JPH04206901A - 積層サーミスタ - Google Patents
積層サーミスタInfo
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- JPH04206901A JPH04206901A JP33904390A JP33904390A JPH04206901A JP H04206901 A JPH04206901 A JP H04206901A JP 33904390 A JP33904390 A JP 33904390A JP 33904390 A JP33904390 A JP 33904390A JP H04206901 A JPH04206901 A JP H04206901A
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- 238000003475 lamination Methods 0.000 abstract 1
- 239000002003 electrode paste Substances 0.000 description 8
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 7
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 2
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 2
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 2
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Landscapes
- Thermistors And Varistors (AREA)
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］
この発明は積層サーミスタに関し、特にたとえば突入電
流防止用積層サーミスタに関する。
流防止用積層サーミスタに関する。
スイッチング電源では、交流入力を直接ダイオードによ
って整流し、それを電解コンデンサで平滑化する。その
ため、スイッチング時に電解コンデンサにサージ電流が
流れ、これを突入電流という。この突入電流はたとえば
百数十アンペアという大電流であり、スイッチ接点やダ
イオードの劣化を早めてしまう。この突入電流を抑制す
る方法の１つとして、従来より、ザーミスタの動特性を
利用するものがある。ずなわぢ、ザーミスタは常温で数
Ω〜数十Ωの抵抗値を有し、スイッチがオンされたとき
この抵抗値によって突入電流を抑制する。また、ザーミ
スタはスイッチング電源の安定状態では自己発熱し、そ
の抵抗値は常温の１／１０程度になるので、電力ロスな
どの支障は生じない。
って整流し、それを電解コンデンサで平滑化する。その
ため、スイッチング時に電解コンデンサにサージ電流が
流れ、これを突入電流という。この突入電流はたとえば
百数十アンペアという大電流であり、スイッチ接点やダ
イオードの劣化を早めてしまう。この突入電流を抑制す
る方法の１つとして、従来より、ザーミスタの動特性を
利用するものがある。ずなわぢ、ザーミスタは常温で数
Ω〜数十Ωの抵抗値を有し、スイッチがオンされたとき
この抵抗値によって突入電流を抑制する。また、ザーミ
スタはスイッチング電源の安定状態では自己発熱し、そ
の抵抗値は常温の１／１０程度になるので、電力ロスな
どの支障は生じない。
このような突入電流防止用サーミスタとして、常温付近
で使用できるものとしては、Ｍｎ−Ｎ系、Ｍ−Ｎｉ−Ｃ
ｏ系またはＭｎ−Ｎｉ ＝Ｃｏ系などの酸化物があり、
また、８００℃前後で使用できるものとしてはＺｒ−Ｙ
