JPS62190819A - Manufacture of voltage nonlinear device - Google Patents

Manufacture of voltage nonlinear device

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JPS62190819A
JPS62190819A JP61034656A JP3465686A JPS62190819A JP S62190819 A JPS62190819 A JP S62190819A JP 61034656 A JP61034656 A JP 61034656A JP 3465686 A JP3465686 A JP 3465686A JP S62190819 A JPS62190819 A JP S62190819A
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JP
Japan
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voltage
powder
zno
fine powder
inorganic
Prior art date
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Pending
Application number
JP61034656A
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Japanese (ja)
Inventor
康男 若畑
真二 原田
浩明 水野
勇 増山
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
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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。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は印加電圧によって抵抗値が変化する電圧非直線
性素子に関するもので、電圧安定化、異常電圧制御、さ
らKけマトリックス駆動の液晶、ELなどの表示デバイ
スのスイッチング素子などに利用されるものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of Industrial Application The present invention relates to a voltage non-linear element whose resistance value changes depending on an applied voltage, and is useful for voltage stabilization, abnormal voltage control, exposed matrix driven liquid crystal, EL, etc. It is used in switching elements of display devices, etc.

従来の技術 従来の電圧非直線性素子は、酸化亜鉛(ZnO)に酸化
ビスマス(Bi20s)、e化コバルト(Oo2e5)
、酸化マンガン(Mn02)、酸化アンチモン(Sb2
05)などの酸化物を添加して、1000〜1350℃
で焼結したZnOバリスタなど、種々のものがある。そ
の中で、ZnOバリスタは電圧非直線指数α、サージ耐
量が大きいことから、最も一般的に使われている。(特
公昭46−19472号公報参照) 発明が解決しようとする問題点 このような従来の電圧非直線性素子は、ZnOバリスタ
を初めとして、素子厚みを薄く(数+μm以下)するこ
とに限界があるため、バリスタ電圧(バリスタに電流1
mAを流した時の電圧V1111人で表される)を低く
することだ限界があり、低電圧用ICの保護素子や低い
電圧における電圧安定化素子として使えないものであっ
た。また、上述したように焼成する際に100C)C以
上の高温プロセスを必要とするため、ガラス基板上ある
いは回路基板上に電圧非直線性素子を直接形成できない
という問題があった。さらに、従来のものは並列静電容
量が大きく、例えば液晶などのスイッチング素子として
は不適当なものであるなどの問題点を有していた。
Conventional technology Conventional voltage nonlinear elements are made of zinc oxide (ZnO), bismuth oxide (Bi20s), and cobalt oxide (Oo2e5).
, manganese oxide (Mn02), antimony oxide (Sb2)
1000-1350℃ by adding oxides such as 05)
There are various types of varistors such as ZnO varistors sintered with Among them, ZnO varistors are most commonly used because of their large voltage nonlinearity index α and surge resistance. (Refer to Japanese Patent Publication No. 46-19472.) Problems to be Solved by the Invention In such conventional voltage nonlinear elements, including ZnO varistors, there is a limit to reducing the element thickness (less than a few micrometers). Therefore, the varistor voltage (current 1 to the varistor
There is a limit to lowering the voltage (expressed in V1111) when mA is applied, so it cannot be used as a protection element for low voltage ICs or as a voltage stabilizing element at low voltages. Further, as described above, since a high temperature process of 100 C) or higher is required during firing, there is a problem that a voltage nonlinear element cannot be directly formed on a glass substrate or a circuit board. Furthermore, conventional devices have a large parallel capacitance, making them unsuitable for use as switching elements for liquid crystals, for example.

