JPH1041104A - 正特性サーミスタ素体および正特性サーミスタ - Google Patents
正特性サーミスタ素体および正特性サーミスタInfo
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- JPH1041104A JPH1041104A JP8338573A JP33857396A JPH1041104A JP H1041104 A JPH1041104 A JP H1041104A JP 8338573 A JP8338573 A JP 8338573A JP 33857396 A JP33857396 A JP 33857396A JP H1041104 A JPH1041104 A JP H1041104A
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Abstract
さくなる正特性サーミスタ素体および正特性サーミスタ
を提供することにある。 【解決手段】正特性サーミスタ素体は、正の抵抗温度特
性を有するセラミック体の厚さはその主面の周縁部全周
が中央部に比べて厚い。そして、正特性サーミスタは、
前記正の抵抗温度特性を有するセラミック素体の両主面
に電極が形成されている。
Description
素体および正特性サーミスタに関し、特に、過電流保護
回路、消磁回路、モータ起動回路等の回路に用いられ、
フラッシュ耐圧の大きな正特性サーミスタ素体および正
特性サーミスタに関するものである。
3に示されるように、板状のサーミスタ素体122の両
主面にオーミック性の電極123、124が形成された
ものである。
正特性サーミスタ121に電圧を印加すると、印加直後
は正特性サーミスタ121が低抵抗であるため、突入電
流が多く流れて、正特性サーミスタ121が高温になり
主面と略平行な面で割れる層状割れという現象が発生す
る(正特性サーミスタに突入電流を流したとき、正特性
サーミスタが層状割れに至る直前の電圧をフラッシュ耐
圧と呼ぶ)。特に、正特性サーミスタ121を小型化す
ると、フラッシュ耐圧が小さくなるという問題点を有し
ていた。
くなされたもので、フラッシュ耐圧が大きい正特性サー
ミスタ素体および正特性サーミスタを提供することにあ
る。
に、本発明の正特性サーミスタ素体においては、正の抵
抗温度特性を有するセラミック体の厚さはその主面の周
縁部全周が中央部に比べて厚い。具体的には、前記正の
抵抗温度特性を有するセラミック体の主面の周縁部全周
に凸部を有している。さらには、前記正の抵抗温度特性
を有するセラミック体の周縁部又は前記凸部にこのセラ
ミック体の厚み方向に溝が形成されている。また、前記
正の抵抗温度特性を有するセラミック体の厚さがその周
縁部から中央部に向かって順次薄くなっている。また
は、前記正の抵抗温度特性を有するセラミック体の厚さ
がその周縁部から中央部に向かって階段状に薄くなって
いる。それら前記正の抵抗温度特性を有するセラミック
体の周縁の角部が丸みを帯びている。
記正の抵抗温度特性を有するセラミック素体の両主面に
電極が形成されている。特定的には、前記電極は下層電
極と上層電極からなり、下層電極が前記正の抵抗温度特
性を有するセラミック体の両主面全面に形成される。ま
た、前記上層電極はその周縁部で下層電極が露出するよ
うに前記下層電極より小さな平面積からなるようにされ
る。また、前記上層電極は前記正の抵抗温度特性を有す
るセラミック体の周縁部又は凸部を除く中央部に対応す
る両主面に形成される。さらに、前記下層電極はニッケ
ルを主成分とする金属からなり、前記上層電極は銀を主
成分とする金属からなる。
正特性サーミスタのフラッシュ耐圧及びPmax を向上さ
せることができるものである。
正特性サーミスタ素体について、図1にもとづいて詳細
に説明する。正特性サーミスタ素体1は、チタン酸バリ
ウムを主成分とする正特性サーミスタ用セラミック原料
を、成形、焼結してなるものである。その形状は、略板
状であって、その両主面の周縁部全周に凸部2、3が形
成されており、この凸部2、3によって囲まれた両主面
の中央部に凹部4、5が形成されている。
体1の両主面に、例えばオーミック性のIn−Ga、A
l、Agを主成分とする電極が形成されて得られる。
として、図2に示されるように、外径がφ8.2mm、
凸部の厚さTが4mm、凸部の幅hが1mm、凹部の厚
さtが3mmの略円板状の正特性サーミスタ素体1を準
備し、両主面にIn−Gaからなる電極7、8を形成し
