JP5347553B2 - サーミスタ素子 - Google Patents

Description

本発明は、サーミスタ素子に係り、さらに詳しくは、比較的に高い温度を検出することができるサーミスタ素子に関する。

自動車の排ガスなどの温度を測定するサーミスタ素子しては、従来、８００℃までの温度を検出することができるものが主流であった。しかしながら、最近では、よりエンジンに近い側で排ガスなどの温度を測定したいと言う要求が高まり、１０００℃までの高温を測定することができるサーミスタ素子の開発が望まれている。

高温耐熱型のサーミスタ素子として、たとえば特許文献１に示すように、素子本体の周囲を被覆する被覆材の材質を工夫することで、耐熱性を向上させたサーミスタ素子が開発されている。ところが、この特許文献１に示すサーミスタ素子は、内部電極層を有さない単板型のサーミスタ素子であり、センサ部を構成する素子本体の表面が、高熱により劣化し、センサ特性が悪くなるという課題を有している。

そこで、素子本体の表面がセンサ部を構成しない内部電極層とサーミスタ層とを積層するタイプの積層型サーミスタ素子が高熱用途に用いられることが提案されている。ところが、従来の積層型サーミスタ素子では、特許文献２にも示すように、積層してある内部導体層の面積をできる限り大きくするためなどの理由により、素子本体において一番長い辺の両端にリード端子が接続され、リード端子の間の距離が大きくなっている。

このような従来の積層型サーミスタ素子を、そのまま１０００℃程度の高熱用途のサーミスタ素子に用いると、熱膨張により、リード端子間の素子本体の変位が大きくなり、リード端子間の中央に位置する素子本体部分（あるいは絶縁被覆部分）にクラックが生じやすいなどの課題を有する。

また、素子本体から突出しているリード端子に固定部材を取り付けるタイプの積層型サーミスタ素子では、固定部材と素子本体との熱膨張差あるいは熱収縮差が大きくなり、リード端子を素子本体から引き剥がす方向に応力が作用するおそれがある。

特開２００６−５４２５８号公報 特開２００７−１８０５２３号公報

本発明は、このような実状に鑑みてなされ、その目的は、高温においても安定して動作し、素子本体のクラックなどを有効に防止することができる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、本発明に係るサーミスタ素子は、
サーミスタ層を挟むように内部電極層が内蔵してある素子本体と、
前記素子本体の外面に形成され、相互に向き合う前記内部電極層のそれぞれに接続される一対の端子電極と、
前記端子電極に接続されるリード端子とを有するサーミスタ素子であって、
前記素子本体が、相互に垂直な第１辺、第２辺および第３辺を持つ直方体形状であり、
前記第１辺の長さをα、第２辺の長さをβ、第３辺の長さをγとした場合に、前記各辺の長さα、β、γがα≧β＞γの関係にあり、
前記第１辺と第２辺とを含む二つの平面に前記端子電極がそれぞれ形成してあり、
前記リード端子が前記素子本体の第３辺の長さ方向を両側から挟み込むように前記端子電極に接続してあることを特徴とする。

本発明に係るサーミスタ素子では、素子本体の内部において、サーミスタ層を挟むように内部電極層が積層してあることから、センサ特性に影響するセンサ部が素子本体の内部にある。そのため高熱により素子本体の表面が影響を受けても、素子本体の内部に存在するセンサ部までは影響せず、センサ特性が良好である。すなわち、本発明のサーミスタ素子は、温度や雰囲気等の環境の影響を受けにくい構造である。

また、本発明に係るサーミスタ素子では、素子本体の一番短い辺である第３辺の両端にそれぞれリード端子が接続される。すなわち、一対のリード端子は、一番短い第３辺を挟むので、サーミスタ素子の熱膨張あるいは熱収縮によるリード端子の挟み込み距離の変位は最小になる。そのため、素子本体のクラックを有効に防止することができる。

すなわち、本発明のサーミスタ素子は、測定温度範囲が広く、厳しい環境下でも、高温用サーミスタとしての信頼性を向上できる。また、本発明のサーミスタ素子は、リード端子が延びる方向から見ての小型化が可能であり、サーミスタ素子を収容するためのケースを細くすることができる。

