JPS6295805A - サ−ミスタ - Google Patents
サ−ミスタInfo
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- JPS6295805A JPS6295805A JP23688085A JP23688085A JPS6295805A JP S6295805 A JPS6295805 A JP S6295805A JP 23688085 A JP23688085 A JP 23688085A JP 23688085 A JP23688085 A JP 23688085A JP S6295805 A JPS6295805 A JP S6295805A
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- Japan
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- oxide
- thermistor
- temperature
- sensitive resistor
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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)
この発明はサーミスタ、持に高鬼時における抵抗値、サ
ーミスタとし〔の出力電圧シよび検出感度の劣化を防止
した高信項性のサーミスタに関する0 (従来の技術) 温度の上昇とともにその抵抗値が急激に変化する半導体
は一役にサーミスタと呼ばれ、温度補償用素子、@車検
4(1素子としC利用され゛〔1^る。
ーミスタとし〔の出力電圧シよび検出感度の劣化を防止
した高信項性のサーミスタに関する0 (従来の技術) 温度の上昇とともにその抵抗値が急激に変化する半導体
は一役にサーミスタと呼ばれ、温度補償用素子、@車検
4(1素子としC利用され゛〔1^る。
このサーミスタとしCは、un−Ni系、Mn−Cu−
NIJ、Mn−Co−Ni−Ca系、AlzOs系、Z
rO,爪Y、O,系などの酸化物系の焼結体からなるも
のが知られ〔j八る。
NIJ、Mn−Co−Ni−Ca系、AlzOs系、Z
rO,爪Y、O,系などの酸化物系の焼結体からなるも
のが知られ〔j八る。
そし゛〔、これらのサーミスタには電画が形成されるが
、たとえばディスク形のサーミスタには焼付の銀1極、
フレーク形と薄膜サーミスタには蒸着のA u 11i
i% また厚、模サーミスタには通常Aq−Pdの合金
からなる焼付1甑が形成されC(^る。
、たとえばディスク形のサーミスタには焼付の銀1極、
フレーク形と薄膜サーミスタには蒸着のA u 11i
i% また厚、模サーミスタには通常Aq−Pdの合金
からなる焼付1甑が形成されC(^る。
ところで、酸化物の焼結体からなるサーミスタは熱応冴
が遅く、半導体集積回路などとの集積化が容易でないと
いうことから、薄膜サーミスタにつ1へ・〔の研究が進
められCおり、たとえば特開昭59−6E3902号公
報には、少なくともニオブおよび夕/タルの亀へずれか
一方を含むアモルファス酸化物薄膜よシなるサーミスタ
が開示されCいる。
が遅く、半導体集積回路などとの集積化が容易でないと
いうことから、薄膜サーミスタにつ1へ・〔の研究が進
められCおり、たとえば特開昭59−6E3902号公
報には、少なくともニオブおよび夕/タルの亀へずれか
一方を含むアモルファス酸化物薄膜よシなるサーミスタ
が開示されCいる。
(発明が解決しようとする間項)
しかしながら、この薄膜サーミスタについ〔は信頼性の
点で問題があることが確認された。
点で問題があることが確認された。
つまり、高温使用時におLへ゛C,抵抗値やサーミスタ
とし〔の出力電圧あるj^は検出感度の劣化が起こるこ
とが確認された。
とし〔の出力電圧あるj^は検出感度の劣化が起こるこ
とが確認された。
発明者等はこれらの特性の変化はサーミスタの酸化物N
i膜と電極との間においC酸素の援受、すなわち次式に
よる反応が進行するものであることを見覧へ出した。
i膜と電極との間においC酸素の援受、すなわち次式に
よる反応が進行するものであることを見覧へ出した。
Me t)+Me −Me工OX−aMe、。
工 x I[
ただし Mθ工Q、=薄膜サーミスタ
Me、=電極
すなわち、薄膜サーミスタに含有され〔論る酸素が、l
t極を構成する金属に奪われ、結果としC酸化lf!!
lJ薄膜サーミスタが還元されることによるものと考え
られる。したがつC1この酸化物薄膜サーミスタを室温
で放・直した場合は問題とはならないが、たとえば15
0t:の高畠に放置すると、サーミスタとしCの特性に
変化か見られることからも確認することができる。
t極を構成する金属に奪われ、結果としC酸化lf!!
