JPH07211516A - チップ型サーミスタ及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 チップ体への加工が容易で、絶縁性無機物層
の形成が１回で済み、抵抗値を精密に調整して、機械的
強度の高いチップ型サーミスタを得る。 【構成】 チップ状サーミスタ素体１０の相対向する両
端面以外の素体端部表面に抵抗値調整用表面電極１１が
形成され、この素体全面が絶縁性無機物層１４で被覆さ
れる。無機物層を被覆した素体の両端部に外包電極１６
が形成され、外包電極表面にめっき層１８，１９が形成
される。外包電極が金属粉末と無機結合材を含む導電性
ペーストを表面電極１１より小さい面積で素体の両端部
を包込むように塗布して焼付けることにより形成され
る。無機物層の厚さが０．１〜１０μｍであって無機物
層が外包電極を形成する時の焼成温度より高い融点又は
軟化点を有し、かつ前記ペーストの下地部分の無機物層
の一部が外包電極の形成時に前記無機結合材に反応溶融
して外包電極に吸収され消滅するように構成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、プリント回路基板等に
表面実装され、その抵抗値が精密に調整されたチップ型
のＮＴＣサーミスタ及びその製造方法に関する。更に詳
しくはグリーンシートに印刷によって抵抗値調整用表面
電極を形成した後チップ状に切断することにより、その
抵抗値を精密に調整できるようにしたチップ型サーミス
タ及びその製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】本出願人は、この種のチップ型サーミス
タの製造方法として、先ずサーミスタ素体用焼結シート
の両面に銀ペースト又は銀／パラジウム合金ペーストを
帯状に印刷焼成して抵抗値調整用表面電極を形成し、こ
のシート両面にガラスペーストを印刷焼成してガラス層
を形成し、次いで焼結シートを表面電極の列方向と直交
する方向に短冊状に切断し、この切断面にガラスペース
トを印刷焼成してガラス層を形成し、続いて切断面と垂
直な方向にかつ表面電極の幅方向の中心線に沿ってこの
短冊状サーミスタ素体をチップ状に細かく切断し、この
チップ状サーミスタ素体の切断面を包むように素体両端
部に銀ペースト又は銀／パラジウム合金ペーストを塗布
焼成して焼付け電極を形成し、更にこの焼付け電極を下
地電極としてこの表面にめっき層を形成する方法を提案
した（特開平４−１２７４０１）。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記方法で
は、ガラス層を２回に分けて形成する必要がある上、サ
ーミスタ素体用の極めて硬質のセラミック焼結シートを
短冊状に切断した後、この短冊状物を更にチップ状に細
かく切断しなければならない。またこの短冊状からチッ
プ状に加工物の形状が変化することに伴って、加工物の
取扱いに多大の注意を払わなければならない。これらの
ことから、上記方法は製造工程が複雑化し、必然的に製
造コストが高価になる問題点があった。

【０００４】本発明の目的は、チップ体に容易に加工で
き、絶縁性無機物層を１回で形成でき、かつ抵抗値を精
密に調整できるチップ型サーミスタ及びその製造方法を
提供することにある。本発明の別の目的は、チップ状グ
リーン体を焼成してサーミスタ素体を作るため焼結密度
が高く機械的強度の高いチップ型サーミスタを製造でき
る方法を提供することにある。

【０００５】

【問題点を解決するための手段】図１及び図２に示すよ
うに、本発明のチップ型サーミスタ２０は、チップ状サ
ーミスタ素体１０と、このサーミスタ素体１０の相対向
する両端面以外の素体端部表面の前記両端面に隣接する
端縁に１対ずつ形成された抵抗値調整用表面電極１１
と、これらの表面電極１１が形成されたサーミスタ素体
１０の全面を被覆する絶縁性無機物層１４と、この無機
物層１４を被覆したサーミスタ素体１０の両端部に形成
された外包電極１６と、外包電極１６の表面に形成され
ためっき層１８，１９とを備える。その特徴ある構成
は、外包電極１６が金属粉末と無機結合材を含む導電性
ペーストを表面電極１１より小さい面積でサーミスタ素
体１０の両端部を包込むように塗布して焼付けることに
より形成され、無機物層１４の厚さが０．１〜１０μｍ
であって、無機物層１４が外包電極１６を形成する時の
焼成温度より高い融点又は軟化点を有し、かつ前記ペー
ストの下地部分の無機物層１４の一部が外包電極１６の
形成時に前記無機結合材に反応溶融して外包電極１６に
吸収され消滅するように構成されたことにある。

【０００６】本発明のチップ型サーミスタは、図１及び
図２に示されるもの以外に、図８及び図９に示すように
チップ状サーミスタ素体１０の両端面に抵抗値調整用表
面電極１１に電気的に接続する内包電極１５が形成さ
れ、表面電極１１及び内包電極１５が形成されたサーミ
スタ素体１０の全面が絶縁性無機物層１４により被覆さ
れたチップ型サーミスタ３０を含む。

【０００７】また本発明のチップ型サーミスタは、図１
３に示すように抵抗値調整用表面電極１１がチップ状サ
ーミスタ素体１０の相対向する両端面以外の相対向する
素体両表面の前記両端面に隣接する異なる端縁にそれぞ
れ１つずつ形成されたチップ型サーミスタ４０を含む。

