JPS58223304A - 電圧非直線抵抗体 - Google Patents
電圧非直線抵抗体Info
- Publication number
- JPS58223304A JPS58223304A JP57106313A JP10631382A JPS58223304A JP S58223304 A JPS58223304 A JP S58223304A JP 57106313 A JP57106313 A JP 57106313A JP 10631382 A JP10631382 A JP 10631382A JP S58223304 A JPS58223304 A JP S58223304A
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- JP
- Japan
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- voltage
- voltage nonlinear
- resistance
- rare earth
- porcelain
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- Granted
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- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
- Thermistors And Varistors (AREA)
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。
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、電圧非直線抵抗磁器、さらに詳しくは過電圧
保護用素子として用いられる酸化亜鉛（ＺｎＯ）を主成
分とした電圧非直線抵抗体に関するＯ 従来、電子機器、電気機器の過電圧保護を目的として、
それぞれシリコンカーバイ） （ＳｔＣ）、セレン（Ｓ
ｅ）、シリコン（８Ｉ）又はＺｎＯを主成分としたバリ
スタが利用されている。中でもＺｌｌｏを主成分とした
バリスタは、一般に制＠電圧が低く、電圧非直線係数が
太きいなどの特徴を有しているため、半導体素子のよう
な過電流耐量の小さいもので構成される機器の過電圧に
対する保護に適しているので、ＳｉＣよりなるバリスタ
など圧伏って広く利用されるようになった。
保護用素子として用いられる酸化亜鉛（ＺｎＯ）を主成
分とした電圧非直線抵抗体に関するＯ 従来、電子機器、電気機器の過電圧保護を目的として、
それぞれシリコンカーバイ） （ＳｔＣ）、セレン（Ｓ
ｅ）、シリコン（８Ｉ）又はＺｎＯを主成分としたバリ
スタが利用されている。中でもＺｌｌｏを主成分とした
バリスタは、一般に制＠電圧が低く、電圧非直線係数が
太きいなどの特徴を有しているため、半導体素子のよう
な過電流耐量の小さいもので構成される機器の過電圧に
対する保護に適しているので、ＳｉＣよりなるバリスタ
など圧伏って広く利用されるようになった。
また５ＺｎＯな生成分とし、副成分として希土類元素及
びコバル）（Ｃｏ）を元素又は化合物の形で添加して焼
成することにより製造される電圧非直線抵抗磁器が電圧
非直線性に優れていることが知られている。しかしこの
ような電圧非直線抵抗磁器においては、短波尾のサージ
耐量がやや低いという欠点や課電寿命性能が低いなどと
いう欠点があり、素子の小型化を行う上で問題があった
〇本発明は、短波尾サージによる素子の破壊機構を究明
【−１さらに破壊防止を行うことを実現し、同時に課電
寿命特性をも向上させた、小形で高鉛波尾サージ耐量か
つ課電寿命特性の優れた電圧非直線抵抗体を提供するこ
とを目的としている。
びコバル）（Ｃｏ）を元素又は化合物の形で添加して焼
成することにより製造される電圧非直線抵抗磁器が電圧
非直線性に優れていることが知られている。しかしこの
ような電圧非直線抵抗磁器においては、短波尾のサージ
耐量がやや低いという欠点や課電寿命性能が低いなどと
