JPH067204U - チップサーミスタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】温度センサ等として用いられるサーミスタ素子
に関し、電子機器のプリント基板等において表面実装用
として使用するのに好適な、チップサーミスタを提供す
ることを目的とする。 【構成】軸方向に貫通孔を有する角柱ガラス管１の内部
に、両面に電極膜３を有するサーミスタ素子２を収容す
る。そして、この角柱ガラス管１の両端開口部に、一端
に円形の鍔部４ｂを有する金属端子４の挿入部４ａを嵌
合してサーミスタ素子の電極膜３と接続する。その後、
角柱ガラス管１を挿入部４ａと溶着封止することによっ
て、一体に形成してチップサーミスタを構成する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、温度センサ等として用いられるサーミスタ素子に関し、特に電子機 器のプリント基板等において表面実装用として使用するのに好適な、チップサー ミスタに関するものである。

【０００２】 サーミスタ素子は、その抵抗値が一定の負の温度特性を有することを利用して 、温度測定や自動利得調整、および各種の温度補償等の目的に、広く用いられて いる。

【０００３】 このようなサーミスタ素子を、電子機器のプリント基板等において、表面実装 用として使用する際には、リードレスのチップタイプのものが適しているが、こ の場合、基板上に載置したときの安定性がよく、実装作業が容易なものであるこ とが要望される。

【０００４】

【従来の技術】

近年における電子機器の小型化と高密度実装化とによって、使用される電子部 品は著しく小型化されている。これに伴って、温度センサ等として用いられるサ ーミスタ素子も、表面実装に適したチップタイプのものが製作されるようになっ たが、このようなチップサーミスタとしては、従来既にいくつかの形式のものが 知られている。

【０００５】 図３は、従来のチップサーミスタの構成例（１）を示したものである。図中、 １１は板状のサーミスタ素子を示し、その両端に銀（Ａｇ) 、または銀−パラジ ゥム（Ｐｄ）合金からなる厚膜によって、電極１２を形成したことが示されてい る。

【０００６】 図３に示されたチップサーミスタは、これを基板上に形成されたパターンにお ける両導体間に載置し、両端に設けられた電極１２を、ハンダ付け等によってそ れぞれの導体と溶接することによって、基板に対して固定すると同時に電気的な 接続を行うことができる。

【０００７】 図４は、従来のチップサーミスタの構成例（２）を示したものである。図中、 １３は厚膜からなるサーミスタ素子を示し、セラミック基板１４の一方の面にス クリーン印刷したのち焼き付ける等の手法によって形成される。セラミック基板 の１４の両端には図３の場合と同様な電極１５が両端に設けられ、サーミスタ素 子１３はこの両電極間に接続された構造を有している。

【０００８】 図４に示されたチップサーミスタは、これを基板上に形成されたパターンにお ける両導体間に載置し、両端に設けられた電極１５を、ハンダ付け等によってそ れぞれの導体と溶接することによって、基板に対して固定すると同時に所要の電 気的接続を行うことができる。

【０００９】 図５は、従来のチップサーミスタの構成例（３）を示したものであって、（ａ ）は構造斜視図を示し、（ｂ）は断面図を示している。図中、１６はチップ状の サーミスタ素子であって、その両面に電極１７が設けられている。１８は円筒状 ガラス管であって、その内部にサーミスタ素子１６を収容する。１９は金属端子 であって、円柱状をなす挿入部１９ａと、その一端に例えばヘッダー加工によっ て設けられた円板状の鍔部１９ｂとからなっており、２個の金属端子１９の挿入 部１９ａを、円筒状ガラス管１８の両端から挿入して、サーミスタ素子１６の両 電極１７にそれぞれ圧着して接続した状態で、円筒状ガラス管１８と両挿入部１ ９ａとを溶着封止することによって、一体に形成されている。

【００１０】 図５に示されたチップサーミスタは、これを基板上に形成されたパターンにお ける両導体間に載置し、両端子の鍔部１９ａを、ハンダ付け等によってそれぞれ の導体と溶接することによって、基板に対して固定すると同時に電気的な接続を 行うことができる。

