2に示した結果から明らかなように、非
直線特性は第1の実施の形態に比べて、さらに改善され
ていることが分る。
As is clear from the results shown in FIG. 2, the non-linear characteristic is further improved as compared with the first embodiment.

【0081】このように本発明の第3の実施の形態にお
いて、非直線特性が改善された理由は、次のように考え
られる。
The reason why the non-linear characteristic is improved in the third embodiment of the present invention is considered as follows.

【0082】添加されたアルミウムは、Al3+とな
り、ZnO結晶粒子中に固溶する。Al3+は、ZnO
粒子の粒界付近に存在し、非直線特性発現の要因となる
障壁を形成する。このため、アルミニウムの添加により
非直線特性が改善されたと考えられる。
The added aluminum becomes Al 3+ and forms a solid solution in the ZnO crystal particles. Al 3+ is ZnO
It exists near the grain boundaries of the particles and forms a barrier that causes the development of nonlinear characteristics. Therefore, it is considered that the addition of aluminum improved the nonlinear characteristics.

【0083】本実施の形態では、ZnOに、Bi23
TiO2、CoO、MnCo3、NiOをそれぞれ1mo
l%、またTeO2を2mol%含む場合について示し
たが、Bi23に換算して0.1〜5.0mol%、T
iO2に換算して0.1〜5.0mol%、CoOに換
算して0.1〜5.0mol%、MnOに換算して0.
1〜5.0mol%、NiOに換算して0.1〜5.0
mol%含有し、さらに、TeO2に換算して0.00
1〜3.0mol%含有する場合、及びさらにルビジウ
ムを酸化ルビジウム(Rb2O)に換算して0.5×1
-3〜20×10- 3mol%、銀を酸化銀(Ag2O)
に換算して0.5×10-3〜20×10-3mol%、タ
リウムを酸化タリウム(Tl2O)に換算して0.5×
10-3〜20×10-3mol%、セシウムを酸化セシウ
ム(Cs2O)に換算して0.5×10-3〜20×10
-3mol%、ホウ素を酸化ホウ素(B23)に換算して
5×10-3〜20×10-3mol%含有する場合につい
も同様の効果が得られることを確認した。
In the present embodiment, ZnO is mixed with Bi 2 O 3 ,
TiO 2 , CoO, MnCo 3 , and NiO are each 1mo
1% and 2 mol% of TeO 2 are included, but it is 0.1 to 5.0 mol% in terms of Bi 2 O 3 and T
0.1 to 5.0 mol% in terms of iO 2 , 0.1 to 5.0 mol% in terms of CoO, and 0.1 in terms of MnO.
1-5.0 mol%, converted to NiO 0.1-5.0
mol% content, 0.000 in terms of TeO 2
In the case of containing 1 to 3.0 mol% and further converting rubidium into rubidium oxide (Rb 2 O), 0.5 × 1
0 -3 ~20 × 10 - 3 mol %, silver silver oxide (Ag 2 O)
0.5 × 10 −3 to 20 × 10 −3 mol%, and thallium oxide (Tl 2 O) is converted to 0.5 ×
10 −3 to 20 × 10 −3 mol%, 0.5 × 10 −3 to 20 × 10 in terms of cesium converted to cesium oxide (Cs 2 O)
-3 mol%, it was confirmed that a similar effect with the case of containing 5 × 10 -3 ~20 × 10 -3 mol% in terms of boron boron oxide (B 2 O 3) is obtained.

【0084】次に本発明の第4の実施の形態について説
明する。
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described.

【0085】主成分ZnOに、Bi23、TiO2、C
oO、MnCo3、NiOをそれぞれ1mol%、、ま
たTeO2を2mol%秤量し、さらにルビジウム、
銀、タリウム、セシウム、をそれぞれRbOH、AgO
H、TlOH、CsOHの形で所定量秤量してこれらを
原料とし、第1の実施の形態と同様の製造方法で非直線
抵抗体を製造した。
Bi 2 O 3 , TiO 2 and C were added to the main component ZnO.
1 mol% each of oO, MnCo 3 , and NiO, and 2 mol% of TeO 2 were weighed, and rubidium,
RbOH and AgO for silver, thallium and cesium, respectively
A predetermined amount of H, T1OH, and CsOH was weighed and used as a raw material, and a non-linear resistor was manufactured by the same manufacturing method as in the first embodiment.

【0086】本実施の形態の非直線抵抗体は、第1の実
施の形態と同様にバリスタ電圧は15〜120V/mm
であり、放電耐量特性も良好である。
The non-linear resistor of this embodiment has a varistor voltage of 15 to 120 V / mm, as in the first embodiment.
The discharge withstand characteristic is also good.

【0087】以上のようにして得られた非直線抵抗体の
非直線性を表4に示す。
Table 4 shows the non-linearity of the non-linear resistor obtained as described above.

【0088】[0088]

【表4】 [Table 4]

【0089】また、主成分ZnOに、Bi23、TiO
2、CoO、MnCo3、NiOをそれぞれ1mol
%、、またTeO2を2mol%秤量し、さらにルビジ
ウム、銀、タリウム、セシウムをそれぞれRbNO3
AgNO3、TlNO3、CSNO3の形で所定量秤量し
てこれらを原料とし、第1の実施の形態と同様の製造方
法で非直線抵抗体を製造した。
Further, the main component ZnO contains Bi 2 O 3 and TiO 2.
2 , 1 mol of CoO, MnCo 3 and NiO
%, And 2 mol% TeO 2 were weighed, and rubidium, silver, thallium, and cesium were added to RbNO 3 , and
A predetermined amount of AgNO 3 , TlNO 3 , and CSNO 3 was weighed and used as raw materials, and a non-linear resistor was manufactured by the same manufacturing method as in the first embodiment.

