JP7185541B2 - 硫化検出抵抗器 - Google Patents

Description

本発明は、腐食環境の累積的な硫化量を検出するための硫化検出抵抗器に関する。

一般的にチップ抵抗器等の電子部品の内部電極としては、比抵抗の低いＡｇ（銀）系の電極材料が使用されているが、銀は硫化ガスに晒されると硫化銀となり、硫化銀は絶縁物であることから、電子部品が断線してしまうという不具合が発生してしまう。そこで近年では、ＡｇにＰｄ（パラジウム）やＡｕ（金）を添加して硫化しにくい電極を形成したり、電極を硫化ガスが到達しにくい構造にする等の硫化対策が講じられている。

しかし、このような硫化対策を電子部品に講じたとしても、当該電子部品が硫化ガス中に長期間晒された場合や高濃度の硫化ガスに晒された場合は、断線を完全に防ぐことが難しくなるため、未然に断線を検知して予期せぬタイミングでの故障発生を防止することが必要となる。

そこで従来より、特許文献１に記載されているように、電子部品の累積的な硫化の度合いを検出して、電子部品が硫化断線する等して故障する前に危険性を検出可能とした硫化検出センサが提案されている。

特許文献１に記載された硫化検出センサは、絶縁基板上にＡｇを主体とした硫化検出体を形成し、この硫化検出体を覆うように透明で硫化ガス透過性のある保護膜を形成すると共に、絶縁基板の両側端部に硫化検出体に接続する端面電極を形成した構成となっている。このように構成された硫化検出センサを他の電子部品と共にプリント基板上に実装した後、該プリント基板を硫化ガスを含む雰囲気で使用すると、時間経過に伴って他の電子部品が硫化されると共に、硫化ガスが硫化検出センサの保護膜を透過して硫化検出体に接するため、硫化ガスの濃度と経過時間に応じて硫化検出体の色が変化していく。これにより、硫化検出体の色の変化を保護膜を透して目視したり、硫化検出センサの上面に照射した光の硫化検出体からの反射光を検出したり、あるいは硫化検出体の抵抗値の変化を検出することにより、硫化の度合いを検出するようにしている。

特開２００９－２５０６１１号公報

しかし、硫化ガスによる硫化検出体の色の変化は微妙であるため、作業員の目視によって硫化の度合いを正確に検出することは困難であり、硫化検出体からの反射光に基づいて硫化の度合いを検出するとしても、検出するための大掛かりな設備が別途必要になるという課題がある。また、硫化検出体は比抵抗の低いＡｇを主体とした導電体であるため、累積的な硫化量に伴う硫化検出体の抵抗値変化は微量であり、さらにＡｇは温度特性（ＴＣＲ）が非常に悪く、温度による抵抗値変化が大きいため、硫化検出体の抵抗値の変化に基づいて硫化の度合いを正確に検出することも困難となる。

本発明は、このような従来技術の実情に鑑みてなされたもので、その目的は、硫化の度合いを正確かつ容易に検出することができる硫化検出抵抗器を提供することにある。

上記の目的を達成するために、本発明による硫化検出抵抗器の一形態は、直方体形状の絶縁基板と、前記絶縁基板の主面における両端部に形成された一対の表電極と、前記一対の表電極間に直列に形成された抵抗体および硫化検出導体と、前記抵抗体の全体および前記硫化検出導体の一部を覆うように形成された保護膜と、を備えた硫化検出抵抗器であって、前記一対の表電極に互いの膜厚を同じくする複数の前記硫化検出導体が並列に接続されており、前記複数の硫化検出導体は、互いの材料組成を相違していると共に、前記保護膜から同じ表面積で露出する硫化検出部を有していることを特徴としている。

このように構成された硫化検出抵抗器では、直列に接続された抵抗体と硫化検出導体の組が一対の表電極間に複数組並列に接続されており、各組の硫化検出導体が、膜厚が同じで互いの材料組成を相違していると共に、保護膜から同じ表面積で露出しているため、一対の表電極間の抵抗値変化が段階的に変化していき、硫化の度合いを正確かつ容易に検出することができる。

この場合において、複数の硫化検出導体が、Ａｇを主成分としてＰｄの含有量を相違させた電極材料によって形成されていると、硫化しにくい硫化検出導体を形成できて好ましい。

また、上記の目的を達成するために、本発明による硫化検出抵抗器の別形態は、直方体形状の絶縁基板と、前記絶縁基板の主面における両端部に形成された一対の表電極と、前記一対の表電極間に直列に形成された抵抗体および硫化検出導体と、前記抵抗体の全体および前記硫化検出導体の一部を覆うように形成された保護膜と、を備えた硫化検出抵抗器であって、前記一対の表電極に互いの材料組成を同じくする複数の前記硫化検出導体が並列に接続されており、前記複数の硫化検出導体は、互いの膜厚を相違していると共に、前記保護膜から同じ表面積で露出する硫化検出部を有していることを特徴としている。このように構成された硫化検出抵抗器では、直列に接続された抵抗体と硫化検出導体の組が一対の表電極間に複数組並列に接続されており、各組の硫化検出導体が、同じ材料組成で互いの膜厚を相違していると共に、保護膜から同じ表面積で露出しているため、一対の表電極間の抵抗値変化が段階的に変化していき、硫化の度合いを正確かつ容易に検出することができる。

