JPS626326B2 - - Google Patents
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- JPS626326B2 JPS626326B2 JP56208013A JP20801381A JPS626326B2 JP S626326 B2 JPS626326 B2 JP S626326B2 JP 56208013 A JP56208013 A JP 56208013A JP 20801381 A JP20801381 A JP 20801381A JP S626326 B2 JPS626326 B2 JP S626326B2
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- Thermistors And Varistors (AREA)
Description
発明の技術分野
本発明は酸化物半導体から成る電圧非直線抵抗
体の製造方法に関し、更に詳しくは、極性特性が
小さく、寿命特性、信頼性に優れたZnO−Bi2O3
系の電圧非直線抵抗体の製造方法に関する。 発明の技術的背景とその問題点 半導体を用いた回路素子の1つに電圧非直線抵
抗体がある。その代表的なものとしてZnO−
Bi2O3系焼結体を用いたバリスタが知られてい
る。 このバリスタは、非直線的な電圧−電流特性を
有し、印加電圧の増大に伴いその抵抗が急激に減
少して流れる電流が著増するので、異常な高電圧
の吸収又は電圧安定化のために広く実用に供され
ている。 ところで、電圧非直線抵抗体の特性は一般に次
の近似式で示される電圧−電流特性をもつて評価
されている。 I=(V/C)〓 ただし、ここでIはバリスタに流れる電流、V
は印加電圧、Cは定数、αは非直線係数である。 したがつて、バリスタの特性はCとαの2つの
定数で表示することができる。通常はCの代り
に、1mAを流したときの電圧V1が用いられ
る。また、αはバリスタを組込んだ電気回路の電
圧がいかに制御されるかを示すものであり、αが
大きい程電圧制御に優れていることを表わす。一
般にαは30以上の値であることが望ましい。 ZnO−Bi2O3系バリスタは、上記した電圧−電
流特性が優れていること、また、素子の厚みを制
御することによつてこの電圧−電流特性を任意に
調節することができることなどの特徴を備えてお
り、非常に有用な電圧非直線抵抗体である。 しかしながら、上記したZnO−Bi2O3系バリス
タは、対称型電流電圧特性に関して、衝撃電流、
直流負荷、温湿度サイクルなどによる負方向への
変化率が大きいという極性特性の点で難点があ
り、それはバリスタの信頼性の低下という問題を
惹起している。 一方、ZnO−Bi2O3系のバリスタは、一般に所
定の組成比でZnOとBi2O3の粉末を混合し、この
混合粉末に適宜な粘結剤(例えばポリビニルアル
コール)を添加した後加圧し、ペレツトなどの所
定の形状に成形し、これを所定の温度で焼成して
電圧非直線性の焼結体とした後、該焼結体の両主
面に銀ペーストなどを塗布・焼付けして電極を設
けるという方法で製造されている。 このような製造方法において、α値を大きく
し、漏れ電流、誘電率を小さくすることを目的と
して、上記したZnO、Bi2O3の外にSb2O3、
MnO、Cr2O3、RhO2などの粉末を所定量配合し
て成る電圧非直線抵抗体が提案され(特開昭51−
54294号参照)、また、ZnO、Bi2O3の外に
Sb2O3、MnO、Cr2O3、IrO2を所定量配合した抵
抗体が提案されている(特開昭51−54298号参
照)。 これらの提案による電圧非直線抵抗体はいずれ
もそのα値は大きいが、上記したような極性特性
に関する考察は何んら成されていない。 発明の目的 本発明は、α値が大きいことはもち論のこと、
極性特性、すなわち衝撃電流特性、直流負荷特
性、又は温湿度サイクル特性にも優れ、その信頼
性が向上したZnO−Bi2O3系バリスタの製造方法
を提供することにその目的がある。 発明の概要 本発明方法は、酸化亜鉛(ZnO)が主成分で電
圧非直線性を有する焼結体を、白金(Pt)、ロジ
ウム(Rh)、イリジウム(Ir)、パラジウム
(Pd)の群から選ばれる少くとも1種の元素を含
む溶液中に浸漬し;ついで、該焼結体を該溶液か
ら取り出して乾燥した後、電極を添着することを
特徴とする。 本発明にかかる焼結体は通常次のようにして製
造される。すなわち、まず、ZnO、Bi2O3、更に
