(57)【要約】【課題】低背化を図ることができるチップサーミスタを提供することを目的とする。【解決手段】チップサーミスタ１は、サーミスタ部３と、サーミスタ部３を挟むように配置され、金属及び金属酸化物の複合材料からなる一対のコンポジット部５と、を備え、サーミスタ部３の第２主面３ｂと、コンポジット部５の第２主面５ｂとは、面一とされており、コンポジット部５の第１主面５ａには、めっき層７が配置されており、めっき層７の表面７ａは、サーミスタ部３の第１主面３ａと面一、又は、第１主面３ａよりも第２主面３ｂ側の位置とされている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに対向する一対の第１主面と、前記一対の第１主面の対向方向に延びる４つの第１側面と、を有するサーミスタ部と、
前記４つの第１側面のうち互いに対向する一対の第１側面のそれぞれに前記サーミスタ部を挟むように配置され、金属及び金属酸化物の複合材料からなる一対のコンポジット部と、を備え、
前記コンポジット部のそれぞれは、互いに対向する一対の第２主面と、前記一対の第２主面の対向方向に延びる４つの第２側面と、を有し、当該４つの第２側面のうち一の第２側面が前記一対の第１側面のそれぞれに対向して配置されており、
前記一対の第１主面のうち一の第１主面と、前記一対の第２主面のうち一の第２主面とは、面一とされており、
前記一対の第２主面のうち他の第２主面には、めっき層が配置されており、
前記めっき層の表面は、前記一対の第１主面のうち他の第１主面と面一、又は、当該他の第１主面よりも前記一の第１主面側の位置とされている、チップサーミスタ。
【請求項２】
前記めっき層は、各前記コンポジット部において、前記一の第２側面に対向する他の第２側面に更に配置されている、請求項１記載のチップサーミスタ。
【請求項３】
前記他の第２主面に配置された前記めっき層の表面の少なくとも一部は、前記一の第１主面と平行をなしている、請求項１又は２記載のチップサーミスタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、チップサーミスタに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１は、内部に複数の内部電極が配置された素体と、素体の両端部に配置された一対の外部電極と、を備えるチップ状の積層コンデンサを開示している。素体は、直方体形状を呈しており、互いに対向する一対の主面と、互いに対向し且つ各主面と隣り合う一対の側面と、互いに対向し且つ各主面及び各側面と隣り合う一対の端面と、を有する。外部電極は、端面の全体を覆うと共に、端面から主面及び側面に回り込んでいる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平６−１４０２７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、携帯電話機やカメラ等の電子機器には、回路基板や構成部品等の温度を測定するために、チップサーミスタが設けられる。電子機器においては、小型化、高性能化が図られており、これに応じて、限られた狭い空間に多くの部品を集積、密集させて配置する必要がある。そのため、チップサーミスタについても、小型化や低背化が求められている。上記従来の積層コンデンサでは、一対の端面の対向方向と交差する方向において、外部電極の幅が、素体の幅よりも大きくなっている。したがって、この構成と同様にチップサーミスタを形成すると、素子の高さ（厚み）がどうしても大きくなってしまう。
【０００５】
本発明は、低背化を図ることができるチップサーミスタを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係るチップサーミスタは、互いに対向する一対の第１主面と、一対の第１主面の対向方向に延びる４つの第１側面と、を有するサーミスタ部と、４つの第１側面のうち互いに対向する一対の第１側面のそれぞれにサーミスタ部を挟むように配置され、金属及び金属酸化物の複合材料からなる一対のコンポジット部と、を備え、コンポジット部のそれぞれは、互いに対向する一対の第２主面と、一対の第２主面の対向方向に延びる４つの第２側面と、を有し、当該４つの第２側面のうち一の第２側面が一対の第１側面のそれぞれに対向して配置されており、一対の第１主面のうち一の第１主面と、一対の第２主面のうち一の第２主面とは、面一とされており、一対の第２主面のうち他の第２主面には、めっき層が配置されており、めっき層の表面は、一対の第１主面のうち他の第１主面と面一、又は、当該他の第１主面よりも一の第１主面側の位置とされている。