また、上記の目的を達成するために、本発明による硫化検出抵抗器のさらに別形態は、直方体形状の絶縁基板と、前記絶縁基板の主面における両端部に形成された一対の表電極と、前記一対の表電極間に直列に形成された抵抗体および硫化検出導体と、前記抵抗体の全体および前記硫化検出導体の一部を覆うように形成された保護膜と、を備えた硫化検出抵抗器であって、前記一対の表電極間に、導通確保回路部と複数の前記硫化検出導体とが並列に接続されており、前記導通確保回路部が直列に接続された抵抗体と導体とからなると共に、これら抵抗体と導体の全体が前記保護膜により覆われており、前記複数の硫化検出導体は前記保護膜から露出する硫化検出部を有しており、前記複数の硫化検出部の累積的な硫化量によって断線するタイミングがそれぞれ異なるように設定されていることを特徴としている。このように構成された硫化検出抵抗器では、一対の表電極間の抵抗値変化が段階的に変化していき、硫化の度合いを正確かつ容易に検出することができると共に、複数の硫化検出部が全て断線した状態になっても、導通確保回路部によって両表電極間の導通を確保することができる。

また、上記構成の硫化検出抵抗器において、保護膜が複数の硫化検出導体と表電極の接続部を覆うように形成されていると、表電極から硫化検出導体との接続部に抵抗値検出に悪影響を及ぼす成分が拡散されたとしても、当該部位が保護膜で覆われているため、抵抗値変化を正確に検出することができる。

また、上記構成の硫化検出抵抗器において、保護膜が並列配置された複数の硫化検出部の間に位置する帯状部を有していると、隣接する硫化検出部がマイグレーションによって短絡することを防止できる。

また、上記構成の硫化検出抵抗器において、一対の表電極間に前記硫化検出導体と並列して導通確保回路部が形成されており、導通確保回路部が直列に接続された抵抗体と導体とからなると共に、これら抵抗体と導体が保護膜で覆われていると、複数の硫化検出部が全て断線した状態になっても、導通確保回路部によって両表電極間の導通を確保することができる。

また、上記構成の硫化検出抵抗器において、一対の表電極間に直列に形成された抵抗体および硫化検出導体のうち、抵抗体にトリミング溝が形成されていると共に、該抵抗体の両端部に硫化検出導体と測定用導体が接続されていると、各組の抵抗体の抵抗値をトリミングする際に、個々の抵抗体の両端部に接続された硫化検出導体と測定用導体にプローブを当接させながらトリミングを行うことができる。

この場合において、測定用導体が硫化検出導体であり、抵抗体の両端部に接続された一対の測定用導体に同じ表面積の硫化検出部が形成されていると、１つの抵抗体が２箇所の硫化検出部を有するため、硫化度合いの検出精度が向上する。

本発明によれば、硫化の度合いを正確かつ容易に検出することが可能な硫化検出抵抗器を提供することができる。

本発明の第１実施形態例に係る硫化検出抵抗器の平面図である。 図１のII－II線に沿う断面図である。 該硫化検出抵抗器の製造工程を示す平面図である。 該硫化検出抵抗器の製造工程を示す断面図である。 該硫化検出抵抗器における累積硫化量と抵抗値の関係を示す説明図である。 本発明の第２実施形態例に係る硫化検出抵抗器の平面図である。 本発明の第３実施形態例に係る硫化検出抵抗器の平面図である。 本発明の第４実施形態例に係る硫化検出抵抗器の平面図である。 該硫化検出抵抗器の製造工程を示す平面図である。 該硫化検出抵抗器の製造工程を示す断面図である。 本発明の第５実施形態例に係る硫化検出抵抗器の平面図である。 本発明の第６実施形態例に係る硫化検出抵抗器の平面図である。 該硫化検出抵抗器の製造工程を示す平面図である。 該硫化検出抵抗器の製造工程を示す断面図である。 本発明の第７実施形態例に係る硫化検出抵抗器の平面図である。

以下、発明の実施の形態について図面を参照しながら説明すると、図１は本発明の第１実施形態例に係る硫化検出抵抗器の平面図、図２は図１のII－II線に沿う断面図である。

図１と図２に示すように、第１実施形態例に係る硫化検出抵抗器１０は、直方体形状の絶縁基板１と、絶縁基板１の表面の長手方向両端部に設けられた第１表電極２および第２表電極３と、第１表電極２に並列に接続された複数（本実施形態では３つ）の硫化検出導体４と、各硫化検出導体４と第２表電極３との間に接続された複数の抵抗体５と、各硫化検出導体４の一部と各抵抗体５の全体を覆う保護膜６と、絶縁基板１の裏面の長手方向両端部に設けられ一対の裏電極７と、絶縁基板１の長手方向両端面に設けられた一対の端面電極８と、端面電極８の表面に設けられた外部電極９と、によって主として構成されている。

絶縁基板１は、後述する大判基板を縦横の分割溝に沿って分割して多数個取りされたものであり、大判基板の主成分はアルミナを主成分とするセラミックス基板である。

一対の第１表電極２と第２表電極３は銀を主成分とするＡｇ系ペーストをスクリーン印刷して乾燥・焼成したものであり、これら第１表電極２と第２表電極３は所定間隔を存して対向するように絶縁基板１の長手方向両端部に形成されている。一対の裏電極７も銀を主成分とするＡｇ系ペーストをスクリーン印刷して乾燥・焼成したものであり、これら裏電極７は絶縁基板１の表面側の第１表電極２および第２表電極３と対応する位置に形成されている。

