JP2000256062A - 積層型半導体セラミック素子 - Google Patents
積層型半導体セラミック素子Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 １０００℃以下で焼成でき、低温で再酸化処
理を行ってもＰＴＣ特性を十分に発現させることのでき
る積層型半導体セラミック素子を提供する。 【解決手段】 半導体セラミック層５と、内部電極層７
とを交互に積層した積層焼結体３上に外部電極９を形成
した積層型半導体セラミック素子１であって、半導体セ
ラミック層５は、チタン酸バリウム系の半導体焼結体中
に、少なくともホウ素酸化物、およびバリウム、ストロ
ンチウム、カルシウム、鉛、イットリウム、希土類元素
の中から選ばれる少なくとも１種類からなる酸化物を含
有し、かつ前記ホウ素酸化物中のホウ素元素（Ｂとす
る）が原子比で、０．００１≦Ｂ／β≦０．５０、０．
５≦Ｂ／（α−β）≦１０．０（ただし、α：半導体セ
ラミック中に含まれるバリウム、ストロンチウム、カル
シウム、鉛、イットリウム、希土類元素の総量、β：半
導体セラミック中に含まれるチタン、錫、ジルコニウ
ム、ニオブ、タングステン、アンチモンの総量）となる
ように添加されてなることを特徴とする。
理を行ってもＰＴＣ特性を十分に発現させることのでき
る積層型半導体セラミック素子を提供する。 【解決手段】 半導体セラミック層５と、内部電極層７
とを交互に積層した積層焼結体３上に外部電極９を形成
した積層型半導体セラミック素子１であって、半導体セ
ラミック層５は、チタン酸バリウム系の半導体焼結体中
に、少なくともホウ素酸化物、およびバリウム、ストロ
ンチウム、カルシウム、鉛、イットリウム、希土類元素
の中から選ばれる少なくとも１種類からなる酸化物を含
有し、かつ前記ホウ素酸化物中のホウ素元素（Ｂとす
る）が原子比で、０．００１≦Ｂ／β≦０．５０、０．
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ラミック中に含まれるバリウム、ストロンチウム、カル
シウム、鉛、イットリウム、希土類元素の総量、β：半
導体セラミック中に含まれるチタン、錫、ジルコニウ
ム、ニオブ、タングステン、アンチモンの総量）となる
ように添加されてなることを特徴とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は積層型半導体セラミ
ック素子、特に正の抵抗温度特性を有する積層型半導体
セラミック素子に関する。
ック素子、特に正の抵抗温度特性を有する積層型半導体
セラミック素子に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、過電流からの回路の保護や、
カラーテレビの消磁用の部品には、キュリー温度以上で
急激に高抵抗化する正の抵抗温度特性（以下、ＰＴＣ特
性とする）を有する半導体素子が用いられている。この
半導体素子には、ＰＴＣ特性の抵抗温度係数が大きいと
いう理由から、チタン酸バリウムを主成分とする半導体
セラミックを用いることが一般的であった。
カラーテレビの消磁用の部品には、キュリー温度以上で
急激に高抵抗化する正の抵抗温度特性（以下、ＰＴＣ特
性とする）を有する半導体素子が用いられている。この
半導体素子には、ＰＴＣ特性の抵抗温度係数が大きいと
いう理由から、チタン酸バリウムを主成分とする半導体
セラミックを用いることが一般的であった。
【０００３】しかしながら、通常、チタン酸バリウム系
のセラミックを半導体化させるためには、１３００℃以
上の高温下で焼成する必要がある。このような高温の熱
処理を行うと、焼成炉に破損が生じやすく、焼成炉の維
持費が大きくなるとともに、省エネの点からも好ましく
ないため、より低温で焼成することのできるチタン酸バ
リウム系の半導体セラミックが望まれていた。
のセラミックを半導体化させるためには、１３００℃以
上の高温下で焼成する必要がある。このような高温の熱
処理を行うと、焼成炉に破損が生じやすく、焼成炉の維
持費が大きくなるとともに、省エネの点からも好ましく
ないため、より低温で焼成することのできるチタン酸バ
リウム系の半導体セラミックが望まれていた。
【０００４】そこで、チタン酸バリウムに窒化ホウ素を
添加してセラミックの半導体化温度を下げるという技術
が「Semiconducting Barium Titanate Ceramics Prepar
ed by Boron-Conducting Liquid-Phase Sintering」（I
