JPS62193215A - Manufacture of voltage nonlinear device - Google Patents

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。(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は印加電圧によって抵抗値が変化する電圧非直線
性素子に関するもので、電圧安定化、異常電圧制御、さ
らにはマトリックス駆動の液晶、ＥＬなどの表示デバイ
スのスイッチング素子などに利用されるものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of Industrial Application The present invention relates to a voltage nonlinear element whose resistance value changes depending on an applied voltage, and is useful for voltage stabilization, abnormal voltage control, and matrix-driven liquid crystal, EL, etc. It is used in switching elements of display devices, etc.

従来の技術 従来の電圧非直線性素子は、酸化亜鉛（ＺｎＯ）に酸化
ビスマス（Ｂｉ２０３）、酸化コバルト（Ｃ０２ｏ３）
、酸化マン刃／　（Ｍ　ｎ　Ｏ２）、酸化アンチモン（
Ｓｂ２Ｑ３）などの酸化物を添加して、１０００〜１３
５０″Ｃで焼結したＺｎＯバリスタなど、種々のものが
ある。Conventional technology Conventional voltage nonlinear elements are made of zinc oxide (ZnO), bismuth oxide (Bi203), and cobalt oxide (C02o3).
, Manblade oxide/ (M n O2), Antimony oxide (
1000-13 by adding oxides such as Sb2Q3)
There are various types such as ZnO varistors sintered at 50''C.

その中で、ＺｎＯバリスタは電圧非直線指数α、サージ
耐量が大きいことから、最も一般的に使われている０（
特公昭４６−１９４７２号公報参照）発明が解決しよう
とする問題点 このような従来の電圧非直線性素子は、ＺｎＯバリスタ
を初めとして、素子厚みを薄く（数十／Ａｍ以下）する
ことに限界があるため、バリスタ電圧（バリスタに電流
１　ｍＡを流した時の電圧ｖ１ｒｒＪ５゜で表される）
を低くすることに限界があり、低電圧用ＩＣの保獲素子
や低い電圧における電圧安定化素子として使えないもの
であった。まだ、上述したように焼成する際に１０００
″Ｃ以上の高温プロセスを必要とするため、ガラス基板
上あるいは回路基板上に電圧非直線性素子を直接形成で
きないという問題があった。さらに、従来のものは並列
静電容量が大きく、例えば液晶などのスイッチング素子
としては不適当なものであるなどの問題点を有していた
。Among them, ZnO varistors are the most commonly used varistors due to their large voltage nonlinearity index α and surge resistance.
(Refer to Japanese Patent Publication No. 46-19472) Problems to be Solved by the Invention Conventional voltage nonlinear elements such as these, including ZnO varistors, have limitations in reducing the element thickness (several tens of Amps or less). Therefore, the varistor voltage (expressed as the voltage v1rrJ5° when a current of 1 mA flows through the varistor)
There is a limit to how low the voltage can be, and it cannot be used as a capture element for low voltage ICs or as a voltage stabilizing element at low voltages. However, when firing as described above, 1000
Because it requires a high-temperature process of 100°C or higher, there is a problem in that voltage nonlinear elements cannot be directly formed on glass substrates or circuit boards.Furthermore, conventional devices have a large parallel capacitance, and for example, liquid crystal This has had problems such as being unsuitable as a switching element such as.

