JPH0281402A - 正の温度係数を有する半導体磁器 - Google Patents
正の温度係数を有する半導体磁器Info
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Landscapes
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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、著しく大きな正の温度係数と著しく低い常温
での比抵抗を有し、比較的大きな容量の回路に連設され
、温度保障、過電流保護、加熱等のために用いられる半
導体磁器に関するものである。
での比抵抗を有し、比較的大きな容量の回路に連設され
、温度保障、過電流保護、加熱等のために用いられる半
導体磁器に関するものである。
〔従来技術及び発明が解決しようとする問題点〕従来、
著しく大きな正の温度特性を有する半導体磁器としてチ
タン酸バリウム（ＢａＴｉ０３）にＬａ。
著しく大きな正の温度特性を有する半導体磁器としてチ
タン酸バリウム（ＢａＴｉ０３）にＬａ。
Ｓｍ、Ｃｅその他の酸化物を添加し半導体化きせた磁器
が知られている。微量の酸化物を添加したチタン酸バリ
ウムが著しく大きな正の温度係数を有する理由は結晶粒
界のショットキー隙壁が変移点以下においては粒界の強
誘電性のため低くなっているが、変移点以上においては
誘電率が低下するためショットキー隙壁が高くなり、抵
抗の急増が起こると考えられている。
が知られている。微量の酸化物を添加したチタン酸バリ
ウムが著しく大きな正の温度係数を有する理由は結晶粒
界のショットキー隙壁が変移点以下においては粒界の強
誘電性のため低くなっているが、変移点以上においては
誘電率が低下するためショットキー隙壁が高くなり、抵
抗の急増が起こると考えられている。
また、チタン酸バリウム系半導体磁器の変移点は、通常
１００〜１２０℃であるがこの変移点は添加する酸化物
の種類、量により変化し例えばＰｂ１ｉｋ化物の場合添
加量に応じて高温側に変化し、Ｓ４化物の場合添加量に
応じて低温側に変化することが知られている。
１００〜１２０℃であるがこの変移点は添加する酸化物
の種類、量により変化し例えばＰｂ１ｉｋ化物の場合添
加量に応じて高温側に変化し、Ｓ４化物の場合添加量に
応じて低温側に変化することが知られている。
この様な著しく大きな正の温度係数を有する半導体磁器
を限流素子等に用いる場合、常温での比抵抗Ｒ２５がで
きるだけ小さく、かつ抵抗変化率（常温での比抵抗Ｒ２
５と変移点以上の温度での最大抵抗値Ｒｍａｘとの変化
の割合）ができるだけ大きいことが望ましいが、Ｒ２５
は１０Ω、４度が限界であり、またこの場合の抵抗変化
率は１０２〜１０３が限界であった。
を限流素子等に用いる場合、常温での比抵抗Ｒ２５がで
きるだけ小さく、かつ抵抗変化率（常温での比抵抗Ｒ２
５と変移点以上の温度での最大抵抗値Ｒｍａｘとの変化
の割合）ができるだけ大きいことが望ましいが、Ｒ２５
は１０Ω、４度が限界であり、またこの場合の抵抗変化
率は１０２〜１０３が限界であった。
最近、この目的の為に、チタン酸バリウム粉体と金属粉
体との混合物を不活性ガス中で焼結後酸化処理する方法
（特開昭５９−１０１８０１等）、多孔質のチタン酸バ
リウム焼結体に金属を含浸させる方法（特開昭６ｌ−３
６９０１） 、導電性セラミック粒子付近にチタン酸バ
リウム粒子を介在させる方法（特開昭６１−２１２００
１ ）などが提案されている。
体との混合物を不活性ガス中で焼結後酸化処理する方法
（特開昭５９−１０１８０１等）、多孔質のチタン酸バ
リウム焼結体に金属を含浸させる方法（特開昭６ｌ−３
６９０１） 、導電性セラミック粒子付近にチタン酸バ
リウム粒子を介在させる方法（特開昭６１−２１２００
１ ）などが提案されている。
これらの場合、常温での比抵抗１０−１〜数Ω９口を有
し、抵抗変化率１０２〜１０３を得ているが、不活性ガ
ス焼結後、酸化処理するとか、多孔質内に金属を含浸す
