JPH0555012A - Manufacture of voltage-dependent nonlinear resistor - Google Patents

Manufacture of voltage-dependent nonlinear resistor

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JPH0555012A
JPH0555012A JP3238944A JP23894491A JPH0555012A JP H0555012 A JPH0555012 A JP H0555012A JP 3238944 A JP3238944 A JP 3238944A JP 23894491 A JP23894491 A JP 23894491A JP H0555012 A JPH0555012 A JP H0555012A
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JP
Japan
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sintered body
paste
electrode
metal oxide
layered electrode
Prior art date
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JP3238944A
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Japanese (ja)
Inventor
Ritsu Sato
立 佐藤
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NGK Insulators Ltd
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NGK Insulators Ltd
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To provide a method of manufacturing a voltage-dependent non-linear resistor wherein the discharge-resistant amount and the reliability of the voltage- dependent nonlinear resistor are enhanced, the close contact property of a layerlike electrode is enhanced, the layerlike electrode is formed easily and its productivity is high by a method wherein a noncontact region mainly at the interface between a metal oxide sintered body whose main component is zinc oxide and the layerlike electrode is reduced. CONSTITUTION:A mixed powder whose main component is zinc oxide and which contains at least a bismuth compound and a silicon compound as additive components is molded. Its molded body is baked; a metal oxide sintered body 1 is manufactured. Layerlike electrodes 2 are formed on polished faces 1a of the metal oxide sintered body 1. At this time, the polished faces 1a are coated with an organometallic compound paste; the paste is heat-treated; the organometallic compound is pyrolyzed. Thereby, the layerlike electrodes 2 are formed.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、主としてギャップレス
避雷器等に用いられる電圧非直線抵抗体の製造方法に関
するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing a voltage non-linear resistor mainly used in a gapless lightning arrester or the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】酸化亜鉛を主成分として含有し、小量の
SiO2, Sb2O3, Bi2O3, Co2O3, MnO2等の添加物を含有す
る金属酸化物焼結体は、優れた電圧非直線性を示すこと
から、避雷器等に利用されている。
2. Description of the Related Art A small amount of zinc oxide is contained as a main component.
Metal oxide sintered body containing SiO 2, Sb 2 O 3, Bi 2 O 3, Co 2 O 3, additive such as MnO 2, since the show excellent voltage non-linearity, use the lightning arrester, etc. Has been done.

【0003】即ち、上記の金属酸化物焼結体の研磨面に
電極を付け、避雷器として使用すると、落雷によって瞬
間的に過大な電流が流れても、金属酸化物焼結体が過大
な電圧に対応して低抵抗体となり、この金属酸化物焼結
体を通してアースされる。これにより、落雷による事故
を防止する。
That is, when an electrode is attached to the polished surface of the above-mentioned metal oxide sintered body and used as a lightning arrester, even if an excessively large current flows momentarily due to a lightning strike, the metal oxide sintered body has an excessive voltage. Correspondingly, it becomes a low resistance body and is grounded through this metal oxide sintered body. This prevents accidents due to lightning strikes.

【0004】こうした電圧非直線抵抗体を作製するに
は、金属酸化物焼結体の研磨面に層状電極を付け、電圧
を印加できるようにする必要がある。こうした方法とし
て最も一般的なのは、円盤状の金属酸化物焼結体の相対
向する一対の研磨面に、金属溶射法によってアルミニウ
ムメタリコン等からなる電極を形成することである。そ
して、円盤状の金属酸化物焼結体を積み重ね、層状電極
同士を接触させる。これにより、電圧非直線抵抗体を積
み重ねる際の抵抗体間の接触抵抗を小さくすると共に、
各抵抗体の内部を流れる電流が均一に分布するようにす
る。
In order to produce such a voltage non-linear resistor, it is necessary to attach a layered electrode to the polished surface of the metal oxide sintered body so that a voltage can be applied. The most common method as such is to form electrodes made of aluminum metallikon or the like by a metal spraying method on a pair of opposed polishing surfaces of a disk-shaped metal oxide sintered body. Then, the disc-shaped metal oxide sintered bodies are stacked and the layered electrodes are brought into contact with each other. This reduces the contact resistance between the resistors when stacking the voltage non-linear resistors, and
The current flowing inside each resistor is distributed uniformly.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記したよう
な抵抗体では、粒子の大きい金属溶射電極を用いている
ので、焼結体表面の微小な凹凸に電極が接触していない
部分が生じることがあった。その結果、雷インパルス電
流などの大電流サージにより避雷器が動作したときに、
部分的な放電が生じるとともに焼結体内に均一に電流が
流れないため、電圧非直線抵抗体本来の特性を充分に発
揮できず、低いサージ電流で破壊が生じる欠点があっ
た。
However, in the above-mentioned resistor, since the metal sprayed electrode having large particles is used, a portion where the electrode is not in contact with minute irregularities on the surface of the sintered body is generated. was there. As a result, when the surge arrester operates due to a large current surge such as lightning impulse current,
Since partial discharge occurs and the current does not flow evenly in the sintered body, the original characteristics of the voltage non-linear resistor cannot be fully exerted, and there is a drawback that breakdown occurs at a low surge current.

