JPH04192304A - 急変サーミスタおよびその製造方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 （ａｌ産業上の利用分野 この発明は、ある温度で急激に電気抵抗が変化する急変
サーミスタおよびその製造方法に関する（′ｂ）従来の
技術 急変サーミスタ（ＣＴＲ）は、ある温度域で温度上昇に
伴って電気抵抗が急激に低下する半導体素子である。現
在実用化されている急変サーミスタはＶＯ２を基本組成
としており、ＶＯ，の結晶構造が７０℃付近で半導体−
一金属の転移を利用したものである。

通常、急変サーミスタは■２０．にＢ、Ｓｉ。

Ｐ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｌａ、Ｐｂなどの酸化物
の１〜２種を混合し、還元性雰囲気中で８００〜９００
℃で熱処理してから粉砕し、ビード形に形成した後、１
０００℃の還元性雰囲気中で焼成し、その後急冷するこ
とにより製造されている。

（ｅ）発明が解決しようとする課題 従来の急変サーミスタは、その急変抵抗特性が製造工程
に大きく依存しており、良好な急変特性を得るためには
きめ細かな製造条件を設定する必要があった。特に急冷
工程は、還元性雰囲気処理工程と同様に最も急変特性に
影響を与える工程であり、良好な特性を得るためには９
００℃以上で急冷処理しなければならない。このため、
均質に冷却しにくいディスク型など大型の急変サーミス
タでは良好な急変特性を得るのが困難であり、ビード型
や薄膜型などの小型の素子が主流となっている。しかし
このような小型の素子では許容電流、　値が数十ｍＡ以
下と限られており、さらに使用域における抵抗値の選択
自由度も低い。このため、例えば突入電流抑制素子用途
など幅広い需要に応えていくことができなかった。

この発明の目的は、許容電流値が高く、しかも抵抗値の
選択自由度の高い急変サーミスタおよびその製造方法を
提供することにある。

（ｄ）課題を解決するための手段 許容電流値を高めるためには素子全体を大型化してしか
も急冷処理を確実に行わなければならない０発明者等は
薄層セラミック板を急冷処理してそれぞれ急変サーミス
タ特性を有する複数の半導体セラミック板を構成し、こ
れらを積層化することによって上記欠点のない急変サー
ミスタが得られることを見出した。

この発明の請求項１に係る急変サーミ、ネタは、急変サ
ーミスタ特性を有する複数の半導体セラミック板を積層
するとともに、複数の半導体セラミック板の電気的接続
部に電極層を、電気的絶縁部にガラス層をそれぞれ形成
したことを特徴とする請求項２に係る急変サーミスタの
製造方法は、急変サーミスタ特性を有する複数の半導体
セラミック板の電気的接続部に導電ペーストを、電気的
絶縁部にガラスペーストをそれぞれ塗布し、上記各半導
体セラミック板を積層し、上記導電ペーストとガラスペ
ーストを焼き付けて一体化することを特徴とする。

また、請求項３に係る急変サーミスタの製造方法は、可
燃性シート上に導電ペーストとガラスペーストを印刷し
たシート材を、急変サーミスタ特性を有する複数の半導
体セラミック板間に挟むとともに、上記複数の半導体セ
ラミック板を積層し、焼付けにより上記可燃性シートを
燃焼させて上記導電ペーストとガラスペーストを焼付は
一体化することを特徴とする。

（８１作用 この発明の請求項１に係る急変サーミスタでは、急変サ
ーミスタ特性を有する複数の半導体セラミック板が積層
されるとともに、複数の半導体セラミック板間の電気的
接続部に電極層、電気的絶縁部にガラス層がそれぞれ形
成されている。この構造により、急変サーミスタ特性を
有する複数の半導体セラミック板が電極層およびガラス
層を介して積層を一体化されるとともに、電極層を通し
て電気的に接続される。このように急変サーミスタ特性
を有する複数の半導体セラミック板を積層したことによ
り、全体の客層が大きくなり許容電流値を高めることが
できる。また、半導体セラミック板の厚さやその積層枚
数などによって所望の抵抗値を得ることができる。

