JPH0373121B2 - - Google Patents
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- JPH0373121B2 JPH0373121B2 JP56051422A JP5142281A JPH0373121B2 JP H0373121 B2 JPH0373121 B2 JP H0373121B2 JP 56051422 A JP56051422 A JP 56051422A JP 5142281 A JP5142281 A JP 5142281A JP H0373121 B2 JPH0373121 B2 JP H0373121B2
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- internal electrodes
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Landscapes
- Thermistors And Varistors (AREA)
- Conductive Materials (AREA)
Description
本発明は、酸化亜鉛を主体とした電圧非直線性
を示す材料中に内部電極を埋め込んで成る構造の
電圧非直線抵抗器における内部電極材料に関する
ものである。 電圧非直線低抗体（以下、バリスタと称す）は
サージ吸収素子、電愛安定化素子等に広く用いら
れており、その電気的特性は次に示す実験式で示
される。 Ｉ／ｉ＝（Ｖ／Vi）〓 ……(1) ここでＩは素子を流れる電流、Ｖは印加電圧、
Viは電流がｉアンペア流れる時の電圧で通常１
ｍＡ値をとり、立ち上り電圧V1ｍＡと称される。
αは電圧非直線係数と称され、バリスタを挿入し
た電気回路の電圧がいかに制御でされるかを示し
たものでαが大きい程、電圧制御性に優れてい
る。 従来パリスタとしてはシリコン・カーバイド・
バリスタやシリコンバリスタが用いられてきた
が、シリコン・カーバイド・バリスタはαが小さ
く電圧制御性に欠けるという欠点があり、シリコ
ンバリスタは耐サージ性能が悪いという欠点があ
つた。一方酸化亜鉛を主成分としたこれに微量の
添加物を加えて焼結して得られるバリスタは、優
れた電圧非直線性を有し、さりに耐サージ性も良
く、従来のシリコン・カーバイド・バリスタや、
シリコンバリスタに対する置き換えが徐々に進ん
でいる。 一方、最近の半導体産業の目ざましい進歩に伴
いIC、LSI及び個別半導体素子の耐サージ保護に
対する要求が日ましに強まつている。しかし従来
の酸化亜鉛バリスタでは立ち上り電圧が高く半導
体素子の対サージ保護には不向きであつた。これ
に対し電圧非直線抵抗体をシート状に作成し、こ
れを内部電極ではさんで積層し、一体にした後焼
結するバリスタ（以後積層型バリスタと呼ぶ）は
立ち上り電圧が最低4Vと低く、非直線係数及び
耐サージ性能も良好であり、半導体素子の耐サー
ジ保護素子として注目を集めている。 しかし、この積層型バリスタは制限電圧比、即
ち素子に１ｍＡの電流を流すのに必要な電圧値
V1ｍＡと20Aの電流を流すのに必要な電圧値
V20Aとの比、V20A／V1ｍＡの値が十分小さくな
かつた。この制限電圧比は小さければ小さい程良
い値であり、小さい程バリスタを使用した電子回
路の信頼性を高め、また電子回路の設計技術も容
易になるものである。 本発明は、上記欠点を取り除いた制限電圧比の
小さい酸化亜鉛積層型バリスタを提供するもの
で、酸化亜鉛を主体とした電圧非直線抵抗体をシ
ート状に作成し、これを内部電極ではさんで積層
した構造を有する積層型バリスタにおいて、金属
物質の他に少くとも酸化亜鉛を含有することを特
徴とする上記積層型バリスタ用電極材料である。 従来の内部電極材料を用いた積層型の電圧非直
線抵抗体の微細構造は第１図に示すとおりであ
る。図中１１は酸化亜鉛結晶粒、１２は析出した
添加物より成る粒界層、１３は内部電極である。
酸化亜鉛バリスタの優れた電圧非直線性は酸化亜
鉛粒の間に存在する粒界層が、Ｖ＜V1ｍＡの様
な印加電圧の下では絶縁体の様に振舞い、Ｖ＜
V1ｍＡでは電気良導体として振舞うということ
により解釈されている。粒界層のこの様な振舞い
