專利名稱：半導(dǎo)體陶瓷和正溫度系數(shù)熱敏電阻的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體陶瓷和正溫度系數(shù)熱敏電阻，特別涉及到具有高快速擊穿性的、高阻抗溫度性的半導(dǎo)體陶瓷和正溫度系數(shù)熱敏電阻，這些性能是對(duì)彩色電視、電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)器、過(guò)流保護(hù)器等器件進(jìn)行消磁所必需的。
(2)背景技術(shù)日本未審查專利申請(qǐng)公告No.6-215905揭示了一種半導(dǎo)體陶瓷，其含有在主要成份鈦酸鋇、鈦酸鉛、鈦酸鍶和鈦酸鈣中作半導(dǎo)體媒介的鉺，它用于對(duì)彩色電視消磁。
而且，日本未審查專利申請(qǐng)公告No.2000-143338揭示了一種半導(dǎo)體陶瓷，其含有在主要成份鈦酸鋇、鈦酸鉛、鈦酸鍶和鈦酸鈣中作半導(dǎo)體媒介的氧化釤，半導(dǎo)體陶瓷的平均顆粒直徑在7-12μm之間。
但是，上述兩種半導(dǎo)體陶瓷的高快速擊穿性很差，在通斷應(yīng)用測(cè)試中表現(xiàn)出令人很不滿意的結(jié)果，而且在室溫時(shí)電阻率值很不規(guī)則。因而，至今尚無(wú)具有諸如對(duì)彩色電視、電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)器、過(guò)流保護(hù)器等器件進(jìn)行消磁所需高閃點(diǎn)容量的、高阻抗溫度性的半導(dǎo)體陶瓷和正溫度系數(shù)熱敏電阻。
(3)發(fā)明內(nèi)容因此，本發(fā)明的目標(biāo)是提供一種具有高快速擊穿性的半導(dǎo)體陶瓷制品和正溫度系數(shù)熱敏電阻，它在通斷應(yīng)用測(cè)試中能體現(xiàn)很好的效果，而且在室溫時(shí)電阻率值的不規(guī)則性很小。
為了這個(gè)目的，本發(fā)明中的半導(dǎo)體陶瓷中含有鉺，它在主要成份鈦酸鋇、鈦酸鍶、鈦酸鉛和鈦酸鈣中作半導(dǎo)體媒介，半導(dǎo)體陶瓷的平均顆粒直徑超過(guò)約5μm，但不到約14μm。
含有上述成份的半導(dǎo)體陶瓷具有高快速擊穿性，它在通斷應(yīng)用測(cè)試中能體現(xiàn)很好的效果，而且電阻率值不規(guī)則性很小。
在每100mol的主要成份中，本發(fā)明的半導(dǎo)體陶瓷最好包含一種作為添加物的含有Er的化合物，其中Er超過(guò)約0.10mol但不到0.33mol；一種含有Mn的化合物，其中Mn為約0.01mol或更多但不到約0.03mol；一種含有Si的化合物，其中Si為約1.0mol或更多但不到約5.0mol。
此外，本發(fā)明中的正溫度系數(shù)熱敏電阻包括一個(gè)前后兩面都有電極的半導(dǎo)體陶瓷部件。
(4)


圖1是符合本發(fā)明的使用半導(dǎo)體陶瓷的正溫度系數(shù)熱敏電阻的透視示意圖。
(5)具體實(shí)施方式
以下是符合本發(fā)明的半導(dǎo)體陶瓷和正溫度系數(shù)熱敏電阻的實(shí)施例的具體描述。
圖1例示了符合本發(fā)明的、用半導(dǎo)體陶瓷制造的正溫度系數(shù)熱敏電阻1。該正溫度系數(shù)熱敏電阻1包括在半導(dǎo)體陶瓷部件3前后兩面上的電極。構(gòu)成部件3的半導(dǎo)體陶瓷在主要成份鈦酸鋇、鈦酸鍶、鈦酸鉛和鈦酸鈣中含有鉺作為半導(dǎo)體媒介。電極5可以由Ni-Ag形成。
