JPH0412005B2 - - Google Patents
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- JPH0412005B2 JPH0412005B2 JP62154631A JP15463187A JPH0412005B2 JP H0412005 B2 JPH0412005 B2 JP H0412005B2 JP 62154631 A JP62154631 A JP 62154631A JP 15463187 A JP15463187 A JP 15463187A JP H0412005 B2 JPH0412005 B2 JP H0412005B2
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- type semiconductor
- semiconductor oxide
- varistor
- thick film
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Classifications
-
- 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
- H01C7/1006—Thick film varistors
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Thermistors And Varistors (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は、厚膜バリスタに関するものである。
（従来の技術）
従来から、非直線的な電流−電圧特性を持つ２
端子素子で主に衝撃電圧の抑制が雑音吸収、温度
補償等に用いられるものとして厚膜バリスタが知
られている。
端子素子で主に衝撃電圧の抑制が雑音吸収、温度
補償等に用いられるものとして厚膜バリスタが知
られている。
この厚膜バリスタとは絶縁基板上に焼成された
銀等の電極の上に、半導体結晶粒としてのZnOと
該半導体結晶粒の結合剤としてのガラスフリツト
とを空気中で焼成したバリスタ層を積層し、その
上に銀電極等を焼成し、該バリスタ層をサンドイ
ツチ状に挟持した構造のものである。
銀等の電極の上に、半導体結晶粒としてのZnOと
該半導体結晶粒の結合剤としてのガラスフリツト
とを空気中で焼成したバリスタ層を積層し、その
上に銀電極等を焼成し、該バリスタ層をサンドイ
ツチ状に挟持した構造のものである。
（発明が解決しようとする問題点）
ところで、上記厚膜バリスタをモータの火花消
弧素子として用いる場合には、スパーク（火花）
の多少が性能上問題となり、例えばスパークが多
すぎるとノイズが大きくなつてしまい、一方少な
すぎると整流子に酸化物がたまつて整流がしにく
くなるという問題がある。よつて従来は、厚膜バ
リスタの膜圧を変えたり、高価な金属酸化物、例
えばBi2O3、Co2O3、MnO、TiO2、Sb2O3、
Cu2O3等を成形時に添加することにより、10ｍＡ
流れる時の電圧値E10や電圧非直線指数α値等で
あらわされるバリスタ特性を特性し、所望のスパ
ークを出させるようにしていたが、膜厚で制御す
るのは精度的に問題が多く、金属酸化物を添加す
る場合には、上述の如く高価であるので製造コス
トが高くなつてしまうという問題点があつた。
弧素子として用いる場合には、スパーク（火花）
の多少が性能上問題となり、例えばスパークが多
すぎるとノイズが大きくなつてしまい、一方少な
すぎると整流子に酸化物がたまつて整流がしにく
くなるという問題がある。よつて従来は、厚膜バ
リスタの膜圧を変えたり、高価な金属酸化物、例
えばBi2O3、Co2O3、MnO、TiO2、Sb2O3、
Cu2O3等を成形時に添加することにより、10ｍＡ
流れる時の電圧値E10や電圧非直線指数α値等で
あらわされるバリスタ特性を特性し、所望のスパ
ークを出させるようにしていたが、膜厚で制御す
るのは精度的に問題が多く、金属酸化物を添加す
る場合には、上述の如く高価であるので製造コス
トが高くなつてしまうという問題点があつた。
本発明の目的は、膜厚を変えたり、高価な金属
酸化物を添加することなく、バリスタ特性を簡易
に制御し得る厚膜バリスタを提供することにあ
る。
酸化物を添加することなく、バリスタ特性を簡易
に制御し得る厚膜バリスタを提供することにあ
る。
（問題点を解決するための手段）
