WO2020246253A1 - 硫化検出センサ - Google Patents

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detection sensor
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太郎 木村
松本　健太郎
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Koa株式会社
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    • 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

Definitions

  • the present invention relates to a sulfurization detection sensor for detecting the cumulative amount of sulfurization in a corrosive environment.
  • Ag (silver) -based electrode materials with low resistivity are used as internal electrodes of electronic components such as chip resistors, but silver becomes silver sulfide when exposed to sulfide gas, and silver sulfide. Since is an insulator, there is a problem that the electronic component is broken. Therefore, in recent years, sulfurization measures such as adding Pd (palladium) or Au (gold) to Ag to form an electrode that is difficult to sulfurize, or making the electrode a structure that is difficult for sulfurized gas to reach have been taken.
  • Patent Document 1 sulfurization that can detect the degree of cumulative sulfurization of an electronic component and detect the risk before the electronic component fails due to sulfurization disconnection or the like. Detection sensors have been proposed.
  • the sulfurization detection sensor described in Patent Document 1 forms a sulfurization detector mainly composed of Ag on an insulating substrate, and forms a transparent and sulfide gas permeable protective film so as to cover the sulfurization detector.
  • the end face electrodes connected to the sulfurization detector are formed on both side ends of the insulating substrate.
  • the sulfurization detection sensor configured in this way When the sulfurization detection sensor configured in this way is mounted on a circuit board together with other electronic components and then used in an atmosphere containing sulfurized gas, the other electronic components are sulfurized with the passage of time. Since the sulfide gas permeates the protective film of the sulfide detection sensor and comes into contact with the sulfide detector, the volume of silver constituting the sulfide detector decreases according to the concentration of the sulfide gas and the elapsed time. Therefore, the degree of sulfurization can be detected by detecting the change in the resistance value of the sulfurization detector or the disconnection.
  • the sulfurization detector when the sulfurization detector is formed in a rectangular shape (rectangular shape) on the main surface of the insulating substrate as in the sulfurization detection sensor described in Patent Document 1, the sulfurization detector that comes into contact with the sulfurization gas is an insulating substrate. Not only is it sulfurized from the surface side facing the main surface of the above, but also from both end faces in the direction orthogonal to the current direction.
  • the side end portion of the sulfurization detector formed by printing Ag-based paste or the like has variations in the width dimension (length in the direction orthogonal to the current direction) and the surface surface of the sulfurization detector due to the influence of printing sagging and the like. Since it is likely to occur and there are individual differences in the sulfurization rate from the side end surface of the sulfurization detector, it becomes difficult to accurately detect the degree of sulfurization based on the resistance value of the sulfurization detection sensor.
  • the change in the resistance value of the sulfurization detection sensor depends on the change in the volume of the sulfurization detector, and the change in volume depends on the length of the sulfurization detector in the current direction and the change in the cross-sectional area along the direction orthogonal to the current direction.
  • the cross-sectional area is the product of the film thickness of the sulfurization detector and the width dimension (the length in the direction orthogonal to the current direction)
  • the width dimension of the sulfurization detector varies, the side end surface of the sulfurization detector There will be individual differences in the sulfurization rate from.
  • the length dimension of the sulfurization detector along the current direction also varies, and the surface area of the side end portion of the sulfurization detector substantially varies, so that the sulfurization detector exposed to the sulfurization gas If there is a variation in the surface surface, the sulfurization rate from the side end surface of the sulfurization detector will vary from individual to individual, and the relationship between the resistance value and the degree of sulfurization cannot be uniquely determined.
  • the present invention has been made in view of the actual situation of such a prior art, and an object of the present invention is to provide a sulfurization detection sensor capable of accurately detecting the degree of sulfurization.
  • the sulfurization detection sensor of the present invention is formed between a rectangular-shaped insulating substrate, a pair of electrodes formed at both ends of the main surface of the insulating substrate, and the pair of electrodes.
  • a sulfide detection conductor and a protective film covering a part of the sulfide detection conductor are provided, and the sulfide detection conductor has a sulfide detection portion exposed from the protective film, and the direction between the electrodes of the pair of electrodes is in the X direction.
