JPH0258804A - 酸化亜鉛形バリスタの製造方法 - Google Patents
酸化亜鉛形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。
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Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は酸化亜鉛を主成分とし、焼結体自身が電圧非直
線性を有する酸化亜鉛形バリスタの製造方法に関するも
のである。
線性を有する酸化亜鉛形バリスタの製造方法に関するも
のである。
従来の技術
電圧非直線抵抗体は一般にバリスタと呼ばれ、電圧安定
化やサージ吸収用の素子として用いられている。
化やサージ吸収用の素子として用いられている。
中でも、酸化亜鉛を主成分としてこれに少景のビスマス
、コバルト、マンガン、アンチモン、クロムなどを添加
した酸化亜鉛形バリスタは、その大きなサージ電流耐量
と優れた電圧非直線性から、近年ギャップレスアレスタ
として従来のシリコンカーバイトバリスタにとって代わ
り広く利用されている。
、コバルト、マンガン、アンチモン、クロムなどを添加
した酸化亜鉛形バリスタは、その大きなサージ電流耐量
と優れた電圧非直線性から、近年ギャップレスアレスタ
として従来のシリコンカーバイトバリスタにとって代わ
り広く利用されている。
酸化亜鉛形バリスタをアレスタとして用いる場合、放電
耐量特性２課電寿命特性がきわめて重要な特性要素とな
る。ここで、放電耐量特性は４／１ｏμＳの衝撃電流を
６分間隔で同一方向に２回印加したピーク電流の限界値
である。また、課電寿命特性は酸化亜鉛形バリスタ素子
に定格電圧を印加して使用した場合に推定されるバリス
タ素子の寿命で、通常温度および課電率を上げる加速試
験が行われる。従来よシ、これらの特性の向上のため、
Ｂｉ２Ｏ，、５ｂ２０． 、５ｉｎ２ などからなる
ペースト状側面剤を７５０℃以上の温度で仮焼した仮焼
体側面に塗布し、焼結体側面に高抵抗層を形成する方法
が一般に実施されていた。しかし、このような反応を用
いた製造方法の場合、側面剤と仮焼体の反応を均一に行
うことが難しく、その結果、放電耐量特性、外観などに
課題があった０さらに、仮焼工程が必要なため、時間的
、エネルギー的ロスが大きいという課題も同時に有して
いた０近年、非反応系で焼結体側面に高抵抗層を形成す
るため、。
耐量特性２課電寿命特性がきわめて重要な特性要素とな
る。ここで、放電耐量特性は４／１ｏμＳの衝撃電流を
６分間隔で同一方向に２回印加したピーク電流の限界値
である。また、課電寿命特性は酸化亜鉛形バリスタ素子
に定格電圧を印加して使用した場合に推定されるバリス
タ素子の寿命で、通常温度および課電率を上げる加速試
験が行われる。従来よシ、これらの特性の向上のため、
Ｂｉ２Ｏ，、５ｂ２０． 、５ｉｎ２ などからなる
ペースト状側面剤を７５０℃以上の温度で仮焼した仮焼
体側面に塗布し、焼結体側面に高抵抗層を形成する方法
が一般に実施されていた。しかし、このような反応を用
いた製造方法の場合、側面剤と仮焼体の反応を均一に行
うことが難しく、その結果、放電耐量特性、外観などに
課題があった０さらに、仮焼工程が必要なため、時間的
、エネルギー的ロスが大きいという課題も同時に有して
いた０近年、非反応系で焼結体側面に高抵抗層を形成す
るため、。
焼結体にＡｇ２Ｏ，などの微粉末をプラズマ溶射により
溶着させたり、ポリイミドなどの樹脂や結晶化ガラスな
どをコーティングする試みがなされている。
溶着させたり、ポリイミドなどの樹脂や結晶化ガラスな
どをコーティングする試みがなされている。
発明が解決しようとする課題
しかしながら、以上のように焼結体側面に高抵抗層を非
反応系で形成した場合、電圧非直線性が低く、課電寿命
