JP3893800B2

JP3893800B2 - Chip-type thermistor and manufacturing method thereof

Info

Publication number: JP3893800B2
Application number: JP16998299A
Authority: JP
Inventors: 孝二四元; 由浩樋口
Original assignee: Mitsubishi Materials Corp
Current assignee: Mitsubishi Materials Corp
Priority date: 1999-06-16
Filing date: 1999-06-16
Publication date: 2007-03-14
Anticipated expiration: 2019-06-16
Also published as: JP2000357603A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プリント回路基板等に表面実装されるチップ型サーミスタ及びその製造方法に係り、特に温度の上昇により抵抗値が減少する負特性のサーミスタであって、低抵抗かつ高Ｂ定数で、抵抗値のばらつきの小さい高精度のチップ型サーミスタ及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種のチップ型サーミスタの製造方法として、本出願人は、セラミックス焼結体よりなる薄板材の表面に導電性ペーストを帯状に印刷して複数本の抵抗値調整用電極を互いに平行に形成し、この薄板材を抵抗値調整用電極の延在方向と直交する方向に短冊状に切断して、角柱状体を作製し、この角柱状体を抵抗値調整用電極の幅方向の中心線に沿って切断することにより両端面に上記抵抗値調整用電極の一端がそれぞれ露出するチップ状のサーミスタ素体を作製し、更にこのサーミスタ素体の両端面に抵抗値調整用電極と電気的に接続される端子電極を形成するチップ型サーミスタの製造方法を特許出願した（特開平４−１２７４０１号公報）。
【０００３】
このチップ型サーミスタは具体的には次の方法により製造される。即ち、まず、セラミックス焼結体よりなる薄板材の両面又は片面に導電性ペーストを帯状に間隔をあけて、スクリーン印刷法やロール転写印刷法等にて印刷した後乾燥することにより、多数列の抵抗値調整用電極を形成する。次いで、この薄板材の両面にガラス等の絶縁性無機物を含んだペーストを印刷、吹き付け又は浸漬により塗布した後焼成することにより、絶縁性無機物層を形成する。この両面が絶縁性無機物層により被覆された薄板材を上記抵抗値調整用電極の長手方向と直交する方向に短冊状に切り出した後、得られた角柱状体の切断面に絶縁性無機物を含んだペーストを印刷、吹付け又は浸漬により塗布して焼成することにより、上記切断面にも絶縁性無機物層を形成する。次に、このようにして、４側面に絶縁性無機物層が形成された角柱状体をその長手方向に直交する方向に切断することにより、チップ状のサーミスタ素体を作製し、このサーミスタ素体の切断面である両端面を含む両端部に導電性ペーストを塗布して焼成することにより、焼付け電極層を形成する。更に、この焼付け電極層の表面にめっき層を形成することにより、両端部に焼付け電極層とめっき層からなる端子電極を有するチップ型サーミスタを得る。
【０００４】
一方、チップ状サーミスタ素体の内部に抵抗値調整用の内部電極を有するチップ型サーミスタも提供されており、このチップ型サーミスタは、次のようにして製造される。
【０００５】
即ち、まずキャスティング法によりセラミックスグリーンシートを作製し、その所定位置に導電性ペーストを印刷して内部電極を形成する。そして、内部電極を形成したセラミックスグリーンシートと必要に応じて内部電極を形成していないセラミックスグリーンシートとを所要枚数積層して圧着し、これを一体焼結し、積層体を得る。この積層体の表裏の主板面に上記と同様にして絶縁性無機物層を形成した後、短冊状に切断し、同様に、切断面にも絶縁性無機物層を形成する。このようにして、４側面に絶縁性無機物層を形成した角柱状体を、内部電極が切断面に表出するように、長手方向と直交する方向にチップ状に切断し、得られたチップ状サーミスタ素体の内部電極が表出する両端面に上記と同様にして端子電極を形成してチップ型サーミスタを得る。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来のチップ型サーミスタのうち、特開平４−１２７４０１号公報に記載されるチップ型サーミスタでは、抵抗値調整用電極がサーミスタ素体の互いに対向する２つの側面にのみ形成されているため、サーミスタの抵抗値を減少するにも限度がある。この結果、サーミスタ特性（抵抗値とＢ定数の組合せ）の範囲が比較的狭くなるため、近年、開発の要望が増大している低抵抗かつ高Ｂ定数のサーミスタを実現することができないという欠点がある。
【０００７】
一方、内部電極を形成した積層型のチップ型サーミスタでは、内部電極の形成位置や形成本数を調整することにより、抵抗値を比較的容易に調整することができるため、サーミスタのＢ定数を変えることなく抵抗値を小さくすることができる。即ち、初期抵抗値が小さくしかもＢ定数の大きいサーミスタを得ることができるという利点がある。しかし、このチップ型サーミスタでは、グリーンシートと内部電極層形成用の導電性ペーストとが同時に焼成されるため、焼成時のグリーンシートないし導電性ペーストの収縮によるばらつき等の影響を受けて十分な寸法精度が得られず、抵抗値調整用の内部電極間の距離がばらつき、得られるチップ型サーミスタの抵抗値にもばらつきが発生するという問題点があった。
