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JPS62193217A - Manufacture of voltage nonlinear device - Google Patents

Manufacture of voltage nonlinear device

Info

Publication number
JPS62193217A
JPS62193217A JP61035991A JP3599186A JPS62193217A JP S62193217 A JPS62193217 A JP S62193217A JP 61035991 A JP61035991 A JP 61035991A JP 3599186 A JP3599186 A JP 3599186A JP S62193217 A JPS62193217 A JP S62193217A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
voltage
fine powder
zno
added
fine
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
Application number
JP61035991A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
康男 若畑
真二 原田
浩明 水野
勇 増山
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP61035991A priority Critical patent/JPS62193217A/en
Publication of JPS62193217A publication Critical patent/JPS62193217A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • 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。
(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、KL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, KL, 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(BizO5)、酸化コバルト(Oo2eS)
、酸化マンカン(Mn02)、酸化77チモン(Sb2
0s)などの酸化物を添加して、1000〜1350’
Cで焼結しだ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 (BizO5), and cobalt oxide (Oo2eS).
, mancan oxide (Mn02), 77thimony oxide (Sb2)
1000-1350' by adding oxides such as
There are various types such as ZnO varistors sintered with carbon.

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4θ−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
  mAを流した時の電圧V+InAで表される)を低
くすることに限界があり、低電圧用ICの保護素子や低
いiEEにおける電圧安定化素子として使えないもので
あった。壕だ、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だめ、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 most commonly used because of their large voltage nonlinearity index α and surge resistance. (
(Refer to Japanese Patent Publication No. 4θ-19472) Problems to be Solved by the Invention In such conventional voltage nonlinear elements, including ZnO varistors, there is a limit to how thin the element can be (less than several tens of μm). Therefore, the varistor voltage (current 1 to the varistor
There is a limit to lowering the voltage (expressed as V+InA when mA is applied), and it cannot be used as a protection element for low-voltage ICs or a voltage stabilizing element for low iEE. It's a moat, as mentioned above, when firing at 1000℃
Since the above-mentioned high-temperature process is required, there is a problem in 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、無機質半導体の
微粉末に無機または有機化合物を添加し、混合した後、
600〜1350’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、その後上記絶
縁被膜を施した上記半導体微粉末と導電性物質としてグ
ラファイトまだは無定形炭素の微粉末を加えたものに絶
縁性の有機接着剤か寸たはガラス粉末と有機バインダー
を加え、ペイント状にし、次いで上記ペイントを電極を
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ることt%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 to a fine powder of an inorganic semiconductor, and after mixing,
Heat treatment is performed at 600 to 1350'C to form an inorganic insulating film on the surface of the inorganic semiconductor fine powder, and then the semiconductor fine powder with the insulating film and graphite or amorphous carbon fine powder as a conductive substance are added. An insulating organic adhesive or glass powder and an organic binder are added to the mixture to form a paint, and the paint is then applied by printing, spraying or dipping onto an insulating substrate on which electrodes are arranged, followed by heat treatment. The t% mark is determined by curing by performing the following steps.

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、また微粉末状の導電性物質を
介在させていることによって、微粉末状の半導体物質間
の電気的接続を安定にし、特性バラツキの少ない素子が
得られ、かつこの導電性物質の介在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
離に制約されることなく、上記のように極端に狭く(数
十μm以下)して素子を形成しなくても、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、得られた素子は微粉末状
の半導体物質を固めたものであるため、それぞれの半導
体物質の微粉末間は微粉末状導電性物質が介在されてい
るものの点接触となり、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 non-linearity index α can be obtained even in a low current range, and by interposing a finely powdered conductive material, the electrical conductivity between finely powdered semiconductor materials can be improved. It is possible to obtain a device with stable connections and less variation in characteristics, and it is also possible to control the varistor voltage depending on the amount of intervening conductive material, so it is not limited by the distance between the electrodes, and it is possible to Even if the device is not formed with a very small diameter (several tens of μm or less), an device suitable for lowering the voltage can be obtained very easily. Also,
Since it can be made by curing the applied paint at low temperatures, it is possible to form elements directly on circuit boards, and it is 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 semiconductor material in the form of fine powder, there is point contact between the fine powders of the respective semiconductor materials, although there is a conductive material in the form of fine powder, and the contact area is basically the same. Since it is small in size, it is possible to obtain a device with a small parallel capacitance, making 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。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Too〜1300’Cで焼成した後、そ
の焼結されたZnOを0.6〜50/1mの粒子径(平
均粒子径1〜1oμm)に粉砕し、そのZnO微粉末に
酸化コバルトを0.05〜10m01%添加し、6oO
〜1360℃で1゜〜6Q分間、熱処理し、そのZnO
微粉末表面に酸化コバルトの絶縁被膜を形成した。この
時、微粉末状のZnOの表面にはCo、、05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、このようにして作成したCo2O
3絶縁被膜が表面についたZnO微粉末群は弱い力で互
いに接着しているので、これ全乳鉢あるいはポ、/トミ
ルでほぐし、微粉末状とした。
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 Too~1300'C, and then the sintered ZnO is sintered with a particle size of 0.6 to 50/1 m (average particle size of 1 to 0.05~10m01% of cobalt oxide was added to the ZnO fine powder, and 6oO
After heat treatment at ~1360°C for 1°~6Q minutes, the ZnO
An insulating film of cobalt oxide was formed on the surface of the fine powder. At this time, it was observed that a Co,.05 insulating film was formed thinly on the surface of the finely powdered ZnO to a thickness of approximately several tens to several hundreds of layers. Next, the Co2O created in this way
3. Since the ZnO fine powders with the insulating coating on their surfaces adhered to each other with weak force, they were all loosened in a mortar or pot mill to form fine powders.

