JPS60182701A - サ−ミスタ - Google Patents
サ−ミスタInfo
- Publication number
- JPS60182701A JPS60182701A JP3959584A JP3959584A JPS60182701A JP S60182701 A JPS60182701 A JP S60182701A JP 3959584 A JP3959584 A JP 3959584A JP 3959584 A JP3959584 A JP 3959584A JP S60182701 A JPS60182701 A JP S60182701A
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- JP
- Japan
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- thermistor
- oxide layer
- metal oxide
- metal
- film
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- Measuring Temperature Or Quantity Of Heat (AREA)
- Thermistors And Varistors (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
【発明の詳細な説明】
（イ）産業上の利用分野
この発明は、サーミスタに関する。さらに詳しくは、抵
抗一温度特性に優れ応答性も良好なサーミスタに関する
。
抗一温度特性に優れ応答性も良好なサーミスタに関する
。
（ロ）従来技術
従来、熱電素子として電気抵抗が温度によって変化する
ことを利用したサーミスタが知られている。このサーミ
スタが知られている。このサーミスタは一対の電極間に
マンガン、コバルト、ニッケル、銅等の半導電性の金属
酸化物層を形成させたものであり、これらは対応する金
属の炭酸塩、硝酸塩、塩化物、酸化物等を所定の抵抗率
が得られるように適当に混合して高温加熱して焼結する
ことにより形成されている。そしてその金属酸化物層の
具体的形状としてビード形、ディスク形、ロッド形等が
知られている。
ことを利用したサーミスタが知られている。このサーミ
スタが知られている。このサーミスタは一対の電極間に
マンガン、コバルト、ニッケル、銅等の半導電性の金属
酸化物層を形成させたものであり、これらは対応する金
属の炭酸塩、硝酸塩、塩化物、酸化物等を所定の抵抗率
が得られるように適当に混合して高温加熱して焼結する
ことにより形成されている。そしてその金属酸化物層の
具体的形状としてビード形、ディスク形、ロッド形等が
知られている。
しかしながら、これらの焼結法により得られるサーミス
タは上記のととくバルク状であるため、それ自体の熱容
量が大きくそのため応答が遅く抵抗一温度特性の優れた
ものを得ることが困難であった。
タは上記のととくバルク状であるため、それ自体の熱容
量が大きくそのため応答が遅く抵抗一温度特性の優れた
ものを得ることが困難であった。
この点に関し、スパッタリングによって薄膜の金属酸化
物層を絶縁基板上に形成させて熱容量の小さいサーミス
タを作製する提案もなされているが、スパッタリングで
は多成分系の場合の組成をコントロールすることが困難
で所望の抵抗値範囲に制御し難く、かつ絶縁基板として
も平板状のものしか用いることができないという不都合
もあった。
物層を絶縁基板上に形成させて熱容量の小さいサーミス
タを作製する提案もなされているが、スパッタリングで
は多成分系の場合の組成をコントロールすることが困難
で所望の抵抗値範囲に制御し難く、かつ絶縁基板として
も平板状のものしか用いることができないという不都合
もあった。
０９目 的
