JPH0897013A - Zinc oxide varistor and manufacture thereof - Google Patents

Zinc oxide varistor and manufacture thereof

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JPH0897013A
JPH0897013A JP6233758A JP23375894A JPH0897013A JP H0897013 A JPH0897013 A JP H0897013A JP 6233758 A JP6233758 A JP 6233758A JP 23375894 A JP23375894 A JP 23375894A JP H0897013 A JPH0897013 A JP H0897013A
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JP
Japan
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varistor
zinc oxide
oxide
lead borosilicate
weight
Prior art date
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Application number
JP6233758A
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Japanese (ja)
Inventor
Kazushige Koyama
一茂 小山
Naoki Muto
直樹 武藤
Masaaki Katsumata
雅昭 勝又
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PURPOSE: To improve the nonlinearity of voltage by a method wherein lead borosilicate glass frit, containing at least a metal oxide selected from lanthanoids, is diffused into a varistor element from the surface of a fired varistor element. CONSTITUTION: The prescribed quantity of PbO, B2 O3 , SiO2 and La2 O3 is mixed and pulverized by a ball mill, the mixture is melted in a platinum crucible at 1000 to 1500 deg.C, and it is vitrified by quenching. Then, the vitrified material is finely powdered and lead borosilicate glass frit is obtained. The glass frit (5.0wt.%) is mixed to silver paste which is formed by dissolving silver powder (65.0wt.%) into the vehicle (30.0wt.%) formed by dissolving ethyl cellusose into butyl carbitol}, and the electrode material for zinc oxide varistor is manufactured. The electrode material is screen-printed on both surfaces of a disc-shaped zinc oxide varistor sintered element 1 of 13mm in diameter and 1.5mm in thickness in such a manner that diameter of 10mm is obtained, baked at 800 deg.C for ten minutes, and an electrode 2 is formed.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は各種電子機器を異常高電
圧から保護するために用いられる酸化亜鉛バリスタおよ
びその製造方法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a zinc oxide varistor used for protecting various electronic devices from abnormally high voltage and a method for manufacturing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、民生機器や産業機器の制御回路の
高度集積化が急速に進展している。
2. Description of the Related Art In recent years, highly integrated control circuits for consumer and industrial equipment have been rapidly developed.

【0003】これら制御回路に用いられる半導体電子部
品は異常高電圧(サージ)が印加されると破壊されてし
まうので、その対策が不可欠なものとなっている。この
対策として一般にバリスタが用いられている。中でも酸
化亜鉛バリスタはその優れた電圧非直線性、サージ吸収
能力を持つことから、各種電子機器を異常高電圧から保
護するために広く利用されている。
Since the semiconductor electronic components used in these control circuits are destroyed when an abnormally high voltage (surge) is applied, it is essential to take measures against them. Varistors are generally used as a countermeasure. Among them, zinc oxide varistors are widely used for protecting various electronic devices from abnormally high voltage because of their excellent voltage nonlinearity and surge absorbing ability.

【0004】従来より、酸化亜鉛を主成分とするバリス
タ素子の表面に、少なくとも二つの電極を設けた酸化亜
鉛バリスタは広く知られている。また、前記電極の材料
としては、例えば特開昭62−290104号公報など
に開示されており、その内容は以下の通りである。
Conventionally, a zinc oxide varistor in which at least two electrodes are provided on the surface of a varistor element containing zinc oxide as a main component is widely known. The material of the electrode is disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 62-290104, and its contents are as follows.

【0005】すなわちPbOが50.0〜85.0重量
%、B23が10.0〜30.0重量%、SiO2
5.0〜25.0重量%からなる硼珪酸鉛系ガラス粉末
を重量比で5.0%秤量し、ブチルカルビトールにエチ
ルセルロースを溶かしたビヒクル(重量比で30.0
%)中にAg粉末(重量比で65.0%)とともに混練
し銀ペーストを作成し酸化亜鉛バリスタ用電極材料とす
るものであった。
That is, lead borosilicate glass containing 50.0 to 85.0% by weight of PbO, 10.0 to 30.0% by weight of B 2 O 3 and 5.0 to 25.0% by weight of SiO 2. The powder was weighed 5.0% by weight, and the vehicle in which ethylcellulose was dissolved in butyl carbitol (30.0% by weight) was used.
%) Was kneaded with Ag powder (65.0% by weight) to prepare a silver paste, which was used as an electrode material for a zinc oxide varistor.