次に、上記のようにして得られたCo2O5絶縁被膜が
表面に形成された微粉末状のZnOに、微粉末状の導電
性物質としてグラファイト微粉末とそれら微粉末間の結
合を図る絶縁性の結合剤(バインダー)としてポリイミ
ド樹脂を添加し、混合した。
Next, fine graphite powder as a fine powder conductive material and an insulating layer for bonding between the fine powders are applied to the fine powder ZnO on which the Co2O5 insulating film obtained as described above is formed. A polyimide resin was added as a binder and mixed.

ここで、結合剤としてはポリイミド樹脂の固形分が溶剤
(例えばn−メチル−2−ピロリドン)に対して5wt
%となるように薄めたものとし、それf ZnO微粉末
と銀粉末との合計分に対して例えば等重量で混合し、ペ
イント状とした。
Here, as a binder, the solid content of polyimide resin is 5wt relative to the solvent (for example, n-methyl-2-pyrrolidone).
%, and mixed it in an equal weight to the total amount of fine ZnO powder and silver powder to form a paint.

次いで、上記のようにして得られたペイントe第3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3上に例えばスクリーン印刷で塗
布し、その上に同じ(ITO電極2の設けられたガラス
基板4全載置し、280〜400℃で30分間、大気中
で硬化させ、電極1.2間に電圧非直線性素子6を設け
た。第2図は、電圧非直線性素子5の拡大断面図であり
、6はZnO微粉末、7は微粉末状の導電性物質として
のグラファイト微粉末で、ZnO微粉末6問およびその
ZnO微粉末6と電極1.2との間の電気的接続を良好
にしている。8はそれら微粉末ら。
Next, as shown in FIG. 3, the paint e obtained as described above is applied onto a glass substrate 3 provided with an ITO (indium tin oxide) electrode 1 by, for example, screen printing, and the same ( The entire glass substrate 4 provided with the ITO electrode 2 was mounted and cured in the atmosphere at 280 to 400°C for 30 minutes, and a voltage nonlinear element 6 was provided between the electrodes 1.2. It is an enlarged cross-sectional view of the voltage nonlinear element 5, in which 6 is ZnO fine powder, 7 is graphite fine powder as a fine powder conductive substance, and 6 questions about ZnO fine powder and the ZnO fine powder 6 and electrode 1. Good electrical connection is made between 2 and 8. 8 is made of these fine powders.

7間を機械的に結合している絶縁性の結合剤であり、こ
の結合剤8でもって微粉末6.7は互いに固められてい
る。9はZnO微粉末6の表面に施されたCo2O3絶
縁被膜である。第4図はITO電極1a、1k)が設け
られたガラス基板32L上に電圧非直線性素子5を構成
した場合を示している。
An insulating binder mechanically connects the fine powders 6 and 7, and the fine powders 6 and 7 are solidified with this binder 8. 9 is a Co2O3 insulating film applied to the surface of the ZnO fine powder 6. FIG. 4 shows a case where a voltage nonlinear element 5 is constructed on a glass substrate 32L provided with ITO electrodes 1a, 1k).

