JPH06342702A - 電圧非直線抵抗体素子及びその製造方法 - Google Patents
電圧非直線抵抗体素子及びその製造方法Info
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- JPH06342702A JPH06342702A JP5130552A JP13055293A JPH06342702A JP H06342702 A JPH06342702 A JP H06342702A JP 5130552 A JP5130552 A JP 5130552A JP 13055293 A JP13055293 A JP 13055293A JP H06342702 A JPH06342702 A JP H06342702A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 同一工程から異なった電圧−電流カーブの電
圧非直線抵抗体を得ることができる電圧非直線抵抗体及
び電圧非直線抵抗体の製造方法を提供する。 【構成】 電圧非直線抵抗体となる磁器−電極界面に酸
化ビスマスあるいは酸化鉛の少なくとも一種類が拡散あ
るいは化合した状態で存在させる。その製造には、電圧
非直線抵抗体となる磁器表面に酸化ビスマスあるいは酸
化鉛を塗布焼き付けた後、その上に金属粉末ガラスフリ
ットを主成分とする導電性ペーストを塗布・焼付して金
属電極を形成する方法、電圧非直線抵抗体となる磁器表
面に金属粉末ガラスフリットを主成分とし酸化ビスマス
あるいは酸化鉛を含有した導電性ペーストを塗布・焼付
することにより金属電極の形成と酸化ビスマスあるいは
酸化鉛の磁器表面の拡散・化合を同時に行う方法及び酸
化ビスマスあるいは酸化鉛はガラスフリットに溶融せし
めたあるいはビスマス，鉛化合物の型で添加された導電
性ペーストを使用する方法がある。
圧非直線抵抗体を得ることができる電圧非直線抵抗体及
び電圧非直線抵抗体の製造方法を提供する。 【構成】 電圧非直線抵抗体となる磁器−電極界面に酸
化ビスマスあるいは酸化鉛の少なくとも一種類が拡散あ
るいは化合した状態で存在させる。その製造には、電圧
非直線抵抗体となる磁器表面に酸化ビスマスあるいは酸
化鉛を塗布焼き付けた後、その上に金属粉末ガラスフリ
ットを主成分とする導電性ペーストを塗布・焼付して金
属電極を形成する方法、電圧非直線抵抗体となる磁器表
面に金属粉末ガラスフリットを主成分とし酸化ビスマス
あるいは酸化鉛を含有した導電性ペーストを塗布・焼付
することにより金属電極の形成と酸化ビスマスあるいは
酸化鉛の磁器表面の拡散・化合を同時に行う方法及び酸
化ビスマスあるいは酸化鉛はガラスフリットに溶融せし
めたあるいはビスマス，鉛化合物の型で添加された導電
性ペーストを使用する方法がある。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、高電圧が印加されたと
きにその印加電圧により抵抗値が急速に低下する電圧非
直線抵抗体素子、いわゆるバリスタの構造及びその製造
方法に係るものである。
きにその印加電圧により抵抗値が急速に低下する電圧非
直線抵抗体素子、いわゆるバリスタの構造及びその製造
方法に係るものである。
【０００２】
【従来の技術】低電圧・微小電流で動作するＩＣを多用
している最近の電子装置のノイズに対する耐性は低下し
ており、ノイズによる誤動作が多々見られる。特に、電
子装置の外部で発生した高電圧のパルスや静電気等の異
常インパルス電圧が機器内に侵入したときにはその異常
インパルス電圧により電子装置が誤動作したりあるいは
最悪の場合は破壊されてしまうことがある。また、逆に
整流子モータ等内部に接点を有する機器は接点において
火花放電を発生させており、この火花放電により生じる
