專利名稱：由半導(dǎo)體陶瓷制成的ntc熱敏電阻元件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種由半導(dǎo)體陶瓷制成的NTC熱敏電阻元件，特別涉及由具有負(fù)溫度電阻系數(shù)的半導(dǎo)體陶瓷制成的NTC熱敏電阻元件。
背景技術(shù)：
具有負(fù)溫度電阻系數(shù)(以下稱為NTC特性)(這意味著當(dāng)溫度變化時(shí)電阻會(huì)降低)的半導(dǎo)體陶瓷制成的NTC熱敏電阻元件已經(jīng)被用于抑制電路的浪涌電流或者調(diào)節(jié)液晶顯示器對(duì)比度的溫度補(bǔ)償模塊?？紤]到NTC特性的優(yōu)點(diǎn)，以過渡族金屬氧化物為主的半導(dǎo)體陶瓷一般用于這類半導(dǎo)體元件。
但是為了使過渡族金屬氧化物基的陶瓷成為半導(dǎo)體，一般必須在1300℃或更高的溫度下燒結(jié)。在如此高的溫度下處理具有如下缺點(diǎn)能源消耗大；窯爐維護(hù)成本高且容易損壞。因此需要一種能夠在較低溫度下燒結(jié)的含過渡族金屬氧化物的半導(dǎo)體陶瓷。
為了克服上述缺陷，“由硼導(dǎo)電液相煅燒制備的半導(dǎo)體化陶瓷”一文揭示了一種改進(jìn)的技術(shù)。簡(jiǎn)而言之，通過將氮化硼加入過渡族金屬氧化物降低了陶瓷呈現(xiàn)半導(dǎo)化特性的溫度。該文獻(xiàn)報(bào)道，在1100℃左右的煅燒溫度下，加入氮化硼的陶瓷可以變得具有半導(dǎo)體特性。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)已有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種半導(dǎo)體陶瓷制成的NTC熱敏電阻元件，它可以通過1000℃或以下的燒結(jié)溫度制得。
本發(fā)明的發(fā)明目的是通過如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的一種由半導(dǎo)體陶瓷制成的單片電子元件，該元件包括半導(dǎo)體陶瓷層、一對(duì)引腳、外部電極以及包封材料，其中半導(dǎo)體陶瓷基體包含如下物質(zhì)氧化硼，從Mn、Cu、Zn、Al、Zr、Y中選擇的至少一種金屬的第一氧化物以及從Fe、Co、Ni中選擇的至少一種金屬的第二氧化物，摻入的氧化硼數(shù)量按還原的原子硼計(jì)滿足下列關(guān)系0.001≤B/β≤0.50以及0.5≤B/(α-β)≤10.0其中α表示半導(dǎo)體陶瓷中所含Mn、Cu、Zn、Al、Zr、Y的原子總數(shù)，而β表示半導(dǎo)體陶瓷中所含F(xiàn)e、Co、Ni的原子總數(shù)，B表示元素硼的原子數(shù)。
另外本發(fā)明半導(dǎo)體陶瓷制成的單片電子元件還可以包含一種或一種以上的非過渡族金屬氧化物，非過渡族金屬氧化物的摻入量滿足下列關(guān)系0.1≤δ≤0.5其中δ表示在NTC熱敏電阻元件中非過渡族金屬氧化物的原子總數(shù)。
其中所述外部電極可以由諸如Ag、AgO等構(gòu)成。
其中對(duì)于構(gòu)成所述外部包封的材料并無特殊限制，諸如有機(jī)硅等都可以采用。
其中對(duì)于構(gòu)成所述基片引腳的材料并無特殊限制，諸如鍍鉻銅線等都可以采用。
由于本發(fā)明采用的半導(dǎo)體陶瓷包含作為主成分的金屬氧化物和輔成分的氧化硼，在1000℃或以下的燒結(jié)溫度下即可制得，具有低能源消耗、低窯爐維護(hù)成本等優(yōu)點(diǎn)，且提供了呈現(xiàn)極高效NTC性能的單片電子元件。
說明書附1為本發(fā)明的由半導(dǎo)體陶瓷制成的單片電子元件實(shí)例的剖面示意圖。
附圖中標(biāo)號(hào)說明1-外面涂覆包封材料2-半導(dǎo)體陶瓷基片3-焊錫膏 4-外部電極5-焊接鍍鉻引腳具體實(shí)施方式
實(shí)施例1以下描述制造本發(fā)明單片電子元件的方法。

圖1為按照本發(fā)明的半導(dǎo)體陶瓷制成的單片電子元件實(shí)例的剖面示意圖。
根據(jù)方程式(1)稱量氧化錳、氧化銅、氧化鈷、氧化鎳和氮化硼以形成混合物50MnO+10CuO+20Co2O3+15Ni2O3+5BN.........(1)最終的混合物與黏合劑混合，并且所形成的混合物與鋯球濕法混合10個(gè)小時(shí)，從而形成陶瓷漿液。烘干后用壓制的方法形成坯片。在300℃下空氣中去除黏合劑后，在1000℃下的空氣中燒結(jié)2小時(shí)從而制成陶瓷基片。
如圖1所示，在包含半導(dǎo)體陶瓷基片2和外部電極4的面上涂覆焊錫膏3，焊接鍍鉻引腳5，外面涂覆包封材料1。由此制成按照本發(fā)明的單片電子元件。
對(duì)于此法制成的單片電子元件，測(cè)量了室溫下電阻率和用1779.4Ln(R85/R25)表示的B值(其中R85表示85℃下的電阻而R25表示25℃下的電阻)。電阻率為1000Ω.cm，B值為3800。
實(shí)施例2以下描述制造本發(fā)明單片電子元件的方法。圖1為按照本發(fā)明的半導(dǎo)體陶瓷制成的單片電子元件實(shí)例的剖面示意圖。