【０００８】更に本発明のチップ型サーミスタは、図１
９に示すようにチップ状サーミスタ素体１０の相対向す
る両端面以外の相対向する素体両表面の抵抗値調整用表
面電極１１が形成されない前記両端面に隣接する異なる
端縁に外包電極１６により包込まれる外包電極係止用表
面電極１７が１つずつ形成されたチップ型サーミスタ６
０を含む。

【０００９】図１〜図７に示すように、チップ型サーミ
スタ２０の製造方法は、サーミスタ素体用グリーンシー
ト２１の両面に複数の帯状に第１導電性ペーストを印刷
して抵抗値調整用表面電極１１を形成する工程と、表面
電極１１が形成されたグリーンシート２１を表面電極１
１が両端縁に位置するようにチップ状に切断する工程
と、このチップ状グリーン体２３を焼成してチップ状サ
ーミスタ素体１０を形成する工程と、このチップ状サー
ミスタ素体１０の全面に厚さ０．１〜１０μｍの絶縁性
無機物層１４を被覆する工程と、この無機物層１４を被
覆したチップ状サーミスタ素体１０の両端部に金属粉末
と無機結合材２５ａを含む第２導電性ペースト２５を表
面電極１１より小さい面積でサーミスタ素体１０の両端
部を包込むように塗布する工程と、このペースト２５を
塗布したサーミスタ素体１０を無機物層１４の融点又は
軟化点より低い温度で焼成し、塗布したペーストの無機
結合材２５ａにそのペーストの下地部分の無機物層１４
の一部を反応溶融させることにより無機物層１４の一部
を消滅させて外包電極１６を形成する工程と、外包電極
１６の表面にめっき層１８，１９を形成する工程とを含
む方法である。

【００１０】図８〜図１１に示すように、チップ型サー
ミスタ３０の製造方法は、上記製造方法のチップ状サー
ミスタ素体１０を形成する工程と絶縁性無機物層１４を
被覆する工程との間にチップ状サーミスタ素体１０の両
端面に第３導電性ペーストを塗布し焼成することにより
抵抗値調整用表面電極１１に電気的に接続する内包電極
１５を形成する工程を備える。

【００１１】以下、本発明を詳述する。 (a) 抵抗値調整用表面電極付きチップ状サーミスタ素体
の製造 図３に示すように、先ずサーミスタ素体用のグリーンシ
ート２１（同図（ａ））を用意する。このグリーンシー
ト２１はＭｎ，Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｃｕ，Ａｌ等の金属
の酸化物粉末を１種又は２種以上混合してこの混合物を
仮焼し粉砕した後、有機結合材と溶剤を加え混練してス
ラリーを調製し、このスラリーをドクターブレード法等
により成膜乾燥して作られる。次いでこのグリーンシー
ト２１の両面に貴金属粉末と無機結合材を含む第１導電
性ペーストを帯状に印刷乾燥して多数列の抵抗値調整用
表面電極１１を形成する。この導電性ペーストに含まれ
る貴金属粉末としてはＡｇ，Ａｕ，Ｐｄ又はＰｔの粉
末、又はこれらを混合した粉末が挙げられる。抵抗値調
整用表面電極１１をシート２１の両面で相対向するよう
に形成し、続いてダイヤモンドブレード付き切断機のよ
うなダイシングソーを用いて矢印Ｍの箇所でグリーンシ
ート２１を表面電極１１の中心線である破線に沿って切
断し、短冊状のグリーン体２２を形成する（同図（ｂ）
及び（ｃ））。更に矢印Ｎの箇所で破線に沿って前記切
断面に直交する方向に切断すると、表面電極１１が図３
（ｄ）に示すようにチップ状サーミスタ素体１０の相対
向する両端面以外の相対向する素体両表面の前記両端面
に隣接する端縁に１対ずつ形成された多数のチップ状グ
リーン体２３が得られる（同図（ｃ），（ｄ）及び図４
（ａ））。図４（ｂ）に示すように、このチップ状グリ
ーン体２３を約１０００〜１４００℃で約１〜１０時間
焼成した後、或いは焼成する前に、バレル研磨処理して
焼結体の角取りをしたておくことが好ましい。この焼成
により抵抗値調整用表面電極１１が堅牢にチップ状サー
ミスタ素体１０に固着する。また角取りをすると、切断
後の切りバリがなくなり、しかもその後の工程において
サーミスタ素体の欠け、割れ等が生じにくくなり、結果
としてサーミスタの電気的特性のばらつきを小さくす
る。バレル研磨処理するときには研磨前の抵抗値調整用
表面電極の厚さはバレル研磨処理で磨滅しない程度の十
分な厚さにしておく。