問題点を解決するための手段 この問題点を解決するだめに本発明は、無機質半導体の
微粉末にＳｂ２Ｏ３を主成分とする無機または有機化合
物を添加し、混合した後、６００〜１３６０°Ｃで熱処
理を行い、無機質半導体微粉末の表面に無機質絶縁被膜
を形成させると共に、その絶縁性被膜を表面に有した微
粉末状の上記無機質半導体の全部またはほとんどがそれ
ぞれ複数個集まった状態となるようにし、その後微粉末
状無機質半導体が複数個集まった状態の粉末または一部
に上記微粉末を含む粉末に絶縁性の有機接着剤かまたは
ガラス粉末と有機バインダーを結合剤として加え、ペイ
ント状にし、次いで」二記ペイントを一方の電極を配し
た絶縁基板上に印刷、スプレーまたは浸漬などによって
塗布した後、熱処理を行って硬化させ、さらにもう一方
の電極を導電性ペイントで印刷、スプレーまたは浸漬な
どによって塗布形成したことを特徴とするものである。Means for Solving the Problem In order to solve this problem, the present invention adds an inorganic or organic compound containing Sb2O3 as a main component to a fine powder of an inorganic semiconductor, mixes the mixture, and then heats the mixture at 600 to 1360°C. Heat treatment is performed to form an inorganic insulating film on the surface of the inorganic semiconductor fine powder, and all or most of the fine powdered inorganic semiconductors having the insulating film on the surface are assembled in plural pieces. Then, an insulating organic adhesive or a glass powder and an organic binder are added as a binder to a powder in which a plurality of finely powdered inorganic semiconductors are assembled or a part of the powder contains the finely divided powder, and then it is made into a paint form. '' After coating the insulated substrate with one electrode by printing, spraying, or dipping, heat treatment is performed to harden the paint, and then the other electrode is coated with conductive paint by printing, spraying, or dipping. It is characterized by being formed by coating.

作　　用 この方法によれば、低電流域においても電圧非直線指数
αの大きなものが得られ、かつ絶縁性の有機接着剤量ま
たはガラス粉末量によってバリスタ電圧を制御すること
もできることとなるため、電極間距離を狭く（数十μｍ
以下）して素子を形成することができ、低電圧化に適し
た素子がきわめて容易に得られることとなる。また、塗
布したペイントを低い温度で硬化させて作ることができ
るため、回路基板上に素子を直接形成することができ、
ＺｎＯバリスタなどでは考えられない幅広い用途が期待
できるものである。さらに、得られた素子は粉末状の半
導体物質を固めたものであるため、それぞれの半導体物
質の粉末間は点接触となり、接触面積が基１本的に小さ
いことから並列静電容量の小さなものが得られ、液晶な
どのデバイスのスイッチング素子として最適な素子が提
供できることとなる。Effect: According to this method, a large voltage nonlinearity index α can be obtained even in a low current range, and the varistor voltage can also be controlled by the amount of insulating organic adhesive or glass powder. Reduce the distance between electrodes (several tens of μm)
(below)), and an element suitable for lowering the voltage can be obtained very easily. In addition, since it can be made by curing the applied paint at low temperatures, it is possible to form elements directly on the circuit board.
It can be expected to have a wide range of applications that cannot be imagined with ZnO varistors or the like. Furthermore, since the obtained device is made of solidified powdered semiconductor material, there is point contact between the powders of each semiconductor material, and the contact area is basically small, so the parallel capacitance is small. Thus, it is possible to provide an element that is optimal as a switching element for devices such as liquid crystals.

実施例 以下、本発明を実施例にもとづいて詳細に説明する。Example Hereinafter, the present invention will be explained in detail based on examples.

第１図は本発明の製造方法による製造工程の一実施例を
示している。まず、粒子径が０．０５〜１μｍの微粒子
状の酸化亜鉛を７００〜１３００″Ｃで焼成した後、そ
の焼結されたＺｎＯを０．５〜５０μｍの粒子径（平均
粒子径１〜１０μｍ）に粉砕し、そのＺｎＯ微粉末に酸
化アンチモンをｏ、０６〜１０ｍｏ１％添加し、６００
〜１３５ｏ℃で１０〜６ｏ分間、熱処理し、そのＺ　ｎ
ｏ　５１ｚ粉末表面に酸化アンチモンの絶縁被膜を形成
した。この時、微粉末状のＺｎＯの表面には５ｂ２ｏ３
絶縁被膜がほぼ数十〜数百人の厚さで薄く形成されてい
ることが認められた。FIG. 1 shows an embodiment of the manufacturing process according to the manufacturing method of the present invention. First, fine particulate zinc oxide with a particle size of 0.05 to 1 μm is fired at 700 to 1300″C, and then the sintered ZnO is sintered with a particle size of 0.5 to 50 μm (average particle size of 1 to 10 μm). antimony oxide was added to the ZnO fine powder in an amount of 600 to 10 mo1%.
Heat-treated at ~135oC for 10-6o minutes, and the Zn
o An insulating film of antimony oxide was formed on the surface of the 51z powder. At this time, 5b2o3 is on the surface of the fine powder ZnO.
It was observed that the insulating coating was formed thinly, with a thickness of approximately several tens to several hundreds of layers.

