JPH07211515A - サーミスタ素子の製造方法 - Google Patents
サーミスタ素子の製造方法Info
- Publication number
- JPH07211515A JPH07211515A JP240594A JP240594A JPH07211515A JP H07211515 A JPH07211515 A JP H07211515A JP 240594 A JP240594 A JP 240594A JP 240594 A JP240594 A JP 240594A JP H07211515 A JPH07211515 A JP H07211515A
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- Japan
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- thermistor element
- resistance
- thermistor
- precipitation
- resistance value
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- Pending
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- Apparatuses And Processes For Manufacturing Resistors (AREA)
- Thermistors And Varistors (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明は抵抗値バラツキが小さく経時変化の
小さいサーミスタ素子の製造方法を提供することにあ
る。 【構成】 Ｍｎ酸化物にＣｏ，Ｎｉの内少なくとも１つ
以上添加した配合組成物を成形し、この成形物をＮ2：
Ｏ2の容量比においてＯ2が４０以上の焼成時の酸素分圧
を空気中より上昇させた焼成雰囲気ガス中で焼成するこ
とを特徴とする。
小さいサーミスタ素子の製造方法を提供することにあ
る。 【構成】 Ｍｎ酸化物にＣｏ，Ｎｉの内少なくとも１つ
以上添加した配合組成物を成形し、この成形物をＮ2：
Ｏ2の容量比においてＯ2が４０以上の焼成時の酸素分圧
を空気中より上昇させた焼成雰囲気ガス中で焼成するこ
とを特徴とする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は負の抵抗温度係数を有す
るサーミスタ素子の製造方法に関するものである。
るサーミスタ素子の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】サーミスタ素子は温度が変化するとその
電気抵抗値が著しく変化する特性を有するものである。
このようなサーミスタ素子の内、特に温度が上昇するに
つれ電気抵抗値が減少する負の温度係数をもつＮＴＣサ
ーミスタ素子は各方面に使用されている。例えば温度セ
ンサや温度補償等に用いられている。
電気抵抗値が著しく変化する特性を有するものである。
このようなサーミスタ素子の内、特に温度が上昇するに
つれ電気抵抗値が減少する負の温度係数をもつＮＴＣサ
ーミスタ素子は各方面に使用されている。例えば温度セ
ンサや温度補償等に用いられている。
【０００３】現在、実用化されているＮＴＣサーミスタ
素子には、Ｍｎ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｆｅ，Ｃｕ等を含有する
２〜４成分系のスピネル系金属酸化物焼結体があり、比
抵抗及びサーミスタ定数を調整する目的でさらにＴｉや
Ａｌの酸化物を固溶させることがある。
素子には、Ｍｎ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｆｅ，Ｃｕ等を含有する
２〜４成分系のスピネル系金属酸化物焼結体があり、比
抵抗及びサーミスタ定数を調整する目的でさらにＴｉや
Ａｌの酸化物を固溶させることがある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】サーミスタ素子におい
て、Ｍｎ，Ｃｏ，Ｎｉ系で得られる比抵抗をさらに低下
させるためにＣｕを添加して低比抵抗のサーミスタ素子
を得ている。しかしながら、耐久性において結晶中のＯ
2やＨ2Ｏの粒界拡散によりＣｕを固溶させた３ｄ遷移酸
化物が経時変化を引き起こすという問題があった。
て、Ｍｎ，Ｃｏ，Ｎｉ系で得られる比抵抗をさらに低下
させるためにＣｕを添加して低比抵抗のサーミスタ素子
を得ている。しかしながら、耐久性において結晶中のＯ
2やＨ2Ｏの粒界拡散によりＣｕを固溶させた３ｄ遷移酸
化物が経時変化を引き起こすという問題があった。
【０００５】Ｍｎ，Ｃｏ，Ｎｉ系でＣｕを添加しなけれ
