DE10060942B4 - Monolithisches halbleitendes keramisches elektronisches Bauelement - Google Patents
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Abstract
Monolithisches halbleitendes elektronisches Bauelement, das folgendes umfaßt:
bariumtitanathaltige halbleitende Keramikschichten mit einer PTC-Charakteristik;
innere Elektrodenschichten, wobei die halbleitenden Keramikschichten und die inneren Elektrodenschichten abwechselnd aufgebracht sind; und
äußere Elektroden, die mit den inneren Elektrodenschichten elektrisch verbunden sind,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Verhältnis S/I der Dicke S jeder halbleitenden Keramikschicht zur Dicke l jeder inneren Elektrodenschicht 18≤S/I≤50 beträgt.
bariumtitanathaltige halbleitende Keramikschichten mit einer PTC-Charakteristik;
innere Elektrodenschichten, wobei die halbleitenden Keramikschichten und die inneren Elektrodenschichten abwechselnd aufgebracht sind; und
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dadurch gekennzeichnet,
dass das Verhältnis S/I der Dicke S jeder halbleitenden Keramikschicht zur Dicke l jeder inneren Elektrodenschicht 18≤S/I≤50 beträgt.
Description
- Die vorliegende Erfindung betrifft monolithische halbleitende keramische elektronische Bauelemente, und insbesondere betrifft die Erfindung ein monolithisches halbleitendes keramisches elektronisches Bauelement mit Bariumtitanat als Hauptbestandteil und mit einem positiven Temperaturkoeffizienten des Widerstands.
- Halbleitende Keramiken auf Basis von Bariumtitanat haben eine positive Temperaturcharakteristik des Widerstands (PTC-Charakteristik), wobei der spezifische Widerstand bei Raumtemperatur niedrig ist und der Widerstand bei einer Temperatur, die höher ist als eine bestimmte, als Curie-Punkt bekannte Temperatur, abrupt ansteigt, und sie sind weit verbreit für Anwendungen wie zum Beispiel Temperaturregelung, Überstromschutz und isotherme Erwärmung. Vor allem ist eine Herabsetzung des Widerstands bei Raumtemperatur bei elektronischen Bauelementen zum Überstromschutz von Schaltkreisen erwünscht. Bei USB-Peripheriegeräten (USB = universeller serieller Bus) besteht vor allem ein großer Bedarf an kleinen halbleitenden keramischen elektronischen Bauelementen mit einem niedrigen spezifischen Widerstand und einer hohen Stehspannung.
- In Reaktion auf einen solchen Bedarf wird ein monolithisches halbleitendes keramisches elektronisches Bauelement in der
Japanischen Offenlegungsschrift Nr. 57-60802 - Aus
EP 0 734 031 A2 sind Varistoren aus einer Vielschicht-Bariumtitanatkeramik mit unterschiedlichen Dicken der Keramik- und Elektrodenschichten bekannt. - Aus
US 415 H ist ein solches monolithisches halbleitendes keramisches elektronisches Bauelement bekannt, welches innere Elektrodenschichten aus Platin verwendet, wobei das Verhältnis der Dicke S der halbleitenden Keramikschichten zur Dicke I der inneren Elektrodenschichten S/I > 6 beträgt. - Ein monolithisches halbleitendes keramisches elektronisches Bauelement wird auch offenbart in der
Japanischen Offenlegungsschrift Nr. 6-151103 - Das in der JP '802 offenbarte monolithische halbleitende keramische elektronische Bauelement zeigt jedoch einen relativ hohen Widerstand bei Raumtemperatur wegen des geringen ohmschen Kontakts zwischen den inneren Elektrodenschichten und den halbleitenden Keramikschichten.
- Bei dem in der JP '103 offenbarten monolithischen halbleitenden keramischen elektronischen Bauelement wird dagegen das Material für die inneren Elektroden bei Verwendung des nickelhaltigen Metalls oxidiert, wenn es in Luft gebrannt wird, und daher muß das Material nach dem Brennen in einer reduzierenden Atmosphäre einer Reoxidationsbehandlung bei einer Temperatur unterzogen werden, die das nickelhaltige Metall nicht oxidiert.
