JPH04206803A

JPH04206803A - 正特性サーミスタ及びその製造方法

Info

Publication number: JPH04206803A
Application number: JP33809990A
Authority: JP
Inventors: Yasuo Tsuda; 津田　泰男
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1990-11-30
Filing date: 1990-11-30
Publication date: 1992-07-28
Anticipated expiration: 2014-03-08
Also published as: JP2864731B2

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、特定の温度で抵抗値か急激に増加する正特性
ザーミスタ及びその製造方法に関するものであり、特に
還元性ガス雰囲気下で使用された場合に特性劣化の少な
い、高信頼性の正特性サーミスタ及びその製造方法に関
するものである。

従来の技術従来より良く知られているように、チタン酸バリウムを
主成分とし、ニオブあるいは希土類元素なとて半導体化
さぜた正特性→ノーーミスタは、通常スイッチング温度
と呼ばれる特定の温度以」二で急激な抵抗値増加を示す
。この特性を利用して、発は、結晶粒界に依存している
ことが古くから指摘されているか、還元性雰囲気や中性
雰囲気中で使用した場合には、抵抗値が大きく低下した
り、抵抗温度係数が著しく小さくなってしまうなどの特
性変化を起こす。従って、素子が直接このような雰囲気
に触れないように工夫をする必要があった。加えてガソ
リンや機械油２食用油、調味料なとの有機成分から成り
、素子に付着した場合に還元作用を起こすものについて
も接触を防止する必要があり、その用途が限られていた
。

本発明は特に還元性雰囲気下で使用された場合に、特性
劣化か少なくかつ高信頼性の正特性サーミスタ及びその
製造方法を提供することを目的とこのような問題点を解
決し、還元性雰囲気下で使用された場合でも特性劣化を
少なくするため、本発明では正の抵抗温度特性を有する
半導体磁器の電極形成面以外の面に絶縁体層を形成して
成るものである。

また、」１記絶縁体層は半導体組成物の半導体化元素を
過剰量添加したものより構成される。

さらに、上記絶縁体層は、粉体の成形時点て半導体磁器
の外周部に形成され、焼成により絶縁体層となるもので
ある。

作用本発明によれば、正の抵抗温度特性を有する半導体磁器
の電極形成面以外の面、即ぢ外周部に絶縁体層を形成す
ることにより、半導体磁器と周囲雰囲気との接触を防ぎ
、還元雰囲気や還元性物質による特性劣化を防止するこ
とかできることとなる。

また、絶縁体層はその主成分か半導体磁器と同じである
ため、素子の発熱、冷却に伴う熱膨張。

収縮に際しても、剥離したり亀裂か入ったりすることか
ないため、長期の使用に耐えうるちのである。

さらに、絶縁体層は粉体の成形時点で半導体磁器の外周
部に粉体の状聾で形成され、その後の焼成で絶縁体層と
なるため、強固な接合が得られ、長期の使用に耐えうる
ちのとなる。

実施例以下、本発明の一実施例について説明する。

まずＳ　（Ｂ　ａｏ、７］ｐ　ｂｏ２２Ｃａｏ、ｏ５）
Ｔ　ｉ　Ｏ：４　十０．０ＯＩＮｂ：ｙＯ：；＋０．０
２Ｓ　　ｉｏ２　＋０．００３３Ｍｎ　Ｏ２ノ組成ト成
ルヨウ１．、＝］３　ａ　Ｃ０３，Ｐ　ｂ　Ｏ。

ＴｉＯ２，Ｎｂ２０５．５ｉ０２．ＭｎＯ，、を秤量を
秤量し、通常の方法を用いて混合し、仮焼、粉砕して半
導体磁器粉末を得た。また、上記組成のうちＮｂ２Ｏ５
量カ各々０．００５．　０．０１０゜０、０５０．０．
２００モルとなるようにＢａＣｏ：＋。

Ｐｉ）Ｏ，Ｔ　ｉｏ：　、Ｎｂ２０＝、、Ｓ　ｉｏ：　
、ＭｎＯ：を秤量し、通常の方法を用いて混合、仮焼、
粉砕して４種類の絶縁体層用の粉末を得た。

次いで、上記半導体磁器粉末にポリビニルアルコールか
らなるバインダーを加え、粉体加圧成形により１平方セ
ンチメートル当り３００　ｋｇの圧力で直径３５ｍｍ、
厚さ３．２ｍｍ円板状に成形した。

次に、この成形体を直径３８ｍｍの粉体加圧成形用金型
中央部に置き、成形体の周辺部に上記絶縁体層用粉末内
の、Ｎｂ２Ｏ３量が０．００５モルの粉末にバインダー
を加えた粉末を充填し、１平方センチメートル当り１０
００ｋｇの圧力で加圧成形して、直径３８ｍｍ、厚さ３
　ｍｍの成形体を得た。

