JPS63117403A

JPS63117403A - 電圧非直線抵抗体用電極材料

Info

Publication number: JPS63117403A
Application number: JP61264524A
Authority: JP
Inventors: 稔増田; ▲高▼見　昭宏
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1986-11-06
Filing date: 1986-11-06
Publication date: 1988-05-21
Anticipated expiration: 2010-04-10
Also published as: JPH0732086B2

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】産業上の利用分野本発明は電圧非直線抵抗体に用いる電極材料に関するも
のである。

従来の技術電圧非直線抵抗体（以下、バリスタと称す）は、サージ
吸収素子、電圧安定化素子、避雷器等に広く用いられて
いる。従来、これらの用途にはシリコンカーバイドバリ
スタやシリコンバリスタ等が供されてきた。しかし、こ
れらのバリスタは、電圧非直線性係数αが小さく、特性
を任意に調整できない、あるいは形状が大きい等の欠点
を有しておシ、その用途はおのずから制限されていた。

そして、これらの欠点を改善するものとして、酸化亜鉛
（ＺｎＯ）を主成分とし、これに数種の金属酸化物を微
量添加し、混合、成形、焼成した酸化物焼結体のバリス
タが開発された。このバリスタは優れた電圧非直線係数
を有しているためにその用途は拡大されようとしている
が、高度に発達した通信機器の電気回路にはまだ不十分
な点が多い〇一般にバリスタの電圧非直線は次式で示す電圧非直線係
数αおよびＶ工の値で評価されている。

Ｉ／１＝（Ｖ／Ｖｉ）α ここで、工はバリスタに流れる電流、■はその印加電圧
、Ｖｉは一定電流ｉアンペアにおける電圧で、通常立ち
上がり電圧と称されている。

バリスタの電気特性を示す上で、αおよびｖ１は実用上
重要な定数である。すなわち、αはバリスタを挿入した
電気回路の電圧が如何に制御されるかを示すものであり
、αが大きい程その電圧の立ち上がりが優れており、α
は特殊用途を除けば大きい方が好ましく、”　３０　”
以上の値が望ましい。また、Ｖｉは使用される電圧がい
くらであるかによって定められるものであり、それぞれ
の製品によってあらかじめ指定された値に調整されるも
のである。

発明が解決しようとする問題点ところで、通信機器の電気回路においてその使用条件を
考えれば、サージ電流に対する漏洩電流の増加が小さく
て制限電圧比特性（一般には１ｍＡ流れた場合のバリス
タの端子間電圧ｖ１．ｎム　と他の値の電流が流れた場
合の同一バリスタの端子間電圧の比で大電流領域におけ
る電圧の非直線性を示したもの）に優れたバリスタが必
要となる。

しかしながら、電極材料中のガラスフリット成分として
Ｂｉ２Ｏ３を４０〜９０重量％、Ｂ２０．を１０〜３０
重量％、ＳｉＯ２を５〜２５重量％含んでなる硼珪酸ビ
スマスガラスを用いた従来の電極材料をｚｎｏ　　系バ
リスタに使用すると、サージ電流耐量におけるバリスタ
電圧の特性劣化が大きく、かつ制限電圧比が満足すべき
ものでないのが現状である。

本発明は　ＺｎＯ系バリスタのサージ電流耐量における
バリスタ電圧の特性劣化と制限電圧比の改善を目的とす
る。

問題点を解決するための手段上記の目的を達成するために本発明は、ＺｎＯを主成分
とする電圧非直線抵抗体の電極材料のガラス成分として
、ホウ素をＢ２Ｏ３の形で１０〜３０重量％、珪素をＳ
ｉＯ□の形で５〜２５重量％、鉛をｐｂｏＯ形で６０〜
７６重量％、亜鉛をＺｎＯの形で５〜３６重量％、ビス
マスをＢｉ２Ｏ３の形で５〜３０重量％含む硼珪酸鉛亜
鉛ビスマスガラスをガラスフリットとして用いたもので
ある０作用上記の構成によれば、硼珪酸鉛亜鉛ビスマスガラスをＺ
ｎＯ系バリスタの電極材料のガラス成分として用いるこ
とにより、　ＺｎＯ系バリスタのサージ電流耐量におけ
るバリスタ電圧の特性劣化と制限電圧比の改善を図るこ
とができる。

