JPH04317302A - 正特性サーミスタ及びその製造方法 - Google Patents

正特性サーミスタ及びその製造方法

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JPH04317302A
JPH04317302A JP3112453A JP11245391A JPH04317302A JP H04317302 A JPH04317302 A JP H04317302A JP 3112453 A JP3112453 A JP 3112453A JP 11245391 A JP11245391 A JP 11245391A JP H04317302 A JPH04317302 A JP H04317302A
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temperature coefficient
positive temperature
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coefficient thermistor
semiconductor
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Takahiko Kawahara
河原 隆彦
Norimitsu Kito
鬼頭 範光
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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。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本願発明は、正特性サーミスタに
関し、詳しくは、半導体磁器と内部電極とを交互に積層
してなる正特性サーミスタ及びその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】図6は従来の正特性サーミスタの一例を
示す断面図である。この正特性サーミスタは、半導体磁
器(層)51と内部電極(層)52とを交互に積層して
なる積層構造体53の両端に外部電極54を設けること
により形成されている。そして、このような積層構造を
有する正特性サーミスタ(積層正特性サーミスタ)にお
いては、半導体磁器51の各層が、電気的に並列接続さ
れることになり、半導体磁器の両面に電極を形成したい
わゆる単層構造の正特性サーミスタ(図示せず)に比べ
て初期抵抗値が低いという特徴を有している。
【0003】ところで、上記のような積層正特性サーミ
スタは、通常は、以下のような方法で製造されている。 まず、図7に示すように、半導体磁器材料からなるグリ
ーンシート61上に、BaTiO3焼結粉末にカーボン
とワニスを混合したペースト(カーボンペースト)62
を塗布し、これを複数枚積層するとともに、上下からカ
ーボンペースト62を塗布していないグリーンシート6
1aで挾持して積層シート63を作成する。次に、これ
を焼成することによりカーボンペースト62中のカーボ
ンを焼失させて、半導体磁器(層)51と交互に形成さ
れた複数の空洞層64を有する半導体磁器焼結体53a
(まだ内部電極52が形成されていない)を作成する(
図8)。そして、上記空洞層64に溶融したPbを圧入
充填して内部電極52を形成することにより、半導体磁
器(層)51と内部電極(層)52が交互に積層された
状態の積層構造体53を作成する。(図9)。そして、
この積層構造体53の両端に、内部電極52と導通する
外部電極54を設けることにより、図6に示すような積
層構造を有する正特性サーミスタを得ている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来の正
特性サーミスタには、エージングの問題があり、電極形
成後、時間が経過するにつれて抵抗が増加し、正特性サ
ーミスタとしての特性が劣化するという問題点がある。
【0005】本願発明は、上記問題点を解決するもので
あり、電極形成後の時間の経過による抵抗の増加が少な
い正特性サーミスタ及びその製造方法を提供することを
目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を解決するため
に、本願発明の正特性サーミスタは、正の抵抗温度係数
を有する半導体磁器と内部電極とを交互に積層した積層
構造体の両端に外部電極を設けてなる正特性サーミスタ
において、内部電極が、半導体磁器焼結体の空洞層の内
面に形成されたNi層と、前記空洞層内に充填された卑
金属層とから形成されていることを特徴とする。
【0007】また、本願発明の正特性サーミスタの製造
方法は、上記正特性サーミスタを製造するための方法で
あって、半導体磁器材料からなるグリーンシートとカー
ボンペーストとを積層して焼成することにより、半導体
磁器層と空洞層とが交互に配設された半導体磁器焼結体
を形成した後、該半導体磁器焼結体の空洞層の内面にN
iメッキを施すとともに、該空洞層内に卑金属を充填す
ることにより内部電極を形成することを特徴とする。
【0008】
