JPH10149904A - 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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- JPH10149904A JPH10149904A JP8307691A JP30769196A JPH10149904A JP H10149904 A JPH10149904 A JP H10149904A JP 8307691 A JP8307691 A JP 8307691A JP 30769196 A JP30769196 A JP 30769196A JP H10149904 A JPH10149904 A JP H10149904A
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- electrode
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 850〜1100℃の温度でバリスタ素子1
の焼成と電極2a,2bの形成を同時に行うことができ
るバリスタの製造方法を提供することを目的とする。 【解決手段】 ZnOを主成分とし、副成分として少な
くともBi2O3を0.2〜2.0mol%、Alを0.
001〜0.02at.%、更にAg、Na、Kの群の
中から選ばれた少なくとも一つの元素を、Al添加量と
の比が(Ag+Na+K)/Al≦1.0となるよう添
加した組成のバリスタ素子1に電極2a,2bを塗布し
た後、850〜1100℃の温度でバリスタ素子1と電
極2a,2bを同時焼成する。
の焼成と電極2a,2bの形成を同時に行うことができ
るバリスタの製造方法を提供することを目的とする。 【解決手段】 ZnOを主成分とし、副成分として少な
くともBi2O3を0.2〜2.0mol%、Alを0.
001〜0.02at.%、更にAg、Na、Kの群の
中から選ばれた少なくとも一つの元素を、Al添加量と
の比が(Ag+Na+K)/Al≦1.0となるよう添
加した組成のバリスタ素子1に電極2a,2bを塗布し
た後、850〜1100℃の温度でバリスタ素子1と電
極2a,2bを同時焼成する。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】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バリスタの製造方
法に関するものである。
高電圧から保護するために用いられるバリスタの製造方
法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】酸化亜鉛バリスタは、ZnOを主成分と
し、副成分としてBi2O3、Co2O3、MnO2、Al2
O3等を添加したバリスタ材料でバリスタ素子を形成後
1150〜1350℃の温度で焼成した後、バリスタ素
子の両面に外部電極ペーストを塗布、焼付けていた。
し、副成分としてBi2O3、Co2O3、MnO2、Al2
O3等を添加したバリスタ材料でバリスタ素子を形成後
1150〜1350℃の温度で焼成した後、バリスタ素
子の両面に外部電極ペーストを塗布、焼付けていた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】前記酸化亜鉛バリスタ
組成は、実用に適したバリスタ特性を有するバリスタを
得るためには1150℃以上の温度で焼成する必要があ
る。このためAg等の電極ペーストをバリスタ素子に塗
布し、バリスタ素子の焼結と同時にバリスタの表面に電
極を形成しようとすると電極が溶融してしまう。また電
極が溶融しない低い温度で焼成した場合、低電流領域に
おける電圧非直線性が悪いという問題点があった。
組成は、実用に適したバリスタ特性を有するバリスタを
得るためには1150℃以上の温度で焼成する必要があ
る。このためAg等の電極ペーストをバリスタ素子に塗
布し、バリスタ素子の焼結と同時にバリスタの表面に電
極を形成しようとすると電極が溶融してしまう。また電
極が溶融しない低い温度で焼成した場合、低電流領域に
おける電圧非直線性が悪いという問題点があった。
【0004】本発明はこの問題点を解決するものであ
り、バリスタ素子と電極とを同時に焼成することが可能
で、かつ低電流領域における電圧非直線性が良好なバリ
スタの製造方法を提供することを目的とする。
り、バリスタ素子と電極とを同時に焼成することが可能
で、かつ低電流領域における電圧非直線性が良好なバリ
スタの製造方法を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明のバリスタはZnOを主成分とし、副成分と
して少なくともBiをBi2O3に換算して0.2〜2.
0mol%、Alを0.001〜0.02at.%、更
にAg、Na、Kの群の中から選択された少なくとも一
つの元素を、Al添加量との比が0<(Ag+Na+
K)/Al≦1.0の比率となるよう添加した組成でバ
リスタ素子を形成後、850〜1100℃の温度で焼成
するものであり、Ag、Na、K等の元素は、主に粒界
に集まり粒界近傍のZnO結晶粒子の比抵抗を原子価制
御により高くし、このため漏れ電流は小さくなり、低電
流領域の電圧非直線性が向上するものとなる。
め、本発明のバリスタはZnOを主成分とし、副成分と
して少なくともBiをBi2O3に換算して0.2〜2.