【0090】本実施の形態の非直線抵抗体は、第1の実
施の形態と同様にバリスタ電圧は15〜120V/mm
であり、放電耐量特性も良好である。以上のようにして
得られた非直線抵抗体の非直線性を表5に示す。
The non-linear resistor of this embodiment has a varistor voltage of 15 to 120 V / mm, as in the first embodiment.
The discharge withstand characteristic is also good. Table 5 shows the non-linearity of the non-linear resistor obtained as described above.

【0091】[0091]

【表5】 [Table 5]

【0092】上記表4、表5に示した結果から明らかな
ように、非直線特性は、第2の実施の形態に比べてさら
に改善されていることが分る。
As is clear from the results shown in Tables 4 and 5, the non-linear characteristic is further improved as compared with the second embodiment.

【0093】このように本発明の第4の実施の形態にお
いて、非直線特性が改善された理由は、次のように考え
られる。添加されたルビジウム、銀、タリウム、セシウ
ムを塩の溶液の形で添加することにより均一に分散で
き、バラツキのない優れた寿命特性を得ることができる
ためと考えられる。
The reason why the non-linear characteristic is improved in the fourth embodiment of the present invention is considered as follows. It is considered that by adding the added rubidium, silver, thallium, and cesium in the form of a salt solution, they can be uniformly dispersed and excellent life characteristics without variations can be obtained.

【0094】本実施の形態では、Bi23、TiO2
CoO、MnCo3、NiOをそれぞれ1mol%、さら
にTeO2を2mol%含む場合について示したが、B
23に換算して0.1〜5.0mol%、TiO2
換算して0.1〜5.0mol%、CoOに換算して
0.1〜5.0mol%、MnOに換算して0.1〜
5.0mol%、NiOに換算して0.1〜5.0mo
l%含有し、さらにTiO2に換算して0.001〜
3.0mol%含有する場合についても同様の効果が得
られることを確認した。
In the present embodiment, Bi 2 O 3 , TiO 2 ,
The case where CoO, MnCo 3 , and NiO are each contained at 1 mol% and TeO 2 is contained at 2 mol% is shown.
0.1 to 5.0 mol% in terms of i 2 O 3, 0.1~5.0mol% in terms of TiO 2, 0.1 to 5.0 mol% in terms of CoO, terms of MnO 0.1 to
5.0 mol%, 0.1 to 5.0 mo converted to NiO
1% content, and 0.001 converted to TiO 2
It was confirmed that the same effect was obtained when the content was 3.0 mol%.

【0095】次に本発明の第5の実施の形態について説
明する。
Next explained is the fifth embodiment of the invention.

【0096】主成分ZnOに、Bi23、TiO2、C
oO、MnCo3、NiOをそれぞれ1mol%、さら
にTiTe2を所定量秤量してこれらを原料とし、第1
の実施の形態と同様の製造方法で非直線抵抗体を製造し
た。
Bi 2 O 3 , TiO 2 and C are used as main components ZnO.
1 mol% of each of oO, MnCo 3 , and NiO, and a predetermined amount of TiTe 2 were weighed out and used as raw materials.
A non-linear resistor was manufactured by the same manufacturing method as in the above embodiment.

【0097】本実施の形態の非直線抵抗体は、第1の実
施の形態と同様にバリスタ電圧は15〜120V/mm
であり、放電耐量特性も良好である。
The non-linear resistor of this embodiment has a varistor voltage of 15 to 120 V / mm, as in the first embodiment.
The discharge withstand characteristic is also good.

【0098】図3は以上のようにして得られた非直線抵
抗体の非直線性を示している。
FIG. 3 shows the non-linearity of the non-linear resistor obtained as described above.

【0099】また、主成分ZnOに、Bi23、TiO
2、CoO、MnCo3、NiOをそれぞれ1mol%、
さらにBi2Te3を所定量秤量してこれらを原料とし、
第1の実施の形態と同様の製造方法で非直線抵抗体を製
造した。
In addition, the main component ZnO contains Bi 2 O 3 and TiO 2.
2 , CoO, MnCo 3 , and NiO are each 1 mol%,
Furthermore, a predetermined amount of Bi 2 Te 3 is weighed, and these are used as raw materials.
A non-linear resistor was manufactured by the same manufacturing method as in the first embodiment.

【0100】本実施の形態の非直線抵抗体は、第1の実
施の形態と同様にバリスタ電圧は15〜120V/mm
であり、放電耐量特性も良好である。
The non-linear resistor of this embodiment has a varistor voltage of 15 to 120 V / mm as in the first embodiment.
The discharge withstand characteristic is also good.

【0101】図4は以上のようにして得られた非直線抵
抗体の非直線性を示している。
FIG. 4 shows the non-linearity of the non-linear resistor obtained as described above.

【0102】図3、図4に示した結果から明らかなよう
に、非直線特性は、第1の実施の形態に比べてさらに改
善されていることが分る。
As is clear from the results shown in FIGS. 3 and 4, it can be seen that the non-linear characteristic is further improved as compared with the first embodiment.

【0103】このように本発明の第5の実施の形態にお
いて、非直線特性が改善された理由は、次のように考え
られる。添加物としてテルル化チタン(TiTe2)、
テルル化ビスマス(Bi2Te3)を含むことにより粒界
にTeを固溶し易くでき、非直線特性発現の要因となる
障壁を形成する。このため、テルル化チタン(TiTe
2)、テルル化ビスマス(Bi2Te3)を添加すること
により優れた電流-電圧特性を得ることができる。
The reason why the non-linear characteristic is improved in the fifth embodiment of the present invention is considered as follows. Titanium telluride (TiTe 2 ) as an additive,
By including bismuth telluride (Bi 2 Te 3 ), Te can be easily solid-dissolved in the grain boundaries, and a barrier that causes non-linear characteristics is formed. Therefore, titanium telluride (TiTe)
2 ) By adding bismuth telluride (Bi 2 Te 3 ), excellent current-voltage characteristics can be obtained.

