DE1930970A1 - Ein keramischer,spannungsabhaengiger Widerstand und ein Verfahren zu dessen Herstellung - Google Patents
Ein keramischer,spannungsabhaengiger Widerstand und ein Verfahren zu dessen HerstellungInfo
- Publication number
- DE1930970A1 DE1930970A1 DE19691930970 DE1930970A DE1930970A1 DE 1930970 A1 DE1930970 A1 DE 1930970A1 DE 19691930970 DE19691930970 DE 19691930970 DE 1930970 A DE1930970 A DE 1930970A DE 1930970 A1 DE1930970 A1 DE 1930970A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- oxide
- voltage
- ceramic
- dependent resistor
- electrode
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/01—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics
- C04B35/46—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on titanium oxides or titanates
- C04B35/462—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on titanium oxides or titanates based on titanates
- C04B35/465—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on titanium oxides or titanates based on titanates based on alkaline earth metal titanates
- C04B35/468—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on titanium oxides or titanates based on titanates based on alkaline earth metal titanates based on barium titanates
- C04B35/4682—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on titanium oxides or titanates based on titanates based on alkaline earth metal titanates based on barium titanates based on BaTiO3 perovskite phase
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/01—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics
- C04B35/46—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on titanium oxides or titanates
- C04B35/462—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on titanium oxides or titanates based on titanates
- C04B35/465—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on titanium oxides or titanates based on titanates based on alkaline earth metal titanates
- C04B35/468—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on titanium oxides or titanates based on titanates based on alkaline earth metal titanates based on barium titanates
- C04B35/4682—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on titanium oxides or titanates based on titanates based on alkaline earth metal titanates based on barium titanates based on BaTiO3 perovskite phase
- C04B35/4684—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on titanium oxides or titanates based on titanates based on alkaline earth metal titanates based on barium titanates based on BaTiO3 perovskite phase containing lead compounds
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01C—RESISTORS
- H01C17/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing resistors
- H01C17/28—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing resistors adapted for applying terminals
- H01C17/281—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing resistors adapted for applying terminals by thick film techniques
- H01C17/283—Precursor compositions therefor, e.g. pastes, inks, glass frits
- H01C17/285—Precursor compositions therefor, e.g. pastes, inks, glass frits applied to zinc or cadmium oxide resistors
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01C—RESISTORS
- H01C17/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing resistors
- H01C17/28—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing resistors adapted for applying terminals
- H01C17/281—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing resistors adapted for applying terminals by thick film techniques
- H01C17/283—Precursor compositions therefor, e.g. pastes, inks, glass frits
- H01C17/286—Precursor compositions therefor, e.g. pastes, inks, glass frits applied to TiO2 or titanate resistors
-
- 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
- H01C7/115—Titanium dioxide- or titanate type
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
- Thermistors And Varistors (AREA)
- Non-Adjustable Resistors (AREA)
Description
Matsushita Electric Industrial Co., Ltd, Kadoma,Osaka,Japan
Ein keramischer, spannungsabhängiger Widerstand
und ein Verfahren zu dessen Herstellung
und ein Verfahren zu dessen Herstellung
Diese Erfindung betrifft einen spannungsabhängigen .Viaer-'
stand, der aus einer halbleitenden Titanat-Keramik besteht
und leitende Elektroden aufweist, die an den Oberflächen der
Keramik angebracht sind, und insbesondere einen spannungsabhängigen Widerstand mit einer Strom-Spannungs-Kennlinie,
die in Bezug auf die angelegte Spannung asymmetrisch ist,
und sie betrifft auch das Herstellungsverfahren dafür.
und sie betrifft auch das Herstellungsverfahren dafür.
Es gibt derzeit eine Anzahl verschiedener Typen von spannungsabhängigen
Widerständen. Die asymmetrische Strom-Spannungs-Kennlinie steht in enger Beziehung zu einer Potentialbarriere,
die durch einen Kontakt zwischen zwei Materialien mit verschiedenen Austrittsarbeiten gebildet wird.
Ein spannungsabhängiger Widerstand ist deshalb wie folgt
aufgebaut: die eine Oberfläche eines Halbleiters berührt eine
aufgebaut: die eine Oberfläche eines Halbleiters berührt eine
909885/1095
8AD
-2- "Ui 3.(Jf-! 7 O'
Elektrode und bildet damit eine Potentialbarriere, und die
andere Oberfläche steht mit einer ο :j.. sen en ..ieKtroüe in der
asymmetrischen Kennlinie in Berührung, wobei der Durcf.Ia.jstrom
(I) als eine Funktion der angelegten ~panning (V) wie
folgt ausgedrückt werden kann:
V/ 3 ..
