JP2536128B2 - 電圧非直線抵抗素子の製造方法 - Google Patents
電圧非直線抵抗素子の製造方法Info
- Publication number
- JP2536128B2 JP2536128B2 JP1039700A JP3970089A JP2536128B2 JP 2536128 B2 JP2536128 B2 JP 2536128B2 JP 1039700 A JP1039700 A JP 1039700A JP 3970089 A JP3970089 A JP 3970089A JP 2536128 B2 JP2536128 B2 JP 2536128B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- varistor
- voltage
- resistance element
- voltage non
- linear resistance
- 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.)
- Expired - Lifetime
Links
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は電圧非直線抵抗素子の製造方法に係り、特
に素子の焼成方法に関する。
に素子の焼成方法に関する。
酸化亜鉛（ZnO）を主成分とし、これに少なくとも希
土類元素を含む微量の添加物を加えて混合したのち焼結
してつくられるセラミックスは優れた電圧非直線性を示
すことが知られており、電気回路における異常電圧（サ
ージ）を抑制するためのバリスタとして広く実用に供さ
れている。
土類元素を含む微量の添加物を加えて混合したのち焼結
してつくられるセラミックスは優れた電圧非直線性を示
すことが知られており、電気回路における異常電圧（サ
ージ）を抑制するためのバリスタとして広く実用に供さ
れている。
ZnOバリスタの電圧非直線性はZnO粒子の粒界に形成さ
れるショットキ障壁に起因するものである。実用的なバ
リスタにおいてはZnO粒子が結合して形成される粒界１
層当たりのバリスタ電圧は結晶粒径の大きさにかかわら
ずほぼ一定であり、その値は2V程度である。バリスタ電
圧とはバリスタに1mAの電流を流したときの端子間電圧
であり通常V1mAで表わされる。従って電圧非直線抵抗素
子のバリスタ電圧はZnO焼結体上に設けられた電極間に
存在する粒界層の数によって決定される。このため低電
圧回路に用いられる素子に対しては素子の厚さを薄くす
るか、あるいはZnO粒子径を十分に大きくする必要があ
る。
れるショットキ障壁に起因するものである。実用的なバ
リスタにおいてはZnO粒子が結合して形成される粒界１
層当たりのバリスタ電圧は結晶粒径の大きさにかかわら
ずほぼ一定であり、その値は2V程度である。バリスタ電
圧とはバリスタに1mAの電流を流したときの端子間電圧
であり通常V1mAで表わされる。従って電圧非直線抵抗素
子のバリスタ電圧はZnO焼結体上に設けられた電極間に
存在する粒界層の数によって決定される。このため低電
圧回路に用いられる素子に対しては素子の厚さを薄くす
るか、あるいはZnO粒子径を十分に大きくする必要があ
る。
例えばDC12V回路にZnOバリスタを適用する場合、回路
電圧の変動などを考慮し、バリスタ電圧は一般に22Vの
ものが使用されるが、前述のように粒界１層当たりのバ
リスタ電圧は約2Vであるから、この素子の端子電極間に
存在し得る粒界は高々11層である。
電圧の変動などを考慮し、バリスタ電圧は一般に22Vの
ものが使用されるが、前述のように粒界１層当たりのバ
リスタ電圧は約2Vであるから、この素子の端子電極間に
存在し得る粒界は高々11層である。
一方、通常の方法で作られるZnOバリスタ焼結体の粒
径は10〜20μｍであるから、約22Vのバリスタ電圧を得
るために素子の厚さは0.1〜0.2mmにしなければならな
い。しかしZnOバリスタのような焼結体は0.1〜0.2mmの
厚さでは機械的強度が低く、製作中に割れを生ずるなど
の問題があり、素子をこのように薄くすることは実用的
ではない。
径は10〜20μｍであるから、約22Vのバリスタ電圧を得
るために素子の厚さは0.1〜0.2mmにしなければならな
い。しかしZnOバリスタのような焼結体は0.1〜0.2mmの
厚さでは機械的強度が低く、製作中に割れを生ずるなど
の問題があり、素子をこのように薄くすることは実用的
ではない。
これを解決するためにZnOバリスタを作る際にZnO原料
の粉末にこれよりもはるかに大きな粒径のZnO単結晶を
少量添加し、そのZnO単結晶（以下、核粒子と称する）
を核として粒成長を促進させる方法が特公昭56−11203
号公報で開示されている。第４図にこの方法の流れ図が
示される。第５図に核粒子を添加して大気中において13
50℃の温度で焼成した場合の結晶成長の状況が示され
る。酸化亜鉛の原料粉末１が核粒子３上に成長して粒径
100〜200μｍの酸化亜鉛の巨大粒子４が得られる。
の粉末にこれよりもはるかに大きな粒径のZnO単結晶を
少量添加し、そのZnO単結晶（以下、核粒子と称する）
を核として粒成長を促進させる方法が特公昭56−11203
号公報で開示されている。第４図にこの方法の流れ図が
示される。第５図に核粒子を添加して大気中において13
50℃の温度で焼成した場合の結晶成長の状況が示され