好ましくは、前記リード端子が前記第１辺に平行な方向に延びている。そのような場合に、特に、リード端子が延びる方向から見ての小型化が可能であり、サーミスタ素子を収容するためのケースを細くすることができる。

好ましくは、第１金属がプラチナ（Ｐｔ）であり、第２金属がパラジウム（Ｐｄ）、ロジウム（Ｒｈ）、イリジウム（Ｉｒ）の内の少なくとも一つであり、前記内部電極層と前記端子電極とのいずれか一方は、第１金属および第２金属を含み、いずれか他方は、第１金属および第２金属を含むが第２金属の含有量が相対的に低いか、第１金属を含み第２金属を含まない。

一般的には、素子本体の表面に露出する内部電極層の端部は、素子本体の表面から凹みがちであり、端子電極との接続が不十分になりやすい。パラジウム、ロジウム、イリジウムなどの第２金属は、内部電極層と端子電極との接続部において、拡散しやすく、濃度が高い方から低い側に拡散する。そのため、内部電極層と端子電極との接続が良好になる。

好ましくは、前記リード端子が前記端子電極に接続する位置と、前記内部電極層が前記端子電極に接続する位置とが、位置ずれしてある。センシングを行う感温部（内部電極層の位置に対応）と放熱しやすいリード端子の位置とをずらすことで感温精度が向上する。

好ましくは、前記素子本体の内部には、前記端子電極にそれぞれ接続される内部電極層の間に、前記端子電極に接続されないフロート電極が前記サーミスタ層を介して積層してある。フロート電極を形成することで、内部電極層のパターンにズレが生じても、内部電極層間の重なり面積を略一定にすることができ、サーミスタ特性のバラツキを低減することができる。

好ましくは、前記リード端子が前記端子電極に接続する部分が少なくとも絶縁層で被覆されている。絶縁層で被覆することで、金属ケースとの絶縁を確保することができるとともに、温度や雰囲気等の環境による外部電極の劣化を防止することができる。

また、リード端子が接続された素子本体の周囲を絶縁層で被覆をする場合には、熱膨張あるいは熱収縮による変位によって絶縁被覆からのリード端子が露出する部分の近傍に応力が集中するが、本発明の構造では、その応力を小さくでき、素子本体のクラック防止に寄与する。

好ましくは、前記素子本体がＭｎ，Ｃａ，Ｔｉを含み、前記絶縁層はＭｎ，Ｃａを含み、Ｔｉを含まない。このような構成により、サーミスタ素子と絶縁層との同時焼成が可能になり、熱膨張係数が近似し信頼性が向上する。

好ましくは、一対の前記リード端子を相互に引き離す方向の移動を規制する絶縁性の固定部材が、前記素子本体から飛び出している前記リード端子に装着してある。このような固定部材を装着することで、一対のリード端子が股割き状態になる不良を回避することができ、しかも金属ケースとリード端子との絶縁を確保することができる。

好ましくは、前記第３辺と平行な方向における前記固定部材の幅寸法が、前記リード端子間の距離よりも大きい。また、好ましくは、前記第２辺と平行な方向における前記固定部材の幅寸法が、前記第２辺の長さβよりも大きい。固定部材の幅を素子本体の幅よりも大きくすることで、金属ケースと素子本体との絶縁を図ることができる。

前記内部電極層とリード端子の長手方向とは略垂直な関係にあっても良いし、略水平な関係にあっても良い。

図１は本発明の一実施形態に係るサーミスタ素子の要部縦断面図である。 図２は図１に示すII−II線に沿うサーミスタ素子の横断面図である。 図３は図１に示すサーミスタ素子の要部斜視図である。 図４は本発明の他の実施形態に係るサーミスタ素子の縦断面図である。 図５は本発明の他の実施形態に係るサーミスタ素子の縦断面図である。 図６は本発明の他の実施形態に係るサーミスタ素子の横断面図である。 図７は本発明の他の実施形態に係るサーミスタ素子の横断面図である。 図８は本発明の他の実施形態に係るサーミスタ素子の横断面図である。 図９は本発明の他の実施形態に係るサーミスタ素子の横断面図である。