この発明は、かような状況下においてなされたものであ
り、熱容量が小さく抵抗一温度特性に優れ、しかも所望
の形状に簡便に作製しうるサーミスタを提供することを
目的とするものである。
り、熱容量が小さく抵抗一温度特性に優れ、しかも所望
の形状に簡便に作製しうるサーミスタを提供することを
目的とするものである。
に）構成
かくしてこの発明によれば、一対の電極間に半導電性の
金属酸化物層を備えてなるサーミスタにおいて、 金属酸化物層が、対応する金属アルコキシド及び／又は
酸素を配位子とする有機金属キレート化合物の加水分解
により生成するゲル膜を絶縁基材上に塗布形成し次いで
加熱処理することにより薄膜状に形成されてなるサーミ
スタが提供される。
金属酸化物層を備えてなるサーミスタにおいて、 金属酸化物層が、対応する金属アルコキシド及び／又は
酸素を配位子とする有機金属キレート化合物の加水分解
により生成するゲル膜を絶縁基材上に塗布形成し次いで
加熱処理することにより薄膜状に形成されてなるサーミ
スタが提供される。
この発明の最も特徴とする点は、半導電性の金属酸化物
層が、特定の有機金属化合物の加水分解と乾燥により生
じる金属水酸化物系ゲル膜を中間体として絶縁基材上に
まず形成させ次いでこれを加熱処理することにより形成
されている点である。
層が、特定の有機金属化合物の加水分解と乾燥により生
じる金属水酸化物系ゲル膜を中間体として絶縁基材上に
まず形成させ次いでこれを加熱処理することにより形成
されている点である。
かかる金属水酸化物系ゲル膜は、上記有機金属化合物の
含水溶液の絶縁基板上への塗布によシ形成できるため結
果として得られる金属酸化物層は従来の焼結法に比して
顕著に薄膜化されているものである。
含水溶液の絶縁基板上への塗布によシ形成できるため結
果として得られる金属酸化物層は従来の焼結法に比して
顕著に薄膜化されているものである。
この発明において、対応する金属アルコキシド及び／又
は酸素を配位子とする有機金属キレート化合物とは、意
図する半導電性の金属酸、化物の金属組成に対応した金
属元素及びその組成比からなる単−又は複数の上記化合
物を意味する。上記金属酸化物層は、通常、マグネシウ
ム、バナジウム、マンガン、鉄、コバルト、ニッケル及
び銅から選ばれる一種以上の金属の酸化物から構成する
のが適当であるため、上記金属アルコキシド及び／又は
酸素を配位子とする有機金属キレート化合物も上記金属
を含有するものが対応して用いられる。
は酸素を配位子とする有機金属キレート化合物とは、意
図する半導電性の金属酸、化物の金属組成に対応した金
属元素及びその組成比からなる単−又は複数の上記化合
物を意味する。上記金属酸化物層は、通常、マグネシウ
ム、バナジウム、マンガン、鉄、コバルト、ニッケル及
び銅から選ばれる一種以上の金属の酸化物から構成する
のが適当であるため、上記金属アルコキシド及び／又は
酸素を配位子とする有機金属キレート化合物も上記金属
を含有するものが対応して用いられる。
上記金属アルコキシドの具体例としては、低級アルコキ
シド金属を用いるのが適しており、例えばＣ０（ＯＣ２
Ｈ６）２、Ｎ１（ＯＣ２Ｈ５）２、Ｆｅ（ＯＣ２Ｈ５）
３ 等が好ましい。一方、酸素を配位子とする有機金属
キレート化合物の具体例としては、アルカンジオン又は
その誘導体の金属キレート化合物が適しておシ、例えば
２．４−ペンタンジオン（アセチルアセトン）、３−フ
ェニル−２，４−ペンタンジオン（３−フェニルアセチ
ルアセトン）、２．４−ヘキサンジオン、２．４（又は
３，５）−へブタンジオン、２，２，６，６−チトラメ
チルー３．５−へブタンジオン（ジピバロイルメタン）
等の低級アルカンジオンのマンガンキレート化合物、コ
バルトキレート化合物、ニッケルキレート化合物等が好
ましい。もちろんこれらの混合して用いてもよく、その
組合せは意図する半導電体の抵抗値Ｇｌｌ常、１０°〜
１０８Ωオーダー）に応じて調整すればよい。
