KR20160142141A - Composition for thermistor and thermistor using the same - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a composition for a thermistor and the thermistor using the same. According to the present invention, the composition for a thermistor substitutes a location of at least one of Mn, Ni, Cu, and Co from a cubic spinel-based complex oxide consisting of 50-72 mol% of Mn_3O_4, 20-26 mol% of NiO, 10-40 mol% of CuO, and 5-40 mol% of CoO, with 0.01-10 mol% of Ce and/or Y, thereby forming chemical equilibrium (AB204).

Description

서미스터용 조성물 및 그를 이용한 서미스터{COMPOSITION FOR THERMISTOR AND THERMISTOR USING THE SAME}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a composition for a thermistor,

본 발명은 서미스터용 조성물 및 그를 이용한 서미스터에 관한 것이다.
The present invention relates to a composition for a thermistor and a thermistor using the same.

서미스터(Thermistor)는 열에 민감한 반도체성 저항체로서, 온도에 따라 물질의 저항이 변화는 성질을 이용한 전자부품이다.A thermistor is a heat sensitive semiconducting resistor, which is an electronic component that uses the property that the resistance of a material changes with temperature.

이러한 서미스터는 크게, 온도가 상승하면 저항이 증가하는 정온도 계수(Positive Temperature Coefficient; PTC) 서미스터 및 온도가 상승하면 저항이 감소하는 부온도 계수(Negative Temperature Coefficient; NTC) 서미스터로 분류된다.These thermistors are classified into a positive temperature coefficient (PTC) thermistor whose resistance increases when the temperature rises and a negative temperature coefficient (NTC) thermistor whose resistance decreases when the temperature rises.

그 중, NTC 서미스터는 광범위한 온도 범위에서 저항이 지수적으로 감소하는 특징으로 인해, 온도 센서 부품, 회로의 온도 보상용 부품 등으로 사용이 증가되고 있다.Among them, NTC thermistors are increasingly used as temperature sensor parts, circuit temperature compensation parts, etc. due to the exponential decrease in resistance over a wide temperature range.

온도 센서에 이용되는 NTC 서미스터는 저저항화와 높은 B정수 특성이 요구되고 있으며, 이는 B정수가 높을수록 온도 변화에 대한 감도가 우수하기 때문이다.The NTC thermistor used in the temperature sensor is required to have a low resistance and a high B constant, because the higher the B constant, the better the sensitivity to the temperature change.

그러나, NTC 서미스터의 중요한 특성 중 하나인 B정수는 반도체 세라믹스의 비저항값과 물성적으로 밀접한 관계가 있어서, 비저항값이 낮아지면 그에 따라 B정수도 낮아지는 특성을 갖게 된다.However, one of the important characteristics of the NTC thermistor, the B integer, is closely related to the resistivity value of the semiconductor ceramics and the physical property, so that the lower the resistivity value, the lower the B integer.

높은 B정수를 갖는 NTC 서미스터 재료의 경우 높은 상온 저항을 갖는 것이 일반적이므로, 높은 B정수를 가지면서 NTC 서미스터 재료의 저항을 조절할 수 있는 재료 기술의 중요성이 부각되고 있다.
Since NTC thermistor materials with high B constants generally have high room temperature resistance, the importance of material technology capable of controlling the resistance of NTC thermistor materials with high B constants is emphasized.

대한민국 공개특허공보 제1998-079879호Korean Patent Laid-Open Publication No. 1998-079879

본 발명의 목적은 비저항을 제어하고, B정수 값을 향상시킬 수 있는 서미스터용 조성물을 제공하는 데 있다.It is an object of the present invention to provide a composition for a thermistor capable of controlling resistivity and improving B integer value.

본 발명의 다른 목적은 상기한 조성물을 이용한 서미스터를 제공하는 데 있다.
Another object of the present invention is to provide a thermistor using the above composition.

본 발명은, 기존의 범용 서미스터 재료의 특성적 한계를 극복할 수 있는 신규한 조성 설계의 서미스터용 조성물을 제공하고, 그를 이용한 서미스터를 제공하기 위해 안출되었다.The present invention has been made in order to provide a composition for a thermistor of a novel composition design capable of overcoming the characteristic limitations of conventional general thermistor materials and to provide a thermistor using the same.

이를 위해, 본 발명의 일 목적은, 몰(mol)%로, Mn3O4 : 50~72%, NiO : 20~26%, CuO : 10~40% 및 CoO : 5~40%로 이루어지는 큐빅 스피넬(cubic spinel)계 복합 산화물에서, Mn, Ni, Cu 및 Co 중 적어도 어느 하나의 위치에 Ce 및/또는 Y가 0.01~10%로 치환되어 화학적 평형(AB2O4)을 이루는 서미스터용 조성물이 제공됨에 의해서 달성된다.To this end, one object of the present invention, in mol (mol)%, Mn 3 O 4: 50 ~ 72%, NiO: 20 ~ 26%, CuO: 10 ~ 40% , and CoO: cubic consisting of 5 to 40% There is provided a composition for a thermistor in which a chemical equilibrium (AB2O4) is formed by substituting 0.01 to 10% of Ce and / or Y in at least one of Mn, Ni, Cu and Co in a spinel- .

또한, 본 발명의 또 다른 목적은, 이격 형성된 복수의 전극; 및 적어도 일부가 중첩되도록 상기 복수의 전극 사이에 형성되되, 서미스터용 조성물로 구성된 서미스터층;을 포함하고,Still another object of the present invention is to provide a plasma display panel comprising a plurality of spaced apart electrodes; And a thermistor layer formed between the plurality of electrodes so that at least a part thereof overlaps, the thermistor layer comprising a thermistor composition,

기 서미스터용 조성물은, 몰(mol)%로, Mn3O4 : 50~72%, NiO : 20~26%, CuO : 10~40% 및 CoO : 5~40%로 이루어지는 큐빅 스피넬계 복합 산화물에서, Mn, Ni, Cu 및 Co 중 적어도 어느 하나의 위치에 Ce 및/또는 Y가 0.01~10%로 치환되어 화학적 평형(AB2O4)을 이루는 서미스터용 조성을 가지는 서미스터가 제공됨에 의해서 달성된다.
The composition for a base thermistor is a cubic spinel type composite oxide consisting of 50 to 72% of Mn 3 O 4 , 20 to 26% of NiO, 10 to 40% of CuO, and 5 to 40% of CoO, Is provided by providing a thermistor having a composition for a thermistor which is substituted by 0.01 to 10% of Ce and / or Y in at least one of Mn, Ni, Cu and Co to form a chemical equilibrium (AB2O4).

본 발명에 따른 서미스터용 조성물은 Mn-Ni-Cu-Co 주조성물을 일정 비율로 조절하고, CeO2 및/또는 Y2O3를 미량 치환하는 조성 설계를 통해 광범위 비저항 제어 및 높은 B정수 특성을 가질 수 있다.The composition for the thermistor according to the present invention has a wide range of specific resistivity control and high B water purification characteristics by controlling the composition of Mn-Ni-Cu-Co main composition and substituting CeO 2 and / or Y 2 O 3 Lt; / RTI >

본 발명에 따르면, 상기 서미스터용 조성물을 이용하여 높은 B정수를 가지는 저저항 또는 고저항 서미스터의 제작이 가능하고, 이들 서미스터의 온도 감지 능력을 향상시킬 수 있다.
According to the present invention, it is possible to manufacture a low-resistance or high-resistance thermistor having a high B constant by using the thermistor composition, and the temperature sensing capability of these thermistors can be improved.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 적층형 칩 서미스터의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 후막형 칩 서미스터의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 디스크형 서미스터의 단면도이다.
1 is a cross-sectional view of a stacked chip thermistor according to an embodiment of the present invention.
2 is a cross-sectional view of a thick-film chip thermistor according to an embodiment of the present invention.
3 is a cross-sectional view of a disc-shaped thermistor according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면들과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있다. 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공될 수 있다. 명세서 전문에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The advantages and features of the present invention and the manner of achieving them will become apparent with reference to the embodiments described in detail below with reference to the accompanying drawings. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. The present embodiments are provided so that the disclosure of the present invention is complete and that those skilled in the art will fully understand the scope of the present invention. Like reference numerals refer to like elements throughout the specification.

