JPH04273402A - 樹脂封止形サーミスタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、主に−５０℃〜＋１
２５℃における温度測定または温度補償に使用される樹
脂封止形サーミスタの製造方法に関し、さらに詳細には
、サーミスタ素子へ入出力部を装着する工程、サーミス
タ素子を保護部材により被覆保護する工程並びに各種規
格に則った特性検査工程に類する一連の工程の自動化を
可能ならしめるとともに、該一連の工程を経ることによ
り単位時間当たりの製造数を向上して大量生産に対応す
ることのできる樹脂封止形サーミスタの製造方法に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、サーミスタ素子は、小形、簡易
構造及び設計の自由度が大きい等の理由より、暖房器、
エアコン、冷蔵庫、給湯器及び電気毛布等の家電用製品
または自動車、船舶、農業機械、制御機器及び工業計測
等の産業用製品に幅広く応用されている。

【０００３】該サーミスタ素子は、マンガン、ニッケル
またはコバルト等の金属酸化物を混合焼結して固体状に
加工したもの、或いは薄膜形成技術により基板面に金属
酸化物膜、シリコン膜、ゲルマニウム膜または炭化シリ
コン膜等を形成したもの等がある。

【０００４】また、使用される温度領域においては、−
５０℃〜＋１２５℃範囲に該当する常温サーミスタ素子
と、＋１００℃〜３００℃範囲に該当する高温サーミス
タとに大別される。

【０００５】上記サーミスタ素子は、測温部であるサー
ミスタ素体に電気的入出力部を付与し、さらに保護部材
である樹脂等により被覆保護されることにより構成され
ている。

【０００６】このように樹脂封止されたサーミスタ素子
は、図９及び図１０に示す構造を有しており、該図を参
照することにより樹脂封止形サーミスタの製造方法を説
明する。

【０００７】各種金属酸化物を混合焼結して略四角板状
に成型することによりサーミスタ素体１０が形成されて
おり、該サーミスタ素体１０は温度変化にともない素体
自身の保有する固体抵抗値が変化するという温度依存性
を有している（例えば白金測温抵抗体と比較すると、単
位温度変化当たり略１０倍の抵抗変化率を有している）
。

【０００８】該サーミスタ素体１０の上面及び下面には
それぞれ導電性の良好なる銀等の第１電極１１及び第２
電極１２を、例えば物理的蒸着または焼結により被膜形
成する。

【０００９】一方、電気伝導性の良好なる銅等を芯線と
して塩化ビニール等の絶縁性並びに耐湿性を有する絶縁
体に被覆されることにより第１被覆電線１５及び第２被
覆電線１６が形成されている。

【００１０】該第１被覆電線１５及び第２被覆電線１６
の各々の左端側の被覆部をそれぞれ剥離して、第１剥離
線部１７及び第２剥離線部１８として銅線部を露出する
。

【００１１】該第１剥離線部１７及び第２剥離線部１８
を、前記サーミスタ素体１０に形成された第１電極１１
及び第２電極１２にそれぞれ半田固定して、第１半田付
部１３及び第２半田付部１４を形成する。

【００１２】このことにより、前記サーミスタ素体１０
の温度依存による抵抗値変化が、該第１被覆電線１５及
び第２被覆電線１６に電流を通電することにより電圧値
変化として検出することが可能になる。

【００１３】さらに、該サーミスタ素体１０及び各半田
付部等を湿度または機械的振動等の外部環境から保護す
るために、当該部にエポキシ樹脂またはシリコン樹脂等
の保護樹脂部材１９を被覆する。

【００１４】しかる後、前記第１被覆電線１５及び第２
被覆電線１６を介して、サーミスタ素体１０等の温度−
抵抗特性等を検査し適合品を選出する。

【００１５】上記のようにして樹脂封止形サーミスタ２
０が製造されている。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の樹脂封止形サーミスタの製造方法によれば、測温体
であるサーミスタ素体の各面に形成された各電極に、被
覆電線の絶縁被覆を剥離した剥離線部を半田付等により
接着することにより電気的に接続しているが、該被覆電
線が柔軟性を有していることより該被覆電線の被覆剥離
から半田付等の一連の取付工程は人力による手作業に依
存するところが大であり、該工程を自動化することは非
常に困難であるという問題点があった。

