KR20020028842A - 부온도계수의 저항을 갖는 반도체 세라믹 및 부온도계수서미스터 - Google Patents

부온도계수의 저항을 갖는 반도체 세라믹 및 부온도계수서미스터 Download PDF

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Abstract

부온도계수의 저항을 갖는 반도체 세라믹은, 대략 0.1~20몰%의 AMnO3(A는 Ca, Sr, Ba, La, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy 및 Ho 중 적어도 하나)와, Mn과 Ti, V, Cr, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Mg 및 Al로 구성된 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 원소의 고용체로 구성된 스피넬(spinel) 복합 산화물로 구성된다. 페로브스카이트(perovskite) Mn 복합 산화물로써, CaMnO3, SrMnO3, BaMnO3, LaMnO3, PrMnO3, NdMnO3, SmMnO3, EuMnO3, GdMnO3, TbMnO3, DyMnO3및 HoMnO3가 사용될 수 있다.

Description

부온도계수의 저항을 갖는 반도체 세라믹 및 부온도계수 서미스터{Semiconductor ceramic having a negative temperature coefficient of resistance and negative temperature coefficient thermistor}
본 발명은 부온도계수의 저항을 갖는 반도체 세라믹 및 부온도계수 서미스터에 관한 것이다.
최근에, 주로 온도 센서로 사용되는 보다 정밀한 부온도계수 서미스터가 요구되었다. 저항 변화율이 ±1% 이내로 제어될 것도 요구되었다. 일반적으로, Mn과 Zn, Mg, Al의 그룹으로부터 적어도 하나의 원소의 고용체로 만들어진 스피넬(spinel) 복합 산화물과, Mn을 제외한 전이(transition) 원소(Ti, V, Cr, Fe, Co, Ni, Cu)가 이와같은 부온도계수 서미스터에 사용되는 반도체 세라믹스로 사용되었다. 그러나, 복합 산화물은 반환경적인 문제를 만들어내는 것이 일반적으로 알려져있다. 이런 문제는 Mn이온이 산화상태를 변화시켜, 환경 온도와 산소의 분압에 따라 위치(site)를 이동하는 것에 의해 야기되는 것으로 믿어진다.
이런 문제를 해결하기 위하여, 연구가 행해졌고, B. Gillot et al.(Solid State Ionics, 48, 93-99, 1991)의 논문과 A. Rousset(Journal of the European Ceramic Society, 13, 185-95, 1994)의 논문에서, 원재료가 넣어질 때 바륨이 첨가되는 방법이 보고되었다. 이들 논문에 따르면, 바륨이 전이 원소의 이온 반경보다 큰 이온 반경을 갖기 때문에, 바륨은 스피넬 상(phase)에서 고용되지 않고 다른 상(phase)을 형성하는 것에 의한 그래인계(grain boundary)내의 삼중점에 존재한다. 이와 같은 구조가 형성되기 때문에, 저항의 변화는 125℃의 고온 환경에서 매우 억제된다.
더불어, 일본 특허 공개 제6-48641호에서, 저항 변화는 희토류 원소의 산화물 또는 알루미늄과 희토류 원소 산화물을 Mn과 Ni의 산화물로 만들어진 서미스터 원소에 첨가하는 것에 의해 125℃ 고온 환경에서 제어됨을 기술하였다.
그러나, 상기한 논문과 특허 출원 공개에서 기술된 방법에 따르면, 수용성 바륨 이온이 원 재료에 남아 소결하게 되기 때문에, 성형성을 저하시키면서바인더(binder)의 겔화(gelation)가 일어나고, 반응하지 않은 희토류 원소의 산화물이 그대로 남게 된다. 그 결과로, 수분 흡수로 인해 성형체의 돌기가 발생하고 높은 습도 환경에서 수행의 새로운 문제가 발생한다. 이들 현상은 본 발명자 등에 의해 실시된 실험에 의해 명백해진다.