본 명세서에서 사용된 용어들은 실시예를 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 '포함한다(comprise)' 및/또는 '포함하는(comprising)'은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
The terms used herein are intended to illustrate the embodiments and are not intended to limit the invention. In the present specification, the singular form includes plural forms unless otherwise specified in the specification. It is to be understood that the terms 'comprise', and / or 'comprising' as used herein may be used to refer to the presence or absence of one or more other components, steps, operations, and / Or additions.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 서미스터용 조성물 및 그를 이용한 서미스터에 관하여 상세히 설명하기로 한다.
Hereinafter, a composition for a thermistor according to the present invention and a thermistor using the same will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

서미스터용 조성물Composition for thermistor

본 실시예는, Mn-Ni-Cu-Co계 복합 산화물의 주조성에 미량 치환물 Ce 또는 Y 중 적어도 어느 하나를 포함한 서미스터용 조성물에 관한 것이다.This embodiment relates to a composition for a thermistor including at least any one of minor substituents Ce and Y in the main composition of a Mn-Ni-Cu-Co composite oxide.

즉, 본 실시예의 서미스터용 조성물은, Mn-Ni-Cu-Co계 큐빅 스피넬(cubic spinel)계 복합 산화물에, 상기 복합 산화물에 함유된 금속 중 적어도 어느 하나의 위치에 Ce 또는 Y 중 적어도 어느 하나가 미량으로 치환된 조성을 가진다.
That is, the composition for the thermistor of the present embodiment is a composition of a Mn-Ni-Cu-Co cube-spinel type composite oxide, in which at least one of Ce and Y And the like.

구체적으로, 본 실시예의 서미스터용 조성물은, 몰(mol)%로, Mn3O4 : 50~72%, NiO : 20~26%, CuO : 10~40% 및 CoO : 5~40%로 이루어지는 큐빅 스피넬계 복합 산화물에, Mn, Ni, Cu 및 Co 중 적어도 어느 하나의 위치에 Ce 및/또는 Y가 10% 이하, 바람직하게는 0.01~10%로 치환되어 화학적 평형(AB2O4)을 이루는 조성을 가진다.
Specifically, the composition for a thermistor according to the present embodiment is composed of 50 to 72% of Mn 3 O 4 , 20 to 26% of NiO, 10 to 40% of CuO, and 5 to 40% of CoO in mol% (AB2O4) by substituting Ce and / or Y at 10% or less, preferably 0.01 to 10% at a position of at least one of Mn, Ni, Cu and Co in a cubic spinel-based composite oxide .

상기 서미스터용 조성물은, 통상의 큐빅 스피넬형 결정구조를 가지는 Mn-Cu계에서 Ni 및 Co 금속 성분이 첨가된 복합 산화물의 주조성물에서, Mn, Ni, Cu 및 Co 중 적어도 한 자리를 미량의 Ce 및/또는 Y로 치환한 것이다.In the main composition of the composite oxide in which Ni and Co metal components are added in a Mn-Cu system having a usual cubic spinel type crystal structure, at least one of Mn, Ni, Cu and Co is mixed with a small amount of Ce And / or Y.

상기한 조성의 서미스터용 조성물은 Mn, Ni, Cu, Co와 같은 3d 전이금속이 주조성으로 구성되어 부온도계수(Negative Temperature Coefficient; NTC) 서미스터 조성을 구성한다.The composition for the thermistor of the above composition is composed of a main transition metal such as Mn, Ni, Cu, and Co, and constitutes a negative temperature coefficient (NTC) thermistor composition.

상기한 조성의 서미스터용 조성물은 화학적으로 AB2O4로 표현되는 스피넬 구조를 갖으며, A-사이트(site)에 3가 양이온이 일부 점유하고 B-사이트(site)에 3가와 2가 양이온이 점유하고 있는 중간 혼합-스피넬(mixed-spinel) 구조에 해당된다.The composition for the thermistor of the above composition chemically has a spinel structure represented by AB2O4, and the trivalent cation occupies a part of the A-site and the trivalent and the divalent cations occupy the B-site It corresponds to an intermediate mixed-spinel structure.

예컨대, 본 실시예의 서미스터용 조성물은, 하기 일반식(1), (2) 및 (3) 중에서 어느 하나로 표기될 수 있다.For example, the composition for a thermistor of this embodiment can be expressed by any one of the following general formulas (1), (2) and (3).

일반식(1): {Mn2CuxCo(1-x-y)CeyO4}(여기서, 0.2 ≤ x ≤ 0.64, 0.04 ≤ y ≤ 0.16)(1): {Mn 2 Cu x Co (1-xy) Ce y O 4 } (where 0.2? X? 0.64, 0.04? Y? 0.16)

일반식(2): {Mn3-X-Y-ZCuXNiYYZO4}(여기서, 0.159 ≤ x ≤ 0.20, 0.4 ≤ y ≤ 0.48, 0.001 ≤ z ≤ 0.16)(Mn 2 -XYZ Cu X Ni Y Y Z O 4 ) (where 0.159? X? 0.20, 0.4? Y? 0.48, 0.001? Z? 0.16)

일반식(3): {Mn3-X-Y-ZCoXNiYCeZO4}(여기서, 0.16 ≤ x ≤ 0.28, 0.36 ≤ y ≤ 0.40, 0.001 ≤ z ≤ 0.16)
(Mn 3-XYZ Co x Ni Y Ce Z O 4 ) (wherein 0.16? X? 0.28, 0.36? Y? 0.40, 0.001? Z? 0.16)

이하, 본 실시예의 서미스터용 조성물에 포함되는 각 성분의 역할 및 함량에 대하여 설명하기로 한다.
Hereinafter, the role and content of each component included in the thermistor composition of the present embodiment will be described.

MnMn

본 실시예에서 Mn은 서미스터용 조성물의 주성분이며, 2가 양이온이나 3가 양이온으로의 전자 호핑(electron hopping) 역할을 한다.In this embodiment, Mn is the main component of the composition for the thermistor, and serves as electron hopping to the divalent or trivalent cations.

이러한 Mn은 Mn3O4 산화물의 형태로, 서미스터용 조성물 전체 함량 대비 50몰% 내지 72몰%의 함량으로 첨가됨이 바람직하다.Such Mn is preferably added in the form of Mn 3 O 4 oxide in an amount of 50 mol% to 72 mol% based on the entire content of the thermistor composition.

이 경우, 큐빅 스피넬 구조의 결정구조에서 단일한 결정상을 유지하기에 적합하며, 안정한 결정구조 상에서 2가, 3가 또는 4가 Mn 양이온의 전자 호핑 작용을 충분히 이용할 수 있어 저항 제어에 유리하다.In this case, it is suitable to maintain a single crystal phase in the crystal structure of cubic spinel structure, and it is advantageous in resistance control because it can fully utilize the electron hopping action of divalent, trivalent or tetravalent Mn cations on the stable crystal structure.

상기에서, Mn3O4의 함량이 서미스터용 조성물 전체 함량 대비 50몰% 미만이면, 산소 결핍을 초래하여 서미스터 재료의 역할을 제대로 수행할 수 없다. 반면에, Mn3O4의 함량이 서미스터용 조성물 전체 함량 대비 72몰%를 초과하면, 결정구조상의 2차상인 Mn2O3가 생성되어 저항 및 B정수가 저하될 수 있다.
If the content of Mn 3 O 4 is less than 50 mol% based on the total content of the thermistor composition, oxygen deficiency is caused and the thermistor material can not be properly performed. On the other hand, if the content of Mn 3 O 4 exceeds 72 mol% based on the total content of the composition for a thermistor, Mn 2 O 3 as a secondary phase on the crystal structure may be generated and the resistance and the B constant may be lowered.

