JP2017175011A - Ｎｔｃサーミスタ素子 - Google Patents

Abstract

【課題】抵抗値の製造ばらつきを低減することができ、小型化に対して有利なＮＴＣサーミスタ素子を提供する。【解決手段】サーミスタ層と、第１内部電極層３２および第２内部電極層３８と、を有するサーミスタ素体と、前記サーミスタ素体の外表面に設けられる第１外部電極４４および第２外部電極４６と、を有しており、第１内部電極層は第１外部電極に接続しており、第２内部電極層は第２外部電極に接続しており積層方向に関して第１内部電極層より前記外表面から遠くに配置されている。サーミスタ機能領域２４、２６は、サーミスタ機能領域から第２外部電極までの距離が、サーミスタ機能領域から第１外部電極までの距離より長くなるように配置されている。【選択図】図３

Description

本発明は、温度の変化によって抵抗値が変化するＮＴＣサーミスタ素子に関する。

ＮＴＣサーミスタ素子は、温度の上昇に伴い抵抗値が低くなる特性を有しており、電子機器など様々な機器に温度センサや温度補償用のセラミック電子部品として実装されている。

たとえば、チップ型のＮＴＣサーミスタ素子としては、サーミスタ素体内部に内部電極層とサーミスタ層とが積層された構造を有するものが提案されている。このようなチップ型のＮＴＣサーミスタ素子では、サーミスタ層の厚みなどを調整することにより内部電極層間の層間の厚みを小さくしたり、内部電極層の積層数を増やしたりすることにより、小型化を図ることができる。

特開２００３−１２４００７号公報

しかしながら、従来のチップ型ＮＴＣサーミスタ素子では、小型化を推進しようとした場合に、素子の外表面に設けられている外部電極と、当該外部電極とは極性の異なる内部電極層との距離が近くなりすぎる問題がある。外部電極と内部電極層との距離が近くなりすぎると、外部電極と内部電極層との間の距離の製造ばらつきが、チップ型ＮＴＣサーミスタ素子の抵抗値の製造ばらつきに与える影響が大きくなり、効率的な生産や歩留まりの向上の妨げとなるおそれがある。

本発明は、このような実状に鑑みてなされ、抵抗値の製造ばらつきを低減することができ、小型化に対して有利なＮＴＣサーミスタ素子を提供することである。

上記目的を達成するために、本発明に係るＮＴＣサーミスタ素子は、
ＮＴＣサーミスタ材料によりなるサーミスタ層と、前記サーミスタ層を介して互いに隔てられて積層される第１内部電極層および第２内部電極層と、を有するサーミスタ素体と、
前記サーミスタ素体の外表面のうち互いに対向する一対の端面に少なくとも一部がそれぞれ設けられている第１外部電極および第２外部電極と、を有しており、
前記第１内部電極層は前記第１外部電極に接続しており、前記第２内部電極層は前記第２外部電極に接続しており積層方向に関して前記第１内部電極層より前記外表面から遠くに配置されており、
前記積層方向から見て前記第１内部電極層と前記第２内部電極層とが重なる領域であって前記積層方向に関して前記第１内部電極層と前記第２内部電極層の間に挟まれるサーミスタ機能領域は、前記サーミスタ機能領域から前記第２外部電極までの距離が、前記サーミスタ機能領域から前記第１外部電極までの距離より長くなるように配置されていることを特徴とする。

本発明に係るＮＴＣサーミスタ素子は、第１内部電極層と第２内部電極層との間に挟まれるサーミスタ機能領域が、第１外部電極と第２外部電極とから同じ距離にあるのではなく、第１外部電極側に近接するように、偏って配置されている。サーミスタ機能領域を、第１外部電極側にずらして配置することにより、サーミスタ機能領域を第１外部電極と第２外部電極とから等距離の位置に配置する場合に比べて、極性が互いに異なる外部電極と内部電極層間の最短距離を長くすることができる。したがって、このようなＮＴＣサーミスタ素子は、サーミスタ機能領域の配置に製造ばらつきが生じたとしても、そのばらつきがＮＴＣサーミスタ素子の抵抗値のばらつきに与える影響を小さくすることができる。したがって、このようなＮＴＣサーミスタ素子は、従来と同一のサイズであっても抵抗値の製造ばらつきを低減することができ、小型化に対して有利である。

