JP2578806B2 - Oxide semiconductor for thermistor - Google Patents

Oxide semiconductor for thermistor

Info

Publication number
JP2578806B2
JP2578806B2 JP62132444A JP13244487A JP2578806B2 JP 2578806 B2 JP2578806 B2 JP 2578806B2 JP 62132444 A JP62132444 A JP 62132444A JP 13244487 A JP13244487 A JP 13244487A JP 2578806 B2 JP2578806 B2 JP 2578806B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
thermistor
atomic
constant
oxide semiconductor
specific resistance
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.)
Expired - Lifetime
Application number
JP62132444A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS63296302A (en
Inventor
香織 岡本
拓興 畑
功 下野
正恒 小黒
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP62132444A priority Critical patent/JP2578806B2/en
Publication of JPS63296302A publication Critical patent/JPS63296302A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP2578806B2 publication Critical patent/JP2578806B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Thermistors And Varistors (AREA)
  • Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、温度検出精度に優れ、しかも高応答性の温
度センサとして利用できるところの負の抵抗温度係数を
有するサーミスタ用酸化物半導体に関するものである。
Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an oxide semiconductor for a thermistor having a negative temperature coefficient of resistance, which is excellent in temperature detection accuracy and can be used as a highly responsive temperature sensor. .

従来の技術 従来、汎用ディスク型サーミスタとしては、Mn-Co-Ni
-Cu酸化物系サーミスタ材料であって、しかもその結晶
構造がスピネル構造をとるものが主に用いられてきた。
サーミスタ材料の電気的特性としては、一般的に、比抵
抗およびサーミスタ定数Bで示される。サーミスタ定数
(以下B定数と記す)は抵抗の温度勾配を表すもので、
具体的にはサーミスタ材料のバンドギャップに相当する
活性化エネルギーにより決定される。従ってB定数が大
きい程、温度に対する抵抗値変化が大きく、逆に抵抗値
変化から見れば温度検出精度が高く、しかも応答性も良
くなる。また、比抵抗とB定数には図に示すように相関
性があり、現在の汎用サーミスタ材料は図中2で囲んだ
領域、つまり比抵抗が数10〜数100KΩ・cm、B定数2500
〜5000Kのものが用いられている。
Conventional technology Conventionally, Mn-Co-Ni
-Cu oxide thermistor materials whose crystal structure has a spinel structure have been mainly used.
The electrical characteristics of the thermistor material are generally represented by the specific resistance and the thermistor constant B. The thermistor constant (hereinafter referred to as B constant) indicates the temperature gradient of the resistance.
Specifically, it is determined by the activation energy corresponding to the band gap of the thermistor material. Therefore, the larger the B constant, the larger the change in resistance value with respect to temperature. Conversely, from the viewpoint of the change in resistance value, the temperature detection accuracy is higher and the response is better. Also, there is a correlation between the specific resistance and the B constant as shown in the figure, and the current general-purpose thermistor material has an area surrounded by 2 in the figure, that is, a specific resistance of several tens to several hundreds KΩ · cm, and a B constant of 2500.
~ 5000K is used.

また、酸化コバルトとリチウムを組合わせた酸化物半
導体としては、一般的に酸化物半導体材料の導電機構の
1つとして説明される原子価制御理論の実例で、古くVE
RWEYらにより取り上げられている。(Philips Reserch
Report 5173(1950)) しかしながら、VERWEYらの検討はあくまでも学究的な
段階で終っており、サーミスタとしての用途開発以前の
ものであって、サーミスタ材料としての検討は二木久夫
によって記載されたもの((株)日立製作所、中央研究
所創立二十周年記念論文集、P30〜46、昭和37年)があ
るだけである。この二木の検討結果によれば比抵抗およ
びB定数とも低く、サーミスタとして適するものではな
く、これに準ずるものと記載されている。
Further, an oxide semiconductor in which cobalt oxide and lithium are combined is an example of a valence control theory generally described as one of the conduction mechanisms of an oxide semiconductor material.
Featured by RWEY et al. (Philips Reserch
(Report 5173 (1950)) However, the study by VERWEY et al. Has been completed at the academic stage only, prior to the development of the application as a thermistor, and the study as a thermistor material was described by Hisao Futaki ( (Hitachi, Ltd., Central Research Laboratory, 20th anniversary commemorative papers, pp. 30-46, Showa 37). According to the examination results of Futaki, both the specific resistance and the B constant are low, and are not suitable as a thermistor but are described as being equivalent thereto.

