JP3622774B2 - 電圧非直線抵抗体の製造方法 - Google Patents
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- Inorganic Chemistry (AREA)
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
- Thermistors And Varistors (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は、電圧非直線抵抗体（以下、バリスタという）に関し、特に酸化亜鉛を主成分とするバリスタの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、通信機器等の各種の電子機器の分野においては、小型化とともに電子部品の集積化が急速に進んでおり、これに伴ってノイズ吸収素子として採用されるバリスタにおいても小型化、低電圧化の要求が強くなっている。また、マイクロコンピュータが搭載された電子機器では、デジタル制御処理が行われることから電磁ノイズに起因する半導体素子の破壊や誤動作が生じるおそれがある。このノイズの電子機器への侵入経路は電源部分及び信号配線部分が多く、このため電源部、信号配線部の入出力部分に用いられるノイズフィルタの役割が重要視されている。
【０００３】
上記電磁ノイズの問題を解消するには、ノイズを電子機器から出さず、かつ機器に侵入させないことが必要である。このようなノイズから電子機器を保護する素子として、従来、酸化亜鉛を主成分としたバリスタが提案されている（例えば、特開昭５４−１６３３９５号公報参照）。
【０００４】
ところで、酸化亜鉛を主成分とする積層型バリスタは次のように製造していた。つまり、主成分である酸化亜鉛粉末に、添加物としてコバルト、マンガン、アンチモン、クロム、ビスマス、スズ、ニッケル、鉄、アルミニウム、インジウム、ランタン、ネオジウム、プラセオジウム、セリウム等の酸化物粉末を微量添加し、混合してスラリー状にしシート成形していた。得られたセラミックグリーンシートに内部電極となる導電性ペーストを印刷したセラミックグリーンシートを複数枚積層、熱圧着して積層体とし、所定の大きさのチップ形状に切り出し、高温焼成して焼結体を得た。得られた焼結体に外部電極を形成して積層型バリスタを得ていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述のように酸化亜鉛と金属酸化物粉末を均一に混合することはなかなか容易ではなく、混合時間を非常に長くしなければならず、分散機に負担がかかり、分散機からの異物の混入という問題が生じていた。また混合不十分で、金属酸化物粉末の分散が不均一である場合、バリスタ電圧や静電容量等の電気的特性にばらつきが生じたり、サージ耐量試験において著しく特性劣化するなど、電気的特性に影響する問題も起きていた。
【０００６】
この発明の目的は、金属酸化物粉末を均一に混合することで、サージ耐量の向上をはかれる電圧非直線抵抗体の製造方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る発明は、酸化亜鉛を主成分とし、酸化物からなる副成分を含有する電圧非直線抵抗体の製造方法において、主成分を構成する酸化亜鉛粉末および副成分を構成する酸化物粉末に、アルミニウムトリイソプロポキシドを添加し、このアルミニウムトリイソプロポキシドを溶解し得る溶媒中で混合し、この混合物の成形体を焼成する電圧非直線抵抗体の製造方法である。
【００１０】
【作用】
酸化亜鉛を主成分とするバリスタに添加物としてアルミニウムトリイソプロポキシドを添加することにより、両成分の均一混合が可能となり、添加物の不均一な分散を防止できる。そのことにより、バリスタの電気的特性のばらつきが抑えられ、サージ耐量の向上がはかれる。
【００１１】
【実施例】
図１はこの発明の製造方法を実施するにあたって、その実施の結果得られる構造例である積層型バリスタを示す図である。図１（ａ）は積層型バリスタの斜視図である。図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ−Ａ’線で切断した断面図である。
【００１２】
図１（ａ）、（ｂ）において、バリスタ層１ｂの片主面に内部電極２が形成されており、内部電極２が形成されたバリスタ層１ｂと内部電極２のないバリスタ層１ａを積層して焼結して焼結体３を得ている。焼結体３の両端面には内部電極２と電気的に接続される外部電極４が設けて、積層型バリスタ５を得ている。上記積層型バリスタ５の各内部電極２間に挟まれたバリスタ層１ｂが、電圧非直線特性を発現する部分となっている。
【００１３】
図１に示した積層型バリスタ５を製造する工程とともに、この発明の製造方法の一実施例を説明する。まず、バリスタ原料として、純度９９．０％以上のＺｎＯを９６．７７モル％、Ｂｉ２Ｏ３を１．５０モル％、ＭｎＣＯ３を０．５０モル％、Ｃｏ２Ｏ３を０．５２モル％、Ｓｂ２Ｏ３を０．７０モル％に、アルミニウムトリイソプロポキシドをＡｌ２Ｏ３に換算して０．０１モル％を秤量し、有機溶媒中で２〜３時間混合攪拌する。その後有機バインダを加え、さらに混合し、スラリー状にする。