シド金属を用いるのが適しており、例えばＣ０（ＯＣ２
Ｈ６）２、Ｎ１（ＯＣ２Ｈ５）２、Ｆｅ（ＯＣ２Ｈ５）
３ 等が好ましい。一方、酸素を配位子とする有機金属
キレート化合物の具体例としては、アルカンジオン又は
その誘導体の金属キレート化合物が適しておシ、例えば
２．４−ペンタンジオン（アセチルアセトン）、３−フ
ェニル−２，４−ペンタンジオン（３−フェニルアセチ
ルアセトン）、２．４−ヘキサンジオン、２．４（又は
３，５）−へブタンジオン、２，２，６，６−チトラメ
チルー３．５−へブタンジオン（ジピバロイルメタン）
等の低級アルカンジオンのマンガンキレート化合物、コ
バルトキレート化合物、ニッケルキレート化合物等が好
ましい。もちろんこれらの混合して用いてもよく、その
組合せは意図する半導電体の抵抗値Ｇｌｌ常、１０°〜
１０８Ωオーダー）に応じて調整すればよい。
この発明のサーミスタを得るに当って、まず上記有機金
属化合物の加水分解によシ生成する金属水酸化物系のゲ
ル膜が絶縁基体上に形成される。
属化合物の加水分解によシ生成する金属水酸化物系のゲ
ル膜が絶縁基体上に形成される。
この形成は、有機金属化合物の含水溶液を絶縁基体上に
ディップ法、スピンナー法、ハケ塗り法等で塗布した後
、風乾等で徐々に乾燥させることにより行なわれる。こ
の際の含水溶液としては含水メタノールや含水エタノー
ル等の含水易揮発性有機溶媒溶液を用いるのが適当であ
り、含水量は少量（通常０．５ ＶｏＬ％以下）とする
のが好ましい。さらに、この溶液中に酸を添加しておく
ことが、均一な真溶液が得られ、加水分解も円滑に行な
われて均一厚みの造膜が行なわれる観点から好ましい。
ディップ法、スピンナー法、ハケ塗り法等で塗布した後
、風乾等で徐々に乾燥させることにより行なわれる。こ
の際の含水溶液としては含水メタノールや含水エタノー
ル等の含水易揮発性有機溶媒溶液を用いるのが適当であ
り、含水量は少量（通常０．５ ＶｏＬ％以下）とする
のが好ましい。さらに、この溶液中に酸を添加しておく
ことが、均一な真溶液が得られ、加水分解も円滑に行な
われて均一厚みの造膜が行なわれる観点から好ましい。
なお、含水溶液の粘度を適宜調整することによりゲル膜
厚ひいては金属酸化物層の厚みを制御することができる
が、通常、含水溶液中の上記化合物の濃度は０．０５〜
０．１重量％とするのが好ましい。
厚ひいては金属酸化物層の厚みを制御することができる
が、通常、含水溶液中の上記化合物の濃度は０．０５〜
０．１重量％とするのが好ましい。
かかる含水溶液中の金属アルコキシド及び／又は有機金
属キレート化合物は水により加水分解して金属水酸化物
を主とするゾルを形成するが、これを乾燥することによ
りゲル膜が造膜される。乾燥は風乾でもよいが５０〜１
００℃程度の温度下で保持して副生ずる低級アルコール
及び溶媒を充分に除去するのが好ましい。ただし、乾燥
は後述する加熱処理時にも行なわれるので必ずしも完全
に行なう必要はない。
属キレート化合物は水により加水分解して金属水酸化物
を主とするゾルを形成するが、これを乾燥することによ
りゲル膜が造膜される。乾燥は風乾でもよいが５０〜１
００℃程度の温度下で保持して副生ずる低級アルコール
及び溶媒を充分に除去するのが好ましい。ただし、乾燥
は後述する加熱処理時にも行なわれるので必ずしも完全
に行なう必要はない。
かようなゲル膜を加熱処理することによりゲルを構成す
る金属水酸化物やその低縮合物は脱水して高縮合化され
酸化物に変換し、この発明の金属酸化物層が形成される
。加熱処理する条件は通常５００〜１５００℃下で０．
１〜５時間程度で充分であシ原料を選ぶことによ、ｂ、
１ｏｏｏ℃以下の比較的低温下、ことに５００℃程度の
低温下での処理が可能である。
る金属水酸化物やその低縮合物は脱水して高縮合化され
酸化物に変換し、この発明の金属酸化物層が形成される
