(57)【要約】      （修正有）【課題】小型化および低背化に対応可能で、ワイヤボンディングの信頼性を向上させることの可能な、サーミスタ素子を提供する。【解決手段】セラミックスから構成され、対向する第１端面１１および第２端面と、第１、第２端面の間に配置される周面とを有する素体と、第１端面と周面の第１端面側とを覆う第１外部電極４１と、第２端面と周面の第２端面側とを覆う第２外部電極４２と、を備える。第１、第２外部電極は、最外層が金属めっき層である複数の電極層から構成され、第１、第２外部電極は、それぞれ、平面視で、第１端面から第２端面に向かって延在する長さ方向に交差する一対の端辺と、長さ方向に沿った一対の側辺とを有し、第１、第２外部電極の中央部における一対の端辺間の長さをそれぞれＬ１とＬ２とし、第１、第２外部電極の側辺の長さをそれぞれＥ１とＥ２とした時、Ｌ１＞Ｅ１、かつ、Ｌ２＞Ｅ２である。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
セラミックスから構成され、対向する第１端面および第２端面と、前記第１端面と前記第２端面との間に配置される周面とを有する素体と、
前記第１端面と前記周面の前記第１端面側とを覆う第１外部電極と、
前記第２端面と前記周面の前記第２端面側とを覆う第２外部電極と、を備えるサーミスタ素子であって、
前記第１外部電極と前記第２外部電極は、最外層が金属めっき層である複数の電極層から構成され、
前記第１外部電極と前記第２外部電極は、それぞれ、平面視で、前記第１端面から前記第２端面に向かって延在する長さ方向に交差する一対の端辺と、前記長さ方向に沿った一対の側辺とを有し、前記第１外部電極と前記第２外部電極の中央部における前記一対の端辺間の長さをそれぞれＬ１とＬ２とし、前記第１外部電極と前記第２外部電極の側辺の長さをそれぞれＥ１とＥ２とした時、Ｌ１＞Ｅ１、かつＬ２＞Ｅ２である、該サーミスタ素子。
【請求項２】
前記Ｌ１および前記Ｌ２が２００μｍ以上２６０μｍ以下であり、前記Ｅ１および前記Ｅ２が１９０μｍ以上２５０μｍ以下である、請求項１記載のサーミスタ素子。
【請求項３】
前記Ｌ１と前記Ｅ１および前記Ｌ２と前記Ｅ２が、それぞれ、
（１／２）≦（Ｅ１／Ｌ１）≦（２／３）、（１／２）≦（Ｅ２／Ｌ２）≦（２／３）、
の関係を満たす、請求項１または２に記載のサーミスタ素子。
【請求項４】
前記第１端面から前記第２端面に向かって延在する長さ方向において、前記第１外部電極は、平面視で、中央部が前記第２外部電極に向かって膨出する湾曲形状を有し、前記第２外部電極は、平面視で、中央部が前記第１外部電極に向かって膨出する湾曲形状を有する、請求項１〜３のいずれか１項に記載のサーミスタ素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、サーミスタ素子に関し、さらに詳しくはワイヤボンディングに適したサーミスタ素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子機器の小型化に対する要求の高まりに伴い、サーミスタ素子等の電子部品の小型化および低背化が進んでいる。図４は、チップ型のサーミスタ素子１００の構造の一例を示す模式断面図である。サーミスタ素体１０１の上面１０１ａに上面電極層１０２ａを、下面１０１ｂに下面電極層１０２ｂを備え、これら各電極１０２ａ、１０２ｂの表面にはワイヤボンディング領域１０３ｂとはんだパターン１０３が形成されている（例えば、特許文献１）。実装時には、はんだパターン１０３を溶融させることで下面電極層１０２ｂをサブマウントを介して電子機器に電気的に接続し、ワイヤボンディング領域１０３ｂにワイヤをボンディングしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−５３７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来のワイヤボンディング仕様のチップ型のサーミスタ素子では、小型化および低背化に十分対応できないという問題がある。また、ワイヤボンディングの一層の信頼性向上も必要とされている。
【０００５】