【0006】また、微粒子金属電極を蒸着法により均一
に焼結体表面に形成する方法も特開昭61−17110
2号公報において開示されているが、焼結体表面の電極
は0.1 〜1.0 μm 以上のある一定以上の厚さがないとサ
ージ電流で破れ安定的な効果を発揮しない一方、蒸着法
のみで0.1 〜1.0 μm 以上の厚みを達成することは経済
性から困難である。即ち、例えば蒸着法によって貴金属
の膜を形成するのには、取扱いの不便な大規模な装置が
必要であるだけでなく、膜の堆積速度も遅く、処理面積
が小さく、処理速度も遅くなる。
A method for uniformly forming fine particle metal electrodes on the surface of a sintered body by a vapor deposition method is also disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 61-17110.
As disclosed in Japanese Patent Publication No. 2), the electrode on the surface of the sintered body is broken by a surge current and does not exhibit a stable effect unless the electrode has a certain thickness of 0.1 to 1.0 μm or more. It is economically difficult to achieve a thickness of ~ 1.0 μm or more. That is, in order to form a noble metal film by, for example, a vapor deposition method, not only a large-scale apparatus that is inconvenient to handle is required, but also the film deposition rate is slow, the processing area is small, and the processing rate is slow.

【0007】また、上記焼結体の研磨面に銀ペーストを
塗布し、これを焼きつけて電極を形成する方法がある。
しかし、銀ペースト中の銀は主としてAg2Oの形で存在し
ており、銀ペーストの焼付け中に次の反応をする。 Ag2O→2Ag +1/2O2 即ち、銀ペーストの焼付け時に酸素が発生することか
ら、焼き付け後の電極中に気孔が発生する。特に重要な
のは、この層状電極と焼結体との界面に生ずる気孔であ
り、この気孔部分では層状電極と焼結体とが接触しない
ことになる。このため、層状電極と焼結体との密着性が
低下するだけでなく、部分的に放電することから放電耐
量が低下する。特に、バリスタ電圧(V1mA ) が300 V
/mm以上である、ギャップレス避雷器用の電圧非直線抵
抗体において、この問題が深刻であり、解決を迫られて
いる。
There is also a method in which a silver paste is applied to the polished surface of the sintered body and baked to form an electrode.
However, silver in the silver paste is mainly present in the form of Ag 2 O, and the following reactions occur during baking of the silver paste. Ag 2 O → 2Ag + 1 / 2O 2, that is, oxygen is generated during baking of the silver paste, and thus pores are generated in the electrode after baking. Particularly important are pores generated at the interface between the layered electrode and the sintered body, and the layered electrode and the sintered body do not come into contact with each other in this pore portion. For this reason, not only the adhesion between the layered electrode and the sintered body is lowered, but also the discharge withstand capability is lowered due to partial discharge. Especially, the varistor voltage (V 1mA ) is 300 V
In a voltage non-linear resistor for a gapless lightning arrestor having a value of / mm or more, this problem is serious, and there is a need to solve it.

