JPH0558244B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0558244B2 JPH0558244B2 JP59064022A JP6402284A JPH0558244B2 JP H0558244 B2 JPH0558244 B2 JP H0558244B2 JP 59064022 A JP59064022 A JP 59064022A JP 6402284 A JP6402284 A JP 6402284A JP H0558244 B2 JPH0558244 B2 JP H0558244B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- batio
- crsi
- powder
- thick film
- glass frit
- Prior art date
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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
上発熱体のなかで、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。
上発熱体のなかで、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、実用可能な厚膜上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、実用可能な厚膜上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径半導体の持つ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径半導体の持つ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
そこで本発明で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。
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。
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Cr3Si，Cr3Si2，Cr5
Si3，CrSi，CrSi2のうち少なくとも一種類の粉末
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Cr3Si，Cr3Si2，Cr5
Si3，CrSi，CrSi2のうち少なくとも一種類の粉末
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、Cr3
Si，Cr3Si2，Cr5Si3，CrSi，CrSi2のうち少なく
とも一種類を用いたところに特徴を有している。
フリツトの両方の役割をはたすものとして、Cr3
Si，Cr3Si2，Cr5Si3，CrSi，CrSi2のうち少なく
とも一種類を用いたところに特徴を有している。
これらのCr3Si，Cr3Si2，Cr5Si3，CrSi，CrSi2
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、Cr3Si，Cr3Si2，Cr5Si3、CrSi，
CrSi2粉末を混合して焼成すると、Cr3Si，Cr3
Si2，Cr5Si3，CrSi，CrSi2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、Cr3Si，Cr3Si2，
Cr5Si3，CrSi，CrSi2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。
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、Cr3Si，Cr3Si2，Cr5Si3、CrSi，
CrSi2粉末を混合して焼成すると、Cr3Si，Cr3
Si2，Cr5Si3，CrSi，CrSi2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、Cr3Si，Cr3Si2，
Cr5Si3，CrSi，CrSi2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
性が悪いガラスト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。
性が悪いガラスト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
4.0重量％のCr3Si2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
4.0重量％のCr3Si2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
Nb2O5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19.5重量％のCrSi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。
Nb2O5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19.5重量％のCrSi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2.8KΩ／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2.8KΩ／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。
ここで、Cr3Si，CrSiに代えてCr3Si2，Cr5Si3，
CrSi2を用いても前記実施例と同等の効果を得る
ことができ、またそれらを同時に加えても差支え
ないものであつた。
CrSi2を用いても前記実施例と同等の効果を得る
ことができ、またそれらを同時に加えても差支え
ないものであつた。
発明の効果
以上のように本発明の製造方法によれば、Cr3
Si2，CrSiなどの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
ツトなしで厚膜状正特性半導体素子が得られるこ
ととなる。
Si2，CrSiなどの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
ツトなしで厚膜状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Cr3Si2，
CrSiなど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Cr3Si2，
CrSiなど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、Cr3Si2，
CrSiなどの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なぎ、
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Cr3Si2，CrSi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、Cr3Si2，
CrSiなどの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なぎ、
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Cr3Si2，CrSi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Cr3Si，Cr3Si2，Cr5
Si3，CrSi，CrSi2のうち少なくとも一種類の粉末
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、焼成する
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 |
|---|---|---|---|
| JP59064022A JPS60206106A (ja) | 1984-03-30 | 1984-03-30 | 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 |
|---|---|---|---|
| JP59064022A JPS60206106A (ja) | 1984-03-30 | 1984-03-30 | 厚膜型正特性半導体素子の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60206106A JPS60206106A (ja) | 1985-10-17 |
| JPH0558244B2 true JPH0558244B2 (ja) | 1993-08-26 |
Family
ID=13246114
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59064022A Granted JPS60206106A (ja) | 1984-03-30 | 1984-03-30 | 厚膜型正特性半導体素子の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60206106A (ja) |
-
1984
- 1984-03-30 JP JP59064022A patent/JPS60206106A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60206106A (ja) | 1985-10-17 |
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