次いで、このようにして作成したＳｂ２Ｏ３絶縁被膜が
表面についたＺｎＯ微粉末は弱い力で互いに接着してい
るので、これを乳鉢あるいはポットミルでほぐし、上記
ＺｎＯ微粉末がそれぞれ複数個集まった微粉末群の状態
とした（以下、この状態のものを粉末状という）。この
時、一部に上記ｈＯ微粉末が単独で存在しても差支えな
いものであり、このようなＺｎ０ｉ粉末を一部に含んで
の状態のものも粉末状という。次に、上記のようにして
得られたＳｂ２Ｏ３絶縁被膜が表面に形成された粉末状
のＺｎＯに、粉末間の結合を図る絶縁性の結合剤として
低融点ガラス粉末と有機バインダーを添加し、混合した
。ここで、結合剤としては低融点ガラス粉末量が粉末状
のＺｎＯに対して５〜２０ｗｔ％となるようにしたもの
とし、それを有機バインダーと例えば等重量で混合し、
ペイント状とした。ここで、有機バインダーとしてはエ
チルセルロースを使用し、その固形分が溶剤（たとえば
ターピネオール）に対して１０ｗｔ％　となるように薄
めたものとした。Next, since the ZnO fine powders with the Sb2O3 insulating coating formed on their surfaces adhere to each other with a weak force, they are loosened in a mortar or pot mill to form a fine powder group containing a plurality of each of the above ZnO fine powders. (hereinafter, this state will be referred to as powder). At this time, there is no problem even if the hO fine powder is present alone in a part of the powder, and a state in which a part of the powder contains such ZnOi powder is also referred to as a powder. Next, low melting point glass powder and an organic binder were added as an insulating binder to bond the powders to the powdered ZnO with the Sb2O3 insulating film formed on the surface obtained as described above, and the mixture was mixed. did. Here, as the binder, the amount of low melting point glass powder is 5 to 20 wt% with respect to powdered ZnO, and it is mixed with the organic binder in an equal weight, for example,
It was made into a paint form. Here, ethyl cellulose was used as the organic binder, and the solid content was diluted to 10 wt% with respect to the solvent (eg, terpineol).

次いで、上記のようにして得られたペイントを第２図に
示すようにＩＴＯ（インジウム・スズ酸化物）電極１の
設けられたガラス基板２上に例えばスクリーン印刷で塗
布し、３００〜５６０°Ｃで１ｏ〜３０分間、大気中で
熱処理した。次に、もう一方の電極３をカーボンペース
トをスクリーン印刷することにより形成し、本発明の素
子を得た。Next, the paint obtained as described above is applied, for example, by screen printing, onto a glass substrate 2 provided with an ITO (indium tin oxide) electrode 1 as shown in FIG. 2, and heated at 300 to 560°C. Heat treatment was performed in the air for 10 to 30 minutes. Next, the other electrode 3 was formed by screen printing carbon paste to obtain an element of the present invention.

第２図は、電圧非直線性素子４の拡大断面図であり、５
ばＺｎＯ粉末、６はＺｎＯ粉末６の表面に施された５ｂ
２ｏ３絶縁被膜、７はそれらＺｎＯ粉末６間を機械的に
結合している絶縁性結合剤の低融点ガラスであり、この
結合剤としての低融点ガラス７でもって粉末５の間は互
いに固められている。FIG. 2 is an enlarged sectional view of the voltage nonlinear element 4, and 5
6 is ZnO powder, and 6 is 5b applied to the surface of ZnO powder 6.
The 2o3 insulating coating 7 is a low-melting glass insulating binder that mechanically binds the ZnO powders 6 together, and the powders 5 are solidified together by the low-melting glass 7 as a binder. There is.