以下是正溫度系數(shù)熱敏電阻制造方法和半導(dǎo)體陶瓷性能的描述。
首先，準(zhǔn)備主要成份BaCO3、TiO2、PbO、SrCO3和CaCO3，連同半導(dǎo)體媒介Er2O3和其它添加物，例如用于提高阻抗溫度性的添加物MnCO3和用于輔助燒結(jié)的添加物SiO2。按照表1所示的比例濕混合這些成份得到混合物。接著，將得到的混合物脫水弄干，在1200℃下預(yù)烘焙，再與粘結(jié)劑混合成顆粒。這些顆粒受到單軸性擠壓從而形成一個(gè)2mm厚、直徑為14mm的圓盤，然后在環(huán)境大氣氛圍中以1390℃烘焙，從而得到半導(dǎo)體陶瓷部件3。
用掃描電子顯微鏡(SEM)給得到的半導(dǎo)體陶瓷部件的表面照相，通過(guò)切片得到平均顆粒直徑。
接著，如圖1所示，在半導(dǎo)體陶瓷部件3的兩個(gè)基本面上配置Ni-Ag電極5，從而得到正溫度系數(shù)熱敏電阻1。通過(guò)形成一個(gè)Ni層作為歐姆電極層，再在Ni層上面形成一個(gè)Ag層作為最外層，從而形成Ni-Ag電極5。
對(duì)1000個(gè)循環(huán)測(cè)量正溫度系數(shù)熱敏電阻在室溫下(25℃)的具體電阻值，抗快速擊穿和140V、10℃時(shí)的通斷應(yīng)用測(cè)試。測(cè)量結(jié)果連同平均顆粒直徑，如表1所示。注意，表1中半導(dǎo)體媒介和添加物的數(shù)量加了(mol％)，表示它在主要成份中占的比率。此外，表1中的星號(hào)*表示不在本發(fā)明范圍內(nèi)的項(xiàng)目。
如表1所示，實(shí)例中平均顆粒直徑超過(guò)約5μm但不到約14μm，包含的鉺超過(guò)約0.10mol但不到約0.33mol，添加物Mn為約0.01mol或更多但不到約0.03mol，Si為約1.0mol或更多但不到約5.0mol，每個(gè)實(shí)例都具有高快速擊穿性，在通斷應(yīng)用測(cè)試中都能體現(xiàn)很好的效果。
表1

半導(dǎo)體陶瓷制品也可用以上描述的過(guò)程制造，但用Y2O3、Sm2O3、La2O3替代Er2O3作為半導(dǎo)體媒介，并對(duì)這些陶瓷進(jìn)行評(píng)價(jià)。該半導(dǎo)體陶瓷的半導(dǎo)體媒介的成份和評(píng)價(jià)結(jié)果如表2所示。而且，Er2O3和表1中的實(shí)例9一樣。此外，表2中的星號(hào)*表示不在本發(fā)明范圍內(nèi)的項(xiàng)目。
表2

如表2所示，每個(gè)實(shí)例的快速擊穿能力和通斷應(yīng)用測(cè)試的結(jié)果都很好，但是在用Y2O3、Sm2O3和La2O3作為半導(dǎo)體媒介時(shí)顯示，室溫下電阻不規(guī)則的值是2.0到3.5CV％，在用Er2O3的實(shí)例中顯示，室溫下電阻不規(guī)則的值是1.5CV％，它比較小。
本發(fā)明中的半導(dǎo)體陶瓷和正溫度系數(shù)熱敏電阻決不限制于上述實(shí)施和實(shí)施例；在本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)可以做出相當(dāng)多的變化。例如，半導(dǎo)體陶瓷形成的部件以上描述為圓盤形狀，但本發(fā)明不局限于此；例如，該形狀也可以用長(zhǎng)方形代替。