請求項２に係る急変サーミスタの製造方法では、急変サ
ーミスタ特性を有する複数の半導体セラミック板に対し
、その電気的接続部に導電ペーストが、また、電気的絶
縁部にガラスペーストがそれぞれ塗布され、これらの各
半導体セラミック板が積層され、焼付けられる。このこ
とにより、導電ペーストが電極層となり、ガラスペース
トがガラス層となって、隣接する半導体セラミック板が
電極層およびガラス層を介して積層一体化されるまた、
請求項３に係る急変サーミスタの製造方法では、可燃性
シート上に導電ペーストとガラスペーストが印刷され、
このシート材を介して急変サーミスタ特性を有する複数
の半導体セラミック板が積層され、焼付けられる。この
ことにより、上記可燃性シートが燃焼して導電性ペース
トが電極層となりガラスペーストがガラス層となって、
複数の半導体セラミック板が電極層およびガラス層を介
して積層一体化される。

（ｆ）実施例 第１の実施例としてこの発明の請求項１および請求項２
に相当する急変ザーミスタおよびその製造方法について
製造工程順に説明する。

先ず、Ｖ２０ｓ　、Ｐｚ　Ｏｓ　、ＢａＯを目的とする
量だけ秤量し、均一に混合する。この混合粉を加熱溶融
してガラス状にした後、還元性雲囲気で熱処理して粉砕
し、原料粉末を作成する。この原料粉末に酢酸ビニル系
バインダ、分散剤および可塑材を加え、ドクターブレー
ド法でグリーンシートを作成する。

上記グリーンシートを５０．０Ｘ２０．０ｗサイズにカ
ントした後、シート厚みが０．３ｍになるように積み重
ね熱圧着を行う。そして、積み重ねた圧着シートを７．
Ｏｘ６．３ｗａに力、トするカットした圧着シートを１
０００℃で５分間焼成した後、炉中から取り出して急冷
する。これにより、ＶＯ２とＰおよびＢａの酸化物とが
複合巳た急変サーミスタ特性を有する半導体セラミック
板を得る。

次に、半導体セラミック板に電極層形成用の導電ペース
トと絶縁層形成用のガラスペーストをそれぞれ印刷する
。第１図は導電ペーストとガラスペーストをそれぞれ印
刷した半導体セラミック板の積層前の状態を示す斜視図
である。第１図において１ａ〜ｌｅはそれぞれ急変サー
ミスタ特性を有する半導体セラミック板、２ａ〜２ｄは
導電ペースト、３ａ〜３ｄはガラスペーストである。こ
こで導電ペーストとしては、Ａｇ、オーミック成分、ワ
ニス、フリットおよび溶剤を混練してペースト状にした
ものを用いる。また、ガラスペーストとしては、ガラス
粉末、ワニス、フリ・ノドおよび溶剤を混練してペース
ト状にしたものを用いるこのように導電ペーストおよび
ガラスペーストを印刷した半導体セラミック板を第２図
のように積層する。その後、焼付けを行って２ａ〜２ｄ
をそれぞれＡｇ電極層とし、３ａ〜３ｄをそれぞれ絶縁
ガラス層とする。

その後、第３図のように積層体の両端部に外部電極４を
設けて、内部電極である２ａ〜２ｄと電気的接合をとる
。

なお、第１図および第２図では説明上半導体セラミック
板の層数を少なく表したが、急変サーミスタ特性を有す
る半導体セラミック板を５０層として寸法が５．８Ｘ５
．０Ｘ１５．０■の急変サーミスタを作成し、その特性
を測定したところ、抵抗値が０．１にΩで電流許容値が
ＩＡであった次に、第２の実施例としてこの発明の請求
項１および請求項３に相当する急変サーミスタおよびそ
の製造方法について製造工程順に説明する。