第１表電極２に並列に接続された３つの硫化検出導体４は、銀を主成分とするＡｇ系ペーストをスクリーン印刷して乾燥・焼成したものであるが、Ａｇペーストに添加されたＰｄ（パラジウム）の含有量が互いに相違している。具体的には、図１の真上に位置する硫化検出導体４はＰｄを全く含まないＡｇペーストからなり、図１の真ん中に位置する硫化検出導体４はＰｄを５％含むＡｇ系ペーストからなり、図１の真下に位置する硫化検出導体４はＰｄを１０％含むＡｇ系ペーストからなる。

複数の抵抗体５は酸化ルテニウム等の抵抗体ペーストをスクリーン印刷して乾燥・焼成させたものであり、これら抵抗体５の抵抗値は全て同じ値に設定されている。抵抗体５の両端部は硫化検出導体４と第２表電極３に接続されており、１組の硫化検出導体４と抵抗体５の直列回路部が第１表電極２と第２表電極３との間に３組並列に接続されている。

保護膜６はアンダーコート層とオーバーコート層の２層構造からなり、そのうちアンダーコート層はガラスペーストをスクリーン印刷して乾燥・焼成させたものであり、オーバーコート層はエポキシ系樹脂ペーストをスクリーン印刷して加熱硬化させたものである。この保護膜６は各硫化検出導体４の中央部分を除く部位と各抵抗体５の全体を覆うように形成されており、保護膜６から露出する各硫化検出導体４の中央部分は同じ表面積の硫化検出部４ａとなっている。なお、硫化検出部４ａを挟んで２つに分離した保護膜６のうち、一方（図示左側）の保護膜６は第１表電極２と各硫化検出導体４との接続部を覆う位置まで延びており、他方（図示右側）の保護膜６は第２表電極３と各抵抗体５との接続部を覆う位置まで延びている。

一対の端面電極８は、絶縁基板１の端面にＮｉ／Ｃｒをスパッタリングしたり、Ａｇ系ペーストを塗布して加熱硬化させたものであり、これら端面電極８は対応する第１表電極２と裏電極７間、および第２表電極３と裏電極７間をそれぞれ導通するように形成されている。

一対の外部電極９はバリヤー層と外部接続層の２層構造からなり、そのうちバリヤー層は電解メッキによって形成されたＮｉメッキ層であり、外部接続層は電解メッキによって形成されたＳｎメッキ層である。これら外部電極９により、保護膜６から露出する第１表電極２と第２表電極３の表面と、裏電極７および端面電極８の表面がそれぞれ被覆されている。

次に、この硫化検出抵抗器１０の製造工程について、図３と図４を用いて説明する。なお、図３（ａ）～（ｆ）はこの製造工程で用いられる大判基板を表面的に見た平面図、図４（ａ）～（ｆ）は図３（ａ）～（ｆ）のＡ－Ａ線に沿う１チップ相当分の断面図をそれぞれ示している。

まず、絶縁基板１が多数個取りされる大判基板を準備する。この大判基板には予め１次分割溝と２次分割溝が格子状に設けられており、両分割溝によって区切られたマス目の１つ１つが１個分のチップ領域となる。図３には１個分のチップ領域に相当する大判基板１０Ａが代表して示されているが、実際は多数個分のチップ領域に相当する大判基板に対して以下に説明する各工程が一括して行われる。

すなわち、図３（ａ）と図４（ａ）に示すように、この大判基板１０Ａの表面にＡｇ系ペースト（Ａｇ－Ｐｄ２０％）をスクリーン印刷した後、これを乾燥・焼成して一対の第１表電極２と第２表電極３を形成する。なお、これと同時あるいは前後して、大判基板１０Ａの裏面にＡｇ系ペースト（Ａｇ－Ｐｄ２０％）をスクリーン印刷した後、これを乾燥・焼成することにより、第１表電極２および第２表電極３に対応する一対の裏電極７を形成する。

次に、図３（ｂ）と図４（ｂ）に示すように、大判基板１０Ａの表面にＡｇを主成分とするＡｇ系ペーストをスクリーン印刷した後、これを乾燥・焼成して第１表電極２に接続する３つの硫化検出導体４を形成する。ここで、３つの硫化検出導体４はＡｇペーストに含まれるＰｄの含有量を相違しており、まず、Ｐｄを全く含まないＡｇペーストをスクリーン印刷して乾燥した後、Ｐｄを５％含むＡｇ系ペーストをスクリーン印刷して乾燥し、最後にＰｄを１０％含むＡｇ系ペーストをスクリーン印刷して乾燥・焼成することにより、第１表電極２に並列に接続された３つの硫化検出導体４を形成する。

次に、酸化ルテニウム等の抵抗体ペーストをスクリーン印刷して乾燥・焼成することにより、図２（ｃ）と図３（ｃ）に示すように、両端部が硫化検出導体４と第２表電極３に接続する３つの抵抗体５を形成する。これら抵抗体５は同一材料を用いて一括形成されるため、各硫化検出導体４に接続された抵抗体５の抵抗値は同じ値である。