ι -ioe (-■)
wobei 1 und fi Konstanten sind, die von,der Po ό er. ti al barrie-re
abhängen. ß ist der r:e;:ipro>v.ert aer St^: · ".:>.-· cu-r
log I-V-Kurve und kann v.ie folgt gbscnritce:. ■..·.-· rat-:-.:
'<l .303 log (I ^/1^)
Das ß zeigt eine Verändorungsrat-e der ^r ar.nur.i- r.f-i lcv'az'itnmis-oner
Änderung des Stroces. Lfesnalt ist ß ei:.-_- c:-ai-a/:l·-^rI-stisci.e
Konstante des spann^ngsabhängigen //iders tanües, ν,κηη
diesel· als ein die Spannung stabilisierendes r.I.ei..er.Z verv,endet
v.-jre, wie ζ.,π. Beispiel ein herkömmlicher Si-Vai'istcr. .-.i ne
andere charakteristische Konstante ist eine Spannung, lie
bestimmt wird durch einen gegebenen Strom, der im linearen"
Bereich der log I-V-Kurven liegt. Mese Spannung v.-ird versuchsweise
als Varistor-Scannung bezeichnet.
Ein asymmetrischer Varistor erfordert ein kleines ß, verschiedene
Varistor-Spannungen über einen weiten Bereich von hohen zu niedrigen Spannungen, einen reduzierten Leckstrom,
eine hohe Stabilität bei Feuchtigkeit, und mit der Zeit,
der Temperatur und der elektrischen last sowie niedrige Kosten.
Obwohl viele Anstrengungen auf eine gleichzeitige Verbesserung aller dieser Eigenschaften gerichtet wurden, sind mit dem
herkömmlichen spannungsabhängigen V/iderstand, wie dem Si-Varistor,
vollständig zufriedenstellende Ergebnisse nicht erzielt worden.
9 0 9 8 8 5/ 1 0 9 S BAD ORiQIMAL
;·,ϋ ist rut bekannt, dai: Iiariiaatitanat einen relativ niedrigen
el CK frischen Widerstand bei Raumtemperatur (20 C bis 30 C)
aufweist, wenn das Lariumtitanat eine kleine Menge eines
Oxids seltener Erden enthält, wie Ceriumoxid, Samariumoxid
\)Z\i. Yt Criun.oxid, oder in einer kleine» Kengen Sauerstoff
enthaltenden Atmosphäre geglüht worden ist. Die Keramiken sind n-lialbleiter, in welchen die otromträger Elektronen
sind.
Wenn Jilberpaste auf der Oberfläche der Keramik geglüht wird,
um eine Elektrode zu bilden, wird eine Potentialbarriere an der Grenzfläche zwischen der Elektrode und der Keramik gebildet.
Deshalb kann ein spannungsabhängiger Widerstand konstruiert werden, wenn die andere Oberfläche ruit einer ohmschen
Elektrode in Berührung stellt, wie einer Indium-Gallium-legierung.
Es ist jedoch sehr schwierig, die geforderten asymmetrischen Varistoreigenschaften zu erzielen. Die Eigenschaften
werden der gleichrichtenden Wirkung der Potentialbarrierenschicht zugeschrieben, die an einer Grenzfläche zwischen dem
Keramikmaterial und der"Metallelektrode gebildet wird. Das
Grundkonzept der Potentialbarrierenschicht wird durch die USA-Patentschrift 3 419 759 mit dem Titel "Capacitor
Comprising Ferroelectric Ceramic with Oxidic Electrodes and Hetero junction Barrier Layer between Electrodes and Ceramic"
und die USA-Patentschrift 3-419 578 mit dem Titel "Ceramic Capacitor Comprising Semiconductive Barium Titanate Body and
Silver Alloy Electrodes containing Minor Amount of Cu, Cd or Bi" beispielhaft dargestellt.
Ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung eines neuartigen spannungsabhängigen Widerstandes, der halbleitende
litanatkeramik und Elektroden enthält und der eine hohe Nichtlinearität aufweist, die durch ein kleines ß gekennzeichnet
ist. ·
Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung
eines neuartigen spannungsabhängigen Widerstandes, der gekenn-
• ^5 - ·; &0988 5/ 109 5
SAD ORIQIMAL
zeichnet ist durch verschiedene Varistor-Spannungen, reduzierten Leckstrom, hohe Stabilität Lei Feuchtigkeit und mit der
Zeit, der Temperatur und der elektrischen Last sowie· durch
niedrige Kosten. . .
Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren
zur Herstellung eines aprinungsabhängigen Widerstandes, der
gekennzeichnet ist durch ein kleines ß , verschiedene Varistor-Dpannungen,
reduzierten Leckstrom und hohe Stabilität bei
Feuchtigkeit und»mit der Zeit, der Temperatur und der elektri-
Solche spannungsabhängigen Widerstände sind geeignet zur Verwendung in Varistoren. Diese und andere. Ziele der vorliegenden
Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung in Verbindung
mit der beiliegenden. Zeichnung deutlich werden, in der die . FigV 1 eine isometrische Ansicht einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist.
Zu Beginn der genauen Beschreibung der vorliegenden Erfindung
wird die Konstruktion eines keramischen spannungsabhängigen
. Widerstandes, .wie^· er durch die vorliegende Erfindung vorgeschlagen wird, unter Bezugnahme auf Fig. 1 beschrieben, in der
k das Bezugszeichen TO einen keramischen spannungsabhängigen
Widerstand gemäß der vorliegenden Erfindung kennzeichnet.
