JPH0799105A - バリスタとその製造方法 - Google Patents
バリスタとその製造方法Info
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- JPH0799105A JPH0799105A JP5242428A JP24242893A JPH0799105A JP H0799105 A JPH0799105 A JP H0799105A JP 5242428 A JP5242428 A JP 5242428A JP 24242893 A JP24242893 A JP 24242893A JP H0799105 A JPH0799105 A JP H0799105A
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01C—RESISTORS
- H01C7/00—Non-adjustable resistors formed as one or more layers or coatings; Non-adjustable resistors made from powdered conducting material or powdered semi-conducting material with or without insulating material
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01C—RESISTORS
- H01C7/00—Non-adjustable resistors formed as one or more layers or coatings; Non-adjustable resistors made from powdered conducting material or powdered semi-conducting material with or without insulating material
- H01C7/10—Non-adjustable resistors formed as one or more layers or coatings; Non-adjustable resistors made from powdered conducting material or powdered semi-conducting material with or without insulating material voltage responsive, i.e. varistors
- H01C7/105—Varistor cores
- H01C7/108—Metal oxide
- H01C7/112—ZnO type
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- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Thermistors And Varistors (AREA)
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 成形体と電極を低温で一体焼成したバリスタ
とその製造方法を提供することを目的とするものであ
る。 【構成】 本発明のバリスタのバリスタ素子１は、酸化
亜鉛を主成分とし、副成分として少なくともビスマス、
アルミニウム、アンチモンを添加したものである。この
ビスマスの含有量は酸化ビスマスに換算して０．１〜
４．０ｍｏｌ％である。さらにアンチモンは、酸化アン
チモンに換算して酸化ビスマスとの比が（Ｓｂ2Ｏ3／Ｂ
ｉ2Ｏ3）≦１．０となるようにしたもので成形体を製造
した。そして、この成形体の表裏面に電極ペーストを塗
った後、一体焼成した。
とその製造方法を提供することを目的とするものであ
る。 【構成】 本発明のバリスタのバリスタ素子１は、酸化
亜鉛を主成分とし、副成分として少なくともビスマス、
アルミニウム、アンチモンを添加したものである。この
ビスマスの含有量は酸化ビスマスに換算して０．１〜
４．０ｍｏｌ％である。さらにアンチモンは、酸化アン
チモンに換算して酸化ビスマスとの比が（Ｓｂ2Ｏ3／Ｂ
ｉ2Ｏ3）≦１．０となるようにしたもので成形体を製造
した。そして、この成形体の表裏面に電極ペーストを塗
