JP2662897B2 - チップ型サーミスタ及びその製法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、温度センサ、温度補償に使用される回路基
板等の表面実装用のチップ型サーミスタに関する。

〔従来の技術〕

半導体素子を搭載した回路基板は、その温度が高くな
ると半導体素子の機能が損なわれるので、その温度を検
知して温度が上がらないようにすることが行われる。こ
のような温度を検知したり、回路的に温度をコントロー
ルする温度補償用にチップ型サーミスタが用いられてい
る。

従来、回路基板の表面実装用チップ型サーミスタはサ
ーミスタ抵抗体材料の焼成体の両端に電極を形成したも
ので、その製造方法としては、まず、マンガン、ニッケ
ル、コバルト等の酸化物を従来のセラミックス製品を製
造する場合と同様に配合して混合し、ついで仮焼し、こ
の仮焼物を粉砕する。このようにして得られたサーミス
タ抵抗体材料粉末に樹脂、溶剤等からなるバインダー組
成物を混合して粘稠なスラリーを調製し、これを成型機
により成型してサーミスタ抵抗体材料のグリーンシート
を作製する。

このグリーンシートを一定の寸法に切断し、焼成を行
ない、サーミスタ抵抗体のサーミスタ素地チップを得
る。

最後にこのチップの両端に電極ペーストを浸漬するこ
とにより付着させて焼付けを行い、チップ型サーミスタ
を完成する。

〔発明が解決しようとする課題〕

この製造工程において、サーミスタ素地チップに電極
を形成するには、第３図に示すように、容器１に一定の
深さに銀、バインダー等からなる電極材料ペースト２を
入れておき、これにサーミスタ素地チップ３の両端を順
次浸漬して電極ペーストをそれぞれ付着させ、焼付けて
第３図（ロ）に示すようなサーミスタ素地チップ３の両
端に電極４、４を有するチップ型サーミスタを得てい
る。

しかしながら、電極ペーストは粘度が高く、連続生産
されるサーミスタ素地チップを順次一定の深さに浸漬す
ることは難しく、サーミスタ素地チップ両端部に付着す
る電極材料ペースト層の端縁からの長さがサーミスタ素
地チップ毎に異なり、その長さにバラツキを生じる。こ
のように電極材料ペースト層の長さの異なるものをその
まま焼付けて電極を形成すると、サーミスタ抵抗体の両
端に形成される電極間の長さが異なることになり、得ら
れたサーミスタの抵抗値のバラツキが大きくなり、製造
時の歩留まりを悪くするという問題点があった。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、上記課題を解決するために、細長のセラミ
ック焼成体の両端近傍に、長手方向に対して直交する方
向の断面に沿って、内部電極を該セラミック焼成体中に
層状に埋め込み、かつそれぞれの内部電極の周端を該セ
ラミック焼成体の周面に露出し、それぞれの内部電極の
間の上記セラミック焼成体をサーミスタ抵抗体とし、そ
れぞれの内部電極より外側の上記セラミック焼成体にそ
れぞれの内部電極に接続する外部電極を設けたことを特
徴とするチップ型サーミスタを提供するものである。

また、サーミスタ抵抗体材料のグリーンシートとこの
サーミスタ抵抗体材料のグリーンシートを両側より挟持
して重ね合わせる一対のセラミック材料のグリーンシー
トを作成し、この一対のセラミック材料のグリーンシー
トのそれぞれの上記サーミスタ抵抗体材料のグリーンシ
ートと重ね合わせる面に溝を複数形成し、この一対のセ
ラミック材料のグリーンシートのそれぞれの重ね合わせ
る面に電極材料ペーストを塗布してこのそれぞれの重ね
合わせる面全体と上記溝に電極材料ペーストを充填する
ように電極材料ペースト層を形成するか、又は上記サー
ミスタ抵抗体材料のグリーンシートの上記セラミック材
料のグリーンシートと重ね合わせるそれぞれの面に電極
材料ペーストを塗布して、重ね合わせの際、それぞれの
重ね合わせる面全面と上記溝に電極材料ペーストを充填
できるように電極材料ペースト層を形成し、上記各グリ
ーンシート及び電極材料ペースト層を重ね合わせて上記
溝に電極材料ペーストを充填し一体化した積層体を形成
し、この積層体をこの溝と溝の間で切断するとともにさ
らに長さ方向に沿って細分化し、この細分化した個別体
の両端に外部電極を上記溝に充填した電極材料ペースト
に接触しかつ上記重ね合わせ面に形成した電極材料ペー
スト層の位置より中央側に突出しないように形成し、こ
の得られた個別体を焼成体にする処理を行って上記のチ
ップ型サーミスタを得ることを特徴とするチップ型サー
ミスタの製法を提供するものである。

