JPH0562804A - 半導体磁器用オーミツク性電極材料およびそれを用いた半導体磁器素子 - Google Patents

半導体磁器用オーミツク性電極材料およびそれを用いた半導体磁器素子

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JPH0562804A
JPH0562804A JP33418891A JP33418891A JPH0562804A JP H0562804 A JPH0562804 A JP H0562804A JP 33418891 A JP33418891 A JP 33418891A JP 33418891 A JP33418891 A JP 33418891A JP H0562804 A JPH0562804 A JP H0562804A
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々 木 清 美 佐
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 良好なオーミック接触を示しかつ良好な耐湿
特性を示すオーミック性電極を有する半導体磁器素子を
提供する。 【構成】 半導体磁器素子は、たとえばチタン酸バリウ
ム系半導体磁器などの半導体磁器を含み、この半導体磁
器の表面には、オーミック性電極が形成される。このオ
ーミック性電極は、アルミニウムが４８〜９６重量％お
よびけい素が４〜５２重量％からなる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は半導体磁器用オーミッ
ク性電極材料およびそれを用いた半導体磁器素子に関
し、特に、良好なオーミック性接触を示す半導体磁器用
オーミック性電極材料およびそれを用いたたとえば正特
性サーミスタ，バリスタ，抵抗体などの半導体磁器素子
に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体磁器、たとえば、チタン酸バリウ
ム系半導体磁器、酸化亜鉛系半導体磁器、チタン酸スト
ロンチウム系半導体磁器、酸化錫系半導体磁器、酸化鉄
系半導体磁器、酸化チタン系半導体磁器、酸化ニッケル
系半導体磁器など、各種の半導体磁器の電極材料として
は、オーミック性接触を示す電極材料が用いられる。
【０００３】このようなオーミック性接触を示す電極材
料には、たとえば、Ｉｎ−Ｇａ合金、ニッケルの無電解
メッキ、オーミック銀ペースト、アルミニウムペースト
などがある。
【０００４】これらの電極材料のなかでアルミニウムペ
ーストからなる電極材料は、半導体磁器の表面に印刷な
どで塗布されたのち６００〜８００℃で焼付けられるこ
とによって、電極として形成される。このアルミニウム
電極は、固有抵抗値が卑金属のなかでもっとも低く、コ
ストも低く、安価な卑金属電極材料という特徴を有す
る。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、アルミ
ニウム電極は、耐湿寿命特性が悪いため、高湿度では抵
抗値が上昇するという問題があり、実用には至っていな
い。
【０００６】それゆえに、この発明の主たる目的は、良
好なオーミック性接触を示しかつ良好な耐湿特性を示
す、半導体磁器用オーミック性電極材料を提供すること
である。
【０００７】この発明の他の目的は、良好なオーミック
性接触を示しかつ良好な耐湿特性を示すオーミック性電
極を有する、半導体磁器素子を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】この発明にかかる半導体
磁器用オーミック性電極材料は、アルミニウムが４８〜
９６重量％およびけい素が４〜５２重量％からなる、半
導体磁器用オーミック性電極材料である。
【０００９】また、この発明にかかる半導体磁器素子
は、半導体磁器およびこの半導体磁器の表面に形成され
るオーミック性電極を含み、このオーミック性電極は、
アルミニウムが４８〜９６重量％およびけい素が４〜５
２重量％からなる。
【００１０】アルミニウムとけい素とを上記した範囲に
限定したのは、アルミニウムが４８重量％未満でけい素
が５２重量％を超えると、良好なオーミック性接触が得
られないとともに、耐湿特性が劣化するからである。ま
た、アルミニウムが９６重量％を超えてけい素が４重量
％未満になると、耐湿特性が劣化するからである。した
がって、電極材料成分のアルミニウムとけい素との割合
は、アルミニウムを４８〜９６重量％の範囲とし、けい
素を４〜５２重量％の範囲とした。
【００１１】
【発明の効果】この発明によれば、良好なオーミック性
接触を示しかつ良好な耐湿特性を示す、半導体磁器用オ
ーミック電極材料が得られる。
【００１２】さらに、この発明によれば、良好なオーミ
ック性接触を示しかつ良好な耐湿特性を示すオーミック