るとか、セラミック粒子付近にチタン酸バリウム微粒子
を介在させるなど特殊技術または微妙なフントロールが
必要であり、生産上困難な点がある。
し、抵抗変化率１０２〜１０３を得ているが、不活性ガ
ス焼結後、酸化処理するとか、多孔質内に金属を含浸す
るとか、セラミック粒子付近にチタン酸バリウム微粒子
を介在させるなど特殊技術または微妙なフントロールが
必要であり、生産上困難な点がある。
本発明は上述した問題に鑑みてなされたものでその目的
とするところは、常温での比抵抗をできるだけ小きくか
つ抵抗変化率の大きな正の温度係数を有する半導体磁器
を、微妙なフントロールや特殊技術を用いることなく一
般的な方法で得ることである。
とするところは、常温での比抵抗をできるだけ小きくか
つ抵抗変化率の大きな正の温度係数を有する半導体磁器
を、微妙なフントロールや特殊技術を用いることなく一
般的な方法で得ることである。
本発明は常温での比抵抗をできるだけ小さく、かつ抵抗
変化率の大きな特性を得る為に、チタン酸バリウム系半
導体磁器の内部に低融、ζ金属を封入することにより、
常温での比抵抗を小さくし、変移点以上でのチタン酸バ
リウム系半導体磁器の抵抗増加に低融点金属が溶解して
抵抗が増加することを加えることにより、抵抗変化率を
増加させることを特徴とするものである。
変化率の大きな特性を得る為に、チタン酸バリウム系半
導体磁器の内部に低融、ζ金属を封入することにより、
常温での比抵抗を小さくし、変移点以上でのチタン酸バ
リウム系半導体磁器の抵抗増加に低融点金属が溶解して
抵抗が増加することを加えることにより、抵抗変化率を
増加させることを特徴とするものである。
以下本発明の代表的な構造のものにつき第１回加した組
成を原料とし、従来通りの窯業的手法で作成された比較
的厚さのある中心に円形断面の凹部を備えた円柱容器状
の本体磁器（３）の外周側面を除いた全面に、オーム性
接触を示す電極（５）例えば銀ペーストが塗布され、４
５０℃雰囲気中で３０分間加熱焼付けされてなる本体（
１〉と、上記本体磁器（３）と同組成、同製法から成る
薄い円板状の蓋体磁器（４）の外周側面を除いた全面に
、本体磁器（３）と同様にオーム性接触を示す電極（５
）が形成されて成る蓋体（２）と、上記本体磁器（３）
および蓋体磁器（４）の変移点である１２０℃とほぼ等
しい融点を持つ低融点金属（７）例えば低温ハンダとか
ら成り本体〈１）の凹部にその容積のほぼ８割まで低融
点金属（７）を入れ、該凹部を形成する上端面と前記蓋
体（２）とを導電性接着剤（６）例えば銀ペーストで接
着する。
成を原料とし、従来通りの窯業的手法で作成された比較
的厚さのある中心に円形断面の凹部を備えた円柱容器状
の本体磁器（３）の外周側面を除いた全面に、オーム性
接触を示す電極（５）例えば銀ペーストが塗布され、４
５０℃雰囲気中で３０分間加熱焼付けされてなる本体（
１〉と、上記本体磁器（３）と同組成、同製法から成る
薄い円板状の蓋体磁器（４）の外周側面を除いた全面に
、本体磁器（３）と同様にオーム性接触を示す電極（５
）が形成されて成る蓋体（２）と、上記本体磁器（３）
および蓋体磁器（４）の変移点である１２０℃とほぼ等
しい融点を持つ低融点金属（７）例えば低温ハンダとか
ら成り本体〈１）の凹部にその容積のほぼ８割まで低融
点金属（７）を入れ、該凹部を形成する上端面と前記蓋
体（２）とを導電性接着剤（６）例えば銀ペーストで接
着する。
このように組み立てられた一つの正の温度係数を有する
半導体磁器の温度と比抵抗の関係を示したのが第２図で
あり、その数値は、（表−１）−１に示すとうり常温比
抵抗は３．８０Ω、Ｑｌｌを示し、従来品の７．６６Ω
、ｃｍのに程度の小さい値であり、かつ抵抗変化率も従
来品の１．８０刈０３に対して本発明は２．５７Ｘ１０
３とわずかであるが増大しており、本発明の正の温度係
数を有するる半導体磁器は、良好な抵抗温度特性を有す
るこがわかる。
半導体磁器の温度と比抵抗の関係を示したのが第２図で
あり、その数値は、（表−１）−１に示すとうり常温比
