[发明专利]层叠型正特性热敏元件

说明书

技术领域

本发明涉及过电流保护用、温度检测用等的层叠型正特性热敏电阻，尤其涉及一种电阻变化率高、且以居里点以上的温度使电阻上升系数提高的层叠型正特性热敏电阻。

背景技术

近年来，在电子设备的领域中小型化得到不断的发展，在这些电子设备中搭载的正特性热敏电阻也不断朝着小型化的方向发展。该正特性热敏电阻具有正的电阻温度特性，作为小型化的正特性热敏电阻，例如公知有层叠型正特性热敏电阻。

这种层叠型正特性热敏电阻通常具备陶瓷素体，该陶瓷素体包括：具有正的电阻温度特性的多个半导体陶瓷层、和沿着半导体陶瓷层的界面分别形成的多个内部电极层，在所述陶瓷素体的两端部内部电极层被相互不同地引出，按照与该引出的内部电极层电连接的方式形成有外部电极。而且，作为半导体陶瓷层，使用了以BaTiO₃系陶瓷材料为主要成分的材料。并且，为了以BaTiO₃系陶瓷材料发现正的电阻温度特性，可添加极其微量的半导体化剂，作为该半导体化剂，一般广泛使用Sm。

另外，作为层叠型正特性热敏电阻的内部电极材料，广泛使用了Ni。通常，层叠型正特性热敏电阻的陶瓷素体通过在成为半导体陶瓷层的陶瓷生片上丝网印刷内部电极用导电性膏，来形成导体图案，并按规定顺序层叠形成有导体图案的陶瓷生片，将陶瓷生片与导体图案一体烧成而形成。

然而，若在使用了Ni作为内部电极材料的情况下，在大气气氛下进行一体烧成，则由于Ni会被氧化，因此需要在还原气氛下进行一体烧成，但若在还原气氛下进行一体烧成，由于半导体陶瓷层会被还原，所以，无法得到充足的电阻变化率。因此，通常在还原气氛下进行了一体烧成之后，还会通过其他途径在大气气氛下或氧气氛下进行再氧化处理。

但是，对于该再氧化处理而言，难以控制热处理温度，氧很难行进到陶瓷素体的中央部，因此，会产生氧化不均，有可能无法得到充足的电阻变化率。

鉴于此，在专利文献1中提出了下述的层叠型正特性热敏电阻，其将半导体陶瓷层的空隙率设为5～40体积％，在分别位于层叠方向最外侧的两个内部电极之间存在的有效层的多个热敏电阻层中，使位于层叠方向中央部的热敏电阻层的空隙率比位于层叠方向外侧的热敏电阻层的空隙率高。

专利文献1中，将半导体陶瓷层的空隙率设为5～40体积％，若将该空隙率换算为烧结密度，则大约相当于理论烧结密度的60％以上95％以下。而且，在该专利文献1中，通过使半导体陶瓷层的实测烧结密度小至理论烧结密度的60以上95％以下，并使中央部热敏电阻层比外侧热敏电阻层的空隙率大，可以使氧行进至陶瓷素体的中央部，由此，能够防止氧化不均的产生，从而得到所希望的电阻变化率。

专利文献1：特开2005-93574号公报

但是，如果像专利文献1那样，通过一体烧成形成了使用BaTiO₃系陶瓷材料作为主要成分并添加了Sm作为半导体化剂的半导体陶瓷层、和使用了Ni作为电极材料的内部电极层，得到了例如实测烧结密度相对于理论烧结密度为65％以上90％以下的烧结密度低的半导体陶瓷层，则存在着居里点以上的温度下电阻的上升系数小的问题。

即，如果为了发现高的电阻变化而得到烧结密度低的半导体陶瓷层，则电阻的上升系数降低，因此，无法同时兼顾实现高的电阻变化率和电阻的上升系数。

发明内容

本发明鉴于上述情况而提出，其目的在于，提供一种即使在具有以BaTiO₃系陶瓷材料为主要成分的烧结密度低的半导体陶瓷层时，也能够增大电阻变化率、且电阻的上升系数在居里点以上的温度下较大的层叠型正特性热敏电阻。

为了实现上述目的，本发明者们经过仔细的研究得知：在半导体陶瓷层以BaTiO₃系陶瓷材料为主要成分，且实测烧结密度为理论烧结密度的65～90％等烧结密度低的情况下，通过将Ba位点与Ti位点之比设为0.998～1.006的范围、且相对于Ti100摩尔部添加0.1～0.5摩尔部的Dy、Y等特定物质作为半导体化剂，由此，即便以高的烧成温度进行烧成处理，也能够维持大的电阻变化率，结果，可得到能够兼顾大的电阻变化率和大的电阻上升系数的层叠型正特性热敏电阻。