JPH01226106A - 電圧依存性非直線抵抗体素子 - 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 本発明は、電子機器、電気機器で発生する異常電圧、ノ
イズ、静電気から半導体及び回路を保護するために、５
ｒＴｉＯ，を主成分とする焼結体を用いた電圧依存性非
直線抵抗体素子に関するものである。

従来の技術 電圧依存性非直線抵抗体素子は、焼結体の表面に設けた
電極間に印加される電圧によって抵抗値が非直線的に変
化し、印加電圧がある一定の電圧を越えると抵抗値が急
激に減少する性質を有している。この性質を利用して、
電子機器の直流モータの火花消去、ノイズ除去、リレー
接点のノイズ除去及び保護、ＩＣ，ＬＳＩ　　の保護及
び誤動作防止、テレビジョン受像、機のブラウン管回路
の放電吸収などに広く用いられている。

従来の電圧依存性非直線抵抗体素子としては、ＺｎＯ系
、ＳｎＯ□系、　Ｆｅ２Ｏ，系、ＳｉＣ系。

ＴｉＯ７系などのものが知られている。このうちＳｎＯ
□系とＦ　ｅ２０５系は焼結体自体は直線性の抵抗体で
あり、これに特別な電極を付与することによって焼結体
と電極との間にエネルギー障壁を形成し、バリスタ特性
を得ている。また、ＺｎＯ系。

ＴｉＯ２系は粒子境界でバリスタ特性を得、ＳｌＣ系は
粒子間の接触面でバリスタ特性を得ているので、特に電
極は選ばない。一方、特性面では、ＺｎＯ系、ＳｉＣ系
は非直線性が大きく、比較的高い電圧の吸収には優れた
効果を示すが、誘電率が小さく、比較的低い電圧の吸収
にはほとんど効果を示さず、５ｎＯＪ、Ｆｅ２Ｏ，系、
Ｔｉｅ２系は非直線性が小さく、エネルギーの吸収が不
十分である。そこで、最近になって誘電率が大きく、比
較的低い電圧の吸収に効果のある５ｒＴｉＯ，系が開発
されている。

発明が解決しようとする課題 しかしながら、前記の従来の電圧依存性非直線抵抗体素
子は、誘電率が小さく、バリスタ電圧が高いため、比較
的低い電圧のサージやノイズの吸収に効果を示さないと
いった焼結体自身の問題と、焼結体と電極の接触が非オ
ーミツク性接触になっているため、焼結体と電極の界面
で一種の整流作用が生じることから、焼結体自身の持っ
ている優れた非直線性を有効に活用できていないといっ
た焼結体と電極の組み合わせの問題を有している。

本発明はこのような問題点を解決するもので、焼結体の
持つ優れた特性を充分に発揮させ、焼結体に対する電極
の接着力が強く、耐食性に富み、材料コストの安価な電
極構造を有する電圧依存性非直線抵抗体素子を提供する
ことを目的とするものである。

課題を解決するだめの手段 前記の問題点を解決するために本発明では、５ｒＴｉＯ
，を主成分とする焼結体に無電解メッキによりＮｉを主
成分とするオーミック性電極を設けるようにしたもので
ある。

作用 さて、５ｒＴｉＯ，を主成分とする焼結体に通常の電極
を付与すると電極が焼結体に対して非オーミツク性接触
となり、焼結体と電極の界面で整流作用が生じ、焼結体
自身の持っている優れたバリスタ特性が鈍化されてしま
い、本来の特性を充分に発揮できなくなる。従って、電
極としては５ｒＴｉ０５との間でオーミック性接触する
ものでなければならない。このオーミック性接触する電
極としては、Ｉｎ−Ｇａ合金によるものが考えられる。

しかし、Ｉｎ−Ｇａ合金はコストが高く、量産には適さ
ないし、またＩｎ−Ｇａ合金を焼結体に付けるにはこす
り付けるかまたは超音波ろう付けなどの方法しかなく、
焼結体に対する電極の接着力が弱く、電極剥離の不良が
生じ易い。また、Ｉｎ−ＧＩＬ合金は融点が低く、リー
ド線の半田付けが困難である。