【００１１】

【考案が解決しようとする課題】

プリント基板に面実装して使用されるチップサーミスタは、基板に直接ハンダ 付けされるため、急激な温度変化に対して特性の安定性がよく、また電極の接続 性が良好で、経時的特性変化が少なく、かつ振動等に対する機械的強度に優れた 、信頼性の高いものが要求される。

【００１２】 さらに、製造が容易で量産性に富んでいるとともに、自動部品装着機による面 実装が容易であり、かつ安価なものであることが要求される。

【００１３】 これに対して、図３に示されたチップサーミスタは、平板状をなすため、基板 上に載置したときの落着きがよく、実装作業が容易である利点があるが、サーミ スタ素子が外部に対して露出しているため、湿度等の影響で抵抗値の安定性が低 下する恐れがあり、また機械的な外力に弱く、亀裂が生じやすい。そのため、樹 脂被覆を施して保護することが必要となり、コストが増大する。また電極部を直 接、ハンダ付けして接続する構造のため、電極中の銀等がハンダ部に吸収されて 電極部の抵抗が変化し、安定性に欠けるという問題がある。

【００１４】 また図４に示されたチップサーミスタは、平板状で実装作業が容易であるとと もに、厚膜からなるサーミスタ素子がセラミック基板上に印刷されているので、 機械的な外力に強く、さらにサーミスタ素子の部分に図示されないガラス被覆を 設けて防湿することによって、信頼度を向上させることができる。しかしながら 、電極部を直接ハンダ付けすることによる問題点は、図３に示された従来例の場 合と変わらない。また、サーミスタ素子が厚膜からなるため、高精度の抵抗値を 実現することが困難であるとともに、抵抗値にばらつきを生じやすいので、量産 性に欠け高価なものになるという問題がある。

【００１５】 さらに図５に示されたチップサーミスタは、サーミスタ素子がガラス封止され ているので、信頼性が高く、また一体に形成されているので、機械的に丈夫であ るとともに、金属端子の鍔部を半田付けして接続する構造のため、図３または図 ４に示された従来例のように、厚膜からなるサーミスタ素子の電極部を、直接ハ ンダ付けすることによって生じる問題点を有していない。さらに構造上その製作 は自動化が容易であり、安価に製造できる利点がある。

【００１６】 しかしながら、図５に示されたチップサーミスタは、全体の形状が円筒形をな しているため、プリント基板上への実装作業時、転がりやすく安定性が悪いため 、作業性が低下するという問題がある。また面実装においては、抵抗やコンデン サ等の電子部品は、一般に平板状のチップ部品が使用され、自動部品装着機もこ れに対応した構造を有している。そこで図５に示されたチップサーミスタのよう に、円筒形をなす部品が混入すると、自動部品装着機の部品吸着部を特殊にしな ければならないといった問題が発生する。

【００１７】 これに対して、図５の構造において、両端子の鍔部１９ａをヘッダー加工によ って角形に成形して、その辺が平行するように取り付けることによって、基板上 に載置したときの安定性を改善することが考えられる。しかしながらこのような 構造にしても、ガラス管部が円筒状であるため、自動部品装着機の部品吸着部が 特殊になる点は変わらないだけでなく、両端の角形鍔部の辺を平行にするための 位置合わせが難しく、捻じれを生じやすいという問題点がある。

【００１８】 本考案は、このような従来技術の課題を解決しようとするものであって、プリ ント基板上に載置したときの安定性がよく、面実装作業が容易であるとともに、 電気的特性が安定で機械的強度に優れ、信頼性が高く、かつ量産性が良好で安価 な、チップサーミスタを提供することを目的としている。

【００１９】

【課題を解決するための手段】

(1) 本考案のチップサーミスタは、軸方向に貫通孔１ａを有する角柱ガラス管 １の内部に、両面に電極膜３を有するサーミスタ素子２を収容し、この角柱ガラ ス管１の両端開口部に、一端に円形の鍔部４ｂを有する金属端子４の挿入部４ａ を嵌合してサーミスタ素子の電極膜３と接続したのち、角柱ガラス管１を挿入部 ４ａと溶着封止することによって、一体に形成してなるものである。

【００２０】 (2) また考案のチップサーミスタは、(1) において、挿入部４ａの先端に予め 導電性塗料を塗布したのち、角柱ガラス管１の両端開口部に嵌合して、サーミス タ素子の電極膜３と接触させたのち、角柱ガラス管１を挿入部４ｂと溶着するこ とによって、ガラス封止と電極焼き付けとを同時に行って、一体に形成してなる ものである。

【００２１】

【作用】

本考案のチップサーミスタは、(1) に示されたように、サーミスタ素子をガラ ス封止しているので、湿度等の影響に対して、電気的特性を安定化することがで き、また機械的強度にも優れている。

【００２２】 本考案のチップサーミスタは、サーミスタ素子の外部に設けられた金属端子の 部分でハンダ付けを行う構造になっているので、実装時に、ハンダやフラックス が直接サーミスタ素子の電極に付着しないので、電極部の特性変化を生じるおそ れがない。

【００２３】 さらに本考案のチップサーミスタは、全体の形状が角柱状なので、プリント基 板上に載置したときの安定性がよく、面実装作業が容易であるとともに、特別の 自動部品装着機を必要としない。

【００２４】 また考案のチップサーミスタは、(2) に示されたように、導電性塗料を用いて 、サーミスタ素子の電極膜３と挿入部４ｂとの間で、ガラス封止と電極焼き付け とを同時に行って一体に組み立てることができるので、サーミスタ素子と金属端 子との接続を確実に行うことができる。

【００２５】

【実施例】 図１は本考案のチップサーミスタの一実施例を示す分解斜視図、図２は本考案 のチップサーミスタの一実施例を示す断面図である。両図において、１は角柱ガ ラス管であって、軸方向に例えば円形の貫通孔１ａを有するものである。２は予 め焼成してチップ状に成形したサーミスタ素子、３はサーミスタ素子２の両面に 設けられた、銀（Ａｇ）または銀−パラジウム（Ｐｄ）等からなる電極膜である 。４は角柱ガラス管１の両端にそれぞれ設けられる金属端子であって、角柱ガラ ス管１の貫通孔１ａに嵌合する挿入部４ａと、その一端に設けられた円形の鍔部 ４ｂとからなっている。

【００２６】 金属端子４は、例えば鉄（Ｆｅ）−ニッケル（Ｎｉ）合金線の表面に銅（Ｃｕ ）メッキを施したデュメット線を用い、所謂ヘッダー加工を行って、前述の挿入 部４ａと鍔部４ｂとを成形する。挿入部４ａの外径は、角柱ガラス管１の貫通孔 １ａの内径よりやや小さくするとともに、その先端は軸に垂直な平面をなすよう に形成される。鍔部４ｂは、その外径が角柱ガラス管１の開口部の１稜と等しい か、またはやや小さい円形をなすように形成される。すなわち鍔部４ｂの外径は 、角柱ガラス管１の断面が正方形のときは、その１辺に対応し、断面が矩形のと きは、通常、その短辺に対応するようにする。

【００２７】 本考案のチップサーミスタを組み立てるときは、角柱ガラス管１の貫通孔１ａ の内部に、チップ状サーミスタ素子２を、電極膜３が軸に垂直になるように挿入 したのち、両端の開口部に、それぞれ金属端子４の挿入部４ａを挿入し、両端か ら、適当な圧力をかけることによって、サーミスタ素子２の両面の電極膜３と両 金属端子４とを圧着する。そしてこの状態で、角柱ガラス管１を加熱して両挿入 部４ａと溶着させることによって、サーミスタ素子２を気密封止するとともに、 全体を一体に形成する。

【００２８】 このように、本考案のチップサーミスタは、サーミスタ素子の封止ガラス部に 角柱ガラス管１を用いているので、プリント基板上に載置したとき転がるおそれ がなく安定性がよいので、面実装の作業が容易であるとともに、角形形状を有す るので、従来と同様の部品吸着部を有する自動部品装着機の使用が可能である。 さらに、金属端子４の鍔部４ｂが円形なので、組み立て時にその向きを配慮する 必要がなく、角形鍔部の場合のように捻じれ等の問題を生じることがないので、 製作が容易である。

【００２９】 本考案の他の実施例として、金属端子４の挿入部４ａの先端に予め図示しない 銀等の導電性塗料を塗布してから、角柱ガラス管１に挿入して、サーミスタ素子 ２の両電極膜３に接触させ、この状態で角柱ガラス管１の溶着を行うことによっ て、ガラス溶封と同時に電極焼き付けを行って、両金属端子４とサーミスタ素子 ２の両電極膜３とを接続するようにしてもよく、これによって、両金属端子４と サーミスタ素子２との接続を、より確実なものとすることができる。

【００３０】

【考案の効果】

以上説明したように本考案のチップサーミスタは、予め焼成して作成したサー ミスタ素子がガラス封止されているので、湿気等の影響を受けることがなく、高 精度で安定した電気特性を得ることができるとともに、一体化して形成されてい るので、機械的に丈夫であり、外力の影響を受けにくい。また、プリント基板に 対するハンダ付けを、サーミスタ素子の外部に設けられたデュメット線等からな る金属端子の部分で行うので、ハンダやフラックス等の影響を受けることがなく 、実装時に、サーミスタ特性に変化を生じるおそれがない。

【００３１】 さらに、本考案のチップサーミスタは、ガラス封止部が角柱形状に形成されて いるので、プリント基板上に載置したときの安定性がよく面実装の作業が容易で あるとともに、特別の自動部品装着機を必要としない利点がある。さらに、金属 端子の一端に設けられる鍔部は、角柱ガラス管の１稜より大きくない外径を有す る円形に形成されるので、捻じれ等の問題を生じることがなく、製作が容易であ る。

【００３２】 従って本考案によれば、高精度で信頼性が高いとともに、振動等に対して機械 的強度に優れており、しかも安価で量産性を有するとともに、プリント基板等に 対する実装作業が容易なチップサーミスタを提供することができる。またサーミ スタ素子と端子部の接続に導電性塗料を使用すれば、両者の接続をより確実にで きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案のチップサーミスタの一実施例を示す構
造斜視図である。

【図２】本考案のチップサーミスタの一実施例を示す断
面図である。

【図３】従来のチップサーミスタの構成例（１）を示す
図である。

【図４】従来のチップサーミスタの構成例（２）を示す
図である。

【図５】従来のチップサーミスタの構成例（３）を示す
図であって、（ａ）は斜視図を示し、（ｂ）は断面図を
示している。

【符号の説明】

１ 角柱ガラス管 １ａ 貫通孔 ２ サーミスタ素子 ３ 電極膜 ４ 金属端子 ４ａ 挿入部 ４ｂ 鍔部

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 軸方向に貫通孔（１ａ）を有する角柱ガ
   ラス管（１）の内部に、両面に電極膜（３）を有するサ
   ーミスタ素子（２）を収容し、該角柱ガラス管（１）の
   両端開口部に、一端に円形の鍔部（４ｂ）を有する金属
   端子（４）の挿入部（４ａ）を嵌合して前記サーミスタ
   素子の電極膜（３）と接続したのち、前記角柱ガラス管
   （１）を該挿入部（４ａ）と溶着封止することによっ
   て、一体に形成してなることを特徴とするチップサーミ
   スタ。
2. 【請求項２】 請求項１に記載のチップサーミスタにお
   いて、前記挿入部（４ａ）の先端に予め導電性塗料を塗
   布したのち、前記角柱ガラス管（１）の両端開口部に嵌
   合して、前記サーミスタ素子の電極膜（３）と接触させ
   たのち、前記角柱ガラス管（１）を該挿入部（４ｂ）と
   溶着することによって、ガラス封止と電極焼き付けとを
   同時に行って、一体に形成してなることを特徴とするチ
   ップサーミスタ。