  • the direction orthogonal to the X direction is the Y direction, a specific region in which a current is less likely to flow is formed at both ends of the sulfurization detection portion in the Y direction as compared with other portions.
  • the sulfurization detection conductor has wide portions formed at both ends in the Y direction wider than the connection width with the electrode, and both ends of the wide portion in the X direction are covered with a protective film. If so, a specific region can be easily formed depending on the printed shape of the sulfurization detection conductor.
  • a resistor is interposed between the sulfide detection conductor and at least one electrode, and the resistor is connected to the central portion of the sulfide detection conductor in the Y direction. If both ends of the sulfide detection conductor in the X direction and the entire resistor are covered with a protective film, a specific region can be defined by the resistor and the degree of sulfide can be detected as a resistor. be able to.
  • FIG. 1 is a plan view of the sulfurization detection sensor 10 according to the first embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a cross section taken along the line II-II of FIG. It is a figure.
  • the sulfurization detection sensor 10 has a rectangular body-shaped insulating substrate 1 and a pair of surface electrodes 2 provided at both ends of the surface of the insulating substrate 1 in the longitudinal direction.
  • a sulfide detection conductor 3 connected to the surface electrode 2, a pair of protective films 4 covering a part of the sulfide detection conductor 3 and the surface electrode 2, and a pair provided at both ends of the back surface of the insulating substrate 1 in the longitudinal direction.
  • the back electrode 5 is mainly composed of a pair of end face electrodes 6 provided at both ends in the longitudinal direction of the insulating substrate 1, and an external electrode 7 provided on the surface of the end face electrode 6.
  • the insulating substrate 1 is obtained by dividing a large-format substrate, which will be described later, along vertical and horizontal dividing grooves and taking a large number of them, and the main component of the large-format substrate is a ceramic substrate containing alumina as a main component.
  • the pair of front electrodes 2 are made by screen-printing an Ag-based paste containing silver as a main component, drying and firing, and these two front electrodes 2 are long lengths of the insulating substrate 1 so as to face each other with a predetermined interval. It is formed at both ends in the direction.
  • the pair of back electrodes 5 are also screen-printed with an Ag-based paste containing silver as a main component, dried and fired, and these back electrodes 5 are formed at positions corresponding to the front electrodes 2 on the surface side of the insulating substrate 1. ing.
  • the direction between the electrodes of the pair of surface electrodes 2 (horizontal direction in FIG. 1) is the X direction
  • the direction orthogonal to the X direction (vertical direction in FIG. 1) is the Y direction.
  • the sulfurization detection conductor 3 is obtained by screen-printing an Ag-based paste containing silver as a main component, drying and firing. As described above, both ends of the sulfurization detection conductor 3 are connected to a pair of surface electrodes 2. There is. Both ends of the sulfurization detection conductor 3 are covered with a protective film 4, and the sulfurization detection conductor 3 exposed from the protective film 4 is a sulfurization detection unit 3A capable of detecting sulfurized gas.
  • the sulfurization detection conductor 3 has a connecting portion 3a formed at both ends in the X direction so as to overlap the surface electrode 2 and a wide portion formed at both ends in the Y direction so as to be wider than the connecting portion 3a. It has a portion 3b, and has a cross-shaped (yako-shaped) shape in which a wide portion 3b protrudes outward from both opposite long sides of a rectangle having a connecting portion 3a as a short side.
  • the pair of protective films 4 are made of an insulating material that is impermeable to sulfurized gas such as epoxy resin, and the entire connecting portion 3a of the sulfurization detection conductor 3 and both ends of the wide portion 3b in the X direction are covered with the pair of protective films 4. ing.
  • the pair of end face electrodes 6 are obtained by sputtering Ni / Cr on the end faces of the insulating substrate 1, and these end face electrodes 6 are formed so as to conduct electricity between the corresponding front electrode 2 and the back electrode 5.
  • the pair of external electrodes 7 has a two-layer structure consisting of a barrier layer and an external connection layer, of which the barrier layer is a Ni plating layer formed by electrolytic plating and the external connection layer is a Sn plating layer formed by electrolytic plating. ..
