WO2020162070A1 - 硫化検出センサおよびその製造方法 - Google Patents

硫化検出センサおよびその製造方法 Download PDF

Info

Publication number
WO2020162070A1
WO2020162070A1 PCT/JP2019/050794 JP2019050794W WO2020162070A1 WO 2020162070 A1 WO2020162070 A1 WO 2020162070A1 JP 2019050794 W JP2019050794 W JP 2019050794W WO 2020162070 A1 WO2020162070 A1 WO 2020162070A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
conductor
electrode
detection sensor
sulfurization
forming
Prior art date
Application number
PCT/JP2019/050794
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
太郎 木村
Original Assignee
Koa株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Koa株式会社 filed Critical Koa株式会社
Publication of WO2020162070A1 publication Critical patent/WO2020162070A1/ja

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N17/00—Investigating resistance of materials to the weather, to corrosion, or to light
    • G01N17/04—Corrosion probes
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/02—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance
    • G01N27/04—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating resistance

Definitions

  • the present invention relates to a sulfurization detection sensor for detecting a cumulative sulfurization amount in a corrosive environment, and a method for manufacturing such a sulfurization detection sensor.
  • Ag (silver)-based electrode materials having a low specific resistance are generally used.
  • silver becomes silver sulfide when exposed to sulfide gas, and silver sulfide becomes Since it is an insulator, there is a problem that the electronic component is disconnected. Therefore, in recent years, sulfuration measures have been taken, such as adding Pd or Au to Ag to form an electrode that is less likely to sulfurize, or having a structure in which sulfurized gas does not easily reach the electrode.
  • Patent Document 1 it is possible to detect the cumulative degree of sulfidation of an electronic component and detect the risk before the electronic component fails due to a sulfidation disconnection or the like. Detection sensors have been proposed.
  • a sulfurization detector mainly composed of Ag is formed on an insulating substrate, and a transparent protective film having a sulfur gas permeability is formed so as to cover the sulfurization detector.
  • the end surface electrodes connected to the sulfuration detector are formed at both ends of the insulating substrate.
  • the silver that constitutes the sulfur detector is changed to silver sulfide according to the concentration of the sulfur gas and the elapsed time, and the resistance value of the sulfur detector increases accordingly, and finally the sulfur detector is detected. It leads to a disconnection of the body. Therefore, the degree of sulfurization can be detected by detecting the change in the resistance value of the sulfurization detector and the disconnection.
  • the sulfurization detector is a conductor mainly composed of Ag having a low specific resistance
  • the change in the resistance value of the sulfurization detector due to the cumulative amount of sulfurization becomes minute, and based on the change in the resistance value of the sulfurization detector, It is also difficult to accurately detect the degree of sulfidation.
  • variations in the in-plane film thickness of the portion that detects sulfurization of the sulfurization detector will cause variations in the disconnection timing of the sulfurization detector, resulting in the desired timing. It was difficult to accurately detect the degree of sulfidation.
  • the timing of disconnection due to the sulfurization of the location and the sulfurization detection There is no locally thinned portion in the portion, and the timing of disconnection greatly differs from the timing of disconnection due to the sulfurization of the entire sulfurization detection unit.
  • the present invention has been made in view of the actual situation of such a conventional technique, and a first object thereof is to provide a sulfurization detection sensor capable of accurately detecting the degree of sulfurization at a desired timing, A second object is to provide a method for manufacturing such a sulfurization detection sensor.
  • the sulfuration detection sensor of the present invention includes a rectangular parallelepiped insulating substrate, a pair of terminal electrodes formed on both end portions of the insulating substrate, and between the pair of terminal electrodes.
  • a sulfurization detecting portion formed and exposed to the outside, wherein the sulfurization detecting portion is opposed to a first conductor connected to one of the terminal electrodes with a predetermined gap, and is opposed to the first conductor.
  • the second conductor is connected to the terminal electrode, and at least one of the first conductor and the second conductor is formed of a material containing copper as a main component.
  • At least one of the first conductor and the second conductor facing each other across the gap is formed of a material containing copper as a main component, and is generated by being exposed to a sulfurizing gas.
  • the first conductor and the second conductor are short-circuited via the copper sulfide, so it is possible to detect sulfide by the conduction state between the pair of terminal electrodes.
  • the timing at which the first conductor and the second conductor are short-circuited depends on the gap length, there is little variation in the timing at which the terminal electrodes conduct, and as a result, the degree of sulfidation can be accurately determined at the desired timing. Can be detected.
  • the sulfuration detection sensor having the above structure, if the gap existing between the first conductor and the second conductor has a meandering shape, a long-length gap is interposed within the limited width dimension of the first conductor and the second conductor. Therefore, the range for detecting the continuity is increased and the detection accuracy is improved.
  • the intermediate portions of the first conductor and the second conductor are each covered with an insulating protective film, and the portion exposed from one end side of these protective films becomes the sulfurization detection portion.
  • a first conductor and a second conductor containing copper as a main component are opposed to a main surface of an insulating substrate with a predetermined gap. And a step of forming an insulating protective film in an intermediate portion of each of the first conductor and the second conductor, and so as to cover the gap at a portion sandwiched by a pair of the protective films.
  • another manufacturing method of the sulfuration detection sensor according to the present invention is such that a first conductor and a second conductor containing copper as a main component are provided on a main surface of an insulating substrate with a predetermined gap. And forming a protective film having an insulating property at an intermediate portion of each of the first conductor and the second conductor, and the first projecting outward from the protective film.
  • another manufacturing method of the sulfuration detection sensor is a step of forming a pair of base electrodes facing each other with a predetermined gap on the main surface of the insulating substrate, Forming an insulating protective film on each of the intermediate portions of the pair of base electrodes; and forming end face electrodes on both side ends of the insulating substrate so as to cover the base electrodes protruding outward from the protective film.
  • FIG. 2 is a sectional view taken along the line II-II in FIG. 1. It is a top view which shows the manufacturing process of this sulfurization detection sensor. It is sectional drawing which shows the manufacturing process of this sulfurization detection sensor. It is a top view of the sulfurization detection sensor concerning the example of the 2nd embodiment of the present invention. It is a top view of the sulfurization detection sensor concerning the example of the 3rd embodiment of the present invention. It is a top view of the sulfurization detection sensor concerning the example of the 4th embodiment of the present invention. It is a top view which shows the manufacturing process of this sulfurization detection sensor.
