JPH11265804A - Ｎｔｃサーミスタ素子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 セラミックスの焼成に起因する収縮力の如何
に関わらず、内部電極と外部電極とが確実に電気的に接
続されているＮＴＣサーミスタ素子を得る。 【解決手段】 半導体セラミックスよりなり、かつ負の
抵抗温度特性を有するサーミスタ素体２内に内部電極
３，４が形成されており、外表面に外部電極７，８が形
成されているＮＴＣサーミスタ素子において、内部電極
３，４と外部電極７，８とが、サーミスタ素体２に形成
されたスルーホール電極５，６によりそれぞれ電気的に
接続されているＮＴＣサーミスタ素子１。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ＮＴＣサーミスタ
素子（負特性サーミスタ素子）に関し、より詳細には、
サーミスタ素体内に内部電極を、サーミスタ素体外表面
に外部電極を形成してなる構造を有するＮＴＣサーミス
タに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、電子機器の温度補償や温度を検出
する用途において、ＮＴＣサーミスタ素子が広く用いら
れている。また、プリント回路基板などに容易に表面実
装し得るように、チップ型電子部品として構成されたＮ
ＴＣサーミスタ素子が種々提案されている。

【０００３】図９は、従来のチップ型ＮＴＣサーミスタ
素子の一例を示す断面図である。ＮＴＣサーミスタ素子
９１は、負の抵抗温度特性を示す半導体セラミックスよ
りなる矩形板状のサーミスタ素体９２を有する。サーミ
スタ素体９２内には、同一高さ位置に、第１，第２の内
部電極９３ａ，９３ｂが形成されている。

【０００４】内部電極９３ａ，９３ｂは、その先端が所
定の距離を隔てて対向されている。また、内部電極９３
ａは、端面９２ａに引き出されており、内部電極９３ｂ
は、端面９２ａと対向している端面９２ｂに引き出され
ている。端面９２ａ，９２ｂをそれぞれ覆うように、第
１，第２の外部電極９４ａ，９４ｂが形成されている。

【０００５】すなわち、内部電極９３ａ，９３ｂは、そ
れぞれ、端面９２ａ，９２ｂに露出されている部分にお
いて、外部電極９４ａ，９４ｂに接続されている。図１
０は、従来のチップ型ＮＴＣサーミスタ素子の他の例を
示す断面図である。ＮＴＣサーミスタ素子９５では、サ
ーミスタ素体９２内において、中央部分でサーミスタ素
体層を介して厚み方向に重なり合うように、複数の内部
電極９６ａ〜９６ｄが形成されている。内部電極９６
ａ，９６ｃは、端面９２ａに引き出されており、内部電
極９６ｂ，９６ｄは端面９２ｂに引き出されている。端
面９２ａ，９２ｂを覆うように、それぞれ、外部電極９
４ｃ，９４ｂが形成されている。従って、内部電極９６
ａ，９６ｃが、端面９２ａに露出されている部分におい
て外部電極９４ａに接続されている。同様に、内部電極
９６ａ，９６ｄが端面９２ｂに露出されている部分にお
いて外部電極９４ｂに接続されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従来のＮＴＣサーミス
タ素子９１，９５では、いずれも、内部電極９３ａ，９
３ｂ，９６ａ〜９６ｄと外部電極との接続は、内部電極
９３ａ，９３ｂ，９６ａ〜９６ｄの端面９２ａまたは９
２ｂに露出されている部分において行われていた。従っ
て、内部電極と外部電極との接続部分は直線状の形状を
有していた。

【０００７】他方、サーミスタ素体９２は、内部電極材
料を介して複数枚のセラミックグリーンシートを積層
し、得られた積層体を一体焼成することにより得られて
いる。ところが、内部電極の端面９２ａ，９２ｂへの露
出部分が線状であるため、セラミックスの焼成時の収縮
等により、内部電極が端面９２ａまたは９２ｂに確実に
露出されないことがあった。そのため、内部電極と外部
電極との接続不良が生じがちであり、ＮＴＣサーミスタ
素子の良品率が低下するという問題があった。

