JPS63246803A

JPS63246803A - 酸化物非直線抵抗体

Info

Publication number: JPS63246803A
Application number: JP62081873A
Authority: JP
Inventors: 昇一ノ瀬; 阿蘇　満
Original assignee: HOTSUKOU DENSHI KK
Current assignee: HOTSUKOU DENSHI KK
Priority date: 1987-04-01
Filing date: 1987-04-01
Publication date: 1988-10-13

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、酸化物半導体を用いた１に正非１１！ｆ線抵
抗体に関するものである〇（従来の技術〉近年、音響機器や制伊！ｅ！４器及び小型＋１動機器の
発展と普及により、これら機器の雑音の防止、過電圧か
らの保護、リレー接点の保護をすることが車要な課題と
なっている。しかし、これらの機器は小型化、集積化の
傾同にあり、電圧非直線抵抗体としても小型化、低電圧
化が要望されるようになってきた。

従来から使用されている電圧非直線抵抗体（以下、パリ
ス々と称す。ンには、Ｓ１０バリスタ、８γＴ１０３バ
リスタ、ＺｎＯ糸のバリスタなどがあり、これら電圧電
流特性の非直線的な特性によりサージ電圧の吸収、電圧
安定化に多く使用されている。

一般に、バリスタの電圧電流特性は次式で近似される。

工請（Ｖｌｏ）“ ただし、Ｉはバリスタを流れる電流、Ｖは印加電圧、０
はＴＩＥ　ｇ　１　ｍＡにおける電圧でバリスタ電圧ｖ
１ｍＡと表示され、αは非１σ程性を表わす係数であり
、電圧電流特性はバリスタ電圧Ｖ１ｍＡと非直線係数α
で表わされる。

５ｉ０バリスタの場合、その非直線性は！ＪＬＯ粒子相
互の接触抵抗のｆｉモ圧圧感感性利用したもので、Ｓｉ
ａ位子を磁器結合剤で暁き固めて製着される。

８１０パリス々では非直線係数αは３〜７と得られるが
、１粒界あたりのＣ値が高いために低電圧にするには粒
′＃数を減らさなければならず、パリス々を流れる′１
げ流方回の厚みを減らすか、もしくは、導電性物質を加
え固■抵抗を下げることなどが知られている。しかし、
前搏の場合は厚みが薄くなって機械的強ヴに問題があり
、少者の場合は非直〜性のない導電物質が入るため非１
ケ線係数を小さくすることになり低電圧用には限度があ
る。

ＳγＴ１０３バリスタは、五酸化ニオブ（Ｎｂ２Ｏ，）
などの半導体化剤の添加と還元性４囲嘱煉結での（Ｊ！
；　＋４−１で半導体化し、バリスタ特性をイ叫るため
再び、゛・１９化性雰囲気中で熱処理することにより製
遺される。しかし、８γＴｉｅ３、Ｎｂ２Ｏ５などは高
価な材料であり、嘩債面においても熱処理の面でコスト
島になるなどの間穐がある。

（発明が解決しようとする問題、へ２そこで本発明は、低電圧５〜４０ボルトにおけろバリス
タを容易に得ることができると共に非直即係教αを６以
上で安Ｙ性が静＜、通常の銀Ｒ−ストを焼付けた１４伶
でよく、かつ、安価なバリスタを提供することにある。

（問題慨を解決するための手段〉上記の目的を達成するため本発明は、酸化亜鉛（ＺｎＯ
）を主成分として６４〜９９．３モル％、副成分として
酸化マンガン（ＭｎＯ，ｌ　Ｏ，１〜５モル％、〆・′
９化チ々ン（Ｔ１０２）０．５〜２０モル％を含み、添
加物として酸化フパルト（ａ　ｏ　ｏ　）　０．１〜５
モル％、酸化アンチモン（ａｂ、’　ｏ３）　０．１〜
５モル％、二酸化ケイ素（＋３１０２）　　α１〜３モ
ル％を少なくとも一種類以上を含む焼結体にＭ　／％Ｆ
−ストを途布焼付けて電極を構成したことを特徴とする
ものである。

本発明における組成範囲を前記のごとく限定した埋田に
ついて記述すると、本発明における主成分のＺｎＯと副
成分のＭｎ０１’ｒ１ｏ２の３成分糸においてバリスタ
特性を調べたところ、パリス々゛屯圧Ｖ１ｍＡと非直線
係数αとには次のような関係が間第１図はｚｎＯを（９
９−Ｘ）モｖ％にＭｎＯを１モル％に固定してＴｉＯ□
１ｔ（１モル％）を変化させたとき、第２図はＺｎＯを
（９５−Ｘ）モル％にＴｉＯ３を５モル％に固定してＭ
ｎＯ省（ｘモル％ンを変化させたときのバリスタ特性と
電圧変化率である。図から明らかのように、Ｔｉ０ｇが
０．５〜２０モル％、ＭｎＯが０．１〜５モル％である
ときの非直邸係数αが６以上で、バリスタ電圧Ｖ１ｍＡ
は５〜４０ボルトの範囲で制御できる。ここで、これら
Ｍｎｏ、Ｔ１ｏ２！ａの組成範囲外では非直線係数αが
３未満となり、バリスタ電圧Ｖ　ｉ　ｍＡ　も４０ボル
トより大きくなる。また、電圧変化率ΔＶ１ＱｍＡは、
ＭｎＯ，ＴｌＯ２の組成範囲内であっても一１５％〜−
２８％と大きく不安定に得られている。

