JP3109700B2 - チップ型サーミスタ及びその製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、プリント回路基板等に
表面実装されるフェイスダウン（face down）形のサー
ミスタ及びその製造方法に関する。更に詳しくは電子機
器の温度補償用サーミスタや表面温度測定用センサに適
するチップ型サーミスタ及びその製造方法に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】従来、図２０に示すように、この種のチ
ップ型サーミスタとして、６面体からなるチップ状サー
ミスタ素体１の下面の相対向する２つの端縁に沿ってＡ
ｇ又はＡｇ／Ｐｄからなる一対の端子電極２，２を間隔
をあけて形成したチップ型サーミスタ３が提案されてい
る（特開昭６２−３３４０１）。このサーミスタは、ウ
エハの片面全体に電極を形成した後、この面にダイシン
グ装置によってサーミスタチップの電極間隔に等しい幅
の溝を形成して前記全面電極を帯状の電極となし、しか
る後又は同時に、前記ダイシング装置を用いてウエハを
サーミスタチップにダイシングして作られる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記チップ型
サーミスタは下面の一対の端子電極の間隔が比較的狭い
ため、プリント基板等にはんだ付けにより実装したとき
に電極間にはんだブリッジ現象が生じやすい不具合があ
った。また端子電極はＡｇ又はＡｇ／Ｐｄの組成である
ため、プリント基板等に実装するときにはんだによる電
極食われを生じやすく、はんだ耐熱性に劣っていた。更
に上記チップ型サーミスタは一対の端子電極がダイシン
グにより形成されるため、例えば抵抗値公差が１％程度
の極めて高精度の抵抗値を要求されるサーミスタ製品
や、小型のサーミスタ製品を製造することは至難であっ
た。

【０００４】本発明の目的は、電極間にはんだブリッジ
が発生せず、はんだ耐熱性及びはんだ付着性に優れ、電
極のめっき処理による抵抗値の変化がなく、信頼性の高
いチップ型サーミスタを提供することにある。本発明の
別の目的は、抵抗値の精度が極めて高く、かつ小型化し
得るチップ型サーミスタを提供することにある。本発明
の別の目的は、上記優れたチップ型サーミスタを比較的
容易にかつ安価に製造できるチップ型サーミスタの製造
方法を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】図１〜図３、図１２及び
図１３に示すように、本発明のチップ型サーミスタ１０
は、６面体からなるチップ状サーミスタ素体１１と、こ
のサーミスタ素体１１の下面の相対向する２つの端縁に
沿って間隔をあけて設けられた一対の内部電極１２，１
２と、これらの内部電極１２，１２が形成されたサーミ
スタ素体１１の下面全体に形成された絶縁性下面無機物
層１３と、内部電極１２，１２が形成された部分の下面
無機物層１３の表面に形成された一対の外部電極１４，
１４とを備える。その特徴ある構成は、外部電極１４が
金属粉末と無機結合材１６を含む導電性ペースト１７を
内部電極１２より少ない面積でサーミスタ素体１１の相
対向する２つの端縁に焼付けて形成され、下面無機物層
１３は厚さが０．１〜１０μｍであって、外部電極１４
を形成する時の焼成温度より高い融点又は軟化点を有
し、かつそのペースト１７の下地部分の下面無機物層１
３の一部が外部電極１４の形成時に無機結合材１６に反
応溶融して外部電極１４に吸収され消滅するように構成
されたことにある。

【０００６】なお、図４及び図５に示すように、チップ
状サーミスタ素体１１の上面全体に外部電極１４を形成
する時の焼成温度より高い融点又は軟化点を有する絶縁
性上面無機物層１８が０．１〜２０μｍの厚さに形成さ
れ、外部電極１４の表面にはＮｉめっき層１９ａと、こ
のＮｉめっき層１９ａの表面に形成されたＳｎ又はＳｎ
／Ｐｂめっき層１９ｂとからなるめっき層１９を備える
ことが好ましい。

【０００７】また、図６〜図１４に示すように、本発明
のチップ型サーミスタの製造方法は、サーミスタ素体用
セラミック焼結シート２１の片面に多数列の内部電極１
２を形成し（図７）、多数列の内部電極１２が形成され
た焼結シート２１の片面全体に絶縁性ペーストを塗布し
焼付けて厚さが０．１〜１０μｍの絶縁性下面無機物層
１３を形成し（図９）、多数列の内部電極１２が形成さ
れた列中央部分の下面無機物層１３の表面に金属粉末と
無機結合材１６を含む導電性ペースト１７を内部電極１
２より少ない面積で縞状に塗布し焼付けて内部電極１２
と同数列の外部電極１４を形成し（図１０，図１２及び
図１３）、次いで外部電極１４が両側縁に位置するよう
に前記焼結シート２１を短冊状に切断し（図１１）、こ
の短冊状サーミスタ素体２２をその切断面と垂直な方向
でチップ状に切断してチップ状サーミスタ素体１１の下
面の相対向する２つの端縁に沿って間隔をあけて一対の
内部電極１２，１２及び外部電極１４，１４を有するチ
ップ型サーミスタ１０を得る（図１４）方法である。そ
の特徴ある構成は、図１２及び図１３に示すように下面
無機物層１３が外部電極１４を形成する時の焼成温度よ
り高い融点又は軟化点を有し、かつ導電性ペースト１７
の下地部分の前記下面無機物層１３の一部が前記外部電
極１４の形成時に無機結合材１６に反応溶融して外部電
極１４に吸収され消滅することにある。

