JPH0922801A - 半導体磁器 - Google Patents
半導体磁器Info
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-
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01C—RESISTORS
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- H01C7/023—Non-adjustable resistors formed as one or more layers or coatings; Non-adjustable resistors made from powdered conducting material or powdered semi-conducting material with or without insulating material having positive temperature coefficient mainly consisting of non-metallic substances containing oxides or oxidic compounds, e.g. ferrites
- H01C7/025—Perovskites, e.g. titanates
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
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Abstract
(57)【要約】
【課題】半導体磁器の突入破壊電圧が高く且つ層状割れ
が発生しにくい半導体磁器を提供することにある。 【課題解決手段】正の抵抗温度特性を有する半導体磁器
は、半導体磁器の抵抗値を決定する結晶粒子の粒内抵抗
と結晶粒子間の粒界抵抗について、前記抵抗値に占める
前記粒内抵抗値を２０％以下（０％を含まず）とした。
が発生しにくい半導体磁器を提供することにある。 【課題解決手段】正の抵抗温度特性を有する半導体磁器
は、半導体磁器の抵抗値を決定する結晶粒子の粒内抵抗
と結晶粒子間の粒界抵抗について、前記抵抗値に占める
前記粒内抵抗値を２０％以下（０％を含まず）とした。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、正の抵抗温度特性
を有する半導体磁器に関するものである。
を有する半導体磁器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来のこの種のチタン酸バリウム系半導
体磁器は、この半導体磁器に通電すると、通電開始時に
半導体磁器に初期電流が流れ、この電流によって半導体
磁器が高温になるとともに半導体磁器の抵抗が高くな
る。半導体磁器の抵抗が高くなるにしたがって半導体磁
器に流れる電流が小さくなるという正の抵抗温度特性を
有する。この正の抵抗温度特性を利用して半導体磁器
は、コンプレッサ等のモータ起動用，カラーディスプレ
ー等の消磁用，モータ等の過電流防止用等の電流制御回
路に用いられる。
体磁器は、この半導体磁器に通電すると、通電開始時に
半導体磁器に初期電流が流れ、この電流によって半導体
磁器が高温になるとともに半導体磁器の抵抗が高くな
る。半導体磁器の抵抗が高くなるにしたがって半導体磁
器に流れる電流が小さくなるという正の抵抗温度特性を
有する。この正の抵抗温度特性を利用して半導体磁器
は、コンプレッサ等のモータ起動用，カラーディスプレ
ー等の消磁用，モータ等の過電流防止用等の電流制御回
路に用いられる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、かかる
半導体磁器において、半導体磁器に電圧を印加すると、
電圧印加時に半導体磁器が低抵抗であるため多くの電流
が半導体磁器に流れ、電圧印加時に半導体磁器が例えば
層状に割れて破壊するという現象（以下、突入破壊電圧
と呼ぶ）が発生するという問題点を有していた。
半導体磁器において、半導体磁器に電圧を印加すると、
電圧印加時に半導体磁器が低抵抗であるため多くの電流
が半導体磁器に流れ、電圧印加時に半導体磁器が例えば
層状に割れて破壊するという現象（以下、突入破壊電圧
と呼ぶ）が発生するという問題点を有していた。
【０００４】そこで、本願発明者は半導体磁器における
突入破壊電圧を高くする、即ち層状破壊に対する耐力を
大きくするべく鋭意努力した結果、半導体磁器の抵抗値
を構成する粒内抵抗と粒界抵抗の比率が特定されること
によって突入破壊電圧が高くなることを見出した。な
お、半導体磁器の粒内抵抗とは、半導体磁器を構成する
セラミック結晶粒子固有の抵抗を意味し、粒界抵抗と
は、セラミック結晶粒子間の抵抗を意味する。
突入破壊電圧を高くする、即ち層状破壊に対する耐力を
大きくするべく鋭意努力した結果、半導体磁器の抵抗値
を構成する粒内抵抗と粒界抵抗の比率が特定されること
によって突入破壊電圧が高くなることを見出した。な
