JPH10312909A - 低電圧用電圧非直線性抵抗器の製造方法 - Google Patents
低電圧用電圧非直線性抵抗器の製造方法Info
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- JPH10312909A JPH10312909A JP9119269A JP11926997A JPH10312909A JP H10312909 A JPH10312909 A JP H10312909A JP 9119269 A JP9119269 A JP 9119269A JP 11926997 A JP11926997 A JP 11926997A JP H10312909 A JPH10312909 A JP H10312909A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 酸化亜鉛を主成分とする電圧非直線性抵抗器
のバリスタ電圧が20V以下で、しかも優れた電圧非直
線係数を有する低電圧用電圧非直線性抵抗器の製造方法
を提供することを目的とする。 【解決手段】 主成分の酸化亜鉛に、副成分として少な
くともビスマス、コバルト、マンガン、アンチモン、及
びチタンを含む組成に、更にテルルを添加した組成を、
焼成時に700℃より高い温度領域の昇温速度を制御
し、また焼結温度も1200℃以下とする。
のバリスタ電圧が20V以下で、しかも優れた電圧非直
線係数を有する低電圧用電圧非直線性抵抗器の製造方法
を提供することを目的とする。 【解決手段】 主成分の酸化亜鉛に、副成分として少な
くともビスマス、コバルト、マンガン、アンチモン、及
びチタンを含む組成に、更にテルルを添加した組成を、
焼成時に700℃より高い温度領域の昇温速度を制御
し、また焼結温度も1200℃以下とする。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、酸化亜鉛を主成分
とする低電圧用電圧非直線性抵抗器の製造方法に関する
ものである。
とする低電圧用電圧非直線性抵抗器の製造方法に関する
ものである。
【0002】
【従来の技術】従来の電圧非直線性抵抗器の製造方法
は、主成分の酸化亜鉛に、副成分として、Bi2O3、C
o3O4、MnO2、Sb2O3、TiO2などの各種金属酸
化物を各々所定量秤量し、混合、造粒した造粒粉を所定
の形状に成形し、その成形体を毎時100〜300℃の
速度で昇温し、100〜1300℃の温度で焼成した
後、電極を形成する方法が一般的である。このようにし
て得られた電圧非直線性抵抗器のバリスタ電圧(V1mA
/mm)は前記副成分の種類と添加量により任意に変えら
れるが一般的に約20Vが最低とされている。しかしな
がら、近年の半導体などの低電圧化により回路電圧が低
電圧化し、それに伴い電圧非直線性抵抗器の低電圧化が
要求されてきており、バリスタ電圧(V1mA/mm)を2
0V以下にする必要がでてきた。この要求に対応するた
め、電圧非直線性抵抗器の厚さを薄くしてバリスタ電圧
を調整する方法が一般的に行われていた。
は、主成分の酸化亜鉛に、副成分として、Bi2O3、C
o3O4、MnO2、Sb2O3、TiO2などの各種金属酸
化物を各々所定量秤量し、混合、造粒した造粒粉を所定
の形状に成形し、その成形体を毎時100〜300℃の
速度で昇温し、100〜1300℃の温度で焼成した
後、電極を形成する方法が一般的である。このようにし
て得られた電圧非直線性抵抗器のバリスタ電圧(V1mA
/mm)は前記副成分の種類と添加量により任意に変えら
れるが一般的に約20Vが最低とされている。しかしな
がら、近年の半導体などの低電圧化により回路電圧が低
電圧化し、それに伴い電圧非直線性抵抗器の低電圧化が
要求されてきており、バリスタ電圧(V1mA/mm)を2
0V以下にする必要がでてきた。この要求に対応するた
め、電圧非直線性抵抗器の厚さを薄くしてバリスタ電圧
を調整する方法が一般的に行われていた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら前記従来
方法では、電圧非直線性抵抗器の厚さを薄くすると機械
的強度が低下し、これが組立工程でのトラブルの原因と
なったり、または製品の信頼性にも影響を与えていた。
方法では、電圧非直線性抵抗器の厚さを薄くすると機械
的強度が低下し、これが組立工程でのトラブルの原因と
なったり、または製品の信頼性にも影響を与えていた。
【0004】本発明は、従来の問題点を解決するもの
で、工程トラブルを防止し、信頼性の高い低電圧用電圧
