JPS6235242B2 - - Google Patents
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- JPS6235242B2 JPS6235242B2 JP55017843A JP1784380A JPS6235242B2 JP S6235242 B2 JPS6235242 B2 JP S6235242B2 JP 55017843 A JP55017843 A JP 55017843A JP 1784380 A JP1784380 A JP 1784380A JP S6235242 B2 JPS6235242 B2 JP S6235242B2
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- Japan
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- resistor
- electrode
- wave tail
- long
- current
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は酸化亜鉛を主成分とする電圧非直線抵
抗体に関する。
抗体に関する。
近年、非直線特性が非常に良好な酸化亜鉛系電
圧非直線抵抗体として、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、酸化クロム、酸化シリコン等を添加したもの
が知られている。この電圧非直線抵抗体を高電圧
サージアブソーバやアレスタとして用いる場合、
沿面閃絡を防止するために、第１図に示す如く抵
抗体１の側面に、無機質の高抵抗酸化物を焼き付
けて高抵抗層２を形成する方法が知られている。
しかし、一般に側面高抵抗層焼き付け法では、熱
膨張係数の差から、焼き付け過程において抵抗体
１と高抵抗層２との間における界面剥離、や高抵
抗層が亀裂やすく、界面閃絡あるいは沿面閃絡し
やすくなるという欠点があつた。又、たとえ界面
亀裂や剥離が生じないように注意して焼き付けて
も、これらの抵抗体構造では長波尾を有する例え
ば2msの矩形波状の衝撃電流に対しては、第１図
における電極３の端部４で貫通破壊が起りやすい
という欠点があつた。
圧非直線抵抗体として、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、酸化クロム、酸化シリコン等を添加したもの
が知られている。この電圧非直線抵抗体を高電圧
サージアブソーバやアレスタとして用いる場合、
沿面閃絡を防止するために、第１図に示す如く抵
抗体１の側面に、無機質の高抵抗酸化物を焼き付
けて高抵抗層２を形成する方法が知られている。
しかし、一般に側面高抵抗層焼き付け法では、熱
膨張係数の差から、焼き付け過程において抵抗体
１と高抵抗層２との間における界面剥離、や高抵
抗層が亀裂やすく、界面閃絡あるいは沿面閃絡し
やすくなるという欠点があつた。又、たとえ界面
亀裂や剥離が生じないように注意して焼き付けて
も、これらの抵抗体構造では長波尾を有する例え
ば2msの矩形波状の衝撃電流に対しては、第１図
における電極３の端部４で貫通破壊が起りやすい
という欠点があつた。
また、第２図ａ又はｂのように電極端部を電流
が流れない側面高抵抗層上にのせる構造も知られ
ている。しかし、この場合も、抵抗体１と高抵抗
層２の熱膨張係数が異なること、電流が抵抗体の
みに流れて高抵抗層には流れないため、衝撃電流
が流れる度に発生する瞬間的な熱応力が抵抗体と
高抵抗層の界面に繰り返し加わり、亀裂が生じて
界面閃絡しやすくなるという問題があつた。
が流れない側面高抵抗層上にのせる構造も知られ
ている。しかし、この場合も、抵抗体１と高抵抗
層２の熱膨張係数が異なること、電流が抵抗体の
みに流れて高抵抗層には流れないため、衝撃電流
が流れる度に発生する瞬間的な熱応力が抵抗体と
高抵抗層の界面に繰り返し加わり、亀裂が生じて
界面閃絡しやすくなるという問題があつた。
本発明の目的は、上述したような従来の抵抗体
素子構造が有する欠点をなくし、長波尾衝撃電流
耐量および短波尾衝撃電流耐量の大なる酸化亜鉛
系非直線抵抗体を提供するにある。本発明者等
は、長波尾衝撃電流に対しては電極端部で貫通破
壊が起りやすいのに短波尾衝撃電流では電極端部
での貫通破壊は殆んど起こらない原因を種々検討
した結果、電極端部では電界の集中現象が生じて
中心部に較べて約４〜５倍の電界が印加されてお
り、このため抵抗体素子の電極端部に他の部分よ