は適宜な他の成分の粉末を所定量配合して混合す
る。ここに、ポリビニルアルコールのような粘結
剤を添加して混練した後、100〜1000Kg/cm2程度
の圧力で加圧成形して所定形状のデイスクとす
る。このデイスクを空気中、1100〜1400℃の温度
で焼成して電圧非直線性の焼結体とする。この焼
成時、温度が1100℃より低いと焼結体が緻密にな
らずその機械的強度が低下し、また、1400℃を超
えると焼結体のα値が低下する傾向を示す。 得られた焼結体は、後述する処理との関係でそ
の気孔率が10〜15%程度の多孔構造体であること
が好ましい。気孔率は、粘結剤の量、成形圧、焼
結温度などを変化させて調整することができる。 次に、このようにして得られた焼結体の両主面
を平行に研摩して所定の厚みとした後、Pt、
Rh、Ir、Pdの化合物の1種又は2種以上を溶解
する溶液の中に浸漬して、該溶液を該焼結体の空
孔内に滲透せしめる。このとき、焼結体の空孔内
に該溶液を円滑かつ確実に滲透させその滲透時間
を短縮するために、全体を真空吸引することが好
ましい。通常102〜10-2mmHgである。 上記した溶液は、Pt、Rh、Ir、Pdの化合物の
少くとも1種を溶解しているものであればよい。
例えば、塩化白金酸(H2PtCl6・6H2O)の水溶
液、塩化ロジウム(RhCl3)の水溶液、塩化イリ
ジウム(IrCl4)の水溶液、塩化パラジウム
(PdCl2)の水溶液など塩化物の水溶液;又は、シ
クロペンタン塩化白金(C3H6PtCl2)をエチルア
ルコール(C2H5OH)に溶解したもの、シクロペ
ンタジエニルイリジウムシクロペンタジエン
((C5H5)Ir(C5H6))をアセトン(CH3COCH3)
に溶解したもの、ジシクロペンタジエンジクロロ
パラジウム((C5H6)2PdCl2)をベンゼン(C6H6)
に溶解したものなど、Pt、Ir、Pdの有機金属化合
物を有機溶媒に溶解して溶液をあげることができ
る。 これらの溶液の濃度は、Pt、Rh、Ir、Pdに換
算して0.05重量%以上であることが好ましく、
0.05重量%未満では本発明の効果は小さくなる。
通常は0.1〜5重量%である。 ついで、溶液に浸漬した焼結体を取り出して乾
燥する。溶媒は逸散して、溶質、すなわちPt、
Rh、Ir、Pdの化合物が該焼結体の空孔内に担持
される。 このとき、該化合物を該焼結体に強固に担持せ
しめるために、該焼結体を300〜800℃、好ましく
は400〜600℃の任意の温度で更に加熱処理するこ
とが好ましい。 このようにして得られた焼結体の両主面には、
常法にしたがつて銀ペーストの塗布・焼付け、又
はアルミニウムなどの蒸着によつて電極が添着さ
れて本発明の電圧非直線抵抗体となる。 発明の実施例 実施例 1〜20 ZnO、Bi2O3、Co2O3、Sb2O3、MnOの微粉末を
それぞれ92.0重量%、2.7重量%、1.5重量%、3.4
重量%、0.4重量%配合してポツトミルで混合
し、ここにポリビニルアルコール5%水溶液を適
量添加して充分混練した後、1000Kg/cm2で加圧成
形し、直径20mm厚みのデイスクとした。このデイ
スクを空気中、1200℃で焼成し焼結体とした。気
孔率は14.5%であつた。 この焼結体の両主面を平行に研摩して厚み1mm
とした。得られた焼結デイスクに対し、第1表に
示した仕様の処理を施し、最後に両主面にアルミ
ニウムを溶射して電極を添着し、電圧非直線抵抗
体の試料とした。
体の製造方法に関し、更に詳しくは、極性特性が
小さく、寿命特性、信頼性に優れたZnO−Bi2O3
系の電圧非直線抵抗体の製造方法に関する。 発明の技術的背景とその問題点 半導体を用いた回路素子の1つに電圧非直線抵
抗体がある。その代表的なものとしてZnO−
Bi2O3系焼結体を用いたバリスタが知られてい
る。 このバリスタは、非直線的な電圧−電流特性を
有し、印加電圧の増大に伴いその抵抗が急激に減
少して流れる電流が著増するので、異常な高電圧
の吸収又は電圧安定化のために広く実用に供され
ている。 ところで、電圧非直線抵抗体の特性は一般に次
の近似式で示される電圧−電流特性をもつて評価
されている。 I=(V/C)〓 ただし、ここでIはバリスタに流れる電流、V
は印加電圧、Cは定数、αは非直線係数である。 したがつて、バリスタの特性はCとαの2つの
定数で表示することができる。通常はCの代り
に、1mAを流したときの電圧V1が用いられ
