JPH01289221A - 電圧依存性非直線抵抗体素子の製造法 - 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、５ｒ
ＴｉＯ，を主成分とする焼結体を用いた電圧依存性非直
線抵抗体素子の製造法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や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、Ｔｉｅ２系な
どのものが知られている。この内、５ｎ０２系とＦｅ２
Ｏ３系は焼結体自体は直線性の抵抗体であシ、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、’ｒｉｏ２系は粒子境界でバリスタ特性
を得、ＳｉＣ系は粒子間の接触面でバリスタ特性を得て
いるので、特Ｋｔｌｉは選ばない。一方、特性面ではＺ
ｎＯ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、５ｎ０２
系。

Ｆｅ２Ｏ３系、τｉ０２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５ｒＴ
ｉ０５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、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。

課題を解決するための手段 前記の問題点を解決するために本発明では、５ｒＴｉ０
．５を主成分とする焼結体にＣｕを主成分とするペース
トを空気中で乾燥してオーミック性電極を設けるように
したものである。また、５ｒＴｉＯ５のＳｒの一部をＣ
ａ、Ｂａ、Ｍｇのうち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ものである。

作用 さて、５ｒＴｉ０３　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５ｒＴｉ０３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−ＧＩＬ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−Ｇａ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、かつ電極
材料のコストが比較的安価なものを検討した結果、電極
形成方法としては空気中乾燥を採用し、電極材料にはＣ
ｕを採用した。従来、Ｃｕは空気中で焼成すると容易に
酸化してしまい電極には使用しにくい面があったが、Ｃ
ｕの粒径など、Ｃｕを主成分とするペース）ｔｌ−適宜
選択使用することにより、Ｃｕを主成分とするオーミッ
ク性電極を簡単に形成することができる。しかもＯｕは
Ｚｎ−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５ｒＴｉＯ５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、５ｒ（５０ｓ、ＴｉＯ２を５ｒＴｉ０３の比率に
なるように秤量し、ボールミルなどで１５時時間式混合
し、脱水乾燥した後、１１００℃で４時間仮焼し、再び
ボールミルなどで２０時時間式粉砕し、脱水乾燥し、５
ｒＴｉ０３を合成する。こうして得た５ｒＴｉＯ３１０
０％＃部に対してＮｂ２Ｏ５を０．２モル部、ＣｕＯを
０．１モル部、ＭｎＯ２を０．１５モル部をそれぞれ秤
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、ｐｖム（ポリビニルアルコール）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。この成形体を空気中で１
１００℃、２時間焼成した後、Ｎ２：Ｈ２＝ｓ：１の還
元性雰囲気中で１４００℃、８時間焼成し、さらに空気
中で１０６０℃、１２時間焼成して第１図、第２図に示
すような焼結体１を作成する。次に、前記焼結体１の電
極を形成する領域（この実施例では３ケ所にＣｕを主成
分とし、硼硅酸鉛系ガラスフリット及び樹脂などを含有
してなるペーストをスクリーン印刷などにより塗布した
後、空気中で１２０℃、５分間乾燥することにより、焼
結体１にＣｕを主成分とするオーミック性の電極２ｆＬ
　、２ｂ　。

２Ｃを有する電圧依存性非直線抵抗体素子が得られる。

ここで、Ｃｕの平均粒径は３μｍのものを使用した。

なお、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。

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Ｃａ、Ｂａ。

Ｍｇのうちの一つまたは複数の元素で置き換えてもよい
し、添加物の成分は何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
良が発生しにくぐ、信頼性が極めて高い。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図は本発明の製造法により得られた素子の一実施例
を示す上面図、第２図は同断面図である。 １・・・・・・焼結体、２ｍ　、２ｂ　、２ｃ・・・・
・・オーミック性電極。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名菓　
１　図 と ／ 第２図　　　２ｔ ／ ケオーミツ７ノ圧電糧 ／琥緒体 ／

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）ＳｒＴｉＯ＿３を主成分とする焼結体にＣｕを主
   成分とするペーストを空気中で乾燥してなるオーミック
   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
   体素子の製造法。
2. （２）ＳｒＴｉＯ＿３のＳｒの一部をＣａ，Ｂａ，Ｍｇ
   のうち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の製造法。