【０００８】以下、本発明を詳述する。 (a) セラミック焼結シートに対する多数列の内部電極の
形成 図６に示すように、サーミスタ素体用ウエハ状セラミッ
ク焼結シート２１を用意する。この焼結シート２１は次
の方法により作られる。先ずＭｎ，Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉ，
Ｃｕ，Ａｌ等の金属の酸化物粉末を１種又は２種以上混
合する。２種以上混合するときは、所定の金属原子比に
なるように各金属酸化物を秤量する。この混合物を仮焼
し粉砕した後、有機結合材と溶剤を加え混練してスラリ
ーを調製し、このスラリーをドクターブレード法等によ
り成膜乾燥してグリーンシートを成形し、これを焼成し
ウエハ状の焼結シート２１を得る。なお、金属酸化物の
混合物を仮焼し粉砕し、有機結合材を加え混合して直方
体に成形した後、焼成してセラミック焼結ブロック（図
示せず）を作製し、次いでこのブロックをバンドソーを
用いてウエハ状に切断し、図６に示す焼結シート２１を
得てもよい。

【０００９】次に、図７に示すように、焼結シート２１
の片面に貴金属粉末と無機結合材を含む導電性ペースト
を縞状に塗布する。この塗布はフォトリソグラフ法が高
精度にパターン形成ができ好ましい。高精度を要求され
なければ、所定の縞状パターンを焼結シート２１に重ね
合せて導電性ペーストを印刷するスクリーン印刷法によ
り塗布してもよい。貴金属粉末を例示すれば、Ａｇ，Ａ
ｕ，Ｐｄ，Ｐｔ等の貴金属、又はこれらを混合した粉末
が挙げられる。塗布したペーストを乾燥した後、焼成す
ることにより多数列の内部電極１２を形成する。なお、
導電性ペーストを上記の方法により塗布し、これを焼成
して焼付け電極層の内部電極を形成する以外に、焼結シ
ート２１の片面に所定の縞状パターンを重ね合せて溶射
法により内部電極を形成することもできる。

【００１０】(b) セラミック焼結シートへの絶縁性下面
無機物層の被覆 図７のＢ部拡大である図８及び図９に示すように、多数
列の内部電極１２が形成された焼結シート２１の片面全
体に絶縁性ペーストを塗布し焼付けて厚さが０．１〜１
０μｍの絶縁性下面無機物層１３を形成する。１０μｍ
より厚いと、後述する外部電極の形成時に溶融した無機
物層が外部電極中に完全に吸収されず、無機物層が外部
電極と内部電極の界面に絶縁性皮膜として残留するため
外部電極と内部電極とが導通しない。また０．１μｍよ
り薄いと、後述するめっき処理に際して、まためっき処
理後のサーミスタ素体の保護機能に劣る。この絶縁性下
面無機物層１３を例示すると、ＳｉＯ₂膜又は５０重量
％以上のＳｉＯ₂と、残部がＡｌ₂Ｏ₃，ＭｇＯ，ＺｒＯ₂
又はＴｉＯ₂のいずれか１種又は２種以上の酸化物によ
り構成された薄膜、或いはＳｉＯ₂，Ｂ₂Ｏ₃，Ｎａ₂Ｏ，
ＰｂＯ，ＺｎＯ又はＢａＯのいずれか１種又は２種以上
の酸化物を主成分とするガラスにより構成された薄膜が
挙げられる。この無機物層１３は後述する外部電極を形
成するときの焼成温度より高い融点又は軟化点を有する
ことが必要である。例えば、外部電極としてＡｇのペー
ストを焼付ける場合にはその焼成温度は６００〜８５０
℃であるため、この温度より高い融点又は軟化点を有す
るものが選ばれる。この理由はペーストの焼付け温度よ
り融点又は軟化点が大幅に低いと、ペースト焼付け時に
無機物層が電極表面に浮き上がったり、或いはサーミス
タ素体同士又は素体と焼成治具との貼り付きが生じて歩
留りが低下し易いからである。