【０００８】なお、ポリマーからなるＰＴＣサーミスタ
素体を用いたＰＴＣサーミスタでは、電極と端子電極と
をスルーホール電極を用いて接続した構成が知られてい
る（特開平９−３２０８０８号公報）。もっとも、この
ＰＴＣサーミスタでは、ポリマーからなるＰＴＣ素体の
両主面に抵抗値を取り出すための電極が形成されてお
り、該ＰＴＣ素体の上下に樹脂層が形成されて積層体が
構成されている。この積層体の外表面に形成された端子
電極が、ＰＴＣ素体の主面に形成された電極と、上記樹
脂層を貫通しているスルーホール電極により電気的に接
続されている。

【０００９】すなわち、この先行技術に記載のＰＴＣサ
ーミスタは、スルーホール電極を用いてＰＴＣ素体主面
の電極と端子電極とを電気的に接続しているものの、焼
成を要しないポリマーからなるＰＴＣ素体の強度を高め
ると共に、耐湿性を高めるために樹脂層を積層して積層
体を構成しているものにすぎず、セラミックスを用いた
ものではない。従って、ＰＴＣ素体の主面に形成された
電極は、積層体内に形成されているものの、セラミック
スと一体焼成される内部電極ではない。

【００１０】本発明の目的は、半導体セラミックスを用
いたＮＴＣサーミスタ素子において、焼成に際してのセ
ラミックス等に起因する内部電極と外部電極との接続不
良を抑制することができ、内部電極と外部電極との電気
的接続の信頼性に優れたＮＴＣサーミスタ素子を提供す
ることにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明に
係るＮＴＣサーミスタ素子は、半導体セラミックスより
なり、かつ負の抵抗温度特性を有するサーミスタ素体
と、前記サーミスタ素体内に形成された内部電極と、前
記サーミスタ素体の外表面に形成された外部電極と、前
記内部電極と外部電極とを電気的に接続するためにサー
ミスタ素体に形成されたスルーホール電極とを備えるこ
とを特徴とする。

【００１２】請求項２に記載の発明では、前記サーミス
タ素体が対向し合う第１，第２の端面、上面、下面及び
一対の側面を有し、前記第１，第２の外部電極が第１，
第２の端面だけでなく、サーミスタ素体の上面、下面及
び一対の側面に至るように形成されており、サーミスタ
素体の上面及び／または下面においてスルーホール電極
に電気的に接続されている。

【００１３】請求項３に記載の発明では、前記内部電極
がサーミスタ素体の外表面に露出しておらず、サーミス
タ素体内に埋設されており、かつ内部電極と外部電極と
が、スルーホール電極のみを介して電気的に接続されて
いる。

【００１４】請求項４に記載の発明では、前記内部電極
がサーミスタ素体の外表面に引き出されており、内部電
極と外部電極とがスルーホール電極を介してだけでな
く、直接接続されている。

【００１５】請求項５に記載の発明では、外部電極と電
気的に接続されていない非接続形内部電極がさらに備え
られている。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の非限定的な実施例
を挙げることにより、本発明を明らかにする。

【００１７】図１は、本発明の第１の実施例に係るＮＴ
Ｃサーミスタ素子を示す断面図であり、図２はその外観
を示す斜視図である。ＮＴＣサーミスタ素子１は、負の
抵抗温度特性を有する半導体セラミックスよりなるサー
ミスタ素体２を用いて構成されている。サーミスタ素体
２は、矩形板状の形状を有し、対向し合う第１，第２の
端面２ａ，２ｂ、上面２ｃ、下面２ｂ及び側面２ｅ，２
ｆを有する。

【００１８】サーミスタ素体２内においては、中間高さ
位置に第１，第２の内部電極３，４が形成されている。
内部電極３，４は、同一平面上に形成されており、かつ
内側端部３ａ，４ａが所定距離を隔てて対向されてい
る。

【００１９】内部電極３，４の外側端３ｂ，４ｂ近傍に
おいて、内部電極３，４の上面がスルーホール電極５，
６の下端に接合されている。スルーホール電極５，６の
上端は、上面２ｃに露出している。

