JPH04105304A - 磁器半導体素子の電極形成方法 - Google Patents
磁器半導体素子の電極形成方法Info
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- JPH04105304A JPH04105304A JP2223025A JP22302590A JPH04105304A JP H04105304 A JPH04105304 A JP H04105304A JP 2223025 A JP2223025 A JP 2223025A JP 22302590 A JP22302590 A JP 22302590A JP H04105304 A JPH04105304 A JP H04105304A
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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）
本発明は磁器半導体素子の電極形成方法に関する。
（従来の技術）
従来、磁器半導体素子、例えば、正特性サーミスタ、負
特性サーミスタ、バリスタなどの電極形成方法としては
、（イ）半導体磁器素体の表面にニッケルや銅などをメ
ツキする方法、（ロ）半導体磁器素体表面にニッケルや
銅などをメツキしたのち、そのメツキ上に銀ペーストを
塗布して焼き付ける方法、（ハ）半導体磁器素体の表面
に、オーミック性金属を含有するペーストもしくはオー
ミック性金属を含む合金、例えば、ガリウム−銀合金を
含有するペーストを塗布して焼き付ける方法、（ニ）半
導体磁器素体の表面にアルミニウムやニッケルなどの金
属を溶射し、必要に応じてその上にハンダ付は可能な金
属、例えば、銅を溶射する方法などが採用されている。
特性サーミスタ、バリスタなどの電極形成方法としては
、（イ）半導体磁器素体の表面にニッケルや銅などをメ
ツキする方法、（ロ）半導体磁器素体表面にニッケルや
銅などをメツキしたのち、そのメツキ上に銀ペーストを
塗布して焼き付ける方法、（ハ）半導体磁器素体の表面
に、オーミック性金属を含有するペーストもしくはオー
ミック性金属を含む合金、例えば、ガリウム−銀合金を
含有するペーストを塗布して焼き付ける方法、（ニ）半
導体磁器素体の表面にアルミニウムやニッケルなどの金
属を溶射し、必要に応じてその上にハンダ付は可能な金
属、例えば、銅を溶射する方法などが採用されている。
（発明が解決しようとする課題）
しかしながら、前記（イ）のメツ生性は、メツキ液中の
イオンか半導体磁器素体の内部に浸透し、素子の電気的
特性、特に、耐圧特性を劣化させるという問題がある他
、厚肉メツキ層の形成が困難で、大電流に耐え得る電極
を形成できず、寿命特性か悪いという問題がある。また
、前記（ロ）の方法は、（イ）の方法に比べて電流容量
および寿命特性を改善することはできるが、イオン浸透
による特性の劣化は避けられないという問題がある。さ
らに、前記（ハ）の方法は、半導体磁器素体とのオーミ
ック接触が安定せず、寿命特性が悪いという問題かある
。また、前記（ニ）の方法は、半導体磁器素体と電極と
の密着強度が弱く、リード線の弓張り強度が弱いという
問題がある。
イオンか半導体磁器素体の内部に浸透し、素子の電気的
特性、特に、耐圧特性を劣化させるという問題がある他
、厚肉メツキ層の形成が困難で、大電流に耐え得る電極
を形成できず、寿命特性か悪いという問題がある。また
、前記（ロ）の方法は、（イ）の方法に比べて電流容量
および寿命特性を改善することはできるが、イオン浸透
による特性の劣化は避けられないという問題がある。さ
らに、前記（ハ）の方法は、半導体磁器素体とのオーミ
ック接触が安定せず、寿命特性が悪いという問題かある
。また、前記（ニ）の方法は、半導体磁器素体と電極と
の密着強度が弱く、リード線の弓張り強度が弱いという
問題がある。
従って、本発明は、半導体磁器素体自体の特性を劣化さ
せることなく、電気的特性に優れた電極を安価に形成す
ることができるようにすることを技術的課題とするもの
である。
せることなく、電気的特性に優れた電極を安価に形成す
ることができるようにすることを技術的課題とするもの
である。
（課題を解決するための手段）
本発明は、前記課題を解決するために、半導体磁器素体
の表面に、該素体とオーミ・ツク接触する金属をスパッ
タリングして薄膜電極層を形成し、該薄膜電極層上にそ
れに対して密着強度の高い金属を溶射して厚膜電極層を
形成するようにしたものである。
の表面に、該素体とオーミ・ツク接触する金属をスパッ
タリングして薄膜電極層を形成し、該薄膜電極層上にそ
れに対して密着強度の高い金属を溶射して厚膜電極層を
形成するようにしたものである。
また、必要に応じて、前記薄膜金属層の表面に、耐酸化
性に優れた金属をスパッタリングして薄膜中間電極層を
形成するようにしたものである。
性に優れた金属をスパッタリングして薄膜中間電極層を