  • FIG. 11 is a sectional view taken along line XI-XI in FIG. 10. It is a top view which shows the manufacturing process of this sulfurization detection sensor. It is sectional drawing which shows the manufacturing process of this sulfurization detection sensor.
  • FIG. 1 is a plan view of a sulfurization detection sensor according to a first embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a sectional view taken along line II-II of FIG. Is.
  • the sulfuration detection sensor 10 includes a rectangular parallelepiped insulating substrate 1, first conductors 2 provided on both ends of the surface of the insulating substrate 1 in the longitudinal direction, and The second conductor 3, the first back electrode 4 and the second back electrode 5 provided on both ends of the back surface of the insulating substrate 1 in the longitudinal direction, and the first end surface electrodes 6 provided on both end surfaces of the insulating substrate 1 in the longitudinal direction, It is mainly configured by the second end surface electrode 7, the first external electrode 8 provided on the surface of the first end surface electrode 6, and the second external electrode 9 provided on the surface of the second end surface electrode 7.
  • the insulating substrate 1 is a large-sized substrate to be described later that is divided along the vertical and horizontal dividing grooves to obtain a large number, and the large-sized substrate is a ceramic substrate containing alumina as a main component.
  • the first conductor 2 and the second conductor 3 are screen-printed Cu paste containing copper as a main component, and dried and fired.
  • the first conductor 2 is provided with a sulfurization detection portion 2a which is not covered with the first end surface electrode 6 and is exposed to the outside, and the second conductor 3 is exposed to the outside without being covered with the second end surface electrode 7.
  • a sulfidation detecting portion 3a is formed, and these sulfidation detecting portions 2a and 3a are opposed to each other in the central portion of the surface of the insulating substrate 1 via a gap G having a constant width.
  • the first back electrode 4 and the second back electrode 5 are screen-printed Ag paste containing silver as a main component, dried and fired. These first back electrode 4 and second back electrode 5 are insulating substrates. It is formed at a position corresponding to the first conductor 2 and the second conductor 3 on the front surface side of 1.
  • the first end surface electrode 6 and the second end surface electrode 7 are formed by sputtering Ni/Cr on the end surface of the insulating substrate 1 or by applying an Ag-based paste and heating and curing it.
  • the first end surface electrode 6 is formed in a U-shaped cross section so as to establish electrical connection between the first conductor 2 and the first back electrode 4, and the second end surface electrode 7 connects between the second conductor 3 and the second back electrode 5. It is formed in a U-shaped cross section so as to be conductive.
  • the first external electrode 8 and the second external electrode 9 function as terminal electrodes, and these have a two-layer structure of a barrier layer and an external connection layer.
  • the barrier layer is a Ni plating layer formed on the surfaces of the first end surface electrode 6 and the second end surface electrode 7 by electrolytic plating
  • the external connection layer is Sn plating formed on the surface of the Ni plating layer by electrolytic plating. It is a layer.
  • FIGS. 3A to 3E are plan views of a large-sized substrate used in this manufacturing process as seen from the surface, and FIGS. 4A to 4E are A of FIGS. 3A to 3E. Each of the cross-sectional views corresponding to one chip along the line -A is shown.
  • a large-sized board from which a large number of insulating boards 1 can be taken.
  • the large-sized substrate is preliminarily provided with primary dividing grooves and secondary dividing grooves in a grid pattern, and each of the cells divided by the dividing grooves serves as a chip region for one piece.
  • a large-sized substrate 10A corresponding to one chip area is shown as a representative, but in reality, each large-sized substrate corresponding to a large number of chip areas is subjected to the steps described below collectively. Is done.
  • the paste is dried and fired to face each other across the gap G.
  • the first conductor 2 and the second conductor 3 are formed.
  • the paste was dried and fired, whereby the first back electrode 4 and the second back electrode 4 corresponding to the first conductor 2 and the second conductor 3 were formed.
  • the back electrodes 5 are formed respectively.
  • the masking material 11 made of a soluble material or the like is printed and dried to include the gap G and the first back electrode 4 and the second conductor 3.
  • a masking material 11 having a predetermined width is formed so as to cover the central portion of the.
  • Ni/Cr is sputtered on the divided surfaces of the strip-shaped substrates 10B, so that FIG. 4(c), a first end surface electrode 6 connecting the first conductor 2 exposed from the masking material 11 and the first back electrode 4 on the back surface side, and the second conductor 3 exposed from the masking material 11 and the back surface And a second end surface electrode 7 connecting the second back electrode 5 on the side.
  • the first end face electrode 6 and the second end face electrode 7 may be formed by applying an Ag-based paste and heating and curing it. good.
  • the strip-shaped substrate 10B is secondarily divided into the chip-shaped substrates 10C along the secondary dividing grooves, and then the chip-shaped substrate 10C is subjected to electrolytic plating to sequentially form the Ni plating layer and the Sn plating layer.
  • the first external electrode 8 is formed on the surface of the first end surface electrode 6, and the second external electrode 9 is formed on the surface of the second end surface electrode 7. Are formed respectively.
  • the central portions of the first conductor 2 and the second conductor 3 covered with the masking material 11 are exposed.
  • the sulfurization detection portions 2a and 3a are formed to face the first conductor 2 and the second conductor 3 with the gap G therebetween, and the sulfuration detection sensor 10 shown in FIGS.
  • the sulfuration detection sensor 10 has the sulfurization detection portions 2a and 3a in which the first conductor 2 and the second conductor 3 containing copper as a main component are exposed to the outside. Since the sulfurization detecting portions 2a and 3a face each other across the gap G, when the sulfurization detecting sensor 10 is placed in the atmosphere containing the sulfurization gas, the sulfurization detecting portions 2a and 3a are converted to the sulfurization gas. By being exposed, the copper sulfide crystals generated in the sulfidation detecting portions 2a and 3a gradually expand toward the inside of the gap G.
  • the timing at which the first conductor 2 and the second conductor 3 are short-circuited via copper sulfide depends on the width (gap length) of the gap G existing between the sulfidation detection units 2a and 3a. Since the 1st conductor 2 and the 2nd conductor 3 are defined with high accuracy by the screen mask used at the time of printing, there is little variation in the timing of conduction between the terminal electrodes, and the degree of sulfidation can be detected accurately at the desired timing. can do.
  • FIG. 5 is a plan view of a sulfurization detection sensor 20 according to the second embodiment of the present invention
  • FIG. 6 is a plan view of a sulfurization detection sensor 30 according to the third embodiment of the present invention, corresponding to FIG. Are given the same reference numerals.
  • the gap G existing between the sulfurization detection portions 2a, 3a of the first conductor 2 and the second conductor 3 has a shape that extends linearly along the lateral direction of the insulating substrate 1.
