JPH0729708A - 電圧非直線抵抗体 - Google Patents

電圧非直線抵抗体

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JPH0729708A
JPH0729708A JP5174169A JP17416993A JPH0729708A JP H0729708 A JPH0729708 A JP H0729708A JP 5174169 A JP5174169 A JP 5174169A JP 17416993 A JP17416993 A JP 17416993A JP H0729708 A JPH0729708 A JP H0729708A
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JP
Japan
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voltage
mol
varistor
resistance
amount
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Withdrawn
Application number
JP5174169A
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English (en)
Inventor
Yasushi Ueno
靖司 上野
Kazuyoshi Nakamura
和敬 中村
Kunisaburo Tomono
国三郎 伴野
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Murata Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Murata Manufacturing Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 バリスタ電圧を小さくして低電圧駆動のコン
ピュータ内蔵機器に対応できるとともに、サージ耐量,
静電気耐量等の電気的特性を向上できる電圧非直線抵抗
体を提供する。 【構成】 電圧非直線抵抗体を構成する場合に、酸化亜
鉛を主成分とし、これに副成分としてビスマス,マンガ
ン,コバルト,プラセオジム,あるいはランタンのうち
少なくとも1つの元素又はその化合物を添加する。また
上記ビスマス,マンガン,コバルト,プラセオジム,ラ
ンタンの各元素をその酸化物であるBi23 ,Mn3
4 ,CoO,Pr6 11, Le2 3 に換算してそれ
ぞれ0.10〜3.00mol %,0.10 〜3.00mol %, 0.10〜3.00
mol %, 0.005 〜0.50mol %,0.01〜0.50mol %の範囲
で添加する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、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(以下、バリスタと
称する)に関し、詳細には、バリスタ電圧を小さくして
低電圧駆動のコンピュータ内蔵機器に対応できるととも
に、漏れ電流を小さくでき、かつサージ耐量,静電気耐
量等の電気的特性を向上できるようにした組成物に関す
る。
【0002】
【従来の技術】近年、通信機器等の各種の電子機器の分
野においては、小型化とともに電子部品の集積化が急速
に進んでおり、これに伴ってノイズ吸収素子として採用
されるバリスタにおいても小型化,低電圧がの要求が強
くなっている。例えば、マイクロコンピュータが搭載さ
れた電子機器では、デジタル制御処理が行われることか
らEMIノイズに起因する半導体素子の破壊や誤動作が
生じるおそれがある。このノイズの電子機器への侵入経
路は電源部分及び信号配線部分が多く、このため電源
部,信号配線部の入出力部分に用いられるノイズフィル
タの役割が重要視されている。
【0003】上記EMIノイズの問題を解消するには、
ノイズを電子機器から出さず、かつ機器に侵入させない
ことが必要である。このようなノイズから電子機器を保
護する素子として、従来、酸化亜鉛を主成分としたバリ
スタが提案されている(例えば、特開昭54−1633
95号公報参照)。ところで酸化亜鉛を主成分とするバ
リスタでは、素子の厚さ1mm当たりのバリスタ電圧
(V1mA )を100V以下にすることは困難であることか
ら、低電圧駆動のコンピュータ搭載機器には対応できな
い。ここで、バリスタ電圧は素子の電極間に存在する結
晶粒界の数に支配され、この結晶粒界の数が小さいほど
低くなる。このため従来では低電圧のバリスタ素子を得
るには、素子の厚さを薄くして電極間距離を小さくした
り、あるいは結晶粒子を成長させて電極間に存在する結
晶粒界数を少なくしたりする方法が採用されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところが上記従来のバ
リスタにおいて、素子厚さを薄くするとそれだけ強度が
低下することから製造上問題があり、また素子の体積が
小さくなるほどエネルギー耐量も小さい。さらに素子を
薄くすると焼成時に拡散電極材料の影響が大きくなり、
その結果素子の抵抗が小さくなって漏れ電流が増大する
という問題がある。
【0005】また、上記従来のバリスタにおいて結晶粒
子を成長させる場合、現状の焼結技術では粒径のばらつ
きが大きくなり易く、このためバリスタ電圧,静電容
量,電圧非直線係数等の電気的特性にばらつきが生じる
という問題がある。さらに結晶粒子の大きい部分に電流
集中が生じ易いことから、サージ耐量,静電気体量が低
下するという問題がある。
【0006】本発明は上記従来の状況に鑑みてなされた
もので、バリスタ電圧を小さくして低電圧駆動のコンピ
ュータ機器に対応できるとともに、漏れ電流を低減で
き、サージ耐量,静電気耐量等の電気的特性を向上でき
る電圧非直線抵抗体を提供することを目的としている。
【0007】
【課題を解決するための手段】本件発明者らは、上記目
的を達成するために、主成分の酸化亜鉛に添加する各種
の副成分について検討したところ、これら添加物を選定
することにより素子の厚さ,及び結晶粒子のばらつきに
よる電気的特性の悪化を改善できることを見出し、本発
明を成したものである。
【0008】そこで本発明は、主成分としての酸化亜鉛
に、副成分としてビスマス,マンガン,コバルト,プラ
セオジム,あるいはランタンのうち少なくとも1つの元
素又はその化合物を添加したことを特徴とする電圧非直
線抵抗体である。
【0009】ここで、上記副成分を添加する場合、各元
素をその酸化物であるBi2 3 ,Mn3 4 ,Co
O,Pr6 11, Le2 3 に換算してそれぞれ0.10〜
3.00mol %,0.10 〜3.00mol %, 0.10〜3.00mol %, 0.
