JP2000315601A - 半導体セラミック、半導体セラミック素子、および回路保護素子 - Google Patents
半導体セラミック、半導体セラミック素子、および回路保護素子Info
- Publication number
- JP2000315601A JP2000315601A JP11122505A JP12250599A JP2000315601A JP 2000315601 A JP2000315601 A JP 2000315601A JP 11122505 A JP11122505 A JP 11122505A JP 12250599 A JP12250599 A JP 12250599A JP 2000315601 A JP2000315601 A JP 2000315601A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- semiconductor ceramic
- resistance value
- resistance
- crystal grains
- intragranular
- 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.)
- Granted
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/01—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics
- C04B35/46—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on titanium oxides or titanates
- C04B35/462—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on titanium oxides or titanates based on titanates
- C04B35/465—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on titanium oxides or titanates based on titanates based on alkaline earth metal titanates
- C04B35/468—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on titanium oxides or titanates based on titanates based on alkaline earth metal titanates based on barium titanates
- C04B35/4682—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on titanium oxides or titanates based on titanates based on alkaline earth metal titanates based on barium titanates based on BaTiO3 perovskite phase
- C04B35/4684—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on titanium oxides or titanates based on titanates based on alkaline earth metal titanates based on barium titanates based on BaTiO3 perovskite phase containing lead compounds
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01C—RESISTORS
- H01C7/00—Non-adjustable resistors formed as one or more layers or coatings; Non-adjustable resistors made from powdered conducting material or powdered semi-conducting material with or without insulating material
- H01C7/02—Non-adjustable resistors formed as one or more layers or coatings; Non-adjustable resistors made from powdered conducting material or powdered semi-conducting material with or without insulating material having positive temperature coefficient
- H01C7/022—Non-adjustable resistors formed as one or more layers or coatings; Non-adjustable resistors made from powdered conducting material or powdered semi-conducting material with or without insulating material having positive temperature coefficient mainly consisting of non-metallic substances