【００２０】他方、端面２ａ，２ｂを覆うように、第
１，第２の外部電極７，８が形成されている。外部電極
７，８は、端面２ａまたは２ｂだけでなく、上面２ｃ、
下面２ｄ及び側面２ｅ，２ｆにも至るように形成されて
いる。外部電極７の上面２ｃに至っている部分が、スル
ーホール電極５の上端に接続されており、外部電極８の
上面２ｃに至っている部分がスルーホール電極６の上端
に接続されている。

【００２１】すなわち、本実施例のＮＴＣサーミスタ素
子１では、内部電極３，４はサーミスタ素体２内に埋設
されており、スルーホール電極５，６を介して外部電極
７，８に電気的に接続されている。他方、スルーホール
電極５，６は、サーミスタ素体２を得るに当たってセラ
ミックグリーンシートに円形や矩形などの貫通孔を形成
しておき、該貫通孔に導電性材料を充填し、サーミスタ
素体２の焼成時に焼き付けることにより形成されてい
る。従って、スルーホール電極５，６の上面２ｃに露出
している部分は、円形や矩形などの平面形状を有し、従
って、サーミスタ素体２が焼成に際し収縮したとして
も、上面２ｃに確実に露出される。よって、スルーホー
ル電極５，６と外部電極７，８が、サーミスタ素体２の
収縮の如何に関わらず、確実に接続される。

【００２２】また、スルーホール電極５，６の下端と内
部電極３，４との接合部分についても、スルーホール電
極５，６の下端面が上記のような平面形状を有するた
め、セラミック積層一体焼成技術を用いてサーミスタ素
体２を得た場合、内部電極３，４がスルーホール電極
５，６の下端に確実に接合される。

【００２３】よって、本実施例によれば、内部電極３，
４と外部電極７，８との電気的接続の信頼性に優れたＮ
ＴＣサーミスタ素子１を提供することができる。なお、
本実施例のＮＴＣサーミスタ素子１及び、後述する他の
実施例のＮＴＣサーミスタ素子は、スルーホール電極に
より内部電極と外部電極とを電気的に接続したことに特
徴を有するものであり、その他の構成については、特に
限定されるものではない。

【００２４】すなわち、内部電極３，４を構成する材料
については、例えば、Ａｇ、Ａｇ−Ｐｄ、Ｃｕ、Ｎｉな
どの適宜の貴金属や卑金属を用いることができる。スル
ーホール電極５，６についても、同様の金属材料を用い
て構成することができる。

【００２５】また、外部電極７，８については、Ａｇ、
Ａｇ−Ｐｄなどの金属材料含有ペーストを塗布し、焼き
付けることにより、あるいは任意の導電性に優れた金属
材料を、メッキ、蒸着あるいはスパッタリングなどの方
法により付与することにより形成し得る。また、外部電
極７，８は、複数の金属層を積層した構成であってもよ
い。

【００２６】半導体セラミックスよりなるサーミスタ素
体２については、Ｍｎ、Ｃｏなどの酸化物を複数種含む
負の抵抗温度特性を有する適宜の半導体セラミック材料
により構成することができる。

【００２７】また、サーミスタ素子１を得るに当たって
は、従来より周知のセラミック積層一体焼成技術を用い
ることができる。すなわち、サーミスタ素子１を製造す
るに当たっては、まず、内部電極３，４が印刷された矩
形のセラミックグリーンシートと、スルーホール電極
５，６に対応する貫通孔が形成された矩形のセラミック
グリーンシートと、無地のセラミックグリーンシートと
を用意する。次に、貫通孔が形成されたセラミックグリ
ーンシートの貫通孔に導電ペーストを充填する。次に、
内部電極３，４が上面に印刷されたセラミックグリーン
シートの上方に導電ペーストが貫通孔に充填された複数
枚のセラミックグリーンシートを積層し、下方に無地の
セラミックグリーンシートを適宜の枚数積層し、厚み方
向に加圧することより積層体を得る。得られた積層体を
焼成することにより、内部電極３，４及びスルーホール
電極５，６の焼付けと同一工程でセラミックスを焼成す
ることができ、サーミスタ素体２を得ることができる。

【００２８】上述したように、本発明に係るＮＴＣサー
ミスタ素子は、内部電極と外部電極とをスルーホール電
極を用いて接続したことに特徴を有するものであり、従
って、以下の図３〜図８に示す各実施例のＮＴＣサーミ
スタ素子の説明においては、同一部分については、同一
の参照番号を付することにより説明は省略する。

