JPS58220405A - 電圧非直線抵抗器の製造方法 - Google Patents
電圧非直線抵抗器の製造方法Info
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- JPS58220405A JPS58220405A JP57104224A JP10422482A JPS58220405A JP S58220405 A JPS58220405 A JP S58220405A JP 57104224 A JP57104224 A JP 57104224A JP 10422482 A JP10422482 A JP 10422482A JP S58220405 A JPS58220405 A JP S58220405A
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- zinc oxide
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は電圧非直線抵抗器、特に酸化マンガン（Ｍ ｎ
Ｏ２）を添加成分のひとつとして含む酸化亜鉛焼結型
電圧非直線抵抗器の製造方法に関するものである。
Ｏ２）を添加成分のひとつとして含む酸化亜鉛焼結型
電圧非直線抵抗器の製造方法に関するものである。
酸化亜鉛粉体に、少量のＢｉ２Ｏ３，ＣＯ２ｏＣ０２ｏ
３１亜鉛焼結型電圧非直線抵抗器が得られる。これらの
電圧非直線抵抗器の特性が近似的に、■ａ １−（−） の式で表わされていることはよく知られている。
３１亜鉛焼結型電圧非直線抵抗器が得られる。これらの
電圧非直線抵抗器の特性が近似的に、■ａ １−（−） の式で表わされていることはよく知られている。
ただし、αは非直線指数、Ｃは非直線抵抗値で通常厚み
１１０ｍの素子にある一定の直流電流を流したときの電
圧でもって示す。そして、例えば１ｍＡの電流を流した
ときの素子の両電極間の電圧をＶｌｆｎＡと表わし、ａ
ｏＡの電流を流したときの両電極間の電圧をｖ４゜Ａと
表わす。
１１０ｍの素子にある一定の直流電流を流したときの電
圧でもって示す。そして、例えば１ｍＡの電流を流した
ときの素子の両電極間の電圧をＶｌｆｎＡと表わし、ａ
ｏＡの電流を流したときの両電極間の電圧をｖ４゜Ａと
表わす。
このような特性を示す電圧非直線抵抗器は電圧の安定化
などの用途のほかに、電源回路などに入ってくる高電圧
サージを吸収して、他の電子部品をそれから保護するな
どのサージ吸収用としての用途がある。そして、後者の
サージ吸収用のために使用する場合、特に高電流域での
非直線特性が重要になる。
などの用途のほかに、電源回路などに入ってくる高電圧
サージを吸収して、他の電子部品をそれから保護するな
どのサージ吸収用としての用途がある。そして、後者の
サージ吸収用のために使用する場合、特に高電流域での
非直線特性が重要になる。
酸化亜鉛焼結型非直線抵抗器の非直線特性は、焼結体内
のＺｎＯ粒子間に形成される薄い高抵抗層に起因す′る
と考えられている。すなわち、素子に電圧が印加される
と、良電気伝導性物質であるＺｎＯにはほとんど電界が
印加されず、ＺｎＯ粒子間の薄い高抵抗層に電界が集中
して加わり、その高電界のために電圧−電流特性に顕著
な非直線特性が現われる。
のＺｎＯ粒子間に形成される薄い高抵抗層に起因す′る
と考えられている。すなわち、素子に電圧が印加される
と、良電気伝導性物質であるＺｎＯにはほとんど電界が
印加されず、ＺｎＯ粒子間の薄い高抵抗層に電界が集中
して加わり、その高電界のために電圧−電流特性に顕著
な非直線特性が現われる。
しかるに、サージ電流などのような特に大きい電流が素
子の中を流れようとすると、低電流域ではｔｌとんと問
題にならなかったＺｎＯ粒子内の抵抗が素子内の全抵抗
としてきわめて無視できないものとなり、電界は粒界層
のみにとどまらず、ＺｎＯ粒子にも加わるようになる。
子の中を流れようとすると、低電流域ではｔｌとんと問