発明が解決しようとする問題点 従来より、自動車の水温計用あるいはアイロンの温度
センサ用などとして、応答性を良くすることを目的にし
た比抵抗が低く、B定数の高いサーミスタ材料が要望さ
れてきたが、上記図の汎用サーミスタ材料ではこの要望
を満足することができなかった。
Problems to be Solved by the Invention Conventionally, there has been a demand for a thermistor material having a low specific resistance and a high B constant for the purpose of improving responsiveness, such as for a water temperature gauge of an automobile or a temperature sensor of an iron. However, the general-purpose thermistor material shown in the above figure could not satisfy this demand.

本発明は、この要望を満足できるサーミスタ材料、す
なわちサーミスタ用酸化物半導体を提供することを目的
とするものである。
An object of the present invention is to provide a thermistor material that satisfies this demand, that is, an oxide semiconductor for a thermistor.

問題点を解決するための手段 上記要望を達成するために、本発明は前述のCo-Li系
酸化物半導体を見直し、改良を加えることによって解決
できたものである。本発明のサーミスタ用酸化物半導体
は、金属酸化物の焼結混合体よりなり、その金属元素と
してコバルト(Co)69.0〜96.0原子%、銅(Cu)0.4〜
5.0原子%、リチウム(Li)2.5〜22.0原子%、ニッケル
(Ni)0.5〜5.5原子%およびケイ素(Si)0.0〜2.0原子
%(但し0.0原子%は除く)の5種を合計100原子%含有
してなるものである。
Means for Solving the Problems In order to achieve the above-mentioned demands, the present invention has been achieved by reviewing and improving the aforementioned Co-Li-based oxide semiconductor. The oxide semiconductor for a thermistor of the present invention is composed of a sintered mixture of a metal oxide, and its metal element is cobalt (Co) 69.0 to 96.0 at%, copper (Cu) 0.4 to
5.0 atomic%, lithium (Li) 2.5-22.0 atomic%, nickel (Ni) 0.5-5.5 atomic%, and silicon (Si) 0.0-2.0 atomic% (excluding 0.0 atomic%), total 100 atomic% It is made.

作用 この構成により、図の実線で囲まれた領域1の比抵抗
が低くB定数の高いサーミスタ用酸化物半導体を得るこ
ととなる。ここで、この半導体は酸化コバルト(CoO)
が基本組成であって、四酸化三コバルト(Co3O4)が生
成される場合には、ホッピング伝導の寄与により、高B
定数を達成することができない。
Action With this configuration, an oxide semiconductor for a thermistor having a low specific resistance and a high B constant in the region 1 surrounded by the solid line in the figure can be obtained. Here, this semiconductor is cobalt oxide (CoO)
Is the basic composition, and when tricobalt tetroxide (Co 3 O 4 ) is generated, the high B
Unable to achieve the constant.

実施例 以下、本発明の実施例について説明する。Examples Hereinafter, examples of the present invention will be described.