한편, 본 명세서 전체에 걸쳐, B정수는 하기 수학식 1에 의해 연산된 값을 의미하는데, 이때 T0는 25℃, T는 85℃를 기준으로 하였다.Meanwhile, throughout this specification, the B constant means a value calculated by the following equation (1), wherein T 0 is 25 ° C and T is 85 ° C.

Figure pat00001
Figure pat00001

(여기서, B는 서미스터 정수, R은 온도 T의 저항값, R0는 온도 T0의 저항값, T는 절대 온도 및 T0는 실온 부근의 임의의 기준 절대 온도를 의미함)
(Where B is a thermistor constant, R is a resistance value of temperature T, R 0 is a resistance value of temperature T 0 , T is absolute temperature, and T 0 is an arbitrary reference absolute temperature in the vicinity of room temperature)

CuCu

본 실시예에서 Cu는 주로 소결밀도를 제어하는 역할을 한다.In this embodiment, Cu mainly serves to control the sintering density.

이러한 Cu은 CuO 산화물의 형태로, 서미스터용 조성물 전체 함량 대비 10몰% 내지 40몰%의 함량으로 첨가됨이 바람직하다.Such Cu is preferably added in the form of CuO oxide in an amount of 10 mol% to 40 mol% based on the entire content of the thermistor composition.

한편, CuO의 함량이 상기한 범위를 벗어날 경우, 소결밀도 제어 효과가 불충분하여 저항 및 B정수가 저하될 수 있다.
On the other hand, when the content of CuO is out of the above range, the sintering density control effect is insufficient and the resistance and B constant may be lowered.

Ni, CoNi, Co

본 실시예에서 Ni 또는 Co는 3d 전이금속으로서 서미스터 조성에서 전자가 평형을 이루도록 한다.In this embodiment, Ni or Co is a 3d transition metal, and the electrons are balanced in the thermistor composition.

즉, 서미스터 조성에서 Ni 또는 Co는 큐빅 스피넬 구조를 이루는 원자몰비의 평형을 유지하는 역할을 한다.That is, in the composition of the thermistor, Ni or Co serves to maintain the equilibrium of the atomic molar ratio that forms the cubic spinel structure.

이러한 Ni은 NiO 산화물의 형태로, 서미스터용 조성물 전체 함량 대비 20몰% 내지 26몰%의 함량으로 첨가됨이 바람직하다.It is preferable that such Ni is added in the form of NiO oxide in an amount of 20 mol% to 26 mol% based on the entire content of the thermistor composition.

그리고, Co는 CoO 산화물의 형태로, 서미스터용 조성물 전체 함량 대비 5몰% 내지 40몰%의 함량으로 첨가됨이 바람직하다.Co is preferably added in the form of a CoO oxide in an amount of 5 mol% to 40 mol% based on the entire content of the thermistor composition.

본 실시예에서, Ni 또는 Co 산화물의 함량은 Mn 및 Cu 산화물의 함량에 따라 결정되는 인자이나, 서미스터 조성 중의 원자몰비의 평형을 유지하는 한 상기한 범위 내에서 자유롭게 조절 가능하다.In this embodiment, the content of the Ni or Co oxide is freely adjustable within the above-mentioned range as long as the equilibrium of the atomic molar ratio in the composition of the thermistor and the factor determined by the content of Mn and Cu oxide is maintained.

그러나, CoO의 함량이 서미스터용 조성물 전체 함량 대비 40몰%를 초과하면, 자기적 특성이 전기적 특성보다 강해져 신호간섭이나 전자파간섭에 기인한 소자의 특성 저하를 초래할 수 있다.
However, if the content of CoO exceeds 40 mol% with respect to the total content of the thermistor composition, the magnetic properties become stronger than the electrical characteristics, which may result in deterioration of characteristics of the device due to signal interference or electromagnetic interference.

Ce, YCe, Y

본 실시예에서 Ce 또는 Y는, Mn-Ni-Cu-Co계 주조성물에 함유된 금속의 적어도 어느 한 자리에 치환되는 치환 성분이다.In the present embodiment, Ce or Y is a substitution component which is substituted in at least one position of the metal contained in the main composition of Mn-Ni-Cu-Co system.

이러한 Ce 또는 Y 중 적어도 어느 하나를 치환하는 목적은 서미스터의 저항 제어를 쉽게 하여 B정수를 향상시키기 위함이다.The purpose of replacing at least one of Ce and Y is to improve the B constant by facilitating the resistance control of the thermistor.

구체적으로, 본 실시예에서는 희토류 금속 중에서 상대적으로 원자번호가 큰 Ce 또는 Y를 치환하였다. 이는, Ce 또는 Y가 다른 희토류 재료에 비해 상대적으로 가격 경쟁력이 높고, 4f궤도에서 4가 양이온 전자가를 나타내므로 주조성인 Mn, Ni, Cu 및 Co 자리에 치환될 때 원자사이의 전자 호핑이 잘 되게 만들어 저항 제어를 촉진시키기 때문이다. Ce 또는 Y의 치환 시, 저항 제어가 잘 될 경우 서미스터용 조성물은 높은 B정수 값을 갖게 된다. Specifically, in this embodiment, Ce or Y having a relatively large atomic number is substituted in the rare earth metal. This is because Ce or Y is relatively more cost competitive than other rare earth materials and exhibits tetravalent cation electrons in the 4f orbit. Therefore, when substituting Mn, Ni, Cu and Co moieties for casting, Thereby promoting resistance control. When the substitution of Ce or Y is performed and the resistance is controlled well, the thermistor composition has a high B integer value.

이들 중, Y에 비해 원자번호가 큰 Ce는 저저항으로 갈수록 저항 제어 효과가 더 뚜렷하여, 저저항 및 고밀도 특성의 서미스터 개발에 보다 적합하다.Of these, Ce has a higher atomic number than Y, and its resistance control effect becomes more pronounced as the resistance decreases. Therefore, it is more suitable for the development of a low-resistance and high-density thermistor.

이러한 Ce 또는 Y의 치환량은 목적하는 저항 값에 따라 정해지며, 예컨대, Ce 또는 Y 중 각각은 CeO2 또는 Y2O3의 산화물 형태로, 서미스터용 조성물 전체 함량 대비 10몰% 이하, 바람직하게는 0.01몰% 내지 10몰%의 함량으로 첨가될 수 있다.For example, each of Ce and Y is in the form of an oxide of CeO 2 or Y 2 O 3 in an amount of 10 mol% or less based on the total amount of the composition for the thermistor, May be added in an amount of 0.01 mol% to 10 mol%.

이때, CeO2 또는 Y2O3의 함량이 서미스터용 조성물 전체 함량 대비 0.01몰% 미만이면, B정수 향상 효과가 미미하거나 불충분할 수 있다. 반면에, CeO2 또는 Y2O3의 함량이 서미스터용 조성물 전체 함량 대비 10몰%를 초과하면, 결정구조상의 2차상이 생성되어 저항 및 B정수 특성이 저하될 수 있다.
At this time, if the content of CeO 2 or Y 2 O 3 is less than 0.01 mol% based on the total amount of the composition for thermistor, the effect of improving the B constant may be insufficient or insufficient. On the other hand, if the content of CeO 2 or Y 2 O 3 exceeds 10 mol% based on the total content of the composition for thermistor, a secondary phase on the crystal structure may be generated and the resistance and B constant characteristics may be deteriorated.

