JP2548297B2 - バリスタの製造方法 - Google Patents
バリスタの製造方法Info
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- JP2548297B2 JP2548297B2 JP63119525A JP11952588A JP2548297B2 JP 2548297 B2 JP2548297 B2 JP 2548297B2 JP 63119525 A JP63119525 A JP 63119525A JP 11952588 A JP11952588 A JP 11952588A JP 2548297 B2 JP2548297 B2 JP 2548297B2
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- mol
- grain growth
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- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
- Thermistors And Varistors (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は半導体電子部品をサージ電流から保護するた
めの低電圧用のバリスタの製造方法に関するものであ
る。
めの低電圧用のバリスタの製造方法に関するものであ
る。
従来の技術 従来、ZnOを主成分とし、Bi2Ｏ3,CoO,Sb2Ｏ3,Cr2Ｏ3
を始めとする数種の金属酸化物を副成分とする酸化亜鉛
型バリスタが、優れた電圧非直線性により、サージ吸収
用の素子として広く利用されてきた。この酸化亜鉛型バ
リスタは焼結体1mm当たりの立上がり電圧（バリスタ電
圧:V1mA）を調整することにより、種々の電圧回路に適
用できる。現在、実用化されている酸化亜鉛型バリスタ
のＶ1mA/mmは概ね10〜300Vである。また、酸化亜鉛型バ
リスタのバリスタ電圧は、焼結体中のZnO粒子の直列数
に依存し、焼結体の厚みを一定とすると、バリスタ電圧
を上げるためにはZnO粒子の成長を阻害し、逆に下げる
ためには促進させれば良い。例えば、ZnO,Bi2Ｏ3,CoO,S
b2Ｏ3,SiO2,NiO,Cr2Ｏ3,MnO2などから適当に調製された
酸化亜鉛型バリスタでは、ZnO粒子の大きさは10〜30μ
ｍ程度、Ｖ1mA/mmは80〜300Vである。一方、これらの成
分にTiO2を加えた酸化亜鉛型バリスタは低電圧化し、Zn
O粒子径は50〜100μm,V1mA/mmは20〜50Vとなる。
を始めとする数種の金属酸化物を副成分とする酸化亜鉛
型バリスタが、優れた電圧非直線性により、サージ吸収
用の素子として広く利用されてきた。この酸化亜鉛型バ
リスタは焼結体1mm当たりの立上がり電圧（バリスタ電
圧:V1mA）を調整することにより、種々の電圧回路に適
用できる。現在、実用化されている酸化亜鉛型バリスタ
のＶ1mA/mmは概ね10〜300Vである。また、酸化亜鉛型バ
リスタのバリスタ電圧は、焼結体中のZnO粒子の直列数
に依存し、焼結体の厚みを一定とすると、バリスタ電圧
を上げるためにはZnO粒子の成長を阻害し、逆に下げる
ためには促進させれば良い。例えば、ZnO,Bi2Ｏ3,CoO,S
b2Ｏ3,SiO2,NiO,Cr2Ｏ3,MnO2などから適当に調製された
酸化亜鉛型バリスタでは、ZnO粒子の大きさは10〜30μ
ｍ程度、Ｖ1mA/mmは80〜300Vである。一方、これらの成
分にTiO2を加えた酸化亜鉛型バリスタは低電圧化し、Zn
O粒子径は50〜100μm,V1mA/mmは20〜50Vとなる。
近年、家電機器，産業機器の制御回路のマイコン化が
進展し、これに伴い駆動回路電圧が低下し、そのほとん
どが10V以下である。ところが、トランジスタ,ICを始め
とする半導体電子部品はサージ電流に極めて弱く、その
対策が不可欠のものとなっている。このような背景によ
り、バリスタ電圧が10V程度の低電圧回路用の酸化亜鉛