그러므로, 본 발명의 목적은 성형성이 양호하고 높은 습도 환경에서 매우 신뢰할만한 부온도계수의 저항을 갖는 반도체 세라믹 및 부온도계수 서미스터를 제공하는 것이다.
도 1 은 본 발명에 따른 제1 부온도계수 서미스터의 사시도이고,
도 2 는 본 발명에 따른 제2 부온도계수 서미스터의 단면도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 간단한 설명>
10:부온도계수 서미스터11:엘리먼트 어셈블리
12:전극13:전극
20:부온도계수 서미스터21:엘리먼트 어셈블리
22:내부 전극23:내부 전극
24:외부 전극25:외부 전극
상기한 목적을 성취하기 위하여, 본 발명에 따른 부온도계수의 저항을 갖는 반도체 세라믹에서, Mn과 적어도 하나의 Ti, V, Cr, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Mg, Al원소의 고용체로 구성된 스피넬 복합 산화물에 약 0.1~20몰%의 AMnO3(A는 적어도 하나의 Ca, Sr, Ba, La, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho이다)가 첨가된다.
또한, 적어도 하나의 전극쌍이 본 발명에 따른 부온도계수 서미스터에 반도체 세라믹을 포함하는 엘리먼트 어셈블리의 표면 또는 내부에 설치된다.
반도체 세라믹이 제조될 때 Ca, Sr, Ba, La, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy 및 Ho의 첨가를 살펴보면, 자유 수용성 이온과 희토류 원소의 산화물이 페로브스카이트 Mn 복합 산화물의 선택에 의해 소성(firing) 및 소결(sintering)후에 감소되기 때문에, 바인더(binder)의 반응 및 수분흡수에 의해 야기된 성형체의 돌기가 억제되고 높은 수분 환경에서 신뢰성이 뛰어난 특성의 변동이 적은 부온도계수 서미스터가 획득될 수 있다.
본 발명에 따르면, CaMnO3, SrMnO3, BaMnO3, LaMnO3, PrMnO3, NdMnO3, SmMnO3, EuMnO3, GdMnO3, TbMnO3, DyMnO3및 HoMnO3가 페로브스카이트 Mn 복합 산화물로 사용될 수 있다. 이들의 하나 또는 둘 이상이 함께 사용될 수도 있다.
AMnO3의 첨가가 약 0.1~20몰%의 범위로 제한되는 이유는, 약 0.1몰% 미만으로 첨가되는 경우 첨가의 효과가 인지될 수 없고, 약 20몰% 초과로 첨가되는 경우 저항값과 B 상수가 매우 커지게 된다는 것이다. 또한, 높은 수분 환경에서는 저항의 변동이 더 크다.
하기에, 본 발명에 따른 반도체 세라믹과 부온도계수 서미스터가 기술된다.
(제1 부온도계수 서미스터)
도 1 은 부온도계수의 저항을 갖는 반도체 세라믹을 사용하여 형성된 엘리먼트 어셈블리(11)와 엘리먼트 어셈블리(11)의 양 주면에 전극(12,13)이 설치된 본 발명에 따른 제1 부온도계수 서미스터(10)를 도시한다.
부온도계수의 저항을 갖는 반도체 세라믹에서, 적어도 하나의 CaMnO3, SrMnO3, BaMnO3, LaMnO3, PrMnO3, NdMnO3, SmMnO3, EuMnO3, GdMnO3, TbMnO3, DyMnO3및 HoMnO3약 0.1~20몰이, Mn과 적어도 하나의 Ti, V, Cr, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Mg, Al원소의 고용체로 구성된 스피넬계 복합 산화물에 첨가된다. 재료와 제조 방법은 후술되는 실시예 1~4에 기술된다.
일반적으로 알려진 전극 재료가 사용되는, 인쇄 등과 같은 후막(thick-film) 재료를 사용하는 방법 또는 증착, 스퍼터링과 같은 박막 재료를 사용하는 방법에 의해 형성된 전극(12,13)과 전극을 형성하는 재료와 방법은 선택이다.