る。酸化亜鉛の原料粉末１が核粒子３上に成長して粒径
100〜200μｍの酸化亜鉛の巨大粒子４が得られる。
第６図に核粒子を添加しないで酸化亜鉛の原料粉末と
微量添加物の混合物を造粒したバリスタ粉末を大気中で
焼成する場合の結晶成長の状況が示される。焼結温度を
1500℃に高めたり焼結時間を長くしても粒径は50μｍ止
まりの結晶粒２しか得られない。そのうえこの方法で素
子を製作すると高温で長時間焼成するため添加物が蒸発
して素子の電圧非直線係数αが著しく低下し実用に供し
得ない。
微量添加物の混合物を造粒したバリスタ粉末を大気中で
焼成する場合の結晶成長の状況が示される。焼結温度を
1500℃に高めたり焼結時間を長くしても粒径は50μｍ止
まりの結晶粒２しか得られない。そのうえこの方法で素
子を製作すると高温で長時間焼成するため添加物が蒸発
して素子の電圧非直線係数αが著しく低下し実用に供し
得ない。
核粒子を添加して大気中で焼成する方法は上述のよう
に巨大粒子が容易に得られるが、この方法の場合には核
粒子を製造する工程が別途必要であり、製造コストの増
大を招くという問題があった。
に巨大粒子が容易に得られるが、この方法の場合には核
粒子を製造する工程が別途必要であり、製造コストの増
大を招くという問題があった。
この発明は上述の点に鑑みてなされ、その目的は、バ
リスタ粉末より直接的に巨大粒子を得るようにして、安
価で特性に優れる電圧非直線素子を製造する方法を提供
することにある。
リスタ粉末より直接的に巨大粒子を得るようにして、安
価で特性に優れる電圧非直線素子を製造する方法を提供
することにある。
上述の目的はこの発明によれば、酸化亜鉛を主成分と
し、これに少なくとも希土類元素を含む微量の副成分を
添加混合し、成型，焼成してなる電圧非直線抵抗素子の
製造方法において、40％以上の酸素を含む酸化性ふんい
気中において焼成を行うことにより達成される。
し、これに少なくとも希土類元素を含む微量の副成分を
添加混合し、成型，焼成してなる電圧非直線抵抗素子の
製造方法において、40％以上の酸素を含む酸化性ふんい
気中において焼成を行うことにより達成される。
酸化亜鉛の原料粉末と少なくとも希土類元素を含む微
量の副成分とを混合したバリスタ粉末を用いて成型，焼
成を行うことができる。
量の副成分とを混合したバリスタ粉末を用いて成型，焼
成を行うことができる。
バリスタ粉末を高酸素濃度の酸化ふんい気中で焼成す
ると、核粒子を製造する必要がなくなる。高酸素濃度の
酸化ふんい気中では粒成長のための原子拡散が容易とな
り低温かつ短時間で巨大粒子が得られる。微量の副成分
の蒸発も少なくなる。
ると、核粒子を製造する必要がなくなる。高酸素濃度の
酸化ふんい気中では粒成長のための原子拡散が容易とな
り低温かつ短時間で巨大粒子が得られる。微量の副成分
の蒸発も少なくなる。
次にこの発明の実施例を図面に基づいて説明する。
酸化亜鉛（ZnO）原料粉末に、酸化プラセオジム（Pr6
O11），酸化ランタン（La2O3），酸化コバルト（Co
3O4），酸化ボロン（B2O3）などの副成分を適量添加し
た原料を湿式ボールミルにて十分混合し噴霧乾燥機によ
り造粒粉（バリスタ原料粉末）を得た。次いで直径17mm
の金型を使用し厚さ1.2mmの円板状に成形した。次いで
温度1350℃で数時間焼成した。ここで焼成中のふんい気
は酸素と窒素の濃度比を変化させて各々大気圧で焼成し
た。得られた焼結体の大きさは直径14mmで厚さは1mmで
あった。この焼結体に直径11.5mmのオーミック接触の電
極を対向する面に設け、バリスタ特性を測定した。
O11），酸化ランタン（La2O3），酸化コバルト（Co
3O4），酸化ボロン（B2O3）などの副成分を適量添加し
た原料を湿式ボールミルにて十分混合し噴霧乾燥機によ
り造粒粉（バリスタ原料粉末）を得た。次いで直径17mm
の金型を使用し厚さ1.2mmの円板状に成形した。次いで
温度1350℃で数時間焼成した。ここで焼成中のふんい気
は酸素と窒素の濃度比を変化させて各々大気圧で焼成し
た。得られた焼結体の大きさは直径14mmで厚さは1mmで
あった。この焼結体に直径11.5mmのオーミック接触の電
極を対向する面に設け、バリスタ特性を測定した。
結果が第１図〜第３図に示される。黒丸は核粒子を用
いるときの特性である。第１図〜第３図の横軸目盛は酸
素濃度である。数値100の場合は酸素濃度100％であり、
数値25は酸素25％、窒素75％であり、この場合は大気と
等価である。
いるときの特性である。第１図〜第３図の横軸目盛は酸
素濃度である。数値100の場合は酸素濃度100％であり、
数値25は酸素25％、窒素75％であり、この場合は大気と
等価である。
第１図において、酸素濃度40％以上での結晶粒径は10
0μｍ以上と大きなものが得られており、従って第２図
に示すようにV1mA/tは20V以下と、低電圧回路用電圧非
直線抵抗素子として適していることがわかる。酸素濃度
が40％より小さいと粒成長はあまり進まずV1mA/tが20V/
mm以上に大幅に増大し低電圧回路用電圧非直線抵抗素子
とするには実用的ではない。また第３図に示すように電
圧非直線係数αも30以上と優れている。
0μｍ以上と大きなものが得られており、従って第２図
に示すようにV1mA/tは20V以下と、低電圧回路用電圧非
直線抵抗素子として適していることがわかる。酸素濃度