【0104】本実施の形態では、Bi23、TiO2
CoO、MnCo3、NiOをそれぞれ1mol%含む場
合について示したが、テルル化チタン(TiTe2)を
添加する場合、酸化ビスマスBi23に換算して0.1
〜5.0mol%、酸化チタン(TiO2)に換算して
0.1〜3.0mol%、酸化コバルト(CoO)に換
算して0.1〜5.0mol%、酸化マンガン(Mn
O)に換算して0.1〜5.0mol%、酸化ニッケル
(NiO)に換算して0.1〜5.0mol%含有した
場合についても同様の効果が得られることを確認した。
In the present embodiment, Bi 2 O 3 , TiO 2 ,
The case where CoO, MnCo 3 , and NiO are each contained at 1 mol% is shown, but when titanium telluride (TiTe 2 ) is added, it is converted to bismuth oxide Bi 2 O 3 of 0.1%.
˜5.0 mol%, 0.1 to 3.0 mol% in terms of titanium oxide (TiO 2 ), 0.1 to 5.0 mol% in terms of cobalt oxide (CoO), manganese oxide (Mn
It was confirmed that similar effects can be obtained when 0.1 to 5.0 mol% in terms of O) and 0.1 to 5.0 mol% in terms of nickel oxide (NiO) are contained.

【0105】また、テルル化ビスマス(Bi2Te3)を
添加する場合、酸化ビスマス(Bi 23)に換算して
0.1〜3.0mol%、酸化チタン(TiO2)に換
算して0.1〜5.0mol%、酸化コバルト(Co
O)に換算して0.1〜5.0mol%、酸化マンガン
(MnO)に換算して0.1〜5.0mol%、酸化ニ
ッケル(NiO)に換算して0.1〜5.0mol%含
有した場合についても同様の効果が得られることを確認
した。
Further, bismuth telluride (Bi2Te3)
When added, bismuth oxide (Bi 2O3)
0.1 to 3.0 mol%, titanium oxide (TiO2)
Calculated 0.1-5.0 mol%, cobalt oxide (Co
0.1 to 5.0 mol% converted to O), manganese oxide
0.1 to 5.0 mol% in terms of (MnO), nitric oxide
Converted to nickel (NiO) 0.1-5.0 mol% included
Confirmed that the same effect can be obtained even if it has
did.

【0106】次に本発明の第6の実施の形態について説
明する。
Next explained is the sixth embodiment of the invention.

【0107】主成分ZnOに、Bi23、TiO2、C
oO、MnCo3、NiOをそれぞれ1mol%、TeO
2を2mol%秤量してこれらを原料とする。以下第1
の実施の形態と同様の製造方法で、焼成温度を1050
℃、1100℃、1200℃、そして1250℃とし、
1000℃から750℃までの降温速度を50℃/h、
100℃/h、200℃/hとして焼結体を得た。
Bi 2 O 3 , TiO 2 , and C are used as the main components ZnO.
1 mol% each of oO, MnCo 3 , and NiO, TeO
2 mol% of 2 is weighed and these are used as raw materials. 1st below
In the manufacturing method similar to that of the embodiment of FIG.
℃, 1100 ℃, 1200 ℃, and 1250 ℃,
The temperature decreasing rate from 1000 ° C to 750 ° C is 50 ° C / h,
Sintered bodies were obtained at 100 ° C./h and 200 ° C./h.

【0108】また、比較のために、降温速度を250℃
/hとして焼結体を得た。続いて、以下第1の実施の形
態と同様の製造方法により、非直線抵抗体を製造した。
For comparison, the rate of temperature decrease is 250 ° C.
/ H was obtained as a sintered body. Then, a non-linear resistor was manufactured by the same manufacturing method as in the first embodiment.

【0109】本実施の形態の非直線抵抗体は、第1の実
施の形態と同様にバリスタ電圧は15〜120V/mm
あり、非直線特性も良好であった。
The non-linear resistor of this embodiment has a varistor voltage of 15 to 120 V / mm, as in the first embodiment.
And the non-linear characteristic was also good.

【0110】以上のようにして得られた非直線抵抗体の
課電寿命特性、非直線特性を表6に示す。
Table 6 shows the voltage application life characteristics and the non-linear characteristics of the non-linear resistor obtained as described above.

【0111】[0111]

【表6】 [Table 6]

【0112】課電寿命特性は、第2の実施の形態と同様
の条件で行なった。表6に示した結果から明らかなよう
に、本実施の形態の非直線抵抗体は、比較例(No.13
*)に比べ、課電寿命特性、非直線特性が良好であるこ
とが分る。また、ビスマス相の結晶相のα相とβ相の相
対強度比が本実施の形態の製造条件で行なうと0.5以
上となり、課電寿命特性、非直線特性が向上している。
The voltage application life characteristics were measured under the same conditions as in the second embodiment. As is clear from the results shown in Table 6, the non-linear resistor of the present embodiment has a comparative example (No. 13).
It can be seen that compared with *), the voltage application life characteristics and non-linearity characteristics are better. Further, the relative intensity ratio of α phase and β phase of the crystal phase of the bismuth phase is 0.5 or more under the manufacturing conditions of the present embodiment, and the electric charge life characteristic and the nonlinear characteristic are improved.