  • the surfaces of the front electrode 2, the end face electrode 6, and the back electrode 5 are covered with these external electrodes 7.
  • FIGS. 3 (a) to 3 (f) are plan views of the large-format substrate used in this manufacturing process as seen on the surface, and FIGS. 4 (a) to 4 (f) are the lengths of FIGS. 3 (a) to 3 (f). Cross-sectional views corresponding to one chip along the central portion of the direction are shown.
  • the large-format substrate is provided with a primary dividing groove and a secondary dividing groove in a grid pattern in advance, and each of the squares divided by both dividing grooves serves as a chip area for one piece.
  • the large-format substrate 11A corresponding to one chip region is represented in FIGS. 3 and 4, each step described below with respect to the large-format substrate corresponding to a large number of chip regions is actually shown. Is done all at once.
  • the paste is dried and fired to be predetermined on the back surface of the large-format substrate 11A as shown in FIGS. 3 (a) and 4 (a).
  • a pair of back electrodes 5 facing each other at intervals are formed.
  • an Ag-based paste is screen-printed on the surface of the large-format substrate 11A, and then dried and fired to dry and bake the paste, as shown in FIGS. 3 (b) and 4 (b).
  • a pair of front electrodes 2 facing each other are formed on the surface of the large-format substrate 11A at predetermined intervals.
  • a sulfurization detection conductor 3 is formed between the surface electrodes 2 of the above.
  • the sulfurization detection conductor 3 includes a rectangular region S1 having a connecting portion 3a overlapping the front electrodes 2 as a short side, and an elongated region S2 protruding outward from both opposite long sides of the region S1. It is formed in a shape combining the above, and has wide portions 3b formed at both ends in the Y direction, which are wider than the connection width with the surface electrode 2.
  • the current density in the sulfurization detection conductor 3 connected to the pair of surface electrodes 2 is distributed in the region S1 which overlaps and connects to the surface electrodes 2, and the region S2 protruding outward from the region S1 is This is a specific area where almost no current flows.
  • the epoxy resin paste is screen-printed from above the sulfide detection conductor 3 and heat-cured to cure the epoxy resin paste at both ends of the wide portion 3b in the X direction, as shown in FIGS. 3 (d) and 4 (d). And a pair of protective films 4 that cover the entire connection portion 3a are formed.
  • the soluble masking liquid is screen-printed and dried to form a masking layer (not shown) covering the sulfurization detection portion 3A of the sulfurization detection conductor 3.
  • the large-format substrate 11A is first divided into strip-shaped substrates 11B along the primary dividing groove, and then Ni / Cr is sputtered on the divided surfaces of the strip-shaped substrate 11B to show FIGS. 3 (e) and 4 (e). As shown in e), end face electrodes 6 for connecting the front electrode 2 and the back electrode 5 are formed at both ends of the strip-shaped substrate 11B.
  • the strip-shaped substrate 11B is secondarily divided into a plurality of chip-shaped substrates 11C along the secondary dividing groove, and then the chip-shaped substrates 11C are electrolytically plated to form a Ni—Sn plating layer.
  • an external electrode 7 that covers the surfaces of the end face electrode 6 and the back electrode 5 is formed.
  • the above-mentioned masking layer is removed using a solvent to expose the sulfurization detection portion 3A of the sulfurization detection conductor 3 covered with the masking layer, whereby the sulfurization detection sensor 10 shown in FIGS. Complete.
  • the sulfurization detection sensor 10 configured in this way is used by exposing the circuit board to an atmosphere containing sulfur gas after mounting it on a circuit board (not shown) together with other electronic components. Then, as the volume of Ag constituting the sulfurization detection unit 3A decreases with the passage of time, the resistance value between the pair of surface electrodes 2 increases, and finally the sulfurization detection unit 3A is disconnected. .. At that time, the sulfide detection unit 3A in contact with the sulfide gas is not only sulfided from the entire surface facing the insulating substrate 1 in the film thickness direction (direction orthogonal to the paper surface of FIG. 1), but also the side end surfaces of both wide portions 3b. By being sulfided in the inward direction (vertical direction in FIG. 1), the cross-sectional area along the Y direction becomes smaller and the resistance value increases.