n-Chyuan Ho、Communications of the American Cerami
c Society Vol.77,No3,P829〜832、１９９４年）に開示
されている。この文献によれば、チタン酸バリウムに窒
化ホウ素を添加したセラミックは、その半導体化温度が
１１００℃程度での半導体化が可能であると報告されて
いる。
添加してセラミックの半導体化温度を下げるという技術
が「Semiconducting Barium Titanate Ceramics Prepar
ed by Boron-Conducting Liquid-Phase Sintering」（I
n-Chyuan Ho、Communications of the American Cerami
c Society Vol.77,No3,P829〜832、１９９４年）に開示
されている。この文献によれば、チタン酸バリウムに窒
化ホウ素を添加したセラミックは、その半導体化温度が
１１００℃程度での半導体化が可能であると報告されて
いる。
【０００５】一方、近年、常温での低抵抗化、高耐圧化
が達成でき、高密度実装に適した積層チップ型の半導体
セラミック素子が望まれている。
が達成でき、高密度実装に適した積層チップ型の半導体
セラミック素子が望まれている。
【０００６】通常、積層型半導体セラミック素子は、セ
ラミックグリーンシートと内部電極ペーストを交互に積
層した後、焼成炉において一体焼成するという方法で製
造している。したがって、内部電極材料には、セラミッ
クと同時焼成してもセラミックとオーミック接触が可能
なニッケル等の卑金属が用いられている。このような卑
金属は大気中で焼成すると酸化されてしまうため、一旦
還元雰囲気中で焼成し、その後、内部電極が酸化しない
程度の温度で再酸化処理を行うことによって、半導体セ
ラミックと内部電極材料とを一体焼成している。しかし
ながら、比較的低温で再酸化処理を行うため、ＰＴＣ特
性の発現が十分でないという問題があった。
ラミックグリーンシートと内部電極ペーストを交互に積
層した後、焼成炉において一体焼成するという方法で製
造している。したがって、内部電極材料には、セラミッ
クと同時焼成してもセラミックとオーミック接触が可能
なニッケル等の卑金属が用いられている。このような卑
金属は大気中で焼成すると酸化されてしまうため、一旦
還元雰囲気中で焼成し、その後、内部電極が酸化しない
程度の温度で再酸化処理を行うことによって、半導体セ
ラミックと内部電極材料とを一体焼成している。しかし
ながら、比較的低温で再酸化処理を行うため、ＰＴＣ特
性の発現が十分でないという問題があった。
【０００７】そこで、特開平８−１５３６０５号公報に
は、低温で再酸化処理してもＰＴＣ特性が発現する方法
を開示している。この方法は主成分であるチタン酸塩に
微粒のペロブスカイト化合物を用いたことに特徴があ
る。この化合物を用いると１０００℃以上１２５０℃以
下の低温で焼結可能となり、再酸化処理温度が５００℃
以上の低温でＰＴＣ特性が発現するものである。
は、低温で再酸化処理してもＰＴＣ特性が発現する方法
を開示している。この方法は主成分であるチタン酸塩に
微粒のペロブスカイト化合物を用いたことに特徴があ
る。この化合物を用いると１０００℃以上１２５０℃以
下の低温で焼結可能となり、再酸化処理温度が５００℃
以上の低温でＰＴＣ特性が発現するものである。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
積層型半導体セラミック素子は、十分なＰＴＣ特性を得
るためには１０００℃近い再酸化処理温度を必要とし、
内部電極が酸化されてしまう可能性がある。したがっ
て、より低い再酸化処理温度で十分なＰＴＣ特性を得る
ためにより低温で焼成できる積層型半導体セラミック素
子が求められていた。
積層型半導体セラミック素子は、十分なＰＴＣ特性を得
るためには１０００℃近い再酸化処理温度を必要とし、
内部電極が酸化されてしまう可能性がある。したがっ
て、より低い再酸化処理温度で十分なＰＴＣ特性を得る
ためにより低温で焼成できる積層型半導体セラミック素
子が求められていた。
【０００９】本発明の目的は、１０００℃以下で焼成で
き、低温で再酸化処理を行ってもＰＴＣ特性を十分に発
現させることのできる積層型半導体セラミック素子を提
供することにある。
き、低温で再酸化処理を行ってもＰＴＣ特性を十分に発
現させることのできる積層型半導体セラミック素子を提
