JP2581754B2 - サーミスタ用酸化物半導体組成物 - Google Patents
サーミスタ用酸化物半導体組成物Info
- Publication number
- JP2581754B2 JP2581754B2 JP63117049A JP11704988A JP2581754B2 JP 2581754 B2 JP2581754 B2 JP 2581754B2 JP 63117049 A JP63117049 A JP 63117049A JP 11704988 A JP11704988 A JP 11704988A JP 2581754 B2 JP2581754 B2 JP 2581754B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- thermistor
- oxide
- specific resistance
- semiconductor composition
- cobalt
- Prior art date
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- Expired - Lifetime
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- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
- Thermistors And Varistors (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はサーミスタ用の半導体に関し、特に負の抵抗
温度係数を有するサーミスタを得るための金属酸化物半
導体組成物に関する。
温度係数を有するサーミスタを得るための金属酸化物半
導体組成物に関する。
一般に負の抵抗温度係数を有するサーミスタは、マン
ガン、コバルト、ニッケル等の金属の酸化物を適当な配
合比で混合し、成形、焼結して抵抗体チップを得、これ
に端子等を取り付けて形成される。こうして得られたサ
ーミスタの電気的特性は、サーミスタを構成する材料に
含まれる金属元素の組合せやその成分比、あるいは製造
条件を種々変えることにより変化するものである。
ガン、コバルト、ニッケル等の金属の酸化物を適当な配
合比で混合し、成形、焼結して抵抗体チップを得、これ
に端子等を取り付けて形成される。こうして得られたサ
ーミスタの電気的特性は、サーミスタを構成する材料に
含まれる金属元素の組合せやその成分比、あるいは製造
条件を種々変えることにより変化するものである。
かかるサーミスタは、その抵抗温度特性を利用して温
度計測等に広く利用されているが、負の抵抗温度係数を
有するサーミスタ（以下NTCサーミスタという。）の利
用形態のひとつとして、電気機器の起動時に流れるラッ
シュ電流を抑制するために電源回路にサーミスタを組み
込むものがある。このような目的に使用されるサーミス
タとしては室温における比抵抗が小さいものが要求さ
れ、たとえば25℃で130Ω・cm以下のものが好ましいと
されている。
度計測等に広く利用されているが、負の抵抗温度係数を
有するサーミスタ（以下NTCサーミスタという。）の利
用形態のひとつとして、電気機器の起動時に流れるラッ
シュ電流を抑制するために電源回路にサーミスタを組み
込むものがある。このような目的に使用されるサーミス
タとしては室温における比抵抗が小さいものが要求さ
れ、たとえば25℃で130Ω・cm以下のものが好ましいと
されている。
このような比抵抗値の小さなNTCサーミスタを得るた
めには、マンガン、コバルト、ニッケル等の金属の酸化
物に銅酸化物を添加配合することが行われ、銅酸化物の
添加量を増減することにより比抵抗を所望の範囲に調整
するようにしていた。
めには、マンガン、コバルト、ニッケル等の金属の酸化
物に銅酸化物を添加配合することが行われ、銅酸化物の
添加量を増減することにより比抵抗を所望の範囲に調整
するようにしていた。
前述のような銅を含むサーミスタにおいては、銅の配
合量を増加することにより比抵抗を低下させることがで
きるものの、それと共に比抵抗のバラツキが大きくなっ
て生産歩留りが低下し、これを避けるためには配合比や
製造条件の管理を一層厳密にする必要があるなど量産性
および経済性に問題があった。さらにまた、かかる銅を
含むサーミスタは、高温（たとえば200℃）で長時間使
用すると比抵抗が上昇し、信頼性に乏しい欠点もあっ
た。
合量を増加することにより比抵抗を低下させることがで
きるものの、それと共に比抵抗のバラツキが大きくなっ
て生産歩留りが低下し、これを避けるためには配合比や
製造条件の管理を一層厳密にする必要があるなど量産性
および経済性に問題があった。さらにまた、かかる銅を
含むサーミスタは、高温（たとえば200℃）で長時間使
用すると比抵抗が上昇し、信頼性に乏しい欠点もあっ
た。
そこで本発明においては、比抵抗のバラツキが小さく
また高温での劣化も少ないNTCサーミスタを得ることを
目的とし、そのようなNTCサーミスタを製造するに適し
た酸化物半導体組成物を提供しようとするものである。
また高温での劣化も少ないNTCサーミスタを得ることを
目的とし、そのようなNTCサーミスタを製造するに適し
た酸化物半導体組成物を提供しようとするものである。
上述の本発明の目的は、マンガン酸化物とコバルト酸
化物とランタン酸化物とから実質的になる金属酸化物の
焼結体であって、金属元素としてマンガンが10〜80原子
％、コバルトが10〜80原子％、ランタンが1.0〜45原子
