JPH0534807B2 - - Google Patents
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- JPH0534807B2 JPH0534807B2 JP11702284A JP11702284A JPH0534807B2 JP H0534807 B2 JPH0534807 B2 JP H0534807B2 JP 11702284 A JP11702284 A JP 11702284A JP 11702284 A JP11702284 A JP 11702284A JP H0534807 B2 JPH0534807 B2 JP H0534807B2
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- Thermistors And Varistors (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は機器の保温、加熱などに用いられる面
状発熱体のなかで、ガラスフリツトを必要としな
い厚膜型正特性半導体素子の製造方法に関するも
のである。
状発熱体のなかで、ガラスフリツトを必要としな
い厚膜型正特性半導体素子の製造方法に関するも
のである。
従来例の構成とその問題点
BaTiO3系半導体からなる素子は所定温度以上
で急激に抵抗値が増大するスイツチング特性及び
スイツチング後の自己発熱特性を有し、昇温特性
が速く自己温度制御機能を有し、外部の制御回路
を必要としないため広く利用されている。
で急激に抵抗値が増大するスイツチング特性及び
スイツチング後の自己発熱特性を有し、昇温特性
が速く自己温度制御機能を有し、外部の制御回路
を必要としないため広く利用されている。
従来の正特性サーミスタ発熱体はBaTiO3系半
導体粉末を加圧成形した後、焼成して得ていた
が、実用可能な厚膜状の正特性サーミスタ発熱体
を得ることは困難であるとされていた。
導体粉末を加圧成形した後、焼成して得ていた
が、実用可能な厚膜状の正特性サーミスタ発熱体
を得ることは困難であるとされていた。
従来、BaTiO3系半導体を膜状に加工する方法
としては、次のようなものが知られている。
としては、次のようなものが知られている。
デイスク形に成形した後、焼成したものを薄
片に研磨する。
片に研磨する。
真空蒸着法により基板上に薄膜を形成する。
BaTiO3系半導体粉末に導電性の添加剤とガ
ラスフリツトを加えてペースト状とし、基板上
にスクリーン印刷した後、焼成する。
ラスフリツトを加えてペースト状とし、基板上
にスクリーン印刷した後、焼成する。
しかし、前記の方法ではBaTiO3系半導体の
結晶粒子径が大きくもろいため、膜状にまで研磨
することは甚だ困難である。また、前記の方法
では操作が面倒であり、発熱体に適した大電力を
得ることがむつかしい。さらに、前記の方法で
は面積抵抗が高くなり易く制御が困難であり、発
熱体には適さず、またあらかじめガラスフリツト
を調合、焼成しておかなければならず、面倒であ
ると共にガラスフリツトの材質によつては
BaTiO3系半導体のスイツチング特性及び自己発
熱特性を劣化させる。そして、ガラスフリツトを
加えることによりBaTiO3系半導体とガラスフリ
ツトの耐熱性、熱膨張係数の差から熱衝撃に弱
く、熱伝導が妨げられる。さらに、導電性の添加
剤とガラスフリツトを均一に混合することは困難
であり、特性にばらつきを生じる原因の一つとな
つている。
結晶粒子径が大きくもろいため、膜状にまで研磨
することは甚だ困難である。また、前記の方法
では操作が面倒であり、発熱体に適した大電力を
得ることがむつかしい。さらに、前記の方法で
は面積抵抗が高くなり易く制御が困難であり、発
熱体には適さず、またあらかじめガラスフリツト
を調合、焼成しておかなければならず、面倒であ
ると共にガラスフリツトの材質によつては
BaTiO3系半導体のスイツチング特性及び自己発
熱特性を劣化させる。そして、ガラスフリツトを
加えることによりBaTiO3系半導体とガラスフリ
ツトの耐熱性、熱膨張係数の差から熱衝撃に弱
く、熱伝導が妨げられる。さらに、導電性の添加
剤とガラスフリツトを均一に混合することは困難
であり、特性にばらつきを生じる原因の一つとな
つている。
発明の目的
そこで本発明は前記従来技術の欠点であつた製
造上の繁雑さを解決し、ガラスフリツトを用いず
に厚膜状にすることにより熱衝撃性、熱伝導性に
優れ、均一な特性を持つ厚膜型正特性半導体素子
を容易に製造できる方法を提供することを目的と