【００１２】(b) チップ状サーミスタ素体への絶縁性無
機物層の被覆 得られたサーミスタ素体１０はその全面に厚さ０．１〜
１０μｍ、好ましくは２〜５μｍ、より好ましくは２〜
３μｍの絶縁性無機物層が被覆される（図１、図２及び
図４（ｃ））。１０μｍより厚いと、後述する外包電極
形成時に溶融した無機物層が外包電極中に完全に吸収さ
れず、無機物層が外包電極とサーミスタ素体の界面に絶
縁性皮膜として残留するため外包電極のサーミスタ素体
に対する導電性が十分に得られない。また０．１μｍよ
り薄いと、後述するめっき処理に際して、まためっき処
理後のサーミスタ素体の保護機能に劣る。この絶縁性無
機物層１４を例示すると、ＳｉＯ₂膜、又は５０重量％
以上のＳｉＯ₂と残部がＡｌ₂Ｏ₃，ＭｇＯ，ＺｒＯ₂又は
ＴｉＯ₂のいずれか１種又は２種以上の酸化物により構
成された薄膜、或いはＳｉＯ₂，Ｂ₂Ｏ₃，Ｎａ₂Ｏ，Ｐｂ
Ｏ，ＺｎＯ又はＢａＯのいずれか１種又は２種以上の酸
化物を主成分とするガラスにより構成された薄膜が挙げ
られる。この無機物層１４は後述する外包電極を形成す
るときの焼成温度より高い融点又は軟化点を有すること
が必要である。例えば、外包電極としてＡｇのペースト
を焼付ける場合にはその焼成温度は６００〜８５０℃で
あるため、この温度より高い融点又は軟化点を有するも
のが選ばれる。この理由はペーストの焼付け温度より融
点又は軟化点が大幅に低いと、ペースト焼付け時に無機
物層が電極表面に浮き上がったり、或いはサーミスタ素
体同士又は素体と焼成治具との貼り付きが生じて歩留り
が低下し易いからである。

【００１３】無機物層１４は、この要件以外は耐めっき
性があって、後述する導電性ペーストに含まれる無機結
合材と反応して溶融する性質を有するものであれば特に
制限はなく、結晶質であっても非結晶質であってもよ
い。しかし、上記ガラスが結晶質であって、無機物層１
４を結晶化ガラスにするとサーミスタの抗折強度が高ま
り好ましい。このサーミスタ素体への無機物層の被覆は
真空蒸着法、スッパタリング法、イオンプレーティング
法のような物理蒸着法（ＰＶＤ法）又は化学蒸着法（Ｃ
ＶＤ法）により行われる。この中でスパッタリング法が
量産に適しているため好ましい。このスパッタリング装
置は、図５に示すように互いに間隔をあけて水平に設け
られた一対に回転ローラ２６及び２７の間にバレル内面
にかき上げ用突起を有するバレル２８を載せ、このバレ
ル中心部に絶縁性無機材料からなるターゲット２９がバ
レル２８と独立して設けられる。この装置で無機物層を
被覆するには、バレル２８の内部に多数のチップ状サー
ミスタ素体を収容した後、一対の回転ローラ２６及び２
７を回転させることによりバレル２８をゆっくり回転さ
せる。この状態でターゲット２９に高電圧を印加して無
機材料からなる粒子を叩き出す。これによりバレル内の
サーミスタ素体の全面に絶縁性無機物層が形成される。
ターゲット２９は、例えば無機物層がＳｉＯ₂膜であれ
ば石英ガラスを用い、またＳｉＯ₂，Ａｌ₂Ｏ₃，Ｍｇ
Ｏ，ＺｒＯ₂，ＴｉＯ₂，Ｂ₂Ｏ₃，Ｎａ₂Ｏ，ＰｂＯ，Ｚ
ｎＯ，ＢａＯ等の複合酸化物膜であれば、これらを粉末
冶金でディスク状に成形するか、或いはこれらを溶融後
冷却しディスク状の複合ガラスにして用いる。

【００１４】(c) 外包電極の形成 図４（ｄ）に示すように、絶縁性無機物層１４を被覆し
たサーミスタ素体１０の両端部表面に金属粉末と無機結
合材を含む第２導電性ペースト２５を抵抗値調整用表面
電極１１より小さい面積でサーミスタ素体１０の両端部
を包込むように塗布し乾燥する。表面電極１１より大き
い面積で包込むと、後述する外包電極１６が表面電極１
１を越えてサーミスタ素体１０に接触する恐れが生じ、
表面電極１１の機能を損なうためである。この塗布は第
２導電性ペースト中にサーミスタ素体の両端部を浸漬さ
せるディッピング法が好ましい。導電性ペースト２５に
含まれる金属粉末はＡｇ，Ａｕ，Ｐｄ又はＰｔの貴金属
粉末、又はこれらを混合した粉末が挙げられる。導電性
ペーストに含まれる無機結合材を例示すれば、Ｓｉ
Ｏ₂，Ｂ₂Ｏ₃，Ｎａ₂Ｏ，ＰｂＯ，ＺｎＯ又はＢａＯのい
ずれか１種又は２種以上の酸化物を主成分とする、ほう
けい酸系ガラス、ほう酸亜鉛系ガラス、ほう酸カドミウ
ム系ガラス、けい酸鉛亜鉛系ガラス等のガラス微粒子が
挙げられる。

【００１５】図６に示すように、塗布された導電性ペー
スト２５中には無機結合材２５ａが均一に分散してお
り、この無機結合材２５ａは導電性ペーストの焼付け時
にペースト２５に接触する無機物層１４と反応して、図
７に示すようにこの無機物層１４を溶融させる性質を有
することが必要である。図４（ｅ）及び図７に示すよう
に導電性ペースト２５は焼付けによって外包電極１６を
形成し、この外包電極１６はその焼付け時に無機物層１
４の一部が消滅することによって、サーミスタ素体１０
に電気的に接続する。

【００１６】(d) めっき層の形成 外包電極１６の表面にめっき層が電解バレルめっき法に
より形成される。このめっき層は図４（ｆ）に示すよう
にＮｉめっき層１８を形成した後、図４（ｇ）に示すよ
うにＳｎめっき層１９を形成して二重構造にすることが
好ましい。Ｎｉめっき層１８ははんだ耐熱性を向上し
て、はんだによる外包電極の電極食われを防止し、Ｓｎ
めっき層１９ははんだ付着性を向上する。図１及び図２
に示すように、外包電極１６、めっき層１８及び１９か
らなる端子電極１２を有するチップ型サーミスタ２０が
得られる。

