JP3140126B2 - 厚膜サーミスタ組成物、その製造方法、厚膜サーミスタおよびその製造方法 - Google Patents
厚膜サーミスタ組成物、その製造方法、厚膜サーミスタおよびその製造方法Info
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- JP3140126B2 JP3140126B2 JP03348493A JP34849391A JP3140126B2 JP 3140126 B2 JP3140126 B2 JP 3140126B2 JP 03348493 A JP03348493 A JP 03348493A JP 34849391 A JP34849391 A JP 34849391A JP 3140126 B2 JP3140126 B2 JP 3140126B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、基板上の電極間に位置
して印刷形成される厚膜サーミスタ組成物、その製造方
法、この厚膜サーミスタ組成物を用いた厚膜サーミスタ
およびその製造方法に関するものである。
して印刷形成される厚膜サーミスタ組成物、その製造方
法、この厚膜サーミスタ組成物を用いた厚膜サーミスタ
およびその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来の厚膜サーミスタ組成物としては、
例えばＭｎ（マンガン）、Ｃｏ（コバルト）、Ｆｅ
（鉄）、Ｎｉ（ニッケル）などのサーミスタ特性を有す
る金属酸化物と、導電性物質としてのＲｕＯ2と、ガラ
ス粉末とを混合したものが知られている。
例えばＭｎ（マンガン）、Ｃｏ（コバルト）、Ｆｅ
（鉄）、Ｎｉ（ニッケル）などのサーミスタ特性を有す
る金属酸化物と、導電性物質としてのＲｕＯ2と、ガラ
ス粉末とを混合したものが知られている。
【０００３】そして、この厚膜サーミスタ組成物を絶縁
基板上に印刷形成された第１の電極上に一部を重ね合わ
せて印刷し、更にこの印刷形成した厚膜サーミスタ組成
物上に第２の電極を重ね合わせて印刷形成したサンドイ
ッチ形の厚膜サーミスタが知られている。このサンドイ
ッチ形の厚膜サーミスタは、同一平面上の電極間にサー
ミスタ組成物を印刷したシート状の厚膜サーミスタと比
べて抵抗値を低くすることができる。
基板上に印刷形成された第１の電極上に一部を重ね合わ
せて印刷し、更にこの印刷形成した厚膜サーミスタ組成
物上に第２の電極を重ね合わせて印刷形成したサンドイ
ッチ形の厚膜サーミスタが知られている。このサンドイ
ッチ形の厚膜サーミスタは、同一平面上の電極間にサー
ミスタ組成物を印刷したシート状の厚膜サーミスタと比
べて抵抗値を低くすることができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このサ
ンドイッチ形の厚膜サーミスタでも抵抗値は８ｋΩ程度
が限度であり、それ以下の抵抗値に設定するには、第１
の導電性物質としてのＲｕＯ2を更に加えるか、あるい
はＭｎ、Ｃｏ、Ｆｅ、Ｎｉなどのサーミスタ特性を有す
る金属酸化物に更に直接Ｃｕ（銅）またはＣｕ酸化物を
加えている。
ンドイッチ形の厚膜サーミスタでも抵抗値は８ｋΩ程度
が限度であり、それ以下の抵抗値に設定するには、第１
の導電性物質としてのＲｕＯ2を更に加えるか、あるい
はＭｎ、Ｃｏ、Ｆｅ、Ｎｉなどのサーミスタ特性を有す
る金属酸化物に更に直接Ｃｕ（銅）またはＣｕ酸化物を
加えている。
【０００５】ところで、従来のサーミスタ特性を有する
金属酸化物にＣｕを添加して酸化物とする方法におい
て、Ｍｎ、Ｃｏ、Ｆｅ、Ｎｉがスピネル構造を形成する
ように１０００℃以上の温度で反応させる必要がある。
そして、添加されたＣｕは、スピネル構造に取り込まれ
たり、ＣｕＯまたはＣｕ2Ｏのいずれかの化合物を生成
する。このうち、Ｃｕ2Ｏは長時間放置するとＣｕＯに
酸化するため、結晶構造および導電率のそれぞれの変
化、または、歪などに起因して、抵抗値変化を引き起こ
すと考えられている。すなわち、Ｃｕを添加しないサー
ミスタ組成物の抵抗値変化率が１２５℃、１０００時間
で＋１％程度であるのに対し、Ｃｕを添加したものは１
２５℃、１００時間で＋１０％〜＋１５％の変化を生じ
ることが知られる。
金属酸化物にＣｕを添加して酸化物とする方法におい
て、Ｍｎ、Ｃｏ、Ｆｅ、Ｎｉがスピネル構造を形成する
ように１０００℃以上の温度で反応させる必要がある。
そして、添加されたＣｕは、スピネル構造に取り込まれ
