KR100666188B1 - 고전압용 프라세오디미아계 산화아연 바리스터 및 그 제조방법 - Google Patents

고전압용 프라세오디미아계 산화아연 바리스터 및 그 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 란타니아(La2O3) 첨가된 고전압용 프라세오디미아계 산화아연 바리스터에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 산화아연(ZnO), 프라세오디미아(Pr6O11), 코발트 산화물(CoO), 크롬 산화물(Cr2O3) 등으로 구성된 산화아연 바리스터에 란타니아(La2O3)를 첨가함으로써 소정의 소결 공정으로 제조된 두 개의 단자를 가지는 비선형성을 나타내는 란타니아(La2O3)가 첨가된 고전압용 프라세오디미아계 산화아연 바리스터 및 그 제조 방법에 관한 것으로써 이는 종래의 프라세오디미아계 산화아연 바리스터가 바리스터 전압이 300 V/mm 이하로서 높은 바리스터 전압과 우수한 비선형성을 동시에 가지지 못했던 것에 비해, 미세구조적 소결밀도가 5.50 g/cm3 이상인 동시에 바리스터 전압이 500 V/mm 이상인 고전압에서도 비직선지수가 50 이상인 좋은 바리스터 특성을 가지는 소자를 제조할 수 있다는 장점을 가진다.
산화아연 바리스터, 프라세오디미아, 란타니아, 비직선지수, 고전압

Description

고전압용 프라세오디미아계 산화아연 바리스터 및 그 제조 방법 {Praseodymia-based Zinc Oxide Varistors for High Voltage and Method for Manufacturing the same}
도 1은 본 발명에 따른 란타니아(La2O3)가 첨가된 고전압용 프라세오디미아계 산화아연 바리스터 제조방법을 도시한 순서도이다.
도 2a, 2b는 본 발명에 따라 소결온도를 고정하여, 란타니아(La2O3) 첨가량에 따라 변하는 바리스터 전압과 비직선 지수의 특성을 나타낸 그래프이다.
도 3a, 3b는 본 발명에 따라 란타니아(La2O3) 첨가량을 고정하여, 소결온도에 따라 변하는 바리스터 전압과 비직선 지수의 특성을 나타낸 그래프이다.
도 4a, 4b는 본 발명에 따라 란타니아(La2O3)가 첨가량과 소결온도 변화에 따른 고전압용 프라세오디미아계 산화아연 바리스터의 전도특성을 도시한 것이다.
본 발명은 바리스터에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 란타니아(La2O3)가 첨가된 고전압용 프라세오디미아계 산화아연 바리스터 및 그 제조 방법에 관한 것이다..
현재 전기·전자·정보통신·제어시스템에 사용되는 첨단 반도체 부품을 비롯한 전자부품의 소형화, 집적화, 고밀도 실장화가 이루어지고 있다. 하지만, 반도체의 집적도가 커질수록 반도체 내부의 회로 선폭이 좁아지고, 저전압(Low Voltage)으로 동작시키기 위해 전도성이 우수한 소재를 사용하므로 이로 인하여 단락(Short circuit) 현상의 최고치가 낮아져, 반도체를 많이 내장한 시스템은 내전압(Withstand Voltage)이 약해지고, 그에 따라 종래와 동일한 써지(Surge)에 대해서 반도체 소자가 파괴되거나 오작동 되는 등의 장애 빈도가 날로 증가 추세에 있다.
또한, 기기의 전원선이나 통신선을 따라 침입하는 유도 뇌써지(Inductive Lightning Surge)나, 정전기에 의한 써지(ESD, Electro-Static Discharge), 기계의 온/오프 시에 발생하는 개폐 써지(On/OFF Surge) 그리고 번개나 벼락 등의 자연현상에 의해서 발생하는 뇌써지(Lightning Surge) 등은 시작이 빠른 임펄스성 써지(Impulse Surge)로 오늘날 디지털화된 기기의 오작동 원인 중 높은 비중을 차지하고 있다.
