JPH08306507A - 正特性サーミスタ - Google Patents

正特性サーミスタ

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JPH08306507A
JPH08306507A JP10660295A JP10660295A JPH08306507A JP H08306507 A JPH08306507 A JP H08306507A JP 10660295 A JP10660295 A JP 10660295A JP 10660295 A JP10660295 A JP 10660295A JP H08306507 A JPH08306507 A JP H08306507A
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JP
Japan
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temperature coefficient
coefficient thermistor
positive temperature
main component
layer electrode
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Pending
Application number
JP10660295A
Other languages
English (en)
Inventor
Fumitaka Ishimori
史高 石森
Taku Hayashi
卓 林
Satoru Fujizu
悟 藤津
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sekisui Kasei Co Ltd
Original Assignee
Sekisui Plastics Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Sekisui Plastics Co Ltd filed Critical Sekisui Plastics Co Ltd
Priority to JP10660295A priority Critical patent/JPH08306507A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【構成】 半導体磁器1の両主表面上に、アルミニウム
を主成分とする第1層電極2と、この第1層電極2上
に、ニッケルを主成分とする第2層電極3と、この第2
層電極3上に、銀を主成分とする第3層電極4とを設け
る。 【効果】 鉛を多く含有したキュリー点の高い半導体磁
器1であっても、経時変化における抵抗変化率の増加が
小さい信頼性の高い正特性サーミスタとすることができ
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、過電流防止用素子、発
熱体用素子などに使用される正特性サーミスタに関する
ものである。
【0002】
【従来の技術】チタン酸バリウムを主成分とした正特性
サーミスタは、自己温度制御機能を有する発熱体として
知られている。通常、正特性の開始温度(以下、キュリ
ー点と称する)は、120℃付近であるが、チタン酸バ
リウムのバリウムの一部をストロンチウムに置換した
り、或いは、チタンの一部をスズに置換したりしてキュ
リー点が120℃より低温度側に移動すること、また、
バリウムの一部を鉛で置換するとキュリー点が120℃
よりも高温度側に移動することがドイツ特許第9293
50号明細書に開示されている。
【0003】正特性サーミスタを発熱体として用いる場
合、発熱温度を高くすることが求められる。そのため、
チタン酸バリウムの鉛の含有量を多くすればキュリー点
が高くなり発熱体として利用できる。
【0004】しかし、鉛の含有量を増加させた正特性サ
ーミスタは、室温と発熱温度との間で温度変化が繰り返
される経時変化における電気抵抗変化率が大きくなり、
発熱体としての信頼性が低下するという問題を有してい
た。
【0005】このような問題を解決するために、従来か
ら様々な対策が講じられてきた。例えば、鉛を含有する
チタン酸バリウムにおいて、そのチタンの一部をスズで
置換して、これにAl2 3 、SiO2 を添加する方法
が特公昭52−25558号公報に開示されている。ま
た、鉛を含有するチタン酸バリウムにおいて、バリウム
の一部をマグネシウムで置換する方法も特開昭59−1
3301号公報に開示されている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】ところが、特公昭52
−25558号公報の方法は、鉛の含有量が最大で20