本発明の厚膜バリスタは上記目的を達成するた
めに、Ｎ型半導体酸化物、若しくはＰ型半導体酸
化物のいずれか一方を主成分とし、他方の半導体
酸化物を少量配合してなることを特徴としてい
る。
めに、Ｎ型半導体酸化物、若しくはＰ型半導体酸
化物のいずれか一方を主成分とし、他方の半導体
酸化物を少量配合してなることを特徴としてい
る。
（作用）
本発明によれば、主成分となるＮ型半導体酸化
物、若しくはＰ型半導体酸化物のいずれか一方に
配合される他方の半導体酸化物は、バリスタ特性
を変化させるように働くと共に、所望のバリスタ
特性が簡易に得られるようにも働く。
物、若しくはＰ型半導体酸化物のいずれか一方に
配合される他方の半導体酸化物は、バリスタ特性
を変化させるように働くと共に、所望のバリスタ
特性が簡易に得られるようにも働く。
（実施例）
以下、本発明の実施例について説明する。
まず、Ｎ型半導体酸化物の粉末粒子を得るべ
く、ZnO固形物をボールミル等で１mmφ〜５mmφ
にした後乾燥し、その後1100〜1400℃で0.5〜10
時間焼成する。そしてこの焼結体を粉砕機にかけ
て400メツシユ以下に微粉砕し、10μｍ前後の必
要な粒径のみにふるい分ける。
く、ZnO固形物をボールミル等で１mmφ〜５mmφ
にした後乾燥し、その後1100〜1400℃で0.5〜10
時間焼成する。そしてこの焼結体を粉砕機にかけ
て400メツシユ以下に微粉砕し、10μｍ前後の必
要な粒径のみにふるい分ける。
一方ガラス成分としてのガラスフリツト粉末
は、周知のガラス成分、すなわち本実施例におい
てはZnOとBaOとB2O3とBi2O3及びCo2O3とで構
成され、その組成比は、ZnO32重量％、BaO27
重量％、B2O332重量％、Bi2O34.5重量％、
Co2O34.5重量％になるよう計量混合され、1100
℃以上の高温で溶融された後、水中で急冷され、
所要の粒径まで微粉砕され生成される。
は、周知のガラス成分、すなわち本実施例におい
てはZnOとBaOとB2O3とBi2O3及びCo2O3とで構
成され、その組成比は、ZnO32重量％、BaO27
重量％、B2O332重量％、Bi2O34.5重量％、
Co2O34.5重量％になるよう計量混合され、1100
℃以上の高温で溶融された後、水中で急冷され、
所要の粒径まで微粉砕され生成される。
斯くの如くして生成された、Ｎ型半導体酸化物
ZnOの粉末粒子53.4重量％とガラスフリツト粉末
粒子45重量％とに本発明の特徴部分となるＰ型半
導体酸化物たるCu2Oを1.6重量％加え、混合し、
得られた固形分子にエチレンセルロースと溶剤と
してのB.C.Aを加えて良く混練し、ペースト状に
して、バリスタペーストとする。
ZnOの粉末粒子53.4重量％とガラスフリツト粉末
粒子45重量％とに本発明の特徴部分となるＰ型半
導体酸化物たるCu2Oを1.6重量％加え、混合し、
得られた固形分子にエチレンセルロースと溶剤と
してのB.C.Aを加えて良く混練し、ペースト状に
して、バリスタペーストとする。
一方、上記手順と平行して第１図に示される如
く、アルミナ、フオルステライト、結晶化ガラス
等よりなる耐熱性絶縁基板１上に、Ag、Au、Pt
等よりなる導電ペーストをスクリーン印刷法によ
り印刷し、焼成して下部電極２として積層する。
く、アルミナ、フオルステライト、結晶化ガラス
等よりなる耐熱性絶縁基板１上に、Ag、Au、Pt
等よりなる導電ペーストをスクリーン印刷法によ
り印刷し、焼成して下部電極２として積層する。
そして該下部電極２上に前述したパリスタペー
ストをスクリーン印刷法で印刷し、乾燥後700〜
1000℃で焼成して、バリスタ層３として積層す
る。
ストをスクリーン印刷法で印刷し、乾燥後700〜
1000℃で焼成して、バリスタ層３として積層す
る。
その後前述と同様な方法により、バリスタ層３
の上に上部電極４を積層する。
の上に上部電極４を積層する。
このようにして得られた、第１図に示されるよ
うなサンドイツチ型の厚膜バリスタ５（以下実施
例１と記す）に対して、その比較試料として、Ｐ
型半導体酸化物たるCu2Oを添加しない、すなわ
ちＮ型半導体酸化物たるZnOとガラスフリツトと
より成る従来の厚膜バリスタを、上述と同様な方
法により成形し、比較例１とした。
うなサンドイツチ型の厚膜バリスタ５（以下実施
例１と記す）に対して、その比較試料として、Ｐ
型半導体酸化物たるCu2Oを添加しない、すなわ
ちＮ型半導体酸化物たるZnOとガラスフリツトと