供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明は上記のような問
題点に鑑みてなされたものである。第１の発明の積層型
半導体セラミック素子は、半導体セラミック層と、内部
電極層とを交互に積層した積層焼結体上に外部電極を形
成した積層型半導体セラミック素子であって、前記半導
体セラミック層は、チタン酸バリウム系の半導体焼結体
中に、少なくともホウ素酸化物、およびバリウム、スト
ロンチウム、カルシウム、鉛、イットリウム、希土類元
素の中から選ばれる少なくとも１種類からなる酸化物を
含有し、かつ前記ホウ素酸化物をホウ素元素（Ｂとす
る）に換算して原子比で、 ０．００１≦Ｂ／β≦０．５０ ０．５≦Ｂ／（α−β）≦１０．０ （ただし、α：半導体セラミック中に含まれるバリウ
ム、ストロンチウム、カルシウム、鉛、イットリウムの
各元素、および希土類元素の総量 β：半導体セラミック中に含まれるチタン、錫、ジルコ
ニウム、ニオブ、タングステン、アンチモンの各元素の
総量）となるように添加されてなることを特徴とする。
題点に鑑みてなされたものである。第１の発明の積層型
半導体セラミック素子は、半導体セラミック層と、内部
電極層とを交互に積層した積層焼結体上に外部電極を形
成した積層型半導体セラミック素子であって、前記半導
体セラミック層は、チタン酸バリウム系の半導体焼結体
中に、少なくともホウ素酸化物、およびバリウム、スト
ロンチウム、カルシウム、鉛、イットリウム、希土類元
素の中から選ばれる少なくとも１種類からなる酸化物を
含有し、かつ前記ホウ素酸化物をホウ素元素（Ｂとす
る）に換算して原子比で、 ０．００１≦Ｂ／β≦０．５０ ０．５≦Ｂ／（α−β）≦１０．０ （ただし、α：半導体セラミック中に含まれるバリウ
ム、ストロンチウム、カルシウム、鉛、イットリウムの
各元素、および希土類元素の総量 β：半導体セラミック中に含まれるチタン、錫、ジルコ
ニウム、ニオブ、タングステン、アンチモンの各元素の
総量）となるように添加されてなることを特徴とする。
【００１１】このような組成の半導体セラミックを用い
ることによって、半導体セラミックの焼成温度を１００
０℃以下にすることができ、再酸化処理を低温で行って
もよりＰＴＣ特性を発現させることができるので、内部
電極に卑金属を用いることができ、かつ十分なＰＴＣ特
性を発現させることができる。
ることによって、半導体セラミックの焼成温度を１００
０℃以下にすることができ、再酸化処理を低温で行って
もよりＰＴＣ特性を発現させることができるので、内部
電極に卑金属を用いることができ、かつ十分なＰＴＣ特
性を発現させることができる。
【００１２】また、第２の発明の積層型半導体セラミッ
ク素子においては、前記半導体セラミック層中にドナー
元素の総量（Ｍｄとする）およびアクセプター元素の総
量（Ｍａとする）が原子比で、 ０．０００１≦Ｍｄ／β≦０．００５ ０．００００１≦Ｍａ／β≦０．００５ （ただし、β：半導体セラミック中に含まれるチタン、
錫、ジルコニウム、ニオブ、タングステン、アンチモン
の各元素の総量）となるように添加されていることが好
ましい。
ク素子においては、前記半導体セラミック層中にドナー
元素の総量（Ｍｄとする）およびアクセプター元素の総
量（Ｍａとする）が原子比で、 ０．０００１≦Ｍｄ／β≦０．００５ ０．００００１≦Ｍａ／β≦０．００５ （ただし、β：半導体セラミック中に含まれるチタン、
錫、ジルコニウム、ニオブ、タングステン、アンチモン
の各元素の総量）となるように添加されていることが好
ましい。
【００１３】このような組成にすることによって、ＰＴ
Ｃ特性をより効果的に発現させることができる。
Ｃ特性をより効果的に発現させることができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】本発明の積層型半導体セラミック
素子は、チタン酸バリウム系半導体セラミック層と卑金
属を主成分とする内部電極層とを交互に積層した積層焼
結体と、この積層焼結体の内部電極導出面上に形成した
外部電極とからなるものである。
素子は、チタン酸バリウム系半導体セラミック層と卑金
属を主成分とする内部電極層とを交互に積層した積層焼
結体と、この積層焼結体の内部電極導出面上に形成した
外部電極とからなるものである。
【００１５】本発明に用いられる半導体セラミックは、
チタン酸バリウムを主成分とし、副成分として酸化ホウ
素を含有している。
チタン酸バリウムを主成分とし、副成分として酸化ホウ
素を含有している。
【００１６】上記チタン酸バリウムは、チタン酸バリウ