る。また、αはバリスタを組込んだ電気回路の電
圧がいかに制御されるかを示すものであり、αが
大きい程電圧制御に優れていることを表わす。一
般にαは30以上の値であることが望ましい。 ZnO−Bi2O3系バリスタは、上記した電圧−電
流特性が優れていること、また、素子の厚みを制
御することによつてこの電圧−電流特性を任意に
調節することができることなどの特徴を備えてお
り、非常に有用な電圧非直線抵抗体である。 しかしながら、上記したZnO−Bi2O3系バリス
タは、対称型電流電圧特性に関して、衝撃電流、
直流負荷、温湿度サイクルなどによる負方向への
変化率が大きいという極性特性の点で難点があ
り、それはバリスタの信頼性の低下という問題を
惹起している。 一方、ZnO−Bi2O3系のバリスタは、一般に所
定の組成比でZnOとBi2O3の粉末を混合し、この
混合粉末に適宜な粘結剤(例えばポリビニルアル
コール)を添加した後加圧し、ペレツトなどの所
定の形状に成形し、これを所定の温度で焼成して
電圧非直線性の焼結体とした後、該焼結体の両主
面に銀ペーストなどを塗布・焼付けして電極を設
けるという方法で製造されている。 このような製造方法において、α値を大きく
し、漏れ電流、誘電率を小さくすることを目的と
して、上記したZnO、Bi2O3の外にSb2O3、
MnO、Cr2O3、RhO2などの粉末を所定量配合し
て成る電圧非直線抵抗体が提案され(特開昭51−
54294号参照)、また、ZnO、Bi2O3の外に
Sb2O3、MnO、Cr2O3、IrO2を所定量配合した抵
抗体が提案されている(特開昭51−54298号参
照)。 これらの提案による電圧非直線抵抗体はいずれ
もそのα値は大きいが、上記したような極性特性
に関する考察は何んら成されていない。 発明の目的 本発明は、α値が大きいことはもち論のこと、
極性特性、すなわち衝撃電流特性、直流負荷特
性、又は温湿度サイクル特性にも優れ、その信頼
性が向上したZnO−Bi2O3系バリスタの製造方法
を提供することにその目的がある。 発明の概要 本発明方法は、酸化亜鉛(ZnO)が主成分で電
圧非直線性を有する焼結体を、白金(Pt)、ロジ
ウム(Rh)、イリジウム(Ir)、パラジウム
(Pd)の群から選ばれる少くとも1種の元素を含
む溶液中に浸漬し;ついで、該焼結体を該溶液か
ら取り出して乾燥した後、電極を添着することを
特徴とする。 本発明にかかる焼結体は通常次のようにして製
造される。すなわち、まず、ZnO、Bi2O3、更に
は適宜な他の成分の粉末を所定量配合して混合す
る。ここに、ポリビニルアルコールのような粘結
剤を添加して混練した後、100〜1000Kg/cm2程度
の圧力で加圧成形して所定形状のデイスクとす
る。このデイスクを空気中、1100〜1400℃の温度
で焼成して電圧非直線性の焼結体とする。この焼
成時、温度が1100℃より低いと焼結体が緻密にな
らずその機械的強度が低下し、また、1400℃を超
えると焼結体のα値が低下する傾向を示す。 得られた焼結体は、後述する処理との関係でそ
の気孔率が10〜15%程度の多孔構造体であること
が好ましい。気孔率は、粘結剤の量、成形圧、焼
結温度などを変化させて調整することができる。 次に、このようにして得られた焼結体の両主面
を平行に研摩して所定の厚みとした後、Pt、
Rh、Ir、Pdの化合物の1種又は2種以上を溶解
する溶液の中に浸漬して、該溶液を該焼結体の空
孔内に滲透せしめる。このとき、焼結体の空孔内
に該溶液を円滑かつ確実に滲透させその滲透時間
を短縮するために、全体を真空吸引することが好
ましい。通常102〜10-2mmHgである。 上記した溶液は、Pt、Rh、Ir、Pdの化合物の
少くとも1種を溶解しているものであればよい。
例えば、塩化白金酸(H2PtCl6・6H2O)の水溶
液、塩化ロジウム(RhCl3)の水溶液、塩化イリ
ジウム(IrCl4)の水溶液、塩化パラジウム
(PdCl2)の水溶液など塩化物の水溶液;又は、シ
クロペンタン塩化白金(C3H6PtCl2)をエチルア
ルコール(C2H5OH)に溶解したもの、シクロペ
ンタジエニルイリジウムシクロペンタジエン
((C5H5)Ir(C5H6))をアセトン(CH3COCH3)
に溶解したもの、ジシクロペンタジエンジクロロ
パラジウム((C5H6)2PdCl2)をベンゼン(C6H6)
に溶解したものなど、Pt、Ir、Pdの有機金属化合
物を有機溶媒に溶解して溶液をあげることができ
