JPH04565B2 - - Google Patents
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- JPH04565B2 JPH04565B2 JP17345183A JP17345183A JPH04565B2 JP H04565 B2 JPH04565 B2 JP H04565B2 JP 17345183 A JP17345183 A JP 17345183A JP 17345183 A JP17345183 A JP 17345183A JP H04565 B2 JPH04565 B2 JP H04565B2
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- glass frit
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- Thermistors And Varistors (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は機器の保温、加熱などに用いられる面
状発熱体のなかで、ガラスフリツトを必要としな
い厚膜型正特性半導体素子の製造方法に関するも
のである。
状発熱体のなかで、ガラスフリツトを必要としな
い厚膜型正特性半導体素子の製造方法に関するも
のである。
従来例の構成とその問題点
BaTiO3系半導体からなる素子は所定温度以上
で急激に抵抗値が増大するスイツチング特性及び
スイツチング後の自己発熱特性を有し、昇温特性
が速く自己温度制御機能を有し、外部の制御回路
を必要としないため広く利用されている。
で急激に抵抗値が増大するスイツチング特性及び
スイツチング後の自己発熱特性を有し、昇温特性
が速く自己温度制御機能を有し、外部の制御回路
を必要としないため広く利用されている。
従来の正特性サーミスタ発熱体はBaTiO3系半
導体粉末を加圧成形した後、焼成して得ていた
が、実用可能な厚膜状の正特性サーミスタ発熱体
を得ることは困難であるとされていた。
導体粉末を加圧成形した後、焼成して得ていた
が、実用可能な厚膜状の正特性サーミスタ発熱体
を得ることは困難であるとされていた。
従来、BaTiO3系半導体を膜状に加工する方法
としては、次のようなものが知られている。
としては、次のようなものが知られている。
デイスク形に成形した後、焼成したものを薄
片に研磨する。
片に研磨する。
真空蒸着法により基板上に薄膜を形成する。
BaTiO3系半導体粉末に導電性の添加剤とガ
ラスフリツトを加えてペースト状とし、基板上
にスクリーン印刷した後、焼成する。
ラスフリツトを加えてペースト状とし、基板上
にスクリーン印刷した後、焼成する。
しかし、前記の方法ではBaTiO3系半導体の
結晶粒子径が大きくもろいため、膜状にまで研磨
することは甚だ困難である。また、前記の方法
では操作が面倒であり、発熱体に適した大電力を
得ることがむつかしい。さらに、前記の方法で
は面積抵抗が高くなり易く制御が困難であり、発
熱体には適さず、またあらかじめガラスフリツト
を調合、焼成しておかなければならず、面倒であ
ると共にガラスフリツトの材質によつては
BaTiO3系半導体の持つスイツチング特性及び自
己発熱特性を劣化させる。そして、ガラスフリツ
トを加えることによりBaTiO3系半導体とガラス
フリツトの耐熱性、熱膨張係数の差から熱衝撃に
弱く、熱伝導が妨げられる。さらに、導電性の添
加剤とガラスフリツトを均一に混合することは困
難であり、特性にばらつきを生じる原因の一つと
なつている。
結晶粒子径が大きくもろいため、膜状にまで研磨
することは甚だ困難である。また、前記の方法
では操作が面倒であり、発熱体に適した大電力を
得ることがむつかしい。さらに、前記の方法で
は面積抵抗が高くなり易く制御が困難であり、発
熱体には適さず、またあらかじめガラスフリツト
を調合、焼成しておかなければならず、面倒であ
ると共にガラスフリツトの材質によつては
BaTiO3系半導体の持つスイツチング特性及び自
己発熱特性を劣化させる。そして、ガラスフリツ