【０００８】
本発明は上記従来の問題点を解決し、抵抗値の調整範囲を広げることにより抵抗値及びＢ定数のサーミスタ特性の範囲を拡大し、低抵抗かつ高Ｂ定数という特性を容易に得ることができ、しかも抵抗値のばらつきも小さく、高精度なチップ型サーミスタを提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明のチップ型サーミスタは、セラミックス焼結体よりなる直方体形状のチップ状サーミスタ素体と、該チップ状サーミスタ素体の側面及び内部にそれぞれ形成された表面電極及び内部電極と、該チップ状サーミスタ素体の両端面に形成された端子電極とを備え、前記表面電極及び内部電極は、チップ状サーミスタ素体の両端面に形成された端子電極のうちの一方にのみ導通し、他方とは絶縁されているチップ型サーミスタであって、前記チップ状サーミスタ素体は、セラミックス焼結体よりなる複数の薄板材が導電性金属層により接合されたものであり、該チップ状サーミスタ素体の前記両端面のうち一方の端面においては、前記端子電極は絶縁性無機物層を介して該端面に形成されており、前記内部電極は、該一方の端面から他方の端面まで形成された前記導電性金属層であることを特徴とする。
【００１０】
本発明のチップ型サーミスタは、表面電極と内部電極とを有するため、抵抗値の調整範囲を広げることにより抵抗値及びＢ定数のサーミスタ特性の範囲を拡大することができ、低抵抗かつ高Ｂ定数のチップ型サーミスタを容易に実現することができる。
【００１１】
しかも、本発明に係るチップ状サーミスタ素体は、セラミックス焼結体の薄板材を導電性金属層で接合したものであるため、焼成時の収縮の影響を受けることがなく、抵抗値調整用の電極間の距離が正確なものとなり、従って、抵抗値のばらつきも小さく、高精度なチップ型サーミスタが得られる。
【００１２】
このような本発明のチップ型サーミスタは、セラミックス焼結体よりなる複数の薄板材を導電性金属層により接合して積層体を得る工程と、該積層体の板面に所定の間隔をあけて互いに平行に複数の表面電極を帯状に形成する工程と、該表面電極を形成した積層体の両板面に絶縁性無機物層を形成する工程と、該絶縁性無機物層を形成した積層体を前記表面電極の長手方向に直交する方向に短冊状に切り出して角柱状体を得る工程と、該角柱状体の４側面のうち絶縁性無機物層が形成されていない２側面に絶縁性無機物層を形成する工程と、該絶縁性無機物層を形成した角柱状体を長手方向と直交する方向にチップ状に切断してチップ状サーミスタ素体を得る工程と、該チップ状サーミスタ素体の絶縁性無機物層が形成されていない両端面のうちの一方の端面に絶縁性無機物層を形成した後、該両端面に端子電極を形成する工程とを有することを特徴とするチップ型サーミスタの製造方法により製造することができる。
【００１３】
本発明のチップ型サーミスタにおいては、チップ状サーミスタ素体を構成する複数の薄板材としてＭｎ，Ｃｏ，Ｃｕ，Ｆｅ，Ａｌ及びＮｉよりなる群から選ばれた１種又は２種以上の金属酸化物を含有するセラミックス焼結体よりなり、薄板材のうちの少なくとも１枚は、他の薄板材と前記金属酸化物の組成比が異なるものとすることができ、これにより、特性の異なる２種以上のサーミスタ素体を組み合わせることでサーミスタ特性（抵抗値及びＢ定数）の多様化を図ることが可能となる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態を詳細に説明する。
【００１５】
図１は本発明のチップ型サーミスタの実施の形態を示す断面図、図２（ａ）〜（ｅ）はこのチップ型サーミスタの製造手順を示す斜視図である。
【００１６】
図１のチップ型サーミスタ１０は、セラミックス焼結体よりなる２枚の薄板材１Ａ，１Ｂが導電性金属層（内部電極）２により接合されてチップ状サーミスタ素体３とされている。このチップ状サーミスタ素体３の対向する２側面には表面電極４Ａ，４Ｂが形成され、更に４側面がガラス層５で被覆されている。表面電極４Ａ，４Ｂは、チップ状サーミスタ素体３の一方の端面の縁部から、他方の端面の縁部の近傍まで形成されており、他方の端面の近傍部分は、表面電極４Ａ，４Ｂの非形成部となっている。また、チップ状サーミスタ素体３の一方の端面にはガラス層６が形成され、更に両端面に端子電極７Ａ，７Ｂが形成されている。この端子電極７Ａ，７Ｂは、焼付電極層７ａとその表面に形成されたＮｉめっき層７ｂと、更にその表面に形成されたはんだめっき層７ｃとで構成されている。
【００１７】
次に、図２（ａ）〜（ｅ）を参照して、このチップ型サーミスタを本発明の方法に従って製造する際の製造手順を説明する。
【００１８】
まず、セラミックス焼結体よりなる薄板材１１，１２を次のようにして製造する。
【００１９】
Ｍｎ，Ｃｏ，Ｃｕ，Ｆｅ，Ａｌ，Ｎｉ等の金属の酸化物粉末を１種又は２種以上、金属原子比が所定の割合になるようにそれぞれ秤量し、ボールミル等により５〜２０時間混合して、脱水し乾燥する。次いで、この混合物を大気圧下、５００〜１０００℃で１〜１０時間仮焼し、再びボールミル等で粉砕して、脱水、乾燥する。次に、この粉砕物に有機系結合剤等を加え、スプレードライヤ等を用いて上記粉砕物の粒径が３０〜２００μｍ程度になるように造粒し、油圧プレス等により直方体に圧縮成形する。更に、この成形体を大気圧下、１０００〜１３００℃で２〜１０時間焼成して、所定の寸法のセラミックス焼結ブロックを作製し、このブロックをハンドソー等を用いて所定の厚さに切断することにより、薄板材１１，１２を作製する。この薄板材１１，１２のうち、一方の薄板材１２の一方の板面に導電性電極ペースト１３を全面的に塗布し、その上に他方の薄板材１１を重ね合わせ、０．５〜３ｋｇ／ｃｍ²程度の加圧力を加え、乾燥した後、大気圧下、７５０〜８５０℃で１５〜６０分焼成して接合一体化して積層体とする（図１（ａ））。