- H01C7/023—Non-adjustable resistors formed as one or more layers or coatings; Non-adjustable resistors made from powdered conducting material or powdered semi-conducting material with or without insulating material having positive temperature coefficient mainly consisting of non-metallic substances containing oxides or oxidic compounds, e.g. ferrites
- H01C7/025—Perovskites, e.g. titanates
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Thermistors And Varistors (AREA)
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
Abstract
性が9%/℃以上の半導体セラミックおよび半導体セラ
ミック素子を提供する。 【解決手段】 正の抵抗温度係数を有する半導体セラミ
ックにおいて、結晶粒子の粒内抵抗値(R1)と、結晶
粒子の粒内抵抗値(R1)と結晶粒子間の粒界抵抗値
(R2)との和である全体抵抗値(R1+R2)との比R1
/(R1+R2)が、0.35〜0.85であることを特
徴とする。
Description
特に正の抵抗温度特性を有する半導体セラミック、半導
体セラミック素子、およびそれを用いた回路保護素子に
関する。
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
半導体セラミックに電極を設けた半導体素子が用いられ
ている。半導体素子に用いられる半導体セラミックとし
ては、主に室温比抵抗が小さく、抵抗温度係数が大きい
チタン酸バリウム系セラミックが用いられている。
ミックについては、抵抗温度特性の向上、室温比抵抗の
低減、耐電圧の向上が求められており、これらの課題を
解決すべく様々な研究がなされている。
は、45〜87mol%のBaTiO3と、3〜20mol%
PbTiO3と、5〜20mol%のSrTiO3と、5〜
15mol%のCaTiO3とを主成分とし、この主成分に
対して、Sb,Bi,Nb,Ta,希土類元素の中から
選ばれる半導体化剤と、0.2〜0.5mol%のMn
と、0〜0.45mol%のSiO2とを添加したチタン酸
バリウム系半導体セラミックが開示されており、このよ
うな組成にすることによって、その室温比抵抗を3〜1
0Ω・cmとしている。
45〜85mol%のBaTiO3と、1〜20mol%のP
bTiO3と、1〜20mol%のSrTiO3と、5〜2
0mol%のCaTiO3とを主成分とし、この主成分に対
し、0.1〜0.3mol%の半導体化剤と、0.006
〜0.025molのMnと、0.1〜1mol%のSiO2
とを添加剤として含む半導体セラミックが開示されてい
る。このよう組成および粒径を調整することによって、
その室温比抵抗を4〜8Ω・cm、抵抗温度特性の勾配が
9%/℃以上としている。
は、半導体セラミックの結晶粒子の粒界抵抗値と結晶粒
子間の粒内抵抗値とからなる抵抗値に占める粒界抵抗値
の割合を20%以下とすることによって、半導体セラミ
ックの耐電圧を向上させうることが開示されている。
ラミックにおいて、抵抗温度特性の向上、室温比抵抗の
低減、耐電圧の向上が図られてはいるが、市場からの半
導体セラミックに対する要求はますます厳しくなってき
ている。特に、回路保護用に用いられる半導体セラミッ
クについては、消費電力を低減するために、さらに低い
室温比抵抗を有するものが求められている。
下、かつ抵抗温度特性が9%/℃以上の半導体セラミッ
クおよび半導体セラミック素子を提供することにある。
的に鑑みてなされたものである。第1の発明の半導体セ
ラミックは、正の抵抗温度係数を有する半導体セラミッ
クにおいて、結晶粒子の粒内抵抗値(R1)と、前記結
晶粒子の粒内抵抗値(R1)と前記結晶粒子間の粒界抵
抗値(R2)との和である全体抵抗値(R1+R2)との
比R1/(R1+R2)が、0.35〜0.85であるこ
とを特徴とする。
にすることによって、室温比抵抗を3Ω・cm以下とする
ことができ、かつ抵抗温度特性が9%/℃以上とするこ
とができる。
いては、前記結晶粒子は、チタン酸バリウムを主成分と
することが好ましい。
PTC特性に優れた半導体セラミックとすることが出き
る。
第1の発明または第2の発明の半導体セラミック上に電
極を設けたことを特徴とする。
は、第3の発明の半導体セラミック素子からなることが
好ましい。
温比抵抗の低い本発明の半導体セラミック素子をより効
果的に用いることができる。
晶粒子の粒内抵抗値(R1)と、粒内抵抗値(R1)と結
晶粒子間の粒界抵抗値(R2)との和である全体抵抗値
(R1+R2)との比R1/(R1+R2)が、0.35〜
0.85である。
限定するものではないが、PTC特性に優れているとい
う点から主成分にBaTiO3を含むものを用いること
が好ましい。なお、ここでいうBaTiO3を含む主成
分とは、BaTiO3の他にPbTiO3,SrTi
O3,CaTiO3等を含んでいてもよい。さらに好まし
くは、BaTiO3が30〜97mol%、PbTiO3が
1〜50mol%、SrTiO 3が1〜30mol%、CaT
iO3が1〜25mol%(合計100mol%)の範囲にあ
る主成分を用いることが好ましい。
La,Sb,Nb,Y,希土類元素から選ばれる半導体
化剤や、SiやMn等の酸化物等を添加してもよい。な
お、半導体化剤としては、室温比抵抗のロット間ばらつ
きが小さく、室温比抵抗をより小さくできるSm2O3を
用いることが好ましい。
1)と粒界抵抗値(R2)との和である。すなわち、粒内
