JPH04368793A - 正の抵抗温度特性を有する半導体素子 - Google Patents
正の抵抗温度特性を有する半導体素子Info
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- JPH04368793A JPH04368793A JP17051291A JP17051291A JPH04368793A JP H04368793 A JPH04368793 A JP H04368793A JP 17051291 A JP17051291 A JP 17051291A JP 17051291 A JP17051291 A JP 17051291A JP H04368793 A JPH04368793 A JP H04368793A
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Landscapes
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- Resistance Heating (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
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、正の抵抗温度特性を有
する半導体素子に関し、特に半導体セラミックス粉末に
導電性粉末，樹脂を混合して機械的にフレキシブルな半
導体素子を形成する場合の、抵抗温度係数を向上できる
ようにした構造に関する。
する半導体素子に関し、特に半導体セラミックス粉末に
導電性粉末，樹脂を混合して機械的にフレキシブルな半
導体素子を形成する場合の、抵抗温度係数を向上できる
ようにした構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、正の抵抗温度特性を有する半導
体素子に採用されるチタン酸バリウム系セラミックスは
、ある特定の温度で抵抗が急激に上昇する。このチタン
酸バリウム系半導体素子は、温度制御，温度補償，定温
度発熱等の機能を有する自己温度制御型発熱体として広
く使用されている。ところで、上記半導体素子は、一般
に剛性の高い，しかも脆い性質のセラミックス焼結体で
構成されていることから、例えば機械的にフレキシブル
なシート状の発熱体を製造することは困難となっている
。このため、従来、半導体セラミックス粉末に、導電性
粉末， 及び樹脂を混合することによって、フレキシブ
ル性を有する半導体素子が提案されている（特開昭６２
−１８８１９３ 号公報参照）。
体素子に採用されるチタン酸バリウム系セラミックスは
、ある特定の温度で抵抗が急激に上昇する。このチタン
酸バリウム系半導体素子は、温度制御，温度補償，定温
度発熱等の機能を有する自己温度制御型発熱体として広
く使用されている。ところで、上記半導体素子は、一般
に剛性の高い，しかも脆い性質のセラミックス焼結体で
構成されていることから、例えば機械的にフレキシブル
なシート状の発熱体を製造することは困難となっている
。このため、従来、半導体セラミックス粉末に、導電性
粉末， 及び樹脂を混合することによって、フレキシブ
ル性を有する半導体素子が提案されている（特開昭６２
−１８８１９３ 号公報参照）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来公報に記載されている半導体素子では、フレキシビリ
ティを得るためにセラミックス粉末の粒径を１０〜１０
０ μｍ としていることから、正の抵抗温度係数が小
さく、発熱温度の自己制御性が低いという問題点がある
。例えば、上記従来技術中にあるように（Ｂａ０．８
Ｓｒ０．２ ）ＴｉＯ３ の組成からなるセラミックス
を１４００℃×１時間で焼成すると結晶粒径は３０μｍ
程度に成長する。このため、１ つのセラミックス粉
末の直径方向に３個以下の結晶粒しか並ばないことにな
り、場合によっては粒界のないセラミックス粉末も存在
することとなる。その結果、上記結晶粒界で正の抵抗温
度特性を得ることから、結晶粒界の数が少ないとそれだ
け抵抗温度係数が低下する。
