JPH04285047A - 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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- JPH04285047A JPH04285047A JP3073926A JP7392691A JPH04285047A JP H04285047 A JPH04285047 A JP H04285047A JP 3073926 A JP3073926 A JP 3073926A JP 7392691 A JP7392691 A JP 7392691A JP H04285047 A JPH04285047 A JP H04285047A
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は温度検知用ＮＴＣサーミ
スタ用組成物に係り、特に抵抗値の経時変化が小さい高
信頼性サーミスタを実現化するためのサーミスタ用組成
物に関する。
スタ用組成物に係り、特に抵抗値の経時変化が小さい高
信頼性サーミスタを実現化するためのサーミスタ用組成
物に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の温度検知用ＮＴＣサーミスタは、
マンガン、ニッケル、コバルト等の２〜３種の遷移金属
元素の混合モル比合計が１００％になるように選ばれた
金属酸化物から成る組成物を用いたり、マンガン、ニッ
ケル、銅、鉄、クロム等の酸化物から成る組成物を用い
たり（例えば、特公昭５８−２６８０３号公報参照）、
マンガン、ニッケル、アルミニウムの３種類の金属を含
む酸化物から成る組成物を用いたりしている（例えば特
公昭６３−３５０８５号公報）。
マンガン、ニッケル、コバルト等の２〜３種の遷移金属
元素の混合モル比合計が１００％になるように選ばれた
金属酸化物から成る組成物を用いたり、マンガン、ニッ
ケル、銅、鉄、クロム等の酸化物から成る組成物を用い
たり（例えば、特公昭５８−２６８０３号公報参照）、
マンガン、ニッケル、アルミニウムの３種類の金属を含
む酸化物から成る組成物を用いたりしている（例えば特
公昭６３−３５０８５号公報）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところが、これらの組
成物は特性の汎用性はあるが、高比抵抗、高Ｂ定数のも
のが得られなかったり、経時変化である抵抗値変化率が
大きいという欠点を有していた。
成物は特性の汎用性はあるが、高比抵抗、高Ｂ定数のも
のが得られなかったり、経時変化である抵抗値変化率が
大きいという欠点を有していた。
【０００４】特に使用温度領域の拡大化に伴ない、高比
抵抗・高Ｂ定数特性を具備した上、抵抗値の経時変化、
即ち抵抗値変化率の小さい高信頼性サーミスタ組成物が
要求されるようになり、従来の組成物ではそれらを満足
することは出来なかった。
抵抗・高Ｂ定数特性を具備した上、抵抗値の経時変化、
即ち抵抗値変化率の小さい高信頼性サーミスタ組成物が
要求されるようになり、従来の組成物ではそれらを満足
することは出来なかった。
【０００５】特に抵抗値の経時変化である抵抗値変化率
において、従来のマンガン、ニッケル、銅、鉄、クロム
等の酸化物から成る組成物ではその抵抗値変化率は、１
５０℃の恒温中での経時変化は実用的であるが、３００
℃という高温では経時変化が大きい。
において、従来のマンガン、ニッケル、銅、鉄、クロム
等の酸化物から成る組成物ではその抵抗値変化率は、１
５０℃の恒温中での経時変化は実用的であるが、３００
℃という高温では経時変化が大きい。
【０００６】さらに、マンガン、ニッケル、アルミニウ
ムの酸化物から成る組成物は高温用として使用できるも
のであるが、しかしながら−５０℃という低温度範囲で
は実用的でなく、しかも高温の場合に３０００時間とい