【００２０】
この電極ペースト１３としては、Ａｇ，Ｐｄ，Ａｇ／Ｐｄペースト等を用いることができ、５〜１０μｍ程度の厚さに塗布するのが好ましい。
【００２１】
次に、この積層体１４の両板面（一方の板面のみでも良い。）に、導電性電極ペーストを所定の間隔をあけて互いに平行に印刷して乾燥した後、大気圧下、７５０〜８５０℃で１０〜６０分程度焼成することにより、帯状の表面電極１５を形成する（図２（ｂ））。この表面電極１５には、Ａｇ，Ｐｄ，Ａｇ／Ｐｄペースト等を用いることができ、表面電極１５は、例えば、幅０．２〜３．０ｍｍの帯状に、幅方向に０．１〜０．８２ｍｍの間隔をあけて、厚さ３〜１５μｍ程度に形成される。次いで、表面電極１５を形成した積層体１４の両板面にガラスペーストを全面的に塗布して乾燥した後、７５０〜８５０℃で１０〜６０分焼成することにより、厚さ５〜２０μｍ程度のガラス層１６を形成する（図２（ｃ））。
【００２２】
次いで、ガラス層１６を形成した積層体１４を、ダイシングマシン等により表面電極１５の長手方向と直交する方向に幅０．６５〜０．９ｍｍの短冊状に切り出し、角柱状体１７を得る（図２（ｄ））。
【００２３】
この角柱状体１７のガラス層未被覆の２側面にも上記と同様にしてガラス層を形成し、４側面をガラス層で被覆した角柱状体１７’を長手方向と直交する方向に長さ１．４５〜１．５５ｍｍ程度のチップ状に切断してチップ状サーミスタ素体１８を得る（図２（ｅ））。このチップ状サーミスタ素体１８のガラス層未被覆の両端面のうち、表面電極が縁部まで形成されている側の端面にのみ、ガラスペーストを塗布した後、上記ガラス層の形成と同様の条件で焼き付けて、絶縁層としてのガラス層を５〜２０μｍ程度の厚さに形成した後、両端面に端子電極を形成してチップ型サーミスタを得る。端子電極の形成に当っては、Ａｇ等の導電性電極ペーストを塗布して乾燥し、７５０〜８５０程度で１０〜６０分程度焼成して焼き付け、その後Ｎｉめっきを施し、更にはんだめっきを施す。
【００２４】
なお、本発明のチップ型サーミスタにおいて、保護層としてのガラス層５の代りに、熱硬化性のエポキシ系ペーストのような高分子ペーストの塗布、加熱硬化により高分子材料層を形成しても良い。また、端子電極として樹脂系電極を適用することもでき、これらの材料を用いることにより、耐熱応力性を高めて機械的特性及び信頼性の向上を図ることができる。
【００２５】
図１に示すチップ型サーミスタ１０は２枚の薄板材１Ａ，１Ｂを一層の内部電極２で接合した構造であるが、本発明においては、３枚以上の薄板材を用い、内部電極を２層以上形成することも可能である。また、内部電極だけでなく、表面電極４Ａ，４Ｂの印刷パターンを適宜設定することにより、様々なサーミスタ特性のチップ型サーミスタを製造することができる。
【００２６】
更に、本発明のチップ型サーミスタでは、積層、接合する薄板材として、金属酸化物の組成比の異なる薄板材、即ち、サーミスタ特性の異なる薄板材を用いても良く、これにより、抵抗値及びＢ定数等のサーミスタ特性の多様化を図ることができる。
【００２７】
【実施例】
以下に実施例及び比較例を挙げて本発明をより具体的に説明する。
【００２８】
実施例１
以下の手順で図１に示すチップ型サーミスタ１０を作製した。
【００２９】
まず、炭酸マンガン、炭酸コバルト、酸化アルミニウムを出発原料とし、これらを金属原子比が所定の割合（Ｍｎ：Ｃｏ：Ａｌ＝３７：５６：７）になるようにそれぞれ秤量し、ボールミルで１６時間均一に混合して、脱水、乾燥した。この混合物を大気圧下、９００℃で２時間仮焼し、再びボールミルで粉砕して、脱水、乾燥した。この粉砕物に有機系結合剤を加え、スプレードライヤにより粉砕物の粒径が６０μｍ程度になるように造粒し、油圧プレスにより直方体に圧縮成形した。この成形体を大気圧下、１１００℃で４時間焼成し、縦、横及び厚さがそれぞれ３５ｍｍ，５０ｍｍ及び１０ｍｍのセラミック焼結ブロックを作製し、このブロックをハンドソーで切断して、縦、横及び厚さがそれぞれ３５ｍｍ，５０ｍｍ及び０．２０ｍｍの薄板材を作製した。
【００３０】
次いで、この薄板材の全面にＡｇ電極ペーストをスクリーン印刷法により塗布後、その上にもう一枚の薄板材を所定の位置になるように位置決めして積重ね、１５０℃で１５分乾燥し、その積層体を８２０℃で１０分間焼き付けて接合した。このとき、接合を確実にするために、電極ペーストの乾燥前に積層された２枚の薄板材に所定の圧力（０．５ｋｇ／ｃｍ²）を加えた。
【００３１】
得られた積層体の両板面に所定のパターンとなるように、幅２．７ｍｍの帯状のＡｇ電極ペーストを幅方向に０．２０ｍｍの間隔をあけてスクリーン印刷法により印刷して乾燥した。このとき積層体の両面のＡｇペーストが積層体を挟んで互いに対向するように（即ち、同一位相となるように）印刷した。この積層体を８２０℃で１５分焼成して焼き付けることにより、厚さ約５μｍの多数列の抵抗値調整用表面電極を形成した。
【００３２】
上記抵抗値調整用表面電極を形成した積層体の両板面の全面にガラスペーストをスクリーン印刷法により塗布し、１５０℃で１５分乾燥後、８５０℃で１０分焼き付けてガラス層を形成した。
【００３３】