った後、一体焼成した。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、例えばテレビ等の電気
機器を過電圧から保護するのに使用するバリスタとその
製造方法に関するものである。
機器を過電圧から保護するのに使用するバリスタとその
製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、電気機器は急速に高度集積化が進
み、酸化亜鉛バリスタの需要もますます大きくなってき
ている。
み、酸化亜鉛バリスタの需要もますます大きくなってき
ている。
【０００３】酸化亜鉛バリスタは酸化亜鉛にＮｉ，Ｃ
ｏ，Ｓｂ等を添加したもので成形体を作り、次にこの成
形体を１１５０〜１３５０℃で焼成後、Ｐｔ，Ｐｄ等の
電極ペーストを塗布し、焼き付けたものであった。
ｏ，Ｓｂ等を添加したもので成形体を作り、次にこの成
形体を１１５０〜１３５０℃で焼成後、Ｐｔ，Ｐｄ等の
電極ペーストを塗布し、焼き付けたものであった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の構成では、
電極材料としてＡｇあるいはＡｇ−Ｐｄを用いた場合、
成形体と電極との一体焼成は成形体の焼成温度が高すぎ
ることに起因して高温にしなければならず不可能であっ
た。
電極材料としてＡｇあるいはＡｇ−Ｐｄを用いた場合、
成形体と電極との一体焼成は成形体の焼成温度が高すぎ
ることに起因して高温にしなければならず不可能であっ
た。
【０００５】本発明は、上記問題点を解決するもので、
成形体とＡｇあるいはＡｇ−Ｐｄ電極との一体焼成が可
能なバリスタを提供することを目的とするものである。
成形体とＡｇあるいはＡｇ−Ｐｄ電極との一体焼成が可
能なバリスタを提供することを目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明は、酸化亜鉛にビスマスとアルミニウムとアン
チモンを添加したものからなり、ビスマスの含有量は酸
化ビスマスに換算して０．１〜４．０ｍｏｌ％で、アン
チモンは酸化アンチモンに換算して酸化ビスマスとのモ
ル比が（Ｓｂ2Ｏ3／Ｂｉ2Ｏ3）≦１．０となるようにし
たもので、バリスタ素子を形成したものである。
に本発明は、酸化亜鉛にビスマスとアルミニウムとアン
チモンを添加したものからなり、ビスマスの含有量は酸
化ビスマスに換算して０．１〜４．０ｍｏｌ％で、アン
チモンは酸化アンチモンに換算して酸化ビスマスとのモ
ル比が（Ｓｂ2Ｏ3／Ｂｉ2Ｏ3）≦１．０となるようにし
たもので、バリスタ素子を形成したものである。
【０００７】
【作用】この構成によると、バリスタ素子の成形体を、
例えば７５０〜９６０℃の低温で焼成可能となるため、
ＡｇあるいはＡｇ−Ｐｄ電極との一体焼成ができる。そ
の結果、焼成に伴う熱エネルギーを低減でき、さらに電
極焼付け工程を別途設ける必要がなくなる。
例えば７５０〜９６０℃の低温で焼成可能となるため、
ＡｇあるいはＡｇ−Ｐｄ電極との一体焼成ができる。そ
の結果、焼成に伴う熱エネルギーを低減でき、さらに電
極焼付け工程を別途設ける必要がなくなる。
【０００８】
（実施例１）以下、本発明の第１の実施例について詳細
に説明する。
に説明する。
【０００９】まず、ＺｎＯにＢｉ2Ｏ3（１．０〜４．０
ｍｏｌ％），Ｃｏ2Ｏ3（０．５ｍｏｌ％），ＭｎＯ
2（０．１５ｍｏｌ％），Ｓｂ2Ｏ3（０〜４．５ｍｏｌ
％），Ａｌ2Ｏ3（０．００５ｍｏｌ％）を添加してなる
セラミックス材料を混合する。そして図１に示すように
有機バインダを加えて直径１０mm、厚さ１．２mmとなる
ように１ｔ／cm2の圧力をかけて円板状の成形体とす
る。この成形体の表・裏面にＡｇ粉末と有機ビヒクルか
らなる電極ペーストを塗布し、７５０〜９６０℃で焼成
し、バリスタ素子１と電極２ａ，２ｂを形成した。
ｍｏｌ％），Ｃｏ2Ｏ3（０．５ｍｏｌ％），ＭｎＯ
2（０．１５ｍｏｌ％），Ｓｂ2Ｏ3（０〜４．５ｍｏｌ
％），Ａｌ2Ｏ3（０．００５ｍｏｌ％）を添加してなる
セラミックス材料を混合する。そして図１に示すように
有機バインダを加えて直径１０mm、厚さ１．２mmとなる
ように１ｔ／cm2の圧力をかけて円板状の成形体とす
る。この成形体の表・裏面にＡｇ粉末と有機ビヒクルか
らなる電極ペーストを塗布し、７５０〜９６０℃で焼成
し、バリスタ素子１と電極２ａ，２ｂを形成した。