第３図は第２図の構成において、低融点ガラス（結合剤
）７の量が少ない場合を示している。FIG. 3 shows a case where the amount of low melting point glass (binder) 7 is small in the configuration of FIG. 2.

次に、上記のようにして作成された電圧非直線性素子の
電圧−電流特性について説明する。まず、第４図は第２
図の構成における電圧−電流特性を従来のＺｎＯバリス
タのそれと比較して示している。］本発明の素子は、ま
ず酸化亜鉛を７００°Ｃで焼成し、これにＳｂ２Ｏ３を
Ｏ，Ｅ５ｍｏ１％添加したものを９００°Ｃ１６０分間
熱処理した後、この平均粒子径６〜１ｏμｍのＺｎＯ粉
末と実計製薬味製の低融点ガラス微粉末（ＺｎＯ粉末に
対して２０ｗｔ％）に上記有機バインダーを等重量で混
合したものにおいて、素子面積を１−１電極間距離′ｆ
：３０１ｔｍとした場合における特性を示している。さ
て、電圧非直線性素子の電圧−電流特性は、よく知られ
ているように近似的に次式で示されている。Next, the voltage-current characteristics of the voltage nonlinear element created as described above will be explained. First, Figure 4 shows the second
The voltage-current characteristics of the configuration shown in the figure are compared with those of a conventional ZnO varistor. ] The element of the present invention is made by first firing zinc oxide at 700°C, adding 5 mo1% of Sb2O3 to it and heat-treating it at 900°C for 160 minutes, and then combining this ZnO powder with an average particle size of 6 to 1 μm and the actual product. In a mixture of low melting point glass fine powder (20wt% based on ZnO powder) manufactured by Keisha Ami Co., Ltd. and the above organic binder in equal weight, the device area was set to 1-1 inter-electrode distance'f.
: Shows the characteristics in the case of 301tm. Now, as is well known, the voltage-current characteristics of a voltage nonlinear element are approximately expressed by the following equation.

Ｉ＝ＫＶ” ここで、■は素子に流れる電流、■は素子の電極間の電
圧、Ｋは固有抵抗の抵抗値に相当する定数、αは上述し
た電圧非直線特性の指数を示しており、この電圧非直線
指数αは大きい程、電圧非直線性が優れていることにな
る。I=KV" Here, ■ is the current flowing through the element, ■ is the voltage between the electrodes of the element, K is a constant corresponding to the resistance value of the specific resistance, and α is the exponent of the voltage nonlinear characteristic mentioned above. The larger the voltage nonlinearity index α, the better the voltage nonlinearity.

第４図の特性に示されるように、特性Ｂで示される従来
のｈΩバリスタは低電流域において電圧非直線指数αが
小さく、１０　　Ａ以下の電流では良好な電圧非直線性
素子としての機能を発揮し得ない。一方、特性Ａで示さ
れる本発明の素子では低電流域においても電圧非直線指
数ａが大きく、１ｏ　Ａ程度の電流域でも十分に電圧非
直線性素子としての機能を発揮することができることを
示している。また、通常、ＺｎＯバリスタにおいてはバ
リスタ特性を表わすのに、例えば素子に１　ｍＡの電流
を流した時の電極間に現れる電圧をバリスタ電圧Ｖ　　
と呼び、このバリスタ電圧ｖ１ｆｎＡｍＡ と上記電圧非直線指数αとを使用している。本発明の素
子では、上述したように、低電流域においても電圧非直
線指数αが大きく、バリスタ電圧を第４図に示すように
例えばｖｌｌｉＡで表わすことができる。As shown in the characteristics in Figure 4, the conventional hΩ varistor with characteristic B has a small voltage nonlinearity index α in the low current range, and functions as a good voltage nonlinear element at currents below 10 A. I can't demonstrate it. On the other hand, the device of the present invention shown by characteristic A has a large voltage nonlinearity index a even in a low current range, indicating that it can sufficiently function as a voltage nonlinear device even in a current range of about 10 A. ing. In addition, in order to express the varistor characteristics of a ZnO varistor, the voltage that appears between the electrodes when a current of 1 mA is passed through the element is usually expressed as the varistor voltage V.
This varistor voltage v1fnAmA and the voltage non-linearity index α are used. As described above, in the device of the present invention, the voltage nonlinearity index α is large even in the low current range, and the varistor voltage can be expressed, for example, by vlliA as shown in FIG.