お、半導体磁器の粒内抵抗とは、半導体磁器を構成する
セラミック結晶粒子固有の抵抗を意味し、粒界抵抗と
は、セラミック結晶粒子間の抵抗を意味する。
【０００５】本発明の目的は、上述の問題点を解消する
べくなされたもので、半導体磁器の突入破壊電圧が高く
且つ層状割れが発生しにくい半導体磁器を提供すること
にある。
べくなされたもので、半導体磁器の突入破壊電圧が高く
且つ層状割れが発生しにくい半導体磁器を提供すること
にある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の半導体磁器においては、正の抵抗温度特性
を有する半導体磁器の抵抗値を決定する結晶粒子の粒内
抵抗と結晶粒子間の粒界抵抗について、前記抵抗値に占
める前記粒内抵抗値を２０％以下（０％を含まず）とし
た。
に、本発明の半導体磁器においては、正の抵抗温度特性
を有する半導体磁器の抵抗値を決定する結晶粒子の粒内
抵抗と結晶粒子間の粒界抵抗について、前記抵抗値に占
める前記粒内抵抗値を２０％以下（０％を含まず）とし
た。
【０００７】また、正の抵抗温度特性を有する半導体磁
器はチタン酸バリウム系半導体磁器であることを特徴と
する。
器はチタン酸バリウム系半導体磁器であることを特徴と
する。
【０００８】ここでチタン酸バリウム系半導体磁器と
は、チタン酸バリウムを主成分とし、これに半導体化剤
であるニオブ，アンチモン，イットリウムやランタン，
セリウム等の希土類元素の酸化物を含有させたものであ
る。この他にバリウムの一部を鉛，ストロンチウム，カ
ルシウムで置換したもの、あるいはチタンの一部を錫，
ジルコニウムで置換したものがある。さらに添加物とし
て酸化マンガンや二酸化珪素を含有したものなどがあ
る。
は、チタン酸バリウムを主成分とし、これに半導体化剤
であるニオブ，アンチモン，イットリウムやランタン，
セリウム等の希土類元素の酸化物を含有させたものであ
る。この他にバリウムの一部を鉛，ストロンチウム，カ
ルシウムで置換したもの、あるいはチタンの一部を錫，
ジルコニウムで置換したものがある。さらに添加物とし
て酸化マンガンや二酸化珪素を含有したものなどがあ
る。
【０００９】これにより、半導体磁器の粒内抵抗と粒界
抵抗の構成が所定の範囲に抑制され、半導体磁器の突入
破壊電圧が大きくなる。
抵抗の構成が所定の範囲に抑制され、半導体磁器の突入
破壊電圧が大きくなる。
【００１０】
（実施例１）出発原料としてＢａＣＯ3 ，ＳｒＣＯ3 ，
Ｐｂ3 Ｏ4 ，ＣａＣＯ3 ，ＴｉＯ2，Ｅｒ2 Ｏ3 ，Ｍｎ
ＣＯ3 ，ＳｉＯ2 を所定の比率で配合する。この配合原
料に媒質として蒸留水を加えボールミルによる湿式混合
の後、泥状混合物を脱水乾燥した。次に、乾燥された原
料を１１５０℃で２時間仮焼後、ボールミルによって粉
砕して仮焼粉末を得た。この仮焼粉末に、バインダーと
してポリビニルアルコール水溶液を加えて造粒し、組成
が（Ｂａ0.687 Ｐｂ0.06Ｓｒ0.15Ｃａ0.10Ｅｒ0.0035）
ＴｉＯ3 ＋０．０００６Ｍｎ＋０．００３ＳｉＯ2 で表
せるセラミック粉末原料を得た。
Ｐｂ3 Ｏ4 ，ＣａＣＯ3 ，ＴｉＯ2，Ｅｒ2 Ｏ3 ，Ｍｎ
ＣＯ3 ，ＳｉＯ2 を所定の比率で配合する。この配合原
料に媒質として蒸留水を加えボールミルによる湿式混合
の後、泥状混合物を脱水乾燥した。次に、乾燥された原
料を１１５０℃で２時間仮焼後、ボールミルによって粉
砕して仮焼粉末を得た。この仮焼粉末に、バインダーと
してポリビニルアルコール水溶液を加えて造粒し、組成
が（Ｂａ0.687 Ｐｂ0.06Ｓｒ0.15Ｃａ0.10Ｅｒ0.0035）
ＴｉＯ3 ＋０．０００６Ｍｎ＋０．００３ＳｉＯ2 で表
せるセラミック粉末原料を得た。
【００１１】このセラミック原料を乾式プレスを用いて
成形し、外径１８ｍｍ，厚さ２．８ｍｍの円板状の成形
体を得た。この成形体を１３４０℃で２時間焼成後、冷
却過程において１３４０℃〜１１００℃までを１０℃／
min.で冷却し、１１００℃〜９００℃までを０．５℃／
min.で徐冷し、９００℃から室温までを１０℃／min.で
冷却して、正特性サーミスタ素子を得た。この正特性サ
ーミスタ素子の主表面にオーム性接触を有する電極を形
成して、キュリー温度が６０℃、常温における抵抗値が
４．５Ωの磁器半導体を得た。
成形し、外径１８ｍｍ，厚さ２．８ｍｍの円板状の成形
体を得た。この成形体を１３４０℃で２時間焼成後、冷
却過程において１３４０℃〜１１００℃までを１０℃／
min.で冷却し、１１００℃〜９００℃までを０．５℃／
min.で徐冷し、９００℃から室温までを１０℃／min.で
冷却して、正特性サーミスタ素子を得た。この正特性サ
ーミスタ素子の主表面にオーム性接触を有する電極を形
成して、キュリー温度が６０℃、常温における抵抗値が
４．５Ωの磁器半導体を得た。
【００１２】この半導体磁器の抵抗値を複素インピーダ
ンス法による測定を行って粒内抵抗と粒界抵抗に分離
し、半導体磁器の抵抗値に占める粒内抵抗比率（＝粒内
抵抗／（粒内抵抗＋粒界抵抗）×１００）を求めた。ま