・淋３図から４５図はＺｎＯを（９４−Ｘ）％ル％、Ｍ
ｎＯを１モル％、ＴｉＯ２を５モル％に固定し、添加物
として０ｏＯ１Ｓｂ２０３．８１０２　　＋４を変化さ
せたときのパリス々特性と、電圧変化率を示す。図から
明らかのように、電圧変化率は０ｏＯＱ、１〜３．０モ
ル％、Ｂｂ２０ｓ　　Ｏ，５〜５．Ｑ　モル％、５１ｏ
２０．１〜３モル％の範囲で一１０％以下に減少し、し
かも、非直線係数α３以上に、バリスタ電圧５〜４゜ボ
ルトの範囲で制御することができる。ａｏｏＳｓｂ２０
３、Ｓｉｎｇの添加範囲外では電圧変化率が一１０％よ
り大きくなり、非直線係数αも３未満となる。

また、Ｚ！１０を主成分として６４〜９２６モル％、副
成分としてＭｎＯＱ、　１〜５　％　８％、Ｔ１ｏ２０
．５〜２０モル％、添加物としてｏｏＯｏ、１〜３モル
％、βｂｇＯ３０．５〜５％ル％、５１０９　０．１〜
３モ、ｚｌの組成範囲内で少なくとも一棺類以上の添加
物を加えた場合でも、良効なバリスタ特性を得ることが
できる。

（作　用］本発明によれば低Ｔ４圧におけるバリスタとなると共に
非直線係数αが３以上の安定性が高いバリスタとなる。

（実施例λ 以下本発明にかかる酸化物非直線抵抗体を実地例に基づ
いて説明する。

主成分であるＺｎＯと副成分のＭｎ０１Ｔｉ０２と添加
物の０００Ｓ８１）２０３．５１０２　を所定の範囲内
で種々の＃１合に秤量しボールミルで混合し、６００〜
９００°０で仮焼した優、さらにボールミル等で粉砕し
て調製粉末とする。これにポリビニール、アルコール等
の粘結剤を加え１００　ｋｇ／　ｃｄ〜２　ｔｏｎ／ｄ
桿変の圧力で成形し、焼結を′４気炉にて空気雰囲気中
で１２００〜１４００°Ｃの範囲で焼結し、直径１５ｍ
＋、厚さ１鵠の円板状の素子に仕上げる。ここで使用さ
れる原料は仮焼、焼結などの加熱によって酸化物に転す
る水酸化物、喫酸壇を用いてもかまわない。次に得られ
た炉結体素子に銀ペーストを塗布し、５００〜８００°
Ｏの範囲で焼付けして成極をｆ４成する。

このようにして得られた試料のバリスタ特性で槌Ｖ１’、ＱｍＡ　ｔｔ標閂回路方弯により求めた。次表
は各試料におけるその測定結果をそれら試料の組成比と
ともに示したものである。

その表を次の頁に示す。

第１表第２表実施例から明らかなように、本発明の範囲内の組成によ
りパリス々電圧ｖ１！！１人５〜４０ボルトと低電圧に
得られ、非直線係数αも３以上である。

電圧変化率必ＱｍＡは一１０％以下で、特に添加物であ
る０ｏＯ１８’ｂ２０３　、！３１０２　　の同時添加
の組成は一５襲以下になり安定性が高い。これに対して
本発明以外の組成で試料Ａ１〜３．２６〜３０の非＋ｆ
Ｌ＠係数αは３未満で、電圧変化率ΔＶ１ＱｍＡは一１
０％より大きくなり不安定である。

（発明の効果ン本発明によれば、バリスタ電圧を５〜４０ボルト１非直
線係数αを３以上に組成比を変えることにより容易に得
ることができる。しかも、安価な原料を使用しており、
製造も容易であるのでコスト的にも安く、安定性も高ｖ
１ものを提供する効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は主成分ＺｎＯにＭｎＯを１．０モル％に固定し
たときのＴｌＯ２変化に対するバリスタ電圧ｖ１ｍＡと
非直線係数αおよび電圧変化率ΔＶ　ｉ　Ｑｍムを示す
特性曲線図、第２図は主成分ＺｎＯに’ｒｔｏ２を５．
０モル％に固定したときのＭｎＯ変化に対するバリスタ
電圧ＶｉｍＡと非直線係数αおよび電圧変化率ΔＶｉＱ
ｍＡを示す特性曲線図、第３図、第４図、＠５図は主成
分Ｚ！ＬＯに副成分ＭｎＯを１．０モル％、ＴｌＯ２を
５．０モル％に固定したときの０ｏＯ１！３ｂ２０３．
８１０ｇ変化に対するバリスタ電圧ＶｉｍＡと非直線係
数αおよび電圧変化率ΔＶ１ＱｍＡを示す各曲線図。

Claims

【特許請求の範囲】

酸化亜鉛（ＺｎＯ）を主成分として６４〜９９．３モル
％、副成分として酸化マンガン（ＭｎＯ）０．１〜５モ
ル％、酸化チタン（ＴｉＯ＿２）０．５〜２０モル％を
含み、添加物として酸化コバルト（ＣｏＯ）０．１〜３
モル％、酸化アンチモン（Ｓｂ＿２Ｏ＿３）０．１〜５
モル％、二酸化ケイ素（ＳｉＯ＿２）０．１〜５モル％
を少なくとも一種類以上を含む焼結体に銀ペーストを塗
布焼付けて電極を構成したことを特徴とする酸化物非直
線抵抗体。