  • wide portions 3b are formed at both ends of the sulfurization detection conductor 3 in the Y direction, and these wide portions 3b are specific regions (region S2) through which almost no current flows, so that the wide portions 3b Sulfation from the side end face of the has little effect on the change in resistance value. Therefore, it is not necessary to consider the individual difference in the sulfurization rate from the side end surface of the sulfurization detection conductor 3 due to the printing sagging of the wide portion 3b, and based on the resistance value due to the change in the film thickness of the region S1 of the sulfurization detection unit 3A. , The degree of sulfurization can be detected with high accuracy.
  • a specific region S2 in which current does not easily flow is formed at both ends of the sulfurization detection unit 3A exposed from the pair of protective films 4 in the width direction (Y direction). Since this specific region S2 is a portion that is unlikely to affect the change in the resistance value of the sulfurization detection conductor 3, it is not necessary to consider the variation in the sulfurization state from the side end surface in the sulfurization detection unit 3A, and the sulfurization detection unit 3A. The degree of sulfurization can be detected with high accuracy based on the resistance value due to the change in the film thickness of the region S1 in 3A.
  • the overall shape of the sulfide detection conductor 3 is a cross shape in which the wide portions 3b are projected outward from both long sides of a rectangle having the connecting portion 3a overlapping the surface electrode 2 as the short side, and a pair. Since the protective film 4 is configured to cover the entire connecting portion 3a of the sulfide detection conductor 3 and both ends of the wide portion 3b in the X direction, the specific region S2 is easily formed based on the printed shape of the sulfide detection conductor 3. be able to.
  • FIG. 5 is a plan view of the sulfurization detection sensor 20 according to the second embodiment of the present invention, and the parts corresponding to FIG. 1 are designated by the same reference numerals.
  • one end of the sulfurization detection conductor 3 in the X direction is connected to one of the surface electrodes 2 via the connection portion 3a, but sulfurization detection is performed.
  • the other end of the conductor 3 in the X direction is connected to the other surface electrode 2 via the resistor 8.
  • the connection portion 3a and the resistor 8 overlap with one surface electrode 2 with the same connection width, and the sulfurization detection conductor 3 has a wide portion 3b from both long sides of a rectangle having the connection portion 3a as a short side. Has a laterally convex shape that protrudes outward.
  • connection portion 3a and the resistor 8 and both ends of the wide portion 3b in the X direction are covered with a pair of protective films 4, and the sulfurization detection conductor 3 in the portion exposed from these protective films 4 is the sulfurization detection portion 3A. It has become.
  • the resistor 8 is formed with a trimming groove for adjusting the resistance value, and the other configurations are basically the same as those of the sulfurization detection sensor 10 according to the first embodiment. ..
  • the sulfurization detection portions 3A exposed from the pair of protective films 4 are located at both ends in the width direction (Y direction). Since the wide portion 3b (specific region) in which the current does not easily flow is formed, it is not necessary to consider the variation in the sulfurization state from the side end surface in the sulfurization detection portion 3A, and the sulfurization detection portion 3A sandwiched between the wide portions 3b. The degree of sulfurization can be detected with high accuracy based on the resistance value due to the change in film thickness. Further, by connecting the resistor 8 in series to the sulfurization detection conductor 3, the specific region as described above can be defined, and the resistor can be used as a resistor capable of detecting the degree of sulfurization.
  • FIG. 6 is a plan view of the sulfurization detection sensor 30 according to the third embodiment of the present invention, and the parts corresponding to FIG. 5 are designated by the same reference numerals.
  • the difference between the sulfurization detection sensor 30 according to the third embodiment shown in FIG. 6 and the second embodiment is that the sulfurization detection conductor 3 is formed in a rectangular shape having no connection with the surface electrode 2. And, both ends of the sulfurization detection conductor 3 in the X direction are connected to the corresponding surface electrodes 2 via the resistors 8, and the other configurations are basically the same.