たり、ＣｕＯまたはＣｕ2Ｏのいずれかの化合物を生成
する。このうち、Ｃｕ2Ｏは長時間放置するとＣｕＯに
酸化するため、結晶構造および導電率のそれぞれの変
化、または、歪などに起因して、抵抗値変化を引き起こ
すと考えられている。すなわち、Ｃｕを添加しないサー
ミスタ組成物の抵抗値変化率が１２５℃、１０００時間
で＋１％程度であるのに対し、Ｃｕを添加したものは１
２５℃、１００時間で＋１０％〜＋１５％の変化を生じ
ることが知られる。
【０００６】そこで、Ｃｕを添加する場合、１０００℃
以下の温度に抑えることが考えられる。しかしながら、
従来のサーミスタ組成物をプレス成形したのち、焼成し
て焼結させるというディスクリートタイプでは、化学反
応が生じないためスピネル構造が形成できず、その結果
サーミスタ特性が得られず、しかも焼結しないため、機
械的に脆くなる問題がある。
以下の温度に抑えることが考えられる。しかしながら、
従来のサーミスタ組成物をプレス成形したのち、焼成し
て焼結させるというディスクリートタイプでは、化学反
応が生じないためスピネル構造が形成できず、その結果
サーミスタ特性が得られず、しかも焼結しないため、機
械的に脆くなる問題がある。
【０００７】また、ＲｕＯ2の添加量が全体の７ｗｔ％
を超えると、抵抗値と抵抗値変化率を求める定数で一般
には２０００Ｋ〜５０００ＫであるＢ定数とが急激に低
下してしまい、サーミスタとして使用不可能になってし
まう。
を超えると、抵抗値と抵抗値変化率を求める定数で一般
には２０００Ｋ〜５０００ＫであるＢ定数とが急激に低
下してしまい、サーミスタとして使用不可能になってし
まう。
【０００８】さらに、サーミスタ特性を有する金属酸化
物にＣｕを直接添加する方法では、抵抗値は下がるが、
このＣｕを添加した組成は熱安定性に欠け、１２５℃、
１００時間で＋１０％〜＋１５％の抵抗値変化を起こす
という問題がある。
物にＣｕを直接添加する方法では、抵抗値は下がるが、
このＣｕを添加した組成は熱安定性に欠け、１２５℃、
１００時間で＋１０％〜＋１５％の抵抗値変化を起こす
という問題がある。
【０００９】本発明は、上述の問題点に鑑み、添加した
Ｃｕの耐熱変化を抑え、高いＢ定数を有しながらも抵抗
値が低減する厚膜サーミスタ組成物、その製造方法、厚
膜サーミスタおよびその製造方法を提供することを目的
とする。
Ｃｕの耐熱変化を抑え、高いＢ定数を有しながらも抵抗
値が低減する厚膜サーミスタ組成物、その製造方法、厚
膜サーミスタおよびその製造方法を提供することを目的
とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】請求項１記載の厚膜サー
ミスタ組成物は、Ｍｎ、Ｃｏ、Ｆｅ、Ｎｉのそれぞれの
金属酸化物のうちサーミスタ特性を有する少なくともい
ずれか２種の前記金属酸化物が混合されて焼成された焼
成物と、第１の導電性物質としてのＲｕＯ2と、第２の
導電性物質としてのＣｕ、Ｃｕ酸化物、Ｃｕ水酸化物お
よびＣｕ炭酸塩のうちの少なくともいずれか１種とＬ
ａ、Ｌａ酸化物、Ｌａ水酸化物およびＬａ炭酸塩のうち
の少なくともいずれか１種とが混合されてあらかじめ焼
成されたＣｕ 2 Ｌａ 2 Ｏ 5 を主成分とする酸化物と、ガラ
スとを原料としたものである。
ミスタ組成物は、Ｍｎ、Ｃｏ、Ｆｅ、Ｎｉのそれぞれの
金属酸化物のうちサーミスタ特性を有する少なくともい
ずれか２種の前記金属酸化物が混合されて焼成された焼
成物と、第１の導電性物質としてのＲｕＯ2と、第２の
導電性物質としてのＣｕ、Ｃｕ酸化物、Ｃｕ水酸化物お
よびＣｕ炭酸塩のうちの少なくともいずれか１種とＬ
ａ、Ｌａ酸化物、Ｌａ水酸化物およびＬａ炭酸塩のうち
の少なくともいずれか１種とが混合されてあらかじめ焼
成されたＣｕ 2 Ｌａ 2 Ｏ 5 を主成分とする酸化物と、ガラ
スとを原料としたものである。
【００１１】請求項２記載の厚膜サーミスタ組成物の製
造方法は、Ｍｎ、Ｃｏ、Ｆｅ、Ｎｉのそれぞれの金属酸
化物のうちサーミスタ特性を有する少なくともいずれか
２種の前記金属酸化物を秤量して混合した後に焼成して
得られた焼成物を粉砕して秤量した焼成物粉末と、第１
の導電性物質としてのＲｕＯ2の粉末を秤量したＲｕＯ2
粉末と、第２の導電性物質としてのＣｕ、Ｃｕ酸化物、
Ｃｕ水酸化物およびＣｕ炭酸塩のうちの少なくともいず
れか１種とＬａ、Ｌａ酸化物、Ｌａ水酸化物およびＬａ
炭酸塩のうちの少なくともいずれか１種とを混合してあ
らかじめ焼成したＣｕ 2 Ｌａ 2 Ｏ 5 を主成分とする化合物
