JP3201477B2 - サーミスタ用組成物 - Google Patents
サーミスタ用組成物Info
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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、例えば家庭用電気機器や自動車分野に使用
される温度検知用NTC（Negative Temperature Coeffici
ent）サーミスタ用組成物に係り、特に変動係数が小さ
く高信頼性のサーミスタを実現するためのサーミスタ用
組成物に関する。
される温度検知用NTC（Negative Temperature Coeffici
ent）サーミスタ用組成物に係り、特に変動係数が小さ
く高信頼性のサーミスタを実現するためのサーミスタ用
組成物に関する。
従来のNTCサーミスタ用組成物は、マンガン、ニッケ
ル、コバルトの２〜３種の金属元素の混合モル比合計が
100％になるよう選ばれた上記金属元素の酸化物を使用
していた。
ル、コバルトの２〜３種の金属元素の混合モル比合計が
100％になるよう選ばれた上記金属元素の酸化物を使用
していた。
ところが従来の組成物をサーミスタ素子に適用した場
合、特性の汎用性はあるが、長時間使用すると、抵抗値
の変化率が大きくなる経時変化が大きいという欠点を有
していた。
合、特性の汎用性はあるが、長時間使用すると、抵抗値
の変化率が大きくなる経時変化が大きいという欠点を有
していた。
また、使用温度領域の拡大化に伴い、抵抗値変化率の
小さい高信頼性サーミスタ組成物が要求されていたが、
従来の組成物ではこの点でも高信頼性を確保することは
出来なかった。
小さい高信頼性サーミスタ組成物が要求されていたが、
従来の組成物ではこの点でも高信頼性を確保することは
出来なかった。
従って本発明の目的は、変動係数が小さく、また長時
間の使用や使用温度領域が広い場合でも、抵抗値変化率
が少なく、安定した特性を発揮するサーミスタ用組成物
を提供するものである。
間の使用や使用温度領域が広い場合でも、抵抗値変化率
が少なく、安定した特性を発揮するサーミスタ用組成物
を提供するものである。
上記目的を達成するため、本発明者は鋭意研究の結
果、サーミスタ用組成物としてマンガン15〜85モル％、
ニッケル０〜80モル％、コバルト５〜85モル％のうちか
らマンガン及びコバルトを含む２種または３種の金属元
素を混合して、その混合モル比合計が100％になるよう
選ばれた上記金属元素の酸化物に、 酸化クロム:0.01〜30.0重量％ 酸化鉄 :0.01〜60.0重量％ をそれぞれ添加したものが適当であることを見出した。
果、サーミスタ用組成物としてマンガン15〜85モル％、
ニッケル０〜80モル％、コバルト５〜85モル％のうちか
らマンガン及びコバルトを含む２種または３種の金属元
素を混合して、その混合モル比合計が100％になるよう
選ばれた上記金属元素の酸化物に、 酸化クロム:0.01〜30.0重量％ 酸化鉄 :0.01〜60.0重量％ をそれぞれ添加したものが適当であることを見出した。
これにより、変動係数の小さい高信頼性を有するサー
ミスタ用組成物を得ることができた。
ミスタ用組成物を得ることができた。
本発明の一実施例を詳細に説明する。
本発明の組成物の主成分であるマンガン、ニッケル、
コバルトの各々の元素比率を変えることにより、サーミ
スタの比抵抗及びサーミスタ定数（Ｂ定数）を広範囲に
コントロール出来るが、サーミスタの回路とのマッチン
グや焼結性、製造上のバラツキが小さいこと、即ち変動
係数が３％以下であることなどの条件を考慮すると、そ
の組成範囲は限定される。
コバルトの各々の元素比率を変えることにより、サーミ
スタの比抵抗及びサーミスタ定数（Ｂ定数）を広範囲に
コントロール出来るが、サーミスタの回路とのマッチン
グや焼結性、製造上のバラツキが小さいこと、即ち変動
係数が３％以下であることなどの条件を考慮すると、そ
の組成範囲は限定される。
第１表に主成分の組成比を変化させたサーミスタ用組
成物の諸特性を示す。
成物の諸特性を示す。
マンガンが15モル％未満になると、第１表より明らか
なように、変動係数が大きくなる（試料No.8参照）。ま
た85モル％をこえると、変動係数は３％以下であるが、
焼結性が悪くなる。
なように、変動係数が大きくなる（試料No.8参照）。ま
た85モル％をこえると、変動係数は３％以下であるが、
焼結性が悪くなる。
第１表より明らかなように、ニッケルが80モル％をこ
えると変動係数が３％をこえる（試料No.7参照）。
えると変動係数が３％をこえる（試料No.7参照）。
コバルトは５％未満になると変動係数が大きくなり
（試料No.7参照）、85モル％をこえると、焼結性が悪く
なる。
（試料No.7参照）、85モル％をこえると、焼結性が悪く
なる。
従って、焼結が可能で製造上バラツキの小さい組成範
囲は下記のようになる。
囲は下記のようになる。
