芯片型正特性熱敏電阻元件的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種芯片型正特性熱敏電阻元件。在元件體積為0.12[mm3]以下的芯片型正特性熱敏電阻元件中，不易產(chǎn)生顫動。芯片型正特性熱敏電阻元件(1)包括：陶瓷基體(2)，該陶瓷基體(2)具有在X軸方向上相對的端面Sa、Sb、和將該端面Sa、Sb之間進行連接的側(cè)面Sc，并且該陶瓷基體(2)的內(nèi)部電阻值根據(jù)溫度變化而發(fā)生變化；以及低熱傳導(dǎo)層(3)，該低熱傳導(dǎo)層(3)覆蓋側(cè)面Sc的至少一部分。該低熱傳導(dǎo)層(3)具有4.0[W/m·K]以下的熱傳導(dǎo)率、以及在所述側(cè)面的法線上的0.1[μm]以上的厚度。
【專利說明】芯片型正特性熱敏電阻元件
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及具有0.12mm3以下的體積的芯片型正特性熱敏電阻元件。
【背景技術(shù)】
[0002]作為現(xiàn)有的芯片型正特性熱敏電阻元件(以下簡稱為熱敏電阻元件)的一個示例，例如存在下述專利文獻I所記載的元件。該熱敏電阻元件包括具有大致長方體形狀的陶瓷基體、以及設(shè)置于該熱敏電阻元件的兩端面的外部電極。各外部電極具有將導(dǎo)電性金屬層、導(dǎo)電性樹脂層及金屬鍍覆層進行層疊而成的結(jié)構(gòu)。這里，導(dǎo)電性金屬層形成于陶瓷基體的兩端面正上方，金屬鍍覆層為最外側(cè)的層。另外，陶瓷基體中，在未設(shè)有外部電極的四個側(cè)面，形成有玻璃層以用于提高機械強度等。
[0003]不限于專利文獻I所記載的元件，現(xiàn)有的熱敏電阻元件典型地用于熱源的過熱檢測。具體而言，熱敏電阻元件安裝于熱源附近。若該熱源的溫度(即周圍溫度)增加，則陶瓷基體的溫度上升并且電阻值上升。另外，向該熱敏電阻元件提供有電源電壓。于是，在熱敏電阻兀件的輸出端子之間輸出表不周圍溫度的電壓，并將其提供給1C。IC基于輸入電壓，判斷熱源是否處于過熱狀態(tài)。
現(xiàn)有技術(shù)文獻 專利文獻
[0004]專利文獻1:日本專利特開平10-092606號公報

【發(fā)明內(nèi)容】

發(fā)明所要解決的技術(shù)問題
[0005]若熱源溫度超過基準溫度，則IC需要判斷為熱源處于過熱狀態(tài)。然而，現(xiàn)實情況是存在如下問題:盡管熱源溫度超過了基準溫度，但由于從熱源向熱敏電阻元件的熱傳導(dǎo)的關(guān)系、或其他原因(例如風(fēng))會導(dǎo)致熱敏電阻元件的輸出電壓所表示的溫度有時超過基準溫度，有時不超過基準溫度。該問題作為所謂的顫動(或閉鎖)是已知的。
[0006]這里，若陶瓷基體的體積較大，則熱容量也足夠大，因此基體的溫度一旦超過基準溫度，則再次變成基準溫度以下需要耗費時間。此時，不易引起顫動。
[0007]與此不同的是，若陶瓷基體在EIAJ標準下為0603以下(換言之，基體體積為0.12[mm3]以下)，則熱容量較小。此時，即使基體溫度暫時超過基準溫度，由于熱傳導(dǎo)的關(guān)系等原因，也容易立即下降到基準溫度以下。因而，在基體體積為0.12 [mm3]以下的情況下，各易引起頗動。
[0008]因此，本發(fā)明的目的在于提供一種元件的體積為0.12[mm3]以下、且不易產(chǎn)生顫動的芯片型正特性熱敏電阻元件。
解決技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案