次に、各抵抗体５を覆う領域にガラスペーストをスクリーン印刷した後、このガラスペーストを乾燥・焼成してアンダーコート層を形成し、必要に応じてアンダーコート層の上から抵抗体５に図示せぬトリミング溝を形成して抵抗値調整する。しかる後、アンダーコート層の上からエポキシ系樹脂ペーストをスクリーン印刷して加熱硬化させることにより、図２（ｄ）と図３（ｄ）に示すように、各硫化検出導体４の一部と各抵抗体５の全体を覆う２層構造の保護膜６を形成する。その際、各硫化検出導体４の中央部分に保護膜６から露出する硫化検出部４ａが形成され、これら硫化検出部４ａは同じ表面積で保護膜６から露出する。また、第１表電極２と各硫化検出導体４の接続部が保護膜６によって覆われると共に、第２表電極３と各抵抗体５の接続部も保護膜６によって覆われる。

次に、可溶性材料等からなる図示せぬマスキングで各硫化検出部４ａを覆い、この状態で大判基板１０Ａを一次分割溝に沿って短冊状基板１０Ｂに１次分割した後、短冊状基板１０Ｂの分割面にＮｉ／Ｃｒをスパッタリングすることにより、図３（ｅ）と図４（ｅ）に示すように、第１表電極２と裏電極７間および第２表電極３と裏電極７間を接続する端面電極８を形成する。なお、短冊状基板１０Ｂの分割面にＮｉ／Ｃｒをスパッタリングする代わりに、Ａｇ系ペーストを塗布して加熱硬化させることにより端面電極８を形成するようにしても良い。

次に、短冊状基板１０Ｂを二次分割溝に沿って複数のチップ状基板１０Ｃに２次分割し、これらチップ状基板１０Ｃに対して電解メッキを施してＮｉ－Ｓｎメッキ層を形成した後、前述したマスキングを溶剤を用いて除去する。これにより、図３（ｆ）と図４（ｆ）に示すように、第１表電極２と第２表電極３と裏電極７および端面電極８の表面に外部電極９が形成され、図１，２に示す硫化検出抵抗器１０が完成する。

図５は、本実施形態例に係る硫化検出抵抗器１０を硫化ガス雰囲気中に配置した場合における累積硫化量と抵抗値の関係を示す説明図である。図５に示すように、硫化検出抵抗器１０が硫化ガスに晒される前の初期状態において、第１表電極２と第２表電極３との間に３つの抵抗体５が並列に接続された状態となっているため、各抵抗体５の抵抗値Ｒを例えば１ＫΩとすると、硫化検出抵抗器１０の初期抵抗値はＲ０＝（Ｒ／３）≒３３３Ωとなる。

この硫化検出抵抗器１０が硫化ガスを含む雰囲気中に配置されると、各硫化検出導体４の硫化検出部４ａが硫化ガスに接するため、累積硫化量が増えていくことに伴って、各硫化検出導体４の中で最も硫化しやすい硫化検出導体４が最初に断線する。本実施形態例の場合、図１の真上に位置する硫化検出導体４がＰｄを全く含まないＡｇペーストからなるため、この硫化検出導体４が断線して残り２つの硫化検出導体４だけの導通となる。したがって、これら硫化検出導体４に接続する２つの抵抗体５が第１表電極２と第２表電極３との間に並列接続された状態となり、硫化検出抵抗器１０の抵抗値はＲ１＝（Ｒ／２）＝５００Ωとなる。

このように１つの硫化検出導体４が断線した後、さらに累積硫化量が増えていくと、次に硫化しやすい硫化検出導体４が断線する。本実施形態例の場合、図１の真ん中に位置する硫化検出導体４がＰｄを５％含むＡｇ系ペーストからなり、真下に位置する硫化検出導体４がＰｄを１０％含むＡｇ系ペーストからなるため、真ん中の硫化検出導体４が断線して真下に位置する残り１つの硫化検出導体４の導通となる。したがって、真下の硫化検出導体４に接続する１つの抵抗体５のみが第１表電極２と第２表電極３との間に接続された状態となり、硫化検出抵抗器１０の抵抗値はＲ２＝Ｒ＝１０００Ω（１ＫΩ）となる。そして、さらに累積硫化量が増えて図１の真下に位置する硫化検出導体４も断線すると、硫化検出抵抗器１０の抵抗値はオープン状態となる。

以上説明したように、第１実施形態例に係る硫化検出抵抗器１０では、直列接続した硫化検出導体４と抵抗体５を１組とし、この直列回路部を第１表電極２と第２表電極３との間に複数組並列に接続した構造としており、各組の硫化検出導体４が累積的な硫化量によって断線するタイミングを異にするように設定されているため、複数の硫化検出導体４が断線するタイミングに応じて硫化検出抵抗器１０の抵抗値変化が段階的に変化していき、硫化の度合いを正確かつ容易に検出することができる。なお、第１表電極２と第２表電極３との間に並列接続される硫化検出導体４と抵抗体５の直列回路部は、本実施形態例のような３組に限らず２組または４組以上であっても良い。

また、第１実施形態例に係る硫化検出抵抗器１０では、複数の硫化検出導体４が断線するタイミングを異ならせる手段として、各硫化検出導体４の材料組成を相違させており、特に、Ａｇを主成分としてＰｄの含有量が相違する電極材料を用いているため、Ｐｄの含有量を調整することによって、用途に合わせた硫化検出導体４を容易に形成することができる。しかも、複数の硫化検出導体４に保護膜６から露出する硫化検出部４ａが形成されており、これら硫化検出部４ａが保護膜６から同じ表面積で露出しているため、硫化ガスを複数の硫化検出部４ａに対して同一条件で作用させることができ、各硫化検出導体４の断線タイミングを適切に異ならせることができる。なお、複数の硫化検出導体４が断線するタイミングを異ならせる手段として、各硫化検出導体４の材料組成を相違させる代わりに、各硫化検出導体４の互いの膜厚を相違させたり、各硫化検出導体４の互いの材料組成と膜厚の両方を相違させるようにしても良い。

