JPS62242302A - 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、！Ｌ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 crystals. It is used for switching elements of display devices such as L.

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（Ｃｏ２０３）
、酸化マンガｙ　（Ｍｎ　Ｏ２）　＋酸化アンチモン（
Ｓｂ２０６）などの酸化物を添加して、１ｏｏｏ〜１３
６０℃で焼結したＺｎＯバリスタなど１種々のものがあ
る。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
（特公昭４６−１９４７２号公報参照）。Conventional technology Conventional voltage nonlinear elements are made of zinc oxide (ZnO), bismuth oxide (Bi203), and cobalt oxide (Co203).
, manga oxide (MnO2) + antimony oxide (
By adding oxides such as Sb206), 1ooo to 13
There are various types such as ZnO varistors sintered at 60°C. Among them, ZnO varistors are the most commonly used because they have a large voltage nonlinearity index α and surge resistance (see Japanese Patent Publication No. 19472/1983).

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μｍ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
ｙ１１Ａを流した時の電圧ｖ４ｍＡで表される）を低く
することに限界があり。Problems to be Solved by the Invention In such conventional voltage nonlinear elements, such as ZnO varistors, there is a limit to reducing the element thickness (several tens of micrometers or less). 1
There is a limit to lowering the voltage (expressed as v4mA) when y11A flows.

低電圧用ＩＣの保護素子や低い電圧における電圧安定化
素子として使えないものであった。また、上述したよう
に焼成する際に１０００℃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。It could not be used as a protection element for low voltage ICs or as a voltage stabilizing element at low voltages. Further, as mentioned above, since a high temperature process of 1000° C. or higher is required for firing, there is a problem that a voltage nonlinear element cannot be directly formed on a glass substrate or a circuit board. Furthermore, conventional devices have a large parallel capacitance, making them unsuitable for use as switching elements for liquid crystals, for example.

問題点を解決するだめの手段 この問題点を解決するために本発明は、　Ｂｔ２０３゜
Ｇａ２Ｏ３，ＭｎＯ，、およびＳｂ２Ｏ３の全てを少な
くとも含んでなる薄い絶縁被膜を有した微粉末状の半導
体物質が複数個集まった状態を一つの粉末とする粉末状
の半導体物質が、一方の電極を設けてなる絶縁基板上に
、その一方の電極側となる下層側を絶縁性の結合剤、上
層側を導電性ペーストよりなる他方の電極でもってそれ
ぞれ固めて設けられ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 provides a method in which a plurality of fine powder semiconductor materials each having a thin insulating film containing at least all of Bt203°Ga2O3, MnO, and Sb2O3 are used. A powdered semiconductor substance, which is made up of a single powder, is placed on an insulating substrate with one electrode, the lower layer, which is the electrode side, is an insulating binder, and the upper layer is a conductive material. It is characterized in that each electrode is solidified with the other electrode made of paste.