て、正特性サーミスタ6を得た。この正特性サーミスタ
6のフラッシュ耐圧を測定した結果を表1に記す。な
お、この正特性サーミスタ6はキュリー温度が120
℃、常温における抵抗値が23Ωであった。
な、外径がφ8.2mm、両主面の厚さtが3mmの円
板状の正特性サーミスタ素体122を準備し、両主面に
実施例1と同様にIn−Gaからなる電極123、12
4を形成して、正特性サーミスタ121を得た。この正
特性サーミスタ121のフラッシュ耐圧を測定した結果
を表1に記す。なお、この正特性サーミスタ121のキ
ュリー温度および常温における抵抗値は、実施例1と同
一であった。
フラッシュ耐圧の最小値が従来例1のフラッシュ耐圧の
略2倍を示しており、大幅に向上した。なお、実施例1
の平均を780V以上としてあるのは、測定装置の最大
印加電圧が810Vであり、810Vでは破壊に至らな
い正特性サーミスタのフラッシュ耐圧を810V以上と
したことによるためである。
として、実施例1と同一の正特性サーミスタ素体1を準
備し、図3に示されるように、両主面にNiからなる下
層電極12、13を形成し、Agからなる上層電極1
4、15を形成して、正特性サーミスタ11を得た。下
層電極12、13と上層電極14、15の周縁とのギャ
ップGは、0.5mmであった。この正特性サーミスタ
11のフラッシュ耐圧を測定した結果を表2に記す。な
お、この正特性サーミスタ11はキュリー温度が120
℃、常温における抵抗値が23Ωであった。
サーミスタ素体122を準備し、両主面に実施例2と同
様に下層電極にNiからなる電極、上層電極にAgから
なる2層の電極を、上層電極の周縁にギャップGを0.
5mm設けるように形成して、正特性サーミスタを得
た。この正特性サーミスタのフラッシュ耐圧の測定結果
を表2に記す、なお、この正特性サーミスタのキュリー
温度および常温における抵抗値は、実施例2と同一であ
った。
フラッシュ耐圧の最小値が従来例2のフラッシュ耐圧の
略2倍を示しており、大幅に向上した。なお、実施例2
の平均を800V以上としてあるのは、測定装置の最大
印加電圧が810Vであり、810Vでは破壊に至らな
い正特性サーミスタのフラッシュ耐圧を810V以上と
したことによるためである。
として、実施例1と同一の正特性サーミスタ素体1を準
備し、図4に示されるように、両主面にNiからなる下
層電極12、13を形成し、Agからなる上層電極14
a、15aを形成して、正特性サーミスタ11aを得
た。下層電極12、13と上層電極14a、15aの周
縁とのギャップGは、1.0mmであり、上層電極14
a、15aは正特性サーミスタ素体1の凹部4、5に形
成した。この正特性サーミスタ11aのフラッシュ耐圧
を測定した結果を表3に記す。なお、この正特性サーミ
スタ11aはキュリー温度が120℃、常温における抵
抗値が23Ωであった。
サーミスタ素体122を準備し、両主面に実施例2と同
様に下層電極にNiからなる電極、上層電極にAgから
なる2層の電極を、上層電極の周縁にギャップGを1.
0mm設けるように形成して、正特性サーミスタを得
た。この正特性サーミスタのフラッシュ耐圧の測定結果
を表3に記す、なお、この正特性サーミスタのキュリー
温度および常温における抵抗値は、実施例3と同一であ
った。
フラッシュ耐圧の最小値が従来例3のフラッシュ耐圧の
略2倍を示しており、大幅に向上した。なお、実施例3
の平均を785V以上としてあるのは、測定装置の最大
印加電圧が810Vであり、810Vでは破壊に至らな
い正特性サーミスタのフラッシュ耐圧を810V以上と
したことによるためである。
として、図5に示されるように、幅Wが6mm、奥行き
Dが8mm、凸部の厚さTが4mm、凸部の幅hが1m
m、両主面の厚さtが3mmの略角板状の正特性サーミ
スタ素体1aを準備し、両主面にIn−Gaからなる電
極7a、8aを形成して、正特性サーミスタ6aを得
た。この正特性サーミスタ6aのフラッシュ耐圧を測定
した結果を表4に記す。なお、この正特性サーミスタ6
aはキュリー温度が120℃、常温における抵抗値が2
0Ωであった。
が8mm、厚さtが一様に3mmの角板状の正特性サー
ミスタ素体を準備し、両主面に実施例4と同様に、In
−Gaからなる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のフラッシュ耐圧の測定結果
を表4に記す、なお、この正特性サーミスタのキュリー