また、第１実施形態例に係る硫化検出抵抗器１０では、保護膜６が各硫化検出導体４と第１表電極２の接続部を覆う位置まで形成されているため、実装時に硫化検出導体４が半田に喰われてしまうことを防止できる。また、第１表電極２と硫化検出導体４との接続部周辺に硫化検出に悪影響を及ぼす成分が拡散されて組成が変化したとしても、その拡散が硫化検出部４ａまで達することはなくなり、抵抗値変化を正確に検出することができる。

図６は本発明の第２実施形態例に係る硫化検出抵抗器２０の平面図であり、図１に対応する部分には同一符号を付すことで重複説明を省略する。

図６に示すように、第２実施形態例に係る硫化検出抵抗器２０は、保護膜６に各硫化検出部４ａの間に位置する帯状部６ａが形成されており、それ以外の構成は第１実施形態例に係る硫化検出抵抗器１０と基本的に同じである。

このように構成された第２実施形態例に係る硫化検出抵抗器２０では、第１表電極２と第２表電極３との間に並列配置された各硫化検出部４ａの隣接間距離が短くなった場合でも、隣接する硫化検出部４ａ間のマイグレーションに起因する短絡を帯状部６ａによって抑制することができる。なお、帯状部６ａの幅寸法は隣接する硫化検出部４ａの間隔より狭くても良いが、帯状部６ａの幅寸法を隣接する硫化検出部４ａの間隔と同程度または幾分幅広に形成すると、マイグレーションに起因する短絡をより効果的に抑制することができる。

図７は本発明の第３実施形態例に係る硫化検出抵抗器３０の平面図であり、図１に対応する部分には同一符号を付すことで重複説明を省略する。

図７に示すように、第３実施形態例に係る硫化検出抵抗器３０は、第１表電極２と第２表電極３間に並列に接続された複数組の硫化検出導体４と抵抗体５のうち、例えば図中の真上と真ん中の硫化検出導体４にだけ保護膜６から露出する硫化検出部４ａが形成されており、真下の硫化検出導体４には保護膜６に覆われて硫化検出部が形成されていない。そして、この硫化検出導体４とそれに接続する抵抗体５とで導通確保回路部を構成しており、それ以外の構成は第１実施形態例に係る硫化検出抵抗器１０と基本的に同じである。

このように構成された第３実施形態例に係る硫化検出抵抗器３０では、保護膜６に覆われた導通確保回路部の硫化検出導体４は硫化ガスに接する硫化検出部を有していないため、累積硫化量の増加に伴って２つの硫化検出導体４の硫化検出部４ａが異なるタイミングで断線した後も、導通確保回路部の硫化検出導体４によって両表電極２，３間の導通状態を確保することができる。なお、導通確保回路部の硫化検出導体４は硫化ガスの検出に関与しないため、該硫化検出導体４を印刷により形成する代わりに、第１表電極２に第２表電極３に向かって突出する導体を一体形成し、この導体に抵抗体５を接続するようにしても良い。

図８は本発明の第４実施形態例に係る硫化検出抵抗器４０の平面図であり、図１に対応する部分には同一符号を付すことで重複説明を省略する。

図８に示すように、第４実施形態例に係る硫化検出抵抗器４０は、第１表電極２に並列に接続された３つの硫化検出導体４に対応するように、第２表電極３に３つの測定用導体１１を並列に接続し、これら対応する硫化検出導体４と測定用導体１１との間にそれぞれ抵抗体５を直列に接続すると共に、各抵抗体５に抵抗値調整用のトリミング溝５ａが形成されおり、それ以外の構成は第１実施形態例に係る硫化検出抵抗器１０と基本的に同じである。

次に、この硫化検出抵抗器４０の製造工程について、図９と図１０を用いて説明する。なお、図９（ａ）～（ｆ）はこの製造工程で用いられる大判基板を表面的に見た平面図、図１０（ａ）～（ｆ）は図９（ａ）～（ｆ）のＢ－Ｂ線に沿う１チップ相当分の断面図をそれぞれ示している。

まず、図９（ａ）と図１０（ａ）に示すように、大判基板１０Ａの裏面にＡｇ系ペースト（Ａｇ－Ｐｄ２０％）をスクリーン印刷した後、これを乾燥・焼成することにより、後から形成される第１表電極２および第２表電極３に対応する一対の裏電極７を形成する。

次に、図９（ｂ）と図１０（ｂ）に示すように、大判基板１０Ａの表面に銀を主成分とするＡｇ系ペーストをスクリーン印刷した後、これを乾燥・焼成して後から形成される第１表電極２に接続する３つの硫化検出導体４と、後から形成される第２表電極３に接続する３つの測定用導体１１とをそれぞれ形成する。ここで、３つの硫化検出導体４はＡｇペーストに含まれるＰｄの含有量を相違しており、まず、Ｐｄを全く含まないＡｇペーストをスクリーン印刷して乾燥した後、Ｐｄを５％含むＡｇ系ペーストをスクリーン印刷して乾燥し、最後にＰｄを１０％含むＡｇ系ペーストをスクリーン印刷して乾燥・焼成することにより、第１表電極２に並列に接続された３つの硫化検出導体４を形成する。なお、３つの測定用導体１１は、対応する硫化検出導体４と同一材料で同時に形成しても良いし、別途、同一材料のＡｇペーストまたはＡｇ－Ｐｄペーストにて形成するようにしても良い。

