JPH1131605A - 電圧非直線抵抗体 - Google Patents
電圧非直線抵抗体Info
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- JPH1131605A JPH1131605A JP9200853A JP20085397A JPH1131605A JP H1131605 A JPH1131605 A JP H1131605A JP 9200853 A JP9200853 A JP 9200853A JP 20085397 A JP20085397 A JP 20085397A JP H1131605 A JPH1131605 A JP H1131605A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 低バリスタ電圧で作動し、従来の低電圧用バ
リスタよりもサージ耐量を向上でき、サージ耐量のばら
つきを抑制できる電圧非直線抵抗体の請求。 【構成】 酸化亜鉛を主成分とするバリスタ原料に、ラ
ンタノイド系元素またはその化合物を添加することによ
ってバリスタ素子中の酸化亜鉛粒子径のばらつきを小さ
しサージ耐量の向上とばらつきの抑制を可能とした電圧
非直線抵抗体。
リスタよりもサージ耐量を向上でき、サージ耐量のばら
つきを抑制できる電圧非直線抵抗体の請求。 【構成】 酸化亜鉛を主成分とするバリスタ原料に、ラ
ンタノイド系元素またはその化合物を添加することによ
ってバリスタ素子中の酸化亜鉛粒子径のばらつきを小さ
しサージ耐量の向上とばらつきの抑制を可能とした電圧
非直線抵抗体。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は酸化亜鉛を主成分とする
焼結体からなる電圧非直線抵抗体に関し、特にバリスタ
電圧が低く、かつ電気的特性であるサージ耐量を向上で
き、さらに製造ロット内のサージ耐量のばらつきを抑制
できる組成に関するものである。
焼結体からなる電圧非直線抵抗体に関し、特にバリスタ
電圧が低く、かつ電気的特性であるサージ耐量を向上で
き、さらに製造ロット内のサージ耐量のばらつきを抑制
できる組成に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】電圧非直線抵抗体（バリスタ）はサージ
ノイズ吸収素子として各種電子機器に利用されており、
特に酸化亜鉛を主成分とし、ビスマス、マンガンアンチ
モン、コバルト等を副成分として含有するバリスタはバ
リスタ特性が優れていることから広く利用されている。
ノイズ吸収素子として各種電子機器に利用されており、
特に酸化亜鉛を主成分とし、ビスマス、マンガンアンチ
モン、コバルト等を副成分として含有するバリスタはバ
リスタ特性が優れていることから広く利用されている。
【０００３】現在、情報処理、移動体通信機器をはじめ
とする各種電子機器は低電圧が急速に進んでおり、これ
に合わせてサージノイズ吸収素子も低電圧に対応するこ
とが要求されている。
とする各種電子機器は低電圧が急速に進んでおり、これ
に合わせてサージノイズ吸収素子も低電圧に対応するこ
とが要求されている。
【０００４】低電圧で作動する電子機器にサージノイズ
吸収素子としてバリスタを使用する場合、バリスタ電圧
を低電圧化する必要がある。バリスタ電圧は素子上の向
かい合う二つの電極間に存在する結晶粒界数に比例する
ため、低電圧化のためには結晶を成長させ電極間の粒界
数を少なくするか、または素子の厚みを薄くする必要が
ある。
吸収素子としてバリスタを使用する場合、バリスタ電圧
を低電圧化する必要がある。バリスタ電圧は素子上の向
かい合う二つの電極間に存在する結晶粒界数に比例する
ため、低電圧化のためには結晶を成長させ電極間の粒界
数を少なくするか、または素子の厚みを薄くする必要が
ある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし従来の低電圧用
バリスタでは電極間の粒子数を少なくするために結晶成
長を促進させると、異常粒成長の発生などによって結晶
粒径にばらつきが生じ、バリスタの電気的特性、特にサ
ージ耐量の低下、ばらつきを招いてしまう。
バリスタでは電極間の粒子数を少なくするために結晶成
長を促進させると、異常粒成長の発生などによって結晶
粒径にばらつきが生じ、バリスタの電気的特性、特にサ
ージ耐量の低下、ばらつきを招いてしまう。
【０００６】また、素子の厚みを薄くしようとすると機
械的強度が低下し成形が困難になってしまう。このため
１００Ｖ以下の低電圧で使用されるバリスタのサージ耐
量は、高電圧で使用されるバリスタに比べサージ耐量が
低くサージノイズ吸収素子としての信頼性に劣るという