形成するようにしたものである。
前記薄膜電極層の形成材料としては、磁器素体とオーミ
ック接触するものであれば、公知の任意の金属若しくは
合金を使用できるか、クロムまたはクロム合金が好適で
ある。また、厚膜電極層の形成材料としては、銅、錫、
銀、アルミニウムおよびそれらの金属の少なくとも一種
を主成分とする合金からなる群から選ばれた少なくとも
一種の金属を用いるのが好適である。
ック接触するものであれば、公知の任意の金属若しくは
合金を使用できるか、クロムまたはクロム合金が好適で
ある。また、厚膜電極層の形成材料としては、銅、錫、
銀、アルミニウムおよびそれらの金属の少なくとも一種
を主成分とする合金からなる群から選ばれた少なくとも
一種の金属を用いるのが好適である。
必要に応じて形成される、薄膜中間電極層の形成材料と
しては、ニッケル、銀、銅およびそれらの金属の少なく
とも一種を主成分とする合金からなる群から選ばれた少
なくとも一種の金属を使用するのが好ましい。
しては、ニッケル、銀、銅およびそれらの金属の少なく
とも一種を主成分とする合金からなる群から選ばれた少
なくとも一種の金属を使用するのが好ましい。
（作用）
前記薄膜電極層は電極の下地層として機能するか、スパ
ッタリング法を採用することによって、メツキ、蒸着あ
るいは溶射など他の薄膜形成手段に比べて、より優れた
密着強度を示す金属皮膜の形成を可能にし、また、その
材料としてクロムまたはクロム合金を採用することによ
って半導体磁器との密着強度が高く、良好なオーミック
接触を示す電極層の形成を可能にしている。゛しかし、
スパッタリングは、成膜速度が遅いため、大電流を流し
得る厚肉の金属皮膜の形成が困難であり、無理に厚肉の
金属皮膜を形成しようとすると、スパッタリング装置内
にカスが溜ってリークや短絡などの故障を生じさせ易く
、装置のメインテナンスに多大な費用と労力を要する結
果となる。
ッタリング法を採用することによって、メツキ、蒸着あ
るいは溶射など他の薄膜形成手段に比べて、より優れた
密着強度を示す金属皮膜の形成を可能にし、また、その
材料としてクロムまたはクロム合金を採用することによ
って半導体磁器との密着強度が高く、良好なオーミック
接触を示す電極層の形成を可能にしている。゛しかし、
スパッタリングは、成膜速度が遅いため、大電流を流し
得る厚肉の金属皮膜の形成が困難であり、無理に厚肉の
金属皮膜を形成しようとすると、スパッタリング装置内
にカスが溜ってリークや短絡などの故障を生じさせ易く
、装置のメインテナンスに多大な費用と労力を要する結
果となる。
これを防止するため、本発明においては、所要の密着強
度と良好なオーミック接触を得るに十分なたけの厚さの
金属皮膜を電極下地層としてスパッタリングで磁器素体
上に形成し、その上に溶射法により電極の大部分を形成
するようにし、全体としての電極形成速度を速め、装置
のトラブルの発生を防止し、量産性を確保するようにし
ている。
度と良好なオーミック接触を得るに十分なたけの厚さの
金属皮膜を電極下地層としてスパッタリングで磁器素体
上に形成し、その上に溶射法により電極の大部分を形成
するようにし、全体としての電極形成速度を速め、装置
のトラブルの発生を防止し、量産性を確保するようにし
ている。
また、スパッタリングにより前記薄膜電極層を形成した
後、直ぐに厚膜電極層を形成すれば、特に問題を生じる
ことはないが、薄膜電極層は空気に比較的長時間さらし
ておくと、クロムが酸化して薄膜電極層表面に酸化皮膜
を形成し、厚膜電極層形成材料との間のヌレ性を低下さ
せ、密着強度を低下させるという問題を生じる。
後、直ぐに厚膜電極層を形成すれば、特に問題を生じる
ことはないが、薄膜電極層は空気に比較的長時間さらし
ておくと、クロムが酸化して薄膜電極層表面に酸化皮膜
を形成し、厚膜電極層形成材料との間のヌレ性を低下さ
せ、密着強度を低下させるという問題を生じる。
そこで、本発明においては、薄膜電極層を形成した後、
必要に応じて、薄膜電極層の上にスパッタリングにより
薄膜電極中間層を形成することによって、薄膜電極層の
酸化を防止し、厚膜電極層形成材料とのヌレ性を保証し
、電極層間の密着強度を確保するようにしている。
必要に応じて、薄膜電極層の上にスパッタリングにより
薄膜電極中間層を形成することによって、薄膜電極層の
酸化を防止し、厚膜電極層形成材料とのヌレ性を保証し
、電極層間の密着強度を確保するようにしている。
（実施例）
まず、クロムをターゲットとし、ペルジャー内に正特性
サーミスタ用の半導体磁器素体を入れて１０−６Ｌｏｒ
ｒまで減圧する。、このとき、半導体磁器素体をＩＱＯ
〜２００’Ｃに加熱しておく。そして、ペルジャー内に
Ａｒガスを導入してガス圧を１０−３ｔｏｒｒに調整し
た後、ターゲットに５００Ｗの電力を印加して半導体磁
器素体の表面にＣｒをスパッタリングして０．２μｍ厚
のクロム皮膜を形成した。その上に印加電力を７００Ｗ