している。
造上の繁雑さを解決し、ガラスフリツトを用いず
に厚膜状にすることにより熱衝撃性、熱伝導性に
優れ、均一な特性を持つ厚膜型正特性半導体素子
を容易に製造できる方法を提供することを目的と
している。
発明の構成
本発明の厚膜型正特性半導体素子の製造方法
は、BaTiO3系半導体粉末にNi3Si、Ni5Si2、
Ni3Si2、Ni2Si、NiSiのうち少なくとも一種類以
上を1.0〜60.0重量％加えてペースト状にした混
合物を基板上に塗布して厚膜状とした後、焼成す
ることにより厚膜型正特性半導体素子を得ようと
するものである。
は、BaTiO3系半導体粉末にNi3Si、Ni5Si2、
Ni3Si2、Ni2Si、NiSiのうち少なくとも一種類以
上を1.0〜60.0重量％加えてペースト状にした混
合物を基板上に塗布して厚膜状とした後、焼成す
ることにより厚膜型正特性半導体素子を得ようと
するものである。
従来の導電性添加剤とガラスフリツトを用いる
方法ではBaTiO3系半導体粉末同志の電気的接続
のために導電性添加剤が必要であり、BaTiO3系
粉末同志を物理的に接続するのにガラスフリツト
が必要であつた。
方法ではBaTiO3系半導体粉末同志の電気的接続
のために導電性添加剤が必要であり、BaTiO3系
粉末同志を物理的に接続するのにガラスフリツト
が必要であつた。
しかし、本発明によれば導電性添加剤とガラス
フリツトの両方の役割をはたすものとして、
Ni3Si、Ni5Si2、Ni3Si2、Ni2SiまたはNiSiを用い
たところに特徴を有している。これらNi3Si、
Ni5Si2、Ni3Si2、Ni2Si、NiSiは常温では導体で
あり、1000〜1100℃以上の温度になると一部分が
分解して粒子表面にSiO2が析出するが、粒子内
部は元のままで表面のSiO2膜により分解が阻止
される。従つて、BaTiO3系半導体粉末と、
Ni3Si、Ni5Si2、Ni3Si2、Ni2SiまたはNiSi粉末を
混合して焼成すると、Ni3Si、Ni5Si2、Ni3Si2、
Ni2SiまたはNiSiの表面に析出するSiO2がガラス
フリツトと同じ役割をし、粒子内部が導電性添加
剤の役割をするため、Ni3Si、Ni5Si2、Ni3Si2、
Ni2SiまたはNiSiを添加するだけでガラスフリツ
トを必要としない厚膜型正特性半導体素子が得ら
れる。
フリツトの両方の役割をはたすものとして、
Ni3Si、Ni5Si2、Ni3Si2、Ni2SiまたはNiSiを用い
たところに特徴を有している。これらNi3Si、
Ni5Si2、Ni3Si2、Ni2Si、NiSiは常温では導体で
あり、1000〜1100℃以上の温度になると一部分が
分解して粒子表面にSiO2が析出するが、粒子内
部は元のままで表面のSiO2膜により分解が阻止
される。従つて、BaTiO3系半導体粉末と、
Ni3Si、Ni5Si2、Ni3Si2、Ni2SiまたはNiSi粉末を
混合して焼成すると、Ni3Si、Ni5Si2、Ni3Si2、
Ni2SiまたはNiSiの表面に析出するSiO2がガラス
フリツトと同じ役割をし、粒子内部が導電性添加
剤の役割をするため、Ni3Si、Ni5Si2、Ni3Si2、
Ni2SiまたはNiSiを添加するだけでガラスフリツ
トを必要としない厚膜型正特性半導体素子が得ら
れる。
また、導電性金属を添加することにより、熱伝
導性が悪いガラスフリツトに較べ熱伝導性が良く
なり、熱衝撃性も向上する。
導性が悪いガラスフリツトに較べ熱伝導性が良く
なり、熱衝撃性も向上する。
実施例の説明
以下に本発明の実施例をあげて第１図と共に具
体的に説明する。
体的に説明する。
実施例 １
BaTiO3に1.0モル％のNb2O5を加え1300℃で焼
成した後、粉砕してBaTiO3系半導体粉末を得
る。前記BaTiO3系半導体粉末に全重量に対して
15.0重量％のNi3Si粉末を加え均一に混合し、さ
らにα−テルピネオールを加えてペースト状混合
物１を作る。
成した後、粉砕してBaTiO3系半導体粉末を得
る。前記BaTiO3系半導体粉末に全重量に対して
15.0重量％のNi3Si粉末を加え均一に混合し、さ
らにα−テルピネオールを加えてペースト状混合
物１を作る。
一方、Al2O3などからなる基板２上にあらかじ
め一対のAgなどの導電性物質からなる電極３，
４を設けておき、前記電極３，４上にその電極
３，４の一部が残るように前記ペースト状混合物
１をスクリーン印刷などにより塗布し、室温から
10℃／minの昇温速度で1350℃まで昇温し、１時