ム中のＢａの一部をＳｒ，Ｃａ，Ｐｂ，Ｙ，希土類元素
等で、Ｔｉの一部をＳｎ，Ｚｒ，Ｎｂ，Ｗ，Ｓｂでそれ
ぞれ置換してもよい。
ム中のＢａの一部をＳｒ，Ｃａ，Ｐｂ，Ｙ，希土類元素
等で、Ｔｉの一部をＳｎ，Ｚｒ，Ｎｂ，Ｗ，Ｓｂでそれ
ぞれ置換してもよい。
【００１７】また、上記半導体セラミックには、Ｂａ、
もしくはＳｒ，Ｃａ，Ｐｂ，Ｙ，希土類元素等のＢａ置
換可能性元素の総量が、Ｔｉ、もしくはＳｎ，Ｚｒ，Ｎ
ｂ，Ｗ，Ｓｂ元素の総量より多くなるように、チタン酸
バリウムのＢａサイトとは別に、ＢａもしくはＳｒ，Ｃ
ａ，Ｐｂ，Ｙ，希土類元素等のＢａ置換可能性元素の酸
化物が過剰に添加されている。
もしくはＳｒ，Ｃａ，Ｐｂ，Ｙ，希土類元素等のＢａ置
換可能性元素の総量が、Ｔｉ、もしくはＳｎ，Ｚｒ，Ｎ
ｂ，Ｗ，Ｓｂ元素の総量より多くなるように、チタン酸
バリウムのＢａサイトとは別に、ＢａもしくはＳｒ，Ｃ
ａ，Ｐｂ，Ｙ，希土類元素等のＢａ置換可能性元素の酸
化物が過剰に添加されている。
【００１８】また、上記半導体セラミックには、ドナー
元素およびアクセプタ元素を添加している。なお、ここ
でいうドナー元素とは、Y，Ｎｂ，Ｓｂ，Ｗ，Ｔａ，Ｍ
ｏ，希土類元素等、一般にＢａＴｉＯ3に対してドナー
として作用する元素を指す。また、アクセプタ元素と
は、Ｍｎ，Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｃｒ，アルカリ金属等、
一般にＢａＴｉＯ3に対してアクセプタとして作用する
元素を指す。
元素およびアクセプタ元素を添加している。なお、ここ
でいうドナー元素とは、Y，Ｎｂ，Ｓｂ，Ｗ，Ｔａ，Ｍ
ｏ，希土類元素等、一般にＢａＴｉＯ3に対してドナー
として作用する元素を指す。また、アクセプタ元素と
は、Ｍｎ，Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｃｒ，アルカリ金属等、
一般にＢａＴｉＯ3に対してアクセプタとして作用する
元素を指す。
【００１９】また、上記内部電極層にはＮｉ，Ｃｏ，Ｆ
ｅ，Ｍｏ等の卑金属を単体、もしくは合金として用いる
ことができるが、耐酸化性に優れているという理由から
Ｎｉを用いることが好ましい。
ｅ，Ｍｏ等の卑金属を単体、もしくは合金として用いる
ことができるが、耐酸化性に優れているという理由から
Ｎｉを用いることが好ましい。
【００２０】また上記外部電極には、Ａｇ，Ｐｄ，Ａｇ
−Ｐｄ合金等が挙げられるが特に限定はしない。次に本
発明を実施例を用いてさらに具体的に説明する。
−Ｐｄ合金等が挙げられるが特に限定はしない。次に本
発明を実施例を用いてさらに具体的に説明する。
【００２１】
【実施例】（実施例１）本発明の積層型半導体セラミッ
ク素子の製造方法について説明する。図１は本発明の積
層型半導体セラミック素子の概略断面図を示す。まず、
Ｂａサイト／Ｔｉサイト＝０．９９８となるようにチタ
ン酸バリウムを水熱合成した。次に、ＢａＣＯ3，Ｓｍ2
Ｏ3，ＢＮ，ＭｎＣＯ3を下記の（Ｉ）式のように秤量、
添加し、混合物を得た。
ク素子の製造方法について説明する。図１は本発明の積
層型半導体セラミック素子の概略断面図を示す。まず、
Ｂａサイト／Ｔｉサイト＝０．９９８となるようにチタ
ン酸バリウムを水熱合成した。次に、ＢａＣＯ3，Ｓｍ2
Ｏ3，ＢＮ，ＭｎＣＯ3を下記の（Ｉ）式のように秤量、
添加し、混合物を得た。
【００２２】 水熱粉Ba0.998TiO3＋0.001Sm2O3＋x・BaCO3＋y・BN＋0.0002MnCO3・・・（Ｉ） 得られた混合物にバインダーを添加し、ジルコニアボー
ルとともに１０時間湿式混合してセラミックスラリーと
した。次に、得られたセラミックスラリーをドクターブ
レード法により成形した後、乾燥させてセラミックグリ
ーンシートとした。このセラミックグリーンシート上に
内部電極層としてＮｉペーストを印刷し、積層して積層
体とした。この積層体を大気中３００℃で脱脂した後、
水素／窒素還元雰囲気中９５０℃で２時間焼成して積層
焼結体を得た。なお、この積層焼結体の半導体セラミッ
ク層は、以下のようになっている。
ルとともに１０時間湿式混合してセラミックスラリーと
した。次に、得られたセラミックスラリーをドクターブ
レード法により成形した後、乾燥させてセラミックグリ
ーンシートとした。このセラミックグリーンシート上に
内部電極層としてＮｉペーストを印刷し、積層して積層
体とした。この積層体を大気中３００℃で脱脂した後、
水素／窒素還元雰囲気中９５０℃で２時間焼成して積層
焼結体を得た。なお、この積層焼結体の半導体セラミッ