う長い時間における経時変化特性が満足出来るものでは
なかった。
ムの酸化物から成る組成物は高温用として使用できるも
のであるが、しかしながら−５０℃という低温度範囲で
は実用的でなく、しかも高温の場合に３０００時間とい
う長い時間における経時変化特性が満足出来るものでは
なかった。
【０００７】従って、本発明の目的は広い使用温度領域
において、抵抗値変化率の小さい安定した特性を有し、
高比抵抗、高Ｂ定数特性を具備するサーミスタ用組成物
を提供するものである。
において、抵抗値変化率の小さい安定した特性を有し、
高比抵抗、高Ｂ定数特性を具備するサーミスタ用組成物
を提供するものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
、本発明者等は鋭意研究の結果、マンガン：１０〜９０
モル％、ニッケル：０．０１〜８０モル％、アルミニウ
ム：０．０１〜５０モル％を含む三種の金属元素を混合
して、その混合モル比合計が１００％となる金属酸化物
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組成物
が、高比抵抗・高Ｂ定数特性を具備し、抵抗値変化率の
小さい高信頼性のサーミスタを得ることが出来ることを
見出した。
、本発明者等は鋭意研究の結果、マンガン：１０〜９０
モル％、ニッケル：０．０１〜８０モル％、アルミニウ
ム：０．０１〜５０モル％を含む三種の金属元素を混合
して、その混合モル比合計が１００％となる金属酸化物
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組成物
が、高比抵抗・高Ｂ定数特性を具備し、抵抗値変化率の
小さい高信頼性のサーミスタを得ることが出来ることを
見出した。
【０００９】
【作用】本発明の組成のサーミスタ用組成物を用いるこ
とにより、サーミスタ使用温度領域（−５０〜＋５００
℃）で必要とされるサーミスタ特性、即ち、比抵抗値と
して１０３ 〜１０７ Ω・ｃｍ程度の値およびＢ定数
として４０００〜６０００Ｋの値が得られた。
とにより、サーミスタ使用温度領域（−５０〜＋５００
℃）で必要とされるサーミスタ特性、即ち、比抵抗値と
して１０３ 〜１０７ Ω・ｃｍ程度の値およびＢ定数
として４０００〜６０００Ｋの値が得られた。
【００１０】さらに、本発明の組成のサーミスタ用組成
物はセラミック焼成が可能で素地抵抗バラツキが、変動
係数３％以下と大変小さい上、形成したサーミスタの抵
抗値の経時変化である３００℃で３０００時間経過後の
抵抗値変化率が大変小さい。
物はセラミック焼成が可能で素地抵抗バラツキが、変動
係数３％以下と大変小さい上、形成したサーミスタの抵
抗値の経時変化である３００℃で３０００時間経過後の
抵抗値変化率が大変小さい。
【００１１】
【実施例】本発明の実施例の説明に先立ち、主成分の金
属元素の組成について説明する。
属元素の組成について説明する。
【００１２】一般にマンガン、ニッケル、アルミニウム
系サーミスタは各々の元素比率を変えることにより、比
抵抗及びＢ定数を広範囲にコントロールすることができ
る。
系サーミスタは各々の元素比率を変えることにより、比
抵抗及びＢ定数を広範囲にコントロールすることができ
る。
【００１３】しかし、サーミスタの使用温度領域（例え
ば−５０℃〜＋５００℃）でのサーミスタの特性値及び
使用回路との適合性を考えると、使用可能な組成範囲は
限定される。
ば−５０℃〜＋５００℃）でのサーミスタの特性値及び
使用回路との適合性を考えると、使用可能な組成範囲は
限定される。
【００１４】即ち、サーミスタ使用温度領域での比抵抗
として１０３〜１０７ Ω・ｃｍ、Ｂ定数として４００
０〜６０００Ｋが得られること、セラミック焼成が可能
で素地抵抗バラツキが小さく変動係数が３％以下である
こと、サーミスタの抵抗値の経時変化が小さく、高信頼
性であることが要求される。
として１０３〜１０７ Ω・ｃｍ、Ｂ定数として４００