問題を有していた。本発明の目的は、このような従来の
問題点を解消した電圧非直線抵抗体を提供することであ
る。
械的強度が低下し成形が困難になってしまう。このため
１００Ｖ以下の低電圧で使用されるバリスタのサージ耐
量は、高電圧で使用されるバリスタに比べサージ耐量が
低くサージノイズ吸収素子としての信頼性に劣るという
問題を有していた。本発明の目的は、このような従来の
問題点を解消した電圧非直線抵抗体を提供することであ
る。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するために研究した結果完成したもので、その要旨は、
酸化亜鉛を主成分とし、必須副成分としてビスマス、マ
ンガン、コバルトとランタノイド系元素のうち特にラン
タン、セリウム及びプロセオジムのいずれか１種以上の
元素または化合物を含有し、さらにゲルマニウムの元素
または化合物を含有することを特徴とする電圧非直線抵
抗体である。
するために研究した結果完成したもので、その要旨は、
酸化亜鉛を主成分とし、必須副成分としてビスマス、マ
ンガン、コバルトとランタノイド系元素のうち特にラン
タン、セリウム及びプロセオジムのいずれか１種以上の
元素または化合物を含有し、さらにゲルマニウムの元素
または化合物を含有することを特徴とする電圧非直線抵
抗体である。
【０００８】本研究における出発原料として用いられる
酸化亜鉛、マンガン、コバルト、ゲルマニウムの元素ま
たはその酸化物の純度は９９％以上特に９９．９％以上
のものを用いるのが好ましい。またランタノイド系元素
として用いられる元素にはランタン、セリウム、プロセ
オジムが挙げられ、元素または酸化物として用いられ
る。
酸化亜鉛、マンガン、コバルト、ゲルマニウムの元素ま
たはその酸化物の純度は９９％以上特に９９．９％以上
のものを用いるのが好ましい。またランタノイド系元素
として用いられる元素にはランタン、セリウム、プロセ
オジムが挙げられ、元素または酸化物として用いられ
る。
【０００９】本発明における電圧非直線抵抗体中に占め
る各元素またはその化合物の割合はそれぞれの酸化物で
あるＢｉ２Ｏ３、ＭｎＯ２、ＣｏＯ、Ｌｎ２Ｏ３（Ｌ
ｎ：ランタノイド系元素）、ＧｅＯ２に換算して０．１
〜５．０ｍｏｌ％、０．５〜５．０ｍｏｌ％、０．５〜
５．０ｍｏｌ％、０．０１〜５．０ｍｏｌ％、０．０１
〜５．０ｍｏｌ％とすることが好ましい。
る各元素またはその化合物の割合はそれぞれの酸化物で
あるＢｉ２Ｏ３、ＭｎＯ２、ＣｏＯ、Ｌｎ２Ｏ３（Ｌ
ｎ：ランタノイド系元素）、ＧｅＯ２に換算して０．１
〜５．０ｍｏｌ％、０．５〜５．０ｍｏｌ％、０．５〜
５．０ｍｏｌ％、０．０１〜５．０ｍｏｌ％、０．０１
〜５．０ｍｏｌ％とすることが好ましい。
【００１０】また、本発明において上記副成分の他に、
更にアンチモンの元素またはその化合物を代表的酸化物
であるＳｂ２Ｏ３に換算して０．００１〜０．０５ｍｏ
ｌ％添加するとバリスタ電圧をさらに低電圧とすること
が可能となり、より好ましい。
更にアンチモンの元素またはその化合物を代表的酸化物
であるＳｂ２Ｏ３に換算して０．００１〜０．０５ｍｏ
ｌ％添加するとバリスタ電圧をさらに低電圧とすること
が可能となり、より好ましい。
【００１１】
【作 用】本発明によれば、素子厚みを薄くすること
なくバリスタ電圧を低くすることが可能であり、かつサ
ージ耐量が高くばらつきの小さい電圧非直線抵抗体が得
られる。
なくバリスタ電圧を低くすることが可能であり、かつサ
ージ耐量が高くばらつきの小さい電圧非直線抵抗体が得
られる。
【００１２】したがって、従来のバリスタ素子と同一サ
イズでありながらより高いサージ耐量を持つことが可能
であり、また従来のバリスタ素子と同等のサージ耐量を
維持したまま更に小型化することも可能である。このこ
とから、低電圧で作動する電子機器において、より信頼
性の高いサージノイズ吸収素子として広い用途が期待で
きる。
イズでありながらより高いサージ耐量を持つことが可能
であり、また従来のバリスタ素子と同等のサージ耐量を
維持したまま更に小型化することも可能である。このこ
とから、低電圧で作動する電子機器において、より信頼
性の高いサージノイズ吸収素子として広い用途が期待で
きる。
【００１３】このような特性が得られるのは、酸化亜鉛
粒子のまわりに粒界層としてビスマス、マンガン、コバ
ルト、ランタノイド系元素、ゲルマニウムおよびアンチ
モンの元素またはその化合物が存在しているためであ
る。
粒子のまわりに粒界層としてビスマス、マンガン、コバ
ルト、ランタノイド系元素、ゲルマニウムおよびアンチ
モンの元素またはその化合物が存在しているためであ
る。
【００１４】
