JPH04324901A - チタン酸バリウム系磁器半導体の製造方法 - Google Patents
チタン酸バリウム系磁器半導体の製造方法Info
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- JPH04324901A JPH04324901A JP3095543A JP9554391A JPH04324901A JP H04324901 A JPH04324901 A JP H04324901A JP 3095543 A JP3095543 A JP 3095543A JP 9554391 A JP9554391 A JP 9554391A JP H04324901 A JPH04324901 A JP H04324901A
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- barium titanate
- semiconductor
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- Apparatuses And Processes For Manufacturing Resistors (AREA)
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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
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、例えば、低温ヒーター
や温度検知等の面状素子として多くの応用分野で利用で
きるＰＴＣ（Ｐｏｓｉｔｉｖｅ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒ
ｅ Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ Ｔｈｅｒｍｉｓｔｏｒ）
特性を有するチタン酸バリウム系磁器半導体の製造方法
に関するものである。
や温度検知等の面状素子として多くの応用分野で利用で
きるＰＴＣ（Ｐｏｓｉｔｉｖｅ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒ
ｅ Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ Ｔｈｅｒｍｉｓｔｏｒ）
特性を有するチタン酸バリウム系磁器半導体の製造方法
に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】キュリー点以上の温度において正の抵抗
温度係数を有し、室温における抵抗率が非常に小さいと
いうＰＴＣ特性を有するチタン酸バリウム系磁器半導体
は、従来、キュリー点移動物質を含むチタン酸バリウム
系組成物に半導体化剤等を加えて粉末を作製し、この粉
末と、低温で消失する樹脂等のバインダーとを混練した
後にこれを所定の形状に加圧成形し、次いで、高温で焼
成するという方法によって製造されている。
温度係数を有し、室温における抵抗率が非常に小さいと
いうＰＴＣ特性を有するチタン酸バリウム系磁器半導体
は、従来、キュリー点移動物質を含むチタン酸バリウム
系組成物に半導体化剤等を加えて粉末を作製し、この粉
末と、低温で消失する樹脂等のバインダーとを混練した
後にこれを所定の形状に加圧成形し、次いで、高温で焼
成するという方法によって製造されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記のよう
に加圧成形によって作製した成形体を焼成する従来の製
造方法では、大きなサイズの成形体を作製することが困
難であり、また、大きな形状になる程、焼成時に破損を
生じ易い。特に、樹脂と混練してグリーンシート成形を
しても、焼成時にそり等が発生して、大面積のＰＴＣ素
子を安定的に製造することができないという問題を生じ
ている。
に加圧成形によって作製した成形体を焼成する従来の製
造方法では、大きなサイズの成形体を作製することが困
難であり、また、大きな形状になる程、焼成時に破損を
生じ易い。特に、樹脂と混練してグリーンシート成形を
しても、焼成時にそり等が発生して、大面積のＰＴＣ素