【００１７】また、前記サーミスタ素体の各電極に被覆
電線の剥離線部を半田付した後に、該サーミスタ素体等
を保護樹脂部材により被覆保護する工程並びに各種の検
査を行う工程においても取扱性に劣るため、工程の規格
均一化を図り自動化することが困難であり、人力による
手作業に依存せざるを得ないという問題点があった。

【００１８】さらに、前記樹脂封止形サーミスタを製造
する工程は、該工程全般を通じて単体を製造するプロセ
スであり、単一過程が単一工程に対応するという構成に
なっており、従って単位時間当たりの製造数に限界があ
り大量生産に不向きであるという問題点があった。

【００１９】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
であり、サーミスタ素子へ入出力部を装着する工程、サ
ーミスタ素子を保護部材により被覆保護する工程並びに
各種規格に則った特性検査工程に類する一連の工程の自
動化を可能ならしめるとともに、該一連の工程を経るこ
とにより単位時間当たりの製造数を向上して大量生産に
対応することのできる樹脂封止形サーミスタの製造方法
を提供するものである。

【００２０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この発明は、素子搭載基板にサーミスタ素子が搭載
される導体パターンを複数形成し、該導体パターンにサ
ーミスタ素子を実装し、さらに、該サーミスタ素子を保
護部材にて被覆し、しかる後、前記導体パターンに相応
して素子搭載基板を切断することにより、上記目的を達
成するものである。

【００２１】

【作用】本発明においては、サーミスタ素子が搭載され
る導体パターンを、所定の規則性を有して素子搭載基板
の基板面へ同時に複数形成し、該導体パターンの各々に
サーミスタ素子を順次搭載するとともに半田付等により
実装して、該サーミスタ素子と導体パターンとの電気的
接続を行っているため、柔軟性を有する被覆電線等を所
定の電極に半田固定する等の煩雑な作業工程を排除でき
るとともに当該工程を自動化することができる。

【００２２】また、前記素子搭載基板の複数の導体パタ
ーンに実装されたサーミスタ素子を、該素子搭載基板の
規則性を有する導体パターンに応じて保護部材により順
次被覆しているため、当該工程を自動化することができ
るとともに複数同時に被覆保護することも可能となる。

【００２３】また、前記素子搭載基板に複数実装された
各サーミスタ素子に各種規格に則った特性検査を行う工
程においても、該素子基板に形成された導体パターンが
規則性を有しているため、当該工程の自動化が可能であ
るとともに、該検査を整然と行うことができる。

【００２４】さらに、前記複数の導体パターンに実装さ
れるとともに保護部材により被覆されたサーミスタ素子
を、該導体パターンに相応して切断し個々体に分割して
いるため、単一の素子搭載基板より複数の樹脂封止形サ
ーミスタを製造することが可能となる。

【００２５】

【実施例】本発明の実施例を、図面に基いて詳細に説明
する。

【００２６】図１は本発明に係わる樹脂封止形サーミス
タの製造方法の実施例を示すフローチャート、図２は同
実施例における導体パターン形成工程により素子搭載基
板に形成された複数の導体パターンを示す一部平面図、
図３は同実施例におけるサーミスタ素子搭載工程の状態
を示す一部斜視図、図４は同実施例の素子搭載基板にお
ける複数の導体パターンに実装されたサーミスタ素子を
示す一部平面図、図５は同実施例における保護樹脂塗布
及び硬化工程の状態を示す一部斜視図、図６は同実施例
において製造された樹脂封止形サーミスタを示す一部を
透視した平面図、図７は同実施例において製造された樹
脂封止形サーミスタを示す一部を切欠いた側面図、図８
は本発明に係わる導体パターン形成工程により素子搭載
基板に形成された他の導体パターンを示す平面図である
。