  • the sulfide detection conductor 3 has a rectangular shape in which a wide portion 3b projects outward from both long sides of a rectangle having a connecting portion with the resistor 8 as a short side, and the wide portion 3b. Both ends in the X direction and the entire of both resistors 8 are covered with a protective film 4.
  • the wide portion 3b (which makes it difficult for current to flow at both ends in the width direction (Y direction) of the sulfurization detection portion 3A exposed from the pair of protective films 4 ( Since the specific region) is formed, it is not necessary to consider the variation in the sulfurization state from the side end surface of the sulfurization detection unit 3A, and the resistance value due to the change in the film thickness of the sulfurization detection unit 3A sandwiched between the wide portions 3b Based on this, the degree of sulfurization can be detected with high accuracy. Further, by connecting the two resistors 8 in series via the sulfurization detection conductor 3, the specific region as described above can be defined, and the degree of sulfurization can be detected as a resistor. Furthermore, it can be a sulfurization detection sensor that is symmetrical and has no directionality.

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Abstract

硫化の度合いを正確に検出することができる硫化検出センサを提供する。　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一対の表電極２と、これら表電極２に接続する硫化検出導体３と、硫化検出導体３と表電極２の一部を覆う一対の保護膜４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５と、絶縁基板１の長手方向両端部に設けられた一対の端面電極６と、端面電極６の表面に設けられた外部電極７とを備えており、硫化検出導体３は一対の保護膜４から露出する硫化検出部３Ａを有し、一対の表電極２の電極間方向をＸ方向、このＸ方向と直交する方向をＹ方向としたとき、硫化検出部３ＡのＹ方向の両端部に電流の流れにくい特定領域３ｂが形成されている。

Description

硫化検出センサ
　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、銀は硫化ガスに曝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曝された場合や高濃度の硫化ガスに曝された場合は、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回路基板上に実装した後、該回路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を構成する銀の体積が減少していく。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。
特開２００９－２５０６１１号公報
　ところで、特許文献１に記載された硫化検出センサのように、硫化検出体が絶縁基板の主面に矩形状（長方形）に形成されている場合、硫化ガスに接触する硫化検出体は、絶縁基板の主面に対向する表面側から膜厚方向に向かって硫化されるだけでなく、電流方向と直交する方向の両側端面からも硫化される。しかし、Ａｇ系ペースト等を印刷して形成される硫化検出体の側端部は、印刷ダレ等の影響により硫化検出体の幅寸法（電流方向と直交する方向の長さ）や表面積にバラツキが発生し易く、硫化検出体の側端面からの硫化速度に個体差があるため、硫化検出センサの抵抗値に基づいて硫化の度合いを正確に検出することが困難となる。