(제2 부온도계수 서미스터)
도 2 는 부온도계수의 저항을 갖는 반도체 세라믹으로 만들어진 다수의 시트로 구성된 엘리먼트 어셈블리(21)의 내부에 설치된 내부 전극(22,23)과 엘리먼트 어셈블리(21)의 표면에 외부 전극(24,25)이 설치된 본 발명에 따른 제2 부온도계수 서미스터(20)를 도시한다.
부온도계수의 저항을 갖는 반도체 세라믹은 제1 부온도계수 서미스터(10)의 하나와 동일하고, 재료와 방법은 실시예 5에 상세하게 기술된다.
내부 전극(22,23)은 예를 들면, 시트에 도전 재료의 페이스트를 코팅하여 형성되고, 적층체를 형성하기 위해 다른 시트들이 압착되고, 적층체가 소결된다. 또한, 외부 전극(24,25)은 적층체의 양 단부에 은 페이스트를 코팅하고 소결하는 것에 의해 형성될 수 있다. 게다가, 전극(22~25)을 형성하는 재료와 방법은 제조자의 판단으로 선택될 수 있다.
(실시예1)
Mn3O4와 BaCO3가 혼합되어 Ba/M의 원자비가 1로 된 것이 원재료로 준비된다. 1300℃에서 두시간동안 소성된 후에, 원재료는 분쇄기에 의해 분쇄되고 이후 볼밀에 의해 20시간동안 미세하게 분쇄되어 BaMnO3의 미세 분말이 획득된다.
다음으로, 표 1 에 도시된 바와 같이, BaMnO3의 분말이 50:30:20의 질량비로 계량된 Mn3O4, NiO, Fe2O3에 첨가되고 볼밀에 의해 16시간동안 혼합된다. 원재료는 900℃에서 두시간 동안 소성되고 분쇄기에 의해 분쇄된다. 다음으로, 유기 바인더로 폴리비닐 알콜 10중량%, 가소제(plasticizer)로 글리세린 0.5중량% 및 폴리비닐 분산제 1.0중량%가 분쇄된 원재료에 첨가되고, 16시간동안 혼합된다. 이후, 250메쉬(mesh) 스크린을 사용한 거친 입자의 제거에 의해 시트형 슬러리가 획득된다. 획득된 슬러리는 닥터 블레이드(doctor blade)를 사용하여 50㎛ 두께의 세라믹 그린 시트로 형성된다.
세라믹 그린 시트는 소정 크기로 펀칭되고 1㎜두께가 되도록 적층되고 두께 방향으로 2ton/㎝2의 압력이 인가된다. 1150℃에서 두시간동안 소성된 후에, 적층체는 0.5㎜두께로 연마되고, 은 페이스트가 적층체의 양 주면에 코팅되고 700℃에서 10분동안 소결된다. 다음으로, 적층체는 2 ×2㎜의 칩 크기로 다이싱(dicing) 톱에 의해 절단되고, 2.0 ×2.0 ×0.5㎜ 크기의 부온도계수 서미스터 소자가 획득된다.(도 1 참조) 또한, BaMnO3대신에 BaCO3가 첨가된 시료가 또한 비교를 위해 준비된다. 별표로 표시된 시료는 본 발명에 따른 시료와 다르다.
이 방법으로 획득된 백개의 부온도계수 서미스터 소자가 무작위 추출로 선택되고, 25℃에서의 저항(R25)와 50℃에서의 저항(R50)이 측정되고, 측정된 값을 기초로, 비저항(ρ25)과 B상수(B25/50)가 측정되었다. 또한, 비저항은 25℃에서의 저항(R25)와 소자의 크기를 이용하여 결정된다. 더불어, B상수는 25℃에서의 저항(R25)와 50℃에서의 저항(R50)을 이용한 다음 수학식1에 의해 결정된다.