【００１４】
これをドクターブレード法により成形し、溶剤を蒸発させて５０〜１５０μｍ程度の厚さの均一なセラミックグリーンシートにする。このセラミックグリーンシートを５８．６×７６．４ｍｍの矩形（バリスタ層１ａ相当）にした。
【００１５】
上記工程で得られたセラミックグリーンシート１ａに焼成後内部電極２となる導電性ペーストを印刷したもの（バリスタ層１ｂ相当）を準備した。この導電性ペーストはＡｇ−Ｐｄよりなる合金ペーストを用い、印刷方法はスクリーン印刷法で行った。このように準備したセラミックグリーンシート１ｂと導電性ペーストを印刷していないセラミックグリーンシート１ａを用いて、内部電極となる導電性ペーストが図１（ｂ）に示す配置となるように積層し、熱圧着した。
【００１６】
こうしてできた圧着体を側面に導電性ペーストが露出するように所定の大きさにカットし、９００〜１０００℃で２〜３時間焼成し、得られた焼結体３の内部電極２が露出した両端面にＡｇ−Ｐｄ電極を塗布し、８５０℃で焼き付けて外部電極４を形成し、積層型バリスタ５を得た。
【００１７】
このようにして得られた積層型バリスタ５のバリスタ電圧、静電容量、誘電損失を測定した。各測定方法を下記に示す。なお、実施例品との比較例として従来の原料を用いて上記の方法で作成した試料も用意した。
【００１８】
この比較例は、上記した組成からなる原料のうちアルミニウムトリイソプロポキシドとして３２０ｐｐｍ（Ａｌ２Ｏ３に換算すると０．０１モル％となる）含有する代わりにＡｌ２Ｏ３粉末を０．０１モル％含有させたものである。
【００１９】
バリスタ電圧は直流電流１ｍＡに対して得られる電圧を測定した。静電容量および誘電損失を自動ブリッジ式測定器を用いて周波数１ＭＨｚ、１Ｖｒｍｓ、２５℃にて測定した。また、サージ耐量試験は２００Ａ（８×２０μｓｅｃ）のパルスを５分間隔で２回印加した後、Ｖ１０μＡを測定して変化率を算出した。それぞれ２０個の試料で測定を行った。その結果を表１に示す。
【００２０】
【表１】
【００２１】
それぞれの試験結果より、バリスタ電圧、静電容量は変わらないが、標準偏差が小さくなり、誘電損失、サージ耐量が向上し、標準偏差も小さくなっている。
【００２８】
酸化亜鉛を主成分とするバリスタに微量添加する副成分としてアルミニウムトリイソプロポキシドを添加することにより、酸化亜鉛と添加物の均一混合が可能となり、添加物の均一分散が可能となった。添加物の均一分散により各電気的特性のばらつきが抑えられ、サージ耐量が向上した。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施例で得られる積層型バリスタで（ａ）は斜視図、（ｂ）はＡ−Ａ’線での断面図である。
【符号の説明】
１ａ、１ｂ バリスタ層
２ 内部電極
３ 焼結体
４ 外部電極
５ 積層型バリスタ
【産業上の利用分野】
この発明は、電圧非直線抵抗体（以下、バリスタという）に関し、特に酸化亜鉛を主成分とするバリスタの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、通信機器等の各種の電子機器の分野においては、小型化とともに電子部品の集積化が急速に進んでおり、これに伴ってノイズ吸収素子として採用されるバリスタにおいても小型化、低電圧化の要求が強くなっている。また、マイクロコンピュータが搭載された電子機器では、デジタル制御処理が行われることから電磁ノイズに起因する半導体素子の破壊や誤動作が生じるおそれがある。このノイズの電子機器への侵入経路は電源部分及び信号配線部分が多く、このため電源部、信号配線部の入出力部分に用いられるノイズフィルタの役割が重要視されている。
【０００３】
上記電磁ノイズの問題を解消するには、ノイズを電子機器から出さず、かつ機器に侵入させないことが必要である。このようなノイズから電子機器を保護する素子として、従来、酸化亜鉛を主成分としたバリスタが提案されている（例えば、特開昭５４−１６３３９５号公報参照）。
【０００４】
ところで、酸化亜鉛を主成分とする積層型バリスタは次のように製造していた。つまり、主成分である酸化亜鉛粉末に、添加物としてコバルト、マンガン、アンチモン、クロム、ビスマス、スズ、ニッケル、鉄、アルミニウム、インジウム、ランタン、ネオジウム、プラセオジウム、セリウム等の酸化物粉末を微量添加し、混合してスラリー状にしシート成形していた。得られたセラミックグリーンシートに内部電極となる導電性ペーストを印刷したセラミックグリーンシートを複数枚積層、熱圧着して積層体とし、所定の大きさのチップ形状に切り出し、高温焼成して焼結体を得た。得られた焼結体に外部電極を形成して積層型バリスタを得ていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述のように酸化亜鉛と金属酸化物粉末を均一に混合することはなかなか容易ではなく、混合時間を非常に長くしなければならず、分散機に負担がかかり、分散機からの異物の混入という問題が生じていた。また混合不十分で、金属酸化物粉末の分散が不均一である場合、バリスタ電圧や静電容量等の電気的特性にばらつきが生じたり、サージ耐量試験において著しく特性劣化するなど、電気的特性に影響する問題も起きていた。
【０００６】