また、サーミスタ抵抗体材料のグリーンシートとこの
サーミスタ抵抗体材料のグリーンシートを両側より挟持
して重ね合わせる一対のセラミック材料のグリーンシー
トを作成し、この一対のセラミック材料のグリーンシー
トのそれぞれの上記サーミスタ抵抗体材料のグリーンシ
ートと重ね合わせる面に溝を複数形成し、この一対のセ
ラミック材料のグリーンシートのそれぞれの重ね合わせ
る面に電極材料ペーストを塗布してこのそれぞれの重ね
合わせる面全面と上記溝に電極材料ペーストを充填する
ように電極材料ペースト層を形成するか、又は上記サー
ミスタ抵抗体材料のグリーンシートの上記セラミック材
料のグリーンシートと重ね合わせるそれぞれの面に電極
材料ペーストを塗布して、重ね合わせの際、それぞれの
重ね合わせる面全面と上記溝に電極材料ペーストを充填
できるように電極材料ペースト層を形成し、上記各グリ
ーンシート及び電極材料ペースト層を重ね合わせて上記
溝に電極材料ペーストを充填し一体化した積層体を形成
し、この積層体をこの溝と溝の間で切断するとともにさ
らに長さ方向に沿って細分化し、この細分化した個別体
を焼成体にする処理を行い、上記溝に充填した電極材料
ペーストの焼成体に接触しかつ上記重ね合わせ面に形成
した電極材料ペースト層の焼成体の位置より中央側に突
出しないように外部電極を上記個別体の焼成体の両端部
に形成して上記のチップ型サーミスタを得ることを特徴
とするチップ型サーミスタの製法を提供するものであ
る。

上記においてセラミック材料をサーミスタ抵抗体材料
とすることも好ましい。

〔作用〕

内部電極の間のサーミスタ抵抗体の長さを一定にでき
るので、内部電極に接続される外部電極の寸法の如何に
かかわらず一定の抵抗値が得られる。

〔実施例〕

次に本発明の一実施例を第１図ないし第３図に基づい
て説明する。

第１図に示すように、角柱状のサーミスタ抵抗体材料
の焼成体であるサーミスタ抵抗体11の中央部の両側断面
に積層して内部電極12、12′がその周面を露出して設け
られ、これら内部電極はその中央外側に上記サーミスタ
抵抗体11に埋めこまれた凸条部12a、12a′を有し、その
両端面が露出している。

13、13′は外部電極であり、上記焼成体11の両端に形
成され、上記凸条部12a、12a′とそれぞれ接続されてい
る。

次に本発明のチップ型サーミスタの製造方法を説明す
る。

まず、通常のセラミックス製品を製造する場合のよ
うに、マンガン、ニッケル、コバルトの酸化物のサーミ
スタ抵抗体原料を配合、混合、仮焼し、この仮焼したも
のを粉砕し、サーミスタ抵抗体材料粉末を得る。

サーミスタ抵抗体材料粉末に樹脂、水等からなるバ
インダー組成物を混合し、この混合物を成形機により成
形して第２図（イ）に示す、凹状の溝14a、14a・・を有
するサーミスタ抵抗体材料グリーンシートである外部シ
ート14を作製する。また、同様に第２図（ロ）に示すよ
うな表裏平坦なサーミスタ抵抗体材料グリーンシートで
ある内部シート15を作製する。

外部シート14の溝14a、14a・・・に銀粉末、有機質
バインダー等からなる電極材料ペーストを塗布して第２
図（ロ）に示すように電極材料ペースト層14′ａを有す
る電極材料ペースト付外部シート14′、14′を作製し、
これらを電極ペーストを塗布した側を向い合わせた状態
で上記内部シート15を挟み込み、圧着する。