温度および常温における抵抗値は、実施例4と同一であ
った。
フラッシュ耐圧の最小値が従来例4のフラッシュ耐圧の
2倍を示しており、大幅に向上した。なお、実施例4の
平均を720V以上としてあるのは、測定装置の最大印
加電圧が810Vであり、810Vでは破壊に至らない
正特性サーミスタのフラッシュ耐圧を810V以上とし
たことによるためである。
ーミスタ素体について、図6にもとづいて詳細に説明す
る。正特性サーミスタ素体31は、正特性サーミスタ用
セラミック原料を、成形、焼結してなるものである。そ
の形状は、略円板状であって、その両主面の周縁部全周
に凸部32、33が形成されており、この凸部32、3
3によって囲まれた両主面の中央部に凹部34、35が
形成される。凸部32、33にはこのセラミック体の厚
みT方向に主面側から溝36、37が形成されている。
タ素体31の両主面に、例えば図3に示した実施例2と
同様に下層電極39、40が形成され、その周縁部が全
周に亘って露出するようにギャップGを有して上層電極
41、42が形成されて得られる。
ーミスタ素体について、図7にもとづいて詳細に説明す
る。正特性サーミスタ素体43は、正特性サーミスタ用
セラミック原料を、成形、焼結してなるものである。そ
の形状は、略円板状であって、その両主面の厚さがその
周縁部から中央部に向かって順次薄くなっており、両主
面の中央部に凹部44、45が形成されている。
タ素体43の両主面に、例えば図3に示した実施例2と
同様に下層電極47、48が形成され、その周縁部が全
周に亘って露出するようにギャップGを有して上層電極
49、50が形成されて得られる。
ーミスタ素体について、図8にもとづいて詳細に説明す
る。正特性サーミスタ素体51は、正特性サーミスタ用
セラミック原料を、成形、焼結してなるものである。そ
の形状は、略円板状であって、その両主面の厚さがその
周縁部から中央部に向かって階段状に薄くなっており、
両主面の中央部に凹部52、53が形成されている。
タ素体51の両主面に、例えば図3に示した実施例2と
同様に下層電極55、56が形成され、その周縁部が全
周に亘って露出するようにギャップGを有して上層電極
57、58が形成されて得られる。
ーミスタ素体について、図9にもとづいて詳細に説明す
る。正特性サーミスタ素体59は、正特性サーミスタ用
セラミック原料を、成形、焼結してなるものである。そ
の形状は、略円板状であって、その両主面の厚さがその
周縁部から中央部に向かって順次薄くなっており、両主
面の中央部に凹部60、61が形成され、さらに主面と
側面とがなす周縁の角部62、63が丸みを帯びてい
る。
タ素体59の両主面に、例えば図3に示した実施例2と
同様に下層電極65、66が形成され、その周縁部が全
周に亘って露出するようにギャップGを有して上層電極
67、68が形成されて得られる。
両主面の周縁部の角部62、63が丸みを帯びたもので
あるが、角部62、63の一方主面側のみが丸みを帯び
たものであってもよい。
ーミスタ素体について、図10にもとづいて詳細に説明
する。正特性サーミスタ素体70は、正特性サーミスタ
用セラミック原料を、成形、焼結してなるものである。
その形状は、略円板状であって、その一方主面の周縁部
全周に凸部71が形成されており、この凸部71によっ
て囲まれた一方主面の中央部に凹部72が形成されてい
る。
タ素体70の両主面に、例えば図3に示した実施例2と
同様に下層電極74、75が形成され、その周縁部が全
周に亘って露出するようにギャップGを有して上層電極
76、77が形成されて得られる。
第1の実施の形態による正特性サーミスタ素体1に対応
して、その一方主面に凹部を設けることによって周縁部
全周の厚みTが中央部に比べて厚くしたものであるが、
これと同様に、第2の実施の形態〜第5の実施の形態の
正特性サーミスタ素体に適用して、一方主面側によって
周縁部全周の厚みTが中央部に比べて厚くしたものであ
ってもよい。
るように、外径がφ8.2mm、周縁部の厚さTが4m
m、凸部の幅hが1.2mm、溝の幅h1が0.4m
m、凹部の厚さtが3mmの正特性サーミスタ素体31
を準備し、両主面に下層電極39、40としてNi層、
上層電極41、42としてAg層をギャップGが0.2
mmになるように形成して、正特性サーミスタ38を得
た。この正特性サーミスタ38のフラッシュ耐圧を測定
した結果を表5に記す。
外径がφ8.2mm、周縁部の厚さTが4mm、凸部の
断面形状がR17.06mmの円弧状、凹部の厚さtが