【００１７】(e) 抵抗値調整用表面電極及び内包電極付
きチップ型サーミスタの作製 図４（ｂ）に対応する図１０（ｂ）に示すチップ状サー
ミスタ素体１０を形成する工程と、図４（ｃ）に対応す
る図１０（ｄ）に示す絶縁性無機物層１４を被覆する工
程との間に、図１０（ｃ）に示すようにチップ状サーミ
スタ素体１０の両端面に第３導電性ペーストを塗布乾燥
した後、焼成することにより抵抗値調整用表面電極１１
に電気的に接続する内包電極１５を形成する。内包電極
１５をサーミスタ素体１０と外包電極１６の間に介在さ
せることにより、サーミスタ素体と接触する電極面積が
一定となり、サーミスタの電気的特性のばらつきが減少
する。

【００１８】この内包電極１５の形成は、具体的には図
１１（ａ）に示すようにサーミスタ素体１０を保持する
ための多数の保持孔３１ａが形成された弾性材料からな
る保持プレート３１を用いる。保持孔３１ａに相応して
導入孔３２ａを有するローディングプレート３２を保持
プレート３１に重ね合わせてプレート３１の下側を真空
ポンプ等により負圧にしてサーミスタ素体１０を各保持
孔３１ａに入れる（図１１（ｂ））。導入孔３２ａはサ
ーミスタ素体１０の端面が上面になるように広口に形成
される。負圧状態を解除してから、孔の数だけ押出用ピ
ン３３ａを備えた押出具３３を用いて、各ピン３３ａを
プレート３１の上側から各保持孔３１ａに一定の長さだ
け挿入しサーミスタ素体１０をプレート３１の下面から
突出させる。この状態で保持プレート３１を裏返して図
１１（ｃ）に示すように均一の高さに揃えられたサーミ
スタ素体１０の端面にスクリーン印刷する。図１１
（ｃ）において、３４はスクリーン、３６はスキージ、
３７は導電性ペーストである。この内包電極１５を形成
した後、図４（ｃ）〜図４（ｇ）の工程に相応する図１
０（ｄ）〜図１０（ｈ）の工程を経て、図８及び図９に
示すように、内包電極１５、外包電極１６、めっき層１
８及び１９からなる端子電極１２を有するチップ型サー
ミスタ３０が得られる。

【００１９】(f) 別の形態の抵抗値調整用表面電極付き
チップ型サーミスタの作製（その１） 図１２（ｂ）に示すように、グリーンシート２１の上面
に上述した第１導電性ペーストを帯状に印刷乾燥して抵
抗値調整用表面電極１１を形成した後、シート上面の複
数の表面電極１１の中間位置に相応するシート下面に帯
状に第１導電性ペーストを印刷乾燥して抵抗値調整用表
面電極１１を形成する。シート両面に表面電極１１を形
成した後、グリーンシート２１を矢印Ｍの箇所でこれら
の表面電極１１の中心線である破線に沿って切断し、図
１２（ｃ）に示すように更に矢印Ｎの箇所で破線に沿っ
て前記切断面に直交する方向に切断すれば、表面電極１
１が図１２（ｄ）に示すようにチップ状サーミスタ素体
１０の相対向する両端面以外の相対向する素体両表面の
前記両端面に隣接する異なる端縁にそれぞれ１つずつ形
成された多数のチップ状グリーン体２３が得られる。こ
のチップ状グリーン体２３を図４に示す方法と同様に処
理することにより、図１３に示すチップ型サーミスタ４
０が得られる。図１３において図２と同一符号は同一構
成部品を示す。

【００２０】(g) 別の形態の抵抗値調整用表面電極付き
チップ型サーミスタの作製（その２） 図１４及び図１５に示すように、この方法ではグリーン
シート２１の両面に上述した第１導電性ペーストを四角
形のスポット状に印刷乾燥して多数個の抵抗値調整用表
面電極１１を形成する。これらの表面電極１１はシート
両面において相対向する位置に形成される。表面電極を
形成した後、ダイシングソーを用いて矢印Ｍの箇所で表
面電極１１の中心線である破線に沿ってグリーンシート
２１を切断し、更に表面電極１１が形成されていない矢
印Ｎの箇所で破線に沿って前記切断面に直交する方向に
切断され、これにより、両側面に表面電極が現れないチ
ップ状グリーン体２３が得られる。このチップ状グリー
ン体２３は図４に示す方法と同様に処理される。両側面
に表面電極が現れないため、バレル研磨処理時に抵抗値
調整用表面電極を研磨する恐れが少なくなり、サーミス
タの抵抗値のばらつきがより一層小さくなる利点があ
る。

