JPH0346201A - 正の抵抗温度特性を有する半導体磁器 - Google Patents
正の抵抗温度特性を有する半導体磁器Info
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- JPH0346201A JPH0346201A JP18133789A JP18133789A JPH0346201A JP H0346201 A JPH0346201 A JP H0346201A JP 18133789 A JP18133789 A JP 18133789A JP 18133789 A JP18133789 A JP 18133789A JP H0346201 A JPH0346201 A JP H0346201A
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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、例えばモーター起動に用いられる正の抵抗温
度特性ををする半導体磁器電子部品に関し、特に急激な
電圧を印加したときの熱応力破壊を回避できるようにし
た素子の構造に関する。
度特性ををする半導体磁器電子部品に関し、特に急激な
電圧を印加したときの熱応力破壊を回避できるようにし
た素子の構造に関する。
一般に、ＢａＴｌｏｉに微量の不純物と添加物とを混合
することにより正の抵抗温度特性を示す半導体磁器が知
られており、従来、例えば第４図に示すような構造のも
のがある。この半導体磁器１０は、円板状のセラミクス
素子１１の両主面に電極１２を形威し、該電極１２にリ
ード線１３を接続して構成されている。この半導体磁器
１０は、例えば温度検知、温度制御、温度補償、定温度
発熱体、過電流保護、雰囲気検知、モーター起動。
することにより正の抵抗温度特性を示す半導体磁器が知
られており、従来、例えば第４図に示すような構造のも
のがある。この半導体磁器１０は、円板状のセラミクス
素子１１の両主面に電極１２を形威し、該電極１２にリ
ード線１３を接続して構成されている。この半導体磁器
１０は、例えば温度検知、温度制御、温度補償、定温度
発熱体、過電流保護、雰囲気検知、モーター起動。
あるいは自動消磁回路等に使用されている６例えばモー
ター起動回路においてはモーターの起動を行うために、
まず大きな交流電流を印加し、モーターが動きだした後
は電流を徐々に減衰させる機能を持たせる必要があり、
このモーター起動回路に上記半導体磁器ｌＯが採用され
る。即ち、上記半導体磁器１０は、電流印加開始時には
大きな電流を流し、時間の経過とともにセラミクス素子
１１の発熱により抵抗値が増加することにより電流を制
限し減衰させるという機能を有しており、これにより単
一素子でモーター起動回路を形成できる。このような用
途に採用されるため、上記率。
ター起動回路においてはモーターの起動を行うために、
まず大きな交流電流を印加し、モーターが動きだした後
は電流を徐々に減衰させる機能を持たせる必要があり、
このモーター起動回路に上記半導体磁器ｌＯが採用され
る。即ち、上記半導体磁器１０は、電流印加開始時には
大きな電流を流し、時間の経過とともにセラミクス素子
１１の発熱により抵抗値が増加することにより電流を制
限し減衰させるという機能を有しており、これにより単
一素子でモーター起動回路を形成できる。このような用
途に採用されるため、上記率。
体磁器１０には低抵抗かつ耐電圧が要求され、特に急激
な電圧印加に対する耐電圧が要求される。
な電圧印加に対する耐電圧が要求される。
しかしながら、上記従来の半導体磁器１０は、急激な電
圧印加によりセラミクス素子１１が破壊し易いという問
題点がある。これは、上記セラミクス素子１１が単一材
料で構成されていることから、１！流制限の際の発熱時
に素子１１の内部１１ａ （楕円状に示した部分）と外
部１１ｂとで温度分布に差ができる。つまり外部１１ｂ
は大気と接触しているため熱拡散が速く温度は比較的低
く抵抗も小さくなるが、内部１１ａは放熱が遅いことか
ら外部１１ｂに比べて高抵抗となり、その結果内部１１
ａの方が外部に比べて速く熱応力破壊が起こるからであ
