JPH04144201A - 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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- JPH04144201A JPH04144201A JP2268108A JP26810890A JPH04144201A JP H04144201 A JPH04144201 A JP H04144201A JP 2268108 A JP2268108 A JP 2268108A JP 26810890 A JP26810890 A JP 26810890A JP H04144201 A JPH04144201 A JP H04144201A
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Landscapes
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- 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。
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Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
本発明は、温度変化により抵抗が大幅に変化する素子に
関し、特に正の抵抗温度特性（以下ＰＴＣ特性と称す）
を有するサーミスタにおいて常温抵抗の小さい素子に関
する。
関し、特に正の抵抗温度特性（以下ＰＴＣ特性と称す）
を有するサーミスタにおいて常温抵抗の小さい素子に関
する。
［従来の技術］
温度変化によって素子の電気抵抗が大きく変化する半導
体感温素子であるサーミスタが温度センサ等として広く
使用されている。
体感温素子であるサーミスタが温度センサ等として広く
使用されている。
サーミスタには、温度が上昇するにつれて電気抵抗が指
数関数的に減少する負の温度特性を有するＮＴＣに対し
て、逆に非直線的に抵抗が著しく増加するＰＴＣ特性を
有する正特性サーミスタが知られている。
数関数的に減少する負の温度特性を有するＮＴＣに対し
て、逆に非直線的に抵抗が著しく増加するＰＴＣ特性を
有する正特性サーミスタが知られている。
負の温度特性を有するＮＴＣサーミスタは温度センサを
中心に広く利用されているが、正の温度特性を有するＰ
ＴＣサーミスタを、発熱させた場合には温度の上昇にと
もなって電気抵抗が増加すると通電電流が減少し、その
結果発熱量が減少するという自己温度制御機能を有して
いるために、温度ヤンサとして利用されるよりも、テレ
ビのブラウン管の消磁回路用やモータの起動回路用の無
接点電流制御素子として、ヘヤードライヤ、ふとん乾燥
詠 炊飯保温器 電気蚊取り器 複写機の温度保持用等
の自己温度制御発熱体として利用されている。
中心に広く利用されているが、正の温度特性を有するＰ
ＴＣサーミスタを、発熱させた場合には温度の上昇にと
もなって電気抵抗が増加すると通電電流が減少し、その
結果発熱量が減少するという自己温度制御機能を有して
いるために、温度ヤンサとして利用されるよりも、テレ
ビのブラウン管の消磁回路用やモータの起動回路用の無
接点電流制御素子として、ヘヤードライヤ、ふとん乾燥
詠 炊飯保温器 電気蚊取り器 複写機の温度保持用等
の自己温度制御発熱体として利用されている。
ＰＴＣサーミスタはチタン酸バリウム又はチタン酸スト
ロンチウムなどの導電性を有しない酸化物に、これらの
酸化物を半導体化させるドープ剤としてイツトリウム、
ランタンなどの３価の希土類金属元素あるいはニオブ、
タンタルなどの５価の遷移金属元素を添加し大気中で１
，２００〜１゜４００℃で焼成することによって製造し
ているセラミックスであるが、強誘電体相から常誘電体
相へ変わるキュリー点温度付近で数十Ω・ａｍないし数
百Ω・ｃｍであった抵抗値が１０７Ω・ａｍないし１０
１＠Ω・Ｃｍへと急激に増加するいわゆるＰＴＣ特性を
示すが、抵抗の変化するキュリー点温度、抵抗増加の幅
等に関して使用目的に応じて各種の改良がなされている
。
ロンチウムなどの導電性を有しない酸化物に、これらの
酸化物を半導体化させるドープ剤としてイツトリウム、
ランタンなどの３価の希土類金属元素あるいはニオブ、
タンタルなどの５価の遷移金属元素を添加し大気中で１
，２００〜１゜４００℃で焼成することによって製造し
ているセラミックスであるが、強誘電体相から常誘電体
相へ変わるキュリー点温度付近で数十Ω・ａｍないし数
百Ω・ｃｍであった抵抗値が１０７Ω・ａｍないし１０
１＠Ω・Ｃｍへと急激に増加するいわゆるＰＴＣ特性を
示すが、抵抗の変化するキュリー点温度、抵抗増加の幅