非直線性抵抗器の製造方法を提供することを目的とする
ものである。
で、工程トラブルを防止し、信頼性の高い低電圧用電圧
非直線性抵抗器の製造方法を提供することを目的とする
ものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明は、主成分の酸化亜鉛に、副成分として少なく
ともビスマス、コバルト、マンガン、アンチモン、チタ
ンを夫々所定量添加し、更にテルルをTeO2に換算し
て0.05〜1.00モル%添加した組成の成形体を、
700℃より高い温度領域を毎時50〜150℃の速度
で昇温させて焼成するものである。
に本発明は、主成分の酸化亜鉛に、副成分として少なく
ともビスマス、コバルト、マンガン、アンチモン、チタ
ンを夫々所定量添加し、更にテルルをTeO2に換算し
て0.05〜1.00モル%添加した組成の成形体を、
700℃より高い温度領域を毎時50〜150℃の速度
で昇温させて焼成するものである。
【0006】
【発明の実施の形態】本発明の請求項1に記載の発明
は、主成分の酸化亜鉛に、副成分として少なくともビス
マス、コバルト、マンガン、アンチモン、チタンをそれ
ぞれBi2O3、Co3O4、MnO2、Sb2O3、TiO2
に換算して、 Bi2O3;0.10〜2.00モル% Co3O4;0.10〜1.00モル% MnO2 ;0.10〜2.00モル% Sb2O3;0.01〜0.20モル% TiO2 ;0.10〜2.00モル% 添加し、更にテルルをTeO2に換算して0.05〜
1.00モル%添加した組成の成形体を、700℃より
高い温度領域を毎時50〜150℃の速度で昇温させて
焼成するものである。これにより電圧非直線性抵抗器の
厚さが1mm以上とすることが可能となり、組立工程での
トラブルを防止し、製品の信頼性も向上させることがで
きる。
は、主成分の酸化亜鉛に、副成分として少なくともビス
マス、コバルト、マンガン、アンチモン、チタンをそれ
ぞれBi2O3、Co3O4、MnO2、Sb2O3、TiO2
に換算して、 Bi2O3;0.10〜2.00モル% Co3O4;0.10〜1.00モル% MnO2 ;0.10〜2.00モル% Sb2O3;0.01〜0.20モル% TiO2 ;0.10〜2.00モル% 添加し、更にテルルをTeO2に換算して0.05〜
1.00モル%添加した組成の成形体を、700℃より
高い温度領域を毎時50〜150℃の速度で昇温させて
焼成するものである。これにより電圧非直線性抵抗器の
厚さが1mm以上とすることが可能となり、組立工程での
トラブルを防止し、製品の信頼性も向上させることがで
きる。
【0007】本発明の請求項2に記載の発明は、請求項
1に記載の組成物を1000〜1200℃の温度で焼成
する製造方法である。この焼成温度範囲で添加したTe
O2は電圧非直線性抵抗器の粒成長を促進させ、同時に
焼成温度を下げることによりBi2O3の蒸発をも抑制す
ることができ電圧非直線性抵抗器の性能低下を防止する
ことができる。
1に記載の組成物を1000〜1200℃の温度で焼成
する製造方法である。この焼成温度範囲で添加したTe
O2は電圧非直線性抵抗器の粒成長を促進させ、同時に
焼成温度を下げることによりBi2O3の蒸発をも抑制す
ることができ電圧非直線性抵抗器の性能低下を防止する
ことができる。
【0008】以下、本発明の一実施形態について説明す
る。 (実施の形態1)図1は本実施形態の組成の電圧非直線
性抵抗器の焼成収縮曲線である。
る。 (実施の形態1)図1は本実施形態の組成の電圧非直線
性抵抗器の焼成収縮曲線である。
【0009】先ず、主成分の酸化亜鉛に酸化ビスマス、
酸化コバルト、酸化マンガン、酸化アンチモン、酸化チ
タン、酸化テルルをそれぞれ(表1)に示す組成となる
ように秤量した。
酸化コバルト、酸化マンガン、酸化アンチモン、酸化チ
タン、酸化テルルをそれぞれ(表1)に示す組成となる
ように秤量した。
【0010】
【表1】
【0011】この原料に純水とポリビニルアルコール溶
液を加え、ボールミルで24時間混合した後、スラリー
をスプレードライヤーで乾燥・造粒した。得られた造粒
粉を直径13mm、厚さ1.2mmの円板状に800kg/cm
2の成形圧力で成形した。この成形体をアルミナ質の磁
器容器に入れ焼成を行った。この条件として、室温から
700℃までは毎時100℃の速度で昇温し、それ以上
の温度領域は(表1)に示す速度で昇温し、また、最高
温度は(表1)に示す焼成温度で2時間保持した後、毎
時100℃の速度で降温した。このようにして得られた
