专利名称：半导体陶瓷以及正特性热敏电阻的制作方法
半导体陶瓷以及正特性热敏电阻技術分野本发明涉及半导体陶瓷以及正特性热敏电阻，更详细地说，涉及具有正电阻温度系数(以下称为「PTC特性」)的半导体陶瓷以及用于发热体等的正特性热敏电阻。背景技術钛酸钡(BaTiO3)系半导体陶瓷具有一旦超过居里点Tc电阻值就急剧上升的PTC 特性，作为电路的过电流保护元件，或作为电视机显像管(阴极射线管)管框的消磁用元件等得到广泛应用。例如，专利文献1公开了以BaTiO3为主成分的陶瓷中添加0. 005 1摩尔％的W 而具有PTC特性的半导体陶瓷。现有技术文献专利文献专利文献1 日本专利特开平7-14702号公报发明的揭示发明需解决的课题但是，上述现有技术中的半导体陶瓷的电阻值达到25°C下的电阻值的2倍时的温度(以下称为「2倍点」)低。从而，在比居里点低的低温区域，电阻值随温度的变化大，存在不能够得到稳定的电阻值的问题。而且，得到低电阻值的温度范围变窄，使用温度范围受到限制。因此，本发明作为解决上述问题的发明，其目的在于提供具有稳定的PTC特性、2倍点高、使用温度范围宽的半导体陶瓷以及正特性热敏电阻。用于解决课题的方法本发明为了实现上述目的而提供一种半导体陶瓷，其特征在于，以具有用通式 AmBO3表示的钙钛矿型结构的BEimTiO3系组合物为主成分，100摩尔％ Ti中，0. 05摩尔％以上 0.3摩尔％以下的范围内的Ti被作为半导体化剂的W置换，主要由Ba占据的A位置与主要由Ti占据的B位置之比m为0. 99彡m彡1. 002，实测烧结密度为理论烧结密度的70%以上90%以下。又，本发明中，最好是构成所述A位置的元素的总摩尔数作为100摩尔％时，Ca含量在15摩尔％以下的范围内。本发明中，最好是将构成所述A位置的元素的总摩尔数作为100摩尔％时，Ca含量在2摩尔％以上15摩尔％以下的范围内。此外，本发明提供一种在零件主体(component body)的表面形成了一对外部电极的正特性热敏电阻，其特征在于，所述零件主体用所述的半导体陶瓷形成。发明的效果如上所述，本发明的半导体陶瓷以具有用通式AmBO3表示的钙钛矿型结构的 BamTiO3系组合物为主成分，100摩尔％ Ti中，0. 05摩尔％以上0. 3摩尔％以下的范围内的 Ti被作为半导体化剂的W置换，主要由Ba占据的A位置与主要由Ti占据的B位置之比m 为0. 99彡m彡1. 002，实测烧结密度为理论烧结密度的70%以上90%以下，因此能够得到具有稳定的PTC特性、2倍点高、使用温度范围宽的半导体陶瓷。附图的简单说明
图1是本发明一实施形态的叠层型正特性热敏电阻的模式立体图。图2是表示参考例、试样3、试样19各自的PTC特性的曲线图。实施发明的方式下面对本发明的实施例进行说明。(实施例)图1是模式地表示本发明一实施形态的叠层型正特性热敏电阻的立体图。首先，作为起始原料，准备BaC03、TiO2, WO3> CaCO3，烧结后的半导体陶瓷的组成为 BafflTiO3,称量这些起始原料，使得W及Ca形成为表1或表2的组成式。在这里，表1和表2中的m表示主要由Ba占据的A位置与主要由Ti占据的B位置之比A位置/B位置。接着，在这些起始原料中添加纯水，在球磨机内与PSZ球一起进行10小时的混合粉碎，干燥后，以1100°c进行2小时的煅烧，然后再度与PSZ球一起在球磨机中粉碎，得到煅烧粉末。接着，在得到的煅烧粉末中添加有机粘接剂、分散剂和纯水，与PSZ球一起在球磨机内进行12小时的混合，得到陶瓷浆液。