　すなわち、硫化検出センサの抵抗値変化は硫化検出体の体積の変化に依存し、当該体積変化は硫化検出体の電流方向の長さと、電流方向と直交する方向に沿った断面積の変化に依存し、当該断面積は硫化検出体の膜厚と幅寸法（電流方向と直交する方向の長さ）の積であるため、硫化検出体に幅寸法のバラツキが発生すると、硫化検出体の側端面からの硫化速度に個体差が発生してしまう。また、電流方向に沿った硫化検出体の長さ寸法にもバラツキが発生し、実質的に硫化検出体の側端部の表面積にバラツキが発生するため、硫化ガスに曝される硫化検出体の表面積にバラツキがあると、硫化検出体の側端面からの硫化速度に個体差が発生してしまうことになり、抵抗値と硫化の度合いとの関係を一義的に決めることができなくなる。
　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に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る。
　上記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、前記絶縁基板の主面における両端部に形成された一対の電極と、前記一対の電極間に形成された硫化検出導体と、前記硫化検出導体の一部を覆う保護膜と、を備え、前記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、前記一対の電極の電極間方向をＸ方向、このＸ方向と直交する方向をＹ方向としたとき、前記硫化検出部のＹ方向の両端部に、他の部分に比べて電流の流れにくい特定領域が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では、硫化検出部のＹ方向（電流方向と直交する方向）の両端部に電流の流れにくい特定領域が形成されており、この特定領域は抵抗値変化に影響を及ぼし難い部位であるため、硫化検出部の側端面からの硫化状態にバラツキがあったとしても、両特定領域で挟まれた硫化検出部の膜厚変化による抵抗値に基づいて、硫化の度合いを正確に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、硫化検出導体は、Ｙ方向の両端部に電極との接続幅よりも広く形成された幅広部を有し、該幅広部のＸ方向の両端部が保護膜によって覆われていると、硫化検出導体の印刷形状によって特定領域を容易に形成することができる。
　また、上記構成の硫化検出センサにおいて、硫化検出導体と少なくとも一方の電極との間に抵抗体が介設されていると共に、該抵抗体は硫化検出導体のＹ方向の中央部分に接続されており、硫化検出導体のＸ方向の両端部と抵抗体の全部が保護膜によって覆われていると、抵抗体によって特定領域を規定することができると共に、硫化の度合いを検出可能な抵抗器として使用することができる。
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。
　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１０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一対の表電極２と、これら表電極２に接続する硫化検出導体３と、硫化検出導体３と表電極２の一部を覆う一対の保護膜４と、絶縁基板１の裏面の長手方向両端部に設けられた一対の裏電極５と、絶縁基板１の長手方向両端部に設けられた一対の端面電極６と、端面電極６の表面に設けられた外部電極７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。
　一対の表電極２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、これら両表電極２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５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５は絶縁基板１の表面側の表電極２と対応する位置に形成されている。なお、以下の説明において、一対の表電極２の電極間方向（図１の左右方向）をＸ方向、このＸ方向と直交する方向（図１の上下方向）をＹ方向とする。
　硫化検出導体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、前述したように、硫化検出導体３の両端部は一対の表電極２に接続されている。硫化検出導体３の両端部は保護膜４によって覆われており、保護膜４から露出する部分の硫化検出導体３が硫化ガスを検出可能な硫化検出部３Ａとなっている。ここで、硫化検出導体３は、表電極２に重なるようにＸ方向の両端部に形成された接続部３ａと、接続部３ａよりも幅広となるようにＹ方向の両端部に形成された幅広部３ｂとを有しており、接続部３ａを短辺とする長方形の相対向する両長辺から幅広部３ｂが外側に向けて突出する十字型（やっこ型）形状となっている。
　一対の保護膜４は、エポキシ樹脂等の硫化ガス非透過性の絶縁材料からなり、硫化検出導体３の接続部３ａ全体と幅広部３ｂのＸ方向の両端部は一対の保護膜４によって覆われている。
　一対の端面電極６は、絶縁基板１の端面にＮｉ／Ｃｒをスパッタしたものであり、これら端面電極６は対応する表電極２と裏電極５間を導通するように形成されている。
