JP3393524B2 - Ntcサーミスタ素子 - Google Patents
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Description
を有するNTCサーミスタ素子に関し、より詳細には、
サーミスタ素体内に複数の内部電極を配置してなるNT
Cサーミスタ素子の改良に関する。
固体や液体等の温度を検出するため、あるいは温度によ
る回路や部品特性の変化を補償するために幅広く用いら
れている。
て、電極を同一平面上において対向配置してなる対向
型、並びに複数の内部電極をサーミスタ素体内において
積層してなる積層型のものが知られている(特願平2−
250050号、特願昭60−279913号など)。
これらのNTCサーミスタ素子の構造を、図6〜図8を
参照して説明する。
素子を示す断面図である。NTCサーミスタ素子61
は、例えば酸化ニッケルや酸化コバルトなどの遷移金属
元素酸化物を複数種用いて得られた焼結体からなるサー
ミスタ素体62を有する。サーミスタ素体62内には、
ある高さ位置に、内部電極として対向電極63,64が
所定のギャップを隔てて対向配置されている。
極65が、他方端面には外部電極66が形成されてい
る。外部電極65は対向電極63に、外部電極66は対
向電極64に接続されている。このNTCサーミスタ素
子61では、対向電極63,64間のギャップにより抵
抗値が決定される。また、同一平面上に対向電極63,
64を形成すればよいため、サーミスタ素体62を得る
際に用いられるグリーンシート上において正確に対向電
極63,64を形成すれば、抵抗値を高精度に制御する
ことができる。
子の他の例を示す断面図である。NTCサーミスタ素子
67では、サーミスタ素体62内に、複数の内部電極と
して、対向電極63,64に加えて、対向電極68a,
68b〜70a,70bが形成されている。すなわち、
サーミスタ素体62内において4つの高さ位置におい
て、それぞれ、対向電極63,64〜70a,70bが
形成されている。
子を示す断面図である。NTCサーミスタ素子71は、
サーミスタ素体72内に、複数の内部電極73〜75を
サーミスタ層を介して重なり合うように配置した構造を
有する。内部電極73,75はサーミスタ素体72の一
方端面に形成された外部電極76に接続されている。内
部電極74はサーミスタ素体72の他方端面に形成され
た外部電極77に接続されている。
73,75と内部電極74との間で抵抗値が決定され、
従って小さな抵抗値を有するNTCサーミスタ素子71
を提供することができる。
ーミスタ素子61,67では、抵抗値を高精度にコント
ロールし得るものの、低抵抗化に限度があった。すなわ
ち、対向電極63,64間、あるいは対向電極63,6
4〜70a,70b間の上記ギャップの幅を小さくすれ
ば抵抗値を小さくし得るものの、ギャップの幅が小さく
なると短絡が生じ易くなる。従って、低抵抗化に限度が
あり、抵抗値が小さなNTCサーミスタ素子を作製する
ことが困難であった。
素体62の両端面を結ぶ方向に延びる寸法が、外部電極
65,66間の抵抗値が対向電極63,64〜70a,
70bと並列抵抗となることより、得られる抵抗値に少
なからず影響するという問題もあった。
は、内部電極73〜75の積層数を増大させることによ
り低抵抗化を果たすことができるものの、製造に際して
のグリーンシートの厚みばらつき及び内部電極73〜7
5が形成されているグリーンシートの重ね合わせ精度な
どによって、抵抗値がばらつくという問題があった。従
って、低抵抗のNTCサーミスタ素子を提供し得るもの
の、低抵抗化すればする程上記工程上の要因による抵抗
値のばらつきが問題となっていた。
く、かつ低抵抗のNTCサーミスタ素子を提供すること
にある。
は、NTCサーミスタ材料よりなるサーミスタ素体と、
前記サーミスタ素体内においてサーミスタ層を介して隔
てられて積層された複数の内部電極と、前記サーミスタ
素体の外表面に形成された第1,第2の外部電極とを備
えるNTCサーミスタ素子において、少なくとも1つの
内部電極が、ギャップを隔てられて同一平面上で対向さ
れ、それぞれの一端が前記第1,第2の外部電極の各一
方に接続された第1,第2の対向電極を有し、前記第1
の対向電極の少なくとも一部が、サーミスタ層を介して
隔てられた異なる高さ位置の反対電位に接続される第1
の対向電極もしくは内部電極と厚み方向に重なるように
位置されており、前記第1,第2の対向電極の先端側は
互いに間挿し合うように電極指を有するくし歯形状とな
っていることを特徴とする、NTCサーミスタ素子であ
る。
請求項2に記載のように、第1,第2の対向電極からな
る内部電極が、複数層の内部電極のうち最上層と最下層
の一方または両方に配置されている。
Cサーミスタ素子では、好ましくは、請求項3に記載の
ように、全ての内部電極がギャップを隔てられて同一平
面上で対向された第1,第2の対向電極を有し、各第1
の対向電極の少なくとも一部がサーミスタ層を隔てられ
て異なる高さ位置の反対電位に接続される第1の対向電
極と厚み方向に重なり合うように位置されている。
何れかに記載の発明におけるNTCサーミスタ素子にお
いて、第1の外部電極がサーミスタ素子の第1の端面
に、第2の外部電極がサーミスタ素子の第2の端面に形
成されており、第1または第2の外部電極に接続された
対向電極が、第2または第1の外部電極と厚み方向にお
いて重ならないように配置されていることを特徴とす
る。
非限定的な実施例を説明することにより、本発明を明ら
かにする。
素子の断面図である。NTCサーミスタ素子1は、直方
体状のサーミスタ素体2を用いて構成されている。サー
ミスタ素体2は、例えば、ニッケル、コバルト、銅など
の遷移金属元素の酸化物を複数種用いて構成された焼結
体である。サーミスタ素体2は、後述の内部電極を上面
に形成してなるセラミックグリーンシート及び内部電極
が形成されていないセラミックグリーンシートを複数枚
積層し、得られた積層体を焼成することにより得られ
る。
向電極を同一平面上において所定のギャップを隔てて対
向配置してなる複数の内部電極が形成されている。すな
わち、ある高さ位置に、第1の対向電極3aと、第2の
対向電極3bとからなる内部電極が形成されており、そ
の下方に、それぞれ、第1の対向電極4a,第2の対向
電極4b、第1の対向電極5a,第2の対向電極5b及
び第1の対向電極6a,第2の対向電極6bからなる各
内部電極が形成されている。
a,4a,5a,6aと、第2の対向電極3b,4b,
5b,6bとが同一平面上においてギャップを隔てて対
向配置されている。従って、ギャップ寸法g、すなわち
第1,第2の対向電極間の対向距離で決定される抵抗値
は、セラミックグリーンシート上に、例えば第1,第2
の対向電極3a,3bを導電ペーストの印刷により形成
すれば、高精度に保ち得る。
層2aを隔てて厚み方向に隣接する内部電極の第1の対
向電極4aと重なり合っている。同様に、第1の対向電
極4aは、下方の第1の対向電極5aにも重なり合って
いる。また、第1の対向電極5aは、その下方の第1の
対向電極6aにも重なり合っている。
が部分的にセラミック層2a,2b,2cを隔てて重な
り合わされているため、図1の記号Bで示す部分におい
ては、この対向電極3a〜6aにおいて積層型サーミス
タ素子と同様にして抵抗が取り出される。
て、低抵抗化を図る場合、第1の対向電極3a〜6aの
積層数を増大させることにより、抵抗値を小さくするこ
とができる。また、上記のようにAで示す対向型部分で
は、ギャップにより抵抗値が取り出されるが、このギャ
ップ寸法gは高精度に制御し得るため、抵抗値のばらつ
きを低減し得る。
素子の構造と、積層型NTCサーミスタ素子の構造とを
組み合わせることにより、抵抗値が小さく、かつ抵抗値
のばらつきの小さなNTCサーミスタ素子1が提供され
得る。
は、NTCサーミスタとして機能するサーミスタ材料よ
りなる複数枚のセラミックグリーンシートを用意する。
ト9aの上面には、電極は印刷されていない。セラミッ
クグリーンシート9b上には、第1の対向電極3a及び
第2の対向電極3bを形成するために、該対向電極3
a,3bに応じて例えばAg−Pd粉末含有導電ペース
トが印刷されている。同様に、セラミックグリーンシー
ト9c,9d上には、第1の対向電極4a,5a及び第
2の対向電極4b,5bが印刷されている。なお、図2
では図示していないが、図1に示した対向電極6a,6
bについても、同様のセラミックグリーンシート上に印
刷される。
ックグリーンシート9a,9b,9c,9d……を積層
し、一体焼成することによりサーミスタ素体2を得る。
この場合、内部電極の印刷されていないセラミックグリ
ーンシート9aは、サーミスタ素体2の上方及び下方に
おいて適宜の枚数用いられる。
面2dを覆うように第1の外部電極7を、第2の端面2
eを覆うように第2の外部電極8を形成する。外部電極
7,8の形成は、例えば、Agのような導電性粉末含有
導電ペーストを塗布し、焼き付けることにより行われ
る。この場合、第1,第2の外部電極7,8は、サーミ
スタ素体2の端面2d,2eだけでなく、端面2d,2
eを結んでいる上面、下面及び両側面にも至るように形
成される。図1では、外部電極7,8の上面及び下面に
至っている部分が図示されている。この上面及び下面並
びに両側面に至っている部分を以下、外部電極の被り部
7a,8aとする。
電極4b,6bが第1の外部電極7に接続されており、
第1の対向電極4a,6a及び第2の対向電極3b,5
bが第2の外部電極8に電気的に接続されている。
対向電極3a,3bは、先端側に互いに間挿し合う電極
指3a2 ,3b2 を有するくし歯状である。このよう
に第1,第2の対向電極3a,3bをくし歯状に対向さ
せることにより、低抵抗化を図り得る。
素子を示す断面図である。
のサーミスタ素体2内に、4層の内部電極が構成されて
いる。もっとも、厚み方向中央に位置する内部電極3
2,33は、それぞれ、第1,第2の外部電極7,8に
接続されている。すなわち、図1に示したNTCサーミ
スタ素子1の第1,第2の対向電極4a,4b,5a,
5bに代えて、上記内部電極32,33が用いられてい
る。その他の点については、NTCサーミスタ素子1と
同様であるため、同一部分については、同一の参照番号
を付することにより、第1の実施例の説明を援用するこ
とにより省略する。
の内部電極が第1,第2の対向電極で形成される必要は
必ずしもなく、第1,第2の対向電極で構成される内部
電極以外に、従来の積層型NTCサーミスタ素子の場合
と同様に交互に第1または第2の外部電極に接続された
内部電極を適宜の枚数組み合わせてもよい。
スタ素子と同様に、ギャップgにより抵抗値のばらつき
を高精度に抑制することができ、かつ第1の対向電極と
他の高さ位置の第1の対向電極もしくは内部電極とによ
り構成される部分、並びに上記積層型NTCサーミスタ
部において積層数の増大により抵抗値の低減を図り得
る。
に、第1,第2の対向電極と、積層型NTCサーミスタ
素子の内部電極とを適宜組み合わせることができ、その
組み合わせ方についても任意である。
素子31のように、厚み方向最外層に、第1,第2の対
向電極3a,3b,6a,6bを配置することが望まし
い。積層型NTCサーミスタ素子の内部電極と同様に構
成されている内部電極32,33では、その先端と、他
方電位に接続される外部電極8または7との間の距離に
より抵抗値のばらつきが生じるのに対し、対向型内部電
極3a,3b,6a,6bでは、このような原因による
抵抗値のばらつきが生じ難い。
素子を示す断面図である。NTCサーミスタ素子41
は、サーミスタ素体2内に、2層の内部電極を配置した
構成を有し、各内部電極が、それぞれ第1,第2の対向
電極を有する。すなわち、上方に第1の対向電極42
a,第2の対向電極42bが形成されており、下方に第
1の対向電極43aと第2の対向電極43bとが形成さ
れている。また、第1の外部電極7に対向電極42a,
43bが、第2の外部電極8に対向電極42b,43a
が接続されている。
び第2の対向電極42b,43bは、図3に示したよう
に、各先端側は互いに間挿し合うように電極指を有する
くし歯状となっている。
素子と同様に、抵抗ばらつきの低減を果たし得るだけで
なく、第1の対向電極42aと第1の対向電極43aと
がサーミスタ層を介して重なり合っているため、低抵抗
化も果たし得る。すなわち、NTCサーミスタ素子41
は、本発明のNTCサーミスタ素子の最も簡略化された
例に相当するものである。
とも1つの内部電極がギャップを隔てて同一平面内で対
向された第1,第2の対向電極を有し、第1の対向電極
の少なくとも一部が、サーミスタ層を介して隔てられた
異なる高さ位置の反対電位に接続される内部電極と厚み
方向に重なり合うように配置され、第1,第2の対向電
極の先端側は互いに間挿し合うように電極指を有するく
し歯状となっているため、従来の対向型NTCサーミス
タ素子と同様に抵抗値のばらつきを低減し得るだけでな
く、上記第1の対向電極と他の内部電極との重なりによ
り、従来の積層型NTCサーミスタ素子と同様に抵抗値
の低減を図り得る。
タ素子を提供することが可能となり、かつ電極構造によ
り抵抗値及びそのばらつきの低減を図ることが可能とさ
れているため、同一のB定数のサーミスタ材料を用いて
広い範囲の抵抗値を得ることができる。言い換えれば、
同一の抵抗値用のNTCサーミスタ材料を用いて、種々
の抵抗値のNTCサーミスタ素子を供給することができ
るので、ユーザー側における回路設計上の自由度を効果
的に高め得る。
2の対向電極からなる内部電極が、複数層の内部電極の
うち最上層と最下層の一方または両方に配置されている
ので、他方電位に接続される外部電極との間の距離によ
る抵抗値のばらつきが生じ難い。
部電極が、上記第1,第2の対向電極を有するように構
成されているので、抵抗値のばらつきをより一層低減す
ることが可能となる。
は第2の外部電極に接続された対向電極が、第2または
第1の外部電極と厚み方向において重ならないように配
置されているので、これらの間の距離による抵抗値のば
らつきを低減することができ、より一層抵抗値のばらつ
きを低減することができる。
素子を示す断面図。
程において複数枚のセラミックグリーンシートを積層す
る工程を説明するための略図的斜視図。
図。
素子を示す断面図。
素子を示す断面図。
す断面図。
示す断面図。
図。
Claims (4)
- 【請求項1】 NTCサーミスタ材料よりなるサーミス
タ素体と、 前記サーミスタ素体内においてサーミスタ
層を介して隔てられて積層された複数の内部電極と、 前記サーミスタ素体の外表面に形成された第1,第2の
外部電極とを備えるNTCサーミスタ素子において、 少なくとも1つの内部電極が、ギャップを隔てられて同
一平面上で対向され、それぞれの一端が前記第1,第2
の外部電極の各一方に接続された第1,第2の対向電極
を有し、 前記第1の対向電極の少なくとも一部が、サーミスタ層
を介して隔てられた異なる高さ位置の反対電位に接続さ
れる第1の対向電極もしくは内部電極と厚み方向に重な
るように位置されており、 前記第1,第2の対向電極の先端側は互いに間挿し合う
ように電極指を有するくし歯形状となっている ことを特
徴とする、NTCサーミスタ素子。 - 【請求項2】 前記第1,第2の対向電極からなる内部
電極が、前記複数層の内部電極のうち最上層と最下層の
一方または両方に配置されている、請求項1に記載のN
TCサーミスタ素子。 - 【請求項3】 全ての内部電極がギャップを隔てられて
同一平面上で対向された第1,第2の対向電極を有し、
各第1の対向電極の少なくとも一部がサーミスタ層を隔
てられて異なる高さ位置の反対電位に接続される第1の
対向電極と厚み方向に重なり合うように位置されてい
る、請求項1または2に記載のNTCサーミスタ素子。 - 【請求項4】 第1の外部電極がサーミスタ素子の第1
の端面に、第2の外部電極がサーミスタ素子の第2の端
面に形成されており、第1または第2の外部電極に接続
された対向電極が、第2または第1の外部電極と厚み方
向において重ならないように配置されている、請求項1
〜3の何れかに記載のNTCサーミスタ素子。
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