第１実施形態

以下、本発明を、図面に示す実施形態に基づき説明する。
図１〜図３に示すように、本発明の一実施形態に係る積層型のサーミスタ素子２は、素子本体４と、一対のリード端子１２と、絶縁層１４とを有する。

図３に示すように、素子本体４は、相互に垂直な第１辺４ａ、第２辺４ｂおよび第３辺４ｃを持つ直方体形状である。図面においては、素子本体４の第１辺４ａに平行な方向をＸ軸とし、第２辺４ｂに平行な方向をＹ軸とし、素子本体４の第３辺４ｃに平行な方向をＺ軸とする。

第１辺４ａの長さをα、第２辺４ｂの長さをβ、第３辺４ｃの長さをγとした場合に、各辺４ａ，４ｂ，４ｃの長さα、β、γがα≧β＞γの関係にあり、素子本体４の第１辺４ａと第２辺４ｂとを含む二つの平面に端子電極１０がそれぞれ形成してある。各端子電極１０は、素子本体４のＺ軸方向の両端面の全面に形成してあるが、必ずしも全面に形成する必要はない。各辺４ａ，４ｂ，４ｃの長さα、β、γは、特に限定されないが、好ましくはα＝１．５×γ〜６．０×γであり、β＝１．５×４．０×γでありγ＝０．３〜１．０mmである。

一対のリード端子１２が素子本体４の第３辺４ｃの長さ方向を両側から素子本体４を挟み込むように各端子電極１０には各リード端子１２の先端が接合ペーストや溶接などにより接続してある。各リード端子１２の後端は、Ｘ軸方向に延びている。

図１および図２に示すように、素子本体４の内部には、ＮＴＣ特性のサーミスタ層６を挟むように、内部電極層８が交互に積層してある。この実施形態では、内部電極層８の平面は、Ｘ軸およびＺ軸を含む平面に平行な方向である。サーミスタ層６を挟む一方の内部電極層８は、一方の端子電極１０に接続してあり、他方の内部電極層８は他方の端子電極１０に接続してあり、積層（Ｙ軸）方向に隣接する内部電極層８で挟まれるサーミスタ層６が、センサ部となる。

図２に示すように、サーミスタ層６を介して交互に積層される内部電極層８は、素子本体４におけるＺ軸方向の両端面に形成してある一対の端子電極１０にそれぞれ接続され、素子本体４における積層方向（Ｙ軸）の両端部には、センサ部としては機能しないサーミスタ層６ａが積層される。

ＮＴＣ特性のサーミスタ層６（サーミスタ層６ａも含む）の材質は、半導体セラミックであれば、特に制限されず、たとえば、マンガン（Ｍｎ）、カルシウム（Ｃａ）、チタン（Ｔｉ）などの元素の酸化物を主成分として含む材料で構成される。また、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、所望の特性に応じて適宜決定すればよい。

サーミスタ層６の厚みは、特に制限されないが、本実施形態では、好ましくは１０〜１００μｍ程度である。また、外側に積層されるサーミスタ層６ａの厚みは、特に限定されないが、好ましくは４０〜６００μｍである。

内部電極層８を構成する導電材としては、特に制限されないが、たとえば、Ａｇ、Ｐｄ、Ａｕ、Ｐｔ等の貴金属およびこれらの合金（Ｐｔ−Ｐｄ合金など）、あるいはＣｕ、Ｎｉ等の卑金属およびこれらの合金などで構成される。本実施形態では、内部電極層８は、好ましくはＰｔ，Ｐｔ−Ｐｄ合金、Ｐｔ−Ｒｈ合金，Ｐｔ−Ｉｒ合金のいずれかで構成される。内部電極層８の厚みは、好ましくは０．５〜２．０μｍである。