  • the sulfurization detection portions 2a and 3a are opposed to each other via the gap G meandering in a dogleg shape, and in the sulfurization detection sensor 30 shown in FIG. 3a opposes via a gap G that meanders in a crank shape.
  • the gap G existing between the sulfidation detecting portions 2a and 3a is formed in a meandering shape, the gap G having a total length longer than the width dimension W of the first conductor 2 and the second conductor 3 is detected. Since it can be interposed between the portions 2a and 3a, the range for detecting the conduction is lengthened and the detection accuracy is improved.
  • the meandering shape of the gap G may be a saw blade shape, a corrugated shape, a spiral shape, or the like other than the shapes shown in FIGS. 5 and 6.
  • FIG. 7A is a plan view of the sulfuration detection sensor 40 according to the fourth embodiment of the present invention, and the portions corresponding to those in FIG. 1 are designated by the same reference numerals.
  • the protective films 31 and 32 are made of an insulating material such as epoxy resin, and the first end surface electrode 6 and the second end surface electrode 7 are formed so as to cover the portions exposed from the other end sides of the protective films 31 and 32.
  • These protection films 31 and 32 separate the sulfurization detecting portions 2a and 3a from the terminal electrodes (the first external electrode 8 and the second external electrode 9). Therefore, when the soldering is performed on the circuit board, the sulfurization detecting portions 2a and 3a. Can be prevented from being covered with solder.
  • FIGS. 8A to 8F are plan views of a large-sized substrate used in this manufacturing process as seen from the surface, and FIGS. 9A to 9F are B of FIGS. 8A to 8F. Each of the cross-sectional views corresponding to one chip along the line -B is shown.
  • a large-sized substrate 40A from which a large number of insulating substrates 1 are taken is prepared, and a Cu paste is screen-printed on the surface of the large-sized substrate 40A, which is then dried and fired, so that FIG. As shown in (a), the 1st conductor 2 and the 2nd conductor 3 which oppose via the gap G are formed.
  • the Ag paste is screen-printed on the back surface of the large-sized substrate 40A, the paste is dried and fired, so that the first back electrode 4 and the second back electrode 4 corresponding to the first conductor 2 and the second conductor 3 are formed.
  • the back electrodes 5 are formed respectively.
  • an epoxy resin paste is screen-printed and heat-cured to form a protective film 31 and a second film that cover the intermediate portion of the first back electrode 4.
  • a protective film 32 is formed to cover the middle part of the back electrode 5.
  • the gap G is formed.
  • a masking material 11 that covers the central portions of the first back electrode 4 and the second conductor 3 with a predetermined width is formed.
  • the large-sized substrate 40A is primarily divided into strip-shaped substrates 40B along the primary dividing grooves, and then Ni/Cr is sputtered on the divided surfaces of the strip-shaped substrates 40B.
  • the protruding second conductor 3 and the second end surface electrode 7 that connects the second back electrode 5 on the back surface side are formed.
  • the first end face electrode 6 and the second end face electrode 7 may be formed by applying an Ag-based paste and heating and curing it. good.
  • the strip-shaped substrate 40B is secondarily divided into the chip-shaped substrates 40C along the secondary dividing grooves, and then the chip-shaped substrate 40C is subjected to electrolytic plating to sequentially form the Ni plating layer and the Sn plating layer.
  • the first external electrode 8 is formed on the surface of the first end surface electrode 6
  • the second external electrode 9 is formed on the surface of the second end surface electrode 7.
  • the central portions of the first conductor 2 and the second conductor 3 covered with the masking material 11 are exposed.
  • the sulfuration detection portions 2a and 3a that face the first conductor 2 and the second conductor 3 via the gap G are formed, and the sulfuration detection sensor 40 shown in FIG. 7A is completed.
  • the first external electrode 8 and the second external electrode 9 which are terminal electrodes are formed by the Ni plating layer and the Sn plating layer, but shown in FIG. 7B.
  • the first external electrode 8 and the second external electrode 9 may be formed by Cu plating.
  • the surfaces of the sulfurization detecting portions 2a and 3a are covered with the Cu plating layer, and the step of forming the masking material 11 shown in FIGS. 8C and 9C can be omitted.
  • the protective film 31 covering the intermediate portion of the first back electrode 4 and the intermediate portion of the second back electrode 5 are formed.
  • the large-sized substrate 40A is primarily divided into strip-shaped substrates 40B along the primary dividing grooves without performing the steps shown in FIGS. 8C and 9C. ..
  • Ni/Cr is sputtered on the divided surfaces of the strip-shaped substrate 40B to connect the first conductor 2 protruding outward from the protective film 31 and the first back electrode 4 on the back surface to the first end surface.
  • the electrode 6 and the second end face electrode 7 that connects the second conductor 3 protruding outward from the protective film 32 and the second back electrode 5 on the back surface side are formed.
  • the strip-shaped substrate 40B is secondarily divided into the chip-shaped substrates 40C along the secondary dividing grooves, and then the chip-shaped substrates 40C are electroplated to form Cu on the surface of the first end face electrode 6.
  • the first external electrode 8 made of a plated layer is formed, and the second external electrode 9 made of a Cu plated layer is formed on the surface of the second end face electrode 7.
  • a Cu plating layer is simultaneously formed on the surfaces of the first conductor 2 and the second conductor 3 exposed between the protective films 31 and 32, and the corresponding portions become the sulfurization detection portions 2a and 3a facing each other with the gap G therebetween.
  • the sulfuration detection sensor 40 shown in FIG. 7B is completed.
  • the intermediate portions of the first conductor 2 and the second conductor 3 are each protected by an insulating property. Since the films 31 and 32 are provided, and the protection films 31 and 32 separate the sulfuration detection units 2a and 3a from the terminal electrodes (the first external electrode 8 and the second external electrode 9), the above-described first and second electrodes are provided. In addition to the function and effect of the sulfuration detection sensor 10 according to the first embodiment, it is possible to prevent the sulfuration detection portions 2a and 3a from being covered with solder when the sulfurization detection sensor 40 is mounted on the circuit board by soldering.
  • both the first conductor 2 and the second conductor 3 are formed using a material containing copper as a main component, but the first conductor 2 and the second conductor 3 If at least one of 3 is formed of a material containing copper as a main component, the degree of sulfidation can be accurately detected by the copper sulfide extending in the gap G. That is, only one of the first conductor 2 and the second conductor 3 may be formed of a material containing copper as a main component, and the other may be formed of a material that is difficult to sulfurize, for example, a material in which Pd or Au is added to Ag. good.
  • FIG. 10 is a plan view of the sulfuration detection sensor 50 according to the fifth embodiment of the present invention
  • FIG. 11 is a sectional view taken along line XI-XI of FIG.
  • the sulfuration detection sensor 50 includes an insulating substrate 51 having a rectangular parallelepiped shape, and first base electrodes 52 provided on both ends in the longitudinal direction of the surface of the insulating substrate 51. And a second base electrode 53, a first back electrode 54 and a second back electrode 55 provided at both ends of the back surface of the insulating substrate 51 in the longitudinal direction, and an intermediate portion between the first base electrode 52 and the second base electrode 53.