接着，利用刮片法将得到的陶瓷浆液浆液形成为薄片状，干燥，制得厚度为50 μ m 的陶瓷生片。将该陶瓷生片数枚重叠、压紧、切断，得到生叠层体，使其在烧成后得到长度2mm、 宽度1. 25mm、厚度Imm的尺寸。对该生叠层体在大气中进行300°C、12小时的脱粘接剂处理。其后在相对于氮气的氢气浓度被调整为3体积％的还原气氛中，在1120 1300°C的温度范围内进行2小时的烧成，得到陶瓷主体，使烧结后的半导体陶瓷的相对密度为表1和表2所示的相对密度。接着，将得到的陶瓷主体在大气气氛中以700°C的温度进行包含热处理的再氧化处理，得到半导体陶瓷。对再氧化后的半导体陶瓷的表面进行滚磨，得到陶瓷主体1。对陶瓷主体1的两个端面分别以Cr、Ni及Ag为溅射靶依序进行溅射处理，形成三层结构的外部电极h、2b。这样制得试样编号为1 19的叠层型正特性热敏电阻。接着，对试样编号为1 19的各试样，求出相对密度及2倍点。在这里，相对密度采用实测烧结密度相对于理论烧结密度之比。还有，实测密度测定的是表观密度。又，2倍点是叠层型正特性热敏电阻的电阻值达到25°C温度下的电阻值的2倍时的温度。还有，电阻值用4端子法测定。所谓半导体化，是将叠层型正特性热敏电阻的电阻值在25°C温度下为1010 Ω以下的情况判定为已经半导体化。PTC特性的显现，将作为表示正特性热敏电阻的能力的指标的PTC位数Δ R为3. 0 以上的情况判定为显现PTC特性。在这里，PTC位数AR如式(1)所示，由作为正特性热敏电阻的陶瓷主体的半导体陶瓷的电阻率的极大值Pmax与25°C下的值Pm之比的对数定义。
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AR= log( Pmax/P25)... (1)[表 1]
权利要求
1.一种半导体陶瓷，其特征在于，以具有用通式AmBO3表示的钙钛矿型结构的BamTiO3系组合物为主成分， 100摩尔％ Ti中，0. 05摩尔％以上0. 3摩尔％以下的范围内的Ti被作为半导体化剂的W置换，主要由Ba占据的A位置与主要由Ti占据的B位置之比m为0.99彡m彡1.002， 实测烧结密度为理论烧结密度的70%以上90%以下。
2.根据权利要求1所述的半导体陶瓷，其特征在于，构成所述A位置的元素的总摩尔数作为100摩尔％时，Ca含量在15摩尔％以下的范围内。
3.根据权利要求2所述的半导体陶瓷，其特征在于，构成所述A位置的元素的总摩尔数作为100摩尔％时，Ca含量在2摩尔％以上15摩尔％以下的范围内。
4.一种正特性热敏电阻，所述热敏电阻在零件主体表面上形成了一对外部电极，其特征在于，所述零件主体用权利要求1 3中的任一项所述的半导体陶瓷形成。
全文摘要
本发明提供具有稳定的PTC特性、2倍点高、使用温度范围宽的半导体陶瓷以及正特性热敏电阻。本发明的半导体陶瓷以具有用通式AmBO3表示的钙钛矿型结构的BamTiO3系组合物为主成分，100摩尔％Ti中，0.05摩尔％以上0.3摩尔％以下的范围内的Ti被作为半导体化剂的W置换，主要由Ba占据的A位置与主要由Ti占据的B位置之比m为0.99≤m≤1.002，实测烧结密度为理论烧结密度的70％以上90％以下。正特性热敏电阻，其零件主体部用该半导体陶瓷形成。
文档编号H01C7/02GK102471164SQ20108002953
公开日2012年5月23日 申请日期2010年6月30日 优先权日2009年7月1日
发明者中山晃庆, 岸本敦司, 青户涉 申请人:株式会社村田制作所