JPH04254437A - 酸化亜鉛バリスタ用ガラス組成物と酸化亜鉛バリスタ - Google Patents
酸化亜鉛バリスタ用ガラス組成物と酸化亜鉛バリスタInfo
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Abstract
め要約のデータは記録されません。
Description
内に拡散させるガラス組成物とこのガラス組成物を拡散
させた酸化亜鉛バリスタに関するものである。
酸化亜鉛バリスタは他のバリスタと比較して電圧非直線
特性に優れ、しかもサージ吸収能が大きいので、電圧安
定化素子として広く使用されている。
て長時間にわたって使用されるので、酸化亜鉛バリスタ
を電圧安定化素子として使用するためには、上記の電気
的諸特性以外に、各種温度や湿度環境下における連続的
負荷に対してバリスタ電圧ができるだけ安定していなけ
ればならない。
リスタは、そのバリスタ電圧がこのような連続的負荷に
対して必ずしも安定しておらず、例えば高温環境下にお
いて長時間にわたって常時課電負荷を与えた場合、バリ
スタ電圧が大幅に低下してしまうことがあった。
示されているように、酸化亜鉛バリスタの素体に導電ペ
ーストを焼き付けて電極を形成する前に、この素体の表
裏面にガラスペーストを塗布し、焼成によってこのガラ
スペースト中のガラス組成物を素体の内部に拡散させて
内部の空隙をこのガラス組成物で充填し、上記のような
連続的負荷に対するバリスタ電圧の低下を解消するよう
にした酸化亜鉛バリスタが提案されている。
部に拡散させるガラス組成物としては、酸化ビスマス6
0〜85重量%、シリカ5〜20重量%および無水ホウ
酸5〜20重量%から成る組成物100重量部に対して
、酸化コバルト5〜20重量部および酸化銀2〜25重
量部を配合して成るものが使用されている。
化亜鉛バリスタは、耐湿負荷特性について充分に検討さ
れておらず、しかも他の電気的諸特性(電圧非直線係数
α、制限電圧比、サージ電流特性等)についても全く検
討されていないので、電圧安定化素子としては充分に満
足できる電気的諸特性を有するものではなかった。
囲気中において素子に長時間にわたって常時課電した前
後におけるバリスタ電圧から求めた変化率で表わされる
ものをいう。この耐湿負荷特性はできるだけ小さい方が
好ましい。
から得られる数値αをいい、この数値αはできるだけ大
きい方が好ましい。
る非直線性を示す指標であり、素子に大電流を流した時
のバリスタ電圧と微小電流を流した時のバリスタ電圧と
の比で表わされるものをいう。この制限電圧比はできる
だけ小さい方が好ましい。
電流を流した後におけるバリスタ電圧の変化率で表わさ
れるものをいい、このサージ電流特性はできるだけ小さ
い方が好ましい。
上述した他の電気的諸特性にも優れた酸化亜鉛バリスタ
を得るための酸化亜鉛バリスタ用ガラス組成物と酸化亜
鉛バリスタを提供することを目的とするものである。
バリスタ用ガラス組成物は、酸化ビスマス90〜97重
量%、二酸化ケイ素3〜10重量%からなる組成物10
0重量部に対して、酸化コバルトを1〜10重量部、酸
化ホウ素を1〜5重量部及び酸化銀を0.5〜4重量部
添加してなるものである。
、酸化亜鉛を主成分とする焼結体からなる素体と、この
素体に拡散させた上記ガラス組成物と、この素体の外部
に形成された電極とを備えたものである。
の範囲が好ましい。酸化ビスマスが90重量%未満では
サージ電流特性が悪くなり、97重量%を越えると電圧
非直線係数αおよび耐湿負荷特性が悪くなるからである
。
囲が好ましい。二酸化ケイ素が3重量%未満では均質な
ガラスが形成され難くなり、10重量%を越えるとガラ
スの軟化点が高くなって素体中への拡散が困難になるか
らである。
囲が好ましい。酸化コバルトがこの範囲を逸脱すると電
圧非直線係数αが小さくなり、サージ電流特性も悪くな
るからである。
好ましい。酸化ホウ素が1重量部未満では電圧非直線係
数αが小さくなるとともに、耐湿負荷特性が悪くなり、
5重量部を越えるとサージ電流特性が悪くなるからであ
る。
好ましい。酸化銀が0.5重量部未満では耐湿負荷特性
およびサージ電流特性が悪くなり、4重量部を越えると
、電圧非直線係数αが低下し、通常の製造方法(単なる
空気中での溶解)ではAgが析出してガラスの形成が困
難となるからである。
表裏面にこの発明に係るガラス組成物のペーストを塗布
した後、焼成すると、この焼成によってガラス組成物が
素体の内部に拡散し、内部の空隙を満たし、また、隣接
する粒子相互を強固に結合する。
マス(B2 O3 )、酸化アンチモン(Sb2 O3
)、酸化コバルト(CoO)、酸化マンガン(MnO
)、酸化ニッケル(NiO)、酸化クロム(Cr2 O
3 )の粉末をそれぞれ0.01〜5mol%添加し、
これらをボールミル中において20hr攪拌混合して酸
化亜鉛バリスタの原料粉末を得た。