- Die resultierende Keramik zeigt einen niedrigen Widerstand bei Raumtemperatur, da der ohmsche Kontakt zwischen den halb leitenden Keramikschichten und den inneren Elektrodenschichten hergestellt werden kann.
- Da die Reoxidationsbehandlung bei niedrigen Temperaturen jedoch erforderlich ist, um das Oxidieren des nickelhaltigen Metalls zu verhindern, beträgt die Variationsbreite des spezifischen Widerstands etwa 10% oder weniger.
- Demnach ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein monolithisches halbleitendes elektronisches Bauelement bereitzustellen, bei dem die Größe des elektronischen Bauelements selbst verringert sein kann, der Widerstand bei Raumtemperatur auf etwa 0,2 Ω oder weniger herabgesetzt ist, die Variationsbreite des spezifischen Widerstands etwa 100% oder mehr beträgt, und die Stehspannung auf etwa 20 V oder mehr erhöht ist.
- Gemäß der vorliegenden Erfindung umfaßt ein monolithisches halbleitendes elektronisches Bauelement bariumtitanathaltige halbleitende Keramikschichten und innere Elektrodenschichten, die abwechselnd aufgebracht sind, sowie äußere Elektroden, die so ausgebildet sind, daß sie mit den inneren Elektrodenschichten elektrisch verbunden sind.
- Das Verhältnis S/I der Dicke S jeder halbleitenden Keramikschicht zur Dicke I jeder inneren Elektrodenschicht beträgt erfindungsgemäß 18 bis 50.
- Die Dicke S der halbleitenden Keramikschicht entspricht einem Abstand zwischen zwei benachbarten inneren Elektrodenschichten.
- Bei dem monolithischen halbleitenden keramischen elektronischen Bauelement der vorliegenden Erfindung bestehen die inneren Elektrodenschichten vorzugsweise aus einem nickelhaltigen Metall.
- Bei dem monolithischen halbleitenden keramischen elektronischen Bauelement der vorliegenden Erfindung mit einem oben beschriebenen Aufbau ist es möglich, ein monolithisches halbleitendes elektronisches Bauelement bereitzustellen, bei dem die Größe des elektronischen Bauelements verringert sein kann, der Widerstand bei Raumtemperatur herabgesetzt ist, die Variationsbreite des spezifischen Widerstands vergrößert ist, und die Stehspannung erhöht ist. Das heißt, durch Einstellen des Verhältnisses S/I der Dicke S der halbleitenden Keramikschicht zur Dicke I der inneren Elektrodenschicht auf etwa 10 bis 50, ist es möglich, den Widerstand bei Raumtemperatur herabzusetzen und die Variationsbreite des spezifischen Widerstands zu vergrößern. Die Stehspannung wird dadurch erhöht.
- Weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen offensichtlich.
