JPH01289214A - バリスタの製造方法 - Google Patents
バリスタの製造方法Info
- Publication number
- JPH01289214A JPH01289214A JP63119528A JP11952888A JPH01289214A JP H01289214 A JPH01289214 A JP H01289214A JP 63119528 A JP63119528 A JP 63119528A JP 11952888 A JP11952888 A JP 11952888A JP H01289214 A JPH01289214 A JP H01289214A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- varistor
- voltage
- growth promoter
- zno
- grain growth
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
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- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
- Thermistors And Varistors (AREA)
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
本発明は半導体電子部品をサージ電流から保護するため
の低電圧用のバリスタの製造方法に関するものである。
の低電圧用の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、ＺｎＯを主成分とし、ｎ１２０．、ｃｏｏ＋５ｂ
２０３．Ｃｒ２Ｏ３を始めとする数種の金稿酸化物を副
成分とする酸化亜鉛型バリスタが、優れた電圧非直線性
により、サージ吸収用の素子として広く利用されてきた
。この酸化亜鉛型バリスタは焼結体１ｆｆ当たりの立上
がシミ圧（バリスタ電圧：ｖ、１ｌＡ）を調整すること
により、種々の電圧回路に適用できる。現在、実用化さ
れている酸化亜鉛型バリスタのＶ、□／―は概ね１０〜
３００７である。ｔた酸化亜鉛型バリスタのバリスタ電
圧は、焼結体中のＺｎＯ粒子の直列数に依存し、焼結体
の厚みを一定とすると、バリスタ電圧を上げるためには
ＺｎＯ粒子の成長を阻害し、逆に下げるためには促進さ
せれば良い。例えば、ｚｎｏ、Ｂｉ２Ｏ，。
２０３．Ｃｒ２Ｏ３を始めとする数種の金稿酸化物を副
成分とする酸化亜鉛型バリスタが、優れた電圧非直線性
により、サージ吸収用の素子として広く利用されてきた
。この酸化亜鉛型バリスタは焼結体１ｆｆ当たりの立上
がシミ圧（バリスタ電圧：ｖ、１ｌＡ）を調整すること
により、種々の電圧回路に適用できる。現在、実用化さ
れている酸化亜鉛型バリスタのＶ、□／―は概ね１０〜
３００７である。ｔた酸化亜鉛型バリスタのバリスタ電
圧は、焼結体中のＺｎＯ粒子の直列数に依存し、焼結体
の厚みを一定とすると、バリスタ電圧を上げるためには
ＺｎＯ粒子の成長を阻害し、逆に下げるためには促進さ
せれば良い。例えば、ｚｎｏ、Ｂｉ２Ｏ，。
Ｃｏｏ、Ｓｂ ＯＳｉＯＮｉＯ，０ｒ２０５．ＭｎＯ２
な２ ３ Ｉ ２ ラ どから適当に調製された酸化亜鉛型バリスタでは、Ｚｎ
Ｏ粒子の大きさは１０〜３０μｌ程度、ｖ１ｍＡ／ｗＩ
Ｉは８０〜３ｏｏｖである。一方、これらの成分にＴｉ
Ｏ２を加えた酸化亜鉛型バリスタは低電圧化し、ＺｎＯ
