JPH05159903A - 積層型半導体セラミック素子 - Google Patents
積層型半導体セラミック素子Info
- Publication number
- JPH05159903A JPH05159903A JP3349559A JP34955991A JPH05159903A JP H05159903 A JPH05159903 A JP H05159903A JP 3349559 A JP3349559 A JP 3349559A JP 34955991 A JP34955991 A JP 34955991A JP H05159903 A JPH05159903 A JP H05159903A
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- Japan
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- semiconductor ceramic
- ceramic element
- laminated
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 耐熱性，耐酸化性を向上しながらセラミック
層とのオーミック接触を向上でき、ひいては抵抗値を低
くできるとともに、抵抗温度係数を向上できる積層型半
導体セラミック素子を提供する。 【構成】 半導体セラミック層２と内部電極３とを交互
に積層し、これを一体焼結して積層型半導体セラミック
素子１を構成する。そして、上記内部電極３を、Ｍｏ，
Ｗ，Ｃｒ，Ｃｏ，Ｔｉ及びＦｅの何れかを主成分とし、
これにＰｔあるいはＰｄを２〜15ａｔ％の範囲で含有し
てなる金属材料により構成する。
層とのオーミック接触を向上でき、ひいては抵抗値を低
くできるとともに、抵抗温度係数を向上できる積層型半
導体セラミック素子を提供する。 【構成】 半導体セラミック層２と内部電極３とを交互
に積層し、これを一体焼結して積層型半導体セラミック
素子１を構成する。そして、上記内部電極３を、Ｍｏ，
Ｗ，Ｃｒ，Ｃｏ，Ｔｉ及びＦｅの何れかを主成分とし、
これにＰｔあるいはＰｄを２〜15ａｔ％の範囲で含有し
てなる金属材料により構成する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、電気抵抗値が温度によ
って変化する正の抵抗温度特性を有する積層型半導体セ
ラミック素子に関し、特に耐熱性，耐酸化性を確保しな
がらセラミック層とのオーミック接触を向上でき、ひい
ては抵抗値を低くできるとともに、抵抗温度係数を向上
できるようにした構造に関する。
って変化する正の抵抗温度特性を有する積層型半導体セ
ラミック素子に関し、特に耐熱性，耐酸化性を確保しな
がらセラミック層とのオーミック接触を向上でき、ひい
ては抵抗値を低くできるとともに、抵抗温度係数を向上
できるようにした構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】正の抵抗温度特性を有するＢａＴｉＯ3
系半導体セラミック素子は、キュリー点以上で抵抗値が
急激に増加する特性を有しており、例えば電気回路の過
電流保護素子として、あるいはテレビのブラウン管枠の
消磁素子として、多くの分野で使用されている。また、
近年の表面実装に対応するために、例えば特開昭57-608
02号公報には積層型の半導体セラミック素子が提案され
ている。この積層型半導体セラミック素子は、ＢａＴｉ
Ｏ3 を主成分とするセラミック層とＰｔ−Ｐｄ合金から
なる内部電極とを交互に積層して一体焼結するととも
に、該焼結体の左,右端面にＡｇからなる外部電極を形
成し、該外部電極に上記各内部電極の一端面を交互に接
続して構成されている。
系半導体セラミック素子は、キュリー点以上で抵抗値が
急激に増加する特性を有しており、例えば電気回路の過
電流保護素子として、あるいはテレビのブラウン管枠の
消磁素子として、多くの分野で使用されている。また、
近年の表面実装に対応するために、例えば特開昭57-608
02号公報には積層型の半導体セラミック素子が提案され