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、かつ絶縁性の結合剤の量によ
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 binder, so the distance between the electrodes can be narrowed. (several tens of micrometers or less), and an element suitable for lower voltage can be obtained very easily. Furthermore, since it can be made by curing the applied paint at a low temperature, it is possible to form elements directly on a circuit board, and it is expected to have a wide range of applications unimaginable for ZnO varistors and 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 since the contact area is basically small, it is possible to obtain a device with a small parallel capacitance. This makes it 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０ 第１図は本発明素子を得るだめの製造工程の一例を示し
ている。まず、粒子径が０．０５〜１μｍの微粒子状の
酸化亜鉛ｆニア００〜１３００’Ｃで焼成した後、その
焼結されたＺｎＯを０．６〜５０μｍの粒子径（平均粒
子径１〜１０μｍ）に粉砕６　・ し、そのＺｎＯ微粉末にＢｉ、、０３．　Ｃｏ□０３．
ＭｎＯ２゜Ｓｂ２Ｏ３ノ総量を０．０５〜１０ｍｏ１％
添加し、６ｏＯ〜１３５０’Ｃで１ｏ〜６０分間、熱処
理し、そのＺｎＯ微粉末表面にこれら酸化物の絶縁被膜
を形成した。この時、微粉末状のＺｎＯの表面には上記
酸化物の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。次いで、こめようにして
作成した酸化物の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ｚｎｏ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ｚｎｏ微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酸化物絶縁被膜
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、結合剤として低融
点ガラス粉６　、　。EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be explained in detail based on Examples. FIG. 1 shows an example of the manufacturing process for obtaining the device of the present invention. First, fine particulate zinc oxide with a particle size of 0.05 to 1 μm is fired at 00 to 1300'C, and then the sintered ZnO is heated to a particle size of 0.6 to 50 μm (average particle size of 1 to 10 μm). ), and the ZnO fine powder was crushed with Bi, 03. Co□03.
The total amount of MnO2゜Sb2O3 is 0.05 to 10 mo1%
and heat-treated at 60°C to 1350'C for 1°C to 60 minutes to form an insulating film of these oxides on the surface of the ZnO fine powder. At this time, it was observed that an insulating film of the above-mentioned oxide was formed on the surface of the finely powdered ZnO to a thickness of about several tens to several hundreds. Next, since the ZnO fine powders with the oxide insulating coating formed on their surfaces adhere to each other with weak force, they are loosened in a mortar or pot mill to form a fine mixture of a plurality of each of the above ZnO fine powders. It was made into a powder state (hereinafter, this state is referred to as a powder state). At this time, there is no problem even if the above-mentioned ZNO fine powder is present alone in a part, and a state containing such ZNO fine powder in a part is also referred to as 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 oxide insulating film formed on the surface obtained as described above. Mixed. Here, low melting point glass powder 6 is used as a binder.

未発が粉末状のＺｎＯに対して６〜２０　ｗ　ｔ％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。The amount of unreleased ZnO was 6 to 20 wt % based on the powdered ZnO, and this was mixed with an organic binder in an equal weight, for example, to form a paint. Here, ethyl cellulose is used as the organic binder, and its solid content is 10 wt% with respect to the solvent (for example, terpineol).
It was diluted so that

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℃で１０〜３０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, as shown in FIG. 2, the paint obtained as described above is applied onto a glass substrate 2 provided with an ITO (indium tin oxide) electrode 1 by, for example, screen printing, 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
はＺｎＯ粉末、６はＺｎＯ粉末６の表面に施された酸化
物絶縁被膜、７は上記ＩＴＯ電極１側となる下層側のＺ
ｎＯ粉末５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。FIG. 2 is an enlarged sectional view of the voltage nonlinear element 4, and 5
is ZnO powder, 6 is an oxide insulating coating applied to the surface of ZnO powder 6, and 7 is Zn on the lower layer side which is the ITO electrode 1 side.
It is a low melting point glass that is an insulating binder that mechanically binds nO powder 5 together.

この結合剤としての低融点ガラス７でもって下層側の粉
末６の間は互いに固められている。また、上層側のＺｎ
Ｏ粉末６の間は上記カーボンペーストよりなる電極３で
互いに固められている。The lower powder layer 6 is solidified with the low melting glass 7 as a binder. In addition, Zn on the upper layer side
The spaces between the O powders 6 are fixed together by electrodes 3 made of the carbon paste described above.

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。Next, the voltage-current characteristics of the voltage nonlinear element created as described above will be explained. first.

第３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Ｂ
ｔ２０３．　Ｇａ２Ｏ３，ＭｎＯ，、、５ｂ２ｏ５をそ
れぞれ０．２　ｒｌｏ１％、つまり総量でｏ、８ｍｏｌ
係添加したものを９００℃、６０分間熱処理した後、こ
の平均粒子径５〜１０μｍのＺｎＯ粉末と奥野製薬（株
）製の低融点ガラス微粉末（ＺｎＯ粉末に対して２０　
ｗ　ｔ％　）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１−９電極間距離を３０μｍ
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％式％ ここで、工は素子に流れる電流、Ｖ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。FIG. 3 shows the voltage-current characteristics of the configuration of FIG. 2 in comparison with those of a conventional ZnO varistor. The device of the present invention is made by first firing zinc oxide at 700'C, and adding B to it.
t203. Ga2O3, MnO,..., 5b2o5 are each 0.2 rlo1%, that is, the total amount is 8 mol
The ZnO powder with an average particle size of 5 to 10 μm was mixed with the low melting point glass fine powder manufactured by Okuno Pharmaceutical Co., Ltd. (20 μm for ZnO powder).
wt%) and the above organic binder in equal weight, the device area is 1-9 and the distance between electrodes is 30 μm.
The characteristics are shown when Now, as is well known, the voltage-current characteristics of a voltage non-linear element can be approximated by the following formula % Formula % Here, E is the current flowing through the element, V is the voltage between the electrodes of the element, and K is The constant α corresponding to the resistance value of the specific resistance indicates the above-mentioned index of the voltage nonlinearity characteristic, and the larger the voltage nonlinearity index α, the better the voltage nonlinearity.