そこで、本発明は、上記の課題を解決し、小型化および低背化に対応可能で、ワイヤボンディングの信頼性を向上させることの可能な、サーミスタ素子を提供することを目的とした。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するため、本発明の一態様に係るサーミスタ素子は、セラミックスから構成され、対向する第１端面および第２端面と、前記第１端面と前記第２端面との間に配置される周面とを有する素体と、前記第１端面と前記周面の前記第１端面側とを覆う第１外部電極と、前記第２端面と前記周面の前記第２端面側とを覆う第２外部電極と、を備えるサーミスタ素子であって、前記第１外部電極と前記第２外部電極は、最外層が金属めっき層である複数の電極層から構成され、前記第１外部電極と前記第２外部電極は、それぞれ、平面視で、前記第１端面から前記第２端面に向かって延在する長さ方向に交差する一対の端辺と、前記長さ方向に沿った一対の側辺とを有し、前記第１外部電極と前記第２外部電極の中央部における前記一対の端辺間の長さをそれぞれＬ１とＬ２とし、前記第１外部電極と前記第２外部電極の側辺の長さをそれぞれＥ１とＥ２とした時、Ｌ１＞Ｅ１、かつＬ２＞Ｅ２である、ことを特徴とするものである。
【０００７】
上記の態様によれば、サーミスタ素子を小型化および低背化した場合であっても、ワイヤボンディングのためのボンディング面積を確保することが可能となる。
【０００８】
また、別の態様においては、前記Ｌ１および前記Ｌ２が２００μｍ以上２６０μｍ以下であり、前記Ｅ１および前記Ｅ２が１９０μｍ以上２５０μｍ以下である。
【０００９】
上記の態様によれば、ＪＩＳ規格０６０３サイズおよびそれ以下のサイズのサーミスタ素子に用いることができる。
【００１０】
また、別の態様においては、前記Ｌ１と前記Ｅ１および前記Ｌ２と前記Ｅ２が、それぞれ、（１／２）≦（Ｅ１／Ｌ１）≦（２／３）、（１／２）≦（Ｅ２／Ｌ２）≦（２／３）、
の関係を満たしている。
【００１１】
上記の態様によれば、第１外部電極と第２外部電極とが互いに接触するのを防止しながら、十分なボンディング面積を確保することが可能となる。
【００１２】
また、別の態様においては、前記第１端面から前記第２端面に向かって延在する長さ方向において、前記第１外部電極は、平面視で、中央部が前記第２外部電極に向かって膨出する湾曲形状を有し、前記第２外部電極は、平面視で、中央部が前記第１外部電極に向かって膨出する湾曲形状を有している。
【００１３】
上記の態様によれば、第１外部電極および第２外部電極にワイヤボンディングを行う際の、ワイヤの位置ずれに対する許容度を高くすることができるので、ワイヤボンディングの作業効率を向上させることができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、小型化および低背化に対応可能で、ワイヤボンディングの信頼性を向上させることの可能な、サーミスタ素子を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施形態に係るサーミスタ素子の構造を示す模式斜視図である。
【図２】図１のサーミスタ素子の模式平面図である。
【図３】図１のサーミスタ素子の模式断面図である。
【図４】従来のサーミスタ素子の構造の一例を示す模式斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明を実施の形態により詳細に説明する。
【００１７】
本発明の一実施形態に係るサーミスタ素子は、セラミックスから構成され、対向する第１端面および第２端面と、前記第１端面と前記第２端面との間に配置される周面とを有する素体と、前記第１端面と前記周面の前記第１端面側とを覆う第１外部電極と、前記第２端面と前記周面の前記第２端面側とを覆う第２外部電極と、を備えるサーミスタ素子であって、前記第１外部電極と前記第２外部電極は、最外層が金属めっき層である複数の電極層から構成され、前記第１外部電極と前記第２外部電極は、それぞれ、平面視で、前記第１端面から前記第２端面に向かって延在する長さ方向に交差する一対の端辺と、前記長さ方向に沿った一対の側辺とを有し、前記第１外部電極と前記第２外部電極の中央部における前記一対の端辺間の長さをそれぞれＬ１とＬ２とし、前記第１外部電極と前記第２外部電極の側辺の長さをそれぞれＥ１とＥ２とした時、Ｌ１＞Ｅ１、かつＬ２＞Ｅ２である、ことを特徴とする。
【００１８】
図１は、本発明の一実施形態に係るサーミスタ素子１の構造を示す模式斜視図である。図２は、サーミスタ素子１の模式平面図である。また、図３は、サーミスタ素子１の模式断面図である。
【００１９】