端子電極１０の材質も特に限定されず、内部電極層８を構成する導電材と同様の材料を用いることができる。ただし、本実施形態では、第１金属をプラチナ（Ｐｔ）とし、第２金属をパラジウム（Ｐｄ）、ロジウム（Ｒｈ）、イリジウム（Ｉｒ）の内の少なくとも一つとした場合に、内部電極８と端子電極１０とのいずれか一方は、第１金属および第２金属を含み、いずれか他方は、第１金属および第２金属を含むが第２金属の含有量が相対的に低いか、第１金属を含み第２金属を含まない。たとえば内部電極８と端子電極１０とのいずれか一方を、Ｐｔ−Ｐｄ合金（Ｐｔ：Ｐｄ＝８０：２０重量比）とし、他方をＰｔ−Ｐｄ合金（Ｐｔ：Ｐｄ＝９０：１０重量比）またはＰｔ金属で構成する。

端子電極１０は、たとえばペースト塗布および焼き付け処理で形成される。端子電極１０の厚みは、特に限定されないが、好ましくは２〜１５μｍである。

リード端子１２は、本実施形態では、断面円形の線材で構成してあり、線材の外径は、好ましくは２００〜５００μｍである。ただし、リード端子１２は断面が矩形であっても良く、その断面寸法は０．１〜０．４ｍｍ×０．２〜０．５ｍｍが好ましい。本実施形態では、リード端子１２は、端子電極１０と同様な材質で構成してあり、耐熱性を有し、たとえばＰｔ，Ｐｔ−Ｐｄ合金、Ｐｔ−Ｒｈ合金，Ｐｔ−Ｉｒ合金のいずれかで構成される。

図１および図２に示すように、リード端子１２の先端が端子電極１０に接続する部分を少なくとも覆うように、しかも素子本体４の全周を覆い、リード端子１２の後端部を露出させるように、楕円体形状の絶縁層１４が素子本体４の周囲を被覆してある。なお、図３では、絶縁層１４の図示を省略してある。

絶縁層１４は、素子本体４のサーミスタ層６および６ａがＭｎ，Ｃａ，Ｔｉなどの酸化物で構成される場合には、Ｍｎ，Ｃａを含み、Ｔｉを含まない酸化物で構成してあり、１１００℃程度の耐熱性を有することが好ましい。
次に、本実施形態に係る積層型のサーミスタ２の製造方法の一例を説明する。本実施形態に係るサーミスタを製造する方法としては、特に制限されず、公知の方法を用いればよいが、以下の説明では、シート法を用いる場合を例示する。

まず、表面に内部電極層８を形成することとなる所定パターンの内部電極層ペースト膜が形成されたグリーンシートと、内部電極層８を持たないグリーンシートとを用意する。グリーンシートは、上述したＮＴＣのサーミスタ層を構成する材料によって形成される。なお、この種の材料には、Ｓｉ、Ｋ、Ｎａ、Ｎｉなどの不可避的不純物が０．１重量％程度以下、含まれていてもよい。

そして、このような材料を用い、公知の技術によってグリーンシートを製造する。具体的には、たとえば、まずサーミスタ層を構成する材料の原料（たとえば市販の四三酸化マンガン、炭酸カルシウム、酸化チタンなど）を湿式混合等の手段によって均一に混合した後、乾燥させる。次に、適切に選定された焼成条件で仮焼成（好ましくは１０００〜１２００℃）し、仮焼粉を湿式粉砕する。そして、粉砕された仮焼粉末にバインダや有機溶剤などを加えてスラリー化する。次に、スラリーをドクターブレード法またはスクリーン印刷法等の手段によってシート化し、その後に乾燥させてグリーンシートを得る。

内部電極層ペーストは、上述した各種金属を含む。この内部電極層ペーストを印刷法等の手段によって、グリーンシートの上に塗布することで、所定パターンの内部電極層ペースト膜が形成されたグリーンシートが得られる。

次に、これらのグリーンシートを重ね合せ、圧力を加えて圧着し、乾燥工程等の必要な工程を経た後に切断し、グリーン状態の素子本体４を取出す。切断は、ダイシングソー等を用いて行なうことができる。