【００１１】無機物層１３は、この要件以外は耐めっき
性があって、後述する導電性ペーストに含まれる無機結
合材と反応して溶融する性質を有するものであれば特に
制限はなく、結晶質であっても非結晶質であってもよ
い。しかし、上記ガラスが結晶質であって、無機物層１
３を結晶化ガラスにするとサーミスタの抗折強度が高ま
り好ましい。このサーミスタ素体への無機物層の被覆は
真空蒸着法、スッパタリング法、イオンプレーティング
法のような物理蒸着法（ＰＶＤ法）又は化学蒸着法（Ｃ
ＶＤ法）により行われる。この中でスパッタリング法が
量産に適しているため好ましい。この方法で量産するに
は、図７及び図８に示す焼結シート２１を図示しないス
パッタリング装置内に入れる。装置内には所期の無機物
層を得るためのターゲット（図示せず）を装着してお
く。例えば、無機物層がＳｉＯ₂膜であれば石英ガラス
を用い、またＳｉＯ₂，Ａｌ₂Ｏ₃，ＭｇＯ，ＺｒＯ₂，Ｔ
ｉＯ₂，Ｂ₂Ｏ₃，Ｎａ₂Ｏ，ＰｂＯ，ＺｎＯ，ＢａＯ等の
複合酸化物膜であれば、これらを粉末冶金でディスク状
に成形するか、或いはこれらを溶融後冷却しディスク状
の複合ガラスにして用いる。スパッタリングを実施する
と、ターゲットから叩き出されたターゲット材料がサー
ミスタ素体１０の片面に凝縮し、ターゲット材料からな
る無機物層１３が形成される。

【００１２】(c) 外部電極の形成 図１０及び図１２に示すように、多数列の内部電極１２
が形成された列中央部分の下面無機物層１３の表面に金
属粉末と無機結合材１６を含む導電性ペースト１７を塗
布する。この塗布は導電性ペースト１７を内部電極１２
より少ない面積で内部電極１２の中央部分に縞状に行
い、内部電極の形成法と同様に導電性ペーストをフォト
リソグラフ法、スクリーン印刷法等により所定の位置に
行うことが必要である。また導電性ペーストに含まれる
金属粉末も内部電極と同種のＡｇ，Ａｕ，Ｐｄ，Ｐｔ等
の貴金属、又はこれらを混合した粉末が挙げられる。導
電性ペースト１７に含まれる無機結合材１６を例示すれ
ば、ＳｉＯ₂，Ｂ₂Ｏ₃，Ｎａ₂Ｏ，ＰｂＯ，ＺｎＯ，Ｔｉ
Ｏ₂，Ｋ₂Ｏ又はＢａＯのいずれか１種又は２種以上の酸
化物を主成分とする、ほうけい酸系ガラス、ほう酸亜鉛
系ガラス、ほう酸カドミウム系ガラス、けい酸鉛亜鉛系
ガラス等のガラス微粒子が挙げられる。

【００１３】図１２に示すように、塗布された導電性ペ
ースト１７中には無機結合材１６が均一に分散してお
り、この無機結合材１６は導電性ペーストの焼付け時に
ペースト１７に接触する無機物層１３と反応して、図１
３に示すようにこの無機物層１３の一部を溶融消滅させ
る性質を有することが必要である。図１３に示すように
導電性ペースト１７は焼付けによって外部電極１４を生
成し、この外部電極１４はその焼付け時に無機物層１３
の一部が消滅することによって、内部電極１２に電気的
に接続する。外部電極１４は内部電極１２と同数列形成
される。

【００１４】(d) 短冊状サーミスタ素体の形成 図１０及び図１１に示すように、矢印Ｍの箇所で外部電
極１４を形成した焼結シート２１を２列の電極ずつ各電
極が端縁に位置するようにダイヤモンドブレード付き切
断機のようなダイシングソーで短冊状に切断し、短冊状
サーミスタ素体２２を得る。ダイソングソーで外部電極
１４の丁度中央部分を長手方向に切断する。

【００１５】(e) チップ型サーミスタの作製 図１１及び図１４に示すように、上記ダイシングソーを
用いて矢印Ｎの箇所で短冊状サーミスタ素体２２の切断
面と垂直な方向でチップ状に切断してチップ型サーミス
タ１０を得る。図１４で得られたチップ型サーミスタ１
０を裏返せば、図１及び図３のチップ型サーミスタとな
る。