た、この半導体磁器の突入破壊電圧を測定し、その結果
を表１にまとめた。
ンス法による測定を行って粒内抵抗と粒界抵抗に分離
し、半導体磁器の抵抗値に占める粒内抵抗比率（＝粒内
抵抗／（粒内抵抗＋粒界抵抗）×１００）を求めた。ま
た、この半導体磁器の突入破壊電圧を測定し、その結果
を表１にまとめた。
【００１３】（比較例１）上述した実施例１と同一のセ
ラミック粉末原料を用い、乾式プレスを用いて成形し、
外径１８ｍｍ，厚さ２．８ｍｍの円板状の成形体を得
た。この成形体を１３４０℃で２時間焼成後、冷却過程
において１３４０℃から室温までを３℃／min.で冷却し
て、正特性サーミスタ素子を得た。この正特性サーミス
タ素子の主表面にオーム性接触を有する電極を形成し
て、キュリー温度が６０℃、常温における抵抗値が４．
５Ωの半導体磁器を得た。
ラミック粉末原料を用い、乾式プレスを用いて成形し、
外径１８ｍｍ，厚さ２．８ｍｍの円板状の成形体を得
た。この成形体を１３４０℃で２時間焼成後、冷却過程
において１３４０℃から室温までを３℃／min.で冷却し
て、正特性サーミスタ素子を得た。この正特性サーミス
タ素子の主表面にオーム性接触を有する電極を形成し
て、キュリー温度が６０℃、常温における抵抗値が４．
５Ωの半導体磁器を得た。
【００１４】そして、この半導体磁器の抵抗値を実施例
１と同様にして、半導体磁器の抵抗値に占める粒内抵抗
比率及び突入破壊電圧を測定し、その測定値を表１に記
した。
１と同様にして、半導体磁器の抵抗値に占める粒内抵抗
比率及び突入破壊電圧を測定し、その測定値を表１に記
した。
【００１５】
【表１】
【００１６】表１から明らかなように、実施例１では、
半導体磁器の抵抗値に占める粒内抵抗比率が２０％以下
であるとともに、突入破壊電圧が５００〜５３０Ｖと安
定した値を示している。これに対し比較例１では、半導
体磁器の抵抗値に占める粒内抵抗比率が２７．６％であ
り、その突入破壊電圧が２５０Ｖと、実施例１より低い
電圧であることがわかる。
半導体磁器の抵抗値に占める粒内抵抗比率が２０％以下
であるとともに、突入破壊電圧が５００〜５３０Ｖと安
定した値を示している。これに対し比較例１では、半導
体磁器の抵抗値に占める粒内抵抗比率が２７．６％であ
り、その突入破壊電圧が２５０Ｖと、実施例１より低い
電圧であることがわかる。
【００１７】（実施例２）上述した実施例１と同様にし
て磁器半導体を作成した。但し、実施例２は、実施例１
に比較して、出発原料のＰｂ3 Ｏ4 の比率を増加させた
ものであり、その組成が（Ｂａ0.687 Ｐｂ0.10Ｓｒ0.05
Ｃａ0.10Ｅｒ0.0035）ＴｉＯ3 ＋０．０００６Ｍｎ＋
０．００３ＳｉＯ2 で表せ、キュリー温度が１２０℃、
常温における抵抗値が１６Ωの磁器半導体を得た。
て磁器半導体を作成した。但し、実施例２は、実施例１
に比較して、出発原料のＰｂ3 Ｏ4 の比率を増加させた
ものであり、その組成が（Ｂａ0.687 Ｐｂ0.10Ｓｒ0.05
Ｃａ0.10Ｅｒ0.0035）ＴｉＯ3 ＋０．０００６Ｍｎ＋
０．００３ＳｉＯ2 で表せ、キュリー温度が１２０℃、
常温における抵抗値が１６Ωの磁器半導体を得た。
【００１８】この評価用サンプルを実施例１と同様に、
半導体磁器の抵抗値に占める粒内抵抗比率及び突入破壊
電圧を測定し、その結果を表２に記した。
半導体磁器の抵抗値に占める粒内抵抗比率及び突入破壊
電圧を測定し、その結果を表２に記した。
【００１９】（比較例２）上述した実施例２と同一のセ
ラミック粉末原料を用い、実施例１と同一の条件で焼成
を行ってキュリー温度が１２０℃、常温における抵抗値
が１６Ωの半導体磁器を得た。そして、実施例１と同様
に半導体磁器の抵抗値に占める粒内抵抗比率及び突入破
壊電圧を測定し、その測定値を表２に記した。
ラミック粉末原料を用い、実施例１と同一の条件で焼成
を行ってキュリー温度が１２０℃、常温における抵抗値
が１６Ωの半導体磁器を得た。そして、実施例１と同様
に半導体磁器の抵抗値に占める粒内抵抗比率及び突入破
壊電圧を測定し、その測定値を表２に記した。
【００２０】
【表２】
【００２１】表２から明らかなように、実施例２では、
半導体磁器の抵抗値に占める粒内抵抗比率が２０％以下
であるとともに、突入破壊電圧が６１５〜６４０Ｖと安
定した値を示している。これに対し比較例２では、半導
体磁器の抵抗値に占める粒内抵抗比率が２７．６％であ
り、突入破壊電圧が２５０Ｖと、実施例２より低い電圧
であることがわかる。
半導体磁器の抵抗値に占める粒内抵抗比率が２０％以下
であるとともに、突入破壊電圧が６１５〜６４０Ｖと安
定した値を示している。これに対し比較例２では、半導
体磁器の抵抗値に占める粒内抵抗比率が２７．６％であ
り、突入破壊電圧が２５０Ｖと、実施例２より低い電圧
であることがわかる。
【００２２】
【発明の効果】以上述べたように、本発明による半導体
磁器では、半導体磁器が有する抵抗値に占める粒内抵抗
比率を２０％以下に制御することにより、半導体磁器の
突入破壊電圧が高くなるとともに、層状割れが発生しに
くくなる。