焼結体の両面に銀電極ペーストを印刷し、600℃の温
度で焼付を行い電極を形成した。以上のようにして作製
された試料それぞれ各30個についてバリスタ電圧を測
定した後、電圧非直線係数(α)を算出し、それぞれの
特性測定結果の平均値を(表1)に示した。尚、バリス
タ電圧は1mAの電流を流したときの電圧値を示し、電圧
非直線係数は、
液を加え、ボールミルで24時間混合した後、スラリー
をスプレードライヤーで乾燥・造粒した。得られた造粒
粉を直径13mm、厚さ1.2mmの円板状に800kg/cm
2の成形圧力で成形した。この成形体をアルミナ質の磁
器容器に入れ焼成を行った。この条件として、室温から
700℃までは毎時100℃の速度で昇温し、それ以上
の温度領域は(表1)に示す速度で昇温し、また、最高
温度は(表1)に示す焼成温度で2時間保持した後、毎
時100℃の速度で降温した。このようにして得られた
焼結体の両面に銀電極ペーストを印刷し、600℃の温
度で焼付を行い電極を形成した。以上のようにして作製
された試料それぞれ各30個についてバリスタ電圧を測
定した後、電圧非直線係数(α)を算出し、それぞれの
特性測定結果の平均値を(表1)に示した。尚、バリス
タ電圧は1mAの電流を流したときの電圧値を示し、電圧
非直線係数は、
【0012】
【外1】
【0013】における各電流を流した時の電圧値から
(数1)により算出した。
(数1)により算出した。
【0014】
【数1】
【0015】(表1)から明らかなように、酸化ビスマ
スが0.1モル%より少ない試料No1、2.0モル%
より多い試料No5の組成、酸化コバルトが0.1モル
%より少ない試料No6、1.0モル%より多い試料N
o9、酸化マンガンが0.1モル%より少ない試料No
10、2.0モル%より多い試料No13、酸化アンチ
モンが0.01モル%より少ない試料No14、0.2
0モル%より多い試料No17、酸化チタンが0.1モ
ル%より少ない試料No18、2.0モル%より多い試
料No21、及び酸化テルルが0.05モル%より少な
い試料No22,23、1.0モル%より多い試料No
26の組成は何れの場合もバリスタ電圧が多く20V以
上になる。これに対し酸化ビスマスが0.1〜2.0モ
ル%の試料No2,3,4、酸化コバルトが0.1〜
1.0モル%の試料No7,8、酸化マンガンが0.1
〜2.0%の試料No11,12、酸化アンチモンが
0.01〜0.2モル%の試料No15,16、酸化チ
タンが0.1〜2.0モル%の試料N.19,20、酸
化テルルが0.05〜1.00モル%の試料No24,
25の組成の場合は何れもバリスタ電圧が20Vより低
くなっていることがわかる。このことはバリスタ電圧の
低電圧化、即ち酸化亜鉛焼結粒子の粒成長に酸化ビスマ
ス、酸化コバルト、酸化マンガン、酸化アンチモン、及
び酸化チタンの組成に、更に酸化テルルを0.05〜1
モル%を添加することが大きく寄与していることを示唆
している。
スが0.1モル%より少ない試料No1、2.0モル%
より多い試料No5の組成、酸化コバルトが0.1モル
%より少ない試料No6、1.0モル%より多い試料N
o9、酸化マンガンが0.1モル%より少ない試料No
10、2.0モル%より多い試料No13、酸化アンチ
モンが0.01モル%より少ない試料No14、0.2
0モル%より多い試料No17、酸化チタンが0.1モ
ル%より少ない試料No18、2.0モル%より多い試
料No21、及び酸化テルルが0.05モル%より少な
い試料No22,23、1.0モル%より多い試料No
26の組成は何れの場合もバリスタ電圧が多く20V以
上になる。これに対し酸化ビスマスが0.1〜2.0モ
ル%の試料No2,3,4、酸化コバルトが0.1〜
1.0モル%の試料No7,8、酸化マンガンが0.1
〜2.0%の試料No11,12、酸化アンチモンが
0.01〜0.2モル%の試料No15,16、酸化チ
タンが0.1〜2.0モル%の試料N.19,20、酸
化テルルが0.05〜1.00モル%の試料No24,
25の組成の場合は何れもバリスタ電圧が20Vより低
くなっていることがわかる。このことはバリスタ電圧の
低電圧化、即ち酸化亜鉛焼結粒子の粒成長に酸化ビスマ
ス、酸化コバルト、酸化マンガン、酸化アンチモン、及
び酸化チタンの組成に、更に酸化テルルを0.05〜1
モル%を添加することが大きく寄与していることを示唆
している。
【0016】また、焼成条件についてみると、昇温速度
の速い場合、試料No29,32は組成的には試料No
3,27,28,31と同じであるにも拘らずバリスタ