子を安定的に製造することができないという問題を生じ
ている。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明のチタン酸バリウ
ム系磁器半導体の製造方法は、上記課題を解決するため
に、チタン酸バリウム系半導体の粉末をバインダー液に
分散させてペースト状に作製し、これをジルコニア板表
面に塗布した後、焼成することを特徴とするものである
。
ム系磁器半導体の製造方法は、上記課題を解決するため
に、チタン酸バリウム系半導体の粉末をバインダー液に
分散させてペースト状に作製し、これをジルコニア板表
面に塗布した後、焼成することを特徴とするものである
。
【０００５】
【作用】上記の方法においては、チタン酸バリウム系磁
器半導体がジルコニア板表面を覆う膜状に形成される。 この場合、チタン酸バリウム系半導体の粉末を分散させ
たペーストがまず作製され、このペーストのジルコニア
板表面への塗布形状がほぼそのまま保持された形状の焼
結体としてチタン酸バリウム系磁器半導体が形成される
。したがって、ジルコニア板の大きさに応じてより大き
な面積を有するチタン酸バリウム系磁器半導体を作製す
ることができる。また、焼成時においてはジルコニア板
が支持板として機能することから、焼成過程でのそり等
の変形が抑制され、ジルコニア板の表面形状に沿って所
望形状通りの焼結体が安定的に作製される。なお、上記
のジルコニア板はチタン酸バリウム系半導体の粉末とは
殆ど反応せず、このため、上記焼成後には緻密な構造で
均質な焼結膜として形成され、また、従来の加圧成形体
の焼成によって得られるものと同等のＰＣＴ特性を有す
るチタン酸バリウム系磁器半導体が得られている。
器半導体がジルコニア板表面を覆う膜状に形成される。 この場合、チタン酸バリウム系半導体の粉末を分散させ
たペーストがまず作製され、このペーストのジルコニア
板表面への塗布形状がほぼそのまま保持された形状の焼
結体としてチタン酸バリウム系磁器半導体が形成される
。したがって、ジルコニア板の大きさに応じてより大き
な面積を有するチタン酸バリウム系磁器半導体を作製す
ることができる。また、焼成時においてはジルコニア板
が支持板として機能することから、焼成過程でのそり等
の変形が抑制され、ジルコニア板の表面形状に沿って所
望形状通りの焼結体が安定的に作製される。なお、上記
のジルコニア板はチタン酸バリウム系半導体の粉末とは
殆ど反応せず、このため、上記焼成後には緻密な構造で
均質な焼結膜として形成され、また、従来の加圧成形体
の焼成によって得られるものと同等のＰＣＴ特性を有す
るチタン酸バリウム系磁器半導体が得られている。
【０００６】
【実施例】本発明の一実施例について図１ないし図４に
基づいて説明すれば、以下の通りである。
基づいて説明すれば、以下の通りである。
【０００７】本発明に係るチタン酸バリウム系磁器半導
体を、図１に示す工程Ｐ１〜Ｐ６を経て作製した。すな
わち、まず初めにチタン酸バリウム系半導体粉末を作製
した（Ｐ１）後、この粉末とバインダーとを混合するこ
とによって、上記粉末が均一に分散したペーストを作製
した（Ｐ２）。次いで、このペーストをジルコニア板上
に塗布した後、乾燥し（Ｐ３）、その後、焼成する（Ｐ
４）。これによって、ジルコニア板上に膜形状でチタン
酸バリウム系磁器半導体が形成された評価試料を作製し
た。こうして得られた試料にさらに電極を形成し（Ｐ５
）、その後、電気特性の測定を行った（Ｐ６）。
体を、図１に示す工程Ｐ１〜Ｐ６を経て作製した。すな
わち、まず初めにチタン酸バリウム系半導体粉末を作製
した（Ｐ１）後、この粉末とバインダーとを混合するこ
とによって、上記粉末が均一に分散したペーストを作製
した（Ｐ２）。次いで、このペーストをジルコニア板上
に塗布した後、乾燥し（Ｐ３）、その後、焼成する（Ｐ
４）。これによって、ジルコニア板上に膜形状でチタン
酸バリウム系磁器半導体が形成された評価試料を作製し
た。こうして得られた試料にさらに電極を形成し（Ｐ５
）、その後、電気特性の測定を行った（Ｐ６）。
【０００８】以下、上記各工程での具体的な製造条件、
及び特性の測定結果について説明する。
及び特性の測定結果について説明する。
【０００９】チタン酸バリウム系半導体粉末の作製工程
では、まず、無水炭酸バリウム（ＢａＣＯ３、堺化学社