상기와 같은 각종 써지로부터 전자 장치를 보호하기 위한 효과적인 수단이 써지 흡수기(Surge Absorber)이며, 이의 핵심 소자가 전극 양단에 걸리는 전압과 전류에 따라 변화하는 가변저항형 부품이며 비직선적인 저항 특성을 나타내는 바리스터(Varistor)이다. 상기 바리스터 중에서도 대표적인 것이 산화아연(ZnO) 바리스터이다. 상기 산화아연 바리스터는 소용량에서부터 대용량에 이르기까지 다양한 전압, 전류 범위에서 과전압억제회로에 많이 쓰이고 있다.
종래의 산화아연 바리스터의 전압-전류 특성에 있어서 바리스터 특성을 유발하는 물질은 비스무스(Bi) 산화물로써, 상기의 전압-전류 특성이 우수하여 현재 상용 바리스터의 대부분을 차지하고 있다.
하지만, 상기 비스무스 산화물로 조성된 산화아연 바리스터는 다음의 몇 가지의 단점을 가지고 있다. 첫째, 세라믹 바리스터는 근본적으로 고온에서 소결이 불가피한데, 비스무스 산화물이 첨가된 소위 비스무스계 바리스터 세라믹스는 고온 소결 시 비스무스 산화물이 휘발되는 경향이 매우 높아 바리스터 재현성에 문제가 있고, 둘째, 비스무스계 바리스터 세라믹스는 다른 산화물과 쉽게 반응하여 전기적으로 불필요한 여러 가지 상을 생성시켜서 그 상이 입계에 위치함으로써 유효 입계면적의 감소로 써지 흡수 능력이 떨어지는 경향이 있고, 셋째, 비스무스계 바리스터 세라믹스가 우수한 바리스터 특성과 안정성을 동시에 나타내기 위해서는 10여 가지 이상의 첨가물이 요구된다는 단점을 가진다.
이러한 종래의 문제점을 극복하기 위한 방법이 산화아연 바리스터에 새로운 첨가제인 프라세오디미아를 첨가한 소위 프라세오디미아계 산화아연 바리스터를 제작하는 방법이다. 이러한 프라세오디미아계 산화아연 바리스터는 미세구조적 생성 상이 단 2개에 불과해 상구조가 간단하고, 입계 면적이 넓어 써지흡수력이 크며, 5가지 조성물로도 바리스터 특성이 우수할 뿐만 아니라 높은 안정성을 나타낸다는 것이다.
그러나 상기 프라세오디미아계 산화아연 바리스터 역시 몇 가지 단점을 내포하고 있다. 첫째, 조성물 중에서 비직선(Nonlinear) 개선 산화물인 코발트 산화물의 양이 다른 첨가제의 4 ~ 10배 정도로 많이 첨가됨으로서 원가 면에서 문제로 지적된다는 점과, 둘째, 전기적 및 물리적 특성의 변화가 다소 크고, 셋째, 바리스터 전압이 300 V/mm 이하로서, 높은 바리스터 전압과 우수한 비선형성을 동시에 가지지 못하는 문제점을 안고 있다.
본 발명은 상기의 문제점을 해결하고자 제안된 것으로서, 기존의 프라세오디미아계 산화아연 바리스터의 단점을 해결하면서 우수한 전기적 특성과 특성의 변화가 적은 바리스터 및 그 제조 방법을 구현하는 것에 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 종래의 프라세오디미아계 산화아연 바리스터에서 란타니아를 적절히 첨가하고, 소정의 소결공정을 조절함으로서 높은 바리스터 전압과 우수한 비선형성을 동시에 나타낼 수 있는 산화아연 바리스터를 구현하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 란타니아(La2O3)가 첨가된 고전압용 프라세오디미아계 산화아연 바리스터 제조 및 그 제조 방법을 제안한다.
