(57)【要約】【課題】未焼成バリスタ素体を焼成する際、過度な酸化ビスマスの拡散を抑制して、性能を向上したバリスタ素体の製造方法を提供することを目的としている。【解決手段】セッター４を介して未焼成バリスタ素体１を載置した焼成容器３を焼成炉に入れ、１２００℃で２時間焼成する工程を備え、焼成温度に起因して飛散した飛散酸化ビスマス５が焼成容器３の内部に充満し、焼成容器３の内部の酸化ビスマス濃度が所定濃度より高くなると、セッター４が飛散酸化ビスマス５を吸収するように働き、焼成容器３の内部の酸化ビスマス濃度を低下させて、焼成容器３の内部の酸化ビスマス濃度を所定濃度に保持するように作用する構成である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
酸化ビスマスおよび酸化亜鉛を含有する未焼成バリスタ素体を焼成する焼成工程を備え、前記焼成工程において、前記未焼成バリスタ素体に含有される酸化ビスマス濃度を所定濃度に保持する保持手段を設けたバリスタ素体の製造方法。
【請求項２】
前記焼成工程では、酸化ビスマスを封入した焼成容器内に前記未焼成バリスタ素体を載置して焼成し、前記保持手段は、前記焼成容器内において、焼成に起因して飛散した酸化ビスマス濃度を略一定にする手段とした請求項１記載のバリスタ素体の製造方法。
【請求項３】
前記保持手段は、前記焼成容器内において、焼成に起因して飛散して酸化ビスマス濃度に応じて、前記酸化ビスマスを吸収または飛散する物質を前記焼成容器内に載置した請求項１記載のバリスタ素体の製造方法。
【請求項４】
前記物質は、未焼成バリスタ素体に含有される酸化ビスマスの含有量の５〜５０％の酸化ビスマスを含有する請求項３記載のバリスタ素体の製造方法。
【請求項５】
前記焼成容器に気孔を設けるとともに、前記気孔率を３〜３５％とした請求項２記載のバリスタ素体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バリスタ素体の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
バリスタ素体は、酸化ビスマスを含有する酸化亜鉛型であって、その粒界において電圧非直線抵抗特性を発現し、異常電圧吸収用の電子部品として、各種の電子機器、保安器、通信設備等に用いられている。
【０００３】
一般に、バリスタ素体は、未焼成バリスタ素体を焼成する焼成工程を経て製造されるが、酸化ビスマス等のビスマス化合物は、その蒸気圧が高く焼成中に飛散するため、焼成後における酸化ビスマス濃度が低下して特性劣化の要因となる。このため、焼成中の酸化ビスマスの飛散を抑制するため、酸化ビスマスを含有する敷粉中に未焼成バリスタ素体を埋設させて焼成する方法がある。
【０００４】
なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が知られている。
【特許文献１】特開昭５５−８６１０１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記構成では、敷粉中に未焼成バリスタ素体を埋設するので、未焼成バリスタ素体からの酸化ビスマスの飛散は防止できるが、逆に、敷粉から未焼成バリスタ素体に酸化ビスマスが拡散して、過剰な酸化ビスマス濃度になり、特性が著しく劣化するという問題点を有していた。
【０００６】
本発明は上記問題点を解決するもので、未焼成バリスタ素体を焼成する際、過度な酸化ビスマスの拡散を抑制して、性能を向上したバリスタ素体の製造方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために本発明は、酸化ビスマスおよび酸化亜鉛を含有する未焼成バリスタ素体を焼成する焼成工程を備え、前記焼成工程において、前記未焼成バリスタ素体に含有される酸化ビスマス濃度を所定濃度に保持する保持手段を設けたバリスタ素体の製造方法である。
【発明の効果】
【０００８】
上記構成により、焼成工程において、未焼成バリスタ素体に含有される酸化ビスマス濃度を所定濃度に保持する保持手段を設けているので、焼成後のバリスタ素体に含有される酸化ビスマス濃度が過剰になることがなく、性能を向上できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、実施の形態を用いて、本発明の全請求項に記載の発明について、図面を参照しながら説明する。
【００１０】
図１は本発明の一実施の形態における未焼成バリスタ素体を載置した焼成容器の断面図、図２は焼成中における酸化ビスマスの飛散状態を示す焼成容器の断面図、図３は焼成中における酸化ビスマスの吸収状態を示す焼成容器の断面図である。
【００１１】
図１に示すように、未焼成バリスタ素体１は蓋２を被せた焼成容器３にセッター４を介して載置しており、焼成容器３は気孔率が２０％のムライト質のセラミックからなる。
【００１２】
この未焼成バリスタ素体１は、酸化亜鉛（ＺｎＯ）１００モルに対し、酸化ビスマス（Ｂｉ2Ｏ3）を１．０モル含有するとともに、ＳｉＯ2，ＭｎＯ2等の添加物を含有している。