マンガン 15〜85モル％ ニッケル 0〜80モル％ コバルト 5〜85モル％ 第１表のような組成のサーミスタ用組成物を用いて第
１図に示す如き構成のガラス封止型のNTCサーミスタ素
子を形成する場合について説明する。
１図に示す如き構成のガラス封止型のNTCサーミスタ素
子を形成する場合について説明する。
第１図において、１はサーミスタ抵抗体、２は電極、
３はリード線（ジュメット線）、４は封止ガラスを示
す。
３はリード線（ジュメット線）、４は封止ガラスを示
す。
出発材料として、高純度の四三酸化マンガン、酸化ニ
ッケル、酸化コバルトのうちから２〜３種と、酸化クロ
ム、酸化鉄を最終組成が第２表に示す如き組成となるよ
うに所定の量配合し、ボールミルによって20時間湿式混
合をする。
ッケル、酸化コバルトのうちから２〜３種と、酸化クロ
ム、酸化鉄を最終組成が第２表に示す如き組成となるよ
うに所定の量配合し、ボールミルによって20時間湿式混
合をする。
これを100〜200℃で乾燥させた後、800〜1000℃で２
時間仮焼成し、この焼成物を粉砕機により微粉末とす
る。
時間仮焼成し、この焼成物を粉砕機により微粉末とす
る。
この仮焼成粉末に、純水、PVA（ポリビニルアルコー
ル）等の適当なバインダを加えて混合し、例えば直径55
mm、厚さ20mm前後のディスク状に加圧成形し1200〜1400
℃で本焼成する。
ル）等の適当なバインダを加えて混合し、例えば直径55
mm、厚さ20mm前後のディスク状に加圧成形し1200〜1400
℃で本焼成する。
本焼成したインゴット焼結体をスライス加工し、ウェ
ハ状に切り出す。ウェハをラップ処理し所定の厚み、例
えば0.25mmに仕上げる。
ハ状に切り出す。ウェハをラップ処理し所定の厚み、例
えば0.25mmに仕上げる。
このサーミスタ抵抗体のウェハ１に電極２、２を形成
後、ダイシングソーにて、例えば0.40mm/口のサイズで
チップ化する。
後、ダイシングソーにて、例えば0.40mm/口のサイズで
チップ化する。
そのサーミスタチップをガラスチューブ内に収め両側
からスラグリード３、３で挟持し加熱することにより熱
封着し、ガラス容器４で封止されたガラス封止型のNTC
サーミスタを得る。
からスラグリード３、３で挟持し加熱することにより熱
封着し、ガラス容器４で封止されたガラス封止型のNTC
サーミスタを得る。
このようにして得られたNTCサーミスタ素子の比抵抗
や、25℃と85℃における抵抗値を測定し、この温度間の
Ｂ定数を算出した。また高温保管条件例えば300℃で200
0時間保管後の抵抗値変化率も測定し、第２表の如き結
果を得た。
や、25℃と85℃における抵抗値を測定し、この温度間の
Ｂ定数を算出した。また高温保管条件例えば300℃で200
0時間保管後の抵抗値変化率も測定し、第２表の如き結
果を得た。
第２表において、添加物のFe2O3、Cr2O3の純度は99.9
％以上であり、変動係数、抵抗値変化率は次式で与えら
れる。
％以上であり、変動係数、抵抗値変化率は次式で与えら
れる。
変動係数＝（標準偏差値／平均値）×100％ 抵抗値変化率＝（Rt−Ro）/Ro×100％ 但し Rt:t時間後の抵抗値 Ro:初期抵抗値 第２表から明らかな如く、添加物を全く含まない組成
物は変動係数は小さいが、その抵抗値変化率は10％を超
え、経時変化が大きい（試料No.2−１、５−１、７−
１、11−１参照）。
物は変動係数は小さいが、その抵抗値変化率は10％を超
え、経時変化が大きい（試料No.2−１、５−１、７−
１、11−１参照）。
一方、酸化クロム、酸化鉄が0.01重量％以上添加され
ると、変動係数が３％以下で抵抗値変化率も８％以下で
抵抗値の経時変化の小さい非常に信頼性の高いサーミス
タ素子を得ることができる。
ると、変動係数が３％以下で抵抗値変化率も８％以下で
抵抗値の経時変化の小さい非常に信頼性の高いサーミス
タ素子を得ることができる。
しかし、酸化クロムの添加量が30重量％を超えると、
または酸化鉄の添加量が60重量％を超えると、変動係数
が３％を超えるものとなる。
または酸化鉄の添加量が60重量％を超えると、変動係数
が３％を超えるものとなる。
なお、前記実施例ではガラス封止型サーミスタ素子と
して第１図の如き構造のものについて説明したが、本発
明はこれに限られず、第２図に示す如くリード線23、23
が同一方向のものでもよいことは云うまでもない。
して第１図の如き構造のものについて説明したが、本発
明はこれに限られず、第２図に示す如くリード線23、23
が同一方向のものでもよいことは云うまでもない。
第２表からも明らかな如く、本発明のサーミスタ用組
成物を用いて得られるサーミスタ素子は汎用特性が容易
に得られ、且つ、300℃で2000時間保管後の抵抗値の変
化率が４％以下と、経時変化が大変少ない上、変動係数
も3.0％以下という小さな信頼性の高いサーミスタを得
ることができる。
成物を用いて得られるサーミスタ素子は汎用特性が容易
