JPH0729702A - 正特性サーミスタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 腐食などによる導電性不良やマイグレーショ
ンの発生を抑制し、かつ簡単な製造工程で形成できる正
特性サーミスタとすること。 【構成】 正特性サーミスタ素体１と正特性サーミスタ
素体１の表面に設けられた電極とからなり、電極は正特
性サーミスタ素体１の表面に接して形成されたオーミッ
ク銀の第１層２、３と、オーミック銀の第１層２、３の
表面を覆いパラジウムの添加量が４〜２０重量％である
銀−パラジウムで形成されら第２層４、５とからなり、
電極は４５０〜８５０℃の範囲で第１層と第２層とが同
時に正特性サーミスタ素体上に焼付けられて形成された
正特性サーミスタ。この構成とすることで、正特性サー
ミスタは腐食などによる導電性不良やマイグレーション
の発生が抑制できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、各種発熱体素子、電気
回路における電流制御用素子に使用される正特性サーミ
スタに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、正特性サーミスタは、正特性サー
ミスタ素体にオーム性接触特性（以下オーミックと略称
する）を示す電極が取り付けられたものが知られてい
る。この電極としては、たとえば、正特性サーミスタ素
体へ取り付けることによりオーミックを示すニッケル層
とその上面に銀層を設けたものが知られている（特開昭
４８−９９６８９号）。上記の表面に銀層を設けた従来
の正特性サーミスタにおいては、自動車のガソリン・オ
イルなどの中で使用する場合、表出している電極の銀が
オイル中に含まれる硫黄、塩素などと反応して生成した
絶縁体である硫化銀によって電極が導電性不良となった
り、電極の銀イオンが正極から負極へと移動するいわゆ
るマイグレーションによりショートに至るなどの問題点
があった。この対策として、特開昭６３−２６１７０１
号には、図３の説明断面図に示すように、正特性サーミ
スタ素体１の表面にオーミック接触をするニッケル、ア
ルミニウム、ブロンズ、インジウムおよびガリウムなど
の金属で形成された第１層４１、４２と、第１層４１、
４２の表面に形成され銀およびパラジウムから構成され
た第２層３１、３２とからなり、第２層３１、３２の少
なくとも表層部は、第１層４１、４２と接する下層部よ
りもパラジウムの濃度が高い電極が開示されている。こ
のように第２層に、パラジウムの濃度を変えて形成した
銀層の第２層を設けることで電極の耐蝕性を高めると共
にマイグレーションも防止できる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記の従来の電極の形
成では、正特性サーミスタ素体１の表面にオーミック接
触をする第１層の金属をメッキなどの方法により形成し
ている。このためメッキ層を形成するため正特性サーミ
スタ素体１の前処理が必要となり製造工程が煩雑にな
る。さらに、第２層のパラジウムの濃度を下層部と上層
部との間で変化させることは、製造工程を複雑にするこ
とになる。

【０００４】本発明は、腐食などによる導電性不良やマ
イグレーションの発生を抑制し、かつ簡単な製造工程で
形成できる正特性サーミスタとすることを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の正特性サーミス
タは、正特性サーミスタ素体と該正特性サーミスタ素体
の表面に設けられた電極とからなり、該正特性サーミス
タ素体の表面に接して形成されたオーミック銀の第１層
と、該第１層の表面を覆う銀−パラジウムの第２層とか
ら形成されていることを特徴とする。

【０００６】第２層は、パラジウムの添加量が４〜２０
重量％であり、電極は、第１層と第２層とが同時に４５
０〜８５０℃の温度範囲で正特性サーミスタ素体上に焼
付られて形成されていることを特徴とする。本発明の正
特性サーミスタは、正特性サーミスタ素体と該正特性サ
ーミスタ素体の表面に設けられた電極とからなる。この
電極は、オーミック銀の第１層と、パラジウムを含む銀
の第２層とから構成され、第１層は第２層で覆われてい
る。

【０００７】正特性サーミスタ素体の表面に形成される
第１層が、従来のオーミック接触をする金属であるニッ
ケルの場合にはメッキにより形成されるので、活性化処
理、ニッケルメッキ処理工程という煩雑な工程が必要で
あるが、オーミック銀単体の場合は、オーミック銀ペー
ストの印刷工程および乾燥工程という簡素化された工程
で形成できる。さらに第２層も第１層と同様に印刷・乾
燥工程で形成できる。そして、同時に第１層、第２層を
焼付けできるので大幅な工数低減効果が得られる。

【０００８】本発明の電極を構成する第１層はオーミッ
ク銀で形成されている。この第１層は主として収電機能
をなす。第２層は、銀イオンのマイグレーションを防ぐ
ため、パラジウムを含む銀で形成され、この第２層で第
１層を完全に覆うことによりマイグレーションを防止し
ている。第２層はパラジウムが添加されることで銀イオ
ンのマイグレーションを防ぐとともに第１層とのマッチ
ング性がよくなり密着性も向上させることができる。

