(57)【要約】【課題】回路基板に実装する前の非使用時に硫化検出センサが不所望に硫化してしまうことを防止できると共に、回路基板に実装後は硫化の度合いを正確に検出することができる硫化検出センサを提供すること。【解決手段】硫化検出センサ１０は、直方体形状の絶縁基板１と、この絶縁基板１の長手方向両端部に設けられた一対の外部電極６と、これら外部電極間を接続するように絶縁基板１の表面に設けられた硫化検出導体２と、この硫化検出導体２の中央部を覆うように設けられた硫化ガス非透過性の溶解剥離型レジスト膜３とを備えている。この硫化検出センサ１０を回路基板１１に搭載した後に溶解剥離型レジスト膜３を剥離・除去すると、その時点で硫化検出導体２の中央部が外部に露出して硫化検出部２ａとなり、この状態で硫化検出センサ１０は硫化ガスを含む雰囲気に晒されて使用される。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
直方体形状の絶縁基板と、この絶縁基板の長手方向両端部に設けられた一対の外部電極と、これら一対の外部電極間を接続するように前記絶縁基板の主面に設けられた硫化検出導体と、この硫化検出導体の少なくとも一部を覆うように設けられた硫化ガス非透過性の溶解剥離型レジスト膜とを備え、
前記硫化検出導体は、前記溶解剥離型レジスト膜を除去することで外部に露出する硫化検出部を有していることを特徴とする硫化検出センサ。
【請求項２】
請求項１に記載の硫化検出センサにおいて、前記絶縁基板の主面に前記硫化検出導体の両端部に接続する一対の表電極を設け、前記溶解剥離型レジスト膜が前記硫化検出導体の全体と前記表電極の一部を覆っていることを特徴とする硫化検出センサ。
【請求項３】
請求項１または２に記載の硫化検出センサを回路基板に搭載して、前記外部電極と前記回路基板の配線パターンとの間を半田または導電性接着剤により接合した後、前記溶解剥離型レジスト膜を溶剤で除去することにより、前記硫化検出導体に外部に露出する硫化検出部を形成するようにしたことを特徴とする硫化検出センサの実装方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、腐食環境の累積的な硫化量を検出するための硫化検出センサと、そのような硫化検出センサの実装方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的にチップ抵抗器等の電子部品の内部電極としては、比抵抗の低いＡｇ（銀）系の電極材料が使用されているが、銀は硫化ガスに曝されると硫化銀となり、硫化銀は絶縁物であることから、電子部品が断線してしまうという不具合が発生してしまう。そこで近年では、ＡｇにＰｄ（パラジウム）やＡｕ（金）を添加して硫化しにくい電極を形成したり、電極に硫化ガスが到達しにくい構造とする等の硫化対策が講じられている。
【０００３】
しかし、このような硫化対策を電子部品に講じたとしても、当該電子部品が硫化ガス中に長期間曝された場合や高濃度の硫化ガスに曝された場合は、断線を完全に防ぐことが難しくなるため、未然に断線を検知して予期せぬタイミングでの故障発生を防止することが必要となる。
【０００４】
そこで従来より、特許文献１に記載されているように、電子部品の累積的な硫化の度合いを検出して、電子部品が硫化断線する等して故障する前に危険性を検出可能とした硫化検出センサが提案されている。
【０００５】
特許文献１に記載された硫化検出センサは、絶縁基板上にＡｇを主体とした硫化検出導体を形成し、この硫化検出導体を覆うように透明で硫化ガス透過性のある保護膜を形成すると共に、絶縁基板の両側端部に硫化検出導体に接続する端面電極を形成した構成となっている。このように構成された硫化検出センサは、硫化ガスを含む雰囲気中に配置されると、時間経過に伴って硫化ガスが保護膜を透過して硫化検出導体に接するため、硫化ガスの濃度と経過時間に応じて硫化検出導体が硫化されていく。硫化検出導体は、硫化の度合いが進むにつれて銀色から薄茶色、紫色、灰色、黒色の順に変化していき、また、硫化検出導体を構成する銀が硫化銀に変化するため、硫化の度合いが進むにつれて抵抗値が次第に上昇していく。
【０００６】