【０００７】
このチップサーミスタでは、一対の第１主面のうち一の第１主面と、一対の第２主面のうち一の第２主面とは、面一とされており、めっき層の表面は、一対の第１主面のうち他の第１主面と面一、又は、当該他の第１主面よりも一の第１主面側の位置とされている。これにより、チップサーミスタにおいては、めっき層がサーミスタ部の第１主面よりも外側に突出しないため、高さ（厚み）を、サーミスタ部の一対の第１主面の対向方向の寸法以下とすることができる。したがって、一対の第１主面の対向方向の寸法を調整することにより、チップサーミスタの低背化を図ることができる。また、サーミスタ部の一対の第１主面のうち一の第１主面と、コンポジット部の一対の第２主面のうち一の第２主面とが面一とされていので、チップサーミスタを回路基板等に搭載する際の位置決めを容易に行うことができる。
【０００８】
一実施形態においては、めっき層は、各コンポジット部において、一の第２側面に対向する他の第２側面に更に配置されていてもよい。チップサーミスタをワイヤボンディング等により回路基板等と接続する際、チップサーミスタのめっき層とワイヤとをレーザ等により加熱して接続する。このとき、サーミスタ部とコンポジット部との熱膨張率が異なるため、レーザ等により熱が加えられると、その熱膨張率の差に起因して、サーミスタ部とコンポジット部との界面にクラックが発生するおそれがある。また、めっき層がコンポジット部から剥離するおそれがある。これに対して、チップサーミスタでは、コンポジット部の他の第２側面にめっき層を配置している。これにより、サーミスタ部とコンポジット部と界面、すなわち第１側面と一の第２側面との界面から離れた他の第２側面に配置されためっき層に熱を逃すことができる。したがって、クラックの発生やめっき層の剥離を抑制することができる。また、めっき層の面積が多くなるため、コンポジット部とめっき層との密着性（接続性）を高めることができる。
【０００９】
一実施形態においては、他の第２主面に配置されためっき層の表面の少なくとも一部は、一の第１主面と平行をなしていてもよい。これにより、例えば回路基板とチップサーミスタとをワイヤボンディングで接続する際、ワイヤの一端とめっき層との接続を良好に行うことができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、低背化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】一実施形態に係るチップサーミスタを示す斜視図である。
【図２】図１に示すチップサーミスタの断面構成を示す図である。
【図３】チップサーミスタの製造工程を説明するための図である。
【図４】チップサーミスタの製造工程を説明するための図である。
【図５】チップサーミスタの実装構造を示す図である。
【図６】他の実施形態に係るチップサーミスタの断面構成を示す図である。
【図７】他の実施形態に係るチップサーミスタの断面構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、図面の説明において同一又は相当要素には同一符号を付し、重複する説明は省略する。
【００１３】
図１は、一実施形態に係るチップサーミスタ部を示す斜視図である。図２は、図１に示すチップサーミスタの断面構成を示す図である。図１及び図２に示されるように、チップサーミスタ１は、サーミスタ部３と、コンポジット部５と、を備えている。チップサーミスタ１は、図示Ｙ方向における長さが０．６０ｍｍ程度、図示Ｘ方向における幅が０．１０ｍｍ程度、図示Ｚ方向における高さ（厚み）が０．１５ｍｍ程度である。チップサーミスタ１は、ＮＴＣ（Negative Temperature Coefficient）サーミスタである。
【００１４】
サーミスタ部３は、略直方体形状を呈しており、互いに対向する第１主面（他の第１主面）３ａ及び第２主面（一の第１主面）３ｂと、互いに対向する第１側面３ｃ及び第２側面（第１側面）３ｄと、互いに対向する第３側面（第１側面）３ｅ及び第４側面（第１側面）３ｆと、を有する。第１〜第４側面３ｃ〜３ｆは、第１主面３ａ及び第２主面３ｂの対向方向に延び、第１主面３ａ及び第２主面３ｂを連結している。第１主面３ａと第１側面３ｃ及び第２側面３ｄのそれぞれとの連結部分（角部分）は、第３側面３ｅ及び第４側面３ｆの対向方向（Ｘ方向）から見て、第１主面３ａ側から第３側面３ｅ（第４側面３ｆ）に向かって凹状に湾曲している。
