JPS5965406A - 電圧非直線抵抗体 - Google Patents
電圧非直線抵抗体Info
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- JPS5965406A JPS5965406A JP57176591A JP17659182A JPS5965406A JP S5965406 A JPS5965406 A JP S5965406A JP 57176591 A JP57176591 A JP 57176591A JP 17659182 A JP17659182 A JP 17659182A JP S5965406 A JPS5965406 A JP S5965406A
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- nonlinear resistor
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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
- H01C7/105—Varistor cores
- H01C7/108—Metal oxide
- H01C7/112—ZnO type
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
- Thermistors And Varistors (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は電圧非直線抵抗体、さらに詳しくは過電圧保護
用素子として用いられる酸化亜鉛(ZnO)を主成分と
した電圧非直線抵抗体に関する。
用素子として用いられる酸化亜鉛(ZnO)を主成分と
した電圧非直線抵抗体に関する。
従来、電子機器、電気機器の過電圧保護を目的トシてシ
リコンカーバイト(8iC)、セレン(Se)。
リコンカーバイト(8iC)、セレン(Se)。
シリコン(Si)又はZ n Oを主成分とした、バリ
スタが利用されている。中でもZnO’i生成分とした
バリスタは、一般に制限電圧が低く、電圧非直線指数が
大きいなどの特徴を有している。そのため半導体素子の
ような過電流耐量の小さいものでまfcZnOを主成分
とし、副成分として希土類元素、コバルト(Co )お
よびカリウム(K)、ルビジウム(Rb)、セシウム(
Cs)のうち少なくとも1種そしてさらにクロム<cr
)を元素又は化合物の形で添加して焼成することにより
製造される電圧非直線抵抗体が電圧非直線性に優れてい
ることが知られている。しかしこの電圧非直線抵抗体に
おいて、短波量サージ耐量がやや低いという欠点々 t1課課電寿命特性低いなどという欠点があ勺、素子の
小型化を行う上で問題があった。
スタが利用されている。中でもZnO’i生成分とした
バリスタは、一般に制限電圧が低く、電圧非直線指数が
大きいなどの特徴を有している。そのため半導体素子の
ような過電流耐量の小さいものでまfcZnOを主成分
とし、副成分として希土類元素、コバルト(Co )お
よびカリウム(K)、ルビジウム(Rb)、セシウム(
Cs)のうち少なくとも1種そしてさらにクロム<cr
)を元素又は化合物の形で添加して焼成することにより
製造される電圧非直線抵抗体が電圧非直線性に優れてい
ることが知られている。しかしこの電圧非直線抵抗体に
おいて、短波量サージ耐量がやや低いという欠点々 t1課課電寿命特性低いなどという欠点があ勺、素子の
小型化を行う上で問題があった。
本発明は、短波量サージによる素子の破壊機構を究明し
、さらに破壊防止を行うことを実現し、同時に課電寿命
特性をも向上させた。小形で高短波尾サージ耐量かつ課
電寿命特性の責れた電圧非直線抵抗体を提供することを
目的としている。
、さらに破壊防止を行うことを実現し、同時に課電寿命
特性をも向上させた。小形で高短波尾サージ耐量かつ課
電寿命特性の責れた電圧非直線抵抗体を提供することを
目的としている。
ここに本発明者は、ZnOを主成分とし、副成分として
希土類元素、Coおよびに+’ Cs、Rbのうぢ少な
くとも一種ならびにCrを添加してなる従来技術の電圧
非直線抵抗体においては、短波用の大電流のサージが印