根據(jù)方程式(2)稱量氧化錳、氧化鋅、氧化鈷、氧化鐵和氮化硼以形成混合物45MnO+16ZnO2+20Co2O3+10Fe2O3+9BN.........(2)最終的混合物與黏合劑混合，并且所形成的混合物與鋯球濕法混合10個(gè)小時(shí)，從而形成陶瓷漿液。烘干后用壓制的方法形成坯片。在300℃下空氣中去除黏合劑后，在950℃下的空氣中燒結(jié)2小時(shí)從而制成陶瓷基片。
如圖1所示，在包含半導(dǎo)體陶瓷基片2和外部電極4的面上涂覆焊錫膏3，焊接鍍鉻引腳5，外面涂覆包封材料1。由此制成按照本發(fā)明的單片電子元件。
對(duì)于此法制成的單片電子元件，測(cè)量了室溫下電阻率和用1779.4Ln(R85/R25)表示的B值(其中R85表示85℃下的電阻而R25表示25℃下的電阻)。電阻率為800Ω.cm，B值為3500。
實(shí)施例3以下描述制造本發(fā)明單片電子元件的方法。圖1為按照本發(fā)明的半導(dǎo)體陶瓷制成的單片電子元件實(shí)例的剖面示意圖。
根據(jù)方程式(3)稱量氧化錳、氧化鋁、氧化鐵、氧化鎳和氮化硼以形成混合物60MnO+20Al2O3+11Fe2O3+5Ni2O3+4BN.........(3)最終的混合物與黏合劑混合，并且所形成的混合物與鋯球濕法混合10個(gè)小時(shí)，從而形成陶瓷漿液。烘干后用壓制的方法形成坯片。在300℃下空氣中去除黏合劑后，在1030℃下的空氣中燒結(jié)2小時(shí)從而制成陶瓷基片。
如圖1所示，在包含半導(dǎo)體陶瓷基片2和外部電極4的面上涂覆焊錫膏3，焊接鍍鉻引腳5，外面涂覆包封材料1。由此制成按照本發(fā)明的單片電子元件。
對(duì)于此法制成的單片電子元件，測(cè)量了室溫下電阻率和用1779.4Ln(R85/R25)表示的B值(其中R85表示85℃下的電阻而R25表示25℃下的電阻)。電阻率為1200Ω.cm，B值為4100。
在上述實(shí)例中，測(cè)試結(jié)果比較好的是由半導(dǎo)體化陶瓷制成的單片電子元件包含金屬氧化物和氮化硼，這些元素的摻入量滿足下列關(guān)系0.001≤B/β≤0.250.9≤B/(α-β)≤8.0以及0.1≤δ≤0.5其中α表示半導(dǎo)體陶瓷中所含Mn、Cu、Zn、Al、Zr、Y的原子總數(shù)，而β表示半導(dǎo)體陶瓷中所含F(xiàn)e、Co、Ni的原子總數(shù)，δ表示在NTC熱敏電阻元件中非過渡族金屬氧化物的原子總數(shù)。因此元件呈現(xiàn)出令人滿意的NTC性能。
權(quán)利要求
1.一種由半導(dǎo)體陶瓷制成的NTC熱敏電阻元件，該每一單片元件包括半導(dǎo)體陶瓷基體、一對(duì)引腳、外部電極以及包封材料，其特征在于其中半導(dǎo)體陶瓷基體包含如下物質(zhì)氧化硼，從Mn、Cu、Zn、Al、Zr、Y中選擇的至少一種金屬的第一氧化物以及從Fe、Co、Ni中選擇的至少一種金屬的第二氧化物，摻入的氧化硼數(shù)量按還原的原子硼計(jì)滿足下列關(guān)系0.001≤B/β≤0.50以及0.5≤B/(α-β)≤10.0其中α表示半導(dǎo)體陶瓷中所含Mn、Cu、Zn、Al、Zr、Y的原子總數(shù)，而β表示半導(dǎo)體陶瓷中所含F(xiàn)e、Co、Ni的原子總數(shù)，B表示元素硼的原子數(shù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種由半導(dǎo)體陶瓷制成的NTC熱敏電阻元件，其特征在于包含一種或一種以上的非過渡族金屬氧化物，非過渡族金屬氧化物的摻入量滿足下列關(guān)系0.1≤δ≤0.5其中δ表示在NTC熱敏電阻元件中非過渡族金屬氧化物的原子總數(shù)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種由半導(dǎo)體陶瓷制成的NTC熱敏電阻元件，該元件包括半導(dǎo)體陶瓷基體、一對(duì)鍍鉻銅質(zhì)引腳以及形成于基體表面的外部電極及包封材料，其中半導(dǎo)體陶瓷基體包含如下物質(zhì)氧化硼；從Mn、Cu、Zn、Al、Zr、Y中選擇的至少一種金屬的第一氧化物；以及從Fe、Co、Ni中選擇的至少一種過渡族金屬的第二氧化物；摻入的氧化硼數(shù)量按還原的原子硼計(jì)滿足的關(guān)系如下0.001≤B/β≤0.50以及0.5≤B/(α－β)≤10.0。非過渡族金屬氧化物的摻入量滿足下列關(guān)系0.1≤δ≤0.5。本發(fā)明產(chǎn)品具有低能源消耗、低窯爐維護(hù)成本等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)H01C7/04GK1624821SQ200410093328
公開日2005年6月8日 申請(qǐng)日期2004年12月21日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月21日
發(fā)明者苗明清, 錢朝勇, 周欣山, 沈十林 申請(qǐng)人:上海維安熱電材料股份有限公司