JPS6281005A - バリスタの製造方法 - Google Patents
バリスタの製造方法Info
- Publication number
- JPS6281005A JPS6281005A JP60220698A JP22069885A JPS6281005A JP S6281005 A JPS6281005 A JP S6281005A JP 60220698 A JP60220698 A JP 60220698A JP 22069885 A JP22069885 A JP 22069885A JP S6281005 A JPS6281005 A JP S6281005A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- varistor
- voltage
- zno
- overshoot
- sintered body
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- Pending
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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】
産業上の利用分野
本発明は、電源線あるいは信号線などから侵入する誘導
雷や誘導性負荷の開閉によって生じるサージなどを吸収
するバリスタの製造方法に関するものである。
雷や誘導性負荷の開閉によって生じるサージなどを吸収
するバリスタの製造方法に関するものである。
従来の技術
従来、各種電子機器、電気機器におけるサージの吸収、
雑音の除去、火花消去などのために。
雑音の除去、火花消去などのために。
ＳｉＣバリスタや酸化亜鉛（ＺｎＯ）糸バリスタが広く
利用されていた。この中でＺｎＯ７バリスタは、ＺｎＯ
に各種金属酸化物を添加し、焼結させることによって得
られるものであった。
利用されていた。この中でＺｎＯ７バリスタは、ＺｎＯ
に各種金属酸化物を添加し、焼結させることによって得
られるものであった。
発明が解決しようとする問題点
上記のようなバリスタの電圧−電流特性は近似的に次式
のように表わすことができる。
のように表わすことができる。
Ｉ ＝ （Ｖ／ｃ ）Ｃｘ
ここで、Ｉは電流、Ｖは電圧、Ｃはバリスタ固有の定数
であり、αは電圧非直線指数である。
であり、αは電圧非直線指数である。
従来のＺｎＯ系バリスタでは、αが非常に大きく、サー
ジ電圧を抑制する制限電圧特性が優れているが、リレー
、開閉サージなどの立上シ時間が極めて短いサージ電圧
が印加された時、応答性が十分でなく、オーバーシュー
ト分が残り、立上り時間の短いサージに対して、サージ
電圧抑制効果が十分でないという問題点があった。ここ
で、オーバーシュートとは第２図に示すように、立上り
時間が極めて短い電圧を印加した時、バリスタの両端に
あられれる電圧Ｖｐのことであり、定常時の電圧ｖｔに
対して（Ｖｐ−Ｖｔ）／マｔをオーバーシュート率と称
する。
ジ電圧を抑制する制限電圧特性が優れているが、リレー
、開閉サージなどの立上シ時間が極めて短いサージ電圧
が印加された時、応答性が十分でなく、オーバーシュー
ト分が残り、立上り時間の短いサージに対して、サージ
電圧抑制効果が十分でないという問題点があった。ここ
で、オーバーシュートとは第２図に示すように、立上り
時間が極めて短い電圧を印加した時、バリスタの両端に
あられれる電圧Ｖｐのことであり、定常時の電圧ｖｔに
対して（Ｖｐ−Ｖｔ）／マｔをオーバーシュート率と称
する。
このオーバーシュートの問題は、ＺｎＯ系バリスタ焼結
体の微細構造に起因していると考えられる。
体の微細構造に起因していると考えられる。
すなわち、ＺｎＯ系バリスタ焼結体の微細構造は第３図
に示すように粒径が１０μｍ〜数１０μｍのＺｎＯ粒子