インパルス電圧が外部に放射され、他の機器例えば電子
装置等に侵入し誤動作あるいは破壊等の悪影響を与える
ことがある。
している最近の電子装置のノイズに対する耐性は低下し
ており、ノイズによる誤動作が多々見られる。特に、電
子装置の外部で発生した高電圧のパルスや静電気等の異
常インパルス電圧が機器内に侵入したときにはその異常
インパルス電圧により電子装置が誤動作したりあるいは
最悪の場合は破壊されてしまうことがある。また、逆に
整流子モータ等内部に接点を有する機器は接点において
火花放電を発生させており、この火花放電により生じる
インパルス電圧が外部に放射され、他の機器例えば電子
装置等に侵入し誤動作あるいは破壊等の悪影響を与える
ことがある。
【０００３】このような問題に対処するために、電圧に
より抵抗値が急速に低下する電圧非直線抵抗体素子、い
わゆるバリスタを用いてインパルス電圧をバイパスさせ
てインパルス電圧の電子装置への侵入を防止、あるいは
インパルス電圧の機器害への放射を防止している。
より抵抗値が急速に低下する電圧非直線抵抗体素子、い
わゆるバリスタを用いてインパルス電圧をバイパスさせ
てインパルス電圧の電子装置への侵入を防止、あるいは
インパルス電圧の機器害への放射を防止している。
【０００４】このバリスタには、特開昭５７−２０７３
１９号公報，特開昭６０−２０６００１号公報，特開昭
６１−４４４０５号公報等に記載されたセラミックの外
側にバリスタ層を形成したバリスタ及び特公昭４３−２
９５００，特開昭５７−２７００１号公報等に記載され
たセラミック中の結晶粒界にバリスタ層を形成したバリ
スタがある。
１９号公報，特開昭６０−２０６００１号公報，特開昭
６１−４４４０５号公報等に記載されたセラミックの外
側にバリスタ層を形成したバリスタ及び特公昭４３−２
９５００，特開昭５７−２７００１号公報等に記載され
たセラミック中の結晶粒界にバリスタ層を形成したバリ
スタがある。
【０００５】これらの電圧非直線性抵抗体において、外
部との電気的接続を行うために電極を取り付けるが、そ
の場合にオーム接触を得るための材料としてＡｇ−Ａ
ｌ，Ａｇ−ＩｎＧａ，Ａｇ−Ｚｎ等の電極材料が、非オ
ーム接触を得るための電極材料としてＣｕ用いられる
が、金属粉末としてＡｇのみを含む電極材料の場合には
その焼き付け時に電極−磁器界面に形成される高抵抗層
の存在が特性変動の原因となるため、製造時にこの高抵
抗層をパルス電圧を印加することにより破壊する必要が
ある。
部との電気的接続を行うために電極を取り付けるが、そ
の場合にオーム接触を得るための材料としてＡｇ−Ａ
ｌ，Ａｇ−ＩｎＧａ，Ａｇ−Ｚｎ等の電極材料が、非オ
ーム接触を得るための電極材料としてＣｕ用いられる
が、金属粉末としてＡｇのみを含む電極材料の場合には
その焼き付け時に電極−磁器界面に形成される高抵抗層
の存在が特性変動の原因となるため、製造時にこの高抵
抗層をパルス電圧を印加することにより破壊する必要が
ある。
【０００６】また、電圧非直線抵抗体素子の電気特性は
電極材料の種類や形成方法によって大きく変化するが、
特に電圧非直線抵抗体素子の主要な電気特性である非直
線性はセラミック基体の組成や処理によって決定される
ため、同一工程から異なった電圧−電流カーブの電圧非
直線抵抗体を得ることができない。そのため、必要とさ
れる電圧−電流カーブ毎にセラミック基体の製造工程を
変更する必要がある。
電極材料の種類や形成方法によって大きく変化するが、
特に電圧非直線抵抗体素子の主要な電気特性である非直
線性はセラミック基体の組成や処理によって決定される
ため、同一工程から異なった電圧−電流カーブの電圧非
直線抵抗体を得ることができない。そのため、必要とさ
れる電圧−電流カーブ毎にセラミック基体の製造工程を
変更する必要がある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、希望する電
