JPS637004B2 - - Google Patents

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JPS637004B2
JPS637004B2 JP54167377A JP16737779A JPS637004B2 JP S637004 B2 JPS637004 B2 JP S637004B2 JP 54167377 A JP54167377 A JP 54167377A JP 16737779 A JP16737779 A JP 16737779A JP S637004 B2 JPS637004 B2 JP S637004B2
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JP
Japan
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sintered body
electroless plating
electrode
plating resist
resistance element
Prior art date
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Expired
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JP54167377A
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English (en)
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JPS5690502A (en
Inventor
Susumu Myabayashi
Tsuyoshi Kaji
Nobuyoshi Sasaki
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TDK Corp
Original Assignee
TDK Corp
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Publication date
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Priority to GB8004324A priority patent/GB2044531B/en
Priority to DE19803050770 priority patent/DE3050770C2/de
Priority to DE19803004736 priority patent/DE3004736C2/de
Priority to DE19808003393 priority patent/DE8003393U1/de
Publication of JPS5690502A publication Critical patent/JPS5690502A/ja
Priority to GB08300363A priority patent/GB2111748B/en
Publication of JPS637004B2 publication Critical patent/JPS637004B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01C—RESISTORS
    • H01C7/00—Non-adjustable resistors formed as one or more layers or coatings; Non-adjustable resistors made from powdered conducting material or powdered semi-conducting material with or without insulating material
    • H01C7/10—Non-adjustable resistors formed as one or more layers or coatings; Non-adjustable resistors made from powdered conducting material or powdered semi-conducting material with or without insulating material voltage responsive, i.e. varistors
    • H01C7/102—Varistor boundary, e.g. surface layers

