(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
サーミスタの電気抵抗の変化を検知する積層サーミスタ素子であって，該積層サーミスタ素子は，電極貼着面を有するサーミスタと，該貼着面に貼着した抵抗値検出用の一対の電極板と，上記サーミスタ及び電極板を被う絶縁性セラミックとを有しており，
上記電極板は，上記サーミスタの貼着面から縁部をはみ出すことなく片面のすべてが上記貼着面に貼着されており，
かつ上記サーミスタは，Ｃｒ−Ｍｎ−Ｏ系の組成からなると共に，該サーミスタの片面のみに形成された上記貼着面と，上記電極板が貼着されてない対向面との間隔ｔが５０μｍ以上となるように形成されており，かつ前記電極板の縁端部と前記サーミスタの電極貼着面の縁端部との間の距離ｄは，５０μｍ以上であることを特徴とする積層サーミスタ素子。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は，温度センサ等に用いる積層サーミスタ素子に関する。
【０００２】
【従来技術】
シート状のサーミスタを電極と共に絶縁性セラミックで被った積層サーミスタ素子が知られている。積層サーミスタ素子は，サーミスタが絶縁性セラミックに被われているために信頼性が高く，またペースト状のサーミスタや電極を絶縁性セラミックシートに塗布し，焼成して製造することができるから安価に製造できるという利点がある。
【０００３】
しかしながら，絶縁性セラミックとサーミスタとの間で素材の相互拡散現象が生じ，これによって抵抗値が変化するという問題がある。そのため，絶縁性セラミックとサーミスタの間に拡散防止層を１層形成する方法が提案されている（特開昭６４−１２０４号公報）。
この積層サーミスタ素子は，絶縁性セラミックに拡散防止層を塗布し乾燥した後，上記と同様にペースト状の電極及びサーミスタを塗布し，熱圧着しつつ焼成することにより製造される。
【０００４】
【解決しようとする課題】
しかしながら，絶縁性セラミックとサーミスタとの間に拡散防止層を形成する上記積層サーミスタ素子には次のような問題点がある。
第１は，拡散防止層を追加することにより，積層を構成するシートの加工精度の保持が困難となり，生産性の悪化と特性のばらつきが生じ易いことである。
即ち，拡散防止層を絶縁性セラミックに１層追加することにより，表面の平滑度，平面性の保持がむずかしくなり，このため電極やサーミスタの厚さが不均一となり特性のばらつきが生じ易い。そのため，製造の歩留り（良品率）が低下する。
【０００５】
第２の問題点は，絶縁性セラミックとサーミスタとの間の相互拡散現象を完全に抑止することができないことである。
即ち，図５に示すように，積層によって形成される積層サーミスタ素子９０では，サーミスタ９１の上下両面は，一対の電極板９２及び拡散防止層９３によって被われるが，サーミスタ９１の側面９１１は絶縁性セラミック９４と直接に接触する。
【０００６】
そのため，側面９１１の近傍に絶縁性セラミックとサーミスタの相互拡散部が形成され，これによって電極９２の間の抵抗が変化し特性の変化を生じさせる。本発明は，かかる従来の問題点に鑑みてなされたものであり，製造が容易な簡素な構成により，かつ安定した特性を得ることができる積層サーミスタ素子を提供しようとするものである。
【０００７】
【課題の解決手段】
本発明は，サーミスタの電気抵抗の変化を検知する積層サーミスタ素子であって，該積層サーミスタ素子は，電極貼着面を有するサーミスタと，該貼着面に貼着した抵抗値検出用の一対の電極板と，上記サーミスタ及び電極板を被う絶縁性セラミックとを有しており，
上記電極板は，上記サーミスタの貼着面から縁部をはみ出すことなく片面のすべてが上記貼着面に貼着されており，