抵抗値/全体抵抗値=粒内抵抗値/(粒内抵抗値+粒界
抵抗値)=R1/(R1+R2)となる。次に、本発明の
半導体セラミックを実施例を用いてさらに具体的に説明
する。
60mol、PbOが10mol、SrCO3が15mol、Ca
CO3が15mol、TiO2が100molとなるように秤量
した。さらに、半導体化剤としてSm2O3が0.1mo
l、その他の添加剤としてMnCO3が0.02mol、S
iO2が1molとなるように副成分の出発原料を秤量し
た。
時間湿式混合し、脱水、乾燥して混合物を得た。得られ
た混合物を1150℃で2時間仮焼した後、バインダー
を混合し、さらに造粒して造粒粒子とした。この造粒粒
子を1.5ton/cm2で厚さ4.0mm、直径9.0mmの円
板状に加圧成形し、成形体とした。得られた成形体を、
1350℃で1時間焼成し、表1のような粒内/全体抵
抗値比となるように、1150〜1250℃の範囲で酸
化処理条件を変えて、半導体セラミックを得た。
ク3の両主面にIn−Ga電極ペーストを塗布し、表面
電極5を形成して半導体セラミック素子1とした。
抵抗(ρ25)、抵抗温度係数(α)を測定し、さらに半
導体セラミックの結晶粒の粒内抵抗値(R1)、粒界抵
抗値(R2)、および全体抵抗値(R1+R2)とを測定
した。なお、粒内抵抗値(R1)および粒界抵抗値
(R2)は、複素インピーダンス法によって測定した。
ここで、複素インピーダンス法による粒内抵抗値および
粒界抵抗値の測定の方法を説明する。インピーダンスア
ナライザーを用いて100MHzから30MHzの周波数領域
で測定を行い、図2に示す測定点を得た。この測定点よ
り粒内抵抗値、全体抵抗値を求めるために、図2に示す
円弧を作図した。なお、作図に際しては、円弧の右側部
分を測定点の一致性を高めるようにした。また、円弧の
左側部分は円弧の右側部分を外すように作図した。した
がって、図2のグラフは、右端の点0.84Ωが粒内抵
抗値(R1)、左端の点1.45Ωが全体抵抗値(R1+
R2)、全体抵抗値(R1+R2)と粒内抵抗値(R1)と
の差(1.45Ω−0.84Ω=0.61Ω)が粒界抵
抗値(R2)であることを示す。この粒内抵抗値(R1)
と粒界抵抗値(R2)から、粒内/全体抵抗値比率(R1
/(R1+R2))を算出した。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である。
比抵抗が3.0Ω・cm以下、かつ抵抗温度係数が9%/
℃以上であることがわかる。
値比率(R1/(R1+R2))を0.35〜0.85に
限定したのは、試料番号1のように、粒内/全体抵抗値
比率(R1/(R1+R2))が0.35より小さい場合
には、抵抗温度係数が12.1%/℃と高いものの、室
温比抵抗が3Ω・cmを越えてしまい好ましくないからで
ある。一方、試料番号14のように、粒内/全体抵抗値
比率(R1/(R1+R 2))が0.85より大きい場合
は、室温比抵抗が1.0Ω・cmと小さいものの、抵抗温
度係数が9%/℃より大幅に低くなり好ましくないから
である。
温度係数を有する半導体セラミックにおいて、結晶粒子
の粒内抵抗値(R1)と、前記結晶粒子の粒内抵抗値
(R1)と前記結晶粒子間の粒界抵抗値(R2)との和で
ある全体抵抗値(R1+R2)との比R1/(R1+R2)
が、0.35〜0.85であるので、室温比抵抗を3Ω
・cm以下とすることができ、かつ抵抗温度特性が9%/
℃以上とすることができる。
主成分とすることによって、よりPTC特性に優れた半
導体セラミックとすることができる。
上記半導体セラミック上に電極を設けたものである。ま
た、上記半導体セラミック素子は回路保護用に用いられ
るので、室温比抵抗の低い本発明の半導体セラミック素
子をより効果的に用いることができる。
を示すグラフ。
Claims (4)
- 【請求項1】 正の抵抗温度係数を有する半導体セラミ
ックにおいて、結晶粒子の粒内抵抗値(R1)と、前記
結晶粒子の粒内抵抗値(R1)と前記結晶粒子間の粒界
抵抗値(R2)との和である全体抵抗値(R1+R2)と
の比R1/(R1+R2)が、0.35〜0.85である
ことを特徴とする半導体セラミック。 - 【請求項2】 前記結晶粒子は、チタン酸バリウムを含
んでなることを特徴とする請求項1に記載の半導体セラ
ミック。 - 【請求項3】 請求項1または請求項2に記載の半導体
セラミック上に電極を設けたことを特徴とする半導体セ
ラミック素子。 - 【請求項4】 請求項3に記載の半導体セラミック素子
からなることを特徴とする回路保護素子。
Priority Applications (6)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP12250599A JP3506044B2 (ja) | 1999-04-28 | 1999-04-28 | 半導体セラミック、半導体セラミック素子、および回路保護素子 |
TW089107474A TW476971B (en) | 1999-04-28 | 2000-04-20 | Semiconductor ceramic, semiconductor ceramic element and circuit protection element |
US09/561,518 US6455454B1 (en) | 1999-04-28 | 2000-04-28 | Semiconductor ceramic, semiconductor ceramic element and circuit protection element |
KR1020000022833A KR100323026B1 (ko) | 1999-04-28 | 2000-04-28 | 반도체 세라믹, 반도체 세라믹 소자 및 회로 보호 소자 |