0mol%、Alを0.001〜0.02at.%、更
にAg、Na、Kの群の中から選択された少なくとも一
つの元素を、Al添加量との比が0<(Ag+Na+
K)/Al≦1.0の比率となるよう添加した組成でバ
リスタ素子を形成後、850〜1100℃の温度で焼成
するものであり、Ag、Na、K等の元素は、主に粒界
に集まり粒界近傍のZnO結晶粒子の比抵抗を原子価制
御により高くし、このため漏れ電流は小さくなり、低電
流領域の電圧非直線性が向上するものとなる。
【0006】
【発明の実施の形態】本発明の請求項1に記載のバリス
タの製造方法は、ZnOを主成分とし、副成分として少
なくともBiをBi2O3に換算して0.2〜2.0mo
l%、Alを0.001〜0.02at.%、更にA
g、Na、Kの中から選択された少なくとも一つの元素
をAl添加量との比が0<(Ag+Na+K)/Al≦
1.0の比率となるよう添加した組成でバリスタ素子を
形成後、850〜1100℃の温度で焼成するものであ
る。添加するAg、Na、Kは、Znよりイオン半径が
大きいので、その一部はZnO結晶粒子のごく薄い表層
部分と反応し、ZnO結晶粒界を原子価制御し、比抵抗
を高くするため、漏れ電流は小さくなり、低電流領域の
電圧非直線性が向上する。
タの製造方法は、ZnOを主成分とし、副成分として少
なくともBiをBi2O3に換算して0.2〜2.0mo
l%、Alを0.001〜0.02at.%、更にA
g、Na、Kの中から選択された少なくとも一つの元素
をAl添加量との比が0<(Ag+Na+K)/Al≦
1.0の比率となるよう添加した組成でバリスタ素子を
形成後、850〜1100℃の温度で焼成するものであ
る。添加するAg、Na、Kは、Znよりイオン半径が
大きいので、その一部はZnO結晶粒子のごく薄い表層
部分と反応し、ZnO結晶粒界を原子価制御し、比抵抗
を高くするため、漏れ電流は小さくなり、低電流領域の
電圧非直線性が向上する。
【0007】本発明の請求項2に記載のバリスタの製造
方法は、請求項1に記載の組成からなるバリスタ素子の
両面に融点が850℃以上の金属からなる外部電極ペー
ストを塗布後焼成するものである。これによりバリスタ
素子の焼結と外部電極の形成を同時に行うことができ
る。
方法は、請求項1に記載の組成からなるバリスタ素子の
両面に融点が850℃以上の金属からなる外部電極ペー
ストを塗布後焼成するものである。これによりバリスタ
素子の焼結と外部電極の形成を同時に行うことができ
る。
【0008】本発明の請求項3に記載のバリスタの製造
方法は、融点が850℃以上の金属を内部電極として用
いるものである。これにより850〜1100℃の温度
範囲で焼成してもバリスタ素子と内部電極が焼結した積
層型バリスタを得ることができる。
方法は、融点が850℃以上の金属を内部電極として用
いるものである。これにより850〜1100℃の温度
範囲で焼成してもバリスタ素子と内部電極が焼結した積
層型バリスタを得ることができる。
【0009】本発明の請求項4に記載のバリスタの製造
方法は、内・外部電極の少なくとも一方をAgまたはA
g−Pdとするものである。前記金属は850℃以上の
融点を有しているため、バリスタ素子と850〜110
0℃の温度範囲で焼成した場合、バリスタ素子の焼結と
同時に、電極を形成できる。
方法は、内・外部電極の少なくとも一方をAgまたはA
g−Pdとするものである。前記金属は850℃以上の
融点を有しているため、バリスタ素子と850〜110
0℃の温度範囲で焼成した場合、バリスタ素子の焼結と
同時に、電極を形成できる。
【0010】
【実施例】以下本発明の一実施例について説明する。
【0011】図1は本発明の一実施例のバリスタの側面
図、図2は積層型バリスタの分解斜視図、図3は積層型
バリスタの断面図である。図1において1はバリスタ素
子、2a,2bは電極である。また図2、図3の3はバ
リスタグリーンシート、4は内部電極、5は積層型バリ
スタ素子、6は外部電極である。
図、図2は積層型バリスタの分解斜視図、図3は積層型
バリスタの断面図である。図1において1はバリスタ素
子、2a,2bは電極である。また図2、図3の3はバ
リスタグリーンシート、4は内部電極、5は積層型バリ
スタ素子、6は外部電極である。
【0012】(実施例1)主成分のZnOに、副成分と
してBi2O3を0.5mol%、Co2O3を0.5mo
l%、MnO2を0.5mol%、Sb2O3を0.25
mol%、Alを硝酸アルミニウムの形で0.0005
〜0.03at.%、更にAgを硝酸銀の形で0〜0.
