JPH10116704A - サーミスタチップ及びその製造方法 - Google Patents
サーミスタチップ及びその製造方法Info
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- JPH10116704A JPH10116704A JP8268396A JP26839696A JPH10116704A JP H10116704 A JPH10116704 A JP H10116704A JP 8268396 A JP8268396 A JP 8268396A JP 26839696 A JP26839696 A JP 26839696A JP H10116704 A JPH10116704 A JP H10116704A
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Abstract
抵抗値が小さくできると共に、半田付の際に半田付け状
態がばらつくこと、および、ツームストーンが防止でき
るサーミスタチップおよびその製造方法を提供すること
にある。 【解決手段】サーミスタチップは、サーミスタチップ素
体の両端部に電極が形成されており、この電極は第1金
属層と、第1金属層の表面に形成されており、この第1
金属層より面積が小さく、且つ互いに対向している第1
金属層の端部が露出するように形成された第2金属層
と、第2金属層の表面に重なるように形成された第3金
属層とを備える。
Description
が小さいサーミスタチップ及びその製造方法に関するも
のである。
14、図15に示すように構成されている。サーミスタ
チップ1は、例えば、Mn、Co、Ni等の遷移金属酸
化物を主原料とするセラミック焼結体からなる負特性の
サーミスタチップ素体2をその両端部に電極3、3を形
成して得られる。
両端部にペースト状のAg又はAg/Pd等を塗布、焼
付けることによって形成した第1金属層3a、3aと、
その表面にSn又は半田等を付与した第2金属層3b、
3bとから構成される。
タチップにおいて、近年は小型化の要請が大きく、抵抗
値も低抵抗のものが求められるようになった。しかしな
がら、サーミスタチップの大きさを小型にして抵抗値を
小さくするには、サーミスタチップ素体が小さくて扱い
にくい、薄くて割れやすい、電極3、3間の距離a(図
15)が狭く半田ブリッジになりやすい等の問題があっ
た。
スタチップ素体を用いて、電極の大きさを変えて異なる
抵抗値のサーミスタチップを構成する場合、電極の幅d
(図15)が多様になり、接続用ランドの形状を電極の
幅dに対応して他種類準備する必要が生じたり、または
接続用ランドの形状によっては半田付け時にツームスト
ーンと呼ばれるサーミスタチップが立ち上がるという問
題点があった。
と端子電極3、3の位置によって決まるサーミスタの常
温抵抗値(以下、抵抗値と呼ぶ)は、ばらつきが大き
く、従来のサーミスタチップの抵抗値は3cvが5〜2
0%あり、最近の要求である抵抗値偏差が1%以下とい
うような狭偏差品を提供するにはコストが高くなるとい
う問題点があった。なお、3cvとは、ばらつきの度合
いを示す一つの指標であり、ロット内の抵抗値の標準偏
差をσとすると、3σ/(抵抗値の平均値)×100、
で表される。
くなされたもので、同じ大きさのサーミスタチップ素体
を用いても抵抗値が小さくできると共に、半田付の際に
半田付け状態がばらつかず、ツームストーンが防止で
き、さらに、抵抗値のばらつきが小さいサーミスタチッ
プおよびその製造方法を提供することにある。
に、本発明のサーミスタチップにおいては、サーミスタ
チップ素体の両端部に電極が形成されており、該電極
は、第1金属層と、該第1金属層の表面に形成されてお
り、この第1金属層より面積が小さく、且つ互いに対向
している第1金属層の端部が露出するように形成された
第2金属層と、該第2金属層の表面に重なるように形成
された第3金属層とを備える。
層の少なくとも一方の表面と重なり、該第1金属層の端
部から前記サーミスタチップ素体表面に延びる第4金属
層が形成されている。
も一方の電極の第1金属層と第2金属層との間に第4金
属層が介在し、該第4金属層は前記第1金属層の端部か
ら前記サーミスタチップ素体表面に延びて形成されてい
ることが好ましい。
は半田耐熱性を有し、前記第2金属層は半田耐熱性およ
び半田濡れ性を有し、前記第3金属層は半田濡れ性を有