１の周囲をＢｉを主成分とする厚さ５００人〜１μｍの
粒界層２がとりかこむ網目構造になっている。そして、
ＺｎＯ粒子１は１〜１ｏΩ・信と低抵抗であり、粒界層
２は１０ Ω・αと高抵抗であり、印加電圧はほとん
ど粒界層部分にかかることになり、ＺｎＯ系バリスタの
バリスタ現象はこの粒界層部分で起こっている。ここで
、上記オーバーシュートは粒界層に形成されたトラップ
準位に電子が捕捉されることによって生じる応答遅れに
よって起きると考えられる。したがって、粒界層の厚み
が大きい程トラップ準位は数多く形成されることになり
、オーバーシュートは大きくなる。これを解決する手段
として粒界層の厚みを薄くすることが考えられる。
に示すように粒径が１０μｍ〜数１０μｍのＺｎＯ粒子
１の周囲をＢｉを主成分とする厚さ５００人〜１μｍの
粒界層２がとりかこむ網目構造になっている。そして、
ＺｎＯ粒子１は１〜１ｏΩ・信と低抵抗であり、粒界層
２は１０ Ω・αと高抵抗であり、印加電圧はほとん
ど粒界層部分にかかることになり、ＺｎＯ系バリスタの
バリスタ現象はこの粒界層部分で起こっている。ここで
、上記オーバーシュートは粒界層に形成されたトラップ
準位に電子が捕捉されることによって生じる応答遅れに
よって起きると考えられる。したがって、粒界層の厚み
が大きい程トラップ準位は数多く形成されることになり
、オーバーシュートは大きくなる。これを解決する手段
として粒界層の厚みを薄くすることが考えられる。
本発明はこのような問題点を解決するもので。
オーバーシュート率が小さく、応答性の良いバリスタを
提供することを目的とするものである。
提供することを目的とするものである。
問題点を解決するための手段
上記問題点を解決するために本発明は、ＺｎＯにＢｉ２
Ｏ５を含む焼結体の粒界に金層酸化物を拡散さ′せるこ
とにより、応答性が良く、オーバーシュートの小さいバ
リスタを得ようとしたものである。
Ｏ５を含む焼結体の粒界に金層酸化物を拡散さ′せるこ
とにより、応答性が良く、オーバーシュートの小さいバ
リスタを得ようとしたものである。
作用
従来のＺｎＯ系バリスタでは、粒界の厚みが厚いために
粒界層部での電子の流れがスムーズに行われなかったが
、この構成により、酸化亜鉛の粒界に一様に薄く粒界層
を形成させることができるために、電子の流れがスムー
ズに行われ、応答性の優れたバリスタを得ることができ
ることとなる。
粒界層部での電子の流れがスムーズに行われなかったが
、この構成により、酸化亜鉛の粒界に一様に薄く粒界層
を形成させることができるために、電子の流れがスムー
ズに行われ、応答性の優れたバリスタを得ることができ
ることとなる。
実施例
以下に本発明を実施例をあげて説明する。
まず、ＺｎＯを１００〜９５．Ｏモ／Ｌ’％、Ｂｉ２Ｏ
３をＯ〜６．０モル％の割合で配合し、ボールミルなど
の湿式で２０時間混合した後、１５０’Ｃで２４時間乾
燥させた。次に、ポリビニルアルコールなどの有機結合
剤を５〜１０重量％加えて造粒し、成形圧力８００ ｋ
ｇ／ ｃｔＡで１３φｍｍ×１ｔｏｍの大きさに加圧成
形した後、空気中において１２ｏＯ〜１２６０°Ｃの温
度で約２時間焼成した。次に、この焼結体の両面に金属
酸化物（Ｃｏ２Ｏ３、ＭｎＯ２。
３をＯ〜６．０モル％の割合で配合し、ボールミルなど
の湿式で２０時間混合した後、１５０’Ｃで２４時間乾
燥させた。次に、ポリビニルアルコールなどの有機結合
剤を５〜１０重量％加えて造粒し、成形圧力８００ ｋ
ｇ／ ｃｔＡで１３φｍｍ×１ｔｏｍの大きさに加圧成
形した後、空気中において１２ｏＯ〜１２６０°Ｃの温
度で約２時間焼成した。次に、この焼結体の両面に金属
酸化物（Ｃｏ２Ｏ３、ＭｎＯ２。
５ｂ２０３ 、 ＨＬＯ、Ｃｒ２Ｏ３、ＳｉＯ２ 、
Ｔｉ０２）を含むペーストをスクリーン印刷などによシ
塗布し。
Ｔｉ０２）を含むペーストをスクリーン印刷などによシ
塗布し。