【0008】本発明の課題は、酸化亜鉛を主成分とする
金属酸化物焼結体と層状電極との主として界面における
非接触領域を少なくして電圧非直線抵抗体の放電耐量、
信頼性及び層状電極の密着性を向上させると共に、層状
電極の形成が容易で生産性の高い製造方法を提供するこ
とである。
An object of the present invention is to reduce the non-contact area mainly at the interface between the metal oxide sintered body containing zinc oxide as a main component and the layered electrode to reduce the discharge withstand voltage of the voltage non-linear resistor.
It is an object of the present invention to provide a manufacturing method that improves reliability and adhesion of a layered electrode, facilitates formation of the layered electrode, and has high productivity.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明は、酸化亜鉛を主
成分とし、添加成分として少なくともビスマス化合物及
び珪素化合物を含む混合粉末を成形し、この成形体を焼
成して金属酸化物焼結体を作製し、この金属酸化物焼結
体の研磨面に層状電極を形成するのに際し、前記研磨面
に有機金属化合物ペーストを塗布し、このペーストを熱
処理して有機金属化合物を熱分解させることにより、前
記層状電極を形成することを特徴とする、電圧非直線抵
抗体の製造方法に係るものである。
According to the present invention, a mixed powder containing zinc oxide as a main component and at least a bismuth compound and a silicon compound as an additive component is molded, and the molded product is fired to obtain a metal oxide sintered product. To form a layered electrode on the polished surface of the metal oxide sintered body, by applying an organometallic compound paste on the polished surface, and heat-treating the paste to thermally decompose the organometallic compound. The present invention relates to a method of manufacturing a voltage non-linear resistor, characterized in that the layered electrode is formed.

【0010】また、本発明は酸化亜鉛を主成分とし、添
加成分として少なくともビスマス化合物及び珪素化合物
を含む混合粉末を成形し、この成形体を焼成して金属酸
化物焼結体を作製し、この金属酸化物焼結体の研磨面に
層状電極を形成するのに際し、前記研磨面に有機金属化
合物ペーストと貴金属ペーストとを順次塗布し、これら
のペーストを熱処理して有機金属化合物を熱分解させる
と共に貴金属ペーストを焼き付けることにより、前記層
状電極を形成することを特徴とする、電圧非直線抵抗体
の製造方法に係るものである。
Further, according to the present invention, a mixed powder containing zinc oxide as a main component and containing at least a bismuth compound and a silicon compound as an additive component is molded, and the molded body is fired to produce a metal oxide sintered body. When forming a layered electrode on the polished surface of the metal oxide sintered body, an organometallic compound paste and a noble metal paste are sequentially applied to the polished surface, and these pastes are heat-treated to thermally decompose the organometallic compound. The present invention relates to a method of manufacturing a voltage non-linear resistor, characterized in that the layered electrode is formed by baking a noble metal paste.

【0011】[0011]

【作用】本発明の製造方法の特徴について、図1の模式
図を参照しながら説明する。まず、上記混合粉末を成形
し、この成形体を焼成して金属酸化物焼結体1を作製す
る。この工程についての好ましい態様は後述する。そし
て、金属酸化物焼結体1の研磨面1aに層状電極2を形成
する。
The features of the manufacturing method of the present invention will be described with reference to the schematic view of FIG. First, the mixed powder is molded, and the molded body is fired to produce the metal oxide sintered body 1. A preferred embodiment of this step will be described later. Then, the layered electrode 2 is formed on the polished surface 1a of the metal oxide sintered body 1.

【0012】この段階で、本発明においては、研磨面1a
に有機金属化合物ペーストを塗布し、このペーストを熱
処理して有機金属化合物を熱分解させることにより、層
状電極2を形成する。こうした方法によれば、図2に模
式的に示すように、層状電極2内において気泡や空洞は
発生せず、緻密な層状電極2が得られる。
At this stage, in the present invention, the polishing surface 1a
The organometallic compound paste is applied to the above, and the paste is heat-treated to thermally decompose the organometallic compound to form the layered electrode 2. According to such a method, as shown schematically in FIG. 2, bubbles and cavities are not generated in the layered electrode 2, and a dense layered electrode 2 can be obtained.

【0013】これに対し、従来技術に従い、研磨面1aに
通常の貴金属ペーストを塗布し、焼き付けたとすると、
貴金属酸化物の分解により生じた酸素ガスがすべて気泡
生成の原因となる。即ち、図3に模式的に示すように、
層状電極12中には多数の不定形の気泡12a が形成され
る。
On the other hand, according to the prior art, if a normal precious metal paste is applied to the polished surface 1a and baked,
Oxygen gas generated by the decomposition of the noble metal oxide causes the formation of bubbles. That is, as schematically shown in FIG.
A large number of amorphous bubbles 12a are formed in the layered electrode 12.