そして、チップ抵抗器等の他の電子部品が実装されている回路基板に硫化検出回路を設けると共に、この硫化検出回路に上記構成の硫化検出センサを接続しておき、硫化の度合いに伴って変化する硫化検出導体に光を照射することによる反射光の光量を検出したり、硫化の度合いに伴って変化する硫化検出導体の抵抗値を検出することにより、累積的な硫化の度合いを検出するようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００９−２５０６１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、硫化検出センサ等の電子部品は、製造されてから回路基板に搭載されて使用されるまでの時間がバラバラであるため、その間に上記構成の硫化検出センサが硫化ガスに曝されてしまうと、回路基板に搭載される前に硫化検出導体が硫化されてしまうことになる。すなわち、硫化検出センサの保管場所等の外部環境により、回路基板に搭載する時点で硫化検出導体の硫化がある程度進行していることがあるため、累積的な硫化の度合いを正確に検出することができなくなる。
【０００９】
本発明は、このような従来技術の実情に鑑みてなされたもので、その第１の目的は、硫化の度合いを正確に検出することができる硫化検出センサを提供することにあり、第２の目的は、そのような硫化検出センサの実装方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記第１の目的を達成するために、本発明の硫化検出センサは、直方体形状の絶縁基板と、この絶縁基板の長手方向両端部に設けられた一対の外部電極と、これら一対の外部電極間を接続するように前記絶縁基板の主面に設けられた硫化検出導体と、この硫化検出導体の少なくとも一部を覆うように設けられた硫化ガス非透過性の溶解剥離型レジスト膜とを備え、前記硫化検出導体は、前記溶解剥離型レジスト膜を除去することで外部に露出する硫化検出部を有していることを特徴としている。
【００１１】
このように構成された硫化検出センサでは、硫化検出導体の表面が硫化ガス非透過性の溶解剥離型レジスト膜で覆われているため、回路基板に搭載されるまでの保管時や搬送時等の非使用中に硫化ガスに曝されたとしても、硫化検出導体の硫化が溶解剥離型レジスト膜によって阻止される。そして、硫化検出センサを回路基板に搭載した後、当該回路基板を溶剤に浸漬する等して溶解剥離型レジスト膜を剥離すると、それまで溶解剥離型レジスト膜によって覆われていた部分の硫化検出導体が外部に露出して硫化検出部となるため、使用時には硫化検出部によって硫化の度合いを正確に検出することができる。
【００１２】
上記の構成において、絶縁基板の主面に硫化検出導体の両端部に接続する一対の表電極を設け、溶解剥離型レジスト膜が硫化検出導体の全体と表電極の一部を覆うようにすると、実質的に外部電極と硫化検出導体が隔離されるため、外部電極に接続させる実装時の熱等のストレスにより、硫化検出導体にダメージを与えてしまうことを防止できる。
【００１３】
上記第２の目的を達成するために、本発明による硫化検出センサの実装方法は、上記構成の硫化検出センサを回路基板に搭載して、前記外部電極と前記回路基板の配線パターンとの間を半田または導電性接着剤により接合した後、前記溶解剥離型レジスト膜を溶剤で除去することにより、前記硫化検出導体に外部に露出する硫化検出部を形成するようにしたことを特徴としている。
【００１４】
このように硫化検出センサの外部電極と回路基板の配線パターンとの間を半田や導電性接着剤で接合した後に、回路基板ごと硫化検出導体を溶剤に浸漬する等して溶解剥離型レジスト膜を除去すると、この時点で硫化検出導体に外部に露出する硫化検出部が形成されるため、実装前の非使用時における硫化検出センサの硫化を確実に阻止したうえで、実装後は硫化の度合いを正確に検出することができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、回路基板に実装する前の非使用時に硫化検出センサが不所望に硫化してしまうことを防止できると共に、回路基板に実装後は硫化の度合いを正確に検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の第１実施形態例に係る硫化検出センサの平面図である。