粒子径は６０〜１００μｌ。
な２ ３ Ｉ ２ ラ どから適当に調製された酸化亜鉛型バリスタでは、Ｚｎ
Ｏ粒子の大きさは１０〜３０μｌ程度、ｖ１ｍＡ／ｗＩ
Ｉは８０〜３ｏｏｖである。一方、これらの成分にＴｉ
Ｏ２を加えた酸化亜鉛型バリスタは低電圧化し、ＺｎＯ
粒子径は６０〜１００μｌ。
ｖ、１ヴ−は２０〜ｓＯＶとなる。
近年、家電機器、産業機器の制御回路のマイコン化が進
展し、これに伴い駆動回路電圧が低下し、そのほとんど
が１０ｖ以下である。ところが、トランジヌタＩＣを始
めとする半導体電子部品はサージ電流に極めて弱く、そ
の対策が不可欠のものとなっている。このような背景に
より、バリスタ電圧が１０Ｖｉ度の低電圧回路用の酸化
亜鉛型バリスタが市場から強く求められている。このた
めにばＺｎＯ粒子径を２００〜３００μｍにする必要が
ある。
展し、これに伴い駆動回路電圧が低下し、そのほとんど
が１０ｖ以下である。ところが、トランジヌタＩＣを始
めとする半導体電子部品はサージ電流に極めて弱く、そ
の対策が不可欠のものとなっている。このような背景に
より、バリスタ電圧が１０Ｖｉ度の低電圧回路用の酸化
亜鉛型バリスタが市場から強く求められている。このた
めにばＺｎＯ粒子径を２００〜３００μｍにする必要が
ある。
上記低電圧回路用の酸化亜鉛型バリスタを製造する方法
として、例えば特公昭６６−３９５２６号公報に記載の
ものが知られている。これは、Ｚｙｌｏ ９９．５モ
ル％、ＢａＣ０３ｏ、ｃｓモル％を混合したのち焼結し
、加水分解により３０〜２００μｍのＺｎＯ結晶を得る
。さらに、ＺｎＯ，５ｂ２０５ｒＣｏＯ，ＭｎＯ□、Ｎ
ｉＯ，０ｒ２０３などを混合したのち焼結し、スピネル
相成分を得る。このスピネ／Ｌ／相成分とＺｎＯ結晶を
適当に分級し、別に用意したＺｎＯ粉末にスピネル相成
分を１〜６０重量％。
として、例えば特公昭６６−３９５２６号公報に記載の
ものが知られている。これは、Ｚｙｌｏ ９９．５モ
ル％、ＢａＣ０３ｏ、ｃｓモル％を混合したのち焼結し
、加水分解により３０〜２００μｍのＺｎＯ結晶を得る
。さらに、ＺｎＯ，５ｂ２０５ｒＣｏＯ，ＭｎＯ□、Ｎ
ｉＯ，０ｒ２０３などを混合したのち焼結し、スピネル
相成分を得る。このスピネ／Ｌ／相成分とＺｎＯ結晶を
適当に分級し、別に用意したＺｎＯ粉末にスピネル相成
分を１〜６０重量％。
ＺｎＯ結晶を１〜４０重量％添加し、混合、成型。
焼結し、ｖｌ、！ｌＡ／ｆｆが約１ｏｖの低電圧バリス
タが作成される。
タが作成される。
発明が解決しようとする課題
しかしながら、上記のような従来の方法によれば、Ｚｎ
Ｏ結晶粒を得るために焼成後、加水分解、分級が必要で
あり、さらにスピネル相成分の作成にも同様の工程が必
要なため、工数が非常に多く、時間的、エネルギー的ロ
スが高いという欠点を有していた。さらに、ＺｎＯ結晶
粒とスピネル相成分、ＺｎＯ粉末を混合する際、それら
の比重の違いから均一な混合が困難で、ＺｎＯ結晶粒の
偏在によりバリスタ電圧が大きく、バラツキが大きいと
いう欠点も同時に有していた。
Ｏ結晶粒を得るために焼成後、加水分解、分級が必要で
あり、さらにスピネル相成分の作成にも同様の工程が必
要なため、工数が非常に多く、時間的、エネルギー的ロ
スが高いという欠点を有していた。さらに、ＺｎＯ結晶
粒とスピネル相成分、ＺｎＯ粉末を混合する際、それら
の比重の違いから均一な混合が困難で、ＺｎＯ結晶粒の
偏在によりバリスタ電圧が大きく、バラツキが大きいと
いう欠点も同時に有していた。
本発明はこのような問題点を解決するもので、半導体電