次に、取出されたグリーン状態の素子本体４を所定条件で焼成（好ましくは１２５０〜１４５０℃程度）した後、焼成体に外部電極として、Ｐｔ、Ｐｔ／Ｐｄ、Ｐｔ／Ｒｈ、Ｐｔ／Ｉｒ等のＰｔを主成分とする電極ペーストを、転写法などの手段によって形成する。その後、乾燥させて、適切に選定された焼付け条件、好ましくは１０５０℃〜１２５０℃で焼付けする。次に、端子電極１０に対して、リード端子１２の先端部を、接合電極ペーストや溶接等により接合する。溶接を用いる場合は、抵抗溶接やアーク溶接等で行う。接合電極ペーストを用いる場合は、材質としてＰｔ、Ｐｔ／Ｐｄ、Ｐｔ／Ｒｈ、Ｐｔ／Ｉｒ等のＰｔを主成分とする電極ペーストを使用してリード端子１２の先端部を端子電極１０に接合する。その後、乾燥させて、適切に選定された焼付条件、好ましくは１０５０〜１２５０℃でリード端子１２の先端部を端子電極１０に対して焼付処理する。

次に、絶縁層１４を形成する。絶縁層１４は、上述した絶縁層１４を構成するセラミックの原料材料を用い公知の技術によってペーストを製造する。具体的には、出発原料として市販の四三酸化マンガン、炭酸カルシウムなどを、秤量配合し、ボールミルとＺｒビーズで所定時間湿式混合する。その後、これらの原料混合物を脱水乾燥し、乳鉢、乳棒などを用いて粉体にする。その後、適切に選定された焼成条件、好ましくは１０５０〜１２５０℃で仮焼成し、仮焼粉を湿式粉砕する。粉砕された仮焼粉末にバインダーや有機溶剤等を加えてペースト化する。

得られたペーストを、リード端子１２の先端部が焼付された素子本体４の所定の場所に、塗布やディップ等によりコーティングする。その後、適切に選定された焼成条件、好ましくは１０５０〜１２５０℃で焼成することで、絶縁層１４で素子本体４が被覆された目的のサーミスタ素子２が得られる。

本実施形態に係るサーミスタ素子２によれば、素子本体４の内部において、サーミスタ層６を挟むように内部電極層８が積層してあることから、センサ特性に影響するセンサ部が素子本体４の内部にある。そのため高熱により素子本体４の表面が影響を受けても、素子本体４の内部に存在するセンサ部までは影響せず、センサ特性が良好である。すなわち、本実施形態のサーミスタ素子２は、温度や雰囲気等の環境の影響を受けにくい構造である。

また、本実施形態に係るサーミスタ素子２では、素子本体４の一番短い辺である第３辺４ｃの両端にそれぞれリード端子１２が接続される。すなわち、一対のリード端子１２は、一番短い第３辺４ｃを挟むので、サーミスタ素子２の熱膨張あるいは熱収縮によるリード端子１２の挟み込み距離の変位は最小になる。そのため、素子本体４のクラックを有効に防止することができる。

すなわち、本実施形態のサーミスタ素子２は、測定温度範囲が広く、厳しい環境下でも、高温用サーミスタとしての信頼性を向上できる。また、本実施形態のサーミスタ素子２は、リード端子１２が第１辺４ａに平行な方向に延びているので、リード端子１２が延びる方向から見ての小型化が可能であり、サーミスタ素子２を収容するための金属ケース１６（図１および図２参照）を細くすることができる。なお、金属ケース１６は、たとえばステンレス製である。

また、本実施形態では、第１金属をプラチナ（Ｐｔ）とし、第２金属をパラジウム（Ｐｄ）、ロジウム（Ｒｈ）、イリジウム（Ｉｒ）の内の少なくとも一つとした場合において、内部電極層８と端子電極１０とのいずれか一方は、第１金属および第２金属を含み、いずれか他方は、第１金属および第２金属を含むが第２金属の含有量が相対的に低いか、第１金属を含み第２金属を含まない。

一般的には、素子本体４の表面に露出する内部電極層８の端部は、素子本体４の表面から凹みがちであり、端子電極１０との接続が不十分になりやすい。パラジウム、ロジウム、イリジウム、特に好ましくはパラジウムなどの第２金属は、内部電極層８と端子電極１０との接続部において、拡散しやすく、濃度が高い方から低い側に拡散する。そのため、内部電極層８と端子電極１０との接続が良好になる。