この成形を１２９０℃で焼成したところ、焼成後の直径
３２ｍｍ、厚さ２．５ｍｍであり、亀裂のない平坦な磁
器が得られた。次に、この磁器にＮ１メツキを形成した
後、銀ペーストを塗布、焼き付けし、電極とした後、側
面の電極を削除して試料を作製した。また、他の３種類
の絶縁体層用粉末についても同様にして試料を作製した
。

また、比較例として、上記半導体磁器粉末のみで成形体
を作製し、上記と同様に電極を形成した。

第１図、第２図は上記のようにして作製された本発明に
かかる正特性サーミスタの斜視図及び斜面図であり、図
中１は半導体磁器、２は絶縁体層、３は電極である。

以」二の試料の抵抗値、温度特性を測定した後、窒素ガ
ス中で、１００時間１００Ｖの電圧を印可した後、試料
を取出し、通常雰囲気中の中で再び抵抗値、温度特性を
測定した。その結果を下記の第１表に示す。

比較例の試料番号１及び５では、第１表に示すように窒
素ガス中での通電後抵抗値に並びに抵抗値の変化幅か著
しく低下しているのに対し、本発明の実施例の試料番号
２及び３では、はとんと特性か変化していない。

これは、半導体磁器の側面か微細結晶粒子よりなる緻密
絶縁体層で覆われており、また電極形成面においても緻
密なＮ１メツキに覆われているため、外部雰囲気の影響
をはとんとうけることがないためと考えられる。

なお、本発明において絶縁体材料における五酸化ニオブ
（Ｎｂ２０５）の添加量を００１モル以上０．１モル未
満とした理由は、００１モル未満では結晶粒子が十分微
細化せず、従って絶縁体層の緻密化が不十分なため、本
発明の効果を発揮することができないためである。これ
は五酸化ニオブの添加量が０．０１モル以」二では、絶
縁体層粒径は２μｍ以下と微細でその気孔率は０．１％
以下であるのに対し、０．０１モル未満では半導体磁器
の粒径並びに気孔率とほとんど同じで、粒径５μｍ１気
孔率０．５％以上となるためであると考えられる。

また、五酸化ニオブの添加量か０．１モルを超えると、
第１表に示すように過剰の五酸化ニオブが半導体磁器中
に拡散し、抵抗値の増加を招くという不都合か生しるた
めである。

なお、」１記実施例ではチタン酸鉛、チタン酸カルンウ
ムを含むチタン酸バリウム系化合物について記述したが
、チタン酸バリウム系化合物についてはこれに限定され
るものではなく、チタン酸バリウムの一部か、チタン酸
ストロンチウム、スズ酸バリウム、ジルコン酸バリウム
、ジルコン酸カルンウムなとで置換された化合物でもか
まわない。

また、絶縁体層を形成する方法としては粉体加圧成形を
用いればとのような方法でもよく、例えば、半導体磁器
材料よりなる円板成形体と、この円板の直径と同し寸法
の内径を持つ絶縁体材料よりなるリング状の成形体を用
意し、両者を嵌め合わせた後に、静水圧成形などの方法
により一体化して焼成してもよい。

発明の効果以」二詳述したように、本発明を用いることにより、中
性雰囲気あるいは還元性雰囲気で使用されても特性変化
の少ない正特性サーミスタを得ることができるものであ
り、その利用価値は大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図はそれぞれ本発明にかかる正特性サーミ
スタの一実施例を示す斜視図及び断面図である。１・・・半導体磁器、２・・・・・・絶縁体層、３・・
・・・・電極。代理人の氏名　弁理士小鍜治明　ほか２名第１第２

Claims

【特許請求の範囲】

（１）チタン酸バリウム系化合物を主成分とし、五酸化
ニオブを少なくとも含む正の抵抗温度特性を有する半導
体磁器の電極形成面以外の面に絶縁体層が形成され、か
つ上記絶縁体層は、チタン酸バリウム系化合物１モルに
対して五酸化ニオブを０．０１モル以上０．１モル未満
含有する絶縁体材料よりなることを特徴とする正特性サ
ーミスタ。
（２）チタン酸バリウム系化合物を主成分とし、五酸化
ニオブ少なくとも含む正の抵抗温度特性を有する半導体
磁気組成物粉末を粉体加圧成形すると同時に、チタン酸
バリウム系化合物１モルに対して五酸化ニオブを０．０
１モル以上０．１モル未満含有する絶縁体粉末を外周部
に配置した状態で粉体加圧成形した後、焼成して絶縁体
層を形成することを特徴とする正特性サーミスタの製造
方法。