【実施例１】以下、本発明の実施例を説明する。本発明
の電圧非直線抵抗体を得る出発原料として純度９９．９
％以上のＺｎＯ、Ｂｉ２Ｏ３、ＭｎＯ２、ＣｏＯ、Ｇｅ
Ｏ２を使用した。ランタノイド系元素のランタンは酸化
物であるＬａ２Ｏ３を使用した。Ｓｂ２Ｏ３は添加量が
微量であるため、ホウケイ酸亜鉛ガラス中に混合分散さ
せて添加した。
の電圧非直線抵抗体を得る出発原料として純度９９．９
％以上のＺｎＯ、Ｂｉ２Ｏ３、ＭｎＯ２、ＣｏＯ、Ｇｅ
Ｏ２を使用した。ランタノイド系元素のランタンは酸化
物であるＬａ２Ｏ３を使用した。Ｓｂ２Ｏ３は添加量が
微量であるため、ホウケイ酸亜鉛ガラス中に混合分散さ
せて添加した。
【００１５】以上の原料粉末を所定量秤量し、純水を用
いて２４時間ボールミル混合を行った。混合した泥漿を
ろ過、乾燥し、得られた混合粉にバインダーとしてポリ
ビニルアルコールを加えライカイ機にて混合し、１軸プ
レスにて直径７ｍｍのプレス体を得た。これを１２００
〜１４００℃で１．５時間焼結し、得られた焼結体を１
ｍｍ厚に切断研磨し、両面に直径５ｍｍの銀電極を焼き
付けた。
いて２４時間ボールミル混合を行った。混合した泥漿を
ろ過、乾燥し、得られた混合粉にバインダーとしてポリ
ビニルアルコールを加えライカイ機にて混合し、１軸プ
レスにて直径７ｍｍのプレス体を得た。これを１２００
〜１４００℃で１．５時間焼結し、得られた焼結体を１
ｍｍ厚に切断研磨し、両面に直径５ｍｍの銀電極を焼き
付けた。
【００１６】Ｖ1mA/mm、非直線係数α、ＩＲの各特性は
直流電圧−電流特性より算出した。Ｖ1mA/mmは素子厚１
ｍｍ当たりのバリスタ電圧をあらわす。ＩＲはバリスタ
電圧の８０％の電圧を印加した時の漏れ電流である。ま
たサージ耐量に関しては電流パルス（電流波形８×２０
μｓｅｃ）を２回（２分間隔）印加した後のＶ1mAの変
化率が±１０％となる電流値を示す。サージ耐量のばら
つきについては変化率±１０％時の電流値の分布を標準
偏差で示した。表１に各元素の添加組成比を、表２に得
られた焼結体の特性を示す。
直流電圧−電流特性より算出した。Ｖ1mA/mmは素子厚１
ｍｍ当たりのバリスタ電圧をあらわす。ＩＲはバリスタ
電圧の８０％の電圧を印加した時の漏れ電流である。ま
たサージ耐量に関しては電流パルス（電流波形８×２０
μｓｅｃ）を２回（２分間隔）印加した後のＶ1mAの変
化率が±１０％となる電流値を示す。サージ耐量のばら
つきについては変化率±１０％時の電流値の分布を標準
偏差で示した。表１に各元素の添加組成比を、表２に得
られた焼結体の特性を示す。
【００１７】表．１のＮｏ．１〜１０はＬａ２Ｏ３添加
量を変化させた試料である。表２よりサージ耐量は、０
ｍｏｌ％の試料Ｎｏ．１における２００Ａから３００な
いし５００Ａに向上しておりＬａ２Ｏ３の添加によって
サージ耐量が向上することが確認できる。また、サージ
耐量のばらつきをしめす標準偏差はＬａ２Ｏ３の添加に
より減少することが確認できる。
量を変化させた試料である。表２よりサージ耐量は、０
ｍｏｌ％の試料Ｎｏ．１における２００Ａから３００な
いし５００Ａに向上しておりＬａ２Ｏ３の添加によって
サージ耐量が向上することが確認できる。また、サージ
耐量のばらつきをしめす標準偏差はＬａ２Ｏ３の添加に
より減少することが確認できる。
【００１８】Ｎｏ．１１〜１６はＢｉ２Ｏ３添加量を変
化させた試料であり、添加量の増加にともなって非直線
係数αが増加することがわかる。またＢｉ２Ｏ３添加量
が０ｍｏｌ％である試料Ｎｏ．１１のバリスタ電圧に比
べ、Ｂｉ２Ｏ３を０．０５〜５．０ｍｏｌ％添加した試
料Ｎｏ．１２〜１６のバリスタ電圧は３８．７〜９２．
８Ｖと低くなっており、Ｂｉ２Ｏ３添加によってバリス
タ電圧を低下させることが可能である。
化させた試料であり、添加量の増加にともなって非直線
係数αが増加することがわかる。またＢｉ２Ｏ３添加量
が０ｍｏｌ％である試料Ｎｏ．１１のバリスタ電圧に比
べ、Ｂｉ２Ｏ３を０．０５〜５．０ｍｏｌ％添加した試
料Ｎｏ．１２〜１６のバリスタ電圧は３８．７〜９２．
８Ｖと低くなっており、Ｂｉ２Ｏ３添加によってバリス
タ電圧を低下させることが可能である。
【００１９】Ｎｏ．１７〜２１はＭｎＯ２の添加量を変
化させた試料である。ＭｎＯ２添加量を０ｍｏｌ％とし
た試料Ｎｏ．１７の試料では漏れ電流が９８．２μＡと
なり、添加量を０．５〜５．０ｍｏｌ％とした試料Ｎ
ｏ．１８〜３２では、漏れ電流が３．９〜１２．８μＡ
と無添加時よりも低下しており、ＭｎＯ２を所定量添加
することで漏れ電流を小さくできることがわかる。
化させた試料である。ＭｎＯ２添加量を０ｍｏｌ％とし
た試料Ｎｏ．１７の試料では漏れ電流が９８．２μＡと
なり、添加量を０．５〜５．０ｍｏｌ％とした試料Ｎ