ク層は、以下のようになっている。
【００２３】 Ba0.998Sm0.002TiO3＋x・BaO＋1／2y・B2O3＋0.0002MnO2 次に、図１のように半導体セラミック層５と内部電極層
７とからなる積層焼結体３の内部電極導出面上にＡｇ電
極ペーストを塗布し、大気中８００℃で２時間焼き付け
て外部電極９を形成するとともに、再酸化処理をし、本
発明の積層型半導体セラミック素子１を得た。
７とからなる積層焼結体３の内部電極導出面上にＡｇ電
極ペーストを塗布し、大気中８００℃で２時間焼き付け
て外部電極９を形成するとともに、再酸化処理をし、本
発明の積層型半導体セラミック素子１を得た。
【００２４】ここで、ＢａＣＯ3の添加量ｘとＢＮの添
加量ｙとを変動させ、上記と同様にして得られた積層型
半導体セラミック素子の室温抵抗と抵抗変化率log(R250
／R25)（Ｒ２５０：２５０℃のときの抵抗値、Ｒ２５：
２５℃のときの抵抗値）とを測定した。その結果を表１
に示す。なお、表１中の※印は本発明の範囲外を示す。
また、本実施例においては、Ｂ／β＝Ｂ／Ｔｉ、Ｂ／
（α−β）＝Ｂ／（Ｂａ＋Ｓｍ−Ｔｉ）となる。
加量ｙとを変動させ、上記と同様にして得られた積層型
半導体セラミック素子の室温抵抗と抵抗変化率log(R250
／R25)（Ｒ２５０：２５０℃のときの抵抗値、Ｒ２５：
２５℃のときの抵抗値）とを測定した。その結果を表１
に示す。なお、表１中の※印は本発明の範囲外を示す。
また、本実施例においては、Ｂ／β＝Ｂ／Ｔｉ、Ｂ／
（α−β）＝Ｂ／（Ｂａ＋Ｓｍ−Ｔｉ）となる。
【００２５】
【表１】
【００２６】表１に示すように、０．００１≦Ｂ／β≦
０．５０、０．５≦Ｂ／（α−β）≦１０．０の範囲に
あるものは、室温抵抗が低く、かつ少なくとも３桁以上
の抵抗変化率log(R250／R25)を発現させていることがわ
かる。
０．５０、０．５≦Ｂ／（α−β）≦１０．０の範囲に
あるものは、室温抵抗が低く、かつ少なくとも３桁以上
の抵抗変化率log(R250／R25)を発現させていることがわ
かる。
【００２７】（実施例２）ＢａＣＯ3の添加量ｘを０．
０２mol、ＢＮの添加量を０．０６molに固定し、ドナー
であるＳｍ2Ｏ3の添加量（Ｍｄ）と、アクセプタである
ＭｎＣＯ3の添加量（Ｍａ）とを変動させた以外は実施
例１と同様にして積層型半導体セラミック素子を作成
し、室温抵抗と抵抗変化率log(R250／R25)とを測定し
た。その結果を表２に示す。なお、表２中の＊印は請求
項２の範囲外を示す。
０２mol、ＢＮの添加量を０．０６molに固定し、ドナー
であるＳｍ2Ｏ3の添加量（Ｍｄ）と、アクセプタである
ＭｎＣＯ3の添加量（Ｍａ）とを変動させた以外は実施
例１と同様にして積層型半導体セラミック素子を作成
し、室温抵抗と抵抗変化率log(R250／R25)とを測定し
た。その結果を表２に示す。なお、表２中の＊印は請求
項２の範囲外を示す。
【００２８】
【表２】
【００２９】表２に示すように、０．０００１≦Ｍｄ／
β≦０．００５、０．００００１≦Ｍａ／β≦０．００
５の範囲にあるものは、室温抵抗が低く、かつ抵抗変化
率log(R250／R25)が大幅に大きくなっていることがわか
る。
β≦０．００５、０．００００１≦Ｍａ／β≦０．００
５の範囲にあるものは、室温抵抗が低く、かつ抵抗変化
率log(R250／R25)が大幅に大きくなっていることがわか
る。
【００３０】ここで、請求項１および請求項２におい
て、ホウ素酸化物の添加量と、アクセプタ元素およびド
ナー元素の添加量とを限定した理由を説明する。なお、
α：半導体セラミック中に含まれるバリウム、ストロン
チウム、カルシウム、鉛、イットリウムの各元素、およ
び希土類元素の総量、β：半導体セラミック中に含まれ
るチタン、錫、ジルコニウム、ニオブ、タングステン、
アンチモンの各元素の総量、Ｍｄ：ドナー元素の総量、
Ｍａ：アクセプタ元素の総量、を示す。
て、ホウ素酸化物の添加量と、アクセプタ元素およびド
ナー元素の添加量とを限定した理由を説明する。なお、
α：半導体セラミック中に含まれるバリウム、ストロン
チウム、カルシウム、鉛、イットリウムの各元素、およ
び希土類元素の総量、β：半導体セラミック中に含まれ
るチタン、錫、ジルコニウム、ニオブ、タングステン、
アンチモンの各元素の総量、Ｍｄ：ドナー元素の総量、
Ｍａ：アクセプタ元素の総量、を示す。
【００３１】請求項１において、ホウ素酸化物の添加量
をホウ素元素（Ｂ）に換算して原子比で０．００１≦Ｂ
／β≦０．５０と限定したのは、試料番号１〜５のよう