型バリスタが市場から強く求められている。このために
はZnO粒子径を200〜300μｍにする必要がある。
進展し、これに伴い駆動回路電圧が低下し、そのほとん
どが10V以下である。ところが、トランジスタ,ICを始め
とする半導体電子部品はサージ電流に極めて弱く、その
対策が不可欠のものとなっている。このような背景によ
り、バリスタ電圧が10V程度の低電圧回路用の酸化亜鉛
型バリスタが市場から強く求められている。このために
はZnO粒子径を200〜300μｍにする必要がある。
上記低電圧回路用の酸化亜鉛型バリスタを製造する方
法として、例えば特公昭56-39526号公報に記載のものが
知られている。これは、ZnO99.5モル％,BaCO30.5モル％
を混合したのち焼結し、加水分解により30〜200μｍのZ
nO結晶を得る。さらに、ZnO,Sb2Ｏ3,CoO,MnO2,NiO,Cr2
Ｏ3などを混合したのち焼結し、スピネル相成分を得
る。このスピネル相成分とZnO結晶を適当に分級し、別
に用意したZnO粉末にスピネル相成分を１〜50重量％,Zn
O結晶を１〜40重量％添加し、混合，成型，焼結し、Ｖ
1mA/mmが約10Vの低電圧バリスタが作成される。
法として、例えば特公昭56-39526号公報に記載のものが
知られている。これは、ZnO99.5モル％,BaCO30.5モル％
を混合したのち焼結し、加水分解により30〜200μｍのZ
nO結晶を得る。さらに、ZnO,Sb2Ｏ3,CoO,MnO2,NiO,Cr2
Ｏ3などを混合したのち焼結し、スピネル相成分を得
る。このスピネル相成分とZnO結晶を適当に分級し、別
に用意したZnO粉末にスピネル相成分を１〜50重量％,Zn
O結晶を１〜40重量％添加し、混合，成型，焼結し、Ｖ
1mA/mmが約10Vの低電圧バリスタが作成される。
発明が解決しようとする課題 しかしながら、上記のような従来の方法によれば、Zn
O結晶粒を得るために焼成後、加水分解、分級が必要で
あり、さらにスピネル相成分の作成にも同様の工程が必
要なため、工数が非常に多く、時間的、エネルギー的ロ
スが高いという欠点を有していた。さらに、ZnO結晶粒
とスピネル相成分、ZnO粉末を混合する際、それらの比
重の違いから均一な混合が困難で、ZnO結晶粒の偏在に
よりバリスタ電圧が大きく、バラツキが大きいという欠
点も同時に有していた。
O結晶粒を得るために焼成後、加水分解、分級が必要で
あり、さらにスピネル相成分の作成にも同様の工程が必
要なため、工数が非常に多く、時間的、エネルギー的ロ
スが高いという欠点を有していた。さらに、ZnO結晶粒
とスピネル相成分、ZnO粉末を混合する際、それらの比
重の違いから均一な混合が困難で、ZnO結晶粒の偏在に
よりバリスタ電圧が大きく、バラツキが大きいという欠
点も同時に有していた。
本発明はこのような問題点を解決するもので、半導体
電子部品をサージ電流から保護するための低電圧用のバ
リスタの製造方法を提供することを目的とするものであ
る。
電子部品をサージ電流から保護するための低電圧用のバ
リスタの製造方法を提供することを目的とするものであ
る。
課題を解決するための手段 本発明では、上記従来の問題点を解決するため、酸化
亜鉛型バリスタの造粒粉を基材とし、これにスプレード
ライヤーに別途用意したMgOからなる造粒粉を粒成長促
進剤として添加し、混合，成型，焼結させることを特徴
とするものである。
亜鉛型バリスタの造粒粉を基材とし、これにスプレード
ライヤーに別途用意したMgOからなる造粒粉を粒成長促
進剤として添加し、混合，成型，焼結させることを特徴
とするものである。
作用 上記方法を採用することにより、焼結体内部に80〜30
0μｍのZnO結晶粒が分散して配置され、電圧非直線指数
の優れた低電圧のバリスタを容易に得ることとなる。
0μｍのZnO結晶粒が分散して配置され、電圧非直線指数
の優れた低電圧のバリスタを容易に得ることとなる。
実施例 以下、本発明の詳細を実施例に基づき説明する。
まず、ZnO粉末にBi2Ｏ3,CoO,MnO2,Sb2Ｏ3,NiO,Cr
2Ｏ3,TiO2をそれぞれ1.00モル％,0.50％,1.00モル％,0.