FR0005471A FR2792933A1 (fr) | 1999-04-28 | 2000-04-28 | Ceramique semiconductrice, element en ceramique semiconductrice et element de protection de circuits |
DE10021051A DE10021051B4 (de) | 1999-04-28 | 2000-04-28 | Halbleiterkeramik, Verwendung einer Halbleiterkeramik für ein keramisches Halbleiterelement und ein Schaltungsschutzelement |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP12250599A JP3506044B2 (ja) | 1999-04-28 | 1999-04-28 | 半導体セラミック、半導体セラミック素子、および回路保護素子 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2000315601A true JP2000315601A (ja) | 2000-11-14 |
JP3506044B2 JP3506044B2 (ja) | 2004-03-15 |
Family
ID=14837517
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP12250599A Expired - Lifetime JP3506044B2 (ja) | 1999-04-28 | 1999-04-28 | 半導体セラミック、半導体セラミック素子、および回路保護素子 |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US6455454B1 (ja) |
JP (1) | JP3506044B2 (ja) |
KR (1) | KR100323026B1 (ja) |
DE (1) | DE10021051B4 (ja) |
FR (1) | FR2792933A1 (ja) |
TW (1) | TW476971B (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3554786B2 (ja) * | 2000-12-05 | 2004-08-18 | 株式会社村田製作所 | 半導体セラミック、消磁用正特性サーミスタ、消磁回路、および半導体セラミックの製造方法 |
Family Cites Families (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE297531C (ja) * | ||||
JPS57157502A (en) * | 1981-03-24 | 1982-09-29 | Murata Manufacturing Co | Barium titanate series porcelain composition |
JPH075363B2 (ja) * | 1989-07-20 | 1995-01-25 | 日本鋼管株式会社 | Ptc磁器組成物及びその製造方法 |
EP0415428B1 (en) * | 1989-08-31 | 1994-06-08 | Central Glass Company, Limited | Powder composition for sintering into modified barium titanate semiconductive ceramic |
JPH0388770A (ja) * | 1989-08-31 | 1991-04-15 | Central Glass Co Ltd | チタン酸バリウム系半導体磁器組成物並びにサーミスター |
US5219811A (en) * | 1989-08-31 | 1993-06-15 | Central Glass Company, Limited | Powder composition for sintering into modified barium titanate semiconductive ceramic |
JPH0551254A (ja) * | 1991-08-21 | 1993-03-02 | Murata Mfg Co Ltd | チタン酸バリウム系半導体磁器組成物 |
EP0694930A4 (en) * | 1993-04-14 | 1997-04-09 | Komatsu Mfg Co Ltd | THERMISTOR WITH POSITIVE CHARACTERISTICS |
JP3141642B2 (ja) * | 1993-09-06 | 2001-03-05 | 松下電器産業株式会社 | 正特性サーミスタの製造方法 |
JPH0922801A (ja) * | 1995-07-04 | 1997-01-21 | Murata Mfg Co Ltd | 半導体磁器 |
JP3319314B2 (ja) * | 1996-11-20 | 2002-08-26 | 株式会社村田製作所 | チタン酸バリウム系半導体磁器組成物 |
JP2000095562A (ja) * | 1998-07-24 | 2000-04-04 | Murata Mfg Co Ltd | 正特性サ―ミスタ用原料組成物、正特性サ―ミスタ用磁器、および正特性サ―ミスタ用磁器の製造方法 |
-
1999
- 1999-04-28 JP JP12250599A patent/JP3506044B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
2000
- 2000-04-20 TW TW089107474A patent/TW476971B/zh not_active IP Right Cessation
