JPH04206603A - 正特性サーミスタの製造方法 - Google Patents

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】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は、サーミスタの製造方法に係り、特にその電極
の形成に関する。

（従来の技術） ＢａＴｉ０３にＹ、Ｎｄ等を０．　１〜０．　２ａｔ％
添加した酸化物半導体は大きな正の温度係数を有するこ
とから、ＰＴＣサーミスタと呼ばれる。

このＰＴＣサーミスタは、大きな正の温度係数を有する
温度領域を、Ｓｒ、Ｐｂ等の添加で調整することができ
ることから、温度の測定および過電流防止、モータ起動
、カラーＴＶ消磁用等の回路素子および低温発熱ヒータ
等、広く様々な分野でなくてはならないものとなってい
る。

このようなサーミスタは、その−例を第５図に示すよう
に、Ｂａ、Ｔｉ、Ｎｄ、　なとの金属の酸化物、炭酸塩
、硝酸塩、塩化物等を焼結し、薄い円柱状等に成形せし
められたサーミスタ本体１と、その上面と下面にＮｉメ
ツキ層２ａ、２ｂを介して銀（Ａｇ）厚膜層３ａ、３ｂ
を形成してなる電極とから形成されている（ニレセラ出
版委員会編「チタバリ半導体」）。

しかしながらこの方法では、電極形成に際してＮｉめっ
きをおこなう際にめっき溶液か焼結体内部に浸透し、抵
抗値か減少する等焼結体の特性を変化させることかある
。これは形成後たたちに特性変化として現れることもあ
れば、時間と共に徐々に現れることもある。サーミスタ
の用途は、前述したように、温度の測定および制御、補
償、利得調整、電力測定、過電流防止、モータ起動、カ
ラーＴＶ消磁用等等、いずれも高精度の抵抗値制御が必
要なものばかりであり、Ｒ±α％の範囲内にあるものを
用いる必要がある。このため抵抗値特性は正特性サーミ
スタにとって極めて重要な因子となっている。

また、このようなめっき液の浸透を避けるため、メタル
溶射法により、アルミニウムなどの低融点金属を形成し
これを電極として用いる方法も提案されている。

しかし、この方法も、電極形成時に急激な温度変化を伴
うため、サーミスタ本体あるいは電極自体にクラックか
発生するという問題を避けることができない。

また、電極としてのＮｉ、ＣｒあるいはＮｉ−Ｃｒ合金
薄膜を真空蒸着法によって形成して、ＰＣＴサーミスタ
を形成したものも提案されている（特公昭４７−２７７
１０号）。しかしながら、この方法で形成したＰＣＴサ
ーミスタは耐圧に問題かある上、ＰＣＴサーミスタ本体
と電極間との接触抵抗が高いという問題があった。

（発明が解決しようとする課題） このように、従来の電極形成方法では特性を良好に維持
し信頼性の高い抵抗特性を維持することがてきないとい
う問題があった。

本発明は、前記実情に鑑みてなされたもので、安定した
特性を持つサーミスタを提供することを目的とする。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段） そこで本発明では、サーミスタの電極形成に際し、サー
ミスタ本体の表面粗さに応して成膜条件を選択し、電子
ビーム蒸着法なとの真空蒸着法でニッケルを主成分とす
る薄膜からなる第１の電極層を形成し、この上層に、銀
を主成分とする第２の電極層を形成するとともに、この
第２の電極層形成の後または前に、熱処理を行うように
している。

（作用） 上記方法によれば、ドライプロセスでの電極形成が可能
となり、電極形成時に溶液等により特性を変化させるこ
となく、密着性が高く、高耐圧で接触抵抗の小さい電極
を形成することが可能となる。

（実施例） 以下、本発明の実施例について図面を参照しつつ詳細に
説明する。

実施例１ 第１図（ａ）乃至第１図（Ｃ）は、本発明実施例のサー
ミスタの製造工程を示す工程図である。

まず、第１図（ａ）に示すように、ＴｉＯ２，ＢａｃＯ
３、Ｎｄ２０３の粉末を所定の割合で混合し、冷却プレ
ス法によってディスク状に加圧成形した後、１３００℃
で焼結し、直径４．４７ｍｍのディスク状のサーミスタ
本体１１を形成する。