【００１５】
サーミスタ部３は、例えば、主成分としてＭｎ、Ｎｉ及びＣｏの各金属酸化物を含んだセラミックスにより構成されている。サーミスタ部３は、主成分であるＭｎ、Ｎｉ及びＣｏの各金属酸化物の他に、特性の調整のために、Ｆｅ、Ｃｕ、Ａｌ、Ｚｒなどを副成分として含んでいてもよい。サーミスタ部３は、Ｍｎ、Ｎｉ及びＣｏの各金属酸化物に代えて、Ｍｎ及びＮｉの各金属酸化物や、Ｍｎ及びＣｏの各金属酸化物により構成されていてもよい。
【００１６】
コンポジット部５は、サーミスタ部３の第１側面３ｃ及び第２側面３ｄ側のそれぞれにサーミスタ部３を挟むように配置されている。コンポジット部５は、めっき層７と共に外部電極を構成しており、下地電極層として機能する。コンポジット部５は、互いに対向する第１主面（他の第２主面）５ａ及び第２主面（一の第２主面）５ｂと、互いに対向する第１側面（一の第２側面）５ｃ及び第２側面（他の第２側面）５ｄと、互いに対向する第３側面（第２側面）５ｅ及び第４側面（第２側面）５ｆと、を有している。第１〜第４側面５ｃ〜５ｆは、第１主面５ａ及び第２主面５ｂの対向方向に延び、第１主面５ａ及び第２主面５ｂを連結している。
【００１７】
第１主面５ａは、サーミスタ部３の第１主面３ａ側に位置している。第１主面５ａは、平坦面と湾曲面とを有しており、サーミスタ部３側が湾曲面とされている。すなわち、第１主面５ａは、サーミスタ部３側の高さ位置が第２側面５ｄ側の高さ位置よりも高くなっている。第１主面５ａは、サーミスタ部３の第１主面３ａと第１側面３ｃ（第２側面３ｄ）との連結部分と滑らかに連続している。第１主面５ａの平坦面とサーミスタ部３の第１主面３ａとは、平行をなしており、その高さの差は、例えば、０．０２ｍｍ程度である。
【００１８】
第２主面５ｂは、第１主面５ａに対向する面であり、サーミスタ部３の第２主面３ｂ側に位置している。第２主面５ｂは、サーミスタ部３の第２主面３ｂと面一とされている。第１側面５ｃは、サーミスタ部３の第１側面３ｃ（第２側面３ｄ）と接触している。
【００１９】
コンポジット部５は、少なくとも金属（例えば、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）又はパラジウム（Ｐｄ）等）及び金属酸化物（例えば、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）、ジルコニア（ＺｒＯ２）又はチタニア（ＴｉＯ２）等）を含有する複合材料（コンポジット材料）の焼結体である。したがって、複合材料の熱膨張係数は、純粋な金属酸化物からなるセラミックスの熱膨張係数よりも、金属の熱膨張係数に近い値となる。コンポジット部５の金属は、導通路を形成するように、コンポジット部５の金属酸化物中に分散されている。このため、コンポジット部５は導電性を有する。複合材料は、金属又は金属酸化物の脱離を抑制する結合剤として、ガラスフリット（例えば、酸化ケイ素等）を副成分として含有してもよい。
【００２０】
コンポジット部５の第１主面５ａ、第２側面５ｄ及びサーミスタ部３における第１主面３ａと第１側面３ｃ及び第２側面３ｄのそれぞれとの連結部分には、めっき層７が配置されている。めっき層７の厚みは、例えば、０．１〜１．０μｍ程度である。めっき層７は、例えば、Ａｕ等の金属から構成されている。コンポジット部５の第１主面５ａ上のめっき層７の表面７ａは、サーミスタ部３の第１主面３ａよりも第２主面３ｂ側の低い位置に配置されている。めっき層７の表面７ａの一部は、サーミスタ部３の第２主面３ｂと略平行をなしている。つまり、表面７ａの一部は、平坦面とされている。めっき層７は、例えば、電気めっきによって、コンポジット部５の第１主面５ａ及び第２側面５ｄ上に形成されている。この場合、めっき層７の金属は、コンポジット部５の金属と結合している。めっき層７は、フラッシュめっきによって形成されてもよい。
【００２１】
続いて、チップサーミスタ１の製造方法について説明する。図３及び図４は、チップサーミスタの製造工程を説明するための図である。最初に、公知の方法により、サーミスタ部３の主成分であるＭｎ、Ｎｉ及びＣｏの各金属酸化物と、副成分であるＦｅ、Ｃｕ、Ａｌ、Ｚｒ等とを所定の割合で混合してサーミスタ材料を調整する。このサーミスタ材料に有機バインダ等を添加してスラリーを得る。
【００２２】