이와 같은 구성을 갖는 본 실시예의 서미스터용 조성물은 Mn-Ni-Cu-Co 주조성물을 일정한 비율로 조절하고, CeO2 및/또는 Y2O3를 미량 치환하는 조성 설계를 통해 비저항을 수백 Ω㎝에서 수백 kΩ㎝대로 제어 가능하며, B정수를 3000K 이상까지 높일 수 있었다. 이는 Ce 및/또는 Y 금속의 치환을 통해 원자사이의 전자 호핑을 원활히 하여 저항 제어 효과를 높인 것에 기인한다.The composition for a thermistor of this embodiment has the same configuration, Mn-Ni-Cu-Co controls the main composition at a predetermined ratio and, CeO 2 and / or Y 2 O 3 with a very small amount of hundreds resistivity through a composition designed to replace the Ω㎝ And it was possible to increase the B constant to 3000K or more. This is due to the fact that electron-hopping between atoms is facilitated through substitution of Ce and / or Y metal to increase resistance control effect.

그 결과, 본 실시예의 서미스터용 조성물은 비저항 100Ω㎝ 내지 200kΩ㎝ 특성과 B25/85정수 3000K 내지 4700K, 바람직하게는 4000K 이상인 특성을 가진다.As a result, the composition for the thermistor of this embodiment has a characteristic of a resistivity of 100? Cm to 200 k? Cm and a B 25/85 constant of 3000K to 4700K, preferably 4000K or more.

또한, 본 실시예의 서미스터용 조성물은 3000K 이상의 높은 B25/85정수를 가지는, 비저항 1000Ω㎝ 이하의 저저항 서미스터 제품에 응용 가능하다.Further, the composition for the thermistor of the present embodiment is applicable to a low-resistance thermistor product having a high B 25/85 constant of 3000 K or more and a resistivity of 1000 Ω or less.

나아가, 본 실시예의 서미스터용 조성물은 B25/85정수 4000K 이상에서, 비저항 100kΩ㎝ 이상의 고저항 서미스터 제품에 응용 가능하다.Further, the composition for the thermistor of this embodiment is applicable to a high-resistance thermistor product having a resistivity of 100 k? Cm or more at a B 25/85 constant of 4000 K or more.

이렇듯, Mn, Ni, Cu, Co의 산화물 원료를 주조성물로 하고 미량의 CeO2, Y2O3가 치환된 Mn-Ni-Cu-Co계 스피넬계 산화물 분말을 이용하면 넓은 범위에서의 비저항 제어 및 B정수 특성을 획기적으로 향상 시킬 수 있다. 이 경우, 재료의 비저항과 B정수 값을 이용하여 제조하는 소자에서 소자의 온도 감지 능력를 한층 높일 수 있다. As described above, when Mn-Ni-Cu-Co spinel-based oxide powder having a main composition of Mn, Ni, Cu, Co oxide raw materials and a small amount of CeO 2 and Y 2 O 3 is used, And B constants can be remarkably improved. In this case, the temperature sensing capability of the device can be further enhanced in the device manufactured using the resistivity and B integer value of the material.

또한, 본 실시예의 서미스터용 조성물은 상기한 조성 설계에 의해 3.9 g/cc 이상, 바람직하게는 4.5 g/cc 이상의 소결밀도 특성을 가질수 있다.In addition, the composition for the thermistor of this embodiment can have a sintered density characteristic of 3.9 g / cc or more, preferably 4.5 g / cc or more by the above composition design.

이는 서미스터 조성물이 세라믹으로서 안정한 전기적 특성의 안정성 및 열, 기계적 충격에도 견딜 수 있는 물리적 안정성이 우수함을 의미하는 것으로, 이를 이용한 제품의 신뢰성 향상이 가능하다.This means that the thermistor composition is stable as a ceramic and is excellent in stability of electrical characteristics and physical stability to withstand heat and mechanical shock, and reliability of the product using the same can be improved.

또한, 본 실시예의 서미스터용 조성물은 상기한 조성 설계에 의해 800℃ 내지 1200℃ 범위, 바람직하게는 850℃의 소결온도에서 소결이 가능하다.The composition for the thermistor of this embodiment can be sintered at a sintering temperature of 800 ° C to 1200 ° C, preferably 850 ° C, by the above compositional design.

한편, 본 실시예의 서미스터용 조성물은, 미량의 CeO2, Y2O3가 치환된 Mn-Ni-Cu-Co계 스피넬계 복합 산화물에 글라스(Glass)류 첨가제를 더 포함하여 구성될 수 있다.On the other hand, the composition for the thermistor of the present embodiment may further comprise a glass-type additive in a Mn-Ni-Cu-Co spinel complex oxide in which CeO 2 and Y 2 O 3 are substituted with a small amount.

이러한 글라스류 첨가제는 BaO, B2O3, Al2O3, Bi2O3 등에서 선택된 하나 이상일 수 있으며, 소결을 촉진하는 역할을 한다.Such glass additive may be at least one selected from BaO, B 2 O 3 , Al 2 O 3 , Bi 2 O 3 and the like, and serves to promote sintering.

또한, 글라스류 첨가제는 서미스터용 조성물이 보다 신뢰성을 갖도록 한다. 즉, 글라스류 첨가제는 서미스터의 고온/저온, 고습 하에서의 저항변화나 열충격에 의한 저항변화를 감소시키는 역할을 한다.In addition, the glass additive makes the composition for the thermistor more reliable. That is, the glass additive serves to reduce the resistance change of the thermistor under high temperature / low temperature and high humidity and the resistance change due to thermal shock.

이를 위해, 글라스류 첨가제는 서미스터용 조성물 내 고형분, 즉 서미스터용 하소(calcination) 분말 대비 0.01~20중량%의 함량으로 첨가됨이 바람직하다.For this purpose, the glass additive is preferably added in an amount of 0.01 to 20% by weight relative to the solid content in the thermistor composition, that is, the calcination powder for the thermistor.

여기서, 서미스터용 하소 분말은 스피넬 구조의 서미스터 재료를 칭량, 밀링(milling), 건조 및 분쇄시킨 후 대략 800~1200℃의 온도에서 하소하여 수득한 분말일 수 있다.Here, the calcination powder for the thermistor may be a powder obtained by weighing, milling, drying and pulverizing a thermistor material having a spinel structure and then calcining at a temperature of approximately 800 to 1200 ° C.

상기에서, 글라스류 첨가제의 함량이 서미스터용 조성물 내 하소 분말 대비 0.01중량% 미만이면 그 효과가 불충분할 수 있고, 반대로, 20중량%를 초과하면 저항 및 B정수가 저하될 수 있다.
If the content of the glass additive is less than 0.01% by weight based on the calcined powder in the composition for the thermistor, the effect may be insufficient. On the other hand, if it exceeds 20% by weight, the resistance and the B constant may decrease.

본 실시예에 따른 서미스터용 조성물의 제조 공정의 일례는 다음과 같다. An example of a process for producing the thermistor composition according to the present embodiment is as follows.

우선, 스피넬 구조의 서미스터 원료를 준비한다. 이때, 서미스터 원료로서 Mn3O4, NiO, CoO, CuO와, CeO2 및/또는 Y2O3를 각각 준비하고 이들을 칭량한다. 그런 다음, 서미스터 원료를 액상 밀링한 후 건조 오븐에서 건조하여 건조 분말을 수득한다. 이후, 수득된 건조 분말을 분쇄시킨 후 800℃~1200℃ 온도에서 하소하여 하소 분말을 수득한다. 하소는 이차상인 Mn 산화물 상이 최대한 적게(혹은 없게) 생성되게 하는 온도와 시간으로 실시한다.First, a thermistor material having a spinel structure is prepared. At this time, Mn 3 O 4 , NiO, CoO, CuO and CeO 2 and / or Y 2 O 3 are prepared as the thermistor raw materials, and they are weighed. The thermistor raw material is then liquid milled and then dried in a drying oven to obtain a dry powder. Thereafter, the obtained dried powder is pulverized and then calcined at a temperature of 800 ° C to 1200 ° C to obtain a calcined powder. The calcination is carried out at a temperature and for a time such that the Mn oxide phase, which is the secondary phase, is produced as little as possible (or not).