また、例えば、前記第２外部電極は、前記サーミスタ素体の一方の前記端面に設けられる第２電極端面部と、前記第２電極端面部に接続しており前記サーミスタ素体において前記端面に垂直な側面に設けられる第２電極側面部と、を有しており、
前記第２電極側面部は、前記側面の両辺に位置する２つの第２電極辺部が、前記側面における前記第２電極辺部の間に位置する第２電極中央部に比べて、前記サーミスタ素体の他方の前記端面へ向かってせり出していてもよい。

外部電極が側面部を有しているＮＴＣサーミスタ素子は、表面実装等に好適に用いることができるが、一方で、サーミスタ機能領域の外縁を規定する内部電極層と外部電極との距離が近くなる問題がある。また、仮に２つの第２電極辺部と第２電極中央部とを結ぶラインが他方の端面と平行である場合、第１内部電極層と第２外部電極との距離が最も短くなる部分が、第２電極中央部付近に生じると考えられる。しかし、第２電極側面部の面積が同じである場合、第２電極辺部が第２電極中央部に比べて他方の端面へせり出しているＮＴＣサーミスタ素子は、２つの第２電極辺部と第２電極中央部とを結ぶラインが他方の端面と平行であるものに比べて、第２電極中央部付近と第１内部電極層との距離が長くなる。したがって、このようなＮＴＣサーミスタ素子は、極性が互いに異なる外部電極と内部電極層間の最短距離を長くすることができ、ＮＴＣサーミスタ素子の抵抗値の製造ばらつきを低減することができる。

また、前記サーミスタ機能領域は、前記積層方向および一対の前記端面を接続する第１方向に垂直な第２方向から見て、前記第１外部電極および前記第２外部電極とは重ならなくてもよい。

第２方向から見てサーミスタ機能領域と第１外部電極および第２外部電極とが重ならないように配置されたＮＴＣサーミスタ素子は、第１内部電極層および第２内部電極層における第２方向の端部と第２外部電極または第１外部電極との距離が短くなりすぎることを防止できる。したがって、このようなＮＴＣサーミスタ素子は、極性が互いに異なる外部電極と内部電極層間の最短距離が短くなることを防止することができ、ＮＴＣサーミスタ素子の抵抗値の製造ばらつきを低減することができる。

また、例えば、第１内部電極層の前記積層方向および一対の前記端面を接続する第１方向に垂直な第２方向の長さをＷ１とし、前記サーミスタ素体の前記第２方向の長さをＷ２とし、前記積層方向に関する前記第１内部電極層から前記外表面までの距離をａとした場合、Ｗ１≦Ｗ２−２ａであってもよい。

第１内部電極層の第２方向の長さを、サーミスタ素体の第２方向の長さに対して、このような関係とすることにより、第２内部電極層の周縁部と第１外部電極との距離が短くなりすぎることを効果的に防止できる。したがって、このようなＮＴＣサーミスタ素子は、極性が互いに異なる外部電極と内部電極層間の最短距離が短くなることを防止することができ、ＮＴＣサーミスタ素子の抵抗値の製造ばらつきを低減することができる。

また、たとえば、前記サーミスタ素体は、２層の前記第１内部電極層と、前記積層方向に関して２層の前記第１内部電極層の間に挟まれる１層の前記第２内部電極層と、を有してもよい。

サーミスタ素体に含まれる第１内部電極層および第２内部電極層の数は、特に限定されないが、例えば２層の第１内部電極層およびその間に挟まれる１層の第２内部電極層を有するＮＴＣサーミスタ素子は、小型化に有利である。また、このようなＮＴＣサーミスタ素子では、２層の第１外部電極層が接続する第１外部電極側へサーミスタ機能領域が近接することにより、熱応答性が向上する。

図１は、本発明の第１実施形態に係るＮＴＣサーミスタ素子を表す外観図である。 図２は、図１に示すＮＴＣサーミスタ素子における内部電極層の配置を表す上面図である。 図３は、図１に示すＮＴＣサーミスタ素子における内部電極層の配置を表す側面図である。 図４は、図１に示すＮＴＣサーミスタ素子の断面図である。 図５は、第２実施形態に係るＮＴＣサーミスタ素子における内部電極層の配置を表す上面図である。 図６は、第３実施形態に係るＮＴＣサーミスタ素子の断面図である。 図７は、実施例に係るＮＴＣサーミスタ素子の内部構造を表す模式図および抵抗値を表すグラフである。