【００２１】(h) 別の形態の抵抗値調整用表面電極付き
チップ型サーミスタの作製（その３） 図１７及び図１８に示すように、この方法ではグリーン
シート２１の上面に上述した第１導電性ペーストを十字
形のスポット状に印刷乾燥して多数個の抵抗値調整用表
面電極１１を形成した後に、シート上面の複数の表面電
極１１の中間位置に相応するシート下面に第１導電性ペ
ーストを上面と同様に十字形のスポット状に印刷乾燥し
て多数個の抵抗値調整用表面電極１１を形成する。シー
ト両面に表面電極１１を形成した後、上記(g)と同様に
してチップ状グリーン体２３が得られる。このチップ状
グリーン体２３を図４に示す方法と同様に処理すること
により、図１６に示すチップ型サーミスタ５０が得られ
る。図１６において図２と同一符号は同一構成部品を示
す。両側面に表面電極が現れず、しかも表面電極１１が
凸字状になるため、バレル研磨処理時に抵抗値調整用表
面電極を研磨する恐れが少なくなり、サーミスタの抵抗
値のばらつきがより一層小さくなる。更に凸字状の形状
のために、サーミスタ素子に電流を流した場合、電気の
流れが凸部先端に集中し、サーミスタ素体表面に流れに
くくなり、高温環境下に放置したときの信頼性が向上す
る。

【００２２】(i) 別の形態の抵抗値調整用表面電極付き
チップ型サーミスタの作製（その４） 図２０及び図２１に示すように、この方法ではグリーン
シート２１の上面に上述した第１導電性ペーストを帯状
に印刷乾燥して多数個の表面電極４１を形成した後に、
シート上面の複数の表面電極４１の位置より表面電極４
１の幅方向にずらしてシート下面に第１導電性ペースト
を上面と同様に帯状に印刷乾燥して多数個の表面電極４
１を形成する。シート両面の表面電極４１は互いに僅か
に重なり合うように形成される。シート両面に表面電極
４１を形成した後、矢印Ｍの箇所で表面電極が重なり合
う部分の中心線である破線に沿ってグリーンシート２１
を切断し、更に矢印Ｎの箇所で破線に沿って前記切断面
に直交する方向に切断され、これにより、チップ状グリ
ーン体２３の相対向する両端面以外の相対向するグリー
ン体両表面のそれぞれの一方の端縁に抵抗値調整用表面
電極１１が、他方の端縁に外包電極係止用表面電極１７
が１つずつ形成される。１対の表面電極１１はグリーン
体の異なる両端面に隣接するグリーン体表面の端縁に形
成される。１対の表面電極１７も同様に形成される。表
面電極１７は外包電極１６により包込まれる面積に形成
される。このチップ状グリーン体２３を図４に示す方法
と同様に処理することにより、図１９に示すチップ型サ
ーミスタ６０が得られる。図１９において図２と同一符
号は同一構成部品を示す。このサーミスタ６０はサーミ
スタ素体１０に固着した表面電極１７に外包電極１６が
係止するため、外包電極の接着強度が高まる。

【００２３】

【作用】１対の抵抗値調整用表面電極１１を有するチッ
プ型サーミスタの抵抗値は、両端子電極１２又はそれに
電気的に接続した抵抗値調整用表面電極１１の間隔によ
り主に決定される。これらの表面電極１１のサーミスタ
素体１０に接する面積が印刷により高精度でばらつきが
小さいため、サーミスタの抵抗値のばらつきも小さくす
ることができる。従来、焼結シートを切断してチップ体
に加工していたものを、本発明ではチップ体への加工が
グリーンシートの状態でなされるため、容易にしかも高
精度に行うことができる。

【００２４】図６に示すように第２導電性ペースト２５
を塗布したサーミスタ素体１０を無機物層１４の融点又
は軟化点より低い温度で焼成すると、図７に示すように
外包電極１６が形成される。即ち、この焼成時にはペー
スト２５中に均一に分散した無機結合材２５ａがペース
トの下地部分の無機物層１４の一部と反応してこれを溶
融させる。流動化した層１４の無機物は金属が焼結する
際にできる外包電極１６内の細孔に侵入する。無機物層
１４の厚さは０．１〜１０μｍに設定されているため、
無機物層１４の一部は焼成の過程で上記細孔内に全量吸
収されてサーミスタ素体の端部から消滅する。この結
果、外包電極１６とサーミスタ素体１０は無機物層１４
の消滅した部分を通じて直接接着し、互いに電気的に導
通する。図９に示すようにサーミスタ素体１０と無機物
層１４の間に内包電極１５が介在する場合には、外包電
極１６と内包電極１５が互いに電気的に導通する。内包
電極１５はサーミスタ素体１０と導電性を維持するよう
に形成されているから、この場合も外包電極１６とサー
ミスタ素体１０とは電気的に導通する。一方、第２導電
性ペースト２５が塗布されていない無機物層１４の部分
はペーストを焼付けても、その無機物層の融点又は軟化
点が焼成温度より高いため、何ら変化を生じることなく
サーミスタ素体１０の表面に残留し、その絶縁保護機能
を保持する。

【００２５】

【発明の効果】以上述べたように、従来では焼結シート
を切断してチップ体に加工していたものを、本発明では
チップ体への加工がグリーンシートの状態でなされるた
め、容易にしかも高精度に行うことができる。またチッ
プ状サーミスタ素体の全面に絶縁性無機物層を一度に形
成するため、無機物層の形成が簡便になり、しかも素体
の６面すべてに均一な厚さで均質な無機物層を形成する
ことができる。また簡単な薄膜形成方法である印刷によ
り高精度に抵抗値調整用表面電極を形成できるので、サ
ーミスタの抵抗値を精密に調整できる。これらのことか
ら、抵抗値調整用表面電極の形成コスト及び無機物層の
形成コストを低減することができる。