본 발명에 따른 바리스터는 산화아연(ZnO), 프라세오디미아(Pr6O11), 코발트 산화물(CoO), 크롬 산화물(Cr2O3) 등으로 구성된 프라세오디미아계 산화아연 바리스터에 란타니아(La2O3)를 첨가하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 란타니아(La 2O3)가 첨가된 프라세오디미아계 산화아연 바리스터이며, 이 때 구성 산화물은 89.5 ~ 98.8 mol%의 산화아연, 0.5 ~ 1.0 mol%의 프라세오디미아, 0.5 ~ 5.0 mol%의 코발트 산화물, 0.1 ~ 0.5 mol%의 크롬 산화물, 0.001 ~ 4.0 mol%의 란타니아 조성으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 조성물에서 란타니아는 4.0 mol% 이하로 첨가되며, 더욱 상세하게 소자들의 특성은 미세구조적 밀도가 5.50 g/cm3 이상이면서도 500 V/mm 이상의 고전압 바리스터 전압에서 50 이상의 비직선 지수를 가질 수 있다.
란타니아(La2O3)가 첨가된 고전압용 프라세오디미아계 산화아연 바리스터의 제조를 위하여 본 발명은 산화아연, 프라세오디미아, 코발트 산화물, 크롬 산화물 그리고 란타니아를 칭량하는 제 1단계; 상기 칭량된 조성물을 볼밀한 후 건조된 분말을 하소시키고, 폴리비닐알코올 수용액을 첨가하여 균일하게 혼합하는 제 2단계; 상기 혼합된 조성물을 원하는 모양의 성형체로 만들고 소결한 뒤, 상기의 소결체의 양면을 연마하는 제 3단계; 상기 연마된 소결체에 은전극을 도포하고, 패키지 처리 를 하는 단계를 구비한다.
바람직하게는, 상기 제 3단계에서 상기 소결은 소결온도 1230 ~ 1300 ℃에서 소결 시간 1 ~ 3시간으로 소결한다.
이하, 본 발명의 가장 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명에 따른 란타니아(La2O3)가 첨가된 고전압용 프라세오디미아계 산화아연 바리스터 제조 방법을 도시한 순서도이다.
먼저, 산화아연 89.5 ~ 98.8 mol%, 프라세오디미아 0.5 ~ 1.0 mol%, 코발트 산화물 0.5 ~ 5.0 mol%, 크롬 산화물 0.1 ~ 0.5 mol%, 란타니아 0.001 ~ 4.0 mol%의 조성비가 되도록 칭량한다(S102). 이때, 란타니아가 너무 소량 첨가되면(0.001 mol% 미만), 란타니아 첨가에 의한 효과가 제대로 나타나지 않으며, 너무 많이 첨가되면(4.0 mol% 초과), 밀도는 증가하나 그 전기적 특성이 악화 되므로 적정한 범위로 첨가하는 것이 바람직하다.
계속하여, 상기 칭량된 원료 분말을 볼밀하고 건조한 후에, 상기의 원료분말을 700 ~ 750℃에서 1 ~ 2시간 하소시킨다(S104). 그리고, 상기 하소된 원료분말에 결합제인 PVA 수용액을 시료무게의 2 ~ 5 wt% 첨가하여 균일하게 혼합한다(S106).
상기의 조성물을 100 ~ 320 메쉬체를 이용하여 조립한 후 350 ~ 1000 kg/cm2의 압력 하에서 원하는 모양의 성형체를 만든다(S108). 이 때, 승온속도를 240 ℃/hr, 냉각속도를 120 ~ 480 ℃/hr으로 하여 1200 ~ 1350 ℃에서 1 ~ 3시간 소결시킨다(S110). 만약, 1200 ℃ 미만에서 소결시키면 바리스터 특성은 양호하지만 치밀한 소결체를 얻을 수가 없을 뿐만 아니라 그로 인한 특성의 변화가 심하고, 또한 1350 ℃를 초과하여 소결하면 소결체는 치밀하지만 바리스터 특성이 현저히 저하되므로 정확한 온도에서 소결 시킬 수 있도록 하여야 한다.