続いて、このサーミスタ本体１１の端面（電極形成面）
の表面粗さを表面粗さ計を用いて測定する。

そしてこの表面粗さが６．３〜１．６ｓ　（ＪＩＳ規格
の三角記号で）の場合と、表面粗さか０．８ｓ　（ＪＩ
Ｓ規格の三角記号て）以上の場合とにわける。

そして第１図（ｂ）に示すように、この上面および下面
に電子ビーム蒸着法により、膜厚０．１〜１０μｍのＮ
ｉ薄膜からなる第１の電極１２ａ。

１２ｂを形成する。このときメタルマスクを介して蒸着
を行うようにし本体の外周付近にはＮ１薄膜か形成され
ないようにしておく。ここで成膜条件は、表面粗さが６
，３〜１，６ｓの場合は真空度：ｌＸ１０’ｔｏｒｒ〜
Ｉ　Ｘ　１０−６ｔｏｒｒ成膜温度、室温〜２５０℃ とし、−刃表面粗さが０．８ｓ以下と平滑な場合真空度
：　５　Ｘ　１０−５ｔｏｒｒ〜Ｉ　Ｘ　１０−６ｔｏ
ｒｒ成膜温度　１００℃〜２５０’Ｃ とした。

ここで、１０−’ｔｏｒｒ未満とすると成長速度が遅く
なり実用的でない。

この後、１８０℃３ｏ分の熱処理をおこなう。

そして、第１ｆｉＪ（ｃ）に示すように、さらにこの上
層にスクリーン印刷法により銀ペーストを塗布し、７０
０℃１時間の焼成を行い銀電極１３ａ。

１３ｂを形成する。

この様にして得られたサーミスタの比抵抗は２３〜２８
Ωｃｍであり、経時的変化もなく特性が極めて良好とな
る。

これに対し、Ｎｉ電極部をめっきて形成した場合の比抵
抗は３０〜３５Ωｃｆｆｌてあった。また経時的変化も
大きく、特性が極めて不安定であった。

これらの比較からも本発明の方法によれば比抵抗が安定
で信頼性の高いサーミスタを得ることができた。

また、銀電極形成の際の焼成工程で、Ｎｉ電極のアニー
ルを兼ねているため接触抵抗を低くすることかできる。

第２図に、Ｎ１電極蒸着後の抵抗値と銀電極形成後の抵
抗値との比較を表で示す。

さらにこの方法によれば１回の蒸着て大量の正特性サー
ミスタを得ることかできるため量産性か大幅に向上する
。

また、前記実施例では、銀電極を厚膜法で形成したか、
真空蒸着法で形成しても良い。銀電極を厚膜法で形成す
る場合、厚膜焼成工程が熱処理工程を兼ねるため、別に
熱処理工程を付加する必要はないが、真空蒸着法で形成
する場合には、銀電極の形成前または後に６００℃１０
分程度の熱処理を行うようにする。

このときの熱処理前と後の電流−電圧曲線の比較を第３
図（ａ＞および第３図（ｂ）に示す。この図からも、熱
処理により接触抵抗が大幅に向上していることがわかる
。

また、表面粗さと成膜条件とによる比抵抗の変化をｍｊ
定した結果を第４図（ａ）および第４図（ｂ）に示す。

この図かられがるように表面粗さが粗いものほど蒸着温
度を高くしなければならない。例えばＪＩＳ規格の三角
記号て）以上の場合、蒸着温度は１００℃にする必要が
ある。

〔発明の効果〕

以上説明してきたように、本発明によれば、サーミスタ
の電極をサーミスタ本体の表面粗さに応じた成膜条件で
蒸着法によりＮｉを主成分とした薄膜を形成するととも
にこの上層にＡｇを主成分とした薄膜を形成し、熱処理
を行うようにしているため、抵抗値の安定した信頼性の
高いサーミスタを得ることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）乃至第１図（Ｃ）は本発明の第１の実施例
のサーミスタ製造工程を示す図、第２図はＮｉ電極蒸着
後の抵抗値と銀電極形成後の抵抗値との比較を示す表図
、第３図（ａ）および第３図（ｂ）は熱処理前と後の電
流−電圧曲線の比較を示す図、第４図（ａ）および第４
図（ｂ）は表面粗さと成膜条件とによる比抵抗の変化を
測定した結果を示す図、第５図は従来例のサーミスタを
示す図である。 １・・・サーミスタ本体、２ａ、２ｂ−Ｎｉめっき層、
３ａ、３ｂ−、銀厚膜層、１１・・サーミスタ本体、１
２ａ、１２ｂ−第１の電極層（Ｎｉ蒸着層）、１３ａ、
１３ｂ・・第２の電極層（銀厚膜層）。 代理人弁理士　　　　　木　村　高　久　　−一（ａ） 第１図 第５図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　正特性を持つ半導体を所望の形状に成形するサーミス
   タ本体形成工程と、 前記サーミスタ本体の表面粗さに応じて成膜条件を選択
   し、真空蒸着法によってニッケルを主成分とする薄膜か
   らなる第１の電極層を形成する第１の電極層形成工程と
   、 前記第１の電極層の上層に、銀を主成分とする第２の電
   極層を形成する第２の電極層形成工程とを含み、 前記第２の電極層形成工程後または前記第２の電極層形
   成工程に先立ち、熱処理を行う工程を含むようにしたこ
   とを特徴とする正特性サーミスタの製造方法