JP4172290B2 - THERMISTOR ELEMENT AND MANUFACTURING METHOD THEREOF - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プリント回路基板や電子部品等に実装されるサーミスタ素子及びその製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
一般に、サーミスタ素子は、各種電子機器の構成要素、例えば、水晶発振子、バッテリ等の温度を検出し、この電子機器及び構成要素の特性の変化を補償するために使用されている。近年、電子機器の小型化、高信頼性に対する要求が強く、これに伴って、サーミスタ素子の高精度化、例えば、抵抗値のばらつき低減や、外部電極とサーミスタ素体との接続信頼性等に対する要求が強くなっている。このサーミスタ素子は、一般に図3に示す構成のものが知られている。
【0003】
サーミスタ素子1は、略直方体状をなすサーミスタ素体2と、サーミスタ素体2の両端面2a部に設けられた端子電極3と、サーミスタ素体2の両端面2aを除く外表面(側面及び上下面)に設けられスクリーン印刷で形成された絶縁ガラス膜4とを備えている。ここで、端子電極3は、サーミスタ素体2の両端面2a部表面に設けられ金属ペーストへのディップで形成された素体接合電極層5と、この素体接合電極層5表面を覆うように設けられめっき処理で形成された金属膜6とを備えた構成となっている(例えば特許文献1参照)。
【0004】
【特許文献1】
特開2002−170702号公報
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前記従来のサーミスタ素子によれば、端子電極3において、素体接合電極層5表面に金属膜6を形成するに際し、めっき液が素体接合電極層5に含浸し、さらに、このめっき液が素体接合電極層5の内部に浸透し、サーミスタ素体2の端面2a部と素体接合電極層5との界面に、剥離が発生する場合あった。すなわち、サーミスタ素体2と素体接合電極層5との接続に対する信頼性が低いという問題があった。また、形成される金属膜6の厚さが不十分である場合等には、プリント回路基板等へ実装する際、ハンダ接合時の熱により、素体接合電極層5が溶融する場合があった。これにより、サーミスタ素子1の抵抗値が上昇し、サーミスタ素子1の抵抗特性が変化するという製造上の不具合が発生する問題があった。
【0006】
本発明は、このような事情を考慮してなされたもので、サーミスタ素体と素体接合電極層との接続不良の発生を抑制する、すなわち、前記接続に対する高い信頼性を備えるとともに、プリント回路基板等へ実装する際の製造上の不具合発生を抑制することが可能なサーミスタ素子及びその製造方法を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決して、このような目的を達成するために、本発明は以下の手段を提案している。
本発明のサーミスタ素子は、端面と周面とを有し、周面の全面に第1の絶縁ガラス膜が設けられたサーミスタ素体の両端部に端子電極がそれぞれ設けられ、該端子電極は、前記サーミスタ素体の端部に直接形成された素体接合電極層と、該素体接合電極層と少なくとも一部が接続する金属膜とを備えたサーミスタ素子であって、前記素体接合電極層は、前記サーミスタ素体の端面上に形成されるとともにこの端面から前記サーミスタ素体の長手方向内方側に向けて前記第1の絶縁ガラス膜上に延設されており、前記素体接合電極層と前記金属膜との間には、第2の絶縁ガラス膜が設けられ、該第2の絶縁ガラス膜は、前記素体接合電極層表面のうち前記サーミスタ素体の端面から前記サーミスタ素体の長手方向内方側に最も離間した位置に配される端部を除いて設けられ、前記金属膜は、前記第2の絶縁ガラス膜表面上,及び該第2の絶縁ガラス膜に覆われていない前記素体接合電極層表面上を覆うように設けられていることを特徴とする。
【0008】
このサーミスタ素子では、素体接合電極層表面のうち前記サーミスタ素体の端面から前記サーミスタ素体の長手方向内方側に最も離間した位置に配される端部を除いて第2の絶縁ガラス膜が形成され、この第2の絶縁ガラス膜の表面及び第2の絶縁ガラス膜で覆われていない素体接合電極層の表面に金属膜が形成されているので、金属膜を形成する際に、めっき液の素体接合電極層への浸透を第2の絶縁ガラス膜により抑制し、サーミスタ素体と素体接合電極層との剥離発生を抑制することができる。また、サーミスタ素子をプリント回路基板等に実装する際の、ハンダ接合時の熱を素体接合電極層に伝達することを抑制することができる。これにより、前記熱によるサーミスタ素子の抵抗特性の変化を抑制することができる。
【0013】
本発明のサーミスタ素子の製造方法は、端面と周面とを有し、周面の全面に第1の絶縁ガラス膜が設けられたサーミスタ素体の両端部に直接、素体接合電極層を形成する素体接合電極層形成工程と、前記サーミスタ素体の両端部に、前記素体接合電極層と少なくとも一部が接続する金属膜を形成する金属膜形成工程とを有するサーミスタ素子の製造方法であって、素体接合電極層形成工程においては、前記素体接合電極層が前記サーミスタ素体の端面上に形成されるとともにこの端面から前記サーミスタ素体の長手方向内方側に向けて前記第1の絶縁ガラス膜上に延設されており、前記素体接合電極層表面のうち前記サーミスタ素体の端面から前記サーミスタ素体の長手方向内方側に最も離間した位置に配される端部を除いて第2の絶縁ガラス膜を形成する第2絶縁ガラス膜形成工程を備え、前記金属膜形成工程は、前記絶縁ガラス膜表面上、及び該第2の絶縁ガラス膜で覆われていない前記素体接合電極層表面上を覆うように金属膜を形成することを特徴とする。
【0014】