ば抵抗値が高く、目標の抵抗値が得られない。また、焼
成時、ロックソルト相の析出により抵抗値バラツキが大
きくなる。ロックソルト相の析出を押さえるために焼成
温度を下げると焼結が不十分になり十分な特性が得られ
ないという問題があった。
ば抵抗値が高く、目標の抵抗値が得られない。また、焼
成時、ロックソルト相の析出により抵抗値バラツキが大
きくなる。ロックソルト相の析出を押さえるために焼成
温度を下げると焼結が不十分になり十分な特性が得られ
ないという問題があった。
【０００６】本発明は以上のような従来の欠点を除去
し、抵抗値バラツキが小さく経時変化の小さいサーミス
タ素子の製造方法を提供することを目的とするものであ
る。
し、抵抗値バラツキが小さく経時変化の小さいサーミス
タ素子の製造方法を提供することを目的とするものであ
る。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明は、Ｍｎ酸化物に少なくともＣｏ，Ｎｉのうち
少なくとも１つ以上添加した配合組成物を成形し、この
成形物をＮ2：Ｏ2の容量比においてＯ2が４０以上の焼
成雰囲気中で焼成する方法としたものである。
に本発明は、Ｍｎ酸化物に少なくともＣｏ，Ｎｉのうち
少なくとも１つ以上添加した配合組成物を成形し、この
成形物をＮ2：Ｏ2の容量比においてＯ2が４０以上の焼
成雰囲気中で焼成する方法としたものである。
【０００８】
【作用】上記方法とすることにより、焼成時にスピネル
構造からの酸素の放出を抑制してロックソルト相の析出
を抑制し安定したサーミスタ素子を得ることができる。
構造からの酸素の放出を抑制してロックソルト相の析出
を抑制し安定したサーミスタ素子を得ることができる。
【０００９】
【実施例】以下、本発明のサーミスタ素子の製造方法の
一実施例について説明する。サーミスタ素子において、
Ｍｎ，Ｃｏ，Ｎｉ系でＣｕを添加することなく抵抗値バ
ラツキが小さく経時変化の小さい低比抵抗のサーミスタ
を得るためには、Ｍｎ酸化物に少なくともＣｏ，Ｎｉの
うち一つ以上からなる酸化物を焼成時に０．２０２７Ｐ
ａよりも高い酸素雰囲気下、すなわち、Ｎ2：Ｏ2の容量
比においてＯ2が４０以上の焼成雰囲気中で焼成するこ
と、およびその粉体の粒径が１μｍ以下であることとす
ることで達成される。
一実施例について説明する。サーミスタ素子において、
Ｍｎ，Ｃｏ，Ｎｉ系でＣｕを添加することなく抵抗値バ
ラツキが小さく経時変化の小さい低比抵抗のサーミスタ
を得るためには、Ｍｎ酸化物に少なくともＣｏ，Ｎｉの
うち一つ以上からなる酸化物を焼成時に０．２０２７Ｐ
ａよりも高い酸素雰囲気下、すなわち、Ｎ2：Ｏ2の容量
比においてＯ2が４０以上の焼成雰囲気中で焼成するこ
と、およびその粉体の粒径が１μｍ以下であることとす
ることで達成される。
【００１０】すなわち、Ｍｎ3Ｏ4は９４０℃以上で安定
な酸化物であるがキュービックとテトラ両結晶構造を有
するためＭｎ3Ｏ4を主成分とする半導体酸化物の結晶構
造は不安定である。Ｍｎ，Ｃｏ，Ｎｉ系のＮＴＣサーミ
スタ素子の焼成工程においては、目標とする比抵抗を得
るために半導体酸化物の密度が最高となる１２００℃で
大気中にて焼成すれば、半導体酸化物内の酸素はＭｎ3
Ｏ4に固溶したＣｏ，Ｎｉの熱解離により放出され大気
中に飛散するため減少し、Ｃｏ，Ｎｉの原子価は減少し
て、半導体酸化物に固溶しているＣｏ，Ｎｉは、Ｃｏ
Ｏ，ＮｉＯのロックソルト相を形成して析出する。この
結果、半導体酸化物の結晶構造はＣｏＯ，ＮｉＯのロッ
クソルト相析出と主成分であるＭｎ3Ｏ4の結晶構造の不
安定なことに起因して変化し、比抵抗値は急激に増加す
る。
な酸化物であるがキュービックとテトラ両結晶構造を有
するためＭｎ3Ｏ4を主成分とする半導体酸化物の結晶構
造は不安定である。Ｍｎ，Ｃｏ，Ｎｉ系のＮＴＣサーミ
スタ素子の焼成工程においては、目標とする比抵抗を得
るために半導体酸化物の密度が最高となる１２００℃で
大気中にて焼成すれば、半導体酸化物内の酸素はＭｎ3
Ｏ4に固溶したＣｏ，Ｎｉの熱解離により放出され大気
中に飛散するため減少し、Ｃｏ，Ｎｉの原子価は減少し
て、半導体酸化物に固溶しているＣｏ，Ｎｉは、Ｃｏ
Ｏ，ＮｉＯのロックソルト相を形成して析出する。この
結果、半導体酸化物の結晶構造はＣｏＯ，ＮｉＯのロッ
クソルト相析出と主成分であるＭｎ3Ｏ4の結晶構造の不
安定なことに起因して変化し、比抵抗値は急激に増加す
る。
【００１１】従って、焼成時の酸素分圧を空気中より高
くして、スピネル構造からの酸素の放出を抑制すること
によりロックソルト相の析出が抑制され安定した半導体
酸化物が得られる。しかも、抵抗値バラツキが小さく経
時変化の小さい低比抵抗のサーミスタ素子ができる。
くして、スピネル構造からの酸素の放出を抑制すること
によりロックソルト相の析出が抑制され安定した半導体