０〜６０００Ｋが得られること、セラミック焼成が可能
で素地抵抗バラツキが小さく変動係数が３％以下である
こと、サーミスタの抵抗値の経時変化が小さく、高信頼
性であることが要求される。
【００１５】表１にマンガン、ニッケル、アルミニウム
の組成とその組成物から成るサーミスタの電気的特性と
して、２５℃の比抵抗、Ｂ定数および変動係数を示す。 変動係数＝（標準偏差値／平均値）×１００（％）
の組成とその組成物から成るサーミスタの電気的特性と
して、２５℃の比抵抗、Ｂ定数および変動係数を示す。 変動係数＝（標準偏差値／平均値）×１００（％）
【０
０１６】
０１６】
【表１】
【００１７】次に本発明の実施例を説明する。出発原料
として、高純度の四三酸化マンガン、酸化ニッケル、酸
化アルミニウム、酸化クロム、酸化鉄を焼成後の組成が
表２に示す組成となるように各々秤量する。
として、高純度の四三酸化マンガン、酸化ニッケル、酸
化アルミニウム、酸化クロム、酸化鉄を焼成後の組成が
表２に示す組成となるように各々秤量する。
【００１８】
【表２】
【００１９】前記秤量した出発原料をボールミル中によ
って２０時間湿式混合する。湿式混合した出発原料を１
００〜２００℃で乾燥させた後、９００〜１１００℃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。
って２０時間湿式混合する。湿式混合した出発原料を１
００〜２００℃で乾燥させた後、９００〜１１００℃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。
【００２０】この微粉末に、純水またはＰＶＡ（ポリビ
ニルアルコール）等の適当なバインダーを加えて混合造
粒し、顆粒を作製する。その顆粒を直径５５ｍｍ、厚さ
２０ｍｍ前後のディスク状に成型機にて加圧成形した成
形体を１２００〜１５００℃の温度で本焼成する。
ニルアルコール）等の適当なバインダーを加えて混合造
粒し、顆粒を作製する。その顆粒を直径５５ｍｍ、厚さ
２０ｍｍ前後のディスク状に成型機にて加圧成形した成
形体を１２００〜１５００℃の温度で本焼成する。
【００２１】本焼成したインゴット焼結体をスライス加
工し、ウェハー状に切り出す。ウェハーをラップ研磨し
、例えば０．２５ｍｍの厚みに仕上げる。
工し、ウェハー状に切り出す。ウェハーをラップ研磨し
、例えば０．２５ｍｍの厚みに仕上げる。
【００２２】このウェハーにＡｕ，Ａｇ，Ｐｄ−Ａｇ等
の貴金属ペーストなどで電極を形成した後、ダイシング
ソーによって切断し、例えば□０．４０ｍｍのチップに
する。
の貴金属ペーストなどで電極を形成した後、ダイシング
ソーによって切断し、例えば□０．４０ｍｍのチップに
する。
【００２３】こ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で挟持しガラス封止機に
より封着し、ガラス封止型のＮＴＣサーミスタを得る。
に収め、両側からスラグリードで挟持しガラス封止機に
より封着し、ガラス封止型のＮＴＣサーミスタを得る。
【００２４】このようにして得られた各サーミスタ素子
の電気的特性を測定する。即ち、２５℃における比抵抗
（ρ２５）と２５℃、８５℃における抵抗値から算出し
たこれらの温度間のＢ定数である。
の電気的特性を測定する。即ち、２５℃における比抵抗
（ρ２５）と２５℃、８５℃における抵抗値から算出し
たこれらの温度間のＢ定数である。
【００２５】さらにサーミスタ素子の経時変化を調べる
ために、高温保管条件：３００℃で３０００時間保持し
た後の抵抗値変化率も測定する。
ために、高温保管条件：３００℃で３０００時間保持し
た後の抵抗値変化率も測定する。
【００２６】その結果を表２に示す。表２において試料
Ｎｏ． は表１のものと共通であり、同一の番号は同一
の組成である。
Ｎｏ． は表１のものと共通であり、同一の番号は同一
の組成である。