等に関して使用目的に応じて各種の改良がなされている
。
［発明が解決しようとする課題］
現在、 ＰＴＣサーミスタは数多くの場所で使用されて
おり使用目的に応じて要求されるＰＴＣサーミスタの各
種の特性のうち、常温抵抗は、公称ゼロ負荷抵抗値とし
て電子材料工業会標準規格で定められている。公称ゼロ
負荷抵抗値は、ＰＴＣサーミスタの常温での１つの電気
特性を示す指標であって、発熱および印加電圧による抵
抗値変化が無視できるような十分低い電力および電圧で
測定した直流電気抵抗値である。
おり使用目的に応じて要求されるＰＴＣサーミスタの各
種の特性のうち、常温抵抗は、公称ゼロ負荷抵抗値とし
て電子材料工業会標準規格で定められている。公称ゼロ
負荷抵抗値は、ＰＴＣサーミスタの常温での１つの電気
特性を示す指標であって、発熱および印加電圧による抵
抗値変化が無視できるような十分低い電力および電圧で
測定した直流電気抵抗値である。
また、公称ゼロ負荷抵抗値はその素子の半導体化の程度
を示すものであり、利用分野によっては低い値のものが
必要である。
を示すものであり、利用分野によっては低い値のものが
必要である。
ＰＴＣサーミスタで大電流を制御したり、発熱量の大き
な大型のヒータを製造するためには、大電流を流すこと
ができる常温抵抗の低い素子が必要とさね また、素子
の小型化のためにも同様に低抵抗化が望まれている。一
方、信頼性の向上のためには、低抵抗化に伴う耐電圧値
の低下も極力押える必要がある。
な大型のヒータを製造するためには、大電流を流すこと
ができる常温抵抗の低い素子が必要とさね また、素子
の小型化のためにも同様に低抵抗化が望まれている。一
方、信頼性の向上のためには、低抵抗化に伴う耐電圧値
の低下も極力押える必要がある。
耐電圧値はＰＴＣサーミスタの素子に電圧をかけてゆき
、素子が破壊するところの電圧値であるが、ＰＴＣサー
ミスタは通常電源電圧値で直接使用するために、日本で
は１００Ｖ以上の値が必要であり、欧米では２００Ｖの
以上の耐電圧値が必要となる。また、耐電圧値は、通常
公称ゼロ負荷抵抗値が低下するにつれて低くなる。
、素子が破壊するところの電圧値であるが、ＰＴＣサー
ミスタは通常電源電圧値で直接使用するために、日本で
は１００Ｖ以上の値が必要であり、欧米では２００Ｖの
以上の耐電圧値が必要となる。また、耐電圧値は、通常
公称ゼロ負荷抵抗値が低下するにつれて低くなる。
本発明は、上記のような課題を解決するためにＰＴＣサ
ーミスタの基本的な特性に影響を及ぼす材料の基本成分
比を変えることなく、さらに微量の成分を添加すること
によって常温抵抗の低下を実現し、特性を向上させたも
のである。
ーミスタの基本的な特性に影響を及ぼす材料の基本成分
比を変えることなく、さらに微量の成分を添加すること
によって常温抵抗の低下を実現し、特性を向上させたも
のである。
［課題を解決するための手段］
上記問題点を解決するために本発明のＰＴＣサーミスタ
は、バリウムの一部をストロンチウムで置換したチタン
酸バリウムの（Ｂａ、５ｒ）Ｔｉ０３組成物１モルに対
して半導体化剤として０゜００３モル以下の３価又は５
価の金属元素が添加されているＰＴＣサーミスタ原料に
更に０．００１モル以下の３価の希土類金属元素を添加
し混合、仮焼した後、その成形体を大気中１２００℃な
いし１４００℃で焼成することにより製造したものであ
る。
は、バリウムの一部をストロンチウムで置換したチタン
酸バリウムの（Ｂａ、５ｒ）Ｔｉ０３組成物１モルに対
して半導体化剤として０゜００３モル以下の３価又は５
価の金属元素が添加されているＰＴＣサーミスタ原料に
更に０．００１モル以下の３価の希土類金属元素を添加
し混合、仮焼した後、その成形体を大気中１２００℃な
いし１４００℃で焼成することにより製造したものであ
る。
チタン酸バリウム系の組成物に添加する半導体化剤には
、イツトリウム（Ｙ）、セリウム（Ｃｅ）ランタン（Ｌ
ａ）などの３価の希土類金属元素、アンチモン（ｓｂ）
、ビスマス（Ｂｉ）などの３価の金属元素、あるいはニ
オブ（Ｎｂ）、タンタル（Ｔａ）、タングステン（Ｗ）
などの５価の金属元素が用いられる。
、イツトリウム（Ｙ）、セリウム（Ｃｅ）ランタン（Ｌ
ａ）などの３価の希土類金属元素、アンチモン（ｓｂ）
、ビスマス（Ｂｉ）などの３価の金属元素、あるいはニ
オブ（Ｎｂ）、タンタル（Ｔａ）、タングステン（Ｗ）
などの５価の金属元素が用いられる。
また、 ＰＴＣサーミスタの常温抵抗の低下に使用する
３価の希土類金属元素にはブラヤオジム（Ｐｒ）、サマ
リウム（Ｓｍ）、ガドリニウム（Ｇｄ）、エルビウム（
Ｅｒ）などがあるが、他の希土類元素もイオン半径の違
いのみで同様の挙動を示すので、他の希土類元素も同様
に利用することが可能である。
３価の希土類金属元素にはブラヤオジム（Ｐｒ）、サマ