モル%であり、キュリー点をさらに高温側に移動させる
ために、鉛の含有量が20モル%を越えると経時変化に
おける抵抗変化率の増加が30%以上となり、発熱体と
しての信頼性が低くなるという問題を生じている。
【0007】また、特開昭59−13301号公報の方
法においても、鉛の含有量が20モル%(キュリー点2
09℃)のもので経時変化における抵抗変化率の増加が
20〜25%、さらに、鉛の含有量が30モル%(キュ
リー点255℃)を越えると経時変化における抵抗変化
率の増加が30〜40%となり、発熱体としての信頼性
が低くなるという問題を生じている。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本発明の正特性サーミスタは、前記正特性サーミ
スタの両主表面上に、アルミニウムを主成分とする第1
層電極と、この第1層電極上に、ニッケルを主成分とす
る第2層電極と、この第2層電極上に、銀を主成分とす
る第3層電極とを有することを特徴としている。
【0009】
【作用】本発明の構成によれば、このように第1層電
極、第2層電極および第3層電極を正特性サーミスタの
両主表面上に有することにより、前述した経時変化にお
ける抵抗変化率の増加が小さい信頼性の高い正特性サー
ミスタとすることができる。
【0010】
【実施例】本発明の一実施例を図1ないし図3に基づい
て以下に説明する。正特性サーミスタは、図1に示すよ
うに、チタン酸バリウム系の半導体磁器(正特性サーミ
スタ素子)1、正特性サーミスタ素子の両主表面上に、
アルミニウム系の第1層電極2、ニッケル系の第2層電
極3および銀系の第3層電極4を有している。
【0011】次に、上記正特性サーミスタの製造方法に
ついて説明する。市販のPTC仮焼粉(東邦チタニウム
社製TG27、組成は、バリウム、鉛、ストロンチウ
ム、チタン、マンガンおよびシリコンであり、鉛の含有
量は、35モル%)を1000kg/cm2 の圧力で直
径約19mm、厚さ約2.4mmの円盤状の成形体に加
圧成形したあと、これを180℃/hrの昇温速度で1
220〜1250℃まで加熱して15分〜2時間この温
度に保持し、続いて210℃/hrの割合で室温まで冷
却し、直径約15.5mm、厚さ約2.0mmの上記半
導体磁器1が得られた。上記半導体磁器1の両主表面に
オーミックコンタクト性を有する銀電極をそれぞれ焼き
付けて形成し、上記半導体磁器1の抵抗−温度特性を調
べたところ図2に示すような特性が得られ、実測したキ
ュリー点は、262℃であった。また、上記両主表面と
は、半導体磁器1における各電極を形成するに適した面
であり、例えば、円盤状の半導体磁器1における互いに
平行な両端面である。
【0012】前記半導体磁器1の両主表面上に、硼珪酸
鉛等のガラス粉末を5〜10重量%、アルミニウムを9
0〜95重量%および塗布時の粘性を付与するための有
機溶剤を少量含有したアルミニウムを主成分とするオー
ミックコンタクト性を有する電極ペーストを塗布し、6
50℃で5分間焼付けし第1層電極2を形成する。
【0013】この第1層電極2上に、硼珪酸鉛等のガラ
ス粉末を5〜10重量%、ニッケルを90〜95重量%
および塗布時の粘性を付与するための有機溶剤を少量含
有したニッケルを主成分とする電極ペーストを塗布し、
650℃で5分間焼付けし第2層電極3を形成する。
【0014】更に、第2層電極3上に、硼珪酸鉛等のガ
ラス粉末を5〜10重量%、銀を90〜95重量%およ
び塗布時の粘性を付与するための有機溶剤を少量含有し
た銀を主成分とする電極ペーストを塗布し、560℃で
5分間焼付けし第3層電極4を形成する。
【0015】上記有機溶剤としては、粘性を付与でき、
かつ、各電極の形成を阻害しないものであればよく、例
えば、エタノール等のアルコール類を挙げることができ
る。
【0016】次に、前記半導体磁器1にアルミニウム、
ニッケルおよび銀を主成分とする上記各電極を形成した
正特性サーミスタについて、断続寿命試験を行ない、上
記正特性サーミスタの経時変化における抵抗変化率を調
べた。その結果、本実施例の正特性サーミスタでは、1
0000サイクルの断続寿命試験終了時の抵抗変化率は
7.7%である。尚、抵抗変化率における正の数値は、
抵抗の増加を示す。
【0017】上記断続寿命試験とは、交流電圧100ボ
ルトを10分間印可して耐電圧試験を行ない、この素子
を初期材料として交流電圧100ボルトを1分間ON
し、次の5分間OFFするサイクルを繰り返す試験であ
る。また、抵抗変化率は、前記断続寿命試験を任意サイ
クル繰り返したあとの抵抗の室温時のそれに対する変化
率である。
【0018】次に、本発明の効果を説明するために、半
導体磁器1に対する電極材料を代えた比較例1〜3につ
