JPH02189904A - バリスタの製造方法 - Google Patents
バリスタの製造方法Info
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Landscapes
- Thermistors And Varistors (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、印加電圧に応じて抵抗値が非直線的に変化す
るバリスタに関し、特に焼結プロセスにおける昇温パタ
ーンを適切にすることにより、サージ耐量、及び耐湿性
を向上させながら、小型化できるようにした製造方法に
関する。
るバリスタに関し、特に焼結プロセスにおける昇温パタ
ーンを適切にすることにより、サージ耐量、及び耐湿性
を向上させながら、小型化できるようにした製造方法に
関する。
［従来の技術〕
従来から、ＺｎＯを主成分とし、これにＢｉ。
Ｃｏ、Ｍｎ、Ｓｂ等の酸化物を添加混合してなる焼結体
は、非オーム性を示ずことから回路電圧の安定化やサー
ジ、ノイズの吸収素子として広く実用化されている。こ
のようなバリスタを製造する場合、従来、上記ＺｎＯに
特性改善剤としての各種酸化物を混合した後、圧縮成形
してバリスタ素子を形成し、これを１００〜ｂ で１１００〜１４００℃の焼成温度まで加熱し、約２時
間保持した後所定の降温速度で冷却して行われるのが一
般的である（図面の破線を参照）。
は、非オーム性を示ずことから回路電圧の安定化やサー
ジ、ノイズの吸収素子として広く実用化されている。こ
のようなバリスタを製造する場合、従来、上記ＺｎＯに
特性改善剤としての各種酸化物を混合した後、圧縮成形
してバリスタ素子を形成し、これを１００〜ｂ で１１００〜１４００℃の焼成温度まで加熱し、約２時
間保持した後所定の降温速度で冷却して行われるのが一
般的である（図面の破線を参照）。
ところで、上記バリスタにおいては、当然ながらより優
れた特性が要望されており、例えば大きなサージ吸収能
力、あるいは耐湿性の高いもの、さらには同じ性能なら
ばなるべく小型のものが要求されている。
れた特性が要望されており、例えば大きなサージ吸収能
力、あるいは耐湿性の高いもの、さらには同じ性能なら
ばなるべく小型のものが要求されている。
ところが、上記従来の製造方法により得られるバリスタ
は、サージ耐量や耐湿性の点で必ずしも要求を満足させ
ていない。例えば、２００ｖ電源ライン用に採用される
バリスタは、１５００Ａ程度の８×２０μｓサージ電流
を印加した場合、ｖｌ、Ａ（素子に１ｍＡの電流が流れ
るときの素子の両端にかかる電圧値）の変化率が１０％
以下であることが要求される。しかし、直径７１１の単
板型のバリスタでは約１０００Ａに耐える程度であるこ
とから、上記２００ｖの電源ラインには採用できず、従
って直径］Ｑ＋＋ｎ以上の大型のものを採用しなければ
ならないという問題点があり、従って、小型で大きなサ
ージ耐量を有するバリスタの開発が要請されている。
は、サージ耐量や耐湿性の点で必ずしも要求を満足させ
ていない。例えば、２００ｖ電源ライン用に採用される
バリスタは、１５００Ａ程度の８×２０μｓサージ電流
を印加した場合、ｖｌ、Ａ（素子に１ｍＡの電流が流れ
るときの素子の両端にかかる電圧値）の変化率が１０％
以下であることが要求される。しかし、直径７１１の単
板型のバリスタでは約１０００Ａに耐える程度であるこ
とから、上記２００ｖの電源ラインには採用できず、従
って直径］Ｑ＋＋ｎ以上の大型のものを採用しなければ
ならないという問題点があり、従って、小型で大きなサ
ージ耐量を有するバリスタの開発が要請されている。
本発明は上記従来の状況に鑑みてなされたもので、サー
ジ耐量を向上できるとともに高温、高湿の条件にも特性
の劣化がなく、かつ小型化を実現でき、上記要請に応え
られるバリスタの製造方法を提供することを目的として
いる。
ジ耐量を向上できるとともに高温、高湿の条件にも特性
の劣化がなく、かつ小型化を実現でき、上記要請に応え