このようにして第２図（ハ）に示すようなサーミスタ
抵抗体材料のグリーンシート積層体16が得られる。

このグリーンシート積層体16を電極材料ペーストを
塗布した凹溝間の中央で切断するとともに、これと直角
方向にも切断して細分化し、第２図（ニ）に示すように
平板の中央外側に凸状部を有するＴ字状の電極材料ペー
スト層を内部に両側一対埋め込んで有し、その周面を露
出したグリーンシート積層体チップ17を作製する。

上記Ｔ字状部の凸条部の露出した周面を覆うように
グリーンシート積層体チップ17の両端を順次第２図
（ホ）に示すように容器１の電極材料ペースト２を浸漬
し、付着させる。

バインダーの焼失処理を行った後焼成工程を経て第
１図に示すチップ型サーミスタを得る。

なお、において、電極材料ペースト層とその両側の
サーミスタ抵抗体材料のグリーンシートは、バインダー
の焼失処理が行われた後の焼成の過程でサーミスタ抵抗
体材料がセラミック焼成体となり、電極材料の銀は溶融
してそのセラミック焼成体に融着するので、焼成後は銀
を主体とする内部電極によりその両側のセラミック焼成
体が接合され、内部電極がセラミック焼成体から剥離す
ることはない。

このようにして得られたチップ型サーミスタを25℃、
オイルバス中で抵抗値の測定を行ったところ、抵抗値の
バラツキは下記表のようであった。

バラツキは標準偏差を平均値で割った値の３倍で表し
た。

比較のために、第３図に示す従来一般的に使用されて
いる方法で作成されたチップ型サーミスタについても同
様の測定を行い、その結果を表に示した。

なお、サーミスタチップはチップサイズが3216タイプ
と2012タイプのものについて作成し、試験した。

上記の結果から、実施例の製造方法により得られたチ
ップ型サーミスタは比較例（従来例）のものより抵抗体
のバラツキが格段に少ないことがわかる。

なお、グリーンシート積層体チップ17を焼成する処理
を行った後、外部電極を形成するようにしても良い。

また、第１図において凸条部12a、12′ａはその先端
をサーミスタ抵抗体の端面に露出させるようにしても良
い。この場合第２図（ロ）において溝は間隔をおいて貫
通溝にすれば良い。

〔発明の効果〕

細長のセラミック焼成体の両端近傍に、長手方向の直
交する方向の断面に沿って、内部電極をその周端をセラ
ミック焼成体の周面に露出して設け、さらにそれぞれの
内部電極に接続する外部電極をそれぞれの内部電極より
外側のセラミック焼成体に設け、その内部電極の間のセ
ラミック焼成体をサーミスタ抵抗体としたので、内部電
極間のサーミスタ抵抗体の長さを一定に保つことができ
るため、外部電極の寸法精度を考慮しなくても抵抗値の
バラツキの少ないチップ型サーミスタを得ることがで
き、回路基板の表面実装用のサーミスタとしてその使用
することができる。

また、本発明は、サーミスタ抵抗体材料グリーンシー
トの両側をセラミック材料グリーンシートによりその間
に電極材料ペーストを介在させて積層し、その際セラミ
ック材料グリーンシートに溝を形成してこれにも電極材
料ペーストを充填し、上記積層体を裁断して得たチップ
部品に外部電極を形成するようにしたので、上記両側の
セラミック材料グリーンシートの溝を相対するように位
置決めすること及びその溝と溝の間を裁断することは高
い精度を必要とすることなく容易に行なえ、また、その
チップ部品の上記溝に充填した電極材料ペーストの突出
長さは一定であるから、そのチップ部品を得る際の裁断
はその突出長さに注意を払うことなく行なえ、本発明の
非埋め込み型チップ型サーミスタを容易に製造すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例のチップ型サーミスタの正面
図、第２図（イ）（ロ）（ハ）（ニ）（ホ）はその製造
工程を示す説明図、第３図（イ）は従来のチップ型サー
ミスタの電極を形成するの方法を示す説明図、同（ロ）
はそのチップ型サーミスタの正面図である。 図中、11はサーミスタ抵抗体、12、12′は内部電極、1
3、13′は外部電極、14はセラミック材料のグリーンシ
ートとしてのサーミスタ抵抗体材料のグリーンシートで
ある外部シート、14aは溝、15はサーミスタ抵抗体材料
のグリーンシートである内部シート、14′ａは電極材料
ベースト層である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 藤本 正之 東京都台東区上野６丁目16番20号 太陽 誘電株式会社内 (56)参考文献 特開 平１−212403（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−226137（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−281402（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−110002（ＪＰ，Ａ) 実開 平１−212403（ＪＰ，Ｕ)