【００２７】図１に示すように、樹脂封止形サーミスタ
の製造方法２０は、素子搭載基板にサーミスタ素子が搭
載される導体パターンを複数形成する導体パターン形成
工程２１と、該導体パターンの各素子搭載ランドに半田
クリームを塗布する半田クリーム塗布工程２２と、該素
子搭載ランドにサーミスタ素子を搭載するサーミスタ素
子搭載工程２３と、前記半田クリームによりサーミスタ
素子と素子搭載ランドを半田固定するとともに半田フラ
ックスを洗浄する半田リフロー・洗浄工程２４と、半田
固定されたサーミスタ素子部に保護樹脂を塗布するとと
もに該保護樹脂を硬化する保護樹脂塗布・硬化工程２５
と、前記導体パターンを介してサーミスタ素子の各種規
格に則って特性を検査する各種規格・特性検査工程２６
と、前記導体パターンに相応して素子搭載基板を複数に
切断する素子搭載基板切断工程２７と、を有している。

【００２８】前記樹脂封止形サーミスタの製造方法２０
における各工程を、図２から図７の相当する各図を参照
して詳述する。

【００２９】（導体パターン形成工程２１）例えばガラ
スエポキシ等を材質として板状に形成された基板素体の
板面に、銅等の薄箔を引張しつつ被着することにより素
子搭載基板３０が形成されている。

【００３０】該素子搭載基板３０における銅張箔面に、
例えばフォトエッチング法を適用して、図２に示すよう
に、規則性を有する導体パターン３１，３１´…を複数
形成する。

【００３１】ここで、該導体パターン３１，３１´…の
一つを観察すると、一対の細長導体の導体部３２，３２
´が形成されており、該導体部３２，３２´の各々の端
部には、幅広の素子搭載ランド３３，３３´と外部接続
ランド３４、３４´とが配設されている。

【００３２】（半田クリーム塗布工程２２）前記素子搭
載基板３０における導体パターン３１の素子搭載ランド
３３，３３´に、例えば転写式の半田マスクを使用する
ことにより、ペースト状の半田クリーム３５，３５´を
それぞれ塗着する。

【００３３】この際、該半田マスクに形成される印刷パ
ターンは、前記導体パターン３１，３１´…の素子搭載
ランド３３，３３´に対応したものであり、単一の塗着
工程にて各素子搭載ランド３３，３３´に半田クリーム
３５，３５´が塗着されるようになっている。

【００３４】（サーミスタ素子搭載工程２３）前記素子
搭載ランド３３，３３´に搭載されるサーミスタ素子４
４は、図３に示されるように、板状のアルミナ等のセラ
ミックス基板４０の側面並びに上下平面の一部にかけて
厚膜印刷焼成法等により、Ａｇ−Ｐｄ等の第１側面電極
４１及び第２側面電極４２を形成し、さらに上面に薄膜
形成技術等により金属酸化物膜、シリコン膜、ゲルマニ
ウム膜または炭化シリコン膜等を形成することにより薄
膜サーミスタ素体４３が形成されている。

【００３５】該サーミスタ素子４４を、規則性を有して
形成されるとともに、前記半田クリーム３５，３５´が
塗着された素子搭載ランド３３，３３´に、例えば自動
部品搭載装置等を使用して、図３の矢印の如く搭載する
。

【００３６】この際、前記素子搭載基板３０に形成され
た導体パターン３１，３１´…に対応してサーミスタ素
子４４，４４´…は順次搭載されるようになっている。

【００３７】（半田リフロー・洗浄工程２４）前記サー
ミスタ素子４４，４４´…が導体パターン３１，３１´
…における各素子搭載ランド３３，３３´に搭載された
素子搭載基板３０を、例えば中央に電気炉を有して、該
電気炉に連続的に通過する駆動ベルトが設けられたリフ
ロー炉に通過する。

【００３８】このことにより、前記素子搭載ランド３３
，３３´に塗着された半田クリーム３５，３５´が溶融
してサーミスタ素子４４の第１側面電極４１及び第２側
面電極４２と素子搭載ランド３３，３３´とが電気的に
接続される。