題にならなかったＺｎＯ粒子内の抵抗が素子内の全抵抗
としてきわめて無視できないものとなり、電界は粒界層
のみにとどまらず、ＺｎＯ粒子にも加わるようになる。
そして、ＺｎＯの抵抗値が大きいと、高電流域における
非直線抵抗特性が損なわれる。ＺｎＯ粒子の電気伝導度
は、ＺｎＯ結晶内のＺｎ原子と０原子の数のアンバラン
スが生じた結果、現出していると考えられている。そし
てこの場合、余分のＺｎ原子がＺｎ原子とＯ原子とから
なる格子点の間にインターステイシャルに入り、Ｚｎ原
子め提供する電子が結晶内を巡廻し、それによってＺｎ
Ｏ結晶はｎ型半導体になっているといわれている。そこ
で、このＺｎＯ結晶の電気伝導度はインタースティシャ
ルなＺｎ原子の数の多少に依存しており、その数が多い
と電気伝導度が大きい。
非直線抵抗特性が損なわれる。ＺｎＯ粒子の電気伝導度
は、ＺｎＯ結晶内のＺｎ原子と０原子の数のアンバラン
スが生じた結果、現出していると考えられている。そし
てこの場合、余分のＺｎ原子がＺｎ原子とＯ原子とから
なる格子点の間にインターステイシャルに入り、Ｚｎ原
子め提供する電子が結晶内を巡廻し、それによってＺｎ
Ｏ結晶はｎ型半導体になっているといわれている。そこ
で、このＺｎＯ結晶の電気伝導度はインタースティシャ
ルなＺｎ原子の数の多少に依存しており、その数が多い
と電気伝導度が大きい。
いま、酸化亜鉛焼結型電圧非直線抵抗器の中のＺｎＯ結
晶を考えた場合、高電流域での電圧非直線特性が優れて
いるためには、Ｏ原子の数がＺｎ原子の数に比してやや
少ないことが望ましいということができる。Ｃｏ原子、
Ｍｎ原子などが固溶した実用的な焼結体内のＺｎＯ結晶
相についても、同様の考え方が適用できると考えられる
。したがって、上記のようなＱ原子のやや不足している
ＺｎＯ結晶相をもった焼結体を得る方法が重要な課題と
なる。
晶を考えた場合、高電流域での電圧非直線特性が優れて
いるためには、Ｏ原子の数がＺｎ原子の数に比してやや
少ないことが望ましいということができる。Ｃｏ原子、
Ｍｎ原子などが固溶した実用的な焼結体内のＺｎＯ結晶
相についても、同様の考え方が適用できると考えられる
。したがって、上記のようなＱ原子のやや不足している
ＺｎＯ結晶相をもった焼結体を得る方法が重要な課題と
なる。
本発明は、上記要求に応え、高電流域において電圧非直
線抵抗特性の優れた焼結体を得るための、酸化亜鉛焼結
型電圧非直線抵抗器の製造方法を提供するものである。
線抵抗特性の優れた焼結体を得るための、酸化亜鉛焼結
型電圧非直線抵抗器の製造方法を提供するものである。
すなわち、本発明は、抵抗値の小さい酸化亜鉛結晶相を
もった酸化亜鉛焼結体を得る方法を提供しようとするも
のである。ここで、酸化亜鉛焼結体内のＺｎＯ結晶相の
抵抗を低下させるためには種々の方法があるけれども、
本発明はＭ ｎ Ｏ２が添加物の一つとして添加された
酸化亜鉛焼結体に関して、焼結体内のＺｎＯ結晶相の抵
抗を低下させるものである。そして、これは添加物のＭ
ｎ Ｏ２粉体に前処理を施すことによって達成された
。
もった酸化亜鉛焼結体を得る方法を提供しようとするも
のである。ここで、酸化亜鉛焼結体内のＺｎＯ結晶相の
抵抗を低下させるためには種々の方法があるけれども、
本発明はＭ ｎ Ｏ２が添加物の一つとして添加された
酸化亜鉛焼結体に関して、焼結体内のＺｎＯ結晶相の抵
抗を低下させるものである。そして、これは添加物のＭ
ｎ Ｏ２粉体に前処理を施すことによって達成された
。
以下、本発明の製造方法について実施例を挙げて比較例
とともに説明する。
とともに説明する。
〈実施例１〉
市販の酸化マンガン（Ｍ ｎ Ｏ２）試薬を予めＮ２に
１０容量チのＣ２を含ませた弱還元性の混合ガス中で３
００℃、４００℃、５００℃、６００℃。
１０容量チのＣ２を含ませた弱還元性の混合ガス中で３
００℃、４００℃、５００℃、６００℃。
７００℃、８００℃の各温度で２時間熱処理した。