より成る従来の厚膜バリスタを、上述と同様な方
法により成形し、比較例１とした。
ところで、バリスタに１ｍＡ流れる電圧値を
E1、10ｍＡ流れる時の電圧値をE10とすると、電
圧非直線指数αは、 α＝１／［log（E10／E1）］としてあらわされるこ
とが知られている。
E1、10ｍＡ流れる時の電圧値をE10とすると、電
圧非直線指数αは、 α＝１／［log（E10／E1）］としてあらわされるこ
とが知られている。
よつて本発明者は、上述の実施例１と比較例１
とに対し、E1とE10とをそれぞれ計測し、α値の
算出を行なつたところ、実施例１のα値はα＝３
となり、比較例１のα値はα＝6.1となり、従来
の厚膜バリスタに比べてα値が大幅に減じられる
ということが実証された。そしてα値が小さい程
スパークが出易いことから、実施例１の厚膜バリ
スタは、特にスパークを多量に出す場合に有効で
ある。因にバリスタ特性表示値の一つであるE10
値は、実施例１で26V、比較例１で6Vであつた。
とに対し、E1とE10とをそれぞれ計測し、α値の
算出を行なつたところ、実施例１のα値はα＝３
となり、比較例１のα値はα＝6.1となり、従来
の厚膜バリスタに比べてα値が大幅に減じられる
ということが実証された。そしてα値が小さい程
スパークが出易いことから、実施例１の厚膜バリ
スタは、特にスパークを多量に出す場合に有効で
ある。因にバリスタ特性表示値の一つであるE10
値は、実施例１で26V、比較例１で6Vであつた。
また、上述の実施例１、すなわちＮ型半導体酸
化物たるZnO100部に対してＰ型半導体酸化物た
るCu2Oを３部添加した物の他に、ZnO100部に対
してCu2Oを８部添加した実施例２を、実施例１
と同様な手法により成形し、E10値を測定したと
ころ、E10＝100Vであり、その他にもＰ型半導体
酸化物の添加量を色々変え、上述と同様な手法に
より厚膜バリスタを成形し、E10値を測定したと
ころ、バリスタ特性、すなわちE10値は、第２図
に示される如く、Ｐ型半導体酸化物の添加量によ
り２次曲線的に変化し得るということが判明し
た。
化物たるZnO100部に対してＰ型半導体酸化物た
るCu2Oを３部添加した物の他に、ZnO100部に対
してCu2Oを８部添加した実施例２を、実施例１
と同様な手法により成形し、E10値を測定したと
ころ、E10＝100Vであり、その他にもＰ型半導体
酸化物の添加量を色々変え、上述と同様な手法に
より厚膜バリスタを成形し、E10値を測定したと
ころ、バリスタ特性、すなわちE10値は、第２図
に示される如く、Ｐ型半導体酸化物の添加量によ
り２次曲線的に変化し得るということが判明し
た。
このようにＮ型半導体酸化物を主成分とする厚
膜バリスタにおいて、その成形時に、Ｐ型半導体
酸化物を少量配合しておけば、バリスタ特性を変
化させることができるのである。
膜バリスタにおいて、その成形時に、Ｐ型半導体
酸化物を少量配合しておけば、バリスタ特性を変
化させることができるのである。
ところで上記実施例においては、厚膜バリスタ
を構成するＮ型半導体酸化物としてZnOを用いて
いるが、Ｎ型半導体酸化物であればZnOに限られ
るものではなく、TiO2、CdO等でも良く、また
同様に、少量添加されるＰ型半導体酸化物も
Cu2Oに限られるものではなく、Ｐ型半導体酸化
物であればVO、MnO、CoO、NiO等でも良い。
を構成するＮ型半導体酸化物としてZnOを用いて
いるが、Ｎ型半導体酸化物であればZnOに限られ
るものではなく、TiO2、CdO等でも良く、また
同様に、少量添加されるＰ型半導体酸化物も
Cu2Oに限られるものではなく、Ｐ型半導体酸化
物であればVO、MnO、CoO、NiO等でも良い。
また、上記実施例においては、主成分を成すＮ
型半導体酸化物を一種類としているが、二種類以
上のＮ型半導体酸化物を混合焼結して電気伝導性
酸化物を生成するようにし、該電気伝導性酸化物
にＰ型半導体酸化物を少量添加し、混合焼結して
厚膜バリスタを成形するようにしてもかまわな
い。
型半導体酸化物を一種類としているが、二種類以
上のＮ型半導体酸化物を混合焼結して電気伝導性
酸化物を生成するようにし、該電気伝導性酸化物
にＰ型半導体酸化物を少量添加し、混合焼結して
厚膜バリスタを成形するようにしてもかまわな
い。
また上述とは逆に、Ｐ型半導体酸化物、例えば
上記実施例に用いられたCu2Oまたは、VO、
MnO、CoO、NiO等を主成分として、ZnO、