ｏ．１８〜３２では、漏れ電流が３．９〜１２．８μＡ
と無添加時よりも低下しており、ＭｎＯ２を所定量添加
することで漏れ電流を小さくできることがわかる。
【００２０】Ｎｏ．２２〜２６はＣｏＯの添加量を変化
させた試料である。ＣｏＯ添加量を０ｍｏｌ％とした試
料Ｎｏ．２２の試料ではサージ耐量が１００Ａとなり、
添加量を０．５〜５．０ｍｏｌ％とした試料Ｎｏ．２３
〜２６では、サージ耐量が３００〜４００Ａと無添加時
よりも向上しており、ＣｏＯを所定量添加することでサ
ージ耐量を向上できることがわかる。
させた試料である。ＣｏＯ添加量を０ｍｏｌ％とした試
料Ｎｏ．２２の試料ではサージ耐量が１００Ａとなり、
添加量を０．５〜５．０ｍｏｌ％とした試料Ｎｏ．２３
〜２６では、サージ耐量が３００〜４００Ａと無添加時
よりも向上しており、ＣｏＯを所定量添加することでサ
ージ耐量を向上できることがわかる。
【００２１】Ｎｏ．２７〜３２はＧｅＯ２の添加量を変
化させた試料である。ＧｅＯ２添加量を０ｍｏｌ％とし
た試料Ｎｏ．２７の試料ではバリスタ電圧が１０４．８
Ｖとなり、添加量を０．０１〜５．０ｍｏｌ％とした試
料Ｎｏ．２８〜３２では、バリスタ電圧が３４．１〜６
８．５Ｖと無添加時よりも低下しており、ＧｅＯ２を所
定量添加することでバリスタ電圧を低電圧化できること
がわかる。
化させた試料である。ＧｅＯ２添加量を０ｍｏｌ％とし
た試料Ｎｏ．２７の試料ではバリスタ電圧が１０４．８
Ｖとなり、添加量を０．０１〜５．０ｍｏｌ％とした試
料Ｎｏ．２８〜３２では、バリスタ電圧が３４．１〜６
８．５Ｖと無添加時よりも低下しており、ＧｅＯ２を所
定量添加することでバリスタ電圧を低電圧化できること
がわかる。
【００２２】さらに、Ｓｂ２Ｏ３を添加した試料Ｎｏ．
３３〜３８では、バリスタ電圧が添加量が０ｍｏｌ％で
ある試料Ｎｏ．３３の５０．６Ｖから、添加量０．００
１〜０．０５ｍｏｌ％の試料Ｎｏ．３４〜３７の３４．
８〜４９．２Ｖまで低下することがわかる。また、添加
量０．１ｍｏｌ％の試料Ｎｏ．３８ではバリスタ電圧が
８８．８Ｖに上昇した。このようにＳｂ２Ｏ３を所定量
添加することでバリスタ電圧をより低電圧化することが
できる。
３３〜３８では、バリスタ電圧が添加量が０ｍｏｌ％で
ある試料Ｎｏ．３３の５０．６Ｖから、添加量０．００
１〜０．０５ｍｏｌ％の試料Ｎｏ．３４〜３７の３４．
８〜４９．２Ｖまで低下することがわかる。また、添加
量０．１ｍｏｌ％の試料Ｎｏ．３８ではバリスタ電圧が
８８．８Ｖに上昇した。このようにＳｂ２Ｏ３を所定量
添加することでバリスタ電圧をより低電圧化することが
できる。
【００２３】以上のようにＺｎＯにＢｉ２Ｏ３、ＭｎＯ
２、ＣｏＯ、Ｌａ２Ｏ３およびＧｅＯ２を所定量添加す
ることによって低バリスタ電圧を維持したまま、サージ
耐量を向上でき、かつサージ耐量のばらつきを抑制する
ことができる。さらにＳｂ２Ｏ３を所定量添加すること
でバリスタ電圧をより低電圧とすることができる。
２、ＣｏＯ、Ｌａ２Ｏ３およびＧｅＯ２を所定量添加す
ることによって低バリスタ電圧を維持したまま、サージ
耐量を向上でき、かつサージ耐量のばらつきを抑制する
ことができる。さらにＳｂ２Ｏ３を所定量添加すること
でバリスタ電圧をより低電圧とすることができる。
【００２４】
【実施例２】以下、本発明の実施例を説明する。本発明
の電圧非直線抵抗体を得る出発原料として純度９９．９
％以上のＺｎＯ、Ｂｉ２Ｏ３、ＭｎＯ２、ＣｏＯ、Ｇｅ
Ｏ２を使用した。ランタノイド系元素のセリウムは酸化
物であるＣｅＯ２を使用し、添加量はＣｅ２Ｏ３に換算
した値を添加した。Ｓｂ２Ｏ３は添加量が微量であるた
め、ホウケイ酸亜鉛ガラス中に混合分散させて添加し
た。また、ＭｎＯ２およびＣｏＯは実施例１の結果よ
り、共に１．０ｍｏｌ％添加することとした。
の電圧非直線抵抗体を得る出発原料として純度９９．９
％以上のＺｎＯ、Ｂｉ２Ｏ３、ＭｎＯ２、ＣｏＯ、Ｇｅ
Ｏ２を使用した。ランタノイド系元素のセリウムは酸化
物であるＣｅＯ２を使用し、添加量はＣｅ２Ｏ３に換算
した値を添加した。Ｓｂ２Ｏ３は添加量が微量であるた
め、ホウケイ酸亜鉛ガラス中に混合分散させて添加し
た。また、ＭｎＯ２およびＣｏＯは実施例１の結果よ
り、共に１．０ｍｏｌ％添加することとした。
【００２５】以上の原料粉末を所定量秤量し、純水を用
いて２４時間ボールミル混合を行った。混合した泥漿を
ろ過、乾燥し、得られた混合粉にバインダーとしてポリ
ビニルアルコールを加えライカイ機にて混合し、１軸プ
レスにて直径７ｍｍのプレス体を得た。これを１２００
〜１４００℃で１．５時間焼結し、得られた焼結体を１
ｍｍ厚に切断研磨し、両面に直径５ｍｍの銀電極を焼き
付けた。
いて２４時間ボールミル混合を行った。混合した泥漿を