02at.%の範囲で秤量、混合した後、ポリビニルア
ルコールを加えて造粒を行う。次に造粒粉を800kg
/cm2の成形圧力で図1に示す直径15mm、厚さ
1.5mmの円板状のバリスタ素子1を作製し、このバ
リスタ素子1の両面に直径10mmのAgを主成分とす
る電極2a,2b用電極ペーストを塗布する。次いで9
50℃の温度でバリスタ素子1と電極2a,2bを同時
に焼成した。得られたバリスタの
してBi2O3を0.5mol%、Co2O3を0.5mo
l%、MnO2を0.5mol%、Sb2O3を0.25
mol%、Alを硝酸アルミニウムの形で0.0005
〜0.03at.%、更にAgを硝酸銀の形で0〜0.
02at.%の範囲で秤量、混合した後、ポリビニルア
ルコールを加えて造粒を行う。次に造粒粉を800kg
/cm2の成形圧力で図1に示す直径15mm、厚さ
1.5mmの円板状のバリスタ素子1を作製し、このバ
リスタ素子1の両面に直径10mmのAgを主成分とす
る電極2a,2b用電極ペーストを塗布する。次いで9
50℃の温度でバリスタ素子1と電極2a,2bを同時
に焼成した。得られたバリスタの
【0013】
【外1】
【0014】及び制限電圧(バリスタに電流波形8/2
0μS、波高値25Aの電流が流れたときの電圧
V25A)を測定し、電圧非直線係数α及び制限電圧比
(V25A/V1mA)を算出し、各々の結果を(表1)、及
び(表2)に示した。尚、電圧非直線係数αは(数1)
で求めたものである。
0μS、波高値25Aの電流が流れたときの電圧
V25A)を測定し、電圧非直線係数α及び制限電圧比
(V25A/V1mA)を算出し、各々の結果を(表1)、及
び(表2)に示した。尚、電圧非直線係数αは(数1)
で求めたものである。
【0015】
【数1】
【0016】
【表1】
【0017】
【表2】
【0018】(表1)、及び(表2)に示したように、
Alの添加量が0.001at.%より少ない場合、Z
nO結晶粒子を原子価制御して比抵抗を小さくする効果
が小さいため、Agの添加量に関係なく制限電圧比が悪
く、0.02at.%より多いとZnO結晶粒界の抵抗
が下がり、電圧非直線係数αが悪くなる。
Alの添加量が0.001at.%より少ない場合、Z
nO結晶粒子を原子価制御して比抵抗を小さくする効果
が小さいため、Agの添加量に関係なく制限電圧比が悪
く、0.02at.%より多いとZnO結晶粒界の抵抗
が下がり、電圧非直線係数αが悪くなる。
【0019】またAgを添加するとAlの添加量に関係
なく電圧非直線性は大きくなる。しかしながらAg/A
l>1.0を越えると制限電圧比が悪くなることがわか
る。従って電圧非直線係数α、及び制限電圧比を望まし
い範囲にするためにはAlの添加量を0.001〜0.
02at.%とし、なおかつAg/Al≦1.0の比率
にする必要がある。
なく電圧非直線性は大きくなる。しかしながらAg/A
l>1.0を越えると制限電圧比が悪くなることがわか
る。従って電圧非直線係数α、及び制限電圧比を望まし
い範囲にするためにはAlの添加量を0.001〜0.