【００１６】(f) その他の構造のチップ型サーミスタの
作製 図１５に示すように、焼結シート２１の内部電極１２が
形成された面に絶縁性無機物層１３を形成すると同時
に、その反対側の面にも絶縁性無機物層１８を形成す
る。この無機物層１８は無機物層１３と同一の組成で同
一の方法で形成される。ただし、無機物層１８の厚さは
無機物層１３のように外部電極と内部電極の導通を目的
としないため、無機物層１３より厚くてもよい。その厚
さはめっき処理時又はめっき処理後のサーミスタ素体の
保護機能の観点から決められ、０．１〜２０μｍが好ま
しい。２０μｍより厚くすると過剰保護になり、かつ生
産性が低下する。

【００１７】図１６に示すように前記(c)と同様に外部
電極１４を形成した後、図１７に示すように外部電極１
４の表面にめっき層１９を形成する。めっき層１９はＮ
ｉめっき層１９ａ及びＳｎ又はＳｎ／Ｐｂめっき層１９
ｂをこの順に形成する（図４及び図５の拡大図）ことが
好ましい。これらのめっき層は電解めっきにより形成さ
れる。めっき浴はＮｉ，Ｓｎ又はＳｎ／Ｐｂともそれぞ
れ公知のものを使用する。めっき層を二重構造にするの
は、Ｎｉめっき層１９ａによりはんだ耐熱性を向上さ
せ、はんだによる内部電極１２の電極食われを防止する
ためであり、Ｓｎ又はＳｎ／Ｐｂめっき層１９ｂにより
外部電極１４のはんだ付着性を向上するためである。

【００１８】図１７〜図１９に示すように、前記(d)及
び(e)と同様に短冊状サーミスタ素体２２を形成し、こ
の短冊状サーミスタ素体２２を切断してチップ型サーミ
スタ２０を得る。図１９で得られたチップ型サーミスタ
２０を裏返せば、図４及び図５のチップ型サーミスタと
なる。

【００１９】

【作用】外部電極用の導電性ペーストを塗布したサーミ
スタ素体を無機物層の融点又は軟化点より低い温度で焼
成すると、図１２及び図１３に示すように外部電極１４
が形成される。即ち、この焼成時にはペースト中に均一
に分散した無機結合材１６が無機物層１３の一部と反応
してこれを溶融させる。流動化した無機物層１３の無機
物は金属が焼結する際にできる外部電極１４内の細孔に
侵入する。無機物層１３の厚さは０．１〜１０μｍに設
定されているため、無機物層１３の一部は焼成の過程で
上記細孔内に吸収されて内部電極１２の表面から部分的
に消滅する。この結果、外部電極１４と内部電極１２は
無機物層１３の消滅した部分を通じて直接接着し、互い
に電気的に導通する。内部電極１２はサーミスタ素体１
０と導電性を維持するように形成されているから、外部
電極１４とサーミスタ素体１０とは電気的に導通する。

【００２０】また、外部電極１４の両端部の表面積は内
部電極１２の表面積より狭いため、外部電極１４は内部
電極１２が存在しない部分の無機物層１３上を被覆しな
い。このため無機物層１３の厚さが下限値である０．１
μｍの極薄であっても、外部電極１４が直接サーミスタ
素体１０に接触することはなく、電流は外部電極１４、
内部電極１２、サーミスタ素体１０を通じて流れる。一
方、外部電極用の導電性ペーストが塗布されていない無
機物層１３の部分はペーストを焼付けても、その無機物
層の融点又は軟化点が焼成温度より高いため、何ら変化
を生じることなくサーミスタ素体１０の表面に残留し、
その絶縁保護機能を保持する。即ち、図３に示すよう
に、はんだ２３によりプリント回路基板２４上のランド
パターン２５にチップ型サーミスタ１０を表面実装する
と、サーミスタ素体１１下面の一対の外部電極１４，１
４間に絶縁性無機物層１３が設けられるため、基板への
はんだ付け時には電極間にはんだブリッジを生じない。

【００２１】また図４に示すように、チップ型サーミス
タ２０を形成すると、めっき層形成時にはサーミスタ素
体が露出せず、サーミスタ素体がめっき液で浸食され
ず、サーミスタの抵抗値が所期の値に対して変動しな
い。更に図５に示すように、チップ型サーミスタ２０を
基板２４にはんだ２３により表面実装するときに、Ｎｉ
めっき層１９ａによりはんだ耐熱性が向上し、はんだに
よる内部電極１２の電極食われが防止され、Ｓｎ又はＳ
ｎ／Ｐｂめっき層１９ｂにより端子電極１２のはんだ付
着性が向上する。これらのめっき層１９は貴金属の内部
電極１２の表面を被覆するため、貴金属のイオン移動
（ion migration）が発生しにくい。

