JP2001130957A - 半導体磁器、半導体磁器の製造方法およびサーミスタ - Google Patents

半導体磁器、半導体磁器の製造方法およびサーミスタ

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 還元焼成再酸化処理を行うＢａＴｉＯ3 系の
半導体磁器の製造方法において十分なＰＴＣ特性を有す
る半導体磁器の製造方法を提供する。 【解決手段】 半導体磁器の製造方法は、還元焼成再酸
化処理を行うＢａＴｉＯ 3 系の半導体磁器の製造方法に
おいて、ＢａＴｉＯ3 系の半導体磁器の焼結完了温度よ
り２５℃以上低い温度で焼成することを特徴とする。た
とえば、ＢａＴｉＯ3 系の半導体磁器の焼結完了温度が
１２７５℃以上である材料を１２５０℃以下の温度で焼
成することを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は半導体磁器、半導
体磁器の製造方法およびサーミスタに関し、特に、正の
抵抗温度特性（ＰＴＣ特性）を有するＢａＴｉＯ3 系の
半導体磁器、半導体磁器の製造方法およびサーミスタに
関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、ＢａＴｉＯ3 系の半導体磁器は、
正の抵抗温度特性（ＰＴＣ特性）を利用したＰＴＣサー
ミスタとして、ブラウン管の消磁用やヒータ用などに幅
広く応用されている。このようなＰＴＣサーミスタで
は、その低抵抗化を目的として、半導体磁器と内部電極
との積層化の要求が強い。この場合、内部電極にＮｉな
どの卑金属が使用されるため、半導体磁器材料を還元焼
成後に再酸化する必要がある。この再酸化は、半導体磁
器材料の粒界を十分に再酸化してＰＴＣ特性を発現させ
るのが目的である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
再酸化は、卑金属からなる内部電極が酸化しない低い温
度では、半導体磁器材料を十分に酸化するのが困難であ
った。そこで、焼成温度の低い材料を用いることなどが
提案されいてるが、いまだに不十分であった（たとえば
特開平８−１５３６０４号参照）。
【０００４】それゆえに、この発明の主たる目的は、還
元焼成再酸化処理を行ったＢａＴｉＯ3 系の半導体磁器
において十分なＰＴＣ特性を有する半導体磁器を提供す
ることである。この発明の他の目的は、還元焼成再酸化
処理を行うＢａＴｉＯ3 系の半導体磁器の製造方法にお
いて十分なＰＴＣ特性を有する半導体磁器の製造方法を
提供することである。この発明のさらに他の目的は、還
元焼成再酸化処理を行ったＢａＴｉＯ3 系の半導体磁器
において十分なＰＴＣ特性を有する半導体磁器を用いた
サーミスタを提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】この発明にかかる半導体
磁器は、還元焼成再酸化処理を行ったＢａＴｉＯ3 系の
半導体磁器において、焼結密度は相対密度が８５〜９０
％であることを特徴とする、半導体磁器である。この発
明にかかる半導体磁器では、粒径が０．５〜２μｍであ
ることが好ましい。この発明にかかる半導体磁器の製造
方法は、還元焼成再酸化処理を行うＢａＴｉＯ3 系の半
導体磁器の製造方法において、ＢａＴｉＯ3 系の半導体
磁器の焼結完了温度より２５℃以上低い温度で焼成する
ことを特徴とする、半導体磁器の製造方法である。この
発明にかかる半導体磁器の製造方法では、たとえば、Ｂ
ａＴｉＯ3 系の半導体磁器の焼結完了温度が１２７５℃
以上である材料を１２５０℃以下の温度で焼成すること
を特徴とする。この発明にかかるサーミスタは、この発
明にかかる半導体磁器と電極とが交互に積層されている
積層体を含むことを特徴とする、サーミスタである。
【０００６】焼成温度を低めにすることによって、半導
体磁器の焼結密度を適度に低下させ、再酸化時に酸素が
出入りする経路を確保することで、十分なＰＴＣ特性を
得ることができる。具体的には、焼結完了温度すなわち
焼結が完了する温度（収縮がもっとも進む温度）より２
５℃以上低い温度で焼成することによって、良好なＰＴ
Ｃ特性を得ることができる。半導体磁器の焼結密度にお
いて相対密度が８５〜９０％の範囲にあるようにするこ
とによっても、良好なＰＴＣ特性を得ることができる。
また、半導体磁器の粒径は０．５〜２μｍの範囲にある
ことが好ましい。さらに、半導体磁器の焼結密度は相対
密度が８７〜８９％の範囲にあることが好ましく、半導
体磁器の粒径は０．７〜１．５μｍの範囲にあることが
より好ましい。そして、この発明によって、高価な湿式
法を用いることなく安価な固相法原料を用いることがで
きる。なお、焼成温度の下限については、特に限定され
るものではないが、低すぎると高抵抗化するため、一般
的には焼結完了温度より１５０℃以上下げることは好ま
しくない。
【０００７】この発明の上述の目的、その他の目的、特
徴および利点は、図面を参照して行う以下の発明の実施
の形態の詳細な説明から一層明らかとなろう。
【０００８】