【0006】そしてこの電極材料を、焼成済みのバリス
タ素子の表面に塗布し、加熱して電極を形成するもので
あった。
Then, this electrode material was applied to the surface of the burned varistor element and heated to form an electrode.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】上記酸化亜鉛バリスタ
においては、上述のごとく電圧非直線性の優れたもので
はあるが、近年の各種電子機器における省エネルギー
化、効率化への要望により、この酸化亜鉛バリスタに対
する電圧非直線性の改善がさらに求められてきた。
Although the above-mentioned zinc oxide varistor has excellent voltage nonlinearity as described above, this zinc oxide varistor has been demanded to save energy and improve efficiency in various electronic devices in recent years. There has been further demand for improved voltage nonlinearity for varistors.

【0008】そこで本発明は上述の要求に応え、電圧非
直線性のさらに改善された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。
SUMMARY OF THE INVENTION Therefore, an object of the present invention is to provide a zinc oxide varistor which meets the above-mentioned requirements and has further improved voltage nonlinearity.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明はランタノイドの中から選択された少なくとも
一つの元素を含有した硼珪酸鉛系ガラスを、焼成済みの
バリスタ素子の表面からこのバリスタ素子内に拡散させ
たものである。
In order to achieve this object, the present invention provides a lead borosilicate glass containing at least one element selected from lanthanoids from the surface of a varistor element that has been fired. It is diffused in the device.

【0010】[0010]

【作用】以上の構成とするとバリスタ素子を構成する酸
化亜鉛粒子間の粒界に、前記ランタノイドの元素を含有
した硼珪酸鉛系ガラスを構成する元素が介在することと
なる。この結果、酸化亜鉛粒子間における粒界の抵抗値
は高くなり、その分バリスタ電圧に達するまでに電極間
に流れる漏れ電流は少なくなり、結論として電圧非直線
性の改善された酸化亜鉛バリスタが得られるのである。
With the above-mentioned structure, the elements forming the lead borosilicate glass containing the lanthanoid element are present at the grain boundaries between the zinc oxide particles forming the varistor element. As a result, the resistance value of the grain boundary between the zinc oxide particles becomes high, and the leakage current flowing between the electrodes by that much before reaching the varistor voltage decreases, and as a conclusion, a zinc oxide varistor with improved voltage nonlinearity is obtained. Be done.

【0011】[0011]

【実施例】さて、本実施例においては電極材料に特徴を
持たせている。すなわち本実施例においては、銀ペース
ト中に硼珪酸鉛系ガラスフリットを混練したものを用い
たものであり、以下にこれらについて詳述する。まず、
ガラスフリットの調整について述べる。下記の(表1)
の組成表に従いPbO,B23,SiO2,La2 3
所定量秤量し、それをボールミルにて混合と同時に粉砕
し、その後、白金ルツボにて1000℃〜1500℃の
温度条件で溶融し、急冷しガラス化させた。このガラス
を粗粉砕した後、ボールミルにて微粉砕して硼珪酸鉛系
ガラスフリットを得た。一方、従来例の硼珪酸鉛系ガラ
スフリットとして(表1)のガラス名称Aに示すガラス
フリット(PbOが70.0重量%、B23が15.0
重量%、SiO2が15.0重量%からなるガラスフリ
ット)を同様の手法にて作製した。ここで、ガラス転移
点(Tg)は熱分析装置を用いて測定した。
EXAMPLE In this example, the characteristics of the electrode material are
I have it. That is, in this embodiment, the silver pace is
Use a mixture of lead borosilicate glass frit
These are described in detail below. First,
The adjustment of the glass frit will be described. Below (Table 1)
According to the composition table of PbO, B2O3, SiO2, La2O 3To
Weigh a specified amount and crush it with a ball mill at the same time
After that, the temperature of the platinum crucible is adjusted to 1000 ° C to 1500 ° C.
It was melted under temperature conditions and rapidly cooled to vitrify. This glass
Coarsely crushed and then finely crushed with a ball mill to produce lead borosilicate
I got a glass frit. On the other hand, the conventional lead borosilicate glass
Glass as glass name A in (Table 1) as a frit
Frit (70.0% by weight of PbO, B2O3Is 15.0
Wt%, SiO2Glass free of 15.0% by weight
Was prepared by the same method. Where glass transition
The point (Tg) was measured using a thermal analyzer.