性電極を有する、半導体磁器素子が得られる。
【００１３】この発明の上述の目的およびその他の目
的，特徴および利点は、以下の実施例の詳細な説明から
一層明らかなろう。
【００１４】
【実施例】実施例１ まず、アルミニウムおよびけい素の各粉末を準備し、こ
れらを表１に示す割合で調合して、金属粉末を得た。こ
の場合、粒径が５〜３０μｍで平均粒径が１０μｍのア
ルミニウム粉末と、粒径が０．５〜１０．０μｍで平均
粒径が６μｍのけい素粉末とを用いた。
【００１５】
【表１】
【００１６】これら金属粉末にそれぞれ低融点ガラスフ
リットおよび有機ビヒクルを加えて、それぞれのペース
トとした。この場合、低融点ガラスフリットとしては、
平均粒径が１０μｍのほうけい酸鉛系ガラスフリットを
用い、有機ビヒクルとしては、エチルセルロースをα−
テレピネオールで溶解させたものを用いた。また、金属
粉末、低融点ガラスフリットおよび有機ビヒクルは、金
属粉末を７０重量％、低融点ガラスフリットを１０重量
％および有機ビヒクルを２０重量％の割合で混合した。
【００１７】一方、大きさが１３ｍｍφで抵抗値が２０
０Ωの円板状のチタン酸バリウム系半導体磁器の両面
に、それぞれ、Ｉｎ−Ｇａ合金を擦り付けて電極を形成
し、オーミック性接触の測定のための標準試料とした。
【００１８】さらに、上述したものと同じ構造のチタン
酸バリウム系半導体磁器の両面に、それぞれ、表１に示
した配合比で調製したペーストを印刷し塗布し、空気中
６００℃、８００℃の各温度で３０分間の条件で焼付け
て電極を形成し、オーミック性接触の測定のための試料
とした。
【００１９】そして、標準試料および各試料の抵抗値を
抵抗測定器で測定した。この場合、半導体磁器の両面の
電極に、抵抗測定器の測定端子を当接し、２５℃±０．
５℃の温度で抵抗値を測定した。それから、標準試料の
抵抗値に対する各試料の抵抗値の比を求めた。その比を
オーミック性として表１に示した。この抵抗値の比が小
さい程オーミック性接触がよいが、その比が１．３以内
のものについては、オーミック性接触があるとした。
【００２０】次に、大きさが２０ｍｍ×１５ｍｍ×４ｍ
ｍの角板状のアルミナ板の表面に、４ｍｍのギャップを
隔てて銀からなる２つの対向電極を形成し、これらの対
向電極間を橋絡するように、上述の各ペーストを印刷し
塗布し、空気中６００℃、８００℃の各温度で３０分間
の条件で焼付けて電極を形成し、電極の固有抵抗値を測
定する試料とした。そして、各試料の対向電極間に電導
度計を用いて、各試料の電極の固有抵抗値を測定した。
その結果を表１に示した。
【００２１】さらに、耐湿特性を評価するために、上述
のオーミック性を測定した試料および固有抵抗値を測定
した試料と同じものを用いて、温度６０℃、相対湿度９
５％の環境下に２０００時間放置し、初期の電極のオー
ミック性および固有抵抗値に対する変化率を求めた。そ
の結果を表１に示した。
【００２２】なお、表１中、＊印を付した試料番号はこ
の発明の範囲外のものであり、それ以外はこの発明の範
囲内のものである。
【００２３】表１から、試料番号１−１のように、アル
ミニウムが２４重量％でけい素が７６重量％のもので
は、６００℃の焼付け温度ではオーミック性が得られ
ず、固有抵抗値も高い値になり、耐湿特性においても、
オーミック性の特性変化率が大きく、固有抵抗値は無限
大となる。また、試料番号１−２のように、８００℃の
焼付け温度でも、オーミック性が得られず、固有抵抗値
も高い値になる。
【００２４】また、試料番号７−１および７−２のよう
にアルミニウムのみでは、オーミック性が得られかつ固
有抵抗値も低いレベルであるが、耐湿特性の劣化がみら
れる。
【００２５】これに対して、この発明の範囲内のもの
は、良好なオーミック性が得られ、固有抵抗値も低いレ
ベルであり、さらに耐湿特性も優れている。
【００２６】実施例２ この実施例では、電極材料中のガラスフリットの種類に
よって、電極のオーミック性に優劣があるかどうかを評
価した。
【００２７】すなわち、この実施例では、表２に示すよ
うに、電極材料中のガラスフリットとして、ほうけい酸
鉛，ほうけい酸亜鉛，ほうけい酸鉛亜鉛（ほうけい酸鉛
中の酸化鉛の２０重量％を酸化亜鉛で置換したもの），
ほうけい酸鉛亜鉛（ほうけい酸鉛中の酸化鉛の８０重量
％を酸化亜鉛で置換したもの）あるいはほうけい酸ビス
マスを用いた。なお、この実施例では、アルミニウムお
よびけい素からなる主成分にガラスフリットを混合した
固形成分８０重量％に、有機ビヒクルを２０重量％の割
合で混合して、ペーストを得た。そして、上述の実施例
１と同様にして、ペーストで電極を形成した。この場
合、ペーストの焼付け温度は、６００℃とした。
【００２８】
【表２】
【００２９】そして、上述の実施例１と同様にして、各
特性を測定した。この結果を表２に示した。