この積層体をダイシングマシンにより抵抗値調整用表面電極の長手方向と直交する方向に幅０．７５ｍｍの短冊状に切り出し、得られた角柱状体の切断面にもガラスペーストをスクリーン印刷法により塗布し、上記と同様に乾燥、焼成してガラス層を形成した。このようにして４側面にガラス層（いずれも厚さは１０μｍ）を形成した角柱状体を、各抵抗値調整用表面電極の長手方向と直交する方向に、ダイシングマシンを用いて、チップ状に切断し、長さ１．５２ｍｍのチップ状のサーミスタ素体を作製した。
【００３４】
このサーミスタ素体のガラス層を形成していない両端面のうち、一方の端面に内部電極との絶縁性を確保するために、絶縁性ガラスペーストをディップ法により塗布した後、８５０℃で１０分間焼き付け、厚さ２０μｍのガラス層を形成した。
【００３５】
更に、このサーミスタ素体の両端面にガラスフリットを含むＡｇ電極ペーストをディッピング法により塗布した後、８２０℃で１０分間焼き付けることにより、サーミスタ素体の両端部に厚さ４０μｍの端子電極層を形成し、更にこの端子電極層の表面に電解バレル法により厚さ２〜５μｍのＮｉめっき層を形成し、このＮｉめっき層の表面に厚さ３〜７μｍのはんだめっき層を形成し、チップ型サーミスタ１０を得た。
【００３６】
得られたチップ型サーミスタについて抵抗値を測定し、結果を表１に示した。また、同様の手順で作製した３０個のチップ型サーミスタについて、抵抗値のばらつきを評価した。抵抗値のばらつきは標準偏差をｓ、抵抗値の平均値をＡｖ．としたときに、３×ｓ／Ａｖ．で表される抵抗値の変動係数（％）を求めることにより評価した。
【００３７】
なお、このチップ型サーミスタの抵抗値は１．０ｋΩでＢ定数は４４００ｋであった。
【００３８】
比較例１
実施例１において、薄板材２枚分の厚みを有するサーミスタ板材を用い、内部電極がなく、抵抗値調整用の表面電極のみを有するチップ型サーミスタを作製し、その抵抗値を測定して結果を表１に示した。
【００３９】
比較例２
比較例１において、抵抗値調整用の表面電極を形成しなかったこと以外は同様にして、チップ型サーミスタを作製し、その抵抗値を測定して結果を表１に示した。
【００４０】
比較例３
以下の方法により、実施例１と同形、同寸法で同材料からなるチップ型サーミスタを作製した。
【００４１】
まず、キャスティング法によりサーミスタ材料のセラミックスグリーンシートを作製し、その所定位置に内部電極を印刷した。そして、内部電極を印刷したセラミックスグリーンシートと内部電極を形成していないセラミックスグリーンシートを複数枚積層して圧着させ、得られた積層体に表面電極及びガラス層を形成すると共に、チップ状に切断して焼成した後、バレル研磨することにより、内部電極を有するチップ状サーミスタ素体を製造した。このチップ状サーミスタ素体の両端面に、導電性ペーストを塗布して焼成することにより、導電性金属層を焼き付け、更に、Ｎｉめっき層及びはんだめっき層を形成し、内部電極を有する積層型のチップ型サーミスタを得た。得られたチップ型サーミスタについて実施例１と同様にして抵抗値とそのばらつきを調べ、結果を表１に示した。
【００４２】
【表１】

【００４３】
表１より次のことが明らかである。即ち、内部電極及び表面電極のない比較例２、並びに、内部電極がなく表面電極のみの比較例１に比べて、内部電極と表面電極とを有する実施例１のチップ型サーミスタでは、抵抗値を大幅に低減することができる。
【００４４】
また、本発明によりセラミックス焼成体の薄板材を接合したチップ型サーミスタは、内部電極を形成したセラミックスグリーンシートを積層して焼成する積層型のチップ型サーミスタに比べて、抵抗値のばらつきは極めて小さい。
【００４５】
【発明の効果】
以上詳述した通り、本発明のチップ型サーミスタ及びその製造方法によれば、抵抗値の調整範囲を広げることにより抵抗値及びＢ定数のサーミスタ特性の範囲を拡大することができ、低抵抗かつ高Ｂ定数という特性を容易に得ることができる。しかも、抵抗値のばらつきも小さく、高精度なチップ型サーミスタを提供することができる。
【００４６】
請求項３のチップ型サーミスタによれば、サーミスタ特性の多様化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のチップ型サーミスタの実施の形態を示す断面図である。
【図２】本発明のチップ型サーミスタの製造手順を示す斜視図である。
【符号の説明】
１Ａ，１Ｂ薄板材
２内部電極（導電性金属層）
３チップ状サーミスタ素体
４Ａ，４Ｂ表面電極
５，６ガラス層
７Ａ，７Ｂ端子電極
７ａ焼付電極層
７ｂＮｉめっき層
７ｃはんだめっき層
１０チップ型サーミスタ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a chip-type thermistor that is surface-mounted on a printed circuit board or the like and a manufacturing method thereof, and more particularly, a negative thermistor whose resistance value decreases as the temperature rises, and has a low resistance and a high B constant, The present invention relates to a high-precision chip thermistor with small variation in value and a method of manufacturing the same.