る。特に急激な電圧印加時には内部１１ａと外部１１ｂ
との熱平衡の速度差が大きいため破壊が起こり易い。
圧印加によりセラミクス素子１１が破壊し易いという問
題点がある。これは、上記セラミクス素子１１が単一材
料で構成されていることから、１！流制限の際の発熱時
に素子１１の内部１１ａ （楕円状に示した部分）と外
部１１ｂとで温度分布に差ができる。つまり外部１１ｂ
は大気と接触しているため熱拡散が速く温度は比較的低
く抵抗も小さくなるが、内部１１ａは放熱が遅いことか
ら外部１１ｂに比べて高抵抗となり、その結果内部１１
ａの方が外部に比べて速く熱応力破壊が起こるからであ
る。特に急激な電圧印加時には内部１１ａと外部１１ｂ
との熱平衡の速度差が大きいため破壊が起こり易い。
本発明は上記従来の状況に鑑みてなされたもので、セラ
ミクス素子の温度分布の差による熱応力破壊、特に急激
な電圧印加時の破壊を回避できる半導体磁器電子部品を
提供することを目的としている。
ミクス素子の温度分布の差による熱応力破壊、特に急激
な電圧印加時の破壊を回避できる半導体磁器電子部品を
提供することを目的としている。
ｃ問題点を解決するための手段〕
本件発明者らは、セラミクス素子の発熱時における内部
の抵抗値を、放熱しに＜＜温度上昇し易いにもかかわら
ず、外部の抵抗値と同じかあるいはそれより低くできれ
ば熱応力破壊を回避できることに想到し、本発明を成し
たものである。
の抵抗値を、放熱しに＜＜温度上昇し易いにもかかわら
ず、外部の抵抗値と同じかあるいはそれより低くできれ
ば熱応力破壊を回避できることに想到し、本発明を成し
たものである。
そこで本願第１項の発明は、正の抵抗温度特性を有する
半導体磁器において、外部に対して内部ほど高キュリー
点を有する材料で、即ち、より高温で高抵抗になる材料
で構成したことを特徴としている。また第２項の発明は
、高キュリー点のセラミクス材料からなる内層の両面に
、低キュリー点のセラミクス材料からなる外層を積層し
、これを一体焼結してなることを特徴としている。
半導体磁器において、外部に対して内部ほど高キュリー
点を有する材料で、即ち、より高温で高抵抗になる材料
で構成したことを特徴としている。また第２項の発明は
、高キュリー点のセラミクス材料からなる内層の両面に
、低キュリー点のセラミクス材料からなる外層を積層し
、これを一体焼結してなることを特徴としている。
ここで、本発明の半導体磁器は、低抵抗体から高抵抗体
に転移するキュリー点を内部ほど高く、外部ほど低く設
定する点を特徴としているが、具体的には第２項の発明
のように、キュリー点の異なる内層１両外層からなる少
なくとも３層構造を採用することにより実現できる。こ
の場合、本発明は勿論この３層構造に限られるものでは
なく、３層以上の多層構造とした場合も含まれ、この多
層構造にした場合でも、各層のキュリー点を外層ほど低
くなるように設定すればよい。
に転移するキュリー点を内部ほど高く、外部ほど低く設
定する点を特徴としているが、具体的には第２項の発明
のように、キュリー点の異なる内層１両外層からなる少
なくとも３層構造を採用することにより実現できる。こ
の場合、本発明は勿論この３層構造に限られるものでは
なく、３層以上の多層構造とした場合も含まれ、この多
層構造にした場合でも、各層のキュリー点を外層ほど低
くなるように設定すればよい。
本発明に係る半導体磁器によれば、半導体磁器の外部か
ら内部に行くほど高キュリー点になるようにしたので、
即ち、具体的には高キュリー点の内層を低キュリー点の
外層で挟んで積層化したので、電流制限の際の発熱が生
じても内層の抵抗を外層の抵抗と同じか、又は低くする
ことができる。
ら内部に行くほど高キュリー点になるようにしたので、
即ち、具体的には高キュリー点の内層を低キュリー点の
外層で挟んで積層化したので、電流制限の際の発熱が生
じても内層の抵抗を外層の抵抗と同じか、又は低くする
ことができる。
即ち、内層は放熱しにくく温度上昇し易いことから、そ
の抵抗が異常に上昇し易いが、高キュリー点材料で構成
したことにより、抵抗の上昇を抑制でき、その結果急激
な電圧印加による素子の破壊を回避できる。
