JP5258116B2 - 正特性サーミスタの製造方法および正特性サーミスタの焼結体 - Google Patents
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Description
近年の電子機器の小形化・低コスト化に伴い、機器を構成する電子部品である正特性サーミスタについても同様に低抵抗化・小形化が要求されている。これに対応するためには素子材料の比抵抗の低減や、高耐圧化が必要となり、材料組成や製造プロセスの面から様々な検討がなされている。
得られた磁器にメッキ等の各種電極処理を施した後、側面研磨を施すことにより側面の金属部分を除去する。その後、所望の形状に組み立てることにより正特性サーミスタ製品を完成する。
また、特許文献2に開示される方法では、あらかじめ設けた凹凸部は、成形時に密度分布差が大きくなり、焼成後においてもその密度分布差が維持され、または空孔が発生する。その結果、電圧を印加した場合、その部位に熱応力が集中し、動的耐電圧値の低下を招くという問題がある。
すなわち、成形体の両主面の周縁部にはそれぞれ両主面から突出した突出部が形成されており、突出部は、主面に直交する方向に突出した高さ(h)(以下「突出高さ」とも称する)が0.30mm以上に形成されるとともに、主面に平行な方向の幅(w)(以下「突出幅」とも称する)が0.50mm以上に形成されているので、成形体の主面同士が融着するのを効果的に防止することができる。
しかも、突出高さ(h)を0.70mm以下、突出幅(w)を0.70mm以下に形成しているので、動的耐電圧特性の低下を防ぎ、優れた性能の正特性サーミスタを製造することができる。具体的には、突出部は、焼成後に焼結体の側面(両主面に挟まれた側面)を研磨することで除去(除去工程)されるが、突出部のサイズが大きすぎると、除去工程において焼結体表面に割れ、欠けが発生する。その結果、突出部に熱応力が集中し、動的耐電圧値の低下を招くことになるが、本発明では、突出高さ(h)および突出幅(w)を上記のように設定することで、このような不具合を回避することができる。
さらに、本発明では、突出部が成形体の両主面の周縁部に形成されているため、側面を研磨することによる突出部の除去が容易である。
この際、突出部2の高さ(主面3から先端までの距離[主面と直交方向の最大長さ;h]を0.30〜0.70mmに調整する。0.30mm未満の場合、融着防止の効果が低下し、0.70mmを超えると、後述する側面研磨工程で除去が不可能となり、また、側面研磨工程において磁器表面に割れ、欠けが発生し、その部位に熱応力が集中し、動的耐電圧の低下を招く。
原料として、BaCO3、TiO2、SrCO3、CaCO3、Pb3O4、Y2O3を用意して、所定の配合比で配合し、これを湿式で混合した後に脱水・乾燥し、1100〜1200℃で2時間仮焼して仮焼体を得た。
なお、一匣当たりの入り数はいずれの場合も400個とし、また焼成温度、焼成時間についても全試料とも同一条件とした。
図2に模式的に示すとおり、各成形体の表裏の主面は同一形状であり、各主面の周縁部には突出部が形成されているため、主面同士を対向させて複数の成形体を隣接配置しても、隣接する成形体の周縁部同士が当接するだけで、主面同士の間には間隔が保たれる。
なお、いずれの実施例・比較例においても、上記側面研磨は、側面研磨後の焼結体の大きさが同一となるように、同程度行った。
比較例として成形体表面を意図的に粗くし、凹凸を設け(比較例1[Ra=1.0μm]、比較例2[Ra=30μm])、外周部の突出部なしとした以外は、実施例と同じ仕様、製造方法で成形体を作製し、実施例と同じ焼成条件により焼結体を得た。
また、従来例として成形体表面にジルコニア粉末と有機物(ポリビニルアルコール)の混合物を付着させ、外周部の突出部なしとした以外は、実施例と同じ仕様、製造方法で成形体を作製し、実施例と同じ焼成条件により焼結体を得た。
一方、動的耐電圧とは、ある電圧を瞬時に正特性サーミスタ素子に印加した場合、熱応力が発生し正特性サーミスタ素子がそれに耐えられず、破壊を生じる、その時の電圧値をいう。
2 突出部
3 主面
4 側面
5 焼成匣
6 ジルコニア粉末
h 突出部の高さ
w 突出部の幅
Claims (5)
- セラミック粉末を成形してなる成形体を複数個、隣接させた状態で焼成することで焼結体を形成する焼成工程を備える正特性サーミスタの製造方法において
前記複数個の成形体の各々は、互いに反対側を向いた2つの主面を有する板状体に成形されるとともに、両主面の周縁部にはそれぞれ両主面から突出した突出部が形成されており、
前記突出部は、前記主面に直交する方向に突出した高さ(h)が0.30〜0.70mmに形成されるとともに、前記主面に平行な方向の幅(w)が0.50〜0.70mmに形成され、且つ、突出部が設けられた周縁の合計が、周縁全長の1/2以上となるよう形成されていること、
前記焼成工程では、前記複数の成形体の各々は、互いの主面が向かい合って隣接した状態で焼成されることを特徴とする正特性サーミスタの製造方法。 - 前記突出部は前記両主面の各々において該主面の周縁部の全周にわたって形成されていることを特徴とする請求項1に記載の正特性サーミスタの製造方法。
- 前記焼成工程後に、前記焼結体の側面を研磨することで前記突出部を除去する除去工程をさらに備えることを特徴とする請求項1または2に記載の正特性サーミスタの製造方法。
- セラミック粉末を成形してなる成形体を複数個、隣接させた状態で焼成することで製造される正特性サーミスタの焼結体において、
前記複数個の成形体の各々は、互いに反対側を向いた2つの主面を有する板状体に成形されるとともに、両主面の周縁部にはそれぞれ両主面から突出した突出部が形成されており、互いの主面が向かい合って隣接した状態で焼成され、
前記突出部は、前記主面に直交する方向に突出した高さが0.30〜0.70mmであり、前記主面に平行な方向の幅が0.50〜0.70mmであり、且つ、突出部が設けられた周縁の合計が、周縁全長の1/2以上であることを特徴とする正特性サーミスタの焼結体。 - 前記突出部は前記両主面の各々において該主面の周縁部の全周にわたって形成されていることを特徴とする請求項4に記載の正特性サーミスタの焼結体。
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