【0012】[0012]

【表1】 [Table 1]

【0013】次に、この硼珪酸鉛系ガラスフリットを重
量比で5.0重量%秤量し、上述のごとく銀ペースト
(ブチルカルビトールにエチルセルロースを溶かしたビ
ヒクル(重量比で30.0%)中に銀粉末(重量比で6
5.0%)を溶かしたもの)に混練し、酸化亜鉛バリス
タ用電極材料を作製した。
Next, this lead borosilicate glass frit was weighed in an amount of 5.0% by weight and placed in a silver paste (vehicle in which ethylcellulose was dissolved in butylcarbitol (30.0% by weight)) as described above. Silver powder (6 by weight)
5.0%) was melted and kneaded to prepare an electrode material for zinc oxide varistor.

【0014】以上のように作製した酸化亜鉛バリスタ用
電極材料を評価するため、酸化ビスマス(Bi23)、
酸化コバルト(Co34)、酸化マンガン(Mn
2)、酸化ニッケル(NiO)、酸化チタン(Ti
2)をそれぞれ0.5モル%、酸化アンチモン(Sb2
3)、酸化クロム(Cr23)をそれぞれ0.1モル
%、Al23を0.005モル%、残りが酸化亜鉛(Z
nO)からなる酸化亜鉛バリスタ焼結体(図3のバリス
タ素子1であり、円板形で直径13mm、厚さ1.5mm)
を用意した。この焼結体の両面に酸化亜鉛バリスタ用電
極材料を直径10mmとなるようスクリーン印刷し、80
0℃で10分間焼付けて図3に示す電極2を形成した。
次に図2に示すリード線3の上端を半田付けして固定し
た後、バリスタ素子1の外周をエポキシ系の絶縁樹脂4
で外周を被覆して、図1に示すごとくリード線3の下端
だけが絶縁樹脂4の外部に引き出されている試料を得
た。
In order to evaluate the electrode material for a zinc oxide varistor manufactured as described above, bismuth oxide (Bi 2 O 3 ),
Cobalt oxide (Co 3 O 4 ), manganese oxide (Mn
O 2 ), nickel oxide (NiO), titanium oxide (Ti
0.5 mol% of O 2 ) and antimony oxide (Sb 2
O 3 ), chromium oxide (Cr 2 O 3 ) 0.1 mol%, Al 2 O 3 0.005 mol%, and the balance zinc oxide (Z
nO) zinc oxide varistor sintered body (varistor element 1 in FIG. 3, disk-shaped diameter 13 mm, thickness 1.5 mm)
Prepared. The electrode material for zinc oxide varistor was screen-printed to have a diameter of 10 mm on both sides of this sintered body,
The electrode 2 shown in FIG. 3 was formed by baking at 0 ° C. for 10 minutes.
Next, after fixing the upper end of the lead wire 3 shown in FIG. 2 by soldering, the outer periphery of the varistor element 1 is covered with an epoxy-based insulating resin 4
The outer periphery was covered with and a sample was obtained in which only the lower end of the lead wire 3 was drawn out of the insulating resin 4 as shown in FIG.

【0015】なお、バリスタ素子1の表面に上記電極材
料を塗布した後に加熱すると、この電極材料中の酸化ラ
ンタンを含む硼珪酸鉛系ガラスはバリスタ素子1内に浸
入し、後述のような効果を発揮するものである。
When the surface of the varistor element 1 is coated with the above electrode material and then heated, the lead borosilicate glass containing lanthanum oxide in the electrode material penetrates into the varistor element 1 to obtain the effects described below. It is something to demonstrate.

【0016】このようにして得られた試料のOf the sample thus obtained

【0017】[0017]

【外1】 [Outer 1]

【0018】制限電圧比(V50A/V1mA)およびサージ
電流耐量特性を下記の(表2)に示す。
The limiting voltage ratio (V 50A / V 1mA ) and surge current withstanding characteristics are shown in (Table 2) below.