さらに本実施形態では、リード端子１２が端子電極１０に接続する部分が少なくとも絶縁層１４で被覆されているため、金属ケース１６との絶縁を確保することができるとともに、温度や雰囲気等の環境による端子電極１０の劣化を有効に防止することができる。

また、リード端子１２が接続された素子本体４の周囲を絶縁層１４で被覆をする場合には、熱膨張あるいは熱収縮による変位によって絶縁層１４からのリード端子１２が露出する部分の近傍に応力が集中するが、本実施形態の構造では、その応力を小さくでき、素子本体４のクラック防止に寄与する。

さらに本実施形態では、素子本体４がＭｎ，Ｃａ，Ｔｉを含み、絶縁層１４はＭｎ，Ｃａを含み、Ｔｉを含まないため、サーミスタ素子４と絶縁層１４との同時焼成が可能になり、熱膨張係数が近似し信頼性が向上する。
第２実施形態

本実施形態に係るサーミスタ素子２ａは、図４に示すように、各内部電極層８ａが、Ｘ軸に垂直な面を持つ以外は、第１実施形態に係るサーミスタ素子２と同様であり、重複する説明は省略する。本実施形態に係るサーミスタ素子２ａにおいても、第１実施形態に係るサーミスタ素子２と同様な作用効果を奏する。しかも本実施形態では、素子本体４のＸ軸方向に内部電極層８ａが積層されるので、積層される内部電極層８ａの数を、第１実施形態に比較して増大させることが可能であり、センサ特性を向上させることが期待できる。
第３実施形態

本実施形態に係るサーミスタ素子２ｂは、図５に示すように、各内部電極層８ａを、Ｘ軸に垂直な面にするとともに、素子本体４を絶縁層１４で被覆することなく、下記に示すように構成した以外は、第１実施形態に係るサーミスタ素子２と同様であり、重複する説明は省略する。

この第３実施形態では、一対のリード端子１２を相互に引き離す方向の移動を規制する絶縁性の固定ブロック（固定部材）２０が、素子本体４から飛び出しているリード端子１２に装着してある。固定ブロック２０は、たとえばアルミナやシリカ等の絶縁性を有する耐熱セラミック材料から構成される。固定ブロック２０には、各リード端子１２を挿通するための通孔２２が形成してあり、リード端子１２は、固定ブロック２０の通孔２２を貫通している。

通孔２２の孔径は、リード端子１２の外径に対して、僅かに大きく、好ましくは２０〜１００μm程度に大きいことが好ましい。固定ブロック２０は、素子本体４の近くに配置され、固定ブロック２０とリード端子１２や素子本体４を耐熱性無機接着剤などにより、素子本体４に対して固定される。

このような固定ブロック２０を素子本体４に装着することで、一対のリード端子１２が股割き状態になる不良などを回避することができる。しかも固定ブロック２０のＺ軸方向の幅寸法が、リード端子１２間の距離よりも大きく、固定ブロック２０のＹ軸方向の幅寸法が、素子本体４のＹ軸方向の幅寸法（図３に示すβ寸法）よりも大きいことから、金属ケース１６とリード端子１２との絶縁を確保することができる。

上述した以外は、本実施形態に係るサーミスタ素子２ｂは、第２実施形態に係るサーミスタ素子２ａと同様な作用効果を奏する。
第４実施形態

本実施形態に係るサーミスタ素子２ｃは、図６に示すように、各内部電極層８ｃを、下記に示すように構成した以外は、第１実施形態に係るサーミスタ素子２と同様であり、重複する説明は省略する。この第４実施形態では、リード端子１２が端子電極１０に接続する位置と、内部電極層８ｃが端子電極１０に接続する位置とが、Ｙ軸方向に位置ずれしてある。

