JPS62137804A - 負特性積層チップ型サーミスタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 崖業上公丑里圀■ 本発明は新規な積層チップ型サーミスタに関する。　　
　　− １′来の　′符　びその間　占 これまでのサーミスタは、一般にセラミンク片の両面に
電極を形成した構造とされており、該セラミンク片の組
成を変更することによって種々の特性を有するサーミス
タが提供されている。

その代表的なものとしては、例えば（１）Ｍｎ−Ｎｉ系
セラミック（Ｍｎ４７５モル％、Ｎｉ：２５モル％）を
使用したもの、（２）Ｍｎ−Ｎｉ−Ｇｏ系セラミ・ツク
（Ｍｎ：５０モル％、Ｎｉ：３０％、Ｃｏ：２０モル％
）を使用したもの、（３）Ｍｎ−Ｎｉ−Ｚｎ系セラミッ
ク（Ｍｎ：８５モル％、Ｎｉ：１ｏモル％、Ｚｎ：５モ
ル％）を使用したもの等が挙げられる。

上記〔１〕のＭ　ｎ　−Ｎ　ｉ系セラミックを使用した
サーミスタは、結晶がスピネル構造で立方晶をしており
、且つ密構造で相変態がないため、Ｂ定数が大で常温で
の安定性が良く、２００℃付近の高温下に長時間保った
後も抵抗値が１％程度変化するだけであるが、初期の抵
抗値が大きいという性質を有する。これに対し、上記〔
２〕のＭｎ−Ｎ　ｉ　−Ｃｏ系セラミックを使用したサ
ーミスタは、初期の抵抗値が小さいけれども、Ｂ定数も
小さいため安定性の面で不安がある。また、上記〔３〕
のＭｎ−Ｎｉ−Ｚｎ系セラミックを使用したサーミスタ
は、Ｂ定数が高いけれども、スピネル構造の立方晶には
ならず、焼成によりＭｎ２Ｏ３が析出するので、特性が
低下するといった問題がある。

このように、従来のサーミスタは、セラミックの組成に
よって一長一短があり、その特性に適応した用途に使い
分けられているが、一般的にみると、従来のサーミスタ
は、セラミックの組成の如何にかかわらず、Ｂ定数と初
期の抵抗値との間に正の相関関係が成立し、Ｂ定数が大
きくなればなるほど抵抗値も大きくなる傾向がある。

ところが、最近のサーミスタの用途拡大に伴って、Ｂ定
数が大きく初期の抵抗値が小さいサーミスタの開発が要
望されるようになってきた。そこで、これに応えるべく
新規サーミスタの開発研究が盛んに行われているようで
あるが、セラミック組成を変更することによって成功し
た例は現在のところないようである。

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的と
するところは、構造的な改良を行うことによってＢ定数
が大きいにもかかわらず小さな初期抵抗値を有し、しか
も高温、高湿等の過酷な条件下においた後も抵抗の変化
率が僅かな積層チップ型ザーミスタを提供するにある。

問硬屯を解ｌするための手「′ かかる目的を達成するため、本発明の積層チップ型サー
ミスタは、セラミック積層体の両端に外部電極が形成さ
れ、該セラミック積層体の各層間に、一方の外部電極に
接続する貴金属の内部電極と他方の外部電極に接続する
貴金属の内部電極とが交互に形成されて成ることを要旨
とする。

光皿五作夙 このような８ＭＮチップ型サーミスタによれば、セラミ
ック積層体の一つのセラミック層と該セラミック層の上
面及び下面に位置する内部電極とによって一つのサーミ
スタが構成されるので、全体としては内部電極の数から
１を引いた個数のサーミスタが並列接続状態で形成され
ることになる。

従って、個々のサーミスタが大きい抵抗値とＢ定数を有
していても、各サーミスタが並列接続状態にあるためサ
ーミスタ数が増すほど全体の抵抗値が下がることになる
。また、このＭＲチップ型ササ−ミスタように内部電極
がセラミック積層体の各層間に形成されて外部に露出し
ていない構造であると、高温、高湿等の過酷条件下にお
いた場合でも、内部電極が外部雰囲気の影響で変質等を
生じ稚いため、抵抗値の変化率は後述の実験結果から裏
付けられるように±１％未満と小さくなる。

