專利名稱：：半導(dǎo)體陶瓷材料及ntc熱敏電阻的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及具有負(fù)的電阻溫度特性的半導(dǎo)體陶瓷材料及使用其構(gòu)成的NTC熱敏電阻，特別涉及用于使電阻溫度特性的直線性提高的改良。
背景技術(shù)：
：NTC熱敏電阻具有在常溫下電阻高、在高溫下電阻變低的負(fù)的電阻溫度特性，用于例如溫度傳感器或溫度補(bǔ)償用電路等。NTC熱敏電阻的負(fù)的電阻溫度特性，一般而言為非直線性。另一方面，于上述溫度傳感器、溫度補(bǔ)償用電路等使用NTC熱敏電阻的情況，為了對微小溫度變化靈敏度良好地反應(yīng)，要求電阻溫度特性更加直線性。因此，已知以往通過在NTC熱敏電阻所插入的電路中設(shè)置IC或固定電阻，為得到所希望的電阻溫度特性而進(jìn)行調(diào)整。然而，若采用這樣的結(jié)構(gòu)，電路結(jié)構(gòu)會復(fù)雜化，將產(chǎn)生成本提高的問題。為解決如此問題，例如日本特開2003-272904號公報(專利文獻(xiàn)1)中公開了一種NTC熱敏電阻，其通過將具有負(fù)的電阻溫度特性的2種電阻器材料層疊使其一體化，而使溫度特性更加直線化。與的類似的技術(shù)，例如日本特開2002-231508號公報(專利文獻(xiàn)2)及日本特開平2-189901號公報(專利文獻(xiàn)3)中亦有公開。即，專利文獻(xiàn)2中公開一種熱敏電阻，其通過使彼此特性不同的熱敏電阻材料不反應(yīng)地一體化，而等價地并聯(lián)連接第1熱敏電阻與第2熱敏電阻，在寬范圍內(nèi)電阻溫度特性為直線性。專利文獻(xiàn)3中公開了一種NTC熱敏電阻，其通過使電阻溫度特性不同的2種以上的電阻體層層疊使其一體化，而使電阻溫度特性成為直線性。這些專利文獻(xiàn)13中所記載的技術(shù)，均通過將具有互不相同的負(fù)的電阻溫度特性的至少2種熱敏電阻材料所構(gòu)成的陶瓷層層疊或接合，而使電阻溫度特性更加直線化。因此，根據(jù)專利文獻(xiàn)13所記載的技術(shù)，不僅必須準(zhǔn)備至少2種熱敏電阻材料，還存在選擇電阻變化成為直線性的材料并加以組合等、難以調(diào)整的問題。另外，由于是通過將至少2種熱敏電阻材料所構(gòu)成的陶瓷層接合而構(gòu)成，所以有因燒成時的元素擴(kuò)散或收縮率不同、線膨脹系數(shù)不同等，產(chǎn)生特性變化或接合面脆弱、出現(xiàn)裂紋等。專利文獻(xiàn)1:日本特開2003-272904號公報專利文獻(xiàn)2:日本特開2002-231508號公報專利文獻(xiàn)3:日本特開平2-189901號公報
發(fā)明內(nèi)容因此，本發(fā)明的目的在于提供一種無需組合2種以上材料，通過其本身能提供直線性的負(fù)的電阻溫度特性的半導(dǎo)體陶瓷材料、及使用其構(gòu)成的NTC熱敏電阻。本發(fā)明的半導(dǎo)體陶瓷材料特征如下所述，其包含A中含有稀土類元素與鋇元素、B中含有錳元素的以AxBy0z(其中，z是由A及B中所含元素的價數(shù)及x和y的值所決定的、滿足作為陶瓷的電中性條件的數(shù)值)表示的氧化物，且具有負(fù)的電阻溫度特性，為解決上述技術(shù)性問題，當(dāng)x二l且y二O.81.5時，A中鋇元素的含有比例為6075摩爾％，當(dāng)x=liy=1.72.3時，A中鋇元素的含有比例為5063摩爾％。本發(fā)明的半導(dǎo)體陶瓷材料中，優(yōu)選當(dāng)x=1且y=0.81.5時，A中鋇元素的含有比例為6972摩爾％，當(dāng)x=1且y=2.02.1時，A中鋇元素的含有比例為5463摩爾％。另外，上述以4By0z表示的氧化物，更具體而言，是以(Lai—。Ba丄MriyOz(其中，z是由x和y的值所決定的、滿足作為陶瓷的電中性條件的數(shù)值)表示。這種情況下，當(dāng)x=1且y=0.81.5時，滿足0.60《a《0.75，當(dāng)x=1且y=1.72.3時，滿足0.50《a《0.63。本發(fā)明的NTC熱敏電阻具備陶瓷基體(日文原文七，$'7夕素體)、及將陶瓷基體的至少一部分夾持并以彼此相對的方式形成的電極。