電圧が20Vを超えている。一方、遅い場合の試料No
27はバリスタ電圧は11Vと低い値を示している。こ
れは図1に示すように700℃付近より急激に収縮が始
まり、1200℃付近で終了する。この収縮過程におい
て添加物成分の移動、拡散が進み、結晶の粒成長がおき
る。バリスタ電圧の低電圧化のためには酸化亜鉛の焼結
粒子を大きくする必要があり、この収縮過程の昇温速度
が速いと、添加物組成を制御しても十分に酸化亜鉛の焼
結粒子の成長を促進することができず、その結果バリス
タ電圧が高くなってしまうと思われる。
の速い場合、試料No29,32は組成的には試料No
3,27,28,31と同じであるにも拘らずバリスタ
電圧が20Vを超えている。一方、遅い場合の試料No
27はバリスタ電圧は11Vと低い値を示している。こ
れは図1に示すように700℃付近より急激に収縮が始
まり、1200℃付近で終了する。この収縮過程におい
て添加物成分の移動、拡散が進み、結晶の粒成長がおき
る。バリスタ電圧の低電圧化のためには酸化亜鉛の焼結
粒子を大きくする必要があり、この収縮過程の昇温速度
が速いと、添加物組成を制御しても十分に酸化亜鉛の焼
結粒子の成長を促進することができず、その結果バリス
タ電圧が高くなってしまうと思われる。
【0017】また更に焼成時の最高温度の場合、試料N
o3,30,31を比較すると組成的には同じであるに
も拘らず1200℃を越えた試料No30がバリスタ電
圧が20V以下ではあるが、電圧非直線係数αが極端に
小さくなっている。このことは副成分として添加した低
融点酸化物の酸化ビスマスが1300℃の高温焼成で蒸
発量が増加した結果を示しているものと思われる。
o3,30,31を比較すると組成的には同じであるに
も拘らず1200℃を越えた試料No30がバリスタ電
圧が20V以下ではあるが、電圧非直線係数αが極端に
小さくなっている。このことは副成分として添加した低
融点酸化物の酸化ビスマスが1300℃の高温焼成で蒸
発量が増加した結果を示しているものと思われる。
【0018】これらの結果からバリスタ電圧が20V以
下で尚かつ電圧非直線係数αの優れた電圧非直線性抵抗
器を得るためには、組成的には酸化ビスマス、酸化コバ
ルト、酸化マンガン、酸化アンチモン、及び酸化チタン
に更に酸化テルル0.05〜1モル%を添加し、これを
700℃より高い温度領域を毎時50〜150℃の速度
で昇温し、最高温度も1000〜1200℃の範囲の温
度で焼成する必要があることがわかる。これにより電圧
非直線抵抗器を1mm以上にしてもバリスタ電圧が20V
以下となり工程トラブルなどを解消することができる。
下で尚かつ電圧非直線係数αの優れた電圧非直線性抵抗
器を得るためには、組成的には酸化ビスマス、酸化コバ
ルト、酸化マンガン、酸化アンチモン、及び酸化チタン
に更に酸化テルル0.05〜1モル%を添加し、これを
700℃より高い温度領域を毎時50〜150℃の速度
で昇温し、最高温度も1000〜1200℃の範囲の温
度で焼成する必要があることがわかる。これにより電圧
非直線抵抗器を1mm以上にしてもバリスタ電圧が20V
以下となり工程トラブルなどを解消することができる。
【0019】尚、更にバリスタ特性を改善する添加物、
例えば酸化クロム、酸化ニッケル、酸化ケイ素、酸化ほ
う素、アルミニウム、及びガラス粉末などを適量添加し
た組成についても、前記と同様の効果が得られることが
確認されている。また更に700℃より高い温度領域を
毎時50〜150℃の速度で昇温させたが、昇温速度を
50℃より遅くすることは可能であるが製品製造の経済
的見地から、これ以下の昇温速度は請求の範囲外とし
た。
例えば酸化クロム、酸化ニッケル、酸化ケイ素、酸化ほ
う素、アルミニウム、及びガラス粉末などを適量添加し
た組成についても、前記と同様の効果が得られることが
確認されている。また更に700℃より高い温度領域を
毎時50〜150℃の速度で昇温させたが、昇温速度を
50℃より遅くすることは可能であるが製品製造の経済
的見地から、これ以下の昇温速度は請求の範囲外とし
た。
【0020】
【発明の効果】以上のように本発明は、主成分の酸化亜
鉛に、副成分として少なくともビスマス、コバルト、マ
ンガン、アンチモン、チタンをそれぞれBi2O3、Co
3O4、MnO2、Sb2O3、TiO2に換算して夫々、 Bi2O3;0.10〜2.00モル% Co3O4;0.10〜1.00モル% MnO2 ;0.10〜2.00モル% Sb2O3;0.01〜0.20モル% TiO2 ;0.10〜2.00モル% 添加した組成に、更にテルルをTeO2に換算して0.