상기의 과정에서 소결된 소결체의 양면을 연마제 #1000 ~ 2000으로 연마하여 두께의 편차가 0.5 μm되게 한다(S112). 연마된 면에 가장자리로부터 0.2 ~ 0.3 mm되는 부분에는 전극이 도포되지 않도록 하고, 계속하여 은전극을 도포하여 600 ℃에서 10분간 열처리하여 저항성 접촉이 되게 한다(S114). 마지막으로 패키지 처리(S116)를 하여 상기의 과정을 종료한다.
이하, 본 발명의 가장 바람직한 실시예들에 대한 전기적 특성을 아래의 표를 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 하기의 실시예들은 본 발명에 따라 제조된 란타니아(La2O3)가 첨가된 프라세오디미아계 산화아연 바리스터의 전류-전압 특성을 키스리237(Kiethley 237) 장비를 사용하여 측정한 표이다.
바리스터 전압 V1mA은 전류-전압특성에 관련된 특성 파라미터로서 1 mA/cm2의 전류가 흐를 때의 전압이며, 비직선지수 α는 I = kVα(여기서 I는 전류, V는 전압, k는 비례상수)식을 이용하여 1 mA/cm2, 10 mA/cm2와 이 전류에 각각 대응하는 전계를 E1mA, E10mA일 때 α = 1/(E10mA-E1mA)로부터 계산하였다. 누설전류 Il은 바리스터 전압의 80% 인가 시 흐르는 전류로 하였다. 안정성에 중요한 영향을 미치는 전기적 유전손실계수(tanδ)는 엘씨알미터(LCR Meter)를 사용하여 1 kHz에서 측정하였다.
[실시예 1]
실시예 1에서는 나머지 구성 산화물의 구성비는 일정하게 고정하고 란타니아의 조성비만을 변화시켜 바리스터를 제조하였다. 즉, 산화아연을 94.0 ~ 98.0 mol%, 프라세오디미아를 0.5 mol%, 코발트 산화물을 1.0 mol%, 크롬산화물을 0.5 mol%로 고정하여 두고, 란타니아를 0 ~ 4.0 mol%의 조성비가 되도록 칭량하여 혼합물 성형체로 제조하였다.
상기의 성형체를 1300 ℃에서 1 시간 소결한 후, 1 mm 두께로 경면 가공하였고, 상기 경면 가공된 소결체의 표면에 전극을 도포하여, 열처리로 저항성 접촉을 한 후, 양면에 2개의 리드선을 납땜하여 패키지하였다.
상기의 방법으로 제작된 바리스터 소자를 바리스터 전압(V1mA) 및 비직선지수(α), 누설전류(Il), 전기적 유전손실계수(tanδ) 등을 측정하고, 이를 표 1에 나타내었다.
그리고, 도 2a, 2b는 아래의 표 1에 따라 소결온도를 고정하여, 란타니아 (La2O3) 첨가량에 따라 변하는 바리스터 전압과 비직선 지수의 특성을 나타낸 것이다.
[표 1]
소자(#) 소결온도 (℃) 첨가산화물 전기적특성 밀도 (g/cm3)
Pr Co Cr La V1mA (V/mm) α Il (μA) tanδ (%)
1(비교예) 1300 0.5 1.0 0.5 0.0 503 63 2 7.7 4.71
2 0.5 1.0 0.5 0.5 427 82 0.2 7.8 5.40
3 0.5 1.0 0.5 1.0 108 7 50 28.4 5.77
4 0.5 1.0 0.5 2.0 9 3 100 60.0 5.78
5 0.5 1.0 0.5 4.0 63 5 64 38.9 5.82
상기의 표 1 및 도 2a, 도 2b를 참조하면, 란타니아를 첨가하지 않은 비교예(소자번호 #1)는 바리스터 전압도 높고, 비선형성도 우수하나 밀도가 낮아서 실제 소자에 적용하기가 어렵다. 이에 비해서 란타니아를 적당량 첨가한 소자들은 란타 니아의 증가량에 따라 밀도가 점점 커져 바리스터 특성이 크게 개선되었다.