子部品をサージ電流から保護するための低電圧用のバリ
スタの製造方法を提供することを目的とするものである
。
子部品をサージ電流から保護するための低電圧用のバリ
スタの製造方法を提供することを目的とするものである
。
課題を解決するための手段
本発明では、上記従来の問題点を解決するため、酸化亜
鉛型バリスタの造粒粉を基材とし、これにスプレードラ
イヤーにて別途用意したＴｉＯ□からなる造粒粉を粒成
長促進剤として添加し、混合。
鉛型バリスタの造粒粉を基材とし、これにスプレードラ
イヤーにて別途用意したＴｉＯ□からなる造粒粉を粒成
長促進剤として添加し、混合。
成型、焼結させることを特徴とするものである。
作用
上記方法を採用することによシ、焼結体内部に８０〜３
００μｍのＺｎＯ結晶粒が分散して配置され、電圧非直
線指数の優れた低電圧のバリスタを容易に得ることとな
る。
００μｍのＺｎＯ結晶粒が分散して配置され、電圧非直
線指数の優れた低電圧のバリスタを容易に得ることとな
る。
実施例
以下、本発明の詳細を実施例に基づき説明する。
まず、ＺｎＯ粉末にＢｉ２Ｏ，、Ｃｏｏ、ＭｎＯ，、。
５ｂ２０３．Ｎｉｏ、ｃｒ２ｏ５をそｉ”ｔ、ぞｆｉｌ
、ｏｏモ／Ｌ／％。
、ｏｏモ／Ｌ／％。
０．５ ０ モｔＬｔ％ 、１．００−１−／Ｌ’％
＋ ＯＤ ５ モ／Ｌ／％ 。
＋ ＯＤ ５ モ／Ｌ／％ 。
０５０モル％、０．１０モル％添加し、これにバインダ
ーと水を加え混合しスラリーを得る。このスラリーをス
プレードライヤーにて乾燥、造粒し基材を得る。次に、
粒成長促進剤として、平均粒径１．２μｍに粉砕したＴ
ｉＯ□粉末にバインダーと水を加え混合し、スプレード
ライヤーにて乾燥、造粒し造粒粉を得る。この際、スプ
レードライヤーの乾燥条件を適当に変え、メツシュカッ
トを行い平均粒径６μＩ１１，１０μｍ 、６０μｍ、
１００／ｊ！１１゜１５０μｍの６種類の粒成長促進剤
を得た。この粒成長促進剤を基材に対し適当量混合し低
電圧バリスタの原料粉とした。この原料粉を加圧成型後
、１２６０℃で１〜６時間焼結させ、バリスタ電圧。
ーと水を加え混合しスラリーを得る。このスラリーをス
プレードライヤーにて乾燥、造粒し基材を得る。次に、
粒成長促進剤として、平均粒径１．２μｍに粉砕したＴ
ｉＯ□粉末にバインダーと水を加え混合し、スプレード
ライヤーにて乾燥、造粒し造粒粉を得る。この際、スプ
レードライヤーの乾燥条件を適当に変え、メツシュカッ
トを行い平均粒径６μＩ１１，１０μｍ 、６０μｍ、
１００／ｊ！１１゜１５０μｍの６種類の粒成長促進剤
を得た。この粒成長促進剤を基材に対し適当量混合し低
電圧バリスタの原料粉とした。この原料粉を加圧成型後
、１２６０℃で１〜６時間焼結させ、バリスタ電圧。
電圧非直線指数などを調べた。 ゛
第１図〜第６図は基材に平均粒径６μＩＩ、１０μｍ。
６０μＩＩ 、 １００μＩＩ 、 １６０１１Ｎ
にそれぞれメツシュカットした粒成長促進剤（ＴｉＯ□
）を００５〜１０．００モル％の濃度範囲で添加した試
料の単位素子厚み当りのバリスタ電圧（ｖ４、／Ｍｌ）
および電圧非直線指数（ロ）であるを示す特性図。比較
検討例として基材９粒成長促進剤を分離せず、出発原料
にＴｉＯ２を０．０５〜１０．ＯＯモ／Ｌ’％添加した
試料の単位素子厚みのバリスタ電圧および電圧非直線指
数を第６図に示した。
にそれぞれメツシュカットした粒成長促進剤（ＴｉＯ□
）を００５〜１０．００モル％の濃度範囲で添加した試
料の単位素子厚み当りのバリスタ電圧（ｖ４、／Ｍｌ）