lJ薄膜サーミスタが還元されることによるものと考え
られる。したがつC1この酸化物薄膜サーミスタを室温
で放・直した場合は問題とはならないが、たとえば15
0t:の高畠に放置すると、サーミスタとしCの特性に
変化か見られることからも確認することができる。
また、JPINサーミスタとしCは構成する材料がすべ
C酸化物からなるもののほか、たとえば、Cr−810
、Au−5to、 Ta−Alx01 、 Au−WO
−X、Pt−WOj−x、 Au−Ta、O,z、 f
’t−TaxOs−jCのように一部酸化物を含むもの
からなる薄膜サーミスタについCも、酸化物を含む以上
、上記したと同じような現象が発生することになる。
C酸化物からなるもののほか、たとえば、Cr−810
、Au−5to、 Ta−Alx01 、 Au−WO
−X、Pt−WOj−x、 Au−Ta、O,z、 f
’t−TaxOs−jCのように一部酸化物を含むもの
からなる薄膜サーミスタについCも、酸化物を含む以上
、上記したと同じような現象が発生することになる。
高−におけるサーミスタの特性の劣化は上記した4/!
Xサーミスタに顕著に現われる現象であるが、これはサ
ーミスタの膜厚に大きく衣存することによるものと考え
られる。したがつC1酸化吻をよむ焼結体からなるサー
ミスタのように十分な膜厚を有するものについ゛(、特
に問題にはならないとしCも、サーミスタの4性劣化を
防止する観点から、何らかの劣化防止対策が必要である
ことはいうまでもない。
Xサーミスタに顕著に現われる現象であるが、これはサ
ーミスタの膜厚に大きく衣存することによるものと考え
られる。したがつC1酸化吻をよむ焼結体からなるサー
ミスタのように十分な膜厚を有するものについ゛(、特
に問題にはならないとしCも、サーミスタの4性劣化を
防止する観点から、何らかの劣化防止対策が必要である
ことはいうまでもない。
(発明の目的)
した、バつ〔、この発明は高温におけるサーミスタの特
性の劣化を切止し、信頼性の高いサーミスタを提供する
ことを目的とする。
性の劣化を切止し、信頼性の高いサーミスタを提供する
ことを目的とする。
(発明の構成)
すなわち、この発明のt爲′とするところは、負の抵抗
it特性を有し、かつ少なくとも金属酸化物を含むもの
からなる感温抵抗体の表面に1玉が形成されCなるサー
ミスタにお1^〔、前記感温抵抗体と電極との間に導電
性酸化物層が形成されCいることを特徴とするサーミス
タである。
it特性を有し、かつ少なくとも金属酸化物を含むもの
からなる感温抵抗体の表面に1玉が形成されCなるサー
ミスタにお1^〔、前記感温抵抗体と電極との間に導電
性酸化物層が形成されCいることを特徴とするサーミス
タである。
ここで、感温抵抗体としCは、すでに述べた薄膜サーミ
スタのみならず、酸化物を含むR結体からなるサーミス
タについ゛〔も対象となる。
スタのみならず、酸化物を含むR結体からなるサーミス
タについ゛〔も対象となる。
また、導電性酸化物層とし〔は、導1代性を有するもの
で、感温抵抗体を宿成し〔いる金属酸化物より安定な金
属酸化物が選ばれる。具体的には、酸化マンガン、酸化
鉄、・変化コバルト、酸化ニッケル、酸化亜鉛、酸化イ
ンジウム、インジウム錫酸化物、酸化錫のうちいずれか
11がある。このうち酸化亜鉛は、酸化鉄、豊化ジルコ
ニウム、酸化インジウム、+llI!化錫、1波化鉛の
うち少なくとも1種を0.5〜99.9モルチ含有する
ものである。
で、感温抵抗体を宿成し〔いる金属酸化物より安定な金
属酸化物が選ばれる。具体的には、酸化マンガン、酸化
鉄、・変化コバルト、酸化ニッケル、酸化亜鉛、酸化イ
ンジウム、インジウム錫酸化物、酸化錫のうちいずれか
11がある。このうち酸化亜鉛は、酸化鉄、豊化ジルコ
ニウム、酸化インジウム、+llI!化錫、1波化鉛の
うち少なくとも1種を0.5〜99.9モルチ含有する
ものである。
さらに、電極とじCは、たとえば、(:r−Au。
Or−Ag、N1−AIF、Cr−Cu、NiCr−C
uなどがあるが、特にこれらに限定されるものではない
。このうち、第1層のCr、NiCr、Niなどは密着
層、半田耐熱層とし〔鋤き、Cu、Aすは半田付は層と
じ〔鋤く。ここで、Cr、NiCr、Ni は必ずしも
必要ではな;八。
uなどがあるが、特にこれらに限定されるものではない