酸化物が得られる。しかも、抵抗値バラツキが小さく経
時変化の小さい低比抵抗のサーミスタ素子ができる。
【００１２】上記の結果、ロックソルト相の析出が抑制
されるため、素子内部の結晶構造が均一化され、サーミ
スタ素体をスライス、ダイシングしてチップサーミスタ
を得る際においても、サーミスタチップ間の抵抗値のバ
ラツキを小さくすることができる。
されるため、素子内部の結晶構造が均一化され、サーミ
スタ素体をスライス、ダイシングしてチップサーミスタ
を得る際においても、サーミスタチップ間の抵抗値のバ
ラツキを小さくすることができる。
【００１３】以下具体的な実施例を比較例とともに説明
する。 （実施例１）市販のＭｎ3Ｏ4，Ｃｏ3Ｏ4，ＮｉＯを出発
原料として、金属元素が所定の原子比になるようにこれ
らの金属化合物を秤量し、この配合組成物をボールミル
により湿式混合して乾燥後８００〜９００℃で仮焼し
た。得られた仮焼物を再びボールミルにより湿式粉砕、
混合を行い、スラリー状仮焼物を乾燥後、ポリビニール
アルコールをバインダーとして添加し混合して、必要量
を計り取り、円板状に加圧成形した。円板状に成形した
成形体を（表１）中の試料番号１〜４の欄に示す各焼成
雰囲気中に１２００℃で２時間保持して焼成を施した。
作成されたサーミスタ素子の表裏に電極材料ペーストを
塗布した後、温度７５０℃で焼き付けて電極を形成し
た。
する。 （実施例１）市販のＭｎ3Ｏ4，Ｃｏ3Ｏ4，ＮｉＯを出発
原料として、金属元素が所定の原子比になるようにこれ
らの金属化合物を秤量し、この配合組成物をボールミル
により湿式混合して乾燥後８００〜９００℃で仮焼し
た。得られた仮焼物を再びボールミルにより湿式粉砕、
混合を行い、スラリー状仮焼物を乾燥後、ポリビニール
アルコールをバインダーとして添加し混合して、必要量
を計り取り、円板状に加圧成形した。円板状に成形した
成形体を（表１）中の試料番号１〜４の欄に示す各焼成
雰囲気中に１２００℃で２時間保持して焼成を施した。
作成されたサーミスタ素子の表裏に電極材料ペーストを
塗布した後、温度７５０℃で焼き付けて電極を形成し
た。
【００１４】（比較例１）市販のＭｎ3Ｏ4，Ｃｏ3Ｏ4，
ＮｉＯ，ＣｕＯを出発原料として、金属元素が所定の原
子比になるようにこれらの金属化合物を秤量し、実施例
１のように粉体処理を施し大気雰囲気中に１２００℃で
２時間保持して焼成を施した。そして、実施例１のよう
に電極を形成した。各焼成ガス雰囲気による抵抗値バラ
ツキと抵抗変化率を（表１）に示す。
ＮｉＯ，ＣｕＯを出発原料として、金属元素が所定の原
子比になるようにこれらの金属化合物を秤量し、実施例
１のように粉体処理を施し大気雰囲気中に１２００℃で
２時間保持して焼成を施した。そして、実施例１のよう
に電極を形成した。各焼成ガス雰囲気による抵抗値バラ
ツキと抵抗変化率を（表１）に示す。
【００１５】
【表１】
【００１６】（実施例２）実施例１のように、配合組成
物を形成し、その粉体粒径が（表２）中の試料番号６〜
８の欄に示すように、混合、粉砕を施した。そして、実
施例１のように、円板状の成型体を形成し試料番号４の
欄に示す焼成雰囲気中に１２００℃で２時間保持して焼
成を施した。そして実施例１のように電極を形成した。
各粉体粒径による抵抗値バラツキと抵抗変化率を（表
２）に示す。
物を形成し、その粉体粒径が（表２）中の試料番号６〜
８の欄に示すように、混合、粉砕を施した。そして、実
施例１のように、円板状の成型体を形成し試料番号４の
欄に示す焼成雰囲気中に１２００℃で２時間保持して焼
成を施した。そして実施例１のように電極を形成した。
各粉体粒径による抵抗値バラツキと抵抗変化率を（表
２）に示す。
【００１７】
【表２】
【００１８】上記のように作成された各サーミスタ素子
について抵抗値バラツキと抵抗変化率（経時特性）を以
下のように求めた。抵抗値バラツキは、各試料を１０
個、温度２５℃で抵抗値を測定した。各試料１０個の平
均値及び標準偏差から変動係数（標準偏差／平均値＊１
００）を求め抵抗値バラツキとした。
について抵抗値バラツキと抵抗変化率（経時特性）を以
下のように求めた。抵抗値バラツキは、各試料を１０
個、温度２５℃で抵抗値を測定した。各試料１０個の平
均値及び標準偏差から変動係数（標準偏差／平均値＊１
００）を求め抵抗値バラツキとした。
【００１９】抵抗変化率（経時特性）は、温度２５℃で
抵抗値を測定した試料を温度１５０℃に維持した恒温槽
に１０００時間放置した後、各試料の抵抗値を温度２５
℃で再測定し、放置前後抵抗値の変化率を求めた。
抵抗値を測定した試料を温度１５０℃に維持した恒温槽
に１０００時間放置した後、各試料の抵抗値を温度２５
℃で再測定し、放置前後抵抗値の変化率を求めた。
【００２０】（表１）より焼結雰囲気中の酸素分圧の上
昇に伴い抵抗バラツキと抵抗変化率は、減少する。ま
