JPH0478101A - チタン酸バリウム系正特性サーミスタ及びその製造方法 - 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】 〔産業上の利用分野］ 本発明は、チタン酸バリウム系セラミックスを用いた正
特性サーミスタに関し、特に、その電極構造が改良され
たチタン酸バリウム系正特性サーミスタ及びその製造方
法に関する。

〔従来の技術〕

チタン酸バリウム系セラミックスを用いた正特性サーミ
スタが従来より公知である。このような正特性サーミス
タでは、チタン酸バリウムを特徴とする特性サーミスタ
素体上に、下記のような種々の方法で電極が形成されて
いた。

（ａ）例えばＡｇ及びＧａを主成分とした導電ペースト
のように、オーミック性接触を与える金属を含有してい
る導電ペーストを正特性サーミスタ素体上に塗布し、焼
き付ける方法。

（ｂ）正特性サーミスタ素体上にＮｉをめっきする方法
。

（ｃ）Ｎｉめっきを行った後に、Ｎｉ層上にＡｇ含有導
電ペーストを塗布し、焼き付ける方法。

（ｄ）Ａｆｆｉを正特性サーミスタ素体上に溶射する方
法。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、（ａ）オーミンク性接触を与える金属含
育導電ペーストを焼き付ける方法では、電極と正特性サ
ーミスタ素体との密着強度が十分でなく、かつ経時によ
り正特性サーミスタ素体とのオーミックコンタクトが劣
化し、抵抗値が変化するという問題がある。また、この
ような金属は高価であるため、コストが高く付くという
問題もあった。

（ｂ）Ｎｉをめっきする方法では、ライフ試験において
抵抗値が変化し易く、また、正特性サーミスタ素体との
オーミンクコンタクトを得るために熱処理を伴うので、
はんだが付かなくなるという問題があった。さらに、め
っき液に浸漬するため、正特性サーミスタ素体内部にめ
っき液が侵入したり、めっき液イオンが内部に残存する
ことにより、耐電圧特性や抵抗温度特性が劣化するとい
う問題もあった。

（ｃ）Ｎｉめっきと導電ペーストの焼き付けの双方を実
施する方法では、Ｎｉめっきのみの場合のはんだ付は性
やライフ試験における問題は改善される。しかしながら
、めっき液の侵入やめっき液イオンの残存による特性の
劣化が、やはり問題となっていた。

（ｄ）ｌを溶射する方法では、安定なオーム性接触が得
られる。しかしながら、Ａｆ自体が耐環境特性の点で問
題があり、得られた製品の寿命が短くなるという問題が
あった。

よって、本発明の目的は、上述した従来の正特性サーミ
スタ用電極の種々の問題点を解消するものであり、耐環
境特性に優れ、経時による特性の劣化が少ない、信転性
に優れたチタン酸バリウム系正特性サーミスタ及びその
製造方法を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、チタン酸バリウムを特徴とする特性サーミス
タ素体と、この正特性サーミスタ素体上に形成された電
極とを備える正特性サーミスタにおいて、該電極が正特
性サーミスタ素体上に形成されたＴｉ層またはＴｉ基合
金層を含むことを特徴とするものであり、また本発明の
製造方法は、チタン酸バリウム系正特性サーミスタ素体
上にＴｉまたはＴｉ基合金をスパッタリングすることに
より付与して電極を形成する工程を備えることを特徴と
する。

〔作用〕

本発明において、Ｔｉ層またはＴｉ基合金層からなる電
極を正特性サーミスタ上に形成するのは、Ｔｉがチタン
酸バリウム系正特性サーミスタ素体の主成分でもあり、
従って正特性サーミスタ素体に対しての密着強度に優れ
ており、さらに良好なオーミック接触が得られるからで
ある。

また、スパッタリングによりＴｉまたはＴｉ基合金を付
与するのは、溶射や蒸着に比べて密着強度が高いからで
ある。溶射や蒸着等によりＴｉまたはＴｉ基合金を正特
性サーミスタ素体上に付着させたとしても、十分な密着
強度は得られない。

すなわち、本発明では、チタン酸バリウム系正特性サー
ミスタ素体の成分であるＴｉを電橋材料として用いるこ
とにより密着強度を高め、しかもスパッタリングにより
付与することによりＴ１またはＴ１基合金と、チタン酸
バリウムを特徴とする特性サーミスタ素体との密着性を
より一層高めたことに特徴を有する。

なお、本発明のチタン酸バリウム系正特性サーミスタで
は、上述したＴｉまたはＴｉ基合金からなるｉｔ橿層上
に、他の金属材料よりなるｔ８ｉを積層形成してもよい
。例えば、はんだ付は性を改善するために、Ｔｉまたは
Ｔｉ合金からなる電極層上に、Ｃｕ、Ｎｉ、Ａｇ、Ｓｎ
またはｐｂ等の金属またはこれらのうち１種以上を含む
合金を、前記ＴｉまたはＴｉ基合金からなる電極層上に
１以上の層として付与してもよい。