  • Protective films 56 and 57 provided, a pair of sulfurization detection parts 58 and 59 formed in a portion sandwiched by the protective films 56 and 57, and first end faces provided on both end faces in the longitudinal direction of the insulating substrate 51.
  • the electrode 60 and the second end surface electrode 61, a first external electrode 62 provided on the surface of the first end surface electrode 60, and a second external electrode 63 provided on the surface of the second end surface electrode 61 are mainly configured. ing.
  • the first base electrode 52 and the second base electrode 53 are formed by sputtering a conductive material such as Pd or Au, which is difficult to be sulfided, or by screen-printing a conductive paste containing 5% or more of Pd, followed by drying and firing.
  • the first back electrode 54 and the second back electrode 55 are screen-printed Ag paste containing silver as a main component, dried and fired, and these are the same as the first base electrode 52 on the front surface side of the insulating substrate 51. It is formed at a position corresponding to the second base electrode 53.
  • the protective films 56 and 57 are formed by screen-printing an epoxy-based resin paste and heat-curing them, and these are formed so as to cover an intermediate portion between the first base electrode 52 and the second base electrode 53.
  • the pair of sulfurization detection portions 58 and 59 are formed by a Cu plating layer or a Ni plating layer deposited on the surfaces of the first base electrode 52 and the second base electrode 53 protruding from one end of the protective films 56 and 57 facing each other. And a Cu plating layer which is laminated and exposed on the upper surface of the insulating substrate 51.
  • the sulfurization detecting portions 58 and 59 face each other in the central portion of the surface of the insulating substrate 51 via a gap G having a constant width.
  • the first end face electrode 60 and the second end face electrode 61 are formed by sputtering Ni/Cr on the end face of the insulating substrate 51 or applying an Ag-based paste and heating and curing.
  • the first end face electrode 60 is formed in a U-shaped cross section, and the first end face electrode 60 projects from the other end side of the protective film 56 and the first back electrode on the back face side of the insulating substrate 51.
  • 54 is rendered conductive.
  • the second end face electrode 61 is also formed in a U-shaped cross section, and the second end face electrode 61 projects from the other end side of the protective film 57 by the second end face electrode 61 and the second back electrode on the back face side of the insulating substrate 51. 55 is conducted.
  • the first external electrode 62 and the second external electrode 63 function as terminal electrodes, and these are a Cu plating layer or Ni plating formed to cover the surfaces of the first end surface electrode 60 and the second end surface electrode 61. It is composed of a Cu plating layer which is laminated and exposed on the layer.
  • the first external electrode 62, the second external electrode 63, and the above-described sulfurization detection portions 58 and 59 are simultaneously formed by electrolytic plating.
  • FIGS. 12A to 12E are plan views of a large-sized substrate used in this manufacturing process as seen from the surface, and FIGS. 13A to 13E are C of FIGS. 12A to 12E. Cross-sectional views corresponding to one chip along line -C are respectively shown.
  • a large-sized substrate 51A from which a large number of insulating substrates 51 are taken is prepared, Ag paste is screen-printed on the back surface of the large-sized substrate 51A, and then the paste is dried and fired, whereby the large-sized substrate 51A and FIG. As shown in (a), the first back electrode 54 and the second back electrode 55 are formed on the back surface of the large-sized substrate 51A.
  • a conductive material such as Pd or Au is sputtered on the surface of the large-sized substrate 51A to leave a predetermined space on the surface of the large-sized substrate 51A as shown in FIGS. 12(b) and 13(b).
  • the first base electrode 52 and the second base electrode 53 which are separated from each other are formed. Note that instead of sputtering the conductive material, the first base electrode 52 and the second base electrode 53 may be formed by screen-printing an Ag-based paste containing 5% or more of Pd and drying/baking. good.
  • the epoxy resin paste is screen-printed and heat-cured to form a protective film 56 and a second film that cover the intermediate portion of the first base electrode 52.
  • a protective film 57 that covers the intermediate portion of the base electrode 53 is formed.
  • the large-sized substrate 51A is primarily divided into strip-shaped substrates 51B along the primary dividing grooves, and then Ni/Cr is sputtered on the divided surfaces of the strip-shaped substrates 51B.
  • the first base electrode 52 protruding outward from the protective film 56 and the first end surface electrode 60 connecting the first back electrode 54 on the rear surface side, and the outer side from the protective film 57.
  • a second base electrode 53 protruding in the direction and a second end surface electrode 61 connecting the second back electrode 55 on the back surface side are formed.
  • the first end surface electrode 60 and the second end surface electrode 61 may be formed by applying an Ag-based paste and heating and curing it. good.
  • electrolytic plating (Cu plating or Ni plating-Cu plating) is applied to the chip-shaped substrates 51C.
  • the first external electrode 62 made of a Cu plating layer is formed on the surface of the first end surface electrode 60, and the surface of the second end surface electrode 61 is Cu plated.
  • the second external electrode 63 composed of a layer is formed.
  • a Cu plating layer is simultaneously formed on the surfaces of the first base electrode 52 and the second base electrode 53 exposed between the protective films 56 and 57, and these Cu plating layers face each other with a gap G therebetween.
  • the sulfurization detection units 58 and 59 are formed, and the sulfurization detection sensor 50 shown in FIGS.
  • the first base electrode 52 and the second base electrode 53 are formed of a material that is difficult to be sulfurized, and the first base electrode 52 and the first base electrode 52 are Insulating protective films 56 and 57 are provided in the middle of the second base electrode 53, respectively, and a Cu plating layer is formed on the first base electrode 52 and the second base electrode 53 in the region sandwiched by these protective films 56 and 57.
  • the sulfuration detecting portions 58 and 59 facing each other through the gap G are exposed to the outside by depositing.
  • the sulfurization detection portions 58 and 59 are covered with solder. This prevents the Cu material of the sulfurization detecting portions 58 and 59 from extending toward the gap G side, so that even if the Cu of the sulfurization detecting portions 58 and 59 is lost, the first base electrode made of a material that is not easily sulfurized. Unexpected disconnection can be prevented by 52 and the second base electrode 53.
  • Sulfidation detection sensor 1 Insulating substrate 2 First conductor 2a Sulfidation detection part 3 Second conductor 3a Sulfidation detection part 4 First back electrode 5 Second back electrode 6 First end face electrode 7 Second end face Electrode 8 First external electrode (terminal electrode) 9 Second end surface electrode (terminal electrode) 10A, 51A Large-sized substrate 10B, 51B Strip substrate 11 Masking material 31, 32 Protective film 51 Insulating substrate 52 First base electrode 53 Second base electrode 54 First back electrode 55 Second back electrode 56, 57 Protective film 58, 59 Sulfidation detector 60 First end surface electrode 61 Second end surface electrode 62 First external electrode (terminal electrode) 63 Second external electrode (terminal electrode) G gap