特性が悪いという課題を有していた。
反応系で形成した場合、電圧非直線性が低く、課電寿命
特性が悪いという課題を有していた。
課題を解決するだめの手段
本発明では上記従来の課題を解決するため、成形体ある
いは仮焼体の側面にビスマスをＢｉ２Ｏ，の形に換算し
て０．１〜５０ Ｍｌ ／ ｃｏ？塗布し、焼結するこ
とを特徴としている。
いは仮焼体の側面にビスマスをＢｉ２Ｏ，の形に換算し
て０．１〜５０ Ｍｌ ／ ｃｏ？塗布し、焼結するこ
とを特徴としている。
作用
本発明の酸化亜鉛形バリスタの製造方法によれば、素子
側面からビスマスが拡散するため、電圧非直線性が向上
し、課電寿命特性の優れた酸化亜鉛形バリスタを得るこ
とができる。
側面からビスマスが拡散するため、電圧非直線性が向上
し、課電寿命特性の優れた酸化亜鉛形バリスタを得るこ
とができる。
実施例
以下、本発明の製造方法およびそれによシ得られた酸化
亜鉛形バリスタについて実施例に基づき詳細に説明する
。
亜鉛形バリスタについて実施例に基づき詳細に説明する
。
まず、酸化亜鉛の粉末に合計量に対して酸化ビスマス０
．５モル％、酸化アンチモン１．０モル％。
．５モル％、酸化アンチモン１．０モル％。
酸化コバル）０．５モル％、酸化マンガン０．５モル％
、酸化クロム０．５モル％、酸化ケイ素０．５モル％、
酸化ニッケル０．５モル％を添加し、水とバインダーを
加え、ボールミルにて充分に混合し、乾燥・造粒した原
料粉を直径４０霧、厚さ３０２１１１１の大きさに圧縮
成形し、成形体を得た０そして、ビスマスペーストハエ
チルセルロース１０重ｉ％。
、酸化クロム０．５モル％、酸化ケイ素０．５モル％、
酸化ニッケル０．５モル％を添加し、水とバインダーを
加え、ボールミルにて充分に混合し、乾燥・造粒した原
料粉を直径４０霧、厚さ３０２１１１１の大きさに圧縮
成形し、成形体を得た０そして、ビスマスペーストハエ
チルセルロース１０重ｉ％。
酢酸ｎブチル２ｏ重量％、ブチルカルピトール７０重量
％からなる有機バインダー１ｏ００ｆＶＣＢｉ２０５を
３ｏｏｆ混合して作成した。このビスマスペーストに上
記成形体をデイツプすることにより、所定量塗布した。
％からなる有機バインダー１ｏ００ｆＶＣＢｉ２０５を
３ｏｏｆ混合して作成した。このビスマスペーストに上
記成形体をデイツプすることにより、所定量塗布した。
ここで、塗布重量のコントロールは、ビスマスペースト
に酢酸ｎブテルヲ添加し粘度を調整した。また、塗布量
はビスマスペーストを塗布、乾燥後、重量差を測定し、
単位面積当りのＢｉ２Ｏ，塗布量に換算した。このよう
にして得た成形体を空気中にて１２００℃で焼結させ、
焼結体を得た。次いで、この焼結体を４５０℃〜７００
℃の温度範囲で熱処理し、側面にム１２０５をプラズマ
溶射した後、両端面を研磨しアルミニウムの溶射電極を
設は試料とした。
に酢酸ｎブテルヲ添加し粘度を調整した。また、塗布量
はビスマスペーストを塗布、乾燥後、重量差を測定し、
単位面積当りのＢｉ２Ｏ，塗布量に換算した。このよう
にして得た成形体を空気中にて１２００℃で焼結させ、
焼結体を得た。次いで、この焼結体を４５０℃〜７００
℃の温度範囲で熱処理し、側面にム１２０５をプラズマ
溶射した後、両端面を研磨しアルミニウムの溶射電極を
設は試料とした。
第１図はこのようにして得られた酸化亜鉛形バリスタの
断面図であシ、１は酸化亜鉛を主成分とする焼結体、２
はビスマスの拡散層、３はＡｌ２Ｏ５プラズマ溶射によ
る側面高抵抗層、４はアルミニウムの溶射電極である。
断面図であシ、１は酸化亜鉛を主成分とする焼結体、２
はビスマスの拡散層、３はＡｌ２Ｏ５プラズマ溶射によ
る側面高抵抗層、４はアルミニウムの溶射電極である。
第２図に本発明の製造方法による酸化亜鉛形バリスタの
Ｖ、ｌｎＡ／ｒｒａｔ （単位厚み当りのバリスタ電圧
）および電圧非直線性（ｖ５，１ｌｌＡ／ｖ、。□人）
ヲ示す。ここで、試料数は各１０個である。第２図に示
