JPS5994401A - 電圧非直線抵抗器の製造方法 - Google Patents

電圧非直線抵抗器の製造方法

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JPS5994401A
JPS5994401A JP57204082A JP20408282A JPS5994401A JP S5994401 A JPS5994401 A JP S5994401A JP 57204082 A JP57204082 A JP 57204082A JP 20408282 A JP20408282 A JP 20408282A JP S5994401 A JPS5994401 A JP S5994401A
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高見 昭宏
義和 小林
小西 茂生
松岡 道雄
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は酸化亜鉛バリスタ組成物にガラスフリットを添
加して高温で焼成した焼結体の両面に電極をつけてなる
電圧非直線抵抗器の製造方法に関するものである。
従来例の構成とその間癲点 従来、電圧非直線抵抗器としては炭化珪素を主体とし、
これを磁器質結合剤で固めた、いわゆるsiCバリスタ
が広く用いられてきたが、最近酸化亜鉛を主成分とし、
Bi2O3,Co2o3等の金属酸化物を添加して混合
、成形、焼成した焼結体を用いた、いわゆる酸化亜鉛バ
リスタが生産され、実用に供されている。
この種の電圧非直線抵抗器(以降バリスタと呼ぶ)の電
圧−電流特性は一般に次式によって表わされている。
I −(V/C) ただし、■は電流、■は電圧、C1αは定数である。そ
して、バリスタの特性はCとαの2つの定数で表わすこ
とができる。Cは電流1アンペア時における電圧で、一
般に固定抵抗器の抵抗値に相当し、寸だバリスタとして
は電圧非直線指数αができるだけ大きい方が望ましい。
本発明者らはCの代りに電流10μA、100μA、 
1 rrA、−旧−2100Aの時の電圧v10pA 
、”100uA ・”1mA −・・・・、■10oA
を使用している。
酸化亜鉛バリスタのびは40〜1o○と極めて大きく、
電圧安定化、サージ電圧抑制の効果が著しく、電子機器
の保護に広く使われている。最近では酸化亜鉛バリスタ
を避雷器等の高圧、高エネルギー分野にも使っていこう
とする動きが活発にしかしながら、避雷器等に使われる
酸化亜鉛バリスタは高電圧が常時印加され、雷サージ等
の高エネルギーを吸収し々けれはならないため、酸化亜
鉛バリスタ素子の形状が大きくなる。電子機器の保護の
ために用いられる酸化亜鉛バリスタ素子の形状が通常直
径3ffi〜14πm、厚み0.fy−2mWであるの
に対し、避雷器等に用いられる酸化亜鉛バリスタ素子の
形状は直径30171ffl〜sown、厚み30廉〜
50馴である。
このように避雷器等に使われる酸化亜鉛バリスタには形
状が大きいために、通常の小形素子の製造法では要求性
能を満足させることはできない。
要求性能の中でも特に課電寿命特性とパルス寿命特性と
放電耐量特性が重要である。従来の小形の酸化亜鉛バリ
スタ素子の課電寿命特性の改善策として、(1)焼結体
にガラスを塗布した後、500°C〜850°Cで熱処
理してガラスを拡散させる。
(2)無水ホウ酸(B2O3) r酸化バリウム(Ba
O)等のガラス質添加物を添加し、焼成する。(3) 
 ホウグイ酸ビスマス系ガラスまたはホウケイ酸鉛系ガ
ラスを添加し、焼成する。(4)酸化ビスマス。
無水ホウ酸、酸化コバルト、酸化銀からなるガラスを添
加し、焼成する等の方法が採られている。
しかし、上記の方法を大形素子に適用した場合、(1)
の方法では素子が太きいため、ガラスが素子内部にまで
拡散しきらず、安定した性能が得られない。(2)の方
法は原料混合物のスラリーのゲル化が起るのでその対策
として仮焼工程が必要になり、しかも成形性が悪く、素
子内部にクラックが発生する。さらに、放電耐量、パル
ス寿命が悪くなる。
(3)の方法は製造工程上の問題はないが、課電寿命が
少し悪く、放電耐量、パルス寿命も悪くなる。
(4)の方法も製造工程上の問題はな・いが、課電寿命
が十分ではなく、放電耐量、パルス寿命も弱い等の問題
点があった。
発明の目的 本発明は上記欠点に鑑み、大形の酸化亜鉛バリスタ素子
でも課電寿命特性とパルス寿命特性と放電耐量に曖れて
いる電圧非直線抵抗器の製造方法を提供しようとするも
のである。
発明の構成 この目的を達成するために本発明の電圧非直線抵抗器の
製造方法として、酸化亜鉛バリスタ組成物に添加するガ
ラスフリットの構成材料と添加量を検討し、特に高圧、
高エネルギー分野の酸化亜鉛バリスタ素子の課電寿命特
性、パルス寿命特性、放電耐量を向上させたものである
。具体的には、酸化ビスマス(Bi203)40〜90
 wtチ、シリカ(SIO2)5〜25wt%、無水ホ
ウ酸(B203)1゜〜30 wt%、酸化銀(Aq2
0)5〜30 wt%、酸化アンチモン(Sb203)
2〜30 wt %からなるガラス組成物を1000’
C〜1250℃で融解後冷却し、微粉砕したガラスフリ
