[发明专利]电压非线性电阻元件以及其制法在审

专利信息
申请号: 201510121424.8 申请日: 2015-03-19
公开(公告)号: CN104934172A 公开(公告)日: 2015-09-23
发明(设计)人: 山崎哲;早濑彻;森本健司;川崎真司;武内幸久 申请(专利权)人: 日本碍子株式会社
主分类号: H01C7/112 分类号: H01C7/112;H01C7/108;H01C17/00
代理公司: 北京银龙知识产权代理有限公司 11243 代理人: 钟晶;李家浩
地址: 日本*** 国省代码: 日本;JP
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摘要:
搜索关键词: 电压 非线性 电阻 元件 及其 制法
【说明书】:

技术领域

本发明涉及电压非线性电阻元件以及其制法。

背景技术

电压非线性电阻元件(压敏电阻元件),是将电压非线性电阻体用一对电极夹持结构的元件,作为保护电子电路等抵御异常电压的元件,广泛利用于湿度传感器、温度传感器等各种传感器。作为这种电压非线性电阻元件,专利文献1公开了一种用一对电极夹持着下述结构的电阻体而成的电压非线性电阻元件,所述电阻体为在介于含有Al2O3这样的氧化物作为掺杂剂的2个氧化锌系磁器之间存在含有Bi2O3、Sb2O3等2种氧化物的氧化物膜的结构。通过该元件,开启电压V1mA(通1mA(从元件形状而言0.4A/cm2)电流时的两个端子之间的电压)被抑制到3V左右。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本特开2000-228302号公报

发明内容

发明所要解决的问题

一般而言,含有掺杂剂的氧化锌,与不含掺杂剂的氧化锌相比电阻低,但专利文献1的氧化锌系磁器,相对于ZnO添加了0.0009~0.018质量%的掺杂剂Al2O3,由于掺杂剂的添加量极低,不能说电阻充分低。因此,专利文献1的电压非线性电阻元件中,在高电流区域(例如通20A/cm2的电流时)产生大的电压的可能性高。

本发明是为了解决这样的问题而完成的,其主要目的在于在氧化锌系的电压非线性电阻元件中,将高电流区域中的钳位电压抑制得低。

用于解决问题的方法

本发明的电压非线性电阻元件,具备:

电压非线性电阻体,其含有至少一个接合体,该接合体是以氧化锌为主成分且体积电阻率为1.0×10-1Ωcm以下的氧化锌陶瓷层与以氧化铋为主成分的氧化铋层接合而成,以及

一对电极,其以导电路径横穿上述氧化锌陶瓷层与上述氧化铋层的接合面的方式形成于上述电压非线性电阻体。

该电压非线性电阻元件中,使用了与以往相比体积电阻率低的氧化锌陶瓷层作为电压非线性电阻体的氧化锌陶瓷层。因此,能够将高电流区域(例如通20A/cm2的电流时)中的钳位电压与以往相比抑制得低。结果,即便例如因静电导致大电流流过本发明的电压非线性电阻元件,也能够将电压的上升抑制得小,并且能够防止发生元件本身的绝缘击穿。

本发明的电压非线性电阻元件中,上述氧化锌陶瓷层可以含有从由Al2O3、In2O3以及Ga2O3组成的组中选择的一种以上。通过添加这样的3价金属离子,能够比较容易地使氧化锌陶瓷层的体积电阻率为低电阻。

本发明的电压非线性电阻元件中,上述氧化铋层可以通过溅射形成于上述氧化锌陶瓷层。这样,能够不将氧化锌陶瓷层暴露于高温而形成氧化铋层,因此能够回避氧化锌陶瓷层受到热的影响而使体积电阻率上升的可能性。

本发明的电压非线性电阻元件中,上述电压非线性电阻体也可以以如下方式构成:层叠有两个以上上述接合体,介于邻接的氧化锌陶瓷层彼此之间,存在氧化铋层,或存在氧化铋层和导体层,或存在氧化铋层、导体层和氧化铋层。这样,通过适宜地设定在电压非线性电阻体内层叠的接合体的数量,能够应对各种压敏电阻电压。

本发明的电压非线性电阻元件中,上述一对电极设在与上述氧化锌陶瓷层与上述氧化铋层的接合面平行的上述电压非线性电阻体的两面。

本发明的电压非线性电阻元件的制法,包含:

(a)通过在以氧化锌为主成分且体积电阻率为1.0×10-1Ωcm以下的氧化锌陶瓷层上由溅射形成以氧化铋为主成分的氧化铋层而得到接合体的工序,

(b)准备至少两个上述接合体,在一个接合体的上述氧化铋层与另一个接合体的上述氧化锌陶瓷层之间,夹持导体箔并叠加或什么都不夹持而直接叠加,通过在该状态下在非活性气氛中进行300~700℃的热处理,从而将上述接合体接合,得到层叠的电压非线性电阻体的工序,和

(c)以导电路径横穿上述氧化锌陶瓷层与上述氧化铋层的接合面的方式形成一对电极的工序,

或者,

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