【００２２】

【発明の効果】以上述べたように、従来の製造方法で
は、工程数が多く複雑であったものが、本発明の製造方
法によれば、少ない工程で比較的容易にチップ型サーミ
スタを製造できるため、量産に適し、製造コストが安価
になる。また外部電極又はめっき層を形成した後でサー
ミスタ素体を精密に切断することにより、素子の寸法、
電極面積等を厳格に制御できるので、チップになった後
の特別な加工を要さず、しかも一対の内部電極の間隙が
抵抗値を直接決定するため、抵抗値の精度が高いチップ
型サーミスタが得られる。特に内部電極をフォトリソグ
ラフ法で形成すれば抵抗値公差１％程度の極めて高精度
でしかも小型のチップ型サーミスタが得られる。本発明
のチップ型サーミスタは、プリント回路基板に対向する
サーミスタ素体の下面の一対の外部電極が接触する部分
を除いてサーミスタ素体が絶縁性下面無機物層で被覆さ
れ、かつ電極間が比較的広いため、基板実装時にはんだ
ブリッジが発生しなくなる。サーミスタ素体の上面も絶
縁性上面無機物層で被覆すれば、外部電極の表面にめっ
き層を形成するときに、サーミスタ素体がめっき液で浸
食されず、イオン移動が生じにくくなる。外部電極の表
面にめっき層を形成することにより、はんだ耐熱性とは
んだ付着性に優れ、信頼性の高いサーミスタが得られ
る。

【００２３】

【実施例】次に本発明の具体的態様を示すために、本発
明を実施例に基づいて説明する。以下に述べる実施例は
本発明の技術的範囲を限定するものではない。 ＜実施例１＞次の方法により図１〜図３に示すチップ型
サーミスタを作製した。先ず市販のマンガン化合物、ニ
ッケル化合物、コバルト化合物を出発原料とし、これら
をＭｎＯ₂：ＮｉＯ：ＣｏＯに換算して金属原子比３：
２：１の割合でそれぞれ秤量した。秤量物をボールミル
で１６時間均一に混合した後に脱水乾燥した。次いでこ
の混合物を９００℃で２時間仮焼し、この仮焼物を再び
ボールミルで粉砕して脱水乾燥した。粉砕物に有機結合
材を加え、均一に混合した後、混合物を直方体に圧縮成
形した。この圧縮成形物を大気圧下、１２００℃で４時
間焼成し、たて約３５ｍｍ、よこ約５０ｍｍ、厚さ約１
０ｍｍのセラミック焼結ブロック（図示せず）を作製し
た。次にこのブロックをバンドソーでウエハ状に切断
し、図６に示すたて約３５ｍｍ、よこ約５０ｍｍ、厚さ
約０．３ｍｍの焼結シート２１を得た。

【００２４】次に、図７及び図８に示すように、焼結シ
ート２１の片面に貴金属粉末と無機結合材を含む導電性
ペーストをフォトリソグラフ法により縞状に塗布した。
この導電性ペーストは市販の銀ペーストであって、 Ａ
ｇ粉末とガラス微粒子と有機ビヒクルからなる。導電性
ペーストを塗布したサーミスタ素体を大気圧下、乾燥し
た後、３０℃／分の速度で、８２０℃まで昇温しそこで
１０分間保持し、３０℃／分の速度で室温まで降温し
て、シート片面にＡｇからなる多数列の焼付け電極層の
内部電極１２を得た。内部電極１２の幅はすべて同一で
あり、内部電極間は等間隔であった。１つの内部電極の
幅は約０．７ｍｍであり、内部電極と内部電極の間隔は
約０．４ｍｍであった。図９に示すように、多数列の内
部電極１２を形成した焼結シート２１の片面全体にスッ
パタリング装置を用いてＳｉＯ₂膜からなる絶縁性無機
物層１３を２μｍの厚さで形成した。

【００２５】図１０及び図１１に示すように、多数列の
内部電極１２が形成された列中央部分の無機物層１３の
表面に金属粉末と無機結合材を含む導電性ペーストを内
部電極より少ない面積で縞状に塗布し焼付けて内部電極
１２と同数列の外部電極１４を形成する。次いで矢印Ｍ
の箇所で外部電極１４を形成した焼結シート２１を２列
の電極ずつ各電極が端縁に位置するようにダイヤモンド
ブレード付き切断機で短冊状に切断し、短冊状サーミス
タ素体２２を得た後、同一の切断機を用いて矢印Ｎの箇
所で短冊状サーミスタ素体２２の切断面と垂直な方向で
チップ状に切断して、幅Ｗ＝約０．５ｍｍ、長さＬ＝約
１．０ｍｍ、厚さＴ＝約０．３ｍｍ、内部電極間隔＝約
０．４ｍｍ、内部電極幅＝約０．３ｍｍのチップ型サー
ミスタ１０を得た。