圧−電流カーブ毎にセラミック基体の製造工程を変更す
る必要があった上記従来の電圧非直線抵抗体に代えて、
同一工程から異なった電圧−電流カーブの電圧非直線抵
抗体を得ることができる電圧非直線抵抗体及び電圧非直
線抵抗体の製造方法を提供することを課題とする。
圧−電流カーブ毎にセラミック基体の製造工程を変更す
る必要があった上記従来の電圧非直線抵抗体に代えて、
同一工程から異なった電圧−電流カーブの電圧非直線抵
抗体を得ることができる電圧非直線抵抗体及び電圧非直
線抵抗体の製造方法を提供することを課題とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本願においてはセラミック基体−電極界面に酸化ビ
スマスあるいは鉛酸化が拡散層あるいは磁器表面と化合
物を形成した非直線抵抗体素子及びその製造方法の発明
すなわち「電圧非直線抵抗体となる磁器−電極界面にビ
スマス酸化あるいは酸化鉛の少なくとも一種類が拡散あ
るいは化合した状態で存在することを特徴とする電圧非
直線抵抗体素子」であることを構成とする発明及び「電
圧非直線抵抗体となる磁器表面に酸化ビスマスあるいは
酸化鉛を塗布焼き付けた後、その上に金属粉末ガラスフ
リットを主成分とする導電性ペーストを塗布・焼付して
金属電極を形成することを特徴とする電圧非直線抵抗体
素子の製造方法」、「電圧非直線抵抗体となる磁器表面
に金属粉末ガラスフリットを主成分とし酸化ビスマスあ
るいは酸化鉛を含有した導電性ペーストを塗布・焼付す
ることにより金属電極の形成と酸化ビスマスあるいは酸
化鉛の磁器表面の拡散・化合を同時に行うことを特徴と
する電圧非直線抵抗体素子の製造方法」、「酸化ビスマ
スあるいは酸化鉛はガラスフリットに溶融せしめたある
いはビスマス，鉛化合物の型で添加された導電性ペース
トを使用することを特徴とする電圧非直線抵抗体素子の
製造方法」であることを構成とする発明を提供する。
に、本願においてはセラミック基体−電極界面に酸化ビ
スマスあるいは鉛酸化が拡散層あるいは磁器表面と化合
物を形成した非直線抵抗体素子及びその製造方法の発明
すなわち「電圧非直線抵抗体となる磁器−電極界面にビ
スマス酸化あるいは酸化鉛の少なくとも一種類が拡散あ
るいは化合した状態で存在することを特徴とする電圧非
直線抵抗体素子」であることを構成とする発明及び「電
圧非直線抵抗体となる磁器表面に酸化ビスマスあるいは
酸化鉛を塗布焼き付けた後、その上に金属粉末ガラスフ
リットを主成分とする導電性ペーストを塗布・焼付して
金属電極を形成することを特徴とする電圧非直線抵抗体
素子の製造方法」、「電圧非直線抵抗体となる磁器表面
に金属粉末ガラスフリットを主成分とし酸化ビスマスあ
るいは酸化鉛を含有した導電性ペーストを塗布・焼付す
ることにより金属電極の形成と酸化ビスマスあるいは酸
化鉛の磁器表面の拡散・化合を同時に行うことを特徴と
する電圧非直線抵抗体素子の製造方法」、「酸化ビスマ
スあるいは酸化鉛はガラスフリットに溶融せしめたある
いはビスマス，鉛化合物の型で添加された導電性ペース
トを使用することを特徴とする電圧非直線抵抗体素子の
製造方法」であることを構成とする発明を提供する。
【０００９】
【作用】上記構成を有する本願発明においては、拡散層
の厚み、酸化ビスマスあるいは酸化鉛濃度によって素子
の電圧非直線性が変化する。
の厚み、酸化ビスマスあるいは酸化鉛濃度によって素子
の電圧非直線性が変化する。
【００１０】図及び表を用いて本願発明の実施例を説明
する。 第１実施例 図１に本願発明の製造方法の第１実施例工程図を示す。
する。 第１実施例 図１に本願発明の製造方法の第１実施例工程図を示す。
【００１１】（１） セラミック基体としてＳｒＴｉＯ
3セラミックを使用し、１４８０℃の中性雰囲気（Ｎ2）