　一対の外部電極７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７により、表電極２と端面電極６および裏電極５の表面が被覆されている。
　次に、第１実施形態例に係る硫化検出センサ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）～（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）の長手方向中央部に沿った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と図４には１個分のチップ領域に相当する大判基板１１Ａ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、この大判基板１１Ａの裏面にＡｇ系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３（ａ）と図４（ａ）に示すように、大判基板１１Ａの裏面に所定間隔を存して対向する一対の裏電極５を形成する。また、これと同時あるいは前後して、大判基板１１Ａの表面にＡｇ系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３（ｂ）と図４（ｂ）に示すように、大判基板１１Ａの表面に所定間隔を存して対向する一対の表電極２を形成する。
　次に、大判基板１１Ａ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・焼成することにより、図３（ｃ）と図４（ｃ）に示すように、一対の表電極２の間に硫化検出導体３を形成する。この硫化検出導体３は、両表電極２に重なる接続部３ａを短辺とする長方形の領域Ｓ１と、この領域Ｓ１の相対向する両長辺から外側に向けて突出する細長形状の領域Ｓ２とを組み合わせた形状に形成されており、Ｙ方向の両端部に表電極２との接続幅よりも広く形成された幅広部３ｂを有している。ここで、一対の表電極２に接続された硫化検出導体３内の電流密度を考えると、表電極２に重なって接続する領域Ｓ１に電流が分布し、領域Ｓ１から外側に突出する領域Ｓ２は電流がほとんど流れない特定領域となる。
　次に、硫化検出導体３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することにより、図３（ｄ）と図４（ｄ）に示すように、幅広部３ｂのＸ方向の両端部と接続部３ａの全体を覆う一対の保護膜４を形成する。これにより、硫化検出導体３の領域Ｓ１と領域Ｓ２のうち、一対の保護膜４間に挟まれて露出する矩形状の部分が硫化検出部３Ａとなる。しかる後、可溶性のマスキング液をスクリーン印刷して乾燥することにより、硫化検出導体３の硫化検出部３Ａを覆うマスキング層（図示せず）を形成する。
　次に、大判基板１１Ａを一次分割溝に沿って短冊状基板１１Ｂに１次分割した後、短冊状基板１１Ｂの分割面にＮｉ／Ｃｒをスパッタすることにより、図３（ｅ）と図４（ｅ）に示すように、短冊状基板１１Ｂの両端部に表電極２と裏電極５間を接続する端面電極６を形成する。
　次に、短冊状基板１１Ｂを二次分割溝に沿って複数のチップ状基板１１Ｃに２次分割した後、これらチップ状基板１１Ｃに対して電解メッキを施してＮｉ－Ｓｎメッキ層を形成することにより、図３（ｆ）と図４（ｆ）に示すように、端面電極６および裏電極５の表面を覆う外部電極７を形成する。最後に、溶剤を用いて前述したマスキング層を除去して、該マスキング層で覆われていた硫化検出導体３の硫化検出部３Ａを露出させることにより、図１，２に示す硫化検出センサ１０が完成する。
　このように構成された硫化検出センサ１０は、他の電子部品と共に図示せぬ回路基板上に実装された後、該回路基板を硫化ガスを含む雰囲気に曝すことで使用される。そして、時間経過に伴って硫化検出部３Ａを構成するＡｇの体積が減少していくと、一対の表電極２間の抵抗値が上昇していき、最終的には硫化検出部３Ａが断線する。その際、硫化ガスに接する硫化検出部３Ａは、絶縁基板１に対向する表面全体から膜厚方向（図１の紙面と直交する方向）に硫化されるだけでなく、両幅広部３ｂの側端面から内方に向かう方向（図１の上下方向）にも硫化されることにより、Ｙ方向に沿う断面積が小さくなって抵抗値が上昇していく。
　本実施形態例の場合、硫化検出導体３のＹ方向の両端部に幅広部３ｂが形成されており、これら幅広部３ｂは電流がほとんど流れない特定領域（領域Ｓ２）であるため、幅広部３ｂの側端面からの硫化は抵抗値変化にほとんど影響を及ぼさない。したがって、幅広部３ｂの印刷ダレ等に起因する硫化検出導体３の側端面からの硫化速度の個体差を考慮する必要がなくなり、硫化検出部３Ａの領域Ｓ１の膜厚変化による抵抗値に基づいて、硫化の度合いを高精度に検出することができる。
　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では、一対の保護膜４から露出する硫化検出部３Ａの幅方向（Ｙ方向）両端部に電流の流れにくい特定領域Ｓ２が形成されており、この特定領域Ｓ２は硫化検出導体３の抵抗値変化に影響を及ぼし難い部位であるため、硫化検出部３Ａにおける側端面からの硫化状態のバラツキを考慮する必要がなくなり、硫化検出部３Ａにおける領域Ｓ１の膜厚変化による抵抗値に基づいて、硫化の度合いを高精度に検出することができる。
