JPH1197217A - 低電圧用電圧非直線性抵抗器の製造方法 - Google Patents
低電圧用電圧非直線性抵抗器の製造方法Info
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- JPH1197217A JPH1197217A JP9251984A JP25198497A JPH1197217A JP H1197217 A JPH1197217 A JP H1197217A JP 9251984 A JP9251984 A JP 9251984A JP 25198497 A JP25198497 A JP 25198497A JP H1197217 A JPH1197217 A JP H1197217A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 制限電圧比及び高温負荷寿命の優れた酸化亜
鉛を主成分とする低電圧用電圧非直線性抵抗器を提供す
ることを目的とする。 【解決手段】 主成分の酸化亜鉛に、副成分として少な
くともビスマス、コバルト、マンガン、チタンと、更に
ホウ素をホウ酸塩の形で添加する。
鉛を主成分とする低電圧用電圧非直線性抵抗器を提供す
ることを目的とする。 【解決手段】 主成分の酸化亜鉛に、副成分として少な
くともビスマス、コバルト、マンガン、チタンと、更に
ホウ素をホウ酸塩の形で添加する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、酸化亜鉛を主成分
とする低電圧用電圧非直線性抵抗器の製造方法に関する
ものである。
とする低電圧用電圧非直線性抵抗器の製造方法に関する
ものである。
【０００２】
【従来の技術】従来の低電圧用電圧非直線性抵抗器の製
造方法について説明する。まず、主成分の酸化亜鉛と、
副成分の酸化ビスマス、酸化コバルト、酸化マンガン、
酸化チタンなどの金属酸化物を所定量秤量し、湿式混合
を行ったスラリーにバインダを添加し、スプレードライ
ヤー等で造粒した造粒粉を所定形状に成形した後、成形
体を１１００〜１３００℃で焼成する。次に焼結体の主
平面に電極を形成して低電圧用電圧非直線性抵抗器を得
ていた。得られた低電圧用電圧非直線性抵抗素子は、一
般的に高温で電気的負荷が長時間連続して加わると特性
が劣化する傾向がある。この劣化を防止するためホウ素
を添加する方法が知られている。
造方法について説明する。まず、主成分の酸化亜鉛と、
副成分の酸化ビスマス、酸化コバルト、酸化マンガン、
酸化チタンなどの金属酸化物を所定量秤量し、湿式混合
を行ったスラリーにバインダを添加し、スプレードライ
ヤー等で造粒した造粒粉を所定形状に成形した後、成形
体を１１００〜１３００℃で焼成する。次に焼結体の主
平面に電極を形成して低電圧用電圧非直線性抵抗器を得
ていた。得られた低電圧用電圧非直線性抵抗素子は、一
般的に高温で電気的負荷が長時間連続して加わると特性
が劣化する傾向がある。この劣化を防止するためホウ素
を添加する方法が知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら前記製造
方法で湿式混合する場合、ホウ素を添加した組成は、混
合に用いる水とホウ素が反応し、ホウ酸となりスラリー
粘度を上昇させるために混合用の水を多く加える必要が
あり、乾燥時のエネルギーが多くなる。この対策として
ホウ素をホウケイ酸ガラスとして添加する方法が知られ
ているが、ガラス化するためのコストが高くなる。ま
た、ガラス化にケイ素を用いるため、これを用いた低電
圧用電圧非直線性抵抗素子は制限電圧比が悪化するなど
の問題点を有していた。
方法で湿式混合する場合、ホウ素を添加した組成は、混
合に用いる水とホウ素が反応し、ホウ酸となりスラリー
粘度を上昇させるために混合用の水を多く加える必要が
あり、乾燥時のエネルギーが多くなる。この対策として
ホウ素をホウケイ酸ガラスとして添加する方法が知られ
ているが、ガラス化するためのコストが高くなる。ま