りも過大な電流が流れ抵抗体が熱破壊に至るもの
であることをつきとめた。短波尾衝撃電流の場合
も同様の電流集中は起るが、アレスタにおいて
は、一般に短波尾衝撃電流の処理エネルギは長波
尾衝撃電流のそれよりずつと小さいために、上記
のような電流集中による熱破壊よりも高電界によ
る沿面閃絡が主要な問題となる。本発明は酸化亜
鉛を主成分とする電圧非直線抵抗体において、該
抵抗体上下面に形成した電極面の端部が上記抵抗
体面端部よりそれぞれ0.2mm以上内側で、かつ、
抵抗体側面より拡散されたリチウム拡散層のリチ
ウム濃度がLi2Oに換算して0.002モル％以上含ま
れている拡散層上に乗るように形成したことを特
徴とする電圧非直線抵抗体にある。
素子構造が有する欠点をなくし、長波尾衝撃電流
耐量および短波尾衝撃電流耐量の大なる酸化亜鉛
系非直線抵抗体を提供するにある。本発明者等
は、長波尾衝撃電流に対しては電極端部で貫通破
壊が起りやすいのに短波尾衝撃電流では電極端部
での貫通破壊は殆んど起こらない原因を種々検討
した結果、電極端部では電界の集中現象が生じて
中心部に較べて約４〜５倍の電界が印加されてお
り、このため抵抗体素子の電極端部に他の部分よ
りも過大な電流が流れ抵抗体が熱破壊に至るもの
であることをつきとめた。短波尾衝撃電流の場合
も同様の電流集中は起るが、アレスタにおいて
は、一般に短波尾衝撃電流の処理エネルギは長波
尾衝撃電流のそれよりずつと小さいために、上記
のような電流集中による熱破壊よりも高電界によ
る沿面閃絡が主要な問題となる。本発明は酸化亜
鉛を主成分とする電圧非直線抵抗体において、該
抵抗体上下面に形成した電極面の端部が上記抵抗
体面端部よりそれぞれ0.2mm以上内側で、かつ、
抵抗体側面より拡散されたリチウム拡散層のリチ
ウム濃度がLi2Oに換算して0.002モル％以上含ま
れている拡散層上に乗るように形成したことを特
徴とする電圧非直線抵抗体にある。
本発明の拡散層上に電極端が乗るように設置さ
れる構造では、 拡散層と拡散されない層との間に熱膨張係数
の違いがほとんどない、 拡散層内の抵抗はリチウムイオンの量が多い
ほど高くなる。したがつて、長波尾衝撃電流印
加時に、電流は拡散層内の抵抗分布に従つて連
続的に変化し、電極端部の電界集中に基づく電
流集中を緩和する。このため、本発明の構造で
は、第１図や第２図の構造のような、極端な電
流不均一はおこらない。
れる構造では、 拡散層と拡散されない層との間に熱膨張係数
の違いがほとんどない、 拡散層内の抵抗はリチウムイオンの量が多い
ほど高くなる。したがつて、長波尾衝撃電流印
加時に、電流は拡散層内の抵抗分布に従つて連
続的に変化し、電極端部の電界集中に基づく電
流集中を緩和する。このため、本発明の構造で
は、第１図や第２図の構造のような、極端な電
流不均一はおこらない。
などの理由から、拡散層と拡散されない層との
間の接続が強固で、長波尾衝撃電流印加時にこの
部分の破壊がおこりにくいものと考える。以下、
実施例によつて説明する。
間の接続が強固で、長波尾衝撃電流印加時にこの
部分の破壊がおこりにくいものと考える。以下、
実施例によつて説明する。
実施例 １
ZnOにBi2O30.7モル％、MnCO30.5モル％、
CO2O31.0モル％、Cr2O30.5モル％、B2O30.2モル
％、SiO21.0モル％、Sb2O31.0モル％を添加し、
ボールミルを用いて15h湿式混合した。これを乾
燥したのち３％ポリビニールアルコール水溶液10
重量％を加えて造粒し、直径56mm、厚さ22mmに成
形した。成形圧力は750Kg／cm2であつた。これを
抵抗加熱炉を用いて200℃／ｈの速度で昇温し
1250℃で1h大気中焼成したのち炉中放冷し、非
直線抵抗体を作製した。次にブチルカルビトール
1000gにエチルセルロース140gを溶解した液中に
Li2CO3粉末370gを分散させたペースト状の分散
溶液をつくり、上記素子側面に約１c.c.均一に塗布
した。これを1000℃で1h加熱拡散処理した。そ
の後、上下面を研摩してから種々の径のAl電極
を溶射により形成した。第４図の曲線７はこの素
子における素子側面からの距離とLi量の関係を測
定した結果を示している。又、同図の曲線６は素
子側面から電極端までの距離と長波尾衝撃電流耐
量との関係を示している。尚、長波尾衝撃電流耐
量は電極端と素子側面の距離が零、即ち、素子の
上下面全面に電極をつけた時の電流密度値で規格
化してある。第５図は拡散条件を950℃、1hとし
た時のLiの量（曲線９）と長波尾衝撃電流耐量