【００１０】このバリスタ素子１の焼成温度９００℃に
おけるＳｂ2Ｏ3／Ｂｉ2Ｏ3（ｍｏｌ比）とバリスタ素子
１の密度との関係を図２に示す。ここでバリスタ素子１
の密度は焼結性の目安として示している。図２の（１）
はＢｉ2Ｏ3が０．１ｍｏｌ％、（２）は１．０ｍｏｌ
％、（３）は２．０ｍｏｌ％、（４）は４．０ｍｏｌ％
のときをそれぞれ示している。
おけるＳｂ2Ｏ3／Ｂｉ2Ｏ3（ｍｏｌ比）とバリスタ素子
１の密度との関係を図２に示す。ここでバリスタ素子１
の密度は焼結性の目安として示している。図２の（１）
はＢｉ2Ｏ3が０．１ｍｏｌ％、（２）は１．０ｍｏｌ
％、（３）は２．０ｍｏｌ％、（４）は４．０ｍｏｌ％
のときをそれぞれ示している。
【００１１】図２に示したようにＳｂ2Ｏ3を添加するこ
とではじめはバリスタ素子１の密度が減少するが、添加
量を増加していくとＳｂ2Ｏ3／Ｂｉ2Ｏ3≒０．５で最高
値を迎え、再び減少していくことがわかる。つぎに、複
数のＳｂ2Ｏ3／Ｂｉ2Ｏ3（ｍｏｌ比）における焼成温度
とバリスタ素子１の密度の関係を図３に示す。ここでは
Ｂｉ2Ｏ3は１．０ｍｏｌ％とした。図３の（５）はＳｂ
2Ｏ3／Ｂｉ2Ｏ3＝０．１、（６）は０．２５、（７）は
０．５、（８）は１．０、（９）は２．０のときをそれ
ぞれ示している。図３からわかるように、Ｓｂ2Ｏ3／Ｂ
ｉ2Ｏ3＝０．５では７５０℃付近からバリスタ素子１の
密度が一定となっており、焼結がよく進んでいるが、Ｓ
ｂ2Ｏ3／Ｂｉ2Ｏ3が１．０および２．０では８５０℃付
近でもバリスタ素子１の密度の変化が大きく、焼結が十
分完了していない。次に、図４および図５に９００℃で
焼成を行った試料のＳｂ2Ｏ3／Ｂｉ2Ｏ3（ｍｏｌ比）と
バリスタ特性との関係を示す。ここで図４における電圧
比は非直線性の尺度でＶ1m Aと電流が１０μＡの時の電
圧
とではじめはバリスタ素子１の密度が減少するが、添加
量を増加していくとＳｂ2Ｏ3／Ｂｉ2Ｏ3≒０．５で最高
値を迎え、再び減少していくことがわかる。つぎに、複
数のＳｂ2Ｏ3／Ｂｉ2Ｏ3（ｍｏｌ比）における焼成温度
とバリスタ素子１の密度の関係を図３に示す。ここでは
Ｂｉ2Ｏ3は１．０ｍｏｌ％とした。図３の（５）はＳｂ
2Ｏ3／Ｂｉ2Ｏ3＝０．１、（６）は０．２５、（７）は
０．５、（８）は１．０、（９）は２．０のときをそれ
ぞれ示している。図３からわかるように、Ｓｂ2Ｏ3／Ｂ
ｉ2Ｏ3＝０．５では７５０℃付近からバリスタ素子１の
密度が一定となっており、焼結がよく進んでいるが、Ｓ
ｂ2Ｏ3／Ｂｉ2Ｏ3が１．０および２．０では８５０℃付
近でもバリスタ素子１の密度の変化が大きく、焼結が十
分完了していない。次に、図４および図５に９００℃で
焼成を行った試料のＳｂ2Ｏ3／Ｂｉ2Ｏ3（ｍｏｌ比）と
バリスタ特性との関係を示す。ここで図４における電圧
比は非直線性の尺度でＶ1m Aと電流が１０μＡの時の電
圧
【００１２】
【外１】
【００１３】の比で、図５における制限電圧比は高電圧
領域でのバリスタの特性を示す尺度でサージ電流（ここ
では２５Ａとする）が流れた時の電圧（Ｖ25A）とＶ1mA
との比である。図４において（１０）はＢｉ2Ｏ3が０．
１ｍｏｌ％、（１１）は１．０ｍｏｌ％、（１２）は
２．０ｍｏｌ％、（１３）は４．０ｍｏｌ％、図５にお
いて（１４）はＢｉ2Ｏ3が０．１ｍｏｌ％、（１５）は
１．０ｍｏｌ％、（１６）は２．０ｍｏｌ％、（１７）
は４．０ｍｏｌ％のときをそれぞれ示している。図４お
よび図５に示したように、Ｓｂ2Ｏ3／Ｂｉ2Ｏ3＝０．５
の時に、電圧比、制限電圧比ともに最も良好な値を示し
た。
領域でのバリスタの特性を示す尺度でサージ電流（ここ
では２５Ａとする）が流れた時の電圧（Ｖ25A）とＶ1mA
との比である。図４において（１０）はＢｉ2Ｏ3が０．
１ｍｏｌ％、（１１）は１．０ｍｏｌ％、（１２）は
２．０ｍｏｌ％、（１３）は４．０ｍｏｌ％、図５にお
いて（１４）はＢｉ2Ｏ3が０．１ｍｏｌ％、（１５）は
１．０ｍｏｌ％、（１６）は２．０ｍｏｌ％、（１７）
は４．０ｍｏｌ％のときをそれぞれ示している。図４お
よび図５に示したように、Ｓｂ2Ｏ3／Ｂｉ2Ｏ3＝０．５
の時に、電圧比、制限電圧比ともに最も良好な値を示し
た。
【００１４】以上のことから、Ｓｂ2Ｏ3／Ｂｉ2Ｏ3≦
１．０（ｍｏｌ比）となる場合、７５０〜９６０℃で焼
結は完了し、またＳｂ2Ｏ3／Ｂｉ2Ｏ3＝０．５の時にバ
