(57)【要約】【課題】  接続端子において、導電性パッド上に接着ペーストを用いてリード線を接着する際、リード線と導電性パッドとの接着不良によるリード線の剥離や結線不良による導電性不良をなくすことを目的としている。また、上記目的を達する好適な導電性パッドの製造方法の提供を目的としている。【解決手段】  接着ペーストを導電性パッド上に、上段と下段の境界部において下段に窪みのない複数段の段丘状構造としてリード線を接着している導電性パッド、およびリード線接続部に少なくとも１回以上第１の接着ペーストを塗布し加熱乾燥処理した後、該加熱乾燥処理した接着ペースト上にさらに第２の接着ペーストを塗布し、リード線端部を前記第２の接着ペーストに接着し、加熱乾燥後焼成した導電性パッドの製造方法の提供。【選択図】          図１
2006164616.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
リード線を接続した結線部が接着ペーストで複数段の段丘状構造に形成された導電性パッド。
【請求項２】
接着ペーストで形成された段丘状構造が、上段が下段の接着ペースト面上にのみ形成されており、上段と下段の境界部において下段に窪みのない構造である請求項１に記載の導電性パッド。
【請求項３】
段丘状構造が２段構造である請求項１または２に記載の導電性パッド。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載の導電性パッドを有するセンサー。
【請求項５】
リード線結線部に少なくとも１回以上第１の接着ペーストを塗布し加熱乾燥処理した後、該加熱乾燥処理した接着ペースト上にさらに第２の接着ペーストを塗布し、リード線端部を前記第２の接着ペーストに接続し、加熱乾燥後焼成した導電性パッドの製造方法。
【請求項６】
リード線結線部への第１の接着ペーストの塗布、加熱乾燥処理を１回とした請求項５に記載の導電性パッドの製造方法。
【請求項７】
請求項５または６に記載の導電性パッドの製造方法により製造した導電性パッドを有するセンサーの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、導電性パッドおよび導電性パッドを有するセンサー並びに導電性パッドの製造方法に関し、詳しくは導電性が良く、リード線との接着強度の高い導電性パッドおよび導電性パッドを有するセンサー並びに導電性パッドの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
導電性パッドとリード線との接合構造は各種の電子機器には欠かせない部分である。導電性パッドを配置した基板上のパッドにリード線を接続した接続構造は製作が簡単な故に多用されている。一方、小型で精密な電子機器の場合、接続構造の性能は重要であり、特に、導電性パッドとリード線との接続構造の強度は断線や接触不良の原因になることがあり製造上や取扱上の注意点となっていた。この接合部における導電性パッドとリード線の接続法は溶着、接着、圧着、嵌着、はんだ付けなどがあり、溶着には超音波、レーザなどを使用する場合もある。その中でも、簡単で確実に接続する方法として導電性の接着ペーストにより導電性パッドとリード線を接着し、これを高温で焼結して完全に接続する方法が優れた方法として知られている。この方法は工程が自動化しやすく、小型で高価な白金導電性パッドと白金リード線の白金ペーストによる接続などに用いられている。しかし、白金ペーストが高価なため、少量の白金ペーストで十分な接着強度を得るための入念な事前検討が必要だという難点があった。そこで、特許文献１には接着ペーストとはんだ付けの共用による導電性パッドとリード線接続方法が提案されている。しかし、二つの方法を共用すれば工程は複雑にならざるを得ない。
【０００３】