【０００９】この第１層および第２層からなる電極を正
特性サーミスタ素体上に焼付ける場合に、焼付け温度が
低いと銀−パラジウムの第２層が正特性サーミスタ素体
に密着せず、また第２層の銀−パラジウム粒子も焼結し
ないため、正特性サーミスタ素体の常温抵抗が高くなり
好ましくない。また第２層が正特性サーミスタ素体に十
分密着して焼付けられていないと第１層のオーミック銀
のカバー効果が弱くなり、長時間の連続通電耐久試験に
より第１層の銀イオンのマイグレーションが発生するの
で好ましくない。

【００１０】逆に電極の焼付け温度が高くなりすぎると
銀粒子が酸化されるため、導電性が低下し常温抵抗、表
面抵抗とも増加し、耐久性が低下するので好ましくな
い。したがって、電極を正特性サーミスタ素体の表面に
焼付けるには、４５０〜８５０℃の温度範囲でかつ第１
層と第２層とを同時におこなうのが好ましい。また、第
２層の銀−パラジウムペースト中のパラジウムの添加量
が少ないと銀イオンのマイグレーションが防止できず、
また多すぎると第１層のオーミック銀とのマッチングが
悪くなり、常温抵抗、表面抵抗とも増加するのでパラジ
ウムは４〜２０重量％にすることが好ましい。

【００１１】

【実施例】以下実施例により具体的に説明する。本発明
の正特性サーミスタの説明断面図を図１に示す。この正
特性サーミスタは、正特性サーミスタ素体１と、正特性
サーミスタ素体の表面に形成されたオーッミク銀の第１
層２、３と第１層を覆って正特性サーミスタ素体１に密
着した銀−パラジウムの第２層４、５の２層構造の電極
６と、から構成されている。

【００１２】本実施例では正方形２５×２５×ｔ１．５
（ｍｍ）の正特性サーミスタ素体１の両表面にそれぞれ
オーミック銀ぺーストを２０×２０ｍｍの大きさにスク
リーン印刷し、１５０℃で３０分乾燥してオーミック銀
層を形成した。次にオーミック銀層の表面に表１に示す
各所定量のパラジウムを含む銀−パラジウム電極用ペー
ストを２２×２２ｍｍの大きさにスクリーン印刷して同
様に１５０℃で３０分乾燥して銀−パラジウム層を形成
した。この結果オーミック銀層は銀−パラジウム層で覆
われた。次にオーミック銀層と銀−パラジウム層を形成
した正特性サーミスタ素体１を表１に示す各温度に約１
５分保持して同時に焼付けオーミック銀の第１層２、３
と、パラジウムを含む銀の第２層４、５とからなる２層
構造の電極６を有する本実施例の正特性サーミスタを得
た。

【００１３】なお、正特性サーミスタ素体１はＰＴＣセ
ラミックで構成した。表１に示す各パラジウム量を含む
銀−パラジウム層組成割合の第２層および表１に示す各
焼付け温度で上記の工程で実施して実施例１〜１３およ
び比較例１〜４の正特性サーミスタを得た。 （評価）この各正特性サーミスタの常温抵抗および電極
の表面抵抗（幅２０ｍｍ、２端子法）を測定した。結果
を表１に示す。

【００１４】正特性サーミスタの常温抵抗は、Ｉｎ／Ｇ
ａの常温抵抗＝０．９５Ωを基準として実施例の各サー
ミスタ全体の抵抗とを比較してその差が±５％以下にあ
ることを判断基準とした。実施例１〜１３の常温抵抗
は、表１に示すようにいずれも１．００以下で基準を満
たしており良好であった。一方焼付け温度が本発明の範
囲外である比較例１および比較例２はそれぞれ１．６
３、１．１５と５％以上であり上記の基準を満たしてい
なかった。また、パラジウム量が本発明の範囲外である
比較例３は０．９５で基準を満たしているが、比較例４
は１．８７と基準を満たしていなかった。

【００１５】

【表１】

【００１６】電極の表面抵抗は０．１Ω以下であること
を判断基準とした。実施例１〜１３の常温抵抗は、表１
に示す様にいずれも基準の０．１Ω以下であり表面抵抗
が最も高い実施例１３でも０．０７０であり良好であっ
た。一方焼付け温度が本発明の範囲外である比較例１お
よび比較例２はそれぞれ０．１２６および０．１０３と
０．１以上であり上記の基準を満たしていなかった。ま
た、パラジウム量が本発明の範囲外である比較例３は基
準を満たしているが、比較例４は０．１５３と基準を満
たしていなかった。