本發(fā)明的NTC熱敏電阻，其特征在于上述陶瓷基體包含本發(fā)明的半導(dǎo)體陶瓷材料。根據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體陶瓷材料，通過其本身能提供直線性的負(fù)的電阻溫度特性。因此，通過使用本發(fā)明的半導(dǎo)體陶瓷材料，可以容易地提供電阻變化具有直線性的NTC熱敏電阻。本發(fā)明的半導(dǎo)體陶瓷材料中，若AxByOz的A中鋇元素的含有比例，在x=1且y=0.81.5時，限定為6972摩爾％，另外，在x=1且y=2.02.1時，限定為5463摩爾％，則可使電阻變化更加直線化。根據(jù)本發(fā)明的NTC熱敏電阻，構(gòu)成陶瓷基體的半導(dǎo)體陶瓷材料僅1種，故可避免如將2種以上陶瓷層接合構(gòu)成的情況那樣，因燒成時的特性變化、線膨脹系數(shù)不同等而產(chǎn)生裂紋等問題。另外，根據(jù)本發(fā)明的NTC熱敏電阻，因其本身具有直線性電阻溫度特性，故電路中不需設(shè)置IC或固定電阻用以調(diào)整電阻溫度特性。圖1是顯示本發(fā)明的一個實施方式的NTC熱敏電阻1的外觀的立體圖。圖2是顯示對于NTC熱敏電阻的電阻溫度特性的基于本發(fā)明的改善效果的示意圖。符號說明1NTC熱敏電阻11、12電極20陶瓷基體具體實施例方式圖1是顯示本發(fā)明的一個實施方式的NTC熱敏電阻1的外觀的立體圖。NTC熱敏電阻1具備電極11及12、以及夾持于電極11及12之間的陶瓷基體20。電極11及12由Ag、Ag-Pd、Pd、Pt或Au、或含有這些的合金構(gòu)成。陶瓷基體20由下述的本發(fā)明的半導(dǎo)體陶瓷材料構(gòu)成。另外，圖1中，雖然圖示圓板狀的NTC熱敏電阻1，但也可以是長方體狀，另外，也可以是具有內(nèi)部電極的層疊結(jié)構(gòu)。構(gòu)成陶瓷基體20的半導(dǎo)體陶瓷材料，具有負(fù)的電阻溫度特性，其包含A中含有稀土類元素與鋇元素、B中含有錳元素的以AxByOz(其中，z是由A及B中所含元素的價數(shù)及x和y的值所決定的、滿足作為陶瓷的電中性條件的數(shù)值)表示的氧化物。此處，當(dāng)1=l且y=0.81.5時，A中鋇元素的含有比例為6075摩爾％，當(dāng)x=liy=1.72.3時，A中鋇元素的含有比例為5063摩爾％。此外，關(guān)于z值，即使因氧缺陷等造成氧含量略有偏差的情況也可得到同樣效果。構(gòu)成陶瓷基體20的半導(dǎo)體陶瓷材料，通過選為上述組成，可使NTC熱敏電阻1的電阻溫度特性直線化。構(gòu)成陶瓷基體20的半導(dǎo)體陶瓷材料中，A中鋇元素的含有比例，進(jìn)一步限定而言，若在x=liy=0.81.5時，設(shè)為6972摩爾X，在x二l且y二2.02.l時，設(shè)為5463摩爾％，則可使電阻溫度特性的直線性更加良好，且可提高電阻變化對溫度變化的靈敏度。作為構(gòu)成陶瓷基體20的半導(dǎo)體陶瓷材料，在更具體的實施方式中，使用以(Lai—。Ba。)xMny(U其中，z是由x禾Py的值所決定的、滿足作為陶瓷的電中性條件的數(shù)值)表示的氧化物。此處，當(dāng)x二l且y=0.81.5時，滿足0.60《a《0.75，當(dāng)x=1且y=1.72.3時，滿足O.50《a《0.63。下面，對為了確認(rèn)本發(fā)明的效果所實施的實驗例進(jìn)行說明。首先，作為初始原料，準(zhǔn)備La^3、BaC03及Mn304的各粉末，將這些在燒成后按表1的組成比稱量、混合。然后，在這些初始原料中，添加純水與聚羧酸系分散劑，用球磨機(jī)與Zr(^球一同進(jìn)行混合粉碎，干燥后在90(TC下預(yù)燒2小時，進(jìn)而，用球磨機(jī)再度粉碎得到預(yù)燒粉。然后，在所得到的100重量份的預(yù)燒粉中，添加40重量份的水及2.0重量份的聚羧酸系分散劑，混合24小時后，添加25重量份的丙烯系有機(jī)黏合劑、及0.75重量份的作為塑化劑的聚氧乙烯，混合2小時后得到陶瓷漿料。然后，將所得到的陶瓷漿料以刮刀成膜法成形為片狀，干燥后得到厚40ym的陶瓷胚片，將陶瓷胚片以燒成后的大小為1.6mmX1.6mmX0.5mm的方式重疊壓合，切割成長方體狀。