【００２６】特に本発明の製造方法によれば、チップ状
グリーン体を焼成してサーミスタ素体を作るため焼結密
度が高く、更にチップ状でバレル研磨処理を施せばチッ
プ体の角の割れ、欠け等がなくなり、機械的強度の高い
チップ型サーミスタを製造できる特長がある。この方法
で作製されたチップ型サーミスタは、電極が接触する部
分を除いてサーミスタ素体が絶縁性無機物層で被覆さ
れ、サーミスタ素体がこの無機物層で保護されているた
め、めっき処理してもめっき液の素体への浸食やめっき
付着による特性の変化がない。焼付け電極層の表面にめ
っき層を形成することにより、はんだ耐熱性とはんだ付
着性に優れた効果を奏する。また内包電極を設けたチッ
プ型サーミスタは、抵抗値のばらつきがより一層小さ
く、外包電極の材料を広く選定できる利点がある。

【００２７】

【実施例】次に本発明の具体的態様を示すために、本発
明を実施例に基づいて説明する。以下に述べる実施例は
本発明の技術的範囲を限定するものではない。 ＜実施例１＞図１２及び図１３に示す方法によりチップ
型サーミスタを作製した。先ず市販の酸化マンガン及び
酸化ニッケルを出発原料とし、これらをＭｎＯ₂：Ｎｉ
Ｏに換算して金属原子比が所定の割合になるようにそれ
ぞれ秤量した。秤量物をボールミルで１６時間均一に混
合した後に脱水乾燥した。次いでこの混合物を９００℃
で２時間仮焼し、この仮焼物を再びボールミルで粉砕し
て脱水乾燥した。粉砕物にポリビニルブチラールを６重
量％、エタノールを３０重量％、ブタノールを３０重量
％加え、均一に混合してスラリーを調製した。このスラ
リーを用いてドクタブレード法により厚さ０．８ｍｍの
グリーンシートを作製し、このシートをたて７０ｍｍ、
よこ７０ｍｍの大きさに打ち抜いた。次にこのシートの
両面に帯状に銀／パラジウム合金ペーストをスクリーン
印刷した。このとき、グリーンシートの両面の帯状の銀
ペーストがシートを挟んで互いに中間位置にくるように
印刷し乾燥して、厚さ約２０μｍの多数列の抵抗値調整
用表面電極を得た。

【００２８】続いて厚さ０．１０ｍｍのダイヤモンドブ
レードを有するダイシングソーを用いて図１２に示す矢
印Ｍの箇所でグリーンシート２１を表面電極１１の中心
線である破線に沿って切断して短冊状のグリーン体２２
を形成し、更に矢印Ｎの箇所で破線に沿って前記切断面
に直交する方向に切断して、チップ状グリーン体２３を
得た。このチップ状グリーン体２３を約１２００℃で約
４時間焼成して焼結体であるチップ状サーミスタ素体に
した後、バレル研磨処理して焼結体の角取りをした。バ
レル研磨処理したサーミスタ素体は長さ約２.０ｍｍ、
幅約１．２５ｍｍ、厚さ約０．７５ｍｍであった。この
サーミスタ素体を図５に示すスパッタリング装置を用い
てその表面全体に厚さ２μｍのＳｉＯ₂膜からなる絶縁
性無機物層を形成した。

【００２９】ＳｉＯ₂膜で被覆したサーミスタ素体の両
端部表面に銀ペーストをディッピング法により抵抗値調
整用表面電極より小さい面積でサーミスタ素体の両端部
を包込むように塗布した。銀ペーストは、 Ａｇ粉末
と、ＳｉＯ₂，ＴｉＯ₂，Ｂ₂Ｏ₃，Ｎａ₂Ｏ及びＫ₂Ｏから
なるガラス微粒子と、有機ビヒクルとからなる。銀ペー
ストを塗布したサーミスタ素体を大気圧下、乾燥した
後、３０℃／分の速度で、８２０℃まで昇温しそこで１
０分間保持し、３０℃／分の速度で室温まで降温してＡ
ｇからなる外包電極を得た。次いで電解バレルめっき法
で外包電極の表面に厚さ２〜３μｍのＮｉめっき層を形
成し、続いて厚さ１〜２μｍのＳｎめっき層を形成し、
図１３に示すチップ型サーミスタを得た。

【００３０】＜比較例１＞実施例１で得られた厚さ０．
８ｍｍ、たて７０ｍｍ、よこ７０ｍｍのグリーンシート
を約１２００℃で約４時間焼成して厚さ約０．７５ｍ
ｍ、たて約５０ｍｍ、横約５０ｍｍの焼結シートを得
た。この焼結シートの両面に実施例１と同様に実施例１
と同一のＡｇペーストを帯状にスクリーン印刷し乾燥し
て、厚さ約２０μｍの多数列の抵抗値調整用表面電極を
形成した。ガラス転移点が約６５０℃で結晶化温度が約
７５０℃であるＳｉＯ2，ＺｎＯ及びＢａＯを主成分と
する原料ガラス粉末を含むガラスペーストを調製した。
ペースト中でガラス成分は均一に混じり合った。このガ
ラスペーストを抵抗値調整用表面電極が形成された焼結
シートの両面に印刷し乾燥した。ガラスペーストが乾燥
した焼結シートを室温から約３０℃／分の速度で８５０
℃まで昇温し、そこで約１０分間保持し、約３０℃／分
の速度で室温まで降温して、厚さ約３０μｍのガラス層
をシート表面に形成した。

