JPH03280501A

JPH03280501A - 電圧非直線抵抗体

Info

Publication number: JPH03280501A
Application number: JP2082392A
Authority: JP
Inventors: Noriyuki Kozu; 典之神津; Fumio Ishida; 文男石田
Original assignee: Taiyo Yuden Co Ltd
Current assignee: Taiyo Yuden Co Ltd
Priority date: 1990-03-29
Filing date: 1990-03-29
Publication date: 1991-12-11

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、酸化亜鉛（ＺｎＯ）を主成分とするＺｎＯ系
電圧非直線抵抗体に関するものである。

［従来の技術］電圧非直線抵抗体（バリスタ）は非直線的な電圧−電流
特性を有しており、電圧の増大に伴ない電気抵抗が急激
に減少して電流が著しく増加するため、異常な過電圧の
吸収や電圧安定化用として広（実用されている。

この電圧非直線抵抗体の特性は一般に次の近似式で示さ
れる電圧−電流特性をもって評価されている。

Ｉ　＝　（Ｖ／Ｃ）ここで、■は電圧非直線抵抗体に流れる電流、■は印加
電圧、Ｃは定数、ａは非直線係数である。

通常、電圧非直線抵抗体の特性はある特定電流における
電圧（バリスタ電圧）と非直線係数ａで表わされる。

バリスタ電圧としては１便宜的に１ｍＡの１ａδを流し
た時の端子電圧（Ｖ、、、）で表わすことｔ多い。

また、非直線係数ａは通常、０．１ｍＡ〜１ｍＡにおけ
る電圧−電流特性より求められズいる。そして、電圧非
直線抵抗体としては非直軸係数αの値の大きいことが好
ましい。

ところで、昨今、回路保護を目的として各相電圧非直線
抵抗体の開発にはめざましいもの力′ある。

特に酸化亜鉛を主成分とし、これに種々の酸化物を添加
せしめた焼結体から成るＺｎＯ系電圧非直線抵抗体はα
が４０〜１００と極めて大きく、非直線性に優れ、衝撃
電流吸収性および定電圧性等の安定性が高く、雷サージ
および異常電圧に対する保護用バリスタとして広（用い
られている。

［発明が解決しようとする課題］しかし、従来のＺｎＯ系電圧非直線抵抗体は、大電流領
域における非直線性が悪く、常時課電時における小電流
領域の特性変化が大きく、かつ衝撃電流による電圧降下
が大きいという欠点を有していた。

本発明は、大電流領域における非直線性に優れ、衝撃電
流の印加前後における小電流ａ域の電圧変化率が小さく
、更に常時課電前後における小電流領域の電圧変化率が
小さい電圧非直線抵抗体を得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］本発明の電圧非直線抵抗体は、酸化亜鉛を主成分とし、
副成分としてビスマス、アンチモン、コバルト、マンガ
ン、クロム、ニッケル、ケイ素及びアルミニウムの化合
物を、それぞれＢｉｔ　Ｏｎ　、Ｓｂ＊　Ｏｘ　、Ｃｏ
ｏ、ＭｎＯ。

Ｃｒｚ　Ｏｓ　、　Ｎ　ｉ　Ｏ，Ｓ　ｉ　Ｏｘ及びＡ　
１　ｚ　０３の形にして、０．０５〜２．０ｗｏ１％、
０．０５〜３．０ｍｏｌ％、　　０．　１〜２．　０ｍ
ｏｌ％、０．１〜３．０ｍｏｌ％、０．０５〜２．０ｐ
ａ１％、０．０５〜２．０ＩＩｏ１％、　　０．　０５
〜３．　０ｍｏｌ％及び０．００１〜０．５ｓｏ１％の
割合で含み、更にモリブデンの化合物をＭｏｏ、の形に
して０．０２〜３．０ｍｏｌ％の割合で含む組成物を焼
結してなるものである。

ここで、副成分としてビスマス、アンチモン。

コバルト、マンガン、クロム、ニッケル、ケイ素及びア
ルミニウムの化合物を、それぞれＢ　１　宜Ｏｓ　、Ｓ
　ｂ　＊　Ｏｓ　、ＣＯＯ＋　Ｍ　ｎ　Ｏ＋Ｃｒｘ　Ｏ
ｓ　、　Ｎ　ｉ　Ｏ，Ｓ　ｉ　Ｏｘ及びＡ１．０゜の形
にして、０．０５〜２．０ｍｏｌ％、０．０５〜３．０
ｍｏＨ，０，１〜２．Ｏｓ＋ｏＢ、０．１〜３．０ｓｏ
１％、０．０５〜２．０ｍｏｌ％、０．０５〜２．０ｍ
ｏｌ％、　　０　、　０５〜３　、　０ｍｏｌ％及び０
．００１〜０．５ｍｏｌ％の割合で含み、更にモリブデ
ンの化合物をＭｏＯ□の形にして０．０２〜３．０ｍｏ
ｌ％の割合で含むようにしたのは、これらの副成分が各
々の範囲を逸脱すると、バリスタの特性（制限電圧比、
サージ電流特性、課ｔ＃Ｐ命特性、非直線係数）が悪く
なるからである。