【００２７】また×印を付した試料Ｎｏ． は本発明の
実施例以外の組成範囲のものであり、本発明との比較の
ために示している。
実施例以外の組成範囲のものであり、本発明との比較の
ために示している。
【００２８】なお、表２において、酸化鉄Ｆｅ２ Ｏ３
、酸化クロムＣｒ２ Ｏ３ の純度は４Ｎである。 抵抗値変化率＝（Ｒｔ−Ｒｏ）／Ｒｏ×１００（％）た
だし、Ｒｔ：ｔ時間後の抵抗値 Ｒｏ：初期抵抗値
、酸化クロムＣｒ２ Ｏ３ の純度は４Ｎである。 抵抗値変化率＝（Ｒｔ−Ｒｏ）／Ｒｏ×１００（％）た
だし、Ｒｔ：ｔ時間後の抵抗値 Ｒｏ：初期抵抗値
【００２９】表２から明らかな如く、本発明のサーミス
タ素子は比抵抗値が１０３ 〜１０７ Ω・ｃｍ、Ｂ定
数が４０００〜６０００Ｋと高比抵抗、高Ｂ定数のもの
が得られる上、サーミスタ抵抗値の経時変化も４％以下
と小さい。
タ素子は比抵抗値が１０３ 〜１０７ Ω・ｃｍ、Ｂ定
数が４０００〜６０００Ｋと高比抵抗、高Ｂ定数のもの
が得られる上、サーミスタ抵抗値の経時変化も４％以下
と小さい。
【００３０】次に本発明の組成の限定理由について説明
する。
する。
【００３１】マンガンが１０モル％未満、ニッケルが０
．０１モル％未満、アルミニウムが０．０１モル％未満
であると、抵抗値の経時変化が大きくなる。
．０１モル％未満、アルミニウムが０．０１モル％未満
であると、抵抗値の経時変化が大きくなる。
【００３２】マンガンが９０モル％を越えると、必要と
するサーミスタ特性を満足せず、素地抵抗バラツキが大
きくなり、変動係数が３％を越える。
するサーミスタ特性を満足せず、素地抵抗バラツキが大
きくなり、変動係数が３％を越える。
【００３３】ニッケルが８０モル％を越えると、必要と
するサーミスタ特性を満足せず、素地抵抗バラツキが大
きくなり、変動係数が３％をこえる。
するサーミスタ特性を満足せず、素地抵抗バラツキが大
きくなり、変動係数が３％をこえる。
【００３４】アルミニウムが５０モル％を越えると、必
要とするサーミスタ特性を満足せず、素地抵抗バラツキ
が大きくなり、変動係数が３％をこえる。
要とするサーミスタ特性を満足せず、素地抵抗バラツキ
が大きくなり、変動係数が３％をこえる。
【００３５】また、酸化鉄の添加量が０．０１重量％未
満であると抵抗値変化率が著しく悪化する（例えば表２
の試料Ｎｏ． ３，７，８，９，１０参照）。
満であると抵抗値変化率が著しく悪化する（例えば表２
の試料Ｎｏ． ３，７，８，９，１０参照）。
【００３６】酸化鉄の添加量が６０．０重量％を越える
と、形成した素子の特性、即ち、２５℃における比抵抗
、Ｂ定数、抵抗値変化率は本発明の範囲内の組成のもの
と変わらないが、素地の焼結性が悪化し、素地抵抗バラ
ツキが大きくなり、変動係数が大きくなるため、製造し
た素子の歩留りが悪くなる（例えば表２の試料Ｎｏ．
３−６，７−６，８−６，９−６，１０−６参照）。
と、形成した素子の特性、即ち、２５℃における比抵抗
、Ｂ定数、抵抗値変化率は本発明の範囲内の組成のもの
と変わらないが、素地の焼結性が悪化し、素地抵抗バラ
ツキが大きくなり、変動係数が大きくなるため、製造し
た素子の歩留りが悪くなる（例えば表２の試料Ｎｏ．
３−６，７−６，８−６，９−６，１０−６参照）。
【００３７】酸化クロムの添加量が０．０１重量％未満
であると、サーミスタの抵抗値の経時変化が悪化し、抵
抗値変化率が大きくなる（例えば表２の試料Ｎｏ． ３
，７，８，９，１０参照）。
であると、サーミスタの抵抗値の経時変化が悪化し、抵
抗値変化率が大きくなる（例えば表２の試料Ｎｏ． ３
，７，８，９，１０参照）。
【００３８】酸化クロムの添加量が３０．０重量％を越
えると、形成した素子の特性、即ち、２５℃における比
抵抗、Ｂ定数、抵抗値変化率は本発明の範囲内の組成の
ものと変わらないが、素地の焼結性が悪化し、素地抵抗
バラツキが大きくなり、変動係数が大きくなるため、製
造した素子の歩留りが悪くなる（例えば表２の試料Ｎｏ
