JPS62199001A - 正特性磁器半導体 - Google Patents
正特性磁器半導体Info
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- JPS62199001A JPS62199001A JP4269886A JP4269886A JPS62199001A JP S62199001 A JPS62199001 A JP S62199001A JP 4269886 A JP4269886 A JP 4269886A JP 4269886 A JP4269886 A JP 4269886A JP S62199001 A JPS62199001 A JP S62199001A
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔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
素子に用いられる正特性磁器半導体に関するものである
。
素子に用いられる正特性磁器半導体に関するものである
。
C従来の技術)
従来の正特性磁器半導体は、正特性磁器半導体素体に、
ニッケル層および該ニッケル層面上に形成した銀層より
なる二層構造の一対の電極を付与した構成となっている
。
ニッケル層および該ニッケル層面上に形成した銀層より
なる二層構造の一対の電極を付与した構成となっている
。
従来のものは一対の電極間に電位差を与えた場合、該一
対の電極のうちの正極から負極へ前記銀層の銀が正特性
磁器半導体素体の表面を伝わって移動するいわゆるシル
バーマイグレーション現象を生じ、高温、高湿の雰囲気
中で特に著しく促進される。
対の電極のうちの正極から負極へ前記銀層の銀が正特性
磁器半導体素体の表面を伝わって移動するいわゆるシル
バーマイグレーション現象を生じ、高温、高湿の雰囲気
中で特に著しく促進される。
本発明は上記の問題点を解決するためのものであって、
正特性磁器半導体素体に設けられた一対の電極を有し、
該一対の電極のうち正極となる一方の電極を銀およびパ
ラジウムを含む導電合金材料で構成し、銀およびパラジ
ウム系において銀を40〜90wt%、パラジウムを6
0〜10−t%の割合に設定したことを特徴とするもの
である。
正特性磁器半導体素体に設けられた一対の電極を有し、
該一対の電極のうち正極となる一方の電極を銀およびパ
ラジウムを含む導電合金材料で構成し、銀およびパラジ
ウム系において銀を40〜90wt%、パラジウムを6
0〜10−t%の割合に設定したことを特徴とするもの
である。
本発明において、パラジウムの含有量の増加に伴って耐
マイグレーション性は向上するが、パラジウムの量が1
0−t%以上にてマイグレーション現象を生じなくなる
。しかるに、パラジウムの量が40wt%を越えると、
性特性磁器半導体素体と電極との間に界面抵抗を生じ、
次第に突入電流の低下を招き、かつ表面抵抗が大きくな
って被接触面との接触が点接触となって電流の集中を招
く。
マイグレーション性は向上するが、パラジウムの量が1
0−t%以上にてマイグレーション現象を生じなくなる
。しかるに、パラジウムの量が40wt%を越えると、
性特性磁器半導体素体と電極との間に界面抵抗を生じ、
次第に突入電流の低下を招き、かつ表面抵抗が大きくな
って被接触面との接触が点接触となって電流の集中を招
く。
更には、パラジウムの増量により価格的にも高価となる
。従って、パラジウムの量は実用上60wt%以下が望
ましい。
。従って、パラジウムの量は実用上60wt%以下が望
ましい。
このように、本発明においてはパラジウムの量は、銀−
パラジウム系で10〜60−t%が望ましく、より望ま
しくは性能面の信鯨性および価格面を考慮すると、20
〜30wt%である。
パラジウム系で10〜60−t%が望ましく、より望ま
しくは性能面の信鯨性および価格面を考慮すると、20
〜30wt%である。
本発明において、シルバーマイグレーション現象は電極
の正極から負極に向かって生じるので、正極に本発明の
銀−パラジウム系の導電材料を用いれば負極は従来の構
成であってもシルバーマイグレーション現象の発生を防
止できる。該正極の構成としては、正特性磁器半導体素
体の表面に形成したニッケル層と、該ニッケル層の上に
形成した本発明の、銀−パラジウム合金層との二層構成
であってよく、また正特性磁器半導体素体の表面に形成
した本発明の、銀−パラジウム合金層の一層構成でもよ
い。
の正極から負極に向かって生じるので、正極に本発明の
銀−パラジウム系の導電材料を用いれば負極は従来の構
成であってもシルバーマイグレーション現象の発生を防
止できる。該正極の構成としては、正特性磁器半導体素