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6図は第3
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
酸化亜鉛全700’Cで焼成し2、これにCO20s 
’Fr0,5 mo1%添加したもの1900’C18
0分間熱処理した後、この平均粒子径3〜5pmのZn
O微粉末とグラファイト微粉末(平均粒子径31km 
)との合計弁(グラフ1イト微粉末は全体の20Wtチ
)に等重量の上記結合剤をいれ、混合したものにおいて
、素子面積を1−1電極間距離を301km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 6 shows the 3rd
The voltage-current characteristics of the configuration shown in the figure are compared with those of a conventional ZnO varistor. The device of the present invention is first fired with zinc oxide at a temperature of 700'C2, and then heated with CO20s.
'Fr0.5 mo1% added 1900'C18
After heat treatment for 0 minutes, this Zn with an average particle size of 3 to 5 pm
O fine powder and graphite fine powder (average particle size 31 km)
) and the above-mentioned binder of equal weight is added to the total valve (graph 1ite fine powder is 20Wt) and mixed, and the characteristics are shown when the element area is 1-1 and the distance between the electrodes is 301 km. ing. 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、工は素子に流れる電流、■は素子の電極間の’
を圧、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, Δ is the current flowing through the element, and ■ is the current between the electrodes of the element.
is the pressure, K is a constant corresponding to the resistance value of the specific resistance, and α is the exponent of the voltage nonlinearity described above. The larger the voltage nonlinearity index α is, the better the voltage nonlinearity is. Become.

第6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αが大きく、10−10 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7(リスク電
圧VImAと呼び、このバリスタ電圧VimA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、)(リスク電圧を第5図に示すように例えば
v1μ人で表わすことができる。
As shown in the characteristics in Figure 6, the conventional ZnO varistor shown in characteristic B has a voltage nonlinearity index α in the low current range
is small, and cannot function as a good voltage nonlinear element at a current of 10-'A or less. On the other hand, in the device of the present invention shown by characteristic A, the voltage nonlinearity index α is large even in the low current range, and it can sufficiently function as a voltage nonlinear device even in the current range of about 10-10 A. It shows. In addition, normally in a ZnO varistor, for example, 1 mA is applied to the element to express the varistor characteristics.
The voltage that appears between the electrodes when a current of
As mentioned above, even in the low current range, the voltage nonlinearity index α
is large, and the risk voltage can be expressed, for example, in v1μ 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、グラファイト微粉末全素子内に
分散させているため、これが電気的短絡路を作ることに
なり、実質的に電極間距離が短くなったことに相当する
、いわゆる橋渡しの効果(電気的バイパス効果)を示し
ているためである。従って、導電性物質を適当な量で添
加すれば、電極間距離に制約されることなく、たとえば
電極間距離全極度に狭くしないでも素子を形成すること
ができる。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、微粉末状の半導体物質(ZnO)
を絶縁性の結合剤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 the fine graphite powder is dispersed in all the elements, which creates an electrical short circuit and substantially reduces the distance between the electrodes. This is because it shows a so-called bridging effect (electrical bypass effect), which corresponds to a shortening of the current. Therefore, by adding an appropriate amount of a conductive substance, an element can be formed without being restricted by the distance between the electrodes, for example, without making the distance between the electrodes extremely narrow. 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, the fine powder semiconductor material (ZnO)
is hardened with an insulating binder, so there is a point contact between each semiconductor material, and the contact area is small. Also, since the binder is insulating, the leakage current is small. considered to be a thing.

第6図は本発明において、微粉末状の導電性物質として
のグラファイト微粉末の添加量を変えた場合のバリスタ
電圧V、μA1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。
Figure 6 shows the varistor voltage V, μA1 voltage nonlinear index α, and parallel capacitance C when the amount of graphite fine powder added as a fine powder conductive substance is changed in the present invention.
It shows how things change.

ここで、酸化亜鉛の焼成温度など、その他の条件は第6
図の場合の条件と同一とした。第6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100o〜2000゜PF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。また
、第6図よりグラファイト微粉末の添加量によってバリ
スタ電圧が変化する様子が認められるが、これは上述し
たようにグラファイト微粉末の添加量てよって電気的な
バイパスが変るためと考えられる。
Here, other conditions such as the firing temperature of zinc oxide are determined by the sixth
The conditions were the same as in the case shown in the figure. As shown in FIG. 6, in the device of the present invention, the parallel capacitance is much smaller than that of the conventional ZnO varistor, which is 100° to 2000°PF. 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. Furthermore, from FIG. 6, it can be seen that the varistor voltage changes depending on the amount of fine graphite powder added, but this is thought to be because the electrical bypass changes depending on the amount of fine graphite powder added, as described above.