この発明の目的は、金属酸化物粉末を均一に混合することで、サージ耐量の向上をはかれる電圧非直線抵抗体の製造方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る発明は、酸化亜鉛を主成分とし、酸化物からなる副成分を含有する電圧非直線抵抗体の製造方法において、主成分を構成する酸化亜鉛粉末および副成分を構成する酸化物粉末に、アルミニウムトリイソプロポキシドを添加し、このアルミニウムトリイソプロポキシドを溶解し得る溶媒中で混合し、この混合物の成形体を焼成する電圧非直線抵抗体の製造方法である。
【００１０】
【作用】
酸化亜鉛を主成分とするバリスタに添加物としてアルミニウムトリイソプロポキシドを添加することにより、両成分の均一混合が可能となり、添加物の不均一な分散を防止できる。そのことにより、バリスタの電気的特性のばらつきが抑えられ、サージ耐量の向上がはかれる。
【００１１】
【実施例】
図１はこの発明の製造方法を実施するにあたって、その実施の結果得られる構造例である積層型バリスタを示す図である。図１（ａ）は積層型バリスタの斜視図である。図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ−Ａ’線で切断した断面図である。
【００１２】
図１（ａ）、（ｂ）において、バリスタ層１ｂの片主面に内部電極２が形成されており、内部電極２が形成されたバリスタ層１ｂと内部電極２のないバリスタ層１ａを積層して焼結して焼結体３を得ている。焼結体３の両端面には内部電極２と電気的に接続される外部電極４が設けて、積層型バリスタ５を得ている。上記積層型バリスタ５の各内部電極２間に挟まれたバリスタ層１ｂが、電圧非直線特性を発現する部分となっている。
【００１３】
図１に示した積層型バリスタ５を製造する工程とともに、この発明の製造方法の一実施例を説明する。まず、バリスタ原料として、純度９９．０％以上のＺｎＯを９６．７７モル％、Ｂｉ２Ｏ３を１．５０モル％、ＭｎＣＯ３を０．５０モル％、Ｃｏ２Ｏ３を０．５２モル％、Ｓｂ２Ｏ３を０．７０モル％に、アルミニウムトリイソプロポキシドをＡｌ２Ｏ３に換算して０．０１モル％を秤量し、有機溶媒中で２〜３時間混合攪拌する。その後有機バインダを加え、さらに混合し、スラリー状にする。
【００１４】
これをドクターブレード法により成形し、溶剤を蒸発させて５０〜１５０μｍ程度の厚さの均一なセラミックグリーンシートにする。このセラミックグリーンシートを５８．６×７６．４ｍｍの矩形（バリスタ層１ａ相当）にした。
【００１５】
上記工程で得られたセラミックグリーンシート１ａに焼成後内部電極２となる導電性ペーストを印刷したもの（バリスタ層１ｂ相当）を準備した。この導電性ペーストはＡｇ−Ｐｄよりなる合金ペーストを用い、印刷方法はスクリーン印刷法で行った。このように準備したセラミックグリーンシート１ｂと導電性ペーストを印刷していないセラミックグリーンシート１ａを用いて、内部電極となる導電性ペーストが図１（ｂ）に示す配置となるように積層し、熱圧着した。
【００１６】
こうしてできた圧着体を側面に導電性ペーストが露出するように所定の大きさにカットし、９００〜１０００℃で２〜３時間焼成し、得られた焼結体３の内部電極２が露出した両端面にＡｇ−Ｐｄ電極を塗布し、８５０℃で焼き付けて外部電極４を形成し、積層型バリスタ５を得た。
【００１７】
このようにして得られた積層型バリスタ５のバリスタ電圧、静電容量、誘電損失を測定した。各測定方法を下記に示す。なお、実施例品との比較例として従来の原料を用いて上記の方法で作成した試料も用意した。
【００１８】
この比較例は、上記した組成からなる原料のうちアルミニウムトリイソプロポキシドとして３２０ｐｐｍ（Ａｌ２Ｏ３に換算すると０．０１モル％となる）含有する代わりにＡｌ２Ｏ３粉末を０．０１モル％含有させたものである。
【００１９】
バリスタ電圧は直流電流１ｍＡに対して得られる電圧を測定した。静電容量および誘電損失を自動ブリッジ式測定器を用いて周波数１ＭＨｚ、１Ｖｒｍｓ、２５℃にて測定した。また、サージ耐量試験は２００Ａ（８×２０μｓｅｃ）のパルスを５分間隔で２回印加した後、Ｖ１０μＡを測定して変化率を算出した。それぞれ２０個の試料で測定を行った。その結果を表１に示す。
【００２０】
【表１】
それぞれの試験結果より、バリスタ電圧、静電容量は変わらないが、標準偏差が小さくなり、誘電損失、サージ耐量が向上し、標準偏差も小さくなっている。
【００２８】
酸化亜鉛を主成分とするバリスタに微量添加する副成分としてアルミニウムトリイソプロポキシドを添加することにより、酸化亜鉛と添加物の均一混合が可能となり、添加物の均一分散が可能となった。添加物の均一分散により各電気的特性のばらつきが抑えられ、サージ耐量が向上した。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施例で得られる積層型バリスタで（ａ）は斜視図、（ｂ）はＡ−Ａ’線での断面図である。
【符号の説明】
１ａ、１ｂ バリスタ層
２ 内部電極
３ 焼結体
４ 外部電極
５ 積層型バリスタ
Claims (1)
- 酸化亜鉛を主成分とし、酸化物からなる副成分を含有する電圧非直線抵抗体の製造方法において、