【0014】このように、本発明の製造方法によれば、
層状電極2の内部における気泡ないし空洞の生成を抑制
できるので、特に層状電極2と金属酸化物焼結体1の界
面における非接触部分が少なく、両者が密に連続的に接
触する。従って、両者の界面における局部的な放電や電
位集中を防止できるので抵抗体の放電耐量が向上し、信
頼性も高まる。かつ、層状電極2と金属酸化物焼結体1
との密着性も向上する。こうした効果は、特にバリスタ
電圧(V1mA ) が300V/mm以上である、ギャップレス
避雷器用の電圧非直線抵抗体において顕著である。
Thus, according to the manufacturing method of the present invention,
Since it is possible to suppress the formation of bubbles or cavities inside the layered electrode 2, there are few non-contact portions at the interface between the layered electrode 2 and the metal oxide sintered body 1, and the two are in close contact with each other. Therefore, it is possible to prevent local discharge and potential concentration at the interface between the two, so that the discharge withstand capability of the resistor is improved and the reliability is also increased. And the layered electrode 2 and the metal oxide sintered body 1
The adhesion with is also improved. Such an effect is particularly remarkable in a voltage non-linear resistor for a gapless lightning arrester having a varistor voltage (V 1mA ) of 300 V / mm or more.

【0015】しかも、有機金属化合物ペーストの塗布と
焼き付けとによって層状電極を形成しているので、蒸着
法等と異なり、生産設備の取り扱いが容易であり、生産
速度が大きく、コストも低く抑えることができる。
Moreover, since the layered electrode is formed by applying and baking the organometallic compound paste, the production facility is easy to handle, the production rate is high, and the cost is low unlike the vapor deposition method. it can.

【0016】また、金属酸化物焼結体1の研磨面1aに、
本発明に従って有機金属化合物ペーストを塗布し、次い
で貴金属ペーストを更に塗布して二層の塗布層を形成す
ることもできる。この場合は、熱処理によって有機金属
化合物を熱分解させることによって、図4に示すように
層状電極2を形成すると共に、貴金属ペーストを焼成し
て層状電極12を形成する。
Further, on the polishing surface 1a of the metal oxide sintered body 1,
It is also possible to apply the organometallic compound paste according to the present invention and then further apply the noble metal paste to form two applied layers. In this case, the organic metal compound is thermally decomposed by heat treatment to form the layered electrode 2 as shown in FIG. 4, and the noble metal paste is fired to form the layered electrode 12.

【0017】この場合には、層状電極12の内部には、や
はりかなりの気泡又は空洞が残留する。しかし、層状電
極2は緻密であるので、層状電極2と焼結体1とが密に
連続的に接触している。従って、上記した本発明の効果
はやはり奏することができる。
In this case, considerable bubbles or cavities still remain inside the layered electrode 12. However, since the layered electrode 2 is dense, the layered electrode 2 and the sintered body 1 are in close contact with each other. Therefore, the effects of the present invention described above can also be achieved.

【0018】有機金属化合物を構成する金属元素として
は、金、プラチナ、パラジウム、銀、銅、アルミニウム
等が好ましく、金、プラチナ、パラジウム、銀が特に好
ましい。これらの貴金属元素を使用すれば、有機金属化
合物の熱分解後の層状電極表面に酸化物被膜が形成され
ないからである。卑金属元素を使用する場合には、有機
金属化合物の熱分解を非酸化性雰囲気下で行うことが好
ましい。有機金属化合物の有極基は、アルキルメルカプ
チド、環式テルペンメルカプチドからなることが好まし
い。
As the metal element constituting the organometallic compound, gold, platinum, palladium, silver, copper, aluminum and the like are preferable, and gold, platinum, palladium and silver are particularly preferable. This is because when these noble metal elements are used, an oxide film is not formed on the surface of the layered electrode after thermal decomposition of the organometallic compound. When a base metal element is used, it is preferable to thermally decompose the organometallic compound in a non-oxidizing atmosphere. The polar group of the organometallic compound is preferably an alkyl mercaptide or a cyclic terpene mercaptide.