【００２９】図３には、本発明の第２の実施例に係るＮ
ＴＣサーミスタ素子を示す断面図である。ＮＴＣサーミ
スタ素子１１では、サーミスタ素体２内に、複数の内部
電極１３ａ〜１３ｄがサーミスタ素体層を介して中央部
分で厚み方向に重なり合うように配置されている。内部
電極１３ａ，１３ｃは、端面２ａ側に向かって延ばされ
ているものの、端面２ａには至らないように形成されて
いる。内部電極１３ａ，１３ｃの端面２ａ側に存在する
端部において、内部電極１３ａ，１３ｃは、スルーホー
ル電極５に接続されている。スルーホール電極５は、サ
ーミスタ素体２の上面２ｃに露出しており、外部電極７
に電気的に接続されている。

【００３０】他方、内部電極１３ｂ，１３ｄは、内部電
極１３ａ〜１３ｄが重ねられている部分から端面２ｂ側
に向かって延ばされている。もっとも、内部電極１３
ｂ，１３ｄは端面２ｂには至らないようにサーミスタ素
体２内に埋設されている。

【００３１】内部電極１３ｂ，１３ｄの端面２ｂに近い
側の端部が、スルーホール電極６Ｘに電気的に接続され
ている。スルーホール電極６Ｘの下端はサーミスタ素体
２の下面２ｄに露出されており、外部電極８に電気的に
接続されている。

【００３２】図４及び図５に示すＮＴＣサーミスタ素子
２１，３１は、それぞれ、図１及び図３に示したＮＴＣ
サーミスタ素子１，１１と、内部電極が端面２ａ，２ｂ
に露出されており、スルーホール電極５，６，６Ｘだけ
でなく、内部電極３，４自身が外部電極７，８に直接接
続されていることを除いては、サーミスタ素子１，１１
とそれぞれ同様に構成されている。

【００３３】すなわち、ＮＴＣサーミスタ素子２１で
は、内部電極３，４が、それぞれ、端面２ａ，２ｂに引
き出されており、内部電極３，４が直接外部電極７，８
に電気的に接続されている。すなわち、スルーホール電
極５，６，６Ｘを介してだけでなく、端面２ａ，２ｂに
おいて内部電極３，４が外部電極７，８に直接接続され
ている。

【００３４】このように、内部電極３，４と外部電極
７，８との電気的接続を、スルーホール電極５，６，６
Ｘだけでなく、端面２ａ，２ｂ上における直接接合によ
っても果たすことにより、内部電極３，４と外部電極
７，８との各電気的接続の信頼性をより一層高め得る。

【００３５】図５に示すＮＴＣサーミスタ素子３１にお
いても、ＮＴＣサーミスタ素子２１と同様に、内部電極
１３ａ，１３ｃが端面２ａに引き出されており、内部電
極１３ｂ，１３ｄが端面２ｂに引き出されており、それ
ぞれ、外部電極７，８と直接接続されている。従って、
ＮＴＣサーミスタ素子３１においても、スルーホール電
極５，６Ｘによる接続だけでなく、内部電極１３ａ〜１
３ｄと外部電極７，８との端面２ａ，２ｂ上における直
接接合によっても電気的接続が図られている。

【００３６】また、本発明に係るＮＴＣサーミスタ素子
における電極構造についても、上述したＮＴＣサーミス
タ素子１，１１，２１，３１に限定されず、適宜変更し
得る。このような例を図６〜図８参照して説明する。

【００３７】図６に示すＮＴＣサーミスタ素子４１で
は、サーミスタ素体２内に、第１，第２の内部電極３，
４だけでなく、第１，第２の内部電極３，４にそれぞれ
部分的にサーミスタ素体層を介して重なり合うように配
置された非接続形内部電極４３，４４を有する。非接続
形内部電極４３は、第１，第２の内部電極３，４が形成
されている高さ位置よりも上方に配置されており、非接
続形内部電極４４は内部電極３，４が形成されている高
さ位置よりも下方に配置されている。