そこで本発明では、電極の形成方法が簡単で、電極材料
のコストが比較的安価なものを検討した結果、電極形成
方法としては無電解メッキを採用し、電極材料にはＮ１
を採用した。このようにすることにより、５ｒＴｉＯ，
にＮｉのオーミック性電極を簡単に形成することができ
、Ｉｎ−Ｇａ合金に比べて著しく安価であり、量産性に
富み、焼結体と電極との接着力が非常に大きく、電極剥
離不良が発生しにくく、しかも経時変化の小さい、信頼
性が高く安価な５ｒＴｉＯ３系の電圧依存性非直線抵抗
体素子を提供できることになる。

実施例 以下に本発明を実施例を挙げて具体的に説明する。

まず、５ｒＣＯ５，ＴｉＯ２を５ｒＴｉＯ，ｃ７）比率
になるように秤量し、ボールミルなどで２０時時間式混
合し、脱水乾燥した後、１０００℃で２時間仮焼し、再
びボールミルなどで１２時時間式粉砕し、脱水乾燥し、
５ｒＴｉＯ５を合成する。こうして得た５ｒＴｉＯ，１
００モル部に対して、Ｎｂ２Ｏ５を０．２モＡ／部、Ｃ
ｕＯを０．１モル部、ＭｎＯ□を０．１６モル部を秤量
し、ボールミルなどで２０時時間式混合し、脱水乾燥す
る。次に、ポリビニルアルコール（Ｐｖム）などの有機
バインダーを１０ｗｔ％加えて造粒し、中心部に穴の開
いたドーナツ状に成形する。次いで、この成形体を空気
中で１０００℃、２時間焼成した後、 Ｈ，、：Ｈ２＝９：１の還元性雰囲気中で１４５０℃。

６時間焼成し、さらに空気中で１１００℃、１０時間焼
成して第１図、第２図に示すように焼結体（１）を作成
する。次に、前記焼結体（１）の電極を形成する領域に
パラジウム−銀からなる表面活性化剤（２ａ）、（２ｂ
）、（２０）をスクリーン印刷などにより塗布した後、
塩化ニッケル、次亜燐酸ナトリウム、クエン酸ナトリウ
ムなどからなるメッキ液に浸漬し、７６〜９０℃の温度
でニッケルー燐の無電解メッキを施した後、流水中で洗
浄し乾燥する。

次に、空気中で４００℃で熱処理することにより、焼結
体（１）にニッケルを主成分とするオーミック性の電極
（３ａ）、（３ｂ）、（３ｃ）を有する電圧依存性非直
線抵抗体素子が得られる。

なお、電極の形成方法としては、メッキの前に有機物か
らなるメッキレジストを電極形成領域以外の部分に塗布
しておき、メッキした後に除去する方法でも同様に可能
である。また、本実施例ではドーナツ状の素子について
のみ示したが、その他の形状（例えば、円板状９円筒状
、角板状など）であってもかまわない。また、焼結体の
主成分であるＳｒの一部をＣ＆、Ｂａ、Ｍｇのうちの−
っまたは複数の元素で置き換えてもよいし、添加物の成
分はその他のものであってもかまわない。

発明の効果 以上に示したように本発明によれば、得られた電極は焼
結体に対してオーミック性接触をし、焼結体と電極の界
面での整流作用がないため、焼結体自身の有する電圧非
直線性を充分に発揮させることができる。また、焼結体
と電極との接着力が非常に強いため、電極剥離などの不
良が発生しに〈＜、信頼性が極めて高い。しかも耐食性
に優れているため、経時変化が小さく、安定した特性が
得られる。また、Ｉｎ−Ｇａ合金を使用した場合に比べ
て電極材料費が大変安く、量産に適しているという効果
が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す素子の平面図、第２図
は本発明の一実施例を示す素子の断面図である。 １・・・・・・焼結体、２ａ、２ｂ、２０・・・・・・
表面活性化剤、３％　、３ｂ　、３Ｃ・・・・・・オー
ミック電極。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）ＳｒＴｉＯ＿３を主成分とする焼結体に無電解メ
   ッキによりＮｉを主成分とするオーミック性電極を設け
   たことを特徴とする電圧依存性非直線抵抗体素子。
2. （２）ＳｒＴｉＯ＿３のＳｒの一部をＣａ，Ｂａ，Ｍｇ
   の内の一つまたは複数の元素で置き換えたものを焼結体
   の主成分とする特許請求の範囲第１項に記載の電圧依存
   性非直線抵抗体素子。