ている。この積層型半導体セラミック素子は、ＢａＴｉ
Ｏ3 を主成分とするセラミック層とＰｔ−Ｐｄ合金から
なる内部電極とを交互に積層して一体焼結するととも
に、該焼結体の左,右端面にＡｇからなる外部電極を形
成し、該外部電極に上記各内部電極の一端面を交互に接
続して構成されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の積層型半導体セラミック素子では、内部電極とセラ
ミック層とのオーミック接触が得られ難く、その結果抵
抗値が大幅に上昇するという問題点がある。
来の積層型半導体セラミック素子では、内部電極とセラ
ミック層とのオーミック接触が得られ難く、その結果抵
抗値が大幅に上昇するという問題点がある。
【０００４】本発明は上記従来の状況に鑑みてなされた
もので、セラミック層とのオーミック接触を向上して抵
抗値を低くできる積層型半導体セラミック素子を提供す
ることを目的としている。
もので、セラミック層とのオーミック接触を向上して抵
抗値を低くできる積層型半導体セラミック素子を提供す
ることを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】ここで、上記積層型半導
体セラミック素子の製造に際して、例えば積層型コンデ
ンサの製造プロセスで用いられている方法を適用する場
合、セラミックグリーンシートと内部電極とを交互に積
層して積層体を形成し、この積層体を例えば1300℃の還
元性雰囲気中にて高温焼成し、この後、例えば1000℃の
大気中にて再酸化処理を行うこととなる。このような内
部電極に使用される金属材料には、高温に耐えられる耐
熱性，再酸化処理に耐えられる耐酸化性，及びセラミッ
ク層とのオーミック性に優れていることが要求される。
しかし、上記従来の内部電極に使用されるＰｔ−Ｐｄ合
金では、耐熱性，耐酸化性は満足できるものの、オーミ
ック性が得られない。本件発明者らは、上記各要求を満
足できる金属を見い出すべく検討したところ、Ｍｏ，
Ｗ，Ｃｒ，Ｃｏ，Ｔｉ，Ｆｅの各金属が有効であること
を見出した。一方、これらの各金属を使用した場合、耐
熱性及びオーミック性については効果が得られるもの
の、700 ℃程度の大気中で酸化し易く、耐酸化性に問題
があることが判明した。このため、上記Ｍｏ等の各金属
の耐熱性とオーミック性を損なうことなく、耐酸化性を
向上すべくさらに検討したところ、上記各金属に所定量
のＰｔ，Ｐｄを添加することによって耐酸化性を改善で
きることに想到し、本発明を成したものである。
体セラミック素子の製造に際して、例えば積層型コンデ
ンサの製造プロセスで用いられている方法を適用する場
合、セラミックグリーンシートと内部電極とを交互に積
層して積層体を形成し、この積層体を例えば1300℃の還
元性雰囲気中にて高温焼成し、この後、例えば1000℃の
大気中にて再酸化処理を行うこととなる。このような内
部電極に使用される金属材料には、高温に耐えられる耐
熱性，再酸化処理に耐えられる耐酸化性，及びセラミッ
ク層とのオーミック性に優れていることが要求される。
しかし、上記従来の内部電極に使用されるＰｔ−Ｐｄ合
金では、耐熱性，耐酸化性は満足できるものの、オーミ
ック性が得られない。本件発明者らは、上記各要求を満
足できる金属を見い出すべく検討したところ、Ｍｏ，
Ｗ，Ｃｒ，Ｃｏ，Ｔｉ，Ｆｅの各金属が有効であること
を見出した。一方、これらの各金属を使用した場合、耐
熱性及びオーミック性については効果が得られるもの
の、700 ℃程度の大気中で酸化し易く、耐酸化性に問題
があることが判明した。このため、上記Ｍｏ等の各金属
の耐熱性とオーミック性を損なうことなく、耐酸化性を
向上すべくさらに検討したところ、上記各金属に所定量
のＰｔ，Ｐｄを添加することによって耐酸化性を改善で
きることに想到し、本発明を成したものである。
【０００６】そこで本発明は、半導体セラミック層と内
部電極とを交互に積層して一体焼結してなる積層型半導
体セラミック素子において、上記内部電極を、Ｍｏ，
Ｗ，Ｃｒ，Ｃｏ，Ｔｉ，及びＦｅの中の何れかを主成分
とし、これにＰｔあるいはＰｄを２〜15ａｔ％の範囲で