-
1 ist eine schematische Darstellung eines Beispiels eines monolithischen halbleitenden keramischen elektronischen Bauelements gemäß der vorliegenden Erfindung. - Ein monolithisches halbleitendes keramisches elektronisches Bauelement
10 gemäß1 umfaßt ein Laminat12 . In dem Laminat12 sind halbleitende Keramikschichten14 und innere Elektrodenschichten16 abwechselnd aufgetragen. In diesem Fall ist das Verhältnis S/I der Dicke S jeder halbleitenden Keramikschicht14 zur Dicke I jeder inneren Elektrodenschicht16 vorzugsweise auf etwa 10 bis 50 eingestellt. Die Enden der einzelnen inneren Elektrodenschichten16 ragen abwechselnd zur einen Seite und zur anderen Seite des Laminats12 . Ferner sind eine äußere Elektrode18a und eine äußere Elektrode18b auf der einen Seite bzw. auf der anderen Seite des Laminats12 ausgebildet. In diesem Fall ist die äußere Elektrode18a mit jeder anderen inneren Elektrodenschicht16 verbunden, und die andere äußere Elektrode18b ist mit den übrigen inneren Elektrodenschichten16 verbunden. - Die halbleitenden Keramikschichten
14 bestehen aus einem Halbleitermaterial mit Bariumtitanat als Hauptbestandteil, wobei Ba je nach Bedarf teilweise durch Ca, Sr, Pb oder dergleichen ersetzt werden kann, und Ti teilweise durch Sn, Zr oder dergleichen ersetzt werden kann. Als Dotierungsmittel, das den halbleitenden Keramikschichten14 Halbleitereigenschaften verleiht, kann ein Seltenerdelement wie zum Beispiel La, Y, Sm, Ce, Dy oder Gd oder ein Übergangselement wie zum Beispiel Nb, Ta, Bi, Sb oder W verwendet werden. Außerdem kann ein Oxid oder eine Verbindung mit Si, Mn oder dergleichen nach Bedarf den halbleitenden Keramikschichten14 zugesetzt werden. - Bei der vorliegenden Erfindung gibt es keine Einschränkungen hinsichtlich des Verfahrens zum Synthetisieren von Bariumtitanatpulver. Zum Beispiel kann ein Sol-Gel-Verfahren, eine hydrothermale Synthese, ein Kopräzipitationsverfahren, eine Hydrolyse oder eine Festphasensynthese verwendet werden. Vorzugsweise beträgt jedoch die Teilchengröße des resultierenden Bariumtitanatpulvers etwa 1 μm oder weniger, und das mittels Röntgenphotoelektronenspektroskopie ermittelte Verhältnis von BaCO3/BaO beträgt etwa 0,42 oder weniger.
- Bei der vorliegenden Erfindung gibt es zwar keine Einschränkungen hinsichtlich der Größe der Keramikteilchen der halbleitenden Keramikschichten
14 , doch angesichts der Stehspannung beträgt die durchschnittliche Größe der Keramikteilchen vorzugsweise etwa 2 μm oder weniger. - Wenngleich die Dicke S der halbleitenden Keramikschicht
14 auf den erforderlichen Widerstand bei Raumtemperatur eingestellt ist, um ein kleines, niederohmiges, monolithisches halbleitendes keramisches elektronisches Bauelement zu erhal ten, ist die Dicke S vorzugsweise auf etwa 100 μm oder weniger eingestellt. - Als Material für die inneren Elektrodenschichten
16 kann ein nickelhaltiges Metall, ein molybdänhaltiges Metall, ein chromhaltiges Metall oder eine Legierung derselben verwendet werden. Angesichts der Zuverlässigkeit des ohmschen Kontakts mit den halbleitenden Keramikschichten14 wird vorzugsweise das nickelhaltige Metall verwendet. - Als Material für die äußeren Elektroden
18a und18b kann zwar Ag, Pd oder eine Legierung derselben verwendet werden, doch ist das Material nicht darauf beschränkt. - Als nächstes wird die vorliegenden Erfindung anhand der Beispiele näher beschrieben.
- Beispiel 1
- Zunächst wurden 15,40 l Bariumhydroxidlösung von 0,2 mol/l (enthielt 3,079 mol Ba) und 7,58 l Titanalkoxidlösung von 0,35 mol/l (enthielt 2,655 mol Ti) in getrennten Gefäßen hergestellt. In der Titanalkoxidlösung wurde Ti(O-Pr)4 (Titantetraisopropoxid) in Isopropylalkohol (IPA) gelöst. Ferner wurden 100 cm3 in Ethanol gelöstes Lanthanchlorid (enthielt 0,00664 mol La) homogen in die Titanalkoxidlösung eingemischt.
- Die Lösungen in den einzelnen Gefäßen wurden dann mit einem statischen Mischer gemischt, um die Umsetzung herbeizuführen, und die resultierende Lösung wurde 3 Stunden in einem Reifegefäß gehalten. Als nächstes wurde eine Entwässerung und Reinigung vorgenommen und anschließend 3 Stunden bei 110°C getrocknet. Dann wurde pulverisiert, um feines Bariumtitanatpulver zu erhalten, das La enthielt. Das lanthanhaltige feine Bariumtitanatpulver hatte ein Verhältnis von Ba/Ti von 0,993 und ein Verhältnis von La/Ti von 0,0021.