し、具体的には、前記第1金属層および第4金属層はC
r、Ni、Al、Wおよびその合金からなる層が1層以
上形成されてなる薄膜電極であることが好ましい。
からなる薄膜電極であり、前記第3金属層はSn又はS
n−Pb合金あるいはAgからなる電極であることが好
ましい。また、前記第1、第2および第4金属層は乾式
めっきによって形成された薄膜電極であることが好まし
い。
いては、前記サーミスタチップ素体の両端部に第1金属
層を形成し、該第1金属層間のサーミスタチップ素体の
常温抵抗値を測定し、該常温抵抗値を小さくするため
に、前記第1金属層の少なくとも一方の表面に該第1金
属層の端部から前記サーミスタチップ素体表面に延びる
第4金属層を形成し、該第4金属層又は第1金属層の表
面に、互いに対向している第4金属層又は第1金属層の
端部が露出するように、第4金属層又は第1金属層より
面積が小さい第2金属層を形成し、該第2金属層の表面
に重なるように第3金属層を形成する。
はCr、Ni、Al、Wおよびその合金を1層以上薄膜
形成したものが好ましい。さらに、前記第2金属層はN
i又はNi合金を薄膜形成したもの、また、前記第3金
属層はSn又はSn−Pb合金あるいはAgを電極形成
したものが好ましい。これにより、抵抗値が小さくても
半田付の際に安定した半田付けができ、かつ、抵抗値の
ばらつきが小さいサーミスタチップを得ることができる
ものである。
ついて、図1および図2にもとづいて詳細に説明する。
図1に示されるように、サーミスタチップ素体2の両端
部に半田耐熱性を有するNi等の薄膜層である第1金属
層6、6をスパッタ等によって形成する。第1金属層
6、6は、サーミスタチップ素体2を用いて小さな抵抗
値を得るために、互いに対向する第1金属層6、6の端
部間の距離を所定の距離Aにする。なおこの場合、サー
ミスタチップ素体2の両端面から第1金属層6、6の端
部までの距離をD1とする。
6、6が形成されたサーミスタチップ素体2の第1金属
層6、6のそれぞれの表面に、サーミスタチップ素体2
の両端面から半田付けに必要な所定の幅D2(但し、D
2<D1)、つまり、第1金属層6、6の互いに対向す
る端部が露出するように第2金属層8、8を形成する。
第2金属層8、8は、半田濡れ性且つ半田耐熱性を有す
るNi等からなる薄膜電極であり、スパッタ等によって
形成される。さらに、第2金属層8、8の表面に重なる
ようにその表面が酸化等によって半田濡れ性が劣化する
ことを防ぐためにAg等からなる第3金属層9、9を形
成する。
Al、Wおよびその合金の薄膜層が1層もしくはそれ以
上の層から形成されてもよい。また、第2金属層8は、
Ni以外にNi合金の薄膜層であってもよい。また、第
3金属層9は、Ag以外にSn又はSn−Pb合金から
なるものでもよく、第3金属層9はスパッタ等による薄
膜層であっても、電極ペーストを焼付けて形成した厚膜
層であってもよい。
は、サーミスタチップ素体2の両端部に第1〜第3金属
層6、8、9によって構成される電極を備えたものから
なり、抵抗値を調整するための距離Aに関わりなく半田
が濡れる幅D2が一定のものを得ることができる。
図3、図4にもとづいて詳細に説明する。但し、前述の
第1の実施の形態と同一部分については、同一の符号を
付し、詳細な説明を省略する。
第1金属層6、6を測定電極にして、サーミスタチップ
素体2の抵抗値を測定する。この抵抗値にもとづいて所
定の抵抗値範囲に応じてサーミスタチップ素体2を層別
する。
クを示す変数とする)にもとづいて、サーミスタチップ
素体2がその抵抗値Rnより小さい所望の抵抗値Rにな
るように、つまり、図3に示されるように、第1金属層
6、6の表面を覆いかつ互いに対向する端部間の距離が
Aより小さいBになるように第4金属層7、7を形成す
る。第4金属層7、7は半田耐熱性を備えるNi等の薄
膜層であり、抵抗値を小さくするように調整するために
形成するものである。なお、第4金属層は、第1金属層
と同様に、Ni以外にCr、Al、Wおよびその合金の
薄膜層が1層もしくはそれ以上の層から形成されてもよ
い。
示されるように、第4金属層7、7が形成されたサーミ
スタチップ素体2の第4金属層7、7のそれぞれの表面
に、サーミスタチップ素体2の両端面から半田付けに必
要な所定の幅D2、つまり、第4金属層7、7の互いに
対向する端部が露出するように第2金属層8、8および
第3金属層9、9を形成してサーミスタチップを得る。