ットを、酸化亜鉛バリスタ組成物100重量部に対して
0.01〜5重量部添加して混合、成形し、その成形体
を850℃〜950℃で仮焼し、その仮焼体の側面に酸
化ビスマスとシリカと酸化アンチモンの混合ペーストを
塗布し、1000℃〜1400℃で焼成して得られる焼
結体に電極を設けることを特徴とする電圧非直線抵抗器
の製造方法を提供するものである。
実施例の説明 以下、実施例に従って本発明を説明する。
まず、酸化ビスマス(Bi203)40〜90 wt係
シリカ(SiO2)5〜25wt%、無水ホウ酸(B2
0310〜30wt%、酸化銀(Ag2O)6〜30 
wt係。
酸化アンチモン(Sb203)2〜30 wt%を配合
混合し、混合物を白金ルツボに入れ、1000℃〜12
50’Cで融解後、水中へ投入し、急冷し、それをポッ
トミルで微粉砕してガラスフリットを作る。
一方、酸化亜鉛(ZnO) 85〜9 ’8.5 mo
e%。
酸化ビスマス(B1203)0.01〜5mol係、酸
化。
コバルト(C0203)0.01〜5m01%、酸化マ
ンガン(MnO2)0+01〜5m01%、酸化アンチ
モジ、(Sb2o3)0゜02〜10m01%、酸化り
OA (Cr 203.’0.01〜5 mリチ、シリ
カ(S102)0.02〜10mo1%、酸化ニッケル
(Nio) o、o2〜10 m01%。
酸化アルミニウム(A1203)0.001〜ノ、05
molチを配合したもの(以下バリスタ組成物と呼ぶ)
を作り、このバリスタ組成物100重量部に対して、前
記ガラスフリットを0,01〜5重量部添加し、混合、
成形し、その成形体を850°C〜950°Cで仮焼し
、その仮焼体の側面に酸化ビスマス(Bi203)、シ
リカ(5zO2) 、酸化アンチモン)(Sb203)
からなる側面高抵抗剤を塗布し、1000°C〜140
0℃で焼成して得られる円柱形焼結体の両面に金属溶射
によって電極をつける。
このようにして作られた本発明例と従来例の特性比較を
直径33闘、厚み30朋の焼結体を用いて第1図、第2
図、第3図に示す。第1図は課電寿命特性を、第2図は
パルス寿命特性を、第3図は放電耐量特性を示す。課電
寿命試験は130℃の恒温槽の中に試料を置き、試料の
電極間に試料の■1mAの95チの電圧に相当するピー
ク電圧を有するAC電圧を印加し、その漏れ電流の増加
状態を調べた。パルス寿命特性は試料に電流波形8X2
0μs、電流波高値5000Aのパルスを繰返し印加し
、試料のvlmAの変化率を調べた。一方、放電耐量試
験は電流波形4×10μsのパルス電流を2回印加した
時の試料の■1!nAの変化率を調べた0図でイは本発
明品の特性、口は従来品の特性である。
以上の結果は本発明品が酸化ビスマス(Bi2O3)5
0 wt%、シリカ(5102) 10 vvt% y
無水ホウ酸(B203)20Wt係、酸化銀(Ag2O
)20wt%、酸化アンチモン(Sb2o3)15wt
%を1200’Cで融解した後急冷し、微粉砕したガラ
スフリットをバリスタ組成物(ZnO95、49,5m
01% 、 B12030.6 mol % 、 Co
2030a5 mo7 % 。
MnO20,5moe% 、 5b2031.0mo1
%、cr2o30.6mo7%、 5in20.5mo
7 % 、 NiO1、OrnolJ%。
A12030.005 mai1%)100重量部に対
して。、1重量部を加えて混合、成形し、その成形体を
900℃で仮焼し、その仮焼体の側面に酸化ビスマス。
シリカ、酸化アンチモンからなる側面高抵抗剤を塗布し
、1000℃で焼成したものである。また、従来品はB
 12035 B −4wt%、 5in212.5 
wt % 。
B20312.5 wt % 、 Coo  8.3 
wt% 、 Ag2O8,3wt% のガラス組成物で
あり、その他の条件は本発明品と同じである。
ガラスフリットの添加量が0゜01重量部未満になると
課電寿命特性の改善効果がなくなり、一方5重量部を超
えると放電耐量が悪くなる。また、ガラスフリット中の
Bi2O3が40 wt 4未満ではガラス化が困難に
なシ、90 wt %を超えた時は素子の電圧非直線指
数αが悪くなる。次に、SiO2が5wt%未満では素
子の課電寿命が悪くなり、25wt%を超えた時には放
電耐量が悪くなる。さらに、B2O3は10wt%未満
では電圧非直線指数αが悪くなυ、30wt%を超えた
時には放電耐量が悪くなる。そして、Ag2Oが5wt
%未満では課電寿命特性が悪くなり、30wt1%を超
えた時には放電耐量が悪くなる。また、5b203が2
wt%未満ではパルス寿命特性が悪くなり、30wt%
を超えた時にはガラス化が困難となった。
発明の効果 以上のように本発明は大形の酸化亜鉛バリスタ素子の課
電寿命特性、パルス寿命有性、放電耐量特性を大巾に改
善でき、その実用的効果は大なるものがある。
【図面の簡単な説明】
第1図は課電寿命特性の本発明品と従来品との比較を示
す図、第2図はパルス寿命特性の本発明品と従来品との
比較を示す図、第3図は放電耐量特性の本発明品と従来
品との比較を示す図である。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか1名第1
図 =R子関(hrs) 第2図 →f71刹回飲(回〕 ゛ 83図