【0113】比較例では、その強度比が0.2であり、
課電寿命特性、非直線特性は低下する。さらに3重点に
偏析する結晶相が本実施の形態の製造条件で行なうこと
によりZnTiO2が生成し、課電寿命特性、非直線特
性が向上する。
In the comparative example, the intensity ratio is 0.2,
Charging life characteristics and non-linear characteristics deteriorate. Further, the crystal phase segregated at the triple points is produced under the manufacturing conditions of the present embodiment, so that ZnTiO 2 is produced, and the electric charge life characteristic and the non-linear characteristic are improved.

【0114】このように本実施の形態において、放電耐
量特性、非直線特性が比較例に比べて良好な非直線抵抗
体が得られる理由は、概略次のように考えられる。
As described above, the reason why a non-linear resistor having better discharge withstand characteristics and non-linear characteristics than those of the comparative example can be obtained in the present embodiment is considered as follows.

【0115】本発明における非直線抵抗体は、Bi23
を含んでいる。焼成の降温過程において、Bi23は、
825℃において液相から固相に変わるが、この過程に
おいて、降温速度を50〜200℃とすることにより、
焼結体中のBi23結晶相のα相が増加し、熱ストレス
に安定な構造となるためと考えられる。
The nonlinear resistor according to the present invention is made of Bi 2 O 3
Is included. In the temperature decreasing process of firing, Bi 2 O 3 is
At 825 ° C, the liquid phase changes to the solid phase. In this process, by setting the temperature decrease rate to 50 to 200 ° C,
It is considered that this is because the α phase of the Bi 2 O 3 crystal phase in the sintered body increases and the structure becomes stable against thermal stress.

【0116】さらに、この過程において、ZnTiO2
が3重点に生成し、異常粒成長を制御でき、均一な抵抗
分布が得られ、優れた非直線特性を得ることができる。
Further, in this process, ZnTiO 2
Is generated at three points, abnormal grain growth can be controlled, a uniform resistance distribution can be obtained, and excellent non-linear characteristics can be obtained.

【0117】本実施の形態では、Bi23、TiO2
CoO、MnCo3、NiOをそれぞれ1mol%、さら
にTeO2を2mol%含み、焼成温度を1050℃〜
1250℃、1000℃から750℃までの降温速度を
50℃/h〜200℃/hとした例について示したが、
Bi23に換算して0.1〜5.0mol%、TiO2
に換算して0.1〜5.0mol%、CoOに換算して
0.1〜5.0mol%、MnOに換算して0.1〜
5.0mol%、NiOに換算して0.1〜5.0mo
l%含有し、さらにTeO2に換算して0.001〜
3.0mol%含有する場合についても、同様の効果が
得られることを確認した。
In the present embodiment, Bi 2 O 3 , TiO 2 ,
CoO, MnCo 3 , and NiO are each contained in an amount of 1 mol%, TeO 2 is further contained in an amount of 2 mol%, and the firing temperature is from 1050 ° C
Although an example in which the temperature lowering rate from 1250 ° C. and 1000 ° C. to 750 ° C. is 50 ° C./h to 200 ° C./h is shown,
Converted to Bi 2 O 3 , 0.1 to 5.0 mol%, TiO 2
0.1 to 5.0 mol% in terms of CoO, 0.1 to 5.0 mol% in terms of CoO, 0.1 to MnO
5.0 mol%, 0.1 to 5.0 mo converted to NiO
1% content, 0.001 converted to TeO 2
It was confirmed that the same effect was obtained even when the content was 3.0 mol%.

【0118】さらに、上記の添加範囲にルビジウム、
銀、タリウム、セシウム、ホウ素をそれぞれルビジウム
を酸化ルビジウム(Rb2O)に換算して0.5×10
-3〜20×10-3mol%、銀を酸化銀(Ag2O)に
換算して0.5×10-3〜20×10-3mol%、タリ
ウムを酸化タリウム(Tl2O)に換算して0.5×1
-3〜20×10-3mol%、セシウムを酸化セシウム
(Cs2O)に換算して0.5×10-3〜20×10-3
mol%、ホウ素を酸化ホウ素(B23)に換算して5
×10-3〜20×10-3mol%含有する場合についも
同様の効果が得られることを確認した。
Further, rubidium in the above addition range,
Silver, thallium, cesium, and boron are each converted into rubidium oxide (Rb 2 O), and 0.5 × 10.
-3 to 20 × 10 -3 mol%, silver converted to silver oxide (Ag 2 O) 0.5 × 10 -3 to 20 × 10 -3 mol%, thallium converted to thallium oxide (Tl 2 O) 0.5 x 1
0 −3 to 20 × 10 −3 mol%, 0.5 × 10 −3 to 20 × 10 −3 in terms of cesium converted to cesium oxide (Cs 2 O)
mol%, 5 when converted to boron oxide (B 2 O 3 )
It was confirmed that the same effect was obtained even when the content of x10 -3 to 20 x 10 -3 mol% was contained.

【0119】次に本発明の第7の実施の形態について説
明する。
Next, a seventh embodiment of the present invention will be described.

【0120】主成分ZnOに、Bi23、TiO2、C
oO、MnCo3、NiOをそれぞれ1mol%、Te
2を2mol%秤量してこれらを原料とする。以下第
1の実施の形態と同様の製造方法で、焼結体を得た。
Bi 2 O 3 , TiO 2 and C are used as main components ZnO.
1 mol% each of oO, MnCo 3 , and NiO, Te
2 mol% of O 2 is weighed and used as a raw material. Hereinafter, a sintered body was obtained by the same manufacturing method as in the first embodiment.