（曲線８）の測定結果を第４図と同様に示したも
のである。第４図、第５図から判るように、拡散
条件によつてLiの拡散状況は変化するが、長波尾
衝撃電流耐量はいずれの場合も電極端がLiの拡散
層上にある時に大きくなつていることが判る。特
に電極端がLi量がLi2Oに換算して0.002モル％以
上含まれる部分にある時には、長波尾衝撃電流耐
量試験における素子の破壊モードはすべて電極内
貫通破壊となり、抵抗体自身の耐量特性と等しく
なつた。これにより、長波尾衝撃電流特性は従来
構造の２〜2.5倍に向上した。又、Li2CO3分散溶
液の塗布量を変えてもLiの拡散状況を変えること
ができた。しかし、いずれの塗布量で拡散しても
電極端がLi拡散層上にある時には電極端破壊モー
ドが少なくなり、耐量の向上が見られた。特に
Li2Oに換算して0.002モル％以上のLiが含まれる
部分の上にある時に電極端破壊モードがなくなつ
てすべて電極内破壊モードとなり、耐量値が従来
の２〜2.5倍になることは上述の結果と同じであ
つた。
CO2O31.0モル％、Cr2O30.5モル％、B2O30.2モル
％、SiO21.0モル％、Sb2O31.0モル％を添加し、
ボールミルを用いて15h湿式混合した。これを乾
燥したのち３％ポリビニールアルコール水溶液10
重量％を加えて造粒し、直径56mm、厚さ22mmに成
形した。成形圧力は750Kg／cm2であつた。これを
抵抗加熱炉を用いて200℃／ｈの速度で昇温し
1250℃で1h大気中焼成したのち炉中放冷し、非
直線抵抗体を作製した。次にブチルカルビトール
1000gにエチルセルロース140gを溶解した液中に
Li2CO3粉末370gを分散させたペースト状の分散
溶液をつくり、上記素子側面に約１c.c.均一に塗布
した。これを1000℃で1h加熱拡散処理した。そ
の後、上下面を研摩してから種々の径のAl電極
を溶射により形成した。第４図の曲線７はこの素
子における素子側面からの距離とLi量の関係を測
定した結果を示している。又、同図の曲線６は素
子側面から電極端までの距離と長波尾衝撃電流耐
量との関係を示している。尚、長波尾衝撃電流耐
量は電極端と素子側面の距離が零、即ち、素子の
上下面全面に電極をつけた時の電流密度値で規格
化してある。第５図は拡散条件を950℃、1hとし
た時のLiの量（曲線９）と長波尾衝撃電流耐量
（曲線８）の測定結果を第４図と同様に示したも
のである。第４図、第５図から判るように、拡散
条件によつてLiの拡散状況は変化するが、長波尾
衝撃電流耐量はいずれの場合も電極端がLiの拡散
層上にある時に大きくなつていることが判る。特
に電極端がLi量がLi2Oに換算して0.002モル％以
上含まれる部分にある時には、長波尾衝撃電流耐
量試験における素子の破壊モードはすべて電極内
貫通破壊となり、抵抗体自身の耐量特性と等しく
なつた。これにより、長波尾衝撃電流特性は従来
構造の２〜2.5倍に向上した。又、Li2CO3分散溶
液の塗布量を変えてもLiの拡散状況を変えること
ができた。しかし、いずれの塗布量で拡散しても
電極端がLi拡散層上にある時には電極端破壊モー
ドが少なくなり、耐量の向上が見られた。特に
Li2Oに換算して0.002モル％以上のLiが含まれる
部分の上にある時に電極端破壊モードがなくなつ
てすべて電極内破壊モードとなり、耐量値が従来
の２〜2.5倍になることは上述の結果と同じであ
つた。
第６図は、上述した素子と同様にして作製した
素子の短波尾衝撃電流耐量と、素子の上下面から
電極端までの距離の関係を調べた結果を示してい
る。図では、電極端から上下面端までの距離が２
mmの時の電流密度で規格化して示してある。図の
ように、電極端と上下面端の零、即ち、上下面全
面に電極をつけた時は沿面閃絡しやすくなり、耐
量値は大きく低下する。これは、上下面研摩時の
端部損傷あるいは溶射電極形成の精度に起因する
ものと思われるが、電極端を上下面端よりも内側
にすることにより短波尾衝撃電流耐量の低下は少
なくできることが判つた。特に、電極端と上下面
端の距離が0.2mm以上の場合は沿面門絡による耐
量低下をなくすことができた。
素子の短波尾衝撃電流耐量と、素子の上下面から
電極端までの距離の関係を調べた結果を示してい
る。図では、電極端から上下面端までの距離が２
mmの時の電流密度で規格化して示してある。図の
ように、電極端と上下面端の零、即ち、上下面全
面に電極をつけた時は沿面閃絡しやすくなり、耐
量値は大きく低下する。これは、上下面研摩時の
端部損傷あるいは溶射電極形成の精度に起因する