る。 これらの溶液の濃度は、Pt、Rh、Ir、Pdに換
算して0.05重量%以上であることが好ましく、
0.05重量%未満では本発明の効果は小さくなる。
通常は0.1〜5重量%である。 ついで、溶液に浸漬した焼結体を取り出して乾
燥する。溶媒は逸散して、溶質、すなわちPt、
Rh、Ir、Pdの化合物が該焼結体の空孔内に担持
される。 このとき、該化合物を該焼結体に強固に担持せ
しめるために、該焼結体を300〜800℃、好ましく
は400〜600℃の任意の温度で更に加熱処理するこ
とが好ましい。 このようにして得られた焼結体の両主面には、
常法にしたがつて銀ペーストの塗布・焼付け、又
はアルミニウムなどの蒸着によつて電極が添着さ
れて本発明の電圧非直線抵抗体となる。 発明の実施例 実施例 1〜20 ZnO、Bi2O3、Co2O3、Sb2O3、MnOの微粉末を
それぞれ92.0重量%、2.7重量%、1.5重量%、3.4
重量%、0.4重量%配合してポツトミルで混合
し、ここにポリビニルアルコール5%水溶液を適
量添加して充分混練した後、1000Kg/cm2で加圧成
形し、直径20mm厚みのデイスクとした。このデイ
スクを空気中、1200℃で焼成し焼結体とした。気
孔率は14.5%であつた。 この焼結体の両主面を平行に研摩して厚み1mm
とした。得られた焼結デイスクに対し、第1表に
示した仕様の処理を施し、最後に両主面にアルミ
ニウムを溶射して電極を添着し、電圧非直線抵抗
体の試料とした。
【表】
【表】
以上23種類の酸化物電圧非直線抵抗体につき、
1mAの電流が流れるときの印加電圧V1及び非
直線係数αを常法にしたがつて測定した。また、
上記した極性特性を正方向の変化率(%)と負方
向の変化率(%)として求めた。以上の結果を試
料番号に対応して一括して第2表に示した。 なお、衝撃電流特性は500Aのサージ電流を
10000回印加したときのV1値の変化率であり、直
流負荷特性は85℃下、2Wの負荷を連続500時間印
加した後におけるV1値の変化率であり、更に、
温湿度サイクル特性は−40℃〜85℃、相対湿度95
%下、2Wの負荷を100サイクル行なつた後におけ
るV1値の変化率である。
1mAの電流が流れるときの印加電圧V1及び非
直線係数αを常法にしたがつて測定した。また、
上記した極性特性を正方向の変化率(%)と負方
向の変化率(%)として求めた。以上の結果を試
料番号に対応して一括して第2表に示した。 なお、衝撃電流特性は500Aのサージ電流を
10000回印加したときのV1値の変化率であり、直
流負荷特性は85℃下、2Wの負荷を連続500時間印
加した後におけるV1値の変化率であり、更に、
温湿度サイクル特性は−40℃〜85℃、相対湿度95
%下、2Wの負荷を100サイクル行なつた後におけ
るV1値の変化率である。
【表】
実施例 21
ZnO、Bi2O3、Co2O3、Sb2O3、MnOの微粉末を
それぞれ92.0重量%、2.7重量%、1.5重量%、3.4
重量%、0.4重量%配合してポツトミルで混合
し、ここにポリビニルアルコール5%水溶液を適
量添加して充分混練した後、1000Kg/cm2で加圧成
形し、直径20mmで厚みが1〜4mmのデイスクとし
た。これらデイスクを空気中、1200℃で焼成し焼
結体とした。気孔率は14.5%であつた。 これら焼結体の両主面を平行に研摩してその厚
みを0.5mm、1mm、2mmとした後、これらをPtに
換算して1重量%濃度の塩化白金酸水溶液中に浸
漬した。全体を5mmHgで真空吸引した後、デイ
スクを取りだし、130℃で風乾した。重量減少が
認められなくなつてから、両主面に各種の方法で
電極を添着して電圧非直線抵抗体とした。 これら抵抗体につき、V1、αを測定した。そ
の結果を第3表に一括して示した。
それぞれ92.0重量%、2.7重量%、1.5重量%、3.4
重量%、0.4重量%配合してポツトミルで混合
し、ここにポリビニルアルコール5%水溶液を適
量添加して充分混練した後、1000Kg/cm2で加圧成
形し、直径20mmで厚みが1〜4mmのデイスクとし
た。これらデイスクを空気中、1200℃で焼成し焼
結体とした。気孔率は14.5%であつた。 これら焼結体の両主面を平行に研摩してその厚
みを0.5mm、1mm、2mmとした後、これらをPtに
換算して1重量%濃度の塩化白金酸水溶液中に浸
漬した。全体を5mmHgで真空吸引した後、デイ
スクを取りだし、130℃で風乾した。重量減少が