いう欠点があり、素子の小型化を行う上で問題があった
〇本発明は、短波尾サージによる素子の破壊機構を究明
【−１さらに破壊防止を行うことを実現し、同時に課電
寿命特性をも向上させた、小形で高鉛波尾サージ耐量か
つ課電寿命特性の優れた電圧非直線抵抗体を提供するこ
とを目的としている。
ここに本発明等者は、Ｚｎｏを主成分とし、副成分とし
て希土類元素およびコバルトを添加してなる従来技術の
電圧非直線抵抗磁器において、急峻かつ大電流のサージ
が印加されると、素子表面に備えられた電極の外周部に
おいて、電界集中による電流集中が発生（−１かかる電
、光集中が素子の破壊をもたらす事実な見ｌｉｔ Ｌ、
た。また磁器素体内部においては、局部的な不均質部が
存在している事実を確認し、直流電流通電時にはこの不
均質部への電流集中が発生し、特性劣化をもたらすこと
を見出した。
て希土類元素およびコバルトを添加してなる従来技術の
電圧非直線抵抗磁器において、急峻かつ大電流のサージ
が印加されると、素子表面に備えられた電極の外周部に
おいて、電界集中による電流集中が発生（−１かかる電
、光集中が素子の破壊をもたらす事実な見ｌｉｔ Ｌ、
た。また磁器素体内部においては、局部的な不均質部が
存在している事実を確認し、直流電流通電時にはこの不
均質部への電流集中が発生し、特性劣化をもたらすこと
を見出した。
このような問題点な解決するため研究を進めた結果、副
成分として更に硼素を添加すること釦より、素子外周部
が内部よりやや高抵抗化し、それＫよって電極外周部で
の電流集中を防止し、短波尾サージ耐量を向上すること
が可能であり、同時に磁器素体内部に鉛ける不均質部も
消滅し、課電寿命の大巾な向上がなされた電圧非１ｍｍ
抗体が得られる事実を見出し、本発明を完成した。
成分として更に硼素を添加すること釦より、素子外周部
が内部よりやや高抵抗化し、それＫよって電極外周部で
の電流集中を防止し、短波尾サージ耐量を向上すること
が可能であり、同時に磁器素体内部に鉛ける不均質部も
消滅し、課電寿命の大巾な向上がなされた電圧非１ｍｍ
抗体が得られる事実を見出し、本発明を完成した。
しかして本発明によれば、Ｚｎｏを主成分とし、副成分
として希土類元素鮎よびコバルトを含む電圧非直線抵抗
磁器九おいて、更に副成分として硼素を添加したことを
特徴とする電圧非直線抵抗磁？製造するために配仔され
た原料組成物中の各成分金属元素の原子数の総和に対す
る添加金属元素の原子数の百分率な意味する。
として希土類元素鮎よびコバルトを含む電圧非直線抵抗
磁器九おいて、更に副成分として硼素を添加したことを
特徴とする電圧非直線抵抗磁？製造するために配仔され
た原料組成物中の各成分金属元素の原子数の総和に対す
る添加金属元素の原子数の百分率な意味する。
本発明に従う電圧非直線抵抗磁器は、一般にはＺｒ１Ｏ
と添加成分ｏ）＠ｆ４又は化合物の混合物を酸素含有界
囲気のもとで高温で焼成し、焼結させることによって製
造される。
と添加成分ｏ）＠ｆ４又は化合物の混合物を酸素含有界
囲気のもとで高温で焼成し、焼結させることによって製
造される。
通常添加成分番：し金属酸化物の形で添加されろが、焼
成過程で酸化物になり得る化合物、例えば炭酸塩、水酸
化物、弗化物およびその溶液なども用いることができ或
いは単体元素の形で用いて焼成過程で酸化物圧すること
もできる。
成過程で酸化物になり得る化合物、例えば炭酸塩、水酸
化物、弗化物およびその溶液なども用いることができ或
いは単体元素の形で用いて焼成過程で酸化物圧すること
もできる。
特に好ましい方法によれば、本発明の電圧非直線抵抗磁
器は、ＺｎＯ粉末粉末用添加成分金属化合物の粉末を十
分に混合し、焼成前に空気中で５００〜１０００℃で数
時間仮焼し、仮焼物を十分に粉砕し、所定の形状に成形
し、次いで２ｆｉ中で１１００’〜Ｊ４００℃ 程度の
温度で数時間焼成することにより製造される。１１００
°Ｃより低い焼成温度では焼結が不十分で特性が不安定
でネ）る。また１４（１０℃より高い温度では均質な焼
結体を得ることか困難となり、電圧非直線性が低下し１
特件の制御などの再現性に難点があり、実用に供する製
品を得かた〜為。