られるバリスタの製造方法を提供することを目的として
いる。
本件発明者らは、バリスタ素子の大きさを変えることな
くサージ耐量、耐湿性を向上させるために検討を重ねた
ところ、このサージ耐量、耐湿性の能力はバリスタ素子
を加熱焼成する際の焼成プロセスにおける昇温パターン
に関係していることを見出し、この昇温パターンを適切
に選定すれば従来と同一の大きさでサージ耐量等の特性
を向上できることに想到し、本発明を成したものである
。
くサージ耐量、耐湿性を向上させるために検討を重ねた
ところ、このサージ耐量、耐湿性の能力はバリスタ素子
を加熱焼成する際の焼成プロセスにおける昇温パターン
に関係していることを見出し、この昇温パターンを適切
に選定すれば従来と同一の大きさでサージ耐量等の特性
を向上できることに想到し、本発明を成したものである
。
そこで本発明は、バリスタ機能を発現するセラミクス原
料粉を、８００〜９５０°Ｃの保持温度で４時間以上保
持した後、３００℃／時間以上の昇温速度で１ｌｏｏ’
ｃ以上の焼成温度まで加熱するようしにしたことを特徴
とするバリスタの製造方法である。
料粉を、８００〜９５０°Ｃの保持温度で４時間以上保
持した後、３００℃／時間以上の昇温速度で１ｌｏｏ’
ｃ以上の焼成温度まで加熱するようしにしたことを特徴
とするバリスタの製造方法である。
ここで、昇温過程を」−述のように限定した理由につい
て説明する。
て説明する。
」１記保持温度が８００°Ｃより低いと非直線係数αが
低下し、９５０ ’Ｃを越えると高温、高温状態に放置
した後の特例劣化が出現することから、上記保持温度は
８００〜９５０℃の範囲が望ましい。また、保持時間を
４時間より短くするとサージ耐量、及び高温、高温特性
がともに悪化することから、少なくとも４時間以上保持
する必要がある。さらに、焼成温度までの昇温速度を３
００℃／時間以下にすると、サージ耐量の改拵がほとん
ど実現できないことから、♂温速度は３００°Ｃ／ｈｒ
以上が望ましい。
低下し、９５０ ’Ｃを越えると高温、高温状態に放置
した後の特例劣化が出現することから、上記保持温度は
８００〜９５０℃の範囲が望ましい。また、保持時間を
４時間より短くするとサージ耐量、及び高温、高温特性
がともに悪化することから、少なくとも４時間以上保持
する必要がある。さらに、焼成温度までの昇温速度を３
００℃／時間以下にすると、サージ耐量の改拵がほとん
ど実現できないことから、♂温速度は３００°Ｃ／ｈｒ
以上が望ましい。
なお、本発明の製造方法は、円板状、角板状のバリスタ
、あるいはバリスタ層と内部電極とを交互に積層してな
る積層型バリスタ等に適用でき、特に限定するものでは
ない。
、あるいはバリスタ層と内部電極とを交互に積層してな
る積層型バリスタ等に適用でき、特に限定するものでは
ない。
本発明に係るバリスタの製造方法によれば、バリスタ素
子を、８００〜９５０℃の保持温度で４時間以上保持し
た後、所定の焼成温度まで３００℃／時間以上の昇温速
度で加熱したので、サージ耐量高湿性とも大幅に向上で
きる。従って、従来の製造方法により作成されたバリス
タと同し大きさでありながら、サージ耐量、高湿性とも
向上でき、また従来と同様の機能であれば小型化を実現
できる。
子を、８００〜９５０℃の保持温度で４時間以上保持し
た後、所定の焼成温度まで３００℃／時間以上の昇温速
度で加熱したので、サージ耐量高湿性とも大幅に向上で
きる。従って、従来の製造方法により作成されたバリス
タと同し大きさでありながら、サージ耐量、高湿性とも
向上でき、また従来と同様の機能であれば小型化を実現
できる。
以下、本発明の実施例を図に・ついて説明する。
図面は本発明の一実施例によるバリスタの製造方法にお
ける昇温パターンを示し、本実施例では円板状のディス
ク型バリスタを製造する場合を例にとって説明する。
ける昇温パターンを示し、本実施例では円板状のディス
ク型バリスタを製造する場合を例にとって説明する。
■ まず、Ｚ ｎ Ｏ（９８，０ｍｏ Ｒ％）を主成分
