(57)【要約】【課題】加工コストの著しい増大を招くことなく、電気特性、特に抵抗値のバラツキを低減することができる正特性サーミスタおよびその製造方法を提供する。【解決手段】正特性サーミスタ素子２に、Ｚｎを含有する電極３，４を取り付けてなる正特性サーミスタ１であって、正特性サーミスタ素子２の電極３，４が取り付けられる面は、平面度１μｍ〜２５μｍに表面研削されていると共に、超音波洗浄により残渣物が除去されていることを特徴とする正特性サーミスタ１とした。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
正特性サーミスタ素子に、Ｚｎを含有する電極を取り付けてなる正特性サーミスタであって、前記正特性サーミスタ素子の前記電極が取り付けられる面は、平面度１μｍ〜２５μｍに表面研削されていると共に、超音波洗浄により残渣物が除去されていることを特徴とする正特性サーミスタ。
【請求項２】
前記電極が、前記正特性サーミスタ素子の両主面上にそれぞれ形成されたＺｎまたはＺｎ−Ａｇ合金からなる第１電極層と、前記第１電極層それぞれの主面上に形成されたＡｇまたはＰｄからなる第２電極層とにより、構成されていることを特徴とする請求項１に記載の正特性サーミスタ。
【請求項３】
正特性サーミスタ素子に、Ｚｎを含有する電極を取り付けてなる正特性サーミスタを製造する方法であって、
前記正特性サーミスタ素子の前記電極が取り付けられる面を、平面度１μｍ〜２５μｍに表面研削するステップと、
表面研削された前記電極が取り付けられる面上の残渣物を超音波洗浄にて除去するステップとを有することを特徴とする正特性サーミスタの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、正特性サーミスタ素子にＺｎを含んだ電極を取り付けてなる正特性サーミスタに関し、詳しくは、正特性サーミスタ素子の上記電極が取り付けられる面が、表面研削されている正特性サーミスタに関する。
【背景技術】
【０００２】
正特性サーミスタは、チタン酸バリウム系半導体磁器からなり、常温では比抵抗が低く、キュリー温度を超えると急激に比抵抗が上昇するという正の抵抗温度特性を有するものであり、従来からヒータ用、過電流保護、温度検知用等の用途に幅広く用いられている。特に、ヒータ用の正特性サーミスタは、自己温度制御による定温発熱が可能であるのに加え、取扱いが容易でかつ安全であるため、広く使用されている。
【０００３】
正特性サーミスタは、サーミスタ素子にオーミック性接触特性を示す電極（オーミック電極）層を設けたものが一般的であるが、ヒータ用の正特性サーミスタでは、熱伝導の高効率化のために、サーミスタ素子の電極取付面を表面研削して平面度の値を小さくし、電極とサーミスタ素子との密着性が高められている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００３−１５１７２８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来、オーミック電極層にはＮｉ電極層を用い、その上面にＡｇ電極層を設けているが、この場合、
１）Ｎｉ電極層とＡｇ電極層との界面抵抗が経時的に変化する。
２）正特性サーミスタの製造工程は、配合・混合、仮焼、粉砕、造粒、成形、焼成、磁器選別を経て、電極形成に到り、電極形成は、Ｎｉメッキ後にＡｇを焼付けて行われるが、焼付工程の条件によっては、Ｎｉ電極層とＡｇ電極層との剥離が発生し易い。
という問題があった。
上記問題を解決するため、Ｎｉ電極に代わるものとして、ＺｎまたはＺｎ−Ａｇ合金電極をオーミック電極とすることが提案されている。
しかしながら、サーミスタ素子の電極取付面を研削し、ＺｎまたはＺｎ−Ａｇ合金電極をオーミック電極とした場合、当該電極取付面上に残った研削屑等の残渣物により、電極とサーミスタ素子との導通が阻害されて、正特性サーミスタの電気特性、特に抵抗値にバラツキが生じる問題があった。
この電気特性のバラツキは、サーミスタ素子の電極取付面の平面度を１μｍ未満にすると抑制できることが分かっているが、加工コストが著しく増大するので現実的ではない。
【０００５】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、加工コストの著しい増大を招くことなく、電気特性、特に抵抗値のバラツキを低減することができる正特性サーミスタおよびその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、正特性サーミスタ素子に、Ｚｎを含有する電極を取り付けてなる正特性サーミスタであって、前記正特性サーミスタ素子の前記電極が取り付けられる面は、平面度１μｍ〜２５μｍに表面研削されていると共に、超音波洗浄により残渣物が除去されていることを特徴とする正特性サーミスタを提供するものである。
ここで、平面度とは、ＪＩＳ（Japanese Industries Standard）に規定されている平面度を意味する。
【０００７】
また、本発明は、上記構成において、前記電極が、前記正特性サーミスタ素子の両主面上にそれぞれ形成されたＺｎまたはＺｎ−Ａｇ合金からなる第１電極（オーミック電極）層と、前記第１電極層それぞれの主面上に形成されたＡｇまたはＰｄからなる第２電極（回路接続用電極）層とにより、構成されていることを特徴とする正特性サーミスタを提供するものである。
【０００８】