市販の原料酸化コバルト、酸化銅、酸化リチウム、酸
化ニッケルおよび二酸化ケイ素を後述する表に示すよう
にそれぞれの原子%の組成になるように配合した。サー
ミスタ製造工程を例示すると、これらの配合組成物をボ
ールミルで湿式混合し、そのスラリーを乾燥後800℃の
温度で仮焼し、その仮焼物を再びボールミルで湿式粉砕
混合を行った。こうして得られたスラリーを乾燥し、ポ
リビニルアルコールをバインダーとして添加混合し、所
要量採って円板状に加圧成形し成形品を多数作り、これ
らを窒素ガスフロー中1200℃〜1300℃で2時間焼成し
た。こうして得られた円板状焼結体の両面にAgを主成分
とする電極を設けた。これらの試料について25℃および
50℃での抵抗値(それぞれのR25およびR50)を測定し、
25℃での比抵抗ρ25を下記(1)式より、またB定数を
下記(2)式より算出した。
Commercially available raw materials such as cobalt oxide, copper oxide, lithium oxide, nickel oxide and silicon dioxide were blended so as to have a composition of each atomic% as shown in the table below. As an example of the thermistor production process, these blended compositions were wet-mixed with a ball mill, the slurry was dried and then calcined at a temperature of 800 ° C., and the calcined product was again wet-pulverized and mixed with a ball mill. The slurry thus obtained is dried, polyvinyl alcohol is added and mixed as a binder, a required amount is taken and pressure-molded into a disc shape to form a large number of molded products, and these are subjected to a nitrogen gas flow at 1200 ° C. to 1300 ° C. for 2 hours. Fired. Electrodes mainly composed of Ag were provided on both surfaces of the disk-shaped sintered body thus obtained. 25 ° C and
Measure the resistance at 50 ° C (R 25 and R 50 respectively),
The specific resistance ρ 25 at 25 ° C. was calculated from the following equation (1), and the B constant was calculated from the following equation (2).

これらの結果を下表にまとめて示す。 The results are summarized in the table below.

上述したように図中実線で囲んだ領域1が本発明の目
的とする低比抵抗、高B定数の領域である。この領域
は、センサとして高検出精度・高応答性を達成するため
に機器側から要望された電気特性をサーミスタ材料の特
性(比抵抗およびB定数)として置き換えたものであ
る。
As described above, a region 1 surrounded by a solid line in the drawing is a region having a low specific resistance and a high B constant which are the objects of the present invention. This area is obtained by replacing the electrical characteristics requested by the device side with the thermistor material characteristics (specific resistance and B constant) in order to achieve high detection accuracy and high response as a sensor.

前表において、試料番号1,5,6,8,9,12,13,15,16,17
は、この実線で囲んだ領域1に含まれない。つまり機器
メーカの要望を満足しないという点から、本発明の範囲
外とした。
In the preceding table, sample numbers 1, 5, 6, 8, 9, 12, 13, 15, 16, 17
Are not included in the area 1 surrounded by the solid line. That is, it is out of the scope of the present invention because it does not satisfy the demands of the device maker.

今回の試料は、乾式成形後焼成したものを用いたが、
ビードタイプの素子でもよく、素子製造方法に何ら拘束
されるものではない。また、混合・粉砕にはジルコニア
玉石を用いた。
For this sample, we used what was fired after dry molding,
The device may be a bead type device and is not limited by the device manufacturing method. In addition, zirconia cobblestone was used for mixing and pulverization.

発明の効果 以上のように本発明によれば、コバルト,銅,リチウ
ム,ニッケルにさらにケイ素を加えることにより、3成
分系材料よりさらに低比抵抗,高B定数化を狙ったもの
である。また、ケイ素はリチウムとガラス化しやすいた
め、コバルトに固溶するリチウム量を補う必要がある。
そして、ケイ素添加による効果として若干のB定数アッ
プが見られるが、ガラス相の寄与があるかどうかは不明
である。
Advantageous Effects of the Invention As described above, according to the present invention, by further adding silicon to cobalt, copper, lithium, and nickel, it is intended to further reduce the specific resistance and the B constant more than the ternary material. Further, since silicon is easily vitrified with lithium, it is necessary to compensate for the amount of lithium that forms a solid solution with cobalt.
Although a slight increase in the B constant is observed as an effect of the addition of silicon, it is unclear whether or not the glass phase contributes.