【発明の実施の形態】（実施例）まず、ＢａＣＯ3 、Ｔ
ｉＯ2 、Ｓｍ2 Ｏ3 およびＳｉＯ2 を原料として次の組
成となるように調合した。 （Ｂａ0.998 Ｓｍ0.002 ）1.002 ＴｉＯ3 ＋０．００１
ＳｉＯ2 この調合した粉末を水中でジルコニアボールで５時間混
合粉砕し、１１００℃で２時間仮焼して仮焼物を得た。
その後、その仮焼物に有機バインダを混合してシートに
成形し、そのシートにＮｉを内部電極として印刷した。
そして、それらのシートを積層してＨ2 ＋Ｎ2 中で還元
焼成した後、大気中で５００〜８００℃でＮｉからなる
外部電極の焼き付けと半導体磁器材料の再酸化とを同時
に行って、図１に示す積層ＰＴＣサーミスタ１０を得
た。図１に示す積層ＰＴＣサーミスタ１０は積層体１２
を含む。積層体１２では、上述の半導体磁器材料からな
る半導体磁器１４とＮｉからなる内部電極１６とが交互
に積層されている。この場合、１層おきの内部電極１６
は積層体１２の１つの側面にまで形成され、残りの内部
電極１６は積層体１２の他の１つの側面にまで形成され
ている。また、積層体１２の１つの側面および他の１つ
の側面には、外部電極１８ａおよび１８ｂがそれぞれ形
成されている。この場合、一方の外部電極１８ａは１層
おきの内部電極１６に接続され、他方の外部電極１８ｂ
は残りの内部電極１６に接続されている。
【０００９】上述の半導体磁器材料の焼結完了温度は１
３００℃であった。そして、焼成温度を１１５０℃にし
た実施例１、焼成温度を１２００℃にした実施例２、焼
成温度を１２５０℃にした実施例３および焼成温度を１
３００℃にした比較例について、それぞれ、半導体磁器
材料の焼成温度および再酸化温度と、半導体磁器の平均
粒径および相対密度と、積層ＰＴＣサーミスタの室温に
おける抵抗値、２５℃における抵抗値Ｒ25に対する最大
の抵抗値Ｒmax の対数ｌｏｇ（Ｒmax ／Ｒ25）および耐
電圧とを表１に示した。なお、再酸化温度は、各焼成温
度に対して最適な温度が選択されている。ただし、比較
例では、Ｎｉが酸化されない最高温度である８００℃を
再酸化温度とした。
【００１０】
【表１】
【００１１】表１に示す結果から明らかなように、半導
体磁器材料を焼結完了温度より２５℃以上低い焼成温度
で焼成することによって、高いＰＴＣ特性を得ることが
できる。特に、１２５０℃以下の焼成温度で焼成するこ
とによって、顕著な効果がみられる。
【００１２】
【発明の効果】この発明によれば、還元焼成再酸化処理
を行ったＢａＴｉＯ3 系の半導体磁器において十分なＰ
ＴＣ特性を有する半導体磁器が得られる。また、この発
明によれば、還元焼成再酸化処理を行うＢａＴｉＯ3 系
の半導体磁器の製造方法において十分なＰＴＣ特性を有
する半導体磁器の製造方法が得られる。さらに、この発
明によれば、還元焼成再酸化処理を行ったＢａＴｉＯ3
系の半導体磁器において十分なＰＴＣ特性を有する半導
体磁器を用いたサーミスタが得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】積層ＰＴＣサーミスタの一例を示す図解図であ
る。
【符号の説明】
１０ 積層ＰＴＣサーミスタ １２ 積層体 １４ 半導体磁器 １６ 内部電極 １８ａ、１８ｂ 外部電極
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 川本 光俊 京都府長岡京市天神二丁目26番10号 株式 会社村田製作所内 (72)発明者 児玉 雅弘 京都府長岡京市天神二丁目26番10号 株式 会社村田製作所内 Ｆターム(参考） 3K092 QA07 QB05 QB21 QB32 QB34 VV19 4G031 AA06 AA11 BA05 CA03 CA04 GA11 5E034 AA08 AB01 AC02 AC18 DA07 DE08 DE12

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 還元焼成再酸化処理を行ったＢａＴｉＯ
    3 系の半導体磁器において、焼結密度は相対密度が８５
    〜９０％であることを特徴とする、半導体磁器。
  2. 【請求項２】 粒径が０．５〜２μｍであることを特徴
    とする、請求項１に記載の半導体磁器。
  3. 【請求項３】 還元焼成再酸化処理を行うＢａＴｉＯ3
    系の半導体磁器の製造方法において、ＢａＴｉＯ3 系の
    半導体磁器の焼結完了温度より２５℃以上低い温度で焼
    成することを特徴とする、半導体磁器の製造方法。
  4. 【請求項４】 ＢａＴｉＯ3 系の半導体磁器の焼結完了
    温度が１２７５℃以上である材料を１２５０℃以下の温
    度で焼成することを特徴とする、請求項３に記載の半導
    体磁器の製造方法。
  5. 【請求項５】 請求項１または請求項２に記載の半導体
    磁器と電極とが交互に積層されている積層体を含むこと
    を特徴とする、サーミスタ。
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