および電圧非直線指数（ロ）であるを示す特性図。比較
検討例として基材９粒成長促進剤を分離せず、出発原料
にＴｉＯ２を０．０５〜１０．ＯＯモ／Ｌ’％添加した
試料の単位素子厚みのバリスタ電圧および電圧非直線指
数を第６図に示した。
第１図から平均粒径６μｍの粒成長促進剤を用いた試料
では添加量が１．０〜６．０モル％の時、ｖ、１１１Ａ
／ＷＭが最も低下し約２０Ｖとなるが、目標とする１０
Ｖまでは低下しないことがわかる。−方、第２図〜第４
図より平均粒径１０〜１００μｍの粒成長促進剤を用い
た試料では添加量が０．１〜６．０モ）ｖ％の時、ｖ１
ｍＡ／―が約１ｏｖまで低下し、αは３０〜６ｏと良好
な値を示す。また、添加量が５．０モル％を越えた場合
、Ｖ、□／ｗｔｙｔはむしろ上昇し、αも低下する。第
５図より平均粒径１′６０μｍの粒成長促進剤を用いた
場合、ｖ、！ＩＩＡ／−は低下するもののαが３０以下
と低くなることがわかる。第６図より、基材１粒成長促
進剤を分離して添加しない従来法を用いた場合、Ｔｉｅ
２添加量が１．０モル％付近で最も低下し約２０Ｖとな
るものの１０Ｖまでは低下しない。
では添加量が１．０〜６．０モル％の時、ｖ、１１１Ａ
／ＷＭが最も低下し約２０Ｖとなるが、目標とする１０
Ｖまでは低下しないことがわかる。−方、第２図〜第４
図より平均粒径１０〜１００μｍの粒成長促進剤を用い
た試料では添加量が０．１〜６．０モ）ｖ％の時、ｖ１
ｍＡ／―が約１ｏｖまで低下し、αは３０〜６ｏと良好
な値を示す。また、添加量が５．０モル％を越えた場合
、Ｖ、□／ｗｔｙｔはむしろ上昇し、αも低下する。第
５図より平均粒径１′６０μｍの粒成長促進剤を用いた
場合、ｖ、！ＩＩＡ／−は低下するもののαが３０以下
と低くなることがわかる。第６図より、基材１粒成長促
進剤を分離して添加しない従来法を用いた場合、Ｔｉｅ
２添加量が１．０モル％付近で最も低下し約２０Ｖとな
るものの１０Ｖまでは低下しない。
以上の結果より、粒成長促進剤の平均粒径１゜〜１００
μｍｍ、添加量ｏ 、１〜ａ、ｏモル％の時、ｖ、！Ｉ
ＩＡ／Ｍ肩約１ｏｖ、α３ｏ〜６０の低電圧バリスタを
製造することができる。
μｍｍ、添加量ｏ 、１〜ａ、ｏモル％の時、ｖ、！Ｉ
ＩＡ／Ｍ肩約１ｏｖ、α３ｏ〜６０の低電圧バリスタを
製造することができる。
発明の効果
以上のように本発明によれば、バリスタ特性を有する造
粒粉に、ＴｉＯ２からなる粒成長促進剤を添加すること
により、バリスタ電圧が低く、電圧非直線性の高い酸化
亜鉛バリスタを極めて容易に製造することができる。
粒粉に、ＴｉＯ２からなる粒成長促進剤を添加すること
により、バリスタ電圧が低く、電圧非直線性の高い酸化
亜鉛バリスタを極めて容易に製造することができる。
なお、本実施例では基材にＺｎＯ，Ｂｉ２Ｏ５＋Ｃｏｏ
、ＭｎＯ２，０ｒ２０．、ＮｉＯ，５ｂ２０． を用
いたが、バリスタとしての特性を向上させる他の金属酸
化物、例えばム１２０．，５ｉｎ２．ＰｂＯ，５ｎＯ７
゜ムｇ ２０＋ ’ ｇ ｏ＋ Ｐｒ ５０．ｊなどを
用いても本発明の効果に変わりはない。
、ＭｎＯ２，０ｒ２０．、ＮｉＯ，５ｂ２０． を用
いたが、バリスタとしての特性を向上させる他の金属酸
化物、例えばム１２０．，５ｉｎ２．ＰｂＯ，５ｎＯ７
゜ムｇ ２０＋ ’ ｇ ｏ＋ Ｐｒ ５０．ｊなどを
用いても本発明の効果に変わりはない。
第１図〜第６図はいずれも本発明例、参考例の特性図で
、それぞれ平均粒径６μｍ、１０μｍ。 ６０μｍ、１００μａ＋、１５０／！ｊｍの粒成長促進
剤を用いた場合の粒成長促進剤添加量とｖ１ｍＡ／１ｎ
