JPS581522B2 - サ−ミスタ組成物 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、安定でかつ低抵抗の、特に厚膜用サーミスタ
組成物に関するものである。

従来、厚膜サーミスタはサーミスタ特性を示す粉末と、
ガラス粉末と、有機ビヒクルよりなるサーミスタペース
トを絶縁基板上にスクリーン印刷・焼成等の工程をもつ
一般の厚膜技術によって形成していた。

そしで、その製造は厚膜抵抗形構造（以下シート形と云
う）と厚膜コンデンサ形構造（以下サンドインチ形と云
う）に大別できる。

現在、ビード形サーミスタあるいはディスク形サーミス
タ等に用いられている安定性の高いサーミスタ材料は比
抵抗が５００Ω一儂以上と大きく、また、ガラス自体も
比抵抗が非常に大きい。

したがって、これら材料を用いて厚膜サーミスタを作成
する場合は、構造は必然的に低抵抗となるサンドイツチ
形となり、これが一般の電気回路に適用されている。

しかし、厚膜サーミスタの製造工程および構造上、シー
ト形サーミスタはサンドインチ形に比べて工数が少ない
こと、および電極間隔が広い等の点からこのシート形サ
ーミスタには、低価格化・高信頼度化等の利点が大きい
。

従って、シート形サーミスタ膜自体を低抵抗化する必要
がある。

これには、（１）第３成分として導電性材料を加える、
（２）サーミスタ粉末自体に比抵抗の小さい材料を用い
る、という２万法は容易に考え得る。

そして、上記（１）の方法で抵抗を１０ＫΩ程度以下と
するまで導電性材料を加えるとサーミスタ定数が急激に
減少し、サーミスタ材料自体のサーミスタ定数の半分以
下に低下する。

このため、常用の抵抗値を有しながら、サーミスタ定数
が２０００Ｋ以上の特性をもつ厚膜サーミスタの作成は
非常に難しい。

また、（２）の方法では、比抵抗が１００Ω一ぼ以下の
Ｃｕを含むサーミスタ材料を用い、さらに（１）の方法
を採用することにより、目的とする特性を有するシート
形サーミスタを作成しうる。

しかし、Ｃｕを含むサーミスタ材料は、安定性に問題が
あり、抵抗値の変化が大きいため、精度の高い感温素子
として使用できない。

以上述べたように、目的とする抵抗値、サーミスタ定数
、安定性のいずれをも満足するシート形サーミスタの出
現が望まれている。

本発明の目的は、上記した従来技術の欠点をなくし、低
抵抗、高サーミスタ定数、安定性大なるサーミスタ組成
物を得るにある。

そして、本発明では、第１に比抵抗の小さなサーミスタ
粉末材料として、Ｍｎ，．Ｃｏ、Ｎｉ，Ｆｅ，ＡＩの酸
化物のうちから選ばれた少なくとも２種類の金属および
Ｒｕの酸化物とを焼成してなる複合酸化物の粉末を用い
、第２に導電性粉末としてＲｕ０２を用いることを特徴
とする。

そして、Ｒｕを含む上記の複合金属酸化物は、比抵抗が
小さく、複合酸化物を構成する金属原子総量の５０％原
子までＲｕを含有すれば、比抵抗は数Ωαとなる。

この時、Ｒｕの含有量とともにサーミスタ定数も小さく
なるが、５０％原子までではサーミスタとして十分使用
できる。

また、ＲｕＯ２導電性粉末を、上記複合金属酸化物のサ
ーミスタ粉末、ガラス粉末、Ｒｕｂ２導電性粉末よりな
るサーミスタ組成物総重量１２ｗｔ％まで含有すれば、
サーミスタとしての特性を示す。

上記複合酸化物粉末においてＲｕ含量が複合酸化物を構
成する金属原子総量の５０％原子を越える複合酸化物を
用いたサーミスタ組成物、または上記サーミスタ組成物
においてＲｕｂ２導電性粉末量が総重量の１２ｗｔ％よ
り多いものはいずれも低抵抗となるが、サーミスタ定数
がほとんどなくなり、サーミスタ特性を示さなくなるの
で好ましくない。

以下、本発明を実施例により詳述する。

実施例 Ｉ ＭｎＯ、Ｃｏ３０４、ＲｕＯ２を１：２：１のモル比で
固相反応させサーミスタ特性を有する複合酸化物を得た
。

これをボールミルで粉砕して粉末とする。

この複合酸化物粉末と、表１に示すガラス粉末と、Ｒｕ
０２導電性粉末を表２の腐２〜７に示す割合で総重量が
１０ｇとなるよう秤取する。

次に、これらの粉末の混合物を攪拌らいかい機で１時間
混合し、次いで、これにエチルセルロースヲ１０％含む
α−テルピネオール溶液を有機バインダとして４ｃｃ加
え、さらに１時間混練してサーミスタペーストを得る。

図に示すごとくアルミナ基板１上に、銀・パラジウム導
電ペーストをスクリーン印刷し、８５０℃で１０分間焼
成して、電極間隔０．５酊、電極巾３．５ｍｍの電極２
を形成する。