間保持した後、炉内放冷する。このようにして厚
膜型正特性半導体素子を得た。
め一対のAgなどの導電性物質からなる電極３，
４を設けておき、前記電極３，４上にその電極
３，４の一部が残るように前記ペースト状混合物
１をスクリーン印刷などにより塗布し、室温から
10℃／minの昇温速度で1350℃まで昇温し、１時
間保持した後、炉内放冷する。このようにして厚
膜型正特性半導体素子を得た。
実施例 ２
実施例１と同様にしてBaTiO3に3.0モル％の
La2O3を加え1250℃で焼成した後、粉砕して
BaTiO3系半導体粉末を得る。前記BaTiO3系半
導体粉末に全重量に対して5.0重量％のNi5Si2粉
末と5.0重量％のNi3Si2粉末と10.0重量％のNiSi
粉末を加え均一に混合し、さらにα−テルピネオ
ールを加えてペースト状混合物１にする。つい
で、実施例１と同様に前記基板２上にあらかじめ
前記電極３，４を設けておき、前記電極３，４の
一部が残るように前記ペースト状混合物１をスク
リーン印刷などにより塗布し、室温から10℃／
minの昇温速度で1300℃まで昇温し、30分間保持
した後、炉内放冷する。このようにして厚膜型半
導体素子を得た。
La2O3を加え1250℃で焼成した後、粉砕して
BaTiO3系半導体粉末を得る。前記BaTiO3系半
導体粉末に全重量に対して5.0重量％のNi5Si2粉
末と5.0重量％のNi3Si2粉末と10.0重量％のNiSi
粉末を加え均一に混合し、さらにα−テルピネオ
ールを加えてペースト状混合物１にする。つい
で、実施例１と同様に前記基板２上にあらかじめ
前記電極３，４を設けておき、前記電極３，４の
一部が残るように前記ペースト状混合物１をスク
リーン印刷などにより塗布し、室温から10℃／
minの昇温速度で1300℃まで昇温し、30分間保持
した後、炉内放冷する。このようにして厚膜型半
導体素子を得た。
こうして得た厚膜型半導体素子の室温での面積
抵抗は実施例１の場合5.1KΩ／cm2であり、実施
例２の場合2.0KΩ／cm2であり、各々の温度と抵
抗値の関係は第２図に示した通りであつた。第２
図でＡは実施例１により得られた素子の特性、Ｂ
は実施例２の場合の特性である。
抵抗は実施例１の場合5.1KΩ／cm2であり、実施
例２の場合2.0KΩ／cm2であり、各々の温度と抵
抗値の関係は第２図に示した通りであつた。第２
図でＡは実施例１により得られた素子の特性、Ｂ
は実施例２の場合の特性である。
また、導電性金属としてNi2Si粉末を添加した
場合でも前記特性と同様のものが得られ、これら
Ni3Si、Ni5Si2、Ni3Si2、Ni2Si、NiSiはそれぞれ
単体で添加しても複数種類を組合せて添加しても
同様の効果があることを実験により確認した。
場合でも前記特性と同様のものが得られ、これら
Ni3Si、Ni5Si2、Ni3Si2、Ni2Si、NiSiはそれぞれ
単体で添加しても複数種類を組合せて添加しても
同様の効果があることを実験により確認した。
発明の効果
以上のように本発明の製造方法によれば、
Ni3Si、Ni5Si2、Ni3Si2、Ni2SiまたはNiSi粉末が
従来の導電性添加剤とガラスフリツトの両方の役
割をはたし、電気的接続、物理的接続に十分な効
果があり、ガラスフリツトなしで厚膜型正特性半
導体素子が得られることとなる。
Ni3Si、Ni5Si2、Ni3Si2、Ni2SiまたはNiSi粉末が
従来の導電性添加剤とガラスフリツトの両方の役
割をはたし、電気的接続、物理的接続に十分な効
果があり、ガラスフリツトなしで厚膜型正特性半
導体素子が得られることとなる。
また、ガラスフリツトという熱伝導の悪いもの
にかわつて熱伝導のよい導電性金属のNi3Si、
Ni5Si2、Ni3Si2、Ni2Si、NiSiを用いることによ
り、熱伝導が良くなり熱衝撃性も向上する。さら
に、スクリーン印刷などにより製造できることか
ら作業が容易で量産が可能である。
にかわつて熱伝導のよい導電性金属のNi3Si、
Ni5Si2、Ni3Si2、Ni2Si、NiSiを用いることによ
り、熱伝導が良くなり熱衝撃性も向上する。さら
に、スクリーン印刷などにより製造できることか
ら作業が容易で量産が可能である。
なお、本発明においてBaTiO3系半導体粉末と
してはBaTiO3に各種の添加剤を加えて半導体化
したものであればなんでもよい。また、Ni3Si、
Ni5Si2、Ni3Si2、Ni2Si、NiSi粉末の添加量を全
重量に対して１〜60重量％と規定したのは、１重
量％未満では面積抵抗が大きくなりすぎ発熱体に