。このうち、第1層のCr、NiCr、Niなどは密着
層、半田耐熱層とし〔鋤き、Cu、Aすは半田付は層と
じ〔鋤く。ここで、Cr、NiCr、Ni は必ずしも
必要ではな;八。
この発明に7)鳥かるサーミスタの構造例会示せば、第
1図〜第5図に示すようなものからなる。
1図〜第5図に示すようなものからなる。
第1図にお(^C111はアルミナ、ジルコニア、フォ
ルス1ライトなどのセラミクスからなる絶縁基板、12
は絶縁基板11の表面に形成された感温抵抗体、1+、
14は感温抵抗体12の表面の両端部(で形成された導
電性酸化物層、15.16jま導電性酸化物層13.1
4の上に形成されたt隠である。
ルス1ライトなどのセラミクスからなる絶縁基板、12
は絶縁基板11の表面に形成された感温抵抗体、1+、
14は感温抵抗体12の表面の両端部(で形成された導
電性酸化物層、15.16jま導電性酸化物層13.1
4の上に形成されたt隠である。
第2図にお1八〔,21はアルミナ、ジルコニア、フォ
ルステライトなどのセラミクスからなる絶縁基板、22
.25は絶+、1基板21の表面に形成された4j塚で
あり、この電Wj22.23の表面には導電性酸化物層
24.25が形成されCいる。26は感温抵抗体であり
、導電性酸化物層24.25を亡の表面に形成した□□
□V択22.25間を僑浴する状態で絶壜基板210表
面に形成されC層る。
ルステライトなどのセラミクスからなる絶縁基板、22
.25は絶+、1基板21の表面に形成された4j塚で
あり、この電Wj22.23の表面には導電性酸化物層
24.25が形成されCいる。26は感温抵抗体であり
、導電性酸化物層24.25を亡の表面に形成した□□
□V択22.25間を僑浴する状態で絶壜基板210表
面に形成されC層る。
薯3図しζシい〔,51はアルミナ、ジルコニア、フォ
ルステライトなどのセラミクスからなる絶縁基板、62
は4欣基板61の表面に形成された1噺、66は絶)涜
ノル板31および電極52を櫃うように形成された4電
・陽酸fllS物層、64は感旦抵流体であり、絶縁基
板61および導電性酸化物層66を覆うように形成され
(Vる。65は感温抵抗体の上に形成された導′:X性
1俊化1勿層、66は導、は注4化物ノー35の上に形
成されたitmである。
ルステライトなどのセラミクスからなる絶縁基板、62
は4欣基板61の表面に形成された1噺、66は絶)涜
ノル板31および電極52を櫃うように形成された4電
・陽酸fllS物層、64は感旦抵流体であり、絶縁基
板61および導電性酸化物層66を覆うように形成され
(Vる。65は感温抵抗体の上に形成された導′:X性
1俊化1勿層、66は導、は注4化物ノー35の上に形
成されたitmである。
(発明の幼求)
負の抵尻温度#性を有し、かり少;1くとも金属酸化物
を含むものからなる感温抵抗体とJL甑との間に導電性
酸化物層を形成することにより、高(犠使用時に現われ
る1!極による感温抵抗体の還元を防止することができ
、サーミスタの特性の劣化を防止することができる。
を含むものからなる感温抵抗体とJL甑との間に導電性
酸化物層を形成することにより、高(犠使用時に現われ
る1!極による感温抵抗体の還元を防止することができ
、サーミスタの特性の劣化を防止することができる。
(実 怖 例)
以下に、この発明を実施例に従つ〔詳細に説明する。
実殉例1゜
鏡面研磨したアルミナ基板の表面に、五酸化ニオブ(N
b、O,)をターゲットとしC1下記の条件により高周
波スパッタリングを行つ〔厚み2000Aの五酸化ニオ
ブ(sb!o、)の感温抵抗体の模を形成した。
b、O,)をターゲットとしC1下記の条件により高周
波スパッタリングを行つ〔厚み2000Aの五酸化ニオ
ブ(sb!o、)の感温抵抗体の模を形成した。
ターゲット: 五f褒化ニオブ焼結体
圧 カニ 3×10 Torr電 カニ
150W イ 囲 気: アルゴン:酸素=10:1(容量比)時
間: 60分 こののち、電画を形成すべき個所に対応した位置に開孔
と汀するマスクを五酸化ニオブ(No、O,)の感温抵
抗体の漠の上に裁偉し、下記の条件で導准蔭(酸化物層
である酸化錫層を500OAの厚みで形成した。
150W イ 囲 気: アルゴン:酸素=10:1(容量比)時