다음으로, 125℃항온로와 60℃ 95%RH 항온항습탕에서 1000시간동안 놓인후에, 저항 변화율이 측정된다. 측정이 표 1 에 도시된다.
표 1 로부터, BaCoO3대신 BaMnO3를 첨가하는 것에 의해 저항 변화율이 높은 습도 환경 상태에서 크게 향상됨이 이해될 수 있다. 또한, BaMnO3의 첨가가 약 0.1몰% 이하인 경우, 첨가의 효과는 확인될 수 없고, BaMnO3의 첨가가 약 20몰% 이상인 경우, 저항은 크게 증가하고 높은 습도 환경 상태에서 저항 변화율이 증가함이 이해된다.
(실시예2)
Mn3O4, CaCO3, SrCO3및 BaCO3가 혼합되어 Ca/Mn, Sr/Mn 및 Ba/M의 원자비가 1로 된 것이 원재료로 준비된다. 1300℃에서 두시간동안 소성된 후에, 원재료는 분쇄기에 의해 분쇄되고 이후 볼밀에 의해 20시간동안 미세하게 분쇄되어 CaMnO3,SrMnO3및 BaMnO3의 미세 분말이 획득된다.
다음으로, 표 2 에 도시된 바와 같이, CaMnO3, SrMnO3및 BaMnO3의 분말이 45:25:30의 질량비로 계량된 Mn3O4, NiO, CoO4에 첨가되고 볼밀에 의해 16시간동안 혼합된다. 원재료는 900℃에서 두시간동안 소성되고 분쇄기에 의해 분쇄된다. 다음으로, 유기 바인더로 폴리비닐 알콜 10중량%, 가소제(plasticizer)로 글리세린 0.5중량% 및 폴리비닐 분산제 1.0중량%가 분쇄된 원재료에 첨가되고, 16시간동안 혼합된다. 이후, 250메쉬(mesh) 스크린을 사용한 거친 입자의 제거에 의해 시트형 슬러리가 획득된다. 획득된 슬러리는 닥터 블레이드(doctor blade)를 사용하여 50㎛ 두께의 세라믹 그린 시트로 형성된다.
세라믹 그린 시트는 소정 크기로 펀칭되고 1㎜두께가 되도록 적층되고 두께 방향으로 2ton/㎝2의 압력이 인가된다. 1200℃에서 두시간동안 소성된 후에, 적층체는 0.5㎜두께로 연마되고, 은 페이스트가 적층체의 양 주면에 코팅되고 700℃에서 10분동안 소결된다. 다음으로, 적층체는 2 ×2㎜의 칩 크기로 다이싱(dicing) 톱에 의해 절단되고, 2.0 ×2.0 ×0.5㎜ 크기의 부온도계수 서미스터 소자가 획득된다.(도 1 참조) 또한, CaMnO3, SrMnO3및 BaMnO3대신에 CaCO3, SrCO3및 BaCO3가 첨가된 시료가 또한 준비된다. 별표로 표시된 시료는 본 발명에 따른 시료와 다르다.
이 방법으로 획득된 백개의 부온도계수 서미스터 소자가 무작위 추출로 선택되고, 25℃에서의 저항(R25)와 50℃에서의 저항(R50)이 측정되고, 측정된 값을 기초로, 비저항(ρ25)과 B상수(B25/50)가 측정되었다. 비저항은 25℃에서의 저항(R25)와 소자의 크기를 이용하여 결정된다. B상수는 25℃에서의 저항(R25)와 50℃에서의 저항(R50)을 이용한 상기 수학식1에 의해 결정된다.
다음으로, 125℃항온로와 60℃ 95%RH 항온항습탕에서 1000시간동안 놓인후에, 저항 변화율이 측정된다. 측정 결과가 또한 표 2 에 도시된다.