【0121】図5はかかる焼結体の構成を示すものであ
る。
FIG. 5 shows the structure of such a sintered body.

【0122】図5において、この得られた焼結体1の側
面部を低融点ガラスでコーティングして側面層2を得
る。また、焼結体1の両端面を研磨し、この両端面にア
ルミニウムを溶射して電極3が形成される。さらに、こ
の溶射面に真鍮を溶射し電極4を形成させた後、ペース
ト状の低融点金属5を塗布し、端子金具6をのせ、電気
炉に入れて300℃で焼き付け端子金具を接合させるこ
とにより、図示するような非直線抵抗体を得ることがで
きる。
In FIG. 5, the side surface portion of the obtained sintered body 1 is coated with a low melting point glass to obtain a side surface layer 2. Further, both ends of the sintered body 1 are polished, and aluminum is sprayed on the both ends to form the electrodes 3. Further, after brass is sprayed on the sprayed surface to form the electrode 4, the paste-like low melting point metal 5 is applied, the terminal metal fitting 6 is placed, and the terminal metal fitting 6 is put into an electric furnace to bond the terminal metal fitting at 300 ° C. Thus, a non-linear resistor as shown in the figure can be obtained.

【0123】本発明により従来端子金具をバネを介して
固定していたものを直接接合することにより、接触抵抗
の低減と部品点数の削減により、より信頼性のある製品
を提供できる。
According to the present invention, a more reliable product can be provided because the contact resistance and the number of parts are reduced by directly joining the terminal fittings which are conventionally fixed via a spring.

【0124】本実施の形態の低融点金属としては、表7
に示すようにSn、Ag、およびZn、Cu、Tiを所
定量秤量し、調合したものが用いられる。
The low melting point metal of the present embodiment is shown in Table 7.
As shown in, a predetermined amount of Sn, Ag, and Zn, Cu, and Ti are weighed and blended.

【0125】[0125]

【表7】 [Table 7]

【0126】上記表7に示した結果から明らかなよう
に、低融点金属の原料としてSn、Ag、およびZn、
Cu、Tiから少なくとも1種を含み、Snが70〜9
9.8%、Agが0.2〜10%、Znが0〜10%、
Cuが0〜10%、Tiが0〜10%の範囲を外れると
端子金具との密着強度は低下することが分る。
As is clear from the results shown in Table 7 above, Sn, Ag, and Zn as raw materials of the low melting point metal,
Contains at least one of Cu and Ti, and has Sn of 70 to 9
9.8%, Ag 0.2 to 10%, Zn 0 to 10%,
It can be seen that when the Cu is out of the range of 0 to 10% and the Ti is out of the range of 0 to 10%, the adhesion strength with the terminal fitting is lowered.

【0127】なお、表7において、No.1*,No.5*,No.9
*,No.10*,No.11*,No.12*は、いずれかの原料が上記範囲
を外れた場合を比較例として示している。
In Table 7, No. 1 *, No. 5 *, No. 9
*, No. 10 *, No. 11 *, and No. 12 * are shown as comparative examples when one of the raw materials is out of the above range.

【0128】本実施の形態では、Bi23、TiO2
CoO、MnCo3、NiOをそれぞれ1mol%、T
eO2を2mol%含む場合について示したが、前述し
た各実施の形態で示した非直線抵抗体に対しても同様に
適用実施でき、同様の効果が得られることを確認してい
る。
In this embodiment, Bi 2 O 3 , TiO 2 ,
CoO, MnCo 3 , and NiO are 1 mol% and T, respectively.
Although the case of containing 2 mol% of eO 2 is shown, it has been confirmed that the same effects can be obtained by applying the same to the nonlinear resistors shown in the above-mentioned respective embodiments.

【0129】次に本発明の第8の実施の形態について説
明する。
Next, an eighth embodiment of the present invention will be described.

【0130】主成分ZnOに、Bi23、TiO2、C
oO、MnCo3、NiOをそれぞれ1mol%、Te
2を2mol%秤量してこれらを原料とする。以下第
1の実施の形態と同様の製造方法で、焼結体を得る。
Bi 2 O 3 , TiO 2 and C were added to the main component ZnO.
1 mol% each of oO, MnCo 3 , and NiO, Te
2 mol% of O 2 is weighed and used as a raw material. Hereinafter, a sintered body is obtained by the same manufacturing method as in the first embodiment.

【0131】図6(a),(b)はかかる焼結体に端子
金具及び絶縁被覆物を設けた構成を示すものである。
FIGS. 6 (a) and 6 (b) show a structure in which a terminal fitting and an insulating coating are provided on such a sintered body.

【0132】図6(a)において、焼結体1にAgを主
成分とする導電性樹脂ペースト5aを塗布した後、端子
金具6を載せ、150℃で焼き付けることにより端子金
具6を焼結体1に接合させ、図示するような非直線抵抗
体を得る。
In FIG. 6A, after applying the conductive resin paste 5a containing Ag as a main component to the sintered body 1, the terminal metal fitting 6 is placed and baked at 150 ° C. 1 and bonded to obtain a non-linear resistor as shown.

【0133】本実施の形態では、導電性樹脂ペースト5
aを用いることにより低温で焼き付けることが可能とな
り、素体に与える熱の影響を少なくできると共に、安定
した特性が得られ、より信頼性の高い製品を提供でき
る。
In this embodiment, the conductive resin paste 5 is used.
By using a, baking can be performed at a low temperature, the effect of heat on the element body can be reduced, stable characteristics can be obtained, and a more reliable product can be provided.