次に、酸化ルテニウム等の抵抗体ペーストをスクリーン印刷して乾燥・焼成することにより、図９（ｃ）と図１０（ｃ）に示すように、抵抗体５の両端部に硫化検出導体４と測定用導体１１が接続された直列回路部を３組形成する。これら抵抗体５は同一材料を用いて一括形成されるため、各硫化検出導体４に接続された抵抗体５の抵抗値は同じ値である。次に、各抵抗体５を覆う領域にガラスペーストをスクリーン印刷し、このガラスペーストを乾燥・焼成して図示せぬアンダーコート層を形成した後、アンダーコート層の上から抵抗体５にトリミング溝５ａを形成して抵抗値調整する。その際、抵抗体５の両端部に接続する硫化検出導体４と測定用導体１１にプローブを当接させながら、各抵抗体５のトリミング調整を個別に行うことができる。

次に、大判基板１０Ａの表面にＡｇ系ペースト（Ａｇ－Ｐｄ２０％）をスクリーン印刷した後、これを乾燥・焼成することにより、図９（ｄ）と図１０（ｄ）に示すように、各硫化検出導体４に接続する第１表電極２と、各測定用導体１１に接続する第２表電極３とを形成する。このとき、既に抵抗体５の抵抗値調整は完了しているため、抵抗値ドリフトを考慮してＡｇ等からなる導電性樹脂をスクリーン印刷して加熱硬化させることにより、第１表電極２と第２表電極３を形成しても良い。

しかる後、アンダーコート層の上からエポキシ系樹脂ペーストをスクリーン印刷して加熱硬化させることにより、図９（ｅ）と図１０（ｅ）に示すように、各硫化検出導体４の一部と各抵抗体５および測定用導体１１の全体を覆う２層構造の保護膜６を形成する。その際、各硫化検出導体４の中央部分に保護膜６から露出する硫化検出部４ａが形成され、これら硫化検出部４ａは同じ表面積で保護膜６から露出する。また、第１表電極２と各硫化検出導体４の接続部が保護膜６によって覆われると共に、第２表電極３と各測定用導体１１の接続部も保護膜６によって覆われる。

次に、可溶性材料等からなる図示せぬマスキングで各硫化検出部４ａを覆い、この状態で大判基板１０Ａを一次分割溝に沿って短冊状基板１０Ｂに１次分割した後、短冊状基板１０Ｂの分割面にＮｉ／Ｃｒをスパッタリングすることにより、図９（ｆ）と図１０（ｆ）に示すように、第１表電極２と裏電極７間および第２表電極３と裏電極７間を接続する端面電極８を形成する。

次に、短冊状基板１０Ｂを二次分割溝に沿って複数のチップ状基板１０Ｃに２次分割し、これらチップ状基板１０Ｃに対して電解メッキを施してＮｉ－Ｓｎメッキ層を形成した後、マスキングを溶剤を用いて除去する。これにより、図９（ｇ）と図１０（ｇ）に示すように、第１表電極２と第２表電極３と裏電極７および端面電極８の表面に外部電極９が形成され、図８に示す硫化検出抵抗器４０が完成する。

このように構成された第４実施形態例に係る硫化検出抵抗器４０では、抵抗体５の両端部に硫化検出導体４と測定用導体１１を直列に接続した直列回路部が一対の表電極２，３間に複数並列に配置されているため、各組の抵抗体５の抵抗値をトリミングする際に、個々の抵抗体５の両端部に接続された硫化検出導体４と測定用導体１１にプローブを当接させながらトリミングを容易に行うことができる。

図１１は本発明の第５実施形態例に係る硫化検出抵抗器５０の平面図であり、図８に対応する部分には同一符号を付すことで重複説明を省略する。

図１１に示すように、第５実施形態例に係る硫化検出抵抗器５０は、各抵抗体５の両端部に同じ材料組成からなる硫化検出導体４と測定用導体１１が接続されると共に、これら硫化検出導体４と測定用導体１１に同じ表面積の硫化検出部４ａ，１１ａが形成されおり、それ以外の構成は第４実施形態例に係る硫化検出抵抗器４０と基本的に同じである。

このように構成された第５実施形態例に係る硫化検出抵抗器５０では、並列配置された各抵抗体５の両端部に硫化検出導体４と測定用導体１１が接続されているため、各組の抵抗体５の抵抗値をトリミングする際に、個々の抵抗体５の両端部に接続された硫化検出導体４と測定用導体１１にプローブを当接させながらトリミングを行うことができる。しかも、１つの抵抗体５が同じタイミングで断線する硫化検出部４ａ，１１ａを２箇所に有しているため、硫化度合いの検出精度が向上する。