製、ＢＷ−ＫＬ）６８０．７２ｇ 、および、高純度二
酸化チタン（ＴｉＯ２、東邦チタニウム社製）２９０．
１２ｇに、キュリー点移動物質としての無水炭酸ストロ
ンチウム（ＳｒＣＯ３、本荘ケミカル社製）２６．８０
ｇ、鉱化剤としての炭酸マンガン（ＭｎＣＯ３、和光純
薬社製、９９．９％）０．２０８７ｇ、安定化剤として
の二酸化ケイ素（ＳｉＯ２、レアメタリック社製、９９
．９％）１．０９０８ｇ、半導体化剤としての三酸化ア
ンチモン（Ｓｂ２Ｏ３、レアメタリック社製、９９．９
％）１．０５８４ｇを加えて、５リットル容量のボール
ミルに入れ、これに水３．５リットルと、直径２５ｍｍ
のナイロンコーティングされた鉄球４０個とを加えて２
４時間粉粋混合した後、濾過して、その混合物を１３０
℃にて乾燥した。
では、まず、無水炭酸バリウム（ＢａＣＯ３、堺化学社
製、ＢＷ−ＫＬ）６８０．７２ｇ 、および、高純度二
酸化チタン（ＴｉＯ２、東邦チタニウム社製）２９０．
１２ｇに、キュリー点移動物質としての無水炭酸ストロ
ンチウム（ＳｒＣＯ３、本荘ケミカル社製）２６．８０
ｇ、鉱化剤としての炭酸マンガン（ＭｎＣＯ３、和光純
薬社製、９９．９％）０．２０８７ｇ、安定化剤として
の二酸化ケイ素（ＳｉＯ２、レアメタリック社製、９９
．９％）１．０９０８ｇ、半導体化剤としての三酸化ア
ンチモン（Ｓｂ２Ｏ３、レアメタリック社製、９９．９
％）１．０５８４ｇを加えて、５リットル容量のボール
ミルに入れ、これに水３．５リットルと、直径２５ｍｍ
のナイロンコーティングされた鉄球４０個とを加えて２
４時間粉粋混合した後、濾過して、その混合物を１３０
℃にて乾燥した。
【００１０】その後、上記乾燥混合物を成形用金型〔６
５ｍｍ（径）×４５ｍｍ（高さ）〕に入れ、１５０ｋｇ
／ｃｍ２ の加圧下に成形した。次いで、その成形物を
電気炉に入れ、１８０℃／時の昇温速度において加熱し
、１１５０℃において２時間仮焼した。この仮焼物を乳
鉢で粉粋することにより、チタン酸バリウム系半導体の
粉末を得た。
５ｍｍ（径）×４５ｍｍ（高さ）〕に入れ、１５０ｋｇ
／ｃｍ２ の加圧下に成形した。次いで、その成形物を
電気炉に入れ、１８０℃／時の昇温速度において加熱し
、１１５０℃において２時間仮焼した。この仮焼物を乳
鉢で粉粋することにより、チタン酸バリウム系半導体の
粉末を得た。
【００１１】ペーストの作製工程では、上記粉末５００
ｇをボールミルに入れ、バインダー液として１５ｗｔ％
ポリビニルアルコール水溶液７５ｇを加え、さらに、分
散剤（パスキンＭ３０、共栄社製）２５ｇ、分散剤（オ
リコックスＫＤ８００、共栄社製）３ｇ、消泡剤（ソル
ホームＣＲ５００、共栄社製）２ｇ、イオン交換水０．
５リットル、および直径２０ｍｍのナイロンコーティン
グされた鉄球２０個を加えて、２４時間混合した。これ
により、チタン酸バリウム系半導体粉末をバインダー液
に分散させたペーストを作製した。
ｇをボールミルに入れ、バインダー液として１５ｗｔ％
ポリビニルアルコール水溶液７５ｇを加え、さらに、分
散剤（パスキンＭ３０、共栄社製）２５ｇ、分散剤（オ
リコックスＫＤ８００、共栄社製）３ｇ、消泡剤（ソル
ホームＣＲ５００、共栄社製）２ｇ、イオン交換水０．
５リットル、および直径２０ｍｍのナイロンコーティン
グされた鉄球２０個を加えて、２４時間混合した。これ
により、チタン酸バリウム系半導体粉末をバインダー液
に分散させたペーストを作製した。
【００１２】そして、ジルコニア板上への塗布工程では
、図２に示すように、チタン酸バリウム粒子とは反応性
がないジルコニア板１（香蘭社製、１０ｍｍ×１０ｍｍ
×厚み５ｍｍ）の表面に、上記のように作製したペース
ト２を塗布し、ほぼ１ｍｍ厚さの塗膜を形成し、８０℃
において乾燥した。
、図２に示すように、チタン酸バリウム粒子とは反応性
がないジルコニア板１（香蘭社製、１０ｍｍ×１０ｍｍ
×厚み５ｍｍ）の表面に、上記のように作製したペース
ト２を塗布し、ほぼ１ｍｍ厚さの塗膜を形成し、８０℃
において乾燥した。
【００１３】その後、電気炉に入れて１３６０℃におい
て１時間焼成した。
て１時間焼成した。
【００１４】上記の焼成により、ジルコニア板１の表面
を覆う膜形状の焼結体３が得られる。この焼結体３の電
気特性を評価するために、図３に示すように、焼結体３
の表面に電極４を形成し、チタン酸バリウム系磁器半導