【００３９】該電気炉を通過すると、溶融された半田ク
リーム３５，３５´は凝固して、図３に示すようにサー
ミスタ素子４４´が固定半田３６，３６´に示す如く固
定さら、然るにサーミスタ素子４４´が素子搭載基板３
０の導体パターン３１´に実装されたこととなる。

【００４０】この際、単一の電気炉通過過程により、図
４に示すように各導体パターン３１，３１´…の素子搭
載ランド３３，３３´に搭載された複数のサーミスタ素
子４４，４４´…が半田固定されるようになっている。

【００４１】次に、前記半田クリーム３５，３５´が電
気リフロー炉を通過することによりサーミスタ素子４４
，４４´…が半田固定されると、該固定半田３６，３６
´部には、該半田付状態を良好とするために含有されて
いるフラックス（松ヤニ）等が表出されており、従って
該素子搭載基板３０を、例えば有機溶剤を保蓄する保蓄
皿に含浸し、該保蓄皿に超音波振動を印加することによ
り洗浄する。

【００４２】なお、該洗浄が終了した後は、必要に応じ
て有機溶剤を乾燥させることも行われる。

【００４３】（保護樹脂塗布・硬化工程２５）前記サー
ミスタ素子４４，４４´…の各実装部位を、図５に示す
ように、湿度並びに機械的振動等より保護するために、
保護樹脂部材５１，５１´…により被覆保護する。

【００４４】該保護樹脂部材５１，５１´…は、エポキ
シ樹脂或いはシリコン樹脂等が適用されており、一般に
熱可塑性で硬化材と混練することにより経時硬化型の樹
脂である。

【００４５】この際、該保護樹脂部材５１，５１´…に
より前記実装されたサーミスタ素子４４，４４´…は被
覆保護される必要があるが、前記導体パターン３１，３
１´…における導体部３２，３２´も図５に示すように
被覆保護されていてもよい。

【００４６】但し、外部との電気的接続に供する外部接
続ランド３４、３４´は、露出している必要がある。

【００４７】上記保護樹脂部材５１，５１´…をサーミ
スタ素子４４，４４´…に塗布する方法は、図４に示す
状態において、当該部位に前記保護樹脂部材５１，５１
´…を順次滴下するポッティング法と、前記素子搭載基
板３０の当該部位を保護樹脂部材５１，５１´…が保蓄
された樹脂漕に含浸させるディッピング法とがある。

【００４８】（各種規格・特性検査工程２６）前記素子
搭載基板３０において、サーミスタ素子４４，４４´…
がそれぞれ導体パターン３１，３１´…に実装され、さ
らに保護樹脂部材５１，５１´…により被覆保護された
状態にて、前記外部接続ランド３４、３４´に電子計測
器の測定端子等を当接し、通電することにより該サーミ
スタ素子４４，４４´…の各種規格に則った特性検査等
を順次行い、該規格等に適合しないものを選出する。

【００４９】（素子搭載基板切断工程２７）しかる後、
前記素子搭載基板３０を、該素子搭載基板３０に形成さ
れた導体パターン３１，３１´…に則って、図４等に示
す基板切断線５０，５０´…にて切断し、個々体の樹脂
封止形サーミスタ５５，５５´…に分割する。

【００５０】即ち、前記素子搭載基板３０より複数の樹
脂封止形サーミスタ５５，５５´…を形成している。

【００５１】上記の各工程により製造された個別の樹脂
封止形サーミスタ５５を、図６及び図７に示す。

【００５２】このような樹脂封止形サーミスタ５５は、
外部との電気的接続を行うための外部接続ランド３４、
３４´が前記素子搭載基板３０の端部に固定して設けら
れているため、該樹脂封止形サーミスタ５５を検温セン
サとするとともに素子搭載基板３０の端部を基板コネク
タとして活用し、該端部形状に合致した受容部並びに電
子制御による体温表示部を設けることにより、例えば医
療に関して個人毎に使用されるとともに衛生管理面より
使い捨てされる体温計に適用する等の用途を案出するこ
とができる。