[0009]為了達到上述目的，本發(fā)明的一個方面是一種芯片型正特性熱敏電阻元件，所述芯片型正特性熱敏電阻元件具有0.12[mm3]以下的體積，包括:陶瓷基體，該陶瓷基體具有在規(guī)定方向上相對的第一端面及第二端面、和將該第一端面及該第二端面之間進行連接的側(cè)面，并且該陶瓷基體的內(nèi)部電阻值根據(jù)溫度變化而發(fā)生變化；以及低熱傳導(dǎo)層，該低熱傳導(dǎo)層覆蓋所述側(cè)面的至少一部分。所述低熱傳導(dǎo)層具有4.0[W/m.K]以下的熱傳導(dǎo)率、以及在所述側(cè)面的法線方向上的0.1[μπι]以上的厚度。
發(fā)明效果
[0010]根據(jù)上述方面，利用上述低熱傳導(dǎo)層的作用，即使熱敏電阻元件的體積為0.12[mm3]以下且熱容量較小，暫時儲存在陶瓷基體中的熱量也難以逃逸到外部。由此，不
易產(chǎn)生顫動。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1是表示本發(fā)明的一個實施方式所涉及的芯片側(cè)正特性熱敏電阻元件的縱向首1J視圖。
圖2是例示出用于測定芯片型正特性熱敏電阻元件的各樣品特性的電路結(jié)構(gòu)的圖。
圖3是表示圖2所示的FET及IC的溫度變化的圖。
【具體實施方式】
[0012]下面，參照附圖，對本發(fā)明的一個實施方式所涉及的芯片型正特性熱敏電阻元件(以下簡稱為熱敏電阻元件)進行說明。
[0013]< 引言>
首先，為了以下說明的方便起見，對圖1所示的X軸、Y軸及Z軸進行定義。X軸、Y軸及Z軸表示熱敏電阻元件I的左右方向、前后方向及上下方向。
[0014](熱敏電阻元件的結(jié)構(gòu))
圖1中，熱敏電阻元件I包括陶瓷基體2、低熱傳導(dǎo)層3、以及兩個一對的外部電極4a、
4b 0
[0015]陶瓷基體2例如由對BaTiO3 (鈦酸鋇)添加了規(guī)定添加物的陶瓷材料構(gòu)成。這里，添加物為稀土類，典型的是Sm(釤)。除此以外，也可使用Nd(釹)或La(鑭)等以作為添加物。
[0016]陶瓷基體2也可具有單板結(jié)構(gòu)和層疊結(jié)構(gòu)中的任一種結(jié)構(gòu)。圖1中例示出單板結(jié)構(gòu)。另外，該陶瓷基體2例如具有在左右方向上較長的大致長方體形狀，具有在左右方向上相對的第一端面Sa及第二端面Sb、以及將該第一端面Sa和該第二端面Sb進行連接的至少一個側(cè)面Sc。這里，本實施方式中，兩個端面Sa、Sb都具有矩形形狀。此時，側(cè)面Sc包含分別為大致長方形的第一側(cè)面Scl?第四側(cè)面Sc4。
[0017]接著，說明陶瓷基體2的尺寸的一個示例。陶瓷基體2的左右方向的長度L(以下稱為L尺寸)例如為600 [ym],前后方向的寬度W例如為300 [ym],高度方向的厚度T例如為300 [ μ m]。然而，不限于此，也可適當?shù)卮_定陶瓷基體2的尺寸，以使得熱敏電阻元件I整體的體積成為0.12 [mm3]以下。
[0018]低熱傳導(dǎo)層3在本實施方式中形成于陶瓷基體2的表面中除了兩個端面Sa、Sb以外的側(cè)面Scl?Sc4上。該低熱傳導(dǎo)層3是為了使儲存在陶瓷基體2內(nèi)的熱量難以釋放到陶瓷基體2的外部而設(shè)置的。[0019]該低熱傳導(dǎo)層3由具有4.0 [W/m -K]以下的熱傳導(dǎo)率的玻璃、高熱傳導(dǎo)性玻璃、或玻璃及樹脂的復(fù)合材料形成，以使得各側(cè)面Scl~Sc4的法線方向的厚度成為0.1 [ μ m]以上。
[0020]這里，如上所述，熱敏電阻元件I的體積為0.12[mm3]以下。在該條件下若將低熱傳導(dǎo)層3的厚度設(shè)為例如200[μ m]以上，則陶瓷基體2的體積會變得非常小。其結(jié)果是，熱敏電阻元件I的電阻會變得非常高，相對于溫度變化的電阻值變化會變小，從過熱檢測的觀點來看是不優(yōu)選的。根據(jù)上述觀點，優(yōu)選低熱傳導(dǎo)層3的厚度的上限為200[ μ m]。
[0021]此外，本實施方式中，對于低熱傳導(dǎo)層3覆蓋側(cè)面Sc的整個區(qū)域的情況進行說明。然而，不限于此，只要陶瓷基體2的至少一部分(例如大約一半)的表面不在空氣中露出即可。
[0022]外部電極4a、4b形成于端面Sa、Sb,包含:基底電極5a、5b;第一鍍膜6a、6b ;及第二鍍膜 7a、7b。
[0023]基底電極5a、5b例如由Ag-Zn(銀?鋅)合金及Ag(銀)構(gòu)成。具體而言,在各端面Sa、Sb上歐姆接合有Ag-Zn合金層,在該Ag-Zn合金層上形成有Ag (銀)層。
[0024]另外，第一鍍膜6a、6b例如由Ni構(gòu)成，形成于基底電極5a、5b上。第二鍍膜7a、7b例如由Sn(錫)構(gòu)成，形成于第一鍍膜6a、6b上。
[0025](熱敏電阻元件的制造方法的一個示例) 上述熱敏電阻元件I的制造工序的一個示例大致上由下述工序構(gòu)成。
[0026]首先，將能得到所期望特性的BaTiO3類陶瓷粉末沖壓成形成150[mm] X 150[mm]的尺寸。之后，對于沖壓成形后的陶瓷粉末，進行規(guī)定的脫脂?燒成處理。其結(jié)果是，得到母基板。對于該母基板，進行拋光研磨(LAP研磨)直至其厚度(相當于厚度T)成為300[μπι]。之后，通過切割，得到具有300[μ m]的寬度(相當于前后方向的寬度W)的長條狀基板。
[0027]對上述長條狀基板進行浸涂處理。具體而言，浸潰于熱傳導(dǎo)率為0.6 [W/m.K]的液體玻璃中，由此在基板表面呈層狀地涂布液體玻璃。此時，調(diào)整膜厚，以使得玻璃層的厚度成為30[μπι]左右。
[0028]之后，對形成了玻璃層的長條狀基板再次進行切割，以使得其L尺寸成為600[μ m]。
[0029]利用上述工序，大量制造具有低熱傳導(dǎo)層3的陶瓷基體2。
[0030]接著，在陶瓷基體2的端面Sa、Sb分別涂布與陶瓷之間可獲得歐姆接合的Ag-Zn類糊料。之后，對涂布了 Ag-Zn類糊料的陶瓷基體2進行燒結(jié)處理。之后，在Ag-Zn合金層上，涂布熱固化性的Ag糊料，之后，對Ag糊料進行加熱以使其固化。由此，形成基底電極5a、5b。最后，在基底電極5a、5b的表面，利用電場鍍覆，首先形成Ni的第一鍍膜6a、6b，之后在第一鍍膜6a、6b上形成Sn的第二鍍膜7a、7b。利用上述工序，熱敏電阻元件I得以完成。
[0031](低熱傳導(dǎo)層和有無顫動之間的關(guān)系)
本申請發(fā)明人對低熱傳導(dǎo)層3的材質(zhì)(換言之，熱傳導(dǎo)率)及厚度進行改變，制作了下述表1所示的樣品編號I~24的熱敏電阻元件(以下簡稱為樣品I~24)，通過如圖2所示的測定系統(tǒng)確認了有無顫動。
[0032]【表1】
【權(quán)利要求】
1.一種芯片型正特性熱敏電阻元件，所述芯片型正特性熱敏電阻元件具有0.12[mm3]以下的體積，其特征在于，包括: 陶瓷基體，該陶瓷基體具有在規(guī)定方向上相對的第一端面及第二端面、和將該第一端面及該第二端面之間進行連接的側(cè)面，并且該陶瓷基體的內(nèi)部電阻值根據(jù)溫度變化而發(fā)生變化；以及 低熱傳導(dǎo)層，該低熱傳導(dǎo)層覆蓋所述側(cè)面的至少一部分， 所述低熱傳導(dǎo)層具有4.0[W/m.K]以下的熱傳導(dǎo)率、以及在所述側(cè)面的法線方向上的0.1 [ μ m]以上的厚度。
2.如權(quán)利要求1所述的芯片型正特性熱敏電阻元件，其特征在于， 所述低熱傳導(dǎo)層覆蓋所述側(cè)面的整個區(qū)域。
3.如權(quán)利要求1所述的芯片型正特性熱敏電阻元件，其特征在于， 所述低熱傳導(dǎo)層的厚度小于200 [ μ m]。
【文檔編號】H01C1/02GK104008830SQ201310608778
【公開日】2014年8月27日 申請日期:2013年11月25日 優(yōu)先權(quán)日:2013年2月21日
【發(fā)明者】西鄉(xiāng)有民, 井原木洋 申請人:株式會社村田制作所