体の評価試料６として作製した。上記電極４は、オーミ
ック性の銀ペースト（デグサ社製）を塗布した後、５８
０℃において５分間焼付けを行い、さらにその表面に、
カバー銀電極を塗布し、５６０℃において５分間焼付け
を行うことによって形成した。
を覆う膜形状の焼結体３が得られる。この焼結体３の電
気特性を評価するために、図３に示すように、焼結体３
の表面に電極４を形成し、チタン酸バリウム系磁器半導
体の評価試料６として作製した。上記電極４は、オーミ
ック性の銀ペースト（デグサ社製）を塗布した後、５８
０℃において５分間焼付けを行い、さらにその表面に、
カバー銀電極を塗布し、５６０℃において５分間焼付け
を行うことによって形成した。
【００１５】上記試料６を測定用の試料ホルダーに取り
付けて、測定槽（ヤマト社製、ＦＩＮＥＯＶＥＮ Ｄ
Ｈ４２）内に装着し、室温から２００℃までの温度変化
に対する電気抵抗の変化を直流抵抗計（ＹＨＰ製、マル
チメーター３４７８Ａ）を用いて測定した。
付けて、測定槽（ヤマト社製、ＦＩＮＥＯＶＥＮ Ｄ
Ｈ４２）内に装着し、室温から２００℃までの温度変化
に対する電気抵抗の変化を直流抵抗計（ＹＨＰ製、マル
チメーター３４７８Ａ）を用いて測定した。
【００１６】その結果の一例を図４に示す。図のように
、ジルコニア板上にペーストを塗布し焼成することによ
り作製された試料６は、室温における電気抵抗が小さく
、温度の上昇とともに電気抵抗も急上昇するという優れ
たＰＴＣ特性を備えている。
、ジルコニア板上にペーストを塗布し焼成することによ
り作製された試料６は、室温における電気抵抗が小さく
、温度の上昇とともに電気抵抗も急上昇するという優れ
たＰＴＣ特性を備えている。
【００１７】また、走査型電子顕微鏡を用いて焼結体３
の表面を観察したところ、これは、緻密なチタン酸バリ
ウム粒子によって構成された焼結体であることが確認さ
れた。つまり、ジルコニア板１はチタン酸バリウム系半
導体材料とは殆ど反応しないことから、焼成過程におい
て、ジルコニア板１側からの不純物の侵入等を生じるこ
となく、チタン酸バリウム系半導体材料の焼結が進行す
る。これによって、良好なＰＣＴ特性を有する焼結体３
が形成される。また、界面においても不要な反応層が介
在することはなく、この結果、ジルコニア板１に対する
焼結体３の強固な被着状態が保持されると共に、焼結体
３自身も高強度を有する膜として形成されている。
の表面を観察したところ、これは、緻密なチタン酸バリ
ウム粒子によって構成された焼結体であることが確認さ
れた。つまり、ジルコニア板１はチタン酸バリウム系半
導体材料とは殆ど反応しないことから、焼成過程におい
て、ジルコニア板１側からの不純物の侵入等を生じるこ
となく、チタン酸バリウム系半導体材料の焼結が進行す
る。これによって、良好なＰＣＴ特性を有する焼結体３
が形成される。また、界面においても不要な反応層が介
在することはなく、この結果、ジルコニア板１に対する
焼結体３の強固な被着状態が保持されると共に、焼結体
３自身も高強度を有する膜として形成されている。
【００１８】なお、本実施例の製造方法により作製され
たチタン酸バリウム系磁器半導体は、温度センサーや低
温発熱面状ヒーター等の工業用材料、また、高機能材料
として、温度ヒューズ、スイッチング電源のコンパレー
ター、電解コンデンサーの保護回路、カラーＴＶ自動消
磁装置、自動車等のモーター起動装置、電子機器の加熱
防止装置、遅延素子、タイマ、液面計、無接点スイッチ
、リレー接点保護装置など多くの分野で利用することが
できる。
たチタン酸バリウム系磁器半導体は、温度センサーや低
温発熱面状ヒーター等の工業用材料、また、高機能材料
として、温度ヒューズ、スイッチング電源のコンパレー
ター、電解コンデンサーの保護回路、カラーＴＶ自動消
磁装置、自動車等のモーター起動装置、電子機器の加熱
防止装置、遅延素子、タイマ、液面計、無接点スイッチ
、リレー接点保護装置など多くの分野で利用することが
できる。
【００１９】
【発明の効果】本発明のチタン酸バリウム系磁器半導体
の製造方法は、以上のように、チタン酸バリウム系半導
体の粉末をバインダー液に分散させてペースト状に作製
し、これをジルコニア板表面に塗布した後、焼成するも
のである。
の製造方法は、以上のように、チタン酸バリウム系半導
体の粉末をバインダー液に分散させてペースト状に作製