以下に、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

第１実施形態
図１は、本発明の第１実施形態に係るＮＴＣサーミスタ素子１０を表す外観図である。ＮＴＣサーミスタ素子１０は、略直方体の外形状を有するサーミスタ素体２０と、サーミスタ素体２０の外表面２１に形成された第１外部電極４４および第２外部電極４６を有する。第１外部電極４４および第２外部電極４６は、サーミスタ素体２０の外表面２１のうち互いに対向する一対の端面である第１端面２１ａおよび第２端面２１ｂに、少なくとも一部がそれぞれ設けられている。

なお、ＮＴＣサーミスタ素子１０の説明においては、一対の端面である第１端面２１ａと第２端面２１ｂとを接続する第１方向をＸ方向、サーミスタ層２２を介して積層される内部電極層３２、３４、３８（図４を参照して後述）の積層方向をＺ方向、積層方向および第１方向に垂直な第２方向をＹ方向として説明を行う。

ＮＴＣサーミスタ素子１０の寸法は特に限定されないが、たとえば第１方向（Ｘ方向）が（０．２〜２ｍｍ）、第２方向（Ｙ方向）が（０．１〜１．２５ｍｍ）、積層方向（Ｚ方向）が（０．０５〜１ｍｍ）程度であり、より具体的には０．４ｍｍ×０．２ｍｍ×０．１ｍｍ等を挙げることができるが、特に限定されない。

第２外部電極４６は、サーミスタ素体２０の一方の端面である第２端面２１ｂに設けられる第２電極端面部４６ｂと、第２電極端面部４６ｂに接続しておりサーミスタ素体２０において第２端面２１ｂに垂直な面である側面２１ｃに設けられる第２電極側面部４６ｃとを有する。第２電極側面部４６ｃは、サーミスタ素体２０の４つの側面２１ｃに設けられており、サーミスタ素体２０における第２端面２１ｂ側の端部を覆っている。

第１外部電極４４は、サーミスタ素体２０の他方の端面である第１端面２１ａに設けられる第１電極端面部４４ｂと、第１電極端面部４４ｂに接続しており第１端面２１ａに対して垂直な面である側面２１ｃに設けられる第１電極側面部４４ｃとを有する。第１電極側面部４４ｃも、第２外部電極４６の第２電極側面部４６ｃと同様に、サーミスタ素体２０の４つの側面２１ｃに設けられており、サーミスタ素体２０における第１端面２１ａ側の端部を覆っている。

第１外部電極４４と第２外部電極４６とはつながっておらず、サーミスタ素体２０のＸ方向（第１方向）中央は、第１外部電極４４および第２外部電極４６から露出している。後述するように、サーミスタ素体２０の側面２１ｃは絶縁材料で構成されているため、第１外部電極４４と第２外部電極４６とは絶縁されている。

第１外部電極４４および第２外部電極４６の材質としては、特に限定されないが、たとえばＡｇ、Ｐｄ、Ａｕ、Ｐｔ等の貴金属およびこれらの合金（Ａｇ−ｐｄなど）、あるいはＣｕ、Ｎｉ等の卑金属およびこれらの合金などが挙げられる。また、第１外部電極４４および第２外部電極４６は、少量（たとえば１０重量％以下）のガラスを含んでいてもよい。また、第１外部電極４４および第２外部電極４６は、はんだによる表面実装を好適に行えるように、表面にＮｉ層とＳｎ層を備えていてもよい。

図４は、図１に示すＮＴＣサーミスタ素子１０の断面図である。図４に示すサーミスタ素体２０の内部構造から理解できるように、サーミスタ素体２０は、サーミスタ層２２と、第１内部電極層３２、３４および第２内部電極層３８とを有する。

サーミスタ層２２は、ＮＴＣサーミスタとして機能し得るＮＴＣサーミスタ材料によりなる。サーミスタ層２２の材質は、半導体セラミックであれば特に限定されないが、たとえば、マンガン、ニッケル、コバルト、鉄などの遷移金属元素の中から選ばれる２種あるいはそれ以上の元素を有し、スピネル構造を有する複合酸化物を主成分として含む材料で構成される。サーミスタ材料には、特性向上等のために副成分が含有されていてもよい。主成分および副成分の組成および含有量は、ＮＴＣサーミスタ素子１０に求められる特性に応じて適宜決定される。