は粒界層が酸化亜鉛粒にはさまれている時にのみ
生じる。 さて、従来の積層型酸化亜鉛バリスタにおいて
は、内部電極に酸化亜鉛を含んでいないものを使
用しており、酸化亜鉛粒が内部電極と接触せず、
粒界層が内部電極と酸化亜鉛の間に介在してい
る。このため、この粒界層はＶ＞V1ｍＡとなつ
ても電気良導体となり得ず、非直線係数の低下及
び制限電圧比の増加の原因となる。この影響は立
ち上り電圧が大きいもの、即ち内部電極間に多く
の結晶粒を含むものより、立ち上り電圧の小さい
もの即ち内部電極間に少しの結晶粒しか含まない
ものにおいて顕著である。 本発明は、内部電極中に酸化亜鉛を含有したも
のである。内部電極中に酸化亜鉛を含有したもの
を内部電極用材料として用いると、電圧非直線抵
抗体材料中の酸化亜鉛と、内部電極中の酸化亜鉛
とが反応して、第２図に示した様に酸化亜鉛結晶
粒２１と内部電極２３とを直接接触させることが
できる。このため内部電極２３の間に存在する粒
界層２２の全てがＶ＞V1ｍＡなる電圧のもとで
電気良導体となり、先のものと較べ非直線係数を
増加させることができ、さらに制限電圧比を減少
させることができる。 以下に本発明の実施例を示す。 （実施例） 酸化亜鉛にCo、Mn、Sb等を酸化物で加え、さ
らに硼珪酸鉛ガラスを加えて有機バインダーとと
もに有機溶媒中で分散させ、混合の後ドクターブ
レード法によりシート状に加工した。その後適当
な形状に打ちぬき、内部電極を印刷し圧着積層後
所定の形状に切断して、1100℃〜1300℃で焼結
し、外部銀電極を塗布、焼き付けを行つたものを
試料とした。使用した内部電極は、白金粉末を有
機バインダーを用いて、ベースタ状にしたもの
と、白金粉末に酸化亜鉛を混ぜ相機バインダーと
共にペースト状にしたものの２種を用いた。前述
の電極をＡ、後述の電極をＢとする。素子の立ち
上り電圧は4Vのものと12Vのものを試作した。 表１に試作した試料における非直線係数、及び
制限電圧比の値を示した。表より明らかな様に内
部電極に酸化亜鉛を用いたものは用いないものに
比べ非直線係数、制限電圧比共に良好なものが得
られた。
を示す材料中に内部電極を埋め込んで成る構造の
電圧非直線抵抗器における内部電極材料に関する
ものである。 電圧非直線低抗体（以下、バリスタと称す）は
サージ吸収素子、電愛安定化素子等に広く用いら
れており、その電気的特性は次に示す実験式で示
される。 Ｉ／ｉ＝（Ｖ／Vi）〓 ……(1) ここでＩは素子を流れる電流、Ｖは印加電圧、
Viは電流がｉアンペア流れる時の電圧で通常１
ｍＡ値をとり、立ち上り電圧V1ｍＡと称される。
αは電圧非直線係数と称され、バリスタを挿入し
た電気回路の電圧がいかに制御でされるかを示し
たものでαが大きい程、電圧制御性に優れてい
る。 従来パリスタとしてはシリコン・カーバイド・
バリスタやシリコンバリスタが用いられてきた
が、シリコン・カーバイド・バリスタはαが小さ
く電圧制御性に欠けるという欠点があり、シリコ
ンバリスタは耐サージ性能が悪いという欠点があ
つた。一方酸化亜鉛を主成分としたこれに微量の
添加物を加えて焼結して得られるバリスタは、優
れた電圧非直線性を有し、さりに耐サージ性も良
く、従来のシリコン・カーバイド・バリスタや、
シリコンバリスタに対する置き換えが徐々に進ん
でいる。 一方、最近の半導体産業の目ざましい進歩に伴
いIC、LSI及び個別半導体素子の耐サージ保護に
対する要求が日ましに強まつている。しかし従来
の酸化亜鉛バリスタでは立ち上り電圧が高く半導
体素子の対サージ保護には不向きであつた。これ
に対し電圧非直線抵抗体をシート状に作成し、こ
れを内部電極ではさんで積層し、一体にした後焼
結するバリスタ（以後積層型バリスタと呼ぶ）は
立ち上り電圧が最低4Vと低く、非直線係数及び
耐サージ性能も良好であり、半導体素子の耐サー
ジ保護素子として注目を集めている。 しかし、この積層型バリスタは制限電圧比、即
ち素子に１ｍＡの電流を流すのに必要な電圧値
V1ｍＡと20Aの電流を流すのに必要な電圧値
V20Aとの比、V20A／V1ｍＡの値が十分小さくな
かつた。この制限電圧比は小さければ小さい程良
い値であり、小さい程バリスタを使用した電子回