- Als nächstes wurde das feine Bariumtitanatpulver 2 Stunden bei 1100°C kalziniert, und ein organisches Lösemittel, ein organisches Bindemittel, ein Weichmacher etc. wurden zugesetzt, um einen Brei herzustellen. Der Brei wurde mit einem Rakelverfahren geformt, und man erhielt Grünschichten. Die inneren Elektrodenschichten wurden hergestellt, indem eine Nickelelektrodenpaste mittels Siebdruck auf die Grünschichten aufgebracht wurde. Die Grünschichten wurden so aufkaschiert, daß die inneren Elektrodenschichten abwechselnd freilagen, und mit Druck miteinander verklebt und anschließend geschnitten, um ein Laminat herzustellen. Außerdem wurde eine Pseudogrünschicht bereitgestellt, auf die keine innere Elektrodenschicht aufgedruckt war, und mit Druck jeweils auf die Ober- und Unterseite des Laminats aufgebracht.
- Das Laminat wurde dann in Luft einer Behandlung zur Entfernung des Bindemittels unterzogen, und das Brennen erfolgte dann für 2 Stunden in einer stark reduzierenden Atmosphäre mit einem Wasserstoff/Stickstoff-Verhältnis von 3:100. Nach dem Brennen wurde für 1 Stunde eine Reoxidationsbehandlung in Luft bei 600 bis 1000°C durchgeführt. Dann wurde eine ohmsche Silberpaste aufgetragen, die anschließend in Luft gehärtet wurde, um die äußeren Elektroden zu bilden, und so erhielt man ein monolithisches halbleitendes keramisches elektronisches Bauelement.
- Bei den monolithischen halbleitenden keramischen elektronischen Bauelementen wurden die Dicke der aufgetragenen Nickelelektrodenpaste zur Ausbildung innerer Elektrodenschichten und die Dicke der Grünschichten zur Ausbildung halbleitender Keramikschichten verschieden geändert. Ferner wurde die Anzahl der aufzubringenden halbleitenden Keramikschichten ver schieden geändert, um den Widerstand bei Raumtemperatur einzustellen.
- Die Dicke S der halbleitenden Keramikschicht und die Dicke I der inneren Elektrodenschicht bei jedem der gemäß obiger Beschreibung erhaltenen monolithischen halbleitenden keramischen elektronischen Bauelemente wurde durch Auswahl von 10 beliebigen Stellen eines Querschnitts eines jeden monolithischen halbleitenden keramischen elektronischen Bauelements mit einem Rasterelektronenmikroskop betrachtet, und es wurde ein Durchschnittswert gefunden, und so wurde das Verhältnis S/I der Dicke S der halbleitenden Keramikschicht zur Dicke I der inneren Elektrodenschicht berechnet. Der Widerstand bei Raumtemperatur, die Variationsbreite des spezifischen Widerstands und die Stehspannung wurden ebenfalls bei den gemäß obiger Beschreibung erhaltenen monolithischen halbleitenden keramischen elektronischen Bauelementen gemessen. Der Widerstand bei Raumtemperatur wurde mit einem digitalen Spannungsmesser nach einem Vierpolverfahren gemessen. Die Variationsbreite des spezifischen Widerstands (in Einheiten) wurde berechnet durch Dividieren des maximalen Widerstands durch den Widerstand bei Raumtemperatur im Bereich von Raumtemperatur bis 250°C und unter Verwendung seines dekadischen Logarithmus. Die Stehspannung wurde eingestellt als maximal angelegte Spannung unmittelbar vor dem Durchbruch des Elements. Die Ergebnisse dieser Messungen sind in Tabelle 1 unter den Proben Nr. 1 bis 5 dargestellt. Außerdem zeigen die Sternchen in der Tabelle an, daß eine Probe außerhalb der Bereiche der vorliegenden Erfindung liegt. Tabelle 1