不適当であり、BaTiO3粉末同志の物理的固定も
できなく、一方60重量％を越えると面積抵抗が小
さくなりすぎ、自己制御特性（PTC特性）が小
さくなり発熱体に不適当になるためである。さら
に、BaTiO3系半導体粉末とNi3Si、Ni5Si2、
Ni3Si2、Ni2Si、NiSi粉末をペースト状にするの
に有機溶剤（実施例ではα−テルピネオール）を
用いたが、ペースト状にできるものであればなん
でもよい。
してはBaTiO3に各種の添加剤を加えて半導体化
したものであればなんでもよい。また、Ni3Si、
Ni5Si2、Ni3Si2、Ni2Si、NiSi粉末の添加量を全
重量に対して１〜60重量％と規定したのは、１重
量％未満では面積抵抗が大きくなりすぎ発熱体に
不適当であり、BaTiO3粉末同志の物理的固定も
できなく、一方60重量％を越えると面積抵抗が小
さくなりすぎ、自己制御特性（PTC特性）が小
さくなり発熱体に不適当になるためである。さら
に、BaTiO3系半導体粉末とNi3Si、Ni5Si2、
Ni3Si2、Ni2Si、NiSi粉末をペースト状にするの
に有機溶剤（実施例ではα−テルピネオール）を
用いたが、ペースト状にできるものであればなん
でもよい。
以上述べたように本発明によれば、ガラスフリ
ツトを必要としない厚膜型正特性半導体素子が容
易に製造でき、その実用上の効果は大きいもので
ある。
ツトを必要としない厚膜型正特性半導体素子が容
易に製造でき、その実用上の効果は大きいもので
ある。
第１図は本発明方法により得られる厚膜型正特
性半導体素子を示す一部切欠斜視図、第２図は本
発明の実施例による素子の温度と抵抗値の関係を
示す図である。 １……ペースト状混合物、２……基板、３，４
……電極。
性半導体素子を示す一部切欠斜視図、第２図は本
発明の実施例による素子の温度と抵抗値の関係を
示す図である。 １……ペースト状混合物、２……基板、３，４
……電極。
Claims (1)
- １ BaTiO3系半導体粉末にNi3Si、Ni5Si2、
Ni3Si2、Ni2Si、NiSiのうち少なくとも一種類以
上を1.0〜60.0重量％加え、ペースト状にした混
合物を基板上に塗布して厚膜状とした後、焼成し
てなることを特徴とする厚膜型正特性半導体素子
の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59117022A JPS60261108A (ja) | 1984-06-07 | 1984-06-07 | 厚膜型正特性半導体素子の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59117022A JPS60261108A (ja) | 1984-06-07 | 1984-06-07 | 厚膜型正特性半導体素子の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60261108A JPS60261108A (ja) | 1985-12-24 |
| JPH0534807B2 true JPH0534807B2 (ja) | 1993-05-25 |
Family
ID=14701503
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59117022A Granted JPS60261108A (ja) | 1984-06-07 | 1984-06-07 | 厚膜型正特性半導体素子の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60261108A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2839511A4 (en) | 2012-04-18 | 2015-12-02 | Heraeus Precious Metals North America Conshohocken Llc | SOLAR CELL CONTACTS WITH INTERMETALLIC NICKEL COMPOSITIONS |
-
1984
- 1984-06-07 JP JP59117022A patent/JPS60261108A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60261108A (ja) | 1985-12-24 |
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