抵抗は３．８０Ω、Ｑｌｌを示し、従来品の７．６６Ω
、ｃｍのに程度の小さい値であり、かつ抵抗変化率も従
来品の１．８０刈０３に対して本発明は２．５７Ｘ１０
３とわずかであるが増大しており、本発明の正の温度係
数を有するる半導体磁器は、良好な抵抗温度特性を有す
るこがわかる。
また、上記本体（１）、蓋体（２）を形成する本体磁器
〈３）、蓋体磁器（４〉として、チタン酸バリウムの１
−１％を酸化鉛で置換したチタン酸バリウム−チタン酸
鉛固体溶体に、酸化ランタン０．２５１１）１％添加し
た組成を従来通りの窯業的手法で作成した磁器を用いて
もよい、構造は前記要領に準じており、チタン酸バリウ
ム−チタン酸鉛固溶体に、酸化ランタン０．２１１１０
１％添加したチタン酸バリウム半導体磁器の変移点であ
る１６０″Ｃとほぼ等しい融点を持つ低融点金属（７）
例えば低温ハンダを本体（１）の凹部内に入れ前述した
手法にて封入する。この正の温度係数を有する半導体磁
器の温度と比抵抗の関係を示したのが第３図であり、常
温での比抵抗値及び抵抗変化率の値は、（表−１）−２
に示す通りそれぞれ９，７４Ω、（Ｊ、２．１４Ｘ１０
”であり、従来品に比べて常温での比抵抗値はに程度の
小さい値であり、抵抗変化率もわずか増大しており、良
好な抵抗温度特性を示している。
〈３）、蓋体磁器（４〉として、チタン酸バリウムの１
−１％を酸化鉛で置換したチタン酸バリウム−チタン酸
鉛固体溶体に、酸化ランタン０．２５１１）１％添加し
た組成を従来通りの窯業的手法で作成した磁器を用いて
もよい、構造は前記要領に準じており、チタン酸バリウ
ム−チタン酸鉛固溶体に、酸化ランタン０．２１１１０
１％添加したチタン酸バリウム半導体磁器の変移点であ
る１６０″Ｃとほぼ等しい融点を持つ低融点金属（７）
例えば低温ハンダを本体（１）の凹部内に入れ前述した
手法にて封入する。この正の温度係数を有する半導体磁
器の温度と比抵抗の関係を示したのが第３図であり、常
温での比抵抗値及び抵抗変化率の値は、（表−１）−２
に示す通りそれぞれ９，７４Ω、（Ｊ、２．１４Ｘ１０
”であり、従来品に比べて常温での比抵抗値はに程度の
小さい値であり、抵抗変化率もわずか増大しており、良
好な抵抗温度特性を示している。
また、本体（１）蓋体（２）を形成する本体磁器（３）
蓋体磁器（４）として、チタン酸バリウムの１−１％を
炭酸ストロンチウムで置換したチタン酸バリウム−チタ
ン酸ストロンチウム固溶体に、酸化ランタン０４ω１％
添加した組成を従来通りの窯業的手法で作成した磁器を
用いてもよい、チタン酸バリウム−チタン酸ストロンチ
ウム固溶体に酸化ランタン０．２ｍｏ１％添加した磁器
の変移点である８０℃とほぼ等しい融点を持つ低融点金
属（７）例えば低温ハンダを本体（１）の凹部内に入れ
前述した手法にて封入する。この正の温度係数を有する
半導体磁器の温度と比抵抗の関係を示してのが第４図で
あり、（表−１）−３に示す通り、常温での比抵抗値５
．９０Ω、Ｃｆｆ１、抵抗変化率２．２３×１０３であ
り、従来品に比べて常温での比抵抗値はに程度の小さい
値であり、抵抗変化率もわずかに増大しており、良好な
抵抗温度特性を示している。
蓋体磁器（４）として、チタン酸バリウムの１−１％を
炭酸ストロンチウムで置換したチタン酸バリウム−チタ
ン酸ストロンチウム固溶体に、酸化ランタン０４ω１％
添加した組成を従来通りの窯業的手法で作成した磁器を
用いてもよい、チタン酸バリウム−チタン酸ストロンチ
ウム固溶体に酸化ランタン０．２ｍｏ１％添加した磁器
の変移点である８０℃とほぼ等しい融点を持つ低融点金
属（７）例えば低温ハンダを本体（１）の凹部内に入れ
前述した手法にて封入する。この正の温度係数を有する
半導体磁器の温度と比抵抗の関係を示してのが第４図で
あり、（表−１）−３に示す通り、常温での比抵抗値５
．９０Ω、Ｃｆｆ１、抵抗変化率２．２３×１０３であ
り、従来品に比べて常温での比抵抗値はに程度の小さい
値であり、抵抗変化率もわずかに増大しており、良好な
抵抗温度特性を示している。
以上は本発明の一実施例を示したが、本体（１）蓋体（