次に、作成したスラリーを、所定の厚さとなるようにフィルム上に塗布して、サーミスタ部３に対応するグリーンシートを作成する。このグリーンシートを所定枚数積層して所定の圧力にて圧着し、グリーン積層体を得る。次に、グリーン積層体を、例えば１８０℃〜４００℃程度の温度で０．５時間〜４８時間程度加熱し、脱バインダ処理を行う。次に、空気又は酸素の雰囲気下において８００℃程度以上の温度でグリーン積層体を１２時間〜４８時間程度焼成する。これにより、サーミスタ部３の基板１００が得られる（図３（ａ）参照）。焼成により、各グリーンシートは、互いの境界が視認できない程度に一体化される。次に、所望の厚みとなるように基板１００の主面を研磨して、厚みが調整された基板１０２を得る（図３（ｂ）参照）。
【００２３】
次に、Ａｇ、Ａｇ−Ｐｄ、Ｎｉ又はＣｕを主成分とした金属粉末に、必要に応じて副成分としてガラスフリットを添加し、さらに有機バインダ及び有機溶剤を混合した導電性ペーストを用意する。この導電性ペーストを、所定の厚さとなるように、基板１０２の一方の主面上に印刷法により塗布する。次に、塗布した導電性ペーストを、空気又は不活性雰囲気下において６００℃〜９００℃程度の温度で０．５時間〜２時間程度加熱し、焼き付けを行う。この導電性ペーストの塗布から焼き付けまでの工程を複数回繰り返して、基板１０２の一方の主面上に所望の厚さの下地電極層１０４を形成する。同様に、基板１０２の他方の主面上にも、所望の厚さの下地電極層１０４を形成する（図３（ｃ）参照）。これにより、チップサーミスタ１の板状前駆体１０６が得られる。
【００２４】
次に、ダイシングブレードＤＢにより、チップサーミスタ１の板状前駆体１０６に切込部Ｃを形成する（図４（ｂ）参照）。具体的には、図４（ａ）に示される板状前駆体１０６の一方の主面に対して、ダイシングブレードＤＢを所定のラインに沿って移動させて、切込部Ｃを形成する。切込部Ｃは、板状前駆体１０６をチップ状に個片化する際の切断ラインＬ（図４（ｃ）参照）に対して、１本おきに形成される。切込部Ｃの深さ（ダイシングブレードＤＢの切り込み深さ）は、例えば、基板１０２に達する程度の深さに設定される。板状前駆体１０６の他方の主面においても、切込部Ｃを同様に形成する。切込部Ｃの断面は、ダイシングブレードＤＢの先端の形状に対応しており、例えばＵ字形状を呈している。
【００２５】
次に、板状前駆体１０６の主面及び切込部Ｃの表面を覆うように、例えばＡｕのめっき層１０８を電気めっきにより形成する（図４（ｃ）参照）。めっき層１０８の形成後、ダイシングブレードＤＢにより、切断ラインＬに沿って板状前駆体１０６を切断（ダイシング）しチップ状に個片化する（図３（ｄ）、図４（ｃ）参照）。板状前駆体１０６を切断するダイシングブレードＤＢの幅は、切込部Ｃを形成するダイシングブレードＤＢの幅よりも小さい。これにより、めっき層１０８を残しつつ、板状前駆体１０６を切断できる。以上により、チップサーミスタ１が完成する（図３（ｅ）参照）。
【００２６】
図５は、チップサーミスタの実装構造を示す図である。図５に示されるように、チップサーミスタ１は、回路基板２００上に配置され、回路基板２００に設けられた電極２０１，２０２に電気的に接続される。チップサーミスタ１は、サーミスタ部３の第２主面３ｂ及びコンポジット部５の第２主面５ｂが回路基板２００の表面２００ｓと対向するように配置される。チップサーミスタ１と電極２０１，２０２とは、ワイヤＷ１，Ｗ２を用いたワイヤボンディングにより電気的に接続される。ワイヤＷ１，Ｗ２の一端は、チップサーミスタ１におけるコンポジット部５の第１主面５ａ上に配置されためっき層７の表面７ａに接続され、その他端は、電極２０１，２０２に接続される。
【００２７】
以上説明したように、本実施形態に係るチップサーミスタ１では、サーミスタ部３の第２主面３ｂとコンポジット部５の第２主面５ｂとが面一とされていると共に、コンポジット部５の第１主面５ａ上に配置されためっき層７の表面７ａが、サーミスタ部３の第１主面３ａよりも第２主面３ｂ側の低い位置に配置されている。これにより、チップサーミスタ１では、めっき層７がサーミスタ部３の第１及び第２主面３ａ，３ｂよりも外側に突出しないため、その高さ寸法が、サーミスタ部３の第１主面３ａと第２主面３ｂとの対向方向の寸法以下となる。したがって、サーミスタ部３の第１主面３ａと第２主面３ｂと対向方向の寸法を調整することにより、チップサーミスタ１の低背化を図ることができる。
【００２８】
本実施形態のチップサーミスタ１では、サーミスタ部３の第２主面３ｂとコンポジット部５の第２主面５ｂとが面一とされているため、回路基板２００等にチップサーミスタ１を搭載（配置）する際に、位置決めを容易に行うことができる。