中で焼成を行ってセラミックを得た。
3セラミックを使用し、１４８０℃の中性雰囲気（Ｎ2）
中で焼成を行ってセラミックを得た。
【００１２】（２） Ｂｉ2Ｏ3，Ｐｂ3Ｏ4それぞれ１０
０部をビヒクル５０部に分散させることにより第１ペー
ストを得る。
０部をビヒクル５０部に分散させることにより第１ペー
ストを得る。
【００１３】（３） セラミック基体の表面にＢｉ
2Ｏ3，Ｐｂ3Ｏ4それぞれ１００部をビヒクル５０部に分
散させて得られたペーストを０〜０.３mg／cm2の塗布量
で印刷塗布する。
2Ｏ3，Ｐｂ3Ｏ4それぞれ１００部をビヒクル５０部に分
散させて得られたペーストを０〜０.３mg／cm2の塗布量
で印刷塗布する。
【００１４】（４）８００℃の大気中で安定させて２０
分間熱処理して電圧非直線抵抗セラミックを得る。
分間熱処理して電圧非直線抵抗セラミックを得る。
【００１５】（５）Ａｇ粉末１００部とＺｎＯを主成分
とするガラス３部を３０部のビヒクルに分散させて第２
ペーストを得る。
とするガラス３部を３０部のビヒクルに分散させて第２
ペーストを得る。
【００１６】（６）得られた第２ペーストをスクリーン
印刷によって電圧非直線抵抗セラミック表面に塗布、乾
燥する。
印刷によって電圧非直線抵抗セラミック表面に塗布、乾
燥する。
【００１７】（７）８００℃の大気中で１０分熱処理す
ることによりＡｇ電極を形成する。
ることによりＡｇ電極を形成する。
【００１８】また、上記第１実施例（５），（６）及び
（７）のＡｇ電極を形成する工程に代えて、Ｃｕ電極を
形成する第２実施例の工程、すなわち、 （５'）Ｃｕ粉末１００部とＺｎＯを主成分とするガラ
ス３部を３０部のビヒクルに分散させて第２ペーストを
得る。 （６'）得られた第２ペーストをスクリーン印刷によっ
て塗布・乾燥する。 （７'）８００℃の中性雰囲気中で１０分間の条件でＣ
ｕ電極を形成する。との工程にすることも可能である。
（７）のＡｇ電極を形成する工程に代えて、Ｃｕ電極を
形成する第２実施例の工程、すなわち、 （５'）Ｃｕ粉末１００部とＺｎＯを主成分とするガラ
ス３部を３０部のビヒクルに分散させて第２ペーストを
得る。 （６'）得られた第２ペーストをスクリーン印刷によっ
て塗布・乾燥する。 （７'）８００℃の中性雰囲気中で１０分間の条件でＣ
ｕ電極を形成する。との工程にすることも可能である。
【００１９】第１ペーストの塗布量を各々０.０５ｍｇ
／cm2，０.１ｍｇ／cm2，０.２ｍｇ／cm2，０.３ｍｇ／
cm2とし、各々の電圧非直線抵抗体試料についてバリス
タ電圧Ｅ10、非直線係数α、半田耐熱後Ｅ10変化率及び
耐パルス後Ｅ10変化率について測定した結果を表１に示
す。
／cm2，０.１ｍｇ／cm2，０.２ｍｇ／cm2，０.３ｍｇ／
cm2とし、各々の電圧非直線抵抗体試料についてバリス
タ電圧Ｅ10、非直線係数α、半田耐熱後Ｅ10変化率及び
耐パルス後Ｅ10変化率について測定した結果を表１に示
す。
【００２０】これらのデータは次のようにして得たもの
である。 バリスタ電圧Ｅ10は、電圧非直線抵抗体に１０ｍＡの
電流を流すために必要な電圧値。 非直線係数αは、電圧非直線抵抗体に１ｍＡの電流
を流すために必要な電圧値をＥ1としたときに１／（ｌ
ｏｇＥ10／Ｅ1）により求めた。 半田耐熱後Ｅ10変化率は、共晶半田を鏝先温度３５
０℃で３秒間の半田付けを行った後のＥ10の変化率
（％）。 耐パルス後Ｅ10変化率は、３０Ｖ及び６０Ｖのパル
ス電圧を印加した後のＥ10の変化率（％）。
である。 バリスタ電圧Ｅ10は、電圧非直線抵抗体に１０ｍＡの
電流を流すために必要な電圧値。 非直線係数αは、電圧非直線抵抗体に１ｍＡの電流
を流すために必要な電圧値をＥ1としたときに１／（ｌ
ｏｇＥ10／Ｅ1）により求めた。 半田耐熱後Ｅ10変化率は、共晶半田を鏝先温度３５