かつ上記サーミスタは，Ｃｒ−Ｍｎ−Ｏ系の組成からなると共に，該サーミスタの片面のみに形成された上記貼着面と，上記電極板が貼着されてない対向面との間隔ｔが５０μｍ以上となるように形成されており，かつ前記電極板の縁端部と前記サーミスタの電極貼着面の縁端部との間の距離ｄは，５０μｍ以上であることを特徴とする積層サーミスタ素子にある。
【０００８】
本発明において最も注目すべきことは，電極板がサーミスタの貼着面からはみ出すことなくその片面の全面がサーミスタに貼着されていることである。
なお，電極板はサーミスタの両面に設けられていてもよく（貼着面が２面，図５参照），サーミスタの片面に一対の電極板が貼着されていてもよい（貼着面が片面，図１参照）。
【０００９】
そして，電極板の縁端部とサーミスタの電極貼着面の縁端部との間の距離ｄは，５０μｍ以上とする。
詳細は後述するように，上記距離ｄを５０μｍ以上とすることにより，絶縁性セラミックとサーミスタとの間に相互拡散現象が生じても，サーミスタ素子の特性の変化が殆ど生じないようにすることができるからである。
【００１０】
一対の電極板をサーミスタの片面に設け、電極貼着部におけるサーミスタの厚さ（貼着面との対向面との間の間隔）ｔは、５０μｍ以上としてある。
後述する実験データが示すように、上記間隔ｔを５０μｍ以上とすることにより、絶縁性セラミックとサーミスタとの相互拡散に伴う抵抗値のばらつきをほぼ一定の低めの値に抑制することができるからである（図３参照）。
【００１１】
【作用及び効果】
絶縁性セラミックとサーミスタの間の相互拡散部は，絶縁性セラミックとサーミスタとの境界面からその両側に渡って形成され，そこでは純粋なサーミスタとは異なった特性を示す。
そして，相互拡散部による積層サーミスタ素子の上記特性の変化は，上記拡散部が両電極の間の電流路に位置することによって発生する。それ故，電極板の近傍の電流路に上記拡散部が形成されないようにすることにより，その影響を抑制することができる。
【００１２】
本発明にかかる積層サーミスタ素子では，電極板はその全面がサーミスタ（貼着面）に面接触しているから，絶縁性セラミックとサーミスタの境界部は，電極板の直下になく，電極板の縁端部の外側に位置している。従って，両電極板間の抵抗値（電流路）は上記拡散部からの影響を受けにくくなっている。
即ち，図５に示すように，電極板９２の直下にサーミスタ９１と絶縁性セラミック９４との境界部（絶縁性セラミックの側面９１１）がある場合には，両電極９２の間の抵抗は境界部（側面９１１）の両側に生ずる拡散部の影響を受けることになる。
【００１３】
しかしながら，本発明にかかる積層サーミスタ素子の電極板は全面がサーミスタに接し，電極板の直下には，上記境界部が存在しないから，電極板間の抵抗は拡散部の影響を受けにくく，本来のサーミスタの特性に従った特性を示すことになる。
また，拡散防止層などを設けないから，積層サーミスタ素子の構成は簡素であり，製造は容易であり，焼成して製造した場合にも電極及びサーミスタの厚さなどの寸法精度の保持も容易となる。
【００１４】
上記のように，本発明によれば，製造が容易な簡素な構成により，安定した特性を得ることができる積層サーミスタ素子を提供することができる。
なお，上記絶縁性セラミックとサーミスタの間の拡散部は，電極板直下から離れているほど拡散部が与える影響は少なく，前記のように電極板の縁端部から５０μｍ以上離れていることが好ましい。
また，電極板を同一貼着面に並置する場合には，両電極板の間に位置する貼着面でサーミスタと絶縁性セラミックとが接し，ここに上記拡散部が形成されることになる（図１，符号４１参照）が，サーミスタの厚さｔを５０μｍ以上とすることにより，特性のばらつきに対する影響を小さくすることができる（図３参照）。
【００１５】
【実施例】
実施例１