【特許文献１】特開平７−１３０４４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、導電性パッド上に接着ペーストを用いてリード線端部を結線する際、リード線と導電性パッドとの接着不良によるリード線の剥離や、結線不良による導電性不良のない接続構造を持った導電性パッドの提供を目的としている。また、本発明では、上記導電性パッドを有するセンサーの提供を目的としている。さらに、本発明では、上記接続構造を有する導電性パッドの好適な製造方法の提供を目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
課題を解決するための本発明の手段は、
（１）  リード線を接続した結線部が接着ペーストで複数段の段丘状構造に形成された導電性パッドである。
（２）  接着ペーストで形成された段丘状構造が、上段が下段の接着ペースト面上にのみ形成されており、上段と下段の境界部において下段に窪みのない構造である（１）に記載の導電性パッドである。
（３）  段丘状構造が２段構造である（１）または（２）に記載の導電性パッドである。
（４）  （１）〜（３）のいずれかに記載の導電性パッドを有するセンサーである。
（５）  リード線結線部に少なくとも１回以上第１の接着ペーストを塗布し加熱乾燥処理した後、該加熱乾燥処理した接着ペースト上にさらに第２の接着ペーストを塗布し、リード線端部を前記第２の接着ペーストに接続し、加熱乾燥後焼成した導電性パッドの製造方法である。
（６）  リード線結線部への第１の接着ペーストの塗布、加熱乾燥処理を１回とした（５）に記載の導電性パッドの製造方法である。
（７）  （５）または（６）に記載の導電性パッドの製造方法により製造した導電性パッドを有するセンサーの製造方法である。
【発明の効果】
【０００６】
本発明の導電性パッドは、リード線との接着強度が高くリード線に応力がかかってもリード線が導電性パッドから剥がれることがない。特に、硬度のあるリード線の場合でも導電性パッド面に垂直な方向にリード線に応力がかかっても簡単に導電性パッドから剥がれることがない。接着ペーストを塗布して焼成して接着する方法であるので、接着性がよく接着部での導電性不良が起き難い特長も備えている。このような導電性パッドはセンサーのような小型で精密な電子機器の部品として優れたものである。さらに、本発明のリード線接続構造を持つ導電性パッドの製造方法は、従来の接着ペーストによるリード線の接着方法と同じ装置が使用でき、従来のような接着ペースト選択、加熱乾燥条件、焼成条件の検討など、事前の詳細な接着条件の試行錯誤もほとんど必要なく強度の高い導電性パッドを提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
本発明の導電性パッドは、接着ペーストを導電性パッド上に複数段の段丘状構造に形成してリード線を接着している導電性パッドである。さらに、導電性パッド上に形成されている接着ペーストの段丘状構造が、上段が下段の接着ペースト面上にのみ形成されており、上段と下段の境界部において下段側に窪みのない構造の導電性パッドであることが好ましい。複数段の段丘状構造とは、例えば二段重ねの鏡餅のような形状である。上からの投影面積は、上段の鏡餅は下段の鏡餅より小さく下段の餅の上部に重なるように乗っている。ただし、鏡餅と異なるのは上段と下段は完全に密着しており、上段と下段の境界部において落ち込んだり切れ込んだりしている窪みのない構造が好ましい。窪みがないとは、この段丘構造の境界部分を縦に切断したとき、段丘構造の表面の表す線を水平方向をＸ軸方向、垂直方向をＹ軸方向として表すと、この線のＸでの微分曲線が零または正の範囲にある構造である。特に、上段と下段の境界部の下段側に窪みがあるとこの部分でリード線が剥離しやすくなるので好ましくない。この窪みには亀裂状の窪みを含み、通常亀裂が最も剥離を起こし易い。図１には２本のリード線が結線されている本発明の導電性パッドを有するセンサーの例を示している。図２にはそのリード線の接続部分のひとつをリード線側から見た状態が示してある。下段の段丘状の接着ペースト４は薄く広がりを持って導電性パッドに接着して導電性パッドと接着ペーストとを完全に接続している。さらに上段の段丘状の接着ペースト５は下段の接着ペースト４上に盛り上がるように接着している。