05モル％,0.5モル％,0.10モル％,1.00モル％添加し、こ
れにバインダーと水を加え混合しスラリーを得る。この
スラリーをスプレードライヤーにて乾燥、造粒し基材を
得る。次に、粒成長促進剤として、平均粒径1.5μｍに
粉砕したMgO粉末にバインダーと水を加え混合し、スプ
レードライヤーにて乾燥、造粒し造粒粉を得る。この
際、スプレードライヤーの乾燥条件を適当に変え、メッ
シュカットを行い平均粒径５μm,10μm,25μm,50μm,75
μｍの５種類の粒成長促進剤を得た。この粒成長促進剤
を基材に対し適当量混合し低電圧バリスタの原料粉とし
た。この原料粉を加圧成型後、1250℃で１〜５時間焼結
させ、バリスタ電圧、電圧非直線指数などを調べた。
2Ｏ3,TiO2をそれぞれ1.00モル％,0.50％,1.00モル％,0.
05モル％,0.5モル％,0.10モル％,1.00モル％添加し、こ
れにバインダーと水を加え混合しスラリーを得る。この
スラリーをスプレードライヤーにて乾燥、造粒し基材を
得る。次に、粒成長促進剤として、平均粒径1.5μｍに
粉砕したMgO粉末にバインダーと水を加え混合し、スプ
レードライヤーにて乾燥、造粒し造粒粉を得る。この
際、スプレードライヤーの乾燥条件を適当に変え、メッ
シュカットを行い平均粒径５μm,10μm,25μm,50μm,75
μｍの５種類の粒成長促進剤を得た。この粒成長促進剤
を基材に対し適当量混合し低電圧バリスタの原料粉とし
た。この原料粉を加圧成型後、1250℃で１〜５時間焼結
させ、バリスタ電圧、電圧非直線指数などを調べた。
第１図〜第５図は基材に平均粒径５μm,10μm,25μm,
50μm,75μｍにそれぞれメッシュカットした粒成長促進
剤（MgO）を0.03〜10.00モル％の濃度範囲で添加した試
料の単位厚み当たりのバリスタ電圧（Ｖ1mA/mm）および
電圧非直線指数（α）の関係を示す特性図である。比較
検討例として第６図に基材、粒成長促進剤を分離せず、
出発原料にMgOを0.03〜10.00モル％添加した試料の特性
を示した。
50μm,75μｍにそれぞれメッシュカットした粒成長促進
剤（MgO）を0.03〜10.00モル％の濃度範囲で添加した試
料の単位厚み当たりのバリスタ電圧（Ｖ1mA/mm）および
電圧非直線指数（α）の関係を示す特性図である。比較
検討例として第６図に基材、粒成長促進剤を分離せず、
出発原料にMgOを0.03〜10.00モル％添加した試料の特性
を示した。
第１図より平均粒径５μｍの粒成長促進剤を用いた試
料では添加量が0.1〜3.0モル％の時、Ｖ1mA/mmが低下
し、ZnO粒成長が発生していることがわかる。しかし、
同時にαも急激に低下し低電圧バリスタとしては不適当
である。一方、第２図〜第４図より平均粒径10〜50μｍ
の粒成長促進剤を用いた試料では添加量が0.03〜3.00モ
ル％の時、目標とするＶ1mA/mmが約10Vまで低下し、α
は30〜50と良好な値を示す。また、添加量が3.0モル％
を越えた場合、Ｖ1mA/mmはむしろ上昇し、αも低下す
る。第５図より平均粒径75μｍの粒成長促進剤を用いた
場合、Ｖ1mA/mmは低下するもののαが20前後に低下する
ことがわかる。第６図より、基材、粒成長促進剤を分離
して添加しない従来法を用いた場合、MgO添加量が0.3〜
1.0モル％で約10Vまで低下するもののαも約20まで低下
してしまうことがわかる。以上の結果より、粒成長促進
剤の平均粒径10〜50μｍ、添加量0.1〜3.0モル％の時、
Ｖ1mA/mm約10V、α30〜50の低電圧バリスタを製造する
ことができる。
料では添加量が0.1〜3.0モル％の時、Ｖ1mA/mmが低下
し、ZnO粒成長が発生していることがわかる。しかし、
同時にαも急激に低下し低電圧バリスタとしては不適当
である。一方、第２図〜第４図より平均粒径10〜50μｍ
の粒成長促進剤を用いた試料では添加量が0.03〜3.00モ
ル％の時、目標とするＶ1mA/mmが約10Vまで低下し、α
は30〜50と良好な値を示す。また、添加量が3.0モル％
を越えた場合、Ｖ1mA/mmはむしろ上昇し、αも低下す
る。第５図より平均粒径75μｍの粒成長促進剤を用いた
場合、Ｖ1mA/mmは低下するもののαが20前後に低下する
ことがわかる。第６図より、基材、粒成長促進剤を分離
して添加しない従来法を用いた場合、MgO添加量が0.3〜