　また、硫化検出導体３の全体形状を、表電極２に重なる接続部３ａを短辺とする長方形の両長辺から幅広部３ｂをそれぞれ外側に向けて突出させた十字型形状となすと共に、一対の保護膜４によって硫化検出導体３の接続部３ａ全体と幅広部３ｂのＸ方向の両端部を覆うように構成したので、硫化検出導体３の印刷形状に基づいて特定領域Ｓ２を容易に形成することができる。
　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５に示すように、第２実施形態例に係る硫化検出センサ２０では、硫化検出導体３のＸ方向一端部は接続部３ａを介して一方の表電極２に接続されているが、硫化検出導体３のＸ方向他端部は抵抗体８を介して他方の表電極２に接続されている。一方の表電極２に対して接続部３ａと抵抗体８は同じ接続幅で重なっており、硫化検出導体３は、接続部３ａを短辺とする長方形の相対向する両長辺から幅広部３ｂが外側に向けて突出する横向きの凸形状となっている。また、接続部３ａと抵抗体８の全体および幅広部３ｂのＸ方向両端部が一対の保護膜４によって覆われており、これら保護膜４から露出する部分の硫化検出導体３が硫化検出部３Ａとなっている。なお、図示省略されているが、抵抗体８には抵抗値調整用のトリミング溝が形成されており、それ以外の構成は第１実施形態例に係る硫化検出センサ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センサ２０では、第１実施形態例と同様に、一対の保護膜４から露出する硫化検出部３Ａの幅方向（Ｙ方向）両端部に電流の流れにくい幅広部３ｂ（特定領域）が形成されているため、硫化検出部３Ａにおける側端面からの硫化状態のバラツキを考慮する必要がなくなり、両幅広部３ｂで挟まれた硫化検出部３Ａの膜厚変化による抵抗値に基づいて、硫化の度合いを高精度に検出することができる。また、硫化検出導体３に抵抗体８を直列に接続することにより、上記したような特定領域を規定することができると共に、硫化の度合いを検出可能な抵抗器として使用することができる。
　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５に対応する部分には同一符号を付してある。
　図６に示す第３実施形態例に係る硫化検出センサ３０が第２実施形態例と相違する点は、硫化検出導体３が表電極２との接続部を持たない矩形状に形成されていることと、この硫化検出導体３のＸ方向両端部がそれぞれ抵抗体８を介して対応する表電極２に接続されていることにあり、それ以外の構成は基本的に同じである。なお、硫化検出導体３は、抵抗体８との接続部を短辺とする長方形の相対向する両長辺から幅広部３ｂが外側に向けて突出する矩形状となっており、この幅広部３ｂのＸ方向両端部と両抵抗体８の全体がそれぞれ保護膜４によって覆われている。
　このように構成された第３実施形態例に係る硫化検出センサ３０においても、一対の保護膜４から露出する硫化検出部３Ａの幅方向（Ｙ方向）両端部に電流の流れにくい幅広部３ｂ（特定領域）が形成されているため、硫化検出部３Ａにおける側端面からの硫化状態のバラツキを考慮する必要がなくなり、両幅広部３ｂで挟まれた硫化検出部３Ａの膜厚変化による抵抗値に基づいて、硫化の度合いを高精度に検出することができる。また、硫化検出導体３を介して２つの抵抗体８を直列に接続することにより、上記したような特定領域を規定することができると共に、硫化の度合いを検出可能な抵抗器として使用することができ、さらに、左右対称で方向性のない硫化検出センサとすることができる。
　１　絶縁基板
　２　表電極（電極）
　３　硫化検出導体
　３Ａ　硫化検出部
　３ａ　接続部
　３ｂ　幅広部（特定領域）
　４　保護膜
　５　裏電極
　６　端面電極
　７　外部電極
　８　抵抗体
　１０，２０，３０　硫化検出センサ

Claims (3)

  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電極と、前記一対の電極間に形成された硫化検出導体と、前記硫化検出導体の一部を覆う保護膜と、を備え、
    　前記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、
    　前記一対の電極の電極間方向をＸ方向、このＸ方向と直交する方向をＹ方向としたとき、前記硫化検出部のＹ方向の両端部に、他の部分に比べて電流の流れにくい特定領域が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、
    　前記硫化検出導体は、Ｙ方向の両端部に前記電極との接続幅よりも広く形成された幅広部を有し、該幅広部のＸ方向の両端部が前記保護膜によって覆われてい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、
    　前記硫化検出導体と少なくとも一方の前記電極との間に抵抗体が介設されていると共に、該抵抗体は前記硫化検出導体のＹ方向の中央部分に接続されており、
    　前記硫化検出導体のＸ方向の両端部と前記抵抗体の全部が前記保護膜によって覆われていることを特徴とする硫化検出センサ。
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