図5、図6にもとづいて説明する。但し、図3と比較す
れば分かるように、第4金属層7はサーミスタチップ素
体2の一方端部に形成したものであり、前述と同一部分
については同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
層別した図1に示されたサーミスタチップ素体2を所定
の小さい抵抗値Rにするために、つまり、図5に示すよ
うに、一方の第1金属層6の表面を覆いかつ互いに対向
する端部間、この場合、第4金属層7と対向する第1金
属層6との距離がBになるように一方端部にNi等の薄
膜層である第4金属層7を形成する。
2の両端部から半田付けに必要な所定の幅D2になるよ
うに、つまり、第1金属層6および第4金属層7の互い
に対向する端部が露出するように第2金属層8、8およ
び第3金属層9、9を形成して図6に示すサーミスタチ
ップを得る。
図7、図8にもとづいて説明する。但し、図5と比較す
れば分かるように、第4金属層10は第1金属層6、6
の互いに対向する端部の一方を覆うものであり、第3の
実施の形態と同一部分については同一の符号を付して詳
細な説明を省略する。
層別した図1に示されたサーミスタチップ素体2を所定
の小さい抵抗値Rにするために、つまり、図7に示すよ
うに、一方の第1金属層6の端部を覆いかつ互いに対向
する端部間、この場合、第4金属層10と対向する第1
金属層6との距離がBになるように一方端部にNi等の
薄膜層である第4金属層10を形成する。
2の両端部から半田付けに必要な所定の幅D2になるよ
うに、つまり、第1金属層6および第4金属層10の互
いに対向する端部が露出するように第2金属層8、8お
よび第3金属層9、9を形成して図8に示すサーミスタ
チップを得る。
図9にもとづいて説明する。但し、図5と比較すれば分
かるように、第4金属層11は第1金属層6、6の互い
に対向する端部の一部表面を覆うものであり、第3の実
施の形態と同一部分については同一の符号を付して詳細
な説明を省略する。
層別した図1に示されたサーミスタチップ素体2を所定
の小さい抵抗値Rにするため、つまり、図9に示すよう
に、一方の第1金属層6の端部の一部表面を覆い、かつ
互いに対向する第1金属層6と第2金属層11の端部間
の距離Cおよび第4金属層11の幅Eが所定寸法になる
ように一方端部にNi等の薄膜層である第4金属層11
を形成する。
実施の形態と同様に、図9に示したサーミスタチップ素
体2の両端部から半田付けに必要な所定の幅D2になる
ように、つまり、第1金属層6および第4金属層11の
互いに対向する端部が露出するように第2金属層8、8
および第3金属層9、9を形成してサーミスタチップを
得る。
プ素体2の1つの側面に形成したものを示したが、2つ
の側面又は3つの側面に形成することによって、サーミ
スタチップの抵抗値Rを調整してもよいことは説明する
までもない。
ーミスタチップは第4金属層7、10、11の厚みがサ
ーミスタチップ素体の厚みに対して極めて薄いため、第
4金属層の厚みに起因する実用上の支障がないものであ
る。
図10にもとづいて説明する。但し、図1と比較すれば
分かるように、第1金属層12がサーミスタチップ素体
2の端部の上下面に形成されたものであり、第1の実施
の形態と同一部分については同一の符号を付して詳細な
説明を省略する。
ップ素体2の両端部に半田耐熱性を有するNi等の薄膜
層である第1金属層12、12をスパッタ等によって形
成する。第1金属層12、12は、サーミスタチップ素
体2を用いて小さな抵抗値を得るために、互いに対向す
る第1金属層12、12の端部間の距離を所定の距離A
にする。
実施の形態と同様に、図10に示したサーミスタチップ
素体2の両端部から半田付けに必要な所定の幅D2にな
るように、つまり、第1金属層12、12の互いに対向
する端部が露出するように第2金属層8、8および第3
金属層9、9を形成することによってサーミスタチップ
を得る。
プは、図10に示したサーミスタチップ素体2の抵抗値
を調整するために、第1金属層12と第2金属層との間
に前述の第2〜第5の実施の形態と同様に第4金属層
7、10、11を設ければよい。また、上述の第4金属
層7、10、11は半田耐熱性を有する金属からなり、
Ni以外にCr、Al、Wおよびその合金の薄膜層が1
層もしくはそれ以上の層から形成されてもよい。また、
第1金属層12は第1金属層6と同一の金属薄膜から形