にＢ／βが０．００１より小さい場合には、室温抵抗が
極端に高くなって、抵抗変化率log(R250／R25)が小さく
なり好ましくないからである。一方、試料番号３１〜３
５のように、Ｂ／βが０．５０より大きい場合にも、室
温抵抗が高くなって、抵抗変化率log(R250／R25)が小さ
くなり好ましくないからである。
をホウ素元素（Ｂ）に換算して原子比で０．００１≦Ｂ
／β≦０．５０と限定したのは、試料番号１〜５のよう
にＢ／βが０．００１より小さい場合には、室温抵抗が
極端に高くなって、抵抗変化率log(R250／R25)が小さく
なり好ましくないからである。一方、試料番号３１〜３
５のように、Ｂ／βが０．５０より大きい場合にも、室
温抵抗が高くなって、抵抗変化率log(R250／R25)が小さ
くなり好ましくないからである。
【００３２】また、請求項１において、ホウ素酸化物の
添加量をホウ素元素（Ｂ）に換算して原子比で０．５≦
Ｂ／（α−β）≦１０．０に限定したのは、試料番号
１、６、１１、１６、２１、２６、３１のように、Ｂ／
（α−β）が０．５より小さい場合には、室温抵抗が高
くなって、抵抗変化率log(R250／R25)が小さくなり好ま
しくないからである。一方、試料番号５、１０、１５、
２０、２５、３０、３５のように、Ｂ／（α−β）が１
０．０より大きい場合にも、室温抵抗が高くなって、抵
抗変化率log(R250／R25)が小さくなり好ましくないから
である。
添加量をホウ素元素（Ｂ）に換算して原子比で０．５≦
Ｂ／（α−β）≦１０．０に限定したのは、試料番号
１、６、１１、１６、２１、２６、３１のように、Ｂ／
（α−β）が０．５より小さい場合には、室温抵抗が高
くなって、抵抗変化率log(R250／R25)が小さくなり好ま
しくないからである。一方、試料番号５、１０、１５、
２０、２５、３０、３５のように、Ｂ／（α−β）が１
０．０より大きい場合にも、室温抵抗が高くなって、抵
抗変化率log(R250／R25)が小さくなり好ましくないから
である。
【００３３】また、請求項２において、ドナー元素の添
加量を原子比で０．０００１≦Ｍｄ／β≦０．００５に
限定したのは、試料番号４９のように、Ｍｄ／βが０．
０００１より小さい場合には、室温抵抗が高くなって、
抵抗変化率log(R250／R25)が小さくなり好ましくないか
らである。一方、試料番号５４のように、Ｍｄ／βが
０．００５より大きい場合には、抵抗変化率log(R250／
R25)が小さくなり好ましくないからである。
加量を原子比で０．０００１≦Ｍｄ／β≦０．００５に
限定したのは、試料番号４９のように、Ｍｄ／βが０．
０００１より小さい場合には、室温抵抗が高くなって、
抵抗変化率log(R250／R25)が小さくなり好ましくないか
らである。一方、試料番号５４のように、Ｍｄ／βが
０．００５より大きい場合には、抵抗変化率log(R250／
R25)が小さくなり好ましくないからである。
【００３４】また、請求項２において、アクセプタ元素
の添加量を原子比で０．００００１≦Ｍａ／β≦０．０
０５に限定したのは、試料番号４１のように、Ｍａ／β
が０．００００１より小さい場合には、抵抗変化率log
(R250／R25)が小さくなり好ましくない。一方、試料番
号４８のように、Ｍａ／βが０．００５より大きい場合
には、室温抵抗が高くなって、抵抗変化率log(R250／R2
5)が小さくなり好ましくないからである。
の添加量を原子比で０．００００１≦Ｍａ／β≦０．０
０５に限定したのは、試料番号４１のように、Ｍａ／β
が０．００００１より小さい場合には、抵抗変化率log
(R250／R25)が小さくなり好ましくない。一方、試料番
号４８のように、Ｍａ／βが０．００５より大きい場合
には、室温抵抗が高くなって、抵抗変化率log(R250／R2
5)が小さくなり好ましくないからである。
【００３５】
【発明の効果】本発明の積層型半導体セラミック素子
は、半導体セラミック層と、内部電極層とを交互に積層
した積層焼結体上に外部電極を形成した積層型半導体セ
ラミック素子であって、半導体セラミック層は、チタン
酸バリウム系の半導体焼結体中に、少なくともホウ素酸
化物、およびバリウム、ストロンチウム、カルシウム、
鉛、イットリウム、希土類元素の中から選ばれる少なく
とも１種類からなる酸化物を含有し、かつホウ素酸化物
をホウ素元素（Ｂとする）に換算して原子比で、０．０
０１≦Ｂ／β≦０．５０、０．５≦Ｂ／（α−β）≦１
０．０（ただし、α：半導体セラミック中に含まれるバ
リウム、ストロンチウム、カルシウム、鉛、イットリウ