【００２６】＜比較例１＞図２０に示すチップ型サーミ
スタ３を比較例１とした。即ち、実施例１と同じ焼結シ
ートの片面に焼付け電極層を設け、ダイシングソーによ
り実施例１と同一形状、同一寸法のチップ型サーミスタ
を作製した。

【００２７】＜比較試験と結果＞実施例１及び比較例１
で得られたチップ型サーミスタを１００個ずつ用意し
た。これらのサーミスタの２５℃における抵抗値を測定
し、その平均値と標準偏差から抵抗値のばらつきを計算
した。またこれらのサーミスタを外部電極をはんだ付け
することによりプリント回路基板に実装し、はんだブリ
ッジ現象の発生の有無を確認した。これらの結果を表１
に示す。

【００２８】

【表１】

【００２９】表１から明らかなように、比較例１のサー
ミスタと比べて実施例１のサーミスタは抵抗値のばらつ
きが非常に小さく、かつ比較例１のサーミスタの９０％
以上がはんだブリッジを発生したのに対して、実施例１
のサーミスタははんだブリッジが全く発生しなかった。

【００３０】＜実施例２＞次の方法により図４及び図５
に示すチップ型サーミスタを作製した。図１５に示すよ
うに、実施例１と同じ焼結シート２１の片面に実施例１
と同様に多数列の内部電極１２を形成した後、この焼結
シート２１の両面全体にスッパタリング装置を用いてＳ
ｉＯ₂膜からなる絶縁性無機物層１３及び１８を２μｍ
の厚さで形成した。図１６及び図１７に示すように、多
数列の内部電極１２が形成された列中央部分の無機物層
１３の表面に実施例１と同じ導電性ペーストを内部電極
より少ない面積で縞状に塗布し焼付けて内部電極１２と
同数列の外部電極１４を形成した後、電解めっき法によ
り外部電極１４の表面に厚さ１〜２μｍのＮｉめっき層
１９ａを形成し、続いてその上に、同様に厚さ３〜６μ
ｍのＳｎめっき層１９ｂを形成した（図４及び図５）。
次いで矢印Ｍの箇所でめっき層１９を形成した焼結シー
ト２１を実施例１と同様に短冊状に切断して短冊状サー
ミスタ素体２２を得た後、図１８に示すように矢印Ｎの
箇所で短冊状サーミスタ素体２２の切断面と垂直な方向
でチップ状に切断して、実施例１とほぼ同形同大のチッ
プ型サーミスタ２０を得た。

【００３１】＜比較例２＞図２０に示すチップ型サーミ
スタ３の電極２の表面に実施例２と同じめっき層を形成
したものを比較例２とした。即ち、実施例２と同じ焼結
シートの片面に焼付け電極層を設け、この焼付け電極層
の表面にのみめっき層を設けた後、ダイシングソーによ
り実施例２と同一形状、同一寸法のチップ型サーミスタ
を作製した。

【００３２】＜比較試験と結果＞実施例２及び比較例２
で得られたチップ型サーミスタを２００個ずつ用意し
た。これらのサーミスタ１００個ずつについて、サーミ
スタの２５℃における抵抗値を測定し、その平均値と標
準偏差から抵抗値のばらつきを計算した。また抵抗値を
測定後、これらのサーミスタを２７０℃の溶融はんだの
中に３０秒間浸漬し、この浸漬前後のサーミスタの抵抗
値の変化率を調べることにより、はんだ耐熱性試験を行
った。残りのサーミスタ１００個ずつについて、外部電
極をはんだ付けすることによりサーミスタをプリント回
路基板に実装し、はんだブリッジ現象の発生の有無を確
認した。これらの結果を表２に示す。

【００３３】

【表２】

【００３４】表２から明らかなように、比較例２のサー
ミスタと比べて実施例２のサーミスタは抵抗値のばらつ
きが非常に小さく、はんだ耐熱性に優れていた。また比
較例２のサーミスタの９０％以上がはんだブリッジを発
生したのに対して、実施例２のサーミスタははんだブリ
ッジが全く発生しなかった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のチップ型サーミスタの外観斜視図。