1.0モル％で約10Vまで低下するもののαも約20まで低下
してしまうことがわかる。以上の結果より、粒成長促進
剤の平均粒径10〜50μｍ、添加量0.1〜3.0モル％の時、
Ｖ1mA/mm約10V、α30〜50の低電圧バリスタを製造する
ことができる。
発明の効果 以上のように本発明によれば、バリスタ特性を有する
造粒粉に、MgOからなる粒成長促進剤を添加することに
より、バリスタ電圧が低く、電圧非直線性の高い酸化亜
鉛バリスタを極めて容易に製造することができる。
造粒粉に、MgOからなる粒成長促進剤を添加することに
より、バリスタ電圧が低く、電圧非直線性の高い酸化亜
鉛バリスタを極めて容易に製造することができる。
なお、本実施例では基材にZnO,Bi2Ｏ3,CoO,MnO2,Cr2
Ｏ3,NiO,Sb2Ｏ3,TiO2を用いたが、バリスタとしての特
性を向上させる他の金属酸化物、例えばAl2Ｏ3,SiO2,Pb
O,SnO2,Ag2O,Pr6Ｏ11などを用いても本発明の効果に変
わりはない。
Ｏ3,NiO,Sb2Ｏ3,TiO2を用いたが、バリスタとしての特
性を向上させる他の金属酸化物、例えばAl2Ｏ3,SiO2,Pb
O,SnO2,Ag2O,Pr6Ｏ11などを用いても本発明の効果に変
わりはない。
第１図〜第５図はいずれも本発明例，参考例の特性図
で、それぞれ平均粒径５μm,10μm,25μm,50μm,75μｍ
の粒成長促進剤を用いた場合の粒成長促進剤添加量とＶ
1mA/mmおよびαの関係を示す特性図、第６図は従来の製
造法によるバリスタの特性図である。
で、それぞれ平均粒径５μm,10μm,25μm,50μm,75μｍ
の粒成長促進剤を用いた場合の粒成長促進剤添加量とＶ
1mA/mmおよびαの関係を示す特性図、第６図は従来の製
造法によるバリスタの特性図である。
Claims (2)
- 【請求項１】焼結体自身がバリスタ特性を有する酸化亜
鉛を主成分とする造粒粉を基材とし、スプレードライヤ
ーにて10〜50μｍに造粒したMgOを粒成長促進剤とし、
上記基材に上記粒成長促進剤を混合してなる原料粉を成
形、焼結してなるバリスタの製造方法。 - 【請求項２】原料粉中にMgOを0.1〜3.0モル％含むこと
を特徴とする特許請求の範囲第１項に記載のバリスタの
製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63119525A JP2548297B2 (ja) | 1988-05-17 | 1988-05-17 | バリスタの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63119525A JP2548297B2 (ja) | 1988-05-17 | 1988-05-17 | バリスタの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01289211A JPH01289211A (ja) | 1989-11-21 |
| JP2548297B2 true JP2548297B2 (ja) | 1996-10-30 |
Family
ID=14763437
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63119525A Expired - Lifetime JP2548297B2 (ja) | 1988-05-17 | 1988-05-17 | バリスタの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2548297B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100436021B1 (ko) * | 2002-01-15 | 2004-06-12 | (주) 래트론 | 산화아연 바리스터 및 그 제조방법 |
-
1988
- 1988-05-17 JP JP63119525A patent/JP2548297B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01289211A (ja) | 1989-11-21 |
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