ものと思われるが、電極端を上下面端よりも内側
にすることにより短波尾衝撃電流耐量の低下は少
なくできることが判つた。特に、電極端と上下面
端の距離が0.2mm以上の場合は沿面門絡による耐
量低下をなくすことができた。
実施例 ２
実施例１と同様にして成形した素子を950℃で
1h仮焼したのち、実施例１と同じLi2CO3分散溶
液を0.4c.c.素子側面に塗布した。塗布に際しては
上記溶液量にトリクロルエチレンを加えて塗布し
易い粘度に調整した。次にこれを1200℃で1h本
焼成したのち素子上下面に種々の径のAl溶射電
極を形成した。この素子について、実施例１と同
様に、素子側面からの距離と長波尾、短波尾衝撃
電流耐量を測定した。結果は実施例１と同様に、
電極端がLi拡散層上にある時に長波尾耐量は大き
くなり、特に電極端がLi2Oに換算して0.002モル
％以上のLi量が含まれる部分にある時長波尾耐量
は従来の２〜2.5倍に向上した。短波尾耐量につ
いても結果は実施例１と同じであつた。
1h仮焼したのち、実施例１と同じLi2CO3分散溶
液を0.4c.c.素子側面に塗布した。塗布に際しては
上記溶液量にトリクロルエチレンを加えて塗布し
易い粘度に調整した。次にこれを1200℃で1h本
焼成したのち素子上下面に種々の径のAl溶射電
極を形成した。この素子について、実施例１と同
様に、素子側面からの距離と長波尾、短波尾衝撃
電流耐量を測定した。結果は実施例１と同様に、
電極端がLi拡散層上にある時に長波尾耐量は大き
くなり、特に電極端がLi2Oに換算して0.002モル
％以上のLi量が含まれる部分にある時長波尾耐量
は従来の２〜2.5倍に向上した。短波尾耐量につ
いても結果は実施例１と同じであつた。
実施例 ３
実施例１と同様にして作製した成形体に実施例
１と同じLi2CO3分散溶液0.5c.c.を成形体側面に均
一に塗布した。溶液の粘度調整は実施例２と同様
にして行なつた。その後、1200℃で1h焼成し、
同時にLiを拡散させた。次に素子上下面を研摩し
てから種々の径のAl溶射電極を形成した。この
素子について、実施例１、２と同様に、素子側面
からの距離とLiの量、及び素子側面から電極端ま
での距離と長波尾、短波尾衝撃電流耐量を測定し
た。結果は実施例１、２と同様に、電極端がLiの
拡散層上にある時に長波尾耐量は大きくなり、特
に電極端がLi2Oに換算して0.002モル％以上のLi
量が含まれる部分にある時長波尾耐量は従来の２
〜2.5倍に向上した。短波尾耐量についても結果
は実施例１、２と同じであつた。
１と同じLi2CO3分散溶液0.5c.c.を成形体側面に均
一に塗布した。溶液の粘度調整は実施例２と同様
にして行なつた。その後、1200℃で1h焼成し、
同時にLiを拡散させた。次に素子上下面を研摩し
てから種々の径のAl溶射電極を形成した。この
素子について、実施例１、２と同様に、素子側面
からの距離とLiの量、及び素子側面から電極端ま
での距離と長波尾、短波尾衝撃電流耐量を測定し
た。結果は実施例１、２と同様に、電極端がLiの
拡散層上にある時に長波尾耐量は大きくなり、特
に電極端がLi2Oに換算して0.002モル％以上のLi
量が含まれる部分にある時長波尾耐量は従来の２
〜2.5倍に向上した。短波尾耐量についても結果
は実施例１、２と同じであつた。
実施例 ４
実施例１と同様にして非直線抵抗素子を焼成し
た。次にブチルカルビトール1000gにエチルセル
ロース140gを溶解した液中に、Li2CO3粉末180g
と素子組成と同じ組成の粉末350gを混合して分
散溶液を作製した。これを上記素子側面に約1.5
c.c.均一に塗布し、1000℃で1h加熱拡散処理し
た。上下面を研摩したのち種々の径のAl溶射電
極を形成し、実施例１と同様にして長波尾及び短
波尾衝撃電流耐量を測定した。結果は実施例１と
同様に、電極端がLiの拡散層上にある時に長波尾
耐量は大きくなり、特に電極端がLi2Oに換算し
て0.002モル％以上含まれる部分にある時、長波
尾耐量は従来の２〜2.5倍に向上した。短波尾耐
量についても結果は実施例１と同じであつた。
た。次にブチルカルビトール1000gにエチルセル
ロース140gを溶解した液中に、Li2CO3粉末180g
と素子組成と同じ組成の粉末350gを混合して分
散溶液を作製した。これを上記素子側面に約1.5
c.c.均一に塗布し、1000℃で1h加熱拡散処理し
た。上下面を研摩したのち種々の径のAl溶射電
極を形成し、実施例１と同様にして長波尾及び短
波尾衝撃電流耐量を測定した。結果は実施例１と