含有してなる金属材料により構成したことを特徴として
いる。ここで、上記Ｐｔ，Ｐｄはいずれか一方のみ添加
してもよく、または両方を添加してもよい。また、上記
Ｐｔ，Ｐｄの含有量を限定したのは、これを２ａｔ％以
下にすると耐酸化性が十分改善されないからであり、ま
た15ａｔ％を越えるとオーミック性が損なわれて内部電
極自体の抵抗が大きくなるからである。
部電極とを交互に積層して一体焼結してなる積層型半導
体セラミック素子において、上記内部電極を、Ｍｏ，
Ｗ，Ｃｒ，Ｃｏ，Ｔｉ，及びＦｅの中の何れかを主成分
とし、これにＰｔあるいはＰｄを２〜15ａｔ％の範囲で
含有してなる金属材料により構成したことを特徴として
いる。ここで、上記Ｐｔ，Ｐｄはいずれか一方のみ添加
してもよく、または両方を添加してもよい。また、上記
Ｐｔ，Ｐｄの含有量を限定したのは、これを２ａｔ％以
下にすると耐酸化性が十分改善されないからであり、ま
た15ａｔ％を越えるとオーミック性が損なわれて内部電
極自体の抵抗が大きくなるからである。
【０００７】
【作用】本発明に係る積層型半導体セラミック素子によ
れば、内部電極に、Ｍｏ，Ｗ，Ｃｒ，Ｃｏ，Ｔｉ，Ｆｅ
の何れかにＰｔ，Ｐｄを２〜15ａｔ％含有してなる金属
材料を採用したので、高温焼成に対する耐熱性，及び再
酸化処理に対する耐酸化性を確保しながら、セラミック
層とのオーミック性を向上でき、その結果抵抗値を低減
できる。
れば、内部電極に、Ｍｏ，Ｗ，Ｃｒ，Ｃｏ，Ｔｉ，Ｆｅ
の何れかにＰｔ，Ｐｄを２〜15ａｔ％含有してなる金属
材料を採用したので、高温焼成に対する耐熱性，及び再
酸化処理に対する耐酸化性を確保しながら、セラミック
層とのオーミック性を向上でき、その結果抵抗値を低減
できる。
【０００８】
【実施例】以下、本発明の実施例を図について説明す
る。図１及び図２は本発明の一実施例による積層型半導
体セラミック素子を説明するための図である。図におい
て、１は本実施例の積層型半導体セラミック素子であ
る。この半導体セラミック素子１は直方体状のもので、
ＢａＴｉＯ3 を主成分とする半導体セラミック層２と内
部電極３とを交互に積層し、これを一体焼結してなる焼
結体４の左, 右端面４ａ，４ｂにＡｇからなる外部電極
５，５を形成して構成されている。また、上記各内部電
極３の一端面３ａは焼結体４の左, 右端面４ａ，４ｂに
交互に露出されており、この一端面３ａは上記外部電極
５に電気的に接続されている。さらに上記各内部電極３
の他の端面はセラミック層２の内側に位置して焼結体４
内に封入されている。
る。図１及び図２は本発明の一実施例による積層型半導
体セラミック素子を説明するための図である。図におい
て、１は本実施例の積層型半導体セラミック素子であ
る。この半導体セラミック素子１は直方体状のもので、
ＢａＴｉＯ3 を主成分とする半導体セラミック層２と内
部電極３とを交互に積層し、これを一体焼結してなる焼
結体４の左, 右端面４ａ，４ｂにＡｇからなる外部電極
５，５を形成して構成されている。また、上記各内部電
極３の一端面３ａは焼結体４の左, 右端面４ａ，４ｂに
交互に露出されており、この一端面３ａは上記外部電極
５に電気的に接続されている。さらに上記各内部電極３
の他の端面はセラミック層２の内側に位置して焼結体４
内に封入されている。
【０００９】そして、上記内部電極３は、Ｍｏ，Ｗ，Ｃ
ｒ，Ｃｏ，Ｔｉ，Ｆｅの中から選ばれた何れかを主成分
とし、これにＰｔ又はＰｄを添加してなる金属材料によ
り構成されており、このＰｔ，Ｐｄの添加量は２〜15ａ
ｔ％の範囲内となっている。
ｒ，Ｃｏ，Ｔｉ，Ｆｅの中から選ばれた何れかを主成分
とし、これにＰｔ又はＰｄを添加してなる金属材料によ
り構成されており、このＰｔ，Ｐｄの添加量は２〜15ａ
ｔ％の範囲内となっている。
【００１０】次に本実施例の積層型半導体セラミック素
子１の製造方法について説明する。まず、原料として、
ＢａＣＯ3 ，ＳｒＣＯ3 ，ＣａＣＯ3 ，ＴｉＯ2 ，Ｙ2
Ｏ3 ，ＳｉＯ2 ，ＭｎＣＯ3 を用いて以下の組成となる
よう調合する。 （Ｂａ0.876 Ｃａ0.04Ｓｒ0.04Ｙ0.004 ）ＴｉＯ3 ＋0.