このサーミスタ素子の製造方法では、サーミスタ素体両端部に形成された素体接合電極層表面に一部を除いて絶縁ガラス膜を形成し、素体接合電極層の一部を露出させた状態としておき、その後、絶縁ガラス膜表面上,及び前記露出した素体接合電極層表面上に金属膜を形成することになる。これにより、素体接合電極層は、金属膜との接続部を確保するとともに、絶縁ガラス膜をその表面に備えることになる。従って、従来の機能を損なうことなく、金属膜形成時の素体接合電極層へのめっき液の浸透を抑制し、サーミスタ素体と素体接合電極層との剥離発生を抑制することができる。さらに、この絶縁ガラス膜により、サーミスタ素子をプリント回路基板等に実装する際のハンダ接合時の熱を、素体接合電極層に伝達することを抑制することができる。従って、前記熱による素体接合電極層の溶融が抑制され、前記実装時のサーミスタ素子の抵抗特性の変化を抑制することができる。
【0015】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るサーミスタ素子の第一実施形態を、図1を参照しながら説明する。
【0016】
サーミスタ素子10は、図1に示すように、対向する一組の端面11aと、それぞれ対向する上下面11b及び図示しない側面とで構成された略直方体状をなすサーミスタ素体11を備え、このサーミスタ素体11の上下面11b及び側面の全面には、スクリーン印刷で形成された第1の絶縁ガラス膜12が設けられ、サーミスタ素体11の両端部、すなわちサーミスタ素体両端面11a全面から第1の絶縁ガラス膜12の端面及び外表面の一部にかけた部分には、外部電極をなす端子電極13が設けられている。ここで、サーミスタ素体11は、例えば、Mn(マンガン)、Co(コバルト)、Cu(銅)等の遷移金属元素の酸化物を複数種用いて構成され、これを焼成することにより形成されるものである。
【0017】
端子電極13は、サーミスタ素体11の前記両端部に直接形成された素体接合電極層14と、素体接合電極層14を覆うように設けられた金属膜16とを備えている。金属膜16は、素体接合電極層14を覆うように設けられるとともに素体接合電極層14と接続するめっき下地膜17と、このめっき下地膜17の表面上に設けられた金属めっき膜19とを備えている。ここで、素体接合電極層14は、例えば、Ag、Au、Pt、Au/Pt合金のいずれかからなり、本実施の形態においては、Agにより形成されている。また、めっき下地膜17は、素体接合電極層14と同一の材料の金属ペーストへのディップにより形成され、金属めっき膜19は、めっき下地膜17の表面上に設けられNiとされた第1の金属めっき膜19aと、この第1の金属めっき膜19aの表面上に設けられSn又はSn/Pbとされた第2の金属めっき膜19bとを備え、これら第1,第2の金属めっき膜19a,19bは、めっき処理により形成されたものである。
ここで、素体接合電極層14と金属膜16との間には、第2の絶縁ガラス膜15が設けられ、この第2の絶縁ガラス膜15は、素体接合電極層14表面に一部を除いて設けられ、第2の絶縁ガラス膜15表面及びこの第2の絶縁ガラス膜15に覆われていない素体接合電極層14表面に、金属膜16が設けられた構成となっている。
【0018】
ここで、素体接合電極層14の前記一部は、第1の絶縁ガラス膜12外表面に配され、サーミスタ素体11の端面11aからサーミスタ素体11の長手方向内方側に最も離間した位置に配される端部18である。すなわち、第2の絶縁ガラス膜15は、素体接合電極層14表面のうち端部18を除いて設けられた構成となっている。また、第2の絶縁ガラス膜15は、サーミスタ素体11の端面11a表面に配された素体接合電極層14表面の全面に渡って設けられた構成となっている。そして、この第2の絶縁ガラス膜15表面上,及び素体接合電極層14の端部18表面上に、金属膜16が設けられた構成となっている。この構成により、素体接合電極層14は、金属膜16に端部18を介して接続する構成となる。
【0019】
以上のように構成されたサーミスタ素子10の製造方法について説明する。
まず、サーミスタ素体11の上下面11b及び側面に第1の絶縁ガラス膜12をスクリーン印刷で形成し、その後、Agペーストへのディップ及び焼成によりサーミスタ素体11の前記両端部に素体接合電極層14を形成する。
【0020】
そして、この素体接合電極層14の端部18を除く表面に、ガラス膜を接着コーティングして第2の絶縁ガラス膜15を形成する。次に、この第2の絶縁ガラス膜15表面上,及び素体接合電極層14の端部18の表面上に、Agペーストへのディップにより、めっき下地膜17を形成する。さらに、Niめっき処理と、Sn(錫)又はSn/Pbめっき処理とをこの順に順次施し、めっき下地膜17表面を覆うように第1,第2の金属めっき膜19a,19bを順次形成し金属めっき膜19を形成することにより、めっき下地膜17と金属めっき膜19とを備えた金属膜16が得られサーミスタ素子10が形成される。
【0021】
以上説明したように、本実施形態によるサーミスタ素子及びその製造方法によれば、素体接合電極層14表面のうち端部18を除いて第2の絶縁ガラス膜15を形成し、素体接合電極層14の端部18を露出させた状態としておき、その後、第2の絶縁ガラス膜15表面上,及び露出した端部18表面上に金属膜16を形成することになる。これにより、素体接合電極層14は、金属膜16との接続を確保するとともに、第2の絶縁ガラス膜15をその表面に備えることになる。従って、従来の機能を損なうことなく、金属膜16形成時の素体接合電極層14へのめっき液の浸透を抑制し、サーミスタ素体11と素体接合電極層14との剥離発生を抑制することができる。
【0022】
また、素体接合電極層14と金属膜16との間には、第2の絶縁ガラス膜15が形成されているため、サーミスタ素子10をプリント回路基板等に実装する際の、ハンダ接合時の熱を素体接合電極層14に伝達することを抑制し、前記熱によるサーミスタ素子10の抵抗特性の変化を抑制することができる。さらに、第2の絶縁ガラス膜15は、少なくともサーミスタ素体11の両端面11a上に配された素体接合電極層14を被覆しているため、金属膜16を形成する際に、素体接合電極層14へのめっき液の浸透を確実に抑制し、前記剥離発生を確実に抑制することができる。
【0023】
次に、本発明の第二実施形態について説明するが、前述の第一実施形態と同様の部位には、同一符号を付し、その説明を省略する。
本第二実施形態によるサーミスタ素子20は、図2に示すように、サーミスタ素体11の両端部に設けられた端子電極23と、サーミスタ素体11の下面11b及び側面に設けられスクリーン印刷で形成された第1の絶縁ガラス膜12と、サーミスタ素体11の上面11bに設けられスクリーン印刷で形成された第2の絶縁ガラス膜22と、サーミスタ素体11の両端部に設けられた第3の絶縁ガラス膜24とを備えている。
端子電極23は、サーミスタ素体11の両端11a部において、サーミスタ素体11の上面11bに設けられスクリーン印刷で形成された素体接合電極層21と、サーミスタ素体11の両端11a部を覆うように設けられた金属膜25とを備えている。金属膜25は、サーミスタ素体11の両端11a部を覆うように設けられためっき下地膜28と、さらに、このめっき下地膜28表面に設けられた金属めっき膜29とを備えている。この金属めっき膜29は、めっき下地膜28の表面上に設けられNiとされた第1の金属めっき膜29aと、この第1の金属めっき膜29aの表面上に設けられSn又はSn/Pbとされた第2の金属めっき膜29bとを備えている。
【0024】
ここで、第2の絶縁ガラス膜22は、サーミスタ素体11の上面11bと、素体接合電極層21の一部27を除いた表面とに設けられている。また、第3の絶縁ガラス膜24は、サーミスタ素体11の両端面11aの全面から第1,第2の絶縁ガラス膜12,22外表面の一部にかけて設けられている。この第3の絶縁ガラス膜24のうち、第2の絶縁ガラス膜22外表面に設けられた部分は、素体接合電極層21の一部27のサーミスタ素体11の長手方向に対する配設位置より、外方(端面11a側)に位置するように配されている。すなわち、第3の絶縁ガラス膜24は、素体接合電極層21の一部27を被覆していない構成となっている。
【0025】
また、めっき下地膜28は、第3の絶縁ガラス膜24表面の全面と、素体接合電極層21の一部27表面とを覆うように設けられ、さらに、めっき下地膜28を覆うように金属めっき膜29が設けられた構成となっている。この構成により、素体接合電極層21は、金属膜25に前記一部27を介して接続した構成となる。
【0026】
以上のように構成されたサーミスタ素子20によれば、素体接合電極層21が、サーミスタ素体20の上面11bに形成されているため、スクリーン印刷法を適用し、素体接合電極層21を形成することができる。これにより、サーミスタ素子を高効率に製造することができるため、容易に量産化対応することができる。
【0027】
なお、本発明の技術的範囲は前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。例えば、サーミスタ素体の内部に、サーミスタ層を介して隔てられ積層された複数の内部電極が設けられ、前記サーミスタ素体の両端側にそれぞれ前記内部電極と接続する端子電極が設けられたサーミスタ素子においても適用可能である。
【0028】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明に係るサーミスタ素子及びその製造方法によれば、素体接合電極層は、金属膜との接続部を確保するとともに、絶縁ガラス膜をその表面に備えるので、従来の機能を損なうことなく、金属膜形成時の素体接合電極層へのめっき液の浸透を抑制することができる。従って、サーミスタ素体と素体接合電極層との剥離発生を抑制することができる。さらに、サーミスタ素子をプリント回路基板等に実装する際のハンダ接合時の熱を、素体接合電極層に伝達することを抑制することができるので、前記熱によるサーミスタ素子の抵抗特性の変化を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明に係る第一実施形態において、サーミスタ素子を示す断面図である。
【図2】 本発明に係る第二実施形態において、サーミスタ素子を示す断面図である。
【図3】 本発明に係る従来例において、サーミスタ素子を示す断面図である。
【符号の説明】
10,20 サーミスタ素子
11 サーミスタ素体
11a サーミスタ素体の両端面
11b サーミスタ素体の上下面
13,23 端子電極
14,21 素体接合電極層
15,22 第2の絶縁ガラス膜(絶縁ガラス膜)
16,25 金属膜
17,28 めっき下地膜
18 素体接合電極層の端部(素体接合電極層表面の一部)
19,29 金属めっき膜
27 素体接合電極層表面の一部[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a thermistor element mounted on a printed circuit board, an electronic component or the like and a method for manufacturing the thermistor element.
[0002]
[Prior art]
In general, the thermistor element is used to detect the temperature of components of various electronic devices, such as crystal oscillators and batteries, and compensate for changes in the characteristics of the electronic devices and components. In recent years, there has been a strong demand for downsizing and high reliability of electronic devices, and accordingly, thermistor elements have high accuracy, for example, reduced resistance variation, connection reliability between external electrodes and thermistor body, etc. The demand is getting stronger. As the thermistor element, one having the structure shown in FIG. 3 is generally known.
[0003]
The thermistor element 1 includes a
[0004]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Laid-Open No. 2002-170702
[Problems to be solved by the invention]
By the way, according to the conventional thermistor element, when the
[0006]
The present invention has been made in consideration of such circumstances, and suppresses the occurrence of connection failure between the thermistor element body and the element bonding electrode layer, that is, has high reliability for the connection, and is a printed circuit. It is an object of the present invention to provide a thermistor element capable of suppressing the occurrence of manufacturing problems when mounted on a substrate or the like, and a method for manufacturing the thermistor element.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-described problems and achieve such an object, the present invention proposes the following means.
The thermistor element of the present invention has an end surface and a peripheral surface, and terminal electrodes are respectively provided at both ends of the thermistor body in which the first insulating glass film is provided on the entire peripheral surface . A thermistor element comprising: an element bonded electrode layer formed directly on an end of the thermistor element; and a metal film that is at least partially connected to the element bonded electrode layer , wherein the element bonded electrode layer Is formed on the end face of the thermistor element body and extends from the end face toward the inner side in the longitudinal direction of the thermistor element body on the first insulating glass film. between the a layer metal film, the second insulating glass layer is provided, said second insulating glass layer, the thermistor body from an end face of the thermistor element of the element junction electrode layer surface At the farthest position inward in the longitudinal direction It provided except the end that, the metal film is provided to cover the second insulating glass layer on the surface, and the element bonding electrode layer on the surface not covered with the second insulating glass film It is characterized by being.