系酸化物などがある。
で使用できるものとしては、Ｍｎ−Ｎ系、Ｍ−Ｎｉ−Ｃ
ｏ系またはＭｎ−Ｎｉ ＝Ｃｏ系などの酸化物があり、
また、８００℃前後で使用できるものとしてはＺｒ−Ｙ
系酸化物などがある。
これらのザーミスタは温度係数が大きい上、形状や抵抗
値の自由度が大きく、また安価である等の利点を有して
いる。
値の自由度が大きく、また安価である等の利点を有して
いる。
［発明が解決しようとする課題］
ごのような半導体特性を利用するサーミスタの抵抗温度
特性は以下の式で表される。
特性は以下の式で表される。
Ｒ，＝Ｒ２ｅｘｐ （（１／Ｔ＋ −１／Ｔｚ ）Ｂ
ＩＴ、、Ｔ２ ： 温度（ｋ） Ｒ，、Ｒ２： 温度Ｔ、、Ｔ２における抵抗値Ｂ（ｋ
） ： ・す゛−ミスタ定数この式からよく分か
るように、従来のサーミスタでは、抵抗温度特性が直線
的でないため、特に低温側での抵抗値が危、激に増大し
てしまう。したがって、従来のサーミスタを突入電流防
止用として用いるには、低温側での抵抗値を低く安定化
させる必要がある。そのため、従来では、数種類の負特
性サーミスタと数種類の定抵抗体とを組み合わせたり、
または、サーミスタ定数Ｂに制約を設けて用いなければ
ならない等、実用性に問題があった・ それゆえに、この発明の主たる目的は、低温側において
も抵抗温度特性が安定な、積層サーミスタを提供するご
とである。
ＩＴ、、Ｔ２ ： 温度（ｋ） Ｒ，、Ｒ２： 温度Ｔ、、Ｔ２における抵抗値Ｂ（ｋ
） ： ・す゛−ミスタ定数この式からよく分か
るように、従来のサーミスタでは、抵抗温度特性が直線
的でないため、特に低温側での抵抗値が危、激に増大し
てしまう。したがって、従来のサーミスタを突入電流防
止用として用いるには、低温側での抵抗値を低く安定化
させる必要がある。そのため、従来では、数種類の負特
性サーミスタと数種類の定抵抗体とを組み合わせたり、
または、サーミスタ定数Ｂに制約を設けて用いなければ
ならない等、実用性に問題があった・ それゆえに、この発明の主たる目的は、低温側において
も抵抗温度特性が安定な、積層サーミスタを提供するご
とである。
この発明は、簡単にいえば、それぞれのサーミスタ定数
Ｂが５０≦Ｂ＜６０００の範囲で示されかつ抵抗温度特
性の異なる抵抗体層を２種類以−１−積層してなり、合
成した抵抗温度特性を、温度Ｔの範囲５０℃≦Ｔ≦７０
℃で２０００≦Ｂ≦５０００でありかつ一層 Ｏ’Ｃ≦
Ｔ〈５０℃の範囲で５０≦Ｂ≦２５００に設定した、積
層サーミスタである。
Ｂが５０≦Ｂ＜６０００の範囲で示されかつ抵抗温度特
性の異なる抵抗体層を２種類以−１−積層してなり、合
成した抵抗温度特性を、温度Ｔの範囲５０℃≦Ｔ≦７０
℃で２０００≦Ｂ≦５０００でありかつ一層 Ｏ’Ｃ≦
Ｔ〈５０℃の範囲で５０≦Ｂ≦２５００に設定した、積
層サーミスタである。
〔作用］
たとえばサーミスタ定数Ｂの大きい抵抗体層とサーミス
タ定数Ｂの小さい抵抗体層とを積層すると、合成抵抗温
度特性が必要な温度範囲でほぼ直線となる。
タ定数Ｂの小さい抵抗体層とを積層すると、合成抵抗温
度特性が必要な温度範囲でほぼ直線となる。
この発明によれば、抵抗温度特性がほぼ直線になり安定
するので、とりわけ低温側における抵抗温度特性が安定
化され、１つの積層サーミスタだけで広い温度範囲にお
いて安定して突入電流を防止でき、従来のような固定抵
抗との組み合わせ等の使用」−の煩雑さが解消する。
するので、とりわけ低温側における抵抗温度特性が安定
化され、１つの積層サーミスタだけで広い温度範囲にお
いて安定して突入電流を防止でき、従来のような固定抵
抗との組み合わせ等の使用」−の煩雑さが解消する。
この発明の上述の目的、その他の目的、特徴および利点
は、図面を参照して行う以下の実施例の詳細な説明から