を粉砕して秤量した酸化物粉末と、ガラスの粉末を秤量
したガラス粉末とを混合して厚膜ペーストを製造し、こ
の得られた厚膜ペーストを焼成して焼結するものであ
る。
造方法は、Ｍｎ、Ｃｏ、Ｆｅ、Ｎｉのそれぞれの金属酸
化物のうちサーミスタ特性を有する少なくともいずれか
２種の前記金属酸化物を秤量して混合した後に焼成して
得られた焼成物を粉砕して秤量した焼成物粉末と、第１
の導電性物質としてのＲｕＯ2の粉末を秤量したＲｕＯ2
粉末と、第２の導電性物質としてのＣｕ、Ｃｕ酸化物、
Ｃｕ水酸化物およびＣｕ炭酸塩のうちの少なくともいず
れか１種とＬａ、Ｌａ酸化物、Ｌａ水酸化物およびＬａ
炭酸塩のうちの少なくともいずれか１種とを混合してあ
らかじめ焼成したＣｕ 2 Ｌａ 2 Ｏ 5 を主成分とする化合物
を粉砕して秤量した酸化物粉末と、ガラスの粉末を秤量
したガラス粉末とを混合して厚膜ペーストを製造し、こ
の得られた厚膜ペーストを焼成して焼結するものであ
る。
【００１２】請求項３記載の厚膜サーミスタは、請求項
１記載の厚膜サーミスタ組成物または請求項２記載の厚
膜サーミスタ組成物の製造方法により得られた厚膜サー
ミスタ組成物が、基板上に上下方向に対向して形成され
た電極間に位置して印刷されて焼成されたものである。
１記載の厚膜サーミスタ組成物または請求項２記載の厚
膜サーミスタ組成物の製造方法により得られた厚膜サー
ミスタ組成物が、基板上に上下方向に対向して形成され
た電極間に位置して印刷されて焼成されたものである。
【００１３】請求項４記載の厚膜サーミスタの製造方法
は、基板上に第１の電極を印刷形成し、この第１の電極
上に少なくとも一部が電気的に接続して請求項１記載の
厚膜サーミスタ組成物または請求項２記載の厚膜サーミ
スタ組成物の製造方法により得られた厚膜サーミスタ組
成物を積層して印刷形成し、この厚膜サーミスタ組成物
上に少なくとも一部が電気的に接続し、かつ前記第１の
電極に少なくとも一部が上下方向に対向して第２の電極
を積層して印刷形成し、前記基板を焼成するものであ
る。
は、基板上に第１の電極を印刷形成し、この第１の電極
上に少なくとも一部が電気的に接続して請求項１記載の
厚膜サーミスタ組成物または請求項２記載の厚膜サーミ
スタ組成物の製造方法により得られた厚膜サーミスタ組
成物を積層して印刷形成し、この厚膜サーミスタ組成物
上に少なくとも一部が電気的に接続し、かつ前記第１の
電極に少なくとも一部が上下方向に対向して第２の電極
を積層して印刷形成し、前記基板を焼成するものであ
る。
【００１４】
【作用】請求項１記載の厚膜サーミスタ組成物は、Ｍ
ｎ、Ｃｏ、Ｆｅ、Ｎｉのそれぞれの金属酸化物のうちサ
ーミスタ特性を有する少なくともいずれか２種の金属酸
化物を混合し焼成した焼成物と、第１の導電性物質とし
てのＲｕＯ2と、第２の導電性物質としてのＣｕ、Ｃｕ
酸化物、Ｃｕ水酸化物およびＣｕ炭酸塩のうちの少なく
ともいずれか１種とＬａ、Ｌａ酸化物、Ｌａ水酸化物お
よびＬａ炭酸塩のうちの少なくともいずれか１種とを混
合してあらかじめ焼成したＣｕ 2 Ｌａ 2 Ｏ 5 を主成分とす
る酸化物と、ガラスとを原料とするため、低抵抗でＢ定
数が高く、耐熱安定性が得られる。
ｎ、Ｃｏ、Ｆｅ、Ｎｉのそれぞれの金属酸化物のうちサ
ーミスタ特性を有する少なくともいずれか２種の金属酸
化物を混合し焼成した焼成物と、第１の導電性物質とし
てのＲｕＯ2と、第２の導電性物質としてのＣｕ、Ｃｕ
酸化物、Ｃｕ水酸化物およびＣｕ炭酸塩のうちの少なく
ともいずれか１種とＬａ、Ｌａ酸化物、Ｌａ水酸化物お
よびＬａ炭酸塩のうちの少なくともいずれか１種とを混
合してあらかじめ焼成したＣｕ 2 Ｌａ 2 Ｏ 5 を主成分とす
る酸化物と、ガラスとを原料とするため、低抵抗でＢ定
数が高く、耐熱安定性が得られる。
【００１５】請求項２記載の厚膜サーミスタ組成物の製
造方法は、Ｍｎ、Ｃｏ、Ｆｅ、Ｎｉのそれぞれの金属酸
化物のうちサーミスタ特性を有する少なくともいずれか
２種の金属酸化物を混合し焼成した焼成物を粉砕して秤
量した焼成物粉末と、第１の導電性物質としてのＲｕＯ
2粉末と、第２の導電性物質としてのＣｕ、Ｃｕ酸化
物、Ｃｕ水酸化物およびＣｕ炭酸塩のうちの少なくとも
いずれか１種とＬａ、Ｌａ酸化物、Ｌａ水酸化物および
Ｌａ炭酸塩のうちの少なくともいずれか１種とを混合し
てあらかじめ焼成したＣｕ 2 Ｌａ 2 Ｏ 5 を主成分とする化
合物を粉砕して秤量した酸化物粉末と、ガラス粉末とを
混合して得られた厚膜ペーストを焼成して焼結するた