問題点を解決するための手段 この問題点を解決するために本発明は、無機質半導体の
微粉末にBi、Co、Mn、Sbの全てを少なくとも含
んでなる無機または有機化合物を添加し、混合した後、
600〜1360℃で熱処理を行い、無機質半導体微粉
末の表面に無機質絶縁被膜を形成させると共に、その絶
縁被膜を表面に有した微粉末状の1記無機質半導体の全
部またはほとんどがそれぞれ複数個集まった状態となる
ようにし、その後微粉末状の無機質半導体が複数個集ま
った状態の粉末または一部に上記微粉末を含む粉末に絶
縁性の有機接着剤かまたはガラス粉末と有機バインダー
を加え、ペイント状にし、次いで上記ペイントを電極を
配した絶縁基板上に印刷、スプレーまたは浸漬などによ
って塗布した後、熱処理を行って硬化させることを特徴
とするものである。
Means for Solving the Problem In order to solve this problem, the present invention includes a method in which an inorganic or organic compound containing at least all of Bi, Co, Mn, and Sb is added to and mixed with a fine powder of an inorganic semiconductor. rear,
Heat treatment is performed at 600 to 1,360°C to form an inorganic insulating film on the surface of the inorganic semiconductor fine powder, and all or most of the fine powdered inorganic semiconductors having the insulating film on the surface are collected in plural pieces. Then, an insulating organic adhesive or glass powder and an organic binder are added to the powder, which is a collection of multiple finely powdered inorganic semiconductors, or a powder containing some of the fine powders, to form a paint-like powder. The paint is then coated onto an insulating substrate on which electrodes are arranged by printing, spraying, dipping, etc., and then heat-treated to harden it.

作用 この方法によれば、低電流域においても電圧非直線指数
αの大きなものが得られ、かつ電極間距離を狭く(数+
μm以下)して素子を形成することができ、低電圧化に
適した素子がきわめて容易に得られることとなる。また
、塗布したペイントを低い温度で硬化させて作ることが
できるため、回路基板上に素子を直接形成することがで
き、ZnOバリスタなどでは考えられない幅広い用途が
期待できるものである。さらに、得られた素子は微粉末
状の半導体物質を固めたものであるため、それぞれの半
導体物質の微粉末間は点接触となシ、接触面積が小さい
ことから並列静電容量の小さなものが得られ、液晶など
のデバイスのスイッチング素子として最適な素子が提供
できることとなる。
Effect: According to this method, a large voltage nonlinearity index α can be obtained even in the low current range, and the distance between the electrodes can be narrowed (number +
μm or less), and an element suitable for lowering voltage can be obtained extremely easily. Furthermore, since it can be made by curing the applied paint at a low temperature, it is possible to form elements directly on a circuit board, and it is expected to have a wide range of applications unimaginable for ZnO varistors and the like. Furthermore, since the obtained device is made of solidified semiconductor material in the form of fine powder, there is no point contact between the fine powders of the respective semiconductor materials, and because the contact area is small, the parallel capacitance is small. As a result, it is possible to provide an element that is optimal as a switching element for devices such as liquid crystals.

実施例 以下、本発明を実施例にもとすいて詳細に説明する。Example Hereinafter, the present invention will be explained in detail using examples.

第1図は本発明の製造方法による製造工程の一実施例を
示している。まず、粒子径が0.05〜1μmの微粒子
状の酸化亜鉛を700〜1300℃で焼成した後、その
焼結されたZnOを0.5〜50μmの粒子径(平均粒
子径1〜10μm)に粉砕し、そのZnO微粉末にBi
205 、Co2 o3 、MnO2。
FIG. 1 shows an embodiment of the manufacturing process according to the manufacturing method of the present invention. First, fine particulate zinc oxide with a particle size of 0.05 to 1 μm is fired at 700 to 1300°C, and then the sintered ZnO is reduced to a particle size of 0.5 to 50 μm (average particle size of 1 to 10 μm). Pulverize and add Bi to the ZnO fine powder.
205, Co2o3, MnO2.