が40％より小さいと粒成長はあまり進まずV1mA/tが20V/
mm以上に大幅に増大し低電圧回路用電圧非直線抵抗素子
とするには実用的ではない。また第３図に示すように電
圧非直線係数αも30以上と優れている。
以上のように本実施例による素子は第１図〜第３図に
併記した核粒子を用いて製造した素子と比較して同等も
しくはそれ以上の優れた特性を有することがわかる。
併記した核粒子を用いて製造した素子と比較して同等も
しくはそれ以上の優れた特性を有することがわかる。
この発明によれば、酸化亜鉛を主成分とし、これに少
なくとも希土類元素を含む微量の副成分を添加混合し、
成型，焼成してなる電圧非直線抵抗素子の製造方法にお
いて、40％以上の酸素を含む酸化性ふんい気中において
焼成を行うので、粒成長が早くなり核粒子を使用する場
合と同等の時間，温度で巨大結晶粒が得られるので単位
厚さあたりのバリスタ電圧V1mA/tが20V/mm以下にでき低
電圧回路用に適した素子が得られる。また核粒子を使用
する場合と同等の時間，温度で結晶成長するので微量添
加物の蒸発が少なく非直線係数αに優れる素子が得られ
る。さらにこの発明によれば核粒子を用いないので製造
工程が簡単になり、コストダウンが可能となる。
なくとも希土類元素を含む微量の副成分を添加混合し、
成型，焼成してなる電圧非直線抵抗素子の製造方法にお
いて、40％以上の酸素を含む酸化性ふんい気中において
焼成を行うので、粒成長が早くなり核粒子を使用する場
合と同等の時間，温度で巨大結晶粒が得られるので単位
厚さあたりのバリスタ電圧V1mA/tが20V/mm以下にでき低
電圧回路用に適した素子が得られる。また核粒子を使用
する場合と同等の時間，温度で結晶成長するので微量添
加物の蒸発が少なく非直線係数αに優れる素子が得られ
る。さらにこの発明によれば核粒子を用いないので製造
工程が簡単になり、コストダウンが可能となる。
第１図はこの発明の実施例に係る素子の結晶粒径と酸素
濃度との関係を従来のものと対比して示した線図、第２
図はこの発明の実施例に係る素子の単位厚さあたりバリ
スタ電圧と酸素濃度との関係を従来のものと対比して示
した線図、第３図はこの発明の実施例に係る素子の非直
線係数αと酸素濃度との関係を従来のものと対比して示
す線図、第４図は従来の素子の製造工程図、第５図は核
粒子を用いる従来の製法の結晶成長を示す模式図、第６
図は核粒子を用いない従来の製法の結晶成長を示す模式
図である。 1:酸化亜鉛の原料粉末、2:結晶粒、3:核粒子、4:巨大粒
子。
濃度との関係を従来のものと対比して示した線図、第２
図はこの発明の実施例に係る素子の単位厚さあたりバリ
スタ電圧と酸素濃度との関係を従来のものと対比して示
した線図、第３図はこの発明の実施例に係る素子の非直
線係数αと酸素濃度との関係を従来のものと対比して示
す線図、第４図は従来の素子の製造工程図、第５図は核
粒子を用いる従来の製法の結晶成長を示す模式図、第６
図は核粒子を用いない従来の製法の結晶成長を示す模式
図である。 1:酸化亜鉛の原料粉末、2:結晶粒、3:核粒子、4:巨大粒
子。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 石井 孝志 神奈川県川崎市川崎区田辺新田１番１号 富士電機株式会社内 (56)参考文献 特開 昭50−102895（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−76301（ＪＰ，Ａ) 特開 昭51−9297（ＪＰ，Ａ) 特公 昭56−26123（ＪＰ，Ｂ２)
Claims (1)
- 【請求項１】酸化亜鉛を主成分とし、これに少なくとも
希土類元素を含む微量の副成分を添加混合し、成型，焼
成してなる電圧非直線抵抗素子の製造方法において、40
％以上の酸素を含む酸化性ふんい気中において焼成を行
うことを特徴とする電圧非直線抵抗素子の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1039700A JP2536128B2 (ja) | 1989-02-20 | 1989-02-20 | 電圧非直線抵抗素子の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1039700A JP2536128B2 (ja) | 1989-02-20 | 1989-02-20 | 電圧非直線抵抗素子の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02219203A JPH02219203A (ja) | 1990-08-31 |
| JP2536128B2 true JP2536128B2 (ja) | 1996-09-18 |
Family
ID=12560291
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1039700A Expired - Lifetime JP2536128B2 (ja) | 1989-02-20 | 1989-02-20 | 電圧非直線抵抗素子の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2536128B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04132203A (ja) * | 1990-09-21 | 1992-05-06 | Fuji Electric Co Ltd | 電圧非直線抵抗素子の製造方法 |