リスタ素子１の密度がアンチモンを添加した場合では最
高値となり、すなわち焼結性が最も良好であることを示
し、さらに電圧比特性および制限電圧比特性共に最も良
好な値を示すことがわかる。
１．０（ｍｏｌ比）となる場合、７５０〜９６０℃で焼
結は完了し、またＳｂ2Ｏ3／Ｂｉ2Ｏ3＝０．５の時にバ
リスタ素子１の密度がアンチモンを添加した場合では最
高値となり、すなわち焼結性が最も良好であることを示
し、さらに電圧比特性および制限電圧比特性共に最も良
好な値を示すことがわかる。
【００１５】（実施例２）以下、本発明の第２の実施例
について詳細に説明する。
について詳細に説明する。
【００１６】まず、ＺｎＯにＢｉ2Ｏ3（１．０ｍｏｌ
％），Ｃｏ2Ｏ3（０．５ｍｏｌ％），ＭｎＯ2（０．１
５ｍｏｌ％），Ｓｂ2Ｏ3（０〜１．０ｍｏｌ％），Ａｌ
2Ｏ3（０．００５ｍｏｌ％），Ｐ2Ｏ5（０〜１．０ｍｏ
ｌ％）を添加し、焼成温度を９００℃とし、実施例１と
同様の方法でバリスタを得た。
％），Ｃｏ2Ｏ3（０．５ｍｏｌ％），ＭｎＯ2（０．１
５ｍｏｌ％），Ｓｂ2Ｏ3（０〜１．０ｍｏｌ％），Ａｌ
2Ｏ3（０．００５ｍｏｌ％），Ｐ2Ｏ5（０〜１．０ｍｏ
ｌ％）を添加し、焼成温度を９００℃とし、実施例１と
同様の方法でバリスタを得た。
【００１７】まずＳｂ2Ｏ3を０．５ｍｏｌ％としたバリ
スタ素子１の諸特性とＰ2Ｏ5の添加量との関係を（表
１）に示す。
スタ素子１の諸特性とＰ2Ｏ5の添加量との関係を（表
１）に示す。
【００１８】
【表１】
【００１９】ここでサージ電流波形は８×２０μｓであ
る。（表１）に示したようにＰ2Ｏ5を添加することでバ
リスタ素子１の密度の増加が見られサージ耐量特性の向
上が見られる。しかし、添加量の増加にともない電圧比
特性が悪化する。したがってＰ2Ｏ5≦０．３（ｍｏｌ
％）の範囲でＰ2Ｏ5を添加することで他のバリスタ特性
に影響を与えずサージ耐量特性を向上させることができ
る。つぎに、Ｐ2Ｏ5が０，０．０５，０．１，０．３お
よび１．０（ｍｏｌ％）におけるＳｂ2Ｏ3／Ｂｉ 2Ｏ
3（ｍｏｌ比）と制限電圧比特性（Ｖ25A／Ｖ1mA）との
関係を図６に示す。図６の（１８）はＰ2Ｏ5＝０ｍｏｌ
％、（１９）は０．０５ｍｏｌ％、（２０）は０．１ｍ
ｏｌ％、（２１）は０．３ｍｏｌ％、（２２）は１．０
ｍｏｌ％のときをそれぞれ示している。図６に示したよ
うに、Ｐ2Ｏ5の添加量を増加していくことで、制限電圧
比特性の最良値がＳｂ2Ｏ3／Ｂｉ2Ｏ3の小さい側へシフ
トしている様子がわかる。この結果とＳｂとＰが同族の
元素であるという事実から、Ｐがある程度の範囲までは
Ｓｂと同様の効果を示していることがわかる。このよう
にＳｂをＰに置き換えることで、バリスタ素子１の焼結
性を向上させサージ耐量特性を向上させることができ
る。
る。（表１）に示したようにＰ2Ｏ5を添加することでバ
リスタ素子１の密度の増加が見られサージ耐量特性の向
上が見られる。しかし、添加量の増加にともない電圧比
特性が悪化する。したがってＰ2Ｏ5≦０．３（ｍｏｌ
％）の範囲でＰ2Ｏ5を添加することで他のバリスタ特性
に影響を与えずサージ耐量特性を向上させることができ
る。つぎに、Ｐ2Ｏ5が０，０．０５，０．１，０．３お
よび１．０（ｍｏｌ％）におけるＳｂ2Ｏ3／Ｂｉ 2Ｏ
3（ｍｏｌ比）と制限電圧比特性（Ｖ25A／Ｖ1mA）との
関係を図６に示す。図６の（１８）はＰ2Ｏ5＝０ｍｏｌ
％、（１９）は０．０５ｍｏｌ％、（２０）は０．１ｍ
ｏｌ％、（２１）は０．３ｍｏｌ％、（２２）は１．０
ｍｏｌ％のときをそれぞれ示している。図６に示したよ
うに、Ｐ2Ｏ5の添加量を増加していくことで、制限電圧
比特性の最良値がＳｂ2Ｏ3／Ｂｉ2Ｏ3の小さい側へシフ
トしている様子がわかる。この結果とＳｂとＰが同族の
元素であるという事実から、Ｐがある程度の範囲までは
Ｓｂと同様の効果を示していることがわかる。このよう
にＳｂをＰに置き換えることで、バリスタ素子１の焼結
性を向上させサージ耐量特性を向上させることができ
る。
【００２０】（実施例３）以下、本発明の第３の実施例
について詳細に説明する。
について詳細に説明する。
【００２１】まず、ＺｎＯにＢｉ2Ｏ3（１．０ｍｏｌ
％），Ｃｏ2Ｏ3（０．５ｍｏｌ％），ＭｎＯ2（０．１
５ｍｏｌ％），Ｓｂ2Ｏ3（０．５ｍｏｌ％），Ａｌ2Ｏ3
（０．００５ｍｏｌ％），Ｂ2Ｏ3（０〜１．０ｍｏｌ
％）を添加し、焼成温度を９００℃とし、実施例１と同