天扁輿 以下、図面に基づき本発明の詳細な説明する。第１図は
本発明に係る積層チップ型サーミスタの一実施例を示す
断面図であって、■はセラミック積層体を示しており、
この実施例では５層のセラミック層１１・・・が積層さ
れ、焼結一体化されている。セラミックとしては、負の
抵抗温度係数を有しＢ定数が約３０００以上と高いもの
、例えば前述のようなＭ　ｎ　−Ｎ　ｉ系セラミック、
Ｍ　ｎ　−Ｎｉ−Ｃｏ系セラミック、Ｍｎ−Ｎｉ−Ｚｎ
系セラミック等が好適に使用される。

このセラミ・ツク積層体１の両端には、例えばＡｇ、Ｎ
ｉ、Ａ７！、Ｚｎ、Ａｇ　　Ｐｄ系の外部電極２ａ、２
ｂが形成されており、またセラミック層１１・・・の各
層間には、一方の外部電極２ａに接続する内部電極３ａ
と他方の外部電極２ｂに接続する内部電極３ｂとが交互
に形成されている。これら内部電極３ａ、３ｂは、いず
れもＰｔ、Ａｕ。

Ａｇ、Ａｇ−Ｐｄ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｏｓ、Ｉｒ１等
の貴金属よりなるもので、後述するように、いずれかの
貴金属のペーストを未焼成のセラミックグリーンシート
表面に塗布し、このグリーンシートの積層体を焼成して
上記セラミック積層体１を形成するときに該貴金属ペー
ストを同時焼成することによって形成されたものである
。

かかる構造の積層チップ型サーミスタでは、一つのセラ
ミック層１１と該セラミック層の上面及び下面に位置す
る内部電極２ａ、２ｂとによって一つのサーミスタが構
成されるので、全体としては内部電極の数から１を引い
た個数、つまりこの実施例、では３個のサーミスタが並
列接続状態で形成されていることになる。従って、個々
のサーミスタが大きい抵抗値とＢ定数を有していても、
各サーミスタが並列接続状態にあるためサーミスタ数が
増すほど全体の抵抗値が下がることになり、この実施例
のようにサーミスタが３個の場合は全体の抵抗値が１／
３となる。しかも、このような積層構造であれば、内部
電極２ａ、２ｂの間隔が小さくなり、個々のサーミスタ
の抵抗値が下がるので、上記の並列接続による抵抗低下
と相まって全体の抵抗値が更に低下することになる。そ
の上、内部電極２ａ、　　２ｂが外部に露出していない
ので、外部雰囲気のジグで変質等を生じることも殆どな
い。

尚、この実施例では、５層のセラミック屓１１でセラミ
ック積層体１を構成し、内部電極を４個形成しているが
、セラミック屓及び内部電極の数は増減自由であり、目
的とする抵抗値が得られるように適宜決定すればよい。

次に、この積層チップ型サーミスタの製造について説明
する。

まず、第２図（イ）に示すようにセラミックのグリーン
シート１１′を複数枚（この例では５枚〉重ねて熱圧着
する。この場合、最上層のグリーンシート１１′には貴
金属ペーストが塗布されてないが、第２屓目及び第４層
目のグリーンシート１１’の上面には、予め貴金属ベー
ス１−４がグリーンシーｌ−の−ｒｌｊ：ｉに達するよ
・うに塗布されており、また３層目及び最下層のグリー
ンシート１１′の上面には、貴金属ペースト４がグリー
ンシートの他端に達するように、それぞれ塗布されてい
る。

次いで、このグリーンシート１１′の熱圧着体を１２０
０℃前後で数時間焼成し、第２図（１コ）に示すような
セラミック積層体１を得る。この焼成の際、貴金属ペー
スト４は同時焼成され、セラミック積層体１の各層１１
間には、該積層体１の一端側に達する内部電極３ａと他
端側に達する内部電極３ｂとが交互に形成される。

次いで、このセラミック積層体１の両端面に、例えばＡ
ｇ、Ｎｉ、Ａｇ−Ｐｄ等の外部電極形成用ペーストを塗
布し、自然雰囲気中で焼付けて、第２図（ハ）に示すよ
うに外部電極２ａ、２ｂを形成することによって、目的
とする積層チップ型サーミスタを得る。