5b2o5の総量を0.05〜10mo1%i加l、、
600〜1350℃で10〜6o分間、熱処理し、その
ZnO微粉末表面にこれら酸化物の絶縁被膜を形成した
。この時、微粉末状のZnOの表面にはE記酸化物の絶
縁被膜がほぼ数十〜数百 の厚さで薄く形成されている
ことが認められた。次いで、このようにして作成した酸
化物の絶縁被膜が表面についたZnO微粉末は弱い力で
互いに接着しているので、これを乳鉢あるいはポットミ
ルでほぐし丘記ZnO微粉末がそれぞれ複数個集まった
微粉末群の状態とした(以下、この状態のものを粉末状
という)。この時、一部に上記ZnO微粉末が単独で存
在しても差支えないものであり、このようなZnO微粉
末を一部に含んでの状態のものも粉末状という。次に、
E記のようにして得られた酸化物絶縁被膜が表面に形成
された粉末状のZnOに、粉末間の結合を図る結合剤(
バインダー)としてポリイミド樹脂を添加し、混合した
Add the total amount of 5b2o5 by 0.05 to 10mol1%i,
Heat treatment was performed at 600 to 1350° C. for 10 to 60 minutes to form an insulating film of these oxides on the surface of the ZnO fine powder. At this time, it was observed that a thin insulating film of the E oxide was formed on the surface of the finely powdered ZnO to a thickness of approximately several tens to several hundreds. Next, the ZnO fine powders with the oxide insulating coating on their surfaces adhered to each other with a weak force, so they are loosened in a mortar or pot mill to form fine ZnO powders that are made up of a plurality of individual ZnO fine powders. It was made into a powder state (hereinafter, this state is referred to as a powder state). At this time, there is no problem even if the ZnO fine powder is present alone in a part, and a state containing such ZnO fine powder in a part is also referred to as powder. next,
A binder (for bonding between the powders) is applied to the powdered ZnO on which the oxide insulating film obtained as described in E is formed.
A polyimide resin was added as a binder) and mixed.

ここで、結合剤としてはポリイミド樹脂の固形分が溶剤
(例えばn−メチル−2−ピロリドン)K対してSwt
%となるように薄めたものとし、それをZnO粉末と例
えば等重量で混合し、ペイント状とした。次いで、を記
のようにして得られたペイントを第3図に示すようにI
TO(インジウム・スズ酸化物)電極1の設けられたガ
ラス基板3上に例えば2クリーン印刷で塗布し、そのh
K同じ(ITO電極2の設けられたガラス基板4を載置
し、280〜400℃で30分間、大気中で硬化させ、
電極1,2間に電圧非直線性素子5を設けた。第2図は
、電圧非直線性素子5の拡大断面図であり、6けZnO
粉末、7はZnO粉末6の表面に施された酸化物絶縁被
膜、8けそれらZnO粉末6間を機械的に結合している
結合剤であり、この結合剤8でもってZnO粉末6の間
は互いに固められている。第4図はITO電極Ill、
1bが設けられたガラス基板3a上に電圧非直線性素子
5を構成した場合を示している。
Here, as a binder, the solid content of the polyimide resin is Swt relative to the solvent (for example, n-methyl-2-pyrrolidone) K.
%, and mixed with ZnO powder, for example, in an equal weight to form a paint. Next, the paint obtained as described above was applied to I as shown in FIG.
For example, it is coated on the glass substrate 3 on which the TO (indium tin oxide) electrode 1 is provided, and the h
K same (place the glass substrate 4 provided with the ITO electrode 2 and harden it in the air at 280 to 400°C for 30 minutes,
A voltage nonlinear element 5 was provided between the electrodes 1 and 2. FIG. 2 is an enlarged sectional view of the voltage nonlinear element 5, and is made of six ZnO
The powder, 7 is an oxide insulating coating applied to the surface of the ZnO powder 6, and 8 is a binder that mechanically binds the ZnO powders 6 together. solidified together. Figure 4 shows ITO electrode Ill,
A case is shown in which a voltage nonlinear element 5 is constructed on a glass substrate 3a provided with a voltage nonlinear element 1b.

次に、下記のようにして作成された電圧非直線性素子の
電圧−電流特性について説明する。まず、第6図は第3
図の構成における電圧−電流特性を従来のZnOバリス
タのそれと比較して示している。本発明の素子は、まず
酸化亜鉛を700℃で焼成し、これにBi2O3、Co
2O3、MnO2,5b203をそれぞれ0.2110
1%、つまり総量で0.8 m o 1%へ加したもの
を900℃、60分間熱処理した後、この平均粒子径6
〜10μmのZnO粉末と結合剤とを等重量で混合した
ものにおいて、素子面積を1−1電極間距離を30μm
とした場合における特性を示している。さて、電圧非直
線性素子の電圧−電流特性は、よく知られているように
近似的に次式で示されている。
Next, the voltage-current characteristics of the voltage nonlinear element created as follows will be explained. First, Figure 6 shows the 3rd
The voltage-current characteristics of the configuration shown in the figure are compared with those of a conventional ZnO varistor. The device of the present invention is made by first firing zinc oxide at 700°C, then adding Bi2O3 and Co
2O3, MnO2, 5b203 each at 0.2110
1%, that is, 0.8 m o 1% in total, was heat-treated at 900°C for 60 minutes, and the average particle size was 6.
In a mixture of ~10 μm ZnO powder and binder in equal weight, the element area is 1-1 and the distance between electrodes is 30 μm.
The characteristics are shown when Now, as is well known, the voltage-current characteristics of a voltage nonlinear element are approximately expressed by the following equation.