このように本発明において、バリスタ電圧を低いものと
することができるのは、まず電圧非直線性素子４の素子
厚を薄くさせることができることと、さらにまた第３図
に示すように結合剤としての低融点ガラス７の量が少な
い場合、カーボン電極３が電圧非直線性素子４内に浸透
することによって実質的にも電極間距離を狭くして素子
を形成することができるためである。また、本発明素子
において低電流域でも電圧非直線指数αが大きい理由は
、現在のところ理由は明確とはなっていないが、粉末状
の半導体物質（Ｚ　ｎｏ　）を絶縁性結合剤の低融点ガ
ラスでもって固めたものであるため、それぞれの半導体
物質の間は点接触となり、接触面積がｌ」・さいこと、
また結合剤が絶縁性のため、漏れ電流が小さくなってい
ることによるものと考えられる。In this way, in the present invention, the varistor voltage can be made low because firstly, the element thickness of the voltage nonlinear element 4 can be made thin, and furthermore, as shown in FIG. This is because when the amount of the low melting point glass 7 is small, the carbon electrode 3 penetrates into the voltage nonlinear element 4, thereby making it possible to form an element with a substantially narrower distance between the electrodes. Furthermore, although the reason why the voltage nonlinearity index α is large even in the low current range in the device of the present invention is not clear at present, Since it is solidified with glass, there is point contact between each semiconductor material, and the contact area is l''.
It is also thought that this is due to the fact that the leakage current is small because the binder is insulating.

ここで、第４図の特性は上述したように電極間距離を３
０μｍとした素子についてのものであるが、これはＺｎ
Ｏ粉末の平均粒子径が６〜１０μｍという比較的大きな
粒子径のだめにこれ以上狭くすることができないからで
ある。すなわち、ＺｎＯ粉末の平均粒子径が０．３〜３
ｐｒｎのものを使えば、電極間距離が１０μｍ程度もし
くはそれ以下の素子を作ることができるのであり、その
場合においても第４図に示すような良好な特性が得られ
ることを本発明者らは実験により確認した。Here, the characteristics shown in Fig. 4 are as follows when the distance between the electrodes is 3
This is for an element with a thickness of 0 μm;
This is because the average particle diameter of the O powder is relatively large, 6 to 10 μm, so it cannot be made any narrower. That is, the average particle diameter of the ZnO powder is 0.3 to 3
The inventors have found that if prn is used, it is possible to create an element with an interelectrode distance of about 10 μm or less, and even in that case, good characteristics as shown in Figure 4 can be obtained. Confirmed by experiment.

第５図は本発明において、酸化アンチモンの添加量を変
えた場合のバリスタ電圧ｖ１□Ａ、電圧非直線指数ａお
よび並列静電容量Ｃの変化する様子を示している。ここ
で、酸化亜鉛の焼成温度など、その他の条件は第４図の
場合の条件と同一とした。FIG. 5 shows how the varistor voltage v1□A, the voltage nonlinearity index a, and the parallel capacitance C change when the amount of antimony oxide added is changed in the present invention. Here, other conditions such as the firing temperature of zinc oxide were the same as those in the case of FIG. 4.

