JP3213647B2 - 負特性サーミスタ組成物および負特性サーミスタ - Google Patents

負特性サーミスタ組成物および負特性サーミスタ

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【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、酸化錫(Sn
2 負特性サーミスタ組成物および負特性サーミ
スタに関する。
【0002】
【従来の技術】従来、常温で使用される負特性サーミス
としては、例えばニッケル(Ni)、コバルト(
)、マンガン(Mn)、鉄(Fe)などの遷移金属酸
化物を主成分とするものが知られており、通常のセラミ
ック素子製造手段により作製されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の遷移金属酸化物の負特性サーミスタにおいて、サー
ミスタ材料を成形して加熱焼成したサーミスタ体は、面
実装用に角形チップ状に形成した場合、半田耐熱性が弱
ことから、半田付工程においてサーミスタ体の亀裂
欠けあるいは割れが発生しやすい。これはサーミス
タ体の機械的強度が小さいこと、また熱膨張係数が8
×10 -7 /℃〜100×10-7/℃とセラミック材料
としてはかなり大きいことなどによる。また、B定数は
抵抗値変化率を知る定数で、一般には角形チップ状では
2500K4500K程度であるとされ、さらにB定
数が広い範囲に設定することが困難である問題がある。
【0004】本発明、上記問題点に鑑みなされたもの
で、半田耐熱性に優れ、抵抗値およびB定数の選択幅が
広い負特性サーミスタ組成物および負特性サーミスタ
提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】請求項1記載の負特性サ
ーミスタ組成物は、錫(Snアンチモン(Sb
ビスマス(Bi)およびマンガン(Mnを含む複合酸
化物を主成分とし、前記複合酸化物は、酸化錫(SnO
2 酸化アンチモン(Sb2 3 酸化ビスマス
Bi2 3 )および酸化マンガン(MnO2 に換算
して、酸化錫(SnO2 )として50mol%以上
9.0mol%以下、酸化アンチモン(Sb2 3 )と
して0.05mol%以上20.0mol%以下酸化
ビスマス(Bi2 3 )として0.05mol%以上
0.0mol%以下、酸化マンガン(MnO2 )として
0.05mol%以上10.0mol%以下であるもの
である。
【0006】請求項2記載の負特性サーミスタは、請求
項1記載の負特性サーミスタ組成物と、この負特性サー
ミスタ組成物の介在して対向する一対の電極とを具備し
たものである。
【0007】
【作用】請求項1記載の負特性サーミスタ組成物は、
化錫(SnO 2 )、酸化アンチ モン(Sb 2 3 )、酸
化ビスマス(Bi 2 3 )および酸化マンガン(MnO
2 )に換算して、酸化錫(SnO 2 )として50mol
%以上99.0mol%以下、酸化アンチモン(Sb 2
3 )として0.05mol%以上20.0mol%以
下、酸化ビスマス(Bi 2 3 )として0.05mol
%以上20.0mol%以下、酸化マンガン(Mn
2 )として0.05mol%以上10.0mol%以
下の複合酸化物を主成分とするため、機械的強度に優
れ、熱膨張係数が小さく半田耐熱性に優れ、半田付け工
程における亀裂や欠け、割れなどの発生を抑制し、Sn
2 とSb2 3 の配合比により抵抗値が可変設定さ
、MnO2 の添加によりB定数および抵抗値を可変設
定可能で、Bi2 3 により焼成温度実用温度範囲に
まで低下、B定数を可変設定可能となる。
【0008】請求項2記載の負特性サーミスタは、対向
する一対の電極間に請求項1記載の負特性サーミスタ組
成物を介在させるため、機械的強度および半田耐熱性に
優れ、半田付け工程における亀裂や欠け、割れなどの発
生を抑制し、SnO 2 とSb 2 3 との配合比により抵
抗値が可変設定され、MnO 2 の添加によりB定数およ
び抵抗値を可変設定可能で、Bi 2 3 により焼成温度
が実用温度範囲にまで低下し、B定数を可変設定可能と
なる。
【0009】
【実施例】以下、本発明の一実施例の負特性サーミスタ
を説明する。
【0010】負特性サーミスタは、所定の原料が混合さ
れて調製された混合物が、例えば圧縮成形などにて成形
されて得られた成形体が焼成され、この焼成体である最
終的に錫(Sn)、アンチモン(Sb)、ビスマス(B
i)およびマンガン(Mn)を含む複合酸化物を主成分
とした負特性サーミスタ組成物の負特性サーミスタ素子
の両端部に一対の電極が対向して設けられて構成されて
いる。
【0011】そして、負特性サーミスタ組成物の複合酸
化物は、酸化錫(SnO 2 )、酸化アンチモン(Sb 2
3 )、酸化ビスマス(Bi 2 3 )および酸化マンガ
ン( MnO 2 )に換算して、酸化錫(SnO 2 )として
50mol%以上99.0mol%以下、酸化アンチモ
ン(Sb 2 3 )として0.05mol%以上20.0
mol%以下、酸化ビスマス(Bi 2 3 )として0.