【0019】層状電極2の厚さは0.1 〜1.0 μm とする
ことが好ましい。ここで、有機金属化合物ペーストを一
回塗布しただけでは層状電極2の厚さが不充分な場合に
は、有機金属化合物ペーストを二回以上重ねて塗布する
ことができる。有機金属化合物ペーストの上に塗布する
貴金属ペーストとしては、銀ペーストが特に好ましい。
The layered electrode 2 preferably has a thickness of 0.1 to 1.0 μm. Here, in the case where the thickness of the layered electrode 2 is not sufficient by applying the organometallic compound paste only once, the organometallic compound paste can be applied twice or more times. A silver paste is particularly preferable as the noble metal paste applied on the organometallic compound paste.

【0020】前述したように、本発明の製造方法は、バ
リスタ電圧(V1mA ) が 300V/mm以上である電圧非直
線抵抗体において特に有用である。この意味で、金属酸
化物焼結体中におけるシリカの含有量は4.0 mol %以上
とすることが好ましく、これを下回ると高いバリスタ電
圧を得ることが難しい。この一方、上記のシリカ含有量
が10.0 mol%を越えると、抵抗体の電気特性が劣化す
る。
As described above, the manufacturing method of the present invention is particularly useful for a voltage non-linear resistor having a varistor voltage (V 1mA ) of 300 V / mm or more. In this sense, the content of silica in the metal oxide sintered body is preferably 4.0 mol% or more, and if it is less than this, it is difficult to obtain a high varistor voltage. On the other hand, when the silica content exceeds 10.0 mol%, the electrical characteristics of the resistor deteriorate.

【0021】[0021]

【実施例】酸化亜鉛を主成分とする電圧非直線抵抗体を
得るには、まず所定の粒度に調整した酸化亜鉛原料と所
定の粒度に調整した酸化ビスマス、酸化コバルト、酸化
マンガン、酸化アンチモン、酸化クロム、好ましくは非
晶質の酸化ケイ素、酸化ニッケル、酸化ホウ素、酸化銀
等よりなる添加物の所定量を混合する。なお、この場合
酸化銀、酸化ホウ素の代わりに硝酸銀、ホウ酸を用いて
もよい。好ましくは銀を含むホウケイ酸ビスマスガラス
を用いるとよい。また、添加物を800 〜1000℃で仮焼し
た後粉砕し、所定粒度に調整したものと酸化亜鉛原料を
混合してもよい。この際、これらの原料粉末に対して所
定量のポリビニルアルコール水溶液等を加える。また好
ましくは硝酸アルミニウム溶液を加える。
EXAMPLE To obtain a voltage nonlinear resistor containing zinc oxide as a main component, first, a zinc oxide raw material adjusted to a predetermined particle size and bismuth oxide, cobalt oxide, manganese oxide, antimony oxide adjusted to a predetermined particle size, A predetermined amount of an additive made of chromium oxide, preferably amorphous silicon oxide, nickel oxide, boron oxide, silver oxide or the like is mixed. In this case, silver nitrate or boric acid may be used instead of silver oxide or boron oxide. Bismuth borosilicate glass containing silver is preferably used. Alternatively, the additive may be calcined at 800 to 1000 ° C. and then pulverized to adjust the particle size to a predetermined value, and the zinc oxide raw material may be mixed. At this time, a predetermined amount of polyvinyl alcohol aqueous solution or the like is added to these raw material powders. Also preferably an aluminum nitrate solution is added.

【0022】次に好ましくは200 mmHg以下の真空度で減
圧脱気を行い、混合泥漿の水分量は30〜35wt%程度に、
またその混合泥漿の粘度は100 ±50cpとするのが好まし
い。次に得られた混合泥漿を噴霧乾燥装置に供給して平
均粒径50〜150 μm 、好ましくは80〜120 μm で、水分
量が0.5 〜2.0 wt%、より好ましくは0.9 〜1.5 wt%の
造粒粉を造粒する。次に得られた造粒粉を、成形工程に
おいて、成形圧力800〜1000Kg/cm2 の下で所定の形状
に成形する。
Next, vacuum degassing is preferably performed at a vacuum degree of 200 mmHg or less, and the water content of the mixed slurry is adjusted to about 30 to 35 wt%.
The viscosity of the mixed sludge is preferably 100 ± 50 cp. Next, the obtained mixed sludge is supplied to a spray dryer to produce a powder having an average particle size of 50 to 150 μm, preferably 80 to 120 μm, and a water content of 0.5 to 2.0 wt%, more preferably 0.9 to 1.5 wt%. Granulate granules. Next, the obtained granulated powder is molded into a predetermined shape under a molding pressure of 800 to 1000 Kg / cm 2 in a molding step.