本例は，図１に示すように，サーミスタ１０の電気抵抗の変化を検知する積層サーミスタ素子１である。積層サーミスタ素子１は，図１，図２に示すように，電極貼着面１１（図１）を有するサーミスタ１０と，貼着面１１に貼着した抵抗値検出用の一対の電極板２０と，サーミスタ１０及び電極板２０を被う絶縁性セラミック３０とを有する。
電極板２０は，サーミスタ１０の貼着面１１から縁部をはみ出すことなく片面の全てがサーミスタ１０に貼着されている。
【００１６】
また，電極板２０の縁端部と電極貼着面１１の縁端部との間の距離ｄ1 ，ｄ2 （図２）は５０μｍ以上である。
そして，電極貼着面１１は，サーミスタ１０の片面に形成されており，電極板２０が貼着されていない対向面１２と貼着面１１との間隔ｔ（図１）は，５０μｍ以上である。
【００１７】
サーミスタ１０は，Ｃｒ−Ｍｎ−Ｏ系の組成からなる。
そして，図２に示すように，Ａｌ2 Ｏ3 系の一対の絶縁性セラミックシート３１，３２における一方のシート３１の片面にＰｔペーストを塗布し，電極板２０と信号引き出し部２５とを形成し，その上にサーミスタ１０を塗布し，乾燥する。その後両シート３１，３２を重ね合わせて，熱圧着しつつ焼成する。
【００１８】
焼成の結果，図１に示すように，サーミスタ１０の端部は角が取れて丸みを帯びる。また，電極板２０によって被われた部分を除いた，サーミスタ１０と絶縁性セラミック３０の境界部４１〜４４近傍には，両部材１０，３０の相互拡散により拡散部が形成される。
【００１９】
そして，両電極板２０に挟まれた境界部４１と対向面１２の境界部４３の近傍に形成される拡散部による特性への影響は，サーミスタ１０の厚さｔを５０μｍ
以上とすることにより低めに抑制することができる。
図３は，上記厚さｔを変化させた場合における，電極板２０間の抵抗値Ｒの同一ロット内におけるばらつきの程度を，厚さｔ＝２０μｍのときを基準値１として相対値で図示したものである。同図から直ちに分かるように，厚さｔが５０μｍ以上で，抵抗値Ｒのばらつきは，低めの一定値になる。
【００２０】
また，電極板２０の縁端部とサーミスタ１０の貼着面１１の縁端部との距離ｄ1 , ｄ2 を５０μｍ以上とすることにより，電極板２０の間の抵抗値Ｒは，境界部４２，４４の近傍の拡散部による影響を受けることが殆どなくなる。
その理由は，両電極板２０を結ぶ電流路は，主として両電極２０の間を結ぶ短い経路に沿って形成されるからである。
また，本例のサーミスタ素子は拡散防止層を設けない簡素な構成であり，製造が容易である。
上記のように，本例によれば，拡散防止層を設けない簡素な構成を有すると共に，サーミスタと絶縁性セラミックの相互拡散の影響を受けることのない安定した特性の積層サーミスタ素子１を提供することができる。
【００２１】
参考例１
本例は、図４に示すように、実施例１において電極２４をサーミスタ１０の上下両面に貼着した参考例である。
サーミスタ１０の厚さｔは、６０μｍであり、電極２４の縁端部２４１とサーミスタ１０の縁端部１０１との距離ｄは６０μｍである。
その他については、実施例１と同様である。
【図面の簡単な説明】
【図１】  実施例１の積層サーミスタ素子の断面斜視図（図２のＡ−Ａ′部で断面したもの）。
【図２】  実施例１の積層サーミスタ素子の焼成前の分解斜視図。
【図３】  実施例１の積層サーミスタ素子におけるサーミスタの厚さｔを変化させたときの抵抗値のばらつきの程度の推移図。
【図４】  参考例１の積層サーミスタ素子の断面斜視図。
【図５】  従来の積層サーミスタ素子の断面斜視図。
【符号の説明】
１・・・積層サーミスタ素子、
１０・・・サーミスタ、
１１・・・貼着面、
２０・・・電極板、
３０・・・絶縁性セラミック、
ｄ1、ｄ2・・・距離、
ｔ・・・サーミスタの厚さ、
【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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