来公報に記載されている半導体素子では、フレキシビリ
ティを得るためにセラミックス粉末の粒径を１０〜１０
０ μｍ としていることから、正の抵抗温度係数が小
さく、発熱温度の自己制御性が低いという問題点がある
。例えば、上記従来技術中にあるように（Ｂａ０．８
Ｓｒ０．２ ）ＴｉＯ３ の組成からなるセラミックス
を１４００℃×１時間で焼成すると結晶粒径は３０μｍ
程度に成長する。このため、１ つのセラミックス粉
末の直径方向に３個以下の結晶粒しか並ばないことにな
り、場合によっては粒界のないセラミックス粉末も存在
することとなる。その結果、上記結晶粒界で正の抵抗温
度特性を得ることから、結晶粒界の数が少ないとそれだ
け抵抗温度係数が低下する。
【０００４】本発明は、上記従来の状況に鑑みてなされ
たもので、フレキシビリティを確保しながら、抵抗温度
係数を向上できる正の抵抗温度特性を有する半導体素子
を提供することを目的としている。
たもので、フレキシビリティを確保しながら、抵抗温度
係数を向上できる正の抵抗温度特性を有する半導体素子
を提供することを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】そこで本発明は、半導体
セラミックス粉末に、導電性粉末，及び樹脂を混合して
なる半導体素子において、上記半導体セラミックス粉末
を構成する結晶粒子の平均粒径を１〜１０μｍ とした
ことを特徴としている。また、請求項２の発明は、上記
半導体セラミックス粉末にチタン酸バリウムを採用した
ことを特徴としている。ここで、上記結晶粒子の粒径を
１〜１０μｍ としたのは、粒径が１０μｍ を越える
と、上述したようにセラミックス粉末の直径方向におけ
る結晶粒界の数が少なくなって抵抗温度係数が急激に低
下するからである。また、１μｍ 以下にすると、室温
領域における比抵抗値が急激に上昇し、発熱体として使
用する場合の電圧が高くなって使用不能となるからであ
る。
セラミックス粉末に、導電性粉末，及び樹脂を混合して
なる半導体素子において、上記半導体セラミックス粉末
を構成する結晶粒子の平均粒径を１〜１０μｍ とした
ことを特徴としている。また、請求項２の発明は、上記
半導体セラミックス粉末にチタン酸バリウムを採用した
ことを特徴としている。ここで、上記結晶粒子の粒径を
１〜１０μｍ としたのは、粒径が１０μｍ を越える
と、上述したようにセラミックス粉末の直径方向におけ
る結晶粒界の数が少なくなって抵抗温度係数が急激に低
下するからである。また、１μｍ 以下にすると、室温
領域における比抵抗値が急激に上昇し、発熱体として使
用する場合の電圧が高くなって使用不能となるからであ
る。
【０００６】
【作用】本発明に係る正の抵抗温度特性を有する半導体
素子によれば、半導体セラミックス粉末の結晶粒子径を
１〜１０μｍ としたので、フレキシビリティを損なう
ことなく、正の抵抗温度特性を得るために必要な結晶粒
界の数を確保でき、それだけ抵抗温度係数を向上できる
。
素子によれば、半導体セラミックス粉末の結晶粒子径を
１〜１０μｍ としたので、フレキシビリティを損なう
ことなく、正の抵抗温度特性を得るために必要な結晶粒
界の数を確保でき、それだけ抵抗温度係数を向上できる
。
【０００７】
【実施例】以下、本発明の実施例を説明する。本実施例
では、本発明に係る正の抵抗温度特性を有する半導体素
子を製造し、これにより得られた半導体素子の効果を確
認するために行った試験について説明する。まず、本実
施例のＢａＴｉＯ３ 系半導体素子を得るための一製造
方法を説明する。ＢａＣＯ３ ，ＣａＣＯ３ ，ＴｉＯ
２ ，ＳｒＣＯ３ ，ＭｎＯ２ ，Ｌａ２ Ｏ３ ，Ｓ
ｉＯ２ を、以下の組成となるよう調合して原料を作成
する。 （Ｂａ０．７９６ Ｃａ０．１ Ｓｒ０．１ Ｌａ０．
００４ ）ＴｉＯ３ ＋０．００１ Ｍｎ＋０．０１Ｓ
ｉＯ２
では、本発明に係る正の抵抗温度特性を有する半導体素
子を製造し、これにより得られた半導体素子の効果を確
認するために行った試験について説明する。まず、本実
施例のＢａＴｉＯ３ 系半導体素子を得るための一製造
方法を説明する。ＢａＣＯ３ ，ＣａＣＯ３ ，ＴｉＯ