1=KV“ ここで、■は素子に流れる電流、Vは素子の電極間の電
圧、KI/′i固有抵抗値に相当する定数、αけ上述し
た電圧非直線特性の指数を示しており、この電圧非直線
指数αは大きい程、電圧非直線性が優れて層ることにな
る。
1=KV" Here, ■ is the current flowing through the element, V is the voltage between the electrodes of the element, KI/'i is a constant corresponding to the specific resistance value, and α is the exponent of the voltage nonlinear characteristic described above, The larger the voltage nonlinearity index α is, the more excellent the voltage nonlinearity becomes.

第6図の特性に示されるように、特性Bで示される従来
のZnOバリスタは低電流域において電圧非直線指数α
が小さく、10  A以下の電流では良好な電圧非直線
性素子としての機能を発揮し寿ない。一方、特性ムで示
される本発明の素子では低電流域にお贋でも電圧非直線
指数αが大きく、10  五程度の電流域でも十分に電
圧非直線性素子としての機能を発揮することができるこ
とを示している。また、通常、ZnOバリスタにおいて
はバリスタ特性を表わすのに、例えば素子に1mムの電
流を流した時の電極間に現れる電圧をバリスタ電圧V1
mAと呼び、このバリスタ電圧V1mAと上記電圧非直
線指数αとを使用して贋る。
As shown in the characteristics in Figure 6, the conventional ZnO varistor shown in characteristic B has a voltage nonlinearity index α in the low current range
is small, and if the current is less than 10 A, it will not function as a good voltage nonlinear element and will not last long. On the other hand, in the device of the present invention shown in the characteristic curve, the voltage nonlinearity index α is large even in the low current range, and it can sufficiently function as a voltage nonlinearity device even in the current range of about 105. It shows. In addition, normally, in order to express the varistor characteristics of a ZnO varistor, for example, the voltage that appears between the electrodes when a current of 1 mm is passed through the element is called the varistor voltage V1.
This varistor voltage V1mA and the above-mentioned voltage non-linearity index α are used.

本発明の素子では、上述したように、低電流域において
も電圧非直線指数αが大きく、バリスタ電圧を第6図に
示すように例えばvl、Aで表わすことができる。
As described above, in the device of the present invention, the voltage nonlinearity index α is large even in the low current range, and the varistor voltage can be expressed by, for example, vl, A as shown in FIG.

このように本発明において、バリスタ電圧を低いものと
することができるのは、電極間距離を狭くして素子を形
成することができるためである。
In this way, in the present invention, the varistor voltage can be made low because the element can be formed by narrowing the distance between the electrodes.

また、本発明素子において低電流域でも電圧非直線指数
αが大きい理由は、現在のところ理由は明確とはなって
いないが、粉末状の半導体物質(ZnO)を結合剤でも
って固めたものであるため、それぞれの半導体物質の間
は点接触となり、接触面積が小さいこと、また結合剤が
絶縁性のため、漏れ電流が小さくなっていることKよる
ものと考えられる。
Furthermore, the reason why the voltage nonlinearity index α is large even in the low current range in the device of the present invention is not clear at present, but it is because the powdered semiconductor material (ZnO) is hardened with a binder. This is thought to be due to the fact that there is a point contact between the respective semiconductor materials, and the contact area is small, and that the bonding agent is insulating, so that the leakage current is small.