磁器では、半導体磁器が有する抵抗値に占める粒内抵抗
比率を２０％以下に制御することにより、半導体磁器の
突入破壊電圧が高くなるとともに、層状割れが発生しに
くくなる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鬼頭 範光 京都府長岡京市天神二丁目26番10号 株式 会社村田製作所内 (72)発明者 浦原 良一 京都府長岡京市天神二丁目26番10号 株式 会社村田製作所内
Claims (2)
- 【請求項１】 正の抵抗温度特性を有する半導体磁器の
抵抗値を決定する結晶粒子の粒内抵抗と結晶粒子間の粒
界抵抗について、前記抵抗値に占める前記粒内抵抗値を
２０％以下（０％を含まず）としたことを特徴とする半
導体磁器。 - 【請求項２】 前記正の抵抗温度特性を有する半導体磁
器はチタン酸バリウム系半導体磁器であることを特徴と
する半導体磁器。
Priority Applications (3)
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|---|---|---|---|
| JP7168886A JPH0922801A (ja) | 1995-07-04 | 1995-07-04 | 半導体磁器 |
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Applications Claiming Priority (2)
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|---|---|---|---|
| JP7168886A JPH0922801A (ja) | 1995-07-04 | 1995-07-04 | 半導体磁器 |
| US08/775,004 US5733833A (en) | 1995-07-04 | 1996-12-27 | Semiconductive ceramic |
Publications (1)
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|---|---|
| JPH0922801A true JPH0922801A (ja) | 1997-01-21 |
Family
ID=26492410
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7168886A Pending JPH0922801A (ja) | 1995-07-04 | 1995-07-04 | 半導体磁器 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5733833A (ja) |
| JP (1) | JPH0922801A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10021051B4 (de) * | 1999-04-28 | 2011-01-27 | Murata Mfg. Co., Ltd., Nagaokakyo-shi | Halbleiterkeramik, Verwendung einer Halbleiterkeramik für ein keramisches Halbleiterelement und ein Schaltungsschutzelement |
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|---|---|---|---|---|
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Family Cites Families (4)
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1995
- 1995-07-04 JP JP7168886A patent/JPH0922801A/ja active Pending
-
1996
- 1996-12-27 US US08/775,004 patent/US5733833A/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10021051B4 (de) * | 1999-04-28 | 2011-01-27 | Murata Mfg. Co., Ltd., Nagaokakyo-shi | Halbleiterkeramik, Verwendung einer Halbleiterkeramik für ein keramisches Halbleiterelement und ein Schaltungsschutzelement |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5733833A (en) | 1998-03-31 |
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