【００３８】非接続形内部電極４３，４４が加えられた
ことを除いては、サーミスタ素子４１は、サーミスタ素
子１と同様に構成されている。サーミスタ素子４１で
は、非接続形内部電極４３，４４を追加したことによ
り、サーミスタ素子１に比べて、抵抗値の低減を図るこ
とができ、低抵抗化し得る。

【００３９】図７は、本発明の第５の実施例に係るＮＴ
Ｃサーミスタ素子を示す断面図である。ＮＴＣサーミス
タ素子５１では、サーミスタ素体２内において、ＮＴＣ
サーミスタ素子１における第１，第２の内部電極３，４
からなる対向内部電極対が、厚み方向においてサーミス
タ素体層を介して２組設けられている。そして、上方の
第１，第２の内部電極３，４と、下方の第１，第２の内
部電極３Ａ，４Ａとの間の中間高さ位置に、非接続形内
部電極５３が配置されている。

【００４０】第１，第２の内部電極３，４は、外側端部
３ｂ，４ｂ近傍においてスルーホール電極５，６の下端
に電気的に接続されている。スルーホール電極５，６
は、上端が上面２ｃに露出しており、外部電極７，８に
接続されている。

【００４１】他方、第１，第２の内部電極３Ａ，４Ａの
外側端部近傍において、第１，第２の内部電極３Ａ，４
Ａに、それぞれ、スルーホール電極５Ａ，６Ａの上端が
接合されている。スルーホール電極５Ａ，６Ａの下端
は、下面２ｄに露出しており、下面２ｄにおいて外部電
極７，８にそれぞれ電気的に接続されている。

【００４２】図８（ａ）及び（ｂ）に示すＮＴＣサーミ
スタ素子６１，７１は、それぞれ、ＮＴＣサーミスタ素
子４１，５１と、第１，第２の内部電極の外側端部が端
面２ａ，２ｂに露出されており、スルーホール電極だけ
でなく、内部電極と外部電極との直接接続によっても内
部電極と外部電極との電気的接続が図られていることを
除いては、同様に構成されている。

【００４３】すなわち、図８（ａ）に示すＮＴＣサーミ
スタ素子６１では、内部電極３，４が端面２ａ，２ｂに
露出されている。従って、内部電極３，４は、スルーホ
ール電極５，６だけでなく、端面２ａ，２ｂ上における
外部電極７，８との直接接合によっても電気的に接続さ
れている。

【００４４】同様に、図８（ｂ）に示すＮＴＣサーミス
タ素子７１では、第１，第２の内部電極３，３Ａ，４，
４Ａが、それぞれ、端面２ａ，２ｂに露出されており、
スルーホール電極５，６，５Ａ，６Ａだけでなく、端面
２ａ，２ｂ上における直接接合によっても外部電極７，
８と電気的に接続されている。

【００４５】上述したように、本発明に係るＮＴＣサー
ミスタ素子においては、内部電極と外部電極とがスルー
ホール電極とにより電気的に接続し得る限り、図示の実
施例に限定されず、サーミスタ素体内の内部電極構造は
適宜変形することができる。

【００４６】

【発明の効果】請求項１に記載の発明に係るＮＴＣサー
ミスタ素子では、サーミスタ素体内に形成された内部電
極と、外表面に形成された外部電極とが、サーミスタ素
体に形成されたスルーホール電極により電気的に接続さ
れており、スルーホール電極はその断面が円形や矩形の
形状を有するため、サーミスタ素体の焼成に際しての収
縮等が生じたとしても、内部電極と外部電極とが確実に
接合される。従って、電気的接続の信頼性に優れたＮＴ
Ｃサーミスタ素子を得ることができると共に、ＮＴＣサ
ーミスタ素子の良品率を高めることができ、コストの低
減を果たすことが可能となる。

【００４７】請求項２に記載の発明では、第１，第２の
外部電極がサーミスタ素体の対向し合う第１，第２の端
面だけでなく、サーミスタ素体の上面、下面及び一対の
側面に至るように形成されており、上面及び／または下
面においてスルーホール電極に電気的に接続されてお
り、スルーホール電極の上端面または下端面が円形や矩
形等のある程度の面積を有する形状とされているため、
スルーホール電極と外部電極とが確実に電気的に接続さ
れる。