１６０°Ｃで約１０分間乾燥させた。ここで、ペースト
は、金属酸化物１０ｇに対し、エチルセルロース１ｇ、
カルピトールアセテート１６〜２０ｍ／の割合で混合し
てペーストを作成した。次に、乾燥後の素子を空気中で
９００〜１０００°Ｃで熱処理を行った。次に、Ａｇ
などの導電性金属を用いて電極を形成した。この時の電
極径は８．０φｍｍとした。第１図にこのようにして作
製されたバリスタを示し、３は焼結体、４は電極である
。
は、金属酸化物１０ｇに対し、エチルセルロース１ｇ、
カルピトールアセテート１６〜２０ｍ／の割合で混合し
てペーストを作成した。次に、乾燥後の素子を空気中で
９００〜１０００°Ｃで熱処理を行った。次に、Ａｇ
などの導電性金属を用いて電極を形成した。この時の電
極径は８．０φｍｍとした。第１図にこのようにして作
製されたバリスタを示し、３は焼結体、４は電極である
。
以上のようにして得られた素子の特性を下記の表１〜表
７に併せて示す。表１〜表７において、Ｖ＋ ｍＡは１
ｍＡの電流を素子に流した時の電圧値である。また、α
は非直線指数で、オーバーシュート率は、立上り速度２
ｎＳパルス幅１μｓ・１０ムの電流を素子に流した際
、素子の両端電圧の最高電圧値をＶｐ 、安定時の電圧
をｖｔとした時、（ＶｐＶｔ）／Ｖｔ として算出し
た。
７に併せて示す。表１〜表７において、Ｖ＋ ｍＡは１
ｍＡの電流を素子に流した時の電圧値である。また、α
は非直線指数で、オーバーシュート率は、立上り速度２
ｎＳパルス幅１μｓ・１０ムの電流を素子に流した際
、素子の両端電圧の最高電圧値をＶｐ 、安定時の電圧
をｖｔとした時、（ＶｐＶｔ）／Ｖｔ として算出し
た。
（以 下 余 白）
従来のＺｎＯ系バリスタでは、オーバーシュート率が３
０−６０％であったのに対し、表１〜表７に示すように
本実施例によれば、１０〜１６％と応答性が改善されて
いる。また、Ｂｉ２Ｏ３の添加量は、０．１モル％よシ
少ないとオーバーシュート率が２０％以上と大きくなシ
、一方１，０モル％より多いと非直線指数が８以下と小
さくなり、またオーバーシュート率も大きくなる。した
がって、Ｂｉ２Ｏ３の添加量はＱ、１モ／Ｌ’ 〜１，
０−Ｅ：ｌｖが望ましいと思われる。
０−６０％であったのに対し、表１〜表７に示すように
本実施例によれば、１０〜１６％と応答性が改善されて
いる。また、Ｂｉ２Ｏ３の添加量は、０．１モル％よシ
少ないとオーバーシュート率が２０％以上と大きくなシ
、一方１，０モル％より多いと非直線指数が８以下と小
さくなり、またオーバーシュート率も大きくなる。した
がって、Ｂｉ２Ｏ３の添加量はＱ、１モ／Ｌ’ 〜１，
０−Ｅ：ｌｖが望ましいと思われる。
なお、上記の実施例では金属酸化物としてＣｏ２Ｏ３、
ＭｎＯ２などのうちの一種類を含むペーストを焼結体の
表面に塗布した場合について説明したが、これはｃｏ２
ｏ５ 、 ＭｎＯ２、５ｂ２０３ 、 ＮｉＯ。
ＭｎＯ２などのうちの一種類を含むペーストを焼結体の
表面に塗布した場合について説明したが、これはｃｏ２
ｏ５ 、 ＭｎＯ２、５ｂ２０３ 、 ＮｉＯ。
Ｃｒ２Ｏ５、ＳｉＯ２ 、 ＴｉＯ２のうちの二種類以
上を含むペーストを塗布した場合においても、上記表１
〜表７に示す特性と同等の効果を得ることができること
を実験により確認した。
上を含むペーストを塗布した場合においても、上記表１
〜表７に示す特性と同等の効果を得ることができること
を実験により確認した。
発明の効果
以上のように本発明によれば、ＺｎＯを９９．０〜９９
．９−Ｅ：／ｌ／％とＢｉ２Ｏ５を０．１〜１．０−１
１ニル％含む焼結体に、Ｃｏ２Ｏ３、ＭｎＯ２、５ｂ２
０５ 、 ＮｉＯ。
．９−Ｅ：／ｌ／％とＢｉ２Ｏ５を０．１〜１．０−１
１ニル％含む焼結体に、Ｃｏ２Ｏ３、ＭｎＯ２、５ｂ２
０５ 、 ＮｉＯ。
Ｃｒ２Ｏ５、ＳｉＯ２ 、 ＴｉＯ２のうち少なくとも
１種類を含む物質を塗布し、熱処理を行うことによって