また、下記に示す第1表は本発明において酸化コバルト
の添加量と熱処理温度を変えた場合のバリスタ電圧v1
μA、電圧非直線指数αおよび並列静電界Ju Cの変
化する様子を示した表である。
In addition, Table 1 shown below shows the varistor voltage v1 when the amount of cobalt oxide added and the heat treatment temperature are changed in the present invention.
It is a table showing how μA, voltage nonlinearity index α, and parallel electrostatic field Ju C change.

(以下余 白) 上記第1表および第6図より明らかなように、各特性値
は酸化コバルトおよびグラファイト微粉末の添加量と熱
処理温度に依存していることがわかる。ここで酸化コバ
ルトの添加量は0.05〜3mol %で特に良好な特
性を示した。また、熱処理温度は酸化コバルトの添加量
にもよるがeoo〜1350℃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60
0℃未黄では十分な絶縁被膜の形成が困難であることや
1350’(E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。
(Left below) As is clear from Table 1 and FIG. 6 above, each characteristic value is dependent on the amount of cobalt oxide and fine graphite powder added and the heat treatment temperature. Here, especially good characteristics were exhibited when the amount of cobalt oxide added was 0.05 to 3 mol %. Further, although the heat treatment temperature varied depending on the amount of cobalt oxide added, good characteristics were exhibited within the range of eoo to 1350°C. This heat treatment temperature is outside the above temperature range, for example 60
Good characteristics cannot be obtained because it is difficult to form a sufficient insulating film at 0°C (unyellow), and at temperatures exceeding 1350' (E), the voltage nonlinearity index α becomes less than the required value. It is.

なお、上記の実施例においては、半導体物質とじては、
Znofz例にとり説明したが、それ以外つ半導体物質
であっても差支えないことはもちろしである。壕だ、同
様に絶縁被膜を構成する材料としては、Co2O3に限
られることはなく、Bi。
In addition, in the above example, the semiconductor material is
Although the explanation has been made using Znofz as an example, it is of course possible to use other semiconductor materials. Similarly, the material constituting the insulating film is not limited to Co2O3, but also Bi.

Mn 、 Sb 、 Al 、 Ti 、  Sr 、
 Mg 、 Ni 、Or。
Mn, Sb, Al, Ti, Sr,
Mg, Ni, Or.

31などの金属酸化物またはこれら金属の有機金1酸化
物などでもよいものであり、それらを単独1だは組合せ
て使用することができるものである。
Metal oxides such as No. 31 or organic gold monooxides of these metals may also be used, and these may be used alone or in combination.

また、導電性物質としては本実施例のグラファイト以外
(C無定形炭素、たとえばチャンネルプラ・フク、ファ
ーネスブラック、アセチレンブランク。
In addition, conductive substances other than the graphite used in this embodiment (C amorphous carbon, such as channel plastic, furnace black, and acetylene blank) may be used.

サーマルプラック、ランブブラ・ツクなどでも良いもの
であり、それらを単独または組合せて使用することもで
きる。
Thermal plaques, rambulbs, etc. may also be used, and they can be used alone or in combination.

さらに、微粉末状の生導体物質を固める結合剤としては
、ポリイミド樹脂以外の絶縁性の有機接着剤でもよく、
熱硬化性樹脂、たとえばフェノール樹脂、フラン樹脂、
ユリア樹脂、メラミン樹脂。
Furthermore, the binder for solidifying the finely powdered bioconductor material may be an insulating organic adhesive other than polyimide resin.
Thermosetting resins, such as phenolic resins, furan resins,
Urea resin, melamine resin.

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
いものであり、さらにはガラス粉末と有機バインダーと
を組合せた形で用いてもよいものである。
Unsaturated polyester resins, diallyl phthalate resins, epoxy resins, polyurethane resins, silicone resins, and the like may also be used, and furthermore, a combination of glass powder and an organic binder may be used.

また、上記の実施例では素子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。
In addition, although the elements were formed by screen printing in the above examples, other coating methods such as spraying,
A method such as immersion may also be used.