一層明らかとなろう。
は、図面を参照して行う以下の実施例の詳細な説明から
一層明らかとなろう。
Ｃ実施例〕
第１図を参照して、この実施例の突入電流防止用の積層
サーミスタ１０はサーミスタチップ１２を含む。サーミ
スタチップ１２は、サーミスタ定数Ｂの小さい抵抗体層
１４およびその上に積層されたサーミスタ定数Ｂの大き
い抵抗体層１６を含む。
サーミスタ１０はサーミスタチップ１２を含む。サーミ
スタチップ１２は、サーミスタ定数Ｂの小さい抵抗体層
１４およびその上に積層されたサーミスタ定数Ｂの大き
い抵抗体層１６を含む。
低サーミスタ定数の抵抗体層１４は、その−力士面上に
内部電極１８が形成された複数のサーミスタ基板２０を
含み、第１図図示のように内部電極１８が互い違いにな
るように、サーミスタ基板２０を積層することによって
形成される。
内部電極１８が形成された複数のサーミスタ基板２０を
含み、第１図図示のように内部電極１８が互い違いにな
るように、サーミスタ基板２０を積層することによって
形成される。
同じように、低サーミスタ定数の抵抗体層１４の上に積
層された高サーミスタ定数の抵抗体層１６は、その−力
士面上に内部電極１８が形成された複数のサーミスタ基
板２２を含む。そして、内部電極１８が互い違いに配置
されるように、サーミスタ基板２２を積層して、抵抗体
層１Ｇが形成される。
層された高サーミスタ定数の抵抗体層１６は、その−力
士面上に内部電極１８が形成された複数のサーミスタ基
板２２を含む。そして、内部電極１８が互い違いに配置
されるように、サーミスタ基板２２を積層して、抵抗体
層１Ｇが形成される。
なお、抵抗体層１４および１６のサーミスタ定数Ｂはと
もに５０≦Ｂ＜６０００の範囲に設定される。
もに５０≦Ｂ＜６０００の範囲に設定される。
このようにして得られるサーミスタチップ１２には、内
部電極１８が露出する２側面から上下主面の一部にかけ
て、それぞれ断面コ字状の外部電極２４が形成される。
部電極１８が露出する２側面から上下主面の一部にかけ
て、それぞれ断面コ字状の外部電極２４が形成される。
この外部電極２４にまって抵抗体層１４および２０が並
列接続される。
列接続される。
このように、サーミスタ定数Ｂの小さい抵抗体層］４と
サーミスタ定数の大きい抵抗体層１６とを並列接続する
ことによって、その合成抵抗温度係数は一定の温度範囲
でほぼ直線となる。したがって、特に低温側での抵抗温
度特性が安定し、突入電流防止用として有用な積層サー
ミスタが得られる。
サーミスタ定数の大きい抵抗体層１６とを並列接続する
ことによって、その合成抵抗温度係数は一定の温度範囲
でほぼ直線となる。したがって、特に低温側での抵抗温
度特性が安定し、突入電流防止用として有用な積層サー
ミスタが得られる。
実ル１
まず、Ｃａ ／ Ｍ ｎ系酸化物からなる低サーミスタ
定数の抵抗材料に、Ｃａ Ｃ０３、Ｍ ｎ ＣＣＬ＋を
所定量秤量混合した後、９００℃で２時間仮焼して、そ
の仮焼物にバインダ、可塑剤および純水を加えて十分に
混練してスラリを作成した。ドクタブレード法を用いて
スラリをテープキャスティングし、厚さ０．３ｍｍの低
ザーミスタ定数のグリーンテープを作成した。ごのグリ
ーンテープの一方主面上に所定間隔毎に長方形の所定面
積を有する内部電極ペースト層１８′を塗布した。なお
、この内部電極ペースＩ・とじては、ｐｔペーストを用
いた。そして、その一方端面に内部電極ペースト層１８
′が露出しかつそれぞれ同じ大きさとなるように、グリ
ーンテープを切断して、複数のグリーンテープユニット
２０′を作成した。そして、グリーンテープユニット２
０′を、第２図図示のように内部電極ペースト層１８′
が互い違いになるよ・うに所定枚数積層した。
定数の抵抗材料に、Ｃａ Ｃ０３、Ｍ ｎ ＣＣＬ＋を