【００２９】
ここで、チップサーミスタ１をワイヤボンディング等により回路基板等と接続する際、チップサーミスタ１のめっき層７とワイヤをレーザ等により加熱して接続する。このとき、サーミスタ部３とコンポジット部５との熱膨張率が異なるため、レーザ等により熱が加えられると、その熱膨張率の差に起因して、サーミスタ部３とコンポジット部５との界面にクラックが発生するおそれがある。また、めっき層７がコンポジット部５から剥離するおそれがある。
【００３０】
これに対して、本実施形態のチップサーミスタ１では、コンポジット部５の第２側面５ｄにめっき層７を配置している。これにより、サーミスタ部３とコンポジット部５と界面、第１側面３ｃ（第２側面３ｄ）と第１側面５ｃとの界面から離れた第２側面５ｄに配置されためっき層７に熱を逃すことができる。したがって、クラックの発生やめっき層７の剥離を抑制することができる。また、めっき層７の面積が多くなるため、コンポジット部５とめっき層７との密着性を高めることができる。
【００３１】
本実施形態のチップサーミスタ１では、めっき層７の表面７ａの一部は、サーミスタ部３の第２主面３ｂと略平行をなしており、平坦面とされている。これにより、例えば回路基板とチップサーミスタ１とをワイヤボンディングで接続する際、ワイヤの一端とめっき層７との接続を良好に行うことができる。
【００３２】
本発明は、上記実施形態に限定されるものでない。図６及び図７は、他の実施形態に係るチップサーミスタの断面構成を示す図である。図６に示されるように、チップサーミスタ１Ａは、めっき層７の配置がチップサーミスタ１と異なっている。具体的には、チップサーミスタ１Ａでは、めっき層７は、コンポジット部５の第１主面５ａ及び第２側面５ｄに配置されている。すなわち、チップサーミスタ１Ａでは、めっき層７は、サーミスタ部３における第１主面３ａと第１側面３ｃ及び第２側面３ｄのそれぞれとの連結部分には配置されていない。この構成は、チップサーミスタ１Ａの製造工程において、図４（ｂ）に示される切込部Ｃの深さを浅くすることに実現される。この構成では、チップサーミスタ１Ａの製造工程においてめっき層１０８を形成する際に、サーミスタ部３にめっき液が触れないため、サーミスタ部３にめっき液が浸入することを抑制できる。したがって、めっき液の浸入によるサーミスタ部３への影響を抑制できる。
【００３３】
図７に示されるように、チップサーミスタ１Ｂは、サーミスタ部３のＹ方向における長さが、チップサーミスタ１と異なっている。具体的には、チップサーミスタ１Ｂのサーミスタ部３のＹ方向における長さは、コンポジット部５のＹ方向における長さに比べて短い。言い換えれば、コンポジット部５のＹ方向における長さは、チップサーミスタ１Ｂのサーミスタ部３のＹ方向における長さに比べて長い。この構成では、めっき層７の表面７ａの面積が大きくなるため、チップサーミスタ１Ｂと回路基板等との接続を良好に行うことができる。
【００３４】
上記実施形態では、コンポジット部５の第１主面５ａ上に配置されためっき層７の表面７ａが、サーミスタ部３の第１主面３ａよりも第２主面３ｂ側の低い位置に配置されている構成を一例に説明したが、めっき層７の表面７ａは、サーミスタ部３の第１主面３ａと面一とされていてもよい。
【００３５】
上記実施形態では、めっき層７がコンポジット部５の第１主面５ａ及び第２側面５ｄに配置されている構成を一例に説明したが、めっき層７は、少なくとも、コンポジット部５の第１主面５ａに配置されていればよい。
【００３６】
上記実施形態では、チップサーミスタ１をワイヤボンディングにより回路基板に実装する形態を一例に説明したが、チップサーミスタ１，１Ａ，１Ｂは、基板に埋め込まれて実装されてもよい。
【００３７】
上記実施形態では、チップサーミスタ１をＮＴＣサーミスタとして説明したが、チップサーミスタ１は、ＰＴＣ（Positive Temperature Coefficient）サーミスタであってもよい。
【符号の説明】
【００３８】
１，１Ａ，１Ｂ…チップサーミスタ、３…サーミスタ部、３ａ…第１主面、３ｂ…第２主面（第１主面）、３ｃ…第１側面、３ｄ…第２側面（第２側面）、５…コンポジット部、５ａ…第１主面（第２主面）、５ｂ…第２主面、５ｃ…第１側面（第２側面）、７…めっき層、７ａ…表面。
【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】
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