し、これをジルコニア板表面に塗布した後、焼成するも
のである。
【００２０】これにより、ジルコニア板表面への塗膜形
状をほぼ保持した形状で焼結体が形成されるので、上記
ジルコニア板の面積に応じてより大面積のチタン酸バリ
ウム系磁器半導体を作製することできる。また、焼成時
には、ジルコニア板が支持板として機能し、焼成過程で
のそり等の変形が抑制される。この結果、より大面積の
素子を簡便に、かつ再現性良好に製造できるという効果
を奏する。
状をほぼ保持した形状で焼結体が形成されるので、上記
ジルコニア板の面積に応じてより大面積のチタン酸バリ
ウム系磁器半導体を作製することできる。また、焼成時
には、ジルコニア板が支持板として機能し、焼成過程で
のそり等の変形が抑制される。この結果、より大面積の
素子を簡便に、かつ再現性良好に製造できるという効果
を奏する。
【図１】本発明を適用して作製したチタン酸バリウム系
磁器半導体の製造工程を示すブロック図である。
磁器半導体の製造工程を示すブロック図である。
【図２】上記製造工程中におけるペーストが塗布された
ジルコニア板を示す斜視図である。
ジルコニア板を示す斜視図である。
【図３】上記製造工程を経て作製された評価試料の斜視
図である。
図である。
【図４】上記評価試料での温度と電気抵抗との測定結果
の一例を示すグラフである。
の一例を示すグラフである。
１ ジルコニア板
２ 塗膜
３ 焼結体
Claims (1)
- 【請求項１】チタン酸バリウム系半導体の粉末をバイン
ダー液に分散させてペースト状に作製し、これをジルコ
ニア板表面に塗布した後、焼成することを特徴とするチ
タン酸バリウム系磁器半導体の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3095543A JPH04324901A (ja) | 1991-04-25 | 1991-04-25 | チタン酸バリウム系磁器半導体の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3095543A JPH04324901A (ja) | 1991-04-25 | 1991-04-25 | チタン酸バリウム系磁器半導体の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04324901A true JPH04324901A (ja) | 1992-11-13 |
Family
ID=14140483
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3095543A Pending JPH04324901A (ja) | 1991-04-25 | 1991-04-25 | チタン酸バリウム系磁器半導体の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04324901A (ja) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59208802A (ja) * | 1983-05-13 | 1984-11-27 | 松下電器産業株式会社 | 厚膜型正特性半導体素子の製造方法 |
| JPH02114601A (ja) * | 1988-10-25 | 1990-04-26 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 電子部品の製造方法 |
-
1991
- 1991-04-25 JP JP3095543A patent/JPH04324901A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59208802A (ja) * | 1983-05-13 | 1984-11-27 | 松下電器産業株式会社 | 厚膜型正特性半導体素子の製造方法 |
| JPH02114601A (ja) * | 1988-10-25 | 1990-04-26 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 電子部品の製造方法 |
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