冷却後、粉砕して６種のＭ ｎ Ｏ２粉体を用意した。
次に、市販試薬の酸化亜鉛（ＺｎＯ）粉体９７モル係、
酸化ビスマス（Ｂ ｌ ２０３ ） ｏ 、５モルチ、
酸化゛コバルト（Ｃｏ２０３）ｏ、５％ル％ 、酸化ｆ
ｐ ン（ＴｉＯ２）０．６モル％、酸化ニッケル（Ｎ
ｉＯ）０．５モル％。
酸化ビスマス（Ｂ ｌ ２０３ ） ｏ 、５モルチ、
酸化゛コバルト（Ｃｏ２０３）ｏ、５％ル％ 、酸化ｆ
ｐ ン（ＴｉＯ２）０．６モル％、酸化ニッケル（Ｎ
ｉＯ）０．５モル％。
酸化りＣ１ム（Ｃｒ２０３）０．ｓモル％に、上記３０
０℃で熱処理を施した酸化マンガン（Ｍ ｎ ０２ ）
Ｏ−５モルチを加えてよく混合し、厚さ１．２ｍ１ｌ
ｌｓ直径２３ｍｍに加圧成型して、空気中１３５０℃で
１時間、焼結した。昇温速度および降温速度はそれぞれ
１１００℃層 とした。このようにして得た焼結体に、
面積２．３ｃｒｉｌの銀電極をその表裏両面にそれぞれ
焼き付けた。
０℃で熱処理を施した酸化マンガン（Ｍ ｎ ０２ ）
Ｏ−５モルチを加えてよく混合し、厚さ１．２ｍ１ｌ
ｌｓ直径２３ｍｍに加圧成型して、空気中１３５０℃で
１時間、焼結した。昇温速度および降温速度はそれぞれ
１１００℃層 とした。このようにして得た焼結体に、
面積２．３ｃｒｉｌの銀電極をその表裏両面にそれぞれ
焼き付けた。
以上のようにして得た試料について、直流定電流電源を
用いてｖｌｍＡの値を測定し、次にノ＜ルス電源を用い
てｖ４ｏＡの値を測定してから、ｖ４ｏＡ／■１ｍＡの
値を求めた。同じ手順で４００ ’Ｃ，５００℃、６ｏ
Ｏ℃、７００℃、８ｏＯ℃の各温度で熱処理を施したＭ
ｎ Ｏ２粉体を用いて焼結体を作り、ｖ４ｏＡ／ｖ１
ｏＡの値を求めた。
用いてｖｌｍＡの値を測定し、次にノ＜ルス電源を用い
てｖ４ｏＡの値を測定してから、ｖ４ｏＡ／■１ｍＡの
値を求めた。同じ手順で４００ ’Ｃ，５００℃、６ｏ
Ｏ℃、７００℃、８ｏＯ℃の各温度で熱処理を施したＭ
ｎ Ｏ２粉体を用いて焼結体を作り、ｖ４ｏＡ／ｖ１
ｏＡの値を求めた。
第１図にＭ ｎ Ｏ２に施した熱処理温度と制限電圧比
ｖ４０Ａ／’１ｍＡとの関係を示す。この図から明らか
なように、ｖ４゜Ａ／ｖ１ｍＡの値はＭｎ Ｏ２に対す
る熱処理温度が４００’Ｃ以上で小さくなり、６００℃
、で最小になる。さらにＭ ｎ Ｏ２の熱処理温度が高
くなると、その値は増加する。なお、熱処理を施さない
Ｍ ｎ Ｏ２を使用したときの、ｖ４゜Ａ／ｖ１ｍＡの
値は２．３０であった。
ｖ４０Ａ／’１ｍＡとの関係を示す。この図から明らか
なように、ｖ４゜Ａ／ｖ１ｍＡの値はＭｎ Ｏ２に対す
る熱処理温度が４００’Ｃ以上で小さくなり、６００℃
、で最小になる。さらにＭ ｎ Ｏ２の熱処理温度が高
くなると、その値は増加する。なお、熱処理を施さない
Ｍ ｎ Ｏ２を使用したときの、ｖ４゜Ａ／ｖ１ｍＡの
値は２．３０であった。
〈実施例２〉
市販の酸化マンガン（Ｍ ｎ Ｏ２） 試薬を予め、
Ｎ２ガス中で３００℃、４００’Ｃ，５００℃、６００
℃。
Ｎ２ガス中で３００℃、４００’Ｃ，５００℃、６００
℃。
７００℃および８００℃の各温度で２時間の熱処理を施
して冷却し、それを粉砕して６種のＭ ｎ Ｏ２粉体を
用意した。このＭｎ Ｏ２粉体を用いて上記実施例１と
同じ手順で焼結体を作り、その制限電圧比ｖ４０Ａ／ｖ
１ｍＡを求めた。第２図にＭ ｎ Ｏ２に施した熱処理
温度と制限電圧比との関係を示す。図から明らかなよう
に、実施例１の場合と同様に４００℃から■４０Ａ／■
１ｍＡの値は減少して６００℃で最小になり、さらに温
度が高くなるとその値は増加している。そして、その傾
向は実施例１におけるものと類似している。
して冷却し、それを粉砕して６種のＭ ｎ Ｏ２粉体を
用意した。このＭｎ Ｏ２粉体を用いて上記実施例１と
同じ手順で焼結体を作り、その制限電圧比ｖ４０Ａ／ｖ
１ｍＡを求めた。第２図にＭ ｎ Ｏ２に施した熱処理
温度と制限電圧比との関係を示す。図から明らかなよう