図１２は本発明の第６実施形態例に係る硫化検出抵抗器６０の平面図であり、図１に対応する部分には同一符号を付すことで重複説明を省略する。

図１２に示すように、第６実施形態例に係る硫化検出抵抗器６０は、絶縁基板１の両端部に第１表電極２と第２表電極３がそれぞれセパレートされた状態で形成されると共に、セパレートされた第１表電極２および第２表電極３が端面電極８によって導通されるようになっており、それ以外の構成は第１実施形態例に係る硫化検出抵抗器１０と基本的に同じである。

次に、この硫化検出抵抗器６０の製造工程について、図１３と図１４を用いて説明する。なお、図１３（ａ）～（ｆ）はこの製造工程で用いられる大判基板を表面的に見た平面図、図１４（ａ）～（ｆ）は図１３（ａ）～（ｆ）のＣ－Ｃ線に沿う１チップ相当分の断面図をそれぞれ示している。

まず、図１３（ａ）と図１４（ａ）に示すように、大判基板１０Ａの表面にＡｇ系ペースト（Ａｇ－Ｐｄ２０％）をスクリーン印刷した後、これを乾燥・焼成して３つにセパレートされた第１表電極２と同じく３つにセパレートされた第２表電極３を形成する。なお、これと同時あるいは前後して、大判基板１０Ａの裏面にＡｇ系ペースト（Ａｇ－Ｐｄ２０％）をスクリーン印刷した後、これを乾燥・焼成することにより、第１表電極２と第２表電極３に対応する位置に一対の裏電極７を形成する。

次に、図１３（ｂ）と図１４（ｂ）に示すように、大判基板１０Ａの表面にＡｇを主成分とするＡｇ系ペーストをスクリーン印刷した後、これを乾燥・焼成して各第１表電極２に接続する３つの硫化検出導体４を形成する。ここで、３つの硫化検出導体４はＡｇペーストに含まれるＰｄの含有量を相違しており、まず、Ｐｄを全く含まないＡｇペーストをスクリーン印刷して乾燥した後、Ｐｄを５％含むＡｇ系ペーストをスクリーン印刷して乾燥し、最後にＰｄを１０％含むＡｇ系ペーストをスクリーン印刷して乾燥・焼成することにより、３つにセパレートされた第１表電極２にそれぞれ接続する硫化検出導体４を形成する。

次に、酸化ルテニウム等の抵抗体ペーストをスクリーン印刷して乾燥・焼成することにより、図１３（ｃ）と図１４（ｃ）に示すように、対応する３組の第１表電極２と第２表電極３との間に、硫化検出導体４と抵抗体５が直列に接続された直列回路部をそれぞれ形成する。これら抵抗体５は同一材料を用いて一括形成されるため、各硫化検出導体４に接続された抵抗体５の抵抗値は同じ値である。

次に、各抵抗体５を覆う領域にガラスペーストをスクリーン印刷し、このガラスペーストを乾燥・焼成して図示せぬアンダーコート層を形成した後、アンダーコート層の上から抵抗体５にトリミング溝５ａを形成して抵抗値調整する。その際、硫化検出導体４および抵抗体５の両端部に接続する第１表電極２と第２表電極３の対にプローブを当接させながら、プローブにて硫化検出導体４を傷付けることなく各抵抗体５のトリミング調整を個別に行うことができる。

しかる後、アンダーコート層の上からエポキシ系樹脂ペーストをスクリーン印刷して加熱硬化させることにより、図１３（ｄ）と図１４（ｄ）に示すように、各硫化検出導体４の一部と各抵抗体５および測定用導体１１の全体を覆う２層構造の保護膜６を形成する。その際、各硫化検出導体４の中央部分に保護膜６から露出する硫化検出部４ａが形成され、これら硫化検出部４ａは同じ表面積で保護膜６から露出する。また、第１表電極２と各硫化検出導体４の接続部が保護膜６によって覆われると共に、第２表電極３と各測定用導体１１の接続部も保護膜６によって覆われる。

次に、可溶性材料等からなる図示せぬマスキングで各硫化検出部４ａを覆い、この状態で大判基板１０Ａを一次分割溝に沿って短冊状基板１０Ｂに１次分割した後、短冊状基板１０Ｂの分割面にＮｉ／Ｃｒをスパッタリングすることにより、図１３（ｅ）と図１４（ｅ）に示すように、第１表電極２と裏電極７間および第２表電極３と裏電極７間を接続する端面電極８を形成する。これら端面電極８を形成することにより、３つにセパレートされた第１表電極２どうしが導通されると共に、同じく３つにセパレートされた第２表電極３どうしが導通される。

次に、短冊状基板１０Ｂを二次分割溝に沿って複数のチップ状基板１０Ｃに２次分割し、これらチップ状基板１０Ｃに対して電解メッキを施してＮｉ－Ｓｎメッキ層を形成した後、前述したマスキングを溶剤を用いて除去する。これにより、図１３（ｆ）と図１４（ｆ）に示すように、第１表電極２と第２表電極３と裏電極７および端面電極８の表面に外部電極９が形成され、図１２に示す硫化検出抵抗器６０が完成する。

このように構成された第６実施形態例に係る硫化検出抵抗器６０では、セパレートされた状態で対向する第１表電極２と第２表電極３にプローブを当接させることにより、各抵抗体５の抵抗値調整（トリミング）を高精度に行うことができ、かかるトリミング後にセパレートされた第１表電極２および第２表電極３をそれぞれ端面電極８で導通することにより、第１実施形態例に係る硫化検出抵抗器１０と同様の作用効果を奏することができる。