間: 60分 こののち、電画を形成すべき個所に対応した位置に開孔
と汀するマスクを五酸化ニオブ(No、O,)の感温抵
抗体の漠の上に裁偉し、下記の条件で導准蔭(酸化物層
である酸化錫層を500OAの厚みで形成した。
ターゲット: 直径5インチ、厚み5υの錫板、51g
子壬O7ンチモンを含有する。
子壬O7ンチモンを含有する。
圧 カニ 2X10 TOrrl 圧、
5QQV D、C。
5QQV D、C。
電 流: 2.0A
Vl 囲 気: アルゴン:酸素−10:1(容量
比)スパッタ時間: 5分 温 度: 200’C さらに、酸化錫ノ―の上に′、1fffiとしくCr−
Cu1lを真空蒸着法により厚み1000A’T5杉成
した。
比)スパッタ時間: 5分 温 度: 200’C さらに、酸化錫ノ―の上に′、1fffiとしくCr−
Cu1lを真空蒸着法により厚み1000A’T5杉成
した。
このようにしC得られたサーミスタは240〜500
’c で抵抗値が急激に低下する負荷性を示すものであ
った。tシC,このサーミスタにつI、−ICI 50
′c′での高温放置試;換を実施したところ、100
0時間後における抵抗値の変化率は初期値にくらべC0
,05%であり、またサーミスタとじごの出力電圧や検
出感度特性に全く変化は認められなかった。
’c で抵抗値が急激に低下する負荷性を示すものであ
った。tシC,このサーミスタにつI、−ICI 50
′c′での高温放置試;換を実施したところ、100
0時間後における抵抗値の変化率は初期値にくらべC0
,05%であり、またサーミスタとじごの出力電圧や検
出感度特性に全く変化は認められなかった。
実施列2
実施例1と同・床に、遣面研Jしたアルミナ基板の上1
(、高周波スパッタリング法によシ厚み2000A(D
五酸化ニオブ(Nb、O,)の感温抵抗体の膜を形成し
た、っ 次すで、を漢を形成すべき個所に対応した位厘に1孔を
有するマスク分五酸化ニオブ(Nb、o、)の感温抵抗
体の漠の上に載屑し、下記の条件で導電性t・麦化吻ノ
Jであるインジクム錫虜1ヒ吻層と5000ALy)厚
みで形成した。
(、高周波スパッタリング法によシ厚み2000A(D
五酸化ニオブ(Nb、O,)の感温抵抗体の膜を形成し
た、っ 次すで、を漢を形成すべき個所に対応した位厘に1孔を
有するマスク分五酸化ニオブ(Nb、o、)の感温抵抗
体の漠の上に載屑し、下記の条件で導電性t・麦化吻ノ
Jであるインジクム錫虜1ヒ吻層と5000ALy)厚
みで形成した。
ターゲット: 置屋5インチ、」享み1oUのインジウ
ム錫酸化物焼結体 圧 カニ 2X10 Torr電
圧: 400VD、C0電 流:(7,5A 4 囲 気: アルゴン:酸素=jO:j(容量比)
スパッタ時間; 5分 温 度: 6QOC さらに、インジウム7711化・力1層の上に1区厘と
しくCr−Cu嘆を真1−it去により厚みI QQ(
] Aで形成し、to このようKLr、!)られたサーミスタは実施例1と同
じ特性を示し、また150Cの温度に1000時間放′
滑しCも、実施列1と同、慢、低抗埴の変化率は初胡l
直にくらべ(0,05チであり、七の1山の!寿性の劣
化は全く−2められなかった。
ム錫酸化物焼結体 圧 カニ 2X10 Torr電
圧: 400VD、C0電 流:(7,5A 4 囲 気: アルゴン:酸素=jO:j(容量比)
スパッタ時間; 5分 温 度: 6QOC さらに、インジウム7711化・力1層の上に1区厘と
しくCr−Cu嘆を真1−it去により厚みI QQ(
] Aで形成し、to このようKLr、!)られたサーミスタは実施例1と同
じ特性を示し、また150Cの温度に1000時間放′
滑しCも、実施列1と同、慢、低抗埴の変化率は初胡l
直にくらべ(0,05チであり、七の1山の!寿性の劣
化は全く−2められなかった。
比咬列
実施列1におい〔、導α性俊化吻i場でちる唆化二、鳩
、)4を形成する工嘔を炉^C1七の池の構成(CつI
^Ui同じ令件でサーミスタを咋成し′〔、これを比較
例とした。
、)4を形成する工嘔を炉^C1七の池の構成(CつI
^Ui同じ令件でサーミスタを咋成し′〔、これを比較
例とした。
得られたサーミスタにつ(^〔、実施列1と同レアに、
150Cての高温に1000時間故違したところ、eの
抵抗値の変化率lよ辺明値にくらべ°C3チであった。