第５図に示されるように、本発明素子においては並列静
電容量が従来のＺｎＯバリスタが１０００〜２００００
ＰＦであるのに対して非常に小さいものとなっている。As shown in FIG. 5, in the device of the present invention, the parallel capacitance of the conventional ZnO varistor is 1000 to 20000.
Although it is a PF, it is very small.

この並列静電容量Ｃが本発明素子において小さい理由は
、上述したように半導体物質間の接触面積が小さいこと
によるものである。The reason why this parallel capacitance C is small in the device of the present invention is that the contact area between the semiconductor materials is small, as described above.

また、下記に示す第１表は本発明において酸化アンチモ
ンの添加量と熱処理温度を変えた場合のバリスタ電圧Ｖ
　　　電圧非直線指数αおよび基１μ八％ 列（静電容量Ｃの変化する様子を示した表である。Table 1 below shows the varistor voltage V when the amount of antimony oxide added and the heat treatment temperature are changed in the present invention.
This is a table showing how the voltage non-linearity index α and the base 1 μ8% column (capacitance C change).

上記第１表および第６図より明らかなように、各特性値
は酸化アンチモンの添加量と熱処理温度に依存している
ことがわかる。ここで、酸化アンチモンの添加量はＯ，
ＯＳ〜３ｍｏ１％　　で特に良好な特性を示した。まだ
、熱処理温度は酸化アンチモンの添加量にもよるが６０
０〜１３５０’Ｃの範囲で良好な特性を示した０この熱
処理温度が上記温度範囲以外、例えば８００″Ｃ未満で
は十分な絶縁被膜の形成が困難であることや１３６０°
Ｃを超えた温度では電圧非直線指数αが必要とする値以
下になるなどの原因で良好な特性が得られないのである
。As is clear from Table 1 and FIG. 6, each characteristic value is dependent on the amount of antimony oxide added and the heat treatment temperature. Here, the amount of antimony oxide added is O,
Particularly good characteristics were shown at OS~3mo1%. The heat treatment temperature still depends on the amount of antimony oxide added, but
If the heat treatment temperature is outside the above temperature range, e.g. less than 800"C, it may be difficult to form a sufficient insulating film.
At temperatures exceeding C, good characteristics cannot be obtained because the voltage nonlinearity index α becomes less than the required value.

なお、上記の実施例においては、半導体物質としては、
ＺｎＯを例にとり説明したが、それ以外の半導体物質で
あっても差支えないことはもちろんである。また、同様
に絶縁被膜を構成する材料としては、Ｓｂ２Ｏ３単独に
限られることはなく、Ｓｂ２Ｏ３ｆ：主成分として、Ａ
Ｉ、　Ｔｉ、　Ｓｒ、　Ｍｇ％Ｎｉ。In addition, in the above embodiment, the semiconductor material is
Although ZnO has been described as an example, it goes without saying that other semiconductor materials may be used. Similarly, the material constituting the insulating film is not limited to Sb2O3 alone, and Sb2O3f: as the main component, A
I, Ti, Sr, Mg%Ni.

Ｃｒ、Ｓｔなどの金属酸化物またはこれら金属の有機金
属酸化物を単独または組合せて使用することができるも
のである。Metal oxides such as Cr and St or organometallic oxides of these metals can be used alone or in combination.

さらに、粉末状の半導体物質を固める結合剤としては、
ガラス粉末と有機バインダーとを組合せだ形以外に絶縁
性の有機接着剤でもよく、熱硬化性樹脂、たとえ、ばポ
リイミド樹脂、フェノール樹脂、フラン樹脂、エリア樹
脂、メラミン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ジアリル
フタレート樹脂、エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂、ケ
イ素樹脂などでも良いものである。Furthermore, as a binder for solidifying powdered semiconductor materials,
In addition to the combination of glass powder and organic binder, insulating organic adhesives may also be used, such as thermosetting resins such as polyimide resins, phenolic resins, furan resins, area resins, melamine resins, unsaturated polyester resins, diallyl resins, etc. Phthalate resin, epoxy resin, polyurethane resin, silicone resin, etc. may also be used.