표 2 로부터, CaCO3, SrCO3및 BaCoO3대신 CaMnO3, SrMnO3및 BaMnO3를 첨가하는 것에 의해 저항 변화율이 높은 습도 환경 상태에서 크게 향상됨이 이해될 수 있다. 또한, CaMnO3, SrMnO3및 BaMnO3의 전체 첨가가 약 0.1몰% 이하인 경우, 첨가의 효과는 확인될 수 없고, CaMnO3, SrMnO3및 BaMnO3의 첨가가 약 20몰% 이상인 경우, 저항은 크게 증가하고 높은 습도 환경 상태에서 저항 변화율이 증가함이 이해된다.
(실시예3)
La2O3와 Mn3O4가 혼합되어 La/Mn의 원자비가 1로 된 것이 원재료로 준비된다. 800℃에서 두시간동안 소성된 후에, 원재료는 분쇄기에 의해 분쇄되고 이후 볼밀에 의해 20시간동안 미세하게 분쇄되어 LaMnO3의 미세 분말이 획득된다.
다음으로, 표 3 에 도시된 바와 같이, LaMnO3의 분말이 50:30:20의 질량비로 계량된 Mn3O4, NiO, Fe2O3에 첨가되고 볼밀에 의해 16시간동안 혼합된다. 원재료는 900℃에서 소성되고 분쇄기에 의해 분쇄된다. 다음으로, 유기 바인더로 폴리비닐알콜 10중량%, 가소제(plasticizer)로 글리세린 0.5중량% 및 폴리비닐 분산제 1.0중량%가 분쇄된 원재료에 첨가되고, 16시간동안 혼합된다. 이후, 250메쉬(mesh) 스크린을 사용한 거친 입자의 제거에 의해 시트형 슬러리가 획득된다. 획득된 슬러리는 닥터 블레이드(doctor blade)를 사용하여 50㎛ 두께의 세라믹 그린 시트로 형성된다.
세라믹 그린 시트는 소정 크기로 펀칭되고 1㎜두께가 되도록 적층되고 두께 방향으로 2ton/㎝2의 압력이 인가된다. 1150℃에서 두시간동안 소성된 후에, 적층체는 0.5㎜두께로 연마되고, 은 페이스트가 적층체의 양 주면에 코팅되고 700℃에서 10분동안 소결된다. 다음으로, 적층체는 2 ×2㎜의 칩 크기로 다이싱(dicing) 톱에 의해 절단되고, 2.0 ×2.0 ×0.5㎜ 크기의 부온도계수 서미스터 소자가 획득된다.(도 1 참조) 또한, LaMnO3대신에 La2O3가 첨가된 시료가 또한 비교를 위해 준비된다. 표 3 에서 별표로 표시된 시료는 본 발명에 따른 시료와 다르다.
이 방법으로 획득된 백개의 부온도계수 서미스터 소자가 무작위 추출로 선택되고, 25℃에서의 저항(R25)와 50℃에서의 저항(R50)이 측정되고, 측정된 값을 기초로, 비저항(ρ25)과 B상수(B25/50)가 측정되었다. 비저항은 25℃에서의 저항(R25)와 소자의 크기를 이용하여 결정된다. B상수는 25℃에서의 저항(R25)와 50℃에서의 저항(R50)을 이용한 상기 수학식1에 의해 결정된다.
다음으로, 125℃항온로와 60℃ 95%RH 항온항습탕에서 1000시간동안 놓인후에, 저항 변화율이 측정된다. 측정 결과가 또한 표 3 에 도시된다.
표 3 로부터, La2O3대신 LaMnO3를 첨가하는 것에 의해 저항 변화율이 높은 습도 환경 상태에서 크게 향상됨이 이해될 수 있다. 또한, LaMnO3의 첨가가 약 0.1몰% 이하인 경우, 첨가의 효과는 확인될 수 없고, LaMnO3의 첨가가 약 20몰% 이상인 경우, 저항은 크게 증가하고 높은 습도 환경 상태에서 저항 변화율이 증가함이 이해된다.