た、ガラス化にケイ素を用いるため、これを用いた低電
圧用電圧非直線性抵抗素子は制限電圧比が悪化するなど
の問題点を有していた。
【０００４】本発明は、従来の問題点を解決するもの
で、低コストで、しかも制限電圧比の優れた低電圧用電
圧非直線性抵抗素子の製造方法を提供することを目的と
するものである。
で、低コストで、しかも制限電圧比の優れた低電圧用電
圧非直線性抵抗素子の製造方法を提供することを目的と
するものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に本発明は、主成分の酸化亜鉛に、副成分として少なく
ともビスマス、コバルト、マンガン、チタンを添加し、
更にホウ素をホウ酸塩の形で添加するものである。
に本発明は、主成分の酸化亜鉛に、副成分として少なく
ともビスマス、コバルト、マンガン、チタンを添加し、
更にホウ素をホウ酸塩の形で添加するものである。
【０００６】
【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の発明
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、コバルト、マンガン、チタンを添加し、更にホ
ウ素をホウ酸塩の形で添加するものであって、ホウ素を
ホウ酸塩の形で添加することにより、ホウ素と水の反応
によるスラリー粘度の上昇を防ぐことが出来る。また、
ホウ素をガラス化する必要もなく低コスト化が図れ、更
に、ケイ素の混入がないため得られた素子の制限電圧比
が向上する。
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、コバルト、マンガン、チタンを添加し、更にホ
ウ素をホウ酸塩の形で添加するものであって、ホウ素を
ホウ酸塩の形で添加することにより、ホウ素と水の反応
によるスラリー粘度の上昇を防ぐことが出来る。また、
ホウ素をガラス化する必要もなく低コスト化が図れ、更
に、ケイ素の混入がないため得られた素子の制限電圧比
が向上する。
【０００７】請求項２に記載の発明は、ホウ素の添加量
を主成分に対し０．００５〜０．１ｍｏｌ％とするもの
であって、ホウ素の添加によりバリスタ電圧の上昇、電
圧非直線性の劣化、及び制限電圧比の悪化を抑制するこ
とができる。
を主成分に対し０．００５〜０．１ｍｏｌ％とするもの
であって、ホウ素の添加によりバリスタ電圧の上昇、電
圧非直線性の劣化、及び制限電圧比の悪化を抑制するこ
とができる。
【０００８】請求項３に記載の発明は、ホウ酸塩として
ホウ酸亜鉛、ホウ酸マンガン、又はホウ酸アンモニウム
のうち少なくとも１つを用いるものであって、ホウ酸塩
に含まれる無機成分はホウ素と電圧非直線性抵抗器の成
分のみとなり電気特性の低下を防止することができる。
ホウ酸亜鉛、ホウ酸マンガン、又はホウ酸アンモニウム
のうち少なくとも１つを用いるものであって、ホウ酸塩
に含まれる無機成分はホウ素と電圧非直線性抵抗器の成
分のみとなり電気特性の低下を防止することができる。
【０００９】以下、本発明の一実施形態について説明す
る。 （実施の形態１）図１は本発明の一実施形態におけるホ
ウ素添加量とスラリー固形分比率との関係を示す図であ
る。
る。 （実施の形態１）図１は本発明の一実施形態におけるホ
ウ素添加量とスラリー固形分比率との関係を示す図であ
る。
【００１０】先ず、主成分の酸化亜鉛に対し酸化ビスマ
スを０．５ｍｏｌ％、酸化コバルトを０．５ｍｏｌ％、
酸化マンガンを０．５ｍｏｌ％、酸化チタンを１．０ｍ
ｏｌ％、これに酸化ホウ素、ホウ酸亜鉛、ホウ酸マンガ
ン、ホウ酸アンモニウム、ホウケイ酸ガラスをそれぞれ
（表１）に示す組成となるように秤量した。
スを０．５ｍｏｌ％、酸化コバルトを０．５ｍｏｌ％、
酸化マンガンを０．５ｍｏｌ％、酸化チタンを１．０ｍ
ｏｌ％、これに酸化ホウ素、ホウ酸亜鉛、ホウ酸マンガ
ン、ホウ酸アンモニウム、ホウケイ酸ガラスをそれぞれ
（表１）に示す組成となるように秤量した。
【００１１】
【表１】
