半导体陶瓷元件及其制造方法技术

本发明专利技术提供一种半导体陶瓷元件，包括元件主体，该元件主体的由具有PTC特性的半导体陶瓷组成的PTC部分、和由具有NTC特性的半导体陶瓷组成的NTC部分对相互的扩散进行抑制，并且该元件主体通过对PTC部分及NTC部分进行一体烧成并一体化后形成。首先在规定的温度下对应当成为PTC部分的半导体陶瓷材料进行烧成，由此得到PTC基板（2），之后将含有应当成为NTC部分的半导体陶瓷材料在内的糊料涂布或印刷到上述PTC基板（2）上，接着，在低于上述规定温度的温度下进行一体烧成，由此得到半导体陶瓷元件（1）所用的元件主体（4）。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及，尤其涉及具有PTC特性与NTC特性的复合电特性的。
技术介绍
作为热敏电阻的代表性用途、包括有温度传感器。对于使用热敏电阻的温度传感器，根据用途得到的电阻-温度特性有所不同，因此，要求其能提供各种不同的电阻-温度特性。例如，日本技术专利实开昭63-75001号公报(专利文献I)或日本专利特开平7-167715号公报(专利文献2)中提出了将PTC元件与NTC元件复合后得到的热敏电阻温度传感器，以表现出所要求的电阻-温度特性。若如上所述那样将PTC元件与NTC元件复合，则有可能得到各种不同的电阻-温度特性，而若关注PTC元件与NTC元件之间的接合部分，则可知无法单纯地采用PTC元件与NTC元件通过公共的电极而相互接合的结构。这是因为，接合的可靠性将下降，或者能与PTC元件欧姆接触的电极材料和能与NTC元件欧姆接触的电极材料可能互不相同。因此，在专利文献I所记载的专利技术中，采用了分别在PTC元件和NTC元件设置电极，并将这些电极相互接合的结构。然而，若采用这种结构，则将遇到如下问题:即，像一个电极与另一个电极之间的接合部分、PTC元件与电极之间的接合部分、NTC元件与电极之间的接合部分这样、将不同要素之间进行接合的部分的数量会变多，从而使接合部分产生剥离的概率变高。另外，在专利文献2所记载的专利技术中，采用了仅通过一个公共电极将PTC元件与NTC元件相互接合的结构。然而，该公共电极必须由一种特殊的材料构成，该特殊的材料保证了热敏电阻的阻挡层崩解接触，而且形成了由此相接触的热敏电阻的结构部分与各个其它热敏电阻进行相互扩散的扩散阻挡。此外，对于专利文献2所记载的专利技术，在PTC元件与NTC元件的接合部分存在电极，则仍然与专利文献I所记载的专利技术相同，无法避免剥离的问题。现有技术文献专利文献专利文献1:日本技术专利实开昭63 - 75001号公报专利文献2:日本专利特开平7-167715号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的技术问题为此，本专利技术的目的在于提供一种能解决上述问题的。为解决问题所采用的技术方案简而言之，本专利技术所涉及的半导体陶瓷元件通过将由具有PTC特性的半导体陶瓷组成的PTC部分、与由具有NTC特性的半导体陶瓷组成的NTC部分一体成形而得到。然而，即使对具有PTC特性的半导体陶瓷与具有NTC特性的半导体陶瓷进行一体烧成，也会产生相互扩散，因此可足以认为无法得到PTC特性与NTC特性的复合电特性。本申请的专利技术人为了解决能妨碍复合电特性表现的相互扩散的问题而进行了大量的研究，从结果可知，例如，若首先在规定的温度下、对应当成为具有PTC特性的半导体陶瓷的半导体陶瓷材料进行烧成，由此得到PTC基板，之后对含有应当成为具有NTC特性的半导体陶瓷的半导体陶瓷材料在内的糊料进行涂布或印刷在所述PTC基板上，接着，在低于所述规定温度的温度下、进行一体烧成，则能使得在得到的元件主体中，具有PTC特性的半导体陶瓷部分与具有NTC特性的半导体陶瓷部分之间、几乎不产生相互扩散，从而能够形成具有PTC特性与NTC特性的复合特性的元件。而且，还可知:在选择η型半导体作为具有PTC特性的半导体陶瓷、并选择P型半导体作为具有NTC特性的半导体陶瓷的情况下，能够形成ρη结，并能够形成具有整流特性的元件。S卩，本专利技术所涉及的半导体陶瓷元件的特征在于,包括:元件主体,该元件主体包括由具有PTC特性的半导体陶瓷组成的PTC部分、以及由具有NTC特性的半导体陶瓷组成的NTC部分，并且PTC部分与NTC部分通过相互直接接触的接合界面而一体化；第一电极，该第一电极以和PTC部分相接触的方式设置在元件主体的外表面上；以及第二电极，该第二电极以和NTC部分相接触的方式设置在元件主体的外表面上，该半导体陶瓷元件具有PTC特性与NTC特性的复合电特性。优选为，在本专利技术所涉及的半导体陶瓷元件中，PTC部分由BaTiO3类氧化物组成，NTC部分由Mn类的尖晶石型氧化物组成。