図４に示すように、サーミスタ素体２０は、２層の第１内部電極層３２、３４と、積層方向（Ｚ方向）に関して２層の第１内部電極層３２、３４の間に挟まれる１層の第２内部電極層３８を有している。第１内部電極層３２、３４および第２内部電極層３８は、サーミスタ層２２を介して互いに隔てられて積層されている。第２内部電極層３８は、積層方向（Ｚ方向）に関してサーミスタ素体２０の中央付近に配置されており、積層方向に関して、第１内部電極層３２、３４よりサーミスタ素体２０の外表面２１から遠くに配置されている。

第１内部電極層３２、３４の一方の端部（Ｘ正方向の端部）は、サーミスタ素体２０の第１端面２１ａに露出しており、第１端面２１ａで第１外部電極４４に接続している。また、第２内部電極層３８の他方の端部（Ｘ負方向の端部）は、サーミスタ素体２０の第２端面２１ｂに露出しており、第２端面２１ｂで第２外部電極４６に接続している。第１内部電極層３２、３４の他方の端部（Ｘ負方向の端部）は、第２内部電極層３８の一方の端部（Ｘ正方向の端部）より第２端面２１ｂに近い位置まで延びており、第１内部電極層３２、３４の一部は、第２内部電極層３８の一部に対して、サーミスタ素体２０の内部においてサーミスタ層２２を介して対向している。

第１内部電極層３２、３４および第２内部電極層３８の材質としては、特に限定されないが、第１外部電極４４および第２外部電極４６と同様に、たとえばＡｇ、Ｐｄ、Ａｕ、Ｐｔ等の貴金属およびこれらの合金（Ａｇ−ｐｄなど）、あるいはＣｕ、Ｎｉ等の卑金属およびこれらの合金などが挙げられる。

図２は、ＮＴＣサーミスタ素子１０を積層方向（Ｚ正方向側）から見た上面図であり、サーミスタ素体２０における第１内部電極層３２と第２内部電極層３８の配置を透視して表したものである。図２に示すように、サーミスタ素体２０には、積層方向から見て第１内部電極層３２と第２内部電極層３８とが重なる領域であって、図４に示すように積層方向に関して第１内部電極層３２と第２内部電極層３８の間に挟まれるサーミスタ機能領域２４が形成されている。さらに、サーミスタ素体２０には、積層方向から見て第１内部電極層３４と第２内部電極層３８とが重なる領域であって、積層方向に関して第１内部電極層３４と第２内部電極層３８の間に挟まれるサーミスタ機能領域２６が形成されている。ＮＴＣサーミスタ素子１０は、これらのサーミスタ領域２４、２６に存在するサーミスタ層２２の抵抗値の温度変化を利用することにより、サーミスタとして機能する。

図４に示すように、サーミスタ機能領域２４は、第１外部電極４４と第２外部電極４６から等距離の位置に配置されておらず、第１方向（Ｘ方向）に関して、一方の端面である第１端面２１ａ側に偏って配置されている。すなわち、サーミスタ機能領域２４は、サーミスタ機能領域２４から第２外部電極４６までの距離Ｄ１が、サーミスタ機能領域２４から第１外部電極４４までの距離Ｄ２より長くなるように設けられている。また、サーミスタ機能領域２６についても、サーミスタ機能領域２４と同様に、サーミスタ機能領域２６から第２外部電極４６までの距離が、サーミスタ機能領域２６から第１外部電極４４までの距離より長くなるように配置されている。

このようなＮＴＣサーミスタ素子１０では、同サイズのサーミスタ機能領域をサーミスタ素体２０の中央に配置する場合に比べて、サーミスタ機能領域２４における第１方向の第２端面２１ｂ側（Ｘ負方向側）端部を規定する第１内部電極層３２の第２端面２１ｂ側端部を、第２外部電極４６から離すことができる。ＮＴＣサーミスタ素子１０を小型化していくと、極性が互いに異なる外部電極と内部電極層との間の距離（例えば第２外部電極４６と第１内部電極層３２との間の距離）が小さくなり、寸法公差内でのＮＴＣサーミスタ素子１０の抵抗値のばらつきが大きくなる問題が生じやすくなる。

しかし、本実施形態に係るＮＴＣサーミスタ素子１０は、サーミスタ機能領域２４の位置を第１外部電極４４側に偏らせることにより、第１内部電極層３２と第２外部電極４２との距離を長くして、抵抗値の製造ばらつきを低減することができる。したがって、このようなＮＴＣサーミスタ素子１０は、従来と同一のサイズであっても抵抗値の製造ばらつきを低減することができ、小型化に対して有利である。