ムの各元素、および希土類元素の総量、β：半導体セラ
ミック中に含まれるチタン、錫、ジルコニウム、ニオ
ブ、タングステン、アンチモンの各元素の総量）となる
ように添加されているので、半導体セラミックの焼成温
度を１０００℃以下にすることができ、再酸化処理を低
温で行ってもよりＰＴＣ特性を発現させることができ
る。
は、半導体セラミック層と、内部電極層とを交互に積層
した積層焼結体上に外部電極を形成した積層型半導体セ
ラミック素子であって、半導体セラミック層は、チタン
酸バリウム系の半導体焼結体中に、少なくともホウ素酸
化物、およびバリウム、ストロンチウム、カルシウム、
鉛、イットリウム、希土類元素の中から選ばれる少なく
とも１種類からなる酸化物を含有し、かつホウ素酸化物
をホウ素元素（Ｂとする）に換算して原子比で、０．０
０１≦Ｂ／β≦０．５０、０．５≦Ｂ／（α−β）≦１
０．０（ただし、α：半導体セラミック中に含まれるバ
リウム、ストロンチウム、カルシウム、鉛、イットリウ
ムの各元素、および希土類元素の総量、β：半導体セラ
ミック中に含まれるチタン、錫、ジルコニウム、ニオ
ブ、タングステン、アンチモンの各元素の総量）となる
ように添加されているので、半導体セラミックの焼成温
度を１０００℃以下にすることができ、再酸化処理を低
温で行ってもよりＰＴＣ特性を発現させることができ
る。
【００３６】また、本発明の積層型半導体セラミック素
子においては、半導体セラミック層中にドナー元素の総
量（Ｍｄとする）およびアクセプター元素の総量（Ｍａ
とする）が原子比で、０．０００１≦Ｍｄ／β≦０．０
０５、０．００００１≦Ｍａ／β≦０．００５（ただ
し、β：半導体セラミック中に含まれるチタン、錫、ジ
ルコニウム、ニオブ、タングステン、アンチモンの各元
素の総量）となるように添加されているので、ＰＴＣ特
性を効果的に発現させることができる。
子においては、半導体セラミック層中にドナー元素の総
量（Ｍｄとする）およびアクセプター元素の総量（Ｍａ
とする）が原子比で、０．０００１≦Ｍｄ／β≦０．０
０５、０．００００１≦Ｍａ／β≦０．００５（ただ
し、β：半導体セラミック中に含まれるチタン、錫、ジ
ルコニウム、ニオブ、タングステン、アンチモンの各元
素の総量）となるように添加されているので、ＰＴＣ特
性を効果的に発現させることができる。
【図１】本発明の積層型半導体セラミック素子を示す概
略断面図。
略断面図。
１ 積層型半導体セラミック素子 ３ 積層焼結体 ５ 半導体セラミック層 ７ 内部電極層 ９ 外部電極
Claims (2)
- 【請求項１】 半導体セラミック層と、内部電極層とを
交互に積層した積層焼結体上に外部電極を形成した積層
型半導体セラミック素子であって、 前記半導体セラミック層は、チタン酸バリウム系の半導
体焼結体中に、少なくともホウ素酸化物、およびバリウ
ム、ストロンチウム、カルシウム、鉛、イットリウム、
希土類元素の中から選ばれる少なくとも１種類からなる
酸化物を含有し、 かつ前記ホウ素酸化物をホウ素元素（Ｂとする）に換算
して原子比で、 ０．００１≦Ｂ／β≦０．５０ ０．５≦Ｂ／（α−β）≦１０．０ （ただし、α：半導体セラミック中に含まれるバリウ
ム、ストロンチウム、カルシウム、鉛、イットリウムの
各元素、および希土類元素の総量 β：半導体セラミック中に含まれるチタン、錫、ジルコ
ニウム、ニオブ、タングステン、アンチモンの各元素の
総量）となるように添加されてなることを特徴とする積
層型半導体セラミック素子。 - 【請求項２】 前記半導体セラミック層中にドナー元素
の総量（Ｍｄとする）およびアクセプター元素の総量
（Ｍａとする）が原子比で、 ０．０００１≦Ｍｄ／β≦０．００５ ０．００００１≦Ｍａ／β≦０．００５ （ただし、β：半導体セラミック中に含まれるチタン、
錫、ジルコニウム、ニオブ、タングステン、アンチモン
の各元素の総量）となるように添加されていることを特
徴とする請求項１に記載の積層型半導体セラミック素
子。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11058444A JP2000256062A (ja) | 1999-03-05 | 1999-03-05 | 積層型半導体セラミック素子 |
| DE10008929A DE10008929B4 (de) | 1999-03-05 | 2000-02-25 | Aus Halbleiterkeramik hergestelltes monolithisches elektronisches Element |