体の表面に形成したニッケル層と、該ニッケル層の上に
形成した本発明の、銀−パラジウム合金層との二層構成
であってよく、また正特性磁器半導体素体の表面に形成
した本発明の、銀−パラジウム合金層の一層構成でもよ
い。
なお、負極は、正特性磁器半導体素体の表面に形成した
ニッケル層と、該ニッケル層の上に形成した銀層との従
来の二層構成でもよいし、上記正極と同じ二層構成でも
勿論よい。
ニッケル層と、該ニッケル層の上に形成した銀層との従
来の二層構成でもよいし、上記正極と同じ二層構成でも
勿論よい。
以下本発明を具体的実施例により詳細に説明する。
第1図〜第5図は本発明の一実施例における正特性磁器
半導体の断面図を示している。各実施例について説明す
ると、まず第1図において、この実施例では円板状の正
特性磁器半導体素体1の両表面にオーミンクなニッケル
層2を形成し°、該ニッケルWA2の上に該ニッケル層
2の周縁をも覆うように本発明の銀−パラジウム合金層
5が形成しである。なお、上記素体lは正の抵抗温度係
数を有し、かつ所定温度で抵抗値が急増するキュリ一点
を有したチタン酸バリウム系材料で構成されている。
半導体の断面図を示している。各実施例について説明す
ると、まず第1図において、この実施例では円板状の正
特性磁器半導体素体1の両表面にオーミンクなニッケル
層2を形成し°、該ニッケルWA2の上に該ニッケル層
2の周縁をも覆うように本発明の銀−パラジウム合金層
5が形成しである。なお、上記素体lは正の抵抗温度係
数を有し、かつ所定温度で抵抗値が急増するキュリ一点
を有したチタン酸バリウム系材料で構成されている。
第2図の実施例は、第1図のものが正極をニッケル層2
と銀−パラジウム合金N5との二層構成としであるのに
対し、銀−パラジウム合金層5のみの一層構成としたも
のである。なお、負極は第1図のものと同一構成にしで
ある。
と銀−パラジウム合金N5との二層構成としであるのに
対し、銀−パラジウム合金層5のみの一層構成としたも
のである。なお、負極は第1図のものと同一構成にしで
ある。
第3図の実施例は、正極は第1図のものと同一構成にな
し、負極を従来の、ニッケル層2−銀層3の2層構成に
しである。
し、負極を従来の、ニッケル層2−銀層3の2層構成に
しである。
第4図の実施例は、正極は第2図のものと同一構成にな
し、負極を第3図と同様の従来構成にしである。
し、負極を第3図と同様の従来構成にしである。
第5図の実施例は、上記第1図〜第4図の実施例が正特
性磁器半導体1の形状をいずれも円板状に形成している
のに対し、リング状に形成したものであり、電橋構成は
第1図のものと同一構成にしである。
性磁器半導体1の形状をいずれも円板状に形成している
のに対し、リング状に形成したものであり、電橋構成は
第1図のものと同一構成にしである。
次に、本発明の正特性磁器半導体の製造方法を第5図の
ものに適用した例について説明する。
ものに適用した例について説明する。
通常の方法によって製造したチタン酸バリウム系のリン
グ状の正特性磁器半導体素体(焼成品)の両表面を砥粒
、例えば炭化硅素砥粒を用いて研摩し、洗浄し乾燥する
。
グ状の正特性磁器半導体素体(焼成品)の両表面を砥粒
、例えば炭化硅素砥粒を用いて研摩し、洗浄し乾燥する
。
次に、塩化パラジウムを含む活性化ペースト(日本カニ
ゼン株式会社製造のK146)を上記素体の両表面にス
クリーン印刷し、乾燥後400〜700℃で焼付ける。
ゼン株式会社製造のK146)を上記素体の両表面にス
クリーン印刷し、乾燥後400〜700℃で焼付ける。
この焼付後、上記素体をN1−P系の無電解メッキ浴に
浸漬し、ニッケルメッキを行なう。その後、200〜4
50℃の温度で焼付け、ニッケル層を素体の両端面に形
成する。
浸漬し、ニッケルメッキを行なう。その後、200〜4
50℃の温度で焼付け、ニッケル層を素体の両端面に形
成する。
次に、この素体の両表面のニッケル層の上に平均粒径1
μm以下の銀および平均粒径800オングストロームの
パラジウムを含むペーストをスクリーン印刷し、600
℃で15分間焼付ける。この焼付けにより、銀とパラジ
ウムとは互いに全率固溶し、二元系合金となる。
μm以下の銀および平均粒径800オングストロームの
パラジウムを含むペーストをスクリーン印刷し、600
℃で15分間焼付ける。この焼付けにより、銀とパラジ
ウムとは互いに全率固溶し、二元系合金となる。
なお、第1図〜第4図のものも上記の製造方法に準じて
製造される。
製造される。
さて、次に、上記製造方法に従って銀およびパラジウム
の割合を変えた試料を用意し、この試料の耐マイグレー
シヨン性および界面抵抗を調査したので、その結果を以
下説明する。
の割合を変えた試料を用意し、この試料の耐マイグレー
