JPH03161902A - バリスタの製造方法 - Google Patents

バリスタの製造方法

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JPH03161902A
JPH03161902A JP1302497A JP30249789A JPH03161902A JP H03161902 A JPH03161902 A JP H03161902A JP 1302497 A JP1302497 A JP 1302497A JP 30249789 A JP30249789 A JP 30249789A JP H03161902 A JPH03161902 A JP H03161902A
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JP
Japan
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zno
varistor
powder
mixed
heat
Prior art date
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Pending
Application number
JP1302497A
Other languages
English (en)
Inventor
Toru Azuma
亨 東
Kazuyoshi Nakamura
和敬 中村
Hiroaki Taira
浩明 平
Yasunobu Yoneda
康信 米田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Murata Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Murata Manufacturing Co Ltd
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Publication date
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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、ZnOを主或分原料とずるバリスタの製造方
法に関し、より特定的には、ZnO原料籾末を得る工程
が改良されたバリスタの製造方法に関する。
〔従来の技術〕
一mに、バリスタは、印加電圧に応じて抵抗値が非直線
的に変化する抵抗体素子として知られており、電子回路
に過電圧が加わるのを防止するためのサージ吸収素子等
に用いられている。
バリスタには、大別してディスク型バリスタ及び積層型
バリスタの2種の形式のものが存在する。
何れの形式のものにおいて、電圧非直線性を示す拐料と
しては、ZnOを主或分原料とするものが広く用いられ
ている。
製造に際しては、主或分原籾であるZnOに対し、副成
分原料としてBi,Co.MnまたはSb等の金属酸化
物が同時に添加される。しかる後、混合・粉砕されるこ
とにより、混合原料粉末が得られる。この混合原料粉末
を戒形して得られた成形体を焼成することにより、電圧
非直線性を示す焼結体が得られる。さらに、得られた焼
結体に所定の電極を形或することにより、バリスタが製
造されている。
なお、上記した副成分原料、ずなわちBi,Co,Mn
またはsb等の副成分原料は、電圧非直線性を与えるた
めや安定性を向上させるため等の目的で添加されている
ものである。
〔発明が解決しようとする技術的課題〕?述した従来の
製造方法では、十分なザージ耐量のバリスタを得ること
が難しいという問題があった。サージ耐量とは、Vl−
A  (バリスタにlmAの電流が流れたときにバリス
タの両端にかかる電圧値)の変化率が±10%以下であ
る時の電流値の大きさを表すものであるが、例えば、直
径が71IIII1のディスク型バリスタにおいては1
500A程度の8×20μm秒のサージ電流を印加した
場合、■1■の変化率が安定的に±10%以下とならず
、1500A以上のサージ耐量を安定に得ることは困難
であった。
よって、本発明の目的は、1500A以上のザージ耐量
を安定に得ることが可能なバリスタの製造方法を提供す
ることにある。
〔技術的課題を解決するための手段〕
本願発明者らは、前述したようなバリスタにおけるサー
ジ耐量のばらつきが、主成分原料であるZnOに対する
Bi.Co、Mnまたはsb等の酸化物の分散状態の不
均一性により生しているのではないかと考え、ZnO及
び副成分原料の粒径3 及び凝集状態につき調査した。その結果、ZnOのI)
soが1μm以下であるにも関わらず、ZnOが凝集を
起こし易く、二次粒子の中には5μm〜10μm以上の
ものも存在することがわかった。
すなわち、Zn○の凝集により、副威分原1′1が均一
に分散され難く、それによってサージ耐量にばらつきを
生していることを見出した。
本願発明者らは、上記の新規な知見に基づき、ZnOの
凝集を防止すれば、サージ耐量を高め得るのではないか
と考え、Zn○の凝集を阻止し得る方法につき種々検討
した結果、本願発明をなすに至った。
すなわち、本発明のバリスタの製造方法は、主或分原料
であるZn○を800゜C−1400゜Cの範囲の温度
で熱処理し、粉砕してZnO粉末を得、該Zn○粉末に
副威分原料を添加して混合粉砕し、得られた混合原料粉
末を戒形し、次に戊形体を焼威ずる各工程を備えること
を特徴とする。
Zn○の熱処理は、上記のように800゜C−1400
゜Cの範囲の温度にZn○を保持しておくこ4 とにより行われる。この熱処理の時間は、特に限定され
るものではないが、後述のζ電位を十分大きくし得るの
に必要な時間保持することが好ましい。通常は、約2時
間程度の熱処理が行われる。
800“C以上1400℃以下の温度で熱処理する必要
があるのは、上記範囲外の温度でZn○を熱処理した場
合には、1500A以上のサージ耐量を実現することが
できないからである。
本発明は、ZnOについての上記熱処理工程を特徴とす
るものであり、熱処理後6こわ)砕して得られたZnO
粉末を副成分原料と混合し、再度粉砕して混合原料粉末
を得る。副威分原料としては、従来よりZn○バリスタ
を得るのに用いられている種々のものを適宜用いること
ができる。例えば、Bi,Pr,Sb,MnまたはCo
等の金属酸化物が適宜用いられる。
また、混合原料粉末を得た後の戒形並びに焼威等につい
ては、従来のバリスタの製造方法において用いられてい
る常法を用いればよい。
〔作用〕