150Cての高温に1000時間故違したところ、eの
抵抗値の変化率lよ辺明値にくらべ°C3チであった。
薯1図〜第3図はこの発明にかかるサーミスタの各描込
例を示す側面図である。 11.21.!+1..よ絶縁基板、12.26.54
は感温抵抗体、13.14.24.25.55.35は
導電性酸化物層、15.16.22.23.52.36
は1罹。
例を示す側面図である。 11.21.!+1..よ絶縁基板、12.26.54
は感温抵抗体、13.14.24.25.55.35は
導電性酸化物層、15.16.22.23.52.36
は1罹。
Claims (3)
- (1)負の抵抗温度特性を有し、かつ少なくとも金属酸
化物を含むものからなる感温抵抗体の表面に電極が形成
されてなるサーミスタにおいて、 前記感温抵抗体と電極との間に導電性酸化物層が形成さ
れていることを特徴とするサーミスタ。 - (2)前記導電性酸化物層は、酸化マンガン、酸化鉄、
酸化コバルト、酸化ニッケル、酸化亜鉛、酸化インジウ
ム、インジウム錫酸化物、酸化錫のいずれか1種である
ことを特徴とする、特許請求の範囲第(1)項記載のサ
ーミスタ。 - (3)前記導電性酸化物層のうち酸化亜鉛は、酸化鉄、
酸化ジルコニウム、酸化インジウム、酸化錫、酸化鉛の
うち少なくとも1種を0.5〜99.9モル%含有する
ものであることを特徴とする、特許請求の範囲第(2)
項記載のサーミスタ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP23688085A JPS6295805A (ja) | 1985-10-22 | 1985-10-22 | サ−ミスタ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP23688085A JPS6295805A (ja) | 1985-10-22 | 1985-10-22 | サ−ミスタ |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6295805A true JPS6295805A (ja) | 1987-05-02 |
Family
ID=17007152
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP23688085A Pending JPS6295805A (ja) | 1985-10-22 | 1985-10-22 | サ−ミスタ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6295805A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005268578A (ja) * | 2004-03-19 | 2005-09-29 | Toudai Tlo Ltd | サーミスタ素子 |
WO2013145052A1 (ja) * | 2012-03-28 | 2013-10-03 | 日本電気株式会社 | サーミスタ素子 |
JP2018014413A (ja) * | 2016-07-21 | 2018-01-25 | 三菱マテリアル株式会社 | サーミスタ素子及びその製造方法 |
WO2019142367A1 (ja) * | 2018-01-17 | 2019-07-25 | 三菱マテリアル株式会社 | サーミスタ素子及びその製造方法 |
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-
1985
- 1985-10-22 JP JP23688085A patent/JPS6295805A/ja active Pending
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US11107611B2 (en) | 2018-01-17 | 2021-08-31 | Mitsubishi Materials Corporation | Thermistor element and method for producing same |
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