２）に用いる本体磁器（３）蓋体磁器（４）は、変移点
、比抵抗値の選択の為に、従来から検討されている種々
の添加物を添加したチタン酸バリウム系半導体磁器を用
いてもよい。また、本体（１）蓋体（２）に金属と複合
化したチタン酸バリウム系半導体磁器や金属導電性を有
するセラミック粒子の表面及び粒界にチタン酸バリウム
微粒子層を介在させた磁器を用いてもよいし、３価の金
属イオンを添加したｖ２０３を用いてもよい。
２）に用いる本体磁器（３）蓋体磁器（４）は、変移点
、比抵抗値の選択の為に、従来から検討されている種々
の添加物を添加したチタン酸バリウム系半導体磁器を用
いてもよい。また、本体（１）蓋体（２）に金属と複合
化したチタン酸バリウム系半導体磁器や金属導電性を有
するセラミック粒子の表面及び粒界にチタン酸バリウム
微粒子層を介在させた磁器を用いてもよいし、３価の金
属イオンを添加したｖ２０３を用いてもよい。
また、本体（１）蓋体（２）の構造については、第５図
に示す様に、中心に円形断面の凹部を備えた円柱容器状
半導体磁器（１）＜２）の各々の凹部を向い合わせた構
造でもよいし、第６図に示す様に、二つの円板状半導体
磁器（２）（２）により、円筒形の半導体磁器の上下面
に蓋をする構造でもよい、さらに上記本体く１）蓋体（
２）の形状は円柱状だけに限らず多角柱の形をとっても
よい。
に示す様に、中心に円形断面の凹部を備えた円柱容器状
半導体磁器（１）＜２）の各々の凹部を向い合わせた構
造でもよいし、第６図に示す様に、二つの円板状半導体
磁器（２）（２）により、円筒形の半導体磁器の上下面
に蓋をする構造でもよい、さらに上記本体く１）蓋体（
２）の形状は円柱状だけに限らず多角柱の形をとっても
よい。
また、本体（１）蓋体（２）の中に封入する低融点金属
（７）は、本体（１）の凹部の容積の大割に限らない。
（７）は、本体（１）の凹部の容積の大割に限らない。
封入する低融点金属（７）の量を選ぶことにより、本発
明の正の温度係数を有する半導体磁器の常温での比抵抗
値及び抵抗変化率を変えることができる。
明の正の温度係数を有する半導体磁器の常温での比抵抗
値及び抵抗変化率を変えることができる。
さらに、本体（１）蓋体（２）にて形成される内部空間
に封入する低融５魚金属（７）は、本体（１〉蓋体（２
）を形成する本体磁器（３）、蓋体磁器（４）の変移点
より高い場合の温度と比抵抗の関係を示したのが第７に
３であり、低い場合の温度と比抵抗の関係を示したのが
第８図である。これらは、両方とも二つの変移点を持つ
形となる。
に封入する低融５魚金属（７）は、本体（１〉蓋体（２
）を形成する本体磁器（３）、蓋体磁器（４）の変移点
より高い場合の温度と比抵抗の関係を示したのが第７に
３であり、低い場合の温度と比抵抗の関係を示したのが
第８図である。これらは、両方とも二つの変移点を持つ
形となる。
また、本体（１）蓋体（２）を形成する本体磁器（３）
、蓋体磁器（４）に異なる変移点をもつ組成の磁器を用
いてもよい。
、蓋体磁器（４）に異なる変移点をもつ組成の磁器を用
いてもよい。
更に、本体（１）蓋体（２）にて、形成される内部空間
に封入する低融点金属＜７）は一種類に限らない。
に封入する低融点金属＜７）は一種類に限らない。
例えば低融点金属（７）として、本体磁器（３）、蓋体
磁器（４）の変移点１２０℃より低い３０°Ｃの融点を
もつ低融点金属と、変移点と同じ１２０℃の融点をもつ
低融点金属と、変容点より高い２００℃の融点をもつ低
融点金属とをそれぞれ同量封入した場合の温度と比抵抗
の関係を示したのが第９図である。この場合は三つの変
移点を持つ形となり従来見出されていない特性を示すこ
とができる。
磁器（４）の変移点１２０℃より低い３０°Ｃの融点を
もつ低融点金属と、変移点と同じ１２０℃の融点をもつ
低融点金属と、変容点より高い２００℃の融点をもつ低
融点金属とをそれぞれ同量封入した場合の温度と比抵抗
の関係を示したのが第９図である。この場合は三つの変
移点を持つ形となり従来見出されていない特性を示すこ