第３図の特性に示されるように、特性Ｂで示される従来
のＺｎＯ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、特性人で示さ
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αが大きく、１０””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１ｍＡ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ｖ１ｍ
Ａと呼び、このバリスタ電圧ｖ、ｍＡと上記電圧非直線
指数αとを使用している。As shown in the characteristics in Figure 3, the conventional ZnO varistor shown in characteristic B has a voltage nonlinearity index α in the low current region.
is small, and cannot function as a good voltage nonlinear element at a current of 10"A or less. On the other hand, the voltage nonlinearity index α is large even in the low current range in the element of the present invention shown in the characteristics. , it has been shown that it can sufficiently function as a voltage nonlinear element even in a current range of about 10""A.Also, normally, in order to express the varistor characteristics of a ZnO varistor, for example, 1mA is applied to the element. The voltage that appears between the electrodes when a current of is applied is called the varistor voltage v1m
A, and this varistor voltage v, mA and the voltage non-linearity index α are used.

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３図に
示すように例えばｖ１□で表わすことができる。As described above, in the device of the present invention, the voltage non-linearity index α is large even in the low current range, and the varistor voltage can be expressed, for example, by v1□ 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、さらに捷だ第２図
に示すように結合剤としての低融点ガラス７でもって下
層側の電圧非直線性素子４が固められると共に上層側の
電圧非直線性素子４がカーボン電極３で固められること
から、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。この時、低融点ガラス７の量
が少々い場合、カーボン電極３が上層側の電圧非直線性
素子４内に浸透する度合が犬きくなりより実質的に電極
間距離を狭くして素子を形成することができるため、バ
リスタ電圧を一層低くすることができるものである。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
々いが、粉末状の半導体物質（ＺｎＯ）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、１ｏ　
・ それぞれの半導体物質の間は点接触となり、接触面積が
小さいこと、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. Since the voltage non-linear element 4 on the lower layer side is hardened by the low melting point glass 7 and the voltage non-linear element 4 on the upper layer side is hardened by the carbon electrode 3, the distance between the electrodes can be substantially narrowed. This is because the element can be formed using the same method. At this time, if the amount of the low melting point glass 7 is a little small, the degree to which the carbon electrode 3 penetrates into the voltage nonlinear element 4 on the upper layer side becomes too large, and the element is formed by substantially narrowing the distance between the electrodes. Therefore, the varistor voltage can be further lowered. In addition, in the device of the present invention, even in the low current range, the voltage nonlinearity index α
Although the reason is not clear at present, the reason why the
- This is thought to be due to the fact that there is point contact between each semiconductor material, the contact area is small, and the bonding agent is insulating, so the leakage current is small.

ここで、第３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
粒子径のた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〜
３μｍ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３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. 3 are obtained by changing the distance between the electrodes by 3 as described above.
This is for an element with a thickness of 0 μm;
This is because the average particle diameter of O powder is relatively large, 6 to 10 μm, and cannot be made any narrower. That is, the average particle diameter of ZnO powder is 0.3~
The inventors have found that if a 3 μm material 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 3 can be obtained. Confirmed by experiment.