ろ過、乾燥し、得られた混合粉にバインダーとしてポリ
ビニルアルコールを加えライカイ機にて混合し、１軸プ
レスにて直径７ｍｍのプレス体を得た。これを１２００
〜１４００℃で１．５時間焼結し、得られた焼結体を１
ｍｍ厚に切断研磨し、両面に直径５ｍｍの銀電極を焼き
付けた。
【００２６】Ｖ1mA/mm、非直線係数α、ＩＲの各特性は
直流電圧−電流特性より算出した。Ｖ1mA/mmは素子厚１
ｍｍ当たりのバリスタ電圧をあらわす。ＩＲはバリスタ
電圧の８０％の電圧を印加した時の漏れ電流である。ま
たサージ耐量に関しては電流パルス（電流波形８×２０
μｓｅｃ）を２回（２分間隔）印加した後のＶ1mAの変
化率が±１０％となる電流値を示す。サージ耐量のばら
つきについては変化率±１０％時の電流値の分布を標準
偏差で示した。表３に各元素の添加組成比を、表４に得
られた焼結体の特性を示す。
直流電圧−電流特性より算出した。Ｖ1mA/mmは素子厚１
ｍｍ当たりのバリスタ電圧をあらわす。ＩＲはバリスタ
電圧の８０％の電圧を印加した時の漏れ電流である。ま
たサージ耐量に関しては電流パルス（電流波形８×２０
μｓｅｃ）を２回（２分間隔）印加した後のＶ1mAの変
化率が±１０％となる電流値を示す。サージ耐量のばら
つきについては変化率±１０％時の電流値の分布を標準
偏差で示した。表３に各元素の添加組成比を、表４に得
られた焼結体の特性を示す。
【００２７】表．３のＮｏ．１〜１０はＣｅＯ２添加量
を変化させた試料である。表．３のセリウム添加量はＣ
ｅ２Ｏ３に換算した値である。表４よりサージ耐量は、
０ｍｏｌ％の試料Ｎｏ．１における２００Ａから３００
ないし４００Ａに向上しておりＣｅ２Ｏ３の添加によっ
てサージ耐量が向上することが確認できる。また、サー
ジ耐量のばらつきをしめす標準偏差はＣｅ２Ｏ３の添加
により減少することが確認できる。
を変化させた試料である。表．３のセリウム添加量はＣ
ｅ２Ｏ３に換算した値である。表４よりサージ耐量は、
０ｍｏｌ％の試料Ｎｏ．１における２００Ａから３００
ないし４００Ａに向上しておりＣｅ２Ｏ３の添加によっ
てサージ耐量が向上することが確認できる。また、サー
ジ耐量のばらつきをしめす標準偏差はＣｅ２Ｏ３の添加
により減少することが確認できる。
【００２８】Ｎｏ．１１〜１６はＢｉ２Ｏ３添加量を変
化させた試料であり、添加量の増加にともなって非直線
係数αが増加することがわかる。またＢｉ２Ｏ３添加量
が０ｍｏｌ％である試料Ｎｏ．１１のバリスタ電圧に比
べ、Ｂｉ２Ｏ３を０．０５〜５．０ｍｏｌ％添加した試
料Ｎｏ．１２〜１６のバリスタ電圧は４０．０〜９８．
２Ｖと低くなっており、Ｂｉ２Ｏ３添加によってバリス
タ電圧を低下させることが可能である。
化させた試料であり、添加量の増加にともなって非直線
係数αが増加することがわかる。またＢｉ２Ｏ３添加量
が０ｍｏｌ％である試料Ｎｏ．１１のバリスタ電圧に比
べ、Ｂｉ２Ｏ３を０．０５〜５．０ｍｏｌ％添加した試
料Ｎｏ．１２〜１６のバリスタ電圧は４０．０〜９８．
２Ｖと低くなっており、Ｂｉ２Ｏ３添加によってバリス
タ電圧を低下させることが可能である。
【００２９】Ｎｏ．１７〜２２はＧｅＯ２の添加量を変
化させた試料である。ＧｅＯ２添加量を０ｍｏｌ％とし
た試料Ｎｏ．１７の試料ではバリスタ電圧が９０．９Ｖ
となり、添加量を０．０１〜５．０ｍｏｌ％とした試料
Ｎｏ．１８〜２２では、バリスタ電圧が３５．４〜７
２．１Ｖと無添加時よりも低下しており、ＧｅＯ２を所
定量添加することでバリスタ電圧を低電圧化できること
がわかる。
化させた試料である。ＧｅＯ２添加量を０ｍｏｌ％とし
た試料Ｎｏ．１７の試料ではバリスタ電圧が９０．９Ｖ
となり、添加量を０．０１〜５．０ｍｏｌ％とした試料
Ｎｏ．１８〜２２では、バリスタ電圧が３５．４〜７
２．１Ｖと無添加時よりも低下しており、ＧｅＯ２を所
定量添加することでバリスタ電圧を低電圧化できること
がわかる。
【００３０】さらに、Ｓｂ２Ｏ３を添加した試料Ｎｏ．
２３〜２８では、バリスタ電圧が添加量が０ｍｏｌ％で
ある試料Ｎｏ．２３の５２．３Ｖから、添加量０．００
１〜０．０５ｍｏｌ％の試料Ｎｏ．２４〜２７の３８．
８〜４３．５Ｖまで低下することがわかる。また、添加
量０．１ｍｏｌ％の試料Ｎｏ．２８ではバリスタ電圧が
１４２．１Ｖに上昇した。このようにＳｂ２Ｏ３を所定
量添加することでバリスタ電圧をより低電圧化すること
ができる。
２３〜２８では、バリスタ電圧が添加量が０ｍｏｌ％で
ある試料Ｎｏ．２３の５２．３Ｖから、添加量０．００
１〜０．０５ｍｏｌ％の試料Ｎｏ．２４〜２７の３８．
８〜４３．５Ｖまで低下することがわかる。また、添加
量０．１ｍｏｌ％の試料Ｎｏ．２８ではバリスタ電圧が