- 2000-04-28 US US09/561,518 patent/US6455454B1/en not_active Expired - Lifetime
- 2000-04-28 KR KR1020000022833A patent/KR100323026B1/ko not_active IP Right Cessation
- 2000-04-28 FR FR0005471A patent/FR2792933A1/fr active Pending
- 2000-04-28 DE DE10021051A patent/DE10021051B4/de not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR20010014844A (ko) | 2001-02-26 |
TW476971B (en) | 2002-02-21 |
KR100323026B1 (ko) | 2002-02-08 |
DE10021051A1 (de) | 2001-05-31 |
JP3506044B2 (ja) | 2004-03-15 |
FR2792933A1 (fr) | 2000-11-03 |
DE10021051B4 (de) | 2011-01-27 |
US6455454B1 (en) | 2002-09-24 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP3319314B2 (ja) | チタン酸バリウム系半導体磁器組成物 | |
JPS6328324B2 (ja) | ||
EP0153412A1 (en) | Voltage-dependent, non-linear resistor porcelain composition | |
KR100321913B1 (ko) | 반도체 세라믹 및 이것을 이용한 반도체 세라믹 소자 | |
JP4788274B2 (ja) | Ctr特性を有する酸化物導電体磁器および抵抗体 | |
JP3506044B2 (ja) | 半導体セラミック、半導体セラミック素子、および回路保護素子 | |
JP3166787B2 (ja) | チタン酸バリウム系半導体磁器組成物 | |
JP2976702B2 (ja) | 半導体磁器組成物 | |
JP3003201B2 (ja) | チタン酸バリウム系半導体磁器組成物 | |
JP4779466B2 (ja) | チタン酸バリウム系半導体磁器組成物 | |
JPH04104951A (ja) | チタン酸バリウム系半導体磁器材料 | |
JP2005001971A (ja) | チタン酸バリウム系半導体磁器組成物 | |
JP2990679B2 (ja) | チタン酸バリウム系半導体磁器組成物 | |
JP3036051B2 (ja) | チタン酸バリウム系半導体磁器組成物 | |
JPH05198406A (ja) | チタン酸バリウム系半導体磁器組成物 | |
JPS609102A (ja) | 電圧依存性非直線抵抗体磁器組成物 | |
JP3598177B2 (ja) | 電圧非直線性抵抗体磁器 | |
JP4800956B2 (ja) | チタン酸バリウム系半導体磁器組成物 | |
JP3273468B2 (ja) | チタン酸バリウム系半導体磁器組成物 | |
JP2536679B2 (ja) | 正特性サ―ミスタ材料 | |
JP3791300B2 (ja) | 圧電磁器組成物およびそれを用いた圧電セラミック素子 | |
JPH03215354A (ja) | チタン酸バリウム系半導体磁器組成物 | |
JP2872513B2 (ja) | 誘電体磁器及び磁器コンデンサ | |
KR100246298B1 (ko) | 반도체세라믹 | |
JPH0248121B2 (ja) |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20031208 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20071226 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081226 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081226 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091226 Year of fee payment: 6 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101226 Year of fee payment: 7 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101226 Year of fee payment: 7 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111226 Year of fee payment: 8 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111226 Year of fee payment: 8 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121226 Year of fee payment: 9 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131226 Year of fee payment: 10 |
|
EXPY | Cancellation because of completion of term |