JP2001203102A - 半導体セラミック粉末および積層型半導体セラミック電子部品 - Google Patents
半導体セラミック粉末および積層型半導体セラミック電子部品Info
- Publication number
- JP2001203102A JP2001203102A JP2000008945A JP2000008945A JP2001203102A JP 2001203102 A JP2001203102 A JP 2001203102A JP 2000008945 A JP2000008945 A JP 2000008945A JP 2000008945 A JP2000008945 A JP 2000008945A JP 2001203102 A JP2001203102 A JP 2001203102A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- semiconductor ceramic
- powder
- barium titanate
- resistance
- electronic component
- 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
Landscapes
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
- Ceramic Capacitors (AREA)
- Thermistors And Varistors (AREA)
Abstract
抗の変化率が高い半導体セラミックを得ることができる
半導体セラミック粉末を提供する。 【解決手段】 半導体セラミック粉末は、チタン酸バリ
ウム粉体を含む。チタン酸バリウム粉体は、チタン酸バ
リウム粉体100wt%に対して、Ti3+の濃度が0.
0003wt%以上であり、Baサイト/Tiサイト比
が1.000以上で1.010以下であり、一次粒子径
が1.0μm以下である。また、半導体セラミック粉末
には、ドナー元素が固溶している。
Description
粉末および積層型半導体セラミック電子部品に関し、特
に、チタン酸バリウム系の半導体セラミック粉末、およ
び、これを焼結して形成した半導体セラミック層を備
え、正の抵抗温度係数を有する積層型半導体セラミック
電子部品に関する。
ミックは、常温では比抵抗が低く、ある温度(キュリー
温度)を超えると急激に抵抗が上昇するという、正の抵
抗温度特性(PTC特性)を有しており、温度制御、過
電流保護、定温度発熱などの用途に広く用いられてい
る。中でも、回路用として用いられている過電流保護用
の電子部品において、室温での低抵抗化が要望されてい
る。特に、USB対応のパソコン周辺機器においては、
小型で低抵抗、高耐圧の半導体セラミック電子部品が切
に望まれている。
性を有するチタン酸バリウム系の半導体セラミックは、
チタン酸バリウム粉体に、または、炭酸バリウムおよび
二酸化チタンの混合粉に、半導体化剤としての金属イオ
ンまたは金属酸化物を混合させ、その粉体より成形した
成形物を焼結させることにより、作製されていた。しか
しながら、半導体セラミックを作製する際に、チタン酸
バリウム粉体を十分に半導体化させずに焼結体を作製し
たために室温での抵抗が高くなったり、または、室温で
の抵抗を低くする目的で焼結の温度を高くしたために室
温での抵抗は低くなるもののキュリー点以上での抵抗の
変化率が低くなったりする場合がある。さらに、チタン
酸バリウム粉体を十分に半導体化させるために粉体を高
温で焼成したために、セラミック電子部品を作製したと
きに焼結が進まず室温での抵抗が高くなるなどの問題が
あった。
温での抵抗が低くキュリー温度以上での抵抗の変化率が
高い半導体セラミックを得ることができる半導体セラミ
ック粉末を提供することである。また、この発明の他の
目的は、室温での抵抗が低くキュリー温度以上での抵抗
の変化率が高い半導体セラミック層を備える積層半導体
セラミック電子部品を提供することである。
に、鋭意研究を重ねた結果、ある限定された物性を有す
るチタン酸バリウム系の半導体セラミック粉末を用いる
ことによって、小型化かつ低抵抗で、十分な抵抗の変化
率を有し、さらには、耐電圧の高い積層型半導体セラミ
ック電子部品が得られることを見出し、この発明を完成
するに至った。すなわち、この発明にかかる半導体セラ
ミック粉末は、チタン酸バリウム粉体100wt%に対
して、チタン酸バリウム粉体のTi3+の濃度が0.00
03wt%以上であり、Baサイト/Tiサイト比が
1.000以上で1.010以下であり、一次粒子径が
1.0μm以下であり、ドナー元素が固溶している、半
導体セラミック粉末である。なお、以下、Ba/Ti比
と表しているものは、Baサイト/Tiサイト比を意味
する。この発明にかかる積層型半導体セラミック電子部
品は、交互に積層される複数の半導体セラミック層およ
び複数の内部電極を備える積層型半導体セラミック電子
部品であって、半導体セラミック層は、この発明にかか
る半導体セラミック粉末を焼結して形成される。なお、
内部電極は、たとえばニッケルを含有する。
0μmよりも大きいと、焼結が進まず室温での抵抗が高
くなり、また、室温での抵抗を下げようとしてより高い
温度で焼成すると室温での抵抗は下がるもののキュリー
温度以上での抵抗の変化率は低くなってしまう。また、
チタン酸バリウム粉体100wt%に対して、チタン酸
バリウム粉体のTi3+の濃度が0.0003wt%未満
であると、室温での抵抗が高く、キュリー温度以上での
抵抗の変化率が低くなってしまう。さらに、チタン酸バ
リウム粉体のBa/Ti比が1.000未満または1.