とした以外は、クロム皮膜と同様にＮｉをスパッタリン
グして０．２μｍ厚のニッケル皮膜を形成した後、Ａｇ
を溶射して２０μｍ厚の銀皮膜を形成して電極とした。
サーミスタ用の半導体磁器素体を入れて１０−６Ｌｏｒ
ｒまで減圧する。、このとき、半導体磁器素体をＩＱＯ
〜２００’Ｃに加熱しておく。そして、ペルジャー内に
Ａｒガスを導入してガス圧を１０−３ｔｏｒｒに調整し
た後、ターゲットに５００Ｗの電力を印加して半導体磁
器素体の表面にＣｒをスパッタリングして０．２μｍ厚
のクロム皮膜を形成した。その上に印加電力を７００Ｗ
とした以外は、クロム皮膜と同様にＮｉをスパッタリン
グして０．２μｍ厚のニッケル皮膜を形成した後、Ａｇ
を溶射して２０μｍ厚の銀皮膜を形成して電極とした。
得られた正特性サーミスタの電気的特性および機械的強
度（密着強度）を測定した。その結果を、従来法により
電極を形成した正特性サーミスタについての結果と共に
、第１表に示す。
度（密着強度）を測定した。その結果を、従来法により
電極を形成した正特性サーミスタについての結果と共に
、第１表に示す。
なお、正特性サーミスタ用の半導体磁器素体の特性は、
この種の素子の初期特性測定用電極として一般に採用さ
れているＩｎ−Ｇａ合金電極を形成して測定したもので
、その電極はＩｎ−Ｇａ合金ペーストを素体表面にこす
りつけて形成したものである。
この種の素子の初期特性測定用電極として一般に採用さ
れているＩｎ−Ｇａ合金電極を形成して測定したもので
、その電極はＩｎ−Ｇａ合金ペーストを素体表面にこす
りつけて形成したものである。
また、各測定項目の条件は以下の通りである。
■寿命特性は、各試料に８００ｍＡの直流電流を１００
０時間連続通電した前後の抵抗値の変化として求めた。
０時間連続通電した前後の抵抗値の変化として求めた。
■リード線引張り強度は、各試料にリード線を半田付け
した後、リード線を固定させて各試料を０．９＋ｎｍ／
ｓの速さで引張り、リード線がとれるまでに加わった最
大の力を測定した。
した後、リード線を固定させて各試料を０．９＋ｎｍ／
ｓの速さで引張り、リード線がとれるまでに加わった最
大の力を測定した。
■静耐圧特性は、適当な電圧を各試料に１分間印加する
。これを各試料が破壊するまで電圧を上げてくり返し、
試料が破壊したときの電圧値を測定した。
。これを各試料が破壊するまで電圧を上げてくり返し、
試料が破壊したときの電圧値を測定した。
■パルス耐圧は、適当な電圧のパルス（５ｓ）を各試料
に印加する。これを各試料が破壊するまで電圧を上げて
くり返し、試料が破壊したときの電圧値を測定した。
に印加する。これを各試料が破壊するまで電圧を上げて
くり返し、試料が破壊したときの電圧値を測定した。
また、比較例の各試料は、実施例と同口ｙトの正特性サ
ーミスタ素体を用いて製造したものであり、比較例１は
素体表面にニッケルを無電解メ。
ーミスタ素体を用いて製造したものであり、比較例１は
素体表面にニッケルを無電解メ。
キして電極としたもの、比較例２は素体表面にニッケル
を無電解メツキした後、その上に銀ペーストを塗布し、
６００°Ｃで１０分焼き付けて電極としたもの、比較例
３は素体表面にＡｇ−Ｇａ合金ペーストを塗布し、６０
０°Ｃて１０分焼き付けて電極としたもの、比較例４は
素体表面にアルミニウムを溶射してアルミニウム皮膜を
形成し、その上にハンダ付は層としてＣｕを溶射して電
極としたものである。
を無電解メツキした後、その上に銀ペーストを塗布し、
６００°Ｃで１０分焼き付けて電極としたもの、比較例
３は素体表面にＡｇ−Ｇａ合金ペーストを塗布し、６０
０°Ｃて１０分焼き付けて電極としたもの、比較例４は
素体表面にアルミニウムを溶射してアルミニウム皮膜を
形成し、その上にハンダ付は層としてＣｕを溶射して電
極としたものである。
（以 下 余 白）
本発明 ３．９ １．７ ２００ １６０素
体 ３．９−２００ １６０ 比較例１４．１ １．１ １６０ ４０比較
例２ ３．８ １．３ １７０ １５５比較例
３ ４．３ １．４ １８０ １５５比較例４
４．２ ０．６ １９０ １５５第１表の結
果から、本発明に係る試料は、抵抗値が半導体磁器素体
自体のものと変わらず、寿命特性が著しく向上し、しか
も、耐圧性およびリード線引張り強度においても向上し
ていることが判る。
体 ３．９−２００ １６０ 比較例１４．１ １．１ １６０ ４０比較
例２ ３．８ １．３ １７０ １５５比較例
３ ４．３ １．４ １８０ １５５比較例４
４．２ ０．６ １９０ １５５第１表の結
果から、本発明に係る試料は、抵抗値が半導体磁器素体
自体のものと変わらず、寿命特性が著しく向上し、しか
も、耐圧性およびリード線引張り強度においても向上し
ていることが判る。
（発明の効果）
本発明によれば、スパッタリングにより電極下地層を形
成し、その上に直接もしくは中間層を介して厚膜電極層
を溶射により形成することにより１２．３ １１．４ 次のような効果が得られる。