3mmの正特性サーミスタ素体43を準備し、両主面に
下層電極47、48としてNi層、上層電極49、50
としてAg層をギャップGが0.2mmになるように形
成して、正特性サーミスタ46を得た。この正特性サー
ミスタ46のフラッシュ耐圧を測定した結果を表5に記
す。
外径がφ8.4mm、周縁部の厚さTが4mm、階段状
の凸部の各幅hが1.2mm、各段差が0.16mm、
凹部の厚さtが3.04mmの正特性サーミスタ素体5
1を準備し、両主面に下層電極55、56としてNi
層、上層電極57、58としてAg層をギャップGが
0.2mmになるように形成して、正特性サーミスタ5
4を得た。この正特性サーミスタ54のフラッシュ耐圧
を測定した結果を表5に記す。
スタ素体と同じものを用いて、その素体の角部をR1m
mに丸みを付けた正特性サーミスタ素体59を準備し、
両主面に下層電極65、66としてNi層、上層電極6
7、68としてAg層をギャップGが0.2mmになる
ように形成して、図9に示されるような正特性サーミス
タ64を得た。この正特性サーミスタ64のフラッシュ
耐圧を測定した結果を表5に記す。
に、外径がφ8.2mm、周縁部の厚さTが3.5m
m、凸部の幅hが1mm、凹部の厚さtが3mmの正特
性サーミスタ素体70を準備し、両主面に下層電極7
4、75としてNi層、上層電極76、77としてAg
層を周縁部のギャップGが0.2mmになるように形成
して、正特性サーミスタ73を得た。この正特性サーミ
スタ73のフラッシュ耐圧を測定した結果を表5に記
す。
ミスタのキュリー温度は120℃、常温における抵抗値
が22Ωであった。また、測定試料数はすべて18個で
あった。
ような、外径がφ8.2mm、両主面の厚さtが3mm
の円板状の正特性サーミスタ素体を準備し、両主面に実
施例10と同様に下層電極にNiからなる電極、上層電
極にAgからなる2層の電極を、上層電極の周縁にギャ
ップGを0.2mm設けるように形成して、正特性サー
ミスタを得た。この正特性サーミスタも実施例5と同様
の測定をした結果を表6に記す。なお、この正特性サー
ミスタのキュリー温度および常温における抵抗値は、実
施例5と同一であった。
できるように、正特性サーミスタの主面の中央部に凹部
を設けた実施例5〜実施例9は、フラッシュ耐圧が大幅
に向上する。なお、実施例5〜実施例9の平均を・・・
V以上としてあるのは、測定装置の最大印加電圧が81
0Vであり、810Vでは破壊に至らない正特性サーミ
スタのフラッシュ耐圧を810V以上としたことによる
ためである。
は、実施例5〜実施例9と同一形状の正特性サーミスタ
素体に、それぞれ同一の下層電極及び上層電極を形成し
て、正特性サーミスタをそれぞれ得たものである。但
し、実施例10〜実施例14の正特性サーミスタ素体の
主原料は、実施例5〜実施例9の主原料とは異なるもの
を用いており、実施例10〜実施例14の正特性サーミ
スタのキュリー温度は70℃、常温における抵抗値が9
Ωであった。
性サーミスタについてフラッシュ耐圧及びPmax を測定
(測定試料数は18個)した結果を表6に記す。更に、
正特性サーミスタの体積を計算によって求めて、表6に
記す。
るような、外径がφ8.2mm、両主面の厚さtが3m
mの円板状の正特性サーミスタ素体を準備し、両主面に
実施例10と同様に下層電極にNiからなる電極、上層
電極にAgからなる2層の電極を、上層電極の周縁にギ
ャップGを0.2mm設けるように形成して、正特性サ
ーミスタを得た。この正特性サーミスタも実施例10と
同様の測定をした結果を表6に記す。なお、この正特性
サーミスタのキュリー温度および常温における抵抗値
は、実施例10と同一であった。
正特性サーミスタを用いた消磁回路に電流を流し、消磁
コイルに図11に示すような交番減衰電流が流れたと
き、この交番減衰電流の隣り合うピーク値の差を包絡線
変化量Pと呼び、包絡線変化量Pの最大値をPmax と呼
ぶ。Pmax の測定条件は、図12に示すように、消磁コ
イルの代替として20Ωの抵抗73を用い、この抵抗7
3と正特性サーミスタ74との直列回路にAC200
V、60Hzの電圧75を印加した。
解できるように、正特性サーミスタの主面の中央部に凹
部を設けた実施例10〜実施例14は、フラッシュ耐圧
が大幅に大きくなると共に、Pmax が小さくなる。これ
により、正特性サーミスタの体積を従来例10より小さ
くすること可能となる。
記実施の形態に限定するものでなく、その要旨の範囲内