２ ，ＳｒＣＯ３ ，ＭｎＯ２ ，Ｌａ２ Ｏ３ ，Ｓ
ｉＯ２ を、以下の組成となるよう調合して原料を作成
する。 （Ｂａ０．７９６ Ｃａ０．１ Ｓｒ０．１ Ｌａ０．
００４ ）ＴｉＯ３ ＋０．００１ Ｍｎ＋０．０１Ｓ
ｉＯ２
【０００８】上記原料を、純水，及びジルコニアボール
とともにポリエチレン製ポットに入れて、５時間粉砕混
合した後、乾燥させて１１５０℃で２時間仮焼成する。 次いで、この仮焼成粉を、再び純水，及びジルコニアボ
ールとともにポリエチレン製ポットに入れて粉砕混合す
る。 この場合、セラミックス粉末の結晶粒子径が１〜１０μ
ｍ となるよう粉砕時間を設定する。なお、本実施例で
は結晶粒子の粒径が０．７ 〜２０μｍ となるよう粉
砕時間を０ 〜５０時間とした。
とともにポリエチレン製ポットに入れて、５時間粉砕混
合した後、乾燥させて１１５０℃で２時間仮焼成する。 次いで、この仮焼成粉を、再び純水，及びジルコニアボ
ールとともにポリエチレン製ポットに入れて粉砕混合す
る。 この場合、セラミックス粉末の結晶粒子径が１〜１０μ
ｍ となるよう粉砕時間を設定する。なお、本実施例で
は結晶粒子の粒径が０．７ 〜２０μｍ となるよう粉
砕時間を０ 〜５０時間とした。
【０００９】次に、上記セラミックス粉末を１３５０℃
×１０分間で本焼成して焼成粉を形成する。この焼成粉
を粉砕し、該粉体径が２０〜５０μｍ となるようふる
い分けた。
×１０分間で本焼成して焼成粉を形成する。この焼成粉
を粉砕し、該粉体径が２０〜５０μｍ となるようふる
い分けた。
【００１０】そして、上記焼成粉に、これとオーミック
性接触させるための導電性粉末としてＮｉ粉を混合する
とともに、塩化ビニール樹脂を混合する。この焼成粉，
Ｎｉ粉，塩化ビニール樹脂はそれぞれ重量比で８０：５
：１５の割合とした。次に、この混合粉末を、プレスで
加圧しつつ１４０ ℃に加熱し、厚さ１ｍｍのシート状
の成形体を形成する。
性接触させるための導電性粉末としてＮｉ粉を混合する
とともに、塩化ビニール樹脂を混合する。この焼成粉，
Ｎｉ粉，塩化ビニール樹脂はそれぞれ重量比で８０：５
：１５の割合とした。次に、この混合粉末を、プレスで
加圧しつつ１４０ ℃に加熱し、厚さ１ｍｍのシート状
の成形体を形成する。
【００１１】最後に、上記成形体の両主面に、該成形体
を挟んで対向するようＡｌを蒸着させて電極膜を形成す
る。これにより本実施例の半導体素子が製造される。
を挟んで対向するようＡｌを蒸着させて電極膜を形成す
る。これにより本実施例の半導体素子が製造される。
【００１２】図１は、上記製造方法により作成された半
導体素子の試験結果を示す特性図である。この試験は、
上記セラミックス粉末の結晶粒子の平均粒径を０．７
〜２０μｍと変化させた場合の抵抗温度係数を測定した
。なお、この温度係数は、次式で求めた。 抵抗温度係数（％／℃）＝ ２．３０３／（Ｔ２ −Ｔ
１）×１００ここで、Ｔ２ は抵抗が室温抵抗の１００
倍となる温度、Ｔ１ は抵抗が室温抵抗の１０倍とな
る温度である。図１からも明らかなように、結晶粒子の
平均粒径が１０μｍ を越えると、抵抗温度係数は１０
％／ ℃以下と急激に低下している。これに対して粒径
を１０μｍ 以下にすると１０％／ ℃以上の高い抵抗
温度係数が得られており、これにより発熱温度の自己制
御性を向上できることがわかる。
導体素子の試験結果を示す特性図である。この試験は、
上記セラミックス粉末の結晶粒子の平均粒径を０．７
〜２０μｍと変化させた場合の抵抗温度係数を測定した
。なお、この温度係数は、次式で求めた。 抵抗温度係数（％／℃）＝ ２．３０３／（Ｔ２ −Ｔ
１）×１００ここで、Ｔ２ は抵抗が室温抵抗の１００
倍となる温度、Ｔ１ は抵抗が室温抵抗の１０倍とな
る温度である。図１からも明らかなように、結晶粒子の
平均粒径が１０μｍ を越えると、抵抗温度係数は１０
％／ ℃以下と急激に低下している。これに対して粒径
を１０μｍ 以下にすると１０％／ ℃以上の高い抵抗
温度係数が得られており、これにより発熱温度の自己制
御性を向上できることがわかる。
【００１２】また、図２は上記セラミックス粉末の結晶
粒子の平均粒径を０．７ 〜２０μｍ と変化させた場