【図２】図１のII−II線に沿う断面図である。
【図３】該硫化検出センサの製造工程を示す平面図である。
【図４】該硫化検出センサの製造工程を示す断面図である。
【図５】該硫化検出センサを回路基板に実装する手順を示す説明図である。
【図６】本発明の第２実施形態例に係る硫化検出センサの平面図である。
【図７】図６のVII−VII線に沿う断面図である。
【図８】該硫化検出センサを回路基板に実装する手順を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、発明の実施の形態について図面を参照しながら説明すると、図１は本発明の第１実施形態例に係る硫化検出センサの平面図、図２は図１のII−II線に沿う断面図である。
【００１８】
図１と図２に示すように、第１実施形態例に係る硫化検出センサ１０は、直方体形状の絶縁基板１と、絶縁基板１の表面上に設けられた硫化検出導体２と、この硫化検出導体２の中央部を覆うように設けられた溶解剥離型レジスト膜３と、絶縁基板１の裏面の長手方向両端部に設けられた一対の裏電極４と、絶縁基板１の長手方向両端面に設けられた一対の端面電極５と、硫化検出導体２の両端部と端面電極５および裏電極４の表面に設けられた一対の外部電極６と、によって主として構成されている。
【００１９】
絶縁基板１は、後述する大判基板を縦横の分割溝に沿って分割して多数個取りされたものであり、大判基板の主成分はアルミナを主成分とするセラミックス基板である。
【００２０】
硫化検出導体２は、銀を主成分とするＡｇ系ペーストをスクリーン印刷して乾燥・焼成したものであり、絶縁基板１の短手方向両端部を除く表面の大部分を覆うように形成されている。また、この硫化検出導体２は、硫化ガスに曝されることで断線させたいタイミングを考慮して、Ａｇの含有量を調整させてある。
【００２１】
溶解剥離型レジスト膜３（以下、レジスト膜と称す）は、硫化ガスの透過しにくい硫化ガス非透過性の材料からなり、フェノール系樹脂ペースト等をスクリーン印刷して加熱硬化させたものである。このレジスト膜３は硫化検出導体２の中央部を覆うように形成されているため、硫化ガスがレジスト膜３を通過して硫化検出導体２の中央部に到達しないようになっている。ただし、レジスト膜３はアルコール系溶剤等を用いて剥離することが可能であり、後述するように、レジスト膜３を剥離することによって硫化検出導体２の中央部に外部に露出する硫化検出部が形成される。また、レジスト膜３の形成後に行われる外部電極６の形成時にメッキ液等で剥離しないように、レジスト膜３の材料やメッキ液の選定を行う必要がある。
【００２２】
一対の裏電極４は銀を主成分とするＡｇ系ペーストをスクリーン印刷して乾燥・焼成したものであり、これら裏電極４と硫化検出導体２は別工程で形成しても良いが、同時に形成しても良い。
【００２３】
一対の端面電極５は、絶縁基板１の端面にＮｉ／Ｃｒをスパッタリングしたり、Ａｇ系ペーストを塗布して加熱硬化させたものであり、これら端面電極５は硫化検出導体２の長手方向両端部とそれに対応する裏電極４との間を導通するように形成されている。
【００２４】
一対の外部電極６はバリヤー層と外部接続層の２層構造からなり、そのうちバリヤー層は電解メッキによって形成されたＮｉメッキ層であり、外部接続層は電解メッキによって形成されたＳｎメッキ層である。これら外部電極６により、レジスト膜３から露出する硫化検出導体２の両端部と端面電極５および裏電極４の表面が断面コ字状に被覆されている。
【００２５】
次に、この硫化検出センサ１０の製造工程について、図３と図４を用いて説明する。なお、図３（ａ）〜（ｅ）はこの製造工程で用いられる大判基板を表面的に見た平面図、図４（ａ）〜（ｅ）は図３（ａ）〜（ｅ）の長手方向中央部に沿った１チップ相当分の断面図をそれぞれ示している。
【００２６】
