• Proceedings of the Korean Ceranic Society Conference
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• 2000.04a
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• pp.142.2-142.2
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• 2000

• Korean Journal of Materials Research
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• v.22 no.12
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• pp.658-663
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• 2012

The electrical properties of a laminated SMD type PTC thermistor for microcircuit protection were investigated as a function of polymer blowing agent addition. Green ceramics for multilayered $BaTiO_3$-based PTCRs were formed by doctor blade method of barium titanate powders; we successfully laminated the sintered ceramic chips to obtain 10 layer chip PTCRs with PTC effect. The sintered density increases with increasing sintering temperature. The electrical properties of the sintered samples were strongly dependent on the calcination and addition of a polymer blowing agent. When $BaTiO_3$ powders containing 0.2 mol% of $Y_2O_3$ were calcined at $1000^{\circ}C$ for 2 hrs, the resistivity jump was of 1-2 orders of magnitude. The resistivity at room temperature increases according to the polymer blowing agent addition. Also, the sample using the calcined powder showed a lower resistivity than that of the sample prepared using powders without calcinations. With an increase in the OBSH, the magnitude of the resistivity jumped as a function of the temperature increase. The resistivity of the sintered bodies after the addition of 0.5 wt% polymer blowing agent at $1290^{\circ}C$ for 2 h was shown to be about $8.5{\Omega}{\cdot}cm$; the jump order of the sintered bodies was shown to be on the order of $10^2$.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2008.11a
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• pp.209-209
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• 2008

$BaTiO_3$는 대표적인 강유전체 재료로서 적층형 세라믹 콘덴서 (MLCC), PTC thermistor, resonator 등 다양한 분야에서 사용되고 있다. $BaTiO_3$ 기본조성으로 하는 PTC 써미스터는 온도가 올라감에 따라 저황이 높아지는 특성을 가지고 있으며, 이러한 PTCR 특성은 작동되는 큐리온도에 따라 그 적용이 달라진다. PTCR 소자는 소결온도, 소결분위기, 불순물, 첨가제 등의 제조공정상의 인자들과 기공률, 결정립 크기 등이 복합적으로 작용해 PTCR 특성에 영향을 미치기 때문에 제조하기에 무척 까다로운 소자로 알려져 있다. 하지만 우수한 특성을 지닌 PTCR 소자를 제조하기 위하여 새로운 조성개발이 이루어지고 있으며, 전기적 특성 개선, 재현성 확보, 제조원가 절감 등의 측면에서 새로운 공정개발이 이루어지고 있다. 본 연구에서는 Sm을 첨가한 $BaTiO_3$계 재료의 PTCR 특성에 미치는 Ti/Ba ratio 등의 변화에 따른 영향을 조사하고 공기 중과 환원분위기 중에서 소결된 시편의 차이점과 재산화 처리에 따른 PTC 특성에 미치는 영향을 R-T 측정으로 고찰하였다. 본 조성은 환원 분위기에서 소결할 경우 그 미세구조는 Ti/Ba ratio비가 높을 때 grain size가 커져 상온 비저항을 낮출 수 있었다. Sm 첨가로 상온 비저항값은 낮출 수 있었으나 공기 중에서 재산화 처리하더라도 jumping ratio$(R_{max}/R_{25^{\circ}C})$는 Ti/Ba ratio와 거의 무관한 것으로 분석되었다.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2009.06a
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• pp.157-157
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• 2009

$BaTiO_3$를 기본조성으로 하는 PTC 써미스터는 Curie 온도이상에서 저항이 급격히 상승하는 반도성 전자세라믹스로서 degaussing 소자, 정온 발열체, 온도센서, 전류 제한 소자 등 상업적으로 폭넓게 사용되고 있다. 본 소자는 소결온도, 소결 및 열처리 분위기, 불순물, 첨가제 등의 제조공정상의 인자들과 기공률, 결정립 크기 등이 복합적으로 작용하여 PTCR 특성이 크게 영향을 받기 때문에 제조하기에 무척 까다로운 소자로 알려져 있다. 특히 과전류 보호 소자용으로 사용하기 위해서는 상온 비저항을 크게 낮추어야 하며 이에 대한 연구가 계속 진행되고 있다. 따라서 본 연구에서는 SiO2을 0.5~10 at%로 달리한 조성으로 환원 분위기에서 소결하고 공기 중에서 재산화 처리하여 재료의 PTC 특성에 어떠한 영향을 미치는지 분석하였다. 소정의 조성을 선택하여 $1180^{\circ}C{\sim}1240^{\circ}C$에서 2시간 동안 환원분위기에서 소결하고, $800^{\circ}C$에서 1 시간 공기 중에서 재산화 처리한 후 R-T 특성을 측정하여 SiO2 함량에 따른 PTC 특성을 분석하였다. 그 결과 SiO2의 함량이 증가할수록 상온 저항은 낮아지다가 3.0 at% 이상으로 첨가할 경우 급격히 상승하는 경향을 나타내었다. 특히 SiO2를 1.0~3.0 at% 일 때 우수한 PTC 특성을 가졌다. $1180^{\circ}C$에서는 소결 밀도가 낮아 상온 비저항이 크게 높았지만, $1200^{\circ}C{\sim}1220^{\circ}C$에서는 정상 입성장이 나타나면서 일반적인 PTC 특성을 가졌지만, $1240^{\circ}C$ 이상에서는 공정 액상이 형성되어 비정상 입성장이 일어나 상온 비저항이 크게 낮아졌다. 한편 점핑비-log(Rmax/Rmin)는 SiO2 함량이 증가할수록 높아지다가 3.0 at% 이상에서는 낮아짐을 확인하였다.