さらにまだ、−上記実施例による製造方法では、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、微粉末とした後に、絶縁性の無機質化合物である
Co2O5を添加し、その後熱処理を行ったが、これは
無機質半導体の微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、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 manufacturing method according to the above embodiment, first, ZnO in the form of fine particles, which is an inorganic semiconductor, is heat-treated and pulverized to form a fine powder, and then Co2O5, which is an insulating inorganic compound, is added, and then the heat treatment is carried out. However, it is also possible to add the inorganic compound directly to the inorganic semiconductor fine powder and omit 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、ELfi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。また、微粉末状の導電性物質?介在させて
いることによって微粉末状の半導体物質間の電気的接続
を安定にし、特性バラツキの少ない素子を得ることがで
き、かつこの導電性物質の介在量によってバリスタ電圧
を制御することができるという利点が得られるため、電
極間距離に制約されることなく、たとえば電極間距離を
極度に狭くしないでも、バリスタ電圧の低いものが得ら
れ、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rC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
トラ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。
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 region, and also has a small parallel capacitance. It is possible to provide an element that is optimal as a switching element for devices such as liquid crystal, ELfi, etc., with low current consumption. Also, a fine powder conductive substance? By intervening the conductive material, it is possible to stabilize the electrical connection between the fine powder semiconductor materials and obtain an element with less variation in characteristics, and the varistor voltage can be controlled by the amount of intervening conductive material. Because of this advantage, a low varistor voltage can be obtained without being restricted by the distance between the electrodes, for example, without making the distance between the electrodes extremely narrow. It can be used as a low-voltage rC protection element and a voltage stabilizing element at low voltages, which cannot be handled by a varistor. Furthermore, since the applied paint can be easily manufactured by curing at a low temperature, elements can be directly formed on circuit boards or glass substrates.

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、その産業性は犬なる
ものである。
The voltage non-linear 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 the like, and its industrial applicability is excellent.

【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図お
よび第4図はそれぞれ本発明の素子をガラス基板上に設
けた実施例を示す断面図、第5図は本発明方法により得
られた素子と従来のZnOバリスタの電圧−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グラフ
フィト微粉末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v1μAおよび並列静電容ZCの変化す
る様子を示す図である。 1.1a、1b、2・・・・−4TO電極、3,311
゜4・・・・・・ガラス基板、6・・・・・・電圧非直
線性素子、6・・・・・・ZnO微粉末、7・・・・・
・グラファイト微粉末、8・・・・・・結合剤、9・・
・・・・Co2O3絶縁被膜。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 はが1名第 
1(21 第2図 第4図 第5図 一士 電FcCV) 第6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. 4 and 4 are cross-sectional views showing examples in which the device of the present invention is provided on a glass substrate, respectively, and FIG. 5 is a diagram showing the voltage-current characteristics of the device obtained by the method of the present invention and a conventional ZnO varistor. , Figure 6 shows the voltage nonlinearity index α when the amount of graphite fine powder added is changed in the device according to the method of the present invention.
, is a diagram showing how the varistor voltage v1 μA and the parallel capacitance ZC change. 1.1a, 1b, 2...-4TO electrode, 3,311
゜4...Glass substrate, 6...Voltage nonlinear element, 6...ZnO fine powder, 7...
・Graphite fine powder, 8...Binder, 9...
...Co2O3 insulation coating. Name of agent: Patent attorney Toshio Nakao Haga 1st person
1 (21 Figure 2 Figure 4 Figure 5 Electric FcCV) Figure 6

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims]  無機質半導体の微粉末に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
、その後上記絶縁被膜を施した上記半導体微粉末と導電
性物質としてグラファイトまたは無定形炭素の微粉末を
加えたものに絶縁性の有機接着剤かまたはガラス粉末と
有機バインダーを加え、ペイント状にし、次いで上記ペ
イントを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
せることを特徴とする電圧非直線性素子の製造方法。
After adding an inorganic or organic compound to a fine powder of an inorganic semiconductor and mixing, heat treatment is performed at 600 to 1360°C,
An inorganic insulating film is formed on the surface of an inorganic semiconductor fine powder, and then an insulating organic adhesive is added to the semiconductor fine powder on which the insulating film is applied and graphite or amorphous carbon fine powder is added as a conductive substance. Alternatively, a voltage non-linear method is characterized in that glass powder and an organic binder are added to form a paint, and then the paint is applied by printing, spraying, dipping, etc. onto an insulating substrate on which electrodes are arranged, and then heat treatment is performed to harden the paint. Method of manufacturing a sexual element.
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