010を超えると、Ti3+がチタン酸バリウム内に十分
に存在しかつ平均粒径が1.0μm以下であっても、室
温での抵抗が高く、キュリー温度以上での抵抗の変化率
が低くなってしまう。また、チタン酸バリウム粉体の一
次粒子径が1.0μmよりも大きいと、半導体セラミッ
ク層を薄くすることができず、さらに焼結する際に高温
で焼成しなければならない。
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。
導体セラミック電子部品の一例を示す図解図である。図
1に示す積層型半導体セラミック電子部品10は積層体
12を含む。積層体12では、複数の半導体セラミック
層14と複数の内部電極16とが交互に重ね合わされて
いる。この場合、1つおきの内部電極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る。さらに、
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る。この
場合、一方の外部電極18aは1つおきの内部電極16
に接続され、他方の外部電極18bは残りの内部電極1
6に接続される。
0の半導体セラミック層14は、チタン酸バリウム系の
半導体セラミック粉末を焼結して形成される。このチタ
ン酸バリウム系の半導体セラミック粉末としては、チタ
ン酸バリウム粉体100wt%に対して、チタン酸バリ
ウム粉体のTi3+の濃度が0.0003wt%以上であ
り、Ba/Ti比が1.000以上で1.010以下で
あり、一次粒子径が1.0μm以下であり、ドナー元素
が固溶している、半導体セラミック粉末が用いられる。
このチタン酸バリウム系の半導体セラミック粉末におい
て、必要に応じて、Baの一部がCaやSrなどのアル
カリ土類金属およびPbなどで置換されてもよく、ま
た、Tiの一部がSn,ZrおよびHfなどのチタン族
の元素で置換されてもよい。また、このチタン酸バリウ
ム系の半導体セラミック粉末に含まれる半導体化剤は、
ドナー元素と呼ばれるものであるが、このようなドナー
元素としては、La,Ce,Pr,Nd,Pm,Sm,
Eu,Gd,Tb,Dy,Ho,Er,Tm,Yb,L
u,Yなどの希土類元素や、Nb,Ta,Bi,Sb,
Wなどの遷移金属を用いることができる。また、このほ
かにも、このチタン酸バリウム系の半導体セラミック粉
末には、必要に応じて、SiO2 やMnなどが添加され
てもよい。上記の半導体セラミック層14を形成するた
めに用いられるチタン酸バリウム系の半導体セラミック
粉末は、チタン酸バリウム粉体中にTi3+が重量比で
0.0003wt%以上存在し、ドナーが固溶したもの
であるが、このようなチタン酸バリウム系の半導体セラ
ミック粉末の合成方法については、特に限定するもので
はないが、たとえば水熱法、加水分解法、共沈法、固相
法、ゾルゲル法を用いることができ、必要に応じて仮焼
が施される。また、上述の内部電極16に含まれる導電
成分としては、Ni系金属、Mo系金属、Cr系金属、
または、これらの合金などを用いることができるが、半
導体セラミック層14との間での確実なオーミック接触
を可能とする点から、特にNi系金属を用いることが好
ましい。次に、この発明を実施例に基づいてさらに詳細
かつ具体的に説明する。
酸サマリウム(Sm)溶液を用い、各元素のモル比とし
て、Sm/Ti=0.0012となるように秤量を行
い、純水およびPSZ製の直径5mmの玉石を用いて5
時間ボールミルによる混合を行った。なお、上記の調合
(秤量)時においては、種々のBa/Ti比となるよう