02at.%とし、なおかつAg/Al≦1.0の比率
にする必要がある。
【0020】(実施例2)主成分のZnOに、副成分と
してBi2O3を0.5mol%、Co2O3を0.5mo
l%、MnO2を0.5mol%、Sb2O3を0.25
mol%、Alを硝酸アルミニウムの形で0.01a
t.%、更にAg、Na、Kを(表3)に示した量を秤
量し、以降の工程は実施例1と同じ方法でバリスタを作
製した。作製したバリスタは実施例1と同様に評価し、
その結果を(表3)に示した。
してBi2O3を0.5mol%、Co2O3を0.5mo
l%、MnO2を0.5mol%、Sb2O3を0.25
mol%、Alを硝酸アルミニウムの形で0.01a
t.%、更にAg、Na、Kを(表3)に示した量を秤
量し、以降の工程は実施例1と同じ方法でバリスタを作
製した。作製したバリスタは実施例1と同様に評価し、
その結果を(表3)に示した。
【0021】
【表3】
【0022】(表3)に示したように、Ag、Na、K
を単独、またはAg、Na、Kを組み合わせて同時に添
加した場合でも、(Ag+Na+K)/Al≦1.0を
越えない範囲では電圧非直線係数αが大幅に向上するこ
とがわかる。
を単独、またはAg、Na、Kを組み合わせて同時に添
加した場合でも、(Ag+Na+K)/Al≦1.0を
越えない範囲では電圧非直線係数αが大幅に向上するこ
とがわかる。
【0023】(実施例3)実施例1と同組成のバリスタ
素子1の両面に(表4)に示す組成の電極ペーストを用
い直径10mmの図1の電極2a,2bを塗布した後、
850〜1100℃の温度で、バリスタ素子1と電極2
a,2bを同時に焼成し、表面に電極2a,2bが形成
されたバリスタを作製した。得られたバリスタの電極2
a,2bの形成状態を評価し、その結果を(表4)に示
した。
素子1の両面に(表4)に示す組成の電極ペーストを用
い直径10mmの図1の電極2a,2bを塗布した後、
850〜1100℃の温度で、バリスタ素子1と電極2
a,2bを同時に焼成し、表面に電極2a,2bが形成
されたバリスタを作製した。得られたバリスタの電極2
a,2bの形成状態を評価し、その結果を(表4)に示
した。
【0024】
【表4】
【0025】(表4)に示したように、電極金属がAg
のみの場合、焼成温度がAgの融点の960℃を越える
と電極金属が溶融してしまい電極としての働きがなくな
る。またPdの添加量を多くした場合でも1100℃を
越える焼成温度ではバリスタ成分中のBiと電極成分の
Pdが反応して好ましくない。また更に850℃より低
い焼成温度ではバリスタ素子1が十分に焼結せず、形成
された電極状態は良好であるがバリスタ電圧が高くなり
すぎ実用的でない。尚、本実施例では電極にAg及びA
g−Pdを用いたが本発明のバリスタの焼成温度範囲で
溶融、またはバリスタ成分と反応しない金属であればそ
の他の金属を使用しても差し支えない。
のみの場合、焼成温度がAgの融点の960℃を越える
と電極金属が溶融してしまい電極としての働きがなくな
る。またPdの添加量を多くした場合でも1100℃を
越える焼成温度ではバリスタ成分中のBiと電極成分の
Pdが反応して好ましくない。また更に850℃より低
い焼成温度ではバリスタ素子1が十分に焼結せず、形成
された電極状態は良好であるがバリスタ電圧が高くなり
すぎ実用的でない。尚、本実施例では電極にAg及びA
g−Pdを用いたが本発明のバリスタの焼成温度範囲で
溶融、またはバリスタ成分と反応しない金属であればそ
の他の金属を使用しても差し支えない。
【0026】(実施例4)主成分のZnOに、副成分と
してBi2O3を0.5mol%、Co2O3を0.5mo
l%、MnO2を0.5mol%、Sb2O3を0.25
mol%、Alを0.01at.%、更にAgを硝酸銀
の形で0〜0.02at.%秤量し、ジブチルフタレー
ト、酢酸ブチルを加えてスラリーとした後、このスラリ
ーをドクターブレード法によりグリーンシートを成形す
る。次に、図2に示すようにグリーンシート3面上にA
g−Pdペーストを用い内部電極4を形成し、図3に示
す積層型バリスタ素子5を作製した。次いで、この積層
型バリスタ素子5を950℃の温度で焼成した後、外部
電極6としてAgペーストを塗布し、800℃で焼き付
けた。得られた積層型バリスタのバリスタ特性を実施例
1と同様の方法で評価し、その結果を(表5)に示し
た。
してBi2O3を0.5mol%、Co2O3を0.5mo
l%、MnO2を0.5mol%、Sb2O3を0.25
mol%、Alを0.01at.%、更にAgを硝酸銀
の形で0〜0.02at.%秤量し、ジブチルフタレー
ト、酢酸ブチルを加えてスラリーとした後、このスラリ
ーをドクターブレード法によりグリーンシートを成形す
る。次に、図2に示すようにグリーンシート3面上にA
g−Pdペーストを用い内部電極4を形成し、図3に示
す積層型バリスタ素子5を作製した。次いで、この積層
型バリスタ素子5を950℃の温度で焼成した後、外部
電極6としてAgペーストを塗布し、800℃で焼き付
けた。得られた積層型バリスタのバリスタ特性を実施例
1と同様の方法で評価し、その結果を(表5)に示し
た。
【0027】
【表5】
【0028】(表5)に示すように本実施例において
も、実施例1のバリスタの場合と同様に(Ag+Na+
K)/Al≦1.0を越えない範囲では電圧非直線係数
αが大幅に向上した積層型バリスタが得られることが分