란타니아가 0.5 mol%(소자번호#2)일 때 바리스터 전압도 높을 뿐만 아니라 비직선 지수(α)도 80 이상으로 매우 높고, 누설전류(Il)도 가장 낮아 바리스터로서 가장 뛰어난 특성을 가지지만, 밀도(g/cm3)는 5.40 g/cm3으로 다소 낮다. 반면에, 란타니아를 1.0 mol% 이상 첨가하면 밀도(g/cm3)는 높아지지만, 바리스터 전압과 비선형성이 크게 감소하고, 유전손실계수는 크게 증가하여, 란타니아가 2.0 mol%(소자번호#4)일 때 그 전기적 특성이 가장 나빠지고 있다. 따라서 란타니아의 첨가량을 적당히 조절함으로서 바리스터의 전기적, 물리적 특성을 원하는 대로 변화시킬 수 있다.
[실시예 2]
실시예 2에서는 산화아연을 97.0 mol%, 프라세오디미아를 0.5 mol%, 코발트 산화물을 1.0 mol%, 크롬산화물을 0.5 mol%, 란타니아를 1.0 mol%로 고정하고 칭량하여 실시예 1과 같은 공정에 따라 바리스터를 제조하였다.
이 때, 소결시간을 1시간으로 고정시키고, 소결 온도를 1230 ℃에서 1300 ℃로 변화시킨 후, 1 mm로 가공하여 소결체의 표면에 전극을 도포하고, 저항성 접촉을 시킨 후 양면에 2개의 리드선을 납땜하여 패키지하였다.
제작된 바리스터 소자를 전술한 방법으로 바리스터 전압(V1mA) 및 비직선지수 (α), 누설전류(IL), 전기적 유전손실계수(tanδ) 등을 측정하여 이를 표 2에 나타내었다.
그리고, 도 3a, 3b는 아래의 표 2에 따라 란타니아(La2O3) 첨가량을 고정하고, 소결온도에 따라 변하는 바리스터 전압과 비직선 지수의 특성을 나타낸 것이다.
[표 2]
소자(#) 소결온도 (℃) 소결시간 (h) 첨가 산화물 전기적 특성 밀도 (g/cm3)
Pr Co Cr La V1mA (V/mm) α IL (μA) tanδ (%)
6 1230 1 0.5 1.0 0.5 1.0 778 78 0.4 8.8 5.50
7 1240 718 79 0.3 8.7 5.50
8 1245 666 57 0.7 10 5.63
9 1250 625 61 0.7 10 5.64
10 1255 572 53 0.8 10 5.68
11 1260 525 50 1.0 11 5.70
12 1300 108 7 51 28.4 5.77
상기의 표 2 및 도 3a, 도 3b를 참조하면, 같은 소자량을 가진 바리스터 소자(소자번호#6 ~ 소자번호#12)는 소결온도가 증가할수록 바리스터 전압(V1mA)이 감소하는 특징을 보인다. 좀 더 상세하게, 1230 ℃에서 1300 ℃로 소결온도가 높아지면, 바리스터 전압은 778 V/mm에서 108 V/mm로 점점 감소하고는 있지만, 1300 ℃(소자번호#12)일 때를 제외하고 모든 바리스터 소자들(소자번호#6 ~ 소자번호#11)은 500 V/mm 이상의 높은 바리스터 전압을 보이고 있다.
그리고, 소결온도가 1230 ℃에서 1300 ℃로 증가함에 따라 비직선 지수(α)는 78에서 7로 대체로 감소하고는 있지만, 1300 ℃에서 소결된 바리스터(소자번호 #12)를 제외하고는 모든 바리스터 소자들(소자번호#6 ~ 소자번호#11)은 50 이상의 비직선 지수(α)를 가져 높은 비선형성을 보이고 있다.