に、実施例１の場合と同様に４００℃から■４０Ａ／■
１ｍＡの値は減少して６００℃で最小になり、さらに温
度が高くなるとその値は増加している。そして、その傾
向は実施例１におけるものと類似している。
〈比較例〉
市販の酸化マンガン（Ｍ ｎ Ｏ２）試薬を予め空気中
で３００℃、４００℃、ｍ”ｏｏ℃、６００℃。
で３００℃、４００℃、ｍ”ｏｏ℃、６００℃。
７００℃および８００℃の各温度で２時間熱処理してか
ら冷却し、粉砕して６種類の酸化マンガン（Ｍｎ ０２
）粉体を得た。これらの酸化マンガン（Ｍ ｎ Ｏ２
）粉体を用いて、実施例１と同じ手順で同じ組成比率の
酸化亜鉛焼結体を作り、その制限電圧比ｖ４ｏＡ／ｖ１
ｒｎＡを求めた。第３図に、熱処理温度とｖ４゜Ａ／■
１ｍＡの値との関係を示す。図か ゛ら明らかなよ
うに、ｖ４ｏＡ／ｖ１ｍＡの値はｅｏｏ℃で最小とはな
るものの、その効果は上記実施例によるものより小さい
。
ら冷却し、粉砕して６種類の酸化マンガン（Ｍｎ ０２
）粉体を得た。これらの酸化マンガン（Ｍ ｎ Ｏ２
）粉体を用いて、実施例１と同じ手順で同じ組成比率の
酸化亜鉛焼結体を作り、その制限電圧比ｖ４ｏＡ／ｖ１
ｒｎＡを求めた。第３図に、熱処理温度とｖ４゜Ａ／■
１ｍＡの値との関係を示す。図か ゛ら明らかなよ
うに、ｖ４ｏＡ／ｖ１ｍＡの値はｅｏｏ℃で最小とはな
るものの、その効果は上記実施例によるものより小さい
。
以上の実施例および比較例にもとづいて、予め酸化マン
ガンに加えた熱処理が酸化亜鉛焼結体の制限電圧比にい
かに影響するか、その効果を説明してきたが、さらにＮ
２と０２との混合ガスの組成比をかえた雰囲気中でのＭ
ｎ Ｏ２の熱処理効果についても検討した結果、弱い
酸化性の雰囲気中でＭ ｎ Ｏ２に熱処理を施しておい
ても、上述したものと同じような効果があることが明ら
かになった。
ガンに加えた熱処理が酸化亜鉛焼結体の制限電圧比にい
かに影響するか、その効果を説明してきたが、さらにＮ
２と０２との混合ガスの組成比をかえた雰囲気中でのＭ
ｎ Ｏ２の熱処理効果についても検討した結果、弱い
酸化性の雰囲気中でＭ ｎ Ｏ２に熱処理を施しておい
ても、上述したものと同じような効果があることが明ら
かになった。
なお、実施例および比較例においては、互いにデータを
比較するために、同種の配合比に従って酸化亜鉛焼結体
を作ったが、もちろんＭｎ Ｏ２に対する熱処理効果は
、この配合比の場合のみに限って現われるのではなく、
他の配合比で・酸化亜鉛焼結体を製造する場合において
も得られることはいうまでもないことである。
比較するために、同種の配合比に従って酸化亜鉛焼結体
を作ったが、もちろんＭｎ Ｏ２に対する熱処理効果は
、この配合比の場合のみに限って現われるのではなく、
他の配合比で・酸化亜鉛焼結体を製造する場合において
も得られることはいうまでもないことである。
Ｍ ｎ Ｏ２に対する熱処理温度を４００’Ｃから６０
０℃まで上げていくと、ｖ４ｏＡ／ｖ１ｍＡの値は小声
くなる傾向を示す。これは温度上昇によってＭｎ Ｏ２
の吸着酸素または構造酸素が徐々に取れていった結果、
酸化亜鉛焼結体中の酸化亜鉛の抵抗値が低くなったため
と考えられる。しかし、６００℃より高温側での熱処理
でｖ４ｏＡ／ｖ１ｍＡの値が大きくなる原因は、現在の
ところ明らかでない。
０℃まで上げていくと、ｖ４ｏＡ／ｖ１ｍＡの値は小声
くなる傾向を示す。これは温度上昇によってＭｎ Ｏ２
の吸着酸素または構造酸素が徐々に取れていった結果、
酸化亜鉛焼結体中の酸化亜鉛の抵抗値が低くなったため
と考えられる。しかし、６００℃より高温側での熱処理
でｖ４ｏＡ／ｖ１ｍＡの値が大きくなる原因は、現在の
ところ明らかでない。
以上説明してきたように、本発明にかかる方法は、予め
原料の酸化マンガン粉体に、中性または弱還元性もしく
は弱酸化性の雰囲気中で４ｏｏ℃〜７ｏｏ℃の熱処理を
施すことを特徴とする。この方法によれば、酸化亜鉛焼
結体中の酸化亜鉛結晶相の電気抵抗を低下させる上で効