まず、図３（ａ）と図４（ａ）に示すように、絶縁基板１が多数個取りされる大判基板１０Ａを準備する。この大判基板１０Ａには予め１次分割溝と２次分割溝が格子状に設けられており、両分割溝によって区切られたマス目の１つ１つが１個分のチップ領域となる。図３には１個分のチップ領域に相当する大判基板１０Ａが代表して示されているが、実際は多数個分のチップ領域に相当する大判基板に対して以下に説明する各工程が一括して行われる。
【００２７】
すなわち、図３（ｂ）と図４（ｂ）に示すように、この大判基板１０Ａの表面にＡｇを主成分とするＡｇ系ペーストをスクリーン印刷した後、これを乾燥・焼成することにより、大判基板１０Ａの表面に硫化検出導体２を形成する。また、これと同時あるいは前後して、大判基板１０Ａの裏面にＡｇ系ペーストをスクリーン印刷した後、これを乾燥・焼成することにより、所定間隔を存して対向する一対の裏電極４を形成する。
【００２８】
次に、硫化検出導体２の中央部にフェノール系樹脂ペーストをスクリーン印刷し、これを加熱硬化することにより、図３（ｃ）と図４（ｃ）に示すように、硫化検出導体２の中央部を覆うように硫化ガス非透過性のレジスト膜３を形成する。
【００２９】
次に、大判基板１０Ａを一次分割溝に沿って短冊状基板１０Ｂに１次分割した後、短冊状基板１０Ｂの分割面を覆うようにＮｉ／Ｃｒをスパッタリングすることにより、図３（ｄ）と図４（ｄ）に示すように、硫化検出導体２の長手方向両端部とそれに対応する裏電極４との間を接続する一対の端面電極５を形成する。なお、短冊状基板１０Ｂの分割面にＮｉ／Ｃｒをスパッタリングする代わりに、Ａｇ系ペーストを塗布して加熱硬化させることにより端面電極５を形成するようにしても良い。
【００３０】
次に、短冊状基板１０Ｂを二次分割溝に沿って複数のチップ状基板１０Ｃに２次分割し、これらチップ状基板１０Ｃに対して電解メッキを施してＮｉ−Ｓｎメッキ層を形成することにより、図３（ｅ）と図４（ｅ）に示すように、チップ状基板１０Ｃの長手方向両端部に断面コ字状の外部電極６を形成する。これら外部電極６により、レジスト膜３から露出する硫化検出導体２の両端部と端面電極５および裏電極４の表面が覆われ、図１，２に示す硫化検出センサ１０が完成する。
【００３１】
このように構成された硫化検出センサ１０は、他の電子部品と共に回路基板に実装された後、該回路基板を硫化ガスを含む雰囲気に晒すことで使用されるが、回路基板に搭載されるまでの非使用中（保管時や搬送時等）において、硫化検出導体２の表面は硫化ガス非透過性のレジスト膜３と外部電極６とによって覆われている。このため、硫化検出センサ１０が回路基板に搭載されるまでの非使用中に硫化ガスに晒されたとしても、硫化検出導体２が硫化されてしまうことはなく、その状態を回路基板に実装するまで維持することができる。
【００３２】
図５は硫化検出センサ１０を回路基板に実装する手順を示す断面図である。まず、図５（ａ）に示すように、硫化検出導体２やレジスト膜３が形成された絶縁基板１の表面（主面）を上向きにした姿勢で硫化検出センサ１０を回路基板１１上に搭載し、回路基板１１の表面に設けられた配線パターン１２と硫化検出センサ１０の外部電極６との間を半田１３で接合する。なお、半田の代わりに導電性接着剤を用いることも可能である。しかる後、回路基板１１ごと硫化検出センサ１０を他の電子部品に悪影響を与えないように溶剤に浸漬し、必要に応じて超音波振動を付与してレジスト膜３を剥離・除去すると、図５（ｂ）に示すように、それまでレジスト膜３で覆われていた硫化検出導体２の中央部が露出するため、この時点で硫化検出導体２の中央部に外部に露出する硫化検出部２ａが形成される。したがって、その後に回路基板１１ごと硫化検出センサ１０を硫化ガスを含む雰囲気に晒して使用状態とすれば、直前に露出させた硫化検出部２ａによって硫化の度合いを正確に検出することができる。
【００３３】
以上説明したように、第１実施形態例に係る硫化検出センサ１０では、硫化検出導体２の表面が硫化ガス非透過性を有する溶解剥離型のレジスト膜３で覆われているため、回路基板１１に搭載されるまでの保管時や搬送時等の非使用中に硫化ガスに晒されたとしても、硫化検出導体２の硫化が硫化ガス非透過性を有するレジスト膜３によって阻止される。そして、硫化検出センサ１０を回路基板１１に搭載した後、該回路基板１１ごと硫化検出センサ１０を溶剤に浸漬する等して溶解剥離型のレジスト膜３を剥離・除去すると、それまでレジスト膜３で覆われていた硫化検出導体２の中央部が外部に露出して硫化検出部２ａとなるため、この硫化検出部２ａによって硫化の度合いを正確に検出することができる。