１４２．１Ｖに上昇した。このようにＳｂ２Ｏ３を所定
量添加することでバリスタ電圧をより低電圧化すること
ができる。
【００３１】以上のようにＺｎＯにＢｉ２Ｏ３、ＭｎＯ
２、ＣｏＯ、Ｃｅ２Ｏ３、ＧｅＯ２を所定量添加するこ
とによって低バリスタ電圧を維持したまま、サージ耐量
を向上でき、かつサージ耐量のばらつきを抑制すること
ができる。さらにＳｂ２Ｏ３を所定量添加することでバ
リスタ電圧をより低電圧とすることができる。
２、ＣｏＯ、Ｃｅ２Ｏ３、ＧｅＯ２を所定量添加するこ
とによって低バリスタ電圧を維持したまま、サージ耐量
を向上でき、かつサージ耐量のばらつきを抑制すること
ができる。さらにＳｂ２Ｏ３を所定量添加することでバ
リスタ電圧をより低電圧とすることができる。
【００３２】
【実施例３】以下、本発明の実施例を説明する。本発明
の電圧非直線抵抗体を得る出発原料として純度９９．９
％以上のＺｎＯ、Ｂｉ２Ｏ３、ＭｎＯ２、ＣｏＯ、Ｇｅ
Ｏ２を使用した。ランタノイド系元素のプロセオジムは
酸化物であるＰｒ６Ｏ１１を使用し、添加量はＰｒ２Ｏ
３に換算した値を添加した。Ｓｂ２Ｏ３は添加量が微量
であるため、ホウケイ酸亜鉛ガラス中に混合分散させて
添加した。また、ＭｎＯ２およびＣｏＯは実施例１の結
果より、共に１．０ｍｏｌ％添加することとした。
の電圧非直線抵抗体を得る出発原料として純度９９．９
％以上のＺｎＯ、Ｂｉ２Ｏ３、ＭｎＯ２、ＣｏＯ、Ｇｅ
Ｏ２を使用した。ランタノイド系元素のプロセオジムは
酸化物であるＰｒ６Ｏ１１を使用し、添加量はＰｒ２Ｏ
３に換算した値を添加した。Ｓｂ２Ｏ３は添加量が微量
であるため、ホウケイ酸亜鉛ガラス中に混合分散させて
添加した。また、ＭｎＯ２およびＣｏＯは実施例１の結
果より、共に１．０ｍｏｌ％添加することとした。
【００３３】以上の原料粉末を所定量秤量し、純水を用
いて２４時間ボールミル混合を行った。混合した泥漿を
ろ過、乾燥し、得られた混合粉にバインダーとしてポリ
ビニルアルコールを加えライカイ機にて混合し、１軸プ
レスにて直径７ｍｍのプレス体を得た。これを１２００
〜１４００℃で１．５時間焼結し、得られた焼結体を１
ｍｍ厚に切断研磨し、両面に直径５ｍｍの銀電極を焼き
付けた。
いて２４時間ボールミル混合を行った。混合した泥漿を
ろ過、乾燥し、得られた混合粉にバインダーとしてポリ
ビニルアルコールを加えライカイ機にて混合し、１軸プ
レスにて直径７ｍｍのプレス体を得た。これを１２００
〜１４００℃で１．５時間焼結し、得られた焼結体を１
ｍｍ厚に切断研磨し、両面に直径５ｍｍの銀電極を焼き
付けた。
【００３４】Ｖ1mA/mm、非直線係数α、ＩＲの各特性は
直流電圧−電流特性より算出した。Ｖ1mA/mmは素子厚１
ｍｍ当たりのバリスタ電圧をあらわす。ＩＲはバリスタ
電圧の８０％の電圧を印加した時の漏れ電流である。ま
たサージ耐量に関しては電流パルス（電流波形８×２０
μｓｅｃ）を２回（２分間隔）印加した後のＶ1mAの変
化率が±１０％となる電流値を示す。サージ耐量のばら
つきについては変化率±１０％時の電流値の分布を標準
偏差で示した。表５に各元素の添加組成比を、表６に得
られた焼結体の特性を示す。
直流電圧−電流特性より算出した。Ｖ1mA/mmは素子厚１
ｍｍ当たりのバリスタ電圧をあらわす。ＩＲはバリスタ
電圧の８０％の電圧を印加した時の漏れ電流である。ま
たサージ耐量に関しては電流パルス（電流波形８×２０
μｓｅｃ）を２回（２分間隔）印加した後のＶ1mAの変
化率が±１０％となる電流値を示す。サージ耐量のばら
つきについては変化率±１０％時の電流値の分布を標準
偏差で示した。表５に各元素の添加組成比を、表６に得
られた焼結体の特性を示す。
【００３５】表．５のＮｏ．１〜１０はＰｒ６Ｏ１１添
加量を変化させた試料である。表．５のプロセオジム添
加量はＰｒ２Ｏ３に換算した値である。表６よりサージ
耐量は、０ｍｏｌ％の試料Ｎｏ．１における２００Ａか
ら３００ないし５００Ａに向上しておりＰｒ６Ｏ１１の
添加によってサージ耐量が向上することが確認できる。
また、サージ耐量のばらつきをしめす標準偏差はＰｒ６
Ｏ１１の添加により減少することが確認できる。
加量を変化させた試料である。表．５のプロセオジム添
加量はＰｒ２Ｏ３に換算した値である。表６よりサージ
耐量は、０ｍｏｌ％の試料Ｎｏ．１における２００Ａか
ら３００ないし５００Ａに向上しておりＰｒ６Ｏ１１の
添加によってサージ耐量が向上することが確認できる。
また、サージ耐量のばらつきをしめす標準偏差はＰｒ６
Ｏ１１の添加により減少することが確認できる。
【００３６】Ｎｏ．１１〜１６はＢｉ２Ｏ３添加量を変
化させた試料であり、添加量の増加にともなって非直線
係数αが増加することがわかる。またＢｉ２Ｏ３添加量