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Thermistors And Varistors (AREA)
  • Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
  • Motor Or Generator Current Collectors (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、酸化チタン(TiO2)を主成分とす
る焼結体を用いた電圧非直線性抵抗素子の製造方
法に関する。
電圧非直線性抵抗素子は、焼結体に設けた電極
間に加えられる印加電圧によつて抵抗値が非直線
的に変化し、印加電圧がバリスタ電圧を超える範
囲で、抵抗値が急激に減少する特異な性質を有す
る。この特性に着目し、電圧非直線性抵抗素子は
音響機器に関連する小形直流モータのノイズ防
止、リレー接点の保護、カラーテレビブラウン管
回路の放電吸収などの手段として広く使用されて
いる。
電圧非直線性抵抗素子は、これを取り付けるべ
き機器の構造、形状等に応じて、例えば第1図に
示すように、平板状に形成された焼結体1の相対
向二面に電極2,3を設け、該電極2,3上にリ
ード線4,5を半田付けする構造としたり、或い
は第2図A,Bに示すように、小形直流モータの
回転軸等を通す孔6を有して円環状に形成された
焼結体7の両面に、共通電極8および分割電極9
a,9b,9cをそれぞれ設け、分割電極9a,
9b,9cを小形直流モータの整流子片等にリー
ド線によつて導通接続する構造となつていた。
ところで、従来の電圧非直線性抵抗素子として
は、酸化錫(SnO2)系、酸化鉄(Fe2O3)系、
シリコンカーバイト(SiC)系等のものが知られ
ている。このうちSnO2系、Fe2O3系のものは焼
結体自体は直線性抵抗体で、これに特別の電極を
付与することにより、焼結体と電極との間に電位
障壁を形成し、これによつてバリスタ特性を得て
いる。またSiC系のものは、SiC粒子間の接触面
でバリスタ特性を得ているので、特に電極を選ば
ない。
しかしながら、上述の従来の電圧非直線性抵抗
素子は、電極の形成や焼結体の成形などの製造上
の困難性を伴い、価格が高くなること、非直線性
の経時的劣化を招き易いこと、さらにはバリスタ
電圧が高く、低電圧用の小形直流モータのノイズ
防止等の用途に適さないこと等の欠点がある。
このような従来の欠点を改善するものとして、
酸化チタン(TiO2)を主成分とし、これに半導
体元素(アンチモン、ニオブ、タンタル等)の酸
化物と酸化ビスマスを微量添加して焼結した酸化
チタン系の電圧非直線性抵抗素子が提案されたい
る。この酸化チタン系の電圧非直線性抵抗素子
は、焼結体自身が第3図の曲線L1で示すような
優れた電圧非直線性を示し、かつバリスタ電圧
VTも低く、焼結体自身の電圧非直線性に着目す
る限りは、小形直流モータのノイズ防止などのよ
うに、低電圧の用途に最適である。
ところが、焼結体と電極との間の接触が非オー
ム性接触になると、焼結体と電極との間に第3図
の曲線L2のような整流特性が生じるため、電極
間における電圧非直線性が曲線L1と、曲線L2と
を合成した曲線L3のような鈍化した特性となり、
曲線L1で示す焼結体自身の優れた電圧非直線性
を有効に利用できないという欠点を生じる。
そこで本発明は、酸化チタン系の電圧非直線性
抵抗素子において、焼結体自身の持つ優れたバリ
スタ特性を充分に発揮しえ、しかも焼結体に対す
る接着力が強く、耐食性に富み、材料コストの安
価な電極構造を有する電圧非直線性抵抗素子を、
焼結体素地を傷めることなく、高精度のパターン
で、容易に製造し得る製造方法を提供することを
目的とする。
上記目的を達成するため、本発明は、酸化チタ
ンを主成分とする焼結体にニツケルを主成分とす
るオーム性接触電極を有する電圧非直線性抵抗素
子を製造する方法において、前記焼結体の表面に
無電解メツキレジストを塗布して電極パターンを
特定する工程と、前記無電解メツキレジストを付
着させたままで前記焼結体にニツケルを主成分と
する無電解メツキを施す工程と、前記無電解メツ
キレジストで特定された前記電極パターンにおい
て前記焼結体に付着している無電解メツキを残
し、前記無電解メツキレジスト及び不要無電解メ
ツキを除去する工程と、前記焼結体に残つている
無電解メツキをオーム性接触電極化する熱処理工
程とよりなることを特徴とする。
すなわち、本発明は、例えば第1図、第2図に
示す構造の電圧非直線性抵抗素子において、酸化
チタンを主成分とし、これに半導体元素(アンチ
モン、ニオブ、タンタル等)の酸化物と酸化ビス
マスを微量添加した焼結体に、通常の電極を付与
すると、電極が非オーム性接触となり、焼結体自
身の持つている優れたバリスタ特性を充分に発揮
できないので、電極としてオーム性接触電極を付
与し、焼結体自身の持つ優れたバリスタ特性を充
分に発揮させるものである。
オーム性接触電極としては、In−Ga合金によ
るものも考えられる。しかしIn−Ga合金は非常
に高価で量産に適さない。またIn−Ga合金を焼
結体につけるには、こすり付けるか又は超音波ろ
う付けをしなければならず、焼結体に対する電極