認められなくなつてから、両主面に各種の方法で
電極を添着して電圧非直線抵抗体とした。 これら抵抗体につき、V1、αを測定した。そ
の結果を第3表に一括して示した。
【表】
発明の効果
以上の結果から明らかなように、本発明方法に
よつて得られた酸化物電圧非直線抵抗体は、α値
が大きく電圧非直線性に優れかつ、極性特性が小
さい。したがつて、本発明方法によれば、寿命特
性、信頼性に優れた酸化物電圧非直線抵抗体を製
造することができ、その工業的価値は大である。
よつて得られた酸化物電圧非直線抵抗体は、α値
が大きく電圧非直線性に優れかつ、極性特性が小
さい。したがつて、本発明方法によれば、寿命特
性、信頼性に優れた酸化物電圧非直線抵抗体を製
造することができ、その工業的価値は大である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 酸化亜鉛が主成分で電圧非直線性を有する焼
結体を、白金、ロジウム、イリジウム、パラジウ
ムの群から選ばれる少くとも1種の元素を含む溶
液中に浸漬し;ついで 該焼結体を該溶液から取り出して乾燥した後、
電極を添着することを特徴とする酸化物電圧非直
線抵抗体の製造方法。 2 該溶液が、白金、ロジウム、イリジウム、パ
ラジウムの塩化物の水溶液である特許請求の範囲
第1項記載の酸化物電圧非直線抵抗体の製造方
法。 3 該溶液が、白金、イリジウム、パラジウムの
有機金属化合物を有機溶媒に溶解した溶液である
特許請求の範囲第1項記載の酸化物電圧非直線抵
抗体の製造方法。 4 該焼結体を該溶液に浸漬し、更に真空吸引す
る特許請求の範囲第1項記載の酸化物電圧非直線
抵抗体の製造方法。 5 該電極の添着に先立ち、該焼結体を加熱処理
する特許請求の範囲第1項記載の酸化物電圧非直
線抵抗体の製造方法。 6 該加熱温度が400〜600℃である特許請求の範
囲第5項記載の酸化物電圧非直線抵抗体の製造方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56208013A JPS58110007A (ja) | 1981-12-24 | 1981-12-24 | 酸化物電圧非直線抵抗体の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56208013A JPS58110007A (ja) | 1981-12-24 | 1981-12-24 | 酸化物電圧非直線抵抗体の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58110007A JPS58110007A (ja) | 1983-06-30 |
| JPS626326B2 true JPS626326B2 (ja) | 1987-02-10 |
Family
ID=16549223
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56208013A Granted JPS58110007A (ja) | 1981-12-24 | 1981-12-24 | 酸化物電圧非直線抵抗体の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58110007A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01106517U (ja) * | 1988-01-08 | 1989-07-18 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01106402A (ja) * | 1987-10-20 | 1989-04-24 | Ngk Insulators Ltd | 電圧非直線抵抗体 |
-
1981
- 1981-12-24 JP JP56208013A patent/JPS58110007A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01106517U (ja) * | 1988-01-08 | 1989-07-18 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS58110007A (ja) | 1983-06-30 |
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