【００３１】次に、これを実施例１と同じダイヤモンド
ブレードを用いて、幅約１．２５ｍｍの短冊状に切断
し、この短冊状体の両側の切断面に前記と同様の方法で
ガラスペーストを印刷焼成して同じ構成のガラス層を形
成し、短冊状体の４面をガラス層で被覆した。続いて前
記切断により得られた切断面と垂直な方向に短冊状体を
長さ約２．０ｍｍのチップ状に細かく切断した。この切
断面及びその周囲のガラス層に実施例１と同じＡｇペー
ストを実施例１と同様に塗布し焼成して外包電極を形成
し、更に実施例１と同様にして外包電極の表面に厚さ２
〜３μｍのＮｉめっき層を形成し、続いて厚さ１〜２μ
ｍのＳｎめっき層を形成し、チップ型サーミスタを得
た。

【００３２】＜比較試験と結果＞実施例１と比較例１の
それぞれのチップ型サーミスタについて、１００個ずつ
採取し、２５℃におけるゼロ負荷抵抗値のばらつき及び
目標抵抗値に対するずれを測定した。更にそれぞれのチ
ップ型サーミスタについて、次の内容の抗折強度試験、
温度サイクル試験及び限界たわみ試験を行った。これら
の結果を表１に示す。括弧内の数値ｎは試験した試料数
である。 抗折強度試験（ｎ＝５０） 試料となるチップ型サーミスタの長さ方向の両端部を間
隔１．２ｍｍで配置された２つの台にそれぞれ載せ、２
つの台の中間の位置に押し下げ速度２０ｍｍ／分で荷重
を加え、試料が破壊するときの荷重を測定した。 温度サイクル試験（ｎ＝１００） 厚さ０．６３５ｍｍのアルミナ基板に試料となるチップ
型サーミスタをはんだペースト（SPT55-2062、千住金属
(株)製）を用いて温度２３０℃でリフローはんだ付けし
た。気相式温度衝撃試験機を用いて、はんだ付けした試
料を−２５℃で３０分間維持し、そこから昇温して室温
で３分間維持し、更に昇温して８５℃で３０分間維持し
た。その後維持時間を同一にして反対に降温させるサイ
クル試験を５００サイクル行い、破壊した試料数を数え
た。 限界たわみ試験（ｎ＝２０） 厚み１．６ｍｍ、幅４０ｍｍのガラスエポキシ基板に試
料となるチップ型サーミスタを上記と同様の方法でリ
フローはんだ付けして実装した。このはんだ付けした基
板をスパン９０ｍｍの支持台に載せた。強度試験機を用
いて基板のスパン中心部に押し下げ速度１０ｍｍ／分で
荷重を加え、抵抗値が１０％以上低下したときの限界た
わみ量を測定した。

【００３３】

【表１】

【００３４】表１から明らかなように、 比較例１のチ
ップ型サーミスタに比べて、実施例１のチップ型サーミ
スタはその抵抗値を少ないばらつきで、かつ所望の値に
精度良く調整することが判明した。また焼結シートをチ
ップ体に切断する比較例１と比べて、チップ体で焼成す
る実施例１は抗折強度及び限界たわみ量が高く、温度サ
イクル試験でも良好な結果が得られることが判明した。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の抵抗値調整用表面電極付きチップ型サ
ーミスタの要部破断斜視図。

【図２】図１の中央縦断面図。

【図３】そのサーミスタ素体用グリーンシートからチッ
プ状グリーン体を作るまでの工程におけるグリーンシー
ト及びグリーン体の斜視図。

【図４】そのチップ状グリーン体からチップ型サーミス
タを作るまでのチップ体の斜視図。

【図５】そのサーミスタ素体の表面に絶縁性無機物層を
形成するためのスパッタリング装置の概略斜視図。

【図６】そのサーミスタ素体に導電性ペーストを塗布し
た状態の要部拡大断面図。

【図７】その導電性ペーストを焼付けた状態の要部拡大
断面図。

【図８】本発明の抵抗値調整用表面電極及び内包電極付
きチップ型サーミスタの要部破断斜視図。

【図９】図８の中央縦断面図。

【図１０】そのチップ状グリーン体からチップ型サーミ
スタを作るまでのチップ体の斜視図。

【図１１】そのサーミスタ素体端面に内包電極用の銀ペ
ーストを塗布する状況を示すサーミスタ素体の保持プレ
ートの断面図。

【図１２】本発明の別の抵抗値調整用表面電極付きチッ
プ型サーミスタのサーミスタ素体用グリーンシートから
チップ状グリーン体を作るまでの工程におけるグリーン
シート及びグリーン体の斜視図。