以上述べたように本発明は、低比抵抗,高B定数を有
する負の抵抗温度係数を有するサーミスタ用酸化物半導
体を提供するものであるが、センサとして温度に対して
高検出精度及び高応答性が図れること、またこれにより
節電できることになる。また、従来にない低比抵抗,高
B定数のサーミスタ材料であることから、センサとして
全く新しい用途が展開されることが期待できるものであ
る。
As described above, the present invention provides an oxide semiconductor for a thermistor having a low specific resistance and a negative temperature coefficient of resistance having a high B constant. However, as a sensor, it has high detection accuracy and high response to temperature. And the power can be saved. In addition, since it is a thermistor material having a low specific resistance and a high B constant, which has never existed in the past, it is expected that a completely new use as a sensor will be developed.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

図は負の抵抗温度係数を持つサーミスタ材料の特性相関
を示す図である。
The figure shows the characteristic correlation of a thermistor material having a negative temperature coefficient of resistance.

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】金属酸化物の焼結混合体からなり、その構
成金属元素として、コバルト69.0〜96.0原子%、銅0.4
〜5.0原子%、リチウム2.5〜22.0原子%、ニッケル0.5
〜5.5原子%およびケイ素0.0〜2.0原子%(但し0.0原子
%は除く)の5種を合計100原子%含有することを特徴
とするサーミスタ用酸化物半導体。
1. A sintered mixture of a metal oxide, comprising 69.0 to 96.0 atomic% of cobalt and 0.4% of copper as constituent metal elements.
~ 5.0 atomic%, lithium 2.5 ~ 22.0 atomic%, nickel 0.5
An oxide semiconductor for a thermistor, characterized by containing a total of 100 atomic% of five kinds of -5.5 atomic% and silicon 0.0-2.0 atomic% (excluding 0.0 atomic%).
JP62132444A 1987-05-28 1987-05-28 Oxide semiconductor for thermistor Expired - Lifetime JP2578806B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP62132444A JP2578806B2 (en) 1987-05-28 1987-05-28 Oxide semiconductor for thermistor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP62132444A JP2578806B2 (en) 1987-05-28 1987-05-28 Oxide semiconductor for thermistor

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS63296302A JPS63296302A (en) 1988-12-02
JP2578806B2 true JP2578806B2 (en) 1997-02-05

Family

ID=15081508

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP62132444A Expired - Lifetime JP2578806B2 (en) 1987-05-28 1987-05-28 Oxide semiconductor for thermistor

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2578806B2 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
JPS63296302A (en) 1988-12-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPH082962A (en) Sintering ceramics for highly stable thermistor and its preparation
JPH06263518A (en) Sintering ceramics for high-temperature stable thermistor and its preparation
CN102964119B (en) Low-temperature-sintered BiFeO3-based high-performance negative-temperature-coefficient thermosensitive ceramic material and preparation method thereof
JPS6022302A (en) Oxide semiconductor for thermistor
JP2578806B2 (en) Oxide semiconductor for thermistor
JP2578805B2 (en) Oxide semiconductor for thermistor
CN114394819B (en) High-reliability chip NTC thermistor material and preparation method and application thereof
JP2578804B2 (en) Oxide semiconductor for thermistor
JP2578803B2 (en) Oxide semiconductor for thermistor
JP2578807B2 (en) Oxide semiconductor for thermistor
JP2583935B2 (en) Oxide semiconductor for thermistor
JPH07231122A (en) Oxide thermoelectric conversion material
JPS63296304A (en) Oxide semiconductor for thermistor
JPS63296303A (en) Oxide semiconductor for thermistor
JPS63308302A (en) Oxide semiconductor for thermistor
JPH01233703A (en) Oxide semiconductor for thermistor
JP2578889B2 (en) Thermistor
JP2578891B2 (en) Thermistor
JPS63284801A (en) Oxide semiconductor for thermistor
JPS63285903A (en) Oxide semiconductor for thermistor
JPH01235201A (en) Oxide semiconductor for thermistor
JP2621314B2 (en) Thermistor
JPS63102202A (en) Manufacture of positive characteristics thermistor
CN115862979A (en) Square sheet resistor for temperature sensor and preparation method thereof
JP2003282968A (en) Oxide thermoelectric conversion material