とができる。
以上の様に本体（１）蓋体（２）を形成する本体磁器（
３）、蓋体磁器（４）の組成及び形状、または本体（１
）と蓋体（２）にて形成される内部空間に封入する低融
点金属の種類、量を選択することにより種々の抵抗温度
特性を示す正の温度係数を有する半導体磁器を得ること
ができる。
３）、蓋体磁器（４）の組成及び形状、または本体（１
）と蓋体（２）にて形成される内部空間に封入する低融
点金属の種類、量を選択することにより種々の抵抗温度
特性を示す正の温度係数を有する半導体磁器を得ること
ができる。
以上の様に本発明の正の温度係数を有する半導体磁器で
は、常温での比抵抗を小さくし、かつ抵抗変化率を増大
させることを可能にしている。また、構造的に工夫する
ことより、従来技術に見られる特殊技術、微妙なフント
ロールも必要のない抵抗の関係を示すグラフである。
は、常温での比抵抗を小さくし、かつ抵抗変化率を増大
させることを可能にしている。また、構造的に工夫する
ことより、従来技術に見られる特殊技術、微妙なフント
ロールも必要のない抵抗の関係を示すグラフである。
（１）本体 （２）蓋体 （３）本体磁器 （４
）蓋体磁器 （５）電極 （６）導電性接着剤 （
７）低融点金属
）蓋体磁器 （５）電極 （６）導電性接着剤 （
７）低融点金属
Claims (4)
- （１）正の温度係数を有するチタン酸バリウム系半導体
磁器の内部空間に、該磁器の変移点とほぼ等しい融点を
もつ低融点金属を封入したことを特徴とする正の温度係
数を有するチタン酸バリウム系半導体磁器。 - （２）低融点金属が、チタン酸バリウム系半導体磁器の
変移点より低い融点をもつものである特許請求の範囲第
１項記載の正の温度係数を有する半導体磁器。 - （３）低融点金属が、チタン酸バリウム系半導体磁器の
変移点より高い融点をもつものである特許請求の範囲第
１項記載の正の温度係数を有する半導体磁器。 - （４）低融点金属が、融点の異なる２種類以上の低融点
金属にて構成される特許請求の範囲第１項記載の正の温
度係数を有する半導体磁器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23335388A JPH0281402A (ja) | 1988-09-16 | 1988-09-16 | 正の温度係数を有する半導体磁器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23335388A JPH0281402A (ja) | 1988-09-16 | 1988-09-16 | 正の温度係数を有する半導体磁器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0281402A true JPH0281402A (ja) | 1990-03-22 |
Family
ID=16953819
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23335388A Pending JPH0281402A (ja) | 1988-09-16 | 1988-09-16 | 正の温度係数を有する半導体磁器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0281402A (ja) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS50146859A (ja) * | 1974-05-15 | 1975-11-25 |
-
1988
- 1988-09-16 JP JP23335388A patent/JPH0281402A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS50146859A (ja) * | 1974-05-15 | 1975-11-25 |
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