[0002]
[Prior art]
As a method for manufacturing this type of chip thermistor, the present applicant forms a plurality of resistance adjustment electrodes in parallel by printing a conductive paste on the surface of a thin plate material made of a ceramic sintered body in a strip shape. Then, this thin plate material is cut into a strip shape in a direction perpendicular to the extending direction of the resistance value adjusting electrode to produce a prismatic body, and this prismatic body is made the center line in the width direction of the resistance value adjusting electrode. A chip-like thermistor element body in which one end of each of the resistance value adjusting electrodes is exposed on both end surfaces by cutting along the both ends is electrically connected to both end surfaces of the thermistor element body. Has filed a patent application for a method for manufacturing a chip thermistor for forming a terminal electrode (Japanese Patent Laid-Open No. 4-127401).
[0003]
Specifically, this chip thermistor is manufactured by the following method. That is, first, a plurality of rows of conductive pastes are printed on the both sides or one side of a thin plate material made of a ceramic sintered body, spaced apart in a strip shape, printed by a screen printing method or a roll transfer printing method, and then dried. A resistance adjusting electrode is formed. Next, an insulating inorganic layer is formed by applying a paste containing an insulating inorganic material such as glass on both surfaces of the thin plate material by printing, spraying or dipping and baking. The thin plate material whose both surfaces are coated with the insulating inorganic material layer is cut into a strip shape in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the resistance value adjusting electrode, and the insulating prism is included in the cut surface of the obtained prismatic body. By applying and baking the paste by printing, spraying or dipping, an insulating inorganic layer is also formed on the cut surface. Next, a thermistor body having a chip shape is manufactured by cutting the prismatic body having the insulating inorganic layer formed on the four side surfaces in a direction perpendicular to the longitudinal direction in this manner, and this thermistor body. A baked electrode layer is formed by applying and baking a conductive paste on both end portions including both end surfaces which are the cut surfaces. Further, by forming a plating layer on the surface of the baked electrode layer, a chip type thermistor having terminal electrodes made of the baked electrode layer and the plated layer at both ends is obtained.
[0004]
On the other hand, a chip thermistor having an internal electrode for adjusting a resistance value inside a chip-like thermistor body is also provided. This chip thermistor is manufactured as follows.
[0005]
That is, a ceramic green sheet is first produced by a casting method, and an internal electrode is formed by printing a conductive paste at a predetermined position. Then, a required number of ceramic green sheets on which internal electrodes are formed and ceramic green sheets on which internal electrodes are not formed are laminated and pressure-bonded as necessary, and these are integrally sintered to obtain a laminate. An insulating inorganic layer is formed on the front and back main plate surfaces of the laminate in the same manner as described above, and then cut into strips. Similarly, the insulating inorganic layer is also formed on the cut surface. In this way, the prismatic body in which the insulating inorganic layer is formed on the four side surfaces is cut into chips in a direction perpendicular to the longitudinal direction so that the internal electrodes are exposed on the cut surface, and the obtained chip shape In the same manner as described above, terminal electrodes are formed on both end surfaces of the thermistor body where the internal electrodes are exposed to obtain a chip-type thermistor.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
Among the conventional chip thermistors described above, in the chip thermistor described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-127401, the resistance value adjusting electrodes are formed only on the two side surfaces facing each other. There is a limit to reducing the resistance value. As a result, the range of the thermistor characteristics (combination of resistance value and B constant) becomes relatively narrow, and thus there is a drawback that it is not possible to realize a low resistance and high B constant thermistor whose demand for development has been increasing in recent years. is there.
[0007]
On the other hand, in a multilayer chip type thermistor in which internal electrodes are formed, the resistance value can be adjusted relatively easily by adjusting the formation position and number of internal electrodes, so the B constant of the thermistor can be changed. Therefore, the resistance value can be reduced. That is, there is an advantage that a thermistor having a small initial resistance value and a large B constant can be obtained. However, in this chip type thermistor, the green sheet and the conductive paste for forming the internal electrode layer are fired at the same time. Therefore, the chip thermistor has sufficient dimensions to be affected by variations due to shrinkage of the green sheet or conductive paste during firing. There is a problem that accuracy cannot be obtained, the distance between the internal electrodes for adjusting the resistance value varies, and the resistance value of the obtained chip type thermistor also varies.
[0008]
The present invention solves the above-mentioned conventional problems and widens the range of thermistor characteristics of resistance value and B constant by expanding the adjustment range of resistance value, and can easily obtain the characteristics of low resistance and high B constant. In addition, an object of the present invention is to provide a highly accurate chip type thermistor with small variations in resistance value.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
The chip-type thermistor of the present invention includes a rectangular parallelepiped chip-like thermistor body made of a ceramic sintered body, surface electrodes and internal electrodes respectively formed on the side and inside of the chip-like thermistor body, and the chip-like thermistor. Terminal electrodes formed on both end faces of the element body, and the surface electrode and the internal electrode are electrically connected to only one of the terminal electrodes formed on both end faces of the chip-like thermistor element body and insulated from the other. a and has a chip-type thermistor is the chip-like thermistor body is state, and are not a plurality of thin plate made of ceramic sintered body are joined by a conductive metal layer, wherein the said chip-like thermistor element On one end face of the both end faces, the terminal electrode is formed on the end face via an insulating inorganic layer, and the internal electrode extends from the one end face to the other end. And wherein the conductive metal layer der Rukoto formed to.
[0010]
Since the chip thermistor of the present invention has a surface electrode and an internal electrode, the range of thermistor characteristics of the resistance value and the B constant can be expanded by expanding the adjustment range of the resistance value. It is possible to easily realize the chip type thermistor.