【0019】なお電圧比、制限電圧比は直流定電流電源
を用いて測定することにより得た。また、サージ電流耐
量特性は標準波形8/20μS、波高値2500Aの衝
撃電流を2回印加しバリスタ電圧(V1mA)の変化率を
測定したもので、その値が従来例の試料1より小さいも
のが好ましい。上記実施例において試料数は各ロット1
0個である。
The voltage ratio and the limiting voltage ratio were obtained by measuring with a DC constant current power supply. The surge current withstand characteristic is obtained by applying a shock current having a standard waveform of 8/20 μS and a peak value of 2500 A twice, and measuring the rate of change of the varistor voltage (V 1 mA ). The value is smaller than that of Sample 1 of the conventional example. Is preferred. In the above embodiment, the number of samples is 1 for each lot.
It is 0.

【0020】また上述のFurther, the above

【0021】[0021]

【外2】 [Outside 2]

【0022】は電圧非直線性を示すもので、この電圧比
が従来例の試料1より小さい方がバリスタ電圧に達する
までの漏れ電流が少ないものとなるのである。すなわ
ち、V1m Aとは1mAの電流が電極2間に流れる時の電
圧(バリスタ電圧)を示し、
Shows a voltage non-linearity, and the smaller the voltage ratio than the sample 1 of the conventional example, the smaller the leakage current until reaching the varistor voltage. That is, the V 1 m A indicates the voltage (varistor voltage) when a 1mA current flows between the electrodes 2,

【0023】[0023]

【外3】 [Outside 3]

【0024】の値が小さいものは低い電圧から漏れ電流
が多く流れるもので、好ましくないものとなる。
Those having a small value of are those in which a large amount of leakage current flows from a low voltage, which is not preferable.

【0025】[0025]

【表2】 [Table 2]

【0026】上記の(表1)および(表2)から、酸化
亜鉛バリスタ用電極材料中の硼珪酸鉛系ガラスフリット
に含まれる酸化ランタン(La23)含有量の電圧比
(電圧非直線性)、制限電圧比、およびサージ電流耐量
特性への影響を考察する。
From the above (Table 1) and (Table 2), the voltage ratio (voltage nonlinearity) of the content of lanthanum oxide (La 2 O 3 ) contained in the lead borosilicate glass frit in the electrode material for zinc oxide varistor is shown. Characteristics), limiting voltage ratio, and surge current withstand characteristics.

【0027】La23の含有量が0.1重量%以上であ
れば電圧比(電圧非直線性)が良好となる。また、3
0.0重量%より大きいとガラス転移点(Tg)が高く
なってバリスタ素子1内に拡散しにくくなりサージ電流
耐量特性が悪化する。従って、硼珪酸鉛系ガラス中のL
23含有量は0.1〜30.0重量%であることが必
要条件であることがわかる。
When the content of La 2 O 3 is 0.1% by weight or more, the voltage ratio (voltage nonlinearity) becomes good. Also, 3
If it is more than 0.0% by weight, the glass transition point (Tg) becomes high and it is difficult to diffuse into the varistor element 1, and the surge current withstand characteristic deteriorates. Therefore, L in lead borosilicate glass
It can be seen that the a 2 O 3 content of 0.1 to 30.0% by weight is a necessary condition.

【0028】一方、サージ電流耐量などの特性はLa2
3含有量のほかにPbO,B23,SiO2の影響を受
けるためにこれらの組成について考慮する必要がある。
On the other hand, characteristics such as surge current withstand capability are La 2
In addition to the O 3 content, PbO, B 2 O 3 , and SiO 2 are affected, and therefore their composition must be considered.