め、低抵抗でＢ定数が高く、耐熱安定性の厚膜サーミス
タ組成物が得られる。
造方法は、Ｍｎ、Ｃｏ、Ｆｅ、Ｎｉのそれぞれの金属酸
化物のうちサーミスタ特性を有する少なくともいずれか
２種の金属酸化物を混合し焼成した焼成物を粉砕して秤
量した焼成物粉末と、第１の導電性物質としてのＲｕＯ
2粉末と、第２の導電性物質としてのＣｕ、Ｃｕ酸化
物、Ｃｕ水酸化物およびＣｕ炭酸塩のうちの少なくとも
いずれか１種とＬａ、Ｌａ酸化物、Ｌａ水酸化物および
Ｌａ炭酸塩のうちの少なくともいずれか１種とを混合し
てあらかじめ焼成したＣｕ 2 Ｌａ 2 Ｏ 5 を主成分とする化
合物を粉砕して秤量した酸化物粉末と、ガラス粉末とを
混合して得られた厚膜ペーストを焼成して焼結するた
め、低抵抗でＢ定数が高く、耐熱安定性の厚膜サーミス
タ組成物が得られる。
【００１６】請求項３記載の厚膜サーミスタは、請求項
１記載の厚膜サーミスタ組成物または請求項２記載の厚
膜サーミスタ組成物の製造方法により得られた厚膜サー
ミスタ組成物を、基板上に上下方向に対向して形成され
た電極間に位置して印刷して焼成して形成するため、低
抵抗でＢ定数が高く、耐熱安定性が得られる。
１記載の厚膜サーミスタ組成物または請求項２記載の厚
膜サーミスタ組成物の製造方法により得られた厚膜サー
ミスタ組成物を、基板上に上下方向に対向して形成され
た電極間に位置して印刷して焼成して形成するため、低
抵抗でＢ定数が高く、耐熱安定性が得られる。
【００１７】請求項４記載の厚膜サーミスタの製造方法
は、基板上に印刷形成した第１の電極上に、少なくとも
一部が電気的に接続して請求項１記載の厚膜サーミスタ
組成物または請求項２記載の厚膜サーミスタ組成物の製
造方法により得られた厚膜サーミスタ組成物を積層して
印刷形成した後、厚膜サーミスタ組成物上に少なくとも
一部が電気的に接続しかつ第１の電極に少なくとも一部
が上下方向に対向して第２の電極を積層して印刷形成し
て基板を焼成するため、低抵抗でＢ定数が高く、耐熱安
定性の厚膜サーミスタが得られる。
は、基板上に印刷形成した第１の電極上に、少なくとも
一部が電気的に接続して請求項１記載の厚膜サーミスタ
組成物または請求項２記載の厚膜サーミスタ組成物の製
造方法により得られた厚膜サーミスタ組成物を積層して
印刷形成した後、厚膜サーミスタ組成物上に少なくとも
一部が電気的に接続しかつ第１の電極に少なくとも一部
が上下方向に対向して第２の電極を積層して印刷形成し
て基板を焼成するため、低抵抗でＢ定数が高く、耐熱安
定性の厚膜サーミスタが得られる。
【００１８】
【実施例】以下、本発明の一実施例の厚膜サーミスタの
構成を図面を参照して説明する。
構成を図面を参照して説明する。
【００１９】図１および図２において、１は絶縁性の基
板で、この基板１の上面には、第１の電極2aが例えば印
刷により層状に形成されている。
板で、この基板１の上面には、第１の電極2aが例えば印
刷により層状に形成されている。
【００２０】また、基板１の上面には、一部が第１の電
極2aの上面の一部に亘って電気的に接続するように積層
する厚膜サーミスタ体３が例えば印刷により層状に積層
形成されている。この厚膜サーミスタ体３は、例えばＭ
ｎ、Ｃｏ、Ｆｅのサーミスタ特性を有する金属酸化物で
ある酸化マンガン（Ｍｎ3Ｏ4）、酸化コバルト（Ｃｏ3
Ｏ4）、酸化鉄（Ｆｅ3Ｏ4）を混合して焼成した焼成物
である金属酸化物の粉末としての焼成物粉末と、第１の
導電性物質としてのＲｕＯ2粉末と、第２の導電性物質
としてのＣｕ酸化物である酸化銅（ＣｕＯ）とＬａ酸化
物であるＬａ2Ｏ3との混合粉末をあらかじめ焼成した後
に粉砕したＣｕ 2 Ｌａ 2 Ｏ 5 を主成分とする酸化物粉末
と、ガラス粉末とを混合して形成した厚膜サーミスタペ
ーストにて印刷形成されている。
極2aの上面の一部に亘って電気的に接続するように積層
する厚膜サーミスタ体３が例えば印刷により層状に積層
形成されている。この厚膜サーミスタ体３は、例えばＭ
ｎ、Ｃｏ、Ｆｅのサーミスタ特性を有する金属酸化物で
ある酸化マンガン（Ｍｎ3Ｏ4）、酸化コバルト（Ｃｏ3
Ｏ4）、酸化鉄（Ｆｅ3Ｏ4）を混合して焼成した焼成物
である金属酸化物の粉末としての焼成物粉末と、第１の
導電性物質としてのＲｕＯ2粉末と、第２の導電性物質
としてのＣｕ酸化物である酸化銅（ＣｕＯ）とＬａ酸化
物であるＬａ2Ｏ3との混合粉末をあらかじめ焼成した後
に粉砕したＣｕ 2 Ｌａ 2 Ｏ 5 を主成分とする酸化物粉末
と、ガラス粉末とを混合して形成した厚膜サーミスタペ