これにサーミスタペーストを印刷し、８００℃で焼成し
、サーミスタ巾３．０ｍｍサーミスタ厚さ４０μｍのサ
ーミスタ層を形成しシート形サーミスタを得た。

ここで、サーミスタ材料の比抵抗は５Ω−α、サーミス
タ定数は２ ４ ５ ０Ｋであった。

形成したシート形サーミスタの抵抗値、サーミスタ定数
、１５０℃の２０００時間放置における抵抗値の変化率
を表２の／ｌ６．２〜８に示した。

表２のＮｏ．２〜７からわかるように、これらはいずれ
も表１の／ｌ６．１のＲｕＯ２を含まぬものに対して低
抵抗となり、かつサーミスタ定数はＲｕＯ２を含まぬも
のとほとんど変わらず、低抵抗、高サーミスタ定数のシ
ート形サーミスタ素子を得ることができた。

また、安定性も良好であった。それに比し、表２の／ｌ
６．１のＲｕＯ２を含まぬものは、Ｒｕｂ２を含むもの
より高抵抗であり、表２の／ｌ６．８のＲｕｂ２を１４
ｗｔ％含むものは、サーミスタ定数が小さく実用上問題
がある。

実施例 ２ Ｍｎ０２、Ｎｉｐ１Ｆｅ２０３、Ｒｕ０２を３：２：０
．５のモル比で固相反応しサーミスタ特性を有する複合
酸化物を得た。

これを実施例１と同様にして粉末とする。

この複合酸化物と、表１のガラス粉末と、ＲｕＯ導電性
粉末を表３のＮｏ．２〜８に示す割合で総重量が１０ｇ
となるよう秤取し、実施例１と同様にして、サーミスタ
ペーストを調製し、シート形サーミスタを形成した。

このサーミスタの抵抗値、サーミスタ定数、高温放置に
おける抵抗値の変化率を表３のＮｏ．２〜８に示した。

ここでサーミスタ材料の比抵抗は、４２Ω一ｃｍ、サー
ミスタ定数は３０００Ｋであった。

表３の腐２〜７からわかるように、これらはいずれも表
３のＮｏ．ｌのＲｕＯ２を含まぬものに対して低抵抗と
なり、かつサーミスタ定数はＲｕＯ２を含まぬものとほ
とんど変わらず、低抵抗、高サーミスタ定数のシート形
サーミスタ素子を得ることができた。

また、安定性も良好であった。これに反し、表３の／ｌ
６１のＲｕ０２を含まぬものは、ＲｕＯ２を含むものよ
り高抵抗であり、表３のＮｏ．８のＲｕｂ２を１４ｗｔ
％含むものは、サーミスタ定数が小さく実用上問題があ
った。

実施例 ３ Ｍｎ０２、Ｎｉｐ， Ｆｅ２０３、Ａｌ２０３、ＲｕＯ
２を３：３：０．３：０．４：１のモル比で固相反応し
サーミスタ特性を有する複合酸化物粉末を得た。

これを実施例１と同様にして粉末とする。

この複合酸化物と、表１のガラス粉末と、Ｒｕｂ，導電
性粉末を表４のＮｏ．２〜８に示す割合で総重量が１０
ｇとなるよう秤取し、実施例１と同様にしてシート形サ
ーミスタを形成した。

ここでサーミスタ材料の比抵抗は１０Ω一の１サーミス
タ定数は２６４０Ｋであった。

このサーミスタの抵抗値、サーミスタ定数、高温放置に
おける抵抗値の変化率を表４の／Ｉ６．２〜８に示した
。

表４の洗２〜７からわかるように、これらはいずれも表
４のＮｏ．１のＲｕ０２を含まぬものに対して低抵抗と
なり、かつＲｕｂ２を含まぬものとほとんど変わらず、
抵抵抗、高サーミスタ定数のシート形サーミスタ素子を
得ることができた。

また安定性も良好であった。

これに反し、表４のＮｏ．１のＲｕＯを含まぬものは、
ＲｕＯ２を含むものより高抵抗であり、表４のＮｏ．８
のＲｕＯ２を１４ｗｔ％含むものは、サーミスタ定数が
小さく実用上問題であった。

以上述べたごとく本発明によるサーミスタ組成物を用い
れば、１０ＫΩ以下の抵抗値を有し、高サーミスタ定数
安定性の優れたシート形厚膜サーミスタを得ることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

図はシート形厚膜サーミスタの断面図である。 １・・・・・・アルミナ基板、２・−・・・・電極、３
・・・・・・サーミスタ層。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. Ｉ Ｍｎ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｆｅ，ＡＩの酸化物のうちか
   ら選ばれた少なくとも２種類の酸化物およびＲｕの酸化
   物を焼成してなるサーミスタ特性を有する複合酸化物の
   粉末と、ガラス粉末と、ＲｕＯ２導電性粉末とからなる
   ことを特徴とするサーミスタ組成物。