すように、ｖ、ＩｎＡ／ｆｆａはビスマスペーストラ塗
布してもほとんど変化しないのに対し、電圧非直線性は
単位表面積当り０．１〜６０〜／Ｃ己のビスマスを塗布
し、焼結した場合、著しく向上していることがわかる。
Ｖ、ｌｎＡ／ｒｒａｔ （単位厚み当りのバリスタ電圧
）および電圧非直線性（ｖ５，１ｌｌＡ／ｖ、。□人）
ヲ示す。ここで、試料数は各１０個である。第２図に示
すように、ｖ、ＩｎＡ／ｆｆａはビスマスペーストラ塗
布してもほとんど変化しないのに対し、電圧非直線性は
単位表面積当り０．１〜６０〜／Ｃ己のビスマスを塗布
し、焼結した場合、著しく向上していることがわかる。
次に、この試料の課電寿命特性について評価した。この
結果を第３図に示す。ここで、試験条件は、周囲温度１
３０℃１課電率９６％（ム０．ピーク値）で行い、漏れ
電流が２．６ｍ人に至るまでの時間を測定した。第３図
より、 Ｂｉ、、Ｏ。
結果を第３図に示す。ここで、試験条件は、周囲温度１
３０℃１課電率９６％（ム０．ピーク値）で行い、漏れ
電流が２．６ｍ人に至るまでの時間を測定した。第３図
より、 Ｂｉ、、Ｏ。
塗布量が０．１〜５０ ＃ ／ ＣＯ！の範囲で課電寿
命特性が向上していることがわかる。第４図に螢光Ｘ線
分析装置にてビスマスペーストを１０Ｗ／ａｄ塗布した
試料および無処理の試料について、焼結体表面から中心
方向にあ・けてのＢｉの濃度分布を測定した結果を示す
０この結果から、本発明において電圧非直線性および課
電寿命特性が向上した原因は、ビスマスを素子周辺部か
ら拡散したためであると考えられる。
命特性が向上していることがわかる。第４図に螢光Ｘ線
分析装置にてビスマスペーストを１０Ｗ／ａｄ塗布した
試料および無処理の試料について、焼結体表面から中心
方向にあ・けてのＢｉの濃度分布を測定した結果を示す
０この結果から、本発明において電圧非直線性および課
電寿命特性が向上した原因は、ビスマスを素子周辺部か
ら拡散したためであると考えられる。
なお、本実施例においては成形体にビスマスを塗布した
場合についてのみ記載したが、成形体を適当な温度範囲
（７６０℃〜１１ｏｏ℃）で仮焼し、その仮焼体にビス
マスを塗布した場合についても全く同様の効果が得られ
ることを確認した０マタ、ビスマスは有機バインダーと
ともにペースト状態でデイツプ法により塗布を行ったが
、素子側面に所定量塗布が可能な他の方法、例えばノ・
ケ塗す、ローラー転写、印刷、スプレーなど、いずれの
方法であっても本発明の効果に変わシはない。
場合についてのみ記載したが、成形体を適当な温度範囲
（７６０℃〜１１ｏｏ℃）で仮焼し、その仮焼体にビス
マスを塗布した場合についても全く同様の効果が得られ
ることを確認した０マタ、ビスマスは有機バインダーと
ともにペースト状態でデイツプ法により塗布を行ったが
、素子側面に所定量塗布が可能な他の方法、例えばノ・
ケ塗す、ローラー転写、印刷、スプレーなど、いずれの
方法であっても本発明の効果に変わシはない。
発明の効果
以上のように本発明によれば、酸化亜鉛形バリスタ素子
の成形体あるいは仮焼体の側面にビスマスを塗布した後
、焼結させることにより、電圧非直線性および課電寿命
特性の優れた酸化亜鉛形バリスタを製造することができ
るＱ
の成形体あるいは仮焼体の側面にビスマスを塗布した後
、焼結させることにより、電圧非直線性および課電寿命
特性の優れた酸化亜鉛形バリスタを製造することができ
るＱ
第１図は本発明の製造方法によシ得られた酸化亜鉛形バ
リスタの断面図、第２図は本発明の製造方法による酸化
亜鉛形バリスタのｖＩｍＡ／Ｗｒ！ｎおよび電圧非直線
性の特性を示す図、第３図は同じく課電寿命特性を示す
図、第４図は本発明の実施例および従来例による酸化亜
鉛形バリスタの焼結体表面からのＢｉの濃度分布を示す
図である。 １・・・・・・焼結体、２・・・・・・拡散層、３・・