[0011]
Moreover, since the chip-like thermistor body according to the present invention is obtained by joining a thin plate material of a ceramic sintered body with a conductive metal layer, it is not affected by shrinkage during firing, and is used for resistance value adjustment. The distance between the electrodes becomes accurate, and hence the variation in resistance value is small, and a highly accurate chip type thermistor can be obtained.
[0012]
Such a chip-type thermistor of the present invention includes a step of obtaining a laminate by joining a plurality of thin plate materials made of a ceramic sintered body with a conductive metal layer, and a predetermined interval on the plate surface of the laminate. A step of forming a plurality of surface electrodes parallel to each other in a strip shape, a step of forming an insulating inorganic layer on both plate surfaces of the laminate on which the surface electrode is formed, and a laminate on which the insulating inorganic layer is formed. A step of obtaining a prismatic body by cutting it into a strip shape in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the surface electrode, and forming an insulating inorganic layer on two side surfaces of the four side surfaces of the prismatic body where the insulating inorganic layer is not formed Cutting the prismatic body on which the insulating inorganic layer is formed into a chip shape in a direction perpendicular to the longitudinal direction to obtain a chip thermistor body, and the insulating inorganic layer of the chip thermistor body Of both end faces where no After the one end face of the Chi to form an insulating inorganic material layer, it can be manufactured by the manufacturing method of the chip-type thermistor, characterized by a step of forming a terminal electrode on the both end surfaces.
[0013]
In the chip type thermistor of the present invention, one or more metal oxides selected from the group consisting of Mn, Co, Cu, Fe, Al and Ni as a plurality of thin plate materials constituting the chip thermistor body. And at least one of the thin plate materials may have a different composition ratio of the metal oxide from that of the other thin plate material. Thermistor characteristics (resistance value and B constant) can be diversified by combining the thermistor element bodies.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail.
[0015]
FIG. 1 is a sectional view showing an embodiment of a chip type thermistor according to the present invention, and FIGS. 2A to 2E are perspective views showing a manufacturing procedure of the chip type thermistor.
[0016]
In the chip type thermistor 10 of FIG. 1, two thin plate materials 1A and 1B made of a ceramic sintered body are joined by a conductive metal layer (internal electrode) 2 to form a chip-like thermistor body 3. Surface electrodes 4 A and 4 B are formed on two opposing side surfaces of the chip-like thermistor body 3, and the four side surfaces are covered with a glass layer 5. The surface electrodes 4A and 4B are formed from the edge of one end face of the chip-like thermistor body 3 to the vicinity of the edge of the other end face, and the vicinity of the other end face is formed by the surface electrodes 4A and 4B. It is a non-formed part. A glass layer 6 is formed on one end face of the chip-like thermistor body 3, and terminal electrodes 7A and 7B are formed on both end faces. The terminal electrodes 7A and 7B are composed of a baked electrode layer 7a, a Ni plating layer 7b formed on the surface thereof, and a solder plating layer 7c formed on the surface thereof.
[0017]
Next, with reference to FIGS. 2A to 2E, a manufacturing procedure for manufacturing this chip type thermistor according to the method of the present invention will be described.
[0018]
First, the thin plate materials 11 and 12 made of a ceramic sintered body are manufactured as follows.
[0019]
One or two or more kinds of metal oxide powders such as Mn, Co, Cu, Fe, Al, and Ni are weighed so that the metal atomic ratio becomes a predetermined ratio, and mixed by a ball mill or the like for 5 to 20 hours. Dehydrated and dried. Next, the mixture is calcined at 500 to 1000 ° C. for 1 to 10 hours under atmospheric pressure, pulverized again with a ball mill or the like, dehydrated and dried. Next, an organic binder or the like is added to the pulverized product, granulated with a spray dryer or the like so that the particle size of the pulverized product is about 30 to 200 μm, and compression molded into a rectangular parallelepiped with a hydraulic press or the like. Further, the compact is fired at 1000 to 1300 ° C. for 2 to 10 hours under atmospheric pressure to produce a ceramic sintered block having a predetermined size, and the block is cut into a predetermined thickness using a hand saw or the like. Thus, the thin plate materials 11 and 12 are produced. The conductive electrode paste 13 is applied to the entire surface of one of the thin plate materials 12 among the thin plate materials 11 and 12, and the other thin plate material 11 is overlaid thereon so that 0.5 to 3 kg / After applying a pressing force of about cm ² and drying, it is baked at 750 to 850 ° C. for 15 to 60 minutes under atmospheric pressure to be bonded and integrated to form a laminate (FIG. 1A).
[0020]
As this electrode paste 13, Ag, Pd, Ag / Pd paste, etc. can be used, It is preferable to apply to thickness of about 5-10 micrometers.
[0021]
Next, the conductive electrode paste is printed in parallel with each other at a predetermined interval on both plate surfaces (only one plate surface) of the laminate 14 and dried, and then at 750 to 700 at atmospheric pressure. By firing at 850 ° C. for about 10 to 60 minutes, a band-shaped surface electrode 15 is formed (FIG. 2B). For this surface electrode 15, Ag, Pd, Ag / Pd paste or the like can be used. The surface electrode 15 is, for example, a strip having a width of 0.2 to 3.0 mm and 0.1 to 0. It is formed to a thickness of about 3 to 15 μm with an interval of 82 mm. Next, the glass paste is applied over the entire surface of the laminate 14 on which the surface electrode 15 is formed and dried, and then baked at 750 to 850 ° C. for 10 to 60 minutes to have a thickness of about 5 to 20 μm. A glass layer 16 is formed (FIG. 2C).
[0022]
Next, the laminated body 14 on which the glass layer 16 is formed is cut out in a strip shape having a width of 0.65 to 0.9 mm in a direction orthogonal to the longitudinal direction of the surface electrode 15 by a dicing machine or the like to obtain a prismatic body 17 (FIG. 2 (d)).