또한, 누설전류(IL)는 소결온도가 1230 ℃에서 1300 ℃로 증가함에 따라 0.4 μA에서 51 μA로 대체로 증가하고 있지만, 소결온도가 1300 ℃(소자번호#12)일 때를 제외하고는 모든 바리스터 소자들(소자번호#6 ~ 소자번호#11)은 1.0 μA 이하의 낮은 누설전류(IL) 값을 보이고 있을 뿐만 아니라, 상기 소자들(소자번호#6 ~ 소자번호#12)의 전반적인 바리스터 밀도(g/cm3)도 5.50 g/cm3이상으로 대체로 높아 바리스터 소자로서 좋은 특성을 가진다.
도 4a, 4b는 상기 실시예들에 따라 란타니아(La2O3)의 첨가량과 소결온도 변화에 따라 고전압용 프라세오디미아계 산화아연 바리스터의 전도특성을 도시한 것이다.
설명하기에 앞서, 본 발명은 산화아연, 프라세오디미아, 코발트 산화물, 크롬 산화물로 구성된 바리스터에 란타니아를 첨가하여 구성된다. 상기의 산화아연, 프라세오디미아, 코발트 산화물, 크롬 산화물의 성분 중에서 프라세오디미아가 첨가되지 않으면 바리스터 특성 자체가 나타나지 않기 때문에 부성분 중에서 가장 중요한 첨가물이다. 그리고, 코발트 산화물이 첨가되지 않으면 바리스터 특성이 매우 저하되기 때문에 반드시 첨가되어야 할 부성분이다. 또한, 크롬 산화물이 첨가되지 않으면 소결조건에 따라서 비직선지수가 35 정도의 것이 얻어지긴 하나 특성개선이 요구된다. 따라서, 란타니아를 제외한 성분으로 구성된 바리스터로서는 미세구조적으로나 전기적 특성 면에서 응용하기가 어렵다.
도면을 참조하면, 먼저 X-축과 Y-축은 로그스케일(Log Scale)로 그려져, 높은 전계를 걸어주었을 때의 전류밀도를 보다 정밀하게 관측할 수 있도록 한다.
도면에서 같은 크기의 전계에 대해 낮은 전류 밀도를 가질수록 누설전류가 작다는 것으로 바리스터 소자의 특성이 좋아진다는 의미를 가진다. 또한, 전류 밀도는 전체적으로 전계값에 비례하는 바, 란타니아의 첨가량에 따라 특정 전계값에서 전류 밀도의 구배가 증가하는 부분이 형성된다. 특히, 각각의 상기 특정 전계값서 상기 구배가 급격히 증가할수록 고비직선성을 가진다는 의미로 바리스터 소자로서 좋은 특성을 가진다는 의미로 볼 수 있다.
좀 더 상세하게, 도 4a는 상기와 같은 실시예 1과 2에서 일정한 전계를 걸면서 그에 따른 전류 밀도의 변화를 란타니아(La2O3)의 첨가량에 따라 측정한 그래프이다. 도면에서, 같은 크기의 전계에 대해 가장 낮은 전류 밀도를 가지고, 고비직선성이 가장 우수한 소자는 란타니아가 0.5 mol% 첨가된 소자임을 알 수 있다. 그리고, 란타니아의 첨가량이 2.0 mol%일 때 같은 크기의 전계에 대해 가장 높은 전류 밀도를 가지고, 고비직선성이 가장 떨어지는 것을 볼 수 있다.