さらにまた、上記実施例では結合剤としてガラス粉末単
独を用いた場合について示したが、ガラス粉末を上記の
絶縁性有機接着剤と併用する形で用いても良いものであ
り、たとえばガラス粉末でＺｎＯ粉末を結合させた後、
素子の上部から上記有機接着剤を印刷し、素子内に充填
するなどによっても素子形成ができるものである。Furthermore, although the above example shows the case where glass powder alone is used as the binder, glass powder may also be used in combination with the above insulating organic adhesive. For example, glass powder may be used in combination with ZnO After combining the powders,
The element can also be formed by printing the organic adhesive from above the element and filling it into the element.

また、上記の実施例では素子および電極の形成をスクリ
ーン印刷法により行ったが、それ以外の塗布法、例えば
スプレー、浸漬などの方法で行ってもよいものである。Furthermore, although the elements and electrodes were formed by screen printing in the above embodiments, other coating methods such as spraying, dipping, etc. may also be used.

さらにまた、上記実施例にょる（Ｆ！　；置方法では、
まず最初に無機質半導体である微粒子状のＺｎＯを熱処
理、粉砕し、粉末とした後に、絶縁性の無機質化合物で
あるＳｂ、＞０３を添加し、千の後熱処理を行ったが、
これは無機質半導体の粉末に直接、恢機質化合物を添加
するようにし、上記無機質半導体微粒子の焼成、粉砕と
いう処理工程を省略しても差支えないものである。Furthermore, in the above embodiment (F!;
First, ZnO in the form of fine particles, which is an inorganic semiconductor, was heat-treated and pulverized to form a powder, after which Sb, which is an insulating inorganic compound, was added and a post-heat treatment was performed for 1,000 times.
This can be done by adding the inorganic compound directly to the inorganic semiconductor powder and omitting the processing steps of firing and pulverizing the inorganic semiconductor fine particles.