造粒し、これを成形機で圧縮成形して、直径9mm、厚
さ1.4mmのディスク状の成形体を得た。そして、こ
の成形体を大気中において1100〜1400℃の温度
で2時間焼成して、酸化亜鉛を主成分とする焼結体から
なる酸化亜鉛バリスタ素体を得た。
0〜99重量%、二酸化ケイ素(SiO2 )1〜12
重量%から成る組成物100重量部に対して酸化ホウ素
(B2 O3)0.5〜7重量部、酸化コバルト(Co
O)0.5〜15重量部、酸化銀(Ag2 O)を0.
2〜5重量部添加し、これらをボールミルで攪拌混合し
てガラス組成物用の原料粉末を得た。
900〜1200℃で30分間加熱して溶融させてガラ
ス物質を得、これを水中に投入して急冷し、得られた粒
状ガラスを粉砕し、ガラスフリットを作成した。
ラスフリットと糊成分の重量比が1:5の割合となるよ
うに配合し、混合して均質なガラスペーストを得た。こ
こで、糊成分としてはエチルセルロース100重量部を
酢酸−n−ブチル500とn−ブチルカルビトール50
重量部との混合溶剤に溶解したものを使用した。
上記の酸化亜鉛バリスタ素体の表裏面に塗布し、大気中
において900〜1200℃で0.5〜2時間焼成した
。ガラスペーストはこの焼成によってガラス組成物とな
り、素体中に拡散して内部の空隙を埋め、また内部粒子
を連結強化することになる。
に導電ペーストを塗布し、500〜900℃で0.5〜
2時間焼き付けた。導電ペーストはこの焼き付けによっ
て金属の電極となり、素体の表裏面に電極が形成された
酸化亜鉛バリスタが形成された。
非直線係数α、大電流領域における非直線性(制限電圧
比)、湿度の高い雰囲気における常時課電前後の小電流
領域の電圧の変化率(耐湿負荷特性)及びサージ電流印
加前後の小電流領域の電圧変化率(サージ電流特性)を
調べたところ表1のようになった。
式1を用い、1mAと10mAの電流を流した時の端子
間電圧V1mA とV10mAとより求めた。
を流した時の端子間電圧V1mA と、素子に600A
の電流を流した時の端子間電圧V600Aとの比(V6
00A/V1mA )として求めた。なお、端子間電圧
V600Aは8×20μ・sの波形のサージ電流を流し
て測定した。
%の下で素子に0.85×V1mA の電圧を500h
r印加した前後において、各々10μAの電流を流した
時の端子間電圧(V10μA )の変化率ΔV/V10
μA として求めた。
μ・sの波形で600Aのサージ電流を同一方向に2回
印加した前後において、各々10μAの電流を流した時
の端子間電圧V10μA の変化率(ΔV/V10μA
)として求めた。
g2 Oの欄の数値はBi2 O3 ,SiO2 の合
計重量100重量部に対するものであり、また、※印が
付されたNoの試料は比較例である。
った。まず、特許請求の範囲に入るNo2,3,6,7
,10〜12,15,16の試料は他のNoの試料と比
較して非直線係数α、制限電圧比、耐湿負荷特性、サー
ジ電流特性がいずれも良好になっている
れに対し、特許請求の範囲に入らない試料はこれらの電
気的諸特性のいずれかが悪くなっている。すなわち、酸
化ビスマスが90重量%未満のNo1の試料ではサージ
電流特性が悪くなり、酸化ビスマスが97重量%を越え
るNo4の試料では電圧非直線係数αおよび耐湿負荷特
性が悪くなっている。
囲を逸脱すると、No9及び13の試料からわかるよう
に、電圧非直線係数αが小さくなり、サージ電流特性も
悪くなっている。
の試料では電圧非直線係数αが小さくなるとともに、耐
湿負荷特性が悪くなり、酸化ホウ素が5重量部を越える
No7の試料ではサージ電流特性が悪くなっている。
14の試料では耐湿負荷特性およびサージ電流特性が悪
くなり、酸化銀が4重量部を越えるNo17の試料では
、非直線係数αが低下している。
大きくなり、また耐湿負荷等の連続負荷に対してバリス
タ電圧が安定するという効果がある。
Claims (2)
- 【請求項1】 酸化ビスマス90〜97重量%、二酸
化ケイ素3〜10重量%からなる組成物100重量部に
対して、酸化コバルトを1〜10重量部、酸化ホウ素を
1〜5重量部及び酸化銀を0.5〜4重量部添加してな
る酸化亜鉛バリスタ用ガラス組成物。 - 【請求項2】 酸化亜鉛を主成分とする焼結体からな
る素体と、この素体内に拡散させた請求項1記載のガラ
ス組成物と、この素体の外部に形成された電極とを備え
た酸化亜鉛バリスタ。
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---|---|---|---|
JP3035392A JPH0742135B2 (ja) | 1991-02-05 | 1991-02-05 | 酸化亜鉛バリスタ用ガラス組成物と酸化亜鉛バリスタ |