Ein halbleitendes Titanatplättchen 1 besitzt eine nichtohmsche
Elektrode 2, die auf die eine Oberfläche aufgebracht ist, und
eine ohmsche'Elektrode 3, die auf die andere Oberfläche aufgebracht ist. Diese Elektroden 2 und 3 sind elektrisch mit
Zuführungsdrahten 4 durch irgendein geeignetes Verfahren, wie
Löten:, verbunden. . .^ .
Ein keramischer spannungsabhängiger Widerstand gemäß,der vorliegenden Erfindung besteht aus einem halbleitenden .Titanatplättchen mit einer nichtohmschen Elektrode, die auf die eine
Oberfläche aufgebracht ist, und einer ohmschen Elektrode,, die
90 988 5/10 95
8AB ORIGINAL
\ : -5- 1030370
auf eine .andere Oberfläche aufgebracht ist... I)Ie nichtoiirnscfce .
Elektrode besteht dabei im wesentlichen, als. festen Beatandteilen,-aus
93—55 Gew.-y- einer S über komponente, 6,5-*25 Gaw.,-^
eines kombinierten Zusatzes von Bleioxid und Wismuthoxid und.
-0., 5-3-b, 5 Gew..-*-) eines weiteren Zusatzes von n.indestens einer.
Metalloxid,· das aus der Gruppe ausgewählt ist., die aus: Bor.,
Kupfer, Cadmium., Zink, Nickel, Kobalt, Lisen., Titan,; Miot und
Tantal besteht. " . · ■ -. · ■·.-"_
Zum Erzielen eines spannungsabhängigen V/i de rs tand.es, .der ge— kennfl-eich.net
ist durcn. eine hohe Stabilität mit der/Zeit, der
Temperatur, der Feuchtigkeit und der elektrischen Last, ist es wichtig, daß- die auf die eine Oberfläche aufgebrachte
nicht ohms ehe Elektrod^e. oei -6OU0G bis -92.0 C in einer oxidleren-'den
Atmosphäre geglüht wird, -die .2 bis 100 Vol.-^ üauerstofi
enthält. In Verbindung mit dem Leckstrom und dem ß-V/ert besteht'eine
bevorzugte Zusammensetzung ,der nichtolimschen Elektrode
im wesentlichen, als festen Bestandteilen, aurs bO-60-Gew.-1^
einer Silberkomponente, 14-24 Gew.-^. eines kombinierten
Zusatzes von Bleioxid und V/ismuthoxid.und. 6-26 Gew..-J^. eines
weiteren Zusatzes von mindestens einem Metalloxid, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Bor, Kupfer, Cadmium, Zink,
Nickel, Kobalt, Eisen, Titan, Niob und Tantal besteht.·.
Der kombinierte Zusatz besteht, vorzugsweise aus 40-60 Gew.-^
Bleioxid und 60-40 Gew.-^ V/ismuthoxid.
Die Silberkomponente kann aus reinem Silber und vorzugsweise
aus einer Kombination von 10-80 Gew.~?o Silber ;und· 20-90 Gew.-5?
Silberoxid bestehen. ■ - ..
Gemäß der Erfindung wurde entdeckt, daß die Silberkomponente
aus einem fein zerteilten Pulver hergestellt ist, welches eine
Teilchengröße von weniger als 1,5 Mikron aufweist. ■
Eine -[lebensdauerprüfung unter Belastung für den erhaltenen,
spannungsabhängigen Widerstand zeigt stark verbesserte= Brgeb-
9098 85/1096,
ν SAD
nis;se bei Verwendung einer nichtehmschen Klektrode mit einer
Dicke von 4Ü~25G Kikron "gemäüi der 'vorliegenden r.ri'indun£.
Unter den verschiedenen-weiteren Zusätzen e-rgibt eine Verwendung
von Boroxid., einer "Kombination von C.admiumoxid und
liupferoxid oder einer Kombination.von'Cadmiumoxid, i-lupi'eroxid
und Nioboxid eine hönere Stabilität bei der Lebensdauerprüiuh;1;.,
Die genannte Kombinati.Gn aus Cadmiumoxid und Kupferoxia Lesteht
im wesentlichen aus 20-cO Gew.--.-· Cad£i\iDioxid und bü-20
&ew.--' Kupf eroxid, - und die genannte Kombination aus Oacta.:. .dloxid.,
Lupferoxid und.!.'icLc j:idl;e.st ent im -'wesentlicher,. äuü
20-50 Ge',v;-;- GadmiumorVid, "Ju-10 Gew.—·'- Kupferoxid und K-oO.'
Gew.—c.i Nioboxid. '. ' ."■ ; ; : ' ■ -
Das halbleitende" TitLißatplättCiien jtahi: hergestellt werden '■
unter Verwendung eines halDleitenden Tit&nate "ir.it einer;. Spezifischen
elektrischen Videratand- von weniger als 10 Ohm-cm,
wie Eariurititanat oder Strontiumtitanat. ",-■■" ...";..." .