で種々に変形することができる。例えば、正特性サーミ
スタの形状として、外形形状が円形状のものと矩形状の
ものを例示して説明したが、これに限定されるものでは
ないことはいうまでもない。また、図6に示した正特性
サーミスタ素体31の溝36、37について、少なくと
も一方の主面に複数の溝が形成されているものでもよ
い。また、図9に示した正特性サーミスタ素体59の角
部の丸みについても他のすべての正特性サーミスタ素体
の形状と組み合わせることができる。
たIn−Ga、Ni等に限定されるものでなく、Al、
Cr、Cr合金及びオーミックAg等オーミック性を有
するものであればよい。さらに、電極の形成方法につい
ても、スパッタ、印刷、焼き付け、溶射、めっき等いず
れの方法であってもよい。
形成される電極は、前述した1層からなるもの、および
2層からなるもの以外に、例えば、下層電極にCr、上
層電極として第2層目にモネル、第3層目にAgを主成
分とする3層からなる電極から構成されるもの、および
それ以上の複数層からなる電極から構成されてもよい。
サーミスタ素体および正特性サーミスタでは、電極が形
成される正特性サーミスタ素体の主面に凹部を構成する
ために、フラッシュ耐圧が著しく向上する。また、正特
性サーミスタを小型、軽量にしてもPmax を小さくする
ことができる。
ップを設けてあるために、銀マイグレーションが防止さ
れる。さらにまた、正特性サーミスタ素体に凹部を形成
することによって、比抵抗を下げることなく電極間距離
を大きくすることができるため、電極間によるスパーク
の発生が減少する。
スタ素体1の斜視図である。
面図である。
断面図である。
縦断面図である。
面斜視図である。
スタ素体に電極を形成した正特性サーミスタの半断面斜
視図である。
スタ素体に電極を形成した正特性サーミスタの縦断面図
である。
スタ素体に電極を形成した正特性サーミスタの縦断面図
である。
スタ素体に電極を形成した正特性サーミスタの縦断面図
である。
ミスタ素体に電極を形成した正特性サーミスタの縦断面
図である。
を示す図である。
Claims (11)
- 【請求項1】 正の抵抗温度特性を有するセラミック体
の厚さはその主面の周縁部全周が中央部に比べて厚いこ
とを特徴とする正特性サーミスタ素体。 - 【請求項2】 前記正の抵抗温度特性を有するセラミッ
ク体の主面の周縁部全周に凸部を有していることを特徴
とする請求項1に記載の正特性サーミスタ素体。 - 【請求項3】 前記正の抵抗温度特性を有するセラミッ
ク体の周縁部又は前記凸部にこのセラミック体の厚み方
向に溝が形成されていることを特徴とする請求項1又は
2に記載の正特性サーミスタ素体。 - 【請求項4】 前記正の抵抗温度特性を有するセラミッ
ク体の厚さがその周縁部から中央部に向かって順次薄く
なっていることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに
記載の正特性サーミスタ素体。 - 【請求項5】 前記正の抵抗温度特性を有するセラミッ
ク体の厚さがその周縁部から中央部に向かって階段状に
薄くなっていることを特徴とする請求項1〜4のいずれ
かに記載の正特性サーミスタ素体。 - 【請求項6】 前記正の抵抗温度特性を有するセラミッ
ク体の周縁の角部が丸みを帯びていることを特徴とする
請求項1〜5のいずれかに記載の正特性サーミスタ素
体。 - 【請求項7】 前記請求項1〜6のいずれかに記載の正
特性サーミスタ素体の両主面に電極が形成されているこ
とを特徴とする正特性サーミスタ。 - 【請求項8】 前記電極は下層電極と上層電極からな
り、下層電極が前記正特性サーミスタ素体の両主面全面
に形成されていることを特徴とする請求項7に記載の正
特性サーミスタ。 - 【請求項9】 前記上層電極はその周縁部で下層電極が
露出するように前記下層電極より小さな平面積からなる
ことを特徴とする請求項8に記載の正特性サーミスタ。 - 【請求項10】 前記上層電極は前記正特性サーミスタ
素体の周縁部又は凸部を除く中央部に対応する両主面に
形成されていることを特徴とする請求項8又は9に記載
の正特性サーミスタ。 - 【請求項11】 前記下層電極はニッケルを主成分とす
る金属からなり、前記上層電極は銀を主成分とする金属
からなることを特徴とする請求項8〜10のいずれかに
記載の正特性サーミスタ。
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