図１５は本発明の第７実施形態例に係る硫化検出抵抗器７０の平面図であり、図８に対応する部分には同一符号を付すことで重複説明を省略する。

図１５に示すように、第７実施形態例に係る硫化検出抵抗器７０は、第１表電極２に並列に接続された３つの硫化検出導体４に対応するように、第２表電極３に３つの抵抗体５を並列に接続し、これら対応する硫化検出導体４と抵抗体５との間に同一材料からなる測定用導体１１をそれぞれ直列に接続すると共に、各抵抗体５に抵抗値調整用のトリミング溝５ａが形成されおり、それ以外の構成は第１実施形態例に係る硫化検出抵抗器１０と基本的に同じである。

このように構成された第７実施形態例に係る硫化検出抵抗器７０では、各硫化検出導体４を材料や膜厚等の違うもので形成することにより、各硫化検出導体４の累積硫化量に応じた断線タイミングが異なるようにしているが、硫化検出導体４と抵抗体５の接続部に測定用導体１１を同じ材料にて接続させているため、トリミング時の測定端子の接触抵抗が同じになり、高精度の抵抗値調整を行うことができる。また、各抵抗体５へのＡｇの拡散量が同じになるため、Ａｇの拡散量による抵抗体５の温度特性の影響を同一にすることができる。

なお、この第７実施形態例と前述した第４実施形態例（図８参照）とを組み合わせ、抵抗体５における硫化検出導体４側の端部と第２表電極３側の端部の両方に測定用導体１１を接続させると、抵抗値調整用のトリミング溝５ａを容易かつ高精度に形成することができる。

１０，２０，３０，４０，５０，６０，７０ 硫化検出抵抗器
１ 絶縁基板
２ 第１表電極
３ 第２表電極
４ 硫化検出導体
４ａ 硫化検出部
５ 抵抗体
６ 保護膜
６ａ 帯状部
７ 裏電極
８ 端面電極
９ 外部電極
１１ 測定用導体
１１ａ 硫化検出部

Claims (8)

1. 直方体形状の絶縁基板と、前記絶縁基板の主面における両端部に形成された一対の表電極と、前記一対の表電極間に直列に形成された抵抗体および硫化検出導体と、前記抵抗体の全体および前記硫化検出導体の一部を覆うように形成された保護膜と、を備えた硫化検出抵抗器であって、
   前記一対の表電極に互いの膜厚を同じくする複数の前記硫化検出導体が並列に接続されており、
   前記複数の硫化検出導体は、互いの材料組成を相違していると共に、前記保護膜から同じ表面積で露出する硫化検出部を有していることを特徴とする硫化検出抵抗器。
2. 直方体形状の絶縁基板と、前記絶縁基板の主面における両端部に形成された一対の表電極と、前記一対の表電極間に直列に形成された抵抗体および硫化検出導体と、前記抵抗体の全体および前記硫化検出導体の一部を覆うように形成された保護膜と、を備えた硫化検出抵抗器であって、
   前記一対の表電極に互いの材料組成を同じくする複数の前記硫化検出導体が並列に接続されており、
   前記複数の硫化検出導体は、互いの膜厚を相違していると共に、前記保護膜から同じ表面積で露出する硫化検出部を有していることを特徴とする硫化検出抵抗器。
3. 直方体形状の絶縁基板と、前記絶縁基板の主面における両端部に形成された一対の表電極と、前記一対の表電極間に直列に形成された抵抗体および硫化検出導体と、前記抵抗体の全体および前記硫化検出導体の一部を覆うように形成された保護膜と、を備えた硫化検出抵抗器であって、
   前記一対の表電極間に、導通確保回路部と複数の前記硫化検出導体とが並列に接続されており、
   前記導通確保回路部が直列に接続された抵抗体と導体とからなると共に、これら抵抗体と導体の全体が前記保護膜により覆われており、
   前記複数の硫化検出導体は前記保護膜から露出する硫化検出部を有しており、
   前記複数の硫化検出部の累積的な硫化量によって断線するタイミングがそれぞれ異なるように設定されていることを特徴とする硫化検出抵抗器。
4. 請求項１に記載の硫化検出抵抗器において、
   前記複数の硫化検出導体の材料組成は、Ａｇを主成分とし、Ｐｄの含有量を相違するものであることを特徴とする硫化検出抵抗器。
5. 請求項１～３のいずれか１項に記載の硫化検出抵抗器において、
   前記保護膜は、前記複数の硫化検出導体と前記表電極の接続部を覆うように形成されていることを特徴とする硫化検出抵抗器。
6. 請求項１～３のいずれか１項に記載の硫化検出抵抗器において、
   前記保護膜は、並列配置された前記複数の硫化検出部の間に位置する帯状部を有していることを特徴とする硫化検出抵抗器。
7. 請求項１～３のいずれか１項に記載の硫化検出抵抗器において、
   前記一対の表電極間に直列に形成された前記抵抗体および前記硫化検出導体のうち、前記抵抗体にトリミング溝が形成されていると共に、該抵抗体の両端部に前記硫化検出導体と測定用導体が接続されていることを特徴とする硫化検出抵抗器。
8. 請求項７に記載の硫化検出抵抗器において、
   前記測定用導体が硫化検出導体であり、前記抵抗体の両端部に接続された一対の前記測定用導体に同じ表面積の硫化検出部が形成されていることを特徴とする硫化検出抵抗器。

Images