【００１２】前記組成原料に０．５ｗｔ％のポリビニル
アルコールと１．０ｗｔ％の界面活性剤を加え、更に攪
拌しながら純水を徐々に加えスラリー粘度が約１００ｃ
ｐｓとなるように調整した。この時に加えた純水量から
原料固形分比率を算出し、ホウ素添加量とスラリー粘度
が１００ｃｐｓになったときの原料固形分比との関係を
図１に示した。
アルコールと１．０ｗｔ％の界面活性剤を加え、更に攪
拌しながら純水を徐々に加えスラリー粘度が約１００ｃ
ｐｓとなるように調整した。この時に加えた純水量から
原料固形分比率を算出し、ホウ素添加量とスラリー粘度
が１００ｃｐｓになったときの原料固形分比との関係を
図１に示した。
【００１３】その後、前記スラリーをボールミルで２４
時間混合した後、スプレードライヤーで造粒を行い、得
られた造粒粉を直径１６ｍｍ、厚さ１．２ｍｍの円板状
に８００ｋｇ／ｃｍ2の成形圧力で成形した後、アルミ
ナ質サヤに入れ１２００℃の温度で焼成を行った。得ら
れた焼結体の両面に銀電極ペーストを印刷し、６００℃
の温度で焼付を行い電極を形成し、低電圧用電圧非直線
性抵抗器を作成した。
時間混合した後、スプレードライヤーで造粒を行い、得
られた造粒粉を直径１６ｍｍ、厚さ１．２ｍｍの円板状
に８００ｋｇ／ｃｍ2の成形圧力で成形した後、アルミ
ナ質サヤに入れ１２００℃の温度で焼成を行った。得ら
れた焼結体の両面に銀電極ペーストを印刷し、６００℃
の温度で焼付を行い電極を形成し、低電圧用電圧非直線
性抵抗器を作成した。
【００１４】以上のようにして作製した試料、それぞれ
各３０個についてバリスタ電圧を測定した後、電圧非直
線係数（α）、制限電圧比（Ｖ10A／Ｖ1mA）を算出し、
それぞれの特性測定結果の平均値を（表１）に示した。
各３０個についてバリスタ電圧を測定した後、電圧非直
線係数（α）、制限電圧比（Ｖ10A／Ｖ1mA）を算出し、
それぞれの特性測定結果の平均値を（表１）に示した。
【００１５】尚、バリスタ電圧は１ｍＡの電流を素子に
流したときの電圧値を示し、電圧非直線係数は、１ｍ
Ａ、１００μＡにおける各電流を素子に流した時の電圧
値から（数１）を用い算出した。
流したときの電圧値を示し、電圧非直線係数は、１ｍ
Ａ、１００μＡにおける各電流を素子に流した時の電圧
値から（数１）を用い算出した。
【００１６】
【数１】
【００１７】また、制限電圧比は８／２０μｓ電流波形
で１０Ａの電流を素子に印加した時の電圧値をバリスタ
電圧で商して算出した。
で１０Ａの電流を素子に印加した時の電圧値をバリスタ
電圧で商して算出した。
【００１８】更に各素子について高温負荷寿命試験を実
施し、バリスタ電圧の変化率も併せて（表１）に示し
た。高温負荷寿命試験は周囲温度１２５℃の恒温槽の中
で各素子にバリスタ電圧の９０％の直流電圧を１００時
間連続印加した。
施し、バリスタ電圧の変化率も併せて（表１）に示し
た。高温負荷寿命試験は周囲温度１２５℃の恒温槽の中
で各素子にバリスタ電圧の９０％の直流電圧を１００時
間連続印加した。
【００１９】図１から明らかなように、本発明のホウ酸
塩によるホウ素の添加方法では従来の酸化ホウ素を添加
する方法に比べ固形分比率を高くすることができること
が分かる。従って乾燥エネルギーを少なくすることがで
きる。
塩によるホウ素の添加方法では従来の酸化ホウ素を添加
する方法に比べ固形分比率を高くすることができること
が分かる。従って乾燥エネルギーを少なくすることがで
きる。
【００２０】又、（表１）からホウ素添加換算量が０．
００５ｍｏｌ％より少ない、試料Ｎｏ１，４，８、及び
１２の場合は、高温負荷寿命試験でバリスタ電圧の変化
率が大きくなる。一方、０．１０ｍｏｌ％より多い、試
料Ｎｏ７，１１、及び１５の場合はバリスタ電圧が高
く、また電圧非直線性及び制限電圧比が悪くなることが
分かる。
００５ｍｏｌ％より少ない、試料Ｎｏ１，４，８、及び
１２の場合は、高温負荷寿命試験でバリスタ電圧の変化
率が大きくなる。一方、０．１０ｍｏｌ％より多い、試
料Ｎｏ７，１１、及び１５の場合はバリスタ電圧が高