05〜1.00モル%添加した組成の成形体を、700
℃より高い温度領域を毎時50〜150℃の速度で昇温
させ、尚かつ1000〜1200℃の範囲の温度で焼成
することにより、バリスタ電圧が20V以下で電圧非直
線性特性の優れた電圧非直線性抵抗器を製造することが
可能になる。
鉛に、副成分として少なくともビスマス、コバルト、マ
ンガン、アンチモン、チタンをそれぞれBi2O3、Co
3O4、MnO2、Sb2O3、TiO2に換算して夫々、 Bi2O3;0.10〜2.00モル% Co3O4;0.10〜1.00モル% MnO2 ;0.10〜2.00モル% Sb2O3;0.01〜0.20モル% TiO2 ;0.10〜2.00モル% 添加した組成に、更にテルルをTeO2に換算して0.
05〜1.00モル%添加した組成の成形体を、700
℃より高い温度領域を毎時50〜150℃の速度で昇温
させ、尚かつ1000〜1200℃の範囲の温度で焼成
することにより、バリスタ電圧が20V以下で電圧非直
線性特性の優れた電圧非直線性抵抗器を製造することが
可能になる。
【図1】焼成温度と電圧非直線性抵抗器の収縮率の関係
を示す図
を示す図
Claims (2)
- 【請求項1】 主成分の酸化亜鉛に、副成分として少な
くともビスマス、コバルト、マンガン、アンチモン、チ
タンをそれぞれBi2O3、Co3O4、MnO2、Sb2O
3、TiO2に換算して、夫々 Bi2O3;0.10〜2.00モル% Co3O4;0.10〜1.00モル% MnO2 ;0.10〜2.00モル% Sb2O3;0.01〜0.20モル% TiO2 ;0.10〜2.00モル% 添加し、更にテルルをTeO2に換算して0.05〜
1.00モル%添加した組成の成形体を、700℃より
高い温度領域を毎時50〜150℃の速度で昇温させて
焼成することを特徴とする低電圧用電圧非直線性抵抗器
の製造方法。 - 【請求項2】 焼成時の最高温度を1000〜1200
℃とすることを特徴とする請求項1記載の低電圧用電圧
非直線性抵抗器の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9119269A JPH10312909A (ja) | 1997-05-09 | 1997-05-09 | 低電圧用電圧非直線性抵抗器の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9119269A JPH10312909A (ja) | 1997-05-09 | 1997-05-09 | 低電圧用電圧非直線性抵抗器の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10312909A true JPH10312909A (ja) | 1998-11-24 |
Family
ID=14757183
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9119269A Pending JPH10312909A (ja) | 1997-05-09 | 1997-05-09 | 低電圧用電圧非直線性抵抗器の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10312909A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115368129A (zh) * | 2022-08-23 | 2022-11-22 | 如东宝联电子科技有限公司 | 一种降低残压的叠层氧化锌组合物及其制备方法 |
-
1997
- 1997-05-09 JP JP9119269A patent/JPH10312909A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115368129A (zh) * | 2022-08-23 | 2022-11-22 | 如东宝联电子科技有限公司 | 一种降低残压的叠层氧化锌组合物及其制备方法 |
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