所定量秤量混合した後、９００℃で２時間仮焼して、そ
の仮焼物にバインダ、可塑剤および純水を加えて十分に
混練してスラリを作成した。ドクタブレード法を用いて
スラリをテープキャスティングし、厚さ０．３ｍｍの低
ザーミスタ定数のグリーンテープを作成した。ごのグリ
ーンテープの一方主面上に所定間隔毎に長方形の所定面
積を有する内部電極ペースト層１８′を塗布した。なお
、この内部電極ペースＩ・とじては、ｐｔペーストを用
いた。そして、その一方端面に内部電極ペースト層１８
′が露出しかつそれぞれ同じ大きさとなるように、グリ
ーンテープを切断して、複数のグリーンテープユニット
２０′を作成した。そして、グリーンテープユニット２
０′を、第２図図示のように内部電極ペースト層１８′
が互い違いになるよ・うに所定枚数積層した。
ついで、Ｍｎ−Ｎｉ系酸化物からなる高サーミスタ定数
の抵抗材料に、ＭｎＣ０ａ 、Ｎ１ＣＯａ、Ｃｏｃｏ：
＋およびＡｌＣＯ３を所定量秤量混合し、先と同様の方
法によって、厚さ０．０３ｍｍのグリーンテープを作成
し、その−力士面」―に所定間隔で所定面積の内部電極
ペースト層１８′を形成した。そして、その一方端面に
内部電極ペースト層１８′が露出しかつそれぞれ同じ大
きさとなるように、グリーンテープを切断して、複数の
グリーンテーブユニツｌ−２２’を作成した。そして、
グリーンテープユニット２２′を、第２図図示のように
内部電極ペースト層１８′が互い違いになるように所定
枚数積層した。
の抵抗材料に、ＭｎＣ０ａ 、Ｎ１ＣＯａ、Ｃｏｃｏ：
＋およびＡｌＣＯ３を所定量秤量混合し、先と同様の方
法によって、厚さ０．０３ｍｍのグリーンテープを作成
し、その−力士面」―に所定間隔で所定面積の内部電極
ペースト層１８′を形成した。そして、その一方端面に
内部電極ペースト層１８′が露出しかつそれぞれ同じ大
きさとなるように、グリーンテープを切断して、複数の
グリーンテーブユニツｌ−２２’を作成した。そして、
グリーンテープユニット２２′を、第２図図示のように
内部電極ペースト層１８′が互い違いになるように所定
枚数積層した。
このようにして準備した抵抗体グリーンユニットを高サ
ーミスタ定数のものが低ザーミスク定数のものの」二に
なるように積層して、熱圧着して、グリーンユニット１
２′を得た。このグリーンテープｌ−１２′を１２００
℃で２時間一体焼成し、第１図図示のザーミスタチップ
１２を得た。
ーミスタ定数のものが低ザーミスク定数のものの」二に
なるように積層して、熱圧着して、グリーンユニット１
２′を得た。このグリーンテープｌ−１２′を１２００
℃で２時間一体焼成し、第１図図示のザーミスタチップ
１２を得た。
その後、ザーミスタチップ１２の両端面にＡｇペースト
を５００℃で焼き付けることによって外部電極２４を形
成した。
を５００℃で焼き付けることによって外部電極２４を形
成した。
なお、−船釣に、積層ザーミスタ１０の抵抗温度特性を
平滑化するには、抵抗体層１４および１６の抵抗値を、
平滑化を行う温度範囲付近で同程度の大きさにする必要
がある。しかし、この実施例の抵抗体層１４および１６
としてそれぞれ使用されたＣ ａ ／ Ｍ ｎ系酸化物
とＭｎ−Ｎｉ−Ｃｏ系酸化物との抵抗値は、常温付近で
２桁程度の差がある。したがって、この差を解消するた
めに、抵抗体層１４の各サーミスタ基板２０（第１図）
の厚さを抵抗体層１６の各サーミスタ基板２２の厚さよ
り１０倍以上厚くしている。
平滑化するには、抵抗体層１４および１６の抵抗値を、
平滑化を行う温度範囲付近で同程度の大きさにする必要
がある。しかし、この実施例の抵抗体層１４および１６
としてそれぞれ使用されたＣ ａ ／ Ｍ ｎ系酸化物
とＭｎ−Ｎｉ−Ｃｏ系酸化物との抵抗値は、常温付近で
２桁程度の差がある。したがって、この差を解消するた