加されると素子表面に備えられた電極の外周部において
電界集中による電流集中が発生し、かかる電流集中が素
子の破壊をもたらす事実を見出した。また抵抗体内部に
おいては、局部的な不均質部が存在している事実を確認
し、直流電流通電時にこの不均質部への電流集中が発生
し、特性劣化をもたらすことを見出した。
希土類元素、Coおよびに+’ Cs、Rbのうぢ少な
くとも一種ならびにCrを添加してなる従来技術の電圧
非直線抵抗体においては、短波用の大電流のサージが印
加されると素子表面に備えられた電極の外周部において
電界集中による電流集中が発生し、かかる電流集中が素
子の破壊をもたらす事実を見出した。また抵抗体内部に
おいては、局部的な不均質部が存在している事実を確認
し、直流電流通電時にこの不均質部への電流集中が発生
し、特性劣化をもたらすことを見出した。
このような問題を解決すべく研究を集めたところ、副成
分として(にホウ素(B)を添加することにより、素子
外周部が内部よりやや高抵抗化する事実、そL7てこれ
が電極外周部での電流集中を防止し、短波用サージkn
itの向上を可能にする事実を見出した。一方抵抗体内
部における不均質部も同時に消滅し1課電寿飴の大幅な
向上がなされた゛電圧非直線抵抗体が得られることを見
出し、尿発明を完成した。
分として(にホウ素(B)を添加することにより、素子
外周部が内部よりやや高抵抗化する事実、そL7てこれ
が電極外周部での電流集中を防止し、短波用サージkn
itの向上を可能にする事実を見出した。一方抵抗体内
部における不均質部も同時に消滅し1課電寿飴の大幅な
向上がなされた゛電圧非直線抵抗体が得られることを見
出し、尿発明を完成した。
しかして本発明によれば、ZnOf主成分とし、副成分
として希土類元素、Coおよびに、Rb、Csのうち少
なくとも一種ならびにCr f含む従来の電圧非直線抵
抗体において、更に副成分としてB全添加したことを特
徴とする電圧非直線抵抗体が提供される。
として希土類元素、Coおよびに、Rb、Csのうち少
なくとも一種ならびにCr f含む従来の電圧非直線抵
抗体において、更に副成分としてB全添加したことを特
徴とする電圧非直線抵抗体が提供される。
ここで原子チとは、所定の電圧非直線抵抗体を製造する
ために配合された原料組成物中の各成分金属元素の原子
数の総和に対する添加元素の原子数の油分率を意味する
。
ために配合された原料組成物中の各成分金属元素の原子
数の総和に対する添加元素の原子数の油分率を意味する
。
本発明に従う電圧非直線抵抗体は、一般にはZnOと添
加成分の金属又は化合物の混合物を酸素含有雰囲気のも
とて高温で焼成し、焼結させることによって製造される
。
加成分の金属又は化合物の混合物を酸素含有雰囲気のも
とて高温で焼成し、焼結させることによって製造される
。
通常、添加成分は金属酸化物の形で添加されるが、焼成
過程で酸化物になり得る化合物、例えば炭酸塩、水酸化
物、弗化物およびその溶液なども用いることができ、或
いは単体元素の形で用いて焼成過□程で酸化物にするこ
ともできる。
過程で酸化物になり得る化合物、例えば炭酸塩、水酸化
物、弗化物およびその溶液なども用いることができ、或
いは単体元素の形で用いて焼成過□程で酸化物にするこ
ともできる。
特に好ましい方法によれば、本発明の電圧非直線抵抗体
は、ZnO粉末に添加成分金属又は化合物の粉末を十分
に混合し、焼成前に空気中で500〜1000℃で数時
間仮焼し、仮焼物を十分に粉砕し、所定の形状に成形し
、次いで空気中で1100℃〜1400℃程度の温度で
数時間焼成することにより製造される。1100℃より
低い焼成温度では。
は、ZnO粉末に添加成分金属又は化合物の粉末を十分
に混合し、焼成前に空気中で500〜1000℃で数時
間仮焼し、仮焼物を十分に粉砕し、所定の形状に成形し
、次いで空気中で1100℃〜1400℃程度の温度で
数時間焼成することにより製造される。1100℃より
低い焼成温度では。
焼結が不十分で特性が不安定である。また1400℃よ
り高い温度では、均質な焼結体を得ることが困難となり
、電圧非直線性が低下し、特性の薊御などの再現性に難
点があり、実用に供する製品を得がたい。
り高い温度では、均質な焼結体を得ることが困難となり
、電圧非直線性が低下し、特性の薊御などの再現性に難
点があり、実用に供する製品を得がたい。