(실시예4)
La2O3, SrCO3및 MnCO4가 혼합되어 Sr:La:Mn의 원자비가 0.05:0.95:1로 된 것이 원재료로 준비된다. 800℃에서 두시간동안 소성된 후에, 원재료는 분쇄기에 의해 분쇄되고 이후 볼밀에 의해 20시간동안 미세하게 분쇄되어 Sr0.5La0.95MnO3의 미세 분말이 획득된다.
다음으로, 표 4 에 도시된 바와 같이, Sr0.5La0.95MnO3의 분말이 45:25:30의 질량비로 계량된 Mn3O4, Fe2O3, CoO4에 첨가되고 볼밀에 의해 16시간동안 혼합된다. 원재료는 900℃에서 두시간동안 소성되고 분쇄기에 의해 분쇄된다. 다음으로, 유기 바인더로 폴리비닐 알콜 10중량%, 가소제(plasticizer)로 글리세린 0.5중량% 및 폴리비닐 분산제 1.0중량%가 분쇄된 원재료에 첨가되고, 16시간동안 혼합된다. 이후, 250메쉬(mesh) 스크린을 사용한 거친 입자의 제거에 의해 시트형 슬러리가 획득된다. 획득된 슬러리는 닥터 블레이드(doctor blade)를 사용하여 50㎛ 두께의 세라믹 그린 시트로 형성된다.
세라믹 그린 시트는 소정 크기로 펀칭되고 1㎜두께가 되도록 적층되고 두께 방향으로 2ton/㎝2의 압력이 인가된다. 1200℃에서 두시간동안 소성된 후에, 적층체는 0.5㎜두께로 연마되고, 은 페이스트가 적층체의 양 주면에 코팅되고 700℃에서 10분동안 소결된다. 다음으로, 적층체는 2 ×2㎜의 칩 크기로 다이싱(dicing) 톱에 의해 절단되고, 2.0 ×2.0 ×0.5㎜ 크기의 부온도계수 서미스터 소자가 획득된다.(도 1 참조) 또한, LaMnO3대신에 La2O3가 첨가된 시료가 또한 비교를 위해 준비된다. 표 4 에서 별표로 표시된 시료는 본 발명에 따른 시료와 다르다.
이 방법으로 획득된 백개의 부온도계수 서미스터 소자가 무작위 추출로 선택되고, 25℃에서의 저항(R25)와 50℃에서의 저항(R50)이 측정되고, 측정된 값을 기초로, 비저항(ρ25)과 B상수(B25/50)가 측정되었다. 또한, 비저항은 25℃에서의 저항(R25)와 소자의 크기를 이용하여 결정된다. 더불어, B상수는 25℃에서의 저항(R25)와 50℃에서의 저항(R50)을 이용한 상기 수학식1에 의해 결정된다.
다음으로, 125℃항온로와 60℃ 95%RH 항온항습탕에서 1000시간동안 놓인후에, 저항 변화율이 측정된다. 측정 결과가 표 4 에 도시된다.
표 4 로부터, La2O3대신 Sr0.5La0.95MnO3를 첨가하는 것에 의해 저항 변화율이 높은 습도 환경 상태에서 크게 향상됨이 이해될 수 있다. 또한, Sr0.5La0.95MnO3의 첨가가 약 0.1몰% 이하인 경우, 첨가의 효과는 확인될 수 없고, Sr0.5La0.95MnO3의 첨가가 약 20몰% 이상인 경우, 저항은 크게 증가하고 높은 습도 환경 상태에서 저항 변화율이 증가함이 이해된다.
(실시예5)
Mn3O4및 CaCO3가 혼합되어 Ca/Mn의 원자비가 1로 된 것이 원재료로 준비된다. 1300℃에서 두시간동안 소성된 후에, 원재료는 분쇄기에 의해 분쇄되고 이후 볼밀에 의해 20시간동안 미세하게 분쇄되어 CaMnO3의 미세 분말이 획득된다.