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Biodiversity & Conservation Biology (AREA)
  • Ecology (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Environmental Sciences (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)
  • Testing Resistance To Weather, Investigating Materials By Mechanical Methods (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Fluid Adsorption Or Reactions (AREA)

Abstract

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センサおよび、そのような硫化検出センサの製造方法を提供する。　硫化検出センサ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導体２および第２導体３と、絶縁基板１の裏面の長手方向両端部に設けられ第１裏電極４および第２裏電極５と、絶縁基板１の長手方向両端面に設けられた第１端面電極６および第２端面電極７と、これら端面電極６，７の表面に設けられた第１外部電極８および第２外部電極９とを備えており、銅を主成分とする材料で形成された第１導体２と第２導体３は外部に露出する硫化検出部２ａ，３ａを有し、これら硫化検出部２ａ，３ａが絶縁基板１の表面中央部でギャップＧを隔てて対向する構成となっている。

Description

硫化検出センサおよびその製造方法
　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センサと、そのような硫化検出センサの製造方法に関する。
　チップ抵抗器等の電子部品の内部電極としては、一般的に比抵抗の低い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やＡｕを添加して硫化しにくい電極を形成したり、電極に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、当該電子部品が流下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を有す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、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を構成する銀が硫化銀に変化し、それに伴って硫化検出体の抵抗値が上昇していき、最終的に硫化検出体の断線に至る。したがって、硫化検出体の抵抗値の変化や断線を検出することにより、硫化の度合いを検出することができるようになっている。
特開２００９－２５０６１１号公報
　しかし、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となり、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。また、硫化検出体の硫化検出する部分（硫化ガスに接する硫化検出部）の面内の膜厚のバラツキにより、硫化検出体の断線のタイミングにバラツキが発生するため、結果的に所望のタイミングで硫化の度合いを精度良く検出することが困難であった。例えば、硫化検出部の側面のある１点から反対側の側面を結ぶ直性部分の膜厚が局部的に薄くなっていた場合に、当該箇所が硫化されることで断線するタイミングと、硫化検出部に局部的に膜厚が薄くなった部分が存在せず、硫化検出部の全体が硫化されることで断線するタイミングとは、断線のタイミングが大きく相違してしまうことになる。
　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、第１の目的は、所望のタイミングで精度良く硫化の度合いを検出することができる硫化検出センサを提供することにあり、第２の目的は、そのような硫化検出センサの製造方法を提供することにある。
　上記第１の目的を達成するために、本発明の硫化検出センサは、直方体形状の絶縁基板と、前記絶縁基板の両側端部に形成された一対の端子電極と、これら一対の端子電極間に形成されて外部に露出する硫化検出部とを備え、前記硫化検出部は、一方の前記端子電極に接続された第１導体と、この第１導体に所定のギャップを隔てて対向すると共に他方の前記端子電極に接続された第２導体とからなり、前記第１導体と前記第２導体の少なくとも一方が銅を主成分とする材料で形成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センサは、ギャップを隔てて対向する第１導体と第２導体の少なくとも一方が銅を主成分とする材料で形成されており、硫化ガスに晒されることで生成する硫化銅の結晶がギャップに跨るように伸長していくと、第１導体と第２導体との間が硫化銅を介して短絡するため、一対の端子電極間の導通状態によって硫化を検知することができる。ここで、第１導体と第２導体間が短絡するタイミングはギャップ長に依存するため、端子電極間が導通するタイミングのばらつきは少ないものとなり、結果的に所望のタイミングで精度良く硫化の度合いを検出することができる。
　上記構成の硫化検出センサにおいて、第１導体と第２導体との間に存するギャップが蛇行形状であると、第１導体と第２導体の限られた幅寸法内に全長の長いギャップを介在させることができるため、導通を検出する範囲が長くなって検出精度が向上する。
　また、上記構成の硫化検出センサにおいて、第１導体および第２導体の中間部がそれぞれ絶縁性の保護膜によって覆われており、これら保護膜の一端側から露出する部位が硫化検出部になっていると、硫化検出センサを回路基板に半田実装する際に、硫化検出部が半田で覆われてしまうことを防止することができる。
　上記第２の目的を達成するために、本発明による硫化検出センサの製造方法は、絶縁基板の主面に銅を主成分とする第１導体と第２導体とを所定のギャップを隔てて対向するように形成する工程と、前記第１導体と前記第２導体の中間部にそれぞれ絶縁性の保護膜を形成する工程と、一対の前記保護膜で挟まれた部位に前記ギャップを覆うようにマスキング材を形成する工程と、前記保護膜から外方側に突出する前記第１導体と前記第２導体を覆うように前記絶縁基板の両側端部に端面電極を形成する工程と、前記端面電極の表面に外部電極を形成する工程と、前記マスキング材を除去して前記第１導体と前記第２導体に前記ギャップを隔てて対向する硫化検出部を露出させる工程と、を含むことを特徴徴としている。
　また、上記第２の目的を達成するために、本発明による硫化検出センサの他の製造方法は、絶縁基板の主面に銅を主成分とする第１導体と第２導体とを所定のギャップを隔てて対向するように形成する工程と、前記第１導体と前記第２導体の中間部にそれぞれ絶縁性の保護膜を形成する工程と、前記保護膜から外方側に突出する前記第１導体と前記第２導体を覆うように前記絶縁基板の両側端部に端面電極を形成する工程と、前記端面電極の表面に銅メッキ層からなる外部電極を形成すると共に、前記保護膜から内方側に突出する前記第１導体と前記第２導体の表面に銅メッキ層を同時に形成する工程と、を含むことを特徴としている。
　さらに、上記第２の目的を達成するために、本発明による硫化検出センサの他の製造方法は、絶縁基板の主面に所定のギャップを隔てて対向する一対の下地電極を形成する工程と、一対の前記下地電極の中間部にそれぞれ絶縁性の保護膜を形成する工程と、前記保護膜から外方側に突出する前記下地電極を覆うように前記絶縁基板の両側端部に端面電極を形成する工程と、前記端面電極の表面に銅メッキ層からなる外部電極を形成すると共に、前記保護膜から内方側に突出する前記下地電極の表面に銅メッキ層を同時に形成する工程と、を含み、一対の前記下地電極の表面に被着された前記銅メッキ層により、外部に露出する硫化検出部が形成されることを特徴としている。
　本発明によれば、所望のタイミングで精度良く硫化の度合いを検出することが可能な硫化検出センサ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センサの平面図である。 図１のII－II線に沿う断面図である。 該硫化検出センサの製造工程を示す平面図である。 該硫化検出センサの製造工程を示す断面図である。 本発明の第２実施形態例に係る硫化検出センサの平面図である。 本発明の第３実施形態例に係る硫化検出センサの平面図である。 本発明の第４実施形態例に係る硫化検出センサの平面図である。 該硫化検出センサの製造工程を示す平面図である。 該硫化検出センサ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センサの平面図である。 図１０のXI－XI線に沿う断面図である。 該硫化検出センサの製造工程を示す平面図である。 該硫化検出センサの製造工程を示す断面図である。
　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センサの平面図、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センサ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導体２および第２導体３と、絶縁基板１の裏面の長手方向両端部に設けられ第１裏電極４および第２裏電極５と、絶縁基板１の長手方向両端面に設けられた第１端面電極６および第２端面電極７と、第１端面電極６の表面に設けられた第１外部電極８と、第２端面電極７の表面に設けられた第２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、大判基板はアルミナを主成分とするセラミックス基板である。