この接着ペースト５はリード線３の結線部分である端部を包み込むようにしてリード線３を接着している。なお、リード線の端部とはリード線の最先端の断面部のみでなく、先端部の側面を含めた結線すべき部分全体をいっている。これにより、第１の接着ペーストと第２の接着ペーストが完全に接着されており、さらに第２の接着ペーストとリード線も強固に接着されている。言い換えれば、下段の低く広がった接着ペーストの丘の上に盛り上がった上段の接着ペーストの丘があり、上段の丘からリード線が突き出している外観となっている。このようなリード線の接着構造がリード線と導電性パッドとの剥離が最も起こり難い構造であると言える。
【０００８】
図２に示す接着構造に変わって、図３に示すようなリード線の接着構造もリード線と導電性パッドとの剥離を防ぐという面からは良好な構造である。しかし、接着ペーストが多量に必要であり実用的ではない、とくに、白金ペーストのような高価な接着ペーストを使用する場合は避けるべきである。また、接着構造としては図４、図５のようなものもあるが、いずれも導電性パッドとリード線の剥離が起こり易く使用状の問題がある。図６や図７のような複数段の段丘構造になっていれば使用は可能であるが、これらは下段の段丘上の上段との境界付近に窪みがあり、図２の構造と比べれば剥離強度が落ちる。このように本発明の接着構造の導電性パッドはリード線が比較的硬い白金線などで接着ペーストが高価な白金ペーストの場合などは特に有効である。少量の接着ペーストで最大の接着効果を上げることができるからである。
【０００９】
高価な白金を用いた導電性パッドの使用例として図１に示すようなセンサーがある。センサーは電極との一体化、感度が高く安定性があり、使用環境の影響を受け難い等の理由で白金製のパッドやリード線が使用される場合が多い。このような場合でも少量の接着用白金ペーストで確実にリード線が接着結線されている接着端子をもつ本発明の導電性パッドは有効に使用できる。
【００１０】
通常、本発明の導電性パッドの接続構造部は基板上に、導電性パッド、リード線、接着ペーストを有しているが、それぞれの材料はどのようなものでも良く用途に合わせて選べばよい。導電性パッド基板は焼成温度や絶縁性を考慮してセラミックス製の材料が用いられる。導電性パッド、リード線、接着ペーストは銅、金、銀、白金製などを使用することが多い。特に、白金のような高価な材料を用いるときに本発明の効果は大きい。
【００１１】
本発明の導電性パッドはリード線の接続部分が重要であるので、好適な本発明の導電性パッド製造方法をリード線接続構造の製造方法を中心に説明する。まず、基板上に配置された導電性パッド上のリード線結線部およびその付近に、通常は１回、場合によっては２回以上第１の接着ペーストを塗布し加熱乾燥処理する。第１の接着ペーストは工業的にはディスペンサーを用いて加熱乾燥処理後に薄く広がった状態になるよう広めに塗布するとよい。また、第１の接着ペーストの粘度はあまり高くないほうがよい。粘度が高すぎるとディスペンサーの出口から良好に塗布できなくなることがある。また、加熱乾燥処理後に薄く広がった状態になり難いという欠点がある。粘度範囲としては、１２０〜３００Ｐａ秒、好ましくは１５０〜２５０Ｐａ秒とすることが望ましい。
【００１２】
このようにして導電性パッド上の加熱乾燥処理した接着ペースト上に、図８に示すように第２の接着ペーストを、ディスペンサー等で盛り上がりを持たせて団子状に塗布する。第２の接着ペーストは第１の接着ペーストと同じ物でもよいし、変更してもよい。ディスペンサー等での作業性を阻害しない範囲で、比較的粘度の高い接着ペーストが使い易い。粘度が低すぎると後述のリード線を接着し加熱乾燥する際に、接着ペーストが下へ流れてしまいリード線を纏着した状態でなくなって図５に近い状態になってしまう。粘度範囲としては、１５０〜５００Ｐａ秒、好ましくは２００〜３００Ｐａ秒とすることが望ましい。
【００１３】
この団子状の接着ペーストにリード線端部を前記第２の接着ペーストに纏着されるように差し込んで接続することが好ましい。なお、先にリード線端部を加熱乾燥処理した第１の接着ペースト上に配置し、後からこの上から第２の接着ペーストを纏着するように塗布してもよい。このリード線を取り付けた導電性パッドを加熱乾燥した後焼成することにより、リード線が導電性パッドに完全に接続結線され、リード線接続構造が完成し、本発明の導電性パッドの製造される。