トを加えることによりBaTiO3系半導体とガラス
フリツトの耐熱性、熱膨張係数の差から熱衝撃に
弱く、熱伝導が妨げられる。さらに、導電性の添
加剤とガラスフリツトを均一に混合することは困
難であり、特性にばらつきを生じる原因の一つと
なつている。
発明の目的
そこで本発明では前記従来技術の欠点であつた
製造上の繁雑さを解決し、ガラスフリツトを用い
ずに厚膜状にすることにより熱衝撃性、熱伝導性
に優れ、均一な特性を持つ厚膜型正特性半導体素
子を容易に製造できる方法を提供することを目的
としている。
製造上の繁雑さを解決し、ガラスフリツトを用い
ずに厚膜状にすることにより熱衝撃性、熱伝導性
に優れ、均一な特性を持つ厚膜型正特性半導体素
子を容易に製造できる方法を提供することを目的
としている。
発明の構成
本発明の厚膜型正特性半導体素子の製造方法
は、BaTiO3系半導体粉末にZrSi，ZrSi2のうち少
なくとも１種類を全重量に対して１〜60重量％加
えてペースト状にした混合物を基板上に塗布して
厚膜状とした後焼成することにより厚膜型正特性
半導体素子を得ようとするものである。
は、BaTiO3系半導体粉末にZrSi，ZrSi2のうち少
なくとも１種類を全重量に対して１〜60重量％加
えてペースト状にした混合物を基板上に塗布して
厚膜状とした後焼成することにより厚膜型正特性
半導体素子を得ようとするものである。
従来の導電性添加剤とガラスフリツトを用いる
方法ではBaTiO3系半導体粉末同志の電気的接続
のために導電性添加剤が必要であり、BaTiO3系
粉末同志を物理的に接続するのにガラスフリツト
が必要であつた。
方法ではBaTiO3系半導体粉末同志の電気的接続
のために導電性添加剤が必要であり、BaTiO3系
粉末同志を物理的に接続するのにガラスフリツト
が必要であつた。
しかし、本発明によれば導電性添加剤とガラス
フリツトの両方の役割をはたすものとしてZrSiま
たはZrSi2を用いたところに特徴を有している。
このZrSi，ZrSi2は常温では導体であり、1000〜
1100℃以上の温度になると一部分が分解して粒子
表面にSiO2が析出するが、粒子内部は元のまま
で表面のSiO2膜により分解が阻止される。従つ
て、BaTiO3系半導体粉末とZrSiまたはZrSi2粉末
を混合して焼成すると、ZrSiまたはZrSi2の表面
に析出するSiO2がガラスフリツトと同じ役割を
し、粒子内部が導電性添加剤の役割をするため、
ZrSiまたはZrSi2を添加するだけでガラスフリツ
トを必要としない厚膜型正特性半導体素子が得ら
れる。
フリツトの両方の役割をはたすものとしてZrSiま
たはZrSi2を用いたところに特徴を有している。
このZrSi，ZrSi2は常温では導体であり、1000〜
1100℃以上の温度になると一部分が分解して粒子
表面にSiO2が析出するが、粒子内部は元のまま
で表面のSiO2膜により分解が阻止される。従つ
て、BaTiO3系半導体粉末とZrSiまたはZrSi2粉末
を混合して焼成すると、ZrSiまたはZrSi2の表面
に析出するSiO2がガラスフリツトと同じ役割を
し、粒子内部が導電性添加剤の役割をするため、
ZrSiまたはZrSi2を添加するだけでガラスフリツ
トを必要としない厚膜型正特性半導体素子が得ら
れる。
また、導電性金属を添加することにより熱伝導
性が悪いガラスフリツトに較べ熱伝導性が良くな
り、熱衝撃性も向上する。
性が悪いガラスフリツトに較べ熱伝導性が良くな
り、熱衝撃性も向上する。
実施例の説明
以下に本発明の実施例をあげて第１図と共に具
体的に説明する。
体的に説明する。
実施例 １
BaTiO3に1.0モル％のDy2O3を加え1300℃で焼
成した後、粉砕してBaTiO3系半導体粉末を得
る。前記BaTiO3系半導体粉末に全重量に対して
8.0重量％のZrSi粉末を加え均一に混合し、さら
にα−テルピネオールを加えてペースト状混合物
１を作る。
成した後、粉砕してBaTiO3系半導体粉末を得
る。前記BaTiO3系半導体粉末に全重量に対して
8.0重量％のZrSi粉末を加え均一に混合し、さら