、オーバーシュート率が小さく、応答性の良いバリスタ
を得ることができる。
１種類を含む物質を塗布し、熱処理を行うことによって
、オーバーシュート率が小さく、応答性の良いバリスタ
を得ることができる。
第１図は本発明の製造方法により作られたバリスタの断
面図、第２図は印加電圧とＺｎＯバリスタの両端にあら
れれる電圧の波形を示す図、第３図はＺｎＯバリスタ素
子焼結体の微細構造図である。 ３・・・・・・焼結体、４・・・・・・電極。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第１
図 ８−°゛蜆ｒ５１ 斗−Ｉし隊 第２図。 第３図
面図、第２図は印加電圧とＺｎＯバリスタの両端にあら
れれる電圧の波形を示す図、第３図はＺｎＯバリスタ素
子焼結体の微細構造図である。 ３・・・・・・焼結体、４・・・・・・電極。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第１
図 ８−°゛蜆ｒ５１ 斗−Ｉし隊 第２図。 第３図
Claims (1)
- ＺｎＯを９９．０〜９９．９モル％とＢｉ＿２Ｏ＿３を
０．１〜１．０モル％含む焼結体に、Ｃｏ＿２Ｏ＿３、
ＭｎＯ＿２、Ｓｂ＿２Ｏ＿３、ＮｉＯ、Ｃｒ＿２Ｏ＿３
、ＳｉＯ＿２、ＴｉＯ＿２のうち少なくとも一種類を含
む物質を塗布し、熱拡散させたことを特徴とするバリス
タの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60220698A JPS6281005A (ja) | 1985-10-03 | 1985-10-03 | バリスタの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60220698A JPS6281005A (ja) | 1985-10-03 | 1985-10-03 | バリスタの製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6281005A true JPS6281005A (ja) | 1987-04-14 |
Family
ID=16755090
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60220698A Pending JPS6281005A (ja) | 1985-10-03 | 1985-10-03 | バリスタの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6281005A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05212100A (ja) * | 1991-05-31 | 1993-08-24 | Philip Morris Prod Inc | 香味発生器具用制御装置 |
| CN110010320A (zh) * | 2015-11-27 | 2019-07-12 | 埃普科斯股份有限公司 | 陶瓷多层器件和用于制造陶瓷多层器件的方法 |
-
1985
- 1985-10-03 JP JP60220698A patent/JPS6281005A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05212100A (ja) * | 1991-05-31 | 1993-08-24 | Philip Morris Prod Inc | 香味発生器具用制御装置 |
| CN110010320A (zh) * | 2015-11-27 | 2019-07-12 | 埃普科斯股份有限公司 | 陶瓷多层器件和用于制造陶瓷多层器件的方法 |
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