の抵抗が異常に上昇し易いが、高キュリー点材料で構成
したことにより、抵抗の上昇を抑制でき、その結果急激
な電圧印加による素子の破壊を回避できる。
以下本発明の実施例を図について説明する。
第１図ないし第３図は本発明の一実施例による半導体磁
器を説明するための図である。
器を説明するための図である。
図において、１は正の抵抗温度特性を有する半導体磁器
であり、これは矩形板状の内層２と該内層２を挟んで対
向する同じく矩形板状の一対の外層３．３とを積層し、
これを一体焼結してなるセラミクス素子４の両主面の中
央部分に電極５．５を形成するとともに、該各電極５に
リード線６を接続してｔｉｔｃされている。
であり、これは矩形板状の内層２と該内層２を挟んで対
向する同じく矩形板状の一対の外層３．３とを積層し、
これを一体焼結してなるセラミクス素子４の両主面の中
央部分に電極５．５を形成するとともに、該各電極５に
リード線６を接続してｔｉｔｃされている。
上記内層２は、キュリー温度が、例えば６５℃のセラミ
クス材料からなり、また上記外層３はキュリー温度が、
例えば１１５℃のセラ【クス材料により構成されている
。
クス材料からなり、また上記外層３はキュリー温度が、
例えば１１５℃のセラ【クス材料により構成されている
。
次に本実施例の半導体磁器ｌの製造方法について説明す
る。
る。
１、まず、チタン酸バリウム７４ｍｏ １％、チタン酸
ストロンチウム２４゜９５ｍｏ１％に対して、半導体化
剤として酸化イツトリウム０．０５−０１％を混合し、
これに鉱化剤としてＳ ｉ Ｏｔ Ｏ，５ｗｔ％を添加
し、さらに特性改善剤としてＭｎ０ｘＯ，２ｗｔ％を添
加して混合粉砕し、１０００℃×２時間で仮焼成する。
ストロンチウム２４゜９５ｍｏ１％に対して、半導体化
剤として酸化イツトリウム０．０５−０１％を混合し、
これに鉱化剤としてＳ ｉ Ｏｔ Ｏ，５ｗｔ％を添加
し、さらに特性改善剤としてＭｎ０ｘＯ，２ｗｔ％を添
加して混合粉砕し、１０００℃×２時間で仮焼成する。
次に、この仮焼成した材料を再び粉砕し、これに酢酸ビ
ニル系バインダー、及び分散剤を混合して厚さ１．５
ｓｎのグリーンシートを形成する。これによりキュリー
点１１５℃の外層３が形成される。
ニル系バインダー、及び分散剤を混合して厚さ１．５
ｓｎのグリーンシートを形成する。これによりキュリー
点１１５℃の外層３が形成される。
ｉｉ、一方、チタン酸バリウム９１ｍｏ １％、チタン
酸ストロンチウム２．９５ｍｏｊ！％対して、半導体化
剤として酸化イツトリウム０．０５−０１％、これに鉱
化剤としてＳ ｉ Ｏ！ ０．３ ｗＬ％、Ａｆ！○ｓ
Ｏ，２ｗｔ％。
酸ストロンチウム２．９５ｍｏｊ！％対して、半導体化
剤として酸化イツトリウム０．０５−０１％、これに鉱
化剤としてＳ ｉ Ｏ！ ０．３ ｗＬ％、Ａｆ！○ｓ
Ｏ，２ｗｔ％。
特性改善剤としてＭ ｎ Ｏｔ Ｏ，２ｗｔ％を添加し
て混合粉砕し、１０００℃×２時間で仮焼成する０次に
、この仮焼成した材料を再び粉砕し、これに酢酸ビニル
系バインダー、及び分散剤を混合して厚さ２゜０ｆｉの
グリーンシートを形成する。これによりキュリー点６５
℃の内層２が形威される。
て混合粉砕し、１０００℃×２時間で仮焼成する０次に
、この仮焼成した材料を再び粉砕し、これに酢酸ビニル
系バインダー、及び分散剤を混合して厚さ２゜０ｆｉの
グリーンシートを形成する。これによりキュリー点６５
℃の内層２が形威される。
ｉｉｉ 、次に上記２枚の外層３，３で内層２をサンド
イッチ状に挟んで積み重ねて熱圧着し、厚さ５ｎのセラ
ミクス素子４を形成する。そして、該素子４を１３５０
℃×２時間で一体焼成し、焼結体を得る。しかる後、上
記セラミクス素子４の両主面に、例えばＡｇペーストを
印刷して焼き付は電極５５を形成し、さらに該各電極５
にリード線６を半田付けする。これにより本実施例の半
導体磁器１が製造される。
イッチ状に挟んで積み重ねて熱圧着し、厚さ５ｎのセラ
ミクス素子４を形成する。そして、該素子４を１３５０
℃×２時間で一体焼成し、焼結体を得る。しかる後、上
記セラミクス素子４の両主面に、例えばＡｇペーストを
印刷して焼き付は電極５５を形成し、さらに該各電極５