마찬가지로, 도 4b는 상기와 같은 실시예 1과 2에서 일정한 전계를 걸면서 그에 따른 전류 밀도의 변화를 소결온도의 변화량에 따라 측정한 그래프이다. 도면에서, 같은 크기의 전계에 대해 가장 낮은 전류 밀도를 가지고, 고비직선성이 가장 우수할 때는 소결온도가 1230 ℃에서 1240 ℃사이이며, 소결온도가 1300 ℃일 때 같은 크기의 전계에 대해 가장 높은 전류 밀도를 가지고, 고비직선성이 가장 떨어지는 것을 볼 수 있다.
따라서, 상기와 같이 란타니아가 적정량 첨가된 바리스터 소자들은 높은 전계 즉, 높은 바리스터 전압(V1mA)에서도 동시에 높은 비직선지수(α)와 낮은 누설전류(IL)를 가져 그 전기적 특성이 양호하여 바리스터 소자로 매우 유용하게 응용될 수 있다.
이상, 본 발명을 바람직한 실시 예를 사용하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 범위는 특정 실시예에 한정되는 것은 아니며, 첨부된 특허 청구범위에 의하여 해석되어야 할 것이다. 또한, 이 기술 분야에서 통상의 지식을 습득한 자라면, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않으면서도 많은 수정과 변형이 가능함을 이해하여야 할 것이다.
상기에서 기술한 바와 같이 본 발명은, 기존의 산화아연(ZnO), 프라세오디미아(Pr6O11), 코발트 산화물(CoO), 크롬 산화물(Cr2O3) 등으로 구성된 산화아연 바리스터에 적정량의 란타니아(La2O3)를 첨가하여 바리스터를 제조함으로써 높은 바리스터 전압을 가지면서도 동시에 고(高) 비직선지수를 가지며, 누설 전류가 낮아, 소 형화가 가능하여 전자·정보·통신 기기용 써지 흡수기에 매우 유용하게 응용될 수 있다는 효과를 가진다.
또한, 본 발명은 란타니아의 첨가량을 조절하여 바리스터의 전기적 특성을 변화시키므로, 원하는 특성을 가지는 바리스터를 용이하게 제조할 수 있다는 장점도 가진다.

Claims (6)

  1. 산화아연(ZnO), 프라세오디미아(Pr6O11), 코발트 산화물(CoO), 크롬 산화물(Cr2O3) 등으로 구성된 프라세오디미아계 산화아연 바리스터에 란타니아(La2 O3)를 첨가하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 바리스터.
  2. 청구항 1에 있어서,
    란타니아는 4.0 mol% 이하로 첨가되는 것을 특징으로 하는 바리스터.
  3. 청구항 1에 있어서,
    89.5 ~ 98.8 mol%의 산화아연, 0.5 ~ 1.0 mol%의 프라세오디미아, 0.5 ~ 5.0 mol%의 코발트 산화물, 0.1 ~ 0.5 mol%의 크롬 산화물, 0.001 ~ 4.0 mol%의 란타니아 조성으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 바리스터.
  4. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 조성물에서 미세구조적 밀도가 5.50 g/cm3 이상 및 비직선 지수가 50 이상, 바리스터 전압이 500 V/mm 이상인 것을 특징으로 하는 바리스터.
  5. 산화아연, 프라세오디미아, 코발트 산화물, 크롬 산화물 그리고 란타니아를 칭량하는 제 1단계;
    상기 칭량된 조성물을 볼밀한 후 건조된 분말을 하소시키고, 폴리비닐알코올 수용액을 첨가하여 균일하게 혼합하는 제 2단계;
    상기 혼합된 조성물을 원하는 모양의 성형체로 만들고 소결한 뒤, 상기의 소결체의 양면을 연마하는 제 3단계;
    상기 연마된 소결체에 은전극을 도포하고, 패키지 처리를 하는 제 4단계;
    로 이루어진 것을 특징으로 하는 바리스터 제조 방법.
  6. 청구항 5에 있어서,
    제 3단계에서
    상기 소결은 소결온도 1230 ~ 1300 ℃에서 소결 시간 1 ~ 3시간으로 소결하는 것을 특징으로 하는 바리스터 제조 방법.
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