可以從以上描述中清楚了解到，本發(fā)明的半導(dǎo)體陶瓷包括鉺，它在主要成份鈦酸鋇、鈦酸鍶、鈦酸鉛和鈦酸鈣中作半導(dǎo)體媒介，半導(dǎo)體陶瓷的平均顆粒直徑超過(guò)約5μm，但不到約14μm，因而本發(fā)明中的半導(dǎo)體陶瓷具有高快速擊穿性以及在通斷應(yīng)用測(cè)試中能體現(xiàn)很好的效果。
在每100mol的主要成份中，該半導(dǎo)體陶瓷包含一種作為添加物的含有Er的化合物，其中Er超過(guò)約0.10mol但不到約0.33mol；一種含有Mn的化合物，其中Mn為約0.01mol或更多但不到約0.03mol；一種含有Si的化合物，其中Si為約1.0mol或更多但不到約5.0mol，該半導(dǎo)體陶瓷可以提供高快速擊穿性，在通斷應(yīng)用測(cè)試中能體現(xiàn)很好的效果以及能減小電阻值的不規(guī)則CV％。
此外，可以通過(guò)以上描述的半導(dǎo)體陶瓷獲得具有高快速擊穿性的正溫度系數(shù)熱敏電阻。
權(quán)利要求
1.一種半導(dǎo)體陶瓷，其特征在于包括主要成份，包括鈦酸鋇、鈦酸鍶、鈦酸鉛和鈦酸鈣以及含鉺的半導(dǎo)體媒介物；其中所述半導(dǎo)體陶瓷的平均顆粒直徑超過(guò)約5μm但不到約14μm。
2.如權(quán)利要求1所述半導(dǎo)體陶瓷，其特征在于在每100mol主要成份中，所述含有Er的化合物至少有約0.10mol，但是不超過(guò)約0.33mol。
3.如權(quán)利要求2所述半導(dǎo)體陶瓷，其特征在于還包括一種含有Mn的化合物，在每100mol主要成份中，它至少有約0.01mol，但是不超過(guò)約0.03mol。
4.如權(quán)利要求3所述半導(dǎo)體陶瓷，其特征在于還包括一種含有Si的化合物，在每100mol主要成份中，它至少有約1.0mol，但是不超過(guò)約5.0mol。
5.如權(quán)利要求4所述半導(dǎo)體陶瓷，其特征在于在每100mol主要成份中，所述含有Er的化合物大約有0.225mol到0.3mol。
6.一種正溫度系數(shù)熱敏電阻，其特征在于包括如權(quán)利要求1到5中任何一個(gè)所述半導(dǎo)體陶瓷的部件，該半導(dǎo)體陶瓷部件與隔開(kāi)的一對(duì)電極組合。
全文摘要
一種半導(dǎo)體陶瓷。其中包括鉺,它在主要成份鈦酸鋇、鈦酸鍶、鈦酸鉛和鈦酸鈣中作半導(dǎo)體媒介,半導(dǎo)體陶瓷的平均顆粒直徑大約超過(guò)約5μm,但不到約14μm。此外,在每100mol的主要成份中,半導(dǎo)體陶瓷包含:一種作為添加物的含有Er的化合物,其中Er超過(guò)約0.10mol但不到約0.33mol;一種含有Mn的化合物,其中Mn為約0.01mol或更多但不到約0.03mol;一種含有Si的化合物,其中Si為約1.0mol或更多但不到約5.0mol。因此,該半導(dǎo)體陶瓷和正溫度系數(shù)熱敏電阻可提供高快速擊穿性,在通斷應(yīng)用測(cè)試中能體現(xiàn)很好的效果且電阻率值不規(guī)則性很小。
文檔編號(hào)H01C7/02GK1334568SQ0112278
公開(kāi)日2002年2月6日 申請(qǐng)日期2001年7月20日 優(yōu)先權(quán)日2000年7月21日
發(fā)明者長(zhǎng)尾吉高, 并河康訓(xùn), 廣田俊春 申請(qǐng)人:株式會(huì)社村田制作所