第４図は本発明において、Ｂ１２Ｏ３、’　Ｇａ２Ｏ３
゜ＭｎＯ２，Ｓｂ２Ｏ５の総添加量を変えた場合のバリ
スタ電圧７１１１人、電圧非直線指数α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３図の場合の条件と
同一とした。第４図に示されるよう１１・ 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１０ｏｏ〜２ｏＯＯｏＰＦであるのに対して
非常に小さいものとなっている。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。Figure 4 shows that in the present invention, B12O3, 'Ga2O3
It shows how the varistor voltage 7111, the voltage nonlinearity index α, and the parallel capacitance C change when the total addition amount of MnO2 and Sb2O5 is changed. Here, other conditions such as the firing temperature of zinc oxide were the same as those in the case of FIG. 3. As shown in FIG. 4, in the device of the present invention, the parallel capacitance is
It is much smaller than the varistor, which is 10oo to 2oOOoPF. 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Ｂ、２ｏ３．
ｃｏ２ｏ６９Ｍｎｏ２．５ｂ２ｏ５ノ総添加量ト熱処理
温度を変えた場合のバリスタ電圧ｖ１ｔｔＡ。In addition, Table 1 shown below shows B, 2o3.
Varistor voltage v1ttA when the total addition amount of co2o69Mno2.5b2o5 and the heat treatment temperature are changed.

電圧非直線指数αおよび並列静電容量Ｃの変化する様子
を示した表である。2 is a table showing how the voltage nonlinear index α and the parallel capacitance C change.

（以下余白） １４　・＼−１ 上記第１表および第４図より明らかなように、各特性値
は上記酸化物の総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、これら酸化物の総添加量は０．０
５〜３ｍｏ１％で特に良好特性を示した。′ｉ１だ、熱
処理温度は酸化コバルトの添加量にもよるがｅｏｏ〜１
３５０℃の範囲で良好な特性を示した。この熱処理温度
が上記温度範囲以外、例えばｅｏｏ℃未満では十分な絶
縁被膜の形成が困難であることや１３５０’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。(The following is a blank space) 14.\-1 As is clear from the above Table 1 and FIG. 4, it can be seen that each characteristic value depends on the total amount of the oxide added and the heat treatment temperature. Here, the total amount of these oxides added is 0.0
Particularly good characteristics were shown at 5 to 3 mo1%. 'i1, the heat treatment temperature depends on the amount of cobalt oxide added, but eoo~1
It showed good characteristics in the range of 350°C. If this heat treatment temperature is outside the above temperature range, for example, below eoo°C, it will be difficult to form a sufficient insulating film, and if the temperature exceeds 1350'C, the voltage non-linearity index α will fall below the required value. Therefore, good characteristics cannot be obtained.

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、Ｂｉ２Ｏ３，Ｃｏ
２Ｏ３，ＭｎＯ２，５ｂ２ｏ３だけに限られることはな
（、Ｂｉ、　（ｌｉｏ、　Ｍｎ、　８ｂの全てを主成分
としてム１．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, materials constituting the insulating film include Bi2O3, Co
It is not limited to only 2O3, MnO2, 5b2o3, but it can be made from all of (, Bi, (lio, Mn, 8b) as the main components. Ti, Sr, Mg, Ni.

Ｏｒ、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ととができるも
のである。Metal oxides such as Or 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た形以外に絶縁
性の有機接着剤でもよく、熱硬化樹脂、たとえばポリイ
ミド樹脂、フェノール樹脂。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 and phenolic resins.

フラン樹脂、ユリア樹脂、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
。Furan resin, urea resin, melamine resin, unsaturated polyester resin, diallyl 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７塗布法１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
。Further, in the above embodiments, the elements and electrodes were formed by screen printing, but other coating methods such as spraying and dipping may also be used.

さらにまた、上記実施例による製造工程では。Furthermore, in the manufacturing process according to the above embodiment.

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Ｂｉ、、０６．０ｏ２０３．　ＭｎＯ２゜Ｓｂ２Ｏ
３を添加し、その後熱処理を行ったが、これは無機質半
導体の粉末に直接無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。First, ZnO in the form of fine particles, which is an inorganic semiconductor, is heat-treated and pulverized to form a powder, and then Bi, which is an insulating inorganic compound, is processed into powder. MnO2゜Sb2O
3 was added, and then heat treatment was performed, in which the inorganic compound was directly added to the inorganic semiconductor powder, and the inorganic semiconductor fine particles were fired.

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
。There is no problem even if the processing step of pulverization is omitted.