． ３−６，７−６，８−６，９−６，１０−６参照）
。
えると、形成した素子の特性、即ち、２５℃における比
抵抗、Ｂ定数、抵抗値変化率は本発明の範囲内の組成の
ものと変わらないが、素地の焼結性が悪化し、素地抵抗
バラツキが大きくなり、変動係数が大きくなるため、製
造した素子の歩留りが悪くなる（例えば表２の試料Ｎｏ
． ３−６，７−６，８−６，９−６，１０−６参照）
。
【００３９】
【発明の効果】本発明によるサーミスタ用組成物は、高
比抵抗・高Ｂ定数のサーミスタを−５０℃〜＋５００℃
という広い使用温度領域で容易に得ることができる。ま
たサーミスタの抵抗値の経時変化が小さく、３００℃で
３０００時間経過してもその抵抗値の変化率は４％未満
におさえられている。
比抵抗・高Ｂ定数のサーミスタを−５０℃〜＋５００℃
という広い使用温度領域で容易に得ることができる。ま
たサーミスタの抵抗値の経時変化が小さく、３００℃で
３０００時間経過してもその抵抗値の変化率は４％未満
におさえられている。
【００４０】従って、高信頼性サーミスタを実現化する
ことが出来、特に家庭電化製品、自動車分野に使用され
る温度検知用ＮＴＣサーミスタ等に利用出来るのみなら
ず、各方面に広く使用されるものを提供することができ
る。
ことが出来、特に家庭電化製品、自動車分野に使用され
る温度検知用ＮＴＣサーミスタ等に利用出来るのみなら
ず、各方面に広く使用されるものを提供することができ
る。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 マンガン：１０〜９０モル％、ニッケル：０．０１〜８
０モル％、アルミニウム：０．０１〜５０モル％を含む
三種の金属元素を混合して、その混合モル比合計が１０
０％の金属酸化物に、 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 |
|---|---|---|---|
| JP3073926A JP2948933B2 (ja) | 1991-03-13 | 1991-03-13 | サーミスタ用組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3073926A JP2948933B2 (ja) | 1991-03-13 | 1991-03-13 | サーミスタ用組成物 |
Publications (2)
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2011086850A1 (ja) * | 2010-01-12 | 2011-07-21 | 株式会社村田製作所 | Ｎｔｃサーミスタ用半導体磁器組成物およびｎｔｃサーミスタ |
-
1991
- 1991-03-13 JP JP3073926A patent/JP2948933B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2011086850A1 (ja) * | 2010-01-12 | 2011-07-21 | 株式会社村田製作所 | Ｎｔｃサーミスタ用半導体磁器組成物およびｎｔｃサーミスタ |
| JPWO2011086850A1 (ja) * | 2010-01-12 | 2013-05-16 | 株式会社村田製作所 | Ｎｔｃサーミスタ用半導体磁器組成物およびｎｔｃサーミスタ |
| US8547198B2 (en) | 2010-01-12 | 2013-10-01 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Semiconductor ceramic composition for NTC thermistors and NTC thermistor |
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