の接着力が弱く、電極剥離などの事故も生じ易
い。更にIn−Ga合金は融点が低く、リード線の
ハンダ付時等に多くの問題点を生じる。
そこで本発明においては、酸化チタンを主成分
とする焼結体に、オーム性接触電極を設けるにあ
たつて、無電解メツキを採用し、焼結体にニツケ
ルを主成分とするオーム性接触電極を設ける。
ニツケルを主成分とするオーム性接触電極は、
従来のIN−Ga合金によるものに比べて著しく安
価であり、量産性の富むものである。従つて、本
発明によれば、焼結体と電極との間の接着力が非
常に大きく、電極の界面剥離などを生じ難く、し
かも経時的劣化も小さく、高信頼度かつ安価な酸
化チタン系の電圧非直線性抵抗素子を提供するこ
とができる。
次に第4図a1〜a4およびb1〜b4を参照し、本発
明に係る電圧非直線性抵抗素子の製造方法を具体
的に説明する。この実施例は、第2図A,Bに示
した分割電極構造を有する酸化チタン系の電圧非
直線性抵抗素子を得る場合の具体例を示している
が、他の形状、構造のものにも同様に適用するこ
とができる。
まず第4図a1,b1に示すように、酸化チタン
(TiO2)を主成分とし、これに酸化ニオブ
(Nb2O5)と酸化ビスマス(Bi2O3)を微量添加
した組成物を1380℃の温度で焼成して、孔6を有
する円環状の焼結体7に作成する。
次に第4図a2,b2に示すように、焼結体7の電
極形成面の、電極形成領域10a〜10c以外の
領域に、無電解メツキレジスト11a,11bを
スクリーン印刷法などの手段によつて塗布し、こ
れによつて電極パターンを特定する。メツキレジ
ストとしては、各種の有機物が使用できる。
次に、この焼結体7を塩化錫溶液と塩化パラジ
ウム溶液に浸漬して、電極形成領域10a〜10
dを活性化した後、塩化ニツケル、次亜燐酸ナト
リウム、クエン酸ナトリウムからなるメツキ溶液
に浸漬し、80〜90℃の温度でニツケル一燐の無電
解メツキを施す。このニツケル一燐の無電解メツ
キは、第4図a3,b3に示すように、メツキレジス
ト11a,11bがなく、焼結体7の素地が露出
している部分、すなわち電極形成領域10a〜1
0d、外周面7aおよび内周面7bに施される。
なお、安定したオーム性接触電極を得るために
は、ニツケル98〜80重量%、燐2〜20重量%から
なる電極を付与することが必要であるが、ニツケ
ルと燐の組成割合は、メツキ溶液の水素イオン濃
度(PH)によつて制御され、PH10以上の溶液では
燐の割合が2重量%以下、PH2以下では燐の割合
が20重量%以上になる。従つて良好なオーム性接
触電極を得るために、メツキ溶液の水素イオン濃
度PHを、PH=2〜10の範囲に設定する必要があ
る。
次に、適当な溶剤を用いてメツキレジスト11
a,11bを除去すると共に、外周面7a、内周
面7bの無電解メツキ層をセンタレス研磨または
サンドブラスト等で除去することにより、第4図
a4,b4に示すように、焼結体7の両面にニツケル
一燐の無電解メツキ層より成る電極8、分割電極
9a,9b,9cをそれぞれ独立させる。
このように、無電解メツキ前に有機物より成る
メツキレジストを塗布して予め電極成形領域を形
成しておき、この電極形成領域に無電解メツキを
施して電極を形成した後、メツキレジストを除去
する方法を採用することにより、メツキレジスト
を有機物用の溶剤を使用して除去することがで
き、メツキレジストの除去の際に焼結体の素地を
傷めることがない。しかしメツキレジストはスク
リーン印刷法などにより高精度のパターンで容易
に塗布することができるから、複雑な電極パター
ンであつても、高精度で容易に形成することがで
きる。
以上の工程を経て、一応、第2図に示した構造
の電圧非直線性抵抗素子としての形態を整えるこ
ととなるが、オーム性接触としては不完全であ
る。
そこで、次にこれを300℃前後の温度で熱処理
する。これにより焼結体7にニツケルを主成分と
するオーム性接触電極8,9a〜9cを有する電
圧非直線性抵抗素子が得られる。
このようして得られたオーム性接触電極8,9
a〜9cは、焼結体7に対する接着力が非常に強
く、しかも耐食性に優れたものとなる。また、In
−Ga合金を使用したものに比較して、電極材料
費が遥かに安価で、量産的である。
以上述べたように、本発明は、焼結体の表面に
無電解メツキレジストを塗布して電極パターンを
特定する工程と、前記無電極メツキレジストを付
着させたままで前記焼結体にニツケルを主成分と
する無電解メツキを施す工程と、前記無電解メツ
キレジストで特定された前記電極パターンにおい
て前記焼結体に付着している無電解メツキを残
し、前記無電解メツキレジスト及び不要無電解メ
ツキを除去する工程と、前記焼結体に残つている
無電解メツキをオーム性接触電極化する熱処理工
程とよりなることを特徴とするから、次のような
効果が得られる。
(a) 焼結体自身の有する電圧非直線性を充分に発
揮させることができ、しかも、焼結体とオーム
性接触電極との間の接着力が非常に強く、電極
剥離などが生じにくく、更に、経時劣化の小さ
い、耐食性に優れた電極を有する電圧非直線性
抵抗素子を、量産性よく製造できる。
(b) 無電解メツキレジストを塗布して予め電極成
形領域を形成しておき、この電極形成領域に無