サーミスタ素子１は、素体１０と、素体１０内に設けられた内部電極２１，２２と、素体１０の表面の一部を覆うと共に内部電極２１，２２に電気的に接続される第１、第２外部電極４１，４２とを有する。
【００２０】
素体１０は、積層された複数のセラミックス層１０ａから構成される。セラミックス層１０ａは、例えば、負の抵抗温度特性を有するセラミックスからなる。セラミックスは、例えば、酸化マンガンを主成分とするセラミックスであり、酸化ニッケル、酸化コバルト、アルミナ、酸化鉄、酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化銅、酸化亜鉛などを含む。つまり、サーミスタ素子１は、ＮＴＣ（Negative Temperature Coefficient）サーミスタであり、温度の上昇に伴って抵抗値が減少する。
【００２１】
素体１０は、略直方体状に形成されている。素体１０の表面は、互いに反対側に位置する第１端面１５および第２端面１６と、第１端面１５と第２端面１６との間に配置される周面１７とを有する。第１端面１５と第２端面１６とは、略平行である。周面１７は、第１側面１１と第２側面１２と第３側面１３と第４側面１４とを有する。第１側面１１と第２側面１２とは、セラミックス層１０ａの積層方向に位置し、互いに反対側に位置する。第３側面１３と第４側面１４とは、互いに反対側に位置する。第１側面１１と第２側面１２とは、略平行である。第３側面１３と第４側面１４とは、略平行である。第１端面１５と第１側面１１と第３側面１３とは、互いに直交する。なお、素体１０は、角部や稜線が面取りされた形状でもよい。
【００２２】
ここで、第１端面１５から第２端面１６に向かって延在するサーミスタ素子１の長さ方向を、Ｌ方向とし、第３側面１３から第４側面１４に向かって延在するサーミスタ素子１の幅方向をＷ方向とし、第２側面１２から第１側面１１に向かって延在するサーミスタ素子１の厚み方向をＴ方向とする。Ｌ方向とＷ方向とＴ方向とは、互いに直交する。具体的に述べると、Ｌ方向は、第１端面１５に直交する方向であり、Ｗ方向は、第３側面１３に直交する方向であり、Ｔ方向は、第１側面１１に直交する方向である。
【００２３】
内部電極２１，２２は、セラミックス層１０ａと交互に積層される。内部電極２１，２２は、例えば、Ａｇ、Ｐｄ、ＡｇＰｄのうちの少なくとも一つの元素または化合物を含んでいる。
【００２４】
隣り合う２つの内部電極２１，２２は、セラミックス層１０ａを挟んで、略平行に配列されている。隣り合う２つの内部電極２１，２２において、第１内部電極２１の端部２１ａは、素体１０の第１端面１５から露出し、第２内部電極２２の端部２２ａは、素体１０の第２端面１６から露出している。
【００２５】
第１外部電極４１は、第１端面１５と周面１７の第１端面１５側とを覆う。第１外部電極４１は、第１内部電極２１の端部２１ａに接触して電気的に接続される。第１外部電極４１は、周面１７の周方向に対向するように設けられる。例えば、図１に示すように、第１外部電極４１を、周面１７の周方向の全周に対向するように設ける。すなわち、第１外部電極４１は、第１側面１１、第２側面１２、第３側面１３、および第４側面１４に順に対向する、第１面部１４１、第２面部１４２、第３面部１４３、および第４面部１４４を有する。第１面部１４１から第４面部１４４は、周面１７に沿って延在する部分である。つまり、第１面部１４１から第４面部１４４は、第１外部電極４１のＬ方向の一方の端面から他方の端面に延在する。また、第１外部電極４１を周面１７の一部の面部に設けてもよい。例えば、第１端面１５を覆うとともに、第１面部１４１と第２面部１４２とを有するように、すなわち、断面コの字状に設けてもよい。あるいは、第１端面１５を覆うとともに、第１面部１４１のみを有するように、すなわち、断面Ｌ字状に設けてもよい。
【００２６】
また、第２外部電極４２は、第２端面１６と周面１７の第２端面１６側とを覆う。第２外部電極４２は、第２内部電極２２の端部２２ａに接触して電気的に接続される。第２外部電極４２は、周面１７の周方向の全周に対向するように設けられる。例えば、図１に示すように、第２外部電極４２を、周面１７の周方向の全周に対向するように設ける。すなわち、第２外部電極４２は、第１側面１１、第２側面１２、第３側面１３、および第４側面１４に順に対向する第１面部１４１、第２面部１４２、第３面部１４３、および第４面部１４４を有する。第１面部１４１から第４面部１４４は、周面１７に沿って延在する部分である。つまり、第１面部１４１から第４面部１４４は、第２外部電極４２のＬ方向の一方の端面から他方の端面に延在する。また、第２外部電極を周面１７の一部の面部に設けてもよい。例えば、第２端面１６を覆うとともに、第１面部１４１と第２面部１４２とを有するように、すなわち、断面コの字状に設けてもよい。あるいは、第２端面１６を覆うとともに、第１面部１４１のみを有するように、すなわち、断面Ｌ字状に設けてもよい。