主成分を構成する酸化亜鉛粉末および副成分を構成する酸化物粉末に、アルミニウムトリイソプロポキシドを添加し、このアルミニウムトリイソプロポキシドを溶解し得る溶媒中で混合し、この混合物の成形体を焼成することを特徴とする電圧非直線抵抗体の製造方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07871394A JP3622774B2 (ja) | 1994-04-18 | 1994-04-18 | 電圧非直線抵抗体の製造方法 |
| US08/677,619 US5753176A (en) | 1994-04-18 | 1996-07-08 | Process for producing a voltage-dependent nonlinear resistor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07871394A JP3622774B2 (ja) | 1994-04-18 | 1994-04-18 | 電圧非直線抵抗体の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07288204A JPH07288204A (ja) | 1995-10-31 |
| JP3622774B2 true JP3622774B2 (ja) | 2005-02-23 |
Family
ID=13669518
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP07871394A Expired - Lifetime JP3622774B2 (ja) | 1994-04-18 | 1994-04-18 | 電圧非直線抵抗体の製造方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5753176A (ja) |
| JP (1) | JP3622774B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6496582B2 (ja) * | 2014-03-19 | 2019-04-03 | 日本碍子株式会社 | 電圧非直線抵抗素子及びその製法 |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS54163395A (en) * | 1978-06-14 | 1979-12-25 | Fuji Electric Co Ltd | Voltage nonlinear resistive porcelain |
| EP0200126B1 (de) * | 1985-04-29 | 1990-09-26 | BBC Brown Boveri AG | Verfahren zur Herstellung eines spannungsabhängigen keramischen Widerstandes auf der Basis von ZnO |
| US5039452A (en) * | 1986-10-16 | 1991-08-13 | Raychem Corporation | Metal oxide varistors, precursor powder compositions and methods for preparing same |
| FR2607417B1 (fr) * | 1986-12-02 | 1989-12-01 | Europ Composants Electron | Procede de fabrication par coprecipitation de poudres dopees a base d'oxyde de zinc |
| US4861743A (en) * | 1987-11-25 | 1989-08-29 | Uop | Process for the production of molecular sieves |
| JPH068211B2 (ja) * | 1988-06-15 | 1994-02-02 | ソマール株式会社 | バリスタ材料の製法 |
| US4996510A (en) * | 1989-12-08 | 1991-02-26 | Raychem Corporation | Metal oxide varistors and methods therefor |
-
1994
- 1994-04-18 JP JP07871394A patent/JP3622774B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1996
- 1996-07-08 US US08/677,619 patent/US5753176A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5753176A (en) | 1998-05-19 |
| JPH07288204A (ja) | 1995-10-31 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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