電解メツキを施して電極を形成した後、メツキ
レジストを除去する工程となるので、メツキレ
ジストを有機物用の溶剤を使用して除去するこ
とができ、メツキレジストの除去の際に焼結体
の素地を傷めることがない。
(c) メツキレジストはスクリーン印刷法などによ
り高精度のパターンで容易に塗布することがで
きるから、複雑な電極パターンであつても、高
精度で容易に形成することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は電圧非直線性抵抗素子の基本的構造を
示す正面図、第2図A,Bは他の例における正面
図および背面図、第3図は酸化チタンを主成分と
する焼結体を用いて電圧非直線性抵抗素子を構成
するときの問題点を説明するバリスタ特性図、第
4図a1〜a4は本発明に係る製造方法を説明する
図、第4図b1〜b4は第4図a1〜a4のc1−c1〜c4−
c4線上における各断面図である。 7……焼結体、8……電極、9a,9b,9c
……分割電極。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 酸化チタンを主成分とする焼結体にニツケル
    を主成分とするオーム性接触電極を有する電圧非
    直線性抵抗素子を製造する方法において、前記焼
    結体の表面に無電解メツキレジストを塗布して電
    極パターンを特定する工程と、前記無電解メツキ
    レジストを付着させたままで前記焼結体にニツケ
    ルを主成分とする無電解メツキを施す工程と、前
    記無電解メツキレジストで特定された前記電極パ
    ターンにおいて前記焼結体に付着している無電解
    メツキを残し、前記無電解メツキレジスト及び不
    要無電解メツキを除去する工程と、前記焼結体に
    残つている無電解メツキをオーム性接触電極化す
    る熱処理工程とよりなることを特徴とする電圧比
    直線性抵抗素子の製造方法。
JP16737779A 1979-02-09 1979-12-22 Voltage nonnlinear resistance element Granted JPS5690502A (en)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP16737779A JPS5690502A (en) 1979-12-22 1979-12-22 Voltage nonnlinear resistance element
GB8004324A GB2044531B (en) 1979-02-09 1980-02-08 Non-linear resistance elements and method for manufacturing same
DE19803050770 DE3050770C2 (de) 1979-02-09 1980-02-08 Verfahren zur Herstellung eines Varistors
DE19803004736 DE3004736C2 (de) 1979-02-09 1980-02-08 Varistor und Verfahren zu seiner Herstellung
DE19808003393 DE8003393U1 (de) 1979-02-09 1980-02-08 Nicht-lineares widerstandselement
GB08300363A GB2111748B (en) 1979-12-22 1983-01-07 Method of manufacturing non-linear resistance elements

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JP16737779A JPS5690502A (en) 1979-12-22 1979-12-22 Voltage nonnlinear resistance element

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JPS5690502A JPS5690502A (en) 1981-07-22
JPS637004B2 true JPS637004B2 (ja) 1988-02-15

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GB (1) GB2111748B (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5238743B2 (ja) * 1971-09-09 1977-09-30
JPS5311075B2 (ja) * 1973-02-09 1978-04-19

Also Published As

Publication number Publication date
JPS5690502A (en) 1981-07-22
GB2111748B (en) 1984-01-18
GB8300363D0 (en) 1983-02-09
GB2111748A (en) 1983-07-06

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