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JP3035392A JPH0742135B2 (ja) | 1991-02-05 | 1991-02-05 | 酸化亜鉛バリスタ用ガラス組成物と酸化亜鉛バリスタ |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04254437A true JPH04254437A (ja) | 1992-09-09 |
JPH0742135B2 JPH0742135B2 (ja) | 1995-05-10 |
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Family Applications (1)
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---|---|---|---|
JP3035392A Expired - Fee Related JPH0742135B2 (ja) | 1991-02-05 | 1991-02-05 | 酸化亜鉛バリスタ用ガラス組成物と酸化亜鉛バリスタ |
Country Status (1)
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---|---|
JP (1) | JPH0742135B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0695724A1 (en) * | 1994-08-01 | 1996-02-07 | E.I. Du Pont De Nemours And Company | Cadmium-free and lead-free thick film conductor composition |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5173282A (ja) * | 1974-12-20 | 1976-06-24 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Sankaaendenatsuhichokusenteikotaiyodenkyokuzairyo |
JPS531891A (en) * | 1976-06-28 | 1978-01-10 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Electrode material for voltage non-linearity resistor |
JPS5388999A (en) * | 1977-01-17 | 1978-08-04 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Electrode material applied for voltage non-linear resistance body |
-
1991
- 1991-02-05 JP JP3035392A patent/JPH0742135B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5173282A (ja) * | 1974-12-20 | 1976-06-24 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Sankaaendenatsuhichokusenteikotaiyodenkyokuzairyo |
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JPS5388999A (en) * | 1977-01-17 | 1978-08-04 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Electrode material applied for voltage non-linear resistance body |
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EP0695724A1 (en) * | 1994-08-01 | 1996-02-07 | E.I. Du Pont De Nemours And Company | Cadmium-free and lead-free thick film conductor composition |
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Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0742135B2 (ja) | 1995-05-10 |
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