ここで、第5図の特性は上述したように電極間距離を3
0μmとした素子についてのものであるが、これはZn
O粉末の平均粒子径が6〜10μmという比較的大きな
粒子径のためにこれ以上狭くすることができないからで
ある。すなわち、ZnO粉末の平均粒子径が0.3〜3
μmのものを使えば、電極間距離が10μm程度もしく
はそれ以下の素子を作ることができるのであり、その場
合においても第5図に示すような良好な特性が得られる
ことを本発明者らは実験により確認した。
Here, the characteristics shown in FIG. 5 are obtained by changing the distance between the electrodes by 3
This is for an element with a thickness of 0 μm;
This is because the average particle diameter of O powder is relatively large, 6 to 10 μm, and cannot be made any narrower. That is, the average particle diameter of the ZnO powder is 0.3 to 3
The inventors have found that if a micrometer electrode is used, it is possible to create an element with an interelectrode distance of about 10 μm or less, and even in that case, good characteristics as shown in FIG. 5 can be obtained. Confirmed by experiment.

第6図は本発明において、Bi2O5t”205tMn
02.8b203の総添加量を変えた場合のバリスタ電
圧v1..い電圧非直線指数αおよび並列静電容量Cの
変化する様子を示している。ここで、酸化亜鉛の焼成温
度など、その他の条件は第5図の場合の条件と同一とし
た。第6図に示されるように、本発明素子においては並
列静電容量が従来(D Z n O/(リスクが100
0〜2oooOPFであるのに対して非常に小さいもの
となっている。この並列静電容量Cが本発明素子におい
て小さい理由は、上述したように半導体物質間の接触面
積が小さいことだよるものである。また、下記に示す第
1表は本発明にオイてBi2O3,00205、MnO
2。
FIG. 6 shows that in the present invention, Bi2O5t”205tMn
Varistor voltage v1.02.8 when the total addition amount of b203 is changed. .. It shows how the voltage non-linearity index α and the parallel capacitance C change. Here, other conditions such as the firing temperature of zinc oxide were the same as those in the case of FIG. 5. As shown in FIG. 6, in the device of the present invention, the parallel capacitance is conventional (D Z n O/(risk 100
It is very small compared to the 0 to 2oooOPF. The reason why this parallel capacitance C is small in the device of the present invention is that the contact area between the semiconductor materials is small, as described above. In addition, Table 1 shown below shows Bi2O3,00205, MnO
2.

5b2o5の総添論量と熱処理温度を変えた場合のバリ
スタ電圧v1□0電圧非直線指敗αおよび並列静電容量
Cの変化する様子を示した表である。
It is a table showing how the varistor voltage v1□0 voltage nonlinear failure α and parallel capacitance C change when the total addition stoichiometric amount of 5b2o5 and the heat treatment temperature are changed.

(以下、余白) 上記第1表および第6図より明らかなように各特性値は
上記酸化物の総へ論量と熱処理温度に依存していること
がわかる。ここで、酸化物の総添論量trio、os〜
3mo1%で特に良好な特性を示しだ。また、熱処理温
度は酸化物の総添論量にもよるが、600 之1350
 t?:の範囲で良好な特性を示した。この熱処理温度
が上記温度範囲以外、例えば600℃未満では十分な絶
縁被膜の形成が困難であることや1350 ℃を超えた
温度では電圧非直線指数αが必要とする値以下になるな
どの原因で良好な特性が得られないのである。
(Hereinafter, blank spaces) As is clear from Table 1 and FIG. 6, each characteristic value is dependent on the total stoichiometric amount of the oxide and the heat treatment temperature. Here, the total stoichiometric amount of oxides trio, os~
Particularly good characteristics were shown at 3mo1%. In addition, the heat treatment temperature depends on the total stoichiometric amount of oxides added, but is between 600 and 1350.
T? : It showed good characteristics in the range of . If this heat treatment temperature is outside the above temperature range, for example below 600°C, it will be difficult to form a sufficient insulating film, and if the temperature exceeds 1350°C, the voltage non-linearity index α will fall below the required value. Good characteristics cannot be obtained.

なお、上記の実施例においては、半導体物質としては、
znOを例にとり説明したが、それ以外の半導体物質で
あっても差支えないことはもちろんである。また、同様
に絶縁被膜を構成する材料としては、Bi2O3,00
203、MnO2,5b203だけに限られることはな
く、Bi、Co、Mn、Sbの全てを主成分として、人
1.T:L、Sr、Mg、Ni。
In addition, in the above embodiment, the semiconductor material is
Although the description has been made using znO as an example, it goes without saying that other semiconductor materials may be used. Similarly, the material constituting the insulating film is Bi2O3,00
203, MnO2, 5b203, but all of Bi, Co, Mn, and Sb can be used as main components. T: L, Sr, Mg, Ni.