【図２】その底面図。

【図３】図２のＡ−Ａ線断面図。

【図４】本発明の別のチップ型サーミスタの外観斜視
図。

【図５】その中央縦断面図。

【図６】本発明のチップ型サーミスタのサーミスタ素体
となるセラミック焼結シートの外観斜視図。

【図７】その焼結シートの片面に多数列の内部電極が形
成された斜視図。

【図８】図７のＢ部拡大図。

【図９】その多数列の内部電極が形成された焼結シート
の片面に絶縁性無機物層が形成された斜視図。

【図１０】図９の多数列の内部電極が形成された列中央
部分の絶縁性無機物層の表面に外部電極が形成された斜
視図。

【図１１】図１０の焼結シートを短冊状に切断した斜視
図。

【図１２】焼結シートに外部電極用の導電性ペーストを
塗布した状態の要部拡大断面図。

【図１３】その導電性ペーストを焼付けて、外部電極を
形成した状態の要部拡大断面図。

【図１４】図１１の短冊状サーミスタ素体をチップ状に
切断した斜視図。

【図１５】多数列の内部電極が形成された焼結シートの
両面に絶縁性無機物層が形成された斜視図。

【図１６】図１５の多数列の内部電極が形成された列中
央部分の絶縁性無機物層の表面に外部電極が形成された
斜視図。

【図１７】図１６の外部電極の表面にめっき層が形成さ
れた斜視図。

【図１８】図１７の焼結シートを短冊状に切断した斜視
図。

【図１９】図１８の短冊状サーミスタ素体をチップ状に
切断した斜視図。

【図２０】従来例のチップ型サーミスタの外観斜視図。

【符号の説明】 １０，２０ チップ型サーミスタ １１ サーミスタ素体 １２ 内部電極 １３ 絶縁性下面無機物層 １４ 外部電極 １６ 無機結合材 １７ 導電性ペースト １８ 絶縁性上面無機物層 １９ めっき層 １９ａ Ｎｉめっき層 １９ｂ Ｓｎ又はＳｎ／Ｐｂめっき層 ２１ サーミスタ素体用セラミック焼結シート ２２ 短冊状サーミスタ素体

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 越村 正己 埼玉県秩父郡横瀬町大字横瀬2270番地 三菱マテリアル株式会社 セラミックス 研究所内 (56)参考文献 特開 昭62−33401（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−250603（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01C 7/04 H01C 1/14