001 Ｍｎ＋0.01ＳｉＯ2 上記原料を、純水，及びジルコニアボールとともにポリ
エチレン製ポットに入れて５時間粉砕混合した後、乾燥
させて1100℃で２時間仮焼成する。
子１の製造方法について説明する。まず、原料として、
ＢａＣＯ3 ，ＳｒＣＯ3 ，ＣａＣＯ3 ，ＴｉＯ2 ，Ｙ2
Ｏ3 ，ＳｉＯ2 ，ＭｎＣＯ3 を用いて以下の組成となる
よう調合する。 （Ｂａ0.876 Ｃａ0.04Ｓｒ0.04Ｙ0.004 ）ＴｉＯ3 ＋0.
001 Ｍｎ＋0.01ＳｉＯ2 上記原料を、純水，及びジルコニアボールとともにポリ
エチレン製ポットに入れて５時間粉砕混合した後、乾燥
させて1100℃で２時間仮焼成する。
【００１１】次いで、この仮焼成体を粉砕して仮焼成粉
を形成し、この仮焼成粉に有機バインダー，溶剤，及び
分散剤を混合し、厚さ0.1 mmのセラミックグリーンシー
トに成形する。次に、このグリーンシートを7.5 ×6.5
mm2 のサイズとなるよう矩形状に打ち抜いて多数の半導
体セラミック層２を形成する。
を形成し、この仮焼成粉に有機バインダー，溶剤，及び
分散剤を混合し、厚さ0.1 mmのセラミックグリーンシー
トに成形する。次に、このグリーンシートを7.5 ×6.5
mm2 のサイズとなるよう矩形状に打ち抜いて多数の半導
体セラミック層２を形成する。
【００１２】次に、上述のＭｏ，Ｗ，Ｃｒ，Ｃｏ，Ｔ
ｉ，Ｆｅの何れかにＰｔ又はＰｄを２〜15ａｔ％を含有
してなる合金粉末を形成し、これにワニスを混合して電
極ペーストを作成する。この電極ペーストを上記各セラ
ミック層２の上面にスクリーン印刷して内部電極３を形
成する。この場合、各内部電極３の一端面３ａのみがセ
ラミック層２の端縁まで延び、他の端面は内側に位置す
るように形成する。
ｉ，Ｆｅの何れかにＰｔ又はＰｄを２〜15ａｔ％を含有
してなる合金粉末を形成し、これにワニスを混合して電
極ペーストを作成する。この電極ペーストを上記各セラ
ミック層２の上面にスクリーン印刷して内部電極３を形
成する。この場合、各内部電極３の一端面３ａのみがセ
ラミック層２の端縁まで延び、他の端面は内側に位置す
るように形成する。
【００１３】そして、図２に示すように、上記セラミッ
ク層２と内部電極３とが交互に重なり、かつ該内部電極
３の一端面３ａがセラミック層２の左, 右端面に交互に
露出するよう積層し、これの上面，下面にダミーとして
のセラミック層６，６を重ねる。次いで、これをプレス
で加圧，圧着して積層体を形成する。これにより上記内
部電極３の一端面３ａのみが積層体の左, 右端面に露出
し、残りの部分は積層体内に封入されることとなる。
ク層２と内部電極３とが交互に重なり、かつ該内部電極
３の一端面３ａがセラミック層２の左, 右端面に交互に
露出するよう積層し、これの上面，下面にダミーとして
のセラミック層６，６を重ねる。次いで、これをプレス
で加圧，圧着して積層体を形成する。これにより上記内
部電極３の一端面３ａのみが積層体の左, 右端面に露出
し、残りの部分は積層体内に封入されることとなる。
【００１４】次に、上記積層体をＨ2 ／Ｎ2 ＝５％の還
元性雰囲気中で1300℃に加熱し、２時間焼成し、焼結体
４を得る。この後、大気中にて1000℃で２時間再酸化処
理を行う。そして、上記焼結体４の左, 右端面４ａ，４
ｂにＡｇペーストを塗布した後、焼き付けて外部電極５
を形成する。これにより本実施例の積層型半導体セラミ
ック素子１が製造される。
元性雰囲気中で1300℃に加熱し、２時間焼成し、焼結体