０℃で３秒間の半田付けを行った後のＥ10の変化率
（％）。 耐パルス後Ｅ10変化率は、３０Ｖ及び６０Ｖのパル
ス電圧を印加した後のＥ10の変化率（％）。
【００２１】なお、比較例としてＩｎＧａアマルガム法
によって電極を形成したものの測定結果も同時に示し
た。その結果を表１に示す。
によって電極を形成したものの測定結果も同時に示し
た。その結果を表１に示す。
【表１】
【００２２】表１から明らかなように、試料No.２〜１
９においては電極材料としてＡｇあるいはＣｕを用いて
いるにもかかわらず、Ｂｉ2Ｏ3あるいはＰｂ3Ｏ4の塗布
量が増えるに従ってＥ10の変化量も実用可能なレベルと
なっている。
９においては電極材料としてＡｇあるいはＣｕを用いて
いるにもかかわらず、Ｂｉ2Ｏ3あるいはＰｂ3Ｏ4の塗布
量が増えるに従ってＥ10の変化量も実用可能なレベルと
なっている。
【００２３】第２実施例 第２実施例においては、第１実施例と同じ条件によって
工程（１）で得た磁器の表面に粒子径０.１〜０.３μｍ
のＣｕ粉末１００部とＺｎＯを主成分とするガラス３部
とＢｉ2Ｏ3，Ｐｂ3Ｏ4それぞれ０〜５部を３０部のビヒ
クルに分散させペーストを塗布した後、８００℃の中性
雰囲気中で１０分間熱処理することによりＣｕ電極を形
成した。
工程（１）で得た磁器の表面に粒子径０.１〜０.３μｍ
のＣｕ粉末１００部とＺｎＯを主成分とするガラス３部
とＢｉ2Ｏ3，Ｐｂ3Ｏ4それぞれ０〜５部を３０部のビヒ
クルに分散させペーストを塗布した後、８００℃の中性
雰囲気中で１０分間熱処理することによりＣｕ電極を形
成した。
【００２４】このようにして得られた第２実施例の電圧
非直線抵抗体試料について、第１実施例と同じ評価を行
った結果を表２に示す。
非直線抵抗体試料について、第１実施例と同じ評価を行
った結果を表２に示す。
【表２】
【００２５】表２から、電極中へのＢｉ2Ｏ3あるいはＰ
ｂ3Ｏ4の増加と共に表１と同様にバリスタ電圧およびα
の増加が見られることから、同一抵抗体によっても電極
材料によって電圧非直線性をコントロールすることがで
きることが明かである。
ｂ3Ｏ4の増加と共に表１と同様にバリスタ電圧およびα
の増加が見られることから、同一抵抗体によっても電極
材料によって電圧非直線性をコントロールすることがで
きることが明かである。
【００２６】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によって得ら
れた電圧非直線抵抗体素子は、同一のセラミック基体を
用いた場合であってもバリスタ特性を示す材料であるＢ
ｉ2Ｏ3あるいはＰｂ3Ｏ4のセラミック基体表面における
拡散あるいは化合物の形成によって電圧非直線性をコン
トロールすることができる。なお、工業的には第２実施
例で示したように電極材料にＢｉ2Ｏ3あるいはＰｂ3Ｏ4
を添加する方法の方が適していると考えられる。
れた電圧非直線抵抗体素子は、同一のセラミック基体を
用いた場合であってもバリスタ特性を示す材料であるＢ
ｉ2Ｏ3あるいはＰｂ3Ｏ4のセラミック基体表面における
拡散あるいは化合物の形成によって電圧非直線性をコン
トロールすることができる。なお、工業的には第２実施
例で示したように電極材料にＢｉ2Ｏ3あるいはＰｂ3Ｏ4
を添加する方法の方が適していると考えられる。
図１ 本願発明の製造方法の第１実施例工程図工程図。
Claims (4)
- 【請求項１】 電圧非直線抵抗体となる磁器−電極界面
に酸化ビスマスあるいは酸化鉛の少なくとも一種類が拡
散、あるいは化合した状態で存在することを特徴とする
電圧非直線抵抗体素子。 - 【請求項２】 電圧非直線抵抗体となる磁器表面に酸化
ビスマスあるいは酸化鉛を塗布焼き付けた後、その上に
金属粉末ガラスフリットを主成分とする導電性ペースト