また、上記化合物としては、酸化物のみならず、塩化物
、炭酸塩その他の化合物を使用することができる。また
、焼結は酸化性雰囲気中で行なうのが好ましい。

［実施例］以下、本発明の実施例について詳細に説明する。

まず、酸化亜鉛ｆＺｎｏｌ　、酸化ビスマス（Ｂｘ２０
ｉ）　。

酸化アンチモンｆｓｂ２０．）　、　ＩＩＩ化：］　ハ
Ｌ　ト（Ｃｏａｌ酸化マンガンｆＭｎＯｌ　　ｒａ化り
ｌニア　ムｆｃｒ２のａｌ酸化ニッケル（Ｎｉｐ）　、
酸化ケイ素（ＳｉＯ，ｌ、酸化アルミニウムｆＡｌ２Ｏ
３）及び酸化モリブデンｉＭｏＬｌを、第１表に示すよ
うな割合（−０１％ｊで秤量し、これらの化合物をボー
ルミル中に入れ、２０ｈｒ撹拌混合して原料粉末を得た
。

次に、この原料粉末を乾燥した後、７００〜９５０℃で
１〜４時間仮焼して仮焼物を得た。

次に、この仮焼物にバインダー（ＰＶＡ：５％水溶′ｔ
ｌ）を加えて造粒し、これを成形機で成形して、直径１
０．８ｍｍのディスク状成形物を得た。

次に、この成形物を空気中において１１００〜１３００
℃で２時間焼成して焼結体を得た。

次に、この焼結体の両生面にアルミニウムを渚射し、直
径７．６ｍｍのアルミ溶射電極を備えた電圧非直線抵抗
体を得た。

次に、この電圧非直線抵抗体について、大電流領域にお
ける非直線性、衝撃電流の印加前後における小電流領域
の電圧変化率（衝撃電流特性）、常時課電の前後におけ
る小電流領域の電圧変化率（課電寿命特性）及び非直線
係数ａを調べたところ、第１表に示す通りとなった。

ここで、試料Ｎｏ、１〜５ではビスマスの化合物の量を
変化させ、試料Ｎ０１６〜９ではアンチモンの化合物の
量を変化させ、試料Ｎｏ、　１０〜１４ではコバルトの
化合物の量を変化させ、試料Ｎｏ１５〜１９ではニッケ
ルの化合物の量を変化させ、試料Ｎｏ、　２０〜２４で
はクロムの化合物の量を変化させ、試料Ｎｏ、　２５〜
２９ではマンガンの化合物の量を変化させ、試料Ｎｏ、
　３０〜３５ではケイ素の量を変化させ、試料Ｎｏ、　
３６〜４１ではアルミニウムの化合物の量を変化させ、
試料Ｎｏ、　４２〜４７ではモリブデンの化合物の量を
変化させた。

また、大電流領域における非直線性は、素子に１ｍｍの
電流を流した場合の端子間電圧Ｖ　１ｍｍと、素子に１
ｋＡの電流を流した場合の端子間電圧Ｖ　ｌｋＡとの比
（Ｖ　ｌ−Ａ／　Ｖ　＋−：制限電圧比という、）とし
て求めた。

また、衝撃電流特性は、素子に８ｘ２０ｕｓの波形で１
００ＯＡの衝撃電流を同一方向に２回印加した前後にお
いて、各々１０ｕＡの電流を流したときの端子間電圧（
Ｖ＋ｏ、−＾）の変化率（ΔＶ／Ｖ　、。、ｓａ）で表
わされるものである。

また、課電寿命特性は、８５℃の下で素子に０．８５Ｘ
Ｖ１ｍＡの電圧を５００ｈｒ印加した前後において、各
々１０μＡの電流を流したときの端子間電圧（Ｖ、。ｒ
Ａ）の変化率（ΔＶ／Ｖ、。β駒で表わされるものであ
る。

また、非直線係数αは、１ｍｍと１０ｍＡの電流を各々
流した時の端子間電圧Ｖ１．＆とＶ、。、＆とより求め
たものである。

※ ※ ※ × × ※ ※ Ｘ ※ ※ ※ ※ ※ ※ ※ ※ ※ ※ ※ ※ 第１表から明らかなように、本発明の範囲に属するＮｏ
、　２〜４．７．８．　１１−１３．　１６〜１８．２
１〜２３．２６〜２８．３１〜３４゜３７〜４０の試料
の各特性は、比較例となるＮｏ、１．５，６，９，１０
．１４，１５゜１９．２０，２４，２５．２９，３０，
３５゜３６．４１〜４７の試料と比較して大幅に改善さ
れていることがわかる。

［発明の効果］本発明によれば、酸化亜鉛を主成分とする素体中にＭｏ
の化合物をＭ　ｏ　Ｏｘの形にして０．０２〜３．０ｗ
＋ｏ１％含有せしめたので、大電流領域の非直線性に優
れ、衝撃電流特性及び課電寿命特性に優れた、信頼性の
高い電圧非直線抵抗体を得ることができるものである。

Claims

【特許請求の範囲】

　酸化亜鉛を主成分とし、副成分としてビスマス、アン
チモン、コバルト、マンガン、クロム、ニッケル、ケイ
素及びアルミニウムの化合物を、それぞれＢｉ＿２Ｏ＿
３、Ｓｂ＿２Ｏ＿３、ＣｏＯ、ＭｎＯ、Ｃｒ＿２Ｏ＿３
、ＮｉＯ、ＳｉＯ＿２及びＡｌ＿２Ｏ＿３の形にして、
０．０５〜２．０ｍｏｌ％０．０５〜３．０ｍｏｌ％、
０．１〜２．０ｍｏｌ％、０．１〜３．０ｍｏｌ％、０
．０５〜２．０ｍｏｌ％、０．０５〜２．０ｍｏｌ％、
０．０５〜３．０ｍｏｌ％、及び０．００１〜０．５ｍ
ｏｌ％の割合で含み、更にモリブデンの化合物をＭｏＯ
＿２の形にして０．０２〜３．０ｍｏｌ％の割合で含む
組成物を焼結してなる電圧非直線抵抗体。