にリード線６を半田付けする。これにより本実施例の半
導体磁器１が製造される。
表は、本実施例の効果をｆｌ認するために行った特性試
験の結果を示す。
験の結果を示す。
この試験では、本実施例の製造方法により作成した半導
体磁器を採用し、これの抵抗値、温度係数、静耐圧、及
び動耐圧を測定した。また、上記半導体磁器は、各外層
１．５ｍ、内層２．０ｆｌで直径１０關の円板状に形威
したものを採用した。なお、比較するために２ｆｌ［の
従来試料Ａ、１３を作成し、同様の測定を行った。上記
従来試料Ａは上記外層に使用したセラミクス材料（キュ
リー点１１５℃）を使用し、直径１０嶋、厚さ５゜Ｏｆ
ｌの単板状ユニットに形威し、また上記従来試料Ｂは内
層に使用したセラミクス材料（キュリー点６５℃）を使
用し、同様の形状とした。
体磁器を採用し、これの抵抗値、温度係数、静耐圧、及
び動耐圧を測定した。また、上記半導体磁器は、各外層
１．５ｍ、内層２．０ｆｌで直径１０關の円板状に形威
したものを採用した。なお、比較するために２ｆｌ［の
従来試料Ａ、１３を作成し、同様の測定を行った。上記
従来試料Ａは上記外層に使用したセラミクス材料（キュ
リー点１１５℃）を使用し、直径１０嶋、厚さ５゜Ｏｆ
ｌの単板状ユニットに形威し、また上記従来試料Ｂは内
層に使用したセラミクス材料（キュリー点６５℃）を使
用し、同様の形状とした。
同表からも明らかなように、従来試料Ａ、 Ｈの場合は
、温度係数２５％／Ｌ２８ ％／Ｌ静耐圧１００Ｖ、
１２０ｖ１動耐圧８５Ｖ、９５Ｖであった。これに対し
て本実施例試料の場合は、温度係数２０％／に、静耐圧
１３０ｖ、勤耐圧１１５ｖといずれも向上しており、こ
の試験結果からも明らかなように、半導体磁器ｌの内層
２を高キュリー点とし外層３を低キュリー点としたこと
により、セラミクス素子４の発熱時の熱平衡の速度差を
抑制でき、熱応力破壊を回避でき、耐圧、特に動耐圧に
優れた電子部品が得られる。
、温度係数２５％／Ｌ２８ ％／Ｌ静耐圧１００Ｖ、
１２０ｖ１動耐圧８５Ｖ、９５Ｖであった。これに対し
て本実施例試料の場合は、温度係数２０％／に、静耐圧
１３０ｖ、勤耐圧１１５ｖといずれも向上しており、こ
の試験結果からも明らかなように、半導体磁器ｌの内層
２を高キュリー点とし外層３を低キュリー点としたこと
により、セラミクス素子４の発熱時の熱平衡の速度差を
抑制でき、熱応力破壊を回避でき、耐圧、特に動耐圧に
優れた電子部品が得られる。
また、本実施例では、キュリー点の異なる外層内層を積
層することにより熱応力破壊を回避できるから、従来の
セラミクス素子の大型化による対策を不要にでき、それ
だけ小型化でき、ひいては電気機器の小型化に貢献でき
る。
層することにより熱応力破壊を回避できるから、従来の
セラミクス素子の大型化による対策を不要にでき、それ
だけ小型化でき、ひいては電気機器の小型化に貢献でき
る。
なお、上記実施例では、内層２と２枚の外層３゜３とに
よる３層構造にした場合を例にとって説明したが、本発
明はこの構造に限られるものではなく、３層以上の多層
構造にしてもよい、この場合においても外部ほどキュリ
ー温度が低くなるように各層のセラミクス材料を選定す
ればよく、この多層の場合はより熱応力破壊を回避でき
る効果が得られる。
よる３層構造にした場合を例にとって説明したが、本発
明はこの構造に限られるものではなく、３層以上の多層
構造にしてもよい、この場合においても外部ほどキュリ
ー温度が低くなるように各層のセラミクス材料を選定す
ればよく、この多層の場合はより熱応力破壊を回避でき
る効果が得られる。
以上のように本発明に係る半導体磁器によれば、半導体
磁器の外部に対して内部ほど高キュリー点になるように
し、具体的には高キュリー点の内層を低キュリー点の外
層で挟んで積層化したので、セラミクス素子の熱応力破
壊、特に急激な電圧を印加したときの破壊を回避できる
効果がある。
磁器の外部に対して内部ほど高キュリー点になるように
し、具体的には高キュリー点の内層を低キュリー点の外
層で挟んで積層化したので、セラミクス素子の熱応力破
壊、特に急激な電圧を印加したときの破壊を回避できる
効果がある。
第１図ないし第３図は本発明の一実施例による半導体磁