・・・・側面高抵抗層、４・・・・・・電極。 代理人の氏名 弁理士 粟 野 重 孝 ほか１名第１
図 Ｉ−ｍ−焼結体 ２−位歓層 ３−側面ｌ＆低抗層 ！−ｔｇ１１ 第３図 ＢｉｚＯｓ ＊％Ｉ（ｍｙ／ｃｍｚ） ２ 図 第４図 −＋ ＢｉｚＯｓ ＊ １％ ｔ （ｍｙ／ｃｍ’
）→表面カーらの距Ｊ１ （＋ｎ＋）
リスタの断面図、第２図は本発明の製造方法による酸化
亜鉛形バリスタのｖＩｍＡ／Ｗｒ！ｎおよび電圧非直線
性の特性を示す図、第３図は同じく課電寿命特性を示す
図、第４図は本発明の実施例および従来例による酸化亜
鉛形バリスタの焼結体表面からのＢｉの濃度分布を示す
図である。 １・・・・・・焼結体、２・・・・・・拡散層、３・・
・・・・側面高抵抗層、４・・・・・・電極。 代理人の氏名 弁理士 粟 野 重 孝 ほか１名第１
図 Ｉ−ｍ−焼結体 ２−位歓層 ３−側面ｌ＆低抗層 ！−ｔｇ１１ 第３図 ＢｉｚＯｓ ＊％Ｉ（ｍｙ／ｃｍｚ） ２ 図 第４図 −＋ ＢｉｚＯｓ ＊ １％ ｔ （ｍｙ／ｃｍ’
）→表面カーらの距Ｊ１ （＋ｎ＋）
Claims (2)
- （１）酸化亜鉛を主成分とし、焼結体自身が電圧非直線
性を示すよう添加物を加えた原料粉を圧縮成形し、得ら
れた成形体の側面にビスマスをＢｉ＿２Ｏ＿５の形に換
算して０．１ｍｇ〜５０ｍｇ／ｃｍ＾２塗布した後、焼
結したことを特徴とする酸化亜鉛形バリスタの製造方法
。 - （２）酸化亜鉛を主成分とし、焼結体自身が電圧非直線
性を示すよう添加物を加えた原料粉を圧縮成形し、得ら
れた成形体を仮焼し、この仮焼体の側面にビスマスをＢ
ｉ＿２Ｏ＿５の形に換算して０．１〜５０ｍｇ／ｃｍ＾
２塗布した後、焼結したことを特徴とする酸化亜鉛形バ
リスタの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63210294A JPH0258804A (ja) | 1988-08-24 | 1988-08-24 | 酸化亜鉛形バリスタの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63210294A JPH0258804A (ja) | 1988-08-24 | 1988-08-24 | 酸化亜鉛形バリスタの製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0258804A true JPH0258804A (ja) | 1990-02-28 |
Family
ID=16587016
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63210294A Pending JPH0258804A (ja) | 1988-08-24 | 1988-08-24 | 酸化亜鉛形バリスタの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0258804A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014072207A (ja) * | 2012-09-27 | 2014-04-21 | Mitsubishi Electric Corp | 電圧非直線抵抗体の製造方法および電圧非直線抵抗体 |
-
1988
- 1988-08-24 JP JP63210294A patent/JPH0258804A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014072207A (ja) * | 2012-09-27 | 2014-04-21 | Mitsubishi Electric Corp | 電圧非直線抵抗体の製造方法および電圧非直線抵抗体 |
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