路の信頼性を高め、また電子回路の設計技術も容
易になるものである。 本発明は、上記欠点を取り除いた制限電圧比の
小さい酸化亜鉛積層型バリスタを提供するもの
で、酸化亜鉛を主体とした電圧非直線抵抗体をシ
ート状に作成し、これを内部電極ではさんで積層
した構造を有する積層型バリスタにおいて、金属
物質の他に少くとも酸化亜鉛を含有することを特
徴とする上記積層型バリスタ用電極材料である。 従来の内部電極材料を用いた積層型の電圧非直
線抵抗体の微細構造は第１図に示すとおりであ
る。図中１１は酸化亜鉛結晶粒、１２は析出した
添加物より成る粒界層、１３は内部電極である。
酸化亜鉛バリスタの優れた電圧非直線性は酸化亜
鉛粒の間に存在する粒界層が、Ｖ＜V1ｍＡの様
な印加電圧の下では絶縁体の様に振舞い、Ｖ＜
V1ｍＡでは電気良導体として振舞うということ
により解釈されている。粒界層のこの様な振舞い
は粒界層が酸化亜鉛粒にはさまれている時にのみ
生じる。 さて、従来の積層型酸化亜鉛バリスタにおいて
は、内部電極に酸化亜鉛を含んでいないものを使
用しており、酸化亜鉛粒が内部電極と接触せず、
粒界層が内部電極と酸化亜鉛の間に介在してい
る。このため、この粒界層はＶ＞V1ｍＡとなつ
ても電気良導体となり得ず、非直線係数の低下及
び制限電圧比の増加の原因となる。この影響は立
ち上り電圧が大きいもの、即ち内部電極間に多く
の結晶粒を含むものより、立ち上り電圧の小さい
もの即ち内部電極間に少しの結晶粒しか含まない
ものにおいて顕著である。 本発明は、内部電極中に酸化亜鉛を含有したも
のである。内部電極中に酸化亜鉛を含有したもの
を内部電極用材料として用いると、電圧非直線抵
抗体材料中の酸化亜鉛と、内部電極中の酸化亜鉛
とが反応して、第２図に示した様に酸化亜鉛結晶
粒２１と内部電極２３とを直接接触させることが
できる。このため内部電極２３の間に存在する粒
界層２２の全てがＶ＞V1ｍＡなる電圧のもとで
電気良導体となり、先のものと較べ非直線係数を
増加させることができ、さらに制限電圧比を減少
させることができる。 以下に本発明の実施例を示す。 （実施例） 酸化亜鉛にCo、Mn、Sb等を酸化物で加え、さ
らに硼珪酸鉛ガラスを加えて有機バインダーとと
もに有機溶媒中で分散させ、混合の後ドクターブ
レード法によりシート状に加工した。その後適当
な形状に打ちぬき、内部電極を印刷し圧着積層後
所定の形状に切断して、1100℃〜1300℃で焼結
し、外部銀電極を塗布、焼き付けを行つたものを
試料とした。使用した内部電極は、白金粉末を有
機バインダーを用いて、ベースタ状にしたもの
と、白金粉末に酸化亜鉛を混ぜ相機バインダーと
共にペースト状にしたものの２種を用いた。前述
の電極をＡ、後述の電極をＢとする。素子の立ち
上り電圧は4Vのものと12Vのものを試作した。 表１に試作した試料における非直線係数、及び
制限電圧比の値を示した。表より明らかな様に内
部電極に酸化亜鉛を用いたものは用いないものに
比べ非直線係数、制限電圧比共に良好なものが得
られた。
【表】
またその断面のマイクロ構造を顕微鏡で観察し
たところで内部電極Ａものもでは第１図の様に内
部電極と粒界層が接触しており、内部電極Ｂのも
のでは第２図の様に内部電極と酸化亜鉛結晶粒と
が接触しているのが確認された。 一方電極材料中に酸化亜鉛の他に、更に酸化コ
バルト（CoO）、酸化アンチモン（Sb2O3）、酸化
第２クロム（Cr2O3）、酸化マンガン（MnO）等
の添加物を加えても、酸化亜鉛を含まないものに
較べ良好な非直線係数、及び制限電圧比を示し
た。 また内部電極中の金属物質としては白金の他に
パラジウム、金、銀、及びその合金系についても
行なつたが上記の様な効果を確認した。 以上述べたように本発明方法によれば、非直線
係数及び制限電圧比の優れた積層型酸化亜鉛バリ
スタを得ることができ、その結果このバリスタを
使用した電子回路の信頼性を著しく高めることが
できる効果を有するものである。
たところで内部電極Ａものもでは第１図の様に内
部電極と粒界層が接触しており、内部電極Ｂのも
のでは第２図の様に内部電極と酸化亜鉛結晶粒と
が接触しているのが確認された。 一方電極材料中に酸化亜鉛の他に、更に酸化コ
