JP2004128084A - フレーク型サーミスタ及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】板状サーミスタ素体2の上下面にそれぞれ電極層3が形成され、板状サーミスタ素体の全側面がガラス層4で覆われている。
【選択図】 図1
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、光通信分野、家電、自動車等の電子機器やプリント回路基板等で用いられるフレーク型サーミスタ及びその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、フレーク型と呼ばれるサーミスタは、セラミックス材料からなるウェーハ状サーミスタ素体の上下面に電極を形成した後、所望のサイズにダイシングしたものが知られている。
このようなフレーク型サーミスタは、例えば下記特許文献1に記載されている。
【特許文献1】
実開昭56−89189号公報
【0003】
このフレーク型サーミスタは、光通信分野において下面をダイボンディングするとともに上面をワイヤボンディングして用いられ、また温度センサとしては、上下面電極にリード線をそれぞれ半田付けして引き出し、サーミスタ部分を各種樹脂材料でモールドして用いられている。また、用途によっては、さらに金属ケースや樹脂ケース等に挿入されて使用される場合もある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来のフレーク型サーミスタ技術では、以下の課題が残されている。すなわち、近年、耐候性や耐マイグレーション性等の信頼性の向上が要求されている。特にLD(半導体レーザ)モジュール等に関しては、窒素を充填してハーメチックシールされた状態であり、抵抗値の経時変化が大きいという不都合があった。
また、電極を形成後にダイシングしてフレーク型としているため、ダイシング時に電極周端面の剥離等が生じ、剥離部分から半田喰われ現象が発生する場合もあった。
さらに、家電や自動車等の分野で用いられる温度センサとして使用する場合は、高温多湿下で用いられることがあるため、樹脂の吸湿及び熱硬化性樹脂の場合には樹脂の固化が起こり、その中にモールドされたサーミスタに応力が加わって、電極剥離やクラックが発生する場合があった。
【0005】
本発明は、前述の課題に鑑みてなされたもので、耐候性、耐マイグレーション性を向上させ、また電極剥離やクラックの発生を抑制することができるフレーク型サーミスタ及びその製造方法を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記課題を解決するために以下の構成を採用した。すなわち、本発明のフレーク型サーミスタは、板状サーミスタ素体の上下面にそれぞれ電極層が形成され、板状サーミスタ素体の全側面がガラス層で覆われていることを特徴とする。
【0007】
このフレーク型サーミスタでは、板状サーミスタ素体の全側面がガラス層で覆われているので、サーミスタ素体が露出しておらず、耐候性及び耐マイグレーション性等が向上する。特に、窒素が充填封止された場合でも、サーミスタ素体と窒素との反応をガラス層が防ぐため、抵抗値の経時変化を抑制することができる。
【0008】
また、本発明のフレーク型サーミスタは、前記ガラス層が、前記電極層の周端面も覆うように形成されている技術が採用される。すなわち、このフレーク型サーミスタは、ガラス層が電極層の周端面も覆うように形成されているので、電極層の周端面がガラス層で押さえられ剥離を防ぐことができる。
【0009】
本発明のフレーク型サーミスタの製造方法は、板状サーミスタ素体の上下面にそれぞれ電極層が形成され、板状サーミスタ素体の全側面がガラス層で覆われているフレーク型サーミスタを製造する方法であって、全側面にガラス層が形成されたサーミスタ素体の角柱状体を形成する角柱状体形成工程と、該角柱状体を中心軸の直交方向に切断して複数の板状体にする板状体形成工程と、これらの板状体の上下面に電極層を形成する電極層形成工程とを有することを特徴とする。
【0010】
このフレーク型サーミスタの製造方法では、全側面にガラス層が形成されたサーミスタ素体の角柱状体を予め形成し、これを切断して複数の板状体にし、さらにこの板状体の上下面に電極層を形成するので、ダイシング後に電極層を形成することにより、従来のようなダイシングによる電極層の剥離が生じない。
【0011】
また、本発明のフレーク型サーミスタの製造方法は、前記角柱状体形成工程において、サーミスタ素体の基板の上下面にそれぞれガラス層を形成する第1のガラス層形成工程と、該ガラス層形成後の前記基板を切断して複数の角柱素体とする角柱切断工程と、互いのガラス層を重ねて前記角柱素体を並べた状態でガラス層の形成されていない両側面にもガラス層を形成して前記角柱状体とする第2のガラス層形成工程とを備えている技術が採用される。
【0012】
すなわち、このフレーク型サーミスタの製造方法では、サーミスタ素体の基板の上下面にそれぞれガラス層を形成した後、切断により角柱素体を形成し、互いのガラス層を重ねて角柱素体を並べた状態でガラス層の形成されていない両側面にもガラス層を形成して角柱状体とするので、ガラス層が全側面に形成された角柱状体を多数にかつ効率的に作製することができる。
【0013】
また、本発明のフレーク型サーミスタの製造方法は、前記電極層形成工程において、治具の上面に前記板状体に合わせて形成された複数の凹部内に板状体を配し、この状態で前記凹部内に導電性ペーストを塗布して熱処理し板状体表面又は裏面に電極層を形成する技術が採用される。
【0014】
すなわち、このフレーク型サーミスタの製造方法では、治具の上面に板状体に合わせて形成された複数の凹部内に板状体を配し、この状態で凹部内に導電性ペーストを塗布して熱処理し板状体表面又は裏面に電極層を形成するので、多数の板状体に電極層を同時にかつ効率的に形成することができ、製造コストの低減を図ることができる。
【0015】
本発明のフレーク型サーミスタの製造方法は、板状サーミスタ素体の上下面にそれぞれ電極層が形成され、板状サーミスタ素体の全側面がガラス層で覆われているフレーク型サーミスタを製造する方法であって、上下面にそれぞれ電極層を形成したセラミックス素体の基板を粘着シートに貼り付けた状態で格子状に切断して複数の板状体とするシート上切断工程と、前記粘着シートを放射方向に引き延ばして複数の前記板状体の間に間隙を形成する間隙形成工程と、前記間隙内をガラスペーストで埋めて硬化させた後に間隙の中央部で格子状に切断し、分離された板状体を熱処理して全側面に前記ガラス層を形成するガラス層形成工程とを有することを特徴とする。
【0016】
このフレーク型サーミスタの製造方法では、引き延ばした粘着シート上における板状体の間隙内をガラスペーストで埋めて硬化させた後に、間隙の中央部で格子状に切断し分離された板状体を熱処理して、全側面にガラス層を形成するので、多数の板状体の4側面全てにガラス層を同時にかつ効率的に形成することができる。
【0017】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るフレーク型サーミスタ及びその製造方法の一実施形態を、図1から図5を参照しながら説明する。
【0018】
本実施形態のフレーク型サーミスタ1は、図1に示すように、板状サーミスタ素体2の上下面2aにそれぞれ電極層3が形成され、板状サーミスタ素体2の全側面2bがガラス層4で覆われている。このフレーク型サーミスタ1は、例えば光通信分野等では、図2に示すように、回路基板5上に一方の電極層3をAu/Sn等の導電性融着材料6により接着されると共に、他方の電極層3上に金線7によるワイヤーボンディングで回路基板5上の他の電極パッド等に電気的に接続される。また、他の例として、家電、自動車等の分野等では、温度センサとして、図3に示すように、フレーク型サーミスタ1の両電極層3にリード線8が半田9により接着されると共に、さらにフレーク型サーミスタ1の全体が樹脂10で封止される。なお、さらに全体を覆うようにケースを設ける場合もある。
【0019】
次に、このフレーク型サーミスタ1の製造方法を、図4及び図5を参照して説明する。
【0020】
まず、セラミックスからなる四角平板状サーミスタ素体2における上下面に、図4の(a)に示すように、それぞれガラスペーストをスクリーン印刷等で塗布して焼き付けることによりガラス層4を形成する。次に、これらガラス層4形成後のサーミスタ素体2を、図4の(b)に示すように、短冊状にダイシング(切断)して複数の角柱素体11とする。さらに、これらの角柱素体11を、図4の(c)に示すように、互いのガラス層4を重ねて並べた状態でガラス層4の形成されていない両側面にもガラス層4を形成して角柱状体12とする。
【0021】
次に、全側面にガラス層4が形成されたサーミスタ素体の角柱状体12を、図5の(a)に示すように、中心軸の直交方向に切断して複数の板状体13にする。さらに、図5の(b)に示すように、上面に板状体13に合わせて形成された複数の凹部14aを有する治具14を用意し、凹部14a内に板状体13を配する。この状態で凹部14a内にAuやAgペースト等の導電性ペースト15をスクリーン印刷等で塗布して焼き付け(熱処理)し、板状体13表面に電極層3を形成する。また、同様にして、板状体13の裏面にも電極層3を形成する。
このようにして本実施形態のフレーク型サーミスタ1が作製される。
【0022】
本実施形態では、板状サーミスタ素体2の全側面がガラス層4で覆われているので、サーミスタ素体材料自体が露出しておらず、耐候性(耐熱、耐寒、耐湿性等)、耐マイグレーション性、電極の接合強度(ワイヤボンディング性)、耐メッキ液性及び素体強度等が向上し、さらに半田喰われが減少する。
特に、窒素充填封止された場合でも、サーミスタ素体材料と窒素との反応をガラス層4が防ぐため、抵抗値の経時変化を抑制することができる。
また、基板SUBの上下面にガラス層4を形成した後、切断により角柱素体11を形成し、互いのガラス層4を重ねて角柱素体11を並べた状態で別の側面にもガラス層4を形成して角柱状体12とするので、ガラス層4が全側面に形成された角柱状体12を多数にかつ効率的に作製することができる。
【0023】
さらに、治具14の凹部14a内に板状体13を配し、この状態で凹部14a内に導電性ペースト15を塗布して熱処理し板状体13表面又は裏面に電極層3を形成するので、多数の板状体13に電極層3を同時にかつ効率的に形成することができ、製造コストの低減を図ることができる。
【0024】
次に、本発明に係る第2実施形態を、図6〜図8を参照しながら説明する。
【0025】
第2実施形態のフレーク型サーミスタ21の構造をその製造プロセスと合わせて説明すると、まず、図6の(a)に示すように、上下面にそれぞれ電極層3をスクリーン印刷等で形成したセラミックス素体の基板SUBを作製し、これを粘着シート22に貼り付けた状態で格子状にダイシング(切断)して複数の板状体13とする。
【0026】
次に、図6の(b)に示すように、粘着シート22を放射方向にエキスパンド(引き延ばし)して複数の板状体13の間に所定の間隙Dを形成する。
さらに、図7の(a)に示すように、間隙D内をガラスペースト25で埋め、該ガラスペースト25をある程度硬化させる。
次に、図7の(b)に示すように、その後に間隙Dの中央部で格子状に切断し、分離された板状体13を熱処理して全側面にガラス層4を形成することにより、図8に示すように、フレーク型サーミスタ21が作製される。
なお、このフレーク型サーミスタ21は、上記製造方法により ガラス層4が電極層3の周端面3aも覆うように形成される。
【0027】
本実施形態では、引き延ばした粘着シート22上における板状体13の間隙D内をガラスペースト25で埋めて硬化させた後に、間隙Dの中央部で格子状に切断し分離された板状体13を熱処理して、全側面にガラス層4を形成するので、多数の板状体13の4側面全てにガラス層4を同時にかつ効率的に形成することができる。したがって、効率的にかつ低製造コストでフレーク型サーミスタ21を形成することができる。
また、このフレーク型サーミスタ21では、ガラス層4が電極層3の周端面も覆うように形成されるので、電極層3の周端面がガラス層4で押さえられ剥離を防ぐことができる。
【0028】
なお、本発明の技術範囲は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
【0029】
例えば、上記実施形態では、外部電極のみを有するサーミスタであるのに対し、内部電極を印刷したセラミックスグリーンシートと内部電極を形成していないセラミックスグリーンシートとを複数枚積層して圧着し、焼成して形成した板状サーミスタ素体の基板を用いて、内部電極も有するサーミスタに適用しても構わない。
【0030】
【発明の効果】
本発明によれば、以下の効果を奏する。
本発明のフレーク型サーミスタによれば、板状サーミスタ素体の全側面がガラス層で覆われているので、サーミスタ素体が露出しておらず、耐候性及び耐マイグレーション性等を向上させることができ、光通信分野用の高信頼性フレーク型サーミスタや家電・自動車等の分野での高信頼性温度センサを得ることができる。
【0031】
本発明のフレーク型サーミスタの製造方法によれば、全側面にガラス層が形成されたサーミスタ素体の角柱状体を予め形成し、これを切断して複数の板状体にし、さらにこの板状体の上下面に電極層を形成するので、ダイシング後に電極層を形成することにより、ダイシングによる電極層の剥離やクラックが生じず、高歩留まりで高い信頼性を有するフレーク型サーミスタが得られる。
また、本発明のフレーク型サーミスタの製造方法によれば、引き延ばした粘着シート上における板状体の間隙内をガラスペーストで埋めて硬化させた後に、間隙の中央部で格子状に切断し分離された板状体を熱処理して、全側面にガラス層を形成するので、多数の板状体の4側面全てにガラス層を同時に形成することができ、高歩留まりで高い信頼性を有するフレーク型サーミスタが得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る第1実施形態のフレーク型サーミスタを示す斜視図である。
【図2】本発明に係る第1実施形態のフレーク型サーミスタを光通信分野において実装状態を示す断面図である。
【図3】本発明に係る第1実施形態のフレーク型サーミスタを家電・自動等の分野において温度センサとして樹脂モールドした状態を示す断面図である。
【図4】本発明に係る第1実施形態において、フレーク型サーミスタの製造方法を工程順(ガラス層形成まで)に示す斜視図である。
【図5】本発明に係る第1実施形態において、フレーク型サーミスタの製造方法を工程順(電極層形成まで)に示す斜視図である。
【図6】本発明に係る第2実施形態において、フレーク型サーミスタの製造方法を工程順(間隙形成まで)に示す斜視図である。
【図7】本発明に係る第2実施形態において、フレーク型サーミスタの製造方法を工程順(ガラス層切断まで)に示す斜視図である。
【図8】本発明に係る第2実施形態のフレーク型サーミスタを示す斜視図である。
【符号の説明】
1、21 フレーク型サーミスタ
2 板状サーミスタ素体
3 電極層
3a 電極層の周端面
4 ガラス層
11 角柱素体
12 角柱状体
13 板状体
14 治具
14a 治具の凹部
15 導電性ペースト
22 粘着シート
25 ガラスペースト
D 板状体の間隙
Claims (7)
- 板状サーミスタ素体の上下面にそれぞれ電極層が形成され、板状サーミスタ素体の全側面がガラス層で覆われていることを特徴とするフレーク型サーミスタ。
- 請求項1に記載のフレーク型サーミスタにおいて、
前記ガラス層は、前記電極層の周端面も覆うように形成されていることを特徴とするフレーク型サーミスタ。 - 板状サーミスタ素体の上下面にそれぞれ電極層が形成され、板状サーミスタ素体の全側面がガラス層で覆われているフレーク型サーミスタを製造する方法であって、
全側面にガラス層が形成されたサーミスタ素体の角柱状体を形成する角柱状体形成工程と、
該角柱状体を中心軸の直交方向に切断して複数の板状体にする板状体形成工程と、
これらの板状体の上下面に電極層を形成する電極層形成工程とを有することを特徴とするフレーク型サーミスタの製造方法。 - 請求項3に記載のフレーク型サーミスタの製造方法において、
前記角柱状体形成工程は、サーミスタ素体の基板の上下面にそれぞれガラス層を形成する第1のガラス層形成工程と、
該ガラス層形成後の前記基板を切断して複数の角柱素体とする角柱切断工程と、
互いのガラス層を重ねて前記角柱素体を並べた状態でガラス層の形成されていない両側面にもガラス層を形成して前記角柱状体とする第2のガラス層形成工程とを備えていることを特徴とするフレーク型サーミスタの製造方法。 - 請求項3又は4に記載のフレーク型サーミスタの製造方法において、
前記電極層形成工程は、治具の上面に前記板状体に合わせて形成された複数の凹部内に板状体を配し、この状態で前記凹部内に導電性ペーストを塗布して熱処理し板状体表面又は裏面に電極層を形成することを特徴とするフレーク型サーミスタの製造方法。 - 板状サーミスタ素体の上下面にそれぞれ電極層が形成され、板状サーミスタ素体の全側面がガラス層で覆われているフレーク型サーミスタを製造する方法であって、
上下面にそれぞれ電極層を形成したセラミックス素体の基板を粘着シートに貼り付けた状態で格子状に切断して複数の板状体とするシート上切断工程と、
前記粘着シートを放射方向に引き延ばして複数の前記板状体の間に間隙を形成する間隙形成工程と、
前記間隙内をガラスペーストで埋めて硬化させた後に間隙の中央部で格子状に切断し、分離された板状体を熱処理して全側面に前記ガラス層を形成するガラス層形成工程とを有することを特徴とするフレーク型サーミスタの製造方法。 - 請求項3から6のいずれかに記載のフレーク型サーミスタの製造方法により作製されたことを特徴とするフレーク型サーミスタ。
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