ーストにて印刷形成されている。
【００２１】さらに、基板１の上面には、一部が厚膜サ
ーミスタ体３の上面の一部に亘って電気的に接続し、か
つ上下方向に例えば対向面積が０．２５ｍｍ2となるよ
うに対向するように積層する第２の電極2bが例えば印刷
により層状に積層形成され、厚膜サーミスタが形成され
ている。
ーミスタ体３の上面の一部に亘って電気的に接続し、か
つ上下方向に例えば対向面積が０．２５ｍｍ2となるよ
うに対向するように積層する第２の電極2bが例えば印刷
により層状に積層形成され、厚膜サーミスタが形成され
ている。
【００２２】次に、上記厚膜サーミスタの製造工程を説
明する。
明する。
【００２３】まず、第２の導電性物質としてのＣｕＯと
Ｌａ2Ｏ3とをあらかじめ２：１のモル比で混合した混合
粉末を磁性ルツボに入れ、９００℃で１時間加熱焼成し
て固相反応させて得た化合物である酸化物を粉砕機にか
けて粉末にする。この酸化物粉末をＸ線回析により分析
したところ、Ｃｕ2Ｌａ2Ｏ5なる化合物であることが同
定された。
Ｌａ2Ｏ3とをあらかじめ２：１のモル比で混合した混合
粉末を磁性ルツボに入れ、９００℃で１時間加熱焼成し
て固相反応させて得た化合物である酸化物を粉砕機にか
けて粉末にする。この酸化物粉末をＸ線回析により分析
したところ、Ｃｕ2Ｌａ2Ｏ5なる化合物であることが同
定された。
【００２４】そして、Ｍｎ3Ｏ4、Ｃｏ3Ｏ4、Ｆｅ3Ｏ4を
１：１：０．２のモル比で混合し、成形し、加熱焼成す
ることにより、固相反応させて得た焼成物である金属酸
化物の粉末である焼成物粉末３１ｗｔ％と、第１の導電
性物質としてのＲｕＯ2粉末４ｗｔ％と、第２の導電性
物質としてのあらかじめ作製したＣｕＯとＬａ2Ｏ3とを
混合して焼成した後に粉砕した酸化物粉末を１０ｗｔ％
と、ホウケイ酸鉛ガラス粉末５５ｗｔ％とを秤量し、自
動混合機またはボールミルにより混合して混合物とす
る。
１：１：０．２のモル比で混合し、成形し、加熱焼成す
ることにより、固相反応させて得た焼成物である金属酸
化物の粉末である焼成物粉末３１ｗｔ％と、第１の導電
性物質としてのＲｕＯ2粉末４ｗｔ％と、第２の導電性
物質としてのあらかじめ作製したＣｕＯとＬａ2Ｏ3とを
混合して焼成した後に粉砕した酸化物粉末を１０ｗｔ％
と、ホウケイ酸鉛ガラス粉末５５ｗｔ％とを秤量し、自
動混合機またはボールミルにより混合して混合物とす
る。
【００２５】ここで、有機ビヒクルとして７ｗｔ％のエ
チルセルロースを含むブチルカルビトールを混合物の２
６ｗｔ％となるように加え、３本ロールなどで十分に混
合し厚膜サーミスタペーストを作製する。
チルセルロースを含むブチルカルビトールを混合物の２
６ｗｔ％となるように加え、３本ロールなどで十分に混
合し厚膜サーミスタペーストを作製する。
【００２６】そして、図１および図２に示すように、基
板１上に第１の電極2aを例えば印刷により層状に形成す
る。次に、作製した厚膜サーミスタペーストを一部が基
板１の上面から第１の電極2aの上面の一部に亘って電気
的に接続するように例えば焼成後の膜厚が４０μｍとな
るように印刷して、層状の厚膜サーミスタ体３を積層形
成する。この後、一部が基板１の上面から厚膜サーミス
タ体３の上面の一部に亘って第１の電極2aと上下方向に
対向面積が０．２５ｍｍ2となるように対向して電気的
に接続するように第１の電極2aを例えば印刷により層状
に形成する。
板１上に第１の電極2aを例えば印刷により層状に形成す
る。次に、作製した厚膜サーミスタペーストを一部が基
板１の上面から第１の電極2aの上面の一部に亘って電気
的に接続するように例えば焼成後の膜厚が４０μｍとな
るように印刷して、層状の厚膜サーミスタ体３を積層形
成する。この後、一部が基板１の上面から厚膜サーミス
タ体３の上面の一部に亘って第１の電極2aと上下方向に
対向面積が０．２５ｍｍ2となるように対向して電気的
に接続するように第１の電極2aを例えば印刷により層状
に形成する。
【００２７】この後、基板１を例えば８５０℃で１０分
間焼成し、上下に対向する第１の電極2aおよび第２の電
極2b間に厚膜サーミスタ体３がサンドイッチ形に位置す
る厚膜サーミスタを形成する。
間焼成し、上下に対向する第１の電極2aおよび第２の電
極2b間に厚膜サーミスタ体３がサンドイッチ形に位置す
る厚膜サーミスタを形成する。
【００２８】この得られた厚膜サーミスタは、抵抗値が
２．８ｋΩ、Ｂ定数が３４６５Ｋ、１２５℃で１０００
時間加熱の抵抗値変化率が＋１．６％で安定した特性と