バルト（CoO）、酸化アンチモン（Sb2O3）、酸化
第２クロム（Cr2O3）、酸化マンガン（MnO）等
の添加物を加えても、酸化亜鉛を含まないものに
較べ良好な非直線係数、及び制限電圧比を示し
た。 また内部電極中の金属物質としては白金の他に
パラジウム、金、銀、及びその合金系についても
行なつたが上記の様な効果を確認した。 以上述べたように本発明方法によれば、非直線
係数及び制限電圧比の優れた積層型酸化亜鉛バリ
スタを得ることができ、その結果このバリスタを
使用した電子回路の信頼性を著しく高めることが
できる効果を有するものである。
第１図は従来の積層型酸化亜鉛バリスタの断面
のマイクロ構造を模式的に示した図、第２図は本
発明による積層型酸化亜鉛バリスタの断面のマイ
クロ構造を模式的に示した図である。 図中、２１……酸化亜鉛結晶粒、２２……粒界
層、２３……内部電極。
のマイクロ構造を模式的に示した図、第２図は本
発明による積層型酸化亜鉛バリスタの断面のマイ
クロ構造を模式的に示した図である。 図中、２１……酸化亜鉛結晶粒、２２……粒界
層、２３……内部電極。
Claims (1)
- １ 酸化亜鉛を主体とした電圧非直線性を示す焼
結体中に内部電極を埋め込だ構造の電圧非直線抵
抗器において、金属物質の他に少くとも酸化亜鉛
を含有することを特徴とする上記電圧非直線抵抗
体用内部電極材料。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56051422A JPS57166006A (en) | 1981-04-06 | 1981-04-06 | Electrode material for zinc oxide voltage nonlinear resistor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56051422A JPS57166006A (en) | 1981-04-06 | 1981-04-06 | Electrode material for zinc oxide voltage nonlinear resistor |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS57166006A JPS57166006A (en) | 1982-10-13 |
| JPH0373121B2 true JPH0373121B2 (ja) | 1991-11-20 |
Family
ID=12886482
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56051422A Granted JPS57166006A (en) | 1981-04-06 | 1981-04-06 | Electrode material for zinc oxide voltage nonlinear resistor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS57166006A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2644731B2 (ja) * | 1986-05-30 | 1997-08-25 | 松下電器産業株式会社 | 電圧依存性非直線抵抗器の製造方法 |
| US5234641A (en) * | 1988-05-06 | 1993-08-10 | Avx Corporation | Method of making varistor or capacitor |
| JP4898327B2 (ja) * | 2006-07-10 | 2012-03-14 | パナソニック株式会社 | 蒸気発生機能付き加熱調理器 |
-
1981
- 1981-04-06 JP JP56051422A patent/JPS57166006A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS57166006A (en) | 1982-10-13 |
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