【0134】さらに、これらの側面外周、および端子金
具の一部を図6(b)に示すように絶縁性弾性部材やオ
ルトリン酸アルミニウムを主成分とする無機絶縁材7で
被覆することにより、汚損特性に強い非直線抵抗体を得
ることができる。従って、沿面閃絡を防止することがで
き、優れた放電耐量特性が得られる。
Further, as shown in FIG. 6B, the outer periphery of the side surface and a part of the terminal fitting are covered with an insulating elastic member or an inorganic insulating material 7 containing aluminum orthophosphate as a main component to prevent contamination. It is possible to obtain a non-linear resistor having strong characteristics. Therefore, creeping on the surface can be prevented, and excellent discharge withstanding characteristics can be obtained.

【0135】本実施の形態では、、Bi23、Ti
2、CoO、MnCo3、NiOをそれぞれ1mol
%、TeO2を2mol%含む焼結体1に端子金具6を
接合する場合について示したが、前述した各実施の形態
で製造された非直線抵抗体のいずれに対しても同様に適
用実施でき、同様の効果が得られることを確認してい
る。
In this embodiment, Bi 2 O 3 and Ti are used.
1 mol of O 2 , CoO, MnCo 3 , and NiO, respectively
%, The case where the terminal metal fitting 6 is joined to the sintered body 1 containing 2 mol% of TeO 2 is shown. However, the same can be applied to any of the nonlinear resistors manufactured in the above-described embodiments. , It has been confirmed that the same effect can be obtained.

【0136】[0136]

【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、大型
化しても抵抗値のバラツキが少なく、放電耐量特性や課
電寿命特性に優れた非直線抵抗体とその製造方法を提供
することができる。
As described above, according to the present invention, it is possible to provide a non-linear resistor which has a small variation in resistance value even if it is upsized and which is excellent in discharge withstand characteristics and electric charge life characteristics, and a manufacturing method thereof. You can

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の第1の実施の形態に係る非直線抵抗体
を示す断面図。
FIG. 1 is a sectional view showing a non-linear resistor according to a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の第3の実施例に係る非直線抵抗体の非
直線特性を示すグラフ。
FIG. 2 is a graph showing non-linear characteristics of a non-linear resistor according to a third embodiment of the present invention.

【図3】本発明の第5の実施例に係る非直線抵抗体の非
直線特性を示すグラフ。
FIG. 3 is a graph showing non-linear characteristics of a non-linear resistor according to a fifth example of the present invention.

【図4】同実施の形態に係る他の例の非直線抵抗体の非
直線特性を示すグラフ。
FIG. 4 is a graph showing non-linear characteristics of another non-linear resistor according to the same embodiment.

【図5】本発明の第7の実施例に係る非直線抵抗体を示
す断面図。
FIG. 5 is a sectional view showing a non-linear resistor according to a seventh embodiment of the present invention.

【図6】(a),(b)は本発明の第8の実施例に係る
非直線抵抗体をそれぞれ示す断面図。
6A and 6B are cross-sectional views showing a non-linear resistor according to an eighth embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…焼結体 2…側面絶縁体 3…電極 4…真鍮電極被膜 5…低融点金属 5a…導電ペースト 6…端子金具 7…絶縁弾性部材または無機絶縁部材 1 ... Sintered body 2 ... Side insulator 3 ... Electrode 4 ... Brass electrode coating 5 ... Low melting point metal 5a ... Conductive paste 6 ... Terminal fittings 7 ... Insulating elastic member or inorganic insulating member

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 安藤 秀泰 神奈川県川崎市川崎区浮島町2番1号 株 式会社東芝浜川崎工場内 (72)発明者 須山 章子 神奈川県川崎市川崎区浮島町2番1号 株 式会社東芝浜川崎工場内 (72)発明者 伊藤 義康 神奈川県横浜市鶴見区末広町2丁目4番地 株式会社東芝京浜事業所内 (72)発明者 鈴木 洋典 神奈川県川崎市川崎区浮島町2番1号 株 式会社東芝浜川崎工場内 Fターム(参考) 5E034 CA09 CB01 CC04 DA03 DB12 DC03 DC04 DE01 DE04 DE05 DE07    ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    (72) Inventor Hideyasu Ando             2-1, Ukishima-cho, Kawasaki-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa             Ceremony Company Toshiba Hamakawasaki Factory (72) Inventor Akiko Suyama             2-1, Ukishima-cho, Kawasaki-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa             Ceremony Company Toshiba Hamakawasaki Factory (72) Inventor Yoshiyasu Ito             2-4 Suehiro-cho, Tsurumi-ku, Yokohama-shi, Kanagawa               Toshiba Keihin Office (72) Inventor Hironori Suzuki             2-1, Ukishima-cho, Kawasaki-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa             Ceremony Company Toshiba Hamakawasaki Factory F-term (reference) 5E034 CA09 CB01 CC04 DA03 DB12                       DC03 DC04 DE01 DE04 DE05                       DE07