なった。
２．８ｋΩ、Ｂ定数が３４６５Ｋ、１２５℃で１０００
時間加熱の抵抗値変化率が＋１．６％で安定した特性と
なった。
【００２９】次に、上記厚膜サーミスタの作用を説明す
る。
る。
【００３０】表１、図３および図４に、本発明の厚膜サ
ーミスタ試料１、２、３および４の抵抗値、Ｂ定数、１
２５℃で１０００時間での抵抗値変化率を示す。
ーミスタ試料１、２、３および４の抵抗値、Ｂ定数、１
２５℃で１０００時間での抵抗値変化率を示す。
【００３１】表１において、各試料の抵抗値は２５℃で
膜厚４０μｍ、対向面積０．２５ｍｍ2の値であり、Ｂ
定数は２５℃での抵抗値を１００℃の抵抗値で割ったも
のの自然対数に、それらの温度の逆数の差をとったもの
である。
膜厚４０μｍ、対向面積０．２５ｍｍ2の値であり、Ｂ
定数は２５℃での抵抗値を１００℃の抵抗値で割ったも
のの自然対数に、それらの温度の逆数の差をとったもの
である。
【００３２】
【表１】 これら表１、図３および図４に示す結果から、本発明の
厚膜サーミスタ組成物を用いて形成した厚膜サーミスタ
は、ＣｕとＬａ、またはＣｕとＬａとの酸化物、水酸化
物、炭酸塩のいずれかの組み合わせのうちの少なくとも
２種を混合しあらかじめ加熱焼成したＸ線回析によりＣ
ｕ 2 Ｌａ 2 Ｏ 5 と同定される化合物を、サーミスタ特性を
有する金属酸化物と直接反応させず、別途添加すること
により、低抵抗で高いＢ定数を有し、さらに１２５℃の
熱に対して抵抗値変化率が少なく安定である。このた
め、上述の厚膜サーミスタ組成物を用いて、厚膜サーミ
スタとして基板１上に上下に対向して形成される第１の
電極2aおよび第２の電極2b間にサンドイッチ形に厚膜サ
ーミスタ体３を印刷、焼成することにより、低抵抗でＢ
定数が高く、非常に耐熱安定性が良好な厚膜サーミスタ
を得ることができる。
厚膜サーミスタ組成物を用いて形成した厚膜サーミスタ
は、ＣｕとＬａ、またはＣｕとＬａとの酸化物、水酸化
物、炭酸塩のいずれかの組み合わせのうちの少なくとも
２種を混合しあらかじめ加熱焼成したＸ線回析によりＣ
ｕ 2 Ｌａ 2 Ｏ 5 と同定される化合物を、サーミスタ特性を
有する金属酸化物と直接反応させず、別途添加すること
により、低抵抗で高いＢ定数を有し、さらに１２５℃の
熱に対して抵抗値変化率が少なく安定である。このた
め、上述の厚膜サーミスタ組成物を用いて、厚膜サーミ
スタとして基板１上に上下に対向して形成される第１の
電極2aおよび第２の電極2b間にサンドイッチ形に厚膜サ
ーミスタ体３を印刷、焼成することにより、低抵抗でＢ
定数が高く、非常に耐熱安定性が良好な厚膜サーミスタ
を得ることができる。
【００３３】また、ガラス量を一定にして、金属酸化物
と第１の導電性物質および第２の導電性物質を配合した
から、それぞれの添加量を変化させることにより、幅の
広い抵抗値とＢ定数との組み合せが可能になる。
と第１の導電性物質および第２の導電性物質を配合した
から、それぞれの添加量を変化させることにより、幅の
広い抵抗値とＢ定数との組み合せが可能になる。
【００３４】なお、上記実施例において、第２の導電性
物質としてのＣｕ源およびＬａ源としてそれぞれＣｕＯ
とＬａ2Ｏ3とを用いたが、最終的にＣｕとＬａとの酸化
物であるＣｕ 2 Ｌａ 2 Ｏ 5 となれば、他のＣｕ化合物とＬ
ａ化合物との組み合わせ、すなわち、Ｃｕ、Ｃｕ酸化
物、Ｃｕ水酸化物およびＣｕ炭酸塩のうちの少なくとも
いずれか１種とＬａ、Ｌａ酸化物、Ｌａ水酸化物および
Ｌａ炭酸塩のうちの少なくともいずれか１種とが混合さ
れてあらかじめ焼成された酸化物でもよい。
物質としてのＣｕ源およびＬａ源としてそれぞれＣｕＯ
とＬａ2Ｏ3とを用いたが、最終的にＣｕとＬａとの酸化
物であるＣｕ 2 Ｌａ 2 Ｏ 5 となれば、他のＣｕ化合物とＬ
ａ化合物との組み合わせ、すなわち、Ｃｕ、Ｃｕ酸化
物、Ｃｕ水酸化物およびＣｕ炭酸塩のうちの少なくとも
いずれか１種とＬａ、Ｌａ酸化物、Ｌａ水酸化物および
Ｌａ炭酸塩のうちの少なくともいずれか１種とが混合さ
れてあらかじめ焼成された酸化物でもよい。
【００３５】また、Ｍｎ3Ｏ4、Ｃｏ3Ｏ4、Ｆｅ3Ｏ4を
１：１：０．２のモル比で混合して厚膜サーミスタペー
ストの焼成物粉末を調整したが、この比率に限られるも
のではなく、さらにはＭｎ、Ｃｏ、Ｆｅ、Ｎｉのそれぞ
れの金属酸化物のうちサーミスタ特性を有する少なくと
もいずれか２種の金属酸化物を混合して焼結した焼成物
を用いる組成であればよい。
１：１：０．２のモル比で混合して厚膜サーミスタペー