Gemäii der vorliegenden Erfindung wurde entdeckt, dafc aas
halbiei.tende Titanatplättcnen mit einer mittleren Korngröße
von 5 bis 5O- Fikron einen'spannungsabhängigen Widerstand, erzeugt, der gekennzeichnet ist durch eine hohe Stabilität
während der .Lebensdauerprüfung. : - "."""."
Das halbleitende Titanat 1, z.B. Eariumtitanat, kann hergestellt werden durch Vermischen von Eariumkarbonat und Titandioxid
in. einem äquimolekülaren Verhältnis mit einem Zusatz
einer kleinen ÜberschuSmenge an Titandioxid, durcn Pressen zur
Form einer Scheibe und durch Sintern "bei 13600C bis 14000C in
einer nicht oxidierenden Atmosphäre. Das. Gemisch kann mit
Aluminiumoxid, Siliciumoxid und Silberoxid dotiert v/erden und
kann, wenn es zweckmäßig ist, bei 10000C bis 1150 C vor dem
Sintern kalziniert werden. ■ : - . . ;
Diej:Slej£trOdenmassen in Pulverform -"werden mit einem herkömmlichen'-Organischen Bindemittel, Vie Polyester, zu einem Pigment.
= 909885/1095
vermisent. pic .00 hergestellten Pigmente werden auf die eine
Oberfläche eier halbleitenden Titanatkeramik gestrichen und bei
bOC°C bis ^2u°O in einer oxidierenden Atmosphäre geglüht, die
2 bis 10C Vol..-,:- Sauerstoff enthält. Das Abkühlen auf Raumtemperat
geführt.
geführt.
temperatur (20 bis DO0C)v;ird dann in der Glühatmosphäre dureh-
Gemäß de2r vorliegenden Erfindung ist die Aufglühatmosphäre von
groläeiu yllnfluli auf die Varistor-V/irkung des keramischen spannungsabhängigen
V/iderstandes. Z-.5. verhindert eine Glüh-atiuosphäre
mit niedrigem Uauerstoffgehalt, wie eine Ütickstoffatmosphäre,
die Varistor-Wirkung. V/ährend Luft die bevorzugte oxidiei^ende Atmosphäre ist, kann eine Atmosphäre angewendet '
werden, die von 2 bis 100 VoI."-^- zugänglichen Sauerstoffs
hält, wie z.r. ein Stickstoff-Sauerstoff-Gemisch. Eine gute
Varistor-V/irkung wird erhalten, wenn das Elektroden-Pigment bei e:
wird.
wird.
bei einer Temperatur im Bereich von 600 C bis 920 C geglüht
Die ohmsche Elektrode 3 kann durch irgendein geeignetes Metall
gebildet werden, wie Aluminium, Zink oder Kupfer, und nach
irgendeinem geeigneten Verfahren hergestellt werden, wie durch
Vakuumablagerung, Sprülimetallisierung und Elektroplattierung.
Von diesen Metallen ergibt Aluminiummetall' die beste ohmsche
Elektrode.
Das folgende Beispiel der derzeit bevorzugten Ausführungsform
wird zur Darstellung angegeben und soll nicht als begrenzend
betrachtet werden. Die angegebenen Prozentsätze sind ■ Gewichtsprozente.
Beispiel 1-27 ------
Halbleitendes Titänat wird auf an sich bekannte Weise hergestellt. Halbleitendes Bariumtitanat wird nach folgendem Verfahren
hergestellt: Ein äquimolekulares Gemisch aus Titandioxid
und Bariumkarbonat wird naß vermischt mit 1,6 G-ew.-^ Silberoxid, 0,22 Gew.-«b Aluminiumoxid, 0,37 G-ew.-^ Siliziumoxid und
909885/1 09B .
"J '" . -V BAD
0,3 Gew.-°/> Titanoxid, zu Scheiben von 8 mm Durchmesser und.
1 -mm" Dicke gepreßt und bei 1380 C zwei Stunden lang in einer
Stickstoffatmosphäre gesintert. Der gesinterte Körper ist
schwarz und hat einen spezifischen elektrischen Widerstand von
1,0-0,3 Ohm-cm. Die Korngröße beträgt 16-45.Mikron im Durchmesser. Diese gesinterten Scheiben werden dann auf der einen
Oberfläche mit einer nichtohmschen Elektrode und auf der anderen
Oberfläche mit einer ohmschen Elektrode versehen, wie es
hierin später erklärt wird. Elektrodenmassen, die Silber, Silberoxid, einen kombinierten Zusatz von Bleioxid und Wismuthoxid
und einen weiteren Zusatz von mindestens einem Metalloxid
aufweisen, welches aus der Gruppe ausgewählt ist, "die aus Bor,
Kupfer, Cadmium, Zinks Nickel, Kobalt, Eisen, Titan, Hiqb und
Tantal besteht, werden hergestellt unter Verwendung von vermischtem
Pulver, dessen Teilchen einen Durchmesser von-0,05" bis 1,5 Mikron aufweisen. Die Massen werden mit einem herkömmlichen organischen Bindemittel, wie z.B. Polyester, vermischt,
um das Pigment zu bilden. Das Pigment wird auf die eine Oberfläche der halbleitenden Titanatkeramik gestrichen, bei 820PG
10 min lang in Luft geglüht und dann auf Raumtemperatur abgekühlt (200G bis 3O0C). Die Dicke der Elektrode beträgt 35 tie
2βθ Mikron. Die so hergestellten Scheiben werden anschließend
mit einer ohmschen Elektrode auf der anderen Oberfläche ver-
P sehen. Die ohmsehe Elektrode wird durch Aufdampfen von Aluminiummetall
hergestellt. Um das Anlöten, von Draht zu erleichtern, wird, die ohmsche Aluminiumelektrode durch. Aufdampfen mit
Kupfer überzogen. Die elektrischen Eigenschaften werden nach
einem an sieh bekannten Verfahren gemessen.