く、また電圧非直線性及び制限電圧比が悪くなることが
分かる。
【００２１】この結果から、添加するホウ素の量が０．
００５〜０．１０ｍｏｌ％の範囲であれば良好な低電圧
用電圧非直線性抵抗器を得ることができることが分か
る。他方、ホウ素の添加量が同じ０．００５〜０．１０
ｍｏｌ％の範囲の場合でも、添加形態がホウケイ酸ガラ
スの試料Ｎｏ１６，１７の場合は制限電圧比が悪化して
いる。これはホウ素をガラス化するために用いたケイ素
の影響であると思われる。
００５〜０．１０ｍｏｌ％の範囲であれば良好な低電圧
用電圧非直線性抵抗器を得ることができることが分か
る。他方、ホウ素の添加量が同じ０．００５〜０．１０
ｍｏｌ％の範囲の場合でも、添加形態がホウケイ酸ガラ
スの試料Ｎｏ１６，１７の場合は制限電圧比が悪化して
いる。これはホウ素をガラス化するために用いたケイ素
の影響であると思われる。
【００２２】ホウ素をホウ酸塩の形で用いた場合、ホウ
素以外の無機成分は主成分の亜鉛や副成分のマンガンで
あるため、特性低下は発生せず制限電圧比が優れたもの
となる。
素以外の無機成分は主成分の亜鉛や副成分のマンガンで
あるため、特性低下は発生せず制限電圧比が優れたもの
となる。
【００２３】以上の結果から電圧非直線係数、及び制限
電圧比が優れ、高温負荷寿命試験でバリスタ電圧の変化
率が小さい低電圧用電圧非直線性抵抗器を得るために
は、主成分の酸化亜鉛に、副成分の酸化ビスマス、酸化
コバルト、酸化マンガン、酸化チタンを添加し、更にホ
ウ素をホウ酸塩の形で添加する必要があることがわか
る。
電圧比が優れ、高温負荷寿命試験でバリスタ電圧の変化
率が小さい低電圧用電圧非直線性抵抗器を得るために
は、主成分の酸化亜鉛に、副成分の酸化ビスマス、酸化
コバルト、酸化マンガン、酸化チタンを添加し、更にホ
ウ素をホウ酸塩の形で添加する必要があることがわか
る。
【００２４】尚、更にバリスタ特性を改善する添加物、
例えば酸化クロム、酸化ニッケル、酸化アンチモン、ア
ルミニウムなどを添加した組成についても、前記と同様
の効果が得られることが確認されている。
例えば酸化クロム、酸化ニッケル、酸化アンチモン、ア
ルミニウムなどを添加した組成についても、前記と同様
の効果が得られることが確認されている。
【００２５】
【発明の効果】以上のように本発明は、主成分の酸化亜
鉛に、副成分として少なくともビスマス、コバルト、マ
ンガン、チタンを添加し、更に０．００５〜０．１ｍｏ
ｌ％範囲のホウ素をホウ酸亜鉛、ホウ酸マンガン、又は
ホウ酸アンモニウム等の形で添加することにより、電圧
非直線性特性及び制限電圧比の優れた、高温負荷寿命試
験でバリスタ電圧の変化が小さい低電圧用電圧非直線性
抵抗器を安価に製造することが可能になる。
鉛に、副成分として少なくともビスマス、コバルト、マ
ンガン、チタンを添加し、更に０．００５〜０．１ｍｏ
ｌ％範囲のホウ素をホウ酸亜鉛、ホウ酸マンガン、又は
ホウ酸アンモニウム等の形で添加することにより、電圧
非直線性特性及び制限電圧比の優れた、高温負荷寿命試
験でバリスタ電圧の変化が小さい低電圧用電圧非直線性
抵抗器を安価に製造することが可能になる。
【図１】本発明の一実施形態におけるホウ素添加量と固
形分比率の関係を示す図
形分比率の関係を示す図
Claims (3)
- 【請求項１】 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、コバルト、マンガン、チタンを添加
し、更にホウ素をホウ酸塩の形で添加した材料組成物を
用いることを特徴とする低電圧用電圧非直線性抵抗器の
製造方法。 - 【請求項２】 ホウ素の添加量が主成分に対し０．００
５〜０．１ｍｏｌ％とすることを特徴とする請求項１に
記載の低電圧用電圧非直線性抵抗器の製造方法。 - 【請求項３】 ホウ酸塩がホウ酸亜鉛、ホウ酸マンガ
ン、又はホウ酸アンモニウムの少なくとも１つであるこ
とを特徴とする請求項１に記載の低電圧用電圧非直線性