％含まれることを特徴とするサーミスタ用酸化物半導体
組成物によって達成される。
化物とランタン酸化物とから実質的になる金属酸化物の
焼結体であって、金属元素としてマンガンが10〜80原子
％、コバルトが10〜80原子％、ランタンが1.0〜45原子
％含まれることを特徴とするサーミスタ用酸化物半導体
組成物によって達成される。
かかる本発明の半導体組成物を製造するための原料と
しては、それぞれがマンガン、コバルトおよびランタン
の酸化物、または加熱焼成によってそれぞれの金属元素
の酸化物を与える化合物、たとえば水酸化物、炭酸塩、
あるいは蓚酸等の有機酸の塩などを用いることができる
が、必要とされる純度および組成の安定さを満足するも
のであれば、特にこれらに限定されるものではない。
しては、それぞれがマンガン、コバルトおよびランタン
の酸化物、または加熱焼成によってそれぞれの金属元素
の酸化物を与える化合物、たとえば水酸化物、炭酸塩、
あるいは蓚酸等の有機酸の塩などを用いることができる
が、必要とされる純度および組成の安定さを満足するも
のであれば、特にこれらに限定されるものではない。
本発明の半導体組成物を製造するに当っては、前記の
ような原料を、それぞれ含まれる金属元素の配合比が本
発明の範囲内の所望の値となるように正確に秤取し、た
とえばボールミル等の粉砕機を用いて充分に粉砕混合
し、適宜成形したのち600〜1000℃で１〜３時間カ焼
し、粉砕して粒径を調整して酸化物粉末を得る。このよ
うにして得た酸化物粉末は、たとえばポリビニルアルコ
ール、デンプンその他の結合剤を加えて造粒用粉末と
し、１〜3t/cm2程度の圧力で加圧成形したのち空気中で
1200〜1400℃で１〜４時間焼成することにより本発明の
半導体組成物の焼結体が得られる。
ような原料を、それぞれ含まれる金属元素の配合比が本
発明の範囲内の所望の値となるように正確に秤取し、た
とえばボールミル等の粉砕機を用いて充分に粉砕混合
し、適宜成形したのち600〜1000℃で１〜３時間カ焼
し、粉砕して粒径を調整して酸化物粉末を得る。このよ
うにして得た酸化物粉末は、たとえばポリビニルアルコ
ール、デンプンその他の結合剤を加えて造粒用粉末と
し、１〜3t/cm2程度の圧力で加圧成形したのち空気中で
1200〜1400℃で１〜４時間焼成することにより本発明の
半導体組成物の焼結体が得られる。
こうして得た焼結体は必要に応じて適宜の形状に切断
し、その端面等に、オーミック接触を形成する銀などの
導電性金属膜電極を公知の方法により形成して、サーミ
スタ素子を得る。
し、その端面等に、オーミック接触を形成する銀などの
導電性金属膜電極を公知の方法により形成して、サーミ
スタ素子を得る。
本発明の半導体組成物は、それを構成する金属元素酸
化物中に含まれる金属元素が実質的にマンガンとコバル
トとランタンからなるものであって、金属元素としてマ
ンガンとコバルトとの含量がそれぞれ10〜80原子％の範
囲を外れると比抵抗の低い半導体組成物は得られない。
化物中に含まれる金属元素が実質的にマンガンとコバル
トとランタンからなるものであって、金属元素としてマ
ンガンとコバルトとの含量がそれぞれ10〜80原子％の範
囲を外れると比抵抗の低い半導体組成物は得られない。
また、ランタンの配合量が1.0原子％未満では比抵抗
が高くなると共に高温放置による比抵抗の変化を示す比
抵抗変化率も大きくなり、また45原子％を超えると比抵
抗変化率が大きくなると共に得られる製品の比抵抗のバ
ラツキすなわち変動係数も大きくなり、いづれも信頼性
の高い製品は得られない。
が高くなると共に高温放置による比抵抗の変化を示す比
抵抗変化率も大きくなり、また45原子％を超えると比抵
抗変化率が大きくなると共に得られる製品の比抵抗のバ
ラツキすなわち変動係数も大きくなり、いづれも信頼性
の高い製品は得られない。
原料として四三酸化マンガン（Mn3O4）、四三酸化コ
バルト（Co3O4）、および酸化ランタン（La2O3）を用
い、それぞれを金属元素が第１表に示す配合組成となる
ように正確に秤取した。これらの原料はボールミル中で
20時間湿式粉砕混合したのち濾過脱水し、110℃で乾燥
してペレット状の乾燥混合物を得た。
バルト（Co3O4）、および酸化ランタン（La2O3）を用
い、それぞれを金属元素が第１表に示す配合組成となる
ように正確に秤取した。これらの原料はボールミル中で
20時間湿式粉砕混合したのち濾過脱水し、110℃で乾燥
してペレット状の乾燥混合物を得た。
この乾燥混合物は空気中で800℃、２時間カ焼し、冷
却後結合剤としてポリビニルアルコールを重量で３％と
なるよう添加してボールミル中で粉砕し、300μｍのふ
るいを通過する造粒粉末を得た。この造粒粉末は1.5t/c
m2の圧力を用いて直径7mm、厚さ1.2mmの円板状成形体と
した。このようにして得た円板状成形体は空気中で1300
℃で２時間焼成し、円板形焼結体組成物を得た。
却後結合剤としてポリビニルアルコールを重量で３％と
なるよう添加してボールミル中で粉砕し、300μｍのふ
るいを通過する造粒粉末を得た。この造粒粉末は1.5t/c
m2の圧力を用いて直径7mm、厚さ1.2mmの円板状成形体と
した。このようにして得た円板状成形体は空気中で1300
℃で２時間焼成し、円板形焼結体組成物を得た。
こうして得た円板形焼結体の両面に銀を焼付し、導線
を半田付けしてサーミスタ素子を形成し、電気的特性を
測定した。
を半田付けしてサーミスタ素子を形成し、電気的特性を
測定した。
また、比較のため、酸化ランタンの代りに酸化銅（Cu
O）を用いて、同様な手順によりマンガン−コバルト−