Der vorliegende kerauaische spannungsabhängige Widerstand
zeigt einen linearen Abschnitt der log I-V-Kurven, wenn ein
gegebener Strom größer als wenige Milliampere ist. Z.B. wird
die Varistor-Spannung bestimmt als Spannung bei einem Durchlaßstrom von 1,5 JiA und als V4 c ,. bezeichnet. Das 13 wird aus
IfD InA
1,5 mA ^d V15 mA bereciinet· ν
_Der Leckstrom in Sperrichtung wird gemessen beim Anlegen eines
• 909885/1095
-9- "■■;■■■■=■
Feldes von 8 Volt Gleichspannung. .
Der Iemperaturkoeffizient der Varistor^öpannung in Durchlaß-.
richtung.wird erhalten durch Messung von V1 ^ . in einem
ο ο 1^ ■**
.T;emperatur:b.ereich von -55 C bis.+b5 C.
Der Lebensdauerbelastungscest wird in einem Thermostaten bei
600G lind -mehr als 957° relativer Feuchtigkeit bei einem Strom
von 10 M für 2000 Stunden durchgeführt, und der sich verändernde
Wert für V1 j- . wird in Prozenten ausgedrückt.
Die elektrischen Eigenschaften des vorliegenden keramischen
spannungsabhängig en Widerstandes werden in ia.bel.le II gezeigt.
Das Boroxid enthaltende Pigment zeigt eine hohe Varistor-Spannung.
.Das Nioboxid oder Tantaloxid enthaltende Pigment
ergibt eher eine niedrige Varistor-Spannung. Ein kombinierter
Zusatz von Bleioxyd lind Wismuthoxyd und ein weiterer Zusatz
des anderen Metalloxids ergibt eine höhere Stabilität mit der Zeit, der Temperatur, der Peuchtigkeit und der elektrischen
Last als ein kombinierter Zusatz aus Bleioxid und Wismuthoxid
allein.
Der vorliegende keramische 'spannungsabhängige Widerstand zeigt ein kleines ß und einen niedrigen Temperaturkoeffizienten.
Der vorliegende keramische spannungsabhängige Widerstand ist
geeignet zur Verwendung in transistorisierten Vorspannungs- ·
schaltungen zur Spannungsstabilisierung.
90 98 857 109 5
O) r-f rl
.CU Xi CU
Ui =H <H
' rH-•Η QJ
P
ι ω ·
0) ο α>
•Η O C!
O CM Cj
O C\J
CvJ
•Η
'"Λ O
TJ Q)
•Η
-CJ- £S;
O "Ü
CJ
•Η PQ
O X)
Ml
(U ο ω
X) Qt-P H S
HO
OJ
Jh Q) μ
-ΙΟ9 3.09 70
ir»
■■-Λ
ir-.
in
tn
O O OO O O O OO O O O O O
ο Oo oo ο ο ο ο ο ο oo ;
OO O tn
X) -2D-" 0) C-
C- C-
ιη^ tn in ' χν irv tr-, m in τ- Ο
OQ O O O O Q
O in in irv in in in
C- ir—
O OO O O O
in in in tr>" .u>
1^
QOo O O OO O O O O O O O O
cm ^'^
tn
CVl
909885/10S5
■*·!■".-Vff"
BAD
Tabelle I (Fortsetzung)'
Probe
Nr. Ag
Nr. Ag
Silbsr-
As2°
Pb3°4 M2°3
Gu2° Cd0
Ki0 Co° Fe2°3
16
17
18
19
17
18
19
(O
S'20
OO
oo 21
cn
cn
CD
cn.
*24
*25
*25
*27
5G.
soso
50
·
50
50
50
50
'
50
50
50,
50'
70 70
70 70 6fa
70 93
55
6b
60
68
| 10,5 | 10, | 5 |
| 10,5 | 10, | 5 |
| 12 | 12 | |
| 12,5 | 10 | |
| 11 | 11 | |
| 1 1 | ■11 | |
| 2 | 2 | |
| 12 | 12 | |
| 11 | 11 | |
| 11 | 11 | |
| 7,2 | 16, | 8 |
| 16,8 | ■ 7, | 2 |
2,5
| ■5 | |
| 2,5 ■ | 2,5 |
| 2 | 3 |
| 3 | |
| 1 | 1 |
| tr- | tr- |
| 2 | 3 |
| 2 | 3 |
| 7 | 7 |
| 7 | 7 |
* Diese Proben zeigen die ychlechteren i'Jigensciiaften keramischer spannun^sabhängiger
Varistoren, die außerhalb des Bereichs der vorliecenden Erfindung liefen.