【0029】そこで、(表1)および(表2)に基づき
電極材料に含まれる硼珪酸鉛系ガラスの構成成分の各種
特性への影響を考察する。PbO含有量が40.0重量
%より小さい組成系のガラスはガラス転移点が高く、ガ
ラスの拡散性が小さすぎて電極2表面にガラスが残留
し、半田濡れ性が悪くなる。PbO含有量が80.0重
量%より大きい組成系のガラスはガラス転移点が低くな
り、ガラスの流動性が大きすぎて電極接着強度が低下し
信頼性に欠ける。B23の含有量が5.0重量%より小
さい組成系においては電圧比(電圧非直線性)が悪い。
またB23の含有量が30.0重量%より大きい組成系
においては、サージ電流耐量特性が悪い。
Then, based on (Table 1) and (Table 2), the influence of the constituent components of the lead borosilicate glass contained in the electrode material on various characteristics will be considered. The glass of the composition system having a PbO content of less than 40.0% by weight has a high glass transition point, and the diffusivity of the glass is too small, and the glass remains on the surface of the electrode 2 and the solder wettability deteriorates. A glass having a composition system in which the PbO content is more than 80.0% by weight has a low glass transition point, the fluidity of the glass is too large, and the electrode adhesion strength is lowered, resulting in lack of reliability. In the composition system in which the content of B 2 O 3 is less than 5.0% by weight, the voltage ratio (voltage nonlinearity) is poor.
Further, in a composition system in which the content of B 2 O 3 is larger than 30.0% by weight, the surge current withstand characteristic is poor.

【0030】さらにSiO2の含有量が5.0重量%よ
り小さい組成系においてはサージ電流耐量特性が悪く、
SiO2の含有量が30.0重量%より大きい組成系に
おいてもサージ電流耐量特性が悪化する。
Further, in the composition system in which the content of SiO 2 is less than 5.0% by weight, the surge current withstanding characteristic is poor,
Even in a composition system in which the content of SiO 2 is more than 30.0% by weight, the surge current withstand characteristic deteriorates.

【0031】以上の結果より、酸化亜鉛バリスタ用電極
材料のガラス成分の組成は、PbOが40.0〜80.
0重量%、B23が5.0〜30.0重量%、SiO2
が5.0〜30.0重量%、La23が0.1〜30.
0重量%の範囲が最適であることがわかる。
From the above results, the composition of the glass component of the electrode material for zinc oxide varistor has PbO of 40.0 to 80.
0 wt%, B 2 O 3 is 5.0 to 30.0 wt%, SiO 2
Is 5.0 to 30.0 wt% and La 2 O 3 is 0.1 to 30.
It can be seen that the range of 0% by weight is optimum.

【0032】次に、他のランタノイドの元素を含む硼珪
酸鉛系ガラスフリットについても同様の評価を行った。
Next, the same evaluation was performed for lead borosilicate glass frits containing other lanthanoid elements.

【0033】下記の(表3)、(表4)は酸化ランタン
(La23)に代えて酸化セリウム(CeO2)を用い
たもの、また(表5)、(表6)は酸化プラセオジム
(Pr611)を用いたもの、さらに(表7)、(表
8)は酸化ネオジム(Nd23)を用いたもの、(表
9)、(表10)は酸化サマリウム(Sm23)を用い
たもの、(表11)、(表12)は酸化ユウロピウム
(Eu23)を用いたもの、(表13)、(表14)は
酸化ガドリニウム(Gd23)を用いたもの、(表1
5)、(表16)は酸化テルビウム(Tb47)を用い
たもの、(表17)、(表18)は酸化ジスプロシウム
(Dy23)を用いたもの、(表19)、(表20)は
酸化ホルミウム(Ho23)を用いたもの、(表2
1)、(表22)は酸化エルビウム(Er23)を用い
たもの、(表23)、(表24)は酸化ツリウム(Tm
23)を用いたもの、(表25)、(表26)は酸化イ
ッテルビウム(Yb 23)を用いたもの、(表27)、
(表28)は酸化ルテチウム(Lu23)を用いたもの
の特性を示す。
The following (Table 3) and (Table 4) are lanthanum oxide.
(La2O3) Instead of cerium oxide (CeO2) Is used
And (Table 5) and (Table 6) are praseodymium oxide.
(Pr6O11) Is used, and (Table 7) and (Table
8) is neodymium oxide (Nd)2O3), (Table
9) and (Table 10) are samarium oxide (Sm2O3) Is used
(Table 11) and (Table 12) are europium oxide.
(Eu2O3) Is used, (Table 13), (Table 14)
Gadolinium oxide (Gd2O3), (Table 1
5) and (Table 16) are terbium oxide (Tb).FourO7) Is used
(Table 17) and (Table 18) are dysprosium oxide
(Dy2O3) Is used, (Table 19) and (Table 20) are
Holmium oxide (Ho2O3) Is used (Table 2
1) and (Table 22) are erbium oxide (Er).2O3) Is used
(Table 23) and (Table 24) are thulium oxide (Tm
2O3) Is used, (Table 25) and (Table 26)
Ytterbium (Yb 2O3) Is used (Table 27),
(Table 28) shows lutetium oxide (Lu2O3) Is used
Shows the characteristics of.