005 〜0.50mol %,0.01 〜0.50mol %の範囲で添加する
のが望ましい。これにより電気的特性の改善効果が顕著
に得られるからである。即ち、上記Pr6 11, Le2
3 を所定量添加することにより非直線係数,及び静電
気耐量の向上を図ることができ、また上記Mn34
CoOの添加により非直線係数,絶縁抵抗,サージ耐量
の向上が図れる。さらに上記Bi2 3 を所定量添加す
ることによりバリスタ電圧を小さくできる。
【0010】また上記電圧非直線抵抗体を製造するに
は、酸化亜鉛に上述の各種副成分を添加混合し、これを
所定形状に成形し、この成形体を高温焼成して焼結体を
得た後、該焼結体の両主面に電極を形成するという、従
来と略同様の方法でもって製造できる。
【0011】
【作用】本発明に係る電圧非直線抵抗体によれば、酸化
亜鉛に副成分としてビスマス,マンガン,コバルト,プ
ラセオジム,ランタンを添加したので、素子の厚さを薄
くすることなくバリスタ電圧を小さくできることから、
機械的強度の低下やエネルギー耐量の低下を回避でき
る。また、結晶粒子のばらつきによる電流集中が生じに
くくなり、サージ耐量の特性を向上でき、ひいては低電
圧駆動の電子デバイスを、EMIノイズから保護するこ
とができる。
【0012】
【実施例】以下、本発明の実施例を説明する。本実施例
は、本発明の電圧非直線抵抗体を製造し、これの効果を
確認するために行った特性試験について説明する。
【0013】まず、本実施例の電圧非直線抵抗体の製造
方法について説明する。主成分であるZnOを準備し、
これにBi2 3 ,Mn3 4 ,CoO,Pr 6 11,
及びLe2 3 をそれぞれ所定量添加し、これを十分に
混合した後、700 〜900 ℃の温度で数時間仮焼成を行
う。
【0014】次に上記仮焼成粉をボールミルにより十分
粉砕した後、プレスで直径6mm×厚さ0.6 mmの円板
状に成形する。次いで、この成形体を大気中にて1250〜
1400℃の温度で3時間加熱,焼成して焼結体を得る。こ
のようにして得られた焼結体にこれの厚さが0.5 mmと
なるよう研磨加工を施し、次いでこれの両主面に直径3
mmのAgペーストを塗布し、この後焼き付けて電極を
形成する。これにより本実施例の電圧非直線抵抗体が製
造される。
【0015】
【表1】
【0016】表1は、上記製造方法により得られた電圧
非直線抵抗体の効果を確認するために行った特性試験の
結果を示す。この試験は、上記Bi2 3 ,Mn
3 4 ,CoO,Pr6 11, Le2 3 の添加量をそ
れぞれ0.00〜5.00mol %,0.00 〜5.00mol %,0.00 〜5.
00mol %,0.000〜0.100 mol %,0.000〜1.000 mol %の
範囲で変化させて多数の試料を作成した(試料No. 1〜
No. 30参照)。表中、試料No. 1〜6はLe2
3 量、試料No. 7〜12はPr6 11量、試料No. 13
〜18はCoO量、試料No. 19〜24はMn3
4 量、試料No. 25〜30はBi2 3 量をそれぞれ上
記範囲内で変化させた。
【0017】そして上記各試料No. 1〜30のバリスタ
電圧の50%の電圧を30秒間印加したときの絶縁抵抗値I
R、バリスタ電圧(V1mA )、また各試料に1mA〜10mA
の電流が流れるときの非直線係数(α1-10mA)、及び静
電容量を測定するとともに、サージ耐量、静電気耐量を
測定した。上記サージ耐量は8×20μ秒の三角電流波を
印加してもバリスタ素子が破壊しない電流値を示し、静
電気耐量はIEC801-2準拠の静電気放電パルスを印加
しても素子が破壊しない放電電圧の最大値を示す。
【0018】表1において、Pr6 11, Le2 3
を0,0.001mol%とした各試料No.1,No. 7, No. 8
の場合、静電気耐量及び非直線係数が少し低くなってお
り、またLe2 3 量を1.0 とした試料No. 6の場合は
バリスタ電圧が若干高くなっている。一方、上記Pr6
11量を0.005 〜0.100mol% ,Le2 3 量を0.01〜0.