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)酸化ビスマス(Bi203)40〜90wt %
     。 シリカ(S 102 ) 5〜25wt%、無水ホウ酸
    (B203)10〜30wt%、酸化銀(Ag20) 
    5〜30wt%。 酸化アンチモン(Sb203)2〜30 wt %から
    なるガラス組成物を1000’C〜1250℃で融解後
    冷却し、微粉砕したガラスフリットを、酸化亜鉛バリス
    タ組成物100重量部に対して0.01〜5°  重量
    部添加して混合、成形し、その成形体を850℃〜96
    0℃で仮焼し、その仮焼体の側面に酸化ビスマスとシリ
    カと酸化アンチモンの混合ペーストを塗布し、1000
    ℃〜1400℃で焼成して得られる焼結体に電極を設け
    ることを特徴とする電圧非直線抵抗器の製造方法。
  2. (2)酸化亜鉛バリスタ組成物の配合組成を酸化亜鉛(
    ZnO) s s 〜98.5 mo1%、酸化ビスマ
    ス(B1203)0.01〜5mQ1% 、酸化コバル
    ト(C02o3)0.01〜5 mo1%、酸化マンガ
    ン(MnO2)0.01〜5m01%′、酸化アンチモ
    ン(Sb2Q3)0.02〜10mo7%、酸化クロム
    (Cr2o3)0.01〜5m0l係、シリカ(S 1
    02 ) 0−02〜10mo1%、酸化ニッケ/L/
     (NiO) 0.02〜10 rnol % 、酸化
    アルミニウム(A1203)0.001〜0.05m0
    1%とした特許請求の範囲第1項記載の電圧非直線抵抗
    器の製造方法I
JP57204082A 1982-11-19 1982-11-19 電圧非直線抵抗器の製造方法 Granted JPS5994401A (ja)

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JPH0320883B2 JPH0320883B2 (ja) 1991-03-20

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63117402A (ja) * 1986-11-06 1988-05-21 株式会社東芝 非直線抵抗体の製造方法
JP2015162499A (ja) * 2014-02-26 2015-09-07 Koa株式会社 酸化亜鉛系バリスタの製造方法

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JPS63117402A (ja) * 1986-11-06 1988-05-21 株式会社東芝 非直線抵抗体の製造方法
JP2015162499A (ja) * 2014-02-26 2015-09-07 Koa株式会社 酸化亜鉛系バリスタの製造方法

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