【００５３】本実施例による樹脂封止形サーミスタの製
造方法２０は、導体パターン形成工程２１において規則
性を有する複数の導体パターン３１，３１´…を同一の
工程にて形成し、半田クリーム塗布工程２２において該
導体パターン３１，３１´…の素子搭載ランド３３，３
３´に半田クリーム３５，３５´を塗着し、サーミスタ
素子搭載工程２３において該導体パターン３１，３１´
…の各々にサーミスタ素子４４，４４´…を搭載し、さ
らに半田リフロー・洗浄工程２４において該サーミスタ
素子４４，４４´…の第１側面電極４１及び第２側面電
極４２を該素子搭載ランド３３，３３´にそれぞれ半田
付を行うとともに洗浄して電気的接続を行っているため
、従来の柔軟性を有する被覆電線等を所定の電極に半田
固定する等の煩雑な作業工程を排除でき、当該工程を自
動化することができる。

【００５４】また、前記素子搭載基板３０の導体パター
ン３１，３１´…に整然と実装されたサーミスタ素子４
４，４４´…を、保護樹脂塗布・硬化工程２５において
保護樹脂部材５１，５１´…により順次被覆するととも
に硬化しているため、当該工程の自動化が図れるととも
に複数同時に被覆保護することも可能となる。

【００５５】また、各種規格・特性検査工程２６におい
て各種規格に則った特性の検査を行う際、該素子搭載基
板３０に導体パターン３１，３１´…が所定の間隔を有
して整然と形成されているため、該導体パターン３１，
３１´…の外部接続ランド３４、３４´を介して行われ
る当該工程を自動化することが可能となる。

【００５６】さらに、導体パターン形成工程２１におい
て複数の導体パターン３１，３１´…を形成し、サーミ
スタ素子搭載工程２３において各導体パターン３１，３
１´…にサーミスタ素子４４，４４´…を搭載し、保護
樹脂塗布・硬化工程２５において該サーミスタ素子４４
，４４´…を保護樹脂部材５１，５１´…により被覆保
護し、さらに素子搭載基板切断工程２７において該導体
パターン３１，３１´…に相応して切断することにより
それぞれ個々体に分割しているため、前記一連の製造工
程を踏襲することにより複数の樹脂封止形サーミスタ５
５，５５´…を製造することができる。

【００５７】なお、本発明による導体パターン形成工程
２１において形成される導体パターンは、図８に示すよ
うに、サーミスタ素子４４の長手方向と細長の導体部６
２，６２´の長手方向とが平行となるように素子搭載基
板３０に実装される導体パターン６１並びに素子搭載ラ
ンド６３，６３´を構成した樹脂封止形サーミスタ６５
であってもよい。

【００５８】また、前記素子搭載基板３０に関しては、
材質をガラスエポキシとして説明したが、これに限るこ
とはなく、例えばベークライト、ＦＰＣまたはセラミッ
クス等を材質として適用してもよい。

【００５９】また、本実施例においてはサーミスタ素子
４４に薄膜製造工程による薄膜サーミスタ素体４３を適
用していたが、金属酸化物等を固体状に焼結したサーミ
スタ素体に電極を付設したものを、前記素子搭載ランド
３３，３３´に搭載するものであってもよい。

【００６０】さらに、前記保護樹脂塗布・硬化工程２５
において、殊に外部接続ランド３４、３４´にマスキン
グを施して、前記素子搭載基板３０全体に渡って保護樹
脂部材５１，５１´…を塗着し、しかる後、該マスクを
剥離する等の方法を考慮することもできる。

【００６１】また、前記素子搭載基板３０に形成される
導体パターン３１，３１´…は、一方の基板面に形成さ
れるに限らず、両面に導体パターン３１，３１´…が形
成されていてもよく、前記サーミスタ素子４４，４４´
…を両面に実装することもできる。

【００６２】さらに、本実施例においては、前記導体パ
ターン３１，３１´…の素子搭載ランド３３，３３´と
、サーミスタ素子４４，４４´…の第１側面電極４１及
び第２側面電極４２と、をそれぞれ半田クリーム３５，
３５´により電気的接続並びに固定を行っているが、こ
れに限ることはなく、例えば導電性の接着材を適用して
も構わない。