【0034】[0034]

【表3】 [Table 3]

【0035】[0035]

【表4】 [Table 4]

【0036】[0036]

【表5】 [Table 5]

【0037】[0037]

【表6】 [Table 6]

【0038】[0038]

【表7】 [Table 7]

【0039】[0039]

【表8】 [Table 8]

【0040】[0040]

【表9】 [Table 9]

【0041】[0041]

【表10】 [Table 10]

【0042】[0042]

【表11】 [Table 11]

【0043】[0043]

【表12】 [Table 12]

【0044】[0044]

【表13】 [Table 13]

【0045】[0045]

【表14】 [Table 14]

【0046】[0046]

【表15】 [Table 15]

【0047】[0047]

【表16】 [Table 16]

【0048】[0048]

【表17】 [Table 17]

【0049】[0049]

【表18】 [Table 18]

【0050】[0050]

【表19】 [Table 19]

【0051】[0051]

【表20】 [Table 20]

【0052】[0052]

【表21】 [Table 21]

【0053】[0053]

【表22】 [Table 22]

【0054】[0054]

【表23】 [Table 23]

【0055】[0055]

【表24】 [Table 24]

【0056】[0056]

【表25】 [Table 25]

【0057】[0057]

【表26】 [Table 26]

【0058】[0058]

【表27】 [Table 27]

【0059】[0059]

【表28】 [Table 28]

【0060】いずれのものも、各ランタノイドの金属酸
化物の量が0.1重量%以上含まれれば電圧比(電圧非
直線性)が良好となる。また、30.0重量%より大き
いとサージ電流耐量特性が悪化する。
In each case, the voltage ratio (voltage non-linearity) is good when the amount of the metal oxide of each lanthanoid is 0.1% by weight or more. If it is more than 30.0% by weight, the surge current withstand characteristic deteriorates.

【0061】なお本発明では酸化ランタン、酸化セリウ
ム、酸化プラセオジム、酸化ネオジム、酸化サマリウ
ム、酸化ユウロピウム、酸化ガドリニウム、酸化テルビ
ウム、酸化ジスプロシウム、酸化ホルミウム、酸化エル
ビウム、酸化ツリウム、酸化イッテルビウム、酸化ルテ
チウム、酸化鉛、酸化硼素、酸化珪素をLa23,Ce
2,Pr611,Nd23,Sm23,Eu23,Gd
23,Tb47,Dy23,Ho23,Er23,Tm
23,Yb23,Lu23,PbO,B23,SiO2
の形で用いたが、他の酸化物の形で用いても同様の効果
が得られることを確認した。
In the present invention, lanthanum oxide, cerium oxide, praseodymium oxide, neodymium oxide, samarium oxide, europium oxide, gadolinium oxide, terbium oxide, dysprosium oxide, holmium oxide, erbium oxide, thulium oxide, ytterbium oxide, lutetium oxide, oxide. Lead, boron oxide, and silicon oxide are added to La 2 O 3 , Ce.
O 2, Pr 6 O 11, Nd 2 O 3, Sm 2 O 3, Eu 2 O 3, Gd
2 O 3 , Tb 4 O 7 , Dy 2 O 3 , Ho 2 O 3 , Er 2 O 3 , Tm
2 O 3 , Yb 2 O 3 , Lu 2 O 3 , PbO, B 2 O 3 , SiO 2
However, it was confirmed that the same effect could be obtained by using other oxides.