【0023】次に、その成形体を昇降温速度10〜100 ℃
/hr、温度400 〜700 ℃で有機成分を飛散除去し脱脂体
を得る。次に、脱脂体を昇温速度50〜70℃/hrで800 〜
1000℃、保持時間1〜5時間で焼成し、仮焼体を得る。
次に、仮焼体の側面に高抵抗層を形成する。本例では B
i2O3, Sb2O3, ZnO, SiO2等の所定量に有機結合剤として
エチルセルロース、ブチルカルビトール、酢酸nブチル
等を加えた絶縁被覆用混合物ペーストを、30〜300 μm
の厚さに仮焼体の側面に塗布する。
Next, the molded body is heated / cooled at a temperature of 10 to 100 ° C.
/ Hr at a temperature of 400 to 700 ° C to scatter and remove organic components to obtain a degreased body. Next, the degreased body is heated to 800 ~ at a heating rate of 50 ~ 70 ° C / hr.
Baking is performed at 1000 ° C. for a holding time of 1 to 5 hours to obtain a calcined body.
Next, a high resistance layer is formed on the side surface of the calcined body. In this example B
30 to 300 μm of a mixture paste for insulation coating in which a predetermined amount of i 2 O 3 , Sb 2 O 3 , ZnO, SiO 2 and the like is added with ethyl cellulose, butyl carbitol, n-butyl acetate as an organic binder.
To the side of the calcined body.

【0024】次に、これを、昇降温速度20〜100 ℃/h
r、最高保持温度1000〜1300℃、好ましは1050〜1250
℃、3〜7時間という条件で本焼成する。その後、ガラ
ス粉末に有機結合剤としてエチルセルロース、ブチルカ
ルビトール、酢酸nブチル等を加えたガラスペーストを
前記側面の高抵抗層上に50〜300μm の厚さに塗布し、
空気中で昇降温速度50〜200 ℃/hr、400 〜800 ℃、保
持時間0.5 〜4時間という条件で熱処理することにより
ガラス層を形成すると好ましい。
Next, this is heated / cooled at a rate of 20-100 ° C./h.
r, maximum holding temperature 1000 ~ 1300 ℃, preferably 1050 ~ 1250
The main calcination is performed under the condition of 3 ° C. for 3 to 7 hours. Then, a glass paste prepared by adding ethyl cellulose, butyl carbitol, n-butyl acetate as an organic binder to glass powder is applied on the high resistance layer on the side surface to a thickness of 50 to 300 μm,
It is preferable to form the glass layer by heat treatment in the air at a temperature rising / falling rate of 50 to 200 ° C / hr, 400 to 800 ° C, and a holding time of 0.5 to 4 hours.

【0025】その後、得られた電圧非直線抵抗体の両端
面をダイヤモンド砥石等で研磨する。そして、本発明に
従い、研磨面に有機金属化合物ペーストとして金アミル
メルカプチドペーストを、塗布厚さ10〜50μmとなるよ
うにスクリーン塗布し、このペーストを熱処理してこの
有機金属化合物を熱分解させることにより、層状電極を
形成する。または、研磨面にこの有機金属化合物ペース
トと貴金属ペーストとを順次塗布し、これらのペースト
を熱処理してこの有機金属化合物を熱分解させると共に
貴金属ペーストを焼き付けることにより、層状電極を形
成する。
After that, both end faces of the obtained voltage non-linear resistor are polished with a diamond grindstone or the like. Then, according to the present invention, a gold amyl mercaptide paste as an organometallic compound paste is screen-coated on the polished surface so that the coating thickness is 10 to 50 μm, and the paste is heat-treated to thermally decompose the organometallic compound. To form a layered electrode. Alternatively, the organometallic compound paste and the noble metal paste are sequentially applied to the polished surface, and the paste is heat-treated to thermally decompose the organometallic compound and the noble metal paste is baked to form a layered electrode.