銅系の半導体組成物を製造し、同様に電気的特性を測定
した。
O）を用いて、同様な手順によりマンガン−コバルト−
銅系の半導体組成物を製造し、同様に電気的特性を測定
した。
サーミスタ素子の電気的特性のうち、比抵抗ρは、25
℃におけるゼロ負荷抵抗値の測定結果から求めた値であ
り、Ｂ定数は25℃と85℃のゼロ負荷抵抗値から求めた値
である。また比抵抗変化率Δρ／ρは、サーミスタ素子
を200℃の高温中に500時間放置した後の比抵抗の初期値
に対する変化率を示したものであり、変動係数は、25℃
における比抵抗のバラツキについて標準偏差と平均値の
比を百分率で示したものである。
℃におけるゼロ負荷抵抗値の測定結果から求めた値であ
り、Ｂ定数は25℃と85℃のゼロ負荷抵抗値から求めた値
である。また比抵抗変化率Δρ／ρは、サーミスタ素子
を200℃の高温中に500時間放置した後の比抵抗の初期値
に対する変化率を示したものであり、変動係数は、25℃
における比抵抗のバラツキについて標準偏差と平均値の
比を百分率で示したものである。
得られた結果は、第１表中に合わせて示した。
第１表の結果から、本発明の半導体組成物を比抵抗が
低く、比抵抗変化率および変動係数が小さなものである
ことがわかる。
低く、比抵抗変化率および変動係数が小さなものである
ことがわかる。
〔発明の効果〕 本発明のサーミスタ用酸化物半導体組成物は、従来の
マンガン−コバルト−銅系の半導体組成物の有する欠
点、すなわち高温使用による劣化および製品の品質のバ
ラツキの両方の点を解決して、高品質であってまた信頼
性の高いNTCサーミスタ素子を与えるものであり、特に
低比抵抗のNTC型サーミスタを量産するのに好適である
特長がある。
マンガン−コバルト−銅系の半導体組成物の有する欠
点、すなわち高温使用による劣化および製品の品質のバ
ラツキの両方の点を解決して、高品質であってまた信頼
性の高いNTCサーミスタ素子を与えるものであり、特に
低比抵抗のNTC型サーミスタを量産するのに好適である
特長がある。
Claims (1)
- 【請求項１】マンガン酸化物とコバルト酸化物とランタ
ン酸化物とから実質的になる金属酸化物の焼結体であっ
て、金属元素としてマンガンが10〜80原子％、コバルト
が10〜80原子％、ランタンが1.0〜45原子％含まれるこ
とを特徴とするサーミスタ用酸化物半導体組成物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63117049A JP2581754B2 (ja) | 1988-05-16 | 1988-05-16 | サーミスタ用酸化物半導体組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63117049A JP2581754B2 (ja) | 1988-05-16 | 1988-05-16 | サーミスタ用酸化物半導体組成物 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01290549A JPH01290549A (ja) | 1989-11-22 |
| JP2581754B2 true JP2581754B2 (ja) | 1997-02-12 |
Family
ID=14702160
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63117049A Expired - Lifetime JP2581754B2 (ja) | 1988-05-16 | 1988-05-16 | サーミスタ用酸化物半導体組成物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2581754B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SG52415A1 (en) * | 1993-02-05 | 1998-09-28 | Murata Manufacturing Co | Semiconductive ceramics having negative temperature coefficient of resistance |
| CN1079570C (zh) * | 1997-12-03 | 2002-02-20 | 中国科学院新疆物理研究所 | 氧化物半导体热敏电阻及其制造方法 |
| CN100541674C (zh) * | 2003-02-25 | 2009-09-16 | 科学与工业研究会 | 用于热敏电阻的负温度系数的陶瓷混合物和其制备方法 |
| CN104086160B (zh) * | 2014-06-27 | 2016-06-29 | 句容市博远电子有限公司 | 添加氧化镧的二元系热敏电阻材料 |
| CN115894026B (zh) * | 2022-11-29 | 2023-08-08 | 唐山恭成科技有限公司 | 一种低电阻率高b值的ntc热敏电阻材料及制备方法 |
-
1988
- 1988-05-16 JP JP63117049A patent/JP2581754B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01290549A (ja) | 1989-11-22 |
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Legal Events
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