JPH01287902A - 正特性サーミスタ - Google Patents

正特性サーミスタ

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JPH01287902A
JPH01287902A JP11756588A JP11756588A JPH01287902A JP H01287902 A JPH01287902 A JP H01287902A JP 11756588 A JP11756588 A JP 11756588A JP 11756588 A JP11756588 A JP 11756588A JP H01287902 A JPH01287902 A JP H01287902A
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JP
Japan
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electrode film
solder
coefficient thermistor
thermal expansion
electrode
Prior art date
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Pending
Application number
JP11756588A
Other languages
English (en)
Inventor
Atsushi Kojima
淳 小島
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Murata Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Murata Manufacturing Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPH01287902A publication Critical patent/JPH01287902A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、チタン酸バリウム系酸化吻を主成分とする半
導体セラミックスからなる正特性サーミスタに関し、特
に品質に対する信親性を向上できるようにした新規な電
極構造に関する。
〔従来の技術〕
一般に、正特性サーミスタは、ある所定の温度以上にな
ると、その抵抗値が急激に上昇する正の温度特性を有し
ている。そしてこの正特性サーミスタは、半導体セラミ
ックス素子の表面に少なくとも一対の電極膜を形成して
構成されている。
ところで、上記正特性サーミスタの電極膜は、整流性の
ない低抵抗のオーム接触を必要としており、従来から、
Ag、Gaを主成分とした合金。
Ni、/1等が採用されている。また、上記電極膜を成
形する方法としては、Agペーストの焼き付け、無電解
Niメツキ、あるいはA1の溶射等が採用されている。
〔発明が解決しようとする問題点〕
しかしながら、上記従来の各電極膜の形成方法では、一
般的に以下のような問題点がある。
■ 上記Agペーストの場合は、寿命試験での抵抗値の
変化が大きくライフ試験に弱い、またAgの焼き付けは
低温で行うことから密着強度が弱い、さらに、上記Ag
は半田付は時の拡散現象によって半田に溶は込み易く、
しかも高価である。
■ Niメツキの場合は、上記Agと同様にうイフ試駁
で抵抗値が変化し易く、また300℃以上の空気中で熱
処理を行うことから、表面酸化により半田が付かなくな
る。ざらに、メツキ液中に漫清することから、セラミッ
クス素子の吸水又はメツキイオンの残渣により素子が劣
化するおそれがある。
■ Aaの溶射の場合は、電極膜の形成初期においては
、安定したオーム性接触が得られるが、Ae自体の耐環
境性が悪いことから、製品後の寿命が短く、酸化によっ
て半田が付きにくくなる。
本発明の目的は、安定したオーム性接触及び弦い密着強
度が得られるとともに、半田付は性を向上できる全く新
規な構造の正特性サーミスタを提供することにある。
c問題点を解決するだめの手段) 本件発明者は、上記目的を達成するために鋭意検討を重
ね、良好なオーム性接触及び高い密着強度が要求される
電極〃9用金属とL7て、Crに着目した。即ち、オー
ム性接触は原子の仕事関数の小さい方が得易いと3われ
ており、Crはこの仕事関数が小さく、p、好なメ・−
・ム性接触が期待できろ6また、−m的(、、:、Cr
はセラミックスとの強い密着強度が得易いことから、J
:配電極膜にCrを採用するこ^が望ましいいしかし、
」二重Cvは半田が付きにくく、す・−ド線の取りイ1
りやプリント基板への半田付けが困難になるという問題
がある。
特殊な条件を用いれば半田伺けを容易化できるが、。
これを行うとサーミスタの特性が劣化する問題がある8
一方、仮りにCrに半田付けした場合は、該Crは半田
に比べて熱膨張係数が小さいことかl)、両者の熱膨張
係数の差によるス(レスが生じ、セラミックス素子とC
r電極膜との間の密着強度が低下するという問題が生じ
る。また正特性′ナーミスタは発熱素子であるため、熱
膨張係数の差は、単に半田(13時の一時的な問題では
なく、永続的な問題となる。つまり、何らかの方法で半
田付けによる密着強度低下を防止できた々しても、通常
使用における発熱で密着強度が低下し信頼性を太き(引
き下げる事になる。そこで、上記Crからなる電極膜に
、半田付は性が良好で、がっcrと半田との熱膨張係数
の差を絣和で恋る金属イー被瑣して二重構造にしてやれ
ば上述した目的を達成できることを見出し、本発明を成
したものである。
そこで本発明は、正の抵抗へに特性を有する正特性サー
ミスタにおいて、半導体−1!−ラミックス素子の表面
に、Crからなる少なくとも一対の第1電極膜を形成し
、該第it極膜の表面に、半田付は性がρ、好で、かつ
熱膨張係数が上記Crより大きく半田より小ざい金属か
らなる第2電極膜を形成したことを特徴としている。
ここで」二重第1電極膜は、スパッタリング、蒸着、溶
射等の乾式メツキにより形成することが望ましい。また