이어서, 하소 분말에, BaO, B2O3, Al2O3 및 Bi2O3 중에서 선택된 하나 이상의 글라스류 첨가제를 0.01~20wt% 첨가한 후 밀링에 의해 분쇄시킨 다음 최종적으로 850℃에서 열처리하여 NTC 서미스터 분말을 함유한NTC 서미스터용 조성물을 구성한다.Then, 0.01 to 20 wt% of at least one glass additive selected from BaO, B 2 O 3 , Al 2 O 3, and Bi 2 O 3 is added to the calcined powder, followed by pulverization by milling and finally heat treatment at 850 ° C. Thereby constituting a composition for an NTC thermistor containing an NTC thermistor powder.

이때, NTC 서미스터 분말의 몰 %는 Mn3O4: 50.0~72.0%, NiO: 20.0~26.0%, CuO: 10.0~40.0%, CoO: 5.0~40.0%와, CeO2: 0.01~10.0% 및/또는 Y2O3: 0.01~10.0%로 이루어진다.
The molar percent of the NTC thermistor powder is 50.0 to 72.0% of Mn 3 O 4 , 20.0 to 26.0% of NiO, 10.0 to 40.0% of CuO, 5.0 to 40.0% of CoO, 0.01 to 10.0% of CeO 2 and / Or Y 2 O 3 : 0.01 to 10.0%.

상술한, 본 실시예의 서미스터용 조성물은 시트로 성형되거나 페이스트 상태로 높은 B정수를 가지는 저저항 또는 고저항 NTC 서미스터 제품에 사용하기 적합하며, 이에 대한 구체적인 예는 후술하기로 한다.
The above-described composition for the thermistor of the present embodiment is suitable for use in a low-resistance or high-resistance NTC thermistor product that is formed into a sheet or has a high B constant in a paste state, and a specific example thereof will be described later.

서미스터Thermistor

이하, 본 실시예의 서미스터용 조성물을 이용하여 제조된 서미스터에 대하여 설명한다. 이때, 서미스터에 사용되는 서미스터용 조성물은 전술한 바와 동일하므로 중복 설명은 생략한다.
Hereinafter, a thermistor manufactured using the composition for a thermistor of this embodiment will be described. At this time, since the composition for the thermistor used for the thermistor is the same as that described above, a duplicate description will be omitted.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 적층형 칩 서미스터의 단면도로서, 칩 소자 중 대표적인 일례이다.1 is a cross-sectional view of a stacked chip thermistor according to an embodiment of the present invention, and is a representative example of chip elements.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 적층형 칩 서미스터(100)는 칩 형상의 서미스터 본체(110) 및 서미스터 본체(110)의 표면에 형성된 외부 전극(120)을 포함하여 구성된다.1, a multilayer chip thermistor 100 according to an embodiment of the present invention includes a chip-shaped thermistor body 110 and an external electrode 120 formed on the surface of the thermistor body 110.

서미스터 본체(110)는 서미스터의 바디(body)로서 직육면체 형상이며, 그 내부에 복수의 서미스터층(112)이 적층되고, 복수의 서미스터층(112) 사이에 내부 전극(114)이 삽입되어 형성된다. The thermistor body 110 is a body of a thermistor having a rectangular parallelepiped shape in which a plurality of thermistor layers 112 are stacked and an inner electrode 114 is inserted between the plurality of thermistor layers 112 .

이때, 서미스터층(112)은 본 실시예의 서미스터용 조성물, 예컨대 CeO2 및/또는 Y2O3가 미량으로 치환된 Mn-Ni-Cu-Co계 스피넬계 복합 산화물로 조성된 NTC 서미스터 물질을 포함한다.In this case, the thermistor layer 112 comprises an NTC thermistor material composition in the present embodiment, the thermistor compositions, such as CeO 2 and / or Y 2 O 3 is the total Mn-Ni-Cu-Co substituted in trace amounts spinel composite oxide for do.

서미스터 본체(110)는 본 실시예의 서미스터용 조성물로 구성된 그린 시트(green sheet) 상에 내부 전극(114)이 인쇄되고, 이 내부 전극(114)이 인쇄된 그린 시트가 복수개 적층, 가압된 후 소성되어 함체형으로 제작된 것이다. 여기서, 상기 그린 시트는 본 실시예의 서미스터용 조성물이 혼합된 원료로 슬러리(slurry)를 만든 후, 이 슬러리를 시트로 성형한 것이다.The internal electrode 114 is printed on a green sheet composed of the thermistor composition of the present embodiment, and a plurality of green sheets on which the internal electrodes 114 are printed are laminated, So that it is made in a body shape. Here, the green sheet is prepared by forming a slurry from a raw material in which the composition for a thermistor of the present embodiment is mixed, and then shaping the slurry into a sheet.

복수의 내부 전극(114)은 교대로 적층되는 서미스터층(112)에 의해 서로 이격 형성되며, 일측과 타측으로 일단과 타단이 노출된다. 내부 전극(120)은 도전성 물질, 예컨대, Pt, Ag, Pd, Au 등의 귀금속 및 이들의 합금 등으로 형성될 수 있다.The plurality of internal electrodes 114 are spaced from each other by alternately stacked thermistor layers 112, and one end and the other end are exposed to one side and the other side. The internal electrode 120 may be formed of a conductive material, for example, a noble metal such as Pt, Ag, Pd, or Au, or an alloy thereof.

서미스터 본체(110)는 NTC 서미스터 물질을 포함하는데, 상기 NTC 서미스터 물질이 온도가 상승함에 따라서 저항이 감소하기 때문에 특정 온도 범위에서 이격 형성된 내부 전극(114) 사이에 전류가 흐를 수 있고, 이를 통하여 온도 센서로 사용될 수 있다.The thermistor body 110 includes an NTC thermistor material. Since the resistance of the NTC thermistor material decreases as the temperature rises, a current can flow between the internal electrodes 114 formed at a predetermined temperature range, Can be used as a sensor.

외부 전극(120)은 서미스터 본체(110)의 외측면, 예컨대 양단부에 형성되어, 일측과 타측 각각에서 내부 전극(114)과 전기적으로 연결되며, 서미스터 본체(110) 내 소자의 저항을 외부로 전달하는 역할은 한다.The outer electrode 120 is formed on the outer surface of the thermistor body 110 such as at both ends and is electrically connected to the inner electrode 114 at one side and the other side to transmit resistance of the element in the thermistor body 110 to the outside It is a role to do.

이러한 외부 전극(120)은 서미스터 본체(110) 상에 순차 적층된 금속층 및 도금층(plating layer)으로 구성될 수 있다. 이때, 금속층은 은(Ag) 또는 구리(Cu) 등의 금속을 포함한 도전성 페이스트가 도포된 후 소결 과정을 거쳐 소결된 소결 금속 박막으로 형성될 수 있다. The outer electrode 120 may be formed of a metal layer and a plating layer sequentially stacked on the thermistor body 110. At this time, the metal layer may be formed of a sintered metal thin film which is sintered after a conductive paste containing a metal such as silver (Ag) or copper (Cu) is applied and then sintered.