【００１３】
また、セッター４は、酸化亜鉛１００モルに対し、酸化ビスマスを０．３モル含有したセラミックからなる物質であり、乾式プレス機で１００ｍｍ×１００ｍｍ、厚み３０ｍｍの角板状に成形し、あらかじめ１２００℃で焼成したものである。
【００１４】
これら未焼成バリスタ素体１とセッター４を載置した焼成容器３を焼成炉に入れ、１２００℃で２時間焼成して、バリスタ素体を製造する。
【００１５】
焼成中は、図２に示すように、未焼成バリスタ素体１およびセッター４に含有された酸化ビスマスが焼成温度に起因して飛散し、飛散酸化ビスマス５として焼成容器３の内部に充満するとともに、その一部は焼成容器３の気孔を介して焼成容器３の外部に流出する。同時に、焼成容器３の気孔を介して焼成容器３の内部に空気が流入し未焼成バリスタ素体１に酸素が供給される。
【００１６】
このように、未焼成バリスタ素体１およびセッター４に含有された酸化ビスマスは焼成温度に起因して飛散するとともに、飛散酸化ビスマス５として焼成容器３の内部に充満して、焼成容器３の内部の酸化ビスマス濃度を上昇させている。一方で、焼成容器３の内部に充満した飛散酸化ビスマス５の一部は焼成容器３の気孔を介して焼成容器３の外部に流出するとともに焼成容器３の内部に空気が流入して、焼成容器３の内部の酸化ビスマス濃度を低下させている。
【００１７】
よって、焼成容器３の内部の酸化ビスマス濃度は常時変化しているが、全体としては焼成容器３の内部の酸化ビスマス濃度は上昇するように変化している。この酸化ビスマス濃度が所定濃度より高くなると、図３に示すように、未焼成バリスタ素体１およびセッター４は、飛散酸化ビスマス５を吸収するように働き、焼成容器３の内部の酸化ビスマス濃度を低下させて、焼成容器３の内部の酸化ビスマス濃度を所定濃度に保持するように作用する。
【００１８】
上記構成により、焼成に起因して飛散した焼成容器３の内部の酸化ビスマス濃度に応じて、未焼成バリスタ素体１だけでなくセッター４も酸化ビスマスを吸収または飛散する機能を有するので、このような酸化ビスマスを吸収または飛散する機能を有するセッター４を焼成容器３の内部に配置することにより、焼成容器３の内部の酸化ビスマス濃度が所定濃度に保持され、未焼成バリスタ素体１から酸化ビスマスが必要以上に飛散せず、焼成が完了するまで、未焼成バリスタ素体１に含有される酸化ビスマス濃度が所定濃度に保持される。
【００１９】
なお、セッター４に含有される酸化ビスマスは、未焼成バリスタ素体１に含有される酸化ビスマスの含有量の５〜５０％であれば良い。これは、図４に示すように、セッター４に含有される酸化ビスマスは、未焼成バリスタ素体１に含有される酸化ビスマスの含有量の５〜５０％であると、焼成後におけるバリスタ素体の残留酸化ビスマス濃度が５０〜６０％と安定し特性を損なわないからである。
【００２０】
また、焼成容器３に設けた気孔の気孔率は３〜３５％であれば良い。これは、図５に示すように、焼成容器３の気孔率が３％未満（焼成中における空気の流入と流出が非常に抑制されるほどに緻密な状態）の場合には、空気の流通が少ないために、焼成中に、未焼成バリスタ素体１に十分な酸素を供給することができず、酸素拡散不足による電圧非直線性が極端に劣化するからである。さらに、図６に示すように、焼成容器３の気孔率が３５％を超える場合には、焼成容器３の内部の酸化ビスマスが気孔を介して流出し、セッター４に含有された酸化ビスマスが焼成容器３に飛散しても、焼成容器３の内部の酸化ビスマス濃度が高くならず、焼成容器３の内部の酸化ビスマス濃度を所定濃度に保持できなくなるからである。すなわち、未焼成バリスタ素体１に含有される酸化ビスマス濃度が低くなり、焼成後におけるバリスタ素体の高温負荷寿命特性を劣化させてしまうからである。その他、焼成容器３の強度を低下させたり、焼成後におけるバリスタ素体の電圧非直線性のバラツキを増大させたりもする。
【産業上の利用可能性】
【００２１】
以上のように、本発明にかかるバリスタ素体は、異常電圧吸収用の電子部品として各種の電子機器に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明における未焼成バリスタ素体を載置した焼成容器の断面図
【図２】焼成中における酸化ビスマスの飛散状態を示す焼成容器の断面図
【図３】焼成中における酸化ビスマスの吸収状態を示す焼成容器の断面図
【図４】焼成容器の気孔率とバリスタ素体の電圧非直線係数の関係を示す特性波形図
【図５】焼成容器の気孔率とバリスタ素体の高温負荷寿命特性の関係を示す特性波形図
【図６】バリスタ素体の残留酸化ビスマス濃度とセッターと未焼成バリスタ素体の酸化ビスマス濃度比率の関係を示す特性波形図
【符号の説明】
【００２３】
１  未焼成バリスタ素体
２  蓋
３  焼成容器
４  セッター
５  飛散酸化ビスマス
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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