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】細長のセラミック焼成体の両端近傍に、長
   手方向に対して直交する方向の断面に沿って、内部電極
   を該セラミック焼成体中に層状に埋め込み、かつそれぞ
   れの内部電極の周端を該セラミック焼成体の周面に露出
   し、それぞれの内部電極の間の上記セラミック焼成体を
   サーミスタ抵抗体とし、それぞれの内部電極より外側の
   上記セラミック焼成体にそれぞれの内部電極に接続する
   外部電極を設けたことを特徴とするチップ型サーミス
   タ。
2. 【請求項２】セラミック焼成体の全体がサーミスタ抵抗
   体材料の焼成体である請求項１記載のチップ型サーミス
   タ。
3. 【請求項３】サーミスタ抵抗体材料のグリーンシートと
   このサーミスタ抵抗体材料のグリーンシートを両側より
   挟持して重ね合わせる一対のセラミック材料のグリーン
   シートを作成し、この一対のセラミック材料のグリーン
   シートのそれぞれの上記サーミスタ抵抗体材料のグリー
   ンシートと重ね合わせる面に溝を複数形成し、この一対
   のセラミック材料のグリーンシートのそれぞれの重ね合
   わせる面に電極材料ペーストを塗布してこのそれぞれの
   重ね合わせる面全面と上記溝に電極材料ペーストを充填
   するように電極材料ペースト層を形成するか、又は上記
   サーミスタ抵抗体材料のグリーンシートの上記セラミッ
   ク材料のグリーンシートと重ね合わせるそれぞれの面に
   電極材料ペーストを塗布して、重ね合わせの際、それぞ
   れの重ね合わせる面全面と上記溝に電極材料ペーストを
   充填できるように電極材料ペースト層を形成し、上記各
   グリーンシート及び電極材料ペースト層を重ね合わせて
   上記溝に電極材料ペーストを充填し一体化した積層体を
   形成し、この積層体をこの溝と溝の間で切断するととも
   にさらに長さ方向に沿って細分化し、この細分化した個
   別体の両端に外部電極を上記溝に充填した電極材料ペー
   ストに接触しかつ上記重ね合わせ面に形成した電極材料
   ペースト層の位置より中央側に突出しないように形成
   し、この得られた個別体を焼成体にする処理を行って請
   求項１に記載のチップ型サーミスタを得ることを特徴と
   するチップ型サーミスタの製法。
4. 【請求項４】サーミスタ抵抗体材料のグリーンシートと
   このサーミスタ抵抗体材料のグリーンシートを両側より
   挟持して重ね合わせる一対のセラミック材料のグリーン
   シートを作成し、この一対のセラミック材料のグリーン
   シートのそれぞれの上記サーミスタ抵抗体材料のグリー
   ンシートと重ね合わせる面に溝を複数形成し、この一対
   のセラミック材料のグリーンシートのそれぞれの重ね合
   わせる面に電極材料ペーストを塗布してこのそれぞれの
   重ね合わせる面全面と上記溝に電極材料ペーストを充填
   するように電極材料ペースト層を形成するか、又は上記
   サーミスタ抵抗体材料のグリーンシートの上記セラミッ
   ク材料のグリーンシートと重ね合わせるそれぞれの面に
   電極材料ペーストを塗布して、重ね合わせの際、それぞ
   れの重ね合わせる面全面と上記溝に電極材料ペーストを
   充填できるように電極材料ペースト層を形成し、上記各
   グリーンシート及び電極材料ペースト層を重ね合わせて
   上記溝に電極材料ペーストを充填し一体化した積層体を
   形成し、この積層体をこの溝と溝の間で切断するととも
   にさらに長さ方向に沿って細分化し、この細分化した個
   別体を焼成体にする処理を行い、上記溝に充填した電極
   材料ペーストの焼成体に接触しかつ上記重ね合わせ面に
   形成した電極材料ペースト層の焼成体の位置より中央側
   に突出しないように外部電極を上記個別体の焼成体の両
   端部に形成して請求項１に記載のチップ型サーミスタを
   得ることを特徴とするチップ型サーミスタの製法。
5. 【請求項５】セラミック材料はサーミスタ抵抗体材料で
   ある請求項３又は４記載のチップ型サーミスタの製法。