ここで本発明をさらに例示するために実施例を示す。
実施例
ZnO粉末にPr、010.CO3O4,に2CO3,
Cr2O5゜B2O3粉末を後記の第1表に記載の所定
の原子係に相当する爺で添加し、十分に混合した後50
0〜1000℃で数時間仮焼した。次いで仮焼物を十分
に粉砕し、バインダーを加え、直径42mの円板状に加
圧成型し、1100℃〜1400℃で空気中で1時間焼
成して焼結体を得た。この様にして得られた焼結体を、
厚さ2澗の試料に研磨し、その両面に電極を焼付けて素
子を作り、その電気的特性を測定した。
Cr2O5゜B2O3粉末を後記の第1表に記載の所定
の原子係に相当する爺で添加し、十分に混合した後50
0〜1000℃で数時間仮焼した。次いで仮焼物を十分
に粉砕し、バインダーを加え、直径42mの円板状に加
圧成型し、1100℃〜1400℃で空気中で1時間焼
成して焼結体を得た。この様にして得られた焼結体を、
厚さ2澗の試料に研磨し、その両面に電極を焼付けて素
子を作り、その電気的特性を測定した。
電気的特性としては、25℃において素子に1mAの電
流を流した時の電極間電圧V 1mA〜10mAで
の非直線指数α並びに短波用サージ電流耐量として4×
10μsec、65kAの衝撃電流を2回印加して前後
の■ の変化を求めた。また課電寿命特性として、直
流100mAを5分間通電し、前後で1μAの電流を流
した時の電極間電圧V、ユの変化を求めた。非直線指数
αは、素子電流工の電圧■に対する変化を次式に近似し
て荀られる。
流を流した時の電極間電圧V 1mA〜10mAで
の非直線指数α並びに短波用サージ電流耐量として4×
10μsec、65kAの衝撃電流を2回印加して前後
の■ の変化を求めた。また課電寿命特性として、直
流100mAを5分間通電し、前後で1μAの電流を流
した時の電極間電圧V、ユの変化を求めた。非直線指数
αは、素子電流工の電圧■に対する変化を次式に近似し
て荀られる。
I = (V’/C)
ここで、Cは電流密度が1mA/cdlのときの素子の
単裕厚さ当itりの電圧である。電圧非直線抵抗体の配
合組成を柚々変えたときの電気的特性の測定結果を併わ
せて第1に記す。第1表に示した配合組成は原料中の各
成分金属元素の原子数の総和に対する添加元素の原子数
の比から算出される原子係で示されている。
単裕厚さ当itりの電圧である。電圧非直線抵抗体の配
合組成を柚々変えたときの電気的特性の測定結果を併わ
せて第1に記す。第1表に示した配合組成は原料中の各
成分金属元素の原子数の総和に対する添加元素の原子数
の比から算出される原子係で示されている。
第 1 表
第1表に示す試料N(L 1はZnOにP r 、 C
o 、 K 。
o 、 K 。
Crのみを添加して製造した従来の焼結体に相当し、そ
の短波用サージ電流特性は−64,3%、課電寿命特性
は−31,5%、非直線指数αは32である。
の短波用サージ電流特性は−64,3%、課電寿命特性
は−31,5%、非直線指数αは32である。
本発明の目的である短波用サージ電流耐量が良好である
、即ち”mA の変化率が−64,3%より0%に近く
、課電寿命特性が向上した。即ちVIltAの変化率が
−35,4%より0%に近い試料は第1表によシNu
3〜NIL 7 、 ?岨10〜Nα13.Nα16〜
N(L20゜N(L23〜Na25 、 NlZ 8〜
N(L33である。このうち試料Nα33は非直線指数
αが低く実用に供し得ない。従ってPrは0.08〜5
.0原子チ、COは0.1〜10原子係、Kは0.01
〜1.0原子911. Crは0.01〜1,0原子チ
、Bは5XIQ ’〜lXl0 ’原子チの範囲で添加
する必要がある。以上第1表から明らかなように、副成
分としてPr、Co、に、Crを含む系にさらにB′f
、添加することにより、短波尾ザージ電流耐量、課電寿
命特性が大幅に改良される。これld、Zno KPr
、Co、に、Cr、Bが共存して初めて達成されるもの
である。これらの副成分を単独に添加すると、電圧非直
線性は極めて悪く、はぼオーミックな特性しか得られず
、実用に供することができない。
、即ち”mA の変化率が−64,3%より0%に近く
、課電寿命特性が向上した。即ちVIltAの変化率が
−35,4%より0%に近い試料は第1表によシNu