シヨン性および界面抵抗を調査したので、その結果を以
下説明する。
なお、試料は第5図のごとくリング状であり、外径35
.0鶴、内径25.(in、厚さ2.5鶴である。
.0鶴、内径25.(in、厚さ2.5鶴である。
この素子を常温で連続通電耐久試験にかけた。その条件
は印加電圧14Vで20g/secの通風下で2000
時間連続して行なった。
は印加電圧14Vで20g/secの通風下で2000
時間連続して行なった。
結果を第6図に示す。この第6図において、マイグレー
ション(mm)はマイグレーションの最大到達距離を示
している。また、界面抵抗(ΔR)は次式により求めた
ものである。
ション(mm)はマイグレーションの最大到達距離を示
している。また、界面抵抗(ΔR)は次式により求めた
ものである。
ΔR= (R旧−AI/Pd −RNi) / RNム
ここで、RNiは正、負電極をニッケル(300℃で2
時間焼付)とした正特性磁器半導体(形状、寸法は前記
したとおり)の抵抗値を示し、RNi−A9/Paは前
記製造方法で述べたごとく正、負電極がニッケル層と銀
−パラジウム合金層との二層より成る正特性磁器半導体
の抵抗値を示している。要するに、この界面抵抗(ΔR
)は基準となるニッケル電極との抵抗値の差を比で表し
ているのである。
ここで、RNiは正、負電極をニッケル(300℃で2
時間焼付)とした正特性磁器半導体(形状、寸法は前記
したとおり)の抵抗値を示し、RNi−A9/Paは前
記製造方法で述べたごとく正、負電極がニッケル層と銀
−パラジウム合金層との二層より成る正特性磁器半導体
の抵抗値を示している。要するに、この界面抵抗(ΔR
)は基準となるニッケル電極との抵抗値の差を比で表し
ているのである。
ところで、第6図から理解されるごとく、パラジウムの
量が10wt%を境にしてマイグレーション現象の発生
が急激に変化しており、10−t%以上ではマイグレー
ション現象は発生していない。
量が10wt%を境にしてマイグレーション現象の発生
が急激に変化しており、10−t%以上ではマイグレー
ション現象は発生していない。
従来のものはマイグレーション現象の最大到達距離は約
1.5 mmであり、いかに性能の悪いことがわかる。
1.5 mmであり、いかに性能の悪いことがわかる。
一方、界面抵抗はパラジウムの量が約40%以上より徐
々に増加し、60%を越えると増加率が上昇してくる。
々に増加し、60%を越えると増加率が上昇してくる。
ところで、第6図における界面抵抗は正特性磁器半導体
の電極構成によってもたらされる値である。従って、前
記第1図のものは第5図のものに対し、形状が異なって
いるだけであるから、前記式はそのまま使えるが、特に
第3図のものではその抵抗値を前記式のRNt−hay
□O代わりに入れればよい。
の電極構成によってもたらされる値である。従って、前
記第1図のものは第5図のものに対し、形状が異なって
いるだけであるから、前記式はそのまま使えるが、特に
第3図のものではその抵抗値を前記式のRNt−hay
□O代わりに入れればよい。
それ故、第3図のものは界面抵抗の特性曲線は第6図の
ものと異なるが、界面抵抗から規制されるパラジウムの
使用範囲の上限である60wt%は第5図のものと共通
している。また、第2図、第4図に於いては、Ni電極
がない非オーミツク電極となっており、抵抗値は測定で
きないが、突入電流にて界面抵抗を求めると、同様に6
0%が上限となる。
ものと異なるが、界面抵抗から規制されるパラジウムの
使用範囲の上限である60wt%は第5図のものと共通
している。また、第2図、第4図に於いては、Ni電極
がない非オーミツク電極となっており、抵抗値は測定で
きないが、突入電流にて界面抵抗を求めると、同様に6
0%が上限となる。
なお、本発明の実施例の効果としては、パラジウムはイ
オウ、塩素に対して耐久性がある点から、ガソリン中で
の耐電極腐食に優れており、従って正特性磁器半導体を
電極の保護なしにガソリン中で露出状態で使用すること
ができる。
オウ、塩素に対して耐久性がある点から、ガソリン中で
の耐電極腐食に優れており、従って正特性磁器半導体を
電極の保護なしにガソリン中で露出状態で使用すること
ができる。
本発明は上述の実施例に限定されず、次のごとく種々の
変形が可能である。
変形が可能である。
(1)銀およびパラジウムの他に、接着強度、はんだ付
は性等の向上のため、種々のフリット、ビスマス等の第
3成分が添加されていてもよい。
は性等の向上のため、種々のフリット、ビスマス等の第
3成分が添加されていてもよい。
(2)銀およびパラジウムを含む電極の形成方法はペー
スト法の他に、スパッタリング法、化学気相蒸着法、真
空蒸着法等を採用してもよい。