ストの焼成物粉末を調整したが、この比率に限られるも
のではなく、さらにはＭｎ、Ｃｏ、Ｆｅ、Ｎｉのそれぞ
れの金属酸化物のうちサーミスタ特性を有する少なくと
もいずれか２種の金属酸化物を混合して焼結した焼成物
を用いる組成であればよい。
【００３６】
【発明の効果】請求項１記載の厚膜サーミスタ組成物に
よれば、サーミスタ特性を有するＭｎ、Ｃｏ、Ｆｅ、Ｎ
ｉの少なくともいずれか２種の金属酸化物の焼成物と、
ＲｕＯ2と、Ｃｕ、Ｃｕ酸化物、Ｃｕ水酸化物およびＣ
ｕ炭酸塩のうちの少なくともいずれか１種とＬａ、Ｌａ
酸化物、Ｌａ水酸化物およびＬａ炭酸塩のうちの少なく
ともいずれか１種とをあらかじめ混合焼成したＣｕ 2 Ｌ
ａ 2 Ｏ 5 を主成分とする酸化物と、ガラスとを原料とした
ため、低抵抗でＢ定数が高く、熱に対する抵抗値変化率
の少ない耐熱安定性が得られる。
よれば、サーミスタ特性を有するＭｎ、Ｃｏ、Ｆｅ、Ｎ
ｉの少なくともいずれか２種の金属酸化物の焼成物と、
ＲｕＯ2と、Ｃｕ、Ｃｕ酸化物、Ｃｕ水酸化物およびＣ
ｕ炭酸塩のうちの少なくともいずれか１種とＬａ、Ｌａ
酸化物、Ｌａ水酸化物およびＬａ炭酸塩のうちの少なく
ともいずれか１種とをあらかじめ混合焼成したＣｕ 2 Ｌ
ａ 2 Ｏ 5 を主成分とする酸化物と、ガラスとを原料とした
ため、低抵抗でＢ定数が高く、熱に対する抵抗値変化率
の少ない耐熱安定性が得られる。
【００３７】請求項２記載の厚膜サーミスタ組成物の製
造方法によれば、サーミスタ特性を有するＭｎ、Ｃｏ、
Ｆｅ、Ｎｉの少なくともいずれか２種の金属酸化物の焼
成物粉末と、ＲｕＯ2粉末と、Ｃｕ、Ｃｕ酸化物、Ｃｕ
水酸化物およびＣｕ炭酸塩のうちの少なくともいずれか
１種とＬａ、Ｌａ酸化物、Ｌａ水酸化物およびＬａ炭酸
塩のうちの少なくともいずれか１種とをあらかじめ混合
焼成したＣｕ 2 Ｌａ 2 Ｏ 5 を主成分とする酸化物粉末と、
ガラス粉末とを混合して得た厚膜ペーストを焼成して焼
結するため、低抵抗でＢ定数が高く、耐熱安定性の厚膜
サーミスタ組成物が得られる。
造方法によれば、サーミスタ特性を有するＭｎ、Ｃｏ、
Ｆｅ、Ｎｉの少なくともいずれか２種の金属酸化物の焼
成物粉末と、ＲｕＯ2粉末と、Ｃｕ、Ｃｕ酸化物、Ｃｕ
水酸化物およびＣｕ炭酸塩のうちの少なくともいずれか
１種とＬａ、Ｌａ酸化物、Ｌａ水酸化物およびＬａ炭酸
塩のうちの少なくともいずれか１種とをあらかじめ混合
焼成したＣｕ 2 Ｌａ 2 Ｏ 5 を主成分とする酸化物粉末と、
ガラス粉末とを混合して得た厚膜ペーストを焼成して焼
結するため、低抵抗でＢ定数が高く、耐熱安定性の厚膜
サーミスタ組成物が得られる。
【００３８】請求項３記載の厚膜サーミスタによれば、
請求項１記載の厚膜サーミスタ組成物または請求項２記
載の厚膜サーミスタ組成物の製造方法により得た厚膜サ
ーミスタ組成物を、基板上に上下方向に対向して形成し
た電極間に位置して印刷し焼成して形成するため、低抵
抗でＢ定数が高く、耐熱安定性が得られる。
請求項１記載の厚膜サーミスタ組成物または請求項２記
載の厚膜サーミスタ組成物の製造方法により得た厚膜サ
ーミスタ組成物を、基板上に上下方向に対向して形成し
た電極間に位置して印刷し焼成して形成するため、低抵
抗でＢ定数が高く、耐熱安定性が得られる。
【００３９】請求項４記載の厚膜サーミスタの製造方法
によれば、基板上の第１の電極上に少なくとも一部が電
気的に接続して積層印刷形成した請求項１記載の厚膜サ
ーミスタ組成物または請求項２記載の厚膜サーミスタ組
成物の製造方法により得た厚膜サーミスタ組成物上に、
少なくとも一部が電気的に接続しかつ第１の電極に少な
くとも一部が上下方向に対向して第２の電極を積層して
印刷形成した後、基板を焼成するため、低抵抗でＢ定数
が高く、耐熱安定性の厚膜サーミスタが得られる。
によれば、基板上の第１の電極上に少なくとも一部が電
気的に接続して積層印刷形成した請求項１記載の厚膜サ
ーミスタ組成物または請求項２記載の厚膜サーミスタ組
成物の製造方法により得た厚膜サーミスタ組成物上に、
少なくとも一部が電気的に接続しかつ第１の電極に少な
くとも一部が上下方向に対向して第２の電極を積層して
印刷形成した後、基板を焼成するため、低抵抗でＢ定数
が高く、耐熱安定性の厚膜サーミスタが得られる。
【図１】本発明の厚膜サーミスタ組成物を用いて形成さ
れた厚膜サーミスタの平面図である。
れた厚膜サーミスタの平面図である。
【図２】同上図１のＡ−Ａ線縦断面図である。
【図３】同上厚膜サーミスタのＣｕ2Ｌａ2Ｏ5添加量と