【0062】さらに、上記実施例では銀ペースト中に硼
珪酸鉛系ガラスフリットを混練したものをバリスタ素子
1に塗布して電極2を形成し、電極2の焼付け時に前記
硼珪酸鉛系ガラスフリットを構成する元素を、バリスタ
素子1内に拡散させるものを示した。しかし、本発明は
これに限らず、電極2形成前に硼珪酸鉛系ガラスフリッ
トを含有するペーストを、焼成後のバリスタ素子1の表
面に塗布し、その状態で加熱して上記硼珪酸鉛系ガラス
フリットを構成する元素をバリスタ素子1内に浸入さ
せ、その後硼珪酸鉛系ガラスフリットを含有しない銀ペ
ーストを用いて電極2を形成しても電圧比(電圧非直線
性)に関する効果は同じように得られた。
Furthermore, in the above embodiment, the lead paste borosilicate glass frit is kneaded in the silver paste and applied to the varistor element 1 to form the electrode 2. When the electrode 2 is baked, the lead borosilicate glass frit is added. The elements that diffuse the constituent elements into the varistor element 1 are shown. However, the present invention is not limited to this, and a paste containing a lead borosilicate glass frit is applied to the surface of the varistor element 1 after firing before the formation of the electrode 2 and heated in that state to heat the lead borosilicate based material. Even if the elements forming the glass frit are infiltrated into the varistor element 1 and then the electrode 2 is formed by using the silver paste containing no lead borosilicate glass frit, the same effect on the voltage ratio (voltage nonlinearity) is obtained. Was obtained.

【0063】また、電極2を形成するための電極材料も
銀ペーストに限らず、パラジウムなど他の金属ペースト
でそれを形成しても良い。
The electrode material for forming the electrode 2 is not limited to the silver paste, but may be formed of another metal paste such as palladium.

【0064】さらに、本実施例では評価用の焼結体とし
てZnO,Bi23,Co34,MnO2,NiO,S
23,Cr23,Al23からなる系の酸化亜鉛バリ
スタを用いたが、Pr611,CaO,BaO,Mg
O,K2O,SiO2等を含む酸化亜鉛バリスタに本発明
による酸化亜鉛バリスタ用電極材料を適用しても効果に
変わりはない。
Furthermore, in the present embodiment, ZnO, Bi 2 O 3 , Co 3 O 4 , MnO 2 , NiO, and S were used as sintered bodies for evaluation.
A zinc oxide varistor of the system consisting of b 2 O 3 , Cr 2 O 3 and Al 2 O 3 was used, but Pr 6 O 11 , CaO, BaO, Mg
Even if the electrode material for a zinc oxide varistor according to the present invention is applied to a zinc oxide varistor containing O, K 2 O, SiO 2, etc., the effect remains the same.

【0065】[0065]

【発明の効果】以上のように、本発明のランタノイドか
ら選択された少なくとも一つの金属酸化物を含む硼珪酸
鉛系ガラスフリットを、焼成済みのバリスタ素子表面か
ら、このバリスタ素子内に拡散させることにより電圧非
直線性が改善された酸化亜鉛バリスタを得ることができ
る。このように電圧非直線性が改善されれば漏れ電流が
少ない分、使用する各種電子機器における省エネルギー
化、効率化が図れるものとなる。
As described above, the lead borosilicate glass frit containing at least one metal oxide selected from the lanthanoids of the present invention is diffused into the varistor element from the surface of the burned varistor element. This makes it possible to obtain a zinc oxide varistor with improved voltage nonlinearity. If the voltage non-linearity is improved in this way, the amount of leakage current is small, so that it is possible to save energy and improve efficiency in various electronic devices used.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の酸化亜鉛バリスタの一実施例を示す正
面図
FIG. 1 is a front view showing an embodiment of a zinc oxide varistor of the present invention.

【図2】図1に示す酸化亜鉛バリスタの断面図FIG. 2 is a sectional view of the zinc oxide varistor shown in FIG.

【図3】図1に示す酸化亜鉛バリスタのバリスタ素子を
示す断面図
3 is a sectional view showing a varistor element of the zinc oxide varistor shown in FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 バリスタ素子 2 電極 3 リード線 4 絶縁樹脂 1 Varistor element 2 Electrode 3 Lead wire 4 Insulating resin