다음으로, 표 5 에 도시된 바와 같이, CaMnO3의 분말이 65:30:5의 질량비로 계량된 Mn3O4, NiO, Al2O3에 첨가되고 볼밀에 의해 16시간동안 혼합된다. 원재료는900℃에서 소성되고 분쇄기에 의해 분쇄된다. 다음으로, 유기 바인더로 폴리비닐 알콜 10중량%, 가소제(plasticizer)로 글리세린 0.5중량% 및 폴리비닐 분산제 1.0중량%가 분쇄된 원재료에 첨가되고, 16시간동안 혼합된다. 이후, 250메쉬(mesh) 스크린을 사용한 거친 입자의 제거에 의해 시트형 슬러리가 획득된다. 획득된 슬러리는 닥터 블레이드(doctor blade)를 사용하여 50㎛ 두께의 세라믹 그린 시트로 형성된다.
세라믹 그린 시트는 소정 크기로 펀칭되고, Pt페이스트로 구성된 내부 전극이 세라믹 그린 시트의 표면에 스크린 인쇄된다. 다수의 세라믹 그린 시트가 Pt 페이스트가 인쇄된 그린 시트의 위 아래로 적층되어 두께 방향의 중앙에 위치되어 전체 두께가 1㎜가 되고, 2ton/㎝2의 압력이 인가된다. 1200℃에서 두시간동안 소성된 후에, 획득된 적층체는 2.0 ×1.25 ×0.85㎜ 크기의 세라믹 엘리먼트 어셈블리를 형성하기 위하여 배럴(barrel) 연마된다. 은 페이스트가 적층체의 양 종단에 코팅되고 외부 전극을 형성하기 위해 850℃에서 10분동안 소결되어, 부온도계수 서미스터 소자(도 2 참조)가 획득된다. 또한, CaMnO3대신에 CaCO3가 첨가된 시료가 비교를 위해 또한 준비된다. 별표로 표시된 시료는 본 발명에 따른 시료와 다르다.
이 방법으로 획득된 백개의 부온도계수 서미스터 소자가 무작위 추출로 선택되고, 25℃에서의 저항(R25)와 50℃에서의 저항(R50)이 측정되고, 측정된 값을 기초로, 비저항(ρ25)과 B상수(B25/50)가 측정되었다. 또한, 비저항은 25℃에서의저항(R25)와 소자의 크기를 이용하여 결정된다. 더불어, B상수는 25℃에서의 저항(R25)와 50℃에서의 저항(R50)을 이용한 상기 수학식1에 의해 결정된다.
다음으로, 125℃항온로와 60℃ 95%RH 항온항습탕에서 1000시간동안 놓인후에, 저항 변화율이 측정된다. 측정 결과가 또한 표 5 에 도시된다.
표 5 로부터, 적층형 칩 서미스터 소자에서도, CaCO3대신 CaMnO3를 첨가하는 경우, 저항의 변화율이 높은 습도 환경에서 매우 향상됨이 이해된다.
상기한 설명으로부터 이해될 수 있는 바와 같이, 수용성 이온은 본 발명에 따른 부온도계수의 저항을 갖는 반도체 세라믹에서는 소성와 소결후에 남지 않고, 그러므로, 성형되는 경우의 바인더의 반응과 높은 습도 환경에서의 저항의 변화가 억제된다. 또한, 신뢰성이 크게 향상되고 저항의 작은 편차를 갖는 높은 정밀 장치가 본 발명에 따른 부온도계수 서미스터에서 획득된다.

Claims (12)

  1. Mn과 Ti, V, Cr, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Mg 및 Al로 구성된 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 원소의 고용체를 포함한 스피넬(spinel) 복합 산화물; 및
    대략 0.1~20몰%의 AMnO3을 포함하며, 여기서 A는 Ca, Sr, Ba, La, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy 및 Ho로 구성된 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 원소인것을 특징으로 하는 부온도계수의 저항을 갖는 반도체 세라믹.