リウム（Ｓｍ）、ガドリニウム（Ｇｄ）、エルビウム（
Ｅｒ）などがあるが、他の希土類元素もイオン半径の違
いのみで同様の挙動を示すので、他の希土類元素も同様
に利用することが可能である。
［作用コ
本発明によるＰＴＣサーミスタは、ＰＴＣサーミスタ材
料の基本成分比を変えることなくその公称ゼロ負荷抵抗
値を０〜５％の範囲で自由に下げることができる。更に
抵抗値が減少することに伴う耐電圧の低下を極力押える
ことができる。
料の基本成分比を変えることなくその公称ゼロ負荷抵抗
値を０〜５％の範囲で自由に下げることができる。更に
抵抗値が減少することに伴う耐電圧の低下を極力押える
ことができる。
［実施例］
以下、本発明の実施例について説明する。
実施例
（Ｂ ａ ｓ、ａ＊ｓ ｒ ｓ、２＠） Ｔ ｉ ０１
，１＋０３ ＋ ０． ００１５ Ｄ １２０ｓの組成
になるように基本成分を配合した後、３価の希土類金属
元素プラセオジム（Ｐｒ）、サマリウム（Ｓｍ）、ガド
リニウム（Ｇｄ）又はエルビウム（Ｅｒ）を第１表に示
す量を基本成分１モに対して添加する。添加する希土類
金属元素は酸化物Ｍ２Ｏ３の形のものを使用した。
，１＋０３ ＋ ０． ００１５ Ｄ １２０ｓの組成
になるように基本成分を配合した後、３価の希土類金属
元素プラセオジム（Ｐｒ）、サマリウム（Ｓｍ）、ガド
リニウム（Ｇｄ）又はエルビウム（Ｅｒ）を第１表に示
す量を基本成分１モに対して添加する。添加する希土類
金属元素は酸化物Ｍ２Ｏ３の形のものを使用した。
添加の後に湿式混練し、乾燥後１０５０〜１１５０℃で
仮焼を行う。次に、この仮焼粉１モルに対し二酸化マン
ガン（Ｍ ｎ Ｏ２）を０．０００７モル、二酸化ケイ
素（Ｓｉｎ２）を０．０１５０モル、酸化７’ンチモン
（Ｓ ｂｚｏｓ） ’ｒ”ｏ、 ０００５モ＃を添加
した後ボールミルにより混合粉砕を行う。
仮焼を行う。次に、この仮焼粉１モルに対し二酸化マン
ガン（Ｍ ｎ Ｏ２）を０．０００７モル、二酸化ケイ
素（Ｓｉｎ２）を０．０１５０モル、酸化７’ンチモン
（Ｓ ｂｚｏｓ） ’ｒ”ｏ、 ０００５モ＃を添加
した後ボールミルにより混合粉砕を行う。
更に、 １５ ｗ ｔ％のポリビニルアルコールを原料
に対して１０ｗｔ％添加して造粒し直径２０ｍｍ、厚さ
３．０ｍｍの円板状に１，０００ｋｇ／Ｃｍ２の圧力で
成形した後ニ１． ３００〜１． ３５０℃で２時間焼
成する。得られた焼結体にはオーミック性銀電極の端子
を接合して、ＰＴＣサーミスタを製造した 得られたＰＴＣサーミスタを２５℃に保たれた恒温槽中
で素・子にＩ■の電圧を印加して直流抵抗値を測定した
ところところ、第１表に示すような結果が得られ旭 ［以下余白コ 第１表 比較例 常温抵抗を減少させるための希土類金属元素を添加しな
い点を除いては、実施例と同様の条件でＰＴＣサーミス
タを製造し、実施例において使用シタ方法と同一の方法
で電気抵抗を測定したところ、 ２０Ω・ｃｍであっ旭 第１表に、希土類金属外元素の添加量と抵抗値の減少率
を示すように、いずれの希土類金属元素の添加量が基本
成分１モルに対して０．００１５モル以上となると半導
体化が認められなくなることが示されており、それ以下
の添加量であれば抵抗値の減少率は０〜５％程度認めら
れる。
に対して１０ｗｔ％添加して造粒し直径２０ｍｍ、厚さ
３．０ｍｍの円板状に１，０００ｋｇ／Ｃｍ２の圧力で
成形した後ニ１． ３００〜１． ３５０℃で２時間焼
成する。得られた焼結体にはオーミック性銀電極の端子
を接合して、ＰＴＣサーミスタを製造した 得られたＰＴＣサーミスタを２５℃に保たれた恒温槽中
で素・子にＩ■の電圧を印加して直流抵抗値を測定した
ところところ、第１表に示すような結果が得られ旭 ［以下余白コ 第１表 比較例 常温抵抗を減少させるための希土類金属元素を添加しな
い点を除いては、実施例と同様の条件でＰＴＣサーミス
タを製造し、実施例において使用シタ方法と同一の方法
で電気抵抗を測定したところ、 ２０Ω・ｃｍであっ旭 第１表に、希土類金属外元素の添加量と抵抗値の減少率
を示すように、いずれの希土類金属元素の添加量が基本
成分１モルに対して０．００１５モル以上となると半導
体化が認められなくなることが示されており、それ以下
の添加量であれば抵抗値の減少率は０〜５％程度認めら
れる。
一方、抵抗値の減少に伴うＰＴＣ特性への影響について
は、抵抗温度係数、抵抗変化率には変化は認められなか
っ旭 まだ、耐電圧については最大３％程度の低下が認
められた程度で特性に悪影響を及ぼすような顕著な変化
は認められなかった。
は、抵抗温度係数、抵抗変化率には変化は認められなか
っ旭 まだ、耐電圧については最大３％程度の低下が認
められた程度で特性に悪影響を及ぼすような顕著な変化
は認められなかった。
［発明の効果コ
本発明の、正特性サーミスタは、半導体化剤の添加され