5 とした各試料No. 2〜5,9〜12の場合は、非直線
係数が24.5〜35.2、静電気耐量が20〜30Kvと向上してお
り、これにより上記Pr6 11, Le2 3 を所定量添
加することにより非直線係数, 静電気耐量を向上できる
ことがわかる。
【0019】また、上記Mn3 4 ,CoO量を0 mol
%とした各試料No. 13,No. 19の場合、絶縁抵抗
値,非直線係数が少し低くなっており、上記添加量を5.
0 とした試料No. 18,24の場合はバリスタ電圧が比
較的高くなっている。これに対して、上記添加量を0.01
〜3.00 mol%とした各試料No. 14〜17,20〜23
の場合は、抵抗値が20.3〜90.3 MΩ、非直線係数が22.9
〜36.6、サージ耐量, 静電耐量がそれぞれ200A,30Kv と
高くなっている。このことから上記Mn3 4 ,CoO
を所定量添加することによって、抵抗値, 非直線係数,
サージ耐量, 及び静電気耐量の各特性を向上できること
がわかる。
【0020】さらに、上記Bi2 3 量を0 mol%とし
た試料No. 25,及び添加量を5.0mol%とした試料No.
30の場合、両者ともバリスタ電圧が59V 以上と比較的
高くなっている。これに対してBi2 3 量を0.01〜3.
00 mol%とした各試料26〜29では、バリスタ電圧が
28.2〜43.2V と小さくなっており、このBi2 3を所
定量添加することによりバリスタ電圧を下げることがで
きる。
【0021】このように本実施例によれば、上述のよう
にZnOに、Bi2 3 ,Mn3 4 ,CoO,Pr6
11, Le2 3 を添加することにより、各試料No. 1
〜30の何れにおいてもバリスタ電圧,サージ耐量,静
電気耐量等の特性を向上でき、ひいては低電圧駆動のコ
ンピュータが搭載された電子機器に対応できる。なかで
も上記各副成分の添加量を上述の範囲内とした場合は、
各電気的特性をさらに向上でき、品質に対する信頼性を
向上できる。
【0022】
【発明の効果】以上のように本発明に係る電圧非直線抵
抗体によれば、主成分の酸化亜鉛に副成分としてビスマ
ス,マンガン,コバルト,プラセオジム,ランタンのう
ち少なくとも1つの元素又はその化合物を添加したの
で、バリスタ電圧を小さくして低電圧駆動のコンピュー
タ内蔵機器に対応できるとともに、漏れ電流を小さくで
き、かつサージ耐量,静電気耐量等の電気的特性を向上
できる効果がある。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 酸化亜鉛を主成分とし、これに副成分と
    してビスマス,マンガン,コバルト,プラセオジム,あ
    るいはランタンのうち少なくとも1つの元素又はその化
    合物を添加したことを特徴とする電圧非直線抵抗体。
  2. 【請求項2】 請求項1において、上記ビスマス,マン
    ガン,コバルト,プラセオジム,ランタンの各元素をそ
    の酸化物であるBi2 3 ,Mn3 4 ,CoO,Pr
    6 11, Le2 3 に換算してそれぞれ0.10〜3.00mol
    %,0.10 〜3.00mol %, 0.10〜3.00mol %, 0.005 〜0.
    50mol %,0.01 〜0.50mol %の範囲で添加したことを特
    徴とする電圧非直線抵抗体。
JP5174169A 1993-07-14 1993-07-14 電圧非直線抵抗体 Withdrawn JPH0729708A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100666188B1 (ko) * 2004-11-17 2007-01-09 학교법인 동의학원 고전압용 프라세오디미아계 산화아연 바리스터 및 그 제조방법

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100666188B1 (ko) * 2004-11-17 2007-01-09 학교법인 동의학원 고전압용 프라세오디미아계 산화아연 바리스터 및 그 제조방법

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