Ｉおよびαの関係を示す特性図、第６図は従来の製造法
によるバリスタの特性図である。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第１
図 θ／ ／、 ０ ／（
１→Ｔ人（ｈ’７ｅ）Ｘ（モル几） 第２図 （１０）を帆〕 →Ｔｉ ０２ 浦馳支（モｌし３） 第３図 （ｓｔｖＬ机〕 （１，／ ＬＯ１０ −” Ｔｉ０ｚ ’Ａ度 （モλし３）第 ４（！Ｉ （ｆｔｒＯ）を帆〕 −ｅ−７１Ｏ２ｓ＆ （モ）し３）
、それぞれ平均粒径６μｍ、１０μｍ。 ６０μｍ、１００μａ＋、１５０／！ｊｍの粒成長促進
剤を用いた場合の粒成長促進剤添加量とｖ１ｍＡ／１ｎ
Ｉおよびαの関係を示す特性図、第６図は従来の製造法
によるバリスタの特性図である。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第１
図 θ／ ／、 ０ ／（
１→Ｔ人（ｈ’７ｅ）Ｘ（モル几） 第２図 （１０）を帆〕 →Ｔｉ ０２ 浦馳支（モｌし３） 第３図 （ｓｔｖＬ机〕 （１，／ ＬＯ１０ −” Ｔｉ０ｚ ’Ａ度 （モλし３）第 ４（！Ｉ （ｆｔｒＯ）を帆〕 −ｅ−７１Ｏ２ｓ＆ （モ）し３）
Claims (2)
- （１）焼結体自身がバリスタ特性を有する酸化亜鉛を主
成分とする造粒粉を基材とし、スプレードライヤーにて
１０μｍ〜１００μｍに造粒したＴｉＯ＿２を粒成長促
進剤とし、上記基材に上記粒成長促進剤を混合してなる
原料粉を成形、焼結してなるバリスタの製造方法。 - （２）原料粉中に０．１〜５．０モル％のＴｉＯ＿２を
含むことを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載のバ
リスタの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63119528A JP2548298B2 (ja) | 1988-05-17 | 1988-05-17 | バリスタの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63119528A JP2548298B2 (ja) | 1988-05-17 | 1988-05-17 | バリスタの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01289214A true JPH01289214A (ja) | 1989-11-21 |
| JP2548298B2 JP2548298B2 (ja) | 1996-10-30 |
Family
ID=14763518
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63119528A Expired - Lifetime JP2548298B2 (ja) | 1988-05-17 | 1988-05-17 | バリスタの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2548298B2 (ja) |
-
1988
- 1988-05-17 JP JP63119528A patent/JP2548298B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2548298B2 (ja) | 1996-10-30 |
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