器を説明するための図であり、第１図はその断面図、第
２図はその製造工程を示す分解斜視図、第３図はその積
層化した状態を示す斜視図、第４図は従来の半導体磁器
を示す断面図である。 図において、１は半導体磁器、２は内層、３は外層、４
はセラ逅りス素子である。
器を説明するための図であり、第１図はその断面図、第
２図はその製造工程を示す分解斜視図、第３図はその積
層化した状態を示す斜視図、第４図は従来の半導体磁器
を示す断面図である。 図において、１は半導体磁器、２は内層、３は外層、４
はセラ逅りス素子である。
Claims (2)
- （１）所定のキュリー点で低抵抗体から高抵抗体に転移
する正の抵抗温度特性を有する半導体磁器において、外
部に対して内部ほど高キュリー点のセラミクス材料で構
成したことを特徴とする正の抵抗温度特性を有する半導
体磁器。 - （２）上記半導体磁器が、高キュリー点のセラミクス材
料からなる内層の両面に、該内層より低キュリー点のセ
ラミクス材料からなる外層を積層し、これを一体焼成し
てなることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の正
の抵抗温度特性を有する半導体磁器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18133789A JPH0346201A (ja) | 1989-07-13 | 1989-07-13 | 正の抵抗温度特性を有する半導体磁器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18133789A JPH0346201A (ja) | 1989-07-13 | 1989-07-13 | 正の抵抗温度特性を有する半導体磁器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0346201A true JPH0346201A (ja) | 1991-02-27 |
Family
ID=16098935
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18133789A Pending JPH0346201A (ja) | 1989-07-13 | 1989-07-13 | 正の抵抗温度特性を有する半導体磁器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0346201A (ja) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6095901A (ja) * | 1983-10-31 | 1985-05-29 | 松下電器産業株式会社 | 正特性半導体磁器 |
| JPH0196901A (ja) * | 1987-10-08 | 1989-04-14 | Murata Mfg Co Ltd | 正の抵抗温度特性を有する半導体磁器 |
| JPH01110701A (ja) * | 1987-10-23 | 1989-04-27 | Murata Mfg Co Ltd | 正の抵抗温度特性を有する半導体磁器 |
-
1989
- 1989-07-13 JP JP18133789A patent/JPH0346201A/ja active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6095901A (ja) * | 1983-10-31 | 1985-05-29 | 松下電器産業株式会社 | 正特性半導体磁器 |
| JPH0196901A (ja) * | 1987-10-08 | 1989-04-14 | Murata Mfg Co Ltd | 正の抵抗温度特性を有する半導体磁器 |
| JPH01110701A (ja) * | 1987-10-23 | 1989-04-27 | Murata Mfg Co Ltd | 正の抵抗温度特性を有する半導体磁器 |
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