【００１７】密着強度をテーピング試験で調べた。まず
正特性サーミスタ表面に粘着テープを貼りつけ、その粘
着テープを正特性サーミスタ表面から剥離させ、その際
に電極がセラミックス素体から剥離するかどうかを調べ
た。実施例１〜１３はいずれもテーピング試験で電極は
剥離せず、付着強度も問題なかった。一方焼付け温度が
４００℃の比較例１ではテーピング試験で電極が剥離し
たが他の比較例２〜４は電極の剥離はなかった。

【００１８】電極の耐食性試験として、：サワーガソリ
ン中にて３００時間断続通電（２分ｏｎ、２分ｏｆｆ）
した。通電後の常温抵抗変化率が±２０％以下であるこ
とを判断基準として試験後の常温抵抗の変化率を調べ
た。実施例１〜１３では、表１に示す様に変化率はいず
れも１０％以下であった。一方焼付け温度が範囲外であ
る比較例１、２は変化率が２０％以上で上記の基準を満
たしていなかった。

【００１９】マイグレーション試験方法は試料を常温で
１０００時間連続通電した後、マイグレーションについ
て○は０．１ｍｍ以下を、×は０．１ｍｍより大として
評価を行った。実施例１〜１３の各例では表１に示す様
にいずれもマイグレーションは認められなかった。一方
焼付け温度が範囲外である比較例１、３はいずれもマイ
グレーションが認められた。しかし焼付け温度が高い９
００℃の比較例２およびパラジウム含有量が多い比較例
４ではマイグレーションが認められなかった。

【００２０】これらを総合した判定結果を表１に○×で
示した。実施例１〜１３はいずれも良好であった。一方
比較例では上記の基準のいずれかが欠け全基準を満足し
なかった。 （比較例５）また実施例１において正特性サーミスタ１
の表面のオーミック銀層の面積を２０×２０ｍｍに、銀
−パラジウムの面積を１８×１８ｍｍとした他は同様の
条件で同時焼付けをおこなって正特性サーミスタを作製
した。この正特性サーミスタの説明断面図を図２に示
す。電極の第１層５１、５２は第２層６１、６２で覆わ
れず端部が露出している。このため第１層５１、５２の
オーミック銀に腐食およびマイグレーションが発生し、
本判定基準に達しなかった。

【００２１】本発明によれば、第１層および第２層の焼
付けを４５０から８５０℃の温度範囲で同時におこな
い、第２層の銀−パラジウムのパラジウム添加量が４〜
２０重量％の範囲であれば高性能で耐食性、耐久性に優
れた正特性サーミスタが得られる。

【００２２】

【発明の作用および効果】本発明の正特性サーミスタ
は、電極にオーミック銀の第１層と、特定量のパラジウ
ムを含む銀−パラジウムの第２層で覆われている。この
構成とすることで電極のオーミック銀層は銀−パラジウ
ム層で被覆され、銀の腐食による導電性不良やマイグレ
ーションの発生がふせげる。また銀−パラジウムの第２
層が正特性サーミスタに密着すると共にオーミック銀と
のマッチング性も向上させることができる。

【００２３】さらに、第１層をメッキ法で形成する従来
法の場合のように正特性サーミスタ素体の表面を活性化
処理およびニッケルメッキ処理という複雑な工程が省
け、ペースト印刷工程、乾燥工程と簡略化できる。しか
もオーミック銀層と銀−パラジウム層とが同時焼付けさ
れて第１層と第２層とからなる２層構造の電極が正特性
サーミスタ素体に形成される。このため電極の正特性サ
ーミスタ素体への密着性がよくなるとともに大幅な工数
低減効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この図は実施例で作製された正特性サーミス
タの説明断面図である。

【図２】 この図は比較例５で作製された正特性サーミ
スタの説明断面図である。

【図３】 この図は従来の方法で作製された正特性サー
ミスタの説明断面図である。

【符号の説明】

１：ＰＴＣセラミックス、 ２、３：オーミック銀層の
第１層、４、５：銀−パラジウム層の第２層 ６：電極

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 辻村 泰明 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 日本電 装株式会社内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 正特性サーミスタ素体と該正特性サーミ
   スタ素体の表面に設けられた電極とからなり、 該電極は、該正特性サーミスタ素体の表面に接して形成
   されたオーミック銀の第１層と、該第１層の表面を覆う
   銀−パラジウムの第２層とから形成されていることを特
   徴とする正特性サーミスタ。
2. 【請求項２】 該第２層は、パラジウムの添加量が４〜
   ２０重量％であることを特徴とする第１項記載の正特性
   サーミスタ。
3. 【請求項３】 該電極は、第１層と第２層とが同時に４
   ５０〜８５０℃の温度範囲で正特性サーミスタ素体上に
   焼付られて形成されていることを特徴とする第１項記載
   の正特性サーミスタ。