외부 전극(120)을 구성하는 층들 중, 도금층은 금속층의 산화 방지나 납땜성 향상 목적으로 형성되며, 도금(plating) 공정에 의해 형성된다. 이러한 도금층은 니켈(Ni), 주석(Sn), 구리(Cu) 등을 이용하여 단일층 또는 다층으로 형성될 수 있다. 도금층은 도금액에 금속층이 형성된 서미스터 본체(110)를 딥핑(Dipping)하여 금속층 표면에 Ni, Sn, Cu 등의 금속을 도금한 후, 700? 내지 900? 정도의 온도에서 소성 과정을 거쳐 형성될 수 있다.Of the layers constituting the external electrode 120, the plating layer is formed for the purpose of preventing the oxidation of the metal layer and improving the solderability, and is formed by a plating process. Such a plating layer may be formed as a single layer or a multilayer using nickel (Ni), tin (Sn), copper (Cu) or the like. The plating layer is formed by plating a metal such as Ni, Sn, Cu or the like on the surface of the metal layer by dipping the thermistor body 110 in which a metal layer is formed in the plating liquid, To 900? Lt; RTI ID = 0.0 >%, < / RTI >

한편, 도면으로 도시하지는 않았으나, 서미스터 본체(110)는 내부에 외부 전극(120)과 전기적으로 연결되지 않으면서 내부 전극(114)과도 이격 형성되는 플로팅 전극(floating electrode)을 더 포함할 수 있다. 또한, 내부 전극(114)의 개수, 위치 등은 설계에 따라 다양하게 변경될 수 있음은 물론이다.
Although not shown in the drawing, the thermistor body 110 may further include a floating electrode that is spaced apart from the internal electrode 114 without being electrically connected to the external electrode 120. The number, position, and the like of the internal electrodes 114 may be variously changed according to the design.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 후막형 칩 서미스터의 단면도로서, 칩 소자의 다른 일례를 나타낸다.2 is a cross-sectional view of a thick film chip thermistor according to an embodiment of the present invention, showing another example of a chip device.

도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 후막형 칩 서미스터(200)는 기판(210), 기판(210) 상의 양단부에 이격 형성된 내부 전극(220), 내부 전극(220)과 일부 중첩되도록 이격된 내부 전극(220) 사이의 기판(210) 상에 형성된 후막 서미스터층(230), 후막 서미스터층(230)을 감싸는 보호층(240), 및 내부 전극(220)과 전기적으로 연결되어 기판(210)의 외측면에 형성된 외부 전극(250)을 포함할 수 있다. 2, a thick film chip thermistor 200 according to an embodiment of the present invention includes a substrate 210, an inner electrode 220 formed at both ends of the substrate 210, an inner electrode 220, A thick film thermistor layer 230 formed on the substrate 210 between the inner electrodes 220 which are spaced apart from each other and a protective layer 240 surrounding the thick film thermistor layer 230 and the inner electrode 220, And an external electrode 250 formed on an outer surface of the first electrode 210.

이때, 후막 서미스터층(230)은 본 실시예의 서미스터용 조성물, 예컨대 CeO2 및/또는 Y2O3가 미량으로 치환된 Mn-Ni-Cu-Co계 스피넬계 복합 산화물로 조성된 NTC 서미스터 물질을 포함한다.At this time, the thick film thermistor layer 230 is an NTC thermistor material composition in the present embodiment, the thermistor composition, for example, CeO 2 and / or Y 2 O 3 is the total Mn-Ni-Cu-Co substituted in trace amounts spinel composite oxide .

이러한 후막 서미스터층(230)은 본 실시예의 서미스터용 조성물에 유기 비히클(organic vehicle)을 더해 제조된 후막 서미스터용 페이스트가 인쇄 후 소성되어 형성된다.The thick film thermistor layer 230 is formed by baking a paste for a thick film thermistor manufactured by adding an organic vehicle to the thermistor composition of the present embodiment.

상기 기판(210)은 알루미나(Al2O3) 등의 세라믹 기판일 수 있다.The substrate 210 may be a ceramic substrate such as alumina (Al 2 O 3 ).

상기 보호층(240)은 후막 서미스터층(230)이 외부로 노출되는 것을 방지하며, 글라스 재질, 고분자 수지 등으로 형성될 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.The protective layer 240 prevents the thick film thermistor layer 230 from being exposed to the outside, and may be formed of a glass material, a polymer resin, or the like, but is not limited thereto.

상기 후막형 칩 서미스터(200)는, 기판(210) 상의 양단부에 도전성 페이스트를 인쇄 후 소성하여 내부 전극(220)을 형성하고, 그런 다음 내부 전극(220)의 상면 일부와 이격된 내부 전극(220) 사이의 기판(210) 상에 후막 서미스터용 페이스트를 인쇄 후 소성하여 후막 서미스터층(230)을 형성하는 제조과정을 포함하여 형성될 수 있다.The thick film chip thermistor 200 is formed by printing a conductive paste on both ends of the substrate 210 and then firing the same to form the internal electrode 220. Then the internal electrode 220 spaced apart from the upper surface of the internal electrode 220 Forming a thick film thermistor layer 230 by printing and firing a thick film thermistor paste on a substrate 210 between the substrate 210 and the substrate 210.

한편, 내부 전극(220) 및 외부 전극(250)의 재질과 형성 위치를 제외한 나머지 형성 방법은 도 1의 내부 전극(114) 및 외부 전극(120)과 동일하므로 중복 설명은 생략한다.
The inner electrode 220 and the outer electrode 250 are formed in the same manner as the inner electrode 114 and the outer electrode 120 of FIG. 1 except for the material and the forming position.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 디스크형 서미스터의 단면도이다.3 is a cross-sectional view of a disc-shaped thermistor according to an embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 디스크형 서미스터(300)는 디스크 형상의 서미스터 본체(310), 서미스터 본체(310)의 양면에 형성된 전극(320) 및 전극(320)과 접속된 리드선(330)을 포함할 수 있다.3, a disc-shaped thermistor 300 according to an embodiment of the present invention includes a disc-shaped thermistor body 310, electrodes 320 formed on both surfaces of the thermistor body 310, (Not shown).

이때, 서미스터 본체(310)는 본 실시예의 서미스터용 조성물, 예컨대 CeO2 및/또는 Y2O3가 미량으로 치환된 Mn-Ni-Cu-Co계 스피넬계 복합 산화물로 조성된 NTC 서미스터 물질을 포함한다.In this case, the thermistor body 310 comprises an NTC thermistor material composition in the present embodiment, the thermistor composition, for example, CeO 2 and / or Y 2 O 3 is the total Mn-Ni-Cu-Co substituted in trace amounts spinel composite oxide do.

이러한 서미스터 본체(310)는 본 실시예의 서미스터용 조성물이 디스크 형상의 성형체로 제조된 후 소성되어 형성된 서미스터 소결체이다.This thermistor main body 310 is a thermistor sintered body formed by baking after the composition for a thermistor of this embodiment is formed into a disk-shaped molded body.

한 쌍의 전극(320)은 서미스터 본체(310)를 사이에 두고 이격 대향되며, 서미스터 본체(310)의 전면 및 후면에 은(Ag) 전극 등의 도전성 페이스트를 도포하여 형성할 수 있다.The pair of electrodes 320 are spaced apart from each other with the thermistor body 310 interposed therebetween and a conductive paste such as a silver (Ag) electrode may be applied to the front and rear surfaces of the thermistor body 310.

리드선(330)은 전극(320)에 납땜 등의 방식을 이용하여 부착될 수 있다. 도 3에서, 2개의 리드선(330)은 나란한 방향으로 인출되고 있으나, 설계에 따라 서로 다른 방향으로 인출될 수 있고, 절곡부를 포함할 수도 있다. The lead wire 330 may be attached to the electrode 320 using a method such as soldering. In Fig. 3, the two lead wires 330 are drawn in a side-by-side direction, but may be drawn in different directions according to design, and may include bends.

디스크형 서미스터(300)는 서미스터 본체(310) 및 전극(320)을 덮는 보호층(340)을 더 포함할 수 있으며, 보호층(340)은 실리콘이나 에폭시 등의 고분자 수지로 형성될 수 있다.
The disc-shaped thermistor 300 may further include a protective layer 340 covering the thermistor body 310 and the electrode 320. The protective layer 340 may be formed of a polymer resin such as silicon or epoxy.

