JPH09330805A - 正特性サーミスタおよびその製造方法 - Google Patents
正特性サーミスタおよびその製造方法Info
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- JPH09330805A JPH09330805A JP8148813A JP14881396A JPH09330805A JP H09330805 A JPH09330805 A JP H09330805A JP 8148813 A JP8148813 A JP 8148813A JP 14881396 A JP14881396 A JP 14881396A JP H09330805 A JPH09330805 A JP H09330805A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 発熱体やスイッチング素子として用いられる
正の抵抗温度係数を有する正特性サーミスタにおいて、
その電気的特性の中で、特に室温での抵抗値が低く、耐
電圧の大きな正特性サーミスタを提供することを目的と
する。 【解決手段】 チタン酸バリウムまたはその固溶体を主
成分とし副成分として希土類元素あるいはＮｂ，Ｓｂ，
Ｂｉの酸化物のうち少なくとも一種類とＳｉＯ 2とＡｌ2
Ｏ3およびＭｎＴｉＯ3が添加されてなる組成物で、その
製造方法において特に、ＭｎＴｉＯ3を仮焼後に添加混
合させ、さらに仮焼粉砕粉とＭｎＴｉＯ3の平均粒子径
の比が０．５〜１．０となるようにコントロールし正特
性サーミスタを形成させる。
正の抵抗温度係数を有する正特性サーミスタにおいて、
その電気的特性の中で、特に室温での抵抗値が低く、耐
電圧の大きな正特性サーミスタを提供することを目的と
する。 【解決手段】 チタン酸バリウムまたはその固溶体を主
成分とし副成分として希土類元素あるいはＮｂ，Ｓｂ，
Ｂｉの酸化物のうち少なくとも一種類とＳｉＯ 2とＡｌ2
Ｏ3およびＭｎＴｉＯ3が添加されてなる組成物で、その
製造方法において特に、ＭｎＴｉＯ3を仮焼後に添加混
合させ、さらに仮焼粉砕粉とＭｎＴｉＯ3の平均粒子径
の比が０．５〜１．０となるようにコントロールし正特
性サーミスタを形成させる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、室温での抵抗値が
低く、耐電圧の高い正特性サーミスタおよびその製造方
法に関するものである。
低く、耐電圧の高い正特性サーミスタおよびその製造方
法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】低抵抗化を達成しながら抵抗温度係数を
向上させるために、チタン酸バリウムを主成分とする焼
結体をＭｎ，Ｆｅなどの遷移元素を含む溶液に浸漬して
正特性サーミスタを作製していた。
向上させるために、チタン酸バリウムを主成分とする焼
結体をＭｎ，Ｆｅなどの遷移元素を含む溶液に浸漬して
正特性サーミスタを作製していた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ＰＴＣ特性の発現部で
ある粒界付近にＭｎ，Ｆｅなどの遷移元素を局在させる
と、アクセプター元素として働き、粒界でのポテンシャ
ル障壁が大きくなるためＰＴＣ特性が向上すると考えら
れている。これらの元素が粒界に局在せず、粒内に存在
すると粒内成分との原子価補償を起こし、比抵抗が高く
なるためいかにこれらの元素を粒界付近に局在させるか
が課題である。しかしながら上記方法では、溶液が焼結
体内部まで十分に浸透しないため、焼結体内部と表面と
でＰＴＣ特性に差が生じるため耐電圧が低下したり、特
性のバラツキが大きくなるなどの問題点を有していた。
ある粒界付近にＭｎ，Ｆｅなどの遷移元素を局在させる
と、アクセプター元素として働き、粒界でのポテンシャ
ル障壁が大きくなるためＰＴＣ特性が向上すると考えら
れている。これらの元素が粒界に局在せず、粒内に存在
すると粒内成分との原子価補償を起こし、比抵抗が高く
なるためいかにこれらの元素を粒界付近に局在させるか
が課題である。しかしながら上記方法では、溶液が焼結
体内部まで十分に浸透しないため、焼結体内部と表面と
でＰＴＣ特性に差が生じるため耐電圧が低下したり、特
性のバラツキが大きくなるなどの問題点を有していた。
【０００４】そこで本発明は、室温での抵抗値が小さ
く、温度係数および耐電圧の向上した正特性サーミスタ
を提供することを目的とするものである。
く、温度係数および耐電圧の向上した正特性サーミスタ
を提供することを目的とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明の正特性サーミスタは、チタン酸バリウムを有
する主成分と、副成分としての希土類元素、Ｎｂ，Ｓ
ｂ，Ｂｉの酸化物の中から少なくとも一種類と、ＳｉＯ
2，Ａｌ2Ｏ3，ＭｎＴｉＯ3とから素子を形成したもので
あり、これにより上記目的が達成できる。
に本発明の正特性サーミスタは、チタン酸バリウムを有
する主成分と、副成分としての希土類元素、Ｎｂ，Ｓ
ｂ，Ｂｉの酸化物の中から少なくとも一種類と、ＳｉＯ
2，Ａｌ2Ｏ3，ＭｎＴｉＯ3とから素子を形成したもので
あり、これにより上記目的が達成できる。
【０００６】
【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の発明
は、チタン酸バリウム又はその固溶体からなる主成分
に、副成分として、希土類元素あるいはＮｂ，Ｓｂ，Ｂ
ｉの酸化物のうち少なくとも一種類、さらにＳｉＯ2，
Ａｌ2Ｏ3，ＭｎＴｉＯ3とを含有させた素子と、この素
子の表面に形成した少なくとも一対の電極とを備えた正
特性サーミスタであり、Ｍｎの粒内への拡散を抑制でき
るため、低抵抗でしかもＰＴＣ特性の大きな素子を得る
ことができる。
は、チタン酸バリウム又はその固溶体からなる主成分
に、副成分として、希土類元素あるいはＮｂ，Ｓｂ，Ｂ
ｉの酸化物のうち少なくとも一種類、さらにＳｉＯ2，
Ａｌ2Ｏ3，ＭｎＴｉＯ3とを含有させた素子と、この素
子の表面に形成した少なくとも一対の電極とを備えた正
特性サーミスタであり、Ｍｎの粒内への拡散を抑制でき
るため、低抵抗でしかもＰＴＣ特性の大きな素子を得る
ことができる。
【０００７】請求項２に記載の発明は、ＭｎＴｉＯ
3は、主成分１００モルに対して０．０３〜０．２モル
含有させた請求項１に記載の正特性サーミスタであり、
比抵抗が極端に大きくなるのを防ぎ、十分なＰＴＣ特性
を得ることができる。
3は、主成分１００モルに対して０．０３〜０．２モル
含有させた請求項１に記載の正特性サーミスタであり、
比抵抗が極端に大きくなるのを防ぎ、十分なＰＴＣ特性
を得ることができる。
【０００８】請求項３に記載の発明は、チタン酸バリウ
ムを有する主成分に、副成分として希土類元素あるいは
Ｎｂ，Ｓｂ，Ｂｉの酸化物の中から少なくとも一種類
と、ＳｉＯ2，Ａｌ2Ｏ3を添加した原料を仮焼し、次に
この原料にＭｎＴｉＯ3を添加して粉砕し、次いでこの
原料を成形、焼成して焼結体を得、その後この焼結体表
面に少なくとも一対の電極を形成する成特性サーミスタ
の製造方法であり、より粒界付近にＭｎを局在させるこ
とができるので、ＰＴＣ効果の高い正特性サーミスタを
得ることができる。
ムを有する主成分に、副成分として希土類元素あるいは
Ｎｂ，Ｓｂ，Ｂｉの酸化物の中から少なくとも一種類
と、ＳｉＯ2，Ａｌ2Ｏ3を添加した原料を仮焼し、次に
この原料にＭｎＴｉＯ3を添加して粉砕し、次いでこの
原料を成形、焼成して焼結体を得、その後この焼結体表
面に少なくとも一対の電極を形成する成特性サーミスタ
の製造方法であり、より粒界付近にＭｎを局在させるこ
とができるので、ＰＴＣ効果の高い正特性サーミスタを
得ることができる。
【０００９】請求項４に記載の発明は、粉砕後のＭｎＴ
ｉＯ3の平均粒子径をＤB、ＭｎＴｉＯ3以外の原料の平
均粒子径をＤAとすると、ＤA／ＤBが０．５〜１．０と
なるようにする請求項３に記載の正特性サーミスタの製
造方法であり、粒内成分とＭｎＴｉＯ3との反応が抑制
され、より低抵抗でＰＴＣ効果の大きな正特性サーミス
タを得ることが出来る。
ｉＯ3の平均粒子径をＤB、ＭｎＴｉＯ3以外の原料の平
均粒子径をＤAとすると、ＤA／ＤBが０．５〜１．０と
なるようにする請求項３に記載の正特性サーミスタの製
造方法であり、粒内成分とＭｎＴｉＯ3との反応が抑制
され、より低抵抗でＰＴＣ効果の大きな正特性サーミス
タを得ることが出来る。
【００１０】請求項５に記載の発明は、ＭｎＴｉＯ3の
添加量は、主成分１００モルに対して０．０３〜０．２
モルである請求項３に記載の正特性サーミスタの製造方
法であり、比抵抗が極端に大きくなるのを防ぎ、十分な
ＰＴＣ特性を得ることができる。
添加量は、主成分１００モルに対して０．０３〜０．２
モルである請求項３に記載の正特性サーミスタの製造方
法であり、比抵抗が極端に大きくなるのを防ぎ、十分な
ＰＴＣ特性を得ることができる。
【００１１】以下本発明の実施の形態について説明す
る。 （実施の形態１）まず、（Ｂａ0.68Ｐｂ0.22Ｃａ0.10）
ＴｉＯ3＋０．００２Ｙ2Ｏ3＋０．０１Ａｌ2Ｏ3＋０．
０２ＳｉＯ2＋ＭｎＴｉＯ3の組成となるようにＢａＣＯ
3，ＰｂＯ，ＣａＣＯ3，ＴｉＯ2，Ｙ2Ｏ3，Ａｌ2Ｏ3，
ＳｉＯ2をそれぞれ秤量し、ＭｎＴｉＯ3については主成
分（Ｂａ0.68Ｐｂ0.22Ｃａ0.10）ＴｉＯ3 １ｍｏｌに対
して（表１）のように秤量し、ボールミルにて湿式混合
する。
る。 （実施の形態１）まず、（Ｂａ0.68Ｐｂ0.22Ｃａ0.10）
ＴｉＯ3＋０．００２Ｙ2Ｏ3＋０．０１Ａｌ2Ｏ3＋０．
０２ＳｉＯ2＋ＭｎＴｉＯ3の組成となるようにＢａＣＯ
3，ＰｂＯ，ＣａＣＯ3，ＴｉＯ2，Ｙ2Ｏ3，Ａｌ2Ｏ3，
ＳｉＯ2をそれぞれ秤量し、ＭｎＴｉＯ3については主成
分（Ｂａ0.68Ｐｂ0.22Ｃａ0.10）ＴｉＯ3 １ｍｏｌに対
して（表１）のように秤量し、ボールミルにて湿式混合
する。
【００１２】
【表１】
【００１３】次にこの混合物を乾燥した後、１０５０℃
で２時間仮焼する。その後再びボールミルにて湿式粉砕
し、乾燥する。次にこの乾燥粉砕粉にポリビニルアルコ
ールからなるバインダーを添加、造粒し、１平方センチ
メートル当たり８００kgの圧力で直径２０mm、厚さ２．
５mmの円板状に成形した。次に１３００℃で２時間本焼
成を行い、焼結体を得た。この焼結体にＮｉメッキを形
成した後、銀ペーストを印刷塗布、焼付けし、電極とし
た。次に、このように作製した試料の評価として室温抵
抗値Ｒ25、抵抗温度係数α、耐電圧ＶBDの測定を行っ
た。その結果を（表１）に示した。
で２時間仮焼する。その後再びボールミルにて湿式粉砕
し、乾燥する。次にこの乾燥粉砕粉にポリビニルアルコ
ールからなるバインダーを添加、造粒し、１平方センチ
メートル当たり８００kgの圧力で直径２０mm、厚さ２．
５mmの円板状に成形した。次に１３００℃で２時間本焼
成を行い、焼結体を得た。この焼結体にＮｉメッキを形
成した後、銀ペーストを印刷塗布、焼付けし、電極とし
た。次に、このように作製した試料の評価として室温抵
抗値Ｒ25、抵抗温度係数α、耐電圧ＶBDの測定を行っ
た。その結果を（表１）に示した。
【００１４】ここで、抵抗温度係数は次式に従い求め
た。 〔Ｉｎ（Ｒ2／Ｒ1）／（Ｔ2−Ｔ1）〕×１００（％／
℃） 但し、Ｒ1，Ｔ1；Ｒ25の２倍の抵抗値およびその時の温
度 Ｒ2，Ｔ2；（Ｔ1＋３０）℃の抵抗値およびその温度 である。
た。 〔Ｉｎ（Ｒ2／Ｒ1）／（Ｔ2−Ｔ1）〕×１００（％／
℃） 但し、Ｒ1，Ｔ1；Ｒ25の２倍の抵抗値およびその時の温
度 Ｒ2，Ｔ2；（Ｔ1＋３０）℃の抵抗値およびその温度 である。
【００１５】（表１）から明らかなように、ＭｎＴｉＯ
3の添加量が本発明の請求の範囲内である試料番号３〜
７は、室温抵抗値が低く、抵抗温度係数が大きくしかも
耐電圧が大きいことが認められる。逆に本発明の請求の
範囲外である試料番号１，２，８および９は室温抵抗値
が高く、抵抗温度係数の向上も認められない。
3の添加量が本発明の請求の範囲内である試料番号３〜
７は、室温抵抗値が低く、抵抗温度係数が大きくしかも
耐電圧が大きいことが認められる。逆に本発明の請求の
範囲外である試料番号１，２，８および９は室温抵抗値
が高く、抵抗温度係数の向上も認められない。
【００１６】（実施の形態２）（実施の形態１）と同様
の組成となるように原料を配合しボールミルにて湿式混
合する。但し、この時ＭｎＴｉＯ3は配合から除外す
る。次にこの混合物を乾燥した後１０５０℃で２時間仮
焼した。さらにこの仮焼粉にＭｎＴｉＯ3を主成分（Ｂ
ａ0.68Ｐｂ0.22Ｃａ0.10）ＴｉＯ3 １ｍｏｌに対して
（表２）に示した添加量にて添加しボールミルにて湿式
混合した。
の組成となるように原料を配合しボールミルにて湿式混
合する。但し、この時ＭｎＴｉＯ3は配合から除外す
る。次にこの混合物を乾燥した後１０５０℃で２時間仮
焼した。さらにこの仮焼粉にＭｎＴｉＯ3を主成分（Ｂ
ａ0.68Ｐｂ0.22Ｃａ0.10）ＴｉＯ3 １ｍｏｌに対して
（表２）に示した添加量にて添加しボールミルにて湿式
混合した。
【００１７】
【表２】
【００１８】このときの仮焼粉砕粉の平均粒子径を
ＤA、ＭｎＴｉＯ3の平均粒子径をＤBとした。
ＤA、ＭｎＴｉＯ3の平均粒子径をＤBとした。
【００１９】ここで、ＤAとＤBとの比ＤA／ＤBを（表
２）のようになるように粉砕時間にて調整した。さらに
この粉砕粉を（実施の形態１）と同様な方法で造粒、成
形、焼成し電極を形成した。次に、このように作製され
た試料の各種の電気特性を測定する。その抵抗温度特性
より（実施の形態１）と同様にＲ25，α，ＶBDを評価す
る。その評価結果を（表２）に示した。
２）のようになるように粉砕時間にて調整した。さらに
この粉砕粉を（実施の形態１）と同様な方法で造粒、成
形、焼成し電極を形成した。次に、このように作製され
た試料の各種の電気特性を測定する。その抵抗温度特性
より（実施の形態１）と同様にＲ25，α，ＶBDを評価す
る。その評価結果を（表２）に示した。
【００２０】（表２）より明らかなように、ＭｎＴｉＯ
3を仮焼後に添加することにより、室温抵抗値が低く、
耐電圧の高い正特性サーミスタを得ることが出来るが、
試料番号１０，１６のようにＭｎＴｉＯ3の添加量が本
発明の請求の範囲外であるとその効果は認められない。