[0023]
A glass layer is formed on the two side surfaces of the prismatic body 17 that are not coated with the glass layer in the same manner as described above, and the prismatic body 17 ′ having four side surfaces coated with the glass layer has a length of 1 in the direction perpendicular to the longitudinal direction. Cut into a chip shape of about 45 to 1.55 mm to obtain a chip-like thermistor body 18 (FIG. 2 (e)). Of the both end faces of the chip-like thermistor body 18 that are not covered with the glass layer, after applying the glass paste only to the end face where the surface electrode is formed up to the edge, the same conditions as the formation of the glass layer After baking to form a glass layer as an insulating layer with a thickness of about 5 to 20 μm, terminal electrodes are formed on both end faces to obtain a chip thermistor. In forming the terminal electrode, a conductive electrode paste such as Ag is applied and dried, and baked at about 750 to 850 for about 10 to 60 minutes, followed by Ni plating, and further solder plating.
[0024]
In the chip type thermistor of the present invention, a polymer material layer may be formed by applying a polymer paste such as a thermosetting epoxy paste and heat curing instead of the glass layer 5 as a protective layer. . In addition, a resin-based electrode can also be applied as the terminal electrode, and by using these materials, the thermal stress resistance can be improved and the mechanical characteristics and reliability can be improved.
[0025]
The chip type thermistor 10 shown in FIG. 1 has a structure in which two thin plate materials 1A and 1B are joined by a single internal electrode 2. In the present invention, three or more thin plate materials are used and two layers of internal electrodes are used. It is also possible to form the above. Moreover, chip-type thermistors having various thermistor characteristics can be manufactured by appropriately setting the print patterns of the surface electrodes 4A and 4B as well as the internal electrodes.
[0026]
Furthermore, in the chip-type thermistor of the present invention, thin plate materials having different composition ratios of metal oxides, that is, thin plate materials having different thermistor characteristics may be used as the thin plate materials to be laminated and bonded. It is possible to diversify thermistor characteristics such as constants.
[0027]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to Examples and Comparative Examples.
[0028]
Example 1
The chip type thermistor 10 shown in FIG. 1 was produced by the following procedure.
[0029]
First, manganese carbonate, cobalt carbonate, and aluminum oxide are used as starting materials, and these are weighed so that the metal atomic ratio is a predetermined ratio (Mn: Co: Al = 37: 56: 7), and uniform with a ball mill for 16 hours. The mixture was dehydrated and dried. This mixture was calcined at 900 ° C. for 2 hours under atmospheric pressure, ground again with a ball mill, dehydrated and dried. An organic binder was added to the pulverized product, granulated with a spray dryer so that the particle size of the pulverized product became about 60 μm, and compression molded into a rectangular parallelepiped with a hydraulic press. This molded body was fired at 1100 ° C. for 4 hours under atmospheric pressure to produce ceramic sintered blocks having a length, width and thickness of 35 mm, 50 mm and 10 mm, respectively, and this block was cut with a hand saw. And thin plate materials having thicknesses of 35 mm, 50 mm, and 0.20 mm, respectively.
[0030]
Next, after applying an Ag electrode paste on the entire surface of the thin plate material by screen printing, another thin plate material is positioned and stacked on the entire surface, dried at 150 ° C. for 15 minutes, The laminates were baked at 820 ° C. for 10 minutes and joined. At this time, in order to ensure bonding, a predetermined pressure (0.5 kg / cm ² ) was applied to the ^two thin plate members laminated before the electrode paste was dried.
[0031]
A strip-shaped Ag electrode paste having a width of 2.7 mm was printed by a screen printing method at an interval of 0.20 mm in the width direction so as to have a predetermined pattern on both plate surfaces of the obtained laminate, and dried. At this time, printing was performed so that the Ag pastes on both surfaces of the laminate face each other across the laminate (that is, in the same phase). The laminated body was baked at 820 ° C. for 15 minutes and baked to form multiple rows of resistance value adjusting surface electrodes having a thickness of about 5 μm.
[0032]
A glass paste was applied to the entire surface of both plates of the laminate on which the resistance value adjusting surface electrode was formed by screen printing, dried at 150 ° C. for 15 minutes, and baked at 850 ° C. for 10 minutes to form a glass layer.
[0033]
This laminate was cut into a strip shape having a width of 0.75 mm in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the resistance adjusting surface electrode by a dicing machine, and a glass paste was applied to the cut surface of the obtained prismatic body by a screen printing method. Then, the glass layer was formed by drying and firing in the same manner as described above. The prismatic body having the glass layers (thickness of 10 μm) formed on the four side surfaces in this manner is formed into chips using a dicing machine in a direction perpendicular to the longitudinal direction of each resistance value adjusting surface electrode. It cut | disconnected and produced the chip-shaped thermistor body of length 1.52mm.
[0034]
In order to ensure the insulation with the internal electrode on one end face of the both end faces where the glass layer of the thermistor body is not formed, an insulating glass paste is applied by a dipping method and then at 850 ° C. for 10 minutes. Baking was performed to form a glass layer having a thickness of 20 μm.
[0035]
Further, an Ag electrode paste containing glass frit is applied to both end faces of this thermistor body by dipping, and then baked at 820 ° C. for 10 minutes to form a terminal electrode layer having a thickness of 40 μm at both ends of the thermistor body. Further, a Ni plating layer having a thickness of 2 to 5 μm is formed on the surface of the terminal electrode layer by an electrolytic barrel method, and a solder plating layer having a thickness of 3 to 7 μm is formed on the surface of the Ni plating layer. 10 was obtained.