【００２７】
図２に示すように、第１外部電極４１と第２外部電極４２は、それぞれ、平面視で、第１端面１５から第２端面１６に向かって延在する長さ方向（Ｌ方向）に交差する一対の端辺１４１ｂ，１４１ｂと、前記長さ方向に沿った一対の側辺１４１ａ，１４１ａとを有する。第１外部電極４１と第２外部電極４２の中央部における一対の端辺間の長さをそれぞれＬ１とＬ２とし、第１外部電極４１と第２外部電極４２の側辺１４１ａの長さをそれぞれＥ１とＥ２とした時、Ｌ１＞Ｅ１、かつＬ２＞Ｅ２の関係を満たす。ここで、第１外部電極４１または第２外部電極４２の中央部とは、第１端面１５から第２端面１６に向かって延在する長さ方向において、対向する一対の端辺のそれぞれの中間点を含む領域を意味する。
【００２８】
ここで、第１外部電極４１の中央部における両端辺１４１ｂ、１４１ｂの間の長さとは、第１外部電極４１を周面１７の周方向の全周に対向するように設けた場合、および第１端面１５を覆うとともに、第１面部１４１と第２面部１４２とを有するように設けた場合には、第１面部１４１と第２面部１４２の中央部における両端辺１４１ｂ、１４１ｂの間の長さの平均値をいう。また、第１外部電極４１が、第１端面１５を覆うとともに、第１面部１４１のみを有する場合には、第１面部１４１の中央部における両端辺１４１ｂ、１４１ｂの間の長さである。同様に、第２外部電極４２の中央部における両端辺１４１ｂ、１４１ｂの間の長さとは、第２外部電極４２を周面１７の周方向の全周に対向するように設けた場合、および第２端面１６を覆うとともに、第１面部１４１と第２面部１４２とを有するように設けた場合には、第１面部１４１と第２面部１４２の中央部における両端辺１４１ｂ、１４１ｂの間の長さの平均値をいう。また、第２外部電極４２が、第２端面１６を覆うとともに、第１面部１４１のみを有する場合には、第１面部１４１の中央部における両端辺１４１ｂ、１４１ｂの間の長さである。
【００２９】
また、第１外部電極４１の側辺１４１ａの長さＥ１とは、第１外部電極４１を周面１７の周方向の全周に対向するように設けた場合、および第１端面１５を覆うとともに、第１面部１４１と第２面部１４２とを有するように設けた場合には、第１面部１４１と第２面部１４２の４つの側辺の平均値をいう。また、第１外部電極４１が、第１端面１５を覆うとともに、第１面部１４１のみを有する場合には、第１面部１４１の２つの側辺の平均値をいう。同様に、第２外部電極４２の側辺１４１ａの長さＥ２とは、第１２部電極４１を周面１７の周方向の全周に対向するように設けた場合、および第２端面１６を覆うとともに、第１面部１４１と第２面部１４２とを有するように設けた場合には、第１面部１４１と第２面部１４２の４つの側辺の平均値をいう。また、第２外部電極４２が、第２端面１６を覆うとともに、第１面部１４１のみを有する場合には、第１面部１４１の２つの側辺の平均値をいう。
【００３０】
また、第１外部電極４１および第２外部電極４２は、最外層が金属めっき層である複数の電極層から構成される。図３では、第１外部電極４１および第２外部電極４２を、下から下地層４２ａと金属めっき層４２ｂとで構成した例を示している。必要に応じて、下地層と金属めっき層との間に中間層を設けることもできる。下地層、中間層、および金属めっき層は、単層でも複数層でもよい。下地層は、素体１０を覆う層であり、例えばＮｉを用いることができる。また、中間層は、下地層の構成金属の熱拡散を抑制する層であり、下地層にＮｉを用いた場合、例えばＰｄを用いることができる。金属めっき層には、金、銀、銅等を用いることができる。
【００３１】
本実施の形態に係るサーミスタ素子は、Ｌ１＞Ｅ１、かつＬ２＞Ｅ２の関係を満たす。これにより、第１外部電極および第２外部電極の中央部の長さが、側辺の長さを同じ場合に比べて、ワイヤのボンディング面積を増加させることができる。これにより、サーミスタ素子を小型化および低背化した場合であっても、ワイヤボンディングのためのボンディング面積を確保することが可能となる。また、ボンディング強度の低下を抑制することができ、ワイヤボンディングの信頼性を向上させることが可能となる。また、ワイヤボンディング時のワイヤの位置決めが容易となるので、ワイヤボンディングの作業性を向上させることも可能となる。