【0026】以下、実際に本発明範囲内および範囲外の
電圧非直線抵抗体について各種特性を測定した結果につ
いて説明する。まず、上述の方法に従って、直径40mm、
厚さ20mmの円盤状の金属酸化物焼結体を作製した。この
組成は、 Bi2O3:1.0 モル%、Sb2O3:1.0 モル%、Cr2
O3 :0.5 モル%、 MnO2 :0.5 モル%、Co3O4 :0.6
モル%、SiO2:7.0 モル%、NiO :1.0 モル%、Al3+
50ppm 、残部が ZnOである。そして、上記の組成を100
重量部としたとき、0.02重量部のAg2Oと、0.02重量部の
B2O3とを更に添加してある。
The results of actually measuring various characteristics of voltage nonlinear resistors within and outside the range of the present invention will be described below. First, according to the method described above, a diameter of 40 mm,
A disk-shaped metal oxide sintered body having a thickness of 20 mm was produced. This composition is: Bi 2 O 3 : 1.0 mol%, Sb 2 O 3 : 1.0 mol%, Cr 2
O 3 : 0.5 mol%, MnO 2 : 0.5 mol%, Co 3 O 4 : 0.6
Mol%, SiO 2 : 7.0 mol%, NiO: 1.0 mol%, Al 3+ :
50ppm, balance ZnO. Then, the above composition is 100
When expressed as parts by weight, 0.02 parts by weight of Ag 2 O and 0.02 parts by weight of
B 2 O 3 is further added.

【0027】下記表に示す各金属種を有する有機金属化
合物のペーストを前記したように金属酸化物焼結体の研
磨面へと塗布し、550 ℃で焼き付けて層状電極を形成し
た。こうして得た各電圧非直線抵抗体につき、制限電圧
1mA /mm及びその標準偏差σn-1(n=50)、開閉サー
ジ耐量、ΔV1mA 変化率、電極−素子界面状態を測定し
た。また、対照例として、銀ペーストを前記研磨面へと
塗布し、550 ℃で焼き付けて層状電極を形成した。こう
して得た電圧非直線抵抗体につき、上記と同様の測定を
行った。
As described above, the paste of the organometallic compound having each metal species shown in the following table was applied to the polished surface of the metal oxide sintered body and baked at 550 ° C. to form a layered electrode. With respect to each voltage nonlinear resistor thus obtained, the limiting voltage V 1mA / mm and its standard deviation σ n-1 (n = 50), switching surge resistance, ΔV 1mA change rate, and electrode-element interface state were measured. Further, as a control example, a silver paste was applied to the polished surface and baked at 550 ° C. to form a layered electrode. The voltage nonlinear resistor thus obtained was subjected to the same measurement as above.

【0028】ここで開閉サージ耐量については、500 A
の開閉サージを加えて破壊するまでのサージの回数を示
した。ΔV1mA 変化率については、4/10μs の電流波
形で100KA の電流を印加した後のバリスタ電圧
(V1mA ) の変化率(%)を求めた。電極−素子界面状
態については、評価試料をダイヤモンドカッター等で切
断し、その断面を研磨した後、走査型電子顕微鏡(SEM)
で電極−素子界面の気泡分布状態を観察した。この結
果、気泡が認められないものを気泡無、50μm以上の気
泡のないものを気泡小、50μmを超える気泡が存在する
ものを気泡大とした。これらの測定結果を表1に示す。
The switching surge resistance is 500 A
The number of surges before the destruction by adding the switching surge of was shown. Regarding the ΔV 1mA change rate, the change rate (%) of the varistor voltage (V 1mA ) after applying a current of 100 KA with a current waveform of 4/10 μs was obtained. Regarding the electrode-element interface state, the evaluation sample was cut with a diamond cutter, etc., and its cross section was polished, followed by scanning electron microscopy (SEM).
The distribution of bubbles at the electrode-element interface was observed with. As a result, no bubbles were recognized as no bubbles, those without bubbles of 50 μm or more were considered as small bubbles, and those with bubbles exceeding 50 μm were considered as large bubbles. The results of these measurements are shown in Table 1.