• Journal of the Korean Ceramic Society
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• v.28 no.2
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• pp.101-108
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• 1991

0.2 mo1% La doped BaTiO3 samples were prepared by a wet chemical process (Pechini process) and electrical conductivity were measured from annealing temperatures(800-110$0^{\circ}C$) to room temperature continuously. 2 probe I-V characteristics showed that Pt electrodes were non-ohmic below about 80$0^{\circ}C$ for Ladoped sample. I-V curves showed varistor behavior and breakdown voltages showed PTC-like behavior. AC complex impedance of 0.2 La and 0.05 Mn mo1% doped BaTiO3 samples with three different electrodes (electroless Ni, Pt, Ag electrodes) were measured with temperature variation. Complex impedance plots showed that the samples with electroless Ni electrodes have negligible electrode resistance. Samples with Ag or Pt paste electrodes showed large electrode resistance. PTC effect, which is defined as the ratio of maximum resistance to minimum resistance, was found to be less than 10 for 0.2 mo1% La doped dense sample however greater than 105 with codoping of 0.05 mo1% Mn and 0.2 mol% La.

• Proceedings of the Korean Ceranic Society Conference
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• 2003.10a
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• pp.105.1-105
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• 2003

• Journal of the Korean Ceramic Society
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• v.48 no.6
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• pp.525-530
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• 2011

We investigated the electrical properties the starting material and sintering condition on the laminated PTC thermistor for micro circuit protection. The influences of $BaTiO_3$ powder with the 0.3 and 0.45 ${\mu}m$ size and the electrical characteristics (Ba,Sr)$TiO_3$ sintered at 1350~1400$^{\circ}C$ for 2 h in a reducing atmosphere (1% $H_2/N_2$). The sintered (Ba,Sr)$TiO_3$ was increased pore and the grain size was decreased according to increasing Sr additions. In relative permittivity, the phase transition temperature of (Ba,Sr)$TiO_3$ was decreased for 2.5$^{\circ}C$ according to increasing 0.01 mole Sr additions, and the phase transition dose not appeared about 0.3 mole Sr addition. The (Ba,Sr)$TiO_3$ was show the low resistance from 0.01 mole to 0.05 mole by Sr addition, regardless of sintering temperature. The (Ba,Sr)$TiO_3$ was show $10^2$ jump order at 0.1 and 0.2 mole Sr addition, and PTCR of the sintered $(Ba_{0.7}Sr_{0.3})TiO_3$ does not appeared about 0.3 mole Sr addition, regardless of the sintering temperature and starting material size.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2007.11a
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• pp.181-181
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• 2007

PTCR 세라믹스를 적층형 부품으로 제조할 경우 소형화, 저 저항화 및 과전류 유입 시 빠른 응답특성을 갖는다는 장점을 가지고 있으며, 이러한 적층형 부품제조시에는 내부전극재가 부품소자의 물성에 중요한 영향을 미친다. 특히 우수한 옴성 접촉(Ohmic Contact)을 갖는 Zn, Fe, Sn, Ni 등의 적층 PTC용 전극재는 높은 산화특성으로 인해 재산화 과정에서의 비옴성 접촉(Non-ohmic contact)을 갖게 되어 PTC 특성을 저하시킬 우려가 있다. 따라서 본 연구에서는 적층형 PTCR 세라믹스의 내부전극재와 반도체 세라믹층의 동시소성거동 및 적층 PTCR 세라믹스의 전기적 특성을 평가하였다. 본 연구에 적용된 내부전극재로는 Ni 전극을 사용하였고, Ni 전극용 paste로는 무공제 paste, 반도체 세라믹공제 paste, $BaTiO_3$ 공제 paste의 3종 전극재가 이용되었다. 적층형 PTCR 세라믹스의 제조공정은 테이프 캐스팅(Tape casting), 내부전극인쇄, 적층 및 동시소성을 포함하는 적층화공정을 적용하였다. 각각의 전극 paste를 적용하여 제조된 chip은 미세구조관찰, I-V특성, R-T특성 등을 평가하여 내부전극내 세라믹공제의 영향을 고찰하였다.

• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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• v.15 no.2
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• pp.666-671
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• 2014

Using positive temperature coefficient (PTC) heater as supplementary heating for diesel engine vehicles with low heat source is a good method to enhance the heating performance during cold start. In this study, the PTC elements were made by using screen printing process for forming ohmic contact layer, and prototype of PTC heater was designed and made for a diesel engine vehicle. In process of designing the PTC heater, the thermal flow analysis of PTC element modules was conducted for verifying the effect of the shapes of contact surface between each of the components (cooling fin, insulator, ceramic element). We also investigated the performance characteristic (heating capacity, energy efficiency, pressure drop) of the PTC heater through the experiments. Therefore, the experimental results indicated that prototype of PTC heater had satisfactory performance. This study will be basis for improving the manufacturing process and increasing the performance of the PTC element and heater.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2006.11a
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• pp.235-236
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• 2006

The contact resistance and grain boundary potential barrier of ceramic $BaTiO_3$ PTCR were investigated. The electroless plated Ni, evaporated Al, and Ag paste were chosen as electrode materials of PTCR device for comparison analysis before and after heat treatment. The contact resistance of electrode were measured by electrometer (dc), digital multimeter (dc), and LCR meter (ac). In the case of Al electroded samples, the heat treatment and protective oxide layer had high resistance and effect on the stability of PTCR effect against contact resistance degradation, but the Ag-paste had comparably high contact resistance before heat treatment and decreased after heat treatment with safe. On the other hand, the samples with electroless plated Ni electrode had good properties of contact resistance against aging.