Claims (15)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 酸化亜鉛(ZnO)を主成分とし、副成
分として、ビスマス、チタン、コバルト、マンガン、ニ
ッケルをそれぞれ、酸化ビスマス(Bi23)に換算し
て0.1〜5.0mol%、酸化チタン(TiO2)に
換算して0.1〜5.0mol%、酸化コバルト(Co
O)に換算して0.1〜5.0mol%、酸化マンガン
(MnO)に換算して0.1〜5.0mol%、酸化ニ
ッケル(NiO)に換算して0.1〜5.0mol%含
有し、さらにテルルを酸化テルル(TeO2)に換算し
て0.001〜3.0mol%含有することを特徴とす
る非直線抵抗体。
1. Zinc oxide (ZnO) as a main component, and bismuth, titanium, cobalt, manganese, and nickel as auxiliary components are each converted into bismuth oxide (Bi 2 O 3 ) of 0.1 to 5.0 mol. %, 0.1 to 5.0 mol% in terms of titanium oxide (TiO 2 ), cobalt oxide (Co
0.1 to 5.0 mol% in terms of O), 0.1 to 5.0 mol% in terms of manganese oxide (MnO), 0.1 to 5.0 mol% in terms of nickel oxide (NiO). A non-linear resistor which contains 0.001 to 3.0 mol% of tellurium in the form of tellurium oxide (TeO 2 ).
【請求項2】 請求項1記載の非直線抵抗体において、
酸化ルビジウム(Rb2O)に換算して0.5×10-3
〜20×10-3mol%のルビジウム、酸化銀(Ag2
O)に換算して0.5×10-3〜20×10-3mol%
の銀、酸化タリウム(Tl2O)に換算して0.5×1
-3〜20×10-3mol%のタリウム、酸化セシウム
(Cs2O)に換算して0.5×10-3〜20×10-3
mol%のセシウム、酸化ホウ素(B23)に換算して
5×10-3〜20×10-3mol%のホウ素の少なくと
も一つの成分を含有することを特徴とする非直線抵抗
体。
2. The non-linear resistor according to claim 1,
0.5 × 10 -3 converted to rubidium oxide (Rb 2 O)
˜20 × 10 −3 mol% rubidium, silver oxide (Ag 2
Converted to O) 0.5 × 10 −3 to 20 × 10 −3 mol%
0.5 × 1 converted to thallium oxide (Tl 2 O)
0 −3 to 20 × 10 −3 mol% of thallium and 0.5 × 10 −3 to 20 × 10 −3 in terms of cesium oxide (Cs 2 O).
A non-linear resistor containing at least one component of 5 × 10 −3 to 20 × 10 −3 mol% boron in terms of mol% cesium and boron oxide (B 2 O 3 ).
【請求項3】 請求項1又は請求項2記載の非直線抵抗
体において、アルミニウムを酸化アルミニウム(Al2
3)に換算して0.5×10-3〜20×10 -3mol
%含有することを特徴とする非直線抵抗体。
3. The non-linear resistance according to claim 1 or 2.
In the body, aluminum is replaced by aluminum oxide (Al2
O3) Converted to 0.5 x 10-3~ 20 x 10 -3mol
% Non-linear resistor.
【請求項4】 酸化亜鉛を主成分とし、副成分として、
ビスマス、チタン、コバルト、マンガン、ニッケルをそ
れぞれ、酸化ビスマス(Bi23)に換算して0.1〜
5.0mol%、酸化チタン(TiO2)に換算して
0.1〜3.0mol%、酸化コバルト(CoO)に換
算して0.1〜5.0mol%、酸化マンガン(Mn
O)に換算して0.1〜5.0mol%、酸化ニッケル
(NiO)に換算して0.1〜5.0mol%含有し、
さらにテルル化チタン(TiTe2)を0.001〜
3.0mol%含有することを特徴とする非直線抵抗
体。
4. Zinc oxide as a main component, and as a sub-component,
Bismuth, titanium, cobalt, manganese, and nickel are each converted to bismuth oxide (Bi 2 O 3 ) to be 0.1 to 0.1.
5.0 mol%, 0.1 to 3.0 mol% in terms of titanium oxide (TiO 2 ), 0.1 to 5.0 mol% in terms of cobalt oxide (CoO), manganese oxide (Mn)
0.1 to 5.0 mol% in terms of O) and 0.1 to 5.0 mol% in terms of nickel oxide (NiO),
Furthermore, titanium telluride (TiTe 2 ) 0.001
A non-linear resistor containing 3.0 mol%.
【請求項5】 酸化亜鉛を主成分とし、副成分として、
ビスマス、チタン、コバルト、マンガン、ニッケルをそ
れぞれ、酸化ビスマス(Bi23)に換算して0.1〜
3.0mol%、酸化チタン(TiO2)に換算して
0.1〜5.0mol%、酸化コバルト(CoO)に換
算して0.1〜5.0mol%、酸化マンガン(Mn
O)に換算して0.1〜5.0mol%、酸化ニッケル
(NiO)に換算して0.1〜5.0mol%含有し、
さらにテルル化ビスマス(Bi2Te3)に換算して0.
001〜3.0mol%含有することを特徴とする非直
線抵抗体。
5. Zinc oxide as a main component, and as a secondary component,
Bismuth, titanium, cobalt, manganese, and nickel are each converted to bismuth oxide (Bi 2 O 3 ) to be 0.1 to 0.1.
3.0 mol%, 0.1 to 5.0 mol% in terms of titanium oxide (TiO 2 ), 0.1 to 5.0 mol% in terms of cobalt oxide (CoO), manganese oxide (Mn)
0.1 to 5.0 mol% in terms of O) and 0.1 to 5.0 mol% in terms of nickel oxide (NiO),
Furthermore, it is converted to bismuth telluride (Bi 2 Te 3 ) to be 0.
001-3.0 mol% is contained, The nonlinear resistor characterized by the above-mentioned.
【請求項6】 請求項1、請求項4、請求項5のいずれ
かに記載の非直線抵抗体において、含有されるビスマス
結晶相がα相、β相からなり、その相対強度比α/βが
0.5以上であることを特徴とする非直線抵抗体。
6. The nonlinear resistor according to claim 1, wherein the bismuth crystal phase contained is an α phase or a β phase, and the relative intensity ratio α / β thereof. Is 0.5 or more, a non-linear resistor.
【請求項7】 請求項1乃至請求項5のいずれかに記載
の非直線抵抗体において、素体の気孔率が10%以下で
あることを特徴とする非直線抵抗体。
7. The non-linear resistor according to claim 1, wherein the element has a porosity of 10% or less.
【請求項8】 主成分である酸化亜鉛と、所定量秤量さ
れた副成分であるビスマス、チタン、コバルト、マンガ
ン、ニッケル、テルルとを原料とし、この原料を有機バ
インダとともに混合装置により混合し、この混合物を造
粒手段により所定の粒径の造粒粉とし、この造粒粉を金
型に入れて加圧して所定の形状の成形体とし、しかる後
この成形体を所定の温度で焼成して焼結体を得、この焼
結体の側面をコーティング処理した後、両端面に導電材