に得られ、且つ、300℃で2000時間保管後の抵抗値の変
化率が４％以下と、経時変化が大変少ない上、変動係数
も3.0％以下という小さな信頼性の高いサーミスタを得
ることができる。
第１図はガラス封止型サーミスタの構造説明図、 第２図は他のガラス封止型サーミスタの構造説明図であ
る。 １……サーミスタ抵抗体、 ２……電極、 ３……リード線、 ４……封止ガラス。
る。 １……サーミスタ抵抗体、 ２……電極、 ３……リード線、 ４……封止ガラス。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭56−85802（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−291002（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−291003（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−293701（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01C 7/04 C04B 35/495
Claims (1)
- 【請求項１】マンガン15〜85モル％、ニッケル０〜80モ
ル％、コバルト５〜85モル％のうちからマンガン及びコ
バルトを含む２種または３種の金属元素を混合して、そ
の混合モル比合計が100％になるように選択された上記
金属元素の酸化物に、 酸化クロム:0.01〜30.0重量％ 酸化鉄 :0.01〜60.0重量％ をそれぞれ添加したことを特徴とするサーミスタ用組成
物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP00993690A JP3201477B2 (ja) | 1990-01-19 | 1990-01-19 | サーミスタ用組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP00993690A JP3201477B2 (ja) | 1990-01-19 | 1990-01-19 | サーミスタ用組成物 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03214702A JPH03214702A (ja) | 1991-09-19 |
| JP3201477B2 true JP3201477B2 (ja) | 2001-08-20 |
Family
ID=11733911
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP00993690A Expired - Lifetime JP3201477B2 (ja) | 1990-01-19 | 1990-01-19 | サーミスタ用組成物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3201477B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6099164A (en) * | 1995-06-07 | 2000-08-08 | Thermometrics, Inc. | Sensors incorporating nickel-manganese oxide single crystals |
| US6125529A (en) * | 1996-06-17 | 2000-10-03 | Thermometrics, Inc. | Method of making wafer based sensors and wafer chip sensors |
| WO1997048644A1 (en) * | 1996-06-17 | 1997-12-24 | Thermometrics, Inc. | Growth of nickel-cobalt-manganese oxide single crystals |
| WO1998007656A1 (en) * | 1996-08-23 | 1998-02-26 | Thermometrics, Inc. | Growth of nickel-iron-manganese oxide single crystals |
| CN110317045A (zh) * | 2019-06-14 | 2019-10-11 | 山东格仑特电动科技有限公司 | 一种锰镍铁钴基ntc热敏电阻材料及其制备方法 |
-
1990
- 1990-01-19 JP JP00993690A patent/JP3201477B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03214702A (ja) | 1991-09-19 |
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