なお、図４に示すように、サーミスタ機能領域２４を第２外部電極４６から遠ざけると、第２内部電極層３８における第１方向の第１端面２１ａ側の端部が、第１外部電極４４に近づく。しかし、第２内部電極層３８は、第１内部電極層３２に比べて外表面２１から離れており、また、積層方向に関しては第１外部電極４４との間に第１内部電極層３２が配置されている。したがって、ＮＴＣサーミスタ素子１０においては、第１内部電極層３２と第２外部電極４６との距離が長くなって抵抗値のばらつきを低減する効果が、第２内部電極層３８が第１外部電極４４に近づくことによる逆効果を上回る。

第１内部電極層３４と第２内部電極層３８に挟まれるサーミスタ機能領域２６についても、サーミスタ機能領域２４と同様に第２外部電極４６から離れて配置されることで、サーミスタ機能領域２４と同様の作用が生じる。

図３は、ＮＴＣサーミスタ素子１０を第２方向（Ｙ負方向側）から見た側面図であり、図２と同様に、サーミスタ素体２０におけるサーミスタ機能領域２４、２６の配置を透視して表したものである。図３に示すように、ＮＴＣサーミスタ素子１０では、サーミスタ機能領域２４、２６は、積層方向（Ｚ方向）および第１方向（Ｘ方向）に垂直な第２方向（Ｙ方向）から見て第１外部電極４４、第２外部電極４６とは重ならないように配置されている。

このような配置とすることにより、ＮＴＣサーミスタ素子１０は、第１内部電極層３２、３４および第２内部電極層３８における第２方向（Ｙ方向）の端部と第２外部電極４６または第１外部電極４４との距離が短くなることを回避し、ＮＴＣサーミスタ素子１０の抵抗値の製造ばらつきが大きくなることを防止できる。

また、図２に示すように、第１内部電極層３２の第２方向（Ｙ方向）の長さをＷ１とし、サーミスタ素体２０の第２方向（Ｙ方向）の長さをＷ２とし、積層方向（Ｚ方向）に関する第１内部電極層３２から外表面２１までの距離をａとした場合、Ｗ１≦Ｗ２−２ａとなっている。このようなＮＴＣサーミスタ素子１０は、第１内部電極層３２の第２方向の端部と第２外部電極４６との距離Ｄ３が短くなることを回避し、ＮＴＣサーミスタ素子の抵抗値の製造ばらつきが大きくなることを防止できる。なお、ＮＴＣサーミスタ素子１０において、第２内部電極層３８の第２方向（Ｙ方向）の長さは、第１内部電極層３２のそれと同様であり、サーミスタ素体２０の第２方向の長さＷ２および第１内部電極層３２から外表面２１までの距離ａに対して、同様の関係を有する。

また、ＮＴＣサーミスタ素子１０は、図４に示すように、２層の第１内部電極層３２、３４が接続する第１外部電極４４側へ、サーミスタ機能領域２４、２６が近接している。これにより、サーミスタ機能領域２４、２６へ熱を伝えるパスが、サーミスタ機能領域２４、２６が第１方向（Ｘ方向）中央に配置される場合より短くなる。したがって、ＮＴＣサーミスタ素子１０は、サーミスタ機能領域を中央に配置するＮＴＣサーミスタ素子に比べて、応答性に優れている。

図１〜図４に示すＮＴＣサーミスタ素子１０は、例えば以下のようにして製造することができる。まず、サーミスタ素体２０を製造するためのグリーンシートを準備する。この際、第１内部電極層３２、３４や第２内部電極層３８となる導体パターンが形成されたグリーンシートと、導体パターンが形成されていないグリーンシートとが準備される。

サーミスタ素体２０を製造するためのグリーンシートは、公知の技術によって製造できる。たとえば、ＮＴＣサーミスタ材料を含む原材料を湿式混合等の手段によって混合した後、乾燥させる。次に、所定の焼成条件で原材料を仮焼成したのち、仮焼成粉を湿式粉砕する。さらに、粉砕された仮焼成粉末にバインダを加えてスラリー化した後、ドクターブレード法やスクリーン印刷法等の手段によってスラリーをシート化し、その後乾燥させてグリーンシートを得る。