-a b e 1 1 e II
<o
σο
cn
cn
| Dicke der | v 1,5mA- | V15mA | ß | Elektrische Eigenschaften ■ | Veränderter Wert von V1 C111A nach dem Anlegen eines Stromes von 1OnCiA für 2.000 Std. bei 60 C und. 9% rh ■(#;) |
Rückwärtsrientung | |
| Probe | nicht-, ohmischen Elektrode (Mikron) |
- 3. | V 4. | 5 | Vorwärtsrichtung | ■ ;■ ^ ■ . 7 . , ' . | Leckstrom bei ÖV_ (A) |
| Nr. | 2 | Temperatur koeffizient . voii V1 EmA (-550C'bis +850C) |
ö | ||||
| 1 | , ■ 6 ■ ' ■ | ||||||
*2
3
5
6
6
10
11
12
13
14
15
11
12
13
14
15
90 90 90 90 90 90
90 90 90 90 90 90 90 90 90
1,83 1,89 1,86 3,20
1,47 1,35 1,49 1,54 1,20
1,31 1,28 0,78 0,91 1,54 1,20
2,29 2,37
2,31 3,86
1,59 1,52 1,68 1,69
1,39. 1,51 1,47 0,9
1,69 1,31
0,20
0,21
0,16
0,26
0,21
0,16
0,26
0,05
0,073
0,085
0 ,063
0,083
0,087
0,083
P,052
0,083
0,063
0,048
,-4,6. -5,2
-3.7.
-0,8 -0,7 -0,5 -1,1 -1,0
"1,2 -1,8
-1,7
-0,1
-0,16
-0,07
-0,06
-21,3
■'-2.1,3.
-15,1
-0,20
-1,20
-1,19
-1,7
-1,6
-1,7
■'-2.1,3.
-15,1
-0,20
-1,20
-1,19
-1,7
-1,6
-1,7
-0,9
-0,95
-0,2
-0,1
-0,95
-0,2
-0,1
49'
52
27
0,04 0,06 0,12
0,18 0,09 0,17 .0,23 0,45
2,4 2,3 0,09 0,1,4
Tabelle Il (Fortsetzung)
•ζ.
1 2 3 4 5 6 7
16 90 1,47 1,59 0,052 -1,0 -1,1 0,12
17 90 1,29 1,42 0,055 -1,7 -1,8 0,10
18 90 1,10 1,33 0,10 -1,3 -1,6 0,15
19 90 2,0 2,28 0,12 -1,1 -1,2 ' 0,06
20 ■ 90 1,15 1,38 0,10 -0,4 -1,8 2,6
21 ,■■ 90 3,00 3,56 0,24 -0,1 -0,2b . 0,09
• 90 1,00 1,60 0,26 -1,5 -1,7 4b
• 90 1,48 2,22 0,32 -2,3 -3,5 36
«ο' «24 35 1,16 1,38 0,10 -1,9 -6,2 _ 3,7
co-- -*25 260 1,14 " 1,36 0,10 -2,1 -5,3 4,2
Ϊ' *26 90 1,23 1,97 0,32 -1,7 . -1,6 16
S: *27
*27 90 1,29 1,98 0,30 -2,5 -1,4. 21
*Diese Proben zeigen die schlechten Eigenschaften keramischer spannungsabhängiger
■Varistoren, die außerhalb des Bereichs der vorliegenden,Erfindung liegen. '
■cc OO O
Claims (1)
- .0inii: eher SO^nnunrrspbhangifer T'.ri.f!-<?T*F'*"r>T?'?, durch ein-h.aIbIei+ endes Titp-natrl^ttchen ^i+ »-In**?* ΞΙ pi'"4"!'*0'"'0 a'i^1 ^ρτ· eine*"? ^T>nicht nhüis^h1? I?"'£tan,d"t?il en, P1In Q? — 5? rJev.f. —"'' efner* 6,1^ — ^5 Gev,—Γ' Tind WiEniT^hoxid -und' 0, ^ — ^5» c Gew.-r-ff eines t."* crtsps VGi Tninde-Stens eine77! ^Te^^TloTfid! 3*15* Ik Bei0,.. F-UT)fer,.-C»drivn, Zink, HiNiob und Tantalί?.kennzeichnet,:^ daß die η loht nhrnre?*e El Tetrode-'-als--.feste -Bestandteile^ im ^e sent liehen SQ - ^O Gevr.-C* einer Silber koraponente, 1^ — - ?Λ Gew.-Γ- eines Vanlbinierteii Ziisai;^**?"./ von Bleioxid und yismuthoxid und 6 - Oi: Ge*·?.— f-■'-eines we.l teren Zusatzes von mindestens einen Metalloxid ent^5It,- ; vrelches aus der Gruppe von Bor, Kupfer,- Caümlim, Eink, . : Nickel, Kobalt, Eisen, Titan, llioh und Tantal ist. ■-'·■'■ ;3. Keramischer spannungsabhängiger Widerstand Racb A2, dadurch- gekennzeichnet', daß die Sllberfeciröonen+e im. . wesentlichen aus "..-'10 - 80 Gew.-Jl Silber Und ?C" - ^O Gew.-Silberoxid besteht. :4. Keramischer spannungsabhängiger Widerstand nscli Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der kombinierte Ei-isstz; im wesentlichen aus 40 - 60 Gew.-^ Bleioxid tmd 60'- 40'.-^ ¥ismuthoxid besteht.5. Keramischer- spaniiungsat)hMngiger Widerstand .nach2, dadurch gekennzeichnet, daß die nicntolmsciie Elektrode eine Dicke von 40 bis 250 Mikron aufweist. >9885/1095J1-^V' ■■ .-'·■*■*"■■■■"_ ■**"f. Keramischer spannungsabhängiger .Widerstand nach Anspruch ?, dadurch- gekennzeichnet, da<?. das-halbleitende Titanatplättchen eine mittlere Fo.rngröße von 5 bis 50 Mikron und einen spezifisch"on elektrischen Widerstand von weniger als1° 1CIiSr-CBi aufweist. · ".-._""-". . ■7. Ferpnischersp^nnungsabhängiger Widerstand nach Anspruch /-. ^durch gelrennzeichnet, dsB das h^lbleitende Titanatn in verentlichen aus BariiOTtitanat besteht.c. ^"erräi-scher spnnnungsabhängiger Widerstand nach Anspruch ?. dadurch celcennseichnet, daß der Λ^ε it "ere. ..Zusatz im-ve-" -sentlic!ier-■ aur Bornxid besteht.°. Ferais? ?chpr spannungsabhängiger Widerstand nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daB der veitere Zusatz im wesentlichen-"eus ?O - 80 Gew.-j? Cadniumoxid und 80 - 20