また、上記のような他の金属材料よりなる電極層を積層
する場合、第１層としてのＴｉまたはＴｌ基合金表面に
酸化膜が形成されている場合には、その上に形成される
電極層との密着強度が低下する。従って、ＴｉまたはＴ
ｉ基合金からなる電極層を形成した後に、その表面が酸
化しないように取扱に注意を払うことが必要である。も
っとも、スパッタリングは真空槽内で行われるため、第
１層としてのＴｉまたはＴ１基合金層の表面は、本質的
には酸化され難い。特に、第２層以降の電極層を該真空
槽内で引き続いてスパッタリングにより付与するように
すれば、上記表面酸化の問題はほとんど生しない。

〔実施例の説明〕

第１図は、本発明の一実施例の正特性サーミスタの断面
図である。本実施例の正特性サーミスタｌでは、チタン
酸バリウムを特徴とする特性サーミスタ素体２の両主面
に、スパッタリングによりＴｉからなる第１の電極層３
ａ、３ｂが形成されている。第１の電極層３ａ、３ｂ上
に、さらに、スパッタリングにより、ＮｉまたはＣｕ等
からなる第２の電極層４ａ、４ｂ、並びに同じくスパッ
タリングにより形成されたＡｇ等よりなる第３の電極層
５ａ、５ｂが形成されている。

これらの第１〜第３の電極層３ａ〜５ｂは、何れもスパ
ッタリングにより形成されるものであるため、同一真空
槽内で連続的に形成することができる。すなわち、第１
の電極層３ａ、３ｂのＴｉ層表面の酸化を防止しつつ、
第２の電極層４ａ４ｂ及び第３の電極層５ａ、５ｂを形
成することができる。

次に、上記実施例のチタン酸バリウム系正特性サーミス
タの効果を具体的な実験例に基づき説明する。

まず、直径が１３閣、厚みが２■の大きさのチタン酸バ
リウム系正特性サーミスタ素体を用意し、その両主面に
直径が１２．５閣の大きさ及び０゜３μｍの厚みにＴｉ
をスパッタリングして第１の電極層３ａ、３ｂを形成し
、第２の電極層４ａ。

４ｂとしてＮｉ７０％を含有するＮｉ−Ｃｕ合金を０．
５μｍの厚みにスパッタリングにより付与し、さらに第
３の電極層５ａ、５ｂとして０．５μｍの厚みのＡｇ層
をスパッタリングにより付与した。このようにして得ら
れた実施例のチタン酸バリウム系正特性サーミスタ１の
特性を下記の第１表に示す。

なお、比較のために、従来技術の項において説明した４
種類の方法（ａ）〜（ｄ）により、それぞれ、１．５μ
ｍの厚みの電極が形成された相当のチタン酸バリウム系
正特性サーミスタを形成し、その特性を下記の第１表に
示した。

なお、第１表において、抵抗値（Ω）は、両主面に形成
された電極間の抵抗を示す。

また、耐環境試験抵抗値変化率（％）は、６０°Ｃ１９
０〜９５％Ｒｈの雰囲気中に１０００時間放置した後の
抵抗値の変化割合を示す。

加速通電ライフ抵抗値変化率（％）は、２０００ｖの交
流を連続通電し、１０００時間経過後の抵抗値の変化割
合を示す。

（以下、余白） 第１表から明らかなように、本実施例のチタン酸バリウ
ム系正特性サーミスタでは、従来例に比べて、耐環境試
験抵抗値変化率や加速通電ライフ抵抗値変化率が極めて
小さいことがわかる。また、リード線引張り強度につい
ても、従来例に比べてはるかに大きくされていることが
わかる。

さらに、上記実施例及び従来例のチタン酸バリウム系正
特性サーミスタの抵抗−温度特性を測定し、第２図にそ
の結果を示した。第２図から明らかなように、本実施例
の正特性サーミスタでは、素子自体の抵抗−温度特性に
近い特性が得られていることがわかる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、チタン酸バリウム系正特性サーミスタ
素体上にＴｉ層またはＴｉ基合金層が直接形成されてい
るため、電極と正特性サーミスタ素体との間に良好なオ
ーミンク接触が与えられており、かつ電極とサーミスタ
素体との密着強度も高められる。従って、耐環境特性に
優れており、経時による特性変化が少なく、抵抗−温度
特性が安定しており、さらにリード線引張り強度が高め
られたチタン酸バリウム系正特性サーミスタを提供する
ことが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一寞施例にかかるチタン酸バリウム系
正特性サーミスタの断面図、第２図は実施例及び従来例
のチタン酸バリウム系正特性サーミスタの抵抗−温度特
性を示す図である。 図において、１はチタン酸バリウム系正特性サーミスタ
、２は正特性サーミスタ素体、３ａ、３ｂはＴｉよりな
る第１の電極層、４ａ、４ｂは第２の電極層、５ａ、５
ｂは第３の電極層を示す。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）チタン酸バリウムを主体とする正特性サーミスタ
   素体と、 前記正特性サーミスタ素体上に形成された電極とを備え
   るチタン酸バリウム系正特性サーミスタにおいて、 前記電極が、正特性サーミスタ素体上に形成されたＴｉ
   層またはＴｉ基合金層を含むことを特徴とする、チタン
   酸バリウム系正特性サーミスタ。
2. （２）チタン酸バリウムを主体とする正特性サーミスタ
   素体上に、ＴｉまたはＴｉ基合金をスパッタリングによ
   り付与して電極を形成する工程を備えることを特徴とす
   る、チタン酸バリウム系正特性サーミスタの製造方法。