とし、これにＢ ｉ ２０３（０，５ｍｏｆｆ％） 、
Ｍ ｎ Ｏ（０，５ｍｏ ７！％ン 、 Ｃ０
２０３（０，５ｍｏ７！ ％） 、 Ｓ ｂｔ
０３ （０，５ｍ０ｐ％）を添加調合してセラミ
クス原料粉を準備し、この調合原料粉を湿式混合した後
、脱水し、しかる＆７８０ ’ｃで仮焼成する。
とし、これにＢ ｉ ２０３（０，５ｍｏｆｆ％） 、
Ｍ ｎ Ｏ（０，５ｍｏ ７！％ン 、 Ｃ０
２０３（０，５ｍｏ７！ ％） 、 Ｓ ｂｔ
０３ （０，５ｍ０ｐ％）を添加調合してセラミ
クス原料粉を準備し、この調合原料粉を湿式混合した後
、脱水し、しかる＆７８０ ’ｃで仮焼成する。
■ 上記仮焼成した原料にバインダーとして、ポリビニ
ルアルコールを７ｗｔ％添加し、再び湿式混合し、これ
により得られた造粒粉末を直径８１厚さ１．０＋＋ｎの
大きさに圧縮成形し、成形比重３．２ｇ／ｃＪの円板状
のバリスタ素子を形成する。
ルアルコールを７ｗｔ％添加し、再び湿式混合し、これ
により得られた造粒粉末を直径８１厚さ１．０＋＋ｎの
大きさに圧縮成形し、成形比重３．２ｇ／ｃＪの円板状
のバリスタ素子を形成する。
■ 次に、上記バリスタ素子を６００’ＣＸ２時間で加
熱処理してバインダーを飛散させた後、図面に示す昇温
パターンに沿って加熱焼成する。即ち、８００−９５０
°Ｃの保持温度ａまで２００℃／ｈｒの昇温速度ｅで加
熱し、この保持温度ａを維持しながら、保持時間すを４
時間以上にする。続いて、１１００゛Ｃの焼成温度ｄに
到達するまで３００℃／ｈｒの昇温速度Ｃで加熱し、該
焼成温度ｄに１時間保持し、しかる後、３００°Ｃ／ｈ
ｒの降温速度ｆで室温まで冷却する。これにより焼結体
を得る。
熱処理してバインダーを飛散させた後、図面に示す昇温
パターンに沿って加熱焼成する。即ち、８００−９５０
°Ｃの保持温度ａまで２００℃／ｈｒの昇温速度ｅで加
熱し、この保持温度ａを維持しながら、保持時間すを４
時間以上にする。続いて、１１００゛Ｃの焼成温度ｄに
到達するまで３００℃／ｈｒの昇温速度Ｃで加熱し、該
焼成温度ｄに１時間保持し、しかる後、３００°Ｃ／ｈ
ｒの降温速度ｆで室温まで冷却する。これにより焼結体
を得る。
■ そして、上記焼結体の両主面にＡｇからなるペース
トを塗布した後６５０℃で焼き付けて電極を形成し、さ
らにこの画電極にリード線を半田付は接続するとともに
、上記焼結体を覆うようにエポキシ樹脂で外装する。こ
れにより本実施例のバリスタが製造される。
トを塗布した後６５０℃で焼き付けて電極を形成し、さ
らにこの画電極にリード線を半田付は接続するとともに
、上記焼結体を覆うようにエポキシ樹脂で外装する。こ
れにより本実施例のバリスタが製造される。
次に本実施例の効果を確認するために行った実験につい
て説明する。この実験は、上記■により作成された多数
のバリスタ素子を準備し、上記■における保持温度ａを
７５０〜１０００℃の範囲に設定するとともに、保持時
間すを１〜３２時間の範囲とし、さらに１１００℃の焼
成温度ｄまでの昇温速度Ｃを２００〜ｂ た後、３００℃／ｈｒの降温速度ｒで冷却し、これによ
り得られた各バリスタのバリスタ電圧ＶＩＩＩＩＡＩ非
直線性係数αを測定した。なお、α＝１／ｌｏｇ（Ｖ＋
、ｌａ ／ ＶＯ，Ｉ−Ａ ）により求めた。
て説明する。この実験は、上記■により作成された多数
のバリスタ素子を準備し、上記■における保持温度ａを
７５０〜１０００℃の範囲に設定するとともに、保持時
間すを１〜３２時間の範囲とし、さらに１１００℃の焼
成温度ｄまでの昇温速度Ｃを２００〜ｂ た後、３００℃／ｈｒの降温速度ｒで冷却し、これによ
り得られた各バリスタのバリスタ電圧ＶＩＩＩＩＡＩ非
直線性係数αを測定した。なお、α＝１／ｌｏｇ（Ｖ＋
、ｌａ ／ ＶＯ，Ｉ−Ａ ）により求めた。
そして、上記各バリスタにそれぞれ１０００．１５００
２００ＯＡの８×２０μｓのサージ電流を印加した１時
間後の■８．．．Ａの変化率％を測定した。さらに、上
記各バリスタのプレッシャー・クツカー・テストも行っ