。加熱処理する条件は通常５００〜１５００℃下で０．
１〜５時間程度で充分であシ原料を選ぶことによ、ｂ、
１ｏｏｏ℃以下の比較的低温下、ことに５００℃程度の
低温下での処理が可能である。
このようにして得られたこの発明のサーミスタの金属酸
化物層の厚みは通常的０，０１〜１０μｍであり従来の
ものに比して顕しく薄膜化されたものである。従って該
酸化物層の熱容址に基ずく不利な点は改善されたもので
ある。
化物層の厚みは通常的０，０１〜１０μｍであり従来の
ものに比して顕しく薄膜化されたものである。従って該
酸化物層の熱容址に基ずく不利な点は改善されたもので
ある。
なお、形成された金属酸化物層の表面に、絶縁性の表面
保護膜を形成させるのが実用上好ましく、ことに湿分を
含む液体や気体を測定対象とする際に望ましいものであ
る。この表面保護膜はサーミスタ特性を阻害せず測定対
象と半導電性酸化物層との直接的な接触を防止しうるも
のであればよく、通猟、半導電性酸化物層の１４ 、１
／、程度の厚みの絶縁性酸化物膜を被覆するのが適して
いる。
保護膜を形成させるのが実用上好ましく、ことに湿分を
含む液体や気体を測定対象とする際に望ましいものであ
る。この表面保護膜はサーミスタ特性を阻害せず測定対
象と半導電性酸化物層との直接的な接触を防止しうるも
のであればよく、通猟、半導電性酸化物層の１４ 、１
／、程度の厚みの絶縁性酸化物膜を被覆するのが適して
いる。
この形成は、好ましくは、低級アルコキシシランの溶液
を塗布して前記半導電性酸化物層と同様にしてゲル化、
加熱処理することによシ行なわれる。従ってこの発明は
かような三層構造のサーミスタ特性をも提供するもので
ある。
を塗布して前記半導電性酸化物層と同様にしてゲル化、
加熱処理することによシ行なわれる。従ってこの発明は
かような三層構造のサーミスタ特性をも提供するもので
ある。
なお、電極は、ゲル膜を塗布形成する絶縁基材上に予め
形成させておいてもよく、金属酸化物層を形成させた後
形成してもよい。
形成させておいてもよく、金属酸化物層を形成させた後
形成してもよい。
以下この発明を実施例により説明するが、これによシこ
の発明は限定されるものではない。
の発明は限定されるものではない。
（ホ）実施例
〔実施例１〕
ジェトキシコバルト、ジェトキシニッケル及びマンガン
アセチルアセトネート−をモルチトシてそれぞれ１．５
６：４０．５：５７．９でかつ全量が０．０２モルとな
るよう混合し、これをメタノール１００ｍＺ中に加えて
８０℃下２時間還流させて均一な溶液を得た。この溶液
にＩＮ塩酸２−を加えた後、１０Ｘ２０Ｘ１．５簡の石
英ガラス板の片面にディップ法で塗布し次いで常温下、
約１０分放置して風乾することにより、石英ガラス板の
片面にコバルト、ニッケル及びマンガンの水酸化物を主
体とする厚み約０．１μｍのゲル膜が形成された。上記
ガラス板を電気炉中に入れて約８００℃下、”１時間高
温加熱処理することによりゲル膜が酸化物膜に変換され
た素子を得、この素子の酸化物膜の対向する端部に銀ペ
イントを塗布して一対の電極を形成させることにより第
１図及び第２図に示すごとき平板状のサーミスタ（１）
を得た。図中、（２） 、 ｆ２＋は電極、（３）は半
導電性の金属酸化物層、（４）は絶縁基材、（５）はリ
ード線をそれぞれ示す。
アセチルアセトネート−をモルチトシてそれぞれ１．５
６：４０．５：５７．９でかつ全量が０．０２モルとな
るよう混合し、これをメタノール１００ｍＺ中に加えて
８０℃下２時間還流させて均一な溶液を得た。この溶液
にＩＮ塩酸２−を加えた後、１０Ｘ２０Ｘ１．５簡の石
英ガラス板の片面にディップ法で塗布し次いで常温下、
約１０分放置して風乾することにより、石英ガラス板の
片面にコバルト、ニッケル及びマンガンの水酸化物を主
体とする厚み約０．１μｍのゲル膜が形成された。上記
ガラス板を電気炉中に入れて約８００℃下、”１時間高