様の方法でバリスタを得た。
％），Ｃｏ2Ｏ3（０．５ｍｏｌ％），ＭｎＯ2（０．１
５ｍｏｌ％），Ｓｂ2Ｏ3（０．５ｍｏｌ％），Ａｌ2Ｏ3
（０．００５ｍｏｌ％），Ｂ2Ｏ3（０〜１．０ｍｏｌ
％）を添加し、焼成温度を９００℃とし、実施例１と同
様の方法でバリスタを得た。
【００２２】このバリスタの諸特性とＢ2Ｏ3の添加量と
の関係を（表２）に示す。
の関係を（表２）に示す。
【００２３】
【表２】
【００２４】ここで高温負荷寿命特性は、１２５℃、バ
リスタ電圧の１００％電圧下、１００時間経過後のバリ
スタ電圧の変化率によって評価した。（表２）に示した
ように、Ｂ2Ｏ3を添加することで高温負荷寿命特性の向
上が見られる。これはＢ2Ｏ3添加による焼結性の向上に
伴うものと考えられ、従来のガラスフリットと同様の効
果であり、ガラスフリットの必要性が小さくなったこと
を示唆する。しかし、添加量の増加にともない制限電圧
比が悪化する。
リスタ電圧の１００％電圧下、１００時間経過後のバリ
スタ電圧の変化率によって評価した。（表２）に示した
ように、Ｂ2Ｏ3を添加することで高温負荷寿命特性の向
上が見られる。これはＢ2Ｏ3添加による焼結性の向上に
伴うものと考えられ、従来のガラスフリットと同様の効
果であり、ガラスフリットの必要性が小さくなったこと
を示唆する。しかし、添加量の増加にともない制限電圧
比が悪化する。
【００２５】（実施例４）以下、本発明の第４の実施例
について詳細に説明する。
について詳細に説明する。
【００２６】まず、ＺｎＯにＢｉ2Ｏ3（１．０ｍｏｌ
％），Ｃｏ2Ｏ3（０．５ｍｏｌ％），ＭｎＯ2（０．１
５ｍｏｌ％），Ｓｂ2Ｏ3（０．５ｍｏｌ％），ＰｂＯ
（０〜０．１ｍｏｌ％），ＧｅＯ2（０〜０．１ｍｏｌ
％），ＳｎＯ2（０〜０．１ｍｏｌ％），Ａｌ2Ｏ
3（０．００５ｍｏｌ％）を添加し、焼成温度を９００
℃とし、実施例１と同様の方法でバリスタを得た。
％），Ｃｏ2Ｏ3（０．５ｍｏｌ％），ＭｎＯ2（０．１
５ｍｏｌ％），Ｓｂ2Ｏ3（０．５ｍｏｌ％），ＰｂＯ
（０〜０．１ｍｏｌ％），ＧｅＯ2（０〜０．１ｍｏｌ
％），ＳｎＯ2（０〜０．１ｍｏｌ％），Ａｌ2Ｏ
3（０．００５ｍｏｌ％）を添加し、焼成温度を９００
℃とし、実施例１と同様の方法でバリスタを得た。
【００２７】このようにして得たバリスタのサージ電流
耐量特性を（表３）に示す。
耐量特性を（表３）に示す。
【００２８】
【表３】
【００２９】ここでサージ電流は１０００Ａとし、バリ
スタ電圧の変化率で評価を行った。（正）は正方向、
（負）は負方向の変化率である。（表３）に示したよう
にサージ電流耐量特性はＰｂ，Ｇｅ，Ｓｎの組合せにか
かわらず、その総量が０．１５ｍｏｌ％以下となるとき
に良好な傾向を示していることがわかる。
スタ電圧の変化率で評価を行った。（正）は正方向、
（負）は負方向の変化率である。（表３）に示したよう
にサージ電流耐量特性はＰｂ，Ｇｅ，Ｓｎの組合せにか
かわらず、その総量が０．１５ｍｏｌ％以下となるとき
に良好な傾向を示していることがわかる。
【００３０】（実施例５）以下、本発明の第５の実施例
について説明する。
について説明する。
【００３１】（表４）に本実施例（低温焼成）、本実施
例と同一の組成で高温で焼成した従来例１および従来の
組成で低温で焼成した従来例２の組成をそれぞれ示す。
例と同一の組成で高温で焼成した従来例１および従来の
組成で低温で焼成した従来例２の組成をそれぞれ示す。
【００３２】
【表４】
【００３３】ここで本実施例と従来例１は実施例１〜４
において最適と思われる組成である。（表４）の組成に
従い、焼成温度を低温焼成では９００℃、高温焼成では
１２４０℃とし、実施例１と同様にしてバリスタを得
た。
において最適と思われる組成である。（表４）の組成に
従い、焼成温度を低温焼成では９００℃、高温焼成では
１２４０℃とし、実施例１と同様にしてバリスタを得
た。
【００３４】このようにして得たバリスタの特性を（表
５）に示す。
５）に示す。
【００３５】
【表５】
【００３６】（表５）を見るとわかるように、本実施例
は従来例１に遜色のない特性を示しており、従来例２の
特性をはるかに上まわっていることがわかる。
は従来例１に遜色のない特性を示しており、従来例２の
特性をはるかに上まわっていることがわかる。
【００３７】（実施例６）以下、本発明の第６の実施例
について説明する。