【００３２】
本実施の形態に係るサーミスタ素子は、そのサイズについては特に限定されないが、ＪＩＳ規格０６０３サイズのサーミスタ素子、あるいはそれよりも小さいサイズのサーミスタ素子に用いることができる。ここで、ＪＩＳ規格０６０３サイズとは、（０．６±０．０３）ｍｍ（Ｌ方向）×（０．３±０．０３）ｍｍ（Ｗ方向）である。Ｌ１およびＬ２の値は、第１外部電極と第２外部電極とが互いに接触しない範囲であればよく、例えば、Ｌ１およびＬ２が２００μｍ以上２６０μｍ以下、好ましくは２１５μｍ以上２４５μｍ以下である。それに対して、Ｅ１およびＥ２を１９０μｍ以上２５０μｍ以下、好ましくは２０５μｍ以上２４０μｍ以下とすることができる。この範囲であれば、ＪＩＳ規格０６０３サイズおよびそれ以下のサイズのサーミスタ素子に用いることができる。
【００３３】
また、本実施の形態に係るサーミスタ素子は、Ｌ１とＥ１およびＬ２とＥ２が、それぞれ、（１／２）≦（Ｅ１／Ｌ１）≦（２／３）、（１／２）≦（Ｅ２／Ｌ２）≦（２／３）、の関係を満たすことが好ましい。第１外部電極と第２外部電極とが互いに接触するのを防止しながら、十分なボンディング面積を確保することが可能となる。
【００３４】
また、本実施の形態に係るサーミスタ素子は、第１端面１５から第２端面１６に向かって延在する長さ方向において、第１外部電極４１は、平面視で、中央部が第２外部電極４２に向かって膨出する湾曲形状を有し、第２外部電極４２は、平面視で、中央部が第１外部電極４１に向かって膨出する湾曲形状を有することが好ましい。第１外部電極および第２外部電極にワイヤボンディングを行う際の、ワイヤの位置ずれに対する許容度を高くすることができるので、ワイヤボンディングの作業効率を向上させることができる。
【００３５】
次に、サーミスタ素子１の製造方法について説明する。
【００３６】
まず、セラミックスの素材を混合粉砕して混合粉体を作製し、混合粉体に仮焼処理を施して仮焼粉を作製する。その後、仮焼粉をシート状に形成してシート体を作製し、シート体と内部電極２１，２２の材料とを交互に積層して積層体を作製する。その後、積層体を還元雰囲気で焼成して、内部に内部電極２１，２２が設けられた素体１０を作製する。その後、素体１０の表面に塗布法等により下地層を形成し、その上に電解めっき法により金属めっき層を形成して、第１外部電極４１と第２外部電極４２を形成する。これにより、サーミスタ素子１を作製する。下地層の厚さや形状を調整することで、第１外部電極および第２外部電極の中央部の長さを調整する。
【００３７】
なお、本発明は上述の実施の形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形および改良が可能である。例えば、上述の実施の形態では、サーミスタ素子は、ＮＴＣサーミスタとしたが、ＰＴＣ（Positive Temperature Coefficient）サーミスタとしてもよい。また、上述の実施の形態では、素体の周面の横断面は、４角形であったが、３角形や５角形以上であってもよく、または、円形や楕円形や長円形であってもよい。
【符号の説明】
【００３８】
１  サーミスタ素子
１０  素体
１０ａ  セラミックス層
１１  第１側面
１２  第２側面
１３  第３側面
１４  第４側面
１５  第１端面
１６  第２端面
１７  周面
２１  第１内部電極
２２  第２内部電極
４１  第１外部電極
４２  第２外部電極
４１ａ  下地層
４１ｂ  金属めっき層
４２ａ  下地層
４２ｂ  金属めっき層
１４１  第１面部
１４２  第２面部
１４３  第３面部
１４４  第４面部
１４１ａ  側辺
１４１ｂ  端辺
【図１】
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【図２】
2019087579.tif 000004
【図３】
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【図４】
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