Or、Siなどの金属酸化物またはこれら金寓の有機金
属化合物を単独まだは組合せて使用することができるも
のである。
Metal oxides such as Or and Si or these organic metal compounds can be used alone or in combination.

さらに、粉末状の半導体物質を固める結合剤としては、
ポリイミド樹脂以外の絶縁性の有機接着剤でもよく熱硬
化性樹脂、たとえばフェノール樹脂、フラン樹脂、ユリ
ア樹脂、メラミン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ジア
リルフタレート樹脂、エポキシ樹脂、ポリフレタン樹脂
、ケイ素樹脂などでも良いものであり、さらにはガラス
粉末と有機バインダーとを組合せた形で用いてもよいも
のである。
Furthermore, as a binder for solidifying powdered semiconductor materials,
Insulating organic adhesives other than polyimide resins may be used, and thermosetting resins such as phenol resins, furan resins, urea resins, melamine resins, unsaturated polyester resins, diallyl phthalate resins, epoxy resins, polyurethane resins, silicon resins, etc. may also be used. Furthermore, a combination of glass powder and an organic binder may be used.

また、上記の実施例では素子の形成をスクリーン印刷法
により行ったが、それ以外の塗布法、例えばスプレー、
浸漬などの方法で行ってもよいものである。
In addition, although the elements were formed by screen printing in the above examples, other coating methods such as spraying,
A method such as immersion may also be used.

さらにまた、上記実施例による製造方法では、まず最初
に無機質半導体である微粒子状のZnOを熱処理、粉砕
し、粉末とした後に、絶縁性の無機質化合物であるBi
2O3,00203、MnO2。
Furthermore, in the manufacturing method according to the above embodiment, first, ZnO in the form of fine particles, which is an inorganic semiconductor, is heat-treated and pulverized to powder, and then Bi, which is an insulating inorganic compound, is
2O3,00203,MnO2.

5b2o5を添加し、その後熱処理を行ったが、これは
無機質半導体の微粉末に直接無機質化合物を愚論するよ
うにし、北記無機質半導体微粒子の焼成、粉砕という処
理工程を省略しても差支えないものである。
5b2o5 was added and then heat-treated, but it is possible to directly apply the inorganic compound to the inorganic semiconductor fine powder and omit the processing steps of firing and pulverizing the inorganic semiconductor fine particles. be.

発明の効果 以上の説明より明らかなように本発明方法により得られ
た電圧非直線性素子は、低電流域における電圧非直線指
数αが大きく、また並列静電容量の小さな素子が得られ
ることから、消費電流の小さい液晶、KLなどのデバイ
スのスイッチング素子として最適な素子を提供できるも
のである。また、電極間距離を狭くして素子を形成する
ことができるため、バリスタ電圧の低いものが得られ、
上記電圧非直線指数αが大きいことと相まって従来のZ
nOバリスタでは対応することのできなかった低電圧用
Xaの保護素子や低い電圧における電圧安定化素子とし
て使用することができる。さらに、塗布したペイントを
低い温度で硬化させて簡単てして作ることができるだめ
、回路基板上やガラス基板上に素子を直接形成すること
ができるものである。このよって種々の特徴を有する本
発明の電圧非直線性素子は、今までのZnOノ<IJス
タなどでは考えられない幅広い用途が期待できるもので
あり、その産業性は大なるものである。
Effects of the Invention As is clear from the above explanation, the voltage nonlinear element obtained by the method of the present invention has a large voltage nonlinearity index α in the low current region, and also has a small parallel capacitance. It is possible to provide an element that is optimal as a switching element for devices such as liquid crystal, KL, etc., which has low current consumption. In addition, since the device can be formed with a narrower distance between the electrodes, a device with a lower varistor voltage can be obtained.
Combined with the large voltage nonlinearity index α mentioned above, the conventional Z
It can be used as a low-voltage Xa protection element and a voltage stabilization element at low voltages, which could not be supported by nO varistors. Furthermore, since the applied paint can be cured at a low temperature and easily manufactured, elements can be directly formed on circuit boards or glass substrates. Therefore, the voltage non-linear element of the present invention having various features can be expected to have a wide range of applications unimaginable for conventional ZnO <IJ stars, etc., and its industrial potential is great.