にα−テルピネオールを加えてペースト状混合物
１を作る。
一方、Al2O3などからなる基板２上にあらかじ
め一対のAgなどの導電性物質からなる電極３，
４を設けておき、前記電極３，４上にその電極
３，４の一部が残るように前記ペースト状混合物
１をスクリーン印刷などにより塗布し、室温から
10℃／minの昇温速度で1350℃まで昇温し、１時
間保持した後、炉内放冷する。このようにして厚
膜型正特性半導体素子を得た。
め一対のAgなどの導電性物質からなる電極３，
４を設けておき、前記電極３，４上にその電極
３，４の一部が残るように前記ペースト状混合物
１をスクリーン印刷などにより塗布し、室温から
10℃／minの昇温速度で1350℃まで昇温し、１時
間保持した後、炉内放冷する。このようにして厚
膜型正特性半導体素子を得た。
実施例 ２
実施例１と同様にしてBaTiO3に3.0モル％の
DyO3を加え1250℃で焼成した後、粉砕して
BaTiO3系半導体粉末を得る。前記BaTiO3系半
導体粉末に全重量に対して48.0重量％のZrSi2粉
末を加え均一に混合し、さらにα−テルピネオー
ルを加えてペースト状混合物１にする。ついで、
実施例１と同様に前記基板２上にあらかじめ前記
電極３，４を設けておき、前記電極３，４の一部
が残るように前記ペースト状混合物１をスクリー
ン印刷などにより塗布し、室温から10℃／minの
昇温速度で1300℃まで昇温し、30分間保持した
後、炉内放冷する。このようにして厚膜型半導体
素子を得た。
DyO3を加え1250℃で焼成した後、粉砕して
BaTiO3系半導体粉末を得る。前記BaTiO3系半
導体粉末に全重量に対して48.0重量％のZrSi2粉
末を加え均一に混合し、さらにα−テルピネオー
ルを加えてペースト状混合物１にする。ついで、
実施例１と同様に前記基板２上にあらかじめ前記
電極３，４を設けておき、前記電極３，４の一部
が残るように前記ペースト状混合物１をスクリー
ン印刷などにより塗布し、室温から10℃／minの
昇温速度で1300℃まで昇温し、30分間保持した
後、炉内放冷する。このようにして厚膜型半導体
素子を得た。
こうして得た厚膜型半導体素子の室温での面積
抵抗は実施例１の場合2.9KΩ／cm2であり、実施
例２の場合0.4KΩ／cm2であり、各々の温度と抵
抗値の関係は第２図に示した通りであつた。第２
図でＡは実施例１により得られた素子の特性、Ｂ
は実施例２の場合の特性である。
抵抗は実施例１の場合2.9KΩ／cm2であり、実施
例２の場合0.4KΩ／cm2であり、各々の温度と抵
抗値の関係は第２図に示した通りであつた。第２
図でＡは実施例１により得られた素子の特性、Ｂ
は実施例２の場合の特性である。
発明の効果
以上のように本発明の製造方法によれば、ZrSi
またはZrSi2粉末が従来の導電性添加剤とガラス
フリツトの両方の役割をはたし、電気的接続、物
理的接続に十分な効果があり、ガラスフリツトな
しで厚膜状正特性半導体素子が得られることとな
る。
またはZrSi2粉末が従来の導電性添加剤とガラス
フリツトの両方の役割をはたし、電気的接続、物
理的接続に十分な効果があり、ガラスフリツトな
しで厚膜状正特性半導体素子が得られることとな
る。
また、ガラスフリツトという熱伝導の悪いもの
にかわつて熱伝導のよい導電性金属のZrSi，
ZrSi2を用いることにより、熱伝導が良くなり熱
衝撃性も向上する。さらにスクリーン印刷などに
より製造できることから作業が容易で量産が可能
である。
にかわつて熱伝導のよい導電性金属のZrSi，
ZrSi2を用いることにより、熱伝導が良くなり熱
衝撃性も向上する。さらにスクリーン印刷などに
より製造できることから作業が容易で量産が可能
である。
なお、本発明においてBaTiO3系半導体粉末と
してはBaTiO3に各種の添加剤を加えて半導体化
したものであればなんでもよい。また、ZrSi，
ZrSi2粉末の添加量を全重量に対して１〜60重量
％と規定したのは、１重量％未満では面積抵抗が
大きくなりすぎ発熱体に不適当であり、BaTiO3
粉末同志の物理的固定もできなく、一方60重量％