が０ｍｏｌ％である試料Ｎｏ．１１のバリスタ電圧に比
べ、Ｂｉ２Ｏ３を０．０５〜５．０ｍｏｌ％添加した試
料Ｎｏ．１２〜１６のバリスタ電圧は３８．４〜１２
２．０Ｖと低くなっており、Ｂｉ２Ｏ３添加によってバ
リスタ電圧を低下させることが可能である。
化させた試料であり、添加量の増加にともなって非直線
係数αが増加することがわかる。またＢｉ２Ｏ３添加量
が０ｍｏｌ％である試料Ｎｏ．１１のバリスタ電圧に比
べ、Ｂｉ２Ｏ３を０．０５〜５．０ｍｏｌ％添加した試
料Ｎｏ．１２〜１６のバリスタ電圧は３８．４〜１２
２．０Ｖと低くなっており、Ｂｉ２Ｏ３添加によってバ
リスタ電圧を低下させることが可能である。
【００３７】Ｎｏ．１７〜２２はＧｅＯ２の添加量を変
化させた試料である。ＧｅＯ２添加量を０ｍｏｌ％とし
た試料Ｎｏ．１７の試料ではバリスタ電圧が１１２．１
となり、添加量を０．０１〜５．０ｍｏｌ％とした試料
Ｎｏ．１８〜２２では、バリスタ電圧が３３．３〜６
１．５Ｖと無添加時よりも低下しており、ＧｅＯ２を所
定量添加することでバリスタ電圧を低電圧化できること
がわかる。
化させた試料である。ＧｅＯ２添加量を０ｍｏｌ％とし
た試料Ｎｏ．１７の試料ではバリスタ電圧が１１２．１
となり、添加量を０．０１〜５．０ｍｏｌ％とした試料
Ｎｏ．１８〜２２では、バリスタ電圧が３３．３〜６
１．５Ｖと無添加時よりも低下しており、ＧｅＯ２を所
定量添加することでバリスタ電圧を低電圧化できること
がわかる。
【００３８】さらに、Ｓｂ２Ｏ３を添加した試料Ｎｏ．
２３〜２８では、バリスタ電圧が添加量が０ｍｏｌ％で
ある試料Ｎｏ．２３の５４．４Ｖから、添加量０．００
１〜０．０５ｍｏｌ％の試料Ｎｏ．２４〜２７の３４．
８〜４９．５Ｖまで低下することがわかる。また、添加
量０．１ｍｏｌ％の試料Ｎｏ．２８ではバリスタ電圧が
１０３．４Ｖに上昇した。このようにＳｂ２Ｏ３を所定
量添加することでバリスタ電圧をより低電圧化すること
ができる。
２３〜２８では、バリスタ電圧が添加量が０ｍｏｌ％で
ある試料Ｎｏ．２３の５４．４Ｖから、添加量０．００
１〜０．０５ｍｏｌ％の試料Ｎｏ．２４〜２７の３４．
８〜４９．５Ｖまで低下することがわかる。また、添加
量０．１ｍｏｌ％の試料Ｎｏ．２８ではバリスタ電圧が
１０３．４Ｖに上昇した。このようにＳｂ２Ｏ３を所定
量添加することでバリスタ電圧をより低電圧化すること
ができる。
【００３９】以上のようにＺｎＯにＢｉ２Ｏ３、ＭｎＯ
２、ＣｏＯ、Ｐｒ６Ｏ１１、ＧｅＯ２を所定量添加する
ことによって低バリスタ電圧を維持したまま、サージ耐
量を向上でき、かつサージ耐量のばらつきを抑制するこ
とができる。さらにＳｂ２Ｏ３を所定量添加することで
バリスタ電圧をより低電圧とすることができる。
２、ＣｏＯ、Ｐｒ６Ｏ１１、ＧｅＯ２を所定量添加する
ことによって低バリスタ電圧を維持したまま、サージ耐
量を向上でき、かつサージ耐量のばらつきを抑制するこ
とができる。さらにＳｂ２Ｏ３を所定量添加することで
バリスタ電圧をより低電圧とすることができる。
【００４０】なお、以上の３つの実施例ではランタン、
セリウム、プロセオジムの各元素を単独で添加している
が、２種類以上のランタノイド系元素を、その添加合計
量が酸化物（Ｌｎ２Ｏ３）に換算して０．００１〜５．
０ｍｏｌ％の範囲で添加するのであれば、同様の効果が
得られる。
セリウム、プロセオジムの各元素を単独で添加している
が、２種類以上のランタノイド系元素を、その添加合計
量が酸化物（Ｌｎ２Ｏ３）に換算して０．００１〜５．
０ｍｏｌ％の範囲で添加するのであれば、同様の効果が
得られる。
【００４１】
【発明の効果】以上のように、本発明の電圧非直線抵抗
体は副成分としてビスマス、ランタノイド系元素または
その化合物を同時に添加することで高サージ耐量で、か
つサージ耐量のばらつきを抑制することが可能である。
これは、ビスマスとランタノイド系元素またはその化合
物を同時に添加することで酸化亜鉛粒子の粒径を均一に
整えられることが原因である。
体は副成分としてビスマス、ランタノイド系元素または
その化合物を同時に添加することで高サージ耐量で、か
つサージ耐量のばらつきを抑制することが可能である。
これは、ビスマスとランタノイド系元素またはその化合
物を同時に添加することで酸化亜鉛粒子の粒径を均一に
整えられることが原因である。
【００４２】さらにゲルマニウム、アンチモンを添加配
合することで粒子径を大きくし低バリスタ電圧を維持す
ることが可能である。また、マンガンは漏れ電流を減少
させ、コバルトはサージ耐量を向上向上させる。
合することで粒子径を大きくし低バリスタ電圧を維持す
ることが可能である。また、マンガンは漏れ電流を減少
させ、コバルトはサージ耐量を向上向上させる。