スト法の他に、スパッタリング法、化学気相蒸着法、真
空蒸着法等を採用してもよい。
(3)素体1のニッケル層の代わりにアルミニウム、青
銅等の、素体1に対しオーミック接触となる金属層を用
いてもよい。
銅等の、素体1に対しオーミック接触となる金属層を用
いてもよい。
(4)正特性磁器半導体素体の形状は上述の実施例のご
とく板状、リング状に限らず、多数の貫通孔を軸方向に
有したハニカム状であってもよく、形状は問わない。
とく板状、リング状に限らず、多数の貫通孔を軸方向に
有したハニカム状であってもよく、形状は問わない。
(5)一対の電極は正特性磁器半導体素体の対向する両
表面に形成する代わりに、該素体の一方の表面に互いに
離間して一対の電極を形成してもよい。
表面に形成する代わりに、該素体の一方の表面に互いに
離間して一対の電極を形成してもよい。
以上詳述したように本発明においては、シルバーマイグ
レーション現象の発生を確実に防止することができ、そ
の実用上の効果は大きい。
レーション現象の発生を確実に防止することができ、そ
の実用上の効果は大きい。
第1図、第2図、第3図、第4図および第5図は本発明
の正特性磁器半導体の構造例を示す断面図、第6図は本
発明の作用効果の説明に供する特性図である。 1・・・正特性磁器半導体素体、5・・・銀−パラジウ
ム合金層。 代理人弁理士 岡 部 隆 第1図 第3S 第4図 第5図 第6図
の正特性磁器半導体の構造例を示す断面図、第6図は本
発明の作用効果の説明に供する特性図である。 1・・・正特性磁器半導体素体、5・・・銀−パラジウ
ム合金層。 代理人弁理士 岡 部 隆 第1図 第3S 第4図 第5図 第6図
Claims (2)
- (1)正特性磁器半導体素体に設けられた一対の電極を
有し、該一対の電極のうち正極となる一方の電極を銀お
よびパラジウムを含む導電合金材料で構成し、銀および
パラジウム系において銀を40〜90wt%、パラジウ
ムを60〜10wt%の割合に設定したことを特徴とす
る正特性磁器半導体。 - (2)前記割合は、銀70〜80wt%、パラジウム3
0〜20wt%であることを特徴とする特許請求の範囲
第1項記載の正特性磁器半導体。
Priority Applications (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61042698A JP2555317B2 (ja) | 1986-02-27 | 1986-02-27 | 正特性磁器半導体の製造方法 |
CA000530415A CA1264871A (en) | 1986-02-27 | 1987-02-24 | Positive ceramic semiconductor device with silver/palladium alloy electrode |
EP87102734A EP0235749B1 (en) | 1986-02-27 | 1987-02-26 | Positive ceramic semiconductor device |
DE8787102734T DE3785946T2 (de) | 1986-02-27 | 1987-02-26 | Halbleiterbauelement aus positiver keramik. |
US07/019,972 US4831432A (en) | 1986-02-27 | 1987-02-27 | Positive ceramic semiconductor device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61042698A JP2555317B2 (ja) | 1986-02-27 | 1986-02-27 | 正特性磁器半導体の製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS62199001A true JPS62199001A (ja) | 1987-09-02 |
JP2555317B2 JP2555317B2 (ja) | 1996-11-20 |
Family
ID=12643270
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
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- 1986-02-27 JP JP61042698A patent/JP2555317B2/ja not_active Expired - Fee Related
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