Gev.-% Kupferoxid besteht. \ .1C. Feramischer spannungsabhängiger Widerstand nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der weitere Zusatz im v:esentlichen aus 20 -"50 Gew.-^ Cadniurnoxid, 20 - 40 Ge\r,-% id und 10 - 60 Gev.'.-?= Nioboxid besteht.1-1. Keramischer spannungsabhängiger Widerstand nach Anspruch ?, dadurch gekennzeichnet, daß die ohmsche Elektrode ausAluminium -besteht. "-.-.- . ; :1?. Verfahren zur Herstellung eines keramischen spannungsabhängigen Widerstandes, welcher einen halbleitenden Titanatkerainikkörper aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß
- man auf die eine Oberfläche des Keramikkörpers ein Elek- -fcrodenpigment aufbringt, welches im wesentlichen,,als feste Bestandteile, 93 - 55 Gew.-?' einer Silberkomponente, 6»5 — 25 Gew.-?£ eines kombinierten Zusatzes von Bleioxid Tund Tfisputhoxid imd 0,5·.- 38.5 Gex^.-^ eines v/eiteres;Zusatses τοπ mindestens-einem Metalloxid enthält, welches90 388 5/109 5ausgewählt ist aus der Gruppe von Bor, Kupfer t Cadmium, Zink, Nickel, Kobalt, Eisen, Titan, Niob tmd Tantal, (laß man dasElektrodenpigment bei 6000C bis 920°G in einer oxidierenden Atmosphäre glüht, deren Sauerstoffgehalt zwischen 2 und 100 Volumenprozent liegt, man den geglühten Körper mit dem Elektrodenpigment in der oxidiereiiden Atmosphäre auf Raumtemperatur abkühlt, und man auf die andere Oberfläche des Keramikkörpers eine Aluminiumelektrode aufbringt. ' ; . -M 2635 HP/Vr9098BS/I 09 5
Applications Claiming Priority (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4304468 | 1968-06-19 | ||
| JP4320768 | 1968-06-20 | ||
| JP7065468 | 1968-09-25 | ||
| JP7405668 | 1968-10-08 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE1930970A1 true DE1930970A1 (de) | 1970-01-29 |
Family
ID=27461312
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE19691930970 Pending DE1930970A1 (de) | 1968-06-19 | 1969-06-18 | Ein keramischer,spannungsabhaengiger Widerstand und ein Verfahren zu dessen Herstellung |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US3594616A (de) |
| DE (1) | DE1930970A1 (de) |
| FR (1) | FR2011217A1 (de) |
| GB (1) | GB1268385A (de) |
| NL (1) | NL158312B (de) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3019969A1 (de) * | 1980-05-24 | 1981-12-03 | Philips Patentverwaltung Gmbh, 2000 Hamburg | Spannungsabhaengiger widerstand und verfahren zu seiner herstellung |
| US4367265A (en) * | 1981-04-06 | 1983-01-04 | North American Philips Corporation | Intergranular insulation type semiconductive ceramic and method of producing same |
| US4446059A (en) * | 1982-04-15 | 1984-05-01 | E. I. Du Pont De Nemours & Co. | Conductor compositions |
| DE69625566T2 (de) * | 1995-05-03 | 2003-09-25 | Bc Components Holdings B.V., Eindhoven | Entmagnetisierungsanordnung bestehend aus einem oder zwei thermistoren |
| JP2000143338A (ja) | 1998-11-11 | 2000-05-23 | Murata Mfg Co Ltd | 半導体セラミックおよびそれを用いた半導体セラミック素子 |
| KR100793970B1 (ko) * | 2007-03-12 | 2008-01-16 | 삼성전자주식회사 | Zn을 이용하는 솔더링 구조물 및 솔더링 방법 |