【作用】本願発明の正特性サーミスタにおいては、内部
電極が半導体磁器焼結体の空洞層の内面に形成されたN
i層と該空洞層内に充填された卑金属層から形成されて
いるため、従来の積層正特性サーミスタのように内部電
極として卑金属を充填しただけの場合よりも、内部電極
付与後の抵抗値の経時変化が減少して、耐エージング性
が向上する。
【0009】また、本願発明の正特性サーミスタの製造
方法においては、半導体磁器材料からなるグリーンシー
トとカーボンペーストとを積層し、これを一体として焼
成することによりカーボンペースト中のカーボンが焼失
して半導体磁器焼結体の内部に空洞層が形成される。そ
して、この空洞層の内面にNiメッキを施してNi層を
形成するとともに、該空洞層内に卑金属を充填すること
により、Niメッキ層と充填卑金属層からなる内部電極
が形成される。これにより、Ni層と卑金属層からなる
内部電極と半導体磁器層とを交互に積層した正特性サー
ミスタ素子を確実に製造することができる。
【0010】
【実施例】以下、本願発明の実施例を図に基づいて説明
する。図2は本願発明の一実施例にかかる正特性サーミ
スタを示す斜視図であり、図1は図2のA−A線に沿う
一部拡大断面図である。この実施例の正特性サーミスタ
は、半導体磁器(層)1と内部電極(層)2とを交互に
積層してなる積層構造体3の両端に下層の第1電極4a
と上層の第2電極4bからなる外部電極4を設けること
により形成されている。そして、上記内部電極2は、積
層構造体3の空洞層5の内面に形成されたNiメッキ層
6と空洞層5内に充填された卑金属層(この実施例では
Pb)7から形成されている。
【0011】次に、上記実施例の正特性サーミスタの製
造方法について説明する。上記実施例の正特性サーミス
タを製造するにあたっては、まず、主成分であるBaT
iO3に半導体化剤であるY2O3,鉱化剤であるSi
O2,特性改善剤であるMnO2を添加して粉砕混合し
、これにアクリル系有機バインダを混合してスラリー状
の半導体磁器材料を調製し、この半導体磁器材料を用い
て所定の厚さを有するグリーンシートを作成する。そし
て、BaTiO3焼結粉末にカーボンとワニスを混合し
たペースト(カーボンペースト)を作成し、このカーボ
ンペーストを、内部電極のパターンに対応した所定の形
状になるように上記グリーンシートに印刷し、これを矩
形状にカットする。このとき、図7に示すように、カー
ボンペースト12は、グリーンシート11の一つの辺の
端縁にまで塗布されており、この端縁部分が、後述の積
層構造体3の端面の(空洞層5の)開口5aとなる。
【0012】そして、図7に示すように、上記カーボン
ペースト12が端縁にまで達している辺が交互に逆側に
位置するようにグリーンシート11を積層し、これを上
下両側からカーボンペーストを塗布していないグリーン
シート11aで挾持し、積層方向にプレスし、各層を圧
着して積層シート13を作成する。この積層シート13
を空気中にて1300℃に加熱して焼成し、上記カーボ
ンペースト12中のカーボンを焼失させることにより、
空洞層5が形成された半導体磁器焼結体3aを形成する
【0013】それから、上記半導体磁器焼結体3aをメ
ッキ槽に入れて、Ni無電解メッキを施す。このとき半
導体磁器焼結体3aの外表面だけでなく、空洞層5の内
面にまでNiメッキ層6が形成される。次いで、空洞層
5の開口5aがある端面以外の面に形成されたNiメッ
キ層をサンドブラストにより除去する(図3)。
【0014】次に、上記半導体磁器焼結体3aを磁器ポ
ット(図示せず)に入れ、Bi2O3粉末を添加して上
記ポットを回転させながら1000℃に加熱する。これ
により、Bi2O3を拡散させ、半導体磁器焼結体3a
の表面に付着させることによりその表面に絶縁層8を形
成する(図4)。このとき、拡散したBi2O3は空洞
層5内にまでは殆ど達しない。
【0015】次に、上記半導体磁器焼結体3aを、溶融
させた低融点卑金属(例えば、Sn,Pb,Znまたは
これらの合金など)中に浸漬し、図5に示すように、空
洞層5内に該卑金属7を加圧注入することにより半導体
磁器1と内部電極2が交互に積層された積層構造体3を
作成する。こうして、空洞層5内のNiメッキ層6と卑
金属層7からなる内部電極2が形成され、各内部電極2
の端部は交互に積層構造体3の相反する側の端面から露
出している。
【0016】それから、この積層構造体3をNiメッキ
液中に浸漬し、これを陰極として直流電流を流して電解
Niメッキを行う。このとき、Niが上記内部電極2の
、積層構造体3の端面から露出した部分のみに析出し、
これが端面上を拡がりながら成長することにより、積層
構造体3の端面部分に第1外部電極4a(図1)が形成
される。その後さらに、はんだ付け性を向上させるため
に、第1外部電極4a上にAgなどからなる第2外部電
極4b(図1)を電解メッキまたはスパッタリングなど
の方法で形成する。このようにして、積層構造体3の両
端に電極4を形成することにより、Niメッキ層6と卑
金属層7からなる内部電極2を有する本願発明の積層構
造を有する正特性サーミスタ(図1)が製造される。
【0017】上記実施例の正特性サーミスタについて測