、上記第2電極■ζネは湿式あるいは乾式メツキのいず
れにより形成しても構わない、さらに、上記第2電極膜
としては、例えばNi、CU等の金属が採用でき5.こ
れらの金属の熱膨張係数はCrと半田との略中間に値す
るからである。
〔作用〕
本発明に係る正特性サーミスタによれば、セラミックス
素子にCrからなる第1電極膜を形成し、該第1電極膜
の表面/、、’T:f田イづり性が良く、かりCrと半
田との熱膨張係数の差4:吸収できる金属からなる第2
電極膜を形成したので、−上記Crにより安定1.また
オーム外接81(及び高い密着強度が得られ、上記第2
電極膜によって半田4f1’ LJ性を向トでき、その
結果品質、耐久性等に対する信頼性を向」二できる。
〔実施例〕
以下、本発明の実施例を図について説明する。
第1図は本発明の一実施例による正特性サーミスタを説
明するための図である。
図において、1は未実施例の正特性サーミスタである。
これは、円板状のBaTi0.系半導体セラミックス素
子20対向する両主面に、スパッタリングによりCrか
らなる第1電極膜3を形成し、該第1電極膜3の表面す
こスパッタリングによりNiからなる第2電極膜4を形
成すると2−もに、この第2電極膜4の表面に、/Jか
らなる保護電極膜5を形成1,2て構成されている。ま
た、図示していないが、上記保護電極膜5には適宜リー
ド綿が半田付は接続されている。なお、上記保1!電極
膜5は、上記第2電極膜4の時間の経過による酸化によ
って生じる半田付は性の低下を防止するためのものであ
り、上記第2電極膜4の形成後、直、ちにリード線を接
続する場合は、必ずしもこの保護電極膜5を形成しなく
てもよい。
次に本実施例の作用効果について説明する。
本実施例の正特性サーミスタ1は、所定の温度で抵抗値
が急増する抵抗温度特性を有しており、ヒータ素子又は
電流制御素子あるいは温度センサ等として利用されてい
る。
そして、本実施例の正特性サーミスタ1によれば、セラ
ミックス素子2にCrからなる第1電極膜3を形成し、
該第1電極膜3の表面にNiからなる第2電極膜4を形
成して二重構造としたので、上記第1電極膜3によって
安定したオーム性接触及び高い密着強度が得られる。ま
た、上記第2電極膜4によって半田付は性を向上できる
とともに、上記第1電極膜3とリード線初半田との熱膨
張係数の差を吸収できるから、第1電極膜3と半田との
熱膨張係数の差によるストレスを防止でき、密着強度の
低下を防止できる。
なお、上記実施例では、各電極膜3〜5の形成をスパッ
タリングにより形成した場合を例にとって説明したが、
本発明では、上記第1を極11に3は乾式メツキによる
ものであれば、いずれの方法でもよく、例えば溶射、蒸
着でもよい。
また、上記第2電極膜4の形成方法は特に限定するもの
ではなく、湿式メツキ、蒸着、溶射でもよい、さらにこ
の第2tli膜としてCuを採用してもよく、要は半田
付は性が良好で、かつ熱膨張係数が第1電極膜3より大
きく半田より小さいもであればいずれの金属でも採用で
きる。
さらにまた、上記実施例ではリード線を半田付けした場
合を例にとって説明したが、本発明は、リード線を取付
けない、いわゆるチップ型にも採用できる。
第1表及び第2図は、本実施例による正特性サーミスタ
1の特性改善効果を説明するための実験結果を示すもの
である。第1表は正特性サーミスタの主要な特性を示し
、第2図は抵抗値と温度との関係を示す特性図である。
なお、Aは正特性サーミスタの理想特性値を示し、Bは
本実施例の電極膜による特性値を示す、また、C,、D
、Eはそれぞれ従来のAgペーストの焼き付け、電解N
iメツキ、Alの溶射により電極膜を形成した場合の特
性値を示す。
第1表及び第2図からも明らかなように、抵抗値、耐電
圧(第1表)、及び温度−抵抗値特性(第2図)のいず
れにおいても、従来の特性値C〜已に比べ本実施例の特
性値Bは向上しており、′理想の特性値Aに近い値が得
られていることがわかる。また、耐環境試験、加速通電
ライフ試験においても、本実施例の特性値Bは従来の特
性値C〜Eに比べ大幅に変化率を低減できており、さら
にリード線の引っ張り試験においても大幅に強度を向上
できている。
〔発明の効果〕
以上のように本発明に係る正特性サーミスタによれば、
セラミックス素子にCrからなる第1電極膜を形成し、
該第11電極膜の表面に半田付は性が良く、かつCrと
半田との熱膨張係数の差を吸収できる第2電極膜を形成
するようにしたので、上記Crにより安定したオーム性
接触及び高い密着強度が得られ、上記第211極膜によ
って半田付けを向上できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例による正特性サーミスタを説
明するための断面図、第2図は本実施例による効果を説
明するための抵抗値と温度との関係を示す特性図である
。 図において、1は正特性サーミスタ、2は半導体セラミ
ックス素子、3は第1電極膜、4は第2電極膜である。 特許出願人  株式会社 村田製作所 代理人    弁理士 下 市  努 第1図 第2図 二4;ν1.   浅 (C″]→

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)所定の温度で抵抗値が急増する抵抗温度特性を有
    する正特性サーミスタにおいて、半導体セラミックス素
    子の表面に、オーミック性のCrからなる少なくとも一
    対の第1電極膜を形成し、該第1電極膜の表面に、半田
    付け性が良好で、かつ熱膨張係数が上記Crより大きく
    半田より小さい金属からなる第2電極膜を形成したこと
    を特徴とする正特性サーミスタ。
JP11756588A 1988-05-13 1988-05-13 正特性サーミスタ Pending JPH01287902A (ja)

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Cited By (2)

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