抵抗器の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9251984A JPH1197217A (ja) | 1997-09-17 | 1997-09-17 | 低電圧用電圧非直線性抵抗器の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9251984A JPH1197217A (ja) | 1997-09-17 | 1997-09-17 | 低電圧用電圧非直線性抵抗器の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1197217A true JPH1197217A (ja) | 1999-04-09 |
Family
ID=17230934
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9251984A Pending JPH1197217A (ja) | 1997-09-17 | 1997-09-17 | 低電圧用電圧非直線性抵抗器の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1197217A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2015083822A1 (ja) * | 2013-12-06 | 2015-06-11 | 日立金属株式会社 | バリスタ用焼結体およびこれを用いた多層基板、ならびにそれらの製造方法 |
| CN106757339A (zh) * | 2016-11-29 | 2017-05-31 | 中国科学院福建物质结构研究所 | 卤素硼酸锌盐化合物及其非线性光学晶体与晶体生长方法 |
| CN110615677A (zh) * | 2019-09-30 | 2019-12-27 | 厦门松元电子有限公司 | 低温烧结氧化锌压敏电阻陶瓷材料、其制备方法及其电阻器的制备方法 |
-
1997
- 1997-09-17 JP JP9251984A patent/JPH1197217A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2015083822A1 (ja) * | 2013-12-06 | 2015-06-11 | 日立金属株式会社 | バリスタ用焼結体およびこれを用いた多層基板、ならびにそれらの製造方法 |
| CN105706188A (zh) * | 2013-12-06 | 2016-06-22 | 日立金属株式会社 | 变阻器用烧结体和使用其的多层基板、以及它们的制造方法 |
| JPWO2015083822A1 (ja) * | 2013-12-06 | 2017-03-16 | 日立金属株式会社 | バリスタ用焼結体およびこれを用いた多層基板、ならびにそれらの製造方法 |
| US9741477B2 (en) | 2013-12-06 | 2017-08-22 | Hitachi Metals, Ltd. | Sintered body for varistor, multilayer substrate using same, and production method for these |
| CN105706188B (zh) * | 2013-12-06 | 2018-11-09 | 日立金属株式会社 | 变阻器用烧结体和使用其的多层基板、以及它们的制造方法 |
| CN106757339A (zh) * | 2016-11-29 | 2017-05-31 | 中国科学院福建物质结构研究所 | 卤素硼酸锌盐化合物及其非线性光学晶体与晶体生长方法 |
| CN110615677A (zh) * | 2019-09-30 | 2019-12-27 | 厦门松元电子有限公司 | 低温烧结氧化锌压敏电阻陶瓷材料、其制备方法及其电阻器的制备方法 |
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