定した、電極付与後の抵抗の経時変化率を表1に示す。 なお、表1には、比較のため、従来の積層正特性サーミ
スタ(図6)について調べた電極付与後の抵抗の経時変
化率をあわせて示している。表1から、本願発明の実施
例にかかる正特性サーミスタは、従来の正特性サーミス
タに比べて抵抗の経時変化率が著しく小さく、耐エージ
ング性が大幅に向上していることがわかる。
【0018】なお、上記実施例では、無電解Niメッキ
を行った後に、サンドブラストによりNiメッキ層の不
要部分を除去するようにした場合について説明したが、
Niメッキ層が不要な部分にマスキングを施して無電解
Niメッキを行うことにより、不要な部分のNiメッキ
層を除去する工程を省略するように構成することも可能
である。
【0019】また、外部電極の形成方法や層数などは、
上記実施例に限定されるものではなく、その他の方法を
用いて必要な層数を有する外部電極を形成することがで
きる。ただし、外部電極を構成する材料としては、最下
層がオーミック性を有する材料であり、最上層がはんだ
付け性に優れた材料であることが好ましい。
【0020】
【発明の効果】上述のように、本願発明の正特性サーミ
スタは、半導体磁器焼結体の空洞層の内面に形成したN
i層と該空洞層内に充填した卑金属層から内部電極を形
成しているので、従来の正特性サーミスタのように内部
電極として空洞層に卑金属を充填しただけの場合よりも
、内部電極付与後の抵抗値の経時変化を著しく減少せし
めることが可能になり、耐エージング性を向上させるこ
とができる。
【0021】また、本願発明の正特性サーミスタの製造
方法は、半導体磁器焼結体に形成された空洞層の内面に
Niメッキを施してNi層を形成するとともに、空洞層
内に卑金属を充填するようにしているので、Ni層と充
填卑金属層からなる内部電極を備えた正特性サーミスタ
素子を容易かつ確実に製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本願発明の一実施例にかかる正特性サーミスタ
を示す断面図であり、図2のA−A線に沿う一部拡大断
面図である。
【図2】本願発明の一実施例にかかる正特性サーミスタ
を示す斜視図である。
【図3】本願発明の一実施例にかかる正特性サーミスタ
の製造方法の一工程を示す拡大断面図である。
【図4】本願発明の一実施例にかかる正特性サーミスタ
の製造方法の一工程を示す拡大断面図である。
【図5】本願発明の一実施例にかかる正特性サーミスタ
の製造方法の一工程を示す拡大断面図である。
【図6】従来の積層構造を有する正特性サーミスタを示
す断面図である。
【図7】本願実施例の正特性サーミスタ及び従来の正特
性サーミスタの製造工程を示す分解斜視図である。
【図8】従来の正特性サーミスタの製造工程を示す断面
図である。
【図9】従来の正特性サーミスタの製造工程を示す断面
図である。
【符号の説明】
1              半導体磁器(層)2 
             内部電極3       
       積層構造体3a           
 半導体磁器焼結体5              空
洞層6              Ni層7    
          卑金属層
【表1】

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  正の抵抗温度係数を有する半導体磁器
    と内部電極とを交互に積層した積層構造体の両端に外部
    電極を設けてなる正特性サーミスタにおいて、内部電極
    が、半導体磁器焼結体の空洞層の内面に形成されたNi
    層と、前記空洞層内に充填された卑金属層とから形成さ
    れていることを特徴とする正特性サーミスタ。
  2. 【請求項2】  半導体磁器材料からなるグリーンシー
    トとカーボンペーストとを積層して焼成することにより
    、半導体磁器層と空洞層とが交互に配設された半導体磁
    器焼結体を形成した後、該半導体磁器焼結体の空洞層の
    内面にNiメッキを施すとともに、該空洞層内に卑金属
    を充填することにより内部電極を形成することを特徴と
    する請求項1記載の正特性サーミスタの製造方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US6078250A (en) * 1998-02-10 2000-06-20 Murata Manufacturing Co., Ltd. Resistor elements and methods of producing same
EP1073068A4 (en) * 1998-04-09 2007-05-02 Matsushita Electric Industrial Co Ltd PTC thermistor
WO2009133766A1 (ja) * 2008-04-28 2009-11-05 株式会社村田製作所 積層コイル部品およびその製造方法
WO2011148787A1 (ja) * 2010-05-28 2011-12-01 株式会社村田製作所 積層型インダクタおよびその製造方法

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