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

第1図は本発明方法による電圧非直線性素子の製造方法
の工程を示す図、第2図は本発明方法により得られた電
圧非直線性素子の一実施例を示す拡大断面図、第3図お
よび第4図はそれぞれ本発明の素子をガラス基板上に設
けた実施例を示す断面図、第6図は本発明方法により得
られた素子と従来のZnOバリスタの電圧−電流特性を
示す図、第6図は本発明方法による素子においてBi2
O3゜00203 、MnO2,5b203の総添論量
を変えた場合の電圧非直線指数α、バリスタ電圧v11
1kおよび並列静電容量Cの変化する様子を示す図であ
る。 1.1& 、1b 、2・・−4TO電極、3,31L
。 4・・・・・・ガラス基板、6・・・・・・電圧非直線
性素子、e・・・・・・ZnO粉末、 7・・・・・・
添加物による酸化物絶縁被膜、8・・・・・・結合剤。 第1図 第2図 第4図 電工う薙牌並衆ミ 荀肩兎      5 第5図 一力 電圧(1’)
FIG. 1 is a diagram showing the steps of a method for manufacturing a voltage nonlinear element according to the method of the present invention, FIG. 2 is an enlarged sectional view showing an example of a voltage nonlinear element obtained by the method of the present invention, and FIG. 4 and 4 are cross-sectional views showing examples in which the device of the present invention is provided on a glass substrate, respectively, and FIG. 6 is a diagram showing the voltage-current characteristics of the device obtained by the method of the present invention and a conventional ZnO varistor. , FIG. 6 shows Bi2 in the device according to the method of the present invention.
O3゜00203, voltage nonlinear index α when changing the total addition stoichiometric amount of MnO2, 5b203, varistor voltage v11
1k and a diagram showing how the parallel capacitance C changes. FIG. 1.1&, 1b, 2...-4TO electrode, 3,31L
. 4...Glass substrate, 6...Voltage nonlinear element, e...ZnO powder, 7...
Oxide insulating film with additives, 8...Binder. Fig. 1 Fig. 2 Fig. 4 Electrician Unagi Pair Parallel Miyun Shoulder Rabbit 5 Fig. 5 One Power Voltage (1')

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims]  無機質半導体の微粉末にBi、Co、Mn、Sbの全
てを少なくとも含んでなる無機または有機化合物を添加
し、混合した後、600〜1350℃で熱処理を行い、
無機質半導体微粉末の表面に絶縁被膜を形成させると共
に、その絶縁被膜を表面に有した微粉末状の上記無機質
半導体の全部またはほとんどがそれぞれ複数個集まった
状態となるようにし、その後微粉末状の無機質半導体が
複数個集まった状態の粉末または一部に上記微粉末を含
む粉末に絶縁性の有機接着剤かまたはガラス粉末と有機
バインダーを加え、ペイント状にし、次いで上記ペイン
トを電極を配した絶縁基板上に印刷、スプレーまたは浸
漬などによって塗布した後、熱処理を行って硬化させる
ことを特徴とする電圧非直線性素子の製造方法。
After adding and mixing an inorganic or organic compound containing at least all of Bi, Co, Mn, and Sb to a fine powder of an inorganic semiconductor, heat treatment is performed at 600 to 1350 ° C.
An insulating film is formed on the surface of the inorganic semiconductor fine powder, and all or most of the fine powder inorganic semiconductors having the insulating film on the surface are gathered together, and then the fine powder is An insulating organic adhesive or a glass powder and an organic binder are added to a powder containing a plurality of inorganic semiconductors or a powder containing the above-mentioned fine powder to form a paint, and then the paint is applied to an insulating film with electrodes arranged. A method for manufacturing a voltage nonlinear element, which comprises applying the coating onto a substrate by printing, spraying, dipping, etc., and then heat-treating and curing the coating.
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