導体パターンが形成されたグリーンシートは、上述のようにして得たグリーンシートの表面に、印刷法等の手段により内部電極層ペーストを塗布することで形成される。内部電極層ペーストには、内部電極層の材料となる導電材料の粉末が含まれている。

次に、準備したグリーンシートを重ね合わせた後に圧力を加えて圧着し、乾燥工程等の経たのちダイシングソー等で切断することで、グリーン状態の素子本体を得る。さらに、グリーン状態のサーミスタ素体を所定条件で熱処理することで、図４に示すようなサーミスタ素体２０を得る。

最後に、サーミスタ素体２０の外表面２１に、メッキ等により第１外部電極４４および第２外部電極４６を形成することにより、ＮＴＣサーミスタ素子１０を得る。

第２実施形態
図５は、本発明の第２実施形態に係るＮＴＣサーミスタ素子１００を積層方向（Ｚ軸正方向側）から見た上面図である。ＮＴＣサーミスタ素子１００は、第１外部電極１４４および第２外部電極１４６の形状と、第２内部電極層１３８の形状が異なる点で図２等に示すＮＴＣサーミスタ素子１０とは異なるが、その他の部分についてはＮＴＣサーミスタ素子１０と同様である。ＮＴＣサーミスタ素子１００の説明では、第１実施形態に係るＮＴＣサーミスタ素子１０との相違点のみを説明し、共通点については説明を省略する。

ＮＴＣサーミスタ素子１００の第２外部電極１４６は、図２に示すサーミスタ１０とは異なり、その第２電極側面部１４６ｃの第１方向第１端面側（Ｘ正方向側）の端部が湾曲している。すなわち、第２電極側面部１４６ｃは、サーミスタ素体１２０における側面１２１ｃの両辺に位置する２つの第２電極辺部１４６ｃｂが、側面１２１ｃにおける第２電極辺部１４６ｃｂの間に位置する第２電極中央部１４６ｃｃに比べて、サーミスタ素体１２０ｃの第１端面側（Ｘ正方向側）へ向かってせり出している。このような第２電極側面部１４６ｃの形状は、図５に表示されていない第２外部電極１４６における他の３つの第２電極側面部１４６ｃについても同様である。

図５に示すように第２電極辺部１４６ｃｂのＸ正方向端部が湾曲しているＮＴＣサーミスタ素子１００は、同様の部分がＹ方向に直線的に延びているＮＴＣサーミスタ素子１０（図２参照）に比べて、第２電極側面部１４６ｃの面積が同じであれば、第２外部電極１４６と第１内部電極層３２との距離（最短距離）を長くすることができる。なぜなら、図２に示すＮＴＣサーミスタ素子１０では、第２電極側面部４６ｃのＹ方向中央部付近において、第２外部電極４６と第１内部電極層３２との距離が最も短くなるからである。

なお、ＮＴＣサーミスタ素子１００の第１外部電極１４４は、第２外部電極１４６と対称な形状を有しているが、第１外部電極１４４における第１電極側面部１４４ｃの形状は特に限定されない。

また、図５に示すＮＴＣサーミスタ素子１００は、第２内部電極層１３８の第２方向（Ｙ方向）の長さＷ３が、第１内部電極層１３２の第２方向（Ｙ方向）の長さＷ１より短くなっている。このようなＮＴＣサーミスタ素子１００は、第２内部電極層１３８の第２方向（Ｙ方向）の端部と第１外部電極４４との距離Ｄ４が短くなることを回避できる。このため、ＮＴＣサーミスタ素子１００は、ＮＴＣサーミスタ素子１０に比べて、さらにサーミスタ機能領域１２４を第１外部電極１４４側に偏らせて配置することができる。

このように、第２実施形態に係るＮＴＣサーミスタ素子１００は、極性の互いに異なる外部電極と内部電極層の距離が、サーミスタ素体２０の中で近くなりすぎる問題を効果的に回避することができるため、抵抗値の製造ばらつきを低減することができる。したがって、このようなＮＴＣサーミスタ素子１００は、小型化に対して有利である。

第３実施形態
図６は、本発明の第３実施形態に係るＮＴＣサーミスタ素子２００の断面図である。ＮＴＣサーミスタ素子２００は、サーミスタ素体２２０が第１ダミー内部電極層２３３および第２ダミー内部電極層２３９を有する点で図４に示すＮＴＣサーミスタ素子１０と異なるが、それ以外の部分についてはＮＴＣサーミスタ素子１０と同様である。