在这种情况下，优选为，在PTC部分与NTC部分的接合界面上、Ti的互扩散距离及Mn的互扩散距离均为50 μ m以下。若从其它方面来表示本专利技术所涉及的半导体陶瓷元件，则如下所示。S卩，本专利技术所涉及的半导体陶瓷元件的特征在于,包括:元件主体,该元件主体由以下方式得到，即，在将具有PTC特性的半导体陶瓷及具有NTC特性的半导体陶瓷中的任何一个设为第一导电形式的半导体陶瓷，并将另一个设为第二导电形式的半导体陶瓷时，在第一温度下、对应当成为第一导电形式的半导体陶瓷的半导体陶瓷材料进行烧成以得到基板，在该基板上形成含有应当成为第二导电形式的半导体陶瓷的半导体陶瓷材料在内的厚膜，并以低于第一温度的第二温度进行烧成；第一电极，该第一电极以和基板相接触的方式设置在元件主体的外表面上；以及第二电极，该第二电极以和厚膜相接触的方式设置在元件主体的外表面上，从而使该半导体陶瓷元件具有PTC特性与NTC特性的复合电特性。另外，本专利技术也适用于半导体陶瓷元件的制造方法。本专利技术所涉及的半导体陶瓷元件的制造方法包括:在将具有PTC特性的半导体陶瓷及具有NTC特性的半导体陶瓷中的任何一个设为第一导电形式的半导体陶瓷、并将另一个设为第二导电形式的半导体陶瓷时，在第一温度下、对应当成为第一导电形式的半导体陶瓷的半导体陶瓷材料进行烧成从而得到基板的工序；在基板上形成含有应当成为第二导电形式的半导体陶瓷的半导体陶瓷材料在内的厚膜的工序；以及以低于第一温度的第二温度、对厚膜进行烧成的工序。在本专利技术所涉及的半导体陶瓷元件的制造方法中，优选为，第一导电形式的半导体陶瓷由BaTiO3类氧化物组成；第二导电形式的半导体陶瓷由Mn类的尖晶石型氧化物组成，第二温度比第一温度低150° C以上。专利技术效果根据本专利技术所涉及的半导体陶瓷元件，在元件主体中，由于PTC部分与NTC部分通过直接相互接触的接合界面进行一体化，因此不易在接合部分产生剥离的问题。此外，由于无需在PTC部分与NTC部分之间夹有电极，因此能减少形成电极所产生的成本。此外，根据本专利技术所涉及的半导体陶瓷元件，能得到PTC特性与NTC特性的复合电特性，因此，能够通过对具有PTC特性的半导体陶瓷的材料的选择、和对具有NTC特性的半导体陶瓷的材料的选择来改变电阻-温度特性。因此，可以通过对这些材料的选择来实现各种不同的电阻-温度特性。此外，在本专利技术所涉及的半导体陶瓷元件中可以应用在PTC部分与NTC部分呈串联连接的方向上、通过电流的第一通电方法、和在PTC部分与NTC部分呈并联连接的方向上、通过电流的第二通电方法，若采用第一通电方法，则能在PTC部分的电阻-温度特性急剧上升之前、提供NTC部分的特性。其结果是，能在PTC部分的电阻-温度特性急剧上升前的温度区域内、进行精度优良的温度检测。另一方面，若采用第二通电方法，则能对电阻-温度特性进行调整，使得在电阻-温度特性中，PTC特性占主导作用、直至PTC部分使电阻的上升为止，并在PTC部分使电阻上升后出现NTC部分的特性。此外，根据本专利技术所涉及的半导体陶瓷元件，由于在PTC部分与NTC部分直接相接触的接合界面上形成有Pn结，因此，若使电流在PTC部分与NTC部分呈串联连接的方向上流过，则能在正方向及反方向上表现出产生有阻碍电阻的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.09.14 JP 2010-2050991.一种半导体陶瓷元件，包括: 元件主体，该元件主体包括由具有PTC特性的半导体陶瓷组成的PTC部分、以及由具有NTC特性的半导体陶瓷组成的NTC部分，所述PTC部分与所述NTC部分通过相互直接接触的接合界面而一体化； 第一电极，该第一电极以和所述PTC部分相接触的方式设置在所述元件主体的外表面上；以及 第二电极，该第二电极以和所述NTC部分相接触的方式设置在所述元件主体的外表面上， 该半导体陶瓷元件具有PTC特性与NTC特性的复合电特性。2.按权利要求1所述的半导体陶瓷元件，其特征在于， 所述PTC部分由BaTiO3类氧化物组成，所述NTC部分由Mn类的尖晶石型氧化物组成。3.按权利要求2所述的半导体陶瓷元件，其特征在于， 在所述PTC部分与所述NTC部分的接合界面上、Ti的互扩散距离及Mn的互扩散距离均在50 μ m以下。4.一种半导体陶瓷元件，包括: 元件主体，该元件主体由以下方式得到，即，在将具有PTC特性的半导体陶瓷及具有NTC特性的半导体陶瓷中的任何一个设为第一导电形式的半导体陶瓷，并将另一个设为第二导电形式的半导体陶瓷时， 在第一温度下...

【专利技术属性】
技术研发人员：三浦忠将，
申请(专利权)人：株式会社村田制作所，
类型：
国别省市：