【００３０】表２に示す結果から明らかなように、電極
のオーミック性を改良するためには、ガラスフリットと
して、ほうけい酸鉛，ほうけい酸亜鉛あるいはほうけい
酸鉛亜鉛を使用することができるが、ほうけい酸ビスマ
スを使用することができない。
【００３１】なお、電極材料中のガラスフリットの含有
量は、１０〜５０重量％の範囲が好ましい。すなわち、
ガラスフリットの含有量が１０重量％未満では、耐湿性
が悪くなるとともに接着強度が劣化し、その含有量が５
０重量％を超えると、固有抵抗値が高くなるとともにオ
ーミック性が得られないからである。
【００３２】実施例３ この実施例では、本願発明にかかる電極および従来例に
よる電極について、それぞれマイグレーションに対する
特性を評価した。
【００３３】まず、本願発明にかかる電極材料として、
表３の試料番号９−１から９−４に示す割合で調合した
主成分およびガラフスリットからなる固形成分８０重量
％に、有機ビヒクルを２０重量％の割合で調合して、ペ
ーストを得た。そして、上述の各実施例と同様にして、
円板状の半導体磁器の両面にそれぞれ電極を形成した。
この場合、ペーストの焼付け温度は、６００℃とした。
【００３４】
【表３】
【００３５】一方、従来例として、表３の試料番号９−
５に示す割合で調合した銀および亜鉛からなる主成分と
ガラスフリットとからなる固形成分８０重量％に、有機
ビヒクルを２０重量％の割合で調合してペーストを得
た。そして、上述と同様にして、円板状の半導体磁器の
両面にそれぞれ電極を形成した。
【００３６】さらに、他の従来例として、円板状の半導
体磁器の両面に、それぞれ、下層がニッケル無電解メッ
キ膜で上層が銀焼付け電極である２層電極を形成した。
【００３７】そして、それらの電極について、マイグレ
ーションに対する特性を評価した。この場合、濃塩酸２
００グラムを純水２００グラムで希釈し、これをデシケ
ータの底に入れ、一方、デシケータの上部に電極を有す
る半導体磁器（試料）を設置し、電極間に１４０Ｖの電
圧を１００時間印加した。このとき、試料の両面の電極
の移動によって電極間が短絡したものを「不良」とし、
短絡しなかったものを「良」とした。この結果を表３に
示した。
【００３８】表３に示す結果から明らかなように、この
発明にかかる電極材料では、マイグレーションを防止す
ることができるという効果を奏する。
【００３９】なお、ガラスフリットとしてのほうけい酸
鉛は、酸化ほう素（Ｂ2 Ｏ3 ）が２．０〜４５．０重量
％、酸化けい素（ＳｉＯ2 ）が１．０〜２５．０重量
％、および酸化鉛（ＰｂＯ）が４０．０〜８７．０重量
％からなり、
【００４０】また、ガラスフリットとしてのほうけい酸
亜鉛は、酸化ほう素（Ｂ2 Ｏ3 ）が２．０〜４５．０重
量％、酸化けい素（ＳｉＯ2 ）が１．０〜２５．０重量
％、および酸化亜鉛（ＺｎＯ）が１０．０〜６０．０重
量％からなる。
【００４１】さらに、ガラスフリットとしてのほうけい
酸鉛亜鉛は、上述のほうけい酸鉛中の酸化鉛の一部を酸
化亜鉛で置換したものである。
【００４２】また、上述の実施例では、半導体磁器とし
てチタン酸バリウム系半導体磁器が用いられているが、
この発明では、チタン酸バリウム系半導体磁器以外に、
たとえば、酸化亜鉛系半導体磁器、チタン酸ストロンチ
ウム系半導体磁器、酸化錫系半導体磁器、酸化鉄系半導
体磁器、酸化チタン系半導体磁器、酸化ニッケル系半導
体磁器などの半導体磁器が用いられてもよい。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 アルミニウムが４８〜９６重量％、およ
    びけい素が４〜５２重量％からなる、半導体磁器用オー
    ミック性電極材料。
  2. 【請求項２】 アルミニウムが４８〜９６重量％および
    けい素が４〜５２重量％からなる主成分に対して、ガラ
    スフリットが１０〜５０重量％添加含有されている、請
    求項１の半導体磁器用オーミック性電極材料。
  3. 【請求項３】 半導体磁器、および前記半導体磁器の表
    面に形成されるオーミック性電極を含み、前記オーミッ
    ク性電極は、アルミニウムが４８〜９６重量％およびけ
    い素が４〜５２重量％からなる、半導体磁器素子。
  4. 【請求項４】 前記オーミック性電極は、アルミニウム
    が４８〜９６重量％およびけい素が４〜５２重量％から
    なる導電成分に対して、ガラスフリットが１０〜５０重
    量％添加含有されている、請求項３の半導体磁器素子。
JP33418891A 1990-11-30 1991-11-21 半導体磁器用オーミツク性電極材料およびそれを用いた半導体磁器素子 Pending JPH0562804A (ja)

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