発明の効果 以上の説明より明らかなように本発明による電圧非直線
性素子は、低電流域における電圧非直線指数αが大きく
、また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、ＩｒＬ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。Effects of the Invention As is clear from the above explanation, the voltage nonlinear element according to the present invention has a large voltage nonlinearity index α in the low current region, and an element with small parallel capacitance can be obtained.
This makes it possible to provide an element that is optimal as a switching element for devices such as liquid crystals and IrL devices that have low current consumption.

また、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
性有機液、着剤量またはガラス粉末量によってバリスタ
ー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ＺｎＯバリスタでは対応する
ことのできなかった低電圧用ｉｃ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。In addition, since the device can be formed by narrowing the distance between the electrodes, a device with a low varistor voltage can be obtained, and the varistor pressure can also be controlled by the amount of insulating organic liquid, adhesive, or glass powder. Coupled with the large voltage non-linearity index α, the ZnO varistor can be used as a protection element for low-voltage ICs or as a voltage stabilizing element at low voltages, which conventional ZnO varistors could not handle.

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。Furthermore, since the applied paint can be cured at low temperatures and easily manufactured, elements can be directly formed on circuit boards or glass substrates. The voltage nonlinear element of the present invention having such various characteristics can be expected to have a wide range of applications unimaginable for conventional ZnO varistors, and has great industrial potential.

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

第１図は本発明による電圧非直線性素子の製造工程の一
例を示す図、第２図は本発明による電圧非直線性素子の
一実施例を示す拡大断面図、第３図は本発明による素子
と従来のＺｎＯバリスタの電圧−電流特性を示す図、第
４図は本発明による素子においてＢｔ２０６．００２０
３　、　ＭｎＯ２，Ｓｂ２Ｏ３の総添加量を変えた場合
の電圧非直線指数α、バ、ｉＪ’、−スタ電圧ｖｊ　ｌ
ＩＡおよび並列静電容量Ｃの変化す１８、、、−。 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、５・・・・・・ＺｎＯ粉末、６・・・・・
・添加物による酸化物絶縁被膜、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３
図 一力　電圧（Ｖ）FIG. 1 is a diagram showing an example of the manufacturing process of a voltage non-linear element according to the present invention, FIG. 2 is an enlarged sectional view showing an embodiment of the voltage non-linear element according to the present invention, and FIG. 3 is a diagram showing an example of the manufacturing process of a voltage non-linear element according to the present invention. A diagram showing the voltage-current characteristics of the device and the conventional ZnO varistor, FIG. 4 shows the device according to the present invention at Bt206.0020.
3. Voltage nonlinear index α, b, iJ', -star voltage vj l when changing the total amount of MnO2 and Sb2O3 added
Changes in IA and parallel capacitance C18, , -. FIG. 1...ITO electrode, 2...Glass substrate, 3...Carbon electrode, 4...Voltage nonlinear element, 5... ZnO powder, 6...
- Oxide insulating film with additives, 7...Low melting point glass (binder). Name of agent: Patent attorney Toshio Nakao and 1 other person No. 3
Figure 1 Power Voltage (V)

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 　Ｂｉ＿２Ｏ＿３、Ｃｏ＿２Ｏ＿３、ＭｎＯ＿２および
Ｓｂ＿２Ｏ＿３の全てを少なくとも含んでなる薄い絶縁
被膜を有した微粉末状の半導体物質が複数個集まった状
態を一つの粉末とする粉末状の半導体物質が、一方の電
極を設けてなる絶縁基板上に、その一方の電極側となる
下層側を絶縁性の結合剤、上層側を導電性ペーストより
なる他方の電極でもってそれぞれ固めて設けられたこと
を特徴とする電圧非直線性素子。One electrode is provided with a powdery semiconductor material in which a plurality of finely powdered semiconductor materials each having a thin insulating film containing at least all of Bi_2O_3, Co_2O_3, MnO_2 and Sb_2O_3 are assembled into one powder. A voltage non-linear device characterized in that it is provided on an insulating substrate made of an insulating material, with the lower layer side serving as one electrode side being solidified with an insulating bonding agent, and the upper layer side being solidified with the other electrode made of a conductive paste. Sex elements.