【００１４】
第１および第２の接着ペーストは通常の結線用の接着ペーストならどのようなものでもよい。銅ペースト、銀ペースト、白金ペーストなど被接着物の材質や用途によって選べばよい。接着ペーストの種類によって加熱乾燥処理、焼成処理等の条件は異なるが、市販品であれば製品仕様に従って処理すればよい。通常は、加熱乾燥処理は１００℃前後で５〜３０分程度でよい。また、焼成条件は８００〜１５００℃で１０〜３０分程度でよい。また、第１の接着ペーストと第２の接着ペーストとの使用量比は特に制限はないが、通常は１対０．１〜１０、好ましくは１対０．２〜５程度でよい。
【００１５】
この導電性パッドの製造方法において注意をするのは、図２に示したように第２の接着ペーストがリード線の端部を十分に纏着、すなわち包み込むように接着することが好ましい。この状態は加熱乾燥処理、焼成処理が終了した後の製品の状態で特に重要である。また、図６や図７に示すように製品になったときに上段と下段の接着ペーストの境界付近に亀裂などの窪みが生じないようにすることが好ましい。このような不具合を避けるためには、上述のように接着ペーストの粘度を調整することで簡単に改善できる。接着ペーストの粘度は接着ペースト用の添加剤の加減により調整すればよい。このような製造方法により製造された導電性パッドを用いることは、接着性の優れた結線部を持つ本発明のセンサーの製造方法として有効である。
【実施例】
【００１６】
（実施例１〜９）
図１に示すように、セラミックス製の基板１上に白金パッド２を備えたセンサー１０のリード線３の接続部に第１の接着用白金ペースト（田中貴金属株式会社製白金ペーストＴＲ７９０５）をディスペンサーにより０．２５ｍｇ塗布し、ホットプレート上で１００℃で１５分間加熱乾燥処理した。これを室温に冷却し、第２の接着用白金ペースト（田中貴金属株式会社製白金ペーストＴＲ７９０５）を図８に示すように加熱乾燥処理した第１の接着用白金ペースト上にディスペンサーにより０．２ｍｇ塗布する。この際、第２の接着用白金ペーストはおよそ半球状または鏡餅状に盛り上がった形状にする。図８では加熱乾燥処理した第１の接着用白金ペーストを符号４で表し、第２の接着用白金ペーストを符号５で表している。図８を参照して説明すると、鏡餅状の接着ペースト５の中央部付近に向けて白金製リード線３の端部を差し込み、白金製リード線３の結線部となるべき端部を鏡餅状の接着ペースト５が包み込むような状態にする。これをホットプレート上で１００℃で１５分間加熱乾燥処理し、さらに焼成炉で１３００℃で１５分間焼成し白金パッド２にリード線３を完全に接着した。実施例においてはすべて２段の段丘状構造の接着ペーストが形成されていた。
【００１７】
ここで、実施例１〜９の違いは接着ペースト１および２の粘度を変化させている点である。表１に各実施例で使用したの接着ペーストを示している。表中、Ａは低粘度接着ペーストで粘度は１７５Ｐａ秒、Ｂは中粘度接着ペーストで粘度は２３５Ｐａ秒、Ｃは高粘度接着ペーストで粘度は４００Ｐａ秒である。なお、白金ペーストの粘度調整は市販の粘度調節用希釈剤（ＴＭＳ−１：田中貴金属株式会社製）を用いた。
【００１８】
このようにして作成した段丘状構造を持つ白金パッドの作成時の作業性、および白金パッドへのリード線の接続状態を評価した。白金パッド作成時の作業性の評価結果は表２に、リード線の接続状態の評価を表３に示した。各実施例および下記の比較例のサンプルは１０個作って評価した。また、引張り強度はリード線を白金パッド平面に対し垂直な方向へ引っ張ったときの剥離強度である。
【００１９】
（比較例１〜３）