【図１３】そのチップ型サーミスタの中央縦断面図。

【図１４】本発明の別の抵抗値調整用表面電極付きチッ
プ型サーミスタのサーミスタ素体用グリーンシートに抵
抗値調整用表面電極を形成した斜視図。

【図１５】図１４のグリーンシートをダイシングして得
られたチップ状グリーン体の斜視図。

【図１６】本発明の別の抵抗値調整用表面電極付きチッ
プ型サーミスタの中央縦断面図。

【図１７】そのサーミスタ素体用グリーンシートに抵抗
値調整用表面電極を形成した斜視図。

【図１８】図１７のグリーンシートをダイシングして得
られたチップ状グリーン体の斜視図。

【図１９】本発明の更に別の抵抗値調整用表面電極付き
チップ型サーミスタの中央縦断面図。

【図２０】そのサーミスタ素体用グリーンシートに表面
電極を形成した斜視図。

【図２１】図２０のグリーンシートをダイシングして得
られたチップ状グリーン体の斜視図。

【符号の説明】

１０ チップ状サーミスタ素体 １１ 抵抗値調整用表面電極 １２ 端子電極 １４ 絶縁性無機物層 １５ 内包電極 １６ 外包電極 １７ 外包電極係止用表面電極 １８ Ｎｉめっき層 １９ Ｓｎめっき層 ２０，３０，４０，５０，６０ チップ型サーミスタ ２１ サーミスタ素体用グリーンシート ２２ 短冊状グリーン体 ２３ チップ状グリーン体 ２５ 導電性ペースト ２５ａ 無機結合材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 藤本 義典 埼玉県秩父郡横瀬町大字横瀬2270番地 三 菱マテリアル株式会社セラミックス研究所 内 (72)発明者 石川 良彦 埼玉県秩父郡横瀬町大字横瀬2270番地 三 菱マテリアル株式会社セラミックス研究所 内

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 チップ状サーミスタ素体(10)と、前記サ
   ーミスタ素体(10)の相対向する両端面以外の素体端部表
   面に形成された抵抗値調整用表面電極(11)と、前記表面
   電極(11)が形成されたサーミスタ素体(10)の全面を被覆
   する絶縁性無機物層(14)と、前記無機物層(14)を被覆し
   たサーミスタ素体(10)の両端部に形成された外包電極(1
   6)と、前記外包電極(16)の表面に形成されためっき層(1
   8,19)とを備えたチップ型サーミスタであって、 前記外包電極(16)は金属粉末と無機結合材を含む導電性
   ペーストを前記表面電極(11)より小さい面積で前記サー
   ミスタ素体(10)の両端部を包込むように塗布して焼付け
   ることにより形成され、 前記無機物層(14)は厚さが０．１〜１０μｍであって、
   前記外包電極(16)を形成する時の焼成温度より高い融点
   又は軟化点を有し、かつ前記ペーストの下地部分の前記
   無機物層(14)の一部が前記外包電極(16)の形成時に前記
   無機結合材に反応溶融して前記外包電極(16)に吸収され
   消滅するように構成されたことを特徴とするチップ型サ
   ーミスタ。
2. 【請求項２】 チップ状サーミスタ素体(10)の両端面に
   抵抗値調整用表面電極(11)に電気的に接続する内包電極
   (15)が形成され、前記表面電極(11)及び内包電極(15)が
   形成されたサーミスタ素体(10)の全面が絶縁性無機物層
   (14)により被覆された請求項１記載のチップ型サーミス
   タ。
3. 【請求項３】 抵抗値調整用表面電極(11)がチップ状サ
   ーミスタ素体(10)の相対向する両端面以外の相対向する
   素体両表面の前記両端面に隣接する端縁に１対ずつ形成
   された請求項１又は２記載のチップ型サーミスタ。
4. 【請求項４】 抵抗値調整用表面電極(11)がチップ状サ
   ーミスタ素体(10)の相対向する両端面以外の相対向する
   素体両表面の前記両端面に隣接する異なる端縁にそれぞ
   れ１つずつ形成された請求項１又は２記載のチップ型サ
   ーミスタ。
5. 【請求項５】 チップ状サーミスタ素体(10)の相対向す
   る両端面以外の相対向する素体両表面の抵抗値調整用表
   面電極(11)が形成されない前記両端面に隣接する異なる
   端縁に外包電極(16)により包込まれる外包電極係止用表
   面電極(17)が１つずつ形成された請求項４記載のチップ
   型サーミスタ。
6. 【請求項６】 サーミスタ素体用グリーンシート(21)の
   両面に複数の帯状又はスポット状に第１導電性ペースト
   を印刷して抵抗値調整用表面電極(11)を形成する工程
   と、 前記表面電極(11)が形成されたグリーンシート(21)を前
   記表面電極(11)が両端縁に位置するようにチップ状に切
   断する工程と、 前記チップ状グリーン体(23)を焼成してチップ状サーミ
   スタ素体(10)を形成する工程と、 前記チップ状サーミスタ素体(10)の全面に厚さ０．１〜
   １０μｍの絶縁性無機物層(14)を被覆する工程と、 前記無機物層(14)を被覆したチップ状サーミスタ素体(1
   0)の両端部に金属粉末と無機結合材(25a)を含む第２導
   電性ペースト(25)を前記表面電極(11)より小さい面積で
   前記サーミスタ素体(10)の両端部を包込むように塗布す
   る工程と、 前記ペースト(25)を塗布したサーミスタ素体(10)を前記
   無機物層(14)の融点又は軟化点より低い温度で焼成し、
   前記塗布したペーストの無機結合材(25a)にそのペース
   トの下地部分の前記無機物層(14)の一部を反応溶融させ
   ることにより前記無機物層(14)の一部を消滅させて外包
   電極(16)を形成する工程と、 前記外包電極(16)の表面にめっき層(18,19)を形成する
   工程とを含むチップ型サーミスタの製造方法。
7. 【請求項７】 チップ状サーミスタ素体(10)を形成する
   工程と絶縁性無機物層(14)を被覆する工程との間に前記
   チップ状サーミスタ素体(10)の両端面に第３導電性ペー
   ストを塗布し焼成することにより抵抗値調整用表面電極
   (11)に電気的に接続する内包電極(15)を形成する工程を
   備えた請求項６記載のチップ型サーミスタの製造方法。