JPS6144407A - 電圧非直線性抵抗素子 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は電圧非直線性抵抗素子に関し、特にたとえば
テレビジョン受像機のブラウン管の管内放電対策などに
利用される比較的高いしきい値を有する電圧非直線性抵
抗素子に関する。

（従来技術） 従来より、チタン酸ストロンチウム（ＳｒＴｉＯ２）系
の半導体セラミックを用いた電圧非直線性抵抗素子（バ
リスタ）が知られている。従来の電圧非直線性抵抗素子
は、通常、直径Ｌｏｉｍ前後、肉厚０．５〜１龍程度で
あり、そのしきい値（■ｔｈ）は１０〜５０Ｖ、非直線
係数（α）は１５前後である。しかしながら、たとえば
テレビジョン受像機のブラウン管の管内放電対策として
用いるためには、しきい値は１〜１０ｋＶと比較的高く
なければならない。

（発明が解決しようとする問題点） しきい値の高い電圧非直線性抵抗素子（バリスタ）を得
るためには、一般的には、そのユニットの肉厚を大きく
すればよく、上述の程度のしきい値を得ようとすれば、
直径１０ｕ＋程度とし５〜１０ｃＩ１１の肉厚にするこ
とが考えられる。しかしながら、特に半導体セラミック
の結晶粒界を高抵抗化することによって電圧非直線性抵
抗ユニットを得る場合には、このように肉厚が厚いと、
非直線係数（α）は１０以下に低下してしまう。これは
、肉厚があまり厚いと通常の焼成時間（速度）では内部
まで結晶粒界が十分高抵抗化されず、内部では半導体の
性質のまま残るからである。したがって、従来の考え方
では、単体で高いしきい値を有する電圧非直線性抵抗素
子を作ることは事実上困難であった。

これに対して、いわゆる積層形のものであれば、しきい
値電圧も非直線係数も大きいものが得られる。しかしな
がら、積層形の場合には、当然、積層の工程が必要であ
るばかりでなく、さらにケーシングの必要があり、積層
形では、製造工程が増えて、結局高価なものとなってし
まう。

それゆえに、この発明の主たる目的は、しきい値が高く
しかも非直線性係数も大きい電圧非直線性抵抗素子を、
より安価に提供することである。

（問題点を解決するための手段） この発明は、その高さ方向に貫通する１または２以上の
貫通孔を有しかつ電圧非直線性を呈する柱状ユニットの
高さ方向の対向端面にそれぞれ電極を形成した、電圧非
直線性抵抗素子である。

（作用） 柱状ユニットの高さ方向の両端面電極間に電圧非直線性
抵抗特性が現れる。

（発明の効果） この発明によれば、柱状ユニットの高さ方向の寸法を任
意に選ぶことによって、所望のしきい値の電圧非直線性
抵抗素子が得られる。

さらに、肉厚を十分薄くできるので、その柱状ユニット
をたとえば半導体セラミックの結晶粒界を高抵抗化した
ものでつくる場合であっても、そのユニットの内部まで
十分高抵抗化され得る。したがって、非直線係数もまた
従来のものと同じように十分大きくできる。

この発明の上述の目的、その他の目的、特徴および利点
は、図面を参照して行なう以下の実施例の詳細な説明か
ら一層明らかとなろう。

（実施例） 第１図はこの発明の一実施例を示す斜視図である。電圧
非直線性抵抗素子１０はたとえば半導体セラミックから
なる柱状ユニット１２を含む。この柱状ユニット１２は
、その高さくＨ）方向に貫通する１つの貫通孔１２ａが
形成されたいわばチューブ状のものとして構成される。

柱状ユニット１２の高さＨ方向の対向端面には、それぞ
れ、電極１４および１６が形成される。この一対の電極
１４および１６が適宜のリード線などに接続され、電圧
非直線性抵抗素子１０が完成する。

柱状ユニット１２は、たとえばチタン酸ストロンチウム
にマンガン等を拡散してたとえば１１００〜１２００℃
の空気中で酸化することによってそのセラミック粒子の
結晶粒界に酸化マンガン等の酸化物を付着させて高抵抗
化したり、あるいは単に酸化性雰囲気中の熱処理による
酸化によって結晶粒界を高抵抗化するなど、適宜の方法
に作成される。このような半導体セラミックを用いる場
合には、柱状ユニット１２の肉厚ｔは、通常の焼成速度
ないし時間で内部まで結晶粒界が十分高抵抗化できる程
度に比較的薄くされなければならない。

電極１４および１６は、たとえば銀、銅あるいは亜鉛な
どの金属ペーストの印刷、焼付等によって形成され得る
。

実験例 ５ｒＴｉＯ３９９，６％、ｙ、ｏ３ｏ、３％およびＭｎ
Ｏ２０，１％からなる組成物を、たとえば押出し成型に
よって、第１図のような中空柱状ユニットに成型する。

そして、Ｎ２９７％、８２３％の還元性雰囲気中１４０
０℃で２時間焼成し、外径１２頭、内径ＩＱｎｍ、肉厚
（ｔ）２鶴、高さくＨ）５０ｎの柱状ユニット１２を得
る。

ついで、空気中１１００℃で熱処理を行い。柱状ユニッ
ト１２０半導体セラミックの結晶粒界を高抵抗化する。

そして、たとえば銀ペーストをその柱状ユニットの両端
面に印刷し、８００℃で焼付けて電極１４および１６を
形成する。

この試料において電気的特性を測定したところ、しきい
値（ｖｔｈ）は３ｋＶであり、非直線係数（α）は１５
であった。

比較例 直径１０ｍｍ、高さ５０１璽の中実円筒状半導体セラミ
ックユニットを用いた場合、しきい値は１゜２ｋＶであ
り、非直線係数は６であった。

第２図はこの発明の他の実施例を示す斜視図である。こ
の実施例は柱状ユニット１２の形状が第１図と異なる。

この実施例では、柱状ユニット１２の貫通孔１２ａに、
この柱状ユニット１２の機械的強度を高めるための補強
部１２ｂが形成されている。

なお、柱状ユニット１２の断面形状は第１図および第２
図に示した中空円筒状のものに限らず、他の中空角筒状
のものやその他にハニカム構造など、肉厚が比較的薄く
１または２以上の貫通孔が形成されたものであれば、任
意の形状のものが利用可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す斜視図である。 第２図はこの発明の他の実施例を示す斜視図である。 図において、１０は電圧非直線性抵抗素子、１２は柱状
ユニット、１２ａは貫通孔、１４．１６は電極を示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　その高さ方向に貫通する１または２以上の貫通孔を
   有しかつ電圧非直線抵抗特性を呈する柱状ユニット、お
   よび 前記柱状ユニットの高さ方向の対向端面にそれぞれ形成
   された１対の電極を備える、電圧非直線性抵抗素子。 ２　前記柱状ユニットはセラミックの結晶粒界を高抵抗
   化した半導体セラミックからなる、特許請求の範囲第１
   項記載の電圧非直線性抵抗素子。 ３　前記半導体セラミックはチタン酸ストロンチウム系
   の半導体セラミックである、特許請求の範囲第２項記載
   の電圧非直線性抵抗素子。