接著，將該長方體狀的陶瓷胚片壓合體在大氣中，35(TC溫度下進(jìn)行10小時脫脂，然后在大氣中以120(TC溫度2小時進(jìn)行燒成，從而得到燒結(jié)的陶瓷基體。然后，將含Ag的導(dǎo)電性糊劑涂布于上述陶瓷基體的兩主面，在80(TC溫度下烘烤，由此形成電極。由此，得到試樣196的各NTC熱敏電阻。另一方面，除了作為初始原料，代替BaC03而使用SrC03夕卜，經(jīng)過與上述相同的工序，得到試樣101103的各NTC熱敏電阻。另外，除作為初始原料，代替BaC03而使用CaC03外，經(jīng)過與上述相同的工序，得到試樣104109的各NTC熱敏電阻。然后，對這些試樣196、101103及104109的各NTC熱敏電阻，求出在255(TC溫度范圍內(nèi)的電阻溫度系數(shù)B^5。、及電阻溫度特性的線性系數(shù)R2。電阻溫度系數(shù)825/5。由下述[式1]所示的算式求出，其是表示電阻變化對溫度變化的靈敏度的值。即，825/5。值越大，靈敏度越高。[式1]d—ln(i25)—ln(i5。)B25:25"的電阻值Bs。5(TC的電阻值線性系數(shù)R2由下述[式2]所示的算式求出，為表示電阻溫度特性的直線性的值。即，R2的絕對值越接近于l，直線性就越優(yōu)異。[式2]闊R-，陶S(xx)=E(x「；)2S(yy)=E(y「;)2S(xy)=E(x「；)(y「；)x:溫度y:溫度x的電阻值如上所求得的B25/5。及R2如表1至表5中所示。[表1]6<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>[表3]<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>權(quán)利要求一種半導(dǎo)體陶瓷材料，其包含A中含有稀土類元素與鋇元素、B中含有錳元素的以AxByOz表示的氧化物，其中，z是由A及B中所含元素的價數(shù)及x和y的值所決定的、滿足作為陶瓷的電中性條件的數(shù)值，所述半導(dǎo)體陶瓷材料具有負(fù)的電阻溫度特性，且當(dāng)x＝1且y＝0.8～1.5時，A中鋇元素的含有比例為60～75摩爾％；當(dāng)x＝1且y＝1.7～2.3時，A中鋇元素的含有比例為50～63摩爾％。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體陶瓷材料，其中，當(dāng)x=1且y=0.81.5時，A中鋇元素的含有比例為6972摩爾％;當(dāng)x二l且y二2.02.1時，A中鋇元素的含有比例為5463摩爾％。3.根據(jù)權(quán)利要求l所述的半導(dǎo)體陶瓷材料，其中，所述以A,ByO,表示的氧化物是以(Lai—aBaa)xMny0z表示的氧化物，其中，z是由x禾Py的值所決定的、滿足作為陶瓷的電中性條件的數(shù)值，且當(dāng)x二l且y二0.81.5時，滿足0.60《a《0.75;當(dāng)x二l且y二1.72.3時，滿足0.50《a《0.63。4.一種NTC熱敏電阻，其具備陶瓷基體、及將所述陶瓷基體的至少一部分夾持并以彼此相對的方式形成的電極，所述陶瓷基體包含權(quán)利要求13中任一項所述的半導(dǎo)體陶瓷材料。全文摘要本發(fā)明的目的在于提供一種半導(dǎo)體陶瓷材料及NTC熱敏電阻，其無需依賴2種以上材料組合，只須采用1種半導(dǎo)體陶瓷材料，即可提供電阻溫度特性的直線性優(yōu)良的NTC熱敏電阻。作為構(gòu)成NTC熱敏電阻(1)所具備的陶瓷基體(20)的具有負(fù)的電阻溫度特性的半導(dǎo)體陶瓷材料，是使用(La1-αBaα)xMnyOz(其中，z是由x和y的值所決定的、滿足作為陶瓷的電中性條件的數(shù)值)表示的氧化物構(gòu)成的陶瓷材料。上述式中，當(dāng)x＝1且y＝0.8～1.5時，為0.60≤α≤0.75，當(dāng)x＝1且y＝1.7～2.3時，為0.50≤α≤0.63。文檔編號C04B35/50GK101765569SQ20088010019公開日2010年6月30日申請日期2008年8月6日優(yōu)先權(quán)日2007年8月22日發(fā)明者三浦忠將申請人:株式會社村田制作所