05mol%以上20.0mol%以下、酸化マンガン
(MnO 2 )として0.05mol%以上10.0mo
l%以下である。
【0012】すなわち、例えば (50〜99.0)mol%SnO 2 +(0.05〜20.0)mol%Sb 2 3 +(0.05〜20.0)mol%Bi 2 3 +(0.05〜10.0)mol%MnO 2 の配合比で混合して得られた混合物を焼成して最終的に
錫(Sn)、アンチモン(Sb)、ビスマス(Bi)お
よびマンガン(Mn)を含む複合酸化物とする。
【0013】次に、上記実施の形態の製造工程を説明す
る。
【0014】まず、例えば 80mol%SnO2 +5mol%Sb2 3 +10mol%Bi2 3 +5mol%MnO2 配合比となるように原料を調合し、ボールミルで20
時間混合して混合物を調製する。さらに、この混合物を
例えば圧縮成形などにて仮成形した後に1100℃で2
時間保持して仮焼して仮焼物を得る。そして、この仮焼
、例えば再びボールミルで粉砕しつつ20時間混合
してポリビニルアルコール溶液を添加し造粒する。
【0015】次に、造粒した造粒を圧縮成形し、得ら
れた成形体を例えば1200℃ないし1400℃好ま
しくは1300℃の温度に2時間保持して焼成する。
【0016】そして、この得られた焼結体の両端に電
極を形成し、負特性サーミスタであるサーミスタ体を形
する。
【0017】なお、上記配合比のサーミスタ体の抵抗値
780kΩでB定数は1200Kである
【0018】上述したように、酸化錫(SnO 2 )、酸
化アンチモン(Sb 2 3 )、酸化ビスマス(Bi 2
3 )および酸化マンガン(MnO 2 )に換算して、酸化
錫(SnO 2 )として50mol%以上99.0mol
%以下、酸化アンチモン(Sb 2 3 )として0.05
mol%以上20.0mol%以下、酸化ビスマス(B
2 3 )として0.05mol%以上20.0mol
%以下、酸化マンガン(MnO 2 )として0.05mo
l%以上10.0mol%以下の複合酸化物を主成分と
するため、機械的強度に優れ、熱膨張係数が小さく半田
耐熱性に優れ、半田付け工程における亀裂や欠け、割れ
などの発生を抑制でき、SnO 2 とSb 2 3 との配合
比により抵抗値が可変設定でき、MnO 2 の添加により
B定数および抵抗値を可変設定でき、Bi 2 3 により
焼成温度が実用温度範囲にまで低下でき、B定数を可変
設定できる。
【0019】次に、他の実施例の負特性サーミスタを説
明する。
【0020】まず、例えば 70mol%SnO2 +15mol%Sb2 3 +10mol%Bi2 3 +5mol%MnO2 配合比となるように原料を調合し、上記実施例と同様
な方法でサーミスタ体を形成する。
【0021】この形成されたサーミスタ体は、抵抗値
1.85ΩでB定数が1800Kである。
【0022】次に、さらに他の実施例の負特性サーミス
タを説明する。
【0023】まず、例えば (92−x)mol%SnO2 +xmol%Sb2 3 +5mol%Bi2 3 +3mol%MnO2 配合比の原料を、 5≦x≦20 の範囲でxを変化させ、上記各実施例と同様な方法でサ
ーミスタ体を作製し、それぞれの抵抗値およびB定数を
測定した。その結果を図1および図2に示す。
【0024】これら図1および図2に示す結果から、S