について説明する。
【００３８】図７は本発明の一実施例における積層型の
バリスタの断面図である。まず、ＺｎＯにＢｉ2Ｏ
3（１．０ｍｏｌ％），Ｃｏ2Ｏ3（０．５ｍｏｌ％），
ＭｎＯ2（０．１５ｍｏｌ％），Ｓｂ2Ｏ3（０．５ｍｏ
ｌ％），ＧｅＯ2（０．０５ｍｏｌ％），Ａｌ2Ｏ
3（０．００５ｍｏｌ％），Ｂ2Ｏ3（０．０５ｍｏｌ
％），Ｐ2Ｏ5（０．０５ｍｏｌ％）を添加したものに、
可塑材と有機溶媒を加えて混合する。これをドクターブ
レード法により厚さ３０〜４０μｍのグリーンシートを
形成した後、このグリーンシートを積層し、半導体セラ
ミックス層３を形成する。
バリスタの断面図である。まず、ＺｎＯにＢｉ2Ｏ
3（１．０ｍｏｌ％），Ｃｏ2Ｏ3（０．５ｍｏｌ％），
ＭｎＯ2（０．１５ｍｏｌ％），Ｓｂ2Ｏ3（０．５ｍｏ
ｌ％），ＧｅＯ2（０．０５ｍｏｌ％），Ａｌ2Ｏ
3（０．００５ｍｏｌ％），Ｂ2Ｏ3（０．０５ｍｏｌ
％），Ｐ2Ｏ5（０．０５ｍｏｌ％）を添加したものに、
可塑材と有機溶媒を加えて混合する。これをドクターブ
レード法により厚さ３０〜４０μｍのグリーンシートを
形成した後、このグリーンシートを積層し、半導体セラ
ミックス層３を形成する。
【００３９】この半導体セラミックス層３にＡｇ粉末と
有機ビヒクルから成る電極ペーストを塗布し、内部電極
４ａ，４ｂを形成する。これを繰返し行い積層体を形成
し、両端面で、内部電極４ａ，４ｂをそれぞれ電気的に
接続するように、前記電極ペーストを塗布し、外部電極
５ａ，５ｂを形成する。
有機ビヒクルから成る電極ペーストを塗布し、内部電極
４ａ，４ｂを形成する。これを繰返し行い積層体を形成
し、両端面で、内部電極４ａ，４ｂをそれぞれ電気的に
接続するように、前記電極ペーストを塗布し、外部電極
５ａ，５ｂを形成する。
【００４０】これを９００℃で焼成後、外部電極５ａ，
５ｂの表面上にｐＨ４〜５の硫酸ニッケル水溶液を用
い、７０℃で５〜１０分無電解メッキを行った。そし
て、ｐＨ６〜７のノンシアンを用いて１〜２分無電解メ
ッキを行い、積層型のバリスタを得た。
５ｂの表面上にｐＨ４〜５の硫酸ニッケル水溶液を用
い、７０℃で５〜１０分無電解メッキを行った。そし
て、ｐＨ６〜７のノンシアンを用いて１〜２分無電解メ
ッキを行い、積層型のバリスタを得た。
【００４１】（表６）に本実施例の積層型バリスタと従
来の積層型バリスタの特性を示す。
来の積層型バリスタの特性を示す。
【００４２】
【表６】
【００４３】ここで従来のバリスタは内部電極４ａ，４
ｂにＰｔ粉末と有機ビヒクルからなる電極ペーストを用
いて、本実施例の半導体セラミック層と交互に積み重ね
積層体を形成し１２００℃で焼成後、外部電極５ａ，５
ｂを前記電極ペーストで形成し、８００℃で焼き付けを
行ったものである。
ｂにＰｔ粉末と有機ビヒクルからなる電極ペーストを用
いて、本実施例の半導体セラミック層と交互に積み重ね
積層体を形成し１２００℃で焼成後、外部電極５ａ，５
ｂを前記電極ペーストで形成し、８００℃で焼き付けを
行ったものである。
【００４４】（表６）から明らかなように従来例の積層
型バリスタと比較して本実施例の積層型バリスタは焼成
温度を下げたにもかかわらず遜色のない特性を示してい
ることがわかる。
型バリスタと比較して本実施例の積層型バリスタは焼成
温度を下げたにもかかわらず遜色のない特性を示してい
ることがわかる。
【００４５】次に、半導体セラミック層３を（表４）に
示す。本実施例、従来例２の２種類の組成を用いて形成
し、それぞれ積層型のバリスタを前記方法で製造した。
示す。本実施例、従来例２の２種類の組成を用いて形成
し、それぞれ積層型のバリスタを前記方法で製造した。
【００４６】そして、これらのバリスタ特性を測定し、
（表７）に示した。
（表７）に示した。
【００４７】
【表７】
【００４８】（表７）を見てもわかるように、本実施例
のバリスタ特性は従来例２のものと比べると優れている
ことがわかる。
のバリスタ特性は従来例２のものと比べると優れている
ことがわかる。
【００４９】
【発明の効果】以上のように本発明のバリスタは、電極
と成形体との一体低温焼成で得られるものである。そし
てリン、硼素を添加することにより、焼結性を向上させ
るとともに、サージ耐量、高温負荷寿命特性などのバリ
スタ特性を向上させるものである。
と成形体との一体低温焼成で得られるものである。そし