温加熱処理することによりゲル膜が酸化物膜に変換され
た素子を得、この素子の酸化物膜の対向する端部に銀ペ
イントを塗布して一対の電極を形成させることにより第
１図及び第２図に示すごとき平板状のサーミスタ（１）
を得た。図中、（２） 、 ｆ２＋は電極、（３）は半
導電性の金属酸化物層、（４）は絶縁基材、（５）はリ
ード線をそれぞれ示す。
このようにして得たサーミスタの温度−抵抗特性は第４
図に示すごとく良好なものであった。
図に示すごとく良好なものであった。
〔実施例２〕
絶縁基材としてガラスチューブ（内径３１１ＩＩ１１１
外径５悶）を用い、その内面の一部に実施例１と同様に
して半４電性の金属酸化物層を形成させ、さらにその上
にテトラエトキシシランのアルコール溶液を流し込んで
加水分解させ約５００℃で焼成して絶縁性のガラス保護
膜を形成した。
外径５悶）を用い、その内面の一部に実施例１と同様に
して半４電性の金属酸化物層を形成させ、さらにその上
にテトラエトキシシランのアルコール溶液を流し込んで
加水分解させ約５００℃で焼成して絶縁性のガラス保護
膜を形成した。
次いで、ガラスチューブの両端に開いた径０．５調の孔
に銀ペーストを流し込んで電極を形成することにより第
３図に示すごとき管状のこの発明のサーミスタ（１′）
を得た。なお、図中、（３Ｄは保護膜を示す。このサー
ミスタ（１′）は管内を流れる流体の温度計測に供する
のに適している。
に銀ペーストを流し込んで電極を形成することにより第
３図に示すごとき管状のこの発明のサーミスタ（１′）
を得た。なお、図中、（３Ｄは保護膜を示す。このサー
ミスタ（１′）は管内を流れる流体の温度計測に供する
のに適している。
上記のサーミスタ（１′）の特性は実施例１と同様なも
のであった。
のであった。
（へ）効 果
以上述べたように、この発明のサーミスタは薄膜化され
た金属酸化物層からなるためそれ自体の熱容量が小さく
優れた抵抗一温度特性を有するものである。さらにその
金属酸化物層の形成も簡便でかつ平面状の絶縁基材に限
らず如何なる形状のもの例えば、管状、曲面状、突起状
、凹凸状等のものにも行なうことができるため有利であ
り、サーミスタ自体の構造上の自由度を拡大しうるもの
である。そして、例えば管状の絶縁基材の内面に簡便に
形成してフロータイブのサーミスタとすることができる
。またこの発明のサーミスタは、有機金属化合物を原料
としているため熱処理温度の低減化も可能であり、製造
時にも溶液として取り扱うことができるだめペースト化
する必要もなく、所望の組成制御や抵抗値制御がより簡
便に行ないうる利点を有している。
た金属酸化物層からなるためそれ自体の熱容量が小さく
優れた抵抗一温度特性を有するものである。さらにその
金属酸化物層の形成も簡便でかつ平面状の絶縁基材に限
らず如何なる形状のもの例えば、管状、曲面状、突起状
、凹凸状等のものにも行なうことができるため有利であ
り、サーミスタ自体の構造上の自由度を拡大しうるもの
である。そして、例えば管状の絶縁基材の内面に簡便に
形成してフロータイブのサーミスタとすることができる
。またこの発明のサーミスタは、有機金属化合物を原料
としているため熱処理温度の低減化も可能であり、製造
時にも溶液として取り扱うことができるだめペースト化
する必要もなく、所望の組成制御や抵抗値制御がより簡
便に行ないうる利点を有している。
第１図は、この発明のサーミスタを例示する平面図、第
２図は第１図の断面図、第３図はこの発明のサーミスタ
の他の具体例を示す部分断面図、第４図は、この発明の
サーミスタの温度−抵抗特性を例示するグラフ図である
。 １） 、 （１’ ）・・・・・・・・・サーミスタ、
（２）・・・・・・・・・電極、（３）・・・・・・・
・・半導電性の金属酸化物層、（４）・・・・・・・・
・絶縁基拐、（５）・・・・・・・・・ リード線、６
ＸＪ・・・・・・・・・保護膜。 第１図 第３図 １″ 第４図 １ｏｇ （’ｃ ）