成し、その上に直接もしくは中間層を介して厚膜電極層
を溶射により形成することにより１２．３ １１．４ 次のような効果が得られる。
■、電電極形成−半導体磁器に悪影響を及ぼさないため
、安定した抵抗値の磁器半導体素子を得ることができる
。
、安定した抵抗値の磁器半導体素子を得ることができる
。
２、磁器半導体素子の寿命特性を向上させることかでき
る。
る。
３、大電流に耐えられる電極を形成することができる。
４、リード線引張り強度の強い磁器半導体素子が得られ
る。
る。
５、耐圧特性に優れた磁器半導体素子を製造することが
できる。
できる。
Claims (3)
- （１）半導体磁器素体の表面に該素体とオーミック接触
する金属をスパッタリングして薄膜電極層を形成し、該
薄膜電極層上にそれに対して密着強度の高い銅、錫、銀
、アルミニウムおよびそれらの金属の少なくとも一種を
主成分とする合金からなる群から選ばれた少なくとも一
種の金属を溶射して厚膜電極層を形成することを特徴と
する磁器半導体素子の電極形成方法。 - （２）前記薄膜電極層を形成する金属としてクロムまた
はクロム合金を使用することを特徴とする第１項記載の
磁器半導体素子の電極形成方法。 - （３）前記薄膜電極層と厚膜電極層との間に、ニッケル
、銀、銅、およびそれらの金属の少なくとも一種を主成
分とする合金からなる群から選ばれた少なくとも一種の
金属をスパッタリングして薄膜中間電極層を形成するこ
とを特徴とする第１項または第２項記載の磁器半導体素
子の電極形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2223025A JP2504309B2 (ja) | 1990-08-23 | 1990-08-23 | 磁器半導体素子の電極形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2223025A JP2504309B2 (ja) | 1990-08-23 | 1990-08-23 | 磁器半導体素子の電極形成方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04105304A true JPH04105304A (ja) | 1992-04-07 |
| JP2504309B2 JP2504309B2 (ja) | 1996-06-05 |
Family
ID=16791661
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2223025A Expired - Lifetime JP2504309B2 (ja) | 1990-08-23 | 1990-08-23 | 磁器半導体素子の電極形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2504309B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104282404A (zh) * | 2014-09-18 | 2015-01-14 | 兴勤（常州）电子有限公司 | 复合式铜电极陶瓷正温度系数热敏电阻及其制备工艺 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5666002A (en) * | 1979-11-05 | 1981-06-04 | Tdk Electronics Co Ltd | Method of forming electrode for porcelain semiconductor |
| JPS5871603A (ja) * | 1981-10-23 | 1983-04-28 | 松下電器産業株式会社 | 薄膜サ−ミスタの製造方法 |
| JPH01259501A (ja) * | 1988-04-08 | 1989-10-17 | Murata Mfg Co Ltd | サーミスタの製造方法 |
-
1990
- 1990-08-23 JP JP2223025A patent/JP2504309B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (3)
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104282404A (zh) * | 2014-09-18 | 2015-01-14 | 兴勤（常州）电子有限公司 | 复合式铜电极陶瓷正温度系数热敏电阻及其制备工艺 |
Also Published As
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|---|---|
| JP2504309B2 (ja) | 1996-06-05 |
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