【0029】[0029]

【表1】 [Table 1]

【0030】上記の結果からみて、本発明により、開閉
サージ耐量、ΔV1mA 変化率、電極−素子界面状態が著
しく向上していることが解る。更に、金属種を貴金属と
し、更に金やプラチナとすることで、電圧非直線抵抗体
の特性が一層向上している。
From the above results, it can be seen that the present invention remarkably improves the switching surge resistance, the ΔV 1 mA change rate, and the electrode-element interface state. Furthermore, by using a noble metal as the metal species and gold or platinum, the characteristics of the voltage nonlinear resistor are further improved.

【0031】[0031]

【発明の効果】以上述べてきたように、本発明によれ
ば、特に層状電極と金属酸化物焼結体との界面における
気泡を少なくでき、両者を密に接触させることができ
る。これにより、電圧非直線抵抗体の放電耐量、信頼性
及び層状電極の密着性を向上させることができた。
As described above, according to the present invention, bubbles can be reduced particularly at the interface between the layered electrode and the metal oxide sintered body, and both can be brought into close contact with each other. As a result, the discharge resistance of the voltage nonlinear resistor, the reliability, and the adhesion of the layered electrode could be improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】金属酸化物焼結体1の研磨面1aに層状電極2を
設けた状態を示す概略断面図である。
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing a state where a layered electrode 2 is provided on a polished surface 1a of a metal oxide sintered body 1.

【図2】層状電極2の微構造を説明するための模式断面
図である。
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view for explaining the fine structure of the layered electrode 2.

【図3】従来の製法による層状電極12の微構造を説明す
るための模式断面図である。
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view for explaining a fine structure of a layered electrode 12 according to a conventional manufacturing method.

【図4】金属酸化物焼結体1の研磨面1aに層状電極2,
12を設けた状態を示す概略断面図である。
FIG. 4 shows the layered electrode 2, on the polished surface 1a of the metal oxide sintered body 1.
FIG. 12 is a schematic cross-sectional view showing a state in which 12 is provided.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 金属酸化物焼結体 1a 研磨面 2,12 層状電極 12a 気泡 1 Metal oxide sintered body 1a Polished surface 2,12 Layered electrode 12a Bubble

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 酸化亜鉛を主成分とし、添加成分として
少なくともビスマス化合物及び珪素化合物を含む混合粉
末を成形し、この成形体を焼成して金属酸化物焼結体を
作製し、この金属酸化物焼結体の研磨面に層状電極を形
成するのに際し、前記研磨面に有機金属化合物ペースト
を塗布し、このペーストを熱処理して有機金属化合物を
熱分解させることにより、前記層状電極を形成すること
を特徴とする、電圧非直線抵抗体の製造方法。
1. A metal oxide sintered body is produced by molding a mixed powder containing zinc oxide as a main component and at least a bismuth compound and a silicon compound as additive components, and firing the molded body. When forming the layered electrode on the polished surface of the sintered body, the organometallic compound paste is applied to the polished surface, and the paste is heat-treated to thermally decompose the organometallic compound to form the layered electrode. A method of manufacturing a voltage non-linear resistor, comprising:
【請求項2】 酸化亜鉛を主成分とし、添加成分として
少なくともビスマス化合物及び珪素化合物を含む混合粉
末を成形し、この成形体を焼成して金属酸化物焼結体を
作製し、この金属酸化物焼結体の研磨面に層状電極を形
成するのに際し、前記研磨面に有機金属化合物ペースト
と貴金属ペーストとを順次塗布し、これらのペーストを
熱処理して有機金属化合物を熱分解させると共に貴金属
ペーストを焼き付けることにより、前記層状電極を形成
することを特徴とする、電圧非直線抵抗体の製造方法。
2. A metal oxide sintered body is produced by molding a mixed powder containing zinc oxide as a main component and at least a bismuth compound and a silicon compound as an additive component, and firing the molded body. When forming a layered electrode on the polished surface of the sintered body, an organometallic compound paste and a noble metal paste are sequentially applied to the polished surface, and these pastes are heat-treated to thermally decompose the organometallic compound and form a noble metal paste. A method for producing a voltage non-linear resistor, comprising forming the layered electrode by baking.
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