  2. 제1항에 있어서, 상기 스피넬(spinel) 복합 산화물은 Mn과 Fe, Co, Ni 및 Al로 구성된 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 원소의 고용체를 포함하고;
    A는 Ca, Sr, Ba 및 La로 구성된 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 원소를 나타내는 것을 특징으로 하는 부온도계수의 저항을 갖는 반도체 세라믹.
  3. 제1항에 있어서, 상기 스피넬(spinel) 복합 산화물은 Mn, Ni와 Fe, Co 및 Al로 구성된 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 원소의 고용체를 포함하고;
    A는 Ca, Sr, Ba 및 La로 구성된 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 원소를 나타내는 것을 특징으로 하는 부온도계수의 저항을 갖는 반도체 세라믹.
  4. 제1항에 있어서, 상기 AMnO3는 BaMnO3, LaMnO3, Sr0.5La0.95MnO3, CaMnO3, SrMnO3또는 이들의 혼합물인 것을 특징으로 하는 부온도계수의 저항을 갖는 반도체 세라믹.
  5. 제4항에 따른 부온도계수의 저항을 갖는 반도체 세라믹이 표면을 갖는 엘리먼트 어셈블리로 형성되고, 엘리먼트 어셈블리의 표면에 한 쌍의 간격을 둔 전극을 가져서 형성된 것을 특징으로 하는 부온도계수 서미스터.
  6. 제4항에 따른 부온도계수의 저항을 갖는 반도체 세라믹이 표면을 갖는 엘리먼트 어셈블리로 형성되고, 엘리먼트 어셈블리의 내측에 한 쌍의 간격을 둔 전극을 가져서 형성된 것을 특징으로 하는 부온도계수 서미스터.
  7. 제3항에 따른 부온도계수의 저항을 갖는 반도체 세라믹이 표면을 갖는 엘리먼트 어셈블리로 형성되고, 엘리먼트 어셈블리의 표면에 한 쌍의 간격을 둔 전극을 가져서 형성된 것을 특징으로 하는 부온도계수 서미스터.
  8. 제3항에 따른 부온도계수의 저항을 갖는 반도체 세라믹이 표면을 갖는 엘리먼트 어셈블리로 형성되고, 엘리먼트 어셈블리의 내측에 한 쌍의 간격을 둔 전극을 가져서 형성된 것을 특징으로 하는 부온도계수 서미스터.
  9. 제2항에 따른 부온도계수의 저항을 갖는 반도체 세라믹이 표면을 갖는 엘리먼트 어셈블리로 형성되고, 엘리먼트 어셈블리의 표면에 한 쌍의 간격을 둔 전극을 가져서 형성된 것을 특징으로 하는 부온도계수 서미스터.
  10. 제2항에 따른 부온도계수의 저항을 갖는 반도체 세라믹이 표면을 갖는 엘리먼트 어셈블리로 형성되고, 엘리먼트 어셈블리의 내측에 한 쌍의 간격을 둔 전극을 가져서 형성된 것을 특징으로 하는 부온도계수 서미스터.
  11. 제1항에 따른 부온도계수의 저항을 갖는 반도체 세라믹이 표면을 갖는 엘리먼트 어셈블리로 형성되고, 엘리먼트 어셈블리의 표면에 한 쌍의 간격을 둔 전극을 가져서 형성된 것을 특징으로 하는 부온도계수 서미스터.
  12. 제1항에 따른 부온도계수의 저항을 갖는 반도체 세라믹이 표면을 갖는 엘리먼트 어셈블리로 형성되고, 엘리먼트 어셈블리의 내측에 한 쌍의 간격을 둔 전극을 가져서 형성된 것을 특징으로 하는 부온도계수 서미스터.
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