Claims (10)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ６面体からなるチップ状サーミスタ素体
   (11)と、 前記サーミスタ素体(11)の下面の相対向する２つの端縁
   に沿って間隔をあけて形成された一対の内部電極(12,1
   2)と、 前記内部電極(12,12)が形成されたサーミスタ素体(11)
   の下面全体に形成された絶縁性下面無機物層(13)と、 前記内部電極(12,12)が形成された部分の前記下面無機
   物層(13)の表面に形成された一対の外部電極(14,14)と
   を備えたチップ型サーミスタ(10)であって、 前記外部電極(14)は金属粉末と無機結合材(16)を含む導
   電性ペースト(17)を前記内部電極(12)より少ない面積で
   前記サーミスタ素体(11)の相対向する２つの端縁に焼付
   けて形成され、 前記下面無機物層(13)は厚さが０．１〜１０μｍであっ
   て、前記外部電極(14)を形成する時の焼成温度より高い
   融点又は軟化点を有し、かつ前記ペースト(17)の下地部
   分の前記下面無機物層(13)の一部が前記外部電極(14)の
   形成時に前記無機結合材(16)に反応溶融して前記外部電
   極(14)に吸収され消滅するように構成されたことを特徴
   とするチップ型サーミスタ。
2. 【請求項２】 チップ状サーミスタ素体(11)の上面全体
   に外部電極(14)を形成する時の焼成温度より高い融点又
   は軟化点を有する絶縁性上面無機物層(18)が０．１〜２
   ０μｍの厚さに形成され、前記外部電極(14)の表面にめ
   っき層(19)が設けられた請求項１記載のチップ型サーミ
   スタ。
3. 【請求項３】 めっき層(19)は外部電極(14)の表面に形
   成されるＮｉめっき層(19a)と、このＮｉめっき層(19a)
   の表面に形成されるＳｎ又はＳｎ／Ｐｂめっき層(17b)
   とを備えた請求項２記載のチップ型サーミスタ。
4. 【請求項４】 絶縁性上面無機物層(18)又は下面無機物
   層(13)がＳｉＯ₂又は５０重量％以上のＳｉＯ₂と、残部
   がＡｌ₂Ｏ₃，ＭｇＯ，ＺｒＯ₂又はＴｉＯ₂のいずれか１
   種又は２種以上の酸化物とにより構成され、外部電極(1
   4)を形成するための導電性ペースト(17)に含まれる無機
   結合材(16)がＳｉＯ₂，Ｂ₂Ｏ₃，Ｎａ₂Ｏ，ＰｂＯ，Ｚｎ
   Ｏ，ＴｉＯ₂，Ｋ₂Ｏ又はＢａＯのいずれか１種又は２種
   以上の酸化物を主成分とするガラス微粒子により構成さ
   れた請求項１又は２記載のチップ型サーミスタ。
5. 【請求項５】 絶縁性上面無機物層(18)又は下面無機物
   層(13)がＳｉＯ₂，Ｂ₂Ｏ₃，Ｎａ₂Ｏ，ＰｂＯ，ＺｎＯ又
   はＢａＯのいずれか１種又は２種以上の酸化物を主成分
   とするガラスにより構成され、外部電極(14)を形成する
   ための導電性ペースト(17)に含まれる無機結合材(16)が
   ＳｉＯ₂，Ｂ₂Ｏ₃，Ｎａ₂Ｏ，ＰｂＯ，ＺｎＯ，Ｔｉ
   Ｏ₂，Ｋ₂Ｏ又はＢａＯのいずれか１種又は２種以上の酸
   化物を主成分とするガラス微粒子により構成された請求
   項１又は２記載のチップ型サーミスタ。
6. 【請求項６】 絶縁性上面無機物層(18)又は下面無機物
   層(13)が結晶化ガラスからなる請求項５記載のチップ型
   サーミスタ。
7. 【請求項７】 サーミスタ素体用セラミック焼結シート
   (21)の片面に多数列の内部電極(12)を形成する工程と、 前記多数列の内部電極(12)が形成された焼結シート(21)
   の片面全体に絶縁性ペーストを塗布し焼付けて厚さが
   ０．１〜１０μｍの絶縁性下面無機物層(13)を形成する
   工程と、 前記多数列の内部電極(12)が形成された列中央部分の前
   記下面無機物層(13)の表面に金属粉末と無機結合材(16)
   を含む導電性ペースト(17)を前記内部電極(12)より少な
   い面積で縞状に塗布し焼付けて前記内部電極(12)と同数
   列の外部電極(14)を形成する工程と、 前記外部電極(14)が両側縁に位置するように前記焼結シ
   ート(21)を短冊状に切断する工程と、 前記短冊状サーミスタ素体(22)をその切断面と垂直な方
   向でチップ状に切断してチップ状サーミスタ素体(11)の
   下面の相対向する２つの端縁に沿って間隔をあけて一対
   の内部電極(12,12)及び外部電極(14,14)を有するチップ
   型サーミスタ(10)を得る工程とを含むチップ型サーミス
   タの製造方法であって、 前記下面無機物層(13)は前記外部電極(14)を形成する時
   の焼成温度より高い融点又は軟化点を有し、かつ前記導
   電性ペースト(17)の下地部分の前記下面無機物層(13)の
   一部が前記外部電極(14)の形成時に前記無機結合材(16)
   に反応溶融して前記外部電極(14)に吸収され消滅するこ
   とを特徴とするチップ型サーミスタの製造方法。
8. 【請求項８】 サーミスタ素体用セラミック焼結シート
   (21)の片面に多数列の内部電極(12)を形成する工程と、 前記焼結シート(21)の両面全体に絶縁性ペーストを塗布
   し焼付けて厚さが０．１〜１０μｍの絶縁性下面無機物
   層(13)及び厚さが０．１〜２０μｍの上面無機物層(18)
   を形成する工程と、 前記多数列の内部電極(12)が形成された列中央部分の前
   記下面無機物層(13)の表面に金属粉末と無機結合材(16)
   を含む導電性ペースト(17)を前記内部電極(12)より少な
   い面積で縞状に塗布し焼付けて前記内部電極(12)と同数
   列の外部電極(14)を形成する工程と、 前記外部電極(14)の表面にめっき層(19)を形成する工程
   と、 前記めっき層(19)を形成した外部電極(14)が両側縁に位
   置するように前記焼結シート(21)を短冊状に切断する工
   程と、 前記短冊状サーミスタ素体(22)をその切断面と垂直な方
   向でチップ状に切断してチップ状サーミスタ素体(11)の
   下面の相対向する２つの端縁に沿って間隔をあけて一対
   の外部電極(12,12)を有するチップ型サーミスタ(30)を
   得る工程とを含むチップ型サーミスタの製造方法であっ
   て、 前記下面無機物層(13)及び上面無機物層(18)は前記外部
   電極(14)を形成する時の焼成温度より高い融点又は軟化
   点を有し、かつ前記導電性ペースト(17)の下地部分の前
   記下面無機物層(13)の一部が前記外部電極(14)の形成時
   に前記無機結合材(16)に反応溶融して前記外部電極(14)
   に吸収され消滅することを特徴とするチップ型サーミス
   タの製造方法。
9. 【請求項９】 サーミスタ素体用セラミック焼結シート
   (21)への内部電極(12)の形成がフォトリソグラフ法によ
   り行われる請求項７又は８記載のチップ型サーミスタの
   製造方法。
10. 【請求項１０】 サーミスタ素体用セラミック焼結シー
    ト(21)への絶縁性上面無機物層(18)又は下面無機物層(1
    3)の被覆が物理蒸着法により行われる請求項７又は８記
    載のチップ型サーミスタの製造方法。