　第１導体２と第２導体３は、銅を主成分とするＣｕ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。第１導体２には第１端面電極６で覆われずに外部に露出する硫化検出部２ａが形成されており、第２導体３には第２端面電極７で覆われずに外部に露出する硫化検出部３ａが形成されており、これら硫化検出部２ａ，３ａは絶縁基板１の表面中央部で一定幅のギャップＧを介して対向している。
　第１裏電極４と第２裏電極５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裏電極４と第２裏電極５は絶縁基板１の表面側の第１導体２および第２導体３と対応する位置に形成されている。
　第１端面電極６と第２端面電極７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る。第１端面電極６は第１導体２と第１裏電極４間を導通するように断面コ字状に形成されており、第２端面電極７は第２導体３と第２裏電極５間を導通するように断面コ字状に形成されている。
　第１外部電極８と第２外部電極９は端子電極として機能するものであり、これらはバリヤー層と外部接続層の２層構造からなる。そのうちバリヤー層は、電解メッキによって第１端面電極６と第２端面電極７の表面に形成されたＮｉメッキ層であり、外部接続層は、電解メッキによってＮｉメッキ層の表面に形成されたＳｎメッキ層である。
　次に、このように構成された硫化検出センサ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）～（ｅ）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）～（ｅ）は図３（ａ）～（ｅ）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Ｃｕペースト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、ギャップＧを介して対向する第１導体２と第２導体３を形成する。また、これに前後して大判基板１０Ａの裏面にＡｇペースト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導体２および第２導体３に対応する第１裏電極４と第２裏電極５をそれぞれ形成する。
　次に、図３（ｂ）と図４（ｂ）に示すように、可溶性材料等からなるマスキング材１１を印刷・乾燥することにより、ギャップＧを含めて第１裏電極４と第２導体３の中央部分を覆うように所定幅のマスキング材１１を形成する。
　次に、大判基板１０Ａを１次分割溝に沿って短冊状基板１０Ｂに１次分割した後、この短冊状基板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（ｃ）と図４（ｃ）に示すように、マスキング材１１から露出する第１導体２と裏面側の第１裏電極４を接続する第１端面電極６および、マスキング材１１から露出する第２導体３と裏面側の第２裏電極５を接続する第２端面電極７とをそれぞれ形成する。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することにより、第１端面電極６と第２端面電極７を形成するようにしても良い。
　次に、短冊状基板１０Ｂを２次分割溝に沿ってチップ状基板１０Ｃに２次分割した後、このチップ状基板１０Ｃに対して電解メッキを施してＮｉメッキ層とＳｎメッキ層を順次形成することにより、図３（ｄ）と図４（ｄ）に示すように、第１端面電極６の表面に第１外部電極８を形成すると共に、第２端面電極７の表面に第２外部電極９をそれぞれ形成する。
　次に、溶剤を用いてマスキング材１１を除去することにより、マスキング材１１で覆われていた第１導体２と第２導体３の中央部分を露出させると、図３（ｅ）と図４（ｅ）に示すように、第１導体２と第２導体３にギャップＧを介して対向する硫化検出部２ａ，３ａが形成され、図１，２に示す硫化検出センサ１０が完成する。
　以上説明したように、第１実施形態例に係る硫化検出センサ１０は、銅を主成分とする第１導体２と第２導体３が外部に露出する硫化検出部２ａ，３ａを有しており、これら硫化検出部２ａ，３ａがギャップＧを隔てて対向する構成となっているため、硫化検出センサ１０が硫化ガスを含む雰囲気中に配置されると、硫化検出部２ａ，３ａが硫化ガスに晒されることにより、硫化検出部２ａ，３ａに生成した硫化銅の結晶がギャップＧの内方に向かって徐々に伸長していく。そして、硫化検出部２ａ，３ａに生成した硫化銅がギャップＧ間に跨るまで伸長すると、その時点で第１導体２と第２導体３との間が硫化銅を介して短絡するため、一対の端子電極（第１外部電極８および第２外部電極９）間の導通状態によって硫化を検知することができる。
　ここで、第１導体２と第２導体３が硫化銅を介して短絡するタイミングは、硫化検出部２ａ，３ａの間に存するギャップＧの幅（ギャップ長）に依存し、このギャップＧは第１導体２と第２導体３の印刷時に使用されるスクリーンマスクによって高精度に規定されるため、端子電極間が導通するタイミングのばらつきは少ないものとなり、所望のタイミングで精度良く硫化の度合いを検出することができる。
　図５は本発明の第２実施形態例に係る硫化検出センサ２０の平面図、図６は本発明の第３実施形態例に係る硫化検出センサ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してある。
　上記した第１実施形態例では、第１導体２と第２導体３の硫化検出部２ａ，３ａ間に存するギャップＧが絶縁基板１の短手方向に沿って直線状に延びる形状となっているが、図５に示す硫化検出センサ２０では、硫化検出部２ａ，３ａがくの字状に蛇行するギャップＧを介して対向しており、図６に示す硫化検出センサ３０では、硫化検出部２ａ，３ａがクランク状に蛇行するギャップＧを介して対向している。
　図５と図６に示すように、硫化検出部２ａ，３ａ間に存するギャップＧを蛇行形状にすると、第１導体２と第２導体３の幅寸法Ｗよりも全長の長いギャップＧを硫化検出部２ａ，３ａ間に介在させることができるため、導通を検出する範囲が長くなって検出精度が向上する。なお、ギャップＧの蛇行形状は、図５と図６に示す形状以外にも、鋸刃形状や波形状や渦巻き状等を採用することができる。
　図７（Ａ）は本発明の第４実施形態例に係る硫化検出センサ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してある。
　図７（Ａ）に示す硫化検出センサ４０が第１実施形態例に係る硫化検出センサ１０と相違する点は、第１導体２と第２導体３の中間部がそれぞれ保護膜３１，３２によって覆われており、これら保護膜３１，３２の一端側から露出する部位が硫化検出部２ａ，３ａになっていることにあり、それ以外の構成は基本的に同じである。保護膜３１，３２はエポキシ樹脂等の絶縁性材料からなり、第１端面電極６と第２端面電極７は保護膜３１，３２の他端側から露出する部位を覆うように形成されている。これら保護膜３１，３２により、硫化検出部２ａ，３ａと端子電極（第１外部電極８および第２外部電極９）が隔てられるため、回路基板に半田実装する際に、硫化検出部２ａ，３ａが半田で覆われてしまうことを防止できる。
　次に、このように構成された硫化検出センサ４０の製造工程について、図８と図９を用いて説明する。なお、図８（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９（ａ）～（ｆ）は図８（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、絶縁基板１が多数個取りされる大判基板４０Ａを準備し、この大判基板４０Ａの表面にＣｕペースト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８（ａ）と図９（ａ）に示すように、ギャップＧを介して対向する第１導体２と第２導体３を形成する。また、これに前後して大判基板４０Ａの裏面にＡｇペースト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導体２および第２導体３に対応する第１裏電極４と第２裏電極５をそれぞれ形成する。
　次に、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することにより、図８（ｂ）と図９（ｂ）に示すように、第１裏電極４の中間部を覆う保護膜３１と第２裏電極５の中間部を覆う保護膜３２を形成する。
　次に、これら保護膜３１，３２で挟まれた領域に可溶性材料等からなるマスキング材１１を印刷・乾燥することにより、図８（ｃ）と図９（ｃ）に示すように、ギャップＧを含めて第１裏電極４と第２導体３の中央部分を所定幅で覆うマスキング材１１を形成する。
　次に、大判基板４０Ａを１次分割溝に沿って短冊状基板４０Ｂに１次分割した後、この短冊状基板４０Ｂの分割面にＮｉ／Ｃｒをスパッタリングすることにより、図８（ｄ）と図９（ｄ）に示すように、保護膜３１から外方側に突出する第１導体２と裏面側の第１裏電極４を接続する第１端面電極６と、保護膜３２から外方側に突出する第２導体３と裏面側の第２裏電極５を接続する第２端面電極７とを形成する。なお、短冊状基板４０Ｂ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することにより、第１端面電極６と第２端面電極７を形成するようにしても良い。
　次に、短冊状基板４０Ｂを２次分割溝に沿ってチップ状基板４０Ｃに２次分割した後、このチップ状基板４０Ｃに対して電解メッキを施してＮｉメッキ層とＳｎメッキ層を順次形成することにより、図８（ｅ）と図９（ｅ）に示すように、第１端面電極６の表面に第１外部電極８を形成すると共に、第２端面電極７の表面に第２外部電極９をそれぞれ形成する。
　次に、溶剤を用いてマスキング材１１を除去することにより、マスキング材１１で覆われていた第１導体２と第２導体３の中央部分を露出させると、図８（ｆ）と図９（ｆ）に示すように、第１導体２と第２導体３にギャップＧを介して対向する硫化検出部２ａ，３ａが形成され、図７（Ａ）に示す硫化検出センサ４０が完成する。