3〜NIL 7 、 ?岨10〜Nα13.Nα16〜
N(L20゜N(L23〜Na25 、 NlZ 8〜
N(L33である。このうち試料Nα33は非直線指数
αが低く実用に供し得ない。従ってPrは0.08〜5
.0原子チ、COは0.1〜10原子係、Kは0.01
〜1.0原子911. Crは0.01〜1,0原子チ
、Bは5XIQ ’〜lXl0 ’原子チの範囲で添加
する必要がある。以上第1表から明らかなように、副成
分としてPr、Co、に、Crを含む系にさらにB′f
、添加することにより、短波尾ザージ電流耐量、課電寿
命特性が大幅に改良される。これld、Zno KPr
、Co、に、Cr、Bが共存して初めて達成されるもの
である。これらの副成分を単独に添加すると、電圧非直
線性は極めて悪く、はぼオーミックな特性しか得られず
、実用に供することができない。
Th特h−絡り■士→ ・ ・・・第1表は、
希土類元素としてPrを用いた場合についてのみ例示し
た。Pr以外の希土類元素あるいは2種類以上の希土類
元素を用いた場合のBの添加による効果を第2表に示す
。
希土類元素としてPrを用いた場合についてのみ例示し
た。Pr以外の希土類元素あるいは2種類以上の希土類
元素を用いた場合のBの添加による効果を第2表に示す
。
第2表
第2表から、Pr以外の希土類元素においても、優れた
非直線を失わずに短波尾サージ電流耐量と課電寿命が大
幅に改善されることが解る。
非直線を失わずに短波尾サージ電流耐量と課電寿命が大
幅に改善されることが解る。
第3表に、Kの代わりにRb、Osを添加して製造した
場合の非直線抵抗体の特性を、第4表に、さらζこK及
びRh、cs両者を共存させて添加した場合の非直線抵
抗体の特性を示す。
場合の非直線抵抗体の特性を、第4表に、さらζこK及
びRh、cs両者を共存させて添加した場合の非直線抵
抗体の特性を示す。
第 3 表
第 4 表
いずれの場合も、Bの添加により、K単独の場合と同様
に優れた非直線性を失わずに短波尾サージ電流耐量と課
電寿命が大幅に改善される。この場合も、希土類元素を
0.08〜5.0原子チ、Coを0、1〜10.0原子
チ、K、Cs、Rbのうち少なくとも1種を総量で0.
01〜1.0原子%、 Cr ′fr−=4 0、01〜1.0原子%、B15xlO〜1xlO原子
饅の範囲で添加する必要がある。これらの場合、ZnO
K希土類元素、Co及びに、Cs、RbOうち少なくと
も一種ならびにCr とBとが共存して初めて達成さ
れるものであシ、これらの副成分を単独に添加すると電
圧非直線性は極めて悪くほぼオーミンクな特性しか得ら
れず、実用に供することができない。
に優れた非直線性を失わずに短波尾サージ電流耐量と課
電寿命が大幅に改善される。この場合も、希土類元素を
0.08〜5.0原子チ、Coを0、1〜10.0原子
チ、K、Cs、Rbのうち少なくとも1種を総量で0.
01〜1.0原子%、 Cr ′fr−=4 0、01〜1.0原子%、B15xlO〜1xlO原子
饅の範囲で添加する必要がある。これらの場合、ZnO
K希土類元素、Co及びに、Cs、RbOうち少なくと
も一種ならびにCr とBとが共存して初めて達成さ
れるものであシ、これらの副成分を単独に添加すると電
圧非直線性は極めて悪くほぼオーミンクな特性しか得ら
れず、実用に供することができない。
上述したように、ZnOを主成分とし* P r +C
o及びに、Cs、Rb うち少なくとも一種ならびに
CrとBを副成分として添加した電圧非直線抵抗体は、
良好な非直線性を保付した上で短波尾サージ電流耐量と
課電寿命が大幅に向上し、従ってバリスタとして極めて
有効に使用することができる。
o及びに、Cs、Rb うち少なくとも一種ならびに
CrとBを副成分として添加した電圧非直線抵抗体は、
良好な非直線性を保付した上で短波尾サージ電流耐量と
課電寿命が大幅に向上し、従ってバリスタとして極めて
有効に使用することができる。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 酸化亜鉛を主成分とし、これに副成分として少なくとも
一種の希土類元素を総量で0.08〜5.0原子チ、コ
バルトを0.1〜10.0原子%、カリウム。 セシウム、ルビジウムのうち少なくとも一種1r:総量
で0.01〜1.0原子%、クロ、ムを0.01〜1.