に秤量を行っている。その後、蒸発乾燥を行い、得られ
た混合粉を1000〜1400℃で2時間仮焼した。こ
の仮焼粉(チタン酸バリウム粉体)に対して、分散剤お
よび純水を混合して5〜80時間粉砕した後、バインダ
ーなどを添加して、スラリーとした後、ドクターブレー
ド法により成形し、グリーンシートを得た。このグリー
ンシート上にNi電極ペーストをスクリーン印刷して内
部電極とした。さらに、内部電極がグリーンシートの一
端側および他端側で交互に露出するように複数のグリー
ンシートを積層し、加圧圧着後、切断して積層体とし
た。なお、この積層体には、その上下に内部電極を印刷
していないダミーのグリーンシートを重ねて圧着してい
る。次に、この積層体を大気中で脱バインダー処理した
後、水素/窒素=3/100の強還元雰囲気中にて2時
間焼成を行った。その後、オーミック銀ペーストを塗布
して大気中で500〜1000℃で1時間再酸化処理を
施し、外部電極を形成して、積層型半導体セラミック電
子部品(試料)とした。
径(μm)、仮焼粉のTi3+の濃度(wt%)、室温抵
抗(Ω)および抵抗変化率(桁)を測定した。この場
合、仮焼粉の平均粒径は、SEMにより撮影した写真の
粒子をデジタイザーを用いて直接測定し、その測定値を
対数正規分布により算出した。したがって、この仮焼粉
の平均粒径は、仮焼により凝集した二次粒子径ではなく
一次粒子径を表している。また、仮焼粉のTi3+の濃度
の測定は、仮焼粉を酸溶解し、溶出したTi3+をFe3+
で置換して生成したFe2+を吸光光度計で測定した値で
ある。さらに、室温抵抗は、デジタルボルトメーターを
用いて4端子法で測定した。また、抵抗変化率は、室温
(25℃)から250℃までにおける最大抵抗値を室温
抵抗値で除し、その常用対数で算出した。これらの測定
結果などを表1に示す。
例1〜4では、仮焼粉(チタン酸バリウム粉体)の平均
粒径が1.0μm以下で、Ti3+の濃度が0.0003
wt%以上で、Ba/Ti比が1.000以上で1.0
10以下であり、得られた積層型半導体セラミック電子
部品(試料)について、室温抵抗が0.2Ω以下で、抵
抗変化率が2.7桁以上の特性が得られている。これに
対して、比較例1のようにチタン酸バリウム粉体の平均
粒径が0.3μmと微粒であってもTi3+が検出できな
いようなチタン酸バリウム粉体を用いて作製した積層型
半導体セラミック電子部品(試料)については、室温抵
抗が0.50Ωと高く、抵抗変化率も2.5桁と低くな
る。また、比較例2および3のようにTi3+が十分にチ
タン酸バリウム粉体内に存在してもチタン酸バリウム粉
体の平均粒径が1.0μmを超えると、室温抵抗が高
く、抵抗変化率も低くなる。さらに、比較例4および5
のようにBa/Ti比が1.000未満または1.01
0を超えると、Ti3+がチタン酸バリウム粉体内に十分
に存在しかつ平均粒径が1.0μm以下であっても、室
温抵抗は1Ω以上と高く、抵抗変化率は2.2以下と低
くなる。
キュリー温度以上での抵抗の変化率が高い半導体セラミ
ックを得ることができる。また、この発明にかかる半導
体セラミック粉末を用いれば、室温での抵抗が低くキュ
リー温度以上での抵抗の変化率が高い半導体セラミック
層を備える積層半導体セラミック電子部品が得られる。
そのため、この発明にかかる積層半導体セラミック電子
部品では、小型かつ低抵抗で高い抵抗変化率を有し得
る。
ク電子部品の一例を示す図解図である。
Claims (3)
- 【請求項1】 チタン酸バリウム粉体100wt%に対
して、前記チタン酸バリウム粉体のTi3+の濃度が0.