[0036]
The resistance value of the obtained chip type thermistor was measured, and the results are shown in Table 1. In addition, variation in resistance value was evaluated for 30 chip type thermistors manufactured in the same procedure. As for the dispersion of the resistance value, the standard deviation is s, and the average resistance value is Av. 3 × s / Av. It evaluated by calculating | requiring the coefficient of variation (%) of resistance value represented by these.
[0037]
The chip thermistor had a resistance value of 1.0 kΩ and a B constant of 4400 k.
[0038]
Comparative Example 1
In Example 1, a thermistor plate material having a thickness equivalent to two thin plate materials was used, a chip thermistor having no internal electrode and only a surface electrode for adjusting a resistance value was measured, and the resistance value was measured to obtain a result. It is shown in Table 1.
[0039]
Comparative Example 2
In Comparative Example 1, a chip thermistor was prepared in the same manner except that the surface electrode for adjusting the resistance value was not formed, and the resistance value was measured. The results are shown in Table 1.
[0040]
Comparative Example 3
A chip thermistor having the same shape, the same size, and the same material as in Example 1 was manufactured by the following method.
[0041]
First, a ceramic green sheet of the thermistor material was produced by a casting method, and an internal electrode was printed at a predetermined position. Then, a plurality of ceramic green sheets printed with internal electrodes and ceramic green sheets not formed with internal electrodes are stacked and bonded together to form surface electrodes and glass layers on the resulting laminate, and cut into chips. Then, after firing, barrel polishing was performed to manufacture a chip-like thermistor body having internal electrodes. A conductive metal layer is baked by applying and baking a conductive paste on both end faces of this chip-like thermistor body, and further, a Ni plating layer and a solder plating layer are formed, and a laminated type having internal electrodes. A chip-type thermistor was obtained. For the obtained chip type thermistor, the resistance value and its variation were examined in the same manner as in Example 1, and the results are shown in Table 1.
[0042]
[Table 1]

[0043]
From Table 1, the following is clear. That is, in the chip thermistor of Example 1 having the internal electrode and the surface electrode as compared with Comparative Example 2 without the internal electrode and the surface electrode and Comparative Example 1 without the internal electrode and only the surface electrode, the resistance value is It can be greatly reduced.
[0044]
Further, the chip type thermistor bonded with the thin plate material of the ceramic fired body according to the present invention has a very small variation in resistance value compared to the multilayer type chip thermistor in which the ceramic green sheets having the internal electrodes are laminated and fired. .
[0045]
【The invention's effect】
As described in detail above, according to the chip thermistor and the manufacturing method thereof of the present invention, the range of thermistor characteristics of the resistance value and the B constant can be expanded by widening the adjustment range of the resistance value, and the resistance and high resistance can be increased. The characteristic of B constant can be easily obtained. In addition, it is possible to provide a highly accurate chip thermistor with small variations in resistance value.
[0046]
According to the chip type thermistor of the third aspect , the thermistor characteristics can be diversified.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing an embodiment of a chip thermistor according to the present invention.
FIG. 2 is a perspective view showing a manufacturing procedure of the chip thermistor according to the present invention.
[Explanation of symbols]
1A, 1B Thin plate 2 Internal electrode (conductive metal layer)
3 Chip Thermistor Element 4A, 4B Surface Electrode 5, 6 Glass Layer 7A, 7B Terminal Electrode 7a Baking Electrode Layer 7b Ni Plating Layer 7c Solder Plating Layer 10 Chip Thermistor

Claims

A rectangular parallelepiped chip thermistor body made of a ceramic sintered body, surface electrodes and internal electrodes respectively formed on the side surface and inside of the chip thermistor body, and formed on both end faces of the chip thermistor body. The surface electrode and the internal electrode are chip-type thermistors that are electrically connected to only one of the terminal electrodes formed on both end faces of the chip-like thermistor body and are insulated from the other. And
The chip-like thermistor body is state, and are not a plurality of thin plate made of ceramic sintered body are joined by a conductive metal layer,
On one end face of the both end faces of the chip thermistor body, the terminal electrode is formed on the end face through an insulating inorganic layer,
The internal electrodes, the chip-type thermistor, wherein the conductive metal layer der Rukoto formed from one end face of the to the other end face.

In Claim 1, the said surface electrode is formed from the edge part of this one end surface to the vicinity of the edge part of the other end surface, and the vicinity part of this other end surface turns into a non-formation part of a surface electrode. A chip thermistor characterized by

3. The ceramic sheet according to claim 1, wherein the plurality of thin plate materials are made of a ceramic sintered body containing one or more metal oxides selected from the group consisting of Mn, Co, Cu, Fe, Al, and Ni. The chip thermistor is characterized in that at least one of the thin plate materials is different in composition ratio of the metal oxide from other thin plate materials.

A method for manufacturing a chip thermistor according to any one of claims 1 to 3 ,
A step of joining a plurality of thin plate materials made of a ceramic sintered body with a conductive metal layer to obtain a laminate;
A step of forming a plurality of surface electrodes in a strip shape in parallel to each other at a predetermined interval on the plate surface of the laminate;
Forming an insulating inorganic layer on both plate surfaces of the laminate on which the surface electrode is formed;
Cutting the laminate formed with the insulating inorganic layer into strips in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the surface electrode to obtain a prismatic body;
Forming an insulating inorganic layer on two side surfaces where the insulating inorganic layer is not formed among the four side surfaces of the prismatic body;
Cutting the prismatic body on which the insulating inorganic layer is formed into a chip shape in a direction perpendicular to the longitudinal direction to obtain a chip thermistor body;
Forming an insulating inorganic layer on one end face of the both end faces where the insulating the inorganic layer of the chip-like thermistor body is not formed, and then forming a terminal electrode on the both end faces;
A method for manufacturing a chip-type thermistor, comprising: