JP2000091105A - チップ型セラミックサーミスタおよびその製造方法 - Google Patents

チップ型セラミックサーミスタおよびその製造方法

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ceramic thermistor
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恭典 井藤
Masahiko Kawase
政彦 川瀬
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 より安価な方法で生産できるチップ型セラミ
ックサーミスタおよびその製造方法を提供する。 【解決手段】 セラミックサーミスタ素子の両端部に外
部電極が形成されており、この外部電極で被覆されてい
ないセラミックサーミスタ素子の表面は有機系絶縁層も
しくはサーミスタ素子よりも高比抵抗のセラミック層で
覆われている。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、表面実装用のチ
ップ型セラミックサーミスタとその製造方法に関するも
のである。
【０００２】
【従来の技術】従来のチップ型セラミックサーミスタ
は、その両端部に、Ａｇ焼付け電極を用いて外部電極が
形成されるが、実装時の半田濡れ性、半田耐熱性を向上
させるため、Ａｇ焼付け電極の上に電解メッキによるメ
ッキ層を形成することが好ましい。しかし、チップ型セ
ラミックサーミスタ、特に低比抵抗材料からなるチップ
型セラミックサーミスタは、電解メッキ時、外部電極形
成部以外のセラミックサーミスタ素子表面にもメッキが
析出したり、セラミックサーミスタ素子が腐食、溶解し
て、抵抗値変化を生じるという問題がある。したがっ
て、セラミックサーミスタ素子の表面に、外部電極形成
部を除いてガラス層を形成し、電解メッキ時に、セラミ
ックサーミスタ素子表面にメッキが析出することおよび
セラミックサーミスタ素子表面の腐食を防止している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従来のチップ型セラミ
ックサーミスタ１は、図５に示すように、セラミックサ
ーミスタ素子２と、セラミックサーミスタ素子２の両端
部に形成された外部電極３、３と、外部電極形成部を除
いてセラミックサーミスタ素子２の表面に形成されたガ
ラス層４とからなる。
【０００４】このチップ型セラミックサーミスタ１は、
セラミックサーミスタ素子２の両端部に下地層としてＡ
ｇ厚膜ペーストを塗布して焼付け、Ａｇ焼付け電極層３
ａ、３ａを形成する。次に、セラミックサーミスタ素子
２表面にガラス層４を形成し、その後、電解メッキ処理
を施してＮｉメッキ層３ｂ、３ｂとＳｎメッキ層３ｃ、
３ｃを形成する。
【０００５】しかしながら、上記チップ型セラミックサ
ーミスタ１およびその製造方法は、焼成したセラミック
サーミスタ素子２の両端部にＡｇ厚膜ペーストを塗布し
て焼付ける工程があるため、生産性が低く、コストが高
くつくという問題があった。
【０００６】この発明の目的は、より安価な方法で生産
できるチップ型セラミックサーミスタおよびその製造方
法を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】この発明に係るチップ型
セラミックサーミスタは、セラミックサーミスタ素子の
両端部に外部電極が形成されており、この外部電極で被
覆されていないセラミックサーミスタ素子の表面は有機
系絶縁層もしくはサーミスタ素子よりも高比抵抗のセラ
ミック層で覆われていることを特徴とする。
【０００８】前記セラミックサーミスタ素子は、比抵抗
が２００Ω・ｃｍ以下であることが好ましい。
【０００９】前記絶縁層は、アクリレート系の絶縁樹脂
からなることが好ましい。
【００１０】前記サーミスタ素子よりも高比抵抗のセラ
ミック層は、前記セラミックサーミスタ素子と同一組成
系からなることが好ましい。
【００１１】前記サーミスタ素子よりも高比抵抗のセラ
ミック層は、Ｍｎ，Ｎｉ，Ｃｏ，Ｆｅ，Ｃｕ，Ａｌのう
ち２種以上からなる酸化物を主成分とし、Ｚｎ，Ａｌ，
Ｗ，Ｚｒ，Ｓｂ，Ｙ，Ｓｍ，Ｔｉ，Ｆｅのうち少なくと
も1種以上を含有するサーミスタ材料からなることが好
ましい。
【００１２】前記外部電極は、電解メッキ層からなるこ
とが好ましい。
【００１３】この発明に係るチップ型セラミックサーミ
スタの製造方法は、サーミスタ用セラミックグリーンシ
ートを準備する工程と、前記セラミックグリーンシート
を所定枚数積層する工程と、この積層体をチップ状に切
断、焼成してセラミックサーミスタ素子を得る工程と、
このセラミックサーミスタ素子の両端部を除く表面に有
機系絶縁層またはサーミスタ素子よりも高比抵抗のセラ
ミック層を形成する工程と、このセラミックサーミスタ
素子を電解メッキし、このセラミックサーミスタ素子の
両端部に電解メッキ層を形成する工程と、を備えること
を特徴とする。
【００１４】これらの発明によれば、Ａｇ焼付け電極を
使用せずに、セラミックサーミスタ素子に直接電解メッ
キを施すことにより、安価なチップ型セラミックサーミ
スタを容易に製造することができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】この発明における一つの実施の形
態について、図１に基づいて、詳細に説明する。
【００１６】図１に示すチップ型セラミックサーミスタ
１１は、セラミックサーミスタ素子１２と、このセラミ
ックサーミスタ素子１２の両端部に形成された外部電極
１３、１３と、前記セラミックサーミスタ素子１２の外
部電極１３、１３形成部を除く外表面を被覆する絶縁層
１４とからなる。
【００１７】このチップ型セラミックサーミスタ１１
は、以下の製造方法にて作製される。まず、Ｍｎ、Ｎ
ｉ、Ｃｏ、Ｆｅ、Ｃｕ、Ａｌから選ばれる2以上の金属
酸化物を主成分とする比抵抗が２００Ω・cm以下のサー
ミスタ材料に、有機バインダー、分散材、表面活性材、
消泡材、溶媒を所定量加え、４０〜６０μｍのセラミッ
クグリーンシートを作製し、所定サイズにカットする。
次に、このセラミックグリーンシートを所定枚数積層
し、所定厚みになるように油圧プレス機で圧着し、一体
化する。さらに、その成形体を、所定サイズのチップ状
のセラミックサーミスタ素子に切断する。この焼成前の
セラミックサーミスタ素子１２を１０００〜１３００℃
で焼成して、図２（ａ）に示すセラミックサーミスタ素
子１２を得る。
【００１８】次に、図２（ｂ）に示すように、このセラ
ミックサーミスタ素子１２の周囲４側面に、外部電極形
成部を残してアクリレート系の絶縁樹脂をタンポ印刷な
どの工法を用いて塗布、熱硬化させて、絶縁層１４を形
成する。
【００１９】アクリレート系の絶縁樹脂は従来のガラス
層と比べて耐メッキ性が強く、より好ましい。絶縁樹脂
は、耐メッキ性があればアクリレート系以外のものであ
ってもよく、アクリル系、エポキシ系、フッ素系、シリ
コン系、ビニル系などでもよい。
【００２０】さらに、絶縁層１４を形成したセラミック
サーミスタ素子１２の両端部に、電解バレルメッキ方式
により、Ｎｉメッキ層１３ｂ、１３ｂとＳｎメッキ層１
３ｃ、１３ｃを順次形成して、図１、図２（ｃ）に示す
ような、チップ型セラミックサーミスタ１１を得る。
【００２１】次に、この発明における他の実施の形態に
ついて、図３に基づいて説明する。なお、チップ型セラ
ミックサーミスタ１１と同一のものについては同一の符
号を付し、詳細な説明を省略する。
【００２２】図３に示すチップ型セラミックサーミスタ
１１ａは、セラミックサーミスタ素子１２と、このセラ
ミックサーミスタ素子１２の両端部に形成された外部電
極１３、１３と、前記セラミックサーミスタ素子１２の
外部電極１３、１３形成部を除く外表面を被覆する高比
抵抗層１４ａとからなる。
【００２３】このチップ型セラミックサーミスタ１１ａ
は、以下の製造方法にて作製される。まず、チップ型セ
ラミックサーミスタ１１と同様に、セラミックグリーン
シートを作製し、このセラミックグリーンシートを所定
枚数積層し、所定厚みになるように油圧プレス機で圧着
し、一体化する。さらに、その成形体を、所定サイズの
チップ状のセラミックサーミスタ素子に切断し、図４
（ａ）に示すような焼成前のセラミックサーミスタ素子
１２ａを得る。
【００２４】次に、セラミックサーミスタ素子１２ａと
同一組成系の高比抵抗のセラミック材料を準備する。つ
まり、Ｍｎ，Ｎｉ，Ｃｏ，Ｆｅ，Ｃｕ，Ａｌのうち２種
以上からなる酸化物を主成分とし、Ｚｎ，Ａｌ，Ｗ，Ｚ
ｒ，Ｓｂ，Ｙ，Ｓｍ，Ｔｉ，Ｆｅのうち少なくとも1種
以上を含有するペースト状のセラミックサーミスタ材料
を準備する。このセラミックサーミスタ材料は、セラミ
ックサーミスタ素子１２ａよりも高比抵抗の材料であ
る。そして、このセラミックサーミスタ素子１２ａの周
囲４側面に、外部電極形成部を残して前記高比抵抗材料
を、タンポ印刷などの工法を用いて塗布し、その後、こ
の焼成前のセラミックサーミスタ素子１２ａを１０００
〜１３００℃で焼成して、図４（ｂ）に示すような、４
側面に高比抵抗層１４ａが形成されたセラミックサーミ
スタ素子１２ａを得る。
【００２５】すなわち、焼成前のセラミックサーミスタ
素子１２ａの周囲４側面に、外部電極形成部を残して高
比抵抗材料を印刷し、セラミックサーミスタ素子１２ａ
と同時焼成することにより、セラミックサーミスタ素子
１２ａの４側面を帯状に被覆する高比抵抗層１４ａが形
成される。
【００２６】次に、このセラミックサーミスタ素子１２
ａの両端部に、電解バレルメッキ方式により、Ｎｉメッ
キ層１３ｂ、１３ｂとＳｎメッキ層１３ｃ、１３ｃを順
次形成して、図３、図４（ｃ）に示すようなチップ型セ
ラミックサーミスタ１１ａを得る。
【００２７】なお、この発明のチップ型セラミックサー
ミスタ１１、１１ａにおいて、外部電極１３は電解メッ
キ膜であればよく、Ｎｉ，Ｓｎに限定されるものではな
い。
【００２８】また、この発明のチップ型セラミックサー
ミスタ１１、１１ａにおいては内部電極の有無は問わな
いが、グリーンシートの積層前に、必要に応じてグリー
ンシートの表面に内部電極を形成し、セラミックサーミ
スタ素子１２、１２ａに内部電極を形成したものであっ
てもよい。
【００２９】さらに、この発明のセラミックサーミスタ
素子１２、１２ａは、負特性サーミスタ素子に限定され
るものではなく、正特性サーミスタ素子であってもよ
い。
【００３０】
【発明の効果】以上述べたように、この発明に係るチッ
プ型セラミックサーミスタは、セラミックサーミスタ素
子表面に有機系絶縁層もしくは高比抵抗層を形成するこ
とにより、電解メッキ時の素子の腐食、腐食によるセラ
ミックサーミスタ素子の抵抗値変化を防ぎ、セラミック
サーミスタ素子の抗折強度の劣化、信頼性悪化を防止す
ることができる。
【００３１】また、Ａｇ厚膜ペーストを使用せず、電解
メッキのみで外部電極を形成するため、低コストで半田
耐熱性の優れた外部電極を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明に係る一つの実施の形態のチップ型
セラミックサーミスタの断面図である。
【図２】 図１のチップ型セラミックサーミスタの製造
工程を示しており、（ａ）は焼成後のセラミックサーミ
スタ素子の斜視図、（ｂ）は絶縁樹脂で被覆したセラミ
ックサーミスタ素子の斜視図、（ｃ）は外部電極を形成
したチップ型セラミックサーミスタの斜視図である。
【図３】 この発明に係る他の実施の形態のチップ型セ
ラミックサーミスタの断面図である。
【図４】 図３のチップ型セラミックサーミスタの製造
工程を示しており、（ａ）は焼成前のセラミックサーミ
スタ素子の斜視図、（ｂ）は高比抵抗層を形成したセラ
ミックサーミスタ素子の斜視図、（ｃ）は外部電極を形
成したチップ型セラミックサーミスタの斜視図である。
【図５】 従来のチップ型セラミックサーミスタを示す
断面図である。
【符号の説明】
１１、１１ａ チップ型セラミックサーミスタ １２、１２ａ セラミックサーミスタ素子 １３ 外部電極 １３ｂ、１３ｃ 電解メッキ層 １４ 絶縁層 １４ａ 高比抵抗層
フロントページの続き Ｆターム(参考） 5E028 AA10 BA23 BB08 CA02 DA04 EA01 EB01 EB04 5E032 AB01 BA23 BB08 CA02 CC14 CC16 DA01 5E034 AB01 AC01 BB01 BC02 DA02 DB15 DB16 DC01 DC09 DE05 DE07 DE17

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 セラミックサーミスタ素子の両端部に外
    部電極が形成されており、この外部電極で被覆されてい
    ないセラミックサーミスタ素子の表面は有機系絶縁層も
    しくはサーミスタ素子よりも高比抵抗のセラミック層で
    覆われていることを特徴とするチップ型セラミックサー
    ミスタ。
  2. 【請求項２】 前記セラミックサーミスタ素子は比抵抗
    が２００Ω・ｃｍ以下であることを特徴とする請求項１
    記載のチップ型セラミックサーミスタ。
  3. 【請求項３】 前記絶縁層は、アクリレート系の絶縁樹
    脂からなることを特徴とする請求項１または請求項２記
    載のチップ型セラミックサーミスタ。
  4. 【請求項４】 前記サーミスタ素子よりも高比抵抗のセ
    ラミック層は、前記セラミックサーミスタ素子と同一組
    成系からなることを特徴とする請求項１または請求項２
    記載のチップ型セラミックサーミスタ。
  5. 【請求項５】 前記サーミスタ素子よりも高比抵抗のセ
    ラミック層は、Ｍｎ，Ｎｉ，Ｃｏ，Ｆｅ，Ｃｕ，Ａｌの
    うち２種以上からなる酸化物を主成分とし、Ｚｎ，Ａ
    ｌ，Ｗ，Ｚｒ，Ｓｂ，Ｙ，Ｓｍ，Ｔｉ，Ｆｅのうち少な
    くとも1種以上を含有するセラミックサーミスタ材料か
    らなることを特徴とする請求項１、請求項２または請求
    項４記載のチップ型セラミックサーミスタ。
  6. 【請求項６】 前記外部電極が電解メッキ層からなるこ
    とを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載
    のチップ型セラミックサーミスタ。
  7. 【請求項７】 サーミスタ用セラミックグリーンシート
    を準備する工程と、 前記セラミックグリーンシートを所定枚数積層する工程
    と、 この積層体をチップ状に切断、焼成してセラミックサー
    ミスタ素子を得る工程と、 このセラミックサーミスタ素子の両端部を除く表面に有
    機系絶縁層またはサーミスタ素子よりも高比抵抗のセラ
    ミック層を形成する工程と、 このセラミックサーミスタ素子を電解メッキし、このセ
    ラミックサーミスタ素子の両端部に電解メッキ層を形成
    する工程と、を備えることを特徴とするチップ型セラミ
    ックサーミスタの製造方法。
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