0003wt%以上であり、Baサイト/Tiサイト比
が1.000以上で1.010以下であり、一次粒子径
が1.0μm以下であり、ドナー元素が固溶している、
半導体セラミック粉末。 - 【請求項2】 交互に積層される複数の半導体セラミッ
ク層および複数の内部電極を備える積層型半導体セラミ
ック電子部品であって、 前記半導体セラミック層は、請求項1に記載の半導体セ
ラミック粉末を焼結して形成される、積層型半導体セラ
ミック電子部品。 - 【請求項3】 前記内部電極はニッケルを含有する、請
求項2に記載の積層型半導体セラミック電子部品。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000008945A JP4123666B2 (ja) | 2000-01-18 | 2000-01-18 | 半導体セラミック粉末および積層型半導体セラミック電子部品 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000008945A JP4123666B2 (ja) | 2000-01-18 | 2000-01-18 | 半導体セラミック粉末および積層型半導体セラミック電子部品 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2001203102A true JP2001203102A (ja) | 2001-07-27 |
JP4123666B2 JP4123666B2 (ja) | 2008-07-23 |
Family
ID=18537155
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2000008945A Expired - Lifetime JP4123666B2 (ja) | 2000-01-18 | 2000-01-18 | 半導体セラミック粉末および積層型半導体セラミック電子部品 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4123666B2 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2007034830A1 (ja) * | 2005-09-20 | 2007-03-29 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | 積層型正特性サーミスタ |
WO2007034831A1 (ja) * | 2005-09-20 | 2007-03-29 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | 積層型正特性サーミスタ |
-
2000
- 2000-01-18 JP JP2000008945A patent/JP4123666B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2007034830A1 (ja) * | 2005-09-20 | 2007-03-29 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | 積層型正特性サーミスタ |
WO2007034831A1 (ja) * | 2005-09-20 | 2007-03-29 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | 積層型正特性サーミスタ |
US7649437B2 (en) | 2005-09-20 | 2010-01-19 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Multilayer positive temperature coefficient thermistor |
US7679485B2 (en) | 2005-09-20 | 2010-03-16 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Multilayer positive temperature coefficient thermistor |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP4123666B2 (ja) | 2008-07-23 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
TW200835666A (en) | Barium titanate semiconductor porcelain composition and PTC device utilizing the same | |
JP3812268B2 (ja) | 積層型半導体セラミック素子 | |
JP3435607B2 (ja) | 非還元性誘電体磁器組成物 | |
JP3039513B2 (ja) | チタン酸バリウム粉末、および半導体セラミック、ならびに半導体セラミック素子 | |
JP4780306B2 (ja) | 積層型サーミスタ及びその製造方法 | |
JP3368602B2 (ja) | 非還元性誘電体磁器組成物 | |
JP3424742B2 (ja) | 正の抵抗温度特性を有する積層型半導体セラミック電子部品 | |
JP3506056B2 (ja) | 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、および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の製造方法 | |
JP4123666B2 (ja) | 半導体セラミック粉末および積層型半導体セラミック電子部品 | |
JP3498211B2 (ja) | 積層型半導体セラミック電子部品 | |
JP4888264B2 (ja) | 積層型サーミスタ及びその製造方法 | |
JP2002043103A (ja) | 積層型半導体セラミック素子およびその製造方法 | |
JP2014072374A (ja) | チタン酸バリウム系半導体磁器組成物およびそれを用いたptcサーミスタ | |
JP3039511B2 (ja) | 半導体セラミックおよび半導体セラミック素子 | |
JPH04115409A (ja) | 非還元性誘電体磁器組成物 | |
JP3321823B2 (ja) | 非還元性誘電体磁器組成物 | |
JP3438261B2 (ja) | 非還元性誘電体磁器組成物 | |
JPH0714702A (ja) | 正の抵抗温度特性を有する積層型半導体磁器 | |
JP2004292186A (ja) | 誘電体セラミックおよび積層セラミックコンデンサ | |
JP3316717B2 (ja) | 積層セラミックコンデンサ | |
JP2002274940A (ja) | 磁器用原料粉末およびその製造方法、磁器およびその製造方法、積層セラミック電子部品の製造方法 | |
JP3385631B2 (ja) | 非還元性誘電体磁器組成物 | |
JP2003063867A (ja) | セラミックコンデンサ及びその誘電体組成物並びにその製造方法 | |
JP3385630B2 (ja) | 非還元性誘電体磁器組成物 | |
JP2008205343A (ja) | 積層型サーミスタの製造方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20050420 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20070907 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20070918 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20071115 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20080415 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20080428 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Ref document number: 4123666 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110516 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120516 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120516 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130516 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130516 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140516 Year of fee payment: 6 |
|
EXPY | Cancellation because of completion of term |