【００３４】
図６は本発明の第２実施形態例に係る硫化検出センサ２０の平面図、図７は図６のVII−VII線に沿う断面図であり、図１に対応する部分には同一符号を付すことで重複説明を省略する。
【００３５】
図６と図７に示すように、第２実施形態例に係る硫化検出センサ２０は、直方体形状の絶縁基板１と、絶縁基板１の表面における長手方向両端部に設けられた一対の表電極（内部電極）７と、これら表電極７間を橋絡するように絶縁基板１の表面に設けられた硫化検出導体２と、この硫化検出導体２の全体と表電極７の一部を覆うように設けられた硫化ガス非透過性を有する溶解剥離型のレジスト膜３と、絶縁基板１の裏面における長手方向両端部に設けられた一対の裏電極４と、絶縁基板１の長手方向両端面に設けられた一対の端面電極５と、表電極７と端面電極５および裏電極４の表面に設けられた一対の外部電極６と、によって主として構成されている。すなわち、第２実施形態例に係る硫化検出センサ２０が第１実施形態例に係る硫化検出センサ１０と大きく相違する点は、絶縁基板１の表面における長手方向両端部に設けられた一対の表電極７間に硫化検出導体２が接続されていることにあり、それ以外の構成は基本的に同じである。
【００３６】
このように、硫化検出導体２の両端部に接続する一対の表電極７を設け、溶解剥離型のレジスト膜３で硫化検出導体２の全体と表電極７の一部を覆う構成により、実質的に外部電極６と硫化検出導体２が隔離されるため、外部電極６に接続させる実装時の熱等のストレスにより、硫化検出導体２にダメージを与えてしまうことを防止できる。
【００３７】
図８は上記構成の硫化検出センサ２０を回路基板１１に実装する手順を示す断面図である。まず、図８（ａ）に示すように、絶縁基板１の表面（主面）を上向きにした姿勢で硫化検出センサ２０を回路基板１１上に搭載し、回路基板１１の表面に設けられた配線パターン１２と硫化検出センサ２０の外部電極６との間を半田１３（もしくは導電性接着剤）で接合する。しかる後、回路基板１１ごと硫化検出センサ１０を溶剤に浸漬してレジスト膜３を剥離・除去すると、図８（ｂ）に示すように、それまでレジスト膜３で覆われていた硫化検出導体２の表面が露出するため、この時点で硫化検出導体２に外部に露出する硫化検出部２ａが形成される。したがって、この状態で回路基板１１ごと硫化検出センサ２０を硫化ガスを含む雰囲気に晒して使用状態とすれば、直前に露出させた硫化検出部２ａによって硫化の度合いを正確に検出することができる。
【００３８】
以上説明したように、第２実施形態例に係る硫化検出センサ２０では、硫化検出導体２の表面が硫化ガス非透過性を有する溶解剥離型のレジスト膜３で覆われているため、回路基板１１に搭載されるまでの保管時や搬送時等の非使用中に硫化ガスに晒されたとしても、硫化検出導体２の硫化が硫化ガス非透過性を有するレジスト膜３によって阻止される。そして、硫化検出センサ２０を回路基板１１に搭載した後、該回路基板１１ごと硫化検出センサ２０を溶剤に浸漬する等して溶解剥離型のレジスト膜３を剥離・除去すると、それまでレジスト膜３で覆われていた硫化検出導体２の表面が露出して硫化検出部２ａとなるため、この硫化検出部２ａによって硫化の度合いを正確に検出することができ、第１実施形態例と同様の作用効果を奏することができる。
【符号の説明】
【００３９】
１  絶縁基板
２  硫化検出導体
２ａ  硫化検出部
３  溶解剥離型レジスト膜
４  裏電極
５  端面電極
６  外部電極
７  表電極
１０，２０  硫化検出センサ
１０Ａ  大判基板
１０Ｂ  短冊状基板
１０Ｃ  チップ状基板
１１  回路基板
１２  配線パターン
１３  半田
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2020153853.tif 000009
【図８】
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