合の室温比抵抗値を測定した試験結果を示す特性図であ
る。同図からも明らかなように、結晶粒子の平均粒径を
１μｍ 以下にすると、室温比抵抗値が急上昇しており
、このことからもセラミックス粉末の結晶粒子の平均粒
径を１〜１０μｍ の範囲とすることが望ましいことが
わかる。
粒子の平均粒径を０．７ 〜２０μｍ と変化させた場
合の室温比抵抗値を測定した試験結果を示す特性図であ
る。同図からも明らかなように、結晶粒子の平均粒径を
１μｍ 以下にすると、室温比抵抗値が急上昇しており
、このことからもセラミックス粉末の結晶粒子の平均粒
径を１〜１０μｍ の範囲とすることが望ましいことが
わかる。
【００１３】
【発明の効果】以上のように本発明に係る正の抵抗温度
特性を有する半導体素子によれば、半導体セラミックス
粉末の結晶粒子径を１〜１０μｍ としたので、シート
状の発熱体を形成する場合のフレキシビリティを確保し
ながら、抵抗温度係数を向上できる効果がある。
特性を有する半導体素子によれば、半導体セラミックス
粉末の結晶粒子径を１〜１０μｍ としたので、シート
状の発熱体を形成する場合のフレキシビリティを確保し
ながら、抵抗温度係数を向上できる効果がある。
【図１】本発明の一実施例による半導体素子の効果を確
認するために行った試験結果を示す特性図である。
認するために行った試験結果を示す特性図である。
【図２】上記実施例の半導体素子の効果を確認するため
に行った試験結果を示す特性図である。
に行った試験結果を示す特性図である。
Claims (2)
- 【請求項１】 正の抵抗温度特性を有する半導体セラ
ミックス粉末に、導電性粉末，及び樹脂を混合してなる
半導体素子において、上記半導体セラミックス粉末を構
成する結晶粒子の平均粒径が１〜１０μｍ であること
を特徴とする正の抵抗温度特性を有する半導体素子。 - 【請求項２】 請求項１において、上記半導体セラミ
ックス粉末が、チタン酸バリウムであることを特徴とす
る正の抵抗温度特性を有する半導体素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17051291A JPH04368793A (ja) | 1991-06-14 | 1991-06-14 | 正の抵抗温度特性を有する半導体素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17051291A JPH04368793A (ja) | 1991-06-14 | 1991-06-14 | 正の抵抗温度特性を有する半導体素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04368793A true JPH04368793A (ja) | 1992-12-21 |
Family
ID=15906325
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17051291A Pending JPH04368793A (ja) | 1991-06-14 | 1991-06-14 | 正の抵抗温度特性を有する半導体素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04368793A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2013065373A1 (ja) * | 2011-11-01 | 2013-05-10 | 株式会社村田製作所 | 半導体セラミックおよびそれを用いたｐｔｃサーミスタ |
-
1991
- 1991-06-14 JP JP17051291A patent/JPH04368793A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2013065373A1 (ja) * | 2011-11-01 | 2013-05-10 | 株式会社村田製作所 | 半導体セラミックおよびそれを用いたｐｔｃサーミスタ |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20001024 |