[0008]
In this thermistor element, the second insulating glass film is formed except for an end portion disposed at a position farthest from the end face of the thermistor element body to the inner side in the longitudinal direction of the thermistor element body on the surface of the element bonding electrode layer. There is formed, the metal film is formed on the surface of the second insulating glass film surface and a second is not covered with an insulating glass film body junction electrode layer, when forming the metal film, the penetration of the plating solution element bonding electrode layers was suppressed by the second insulating glass film, it is possible to suppress delamination of the thermistor element and the element bonding electrode layer. Further, it is possible to suppress the transfer of heat at the time of solder bonding to the element bonding electrode layer when the thermistor element is mounted on a printed circuit board or the like. Thereby, the change of the resistance characteristic of the thermistor element due to the heat can be suppressed.
[0013]
The method for manufacturing a thermistor element according to the present invention includes forming an element bonded electrode layer directly on both ends of a thermistor element having an end face and a peripheral face, and the first insulating glass film is provided on the entire peripheral face. A thermistor element manufacturing step, and a metal film forming step of forming a metal film at least partially connected to the element bonding electrode layer at both ends of the thermistor element. In the element bonding electrode layer forming step, the element bonding electrode layer is formed on the end face of the thermistor element body, and the end face faces inward in the longitudinal direction of the thermistor element body. 1 that extends on the insulating glass film 1 and is disposed at a position farthest from the end surface of the thermistor element body toward the inner side in the longitudinal direction of the thermistor element body, of the surface of the element body bonding electrode layer. the second insulating glass except A second insulating glass layer forming step of forming a film, the metal film forming step, the insulating glass layer on the surface, and the element bonding electrode layer on the surface which is not covered with the second insulating glass film A metal film is formed so as to cover it.
[0014]
In this method of manufacturing the thermistor element, an insulating glass film is formed on the surface of the element bonding electrode layer formed on both ends of the thermistor element body, and a part of the element bonding electrode layer is exposed. Thereafter, a metal film is formed on the surface of the insulating glass film and on the surface of the exposed element bonding electrode layer. Thereby, the element bonding electrode layer secures a connection portion with the metal film and includes an insulating glass film on the surface thereof. Accordingly, it is possible to suppress the penetration of the plating solution into the element bonding electrode layer during the formation of the metal film and to prevent the thermistor element from peeling off the element bonding electrode layer without impairing the conventional function. Furthermore, this insulating glass film can suppress the transfer of heat at the time of solder bonding when the thermistor element is mounted on a printed circuit board or the like to the element bonding electrode layer. Therefore, melting of the element bonded electrode layer due to the heat is suppressed, and a change in resistance characteristics of the thermistor element during the mounting can be suppressed.
[0015]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, a first embodiment of a thermistor element according to the present invention will be described with reference to FIG.
[0016]
As shown in FIG. 1, the
[0017]
The
Here, a second insulating
[0018]
Here, the part of the element
[0019]
A method for manufacturing the
First, a first insulating
[0020]
Then, a glass film is adhesively coated on the surface excluding the
[0021]
As described above, according to the thermistor element and the manufacturing method thereof according to the present embodiment, the second insulating
[0022]
In addition, since the second insulating
[0023]
Next, although 2nd embodiment of this invention is described, the same code | symbol is attached | subjected to the site | part similar to above-mentioned 1st embodiment, and the description is abbreviate | omitted.
As shown in FIG. 2, the
The
[0024]
Here, the second insulating
[0025]
The
[0026]
According to the
[0027]
The technical scope of the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention. For example, a thermistor element in which a plurality of internal electrodes separated and stacked via a thermistor layer are provided inside a thermistor element body, and terminal electrodes connected to the internal electrodes are provided on both ends of the thermistor element body, respectively. It is also applicable to.
[0028]
【The invention's effect】
As is clear from the above description, according to the thermistor element and the manufacturing method thereof according to the present invention, the element bonded electrode layer secures the connection portion with the metal film and has the insulating glass film on the surface thereof. Thus, it is possible to suppress the penetration of the plating solution into the element bonding electrode layer when forming the metal film without impairing the conventional function. Therefore, occurrence of peeling between the thermistor body and the body bonded electrode layer can be suppressed. Furthermore, since the heat at the time of soldering when mounting the thermistor element on a printed circuit board or the like can be suppressed from being transferred to the element bonding electrode layer, the resistance characteristic of the thermistor element is prevented from changing due to the heat. can do.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a thermistor element in a first embodiment according to the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a thermistor element in a second embodiment according to the present invention.
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a thermistor element in a conventional example according to the present invention.
[Explanation of symbols]
10, 20
16, 25
19, 29 Metal plating film 27 A part of the surface of the element bonded electrode layer
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