Probe Nr. Dicke S der halbleitenden Keramikschicht zu Dicke I der inneren Elektrodenschicht (S/I) Widerstand bei Raumtemperatur (Ω) Variationsbreite d. spezifischen Widerstands (Einheit) Stehspannung (V) 1 8 1,0 1,5 5 2 10 0,18 3,0 20 3 33 0,11 3,8 30 4 50 0,12 3,9 32 *5 72 0,14 2,8 16 *6 6 2,0 1,0 7 7 10 0,19 3,1 21 8 21 0,15 3,6 35 9 50 0,10 3,9 31 *10 65 0,11 2,9 14 - Beispiel 2
- Als Ausgangsmaterialien wurden BaCO3, TiO2 und eine Samariumnitratlösung so abgewogen, daß die Molverhältnisse Ba/Ti = 1,002 und Sm/Ti = 0,002 erfüllt waren. Dann wurde 5 Stunden unter Verwendung von deionisiertem Wasser und PSZ-Kugeln mit einem Durchmesser von 5 mm in einer Kugelmühle gemischt. Dann wurde eingedampft und getrocknet, und das dabei entstehende Pulver wurde 2 Stunden bei 1150°C kalziniert. Nach Zugabe eines organischen Lösemittels, eines organischen Bindemittels, eines Weichmachers etc. zu dem kalzinierten Pulver, um einen Brei herzustellen, wurde der Brei mit einem Rakelverfahren zu Grünschichten geformt. Die Fertigung monolithischer halbleitender elektronischer Bauelemente und die Bewertung derselben wurde genauso vorgenommen wie bei dem ersten Beispiel. Die bei dem zweiten Beispiel erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 1 unter den Proben Nr. 6 bis 10 dargestellt. Außerdem zei gen die Sternchen in der Tabelle an, daß eine Probe außerhalb der Bereiche der vorliegenden Erfindung liegt.
- Wie aus den Proben Nr. 1 und 6 in Tabelle 1 hervorgeht, erhöht sich der Widerstand bei Raumtemperatur, nimmt die Variationsbreite des spezifischen Widerstands ab und nimmt die Stehspannung ab, wenn das Verhältnis S/I der Dicke S der halbleitenden Keramikschicht zur Dicke I der inneren Elektrodenschicht kleiner ist als 10. Wie aus den Proben Nr. 5 und 10 in Tabelle 1 hervorgeht, ist die Variationsbreite des spezifischen Widerstands kleiner als 3,0 Einheiten und ist die Stehspannung niedriger als 20 V, wenn das Verhältnis S/I größer ist als 50.
- Wie oben beschrieben ist es gemäß der vorliegenden Erfindung möglich, ein monolithisches halbleitendes elektronisches Bauelement zu erhalten, bei dem die Größe des elektronischen Bauelements selbst verringert sein kann, der Widerstand bei Raumtemperatur auf 0,2 Ω oder weniger herabgesetzt ist, die Variationsbreite des spezifischen Widerstands auf 3,0 Einheiten oder mehr vergrößert ist, und die Stehspannung auf 20 V oder mehr erhöht ist.
- Wenn die inneren Elektrodenschichten aus einem nickelhaltigen Metall bestehen, können bei dem monolithischen halbleitenden elektronischen Bauelement der vorliegenden Erfindung halbleitende Keramikschichten und die inneren Elektrodenschichten zuverlässig in ohmschen Kontakt miteinander gebracht werden, womit die Variationsbreite vergrößert wird, während gleichzeitig ein Anstieg des Widerstands bei Raumtemperatur vermieden wird.
Claims (2)
- Monolithisches halbleitendes elektronisches Bauelement, das folgendes umfaßt: bariumtitanathaltige halbleitende Keramikschichten mit einer PTC-Charakteristik; innere Elektrodenschichten, wobei die halbleitenden Keramikschichten und die inneren Elektrodenschichten abwechselnd aufgebracht sind; und äußere Elektroden, die mit den inneren Elektrodenschichten elektrisch verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis S/I der Dicke S jeder halbleitenden Keramikschicht zur Dicke l jeder inneren Elektrodenschicht 18≤S/I≤50 beträgt.