てリン、硼素を添加することにより、焼結性を向上させ
るとともに、サージ耐量、高温負荷寿命特性などのバリ
スタ特性を向上させるものである。
【図１】本発明の一実施例におけるバリスタの断面図
【図２】本発明の一実施例におけるバリスタ素子のＳｂ
2Ｏ3／Ｂｉ2Ｏ3（ｍｏｌ比）と焼結体密度の関係を示す
特性図
2Ｏ3／Ｂｉ2Ｏ3（ｍｏｌ比）と焼結体密度の関係を示す
特性図
【図３】本発明の一実施例における、焼結温度とバリス
タ素子密度の関係を示す特性図
タ素子密度の関係を示す特性図
【図４】本発明の一実施例におけるバリスタ素子のＳｂ
2Ｏ3／Ｂｉ2Ｏ3（ｍｏｌ比）と
2Ｏ3／Ｂｉ2Ｏ3（ｍｏｌ比）と
【外２】 の関係を示す特性図
【図５】本発明の一実施例におけるバリスタ素子のＳｂ
2Ｏ3／Ｂｉ2Ｏ3（ｍｏｌ比）とＶ5A／Ｖ1mAの関係を示
す特性図
2Ｏ3／Ｂｉ2Ｏ3（ｍｏｌ比）とＶ5A／Ｖ1mAの関係を示
す特性図
【図６】本発明の一実施例におけるＰ添加下のＳｂ2Ｏ3
／Ｂｉ2Ｏ3（ｍｏｌ比）とＶ5A／Ｖ1mAの関係を示す特
性図
／Ｂｉ2Ｏ3（ｍｏｌ比）とＶ5A／Ｖ1mAの関係を示す特
性図
【図７】本発明の一実施例における積層型のバリスタの
断面図
断面図
１ バリスタ素子 ２ａ，２ｂ 電極 ３ 半導体セラミック層 ４ａ，４ｂ 内部電極 ５ａ，５ｂ 外部電極
Claims (6)
- 【請求項１】 バリスタ素子と、このバリスタ素子の表
面に少なくとも２つ以上設けた電極とを備え、前記バリ
スタ素子は、酸化亜鉛に、少なくともビスマスとアルミ
ニウムとアンチモンを添加したものから成り、このバリ
スタ素子におけるビスマスの含有量は酸化ビスマスに換
算して０．１〜４．０ｍｏｌ％で、アンチモンは酸化ア
ンチモンに換算して酸化ビスマスとのモル比が（Ｓｂ2
Ｏ3／Ｂｉ 2Ｏ3）≦１．０となるようにしたバリスタ。 - 【請求項２】 バリスタ素子に、硼素を、酸化硼素に換
算してＢ2Ｏ3≦０．５ｍｏｌ％となるように添加した請
求項１記載のバリスタ。 - 【請求項３】 バリスタ素子に、鉛、ゲルマニウム、錫
のうち少なくとも一種類以上を、酸化鉛、酸化ゲルマニ
ウム、酸化錫に換算して（ＰｂＯ＋ＧｅＯ2＋ＳｎＯ2）
≦０．１５ｍｏｌ％の範囲で添加した請求項１記載のバ
リスタ。 - 【請求項４】 バリスタ素子と、このバリスタ素子に少
なくとも２つ以上設けた電極とを備え、前記バリスタ素
子は、酸化亜鉛に少なくともビスマスとアルミニウムを
添加したものに、さらにアンチモン、リンのうち少なく
とも一種類以上を酸化アンチモンと五酸化二リンに換算
して（Ｓｂ2Ｏ3＋Ｐ2Ｏ5）≦１．０（ｍｏｌ％），（Ｓ
ｂ2Ｏ3＋Ｐ2Ｏ5）／Ｂｉ2Ｏ3≦１．０となるように（但
しＰ2Ｏ5≦０．３ｍｏｌ）添加したバリスタ。 - 【請求項５】 酸化亜鉛を主成分とし、副成分として少
なくともビスマス、アルミニウムとアンチモンを含み、
ビスマスの含有量が酸化ビスマスに換算して０．１〜
４．０ｍｏｌ％で、アンチモンは酸化アンチモンに換算
して酸化ビスマスとのモル比が（Ｓｂ2Ｏ3／Ｂｉ2Ｏ3）
≦１．０となるようにしたものでバリスタ成形体を形成
し、次にこの成形体の表面にＡｇあるいはＡｇ−Ｐｄの
電極ペーストを塗布し、その後、焼成するバリスタの製
造方法。 - 【請求項６】 アルミニウムを添加した酸化亜鉛に、少
なくともビスマスとアンチモンを添加し、ビスマスの含
有量が酸化ビスマスに換算して０．１〜４．０ｍｏｌ％
で、アンチモンは酸化アンチモンに換算して酸化ビスマ
スとのモル比が（Ｓｂ2Ｏ3／Ｂｉ2Ｏ3）≦１．０となる
ようにしたもので半導体セラミック層を形成し、次にこ
の半導体セラミック層と、ＡｇあるいはＡｇ−Ｐｄの内
部電極ペーストを、内部電極ペーストが両端面に交互に
露出するように積み重ねて成層体を形成し、その後前記
内部電極ペーストの露出している両端面にＡｇあるいは
Ａｇ−Ｐｄの外部電極ペーストを塗布し、次に焼成して
前記外部電極ペーストにより形成された外部電極表面上
に金属メッキを施すバリスタの製造方法。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5242428A JP3039224B2 (ja) | 1993-09-29 | 1993-09-29 | バリスタの製造方法 |
| CN94116266A CN1053060C (zh) | 1993-09-29 | 1994-09-23 | 氧化锌压敏变阻器及其制造方法 |