発明の効果 以上の説明より明らかなように本発明方法により得られ
た電圧非直線性素子は、低電流域における電圧非直線指
数αが大きく、まだ並列静電容量の小さな素子が得られ
ることから、消費電流の小さい液晶、ＥＬなどのデバイ
スのスイッチング素子として最適な素子を提供できるも
のである。壕だ、電極間距離を狭くして素子を形成する
ことができるため、バリスタ電圧の低いものが得られ、
し、かも絶縁性有機接着剤ｆ！ｋまたはガラス粉末量に
よってバリスタ電圧を制御することもでき、上記　　　
′電圧非直線指数αが大きいことと相まって従来のＺｎ
Ｏバリスタでは対応することのできなかった低電圧用Ｉ
Ｃの保護素子や低い電圧における電圧安定化素子として
使用することができる。さらに、塗布したペイントを低
い温度で硬化させて簡単にして作ることができるため、
回路基板上やガラス基板上に素子を直接形成することが
できるものである。このように種々の特徴を有する本発
明の電圧非直線性素子は、今までのＺｎＯバリスタなど
では考えられない幅広い用途が期待できるものであり、
その産業性は大なるものである。Effects of the Invention As is clear from the above explanation, the voltage nonlinear element obtained by the method of the present invention has a large voltage nonlinearity index α in the low current range, and an element with a small parallel capacitance can still be obtained. , it is possible to provide an element that is optimal as a switching element for devices such as liquid crystals and EL devices with low current consumption. Because it is possible to form an element by narrowing the distance between the electrodes, it is possible to obtain a device with a low varistor voltage.
And maybe an insulating organic adhesive f! The varistor voltage can also be controlled by k or the amount of glass powder, and the above
'In combination with the large voltage nonlinearity index α, conventional Zn
Low voltage I which could not be supported by O varistor
It can be used as a protection element for C or a voltage stabilization element at low voltage. Furthermore, the applied paint can be cured at low temperatures to make it easier to create.
It is possible to directly form elements on a circuit board or a glass substrate. The voltage nonlinear element of the present invention, which has such various characteristics, can be expected to have a wide range of applications unimaginable for conventional ZnO varistors, etc.
Its industrial potential is great.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第１図は本発明方法による電圧非直線性素子の製造方法
の工程を示す図、第２図は本発明方法により得られた電
圧非直線性素子の一実施例を示す拡大断面図、第３図は
本発明の素子をガラス基板上に設けた他の実施例を示す
断面図、第４図は本発明方法により得られた素子と従来
のＺｎＯバリスタの１１圧−電流特性を示す図、第６図
は本発明方法による素子において５ｂ２ｏ３の添加量を
変えた場合の電圧非直線指数α、バリスタ電圧ｖ１１Ａ
および並列静電容量Ｃの変化する様子を示す図である。 １・・・・・・ＩＴＯ電極、２・・・・・・ガラス基板
、３・・・・・・カーボン電極、４・・・・・・電圧非
直線性素子、６・・・・・・ＺｎＯ粉末、６・・・・・
・５ｂ２Ｑ３絶縁被膜、７・・・・・・低融点ガラス（
結合剤）。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名第　
２Ｉ￥ｌ 第４図 一±　！ミ（Ｖ） 第５図FIG. 1 is a diagram showing the steps of a method for manufacturing a voltage nonlinear element according to the method of the present invention, FIG. 2 is an enlarged sectional view showing an example of a voltage nonlinear element obtained by the method of the present invention, and FIG. The figure is a cross-sectional view showing another example in which the element of the present invention is provided on a glass substrate. Figure 6 shows the voltage nonlinearity index α and varistor voltage v11A when the amount of 5b2o3 added is changed in the device according to the method of the present invention.
FIG. 3 is a diagram showing how the parallel capacitance C changes. 1...ITO electrode, 2...Glass substrate, 3...Carbon electrode, 4...Voltage nonlinear element, 6... ZnO powder, 6...
・5b2Q3 insulation coating, 7...Low melting point glass (
binder). Name of agent: Patent attorney Toshio Nakao and 1 other person
2I￥l Figure 4 1±! Mi (V) Figure 5

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 　無機質半導体の微粉末にＳｂ＿２Ｏ＿３を主成分とす
る無機または有機化合物を添加し、混合した後、６００
〜１３６０℃で熱処理を行い、無機質半導体微粉末の表
面に無機質絶縁被膜を形成させると共に、その絶縁性被
膜を表面に有した微粉末状の上記無機質半導体の全部ま
たはほとんどがそれぞれ複数個集まった状態となるよう
にし、その後微粉末状無機質半導体が複数個集まった状
態の粉末または一部に上記微粉末を含む粉末に絶縁性の
有機接着剤かまたはガラス粉末と有機バインダーを結合
剤として加え、ペイント状にし、次いで上記ペイントを
一方の電極を配した絶縁基板上に印刷、スプレーまたは
浸漬などによって塗布した後、熱処理を行って硬化させ
、さらにもう一方の電極を導電性ペイントで印刷、スプ
レー、または浸漬などによって塗布形成したことを特徴
とする電圧非直線性素子の製造方法。After adding and mixing an inorganic or organic compound containing Sb_2O_3 as a main component to a fine powder of an inorganic semiconductor,
Heat treatment is performed at ~1360°C to form an inorganic insulating film on the surface of the inorganic semiconductor fine powder, and a state in which all or most of the above fine powdered inorganic semiconductors having the insulating film on the surface are gathered in plural pieces. Then, an insulating organic adhesive or a glass powder and an organic binder are added as a binder to the powder, which is a collection of multiple finely powdered inorganic semiconductors, or a powder containing some of the fine powders, and then painted. Then, the paint is applied by printing, spraying, or dipping onto the insulating substrate on which one electrode is arranged, and then heat treatment is performed to harden it, and the other electrode is printed, sprayed, or dipping with conductive paint. A method for manufacturing a voltage nonlinear element, characterized in that it is formed by coating by dipping or the like.