を越えると面積抵抗が小さくなりすぎ、自己制御
特性（PTC特性）が小さくなり発熱体に不適当
になるためである。また、実施例では導電性金属
として１種類添加した場合のみ示したが、複数種
類の全添加量が規定量内であれば同様の効果があ
ることを確認した。さらに、BaTiO3系半導体粉
末とZrSi，ZrSi2粉末をペースト状にするのに有
機溶剤（実施例ではα−テルピネオール）を用い
たが、ペースト状にできるものであればなんでも
よい。
してはBaTiO3に各種の添加剤を加えて半導体化
したものであればなんでもよい。また、ZrSi，
ZrSi2粉末の添加量を全重量に対して１〜60重量
％と規定したのは、１重量％未満では面積抵抗が
大きくなりすぎ発熱体に不適当であり、BaTiO3
粉末同志の物理的固定もできなく、一方60重量％
を越えると面積抵抗が小さくなりすぎ、自己制御
特性（PTC特性）が小さくなり発熱体に不適当
になるためである。また、実施例では導電性金属
として１種類添加した場合のみ示したが、複数種
類の全添加量が規定量内であれば同様の効果があ
ることを確認した。さらに、BaTiO3系半導体粉
末とZrSi，ZrSi2粉末をペースト状にするのに有
機溶剤（実施例ではα−テルピネオール）を用い
たが、ペースト状にできるものであればなんでも
よい。
以上述べたように本発明によれば、ガラスフリ
ツトを必要としない厚膜型正特性半導体素子が容
易に製造でき、その実用上の効果は大きいもので
ある。
ツトを必要としない厚膜型正特性半導体素子が容
易に製造でき、その実用上の効果は大きいもので
ある。
第１図は本発明方法により得られる厚膜型正特
性半導体素子を示す一部切欠斜視図、第２図は本
発明の実施例による素子の温度と抵抗値の関係を
示す図である。 １……ペースト状混合物、２……基板、３，４
……電極。
性半導体素子を示す一部切欠斜視図、第２図は本
発明の実施例による素子の温度と抵抗値の関係を
示す図である。 １……ペースト状混合物、２……基板、３，４
……電極。
Claims (1)
- １ BaTiO3系半導体粉末にZrSiまたはZrSi2のう
ち少なくとも１種類を１〜60重量％加え、ペース
ト状にした混合物を基板上に塗布して厚膜状とし
た後、焼成してなることを特徴とする厚膜型正特
性半導体素子の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17345183A JPS6064406A (ja) | 1983-09-19 | 1983-09-19 | 厚膜型正特性半導体素子の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17345183A JPS6064406A (ja) | 1983-09-19 | 1983-09-19 | 厚膜型正特性半導体素子の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6064406A JPS6064406A (ja) | 1985-04-13 |
| JPH04565B2 true JPH04565B2 (ja) | 1992-01-08 |
Family
ID=15960707
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17345183A Granted JPS6064406A (ja) | 1983-09-19 | 1983-09-19 | 厚膜型正特性半導体素子の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6064406A (ja) |
-
1983
- 1983-09-19 JP JP17345183A patent/JPS6064406A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6064406A (ja) | 1985-04-13 |
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