| KR1019940024127A KR0155407B1 (ko) | 1993-09-29 | 1994-09-26 | 배리스터와 그 제조방법 |
| EP94115277A EP0645784B1 (en) | 1993-09-29 | 1994-09-28 | A varistor and its manufacturing method |
| DE69433156T DE69433156T2 (de) | 1993-09-29 | 1994-09-28 | Varistor und Verfahren zu seiner Herstellung |
| US08/313,598 US5592140A (en) | 1993-09-29 | 1994-09-29 | Varistor formed of bismuth and antimony and method of manufacturing same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5242428A JP3039224B2 (ja) | 1993-09-29 | 1993-09-29 | バリスタの製造方法 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0799105A true JPH0799105A (ja) | 1995-04-11 |
| JP3039224B2 JP3039224B2 (ja) | 2000-05-08 |
Family
ID=17088961
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| JP5242428A Expired - Lifetime JP3039224B2 (ja) | 1993-09-29 | 1993-09-29 | バリスタの製造方法 |
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| Country | Link |
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| EP (1) | EP0645784B1 (ja) |
| JP (1) | JP3039224B2 (ja) |
| KR (1) | KR0155407B1 (ja) |
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| DE (1) | DE69433156T2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5988137A (en) * | 1996-08-28 | 1999-11-23 | Mitsubishi Jidosha Kogyo Kabushiki Kaisha | Controller of in-cylinder injection spark ignition internal combustion engine |
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- 1993-09-29 JP JP5242428A patent/JP3039224B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1994
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- 1994-09-26 KR KR1019940024127A patent/KR0155407B1/ko not_active IP Right Cessation
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- 1994-09-28 DE DE69433156T patent/DE69433156T2/de not_active Expired - Lifetime
- 1994-09-29 US US08/313,598 patent/US5592140A/en not_active Expired - Lifetime
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