| JPH07320908A (ja) * | 1994-05-19 | 1995-12-08 | Tdk Corp | 酸化亜鉛系バリスタの製造方法および酸化亜鉛系バリスタ |
| JP3718702B2 (ja) | 2002-12-03 | 2005-11-24 | 独立行政法人物質・材料研究機構 | 酸化亜鉛抵抗体及びその製造法 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5321503B2 (ja) * | 1974-01-18 | 1978-07-03 | ||
| JPS519297A (ja) * | 1974-07-12 | 1976-01-24 | Hitachi Ltd | Denatsuhichokusenteikotaino seizohoho |
| JPS59106102A (ja) * | 1982-12-10 | 1984-06-19 | 松下電器産業株式会社 | ＺｎＯ系バリスタの製造方法 |
| JPS6156843A (ja) * | 1984-08-27 | 1986-03-22 | Kokusai Electric Co Ltd | 静電吸着板 |
-
1989
- 1989-02-20 JP JP1039700A patent/JP2536128B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02219203A (ja) | 1990-08-31 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2536128B2 (ja) | 電圧非直線抵抗素子の製造方法 | |
| JP2536128C (ja) | ||
| JP2625178B2 (ja) | バリスタの製造方法 | |
| JP2985559B2 (ja) | バリスタ | |
| JPH0249521B2 (ja) | ||
| JPS62232904A (ja) | バリスタの製造方法 | |
| JP2548297B2 (ja) | バリスタの製造方法 | |
| JPH04132203A (ja) | 電圧非直線抵抗素子の製造方法 | |
| JPH0574608A (ja) | 電圧非直線抵抗体の製造方法 | |
| KR20200074879A (ko) | ZnO계 바리스터 조성물 및 그 제조 방법과, 그 바리스터 | |
| KR20200074881A (ko) | ZnO계 바리스터 조성물 및 그 제조 방법과, 그 바리스터 | |
| JPS6114104B2 (ja) | ||
| JPH02296301A (ja) | 電圧非直線抵抗素子の製造方法 | |
| JPS589562B2 (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 | |
| JPS589563B2 (ja) | 電圧非直線抵抗体の製造方法 | |
| JPH06333707A (ja) | バリスタ | |
| JPS62177901A (ja) | 非直線抵抗体の製造方法 | |
| JPS625614A (ja) | バリスタの製造方法 | |
| JPH03261101A (ja) | 酸化亜鉛電圧非直線抵抗体の製造方法 | |
| JPH05144610A (ja) | 電圧非直線抵抗体 | |
| JPH02296302A (ja) | 電圧非直線抵抗素子の製造方法 | |
| JPH0645104A (ja) | 正の抵抗温度係数を有する半導体磁器の製造方法 | |
| JPH10312909A (ja) | 低電圧用電圧非直線性抵抗器の製造方法 | |
| JPH0314204B2 (ja) |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080708 Year of fee payment: 12 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080708 Year of fee payment: 12 |
|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313113 |
|
| S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080708 Year of fee payment: 12 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080708 Year of fee payment: 12 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090708 Year of fee payment: 13 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term | ||
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090708 Year of fee payment: 13 |