5 Zn○粉末の凝集要因は、ZnOのζ電位にあると考え
られ、ζ電位が±0のときに凝集がもっとも起こり易い
状態となる。すなわち、ZnO粒子がζ電位が±0に近
い程ZnO粒子同士が反発し合わずに凝集が起こり易く
なる。事実、従来法において得られたZnO原料粉末の
ζ電位は約+4mV程度である。従って、この程度の大
きさのζ電位では、ZnO粒子同士の反発力が小さく、
凝集が起こり易い状態にあると考えられる。
そこで、本発明では、上記のような熱処理を行うことに
より、ZnOのζ電位を高めている。すなわち、本発明
は、ZnOを800゜C以上1400゜C以下の温度で
熱処理することによりZnOのζ電位を高め、ZnO粒
子間に働く静電反発力を高めることにより凝集を防止し
たことに特徴を有する。
なお、好ましくは、1000 〜1200゜cの温度で
熱処理することにより、より一層ζ電位を尚め得るため
、より一層サージ耐量の高いバリスタを得ることができ
る。
6 〔発明の効果〕 本発明によれば、ZnOを800゜C〜1400゛Cの
範囲の温度で熱処理する工程を備えるため、ZnO粉末
の凝集を効果的に防止することができる。従って、Zn
O粉末に対して副成分原料を均−に分散させることが可
能となるため、サージ耐量が高められたバリスタを得る
ことができる。ずなわら、1500Aを超えるサージ耐
量を示すバリスタを安定に得ることが可能となる。
また、後述の実施例から明らかなように、サージ耐量だ
けでなく、電圧非直線係数についても相当の従来例に対
して5以上大きくすることができる。従って、従来より
も電圧制御特性に優れたバリスタを得ることが可能とな
る。
〔実施例の説明〕
まず、ZnOを800’C 〜1400゜Cの範囲の種
々の温度で熱処理した。熱処理に際しては、設定した熱
処理温度雰囲気に主成分原料であるZnOを数時間保持
することにより行った。次に、熱処理されたZnOを粉
砕ずることによりZnO粉末を得た。
得られたZnO粉末(97.8モル%)に対し、副戒分
原料であるB iz Ox  (0.5モル%)、Mn
○(0.5モル%)、Co,! 0,(0.5モル%)
及びSbz 03  (0.7モル%)を添加し、ポー
ルミルにより10時間湿式混合し、次に粉砕して混合原
料粉末を得た。
得られた混合原料粉末を脱水し、次にa o o ’c
で2時間仮焼した。さらに、仮焼した混合原料粉末に対
し、バインダとして酢酸ビニルを2重量%及びポリビニ
ルアルコール1.5重景%添加し、再びボールごルにて
10時間湿式混合し、造粒粉末を得た。
次に、得られた造粒粉末を、直径8mmX厚み1.2m
mの大きさにプレスにより圧縮成形し、成形密度3.8
g/c+1の成形体を得た。
得られた成形体を、7 0 0 ’Cの温度で1時間加
熱処理し、バインダを飛散させた後、+100゜C〜l
400゜Cで2時間焼威し、パリスタ素子を得た。
得られたバリスタ素子の両主面にAgを主体とずる導電
ベース1・を塗布し、6 5 0 ’Cで10分間焼き
イ」りを行い、電極を形威した。形威された両電極に、
それぞれ、はんだ付けによりリード線を取り付けた後、
バリスタ素子全体をエボキシ樹脂により外装被覆し、デ
ィスク型バリスタ試料を得た。
得られた試料につき、単位厚み当たりのバリスタ電圧(
 VIIIA/+1111) 、電圧非直線係数(α)
及びバリスタ電圧の変化率を測定した。結果を第1表に
示す。なお、電圧非直線係数は、α−1/1og (V
imA/VQ.l,IA )の式により求めた。また、
ハリスク電圧の変化率は、1000、1500及び20
00Aの8×20μ秒の各サージ電流を印加し、1時間
後のバリスタ電圧を測定し、サージ電流を印加する前の
バリスタ電圧の変化率を示したものである。
また、比較例として、ZnOを熱処理していない従来の
製造方法により製造されたディスク型バリスタの試料(
試料番号11)についても、実施9 例と同様の測定を行い、結果を第1表に併せて示した。
さらに、熱処理温度が本発明の範囲外となる試料(試料
番号1,2.10)についても、実施例と同様に製作し
、かつ測定を行い、その結果を第1表に併せて示した。
なお、第1表中における「*」印は、比較例及び本発明
の範囲外の試料であることを示す。
第1表から明らかなように、ZnOの熱処理温度を80
0゜C〜1400゜Cの範囲とした本発明試料(試料番
号3〜9)では、1500Aのザージ電流に対するバリ
スタ電圧の変化率が、±10%未満と大幅に向上してい
ることがわかる。
また、電圧非直線係数αについても、比較例の試料(試
料番号11)に比べて5以上大きくなることがわかる。
さらに、本発明の試料(試料番号3〜10)においては
、特に、ZnO熱処理温度を1000゜C以上1200
゜C以下の温度とした試料(試料番号5〜7)において
、200OAのサージ電流に対l0 ずるバリスタ電圧の変化率も、上lO%未満となってい
ることがわかる。従って、1000゜C以上1200゜
C以下の温度でZ n Oを熱処理することが好ましい
なお、上記実施例では、円板状の焼結体を用いたディス
ク型バリスタの製造方法について説明したが、本発明は
、他の形状、例えば角板型バリスタの製造方法にも適用
することができ、また積層型バリスタにも適用すること
が可能であり、本実施例と同様の効果を得ることができ
ることを指摘しておく。
(以下、余白) 第 1 表

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 主成分原料であるZnOを800゜C〜1400゜Cの
    範囲の温度で熱処理した後、粉砕してZnO粉未を得、
    該ZnO粉末に副成分原料を混合した後粉砕し、得られ
    た混合原料粉末を成形し、次に成形体を焼成する各工程
    を備えることを特徴とするバリスタの製造方法。
JP1302497A 1989-11-21 1989-11-21 バリスタの製造方法 Pending JPH03161902A (ja)

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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5060793A (ja) * 1973-10-01 1975-05-24

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5060793A (ja) * 1973-10-01 1975-05-24

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