| TW089103570A TW491821B (en) | 1999-03-05 | 2000-03-01 | Monolithic electronic element fabricated from semiconducting ceramic |
| US09/516,976 US6359327B1 (en) | 1998-03-05 | 2000-03-01 | Monolithic electronic element fabricated from semiconducting ceramic |
| KR1020000010661A KR100327911B1 (ko) | 1999-03-05 | 2000-03-03 | 반도체 세라믹 및 그로부터 제조되는 모놀리식 전자 소자 |
| CNB001037323A CN1155014C (zh) | 1999-03-05 | 2000-03-03 | 由半导体陶瓷制成的单片电子元件 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11058444A JP2000256062A (ja) | 1999-03-05 | 1999-03-05 | 積層型半導体セラミック素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000256062A true JP2000256062A (ja) | 2000-09-19 |
Family
ID=13084585
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11058444A Pending JP2000256062A (ja) | 1998-03-05 | 1999-03-05 | 積層型半導体セラミック素子 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000256062A (ja) |
| KR (1) | KR100327911B1 (ja) |
| CN (1) | CN1155014C (ja) |
| DE (1) | DE10008929B4 (ja) |
| TW (1) | TW491821B (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005043555A1 (ja) * | 2003-10-30 | 2005-05-12 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | 積層型正特性サーミスタおよびその設計方法 |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001130957A (ja) * | 1999-11-02 | 2001-05-15 | Murata Mfg Co Ltd | 半導体磁器、半導体磁器の製造方法およびサーミスタ |
| KR100930801B1 (ko) | 2006-05-31 | 2009-12-09 | 가부시키가이샤 무라타 세이사쿠쇼 | 반도체 세라믹, 적층형 반도체 세라믹 커패시터, 반도체세라믹의 제조방법, 및 적층형 반도체 세라믹 커패시터의제조방법 |
| WO2013065441A1 (ja) * | 2011-11-01 | 2013-05-10 | 株式会社村田製作所 | Ｐｔｃサーミスタおよびｐｔｃサーミスタの製造方法 |
| CN102531575A (zh) * | 2011-12-14 | 2012-07-04 | 华中科技大学 | 一种Sm2O3掺杂BaTiO3基片式PTCR陶瓷材料及其制备方法 |
| CN113744942B (zh) * | 2020-05-29 | 2023-11-21 | 东电化电子元器件(珠海保税区)有限公司 | 包括电阻器的电气部件以及包括该电气部件的电气电路 |
| CN113651612A (zh) * | 2021-08-13 | 2021-11-16 | 湖州南木纳米科技有限公司 | 钛酸钡系ptc热敏陶瓷材料及其在锂电池中的应用 |
| CN113402986B (zh) * | 2021-08-20 | 2022-06-24 | 光之科技(北京)有限公司 | Ptc材料的制备方法及ptc材料 |
Family Cites Families (4)
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