抵抗値との関係を示す特性図である。
抵抗値との関係を示す特性図である。
【図４】同上のＣｕ2Ｌａ2Ｏ5添加量とＢ定数との関係
を示す特性図である。
を示す特性図である。
１ 基板 2a 第１の電極 2b 第２の電極 ３ 厚膜サーミスタ体
Claims (4)
- 【請求項１】 Ｍｎ、Ｃｏ、Ｆｅ、Ｎｉのそれぞれの金
属酸化物のうちサーミスタ特性を有する少なくともいず
れか２種の前記金属酸化物が混合されて焼成された焼成
物と、 第１の導電性物質としてのＲｕＯ2と、 第２の導電性物質としてのＣｕ、Ｃｕ酸化物、Ｃｕ水酸
化物およびＣｕ炭酸塩のうちの少なくともいずれか１種
とＬａ、Ｌａ酸化物、Ｌａ水酸化物およびＬａ炭酸塩の
うちの少なくともいずれか１種とが混合されてあらかじ
め焼成されたＣｕ 2 Ｌａ 2 Ｏ 5 を主成分とする酸化物と、 ガラスとを原料としたことを特徴とした厚膜サーミスタ
組成物。 - 【請求項２】 Ｍｎ、Ｃｏ、Ｆｅ、Ｎｉのそれぞれの金
属酸化物のうちサーミスタ特性を有する少なくともいず
れか２種の前記金属酸化物を秤量して混合した後に焼成
して得られた焼成物を粉砕して秤量した焼成物粉末と、
第１の導電性物質としてのＲｕＯ2の粉末を秤量したＲ
ｕＯ2粉末と、第２の導電性物質としてのＣｕ、Ｃｕ酸
化物、Ｃｕ水酸化物およびＣｕ炭酸塩のうちの少なくと
もいずれか１種とＬａ、Ｌａ酸化物、Ｌａ水酸化物およ
びＬａ炭酸塩のうちの少なくともいずれか１種とを混合
してあらかじめ焼成したＣｕ 2 Ｌａ 2 Ｏ 5 を主成分とする
化合物を粉砕して秤量した酸化物粉末と、ガラスの粉末
を秤量したガラス粉末とを混合して厚膜ペーストを製造
し、 この得られた厚膜ペーストを焼成して焼結することを特
徴とする厚膜サーミスタ組成物の製造方法。 - 【請求項３】 請求項１記載の厚膜サーミスタ組成物ま
たは請求項２記載の厚膜サーミスタ組成物の製造方法に
より得られた厚膜サーミスタ組成物が、基板上に上下方
向に対向して形成された電極間に位置して印刷されて焼
成されたことを特徴とした厚膜サーミスタ。 - 【請求項４】 基板上に第１の電極を印刷形成し、 この第１の電極上に少なくとも一部が電気的に接続して
請求項１記載の厚膜サーミスタ組成物または請求項２記
載の厚膜サーミスタ組成物の製造方法により得られた厚
膜サーミスタ組成物を積層して印刷形成し、 この厚膜サーミスタ組成物上に少なくとも一部が電気的
に接続し、かつ前記第１の電極に少なくとも一部が上下
方向に対向して第２の電極を積層して印刷形成し、 前記基板を焼成することを特徴とする厚膜サーミスタの
製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03348493A JP3140126B2 (ja) | 1991-10-30 | 1991-10-30 | 厚膜サーミスタ組成物、その製造方法、厚膜サーミスタおよびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03348493A JP3140126B2 (ja) | 1991-10-30 | 1991-10-30 | 厚膜サーミスタ組成物、その製造方法、厚膜サーミスタおよびその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05129103A JPH05129103A (ja) | 1993-05-25 |
| JP3140126B2 true JP3140126B2 (ja) | 2001-03-05 |
Family
ID=18397385
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP03348493A Expired - Lifetime JP3140126B2 (ja) | 1991-10-30 | 1991-10-30 | 厚膜サーミスタ組成物、その製造方法、厚膜サーミスタおよびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3140126B2 (ja) |
-
1991
- 1991-10-30 JP JP03348493A patent/JP3140126B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05129103A (ja) | 1993-05-25 |
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