た（Ｂａ、５ｒ）Ｔｉ０３に更に少量の３価の希土類の
金属元素を添加し焼結することにより、正特性サーミス
タの基本的な特性に影響を及ぼす基本成分を変更するこ
となく、常温電気抵抗を減少させることができる。
た（Ｂａ、５ｒ）Ｔｉ０３に更に少量の３価の希土類の
金属元素を添加し焼結することにより、正特性サーミス
タの基本的な特性に影響を及ぼす基本成分を変更するこ
となく、常温電気抵抗を減少させることができる。
Claims (3)
- （１）バリウムの一部をストロンチウムで置換したチタ
ン酸バリウムの組成物１モルに対し、半導体化剤として
０．００３モル以下の３価又は５価の遷移金属元素を添
加した正特性サーミスタ原料の１モルに対して０．００
１モル以下の３価の希土類金属元素を添加したことを特
徴とする正特性サーミスタ。 - （２）３価の希土類金属元素がプラセオジム（Ｐｒ）、
サマリウム（Ｓｍ）、ガドリニウム（Ｇｄ）、エルビウ
ム（Ｅｒ）から選ばれることを特徴とする請求項１記載
の正特性サーミスタ。 - （３）バリウムの一部をストロンチウムで置換したチタ
ン酸バリウムの組成物１モルに対し、半導体化剤として
０．００３モル以下の３価又は５価の遷移金属元素を添
加した正特性サーミスタ原料の１モルに対して０．００
１モル以下の３価の希土類金属元素を添加して１２００
℃以上の温度で焼結することを特徴とする正特性サーミ
スタの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2268108A JPH04144201A (ja) | 1990-10-05 | 1990-10-05 | 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 |
|---|---|---|---|
| JP2268108A JPH04144201A (ja) | 1990-10-05 | 1990-10-05 | 正特性サーミスタおよびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04144201A true JPH04144201A (ja) | 1992-05-18 |
Family
ID=17454009
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2268108A Pending JPH04144201A (ja) | 1990-10-05 | 1990-10-05 | 正特性サーミスタおよびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04144201A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0655752A2 (en) * | 1993-11-25 | 1995-05-31 | NGK Spark Plug Co. Ltd. | Ceramic composition and thermistor comprising such ceramic composition |
| JP2010254536A (ja) * | 2009-04-28 | 2010-11-11 | Nichicon Corp | 正特性サーミスタ磁器組成物 |
| JP2016027839A (ja) * | 2014-07-11 | 2016-02-25 | サンメディカル株式会社 | 医療用加熱機器 |
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1990
- 1990-10-05 JP JP2268108A patent/JPH04144201A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0655752A2 (en) * | 1993-11-25 | 1995-05-31 | NGK Spark Plug Co. Ltd. | Ceramic composition and thermistor comprising such ceramic composition |
| EP0655752A3 (en) * | 1993-11-25 | 1996-05-01 | Ngk Spark Plug Co | Ceramic assembly and thermistor containing this ceramic assembly. |
| JP2010254536A (ja) * | 2009-04-28 | 2010-11-11 | Nichicon Corp | 正特性サーミスタ磁器組成物 |
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