　なお、図７（Ａ）に示す硫化検出センサ４０において、端子電極である第１外部電極８と第２外部電極９をＮｉメッキ層とＳｎメッキ層で形成したが、図７（Ｂ）に示すように、第１外部電極８と第２外部電極９をＣｕメッキにより形成しても良い。この場合、硫化検出部２ａ，３ａの表面がＣｕメッキ層によって覆われることになり、また、図８（ｃ）と図９（ｃ）に示すマスキング材１１の形成工程を省略することができる。
　すなわち、図８と図９に示す製造工程において、図８（ｂ）と図９（ｂ）に示すように、第１裏電極４の中間部を覆う保護膜３１と第２裏電極５の中間部を覆う保護膜３２を形成した後、図８（ｃ）と図９（ｃ）に示す工程を行わずに、大判基板４０Ａを１次分割溝に沿って短冊状基板４０Ｂに１次分割する。
　次に、この短冊状基板４０Ｂの分割面にＮｉ／Ｃｒをスパッタリングすることにより、保護膜３１から外方側に突出する第１導体２と裏面側の第１裏電極４を接続する第１端面電極６と、保護膜３２から外方側に突出する第２導体３と裏面側の第２裏電極５を接続する第２端面電極７とを形成する。
　次に、短冊状基板４０Ｂを２次分割溝に沿ってチップ状基板４０Ｃに２次分割した後、このチップ状基板４０Ｃに対して電解メッキを施すことにより、第１端面電極６の表面にＣｕメッキ層からなる第１外部電極８を形成すると共に、第２端面電極７の表面にＣｕメッキ層からなる第２外部電極９を形成する。その際、保護膜３１，３２間に露出する第１導体２と第２導体３の表面にもＣｕメッキ層が同時に形成され、当該部位がギャップＧを介して対向する硫化検出部２ａ，３ａとなり、図７（Ｂ）に示す硫化検出センサ４０が完成する。
　以上説明したように、図７（Ａ）と図７（Ｂ）に示す第４実施形態例に係る硫化検出センサ４０では、第１導体２と第２導体３の中間部にそれぞれ絶縁性の保護膜３１，３２が設けられており、これら保護膜３１，３２によって、硫化検出部２ａ，３ａと端子電極（第１外部電極８および第２外部電極９）が隔てられているため、前述した第１実施形態例に係る硫化検出センサ１０の作用効果に加えて、硫化検出センサ４０を回路基板に半田実装する際に、硫化検出部２ａ，３ａが半田で覆われてしまうことを防止できる。
　なお、上記した第１乃至第４実施形態例では、第１導体２と第２導体３が両方共に銅を主成分とする材料を用いて形成されているが、第１導体２と第２導体３の少なくとも一方が銅を主成分とする材料で形成されていれば、ギャップＧ内に伸長する硫化銅によって硫化の度合いを正確に検出することができる。すなわち、第１導体２と第２導体３の一方だけを銅を主成分とする材料で形成し、他方を硫化しにくい材料、例えばＡｇにＰｄやＡｕを添加した材料で形成するようにしても良い。
　図１０は本発明の第５実施形態例に係る硫化検出センサ５０の平面図、図１１は図１０のXI－XI線に沿う断面図である。
　図１０と図１１に示すように、第５実施形態例に係る硫化検出センサ５０は、直方体形状の絶縁基板５１と、絶縁基板５１の表面の長手方向両端部に設けられた第１下地電極５２および第２下地電極５３と、絶縁基板５１の裏面の長手方向両端部に設けられた第１裏電極５４および第２裏電極５５と、第１下地電極５２および第２下地電極５３の中間部に設けられた保護膜５６，５７と、これら保護膜５６，５７で挟まれた部位に形成された一対の硫化検出部５８，５９と、絶縁基板５１の長手方向両端面に設けられた第１端面電極６０および第２端面電極６１と、第１端面電極６０の表面に設けられた第１外部電極６２と、第２端面電極６１の表面に設けられた第２外部電極６３と、によって主として構成されている。
　第１下地電極５２と第２下地電極５３は、ＰｄやＡｕ等の硫化されにくい導電材料をスパッタリングしたり、Ｐｄを５％以上含有する導電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。第１裏電極５４と第２裏電極５５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、これらは絶縁基板５１の表面側の第１下地電極５２と第２下地電極５３に対応する位置に形成されている。
　保護膜５６，５７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したものであり、これらは第１下地電極５２と第２下地電極５３の中間部を覆うように形成されている。
　一対の硫化検出部５８，５９は、保護膜５６，５７の相対向する一端側から突出する第１下地電極５２と第２下地電極５３の表面に被着されたＣｕメッキ層や、Ｎｉメッキ層の上に積層されて露出するＣｕメッキ層からなり、これら硫化検出部５８，５９は絶縁基板５１の表面中央部で一定幅のギャップＧを介して対向している。
　第１端面電極６０と第２端面電極６１は、絶縁基板５１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る。第１端面電極６０は断面コ字状に形成されており、この第１端面電極６０によって保護膜５６の他端側から突出する第１下地電極５２と絶縁基板５１の裏面側の第１裏電極５４が導通される。第２端面電極６１も断面コ字状に形成されており、この第２端面電極６１によって保護膜５７の他端側から突出する第２下地電極５３と絶縁基板５１の裏面側の第２裏電極５５が導通される。
　第１外部電極６２と第２外部電極６３は端子電極として機能するものであり、これらは第１端面電極６０と第２端面電極６１の表面を覆うように形成されたＣｕメッキ層や、Ｎｉメッキ層の上に積層されて露出するＣｕメッキ層からなる。なお、これら第１外部電極６２および第２外部電極６３と前述した硫化検出部５８，５９は、電解メッキによって同時に形成される。
　次に、このように構成された硫化検出センサ５０の製造工程について、図１２と図１３を用いて説明する。なお、図１２（ａ）～（ｅ）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１３（ａ）～（ｅ）は図１２（ａ）～（ｅ）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、絶縁基板５１が多数個取りされる大判基板５１Ａを準備し、この大判基板５１Ａの裏面にＡｇペースト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１２（ａ）と図１３（ａ）に示すように、大判基板５１Ａの裏面に第１裏電極５４と第２裏電極５５を形成する。
　次に、大判基板５１Ａの表面にＰｄやＡｕ等の導電材料をスパッタリングすることにより、図１２（ｂ）と図１３（ｂ）に示すように、大判基板５１Ａの表面に所定間隔を存して離反する第１下地電極５２と第２下地電極５３を形成する。なお、導電材料をスパッタリングする代わりに、Ｐｄを５％以上含有する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下地電極５２と第２下地電極５３を形成するようにしても良い。
　次に、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することにより、図１２（ｃ）と図１３（ｃ）に示すように、第１下地電極５２の中間部を覆う保護膜５６と第２下地電極５３の中間部を覆う保護膜５７とを形成する。
　次に、大判基板５１Ａを１次分割溝に沿って短冊状基板５１Ｂに１次分割した後、この短冊状基板５１Ｂの分割面にＮｉ／Ｃｒをスパッタリングすることにより、図１２（ｄ）と図１３（ｄ）に示すように、保護膜５６から外方側に突出する第１下地電極５２と裏面側の第１裏電極５４を接続する第１端面電極６０と、保護膜５７から外方側に突出する第２下地電極５３と裏面側の第２裏電極５５を接続する第２端面電極６１とを形成する。なお、短冊状基板５１Ｂ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することにより、第１端面電極６０と第２端面電極６１を形成するようにしても良い。
　次に、短冊状基板５１Ｂを２次分割溝に沿ってチップ状基板５１Ｃに２次分割した後、このチップ状基板５１Ｃに対して電解メッキ（ＣｕメッキまたはＮｉメッキ－Ｃｕメッキ）を施すことにより、図１２（ｅ）と図１３（ｅ）に示すように、第１端面電極６０の表面にＣｕメッキ層からなる第１外部電極６２を形成すると共に、第２端面電極６１の表面にＣｕメッキ層からなる第２外部電極６３を形成する。また、この電解メッキにより、保護膜５６，５７間に露出する第１下地電極５２と第２下地電極５３の表面にＣｕメッキ層が同時に形成され、これらＣｕメッキ層がギャップＧを介して対向する硫化検出部５８，５９となり、図１０，１１に示す硫化検出センサ５０が完成する。
　以上説明したように、第５実施形態例に係る硫化検出センサ５０では、第１下地電極５２と第２下地電極５３が硫化されにくい材料にて形成されていると共に、第１下地電極５２と第２下地電極５３の中間部にそれぞれ絶縁性の保護膜５６，５７が設けられており、これら保護膜５６，５７で挟まれた部位の第１下地電極５２と第２下地電極５３にＣｕメッキ層を被着することにより、ギャップＧを介して対向する硫化検出部５８，５９が外部に露出する構成となっている。このような構成により、前述した第４実施形態例に係る硫化検出センサ４０と同様に、硫化検出センサ５０を回路基板に半田実装する際に、硫化検出部５８，５９が半田で覆われてしまうことを防止できると共に、硫化検出部５８，５９のＣｕ材料がギャップＧ側に伸長することで、硫化検出部５８，５９のＣｕが失われたとしても、硫化されにくい材料からなる第１下地電極５２と第２下地電極５３によって予期せぬ断線を防止することができる。
　１０，２０，３０，４０，５０　硫化検出センサ
　１　絶縁基板
　２　第１導体
　２ａ　硫化検出部
　３　第２導体
　３ａ　硫化検出部
　４　第１裏電極
　５　第２裏電極
　６　第１端面電極
　７　第２端面電極
　８　第１外部電極（端子電極）
　９　第２端面電極（端子電極）
　１０Ａ，５１Ａ　大判基板
　１０Ｂ，５１Ｂ　短冊状基板
　１１　マスキング材
　３１，３２　保護膜
　５１　絶縁基板
　５２　第１下地電極
　５３　第２下地電極
　５４　第１裏電極
　５５　第２裏電極
　５６，５７　保護膜
　５８，５９　硫化検出部
　６０　第１端面電極
　６１　第２端面電極
　６２　第１外部電極（端子電極）
　６３第２外部電極（端子電極）
　Ｇ　ギャップ