た、（表２）より粉体粒径を、１μｍ以下にすることで
さらに抵抗値バラツキと抵抗変化率が減少する。
昇に伴い抵抗バラツキと抵抗変化率は、減少する。ま
た、（表２）より粉体粒径を、１μｍ以下にすることで
さらに抵抗値バラツキと抵抗変化率が減少する。
【００２１】前記実施例では、円板状の成形体を焼成し
て得られるディスクサーミスタにおいて評価が行われた
がブロック状に成形、焼成したものをスライス、ダイシ
ングして得られるチップサーミスタにも同様の効果が得
られ、形状に限定されるものではない。
て得られるディスクサーミスタにおいて評価が行われた
がブロック状に成形、焼成したものをスライス、ダイシ
ングして得られるチップサーミスタにも同様の効果が得
られ、形状に限定されるものではない。
【００２２】
【発明の効果】以上のように本発明は、粉体粒径を１μ
ｍ以下にし、焼成工程において酸素分圧の上昇に伴い、
Ｃｏ及びＮｉのロックソルト相の析出を抑制することに
よってＣｕを添加することなく、低比抵抗のサーミスタ
素子が得られる。しかも、抵抗バラツキが小さく経時特
性に優れたサーミスタ素子を提供することを可能とし
た。従って本発明は、サーミスタ素子の特性の安定化に
大いに貢献するものである。
ｍ以下にし、焼成工程において酸素分圧の上昇に伴い、
Ｃｏ及びＮｉのロックソルト相の析出を抑制することに
よってＣｕを添加することなく、低比抵抗のサーミスタ
素子が得られる。しかも、抵抗バラツキが小さく経時特
性に優れたサーミスタ素子を提供することを可能とし
た。従って本発明は、サーミスタ素子の特性の安定化に
大いに貢献するものである。
Claims (2)
- 【請求項１】 Ｍｎ酸化物に少なくともＣｏ，Ｎｉのう
ち少なくとも１つ以上添加した配合組成物を成形し、こ
の成形物をＮ2：Ｏ2の容量比においてＯ2が４０以上の
焼成雰囲気中で焼成するサーミスタ素子の製造方法。 - 【請求項２】 配合組成物の粉体の粒径が１μｍ以下と
した請求項１記載のサーミスタ素子の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP240594A JPH07211515A (ja) | 1994-01-14 | 1994-01-14 | サーミスタ素子の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP240594A JPH07211515A (ja) | 1994-01-14 | 1994-01-14 | サーミスタ素子の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07211515A true JPH07211515A (ja) | 1995-08-11 |
Family
ID=11528340
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP240594A Pending JPH07211515A (ja) | 1994-01-14 | 1994-01-14 | サーミスタ素子の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07211515A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2017514292A (ja) * | 2014-02-18 | 2017-06-01 | エプコス アクチエンゲゼルシャフトＥｐｃｏｓ Ａｇ | Ｎｔｃデバイスおよびその製造のための方法 |
| JP2020522612A (ja) * | 2017-05-22 | 2020-07-30 | ヴィシャイ エレクトロニック ゲーエムベーハー | Ｎｔｃｒセンサの製造方法 |
-
1994
- 1994-01-14 JP JP240594A patent/JPH07211515A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2017514292A (ja) * | 2014-02-18 | 2017-06-01 | エプコス アクチエンゲゼルシャフトＥｐｃｏｓ Ａｇ | Ｎｔｃデバイスおよびその製造のための方法 |
| US10074466B2 (en) | 2014-02-18 | 2018-09-11 | Epcos Ag | NTC component and method for the production thereof |
| JP2020522612A (ja) * | 2017-05-22 | 2020-07-30 | ヴィシャイ エレクトロニック ゲーエムベーハー | Ｎｔｃｒセンサの製造方法 |
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