이와 같은 구성의 서미스터(100, 200, 300)는 본 실시예의 CeO2 및/또는 Y2O3가 미량으로 치환된 Mn-Ni-Cu-Co계 스피넬계 복합 산화물로 조성된 NTC 서미스터 물질을 포함함으로써, 넓은 범위에서 비저항이 100Ω㎝ 내지 200kΩ㎝로 제어되고, 3000K 내지 4700K의 높은 B25/85 정수 특성을 가지는 NTC 서미스터로 제작되어, 온도 센서로 사용 시, 소자의 온도 감지 능력을 향상시킬 수 있다.The thermistors 100, 200, and 300 of this configuration include an NTC thermistor material made of a Mn-Ni-Cu-Co spinel type composite oxide having CeO 2 and / or Y 2 O 3 The resistivity is controlled to 100? Cm to 200 k? Cm in a wide range, and is manufactured as an NTC thermistor having a high B 25/85 constant characteristic of 3000K to 4700K, thereby improving the temperature sensing capability of the device when used as a temperature sensor have.

또한, 이와 같은 구성의 서미스터(100, 200, 300)는 상기 NTC 서미스터 물질에 글라스류 첨가제가 더 첨가되어, 상대적으로 고온/저온, 고습 및 열충격 등에 의한 저항 변화비를 감소시킬 수 있다.In addition, the thermistors 100, 200, and 300 having such a structure can further reduce the resistance change ratio due to relatively high temperature / low temperature, high humidity, thermal shock, and the like by adding glass additives to the NTC thermistor material.

한편, 본 발명에서는 설명의 편의를 위하여 본 실시예의 서미스터용 조성물을 이용한 적층형, 후막형 및 디스크형 서미스터에 한정하여 설명하였으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 본 실시예의 서미스터용 조성물은 높은 B 정수와 동시에 저저항 또는 고저항이 요구되는 다양한 전자 부품에 응용될 수 있음은 물론이다.
For the sake of convenience of explanation, the present invention is limited to the laminate type, the thick film type and the disc type thermistor using the composition for the thermistor of this embodiment. However, the present invention is not limited thereto, And it can be applied to various electronic parts requiring low resistance or high resistance at the same time.

실시예Example

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 통해 본 발명의 구성 및 작용을 더욱 상세히 설명하기로 한다. 다만, 이는 본 발명의 바람직한 예시로 제시된 것이며 어떠한 의미로도 이에 의해 본 발명이 제한되는 것으로 해석될 수는 없다.Hereinafter, the configuration and operation of the present invention will be described in more detail with reference to preferred embodiments of the present invention. It is to be understood, however, that the same is by way of illustration and example only and is not to be construed in a limiting sense.

여기에 기재되지 않은 내용은 이 기술 분야에서 숙련된 자이면 충분히 기술적으로 유추할 수 있는 것이므로 그 설명을 생략하기로 한다.
The contents not described here are sufficiently technically inferior to those skilled in the art, and a description thereof will be omitted.

1.One. 시료의 제조Preparation of sample

표 1에 기재된 조성으로 실시예 1~11에 따른 NTC 서미스터 조성의 시편 1~11을 제조하였다.
Specimens 1 to 11 of NTC thermistor compositions according to Examples 1 to 11 were prepared with the compositions shown in Table 1.

실시예 1~11Examples 1 to 11

서미스터 원재료를 표 1에 기재된 조성으로 칭량하였다. 그런 다음, 칭량된 원재료를 액상 밀링 한 후 건조 오븐에서 120℃로 건조하여 건조 분말을 수득하였다. 이어서, 건조 분말을 분쇄한 후 조성별 800℃~1200℃로 2시간 동안 하소하여 하소 분말을 수득하였다. The thermistor raw materials were weighed according to the composition shown in Table 1. The weighed raw materials were then liquid milled and then dried in a drying oven at 120 DEG C to obtain a dry powder. Then, the dried powder was pulverized and calcined at 800 ° C to 1200 ° C for 2 hours according to the composition to obtain a calcined powder.

이어서, 하소 분말에 각 조성에 따라 소결 첨가제로 BaO를 0.01~0.5wt%의 범위로 첨가하였다. 이어서, 소결 첨가제가 첨가된 하소 분말을 다시 액상 밀링을 진행하여 서미스터 분말을 제조하였다.Then, BaO was added in the range of 0.01 to 0.5 wt% as a sintering additive to the calcined powder according to each composition. Subsequently, the calcined powder to which the sintering additive was added was further subjected to liquid-phase milling to produce a thermistor powder.

이후, 서미스터 분말에 PVA(Polyvinyl Alcohol) 바인더 용액을 첨가한 후 2 ton/m2의 압력으로 프레스하여 직경 14 mm 디스크형(disk type) 소결용 시편을 제작하였다. 최종, 제작된 시편을 1000℃에서 소결하여 최종 시편을 완성하였다.Then, PVA (polyvinyl alcohol) binder solution was added to the thermistor powder, and pressed at a pressure of 2 ton / m 2 to prepare a disk-type 14 mm diameter sintered specimen. Finally, the specimens were sintered at 1000 ℃ to complete the final specimen.

Figure pat00002
Figure pat00002

2. 물성 평가2. Property evaluation

실시예 1~11에 따른 시편 1~11의 밀도와 25℃와 85℃에서 각 시편의 저항을 측정한 후, 비저항 및 B 상수를 계산하여, 그 결과를 표 2에 나타내었다.Resistivity of each specimen was measured at 25 캜 and 85 캜 according to the densities of Specimens 1 to 11 according to Examples 1 to 11, and the resistivity and B-constants were calculated. The results are shown in Table 2.

Figure pat00003
Figure pat00003

표 1 및 표 2를 참조하면, 본 발명의 서미스터 조성 범위를 만족하는 실시예 1~11은, 모두 소결밀도 3.9g/cc 이상, B 정수 3000K 내지 4700K 범위 특성을 만족하였다. Referring to Tables 1 and 2, Examples 1 to 11 satisfying the thermistor composition range of the present invention all satisfied the sintered density of 3.9 g / cc or more and the B range of 3000K to 4700K.

또한, 실시예 1~11은 B 정수가 3000K 이상이면서, 비저항이 117Ω㎝~168kΩ㎝의 범위로 제어됨을 확인할 수 있었다.In Examples 1 to 11, it was confirmed that the B constant was 3000 K or more and the resistivity was controlled in the range of 117? Cm to 168 k? Cm.

구체적으로, Mn-Cu-Co계 서미스터 조성에 Ce이 치환된 실시예 1~3은, B 정수는 4000K대인 반면 비저항은 수백Ω㎝대를 가져, 4000K 이상의 높은 B 정수를 가지는 저저항 서미스터 제품에 응용 가능함을 알 수 있었다.Specifically, in Examples 1 to 3 in which Ce is substituted for the Mn-Cu-Co thermistor composition, a low-resistance thermistor product having a B constant of 4000K period and a resistivity of several hundreds of? Cm and a B constant of 4000K or more And it can be applied.

Mn-Co-Ni계 서미스터 조성에 Ce이 치환된 실시예 8, 11은, B 정수 4000K대, 비저항 수백kΩ㎝대를 가져, 4000K 이상의 높은 B 정수를 가지는 고저항 서미스터 제품에 응용 가능함을 알 수 있었다.Examples 8 and 11, in which Ce is substituted for the Mn-Co-Ni thermistor composition, have a B constant of 4000K and a resistivity of several hundreds of kΩcm, and can be applied to a high-resistance thermistor product having a high B constant of 4000K or more there was.

또한, Mn-Cu-Ni계 서미스터 조성에 Y이 치환된 실시예 7은, B 정수는 4000K대인 반면 비저항은 수백Ω㎝대를 가져, 4000K 이상의 높은 B 정수를 가지는 저저항 서미스터 제품에 응용 가능함을 알 수 있었다.In Example 7 in which Y is substituted for the Mn-Cu-Ni thermistor composition, it is possible to apply the present invention to a low-resistance thermistor product having a B constant of 4000K or less and a resistivity of several hundreds of ohm- Could know.