先ず、先の第１の実施例と同様にして急変サーミスタ特
性を有する半導体セラミック板を作成する。

一方、可燃性シートとしてパラフィン紙を５゜６Ｘ５．
０ｗサイズにカントし、電極層形成用の導電ペーストと
絶縁層形成用のガラスペーストをそれぞれ両面に印刷す
る。第４図は導電ペーストとガラスペーストを印刷した
パラフィン紙と半導体セラミンク板の積層前の状態を示
す斜視図である。第４図において１ａ〜１ｅは急変サー
ミスタ特性を有する半導体セラミック板、５ａ〜５ｄは
パラフィンＩｔ、２ａ〜２ｄは導電ペースト、３ａ〜３
ｄはガラスペーストである。ここで、導電ペーストとガ
ラスペーストはそれぞれ第１の実施例に示したものと同
しものを用いる。

このように各ペーストを印刷したパラフィン紙とともに
半導体セラミック板を第５図のように積層し、乾燥後６
００℃まで加熱することによって導電ペーストとガラス
ペーストの同時焼付けを行う。

こ、の焼付けにより、パラフィン紙が燃焼ｊ−て第６図
のように２゛ａ〜２ｄはＡｇ電極となり、半導体セラミ
ック板１ａ〜１ｅの内部電極を構成する。また、３ａ〜
３ｄは絶縁ガラス層となる。

その後、第３図に示したように積層体の両端部に外部電
極４を設ける。

なお、第４図〜第６図では説明上半導体セラミック板の
層数を少なく表したが、半導体セラミック板を５０層と
して寸法が５．８ｘ５．０ｘ１５、Ｑｍの急変サーミス
タを作成し、その特性を測定したところ抵抗値が０．１
にΩで電流許容値がＩＡであった。

（ｇ）発明の効果 この発明によれば、急変サーミスタを構成する積層体の
うち各半導体セラミック板は小型の薄板状であるため、
容易に急冷処理を行うことができ、良好な急変サーミス
タ特性が得られる。そして、この急変サーミスタ特性を
有する半導体セラミック板を多数積層化したことにより
、全体の容量が大きくなり、許容電流値の高い急変サー
ミスタが得られる。また、半導体セラミック板の組成を
変えることな（、各半導体セラミック板の寸法および積
層数によって抵抗値を広範囲にわたって設定できるよう
になる。このため、例えば突入電流抑制素子などにも適
用できるようになる。

【図面の簡単な説明】

第１図は第１の実施例に係る急変サーミスタの製造途中
の状態を示す斜視図、第２図はその積層状態を示す断面
図である。第３図は第１および第２の実施例に係る急変
サーミスタの平面図である。第４図は第２の実施例に係
る急変サーミスタの製造途中の状態を示す斜視図、第５
図はその積層状態を示す断面図、第６図は焼付は後の状
態を示す断面図である。　゛ １３〜Ｉｅ−半導体セラミック板、 ２ａ〜２ｄ−導電ペーストおよび 焼付は後の内部電極、 ３ａ〜３ｄ−ガラスペーストおよび 焼付は後の絶縁ガラス層、 ４−外部電極、 ５ａ〜５ｄ−パラフィン紙（可燃性シート）。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）急変サーミスタ特性を有する複数の半導体セラミ
   ック板を積層するとともに、複数の半導体セラミック板
   の電気的接続部に電極層を、電気的絶縁部にガラス層を
   それぞれ形成したことを特徴とする急変サーミスタ。
2. （２）急変サーミスタ特性を有する複数の半導体セラミ
   ック板の電気的接続部に導電ぺーストを、電気的絶縁部
   にガラスペーストをそれぞれ塗布し、上記各半導体セラ
   ミック板を積層し、上記導電ペーストとガラスペースト
   を焼き付けて一体化することを特徴とする急変サーミス
   タの製造方法。
3. （３）可燃性シート上に導電ペーストとガラスペースト
   を印刷したシート材を、急変サーミスタ特性を有する複
   数の半導体セラミック板間に挟むとともに、上記複数の
   半導体セラミック板を積層し、焼付けにより上記可燃性
   シートを燃焼させて上記導電ペーストとガラスペースト
   を焼付け一体化することを特徴とする急変サーミスタの
   製造方法。