器は、ＺｎＯ粉末粉末用添加成分金属化合物の粉末を十
分に混合し、焼成前に空気中で５００〜１０００℃で数
時間仮焼し、仮焼物を十分に粉砕し、所定の形状に成形
し、次いで２ｆｉ中で１１００’〜Ｊ４００℃ 程度の
温度で数時間焼成することにより製造される。１１００
°Ｃより低い焼成温度では焼結が不十分で特性が不安定
でネ）る。また１４（１０℃より高い温度では均質な焼
結体を得ることか困難となり、電圧非直線性が低下し１
特件の制御などの再現性に難点があり、実用に供する製
品を得かた〜為。
ここで本発明をさらに例示するために実施例を示すＯ
実施例
ＺｎＯ粉末にＰｒ６０，１＋ ＣＯ３Ｏ４＊ Ｂ２Ｏ３
粉末を後記の第１表１ｃ記載の所定の原子％枦〔相当す
る量で添加し、十分に混合した後、 ５００〜１０００
℃で数時間仮堺した。次いで仮焼物を十分に粉砕し、バ
インダーを加え、直径４２ＩＩＩＩ＋の円板状１ζ加圧
成型し、１１００〜１４００ ’Ｃで空気中で１時間焼
成して焼結磁器を得た。この様にして得られた磁器を厚
さ２韮の試料に研磨し、その両面に電極な焼付けて素子
を作り、その電気的特性を測定した。
粉末を後記の第１表１ｃ記載の所定の原子％枦〔相当す
る量で添加し、十分に混合した後、 ５００〜１０００
℃で数時間仮堺した。次いで仮焼物を十分に粉砕し、バ
インダーを加え、直径４２ＩＩＩＩ＋の円板状１ζ加圧
成型し、１１００〜１４００ ’Ｃで空気中で１時間焼
成して焼結磁器を得た。この様にして得られた磁器を厚
さ２韮の試料に研磨し、その両面に電極な焼付けて素子
を作り、その電気的特性を測定した。
電気的特性としては、２５℃において素子にＩ ｍＡ（
５） の電流を流］−た時の電極間１圧■４ｍＡｌ１ｍＡ〜１
０ｍＡでの非直線指数α、並び疋短波尾サージ耐量とし
て４ｘ１０μｓｅｃ 、 ６５ＫＡ の衝撃電流を２
回印加１− 、前後のｖ輪ＡＬＴ）変化を求めた。又１
ｌＩＪ電寿命特性としては、直流１００ｍＡを５分間通
電し、前後のｖＬａＡ （’ ／ＩＡ通電時の電圧）の
変化を求めた。非直線指数αは、素子電流Ｉの電圧■に
対する変化を次式に近似した時に得られる。
５） の電流を流］−た時の電極間１圧■４ｍＡｌ１ｍＡ〜１
０ｍＡでの非直線指数α、並び疋短波尾サージ耐量とし
て４ｘ１０μｓｅｃ 、 ６５ＫＡ の衝撃電流を２
回印加１− 、前後のｖ輪ＡＬＴ）変化を求めた。又１
ｌＩＪ電寿命特性としては、直流１００ｍＡを５分間通
電し、前後のｖＬａＡ （’ ／ＩＡ通電時の電圧）の
変化を求めた。非直線指数αは、素子電流Ｉの電圧■に
対する変化を次式に近似した時に得られる。
ここで、ｃｉｔ電流密度が１ ｍＡ、１０ｔｌのときの
素子の単位厚さ当りの電圧である。
素子の単位厚さ当りの電圧である。
磁器の配合組成を種々変えたときの電気的特性の測定結
果を第１表に示す。第１表に示した配合組成は、配合さ
れた原料中の各成分金属元素の原子数の総和に対する添
加元素の原子数の比から算第１表 第１表に示す試料／ｉ６１は、Ｚｎ ＯＩＣＰ ｒ Ｉ
Ｃｏのみを添加して製造した従来の磁器に相当し、そ
の短波尾サージ耐量特性は一７２チ、課電寿命特性は一
２２％、非直線指数は３５である。本発明の目的である
短波電サージ耐量が良好である、即ち一７２係より０％
に近く、課電寿命特性が向上した、即ち一２２％より０
％に近い試料は、第１表より腐３〜７゜Ａ６１０〜１３
．ＡＩ６〜２１である。この中試料屑２１は非直線指数
αが低く実用に供さない。従って、Ｐｒは０．０８〜１
１．０原子係、Ｃｏは０．１〜１０．０原子係、Ｂは０
、ｎ ＯＯ５〜０１原子係の範囲内で添加する必要があ
る。
果を第１表に示す。第１表に示した配合組成は、配合さ
れた原料中の各成分金属元素の原子数の総和に対する添
加元素の原子数の比から算第１表 第１表に示す試料／ｉ６１は、Ｚｎ ＯＩＣＰ ｒ Ｉ
Ｃｏのみを添加して製造した従来の磁器に相当し、そ
の短波尾サージ耐量特性は一７２チ、課電寿命特性は一
２２％、非直線指数は３５である。本発明の目的である
短波電サージ耐量が良好である、即ち一７２係より０％
に近く、課電寿命特性が向上した、即ち一２２％より０
％に近い試料は、第１表より腐３〜７゜Ａ６１０〜１３