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 酸化亜鉛を主成分とするバリスタ素子
と、このバリスタ素子に設けた少なくとも二つの電極と
を備え、ランタノイドの中から選択された少なくとも一
つの元素を含有した硼珪酸鉛系ガラスが、焼成済みのバ
リスタ素子表面から、このバリスタ素子内に拡散させら
れていることを特徴とする酸化亜鉛バリスタ。
1. A lead borosilicate glass containing a varistor element containing zinc oxide as a main component and at least two electrodes provided on the varistor element, and containing at least one element selected from lanthanoids. A zinc oxide varistor which is diffused into the varistor element from the surface of the burned varistor element.
【請求項2】 硼珪酸鉛系ガラス中に、ランタノイドの
中から選択された少なくとも一つの元素の金属酸化物が
La23,CeO2,Pr611,Nd23,Sm23
Eu23,Gd23,Tb47,Dy23,Ho23
Er23,Tm 23,Yb23,Lu23の形に換算し
て0.1〜30.0重量%含まれることを特徴とする請
求項1記載の酸化亜鉛バリスタ。
2. A lead borosilicate glass containing lanthanoid
The metal oxide of at least one element selected from
La2O3, CeO2, Pr6O11, Nd2O3, Sm2O3
Eu2O3, Gd2O3, TbFourO7, Dy2O3, Ho2O3
Er2O3, Tm 2O3, Yb2O3, Lu2O3Converted to the form
0.1 to 30.0% by weight contained in the contract
A zinc oxide varistor according to claim 1.
【請求項3】 硼珪酸鉛系ガラスとして、酸化鉛がPb
Oに換算して40.0〜80.0重量%、酸化硼素がB
23に換算して5.0〜30.0重量%、酸化珪素がS
iO2に換算して5.0〜15.0重量%、ランタノイ
ドの中から選択された少なくとも一つの元素の金属酸化
物がLa23,CeO2,Pr611,Nd23,Sm2
3,Eu23,Gd23,Tb47,Dy23,Ho2
3,Er 23,Tm23,Yb23,Lu23に換算
して0.1〜30.0重量%含むことを特徴とする請求
項1記載の酸化亜鉛バリスタ。
3. The lead borosilicate glass is lead oxide containing Pb.
Converted to O, 40.0 to 80.0% by weight, boron oxide is B
2O35.0 to 30.0% by weight, silicon oxide is S
iO25.0-15.0% by weight, Lanta Noi
Metal oxidation of at least one element selected from
Things are La2O3, CeO2, Pr6O11, Nd2O3, Sm2
O3, Eu2O3, Gd2O3, TbFourO7, Dy2O3, Ho2
O3, Er 2O3, Tm2O3, Yb2O3, Lu2O3Converted to
And 0.1 to 30.0% by weight is included.
Item 2. A zinc oxide varistor according to item 1.
【請求項4】 バリスタ素子の表面に、ランタノイドの
中から選択された少なくとも一つの元素を含む硼珪酸鉛
系ガラスを塗布した後に加熱して、この硼珪酸鉛系ガラ
スを焼成済みのバリスタ素子内に拡散させることを特徴
とする酸化亜鉛バリスタの製造方法。
4. A lead borosilicate-based glass containing at least one element selected from lanthanoids is applied to the surface of the varistor element and then heated, and the lead borosilicate-based glass is baked in the varistor element. 1. A method for producing a zinc oxide varistor, which comprises diffusing into.
【請求項5】 ランタノイドの中から選択された少なく
とも一つの元素を含む硼珪酸鉛系ガラスを、焼成済みの
バリスタ素子表面からこのバリスタ素子内に拡散させ、
その後このバリスタ素子に少なくとも二つの電極を設け
ることを特徴とする請求項4に記載の酸化亜鉛バリスタ
の製造方法。
5. A lead borosilicate glass containing at least one element selected from lanthanoids is diffused into the varistor element from the surface of the burned varistor element,
The method for manufacturing a zinc oxide varistor according to claim 4, wherein at least two electrodes are provided on the varistor element after that.
【請求項6】 ランタノイドの中から選択された少なく
とも一つの元素を含む硼珪酸鉛系ガラスを電極用ペース
トに添加し、次にこの電極用ペーストを焼成済みのバリ
スタ素子の表面に塗布し、その後に焼付けて電極を形成
することを特徴とする酸化亜鉛バリスタの製造方法。
6. A lead borosilicate glass containing at least one element selected from lanthanoids is added to an electrode paste, and then this electrode paste is applied to the surface of a fired varistor element, and thereafter, A method for manufacturing a zinc oxide varistor, which comprises baking to form an electrode.
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