成される。
いて、サーミスタチップ素体2の内部に内部電極を備え
ていないサーミスタチップ素体2を用いて説明した。し
かし、内部電極を備えるサーミスタチップ素体にも適用
することができるため、サーミスタチップ素体の内部に
内部電極を備える例を、図11〜図13にもとづいて説
明する。
1は内部の同一平面上に互いに対向する端部が形成され
た一対の内部電極13、13を備える。内部電極13、
13はサーミスタチップ素体21の両端部において第1
金属層(図示せず)とそれぞれ電気的に接続される。こ
のサーミスタチップ素体21の抵抗値は内部電極13、
13および第1金属層又は第4金属層(図示せず)の位
置および形状等によって決定される。このため、第1金
属層又は第4金属層をサーミスタチップ素体21の表面
に形成することによって、サーミスタチップ素体21の
抵抗値を小さくする方に調整することができる。
2は内部の異なる平面上に形成された複数の内部電極1
5、15、16、16を備える。内部電極15、15、
16、16はサーミスタチップ素体22の両端部におい
て第1電極層(図示せず)とそれぞれ電気的に接続され
る。
3は内部の同一平面上に互いに対向する端部が形成され
た内部電極17、17、18、18を備える。内部電極
17、17、18、18はサーミスタチップ素体23の
両端部において第1電極層(図示せず)とそれぞれ電気
的に接続される。さらに、内部電極17、17、18、
18と異なる平面上に形成された非接続内部電極19を
備える。非接続内部電極19は内部電極17、18およ
び第1金属層(図示せず)と見掛上電気的に絶縁状態に
ある。これらのサーミスタチップ素体21、22、23
は前述のサーミスタチップ素体2に代えて用いることが
できる。
ミスタチップは前記実施の形態に限定するものでなく、
その要旨の範囲内で種々に組み合わせて変形することが
できる。また、サーミスタチップ素体は負特性サーミス
タの他に正特性サーミスタに適用することも可能であ
る。
ミスタチップの実施例について説明する。長さ2.0m
m×幅1.2mm×高さ0.8mmのサーミスタチップ
素体2を準備し、図1に示すように、その両端部に厚さ
0.4μmのNi薄膜層である第1金属層6、6を、そ
の互いに対向する端部間の距離Aを1.3mmにして形
成した。次に、第1金属層6、6を測定電極としてこの
サーミスタチップ素体2の抵抗値を測定した。
15%であったこのサーミスタチップ素体2のロット
を、抵抗値範囲が0.3KΩステップになるように層別
した。層別ランク1〜11におけるサーミスタチップ素
体2のそれぞれの平均抵抗値を表1に示す。
所定の抵抗値R=8±0.2KΩにするために、図3に
示すように、厚さ0.4μmのNi薄膜層である第4金
属層7、7を形成した。この際、第4金属層7、7の端
部間の距離Bは、層別ランク毎の抵抗値にもとづいて、
表1に示したそれぞれ所定の距離に設定した。
プ素体2の両端部に第2金属層8、8として厚さ0.8
μmのNi−Cu薄膜、その表面に重なるように、第3
金属層9、9として厚さ0.8μmのAg薄膜をスパッ
タによって形成した。このようにして抵抗値を調整した
サーミスタチップの抵抗値を測定して表1に示した。
ップのロットにおいて、第1金属層形成後に抵抗値の最
大と最小との差が略3KΩあったものが、抵抗値に基づ
く層別ランク毎に電極端部間をAからBに調節する第4
金属層を形成することによって、抵抗値の最大と最小と
の差が0.38KΩになった。このようにして、サーミ
スタチップを所望のばらつきが小さい抵抗値にすること
ができた。
スタチップでは、以下のような効果がある。
ミスタチップ素体の中央寄りに延びて形成されているた
め、この第1金属層によってサーミスタチップの抵抗値
が決まり、小さい抵抗値のサーミスタチップを得ること
ができる。
て抵抗値を調整するために、抵抗値のばらつきが小さい
狭偏差のチップサーミスタを容易に得ることができる。
向する端部間の距離が所定の抵抗値に対応して種々に変
化しても、半田付けのための第2、第3金属層を一定寸
法に形成するため、サーミスタチップを回路基板等に半
田付けする際、半田が濡れるチップサーミスタの両端部
の面積が常に一定になる。したがって、半田付けによっ
てツームストーンが発生しないだけでなく、半田付けの
位置や半田量が均一になり、品質がよい半田付けをする
ことができる。また、電極間の半田ブリッジなどを防ぐ