かる。尚、本実施例はBi2O3を0.5mol%添加し
た組成を用いたがBi2O3は0.2〜2.0mol%の
範囲であれば同様な効果が得られる。
も、実施例1のバリスタの場合と同様に(Ag+Na+
K)/Al≦1.0を越えない範囲では電圧非直線係数
αが大幅に向上した積層型バリスタが得られることが分
かる。尚、本実施例はBi2O3を0.5mol%添加し
た組成を用いたがBi2O3は0.2〜2.0mol%の
範囲であれば同様な効果が得られる。
【0029】
【発明の効果】以上、本発明はバリスタ素子面上に溶融
点が850℃以上の金属からなる電極を付与し850〜
1100℃の温度範囲でバリスタ素子と電極を同時に焼
結することが可能となる。この方法により電圧非直線係
数α及び制限電圧比の良好なバリスタが得られる。
点が850℃以上の金属からなる電極を付与し850〜
1100℃の温度範囲でバリスタ素子と電極を同時に焼
結することが可能となる。この方法により電圧非直線係
数α及び制限電圧比の良好なバリスタが得られる。
【図1】本発明の一実施例におけるバリスタの側面図
【図2】本発明の他の実施例における積層型バリスタの
分解斜視図
分解斜視図
【図3】本発明の他の実施例における積層型バリスタの
断面図
断面図
1 バリスタ素子 2a 電極 2b 電極 3 グリーンシート 4 内部電極 5 積層型バリスタ素子 6 外部電極
Claims (4)
- 【請求項1】 ZnOを主成分とし、副成分として少な
くともBiをBi2O3に換算して0.2〜2.0mol
%、Alを0.001〜0.02at.%、更にAg、
Na、Kの中から選択された少なくとも一つの元素を、
Alとの比が(Ag+Na+K)/Al≦1.0となる
よう添加した組成のバリスタ材料でバリスタ素子を形成
後850〜1100℃の温度で焼成するバリスタの製造
方法。 - 【請求項2】 バリスタ素子の両面に融点が850℃以
上の金属よりなる外部電極ペーストを塗布後焼成する請
求項1記載のバリスタの製造方法。 - 【請求項3】 バリスタ素子の内部電極は、融点が85
0℃以上の金属を用いて形成した請求項1記載のバリス
タの製造方法。 - 【請求項4】 内・外部電極の少なくとも一方がAgま
たはAg−Pdである請求項1から3のいずれか一つに
記載のバリスタの製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8307691A JPH10149904A (ja) | 1996-11-19 | 1996-11-19 | バリスタの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8307691A JPH10149904A (ja) | 1996-11-19 | 1996-11-19 | バリスタの製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH10149904A true JPH10149904A (ja) | 1998-06-02 |
Family
ID=17972070
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP8307691A Pending JPH10149904A (ja) | 1996-11-19 | 1996-11-19 | バリスタの製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH10149904A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006173334A (ja) * | 2004-12-15 | 2006-06-29 | Tdk Corp | 積層型チップバリスタ |
JP2007141953A (ja) * | 2005-11-15 | 2007-06-07 | Tdk Corp | 積層型チップバリスタの製造方法 |
JP2007234995A (ja) * | 2006-03-02 | 2007-09-13 | Tdk Corp | 積層型チップバリスタの製造方法 |
-
1996
- 1996-11-19 JP JP8307691A patent/JPH10149904A/ja active Pending
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006173334A (ja) * | 2004-12-15 | 2006-06-29 | Tdk Corp | 積層型チップバリスタ |
JP2007141953A (ja) * | 2005-11-15 | 2007-06-07 | Tdk Corp | 積層型チップバリスタの製造方法 |
JP4710560B2 (ja) * | 2005-11-15 | 2011-06-29 | Tdk株式会社 | 積層型チップバリスタの製造方法 |
JP2007234995A (ja) * | 2006-03-02 | 2007-09-13 | Tdk Corp | 積層型チップバリスタの製造方法 |
JP4710654B2 (ja) * | 2006-03-02 | 2011-06-29 | Tdk株式会社 | 積層型チップバリスタの製造方法 |
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