さらに、本発明は、正特性サーミスタ素子に、Ｚｎを含有する電極を取り付けてなる正特性サーミスタを製造する方法であって、前記正特性サーミスタ素子の前記電極が取り付けられる面を、平面度１μｍ〜２５μｍに表面研削するステップと、表面研削された前記電極が取り付けられる面上の残渣物を超音波洗浄にて除去するステップとを有することを特徴とする正特性サーミスタの製造方法を提供するものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の正特性サーミスタでは、正特性サーミスタ素子のＺｎを含有する電極の取付面は、平面度１μｍ〜２５μｍに表面研削されていると共に、残渣物が超音波洗浄にて洗浄除去されている。したがって、本発明の正特性サーミスタによれば、残渣物によって電極とサーミスタ素子との導通が阻害されることがないため、正特性サーミスタの電気特性、特に抵抗値のバラツキを抑制することができる。
また、上記表面研削は、平面度１μｍ〜２５μｍであるため、平面度を１μｍ未満とする場合に比べ、超音波洗浄と組み合わせることにより低コストで加工することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施例について説明し、当該実施例に係る正特性サーミスタの特性について検討する。
【００１１】
まず、主成分となる炭酸バリウム、炭酸ストロンチウム、酸化鉛および酸化チタン、半導体化剤である酸化イットリウム、ならびに添加剤である炭酸マンガンおよび酸化ケイ素を所定量配合・混合し、仮焼、粉砕し、造粒後、４１ｍｍ×７．８ｍｍ×厚さ２．０ｍｍに成形、焼成して、正特性サーミスタ素子２を１３０個作製した（図２参照）。
【００１２】
次に、主表面を表面研削し、厚さ１．２ｍｍ、平面度５±１μｍに加工した正特性サーミスタ素子２に対して、１０分〜１２０分の範囲で１０分ごとに洗浄時間を設定し、各洗浄時間について１０個ずつ、出力４００Ｗ以上、設定周波数２０ｋＨｚ〜４０ｋＨｚの超音波洗浄を行った。なお、洗浄液としてはイオン交換水を用いた。
【００１３】
その後、得られた正特性サーミスタ素子２の研削面に、スクリーン印刷にてＺｎ−Ａｇ合金からなる第１電極を形成し、さらに第１電極上に、Ａｇからなる第２電極を形成し、正特性サーミスタ１を１２０個作製した（図１および図２参照。電極焼成：約５００℃で２０分程度）。
なお、比較のために、洗浄時間０分（洗浄なし）の正特性サーミスタ素子２’について、上記のように第１電極および第２電極を形成し、正特性サーミスタ１’を１０個作製した。
【００１４】
そして、各正特性サーミスタ１，１’に一定の電圧を印加し、その電圧における代表的な電気特性として抵抗値を測定し、それらの抵抗値の標準偏差を算出した。その結果を表１に示す。また、このときの抵抗値の標準偏差と洗浄時間との関係を図３に示す。
【００１５】
【表１】
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【００１６】
表１および図３より、洗浄時間１０分〜１２０分の正特性サーミスタ１の抵抗値は、洗浄時間０分の正特性サーミスタ１’と比較して、抵抗値の標準偏差σが小さく、バラツキが小さいことが分かる。すなわち、正特性サーミスタ素子の電極取付面を平面度５±１μｍに表面研削した後、研削面を超音波洗浄することで、正特性サーミスタの抵抗値のバラツキを抑制し得ることが実証された。
【００１７】
次に、平面度と、正特性サーミスタの抵抗値バラツキとの関係について検討すべく、平面度を１μｍ〜２５μｍの範囲で１μｍごとに設定し、各平面度について正特性サーミスタ素子２を２０個ずつ作製した。なお、比較のために、平面度を２６〜３０μｍの範囲で１μｍごとに設定し、正特性サーミスタ素子２と同様に各平面度についての正特性サーミスタ素子２’を２０個ずつ作製した。
【００１８】
次いで、各平面度の正特性サーミスタ素子２，２’につき洗浄時間を１２０分とし、上記と同様に超音波洗浄および電極形成を行い、正特性サーミスタ１，１’を作製した。
【００１９】
そして、各正特性サーミスタ１，１’に一定の電圧を印加し、その電圧における代表的な電気特性として抵抗値を測定して、それらの抵抗値の標準偏差σを算出した。その結果を表２に示す。また、このときの平面度と抵抗値の標準偏差σとの関係を図４に示す。
【００２０】
【表２】
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【００２１】
表２および図４より、平面度が２５μｍを超えると、接触抵抗大となり、抵抗値の標準偏差σが増加し始めるため、抵抗値のバラツキを低く抑えるには、平面度は１μｍ〜２５μｍであるのが好ましい。
【００２２】
なお、上記実施例では、電極を、Ｚｎ−Ａｇ合金からなる第１電極層とＡｇからなる第２電極層とにより構成される２層電極としたが、第１電極層がＺｎを含む電極であればよく、単層電極であってもよい。
また、上記実施例では第２電極層をＡｇで構成したが、Ｐｄで構成しても同様の効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明に係る正特性サーミスタの一例を示す斜視図である。
【図２】図１の正特性サーミスタの分解斜視図である。
【図３】洗浄時間と抵抗値の標準偏差との関係を示す図である。
【図４】平面度と抵抗値の標準偏差との関係を示す図である。
【符号の説明】
【００２４】
１、１’  正特性サーミスタ
２、２’  正特性サーミスタ素子
３  第１電極
４  第２電極
【図３】
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【図４】
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【図１】
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【図２】
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