2 3 配合量増加することにより抵抗値およ
B定数を上昇できることがわかる。
【0025】
【発明の効果】請求項1記載の負特性サーミスタ組成物
によれば、酸化錫(SnO2 )、酸化アンチモン(Sb
2 3 )、酸化ビスマス(Bi 2 3 )および酸化マン
ガン(MnO 2 )に換算して、酸化錫(SnO 2 )とし
て50mol%以上99.0mol%以下、酸化アンチ
モン(Sb 2 3 )として0.05mol%以上20.
0mol%以下、酸化ビスマス(Bi 2 3 )として
0.05mol%以上20.0mol%以下、酸化マン
ガン(MnO 2 )として0.05mol%以上10.0
mol%以下の複合酸化物を主成分とするため、機械的
強度に優れ、熱膨張係数が小さく半田耐熱性に優れ、
田付け工程における亀裂欠け割れなどの発生を抑制
でき、SnO2 とSb2 3 の配合比により抵抗値を
可変設定でき、MnO2 の添加によりB定数を3000
K以下の広い範囲で可変設定でき、抵抗値も可変設定で
きるとともに、Bi2 3 により焼成温度を実用温度範
囲にまで低下でき、B定数も可変設定でき、生産効率
び特性の向上ることができる。
【0026】請求項2記載の負特性サーミスタによれ
ば、対向する一対の電極間に請求項1記載の負特性サー
ミスタ組成物を介在させるため、機械的強度および半田
耐熱性に優れ、半田付け工程における亀裂や欠け、割れ
などの発生を抑制でき、SnO 2 とSb 2 3 との配合
比により抵抗値を可変設定でき、MnO 2 の添加により
B定数を3000K以下の広い範囲で可変設定でき、抵
抗値も可変設定できるとともに、Bi 2 3 により焼成
温度を実用温度範囲にまで低下でき、B定数も可変設定
でき、生産効率および特性の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第3実施例における負特性サーミスタ
組成物のSb2 3 の配合比を変化させた場合の抵抗値
との関係を示すグラフである。
【図2】同上負特性サーミスタ組成物のSb2 3 の配
合比を変化させた場合のB定数との関係を示すグラフ
ある。

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 錫(Snアンチモン(Sbビス
    マス(Bi)およびマンガン(Mnを含む複合酸化物
    を主成分とし、 前記複合酸化物は、酸化錫(SnO2 酸化アンチモ
    ン(Sb2 3 酸化ビスマス(Bi2 3 )および
    酸化マンガン(MnO2 に換算して、酸化錫(SnO
    2 )として50mol%以上99.0mol%以下、酸
    化アンチモン(Sb2 3 )として0.05mol%以
    20.0mol%以下酸化ビスマス(Bi2 3
    として0.05mol%以上20.0mol%以下、酸
    化マンガン(MnO2 )として0.05mol%以上
    0.0mol%以下であることを特徴とした負特性サー
    ミスタ組成物
  2. 【請求項2】 請求項1記載の負特性サーミスタ組成物
    と、 この負特性サーミスタ組成物の介在して対向する一対の
    電極と を具備したことを特徴とする負特性サーミスタ。
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