ことができる。
第3金属層に覆われているために、半田濡れ性を維持す
ることができ、サーミスタチップを容易に半田付するこ
とができる。
っきで成膜するために、セラミック素体が露出していて
も湿式めっきに比較してサーミスタチップの電気的特性
や、機械的強度特性などが劣化しない。
ーミスタチップにおけるサーミスタチップ素体に第1金
属層を形成した中間体の斜視図である。
タチップの断面図である。
ップにおける図1に示した中間体に第4金属層を形成し
た次の中間体の断面図である。
ップの断面図である。
ップにおける第1および第4金属層を形成した中間体の
断面図である。
ップの断面図である。
ップにおける第1および第4金属層を形成した中間体の
断面図である。
ップの断面図である。
ップにおける第1および第4金属層を形成した中間体の
斜視図である。
チップにおける第1金属層を形成した中間体の斜視図で
ある。
ミスタチップに適用できる他のサーミスタチップ素体の
斜視図である。
ミスタチップに適用できるさらに他のサーミスタチップ
素体の斜視図である。
ミスタチップに適用できるさらに他のサーミスタチップ
素体の斜視図である。
Claims (12)
- 【請求項1】 サーミスタチップ素体の両端部に電極が
形成されており、 該電極は、第1金属層と、 該第1金属層の表面に形成されており、この第1金属層
より面積が小さく、且つ互いに対向している第1金属層
の端部が露出するように形成された第2金属層と、 該第2金属層の表面に重なるように形成された第3金属
層と、を備えることを特徴とするサーミスタチップ。 - 【請求項2】 前記両端部に形成された第1金属層の少
なくとも一方の表面と重なり、該第1金属層の端部から
前記サーミスタチップ素体表面に延びる第4金属層が形
成されていることを特徴とする請求項1に記載のサーミ
スタチップ。 - 【請求項3】 前記両端部の電極の少なくとも一方の電
極の第1金属層と第2金属層との間に第4金属層が介在
し、 該第4金属層は前記第1金属層の端部から前記サーミス
タチップ素体表面に延びて形成されていることを特徴と
する請求項1に記載のサーミスタチップ。 - 【請求項4】 前記第1金属層および第4金属層は半田
耐熱性を有し、前記第2金属層は半田耐熱性および半田
濡れ性を有し、前記第3金属層は半田濡れ性を有するこ
とを特徴とする請求項1、2又は3に記載のサーミスタ
チップ。 - 【請求項5】 前記第1金属層および第4金属層はC
r、Ni、Al、Wおよびその合金からなる層が1層以
上形成されてなる薄膜電極であることを特徴とする請求
項4に記載のサーミスタチップ。 - 【請求項6】 前記第2金属層はNi又はNi合金から
なる薄膜電極であることを特徴とする請求項4に記載の
サーミスタチップ。 - 【請求項7】 前記第3金属層はSn又はSn−Pb合
金あるいはAgからなる電極であることを特徴とする請
求項4に記載のサーミスタチップ。 - 【請求項8】 前記第1、第2および第4金属層は乾式
めっきによって形成された薄膜電極であることを特徴と
する請求項4に記載のサーミスタチップ。 - 【請求項9】 前記サーミスタチップ素体の両端部に第
1金属層を形成し、 該第1金属層間のサーミスタチップ素体の常温抵抗値を
測定し、 該常温抵抗値を小さくするために、前記第1金属層の少
なくとも一方の表面に該第1金属層の端部から前記サー
ミスタチップ素体表面に延びる第4金属層を形成し、 該第4金属層又は第1金属層の表面に、互いに対向して
いる第4金属層又は第1金属層の端部が露出するよう
に、第4金属層又は第1金属層より面積が小さい第2金
属層を形成し、 該第2金属層の表面に重なるように第3金属層を形成す
ることを特徴とするサーミスタチップの製造方法。 - 【請求項10】 前記第1金属層および第4金属層はC
r、Ni、Al、Wおよびその合金を1層以上薄膜形成
したものであることを特徴とする請求項9に記載のサー
ミスタチップの製造方法。 - 【請求項11】 前記第2金属層はNi又はNi合金を
薄膜形成したものであることを特徴とする請求項9に記
載のサーミスタチップの製造方法。 - 【請求項12】 前記第3金属層はSn又はSn−Pb
合金あるいはAgを電極形成したものであることを特徴
とする請求項9に記載のサーミスタチップの製造方法。
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