めに、抵抗体層１４の各サーミスタ基板２０（第１図）
の厚さを抵抗体層１６の各サーミスタ基板２２の厚さよ
り１０倍以上厚くしている。
また、サーミスタ定数Ｂ＝６０００以上の材料は比抵抗
が１００にΩ・ｃｍ以上となり、規格寸法の自由度が制
限される。このため、サーミスタ定数Ｂとしては、０≦
Ｂ＜６０００の範囲で利用するのが望ましい。
が１００にΩ・ｃｍ以上となり、規格寸法の自由度が制
限される。このため、サーミスタ定数Ｂとしては、０≦
Ｂ＜６０００の範囲で利用するのが望ましい。
このようにして得られた積層サーミスタ１０の抵抗温度
特性が第３Ａ図、第３Ｂ［Ｄおよび第３Ｃ図にそれぞれ
示される。
特性が第３Ａ図、第３Ｂ［Ｄおよび第３Ｃ図にそれぞれ
示される。
実験では、低ザーミスタ定数の抵抗体層１４のサーミス
タ定数Ｂを３００にと−・定にし、高サーミスタ定数の
抵抗体層１６のサーミスタ定数Ｂをそれぞれ６０００Ｋ
（第３Ａ図）、５０００Ｋ（第３Ｂ図）および４００
０Ｋ（第３Ｃ図）に設定した。
タ定数Ｂを３００にと−・定にし、高サーミスタ定数の
抵抗体層１６のサーミスタ定数Ｂをそれぞれ６０００Ｋ
（第３Ａ図）、５０００Ｋ（第３Ｂ図）および４００
０Ｋ（第３Ｃ図）に設定した。
第３Ａ図〜第３Ｃ図のいずれの例においても、積層ザー
ミスタ１０の合成抵抗温度特性は、線へで示すように、
測定温度範囲すなわち−】０℃≦］゛≦７０℃において
ほぼ直線を呈する。因みに、線Ｂばザーミスタチンブを
高サーミスタ定数の抵抗体層１６だけで形成した積層ザ
ーミスタの抵抗温度特性を示し、線Ｃはザーミスタチッ
プを低ザーミスク定数の抵抗体層１４だけで形成した積
層サーミスタの抵抗温度特性を示す。
ミスタ１０の合成抵抗温度特性は、線へで示すように、
測定温度範囲すなわち−】０℃≦］゛≦７０℃において
ほぼ直線を呈する。因みに、線Ｂばザーミスタチンブを
高サーミスタ定数の抵抗体層１６だけで形成した積層ザ
ーミスタの抵抗温度特性を示し、線Ｃはザーミスタチッ
プを低ザーミスク定数の抵抗体層１４だけで形成した積
層サーミスタの抵抗温度特性を示す。
また、次表に、各サーミスタ定数Ｂを有する抵抗体層を
組み合わせたときの特性を示す。
組み合わせたときの特性を示す。
この表および先の第３Ａ図〜第３Ｃ図からよく分かるよ
うに、この発明に従えば、抵抗温度係数特に低温側での
抵抗温度係数が安定している。
うに、この発明に従えば、抵抗温度係数特に低温側での
抵抗温度係数が安定している。
（以下余白）
この表において、Ｒ−、ｏ／Ｒ２５ば一１０’Ｃの抵抗
値と２５℃の抵抗値との変化割合を示し、Ｂ ６０−１
゜０は６０“Ｃ〜１００ ’Ｃでのザーミスタ定数の合
成値を示す。
値と２５℃の抵抗値との変化割合を示し、Ｂ ６０−１
゜０は６０“Ｃ〜１００ ’Ｃでのザーミスタ定数の合
成値を示す。
なお、上表には、低温側での抵抗温度特性を比較するた
めに、サーミスタ定数３３９０単体のＲ−ＩＱ／Ｒ２，
のイ直も掲載した。
めに、サーミスタ定数３３９０単体のＲ−ＩＱ／Ｒ２，
のイ直も掲載した。
第１図はこの発明の一実施例を示す断面図である。
第２図は第１図実施例の製造工程を示す分解斜視図であ
る。 第３Ａ図〜第３Ｃ図は、それぞれ、実施例の積層サーミ
スタの抵抗温度特性を、比較例とともに示すグラフであ
る。 図において、１０は積層サーミスタ、１４．１６は抵抗
体層、１８は内部電極、２０．２２はサーミスタ基板、
２４ば外部電極を示す。 特許出願人 株式会社 村田製作所 代理人 弁理士 山 １） 義 人 −１１＝ 第１図 ］０ 第２図 第３Ａ図 １＾ 凸 １凸 つ凸 つ凸 ｌ凸 Ｑｎ
らｎ ７ｎ第３Ｃ図 温 度 じＣ） 第３Ｂ図 温 度 （０Ｃ）
る。 第３Ａ図〜第３Ｃ図は、それぞれ、実施例の積層サーミ