果があり、素子の大電流域における非直線抵抗特性を改
善してサージ電流の吸収などに対して優れた特性をもつ
素子を得ることができる。
原料の酸化マンガン粉体に、中性または弱還元性もしく
は弱酸化性の雰囲気中で４ｏｏ℃〜７ｏｏ℃の熱処理を
施すことを特徴とする。この方法によれば、酸化亜鉛焼
結体中の酸化亜鉛結晶相の電気抵抗を低下させる上で効
果があり、素子の大電流域における非直線抵抗特性を改
善してサージ電流の吸収などに対して優れた特性をもつ
素子を得ることができる。
第１図、第２図はそれぞれ本発明にかかる電圧非直線抵
抗器の製造方法の実施例の効果を説明するだめのＭ ｎ
Ｏ２に施した熱処理温度と制限電圧上ヒとの関係を示
す図、第３図はその比較汐すの効果を説明するためのＭ
ｎ Ｏ２に施した熱処理温度と溜１］限電圧比との関
係を示す図である。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第１
図 第２図 一処理湿奏（”ｃ） 第３図 →Ｒ’ ｉ￥３Ｌ４ （’（）
抗器の製造方法の実施例の効果を説明するだめのＭ ｎ
Ｏ２に施した熱処理温度と制限電圧上ヒとの関係を示
す図、第３図はその比較汐すの効果を説明するためのＭ
ｎ Ｏ２に施した熱処理温度と溜１］限電圧比との関
係を示す図である。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第１
図 第２図 一処理湿奏（”ｃ） 第３図 →Ｒ’ ｉ￥３Ｌ４ （’（）
Claims (1)
- 酸化マンガン（Ｍ ｎ Ｏ２） を含む酸化亜鉛主成分
の焼結型非直線抵抗器を製造するに際し、原料酸化マン
ガンに、予め弱還元性または中性もしくは弱酸化性の雰
囲気中で４００℃〜７００℃の範囲内の温度で熱処理を
施すことを特徴とする電圧非直線抵抗器の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57104224A JPS58220405A (ja) | 1982-06-16 | 1982-06-16 | 電圧非直線抵抗器の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57104224A JPS58220405A (ja) | 1982-06-16 | 1982-06-16 | 電圧非直線抵抗器の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58220405A true JPS58220405A (ja) | 1983-12-22 |
Family
ID=14374985
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57104224A Pending JPS58220405A (ja) | 1982-06-16 | 1982-06-16 | 電圧非直線抵抗器の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58220405A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02133903A (ja) * | 1988-11-15 | 1990-05-23 | Ngk Insulators Ltd | 電圧非直線抵抗体の製造法 |
-
1982
- 1982-06-16 JP JP57104224A patent/JPS58220405A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02133903A (ja) * | 1988-11-15 | 1990-05-23 | Ngk Insulators Ltd | 電圧非直線抵抗体の製造法 |
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