２図は第１図の断面図、第３図はこの発明のサーミスタ
の他の具体例を示す部分断面図、第４図は、この発明の
サーミスタの温度−抵抗特性を例示するグラフ図である
。 １） 、 （１’ ）・・・・・・・・・サーミスタ、
（２）・・・・・・・・・電極、（３）・・・・・・・
・・半導電性の金属酸化物層、（４）・・・・・・・・
・絶縁基拐、（５）・・・・・・・・・ リード線、６
ＸＪ・・・・・・・・・保護膜。 第１図 第３図 １″ 第４図 １ｏｇ （’ｃ ）
Claims (4)
- （１）一対の電極間に半導電性の金属酸化物層を備えて
なるサーミスタにおいて、 金属酸化物層が、対応する金属アルコキシド及び／又は
酸素を配位子とする有機金属キレート化合物の加水分解
により生成するゲル膜を絶縁基材上に塗布形成し次いで
加熱処理することにより薄膜状に形成されてなるサーミ
スタ。 - （２）金属酸化物層の厚みが、約０．０１〜１０μｍで
ある特許請求の範囲第１項記載のサーミスタ。 - （３）金属酸化物層が、マグネシウム、バナジウム、マ
ンガン、鉄、コバルト、ニッケル及び銅から選ばれる一
種以上の金属の酸・化物からなる特許請求の範囲第１項
記載のサーミスタ。 - （４） 酸素を配位子とする有機金属キレート化合物が
、アルカンジオン類の金属錯体である特許請求の範囲第
１項記載のサーミスタ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3959584A JPS60182701A (ja) | 1984-02-29 | 1984-02-29 | サ−ミスタ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3959584A JPS60182701A (ja) | 1984-02-29 | 1984-02-29 | サ−ミスタ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60182701A true JPS60182701A (ja) | 1985-09-18 |
Family
ID=12557458
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3959584A Pending JPS60182701A (ja) | 1984-02-29 | 1984-02-29 | サ−ミスタ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60182701A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02129901A (ja) * | 1988-11-10 | 1990-05-18 | Mitsui Toatsu Chem Inc | 正特性薄膜サーミスタ |
| JPH06310303A (ja) * | 1993-04-23 | 1994-11-04 | Shibaura Denshi Seisakusho:Kk | Ｎｔｃサーミスタの製造方法 |
-
1984
- 1984-02-29 JP JP3959584A patent/JPS60182701A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02129901A (ja) * | 1988-11-10 | 1990-05-18 | Mitsui Toatsu Chem Inc | 正特性薄膜サーミスタ |
| JPH06310303A (ja) * | 1993-04-23 | 1994-11-04 | Shibaura Denshi Seisakusho:Kk | Ｎｔｃサーミスタの製造方法 |
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