実施例以下、本発明の実施例を従来例と比較しながら説明する
。

まず、ＺｎＯを９６モル％、Ｂｉ２Ｏ，を０．６−Ｅｌ
ｋ％、Ｃｏｏを０．５モル％、ＭｎＯ２を０．９モル％
、５ｂ２ｏ、を０．９　モ／Ｌ／％、ＮｉＯを０．６モ
／ｌｚ％、Ｃｒ２Ｏ３を０．５モル％秤量し、ボールミ
ルで混合した。こうして得られた混合スラリーを乾燥後
、７００〜９６０°Ｃで仮焼しくこの仮焼を省略しても
よい）、バインダ（ＰＶＡ　５％水溶液）を加え、円板
状に加圧成形した。その後、１１ｏｏ〜１３００’Ｃで
焼成し、得られた焼結体（直径７間）を厚さ１０朋に研
摩した後、直径５圏の銀電極を焼き付けた。

ここで使用した銀電極は、硼珪酸鉛亜鉛ビスマスガラス
粉末（下記の第１表は使用した硼珪酸鉛亜鉛ビスマスガ
ラスの組成比を示す）を所定量（重量比で６％）秤量し
、ブチルカルピトールにエチルセルローズを溶かしたビ
ヒクル（重量比で３０％）中にｈｇ粉末（重量比で６６
％）とともに混練し、ペースト状にしたものである。ま
た、下記の第２表は従来例の硼珪酸ビスマスガラスの組
成比を示す。

〈　　第　　１　　表　　〉く第２表〉下記の第３表はこのようにして得られた焼結体の電気特
性を示す。

（以　　下　　余　　白　）この第３表は、麺ム〜１０ム　までの電圧電流特性を測
定した結果よシ算出したもので、電流が０．１！ｌｌム
と１ｒｎＡ　間の非直線指数０．１ｍムα１ｍＡ。

素子単位厚み当りのバリスタ電圧ＶＩｍム／ｍｍ、［流
値１０Ａにおける７１０人とｖ１□ムの比ｖ１０ム／　
ｖｌｍＡ　（制限電圧比）およびサージ電流耐量特性に
おけるｖｌｍＡの変化率Δｖ／ｖ１Ｔ！１人（へ）で表
される。

サージ電流耐量特性は、規定された８Ｘ２０．ｇｅ。

の標準電流波形の衝撃電流（ここでは６００人）を６分
間隔で２回印加し、バリスタ電圧”１ｍ人の変化率を算
出し、これで特性評価を行った。

第３表に示されたごとく、硼珪酸ビスマスガラスを含有
したサンプル＆１に比べて本発明のサンプル黒２〜７を
使用したバリスタはサージ電流耐量特性が非常によくな
ると共に制限電圧特性も改善されており、通信機器の電
気回路用として用いるバリスタに要望される特性を満足
するものである０また、ガラス成分の有効な組成範囲は、ホウ素をＢ２０
．の形で１０〜３０重量％、珪素をＳｉＯ２の形で５〜
２５重量％、鉛をＰｂＯＯ形で６０〜７６重量％、亜鉛
をｚｎｏ　　Ｏ形で５〜３６重量％、ビスマスをＢｉ２
Ｏ３の形で５〜３０重量％含む硼珪酸鉛亜鉛ビスマスガ
ラスである。

これらの組成の範囲外になると、０．１　ｍムα１ｍ人
が３ｏ未満、ｖ１ｏＡ／ｖ１ｍＡが１．４６以上、サー
ジ電流耐量におけるバリスタ電圧の特性劣化が大きくな
る、のうちいずれかになシ、通信機器の電気回路用のバ
リスタとしては不適当になる。

発明の効果以上の説明のように本発明の電極材料を印刷、焼き付け
してＺｎＯ系バリスタを構成すれば、小電流領域から大
電流領域にわたって優れた電圧非直線特性を示し、かつ
通信機器の電気回路にも適した非常に優れたサージ電流
耐量特性のバリスタが得られるものである。

Claims

【特許請求の範囲】

　ＺｎＯを主成分とする電圧非直線抵抗体の電極材料の
ガラス成分として、ホウ素をＢ＿２Ｏ＿３の形で１０〜
３０重量％、珪素をＳｉＯ＿２の形で５〜２５重量％、
鉛をＰｂＯの形で５０〜７５重量％、亜鉛をＺｎＯの形
で５〜３５重量％、ビスマスをＢｉ＿２Ｏ＿３の形で５
〜３０重量％含む硼珪酸鉛亜鉛ビスマスガラスをガラス
フリットとして用いた電圧非直線抵抗体用電極材料。