４を得る。この後、大気中にて1000℃で２時間再酸化処
理を行う。そして、上記焼結体４の左, 右端面４ａ，４
ｂにＡｇペーストを塗布した後、焼き付けて外部電極５
を形成する。これにより本実施例の積層型半導体セラミ
ック素子１が製造される。
【００１５】本実施例の積層型半導体セラミック素子１
によれば、内部電極３に、Ｍｏ，Ｗ，Ｃｒ，Ｃｏ，Ｔ
ｉ，Ｆｅから選ばれた何れかを主成分とし、これにＰｔ
又はＰｄを２〜15ａｔ％含有してなる金属材料を採用し
たので、高温焼成に対する耐熱性，及び再酸化処理に対
する耐酸化性を向上しながら、セラミック層２とのオー
ミック性を向上でき、その結果室温での抵抗値を低くで
きるとともに、抵抗温度係数を向上できる。
によれば、内部電極３に、Ｍｏ，Ｗ，Ｃｒ，Ｃｏ，Ｔ
ｉ，Ｆｅから選ばれた何れかを主成分とし、これにＰｔ
又はＰｄを２〜15ａｔ％含有してなる金属材料を採用し
たので、高温焼成に対する耐熱性，及び再酸化処理に対
する耐酸化性を向上しながら、セラミック層２とのオー
ミック性を向上でき、その結果室温での抵抗値を低くで
きるとともに、抵抗温度係数を向上できる。
【００１６】
【表１】
【００１７】
【表２】
【００１８】表１及び表２は、上記実施例方法により製
造された半導体セラミック素子の効果を確認するために
行った試験結果を示す。この試験は、内部電極にＭｏ，
Ｗ，Ｃｒ，Ｃｏ，Ｔｉ，Ｆｅの各金属を使用し、これに
Ｐｔ又はＰｄを添加するとともに、これの添加量を０〜
20ａｔ％の範囲で変化させてセラミック素子を作成し、
これにより得られた各素子の室温での抵抗値（Ω），及
び抵抗温度係数（％／℃）を測定した。また、抵抗温度
係数は、次式により算出した。 抵抗温度係数＝〔Ｉｎ（10/2) ／Ｔ２−Ｔ１〕×100 Ｔ２：抵抗が室温抵抗の10倍となる温度 Ｔ1 ：抵抗が室温抵抗の２倍となる温度 表１及び表２からも明らかなように、Ｐｔ，Ｐｄの含有
量が０〜１ａｔ％では、耐酸化性が改善されずに抵抗値
はいずれも急激に大きくなるとともに、抵抗温度係数は
測定不能，もしくは1.2 以下に小さくなっている。ま
た、Ｐｔ，Ｐｄの含有量が20ａｔ％では、オーミック性
が損なわれて抵抗値は13〜42Ωと上昇しており、かつ抵
抗温度係数も1.1 〜1.9 と低下している。これに対して
Ｐｔ，Ｐｄの含有量が２〜15ａｔ％の範囲内では、抵抗
値は0.6 〜1.5 Ω, 抵抗温度係数は2.8 〜3.8 と両方と
も満足できる結果が得られており、室温領域における抵
抗が低く、かつ十分な抵抗温度特性が得られていること
がわかる。
造された半導体セラミック素子の効果を確認するために
行った試験結果を示す。この試験は、内部電極にＭｏ，
Ｗ，Ｃｒ，Ｃｏ，Ｔｉ，Ｆｅの各金属を使用し、これに
Ｐｔ又はＰｄを添加するとともに、これの添加量を０〜
20ａｔ％の範囲で変化させてセラミック素子を作成し、
これにより得られた各素子の室温での抵抗値（Ω），及
び抵抗温度係数（％／℃）を測定した。また、抵抗温度
係数は、次式により算出した。 抵抗温度係数＝〔Ｉｎ（10/2) ／Ｔ２−Ｔ１〕×100 Ｔ２：抵抗が室温抵抗の10倍となる温度 Ｔ1 ：抵抗が室温抵抗の２倍となる温度 表１及び表２からも明らかなように、Ｐｔ，Ｐｄの含有
量が０〜１ａｔ％では、耐酸化性が改善されずに抵抗値
はいずれも急激に大きくなるとともに、抵抗温度係数は
測定不能，もしくは1.2 以下に小さくなっている。ま
た、Ｐｔ，Ｐｄの含有量が20ａｔ％では、オーミック性
が損なわれて抵抗値は13〜42Ωと上昇しており、かつ抵