た。これは１２０℃、１００％ＲＨ，２気圧、１００時
間の条件下でバリスタを放置した後、Ｖｌ＋＋Ａの変化
率％を測定した。なお、比較するために従来の昇温工程
（図面の破線）により製造したバリスタについても同様
の測定を行った。
２００ＯＡの８×２０μｓのサージ電流を印加した１時
間後の■８．．．Ａの変化率％を測定した。さらに、上
記各バリスタのプレッシャー・クツカー・テストも行っ
た。これは１２０℃、１００％ＲＨ，２気圧、１００時
間の条件下でバリスタを放置した後、Ｖｌ＋＋Ａの変化
率％を測定した。なお、比較するために従来の昇温工程
（図面の破線）により製造したバリスタについても同様
の測定を行った。
その結果を表に示す。同表からも明らかなように、保持
温度ａを７５０℃にすると（試料隘９参照）、αが低下
し、しかも２００ＯＡのサージ電流で破壊されてしまう
。また、上記保持温度ａを１０００℃以上に上げると（
隘１３参照）、高温、高温放置後のＶｌｍＡの変化率が
１３．２％と大きくなり特性劣化が生じている。さら番
こ、保持時間すが１．２時間の場合は（Ｎｌｌｌ、ｍ２
参照）、サージ電流の印加後のｖ１ｆｆｌＡ変化率が高
く、しかも高温、高温放置後のｖｌ、ｈＡの変化率も１
６．２％、１２．５％とともに劣化している。また、焼
成温度ｄまでの昇温速度Ｃが２００℃／ｈｒと遅い場合
（磁６参照）、サージ耐量の向上が得られず２００ＯＡ
のサージ電流で破壊されている。さらにまた、従来方法
による場合（Ｉｌ＆ｔ１４参照）は、２００ＯＡのサー
ジ電流で破壊されており、しかも高温、高温放置後のＶ
ＩＰＩＡの変化率も３０％と大きく劣化している。
温度ａを７５０℃にすると（試料隘９参照）、αが低下
し、しかも２００ＯＡのサージ電流で破壊されてしまう
。また、上記保持温度ａを１０００℃以上に上げると（
隘１３参照）、高温、高温放置後のＶｌｍＡの変化率が
１３．２％と大きくなり特性劣化が生じている。さら番
こ、保持時間すが１．２時間の場合は（Ｎｌｌｌ、ｍ２
参照）、サージ電流の印加後のｖ１ｆｆｌＡ変化率が高
く、しかも高温、高温放置後のｖｌ、ｈＡの変化率も１
６．２％、１２．５％とともに劣化している。また、焼
成温度ｄまでの昇温速度Ｃが２００℃／ｈｒと遅い場合
（磁６参照）、サージ耐量の向上が得られず２００ＯＡ
のサージ電流で破壊されている。さらにまた、従来方法
による場合（Ｉｌ＆ｔ１４参照）は、２００ＯＡのサー
ジ電流で破壊されており、しかも高温、高温放置後のＶ
ＩＰＩＡの変化率も３０％と大きく劣化している。
これに対して、保持温度ａを８００〜９５０℃、保持時
間すを４〜１６時間、及び焼成温度ｄまでの昇温速度Ｃ
を３００〜ｂ 合は（各阻３，４，５，７，８，１０，１１．１２参照
）、いずれにおいても高いαが得られており、サージ耐
量においても２００ＯＡのサージ電流で■１．の変化率
は−３〜−９％と大幅に向上している。さらに高温。
間すを４〜１６時間、及び焼成温度ｄまでの昇温速度Ｃ
を３００〜ｂ 合は（各阻３，４，５，７，８，１０，１１．１２参照
）、いずれにおいても高いαが得られており、サージ耐
量においても２００ＯＡのサージ電流で■１．の変化率
は−３〜−９％と大幅に向上している。さらに高温。
高温放置後のＶｌｍＡの変化率も−２，１〜−５，１％
と、これも大幅に向上しているのがわかる。その結果、
同一の大きさでありながら、従来方法ではサージ耐量が
１００ＯＡであったのに対して、本実施例ではその２倍
の２００ＯＡと向上しており、またサージ耐量が１５０
ＯＡであれば、本実施例では直径が６鶴でよく、従来よ
り２ｍ小型化できる。
と、これも大幅に向上しているのがわかる。その結果、
同一の大きさでありながら、従来方法ではサージ耐量が
１００ＯＡであったのに対して、本実施例ではその２倍
の２００ＯＡと向上しており、またサージ耐量が１５０
ＯＡであれば、本実施例では直径が６鶴でよく、従来よ
り２ｍ小型化できる。
なお、上記実施例では、円板状のバリスタを例にとって