一方、ＤA／ＤBが０．５〜１．０の範囲内である試料番
号１８〜２０においては、試料番号１１〜１５、１７、
２１のようにＭｎＴｉＯ3の量を規定したものよりもさ
らに室温抵抗値が低く耐電圧の高い正特性サーミスタを
得ることが出来る。
3を仮焼後に添加することにより、室温抵抗値が低く、
耐電圧の高い正特性サーミスタを得ることが出来るが、
試料番号１０，１６のようにＭｎＴｉＯ3の添加量が本
発明の請求の範囲外であるとその効果は認められない。
一方、ＤA／ＤBが０．５〜１．０の範囲内である試料番
号１８〜２０においては、試料番号１１〜１５、１７、
２１のようにＭｎＴｉＯ3の量を規定したものよりもさ
らに室温抵抗値が低く耐電圧の高い正特性サーミスタを
得ることが出来る。
【００２１】以上（実施の形態１）および（実施の形態
２）のように、本発明の正特性サーミスタの製造方法を
用いることにより、室温での抵抗値が低く、抵抗温度係
数が大きく耐電圧の高い素子を得ることができる。
２）のように、本発明の正特性サーミスタの製造方法を
用いることにより、室温での抵抗値が低く、抵抗温度係
数が大きく耐電圧の高い素子を得ることができる。
【００２２】また（実施の形態１，２）においては、半
導体化元素として、Ｙ2Ｏ3を用いたが、他の希土類元素
あるいはＮｂ，Ｓｂ，Ｂｉの酸化物の中から少なくとも
一種類を用いることにより同等の効果が得られるもので
ある。
導体化元素として、Ｙ2Ｏ3を用いたが、他の希土類元素
あるいはＮｂ，Ｓｂ，Ｂｉの酸化物の中から少なくとも
一種類を用いることにより同等の効果が得られるもので
ある。
【００２３】なお、本発明における半導体化元素量は主
成分１００モルに対して０．１〜０．４モル、ＳｉＯ2
量は１〜５モル、Ａｌ2Ｏ3量は０．０５〜０．２モルの
範囲で添加するのが好ましい。なぜなら、これらの範囲
外であると室温での抵抗値が大きく上昇したり、抵抗温
度係数が低くなるため本発明の目的が達成されないため
である。
成分１００モルに対して０．１〜０．４モル、ＳｉＯ2
量は１〜５モル、Ａｌ2Ｏ3量は０．０５〜０．２モルの
範囲で添加するのが好ましい。なぜなら、これらの範囲
外であると室温での抵抗値が大きく上昇したり、抵抗温
度係数が低くなるため本発明の目的が達成されないため
である。
【００２４】
【発明の効果】以上の説明より明らかなように、本発明
は、チタン酸バリウムまたはその固溶体を主成分とし副
成分として希土類元素あるいはＮｂ，Ｓｂ，Ｂｉの酸化
物のうち少なくとも一種類とＳｉＯ2とＡｌ2Ｏ3および
ＭｎＴｉＯ3が添加されてなる組成物で、その製造方法
において特に、ＭｎＴｉＯ3を仮焼後に添加混合させ、
さらに仮焼粉砕粉とＭｎＴｉＯ3の平均粒子径の比が
０．５〜１．０となるようにコントロールし正特性サー
ミスタを形成するものである。その結果、室温での抵抗
値が低く、かつ耐電圧の高い正特性サーミスタを得るこ
とができ、製品の小型化や高電力回路への応用が期待で
きるためその工業的価値は大きい。
は、チタン酸バリウムまたはその固溶体を主成分とし副
成分として希土類元素あるいはＮｂ，Ｓｂ，Ｂｉの酸化
物のうち少なくとも一種類とＳｉＯ2とＡｌ2Ｏ3および
ＭｎＴｉＯ3が添加されてなる組成物で、その製造方法
において特に、ＭｎＴｉＯ3を仮焼後に添加混合させ、
さらに仮焼粉砕粉とＭｎＴｉＯ3の平均粒子径の比が
０．５〜１．０となるようにコントロールし正特性サー
ミスタを形成するものである。その結果、室温での抵抗
値が低く、かつ耐電圧の高い正特性サーミスタを得るこ
とができ、製品の小型化や高電力回路への応用が期待で