上記実施例における第１の接着用白金ペースト塗布および加熱乾燥処理を行わず、直接白金パッド上に上記第２の接着用白金ペースト０．４５ｍｇをディスペンサーによりおよそ半球状または鏡餅状に盛り上がった形状に塗布し、これに白金製リード線３を差し込む。白金製リード線を差し込んだ工程以降は上記実施例と同様にして白金パッド２にリード線３を接着した。比較例においてはすべて段丘状構造は形成されていなかった。実施例と同様に表１に使用した接着ペーストの粘度を、表２に作業性の評価結果を、表３にリード線の接続状態の評価結果を示した。
【００２０】
【表１】
2006164616.tif 000003
【００２１】
【表２】
2006164616.tif 000004
【００２２】
ディスペンサーによる作業性の相対評価
○  作業性良
△  作業性普通
×  作業性難あり
第１の接着ペーストは低粘度のものが加熱乾燥処理後平らに拡がり第２の接着ペーストを最も塗布しやすい状態であった。  
第２の接着ペーストは中粘度のものが白金リード線接着後、加熱乾燥処理したのちも白金リード線を包み込むように接着ペーストが第１の接着ペーストおよび白金リード線に付着し、相対的に最も良好な状態であった。  
高粘度ペーストは塗布用のディスペンサーからの口離れが悪く作業性はよくなかった。
【００２３】
【表３】
2006164616.tif 000005
【００２４】
外観評価
×  すべてにひび割れまたは剥がれが見られる。  
△  使用上問題ない程度の小さなのひび割れまたは剥がれが見られるものがある。  
○  明確なひび割れまたは剥がれが見られるものはないが、接着ペースト形状がいびつなものがある。  
◎  ひび割れまたは剥がれが見られるものはない。接着ペースト形状も良好である。
【００２５】
上記表１〜３から判るように、強度、外観とも接着ペースト1度塗りで２段の段丘状になっていない比較例に比べて、接着ペースト２度塗りにより２段の段丘状にした接着部は引張り強度、外観とも明らかに良好である。中でも、第１の接着ペーストを低粘度ペースト、第２の接着ペーストを中粘度ペーストとすることが作業性も含めて最もよい。また、中粘度または低粘度のペーストを用いておれば作業性、製品とも良好な結果が得られる。高粘度ペーストを用いても作業性を問題にしなければ剥離強度には問題のない製品ができる。
【産業上の利用可能性】
【００２６】
本発明の導電性パッドは、耐久性があり信頼性の高い接続部品として各種の電子機器、特にセンサーなどの精密機器に有効に使用できる。また、本発明の導電性パッドの製造方法は工程が簡単で自動化しやすく、小型で高価な白金製導電性パッドと白金リード線の導電性パッドの製造などに用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】図１は本発明の導電性パッドを有するセンサーの一例の斜視図である。
【図２】図２は本発明の導電性パッドのリード線接着部の一例をリード線側から見た図である。
【図３】図３は従来の導電性パッドのリード線接着部の一例をリード線側から見た図である。
【図４】図４は従来の導電性パッドのリード線接着部の一例をリード線側から見た図である。
【図５】図５は従来の導電性パッドのリード線接着部の一例をリード線側から見た図である。
【図６】図６は窪みのある導電性パッドのリード線接着部の一例をリード線側から見た図である。
【図７】図７は窪みのある導電性パッドのリード線接着部の一例をリード線側から見た図である。
【図８】図８は本発明の接着パッドの製造方法を表した説明図である。
【符号の説明】
【００２８】
１  導電性パッドの基板
２  導電性パッド
３  リード線
４  下段の接着ペースト
５  上段の接着ペースト
６  センサーの電極部分
１０  本発明のリード線付き導電性パッドを有するセンサー
１１  接着ペーストの上段と下段の境界部における下段の窪み
【図１】
2006164616.tif 000006
【図２】
2006164616.tif 000007
【図３】
2006164616.tif 000008
【図４】
2006164616.tif 000009
【図５】
2006164616.tif 000010
【図６】
2006164616.tif 000011
【図７】
2006164616.tif 000012
【図８】
2006164616.tif 000013