결론적으로, 본 발명에 따르면, B 정수 3000K 이상, 바람직하게는 4000K 이상에서 저저항 및 고저항 제품 응용에 가능한 서미스터 조성 설계가 가능하다.
Consequently, according to the present invention, it is possible to design a thermistor composition that can be applied to low resistance and high resistance products at a B constant of 3000K or more, preferably 4000K or more.

이상에서 설명한 본 발명의 바람직한 실시예들은 예시의 목적을 위해 개시된 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러가지 치환, 변형 및 변경이 가능할 것이나, 이러한 치환, 변경 등은 이하의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.
While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, and that various changes, substitutions and alterations can be made therein without departing from the spirit and scope of the invention. However, it should be understood that such substitutions, changes, and the like fall within the scope of the following claims.

100 : 적층형 칩 서미스터 110, 310 : 서미스터 본체
112 : 서미스터층 114, 220 : 내부 전극
120, 250 : 외부 전극 200 : 후막형 칩 서미스터
230 : 후막 서미스터층 240, 340 : 보호층
300 : 디스크형 서미스터 320 : 전극
330 : 리드선
100: stacked chip thermistor 110, 310: thermistor body
112: thermistor layer 114, 220: internal electrode
120, 250: external electrode 200: thick film chip thermistor
230: thick film thermistor layer 240, 340: protective layer
300: disc-shaped thermistor 320: electrode
330: Lead wire

Claims (14)

몰(mol)%로, Mn3O4 : 50~72%, NiO : 20~26%, CuO : 10~40% 및 CoO : 5~40%로 이루어지는 큐빅 스피넬(cubic spinel)계 복합 산화물에서, Mn, Ni, Cu 및 Co 중 적어도 어느 하나의 위치에 Ce 및/또는 Y가 0.01~10%로 치환되어 화학적 평형(AB2O4)을 이루는 서미스터용 조성물.
In a cubic spinel composite oxide consisting of 50 to 72% of Mn 3 O 4 , 20 to 26% of NiO, 10 to 40% of CuO and 5 to 40% of CoO, Wherein at least one of Mn, Ni, Cu and Co is substituted with 0.01 to 10% of Ce and / or Y to form a chemical equilibrium (AB2O4).
제1항에 있어서,
상기 서미스터용 조성물은
B25/85정수가 3000K 내지 4700K인 서미스터용 조성물.
The method according to claim 1,
The composition for the thermistor
B 25/85 integer of 3000K to 4700K.
제2항에 있어서,
상기 서미스터용 조성물은
B25/85정수가 4000K 이상인 서미스터용 조성물.
3. The method of claim 2,
The composition for the thermistor
B 25/85 Composition for a thermistor wherein the integer is 4000 K or more.
제1항에 있어서,
상기 서미스터용 조성물은
25℃에 있어서의 비저항이 100Ω㎝ 내지 200kΩ㎝인 서미스터용 조성물.
The method according to claim 1,
The composition for the thermistor
Wherein the resistivity at 25 占 폚 is from 100? Cm to 200?? Cm.
제1항에 있어서,
상기 서미스터용 조성물은
부온도계수 특성을 가지는 서미스터용 조성물.
The method according to claim 1,
The composition for the thermistor
A composition for a thermistor having secondary temperature coefficient characteristics.
제1항에 있어서,
상기 서미스터용 조성물은
소결밀도가 3.9g/cc 이상인 서미스터용 조성물.
The method according to claim 1,
The composition for the thermistor
Wherein the sintered density is 3.9 g / cc or more.
제1항에 있어서,
상기 서미스터용 조성물은 하기 일반식(1), (2) 및 (3) 중에서 어느 하나로 표기되는 서미스터용 조성물.
일반식(1): {Mn2CuxCo(1-x-y)CeyO4}(여기서, 0.2 ≤ x ≤ 0.64, 0.04 ≤ y ≤ 0.16)
일반식(2): {Mn3-X-Y-ZCuXNiYYZO4}(여기서, 0.159 ≤ x ≤ 0.20, 0.4 ≤ y ≤ 0.48, 0.001 ≤ z ≤ 0.16)
일반식(3): {Mn3-X-Y-ZCoXNiYCeZO4}(여기서, 0.16 ≤ x ≤ 0.28, 0.36 ≤ y ≤ 0.40, 0.001 ≤ z ≤ 0.16)
The method according to claim 1,
Wherein the thermistor composition is represented by any one of the following general formulas (1), (2) and (3).
(1): {Mn 2 Cu x Co (1-xy) Ce y O 4 } (where 0.2? X? 0.64, 0.04? Y? 0.16)
(Mn 2 -XYZ Cu X Ni Y Y Z O 4 ) (where 0.159? X? 0.20, 0.4? Y? 0.48, 0.001? Z? 0.16)
(Mn 3-XYZ Co x Ni Y Ce Z O 4 ) (wherein 0.16? X? 0.28, 0.36? Y? 0.40, 0.001? Z? 0.16)
제1항에 있어서,
상기 서미스터용 조성물은
BaO, B2O3, Al2O3 및 Bi2O3 중에서 선택된 하나 이상의 글라스 첨가제를 더 포함하는 서미스터용 조성물.
The method according to claim 1,
The composition for the thermistor
Further comprising at least one glass additive selected from BaO, B 2 O 3 , Al 2 O 3, and Bi 2 O 3 .
제1항에 있어서,
상기 서미스터용 조성물은
800℃ 내지 1200℃의 소결온도를 가지는 서미스터용 조성물.
The method according to claim 1,
The composition for the thermistor
A composition for a thermistor having a sintering temperature of 800 ° C to 1200 ° C.
이격 형성된 복수의 전극; 및
적어도 일부가 중첩되도록 상기 복수의 전극 사이에 형성되되, 서미스터용 조성물로 구성된 서미스터층;을 포함하고,
상기 서미스터용 조성물은,
몰(mol)%로, Mn3O4 : 50~72%, NiO : 20~26%, CuO : 10~40% 및 CoO : 5~40%로 이루어지는 큐빅 스피넬계 복합 산화물에서, Mn, Ni, Cu 및 Co 중 적어도 어느 하나의 위치에 Ce 및/또는 Y가 0.01~10%로 치환되어 화학적 평형(AB2O4)을 이루는 서미스터용 조성을 가지는 서미스터.
A plurality of spaced apart electrodes; And
And a thermistor layer formed between the plurality of electrodes so that at least a part thereof overlaps the thermistor layer,
The composition for the thermistor,
By mole (mol)%, Mn 3 O 4: 50 ~ 72%, NiO: 20 ~ 26%, CuO: 10 ~ 40% , and CoO: in cubic spinel composite oxide consisting of 5 ~ 40%, Mn, Ni , And a chemical balance (AB2O4) in which at least one of Cu and Co is substituted with 0.01 to 10% of Ce and / or Y.
제10항에 있어서,
상기 서미스터는
B25/85정수가 3000K 내지 4700K이고, 25℃에 있어서의 비저항이 100Ω㎝ 내지 200kΩ㎝인 서미스터.
11. The method of claim 10,
The thermistor
A B 25/85 constant of 3000K to 4700K, and a specific resistance at 25 캜 of 100 Ωcm to 200 kΩcm.
제10항에 있어서,
상기 서미스터용 조성물은
부온도계수 특성을 가지는 서미스터.
11. The method of claim 10,
The composition for the thermistor
Thermistor with secondary temperature coefficient characteristics.
제10항에 있어서,
상기 서미스터는
온도 센서인 서미스터.
11. The method of claim 10,
The thermistor
Thermistor as temperature sensor.
제10항에 있어서,
상기 서미스터용 조성물은
BaO, B2O3, Al2O3 및 Bi2O3 중에서 선택된 하나 이상의 글라스 첨가제를 더 포함하는 서미스터.
11. The method of claim 10,
The composition for the thermistor
Further comprising at least one glass additive selected from BaO, B 2 O 3 , Al 2 O 3, and Bi 2 O 3 .
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