スタの抵抗温度特性を、比較例とともに示すグラフであ
る。 図において、１０は積層サーミスタ、１４．１６は抵抗
体層、１８は内部電極、２０．２２はサーミスタ基板、
２４ば外部電極を示す。 特許出願人 株式会社 村田製作所 代理人 弁理士 山 １） 義 人 −１１＝ 第１図 ］０ 第２図 第３Ａ図 １＾ 凸 １凸 つ凸 つ凸 ｌ凸 Ｑｎ
らｎ ７ｎ第３Ｃ図 温 度 じＣ） 第３Ｂ図 温 度 （０Ｃ）
Claims (1)
- それぞれのサーミスタ定数Ｂが５０≦Ｂ＜６０００の
範囲で示されかつ抵抗温度特性の異なる抵抗体層を２種
類以上積層してなり、合成抵抗温度特性を、温度Ｔの範
囲５０℃≦Ｔ≦７０℃で２０００≦Ｂ≦５０００であり
かつ−１０℃≦Ｔ＜５０℃の範囲で５０≦Ｂ≦２５００
に設定した、積層サーミスタ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2339043A JP3047466B2 (ja) | 1990-11-30 | 1990-11-30 | 積層サーミスタ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2339043A JP3047466B2 (ja) | 1990-11-30 | 1990-11-30 | 積層サーミスタ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04206901A true JPH04206901A (ja) | 1992-07-28 |
| JP3047466B2 JP3047466B2 (ja) | 2000-05-29 |
Family
ID=18323728
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2339043A Expired - Lifetime JP3047466B2 (ja) | 1990-11-30 | 1990-11-30 | 積層サーミスタ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3047466B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5907271A (en) * | 1995-12-13 | 1999-05-25 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Positive characteristic thermistor device |
| JP2008205388A (ja) * | 2007-02-22 | 2008-09-04 | Tdk Corp | サーミスタ素子 |
-
1990
- 1990-11-30 JP JP2339043A patent/JP3047466B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5907271A (en) * | 1995-12-13 | 1999-05-25 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Positive characteristic thermistor device |
| JP2008205388A (ja) * | 2007-02-22 | 2008-09-04 | Tdk Corp | サーミスタ素子 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3047466B2 (ja) | 2000-05-29 |
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