TiO2、CdO等のＮ型半導体酸化物を少量添加す
るようにし、混合焼結して厚膜バリスタを成形す
るようにすることも可能であり、そのようにして
も、Ｎ型半導体酸化物を主成分としＰ型半導体酸
化物を少量添加する上記実施例と同様な効果が発
揮される。但し、上記Ｐ型半導体酸化物は空気中
で焼結するとその特性が発揮できない。すなわち
Ｎ型半導体酸化物に変化してしまうので、不活性
ガス、例えば窒素若しくはアルゴン中で焼成する
ことが必要である。
上記実施例に用いられたCu2Oまたは、VO、
MnO、CoO、NiO等を主成分として、ZnO、
TiO2、CdO等のＮ型半導体酸化物を少量添加す
るようにし、混合焼結して厚膜バリスタを成形す
るようにすることも可能であり、そのようにして
も、Ｎ型半導体酸化物を主成分としＰ型半導体酸
化物を少量添加する上記実施例と同様な効果が発
揮される。但し、上記Ｐ型半導体酸化物は空気中
で焼結するとその特性が発揮できない。すなわち
Ｎ型半導体酸化物に変化してしまうので、不活性
ガス、例えば窒素若しくはアルゴン中で焼成する
ことが必要である。
なお、上記実施例の厚膜バリスタは、第１図に
示される如くサンドイツチ型であるが、プレーナ
ー型にも適用できるというのはいうまでもない。
示される如くサンドイツチ型であるが、プレーナ
ー型にも適用できるというのはいうまでもない。
（発明の効果）
以上のように本発明によれば、Ｎ型半導体酸化
物、若しくはＰ型半導体酸化物のいずれか一方を
主成分とし、他方の半導体酸化物を少量配合する
ことによりバイスタ特性を制御し得るようにして
いるので、膜厚を変えたり、高価な金属酸化物を
添加する必要が無くなり、バリスタ特性を安価
に、簡易に制御することが可能となる。
物、若しくはＰ型半導体酸化物のいずれか一方を
主成分とし、他方の半導体酸化物を少量配合する
ことによりバイスタ特性を制御し得るようにして
いるので、膜厚を変えたり、高価な金属酸化物を
添加する必要が無くなり、バリスタ特性を安価
に、簡易に制御することが可能となる。
第１図は本発明の一実施例を示す厚膜バリスタ
の概略断面図、第２図はＮ型半導体酸化物に対す
るＰ型半導体酸化物の添加量の割合により変化す
るE10値を説明するための図である。 ５……厚膜バリスタ。
の概略断面図、第２図はＮ型半導体酸化物に対す
るＰ型半導体酸化物の添加量の割合により変化す
るE10値を説明するための図である。 ５……厚膜バリスタ。
Claims (1)
- １ Ｎ型半導体酸化物、若しくはＰ型半導体酸化
物の導電性成分と、これを結合するためのガラス
成分とを含む厚膜バリスタであつて、前記半導体
酸化物のいずれか一方を主成分とし、他方の半導
体酸化物を少量配合してなる厚膜バリスタ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62154631A JPS63318102A (ja) | 1987-06-19 | 1987-06-19 | 厚膜バリスタ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62154631A JPS63318102A (ja) | 1987-06-19 | 1987-06-19 | 厚膜バリスタ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63318102A JPS63318102A (ja) | 1988-12-27 |
| JPH0412005B2 true JPH0412005B2 (ja) | 1992-03-03 |
Family
ID=15588417
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62154631A Granted JPS63318102A (ja) | 1987-06-19 | 1987-06-19 | 厚膜バリスタ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63318102A (ja) |
-
1987
- 1987-06-19 JP JP62154631A patent/JPS63318102A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63318102A (ja) | 1988-12-27 |
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