第１ダミー内部電極層２３３は、サーミスタ素体２２０の第１端面２２１ａで第１外部電極４４に接続しており、第２内部電極層３８と同一平面状に配置されている。しかし、第１ダミー内部電極層２３３は、積層方向（Ｚ方向）に関して第２内部電極層３８と対向しておらず、サーミスタ機能領域２４、２６を形成しない。

また、第２ダミー内部電極層２３９は、サーミスタ素体２２０の第２端面２２１ｂで第２外部電極４６に接続しており、第１内部電極層３２、３４と同一平面状に配置されている。しかし、第２ダミー内部電極層２３９は、積層方向（Ｚ方向）に関して第１内部電極層３２、３４と対向しておらず、第１ダミー内部電極層と同様、サーミスタ機能領域２４、２６を形成しない。

このように、ＮＴＣサーミスタ素子２００は、サーミスタ機能領域２４、２６を形成しない第１ダミー内部電極層２３３および第２ダミー内部電極層２３９を有しているが、図４に示すＮＴＣサーミスタ素子１０と同様の効果を奏する。

なお、上述の実施形態では、第１内部電極層が２層、第２内部電極層が１層のものを例に本発明を説明したが、内部電極層の数はこれに限定されず、変形例では、第１内部電極層と第２内部電極層とを各１層ずつ有していてもよく、第１内部電極層と第２内部電極層とをそれぞれ２層以上有していてもよい。第１内部電極層と第２内部電極層とが４層以上積層されている場合は、外表面に最も近い第１内部電極層およびその第１内部電極層に最も近い第２内部電極層の間に形成されるサーミスタ機能領域が、第２外部電極側に偏って配置されていることが好ましい。

また、図４の断面図等において、第１内部電極層３２から側面２１ｃまでの積層方向（Ｚ正方向）の距離と、第１内部電極層３４から側面２１ｃまでの積層方向（Ｚ負方向）の距離とは等しいが、ＮＴＣサーミスタ素子１０の断面構造はこれに限定されない。たとえば、いずれか一方の距離を長くし、サーミスタ機能領域２４、２６をＺ方向に偏らせて配置することにより、ＮＴＣサーミスタ素子１０の抗折強度を高めることができる。

実施例
次に、上述の実施形態を具体化した実施例を挙げ、本発明をさらに詳細に説明する。ただし、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。

表１および図７に示すように、サーミスタ機能領域の第１方向（Ｘ方向、図４参照）の配置を変更したＮＴＣサーミスタ素子を７試料準備し、各試料について２５℃における抵抗Ｒ２５を測定した。

各試料は、以下の製造条件により、実施形態で説明した製造方法で製造した。
サーミスタ材料：四三酸化マンガン（Ｍｎ３Ｏ４）、酸化ニッケル、酸化アルミニウム
グリーンシート用スラリー：サーミスタ材料１００重量部、ポリビニルブチラール樹脂１０重量部、ジオクチルフタレート（ＤＯＰ）５重量部、アルコール１００重量部を混合して作製
内部電極ペースト：Ｐｄペースト
グリーンシートの作製：ドクターブレード法
グリーンシートへの導体パターンの形成：スクリーン印刷法
グリーン状態の素子本体への熱処理条件：（１）脱バインダ 昇温速度３０℃／時間、保持温度３００〜４００℃、保持時間８時間、雰囲気 空気中 （２）焼成 昇温速度２００℃／時間、保持温度１０００〜１４００℃、保持時間２時間、雰囲気 空気中 （３）アニール 昇温速度２００℃／時間、保持温度６００〜８００℃、保持時間２時間、雰囲気 空気中
外部電極の形成：サーミスタ素体２０の側面をＳｉＯ２被膜（スパッタ）で覆った後、両端部にＡｇ電極を形成し、さらにＮｉメッキ層およびＳｎメッキ層を形成
外形寸法：０．４ｍｍ（Ｘ方向）×０．２ｍｍ（Ｙ方向）×０．０９ｍｍ（Ｚ方向）
第１外部電極、第２外部電極のＸ方向長さ：０．１ｍｍ
サーミスタ機能領域の寸法：０．１２ｍｍ（Ｘ方向）×０．０７ｍｍ（Ｙ方向）×０．１ｍｍ（Ｚ方向）
サーミスタ機能領域のＸ方向位置（Ｘ／Ｙ）：０．４７〜２．１４（ただし、ＸはＸ負方向側の素子端面からサーミスタ機能領域までの距離、ＹはＸ正方向側の素子端面からサーミスタ機能領域までの距離（図７参照））