を塗布・焼付して金属電極を形成することを特徴とする
電圧非直線抵抗体素子の製造方法。 - 【請求項３】 電圧非直線抵抗体となる磁器表面に金属
粉末ガラスフリットを主成分とし酸化ビスマスあるいは
酸化鉛を含有した導電性ペーストを塗布・焼付すること
により金属電極の形成と酸化ビスマスあるいは酸化鉛の
磁器表面の拡散・化合を同時に行うことを特徴とする電
圧非直線抵抗体素子の製造方法。 - 【請求項４】 前記酸化ビスマスあるいは酸化鉛はガラ
スフリットに溶融せしめたあるいはビスマス，鉛化合物
の型で添加された導電性ペーストを使用することを特徴
とする電圧非直線抵抗体素子の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5130552A JPH06342702A (ja) | 1993-06-01 | 1993-06-01 | 電圧非直線抵抗体素子及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5130552A JPH06342702A (ja) | 1993-06-01 | 1993-06-01 | 電圧非直線抵抗体素子及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06342702A true JPH06342702A (ja) | 1994-12-13 |
Family
ID=15037006
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5130552A Pending JPH06342702A (ja) | 1993-06-01 | 1993-06-01 | 電圧非直線抵抗体素子及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06342702A (ja) |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5266987A (en) * | 1976-12-01 | 1977-06-02 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Manuacturing of symmetrical type voltage non-linear resistor |
| JPS5790931A (en) * | 1980-11-27 | 1982-06-05 | Matsushita Electric Industrial Co Ltd | Method of producing composite function element |
| JPS5812305A (ja) * | 1981-07-16 | 1983-01-24 | 株式会社東芝 | 酸化物電圧非直線抵抗体 |
| JPS60165710A (ja) * | 1984-02-07 | 1985-08-28 | 株式会社村田製作所 | 多機能素子 |
| JPH0344002A (ja) * | 1989-07-11 | 1991-02-25 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 酸化亜鉛型バリスタ |
| JPH03159101A (ja) * | 1989-11-08 | 1991-07-09 | Korea Advanced Inst Of Sci Technol | 高電圧用酸化亜鉛バリスタの製造方法 |
-
1993
- 1993-06-01 JP JP5130552A patent/JPH06342702A/ja active Pending
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 19980721 |