次に実験例を挙げる。

（実験例） 下記第１表に示す組成のセラミックスラリ−〔Ａ）、　
　（Ｂ）、　　（Ｃ）を調整し、各スラリーを用いてド
クターブレード法により１１００ＩＪのグリーンシート
を形成した。このグリーンシートの表面にｐｔペースト
を塗布、乾燥したものを２枚と、Ｐｔペースト未塗布の
グリーンシートを１枚重ね、熱圧着してから１２００℃
で３時間焼成して３層重ねのセラミガク積層体（１−ａ
）、ＣＩ−ｂ）、　　（１−ｃ）を得た。一方、上記の
Ｐｔペーストを塗布したグリーンシート４枚と、Ｐｔペ
ースト未塗布のグリーンシート１枚を市ね、同様に焼成
して５層重ねのセラミック積層体（２−ａ）、　　Ｃ２
−ｂ）、　　（２−ｃ）を得た。得られた３層重ね及び
５層重ねのセラミック積層体はいずれも２、ｏｘｉ、ｏ
ｘｉ、Ｏｍｍの寸法であった。

しかる後、これらのセラミック積層体の両端面にＡｇペ
ーストを塗布し、焼付けを行って外部電極を形成し、６
棟類の積層チップ型サーミスタ〔１−Ａ）、　　（１−
Ｂ）、　　（１−Ｃ）、　　［２−Ａ）、　　［２−Ｂ
）、　　（１−Ｃ）を得た。

得られたそれぞれの頂層チップ型サーミスタについて測
定した抵抗値とＢ定数との関係を第３図のグラフに示す
。

呈−上一五 比較のために、上記第１表のセラミ・ノクスラＩＪ−（
Ａ）、　　ＣＢ）、　　（Ｃ）を用Ｇ１て、前記積層チ
ップ型サーミスタと同寸法の＠層型のツー−ミスタ（３
−Ａ）、　　（３−Ｂ）、　　（３−Ｃ）を作製した。

これらについて測定した抵抗値とＢ定数との関係を第３
図のグラフに併せて示す。

この第３図のグラフを見れば、いずれのサーミスタも使
用したセラミック材料の組成に対応して３７００．３９
００．４０００と高いＢ定数を有するが、従来の単層型
のサーミスタ（３−Ａ）。

（３−１３）、　　Ｃ３−Ｃ３の抵抗値が高いのに対し
、本発明に係る３屓重ねの積層チップ型サーミスタ（１
−Ａ）、　　（１−Ｂ）、　　（１−Ｃ）は、内部電極
の間隔が小さくなった分だけ抵抗値が低下しており、更
に本発明に係る５屓重ねの積層チップ型サーミスタ（２
−Ａ）、　　（２−Ｂ）、　　（２−Ｑ〕は、内部に３
個のサーミスタが並列接続状態で形成されているため、
３屑重ねの積層チップ型サーミスタよりも更に抵抗値が
低下していることが判る。

また、上記の本発明に係るそれぞれの積層チップ型サー
ミスタと上記の単層型サーミスタを、３００℃の高温雰
囲気中で１０００時間保ち、その抵抗値の変化率を求め
たところ、本発明に係る積層チップ型サーミスタの変化
率はいずれも土１％以内であったのに対し、従来の単層
型サーミスタの変化率はいずれも上２゜０〜３．０％の
範囲にあった。また相対湿度９５％、６０℃の高湿雰囲
気中で１０００時間保ち、その抵抗値の変化率を求めた
ところ、上記と同様の結果が得られた。このことから、
本発明の積層チップ型サーミスタは高温、高湿等の過酷
な条件化における安定性が良好であることが判る。

衾肌■処困 以上の説明から明らかなように、本発明の積層チップ型
サーミスタによれば、Ｂ定数が大きいにもかかわらず初
期抵抗値を下げることができ、しかも高温、高湿等の過
酷な条件下における安定性を向上させることができると
いった効果が得られる。従って、本発明の積層チップ型
サーミスタは昨今の業界からの要望に充分応え得るもの
といえる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る積層チップ型サーミスタの一実施
例を示す断面図、第２図（イ）〜（ハ）は本発明に係る
積層チップ型サーミスタの一製法例の説明図、第３図は
抵抗とＢ値の関係を示すグラフである。 １・・・セラミック積層体、２ａ、２ｂ・・・外部電極
、３ａ、３ｂ・・・内部電極、１１・・・セラミック層
。 特許出願人　株式会社村田製作所 第１図 ａ 第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）セラミック積層体の両端に外部電極が形成され、
   該セラミック積層体の各層間に、一方の外部電極に接続
   する貴金属の内部電極と他方の外部電極に接続する貴金
   属の内部電極とが交互に形成されて成る積層チップサー
   ミスタ。