いて説明する。 〔比較例1〕前記半導体磁器1の両主表面上に、硼珪酸
鉛等のガラス粉末を5〜10重量%、アルミニウムを9
0〜95重量%および塗布時の粘性を付与するための有
機溶剤を少量含有したアルミニウムを主成分とするオー
ミックコンタクト性を有する電極ペーストを塗布し、6
50℃で5分間焼付けし電極を形成して、正特性サーミ
スタを得た。この正特性サーミスタは、断続寿命試験に
おいて、250サイクルで破壊された。
【0019】〔比較例2〕前記半導体磁器1の両主表面
上に、硼珪酸鉛等のガラス粉末を5〜10重量%、ニッ
ケルを90〜95重量%および塗布時の粘性を付与する
ための有機溶剤を少量含有したニッケルを主成分とする
オーミックコンタクト性を有する電極ペーストを塗布
し、650℃で5分間焼付けし電極を形成した後、この
電極上に、硼珪酸鉛等のガラス粉末を5〜10重量%、
銀を90〜95重量%および塗布時の粘性を付与するた
めの有機溶剤を少量含有した銀を主成分とする電極ペー
ストを塗布し、560℃で5分間焼付けし電極を形成し
て、正特性サーミスタを得た。この正特性サーミスタ
は、10000サイクルの断続寿命試験終了時の抵抗変
化率は31%であった。
【0020】〔比較例3〕前記半導体磁器1の両主表面
上に、硼珪酸鉛等のガラス粉末を5〜10重量%、銀を
90〜95重量%および塗布時の粘性を付与するための
有機溶剤を少量含有した銀を主成分とするオーミックコ
ンタクト性を有する電極ペーストを塗布し、560℃で
5分間焼付けし電極を形成した後、この電極上に同一成
分の電極ぺーストを塗布し、560℃で5分間焼付けし
電極を形成して、正特性サーミスタを得た。この正特性
サーミスタでは、10000サイクルの断続寿命試験終
了時の抵抗変化率は12.1%であった。
【0021】本実施例、比較例1、比較例2および比較
例3の各正特性サーミスタの断続寿命試験における経時
変化の抵抗変化率を測定した結果を図3に示した。ま
た、同図の曲線a、b、cおよびdは、それぞれ、本実
施例、比較例1、比較例2および比較例3に示した各正
特性サーミスタの経時変化を示す。
【0022】このように、上記実施例の構成では、鉛の
含有量を30〜40モル%、例えば35モル%含有させ
て、キュリー点を260℃以上に設定したものであって
も、温度変化を繰り返す経時変化における抵抗変化率の
増加が抑制されているので、経時的に用いた際でも、発
熱体として信頼できるものとなっている。
【0023】
【発明の効果】以上のように、本発明の正特性サーミス
タ素子は、正特性サーミスタ素子の両主表面上に、アル
ミニウムを主成分とする第1層電極と、この第1層電極
上に、ニッケルを主成分とする第2層電極と、この第2
層電極上に、銀を主成分とする第3層電極とを有する構
成である。
【0024】これにより、上記構成では、このような3
層の電極を用いることにより、経時変化における抵抗変
化率の増加を極めて小さくでき、経時的に用いた際の信
頼性を向上できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例における正特性サーミスタの
断面図である。
【図2】本実施例および各比較例で用いた半導体磁器の
抵抗−温度特性を示すグラフである。
【図3】電極の構成が異なる正特性サーミスタの断続寿
命試験サイクル数−抵抗変化率特性を示すグラフであ
る。
【符号の説明】
1 半導体磁器(正特性サーミスタ素子) 2 第1層電極 3 第2層電極 4 第3層電極

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】正特性サーミスタ素子の両主表面上に、ア
    ルミニウムを主成分とする第1層電極と、この第1層電
    極上に、ニッケルを主成分とする第2層電極と、この第
    2層電極上に、銀を主成分とする第3層電極とを有する
    ことを特徴とする正特性サーミスタ。
JP10660295A 1995-04-28 1995-04-28 正特性サーミスタ Pending JPH08306507A (ja)

Priority Applications (1)

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JP10660295A JPH08306507A (ja) 1995-04-28 1995-04-28 正特性サーミスタ

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JP10660295A JPH08306507A (ja) 1995-04-28 1995-04-28 正特性サーミスタ

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