．ＡＩ６〜２１である。この中試料屑２１は非直線指数
αが低く実用に供さない。従って、Ｐｒは０．０８〜１
１．０原子係、Ｃｏは０．１〜１０．０原子係、Ｂは０
、ｎ ＯＯ５〜０１原子係の範囲内で添加する必要があ
る。
以上、Ｆｉ１表から明らかなように、副成分としてのＰ
ｒ、Ｃｎ系ＫＢｆ添加すること釦より、短波尾サージ耐
量と！１． Ｍ寿命特性が大巾に改良される。
ｒ、Ｃｎ系ＫＢｆ添加すること釦より、短波尾サージ耐
量と！１． Ｍ寿命特性が大巾に改良される。
これはＺｎＯにＰｒ、Ｃｏ、Ｂが共存して初めて達成さ
れ２．ものでホ、る。これらの副成分を単独に添加する
と、電圧非直線性は極めで悪く、はぼオーミックな特性
（−か得られず実用に供することかできな％ｚ 。
れ２．ものでホ、る。これらの副成分を単独に添加する
と、電圧非直線性は極めで悪く、はぼオーミックな特性
（−か得られず実用に供することかできな％ｚ 。
また第１表においては希土類元素としてＰｒにっいての
み例示したがｓＰｒ以外の希土類元素あるいは２穐類以
上の希土類元素についても、Ｂの添加による効果はＰｒ
単独の場合と同様、優れた非［ｆＭ性を失わすに短波尾
ザージ耐１とｌ！爾、寿命特性の大巾な改良が見出され
た。これらの結果を！２Ｎに示す。
み例示したがｓＰｒ以外の希土類元素あるいは２穐類以
上の希土類元素についても、Ｂの添加による効果はＰｒ
単独の場合と同様、優れた非［ｆＭ性を失わすに短波尾
ザージ耐１とｌ！爾、寿命特性の大巾な改良が見出され
た。これらの結果を！２Ｎに示す。
第２表
上述したように、本発明の電圧非直線抵抗磁器は、良好
な電圧非直線性な保持した上で、短波尾サージ耐量と課
電寿命が大巾に向上し、従ってバリスタとして極めて有
効に使用することができる。
な電圧非直線性な保持した上で、短波尾サージ耐量と課
電寿命が大巾に向上し、従ってバリスタとして極めて有
効に使用することができる。
イ１埋人芹理十山 口 巖
（１０）
Claims (1)
- 酸化亜鉛を主成分とし、これに副成分として少くとも一
種以上の希土類元素、コバルトおよび硼素を元素または
化合物の形でそれぞれ元素に換算して、希土類元素は総
量でＯＯ８〜５．０原子係、コバルトは０．１〜１０．
０原子％、硼素は５×１０〜１ｘ１０ 原子％の範囲
で添加して焼成してなることを特徴とする電圧非直線抵
抗体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57106313A JPS58223304A (ja) | 1982-06-21 | 1982-06-21 | 電圧非直線抵抗体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57106313A JPS58223304A (ja) | 1982-06-21 | 1982-06-21 | 電圧非直線抵抗体 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58223304A true JPS58223304A (ja) | 1983-12-24 |
| JPS644643B2 JPS644643B2 (ja) | 1989-01-26 |
Family
ID=14430490
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57106313A Granted JPS58223304A (ja) | 1982-06-21 | 1982-06-21 | 電圧非直線抵抗体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58223304A (ja) |
-
1982
- 1982-06-21 JP JP57106313A patent/JPS58223304A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS644643B2 (ja) | 1989-01-26 |
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