| CN113999004B (zh) * | 2021-11-08 | 2023-06-27 | 西安电子科技大学 | 一种无铅高储能密度陶瓷材料及其制备方法 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3351500A (en) * | 1963-03-13 | 1967-11-07 | Globe Union Inc | Method of forming a transistor and varistor by reduction and diffusion |
| JPS5437289B1 (de) * | 1965-09-17 | 1979-11-14 | ||
| US3419758A (en) * | 1966-01-03 | 1968-12-31 | Matsushita Electric Industrial Co Ltd | Ceramic capacitor comprising semiconductive barium titanate body and silver alloy electrodes containing minor amount of cu, ca or bi |
| US3529218A (en) * | 1967-07-28 | 1970-09-15 | Matsushita Electric Industrial Co Ltd | Ceramic rectifier and a method for preparing the same |
-
1969
- 1969-06-05 US US830607A patent/US3594616A/en not_active Expired - Lifetime
- 1969-06-18 NL NL6909313.A patent/NL158312B/xx not_active IP Right Cessation
- 1969-06-18 DE DE19691930970 patent/DE1930970A1/de active Pending
- 1969-06-18 FR FR6920350A patent/FR2011217A1/fr active Pending
- 1969-06-19 GB GB31167/69A patent/GB1268385A/en not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| GB1268385A (en) | 1972-03-29 |
| NL158312B (nl) | 1978-10-16 |
| US3594616A (en) | 1971-07-20 |
| NL6909313A (de) | 1969-12-23 |
| FR2011217A1 (de) | 1970-02-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP1274102B1 (de) | Polymercompound mit nichtlinearer Strom-Spannungs-Kennlinie und Verfahren zur Herstellung eines Polymercompounds | |
| EP0351004B1 (de) | Nichtlinearer spannungsabhängiger Widerstand | |
| DE2450108C3 (de) | Verfahren zur Herstellung in sich selbst spannungsabhängiger Widerstände | |
| DE2308073B2 (de) | Keramischer elektrischer widerstandskoerper mit positivem temperaturkoeffizienten des elektrischen widerstandswertes und verfahren zu seiner herstellung | |
| DE2061670B2 (de) | Spannungsabhängige Widerstände vom Oberflächensperrschichttyp | |
| EP0040881B1 (de) | Spannungsabhängiger Widerstand und Verfahren zu seiner Herstellung | |
| DE1961679C3 (de) | Spannungsabhängiger Widerstand auf der Basis von Zinkoxid (ZnO) | |
| EP0147607A1 (de) | Zinkoxid-Varistor | |
| DE1930970A1 (de) | Ein keramischer,spannungsabhaengiger Widerstand und ein Verfahren zu dessen Herstellung | |
| DE2910841C2 (de) | Spannungsabhängiger Widerstandskörper und Verfahren zu dessen Herstellung | |
| DE2357127B2 (de) | Anordnung zur Funkenunterdruckung für einen Gleichstrommotor geringer Große | |
| DE3018595C2 (de) | Spannungsabhängiger Widerstand und Verfahren zu dessen Herstellung | |
| DE1952840C3 (de) | Keramikkörper als spannungsabhangiger Widerstand | |
| DE2225431C2 (de) | Metalloxid-Varistor mit einem Gehalt an ZnO | |
| DE1765097B2 (de) | Spannungsabhaengiger widerstand aus einer gesinterten scheibe aus zinkoxid | |
| CH630487A5 (en) | Method for producing a metal-oxide varistor having a low voltage rise at a high current density, a varistor produced using this method and use of the same | |
| DE2525054C2 (de) | Nichtlinearer Widerstandskörper aus Zinkoxid (Varistor) | |
| DE2326896A1 (de) | Oxidhalbleiter-metall-kontaktwiderstandselement | |
| DE2441450C3 (de) | Keramikkondensator und Verfahren seiner Herstellung | |
| DE1954056B2 (de) | Verfahren zur herstellung eines spannungsabhaengigen widerstandes | |
| DE3335195A1 (de) | Kombinierte schaltung mit varistor | |
| DE2525053C2 (de) | Nichtlinearer Widerstandskörper aus Zinkoxid(Varistor) | |
| DE1764818C2 (de) | Keramischer Varistor und ein Verfahren zu dessen Herstellung | |
| DE2033850C3 (de) | Spannungsabhängiger Widerstand | |
| DE2310440C3 (de) | Spannungsabhängiger Widerstand |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| OHW | Rejection |