JPH08306507A - 正特性サーミスタ - Google Patents
正特性サーミスタInfo
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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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- coefficient thermistor
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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。
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
【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。
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。
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。
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。
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 O3 、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。
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 O3 、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。
−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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
命試験サイクル数−抵抗変化率特性を示すグラフであ
る。
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)
- 【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。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10660295A JPH08306507A (ja) | 1995-04-28 | 1995-04-28 | 正特性サーミスタ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10660295A JPH08306507A (ja) | 1995-04-28 | 1995-04-28 | 正特性サーミスタ |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH08306507A true JPH08306507A (ja) | 1996-11-22 |
Family
ID=14437685
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP10660295A Pending JPH08306507A (ja) | 1995-04-28 | 1995-04-28 | 正特性サーミスタ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH08306507A (ja) |
-
1995
- 1995-04-28 JP JP10660295A patent/JPH08306507A/ja active Pending
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A977 | Report on retrieval |
Effective date: 20040517 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Effective date: 20040525 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20041005 |