きるためその工業的価値は大きい。
Claims (5)
- 【請求項１】 チタン酸バリウム又はその固溶体からな
る主成分に、副成分として、希土類元素あるいはＮｂ，
Ｓｂ，Ｂｉの酸化物のうち少なくとも一種類、さらにＳ
ｉＯ2，Ａｌ2Ｏ3，ＭｎＴｉＯ3とを含有させた素子と、
この素子の表面に形成した少なくとも一対の電極とを備
えた正特性サーミスタ。 - 【請求項２】 ＭｎＴｉＯ3は、主成分１００モルに対
して０．０３〜０．２モル含有させた請求項１に記載の
正特性サーミスタ。 - 【請求項３】 チタン酸バリウムを有する主成分に、副
成分として希土類元素あるいはＮｂ，Ｓｂ，Ｂｉの酸化
物の中から少なくとも一種類と、ＳｉＯ2，Ａｌ2Ｏ3を
添加した原料を仮焼し、次にこの原料にＭｎＴｉＯ3を
添加して粉砕し、次いでこの原料を成形、焼成して焼結
体を得、その後この焼結体表面に少なくとも一対の電極
を形成する正特性サーミスタの製造方法。 - 【請求項４】 粉砕後のＭｎＴｉＯ3の平均粒子径を
ＤB、ＭｎＴｉＯ3以外の原料の平均粒子径をＤAとする
と、ＤA／ＤBが０．５〜１．０となるようにする請求項
３に記載の正特性サーミスタの製造方法。 - 【請求項５】 ＭｎＴｉＯ3の添加量は、主成分１００
モルに対して０．０３〜０．２モルである請求項３に記
載の正特性サーミスタの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8148813A JPH09330805A (ja) | 1996-06-11 | 1996-06-11 | 正特性サーミスタおよびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8148813A JPH09330805A (ja) | 1996-06-11 | 1996-06-11 | 正特性サーミスタおよびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09330805A true JPH09330805A (ja) | 1997-12-22 |
Family
ID=15461295
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8148813A Pending JPH09330805A (ja) | 1996-06-11 | 1996-06-11 | 正特性サーミスタおよびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09330805A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19908444B4 (de) * | 1998-02-27 | 2008-05-29 | Denso Corp., Kariya | Verfahren zur Herstellung eines Thermistorelements |
-
1996
- 1996-06-11 JP JP8148813A patent/JPH09330805A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19908444B4 (de) * | 1998-02-27 | 2008-05-29 | Denso Corp., Kariya | Verfahren zur Herstellung eines Thermistorelements |
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