図７のグラフは、横軸をＸ／Ｙとし、縦軸をＲ２５として、各試料をプロットしたものである。図７からは、サーミスタ機能領域が第１外部電極および第２外部電極に対して等距離となる試料Ｎｏ．４より左側の領域で、サーミスタ機能領域の位置変化に対応する抵抗値の変化が大きく、試料Ｎｏ．４より右側の領域で、サーミスタ機能領域の位置変化に対応する抵抗値の変化が小さいことが理解できる。したがって、サーミスタ機能領域を第１外部電極側へ近づけて配置することにより、製造ばらつきによる抵抗値の変化を抑制できることが理解できる。

１０、１００、２２０…ＮＴＣサーミスタ素子
２０、１２０、２２０…サーミスタ素体
２１…外表面
２１ａ、２２１ａ…第１端面
２１ｂ、２２１ｂ…第２端面
２１ｃ、１２１ｃ…側面
２４、２６、１２４…サーミスタ機能領域
３２、３４、１３２…第１内部電極層
３８、１３８…第２内部電極層
４４、１４４…第１外部電極
４４ｂ…第１電極端面部
４４ｃ、１４４ｃ…第１電極側面部
４６、１４６…第２外部電極
４６ｂ、１４６ｂ…第２電極端面部
４６ｃ、１４６ｃ…第２電極側面部
１４６ｃｂ…第２電極辺部
１４６ｃｃ…第２電極中央部
２３３…第１ダミー内部電極層
２３９…第２ダミー内部電極層

Claims (5)

1. ＮＴＣサーミスタ材料によりなるサーミスタ層と、前記サーミスタ層を介して互いに隔てられて積層される第１内部電極層および第２内部電極層と、を有するサーミスタ素体と、
   前記サーミスタ素体の外表面のうち互いに対向する一対の端面に少なくとも一部がそれぞれ設けられている第１外部電極および第２外部電極と、を有しており、
   前記第１内部電極層は前記第１外部電極に接続しており、前記第２内部電極層は前記第２外部電極に接続しており積層方向に関して前記第１内部電極層より前記外表面から遠くに配置されており、
   前記積層方向から見て前記第１内部電極層と前記第２内部電極層とが重なる領域であって前記積層方向に関して前記第１内部電極層と前記第２内部電極層の間に挟まれるサーミスタ機能領域は、前記サーミスタ機能領域から前記第２外部電極までの距離が、前記サーミスタ機能領域から前記第１外部電極までの距離より長くなるように配置されていることを特徴とするＮＴＣサーミスタ素子。
2. 前記第２外部電極は、前記サーミスタ素体の一方の前記端面に設けられる第２電極端面部と、前記第２電極端面部に接続しており前記サーミスタ素体において前記端面に垂直な側面に設けられる第２電極側面部と、を有しており、
   前記第２電極側面部は、前記側面の両辺に位置する２つの第２電極辺部が、前記側面における前記第２電極辺部の間に位置する第２電極中央部に比べて、前記サーミスタ素体の他方の前記端面へ向かってせり出していることを特徴とする請求項１に記載のＮＴＣサーミスタ素子。
3. 前記サーミスタ機能領域は、前記積層方向および一対の前記端面を接続する第１方向に垂直な第２方向から見て前記第１外部電極および前記第２外部電極とは重ならないことを特徴とする請求項１または２に記載のＮＴＣサーミスタ素子。
4. 前記第１内部電極層の前記積層方向および一対の前記端面を接続する第１方向に垂直な第２方向の長さをＷ１とし、前記サーミスタ素体の前記第２方向の長さをＷ２とし、前記積層方向に関する前記第１内部電極層から前記外表面までの距離をａとした場合、Ｗ１≦Ｗ２−２ａであることを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれかに記載のＮＴＣサーミスタ素子。
5. 前記サーミスタ素体は、２層の前記第１内部電極層と、前記積層方向に関して２層の前記第１内部電極層の間に挟まれる１層の前記第２内部電極層と、を有することを特徴とする請求項１から請求項４までのいずれかに記載のＮＴＣサーミスタ素子。

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