すなわち、リード端子１２と端子電極１０との接続箇所を、素子本体４におけるＹ軸方向の中央に位置させ、しかも、その素子本体４のＹ軸方向の中央部には、内部電極層を設けず、素子本体４のＹ軸方向の両端部に、それぞれ一対以上の内部電極層８ｃを配置する。サーミスタ層６を挟む近接する内部電極層８ｃは、相互に異なる端子電極１０に接続するようになっている。

本実施形態では、温度のセンシングを行う感温部（内部電極層８ｃの位置に対応）と放熱しやすいリード端子１２の位置とをずらすことで感温精度が向上する。その他の作用効果に関しては、第１実施形態と同様である。
第５実施形態

本実施形態に係るサーミスタ素子２ｄは、図７に示すように、リード端子１２および内部電極層８ｄを、下記に示すように構成した以外は、第１実施形態に係るサーミスタ素子２と同様であり、重複する説明は省略する。この第５実施形態では、リード端子１２が端子電極１０に接続する位置と、内部電極層８ｄが端子電極１０に接続する位置とが、Ｙ軸方向に位置ずれしてある。

すなわち、リード端子１２と端子電極１０との接続箇所を、素子本体４におけるＹ軸方向の両端部に位置させ、しかも、その素子本体４のＹ軸方向の両端部には、内部電極層を設けず、素子本体４のＹ軸方向の中央部に、一対以上の内部電極層８ｄを配置する。サーミスタ層６を挟む近接する内部電極層８ｄは、相互に異なる端子電極１０に接続するようになっている。リード端子１２は、各端子電極毎に、１本接続しても良いが、対称性を持たせる観点からは、各端子電極１０毎に、２本接続することが好ましい。

本実施形態では、温度のセンシングを行う感温部（内部電極層８ｄの位置に対応）と放熱しやすいリード端子１２の位置とをずらすことで感温精度が向上する。また特に、図６に示す実施形態と比較して、本実施形態では、温度のセンシングを行う感温部（内部電極層８ｄの位置に対応）がＹ軸方向の中央に位置するため、高熱による感温部の劣化をさらに効果的に防止することができる。その他の作用効果に関しては、第１実施形態と同様である。

本実施形態に係るサーミスタ素子２ｅは、図８に示すように、内部電極層８ｅを、下記に示すように構成した以外は、図６に示す第４実施形態に係るサーミスタ素子２と同様であり、重複する説明は省略する。

この第６実施形態では、内部電極層８ｅが、Ｘ軸に対して垂直方向に配置してある以外は、図６に示す第４実施形態と同様であり、同様な作用効果を奏する。この実施形態では、内部電極層８ｅをＸ軸方向に積層するために、図６に示す第４実施形態に比較して、内部電極層８ｅの積層数を増大させることが可能である。
第７実施形態

本実施形態に係るサーミスタ素子２ｆは、図９に示すように、内部電極層８ｆ１〜８ｆ３を、下記に示すように構成した以外は、第１実施形態に係るサーミスタ素子２と同様であり、重複する説明は省略する。この第７実施形態では、リード端子１２が端子電極１０に接続する位置と、内部電極層８ｆ１，８ｆ２が端子電極１０に接続する位置とが、Ｙ軸方向に位置ずれしてある。

それぞれ一対の内部電極層８ｆ１，８ｆ２は、相互に異なる端子電極１０に接続され、Ｚ軸およびＸ軸を含む平面上に形成され、Ｚ軸方向に絶縁されて配置される。Ｙ軸方向に隣接して配置されるそれぞれ一対の内部電極層８ｆ１の間、および一対の内部電極層８ｆ２の間には、サーミスタ層６を介して、フロート電極（浮遊電極）となる単一の内部電極層８ｆ３が配置してある。

フロート電極となる内部電極層８ｆ３は、いずれの端子電極１０にも接続されず、一対の内部電極層８ｆ１の間、および一対の内部電極層８ｆ２の間をＸ軸およびＺ軸方向に延在している。内部電極層８ｆ３のＸ軸方向の幅は、内部電極層８ｆ１および８ｆ２と同等である。