【００４３】以上の効果により低バリスタ電圧を維持し
たまま、サージ耐量の向上が図れ、かつ製造ロット内の
サージ耐量のばらつきを抑制できることを特徴とをする
電圧非直線抵抗体を提供することが出来る。
たまま、サージ耐量の向上が図れ、かつ製造ロット内の
サージ耐量のばらつきを抑制できることを特徴とをする
電圧非直線抵抗体を提供することが出来る。
【表１】
【表２】
【表３】
【表４】
【表５】
【表６】
Claims (3)
- 【請求項１】 酸化亜鉛を主成分とし、副成分としてビ
スマス、マンガン、コバルトとランタノイド系元素のう
ち特にランタン、セリウム、プロセオジムのいずれか１
種類以上の元素またはその化合物を同時に含有し、さら
にゲルマニウムの元素または化合物を含有することを特
徴とする電圧非直線抵抗体。 - 【請求項２】 請求項１記載の副成分について、それぞ
れの代表的酸化物であるＢｉ２Ｏ３、ＭｎＯ２、Ｃｏ
Ｏ、Ｌｎ２Ｏ３（Ｌｎ：ランタノイド系元素）、ＧｅＯ
２に換算して０．１〜５．０ｍｏｌ％、０．５〜５．０
ｍｏｌ％、０．５〜５．０ｍｏｌ％、０．０１〜５．０
ｍｏｌ％、０．０１〜５．０ｍｏｌ％含有することを特
徴とする電圧非直線抵抗体。 - 【請求項３】 副成分としてアンチモンの元素または化
合物を代表的酸化物であるＳｂ２Ｏ３に換算して０．０
０１〜０．０５ｍｏｌ％添加配合したことを特徴とする
請求項２記載の電圧非直線抵抗体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9200853A JPH1131605A (ja) | 1997-07-10 | 1997-07-10 | 電圧非直線抵抗体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9200853A JPH1131605A (ja) | 1997-07-10 | 1997-07-10 | 電圧非直線抵抗体 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1131605A true JPH1131605A (ja) | 1999-02-02 |
Family
ID=16431319
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9200853A Pending JPH1131605A (ja) | 1997-07-10 | 1997-07-10 | 電圧非直線抵抗体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1131605A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100370610B1 (ko) * | 2000-09-22 | 2003-01-30 | 성실전자 주식회사 | 고전압 방전 저항체 및 그 제조방법 |
| KR100666188B1 (ko) | 2004-11-17 | 2007-01-09 | 학교법인 동의학원 | 고전압용 프라세오디미아계 산화아연 바리스터 및 그 제조방법 |
| 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 |
-
1997
- 1997-07-10 JP JP9200853A patent/JPH1131605A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100370610B1 (ko) * | 2000-09-22 | 2003-01-30 | 성실전자 주식회사 | 고전압 방전 저항체 및 그 제조방법 |
| KR100666188B1 (ko) | 2004-11-17 | 2007-01-09 | 학교법인 동의학원 | 고전압용 프라세오디미아계 산화아연 바리스터 및 그 제조방법 |
| 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 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20040618 |
|
| A977 | Report on retrieval |
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|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20060921 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20070220 |