- Monolithisches halbleitendes elektronisches Bauelement nach Anspruch 1, bei dem die inneren Elektrodenschichten ein nickelhaltiges Metall umfassen.
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| DE102011014967B4 (de) * | 2011-03-24 | 2015-04-16 | Epcos Ag | Elektrisches Vielschichtbauelement |
| DE102017101946A1 (de) | 2017-02-01 | 2018-08-02 | Epcos Ag | PTC-Heizer mit verringertem Einschaltstrom |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US415A (en) | 1837-09-28 | Allen ward | ||
| JPS5760802A (en) * | 1980-09-30 | 1982-04-13 | Tokyo Shibaura Electric Co | Current limiting resistance element |
| USH415H (en) * | 1987-04-27 | 1988-01-05 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Multilayer PTCR thermistor |
| US5117326A (en) * | 1989-04-05 | 1992-05-26 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Monolithic ceramic capacitor |
| JPH06151103A (ja) * | 1992-10-30 | 1994-05-31 | Murata Mfg Co Ltd | 積層型半導体磁器組成物 |
| EP0734031A2 (de) * | 1995-03-24 | 1996-09-25 | TDK Corporation | Vielschichtvaristor |
Family Cites Families (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| BR8305573A (pt) * | 1983-10-10 | 1985-05-14 | Avm Auto Equip | Aperfeicoamento em dispositivo de liberacao das rodas da tracao opcional de veiculos |
| DE3660342D1 (en) * | 1985-01-17 | 1988-07-28 | Siemens Ag | Voltage-dependent electric resistance (varistor) |
| US5010443A (en) * | 1990-01-11 | 1991-04-23 | Mra Laboratories, Inc. | Capacitor with fine grained BaTiO3 body and method for making |
| US5369390A (en) * | 1993-03-23 | 1994-11-29 | Industrial Technology Research Institute | Multilayer ZnO varistor |
| JPH113834A (ja) * | 1996-07-25 | 1999-01-06 | Murata Mfg Co Ltd | 積層セラミックコンデンサおよびその製造方法 |
| SG48535A1 (en) * | 1996-08-05 | 1998-04-17 | Murata Manufacturing Co | Dielectric ceramic composition and monolithic ceramic capacitor using the same |
| EP0971381B1 (de) * | 1997-03-17 | 2005-07-27 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Elektronisches bauelement |
| KR100228178B1 (ko) * | 1997-06-09 | 1999-11-01 | 이형도 | 적층세라믹 커패시터의 내부전극용 페이스트 |
| JP3644235B2 (ja) * | 1998-03-03 | 2005-04-27 | 株式会社村田製作所 | 積層セラミック電子部品 |
| KR100296865B1 (ko) * | 1998-04-03 | 2001-08-07 | 모리시타 요이찌 | 적층세라믹콘덴서의제조방법 |
-
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-
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- 2000-12-11 US US09/734,155 patent/US20020105022A1/en not_active Abandoned
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US415A (en) | 1837-09-28 | Allen ward | ||
| JPS5760802A (en) * | 1980-09-30 | 1982-04-13 | Tokyo Shibaura Electric Co | Current limiting resistance element |
| USH415H (en) * | 1987-04-27 | 1988-01-05 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Multilayer PTCR thermistor |
| US5117326A (en) * | 1989-04-05 | 1992-05-26 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Monolithic ceramic capacitor |
| JPH06151103A (ja) * | 1992-10-30 | 1994-05-31 | Murata Mfg Co Ltd | 積層型半導体磁器組成物 |
| EP0734031A2 (de) * | 1995-03-24 | 1996-09-25 | TDK Corporation | Vielschichtvaristor |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| SCHAUMBURG, Hanno: Keramik. B.G. Teubner Stuttgart 1994. S. 178, 179,198,199. ISBN 3-519-06127-9 * |
Also Published As
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