【００６３】

【発明の効果】本発明に係わる樹脂封止形サーミスタの
製造方法は、上記のように構成されているため、以下に
記載するような効果を有する。

【００６４】（１）素子搭載基板にサーミスタ素子が搭
載される導体パターンを複数形成し、該導体パターンに
サーミスタ素子を実装しているため、該実装工程が導体
パターンの規則性に依存して自動化することが可能とな
り、従来の手作業により柔軟性を有する被覆電線等を所
定の電極部位に半田固定する等の煩雑な工程を排除でき
、従って製造工程の簡素化を図ることができるという優
れた効果を有する。

【００６５】（２）前記素子搭載基板にサーミスタ素子
が所定の規則性を有して複数実装されている状態におい
て、該サーミスタ素子を保護部材にて被覆保護している
ため、該被覆保護工程の自動化が図れるとともに、複数
のサーミスタ素子を同時に被覆することが可能となると
いう優れた効果を有する。

【００６６】（３）前記素子搭載基板の導体パターンが
所定の間隔を有して整然と形成され、しかも該導体パタ
ーンに複数のサーミスタ素子がそれぞれ実装されている
ため、該サーミスタ素子の各種規格に則った特性検査を
行う該検査工程の併行化並びに自動化が可能となり、該
検査工程の簡素化並びに機械化による検査の信頼性の向
上が図れるという優れた効果を有する。

【００６７】（４）前記素子搭載基板に規則性を有して
形成された導体パターンに、複数のサーミスタ素子が実
装されるとともに保護部材により被覆された状態におい
て、前記導体パターンに相応して素子搭載基板を切断す
ることにより個々体に分割しているため、前記一連の製
造工程を踏襲することにより、同一工程において複数の
樹脂封止形サーミスタを製造することができ、単位時間
当たりの製造数の向上を図ることによる大量生産が可能
となり、従って大幅な生産コストの削減を達成すること
ができるという優れた効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】　　本発明に係わる樹脂封止形サーミスタの製
造方法の実施例を示すフローチャート

【図２】　　同実施例における導体パターン形成工程に
より素子搭載基板に形成された複数の導体パターンを示
す一部平面図

【図３】　　同実施例におけるサーミスタ素子搭載工程
の状態を示す一部斜視図

【図４】　　同実施例の素子搭載基板における複数の導
体パターンに実装されたサーミスタ素子を示す一部平面
図

【図５】　　同実施例における保護樹脂塗布及び硬化
工程の状態を示す一部斜視図

【図６】　　同実施例において製造された樹脂封止形サ
ーミスタを示す一部を透視した平面図

【図７】　　同実施例において製造された樹脂封止形サ
ーミスタを示す一部を切欠いた側面図

【図８】　　本発明に係わる導体パターン形成工程によ
り素子搭載基板に形成された他の導体パターンを示す平
面図

【図９】　　従来の樹脂封止形サーミスタの概観を示す
一部を透視した平面図

【図１０】従来の樹脂封止形サーミスタの概観を示す一
部を切欠いた側面図

【符号の説明】

２０　　　　樹脂封止形サーミスタの製造方法２１　　
　　導体パターン形成工程 ２２　　　　半田クリーム塗布工程 ２３　　　　サーミスタ素子搭載工程 ２４　　　　半田リフロー・洗浄工程 ２５　　　　保護樹脂塗布・硬化工程 ２６　　　　各種規格・特性検査工程 ２７　　　　素子搭載基板切断工程 ３０　　　　素子搭載基板 ３１　　　　導体パターン ３３　　　　素子搭載ランド ３４　　　　外部接続ランド ４４　　　　サーミスタ素子 ５０　　　　基板切断線 ５１　　　　保護樹脂部材 ５５　　　　樹脂封止形サーミスタ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　素子搭載基板にサーミスタ素子が搭載
   される導体パターンを複数形成し、該導体パターンにサ
   ーミスタ素子を実装し、さらに、該サーミスタ素子を保
   護部材にて被覆し、しかる後、前記導体パターンに相応
   して素子搭載基板を切断することにより樹脂封止形サー
   ミスタを製造する樹脂封止形サーミスタの製造方法。