抗温度係数も1.1 〜1.9 と低下している。これに対して
Ｐｔ，Ｐｄの含有量が２〜15ａｔ％の範囲内では、抵抗
値は0.6 〜1.5 Ω, 抵抗温度係数は2.8 〜3.8 と両方と
も満足できる結果が得られており、室温領域における抵
抗が低く、かつ十分な抵抗温度特性が得られていること
がわかる。
【００１９】
【発明の効果】以上のように本発明に係る積層型半導体
セラミック素子によれば、内部電極に、Ｍｏ，Ｗ，Ｃ
ｒ，Ｃｏ，Ｔｉ，Ｆｅの何れかを主成分とし、これにＰ
ｔあるいはＰｄを２〜15ａｔ％含有してなる金属材料を
採用したので、耐熱性及び耐酸化性，さらにはセラミッ
ク層とのオーミック性を向上でき、抵抗値を低くできる
とともに、抵抗温度係数を向上できる効果がある。
セラミック素子によれば、内部電極に、Ｍｏ，Ｗ，Ｃ
ｒ，Ｃｏ，Ｔｉ，Ｆｅの何れかを主成分とし、これにＰ
ｔあるいはＰｄを２〜15ａｔ％含有してなる金属材料を
採用したので、耐熱性及び耐酸化性，さらにはセラミッ
ク層とのオーミック性を向上でき、抵抗値を低くできる
とともに、抵抗温度係数を向上できる効果がある。
【図１】本発明の一実施例による積層型半導体セラミッ
ク素子を説明するための断面図である。
ク素子を説明するための断面図である。
【図２】上記実施例の積層型半導体セラミック素子の製
造方法を説明するための分解斜視図である。
造方法を説明するための分解斜視図である。
１ 積層型半導体セラミック素子 ２ 半導体セラミック層 ３ 内部電極
Claims (1)
- 【請求項１】 正の抵抗温度特性を有する半導体セラミ
ック層と内部電極とを交互に積層して一体焼結してなる
積層型半導体セラミック素子において、上記内部電極
が、Ｍｏ，Ｗ，Ｃｒ，Ｃｏ，Ｔｉ，及びＦｅの何れかを
主成分とし、これにＰｔあるいはＰｄを２〜15ａｔ％の
範囲で含有して構成されていることを特徴とする積層型
半導体セラミック素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3349559A JPH05159903A (ja) | 1991-12-06 | 1991-12-06 | 積層型半導体セラミック素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3349559A JPH05159903A (ja) | 1991-12-06 | 1991-12-06 | 積層型半導体セラミック素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05159903A true JPH05159903A (ja) | 1993-06-25 |
Family
ID=18404540
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3349559A Pending JPH05159903A (ja) | 1991-12-06 | 1991-12-06 | 積層型半導体セラミック素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05159903A (ja) |
-
1991
- 1991-12-06 JP JP3349559A patent/JPH05159903A/ja active Pending
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20010828 |