を溶射して電極を形成したことを特徴とする非直線抵抗
体の製造方法。
8. Zinc oxide which is a main component and bismuth, titanium, cobalt, manganese, nickel and tellurium which are sub-components which are weighed in predetermined amounts are used as raw materials, and the raw materials are mixed with an organic binder by a mixing device, This mixture is made into a granulated powder having a predetermined particle size by a granulating means, the granulated powder is put into a mold and pressurized to give a molded product having a predetermined shape, and then this molded product is fired at a predetermined temperature. A method for manufacturing a non-linear resistor, characterized in that a sintered body is obtained by applying a coating to the side surface of the sintered body, and then a conductive material is sprayed on both end surfaces to form electrodes.
【請求項9】 主成分である酸化亜鉛と、所定量秤量さ
れた副成分であるビスマス、チタン、コバルト、マンガ
ン、ニッケル、テルルとを原料とし、さらに添加量とし
て秤量されたルビジウム、銀、タリウム、セシウムを原
料として、これらの原料を有機バインダとともに混合装
置により混合し、この混合物を造粒手段により所定の粒
径の造粒粉とし、この造粒粉を金型に入れて加圧して所
定の形状の成形体とし、しかる後この成形体を所定の温
度で焼成して焼結体を得、この焼結体の側面をコーティ
ング処理した後、両端面に導電材を溶射して電極を形成
したことを特徴とする非線形抵抗体の製造方法。
9. Zinc oxide which is a main component and bismuth, titanium, cobalt, manganese, nickel and tellurium which are auxiliary components which are weighed in predetermined amounts are used as raw materials, and rubidium, silver and thallium which are weighed in addition amounts. , Cesium as a raw material, these raw materials are mixed with an organic binder by a mixing device, and the mixture is made into a granulated powder having a predetermined particle diameter by a granulating means. After that, the molded body is fired at a predetermined temperature to obtain a sintered body, the side surfaces of this sintered body are coated, and then conductive materials are sprayed on both end surfaces to form electrodes. A method of manufacturing a non-linear resistor characterized by the above.
【請求項10】 請求項9記載の非直線抵抗体の製造方
法において、ルビジウム、銀、タリウム、セシウム成分
は塩の溶液の形で添加されることを特徴とする非直線抵
抗体の製造方法。
10. The method for producing a non-linear resistor according to claim 9, wherein the rubidium, silver, thallium and cesium components are added in the form of a salt solution.
【請求項11】 請求項10記載の非直線抵抗体の製造
方法において、ルビジウム塩、銀塩、タリウム塩、セシ
ウム塩の溶液は硝酸塩の溶液であることを特徴とする非
直線抵抗体の製造方法。
11. The method for producing a non-linear resistor according to claim 10, wherein the solution of the rubidium salt, silver salt, thallium salt or cesium salt is a solution of nitrate. .
【請求項12】 請求項8又は請求項9記載の非直線抵
抗体の製造方法において、前記成形体の焼成温度が10
50〜1250℃、1000℃から750℃までの降温
速度が50〜200℃/hであり、バリスタ電圧バリス
タ電圧が15〜120V/mmであることを特徴とする
非直線抵抗体とその製造方法。
12. The method for producing a non-linear resistor according to claim 8 or 9, wherein a firing temperature of the molded body is 10
A non-linear resistor and a method for manufacturing the same, wherein the temperature lowering rate from 50 to 1250 ° C, 1000 ° C to 750 ° C is 50 to 200 ° C / h, and the varistor voltage is 15 to 120V / mm.
【請求項13】 請求項8又は請求項9記載の非直線抵
抗体の製造方法において、対向する両端面に真鍮を溶射
し、低融点金属で端子金具を接合することを特徴とする
非直線抵抗体とその製造方法。
13. The method for manufacturing a non-linear resistor according to claim 8 or 9, wherein brass is sprayed on opposite end faces of the non-linear resistor, and the metal terminal is joined with a low melting point metal. Body and its manufacturing method.
【請求項14】 請求項13記載の非直線抵抗体の製造
方法において、前記低融点金属は、Sn、Ag、および
Zn、Cu、Tiから少なくとも1種を含み、Sn 7
0〜99.8%、Ag 、0.2〜10%、Zn 0〜1
0%、Cu 0〜10%、Ti 0〜10%であることを
特徴とする非直線抵抗体の製造方法。
14. The method of manufacturing a nonlinear resistor according to claim 13, wherein the low melting point metal includes Sn, Ag, and at least one selected from Zn, Cu, and Ti.
0-99.8%, Ag, 0.2-10%, Zn 0-1
0%, Cu 0-10%, Ti 0-10%, The manufacturing method of the non-linear resistor characterized by the above-mentioned.
【請求項15】 請求項8又は請求項9記載の非直線抵
抗体の製造方法において、対向する両端面に導電性樹脂
材料で端子金具を接合することを特徴とする非直線抵抗
体の製造方法。
15. The method for manufacturing a non-linear resistor according to claim 8 or 9, wherein terminal metal fittings are joined to the opposite end faces with a conductive resin material. .
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