Claims (7)

  1. 　直方体形状の絶縁基板と、前記絶縁基板の両側端部に形成された一対の端子電極と、これら一対の端子電極間に形成されて外部に露出する硫化検出部とを備え、
    　前記硫化検出部は、一方の前記端子電極に接続された第１導体と、この第１導体に所定のギャップを隔てて対向すると共に他方の前記端子電極に接続された第２導体とからなり、
    　前記第１導体と前記第２導体の少なくとも一方が銅を主成分とする材料で形成されていることを特徴とする硫化検出センサ。
  2. 　請求項１に記載の硫化検出センサにおいて、
    　前記第１導体と前記第２導体との間に形成された前記ギャップは蛇行形状であることを特徴とする硫化検出センサ。
  3. 　請求項１に記載の硫化検出センサにおいて、
    　前記第１導体および前記第２導体の中間部がそれぞれ絶縁性の保護膜によって覆われており、前記保護膜の一端側から露出する部位が前記硫化検出部になっていることを特徴とする硫化検出センサ。
  4. 　請求項２に記載の硫化検出センサにおいて、
    　前記第１導体および前記第２導体の中間部がそれぞれ絶縁性の保護膜によって覆われており、前記保護膜の一端側から露出する部位が前記硫化検出部になっていることを特徴とする硫化検出センサ。
  5. 　絶縁基板の主面に銅を主成分とする第１導体と第２導体とを所定のギャップを隔てて対向するように形成する工程と、
    　前記第１導体と前記第２導体の中間部にそれぞれ絶縁性の保護膜を形成する工程と、
    　一対の前記保護膜で挟まれた部位に前記ギャップを覆うようにマスキング材を形成する工程と、
    　前記保護膜から外方側に突出する前記第１導体と前記第２導体を覆うように前記絶縁基板の両側端部に端面電極を形成する工程と、
    　前記端面電極の表面に外部電極を形成する工程と、
    　前記マスキング材を除去して前記第１導体と前記第２導体に前記ギャップを隔てて対向する硫化検出部を露出させる工程と、
    　を含むことを特徴とする硫化検出センサの製造方法。
  6. 　絶縁基板の主面に銅を主成分とする第１導体と第２導体とを所定のギャップを隔てて対向するように形成する工程と、
    　前記第１導体と前記第２導体の中間部にそれぞれ絶縁性の保護膜を形成する工程と、
    　前記保護膜から外方側に突出する前記第１導体と前記第２導体を覆うように前記絶縁基板の両側端部に端面電極を形成する工程と、
    　前記端面電極の表面に銅メッキ層からなる外部電極を形成すると共に、前記保護膜から内方側に突出する前記第１導体と前記第２導体の表面に銅メッキ層を同時に形成する工程と、
    　を含むことを特徴とする硫化検出センサの製造方法。
  7. 　絶縁基板の主面に所定のギャップを隔てて対向する一対の下地電極を形成する工程と、
    　一対の前記下地電極の中間部にそれぞれ絶縁性の保護膜を形成する工程と、
    　前記保護膜から外方側に突出する前記下地電極を覆うように前記絶縁基板の両側端部に端面電極を形成する工程と、
    　前記端面電極の表面に銅メッキ層からなる外部電極を形成すると共に、前記保護膜から内方側に突出する前記下地電極の表面に銅メッキ層を同時に形成する工程と、を含み、
    　一対の前記下地電極の表面に被着された前記銅メッキ層により、外部に露出する硫化検出部が形成されることを特徴とする硫化検出センサの製造方法。
PCT/JP2019/050794 2019-02-04 2019-12-25 硫化検出センサおよびその製造方法 WO2020162070A1 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019018193A JP7197393B2 (ja) 2019-02-04 2019-02-04 硫化検出センサおよびその製造方法
JP2019-018193 2019-02-04

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2020162070A1 true WO2020162070A1 (ja) 2020-08-13

Family

ID=71948230

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2019/050794 WO2020162070A1 (ja) 2019-02-04 2019-12-25 硫化検出センサおよびその製造方法

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JP7197393B2 (ja)
WO (1) WO2020162070A1 (ja)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6258253B1 (en) * 1999-04-15 2001-07-10 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration Vapor corrosion cell and method of using same
JP2009250611A (ja) * 2008-04-01 2009-10-29 Taiyosha Electric Co Ltd 硫化検出センサ、硫化検出回路及び硫化検出センサの製造方法
US20100059375A1 (en) * 2006-11-08 2010-03-11 Weiller Bruce H Metal salt hydrogen sulfide sensor
US20140152449A1 (en) * 2012-12-05 2014-06-05 International Business Machines Corporation Early Detection of Environmental Conditions That Will Lead to Creep Corrosion on Printed Circuit Boards in Data Centers
US20160011142A1 (en) * 2014-07-09 2016-01-14 Honeywell Romania S. R. L. Hydrogen sulfide sensor and method
JP2017228701A (ja) * 2016-06-23 2017-12-28 Koa株式会社 チップ抵抗器およびチップ抵抗器の実装構造

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6258253B1 (en) * 1999-04-15 2001-07-10 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration Vapor corrosion cell and method of using same
US20100059375A1 (en) * 2006-11-08 2010-03-11 Weiller Bruce H Metal salt hydrogen sulfide sensor
JP2009250611A (ja) * 2008-04-01 2009-10-29 Taiyosha Electric Co Ltd 硫化検出センサ、硫化検出回路及び硫化検出センサの製造方法
US20140152449A1 (en) * 2012-12-05 2014-06-05 International Business Machines Corporation Early Detection of Environmental Conditions That Will Lead to Creep Corrosion on Printed Circuit Boards in Data Centers
US20160011142A1 (en) * 2014-07-09 2016-01-14 Honeywell Romania S. R. L. Hydrogen sulfide sensor and method
JP2017228701A (ja) * 2016-06-23 2017-12-28 Koa株式会社 チップ抵抗器およびチップ抵抗器の実装構造

Also Published As

Publication number Publication date
JP2020125965A (ja) 2020-08-20
JP7197393B2 (ja) 2022-12-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10192659B2 (en) Chip resistor
WO2020153084A1 (ja) 硫化検出抵抗器およびその製造方法
WO2020246253A1 (ja) 硫化検出センサ
US20220221414A1 (en) Production method for sulfidation detection sensor
JP2021103724A (ja) 硫化検出抵抗器
JP7256085B2 (ja) 硫化検出センサおよび硫化検出センサの製造方法
WO2020162070A1 (ja) 硫化検出センサおよびその製造方法
WO2020202815A1 (ja) 硫化検出センサ、硫化検出センサの製造方法、硫化検出センサの実装方法
WO2020162067A1 (ja) 硫化検出抵抗器
WO2021161630A1 (ja) 硫化検出センサ
JP2017112188A (ja) 電子部品
WO2020208931A1 (ja) 硫化検出抵抗器
JP3772270B2 (ja) 小型電子部品の製造方法およびチップ抵抗器
TWI824431B (zh) 片式元件的安裝結構
JP2021012066A (ja) 硫化検出センサ
JP2020126002A (ja) 硫化検出センサ
JP2007073755A (ja) チップ抵抗器の製造方法
JP2021175956A (ja) 硫化検出センサ
JP2021067463A (ja) 硫化検出センサおよび硫化検出センサの実装構造
JP2021181931A (ja) 硫化検出センサおよび硫化検出センサの製造方法
JP2020153853A (ja) 硫化検出センサおよび硫化検出センサの実装方法
WO2015068701A1 (ja) チップ状電気部品
JP2021061311A (ja) チップ部品

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 19914276

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 19914276

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1