[发明专利]钛酸钡系半导体瓷器组合物以及使用其的PTC热敏电阻

说明书

技术领域

本发明涉及具有正的电阻-温度特性的钛酸钡系半导体瓷器组合物、以及使用该半导体瓷器组合物的PTC热敏电阻。

背景技术

作为具有正的电阻-温度特性的钛酸钡系的半导体瓷器，已知例如专利文献1所公开的半导体瓷器组合物。

该专利文献1所公开的钛酸钡系半导体瓷器组合物，是通过如下方法获得的钛酸钡系半导体瓷器：调制含有钡和钛、并且与钛与钡的化学计量比相比增大了钛配合量的原料粉末，将上述原料粉末中的钡置换为10～15mol％的锶和13～18mol％的钙，再对上述原料粉末混合了0.08～0.15mol％的锰、1.5～2.5mol％的硅、和由Bi、Nb、W、Ta、Sb以及稀土类元素构成的半导体化剂组中的至少1种半导体化剂粉末而获得混合物，然后将上述混合物在氧化气氛下、在1150℃至1240℃的温度范围内进行一次烧结而获得一次烧结物，并将上述一次烧结物在氧化气氛下、在1300～1380℃进行二次烧结。

若进行整理，则该专利文献1所公开的钛酸钡系半导体瓷器，是一种钛酸钡系半导体瓷器组合物，其中，

Ti/Ba比为1.00以上，

将Ba的10～15mol％置换为Sr，并且，

将Ba的13～18mol％置换为Ca，

并且混合0.08～0.15mol％的Mn、1.5～2.5mol％的Si，

并且混合了由Bi、Nb、W、Ta、Sb以及稀土类元素构成的半导体化剂中的至少1种。

而且，根据专利文献1的发明，由于对混合物进行一次烧结而得到的一次烧结物被充分氧化直达内部，因此将一次烧结物微粉碎而得到的粉末，到其内部为止都具有均质的组成，通过对该粉末进行成型并进行二次烧结，由此能够获得室温时的比电阻值的偏差小的钛酸钡系半导体瓷器。

另外，近年来，电流控制元件、温度探测元件等芯片型元件，被要求能够实现居里点更低的低温工作、且室温电阻低，具备较高的电阻-温度特性，对于在这样的元件中使用的具有正的电阻-温度特性的半导体瓷器，同样的要求也日益提高。

进而，在将电流控制元件、温度探测元件等元件安装于基板的情况下，通过基于回流等的焊接而进行安装，存在因安装时的热影响等而导致元件的电阻值容易变化的问题。

并且，若安装所引起的元件的电阻值的变化变大，则在安装后还会产生元件的电阻值偏离标准值而成为次品的情况。因此，对于在这样的元件中使用的具有正的电阻-温度特性的半导体瓷器，还要求安装所引起的电阻值的变化小。

另外，安装所引起的电阻值的变化，被推定是由于电极界面的微小剥离所导致的高电阻化、在有机成分的燃烧中产生的还原气氛所导致的材料的低电阻化等原因。

在这种状况下，在专利文献1的钛酸钡系半导体瓷器的情况下，也存在不一定能够充分满足上述要求的情况，并且，实际情况是需要开发特性良好、具有正的电阻-温度特性的半导体瓷器。

现有术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平7-183104号公报

发明内容

本发明的目的在于，解决上述课题而提供一种能够实现低温工作、室温电阻低、具备较高的电阻-温度特性的钛酸钡系半导体瓷器组合物，进而，提供一种安装所引起的电阻变化小的钛酸钡系半导体瓷器组合物、以及使用其的PTC热敏电阻。在此，作为使其在室温附近的温度下进行工作的用途，例如，存在用于使得设备不会因变得过热而将人烫伤或者使设备破损的过热探测用元件。

为了解决上述课题，本发明的钛酸钡系半导体瓷器组合物，其特征在于，

Ba位点与Ti位点的摩尔比为0.985≤Ti位点/Ba位点，

以7.0mol％≤Sr≤17.0mol％12.5mol％≤Ca≤19.0mol％0.035mol％≤Mn≤0.074mol％的比例含有Sr、Ca、以及Mn。

另外，在本发明中，Ti位点是Ti与Mn的合计量(摩尔量)，Ba位点是Ba、Sr、Ca、和施主(在含有稀土类等的施主的情况下)的合计量(摩尔量)，Ba位点与Ti位点的摩尔比(Ti位点/Ba位点)，是通过式：(Ti+Mn)/(Ba+Sr+Ca+施主)而求出的值(配合比)。

此外，在本发明的钛酸钡系半导体瓷器组合物中，Ba位点与Ti位点的所述摩尔比优选处于0.985≤Ti位点/Ba位点≤1.005的范围内。