【００４８】請求項３に記載の発明では、内部電極がサ
ーミスタ素体の外表面に露出しておらず、サーミスタ素
体内に埋設されているため、メッキ等により外部電極を
形成したとしても、メッキ液のサーミスタ素体内への浸
入が生じ難い。

【００４９】請求項４に記載の発明では、内部電極がサ
ーミスタ素体の外表面に引き出されており、内部電極と
外部電極とが、スルーホール電極を介してだけでなく、
直接接続されているので、内部電極と外部電極との電気
的接続の信頼性をより一層高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例に係るＮＴＣサーミスタ
素子を示す断面図。

【図２】図１に示した実施例のＮＴＣサーミスタ素子の
外観を示す斜視図。

【図３】本発明の第２の実施例に係るＮＴＣサーミスタ
素子を示す断面図。

【図４】本発明の第３の実施例に係るＮＴＣサーミスタ
素子を示す断面図。

【図５】本発明の第４の実施例に係るＮＴＣサーミスタ
素子を示す断面図。

【図６】本発明の第５の実施例に係るＮＴＣサーミスタ
素子を示す断面図。

【図７】本発明の第６の実施例に係るＮＴＣサーミスタ
素子を示す断面図。

【図８】（ａ）及び（ｂ）は、本発明の第７及び第８の
実施例に係るＮＴＣサーミスタを示す各断面図。

【図９】従来のＮＴＣサーミスタ素子の一例を示す断面
図。

【図１０】従来のＮＴＣサーミスタ素子の他の例を示す
断面図。

【符号の説明】

１…ＮＴＣサーミスタ素子 ２…サーミスタ素体 ２ａ，２ｂ…第１，第２の端面 ２ｃ…上面 ２ｄ…下面 ２ｅ，２ｆ…側面 ３，４…内部電極 ３Ａ，４Ａ…内部電極 ５，６，６Ｘ…スルーホール電極 ５Ａ，６Ａ…スルーホール電極 ７，８…外部電極 １１…ＮＴＣサーミスタ素子 １３ａ〜１３ｄ…内部電極 ２１…ＮＴＣサーミスタ素子 ３１…ＮＴＣサーミスタ素子 ４１…ＮＴＣサーミスタ素子 ４３，４４…非接続形内部電極 ５１…ＮＴＣサーミスタ素子 ５３…非接続形内部電極 ６１…ＮＴＣサーミスタ素子 ７１…ＮＴＣサーミスタ素子

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 半導体セラミックスよりなり、かつ負の
   抵抗温度特性を有するサーミスタ素体と、 前記サーミスタ素体内に形成された内部電極と、 前記サーミスタ素体の外表面に形成された外部電極と、 前記内部電極と外部電極とを電気的に接続するためにサ
   ーミスタ素体に形成されたスルーホール電極とを備える
   ことを特徴とする、ＮＴＣサーミスタ素子。
2. 【請求項２】 前記サーミスタ素体が対向し合う第１，
   第２の端面、上面、下面及び一対の側面を有し、前記第
   １，第２の外部電極が第１，第２の端面だけでなく、サ
   ーミスタ素体の上面、下面及び一対の側面に至るように
   形成されており、サーミスタ素体の上面及び／または下
   面においてスルーホール電極に電気的に接続されてい
   る、請求項１に記載のＮＴＣサーミスタ素子。
3. 【請求項３】 前記内部電極がサーミスタ素体の外表面
   に露出しておらず、サーミスタ素体内に埋設されてお
   り、かつ内部電極と外部電極とが、スルーホール電極の
   みを介して電気的に接続されている、請求項１または２
   のいずれかに記載のＮＴＣサーミスタ素子。
4. 【請求項４】 前記内部電極がサーミスタ素体の外表面
   に引き出されており、内部電極と外部電極とがスルーホ
   ール電極を介してだけでなく、直接接続されている、請
   求項１または２のいずれかに記載のＮＴＣサーミスタ素
   子。
5. 【請求項５】 外部電極と電気的に接続されていない非
   接続形内部電極をさらに備える、請求項１〜４のいずれ
   かに記載のＮＴＣサーミスタ素子。