同様に、電極端がLiの拡散層上にある時に長波尾
耐量は大きくなり、特に電極端がLi2Oに換算し
て0.002モル％以上含まれる部分にある時、長波
尾耐量は従来の２〜2.5倍に向上した。短波尾耐
量についても結果は実施例１と同じであつた。
以上述べたように、本発明によれば、酸化亜鉛
系非直線抵抗体における電極端部での貫通破壊あ
るいは沿面閃絡を防ぐことができるので、従来に
較べて２〜2.5倍の長波尾衝撃電流耐量が得られ
る。
系非直線抵抗体における電極端部での貫通破壊あ
るいは沿面閃絡を防ぐことができるので、従来に
較べて２〜2.5倍の長波尾衝撃電流耐量が得られ
る。
第１図及び第２図は従来の非直線抵抗体の構造
を示す断面図、第３図は本発明による非直線抵抗
体の構造を示す断面図、第４図、第５図は非直線
抵抗体中の拡散Li量及び電極端位置と長波尾衝撃
電流耐量の関係を示す図、第６図は電極端位置と
短波尾衝撃電流耐量の関係を示す図である。 １……ZnO素子素体、２……焼付け高抵抗層、
３……電極、４……電極端部、５……リチウム拡
散層。
を示す断面図、第３図は本発明による非直線抵抗
体の構造を示す断面図、第４図、第５図は非直線
抵抗体中の拡散Li量及び電極端位置と長波尾衝撃
電流耐量の関係を示す図、第６図は電極端位置と
短波尾衝撃電流耐量の関係を示す図である。 １……ZnO素子素体、２……焼付け高抵抗層、
３……電極、４……電極端部、５……リチウム拡
散層。
Claims (1)
- １ 酸化亜鉛を主成分とする電圧非直線抵抗体に
おいて、該抵抗体上下面に形成した電極面の端部
が上記抵抗体面端部よりそれぞれ0.2mm以上内側
で、かつ、抵抗体側面より拡散されたリチウム拡
散層のリチウム濃度がLi2Oに換算して0.002モル
％以上含まれている拡散層上に乗るように形成し
たことを特徴とする電圧非直線抵抗体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1784380A JPS56115501A (en) | 1980-02-18 | 1980-02-18 | Voltage nonnlinear resistor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1784380A JPS56115501A (en) | 1980-02-18 | 1980-02-18 | Voltage nonnlinear resistor |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS56115501A JPS56115501A (en) | 1981-09-10 |
| JPS6235242B2 true JPS6235242B2 (ja) | 1987-07-31 |
Family
ID=11954947
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1784380A Granted JPS56115501A (en) | 1980-02-18 | 1980-02-18 | Voltage nonnlinear resistor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS56115501A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4492578B2 (ja) * | 2006-03-31 | 2010-06-30 | Ｔｄｋ株式会社 | バリスタ素体及びバリスタ |
| DE102014107040A1 (de) * | 2014-05-19 | 2015-11-19 | Epcos Ag | Elektronisches Bauelement und Verfahren zu dessen Herstellung |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5127000B2 (ja) * | 1971-09-17 | 1976-08-10 |
-
1980
- 1980-02-18 JP JP1784380A patent/JPS56115501A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS56115501A (en) | 1981-09-10 |
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