0原子チ、ホウ素を5X10’〜lXl0 ’原子チの
範囲で添加し焼成−してなることを特徴とする電圧非直
線抵抗体。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP57176591A JPS5965406A (ja) | 1982-10-07 | 1982-10-07 | 電圧非直線抵抗体 |
DE19833336065 DE3336065A1 (de) | 1982-10-07 | 1983-10-04 | Verfahren zur herstellung eines spannungsabhaengigen, nicht-linearen zinkoxid-widerstands |
US06/761,314 US4579702A (en) | 1982-10-07 | 1985-07-30 | Zinc oxide voltage nonlinear resistors |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP57176591A JPS5965406A (ja) | 1982-10-07 | 1982-10-07 | 電圧非直線抵抗体 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS5965406A true JPS5965406A (ja) | 1984-04-13 |
JPS644651B2 JPS644651B2 (ja) | 1989-01-26 |
Family
ID=16016238
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP57176591A Granted JPS5965406A (ja) | 1982-10-07 | 1982-10-07 | 電圧非直線抵抗体 |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4579702A (ja) |
JP (1) | JPS5965406A (ja) |
DE (1) | DE3336065A1 (ja) |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5220316A (en) * | 1989-07-03 | 1993-06-15 | Benjamin Kazan | Nonlinear resistor control circuit and use in liquid crystal displays |
US5199958A (en) * | 1990-05-04 | 1993-04-06 | Burlington Industries Inc. | Stain resistant multicolor textured cut pile carpet: cationic-dyeable nylon yarn dyed with anionic dyes and anionic-dyeable nylon yarn |
US5294374A (en) * | 1992-03-20 | 1994-03-15 | Leviton Manufacturing Co., Inc. | Electrical overstress materials and method of manufacture |
US5814948A (en) * | 1997-01-14 | 1998-09-29 | Eastman Kodak Company | Flash circuit for low cost cameras |
US6037400A (en) * | 1997-08-25 | 2000-03-14 | Hitachi Maxell, Ltd | Composition for prevention of electric wave in wide range and electric wave absorber coping with all directions using same |
Family Cites Families (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CA831691A (en) * | 1967-10-09 | 1970-01-06 | Matsuoka Michio | Non-linear resistors of bulk type |
US3928245A (en) * | 1973-07-09 | 1975-12-23 | Gen Electric | Metal oxide voltage-variable resistor composition |
JPS5320318B2 (ja) * | 1973-12-20 | 1978-06-26 | ||
US4028277A (en) * | 1974-02-20 | 1977-06-07 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Voltage-dependent resistor |
JPS5321517B2 (ja) * | 1974-06-03 | 1978-07-03 | ||
US4046847A (en) * | 1975-12-22 | 1977-09-06 | General Electric Company | Process for improving the stability of sintered zinc oxide varistors |
JPS54163395A (en) * | 1978-06-14 | 1979-12-25 | Fuji Electric Co Ltd | Voltage nonlinear resistive porcelain |
DE3033511C2 (de) * | 1979-09-07 | 1994-09-08 | Tdk Corp | Spannungsabhängiger Widerstand |
DE3123599A1 (de) * | 1980-06-18 | 1982-04-15 | General Electric Co., Schenectady, N.Y. | "stabile zusammensetzung fuer einen zinkoxid-varistor" |
US4477793A (en) * | 1982-06-30 | 1984-10-16 | Fuji Electric Co., Ltd. | Zinc oxide non-linear resistor |
US4473812A (en) * | 1982-11-04 | 1984-09-25 | Fuji Electric Co., Ltd. | Voltage-dependent nonlinear resistor |
JPS6152206A (ja) * | 1984-04-13 | 1986-03-14 | 井関農機株式会社 | 耕深制御装置 |
JPS6152207A (ja) * | 1984-08-17 | 1986-03-14 | 井関農機株式会社 | コンバインの刈取制御装置 |
JPS6152205A (ja) * | 1984-08-21 | 1986-03-14 | 松山株式会社 | 農作業機連結装置 |
-
1982
- 1982-10-07 JP JP57176591A patent/JPS5965406A/ja active Granted
-
1983
- 1983-10-04 DE DE19833336065 patent/DE3336065A1/de active Granted
-
1985
- 1985-07-30 US US06/761,314 patent/US4579702A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE3336065A1 (de) | 1984-04-12 |
JPS644651B2 (ja) | 1989-01-26 |
US4579702A (en) | 1986-04-01 |
DE3336065C2 (ja) | 1993-07-08 |
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