説明したが、本発明は勿論角板状、ある［− １≦ いは複数のバリスタ層を積層してなる積層型バリスタに
も適用でき、この場合も上記実施例と同様の効果が得ら
れる。
説明したが、本発明は勿論角板状、ある［− １≦ いは複数のバリスタ層を積層してなる積層型バリスタに
も適用でき、この場合も上記実施例と同様の効果が得ら
れる。
以上のように本発明に係るバリスタの製造方法によれば
、バリスタ素子を８００〜９５０℃で４時間以上保持し
た後、焼成温度まで３００°Ｃ／時間以」二〇昇温速度
で加熱したので、サージ耐量及び高温高温特性を向上で
き、かつ小型化できる効果がある。
、バリスタ素子を８００〜９５０℃で４時間以上保持し
た後、焼成温度まで３００°Ｃ／時間以」二〇昇温速度
で加熱したので、サージ耐量及び高温高温特性を向上で
き、かつ小型化できる効果がある。
図面は本発明の一実施例によるバリスタの製造方法にお
ける昇温方法を説明するための温度−時間の関係を示す
特性図である。 図において、ａは保持温度、ｂは保持時間、Ｃは昇温速
度、ｄは焼成温度である。
ける昇温方法を説明するための温度−時間の関係を示す
特性図である。 図において、ａは保持温度、ｂは保持時間、Ｃは昇温速
度、ｄは焼成温度である。
Claims (1)
- （１）電圧非直線性抵抗として機能するバリスタ素子を
所定の昇温パターンに沿って加熱焼成するようにしたバ
リスタの製造方法において、上記バリスタ素子を、８０
０〜９５０℃で４時間以上保持した後、１１００℃以上
の焼成温度まで３００℃／時間以上の昇温速度で加熱し
たことを特徴とするバリスタの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1010830A JPH02189904A (ja) | 1989-01-18 | 1989-01-18 | バリスタの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1010830A JPH02189904A (ja) | 1989-01-18 | 1989-01-18 | バリスタの製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02189904A true JPH02189904A (ja) | 1990-07-25 |
Family
ID=11761277
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1010830A Pending JPH02189904A (ja) | 1989-01-18 | 1989-01-18 | バリスタの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02189904A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03142802A (ja) * | 1989-10-27 | 1991-06-18 | Ngk Insulators Ltd | 電圧非直線抵抗体の製造法 |
| JP2009266976A (ja) * | 2008-04-24 | 2009-11-12 | Koa Corp | 酸化亜鉛積層チップバリスタの製造方法 |
-
1989
- 1989-01-18 JP JP1010830A patent/JPH02189904A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03142802A (ja) * | 1989-10-27 | 1991-06-18 | Ngk Insulators Ltd | 電圧非直線抵抗体の製造法 |
| JP2009266976A (ja) * | 2008-04-24 | 2009-11-12 | Koa Corp | 酸化亜鉛積層チップバリスタの製造方法 |
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