JP4073658B2 - ３元合金材料 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、３元合金材料に属し、特に負温度係数（ＮＴＣ）サーミスタや抵抗器などに好適に利用される合金材料に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＮＴＣサーミスタは、温度を計測する用途のほかに、半導体素子のように正の温度特性をもつ電気的素子の特性を補償するために用いられる。計測に用いようとする電気的素子の正特性とこれを補償するために用いるサーミスタの負特性とは、互いに正負のみ反転したものが理想的であるが、電気的素子によりその特性は異なる。そこで、これを整合させるためのソフトウェアや回路が設けられる。この場合、サーミスタの特性としては、非線形な曲線より直線に近い方が整合させやすい。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来のＮＴＣサーミスタは、温度係数の絶対値が大きく、しかも直線性が極めて悪い。従って、整合させるための演算処理や回路が複雑となっている。
それ故、この発明の課題は、直線性に優れた負の抵抗温度特性を有する合金材料を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
その課題を解決するために、この発明の合金材料は、
Ｂ、Ｃｒ、Ｓｉの３元素から構成され、Ｂ：１７〜５７（好ましくは１６〜５６）ａｔ％、Ｃｒ：１１〜１６（好ましくは１２〜１５）ａｔ％、Ｓｉ：３１〜６９（好ましくは３２〜６８）ａｔ％の組成範囲をもつことを特徴とする。
【０００５】
この組成範囲をもつことにより、直線性に優れた負の抵抗温度特性が得られる。従って、この合金材料からなるＮＴＣサーミスタによれば、電気的素子の特性と整合するプログラムや回路を容易に制作することができる。また、この合金材料からなる薄膜と、この薄膜を支持するガラス基板やセラミック基板などの絶縁基板とを備えることにより、直線性に優れた抵抗器として用いることもできる。
【０００６】
更に、この合金材料は、これを４００℃〜６００℃で加熱することにより、その抵抗温度係数の絶対値を制御することができる。従って、種々の正の温度特性をもつ電気的素子の特性を補償することができる。
【０００７】
【実施例】
−実施例１−
ＣｒＳｉ基板（Cr:Si=２６:７４at%）上にＢチップ及びＳｉチップを配置し、これをターゲットとしてアルミナセラミック基板上にスパッタリングすることにより、表１に示す組成No.１〜８のＢ−Ｃｒ−Ｓｉ３元合金からなる薄膜を形成した。薄膜中の成分比は、ＣｒＳｉ基板の重量に対するＢチップ及びＳｉチップの重量で調整した。
【０００８】
【表１】
上記薄膜のうち組成No.１〜３及びNo.５〜８のものについて、４端子法により−５０℃から＋１７５℃までの種々の温度における比抵抗を測定した。比較のために株式会社村田製作所製ＮＴＣサーミスタ（型式：NTSA0XH103FE1B0）についても同様に測定した。２５℃の比抵抗値を１とした場合の各温度における測定結果を図１に示す。
図１から明らかなように、この発明の合金組成に属する薄膜は、抵抗温度特性が負勾配を示し、且つその直線性が公知のＮＴＣサーミスタに比べて著しく優れていた。
【００１０】
−実施例２−
実施例１と同じ手順で表１に示した組成No.1〜9のＢ−Ｃｒ−Ｓｉ３元合金からなる薄膜を形成した。この薄膜をアルミナセラミック基板とともに水素２％、窒素９８％の混合ガス雰囲気中４００℃、５００℃又は６００℃で１０分間熱処理した後、４端子法により２５℃及び１２５℃における比抵抗を測定し、測定値より温度係数を算出した。得られた比抵抗及び温度係数とＳｉ／（Ｂ＋Ｃｒ＋Ｓｉ）比率との関係を図２に示す。
【００１１】
ここで温度係数は以下の式（１）で定義される値である。
温度係数＝（ρ−ρ0）／（ρ0ΔＴ）・・・・（１）
ρ：任意温度（本例では１２５℃）での比抵抗
ρ0：基準温度（本例では２５℃）での比抵抗
ΔＴ：温度差
【００１２】
図２に見られるように、この発明の合金組成に属する薄膜は、これを加熱することによって比抵抗を２mΩ・cmから1000mΩ・cmの範囲で、抵抗温度係数を−５００ppm/℃から−３０００ppm/℃の範囲で所望の値に制御することができる。
【００１３】
【発明の効果】
以上のように、この発明の合金は、直線性に優れた負の抵抗温度特性を有するので、この合金材料からなるＮＴＣサーミスタによれば、電気的素子の特性と整合するプログラムや回路を容易に制作することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 各種組成の薄膜の抵抗温度特性を示すグラフである。
【図２】 各種組成の薄膜を加熱したときの比抵抗及び温度係数の変化を示すグラフである。
Claims (4)
- Ｂ、Ｃｒ、Ｓｉの３元素から構成され、Ｂ：１７〜５７ａｔ％、Ｃｒ：１１〜１６ａｔ％、Ｓｉ：３１〜６９ａｔ％の組成範囲をもつことを特徴とする合金材料。
- 請求項１に記載の合金材料からなるＮＴＣサーミスタ。
- 請求項１に記載の合金材料からなる薄膜と、この薄膜を支持する絶縁基板とを備える抵抗器。
- 請求項１に記載の合金材料を４００℃〜６００℃で加熱することにより、合金材料の抵抗温度係数の絶対値を制御することを特徴とする方法。
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| JP2001373005A JP4073658B2 (ja) | 2001-12-06 | 2001-12-06 | ３元合金材料 |
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| JP2001373005A JP4073658B2 (ja) | 2001-12-06 | 2001-12-06 | ３元合金材料 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003176124A JP2003176124A (ja) | 2003-06-24 |
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| JP2001373005A Expired - Lifetime JP4073658B2 (ja) | 2001-12-06 | 2001-12-06 | ３元合金材料 |
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|---|---|---|---|---|
| JP6319567B2 (ja) * | 2014-05-16 | 2018-05-09 | 三菱マテリアル株式会社 | サーミスタ用金属窒化物材料及びその製造方法並びにフィルム型サーミスタセンサ |
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2001
- 2001-12-06 JP JP2001373005A patent/JP4073658B2/ja not_active Expired - Lifetime
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| JP2003176124A (ja) | 2003-06-24 |
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