本実施形態では、フロート電極となる内部電極層８ｆ３を形成することで、内部電極層８ｆ１，８ｆ２のパターンにＺ軸方向にズレが生じても、内部電極層８ｆ１および８ｆ２と、内部電極層８ｆ３とのトータルでの重なり面積を略一定にすることができ、サーミスタ特性のバラツキを低減することができる。なお、内部電極層８ｆ１，８ｆ２のパターンにおけるＺ軸方向のズレは、たとえば素子本体４のグリーンチップを切断して作製する際などに生じる。

本実施形態では、図６に示す第４実施形態と同様に、温度のセンシングを行う感温部（内部電極層８ｆ１〜８ｆ３の位置に対応）と放熱しやすいリード端子１２の位置とをずらすことで感温精度が向上する。その他の作用効果に関しては、図６に示す第４実施形態と同様である。

なお、図９に示す実施形態においては、フロート電極となる内部電極層８ｆ４を、素子本体４のＹ軸方向の中央部に配置しても良い。ただし、その場合には、素子本体４のＹ軸方向の中央部も感温部となり、感温部とリード端子１２の位置とをずらすことによるメリットが小さくなる。

なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で種々に改変することができる。

２… サーミスタ素子
４… 素子本体
４ａ… 第１辺
４ｂ… 第２辺
４ｃ… 第３辺
６… サーミスタ層
８，８ａ，８ｃ，８ｄ，８ｅ，８ｆ１，８ｆ２，８ｆ３，８ｆ４… 内部電極層
１０… 端子電極
１２… リード端子
１４… 絶縁層
１６… 金属ケース

Claims (9)

1. サーミスタ層を挟むように内部電極層が内蔵してある素子本体と、
   前記素子本体の外面に形成され、相互に向き合う前記内部電極層のそれぞれに接続される一対の端子電極と、
   前記端子電極に接続されるリード端子とを有するサーミスタ素子であって、
   前記素子本体が、相互に垂直な第１辺、第２辺および第３辺を持つ直方体形状であり、
   前記第１辺の長さをα、第２辺の長さをβ、第３辺の長さをγとした場合に、前記各辺の長さα、β、γがα≧β＞γの関係にあり、
   前記第１辺と第２辺とを含む二つの平面に前記端子電極がそれぞれ形成してあり、
   前記リード端子が前記素子本体の第３辺の長さ方向を両側から挟み込むように前記端子電極に接続してあり、
   第１金属がプラチナであり、第２金属がパラジウム、ロジウム、イリジウムの内の少なくとも一つであり、
   前記内部電極層と前記端子電極とのいずれか一方は、第１金属および第２金属を含み、いずれか他方は、第１金属および第２金属を含むが第２金属の含有量が相対的に低いか、第１金属を含み第２金属を含まないことを特徴とするサーミスタ素子。
2. 前記リード端子が前記第１辺に平行な方向に延びていることを特徴とする請求項１に記載のサーミスタ素子。
3. 前記リード端子が前記端子電極に接続する位置と、前記内部電極層が前記端子電極に接続する位置とが、位置ずれしてある請求項１または２に記載のサーミスタ素子。
4. 前記素子本体の内部には、前記端子電極にそれぞれ接続される内部電極層の間に、前記端子電極に接続されないフロート電極が前記サーミスタ層を介して積層してある請求項１〜３のいずれかに記載のサーミスタ素子。
5. 前記リード端子が前記端子電極に接続する部分が少なくとも絶縁層で被覆されている請求項１〜４のいずれかに記載のサーミスタ素子。
6. 前記素子本体がＭｎ，Ｃａ，Ｔｉを含み、前記絶縁層はＭｎ，Ｃａを含み、Ｔｉを含まない請求項５に記載のサーミスタ素子。
7. 一対の前記リード端子を相互に引き離す方向の移動を規制する絶縁性の固定部材が、前記素子本体から飛び出している前記リード端子に装着してある請求項１〜４のいずれかに記載のサーミスタ素子。
8. 前記第３辺と平行な方向における前記固定部材の幅寸法が、前記リード端子間の距離よりも大きい請求項７に記載のサーミスタ素子。
9. 前記第２辺と平行な方向における前記固定部材の幅寸法が、前記第２辺の長さβよりも大きい請求項８に記載のサーミスタ素子。

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