(57)【要約】【課題】薄膜からなる接続パッド部が剥がれて、接続不良を起こしてしまうような不具合を防止する。【解決手段】接続パッド部が、セラミックス基板の一部を露出させ、引き出し線固定領域となるように形成されているので、接続パッド部およびセラミックス基板上の引き出し線固定領域の双方に引き出し線が取り付けられ、引き出し線から応力が加わった場合でも、その応力が主にセラミックス基板上の引き出し線固定領域によって受け止めることができ、引き出し線の引っ張り強度を向上させることが出来る。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
セラミックス基板の中央部分に配置された絶縁被膜上に対向する一対の電極膜が形成され、前記一対の電極膜をまたぐように少なくとも一層の感熱膜が設けられ、さらに前記感熱膜の表面を保護する耐食性被膜を備えた薄膜サーミスタであって、
前記電極膜はセラミックス基板上の一部を露出させて形成されるように被覆されている薄膜サーミスタ。
【請求項２】
前記電極膜の横幅がセラミックス基板の横幅よりも狭いことを特徴とする請求項１記載の薄膜サーミスタ。
【請求項３】
前記電極膜に切り抜き部分を設けた請求項２記載の薄膜サーミスタ。
【請求項４】
前記電極膜が縦方向に複数本に分割されている請求項２記載の薄膜サーミスタ。
【請求項５】
前記電極膜は、前記セラミックス基板と前記電極膜の接続パッドとの間に第一、及び第二の金属下地層を形成してなる請求項１乃至４のいずれかに記載の薄膜サーミスタ。
【請求項６】
前記第一の金属下地層は、クロム、チタン、タングステン、モリブデン、タンタルの何れかからなる請求項５記載の薄膜サーミスタ。
【請求項７】
前記第二の金属下地層は、プラチナ、パラジウム、銀、パラジウム銀の何れかからなる請求項５記載の薄膜サーミスタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、薄膜サーミスタに関する。
【背景技術】
【０００２】
図８は、従来の薄膜サーミスタの構成を示す説明図であり、（ａ）は、引き出し線が取り付けられる前の製品の状態を示し、（ｂ）は、引き出し線が取り付けられた状態を示している。図９は、図８（ｂ）に示した薄膜サーミスタのＡ−Ａ線による断面図である。
【０００３】
図８または図９において、１は薄膜サーミスタを示し、アルミナ、ステアタイトなどのセラミックスで構成したセラミックス基板２と、このセラミックス基板２上にクロム（Ｃｒ）−金（Ａｕ）、クロム−銅（Ｃｕ）、白金（Ｐｔ）などの多層薄膜で形成した多数の対向櫛歯状部３ａ1 ，３ｂ1 およびこの対向櫛歯状部３ａ1 ，３ｂ1 に連なる接続パッド部３ａ2 ，３ｂ2 からなる電極３Ａ，３Ｂを有している。そして、この電極３Ａ，３Ｂの対向櫛歯状部３ａ1 ，３ｂ1 を覆うように、炭化ケイ素（ＳｉＣ）あるいはマンガン（Ｍｎ）、ニッケル（Ｎｉ）、コバルト（Ｃｏ）、鉄（Ｆｅ）などの複合酸化物薄膜をスパッタリング蒸着によって形成した感熱膜４が設けられている。
【０００４】
なお、対向櫛歯状部３ａ1 ，３ｂ1 および接続パッド部３ａ2 ，３ｂ2 からなる電極３Ａ，３Ｂは、薄膜電極からなっている。
【０００５】
また、５Ａ，５Ｂは、電極３Ａ，３Ｂの接続パッド部３ａ2 ，３ｂ2 に、電導性ペーストからなる接合材７Ａ，７Ｂを介してそれぞれ電気的および機械的に接続された引き出し線を示し、６は、必要に応じて感熱膜４上に形成する保護膜を示す。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平６−６１０１２号公報
【特許文献２】特開２００６−３０８５０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記図８および図９に示したような従来の薄膜サーミスタ１では、この薄膜からなる電極３Ａ，３Ｂの接続パッド部３ａ2 ，３ｂ2が、セラミックス基板２の全面に渡って形成される構成となっている。
【０００８】
従って、図９に示すように、セラミックス基板２の全面に渡って形成された接続パッド部３ａ2 ，３ｂ2に、接合材（導電性ペースト）７Ａ、７Ｂを介して引き出し線５Ａ，５Ｂが取り付けられると、引き出し線５Ａ，５Ｂに作用する応力が全て接続パッド部３ａ2 ，３ｂ2にかかってしまう。元々セラミックス基板２との接合強度が弱い薄膜からなる接続パッド部３ａ2 ，３ｂ2は、引っ張り強度に耐えられずに剥がれてしまい、接続不良を起こしてしまうことがある。
【０００９】
特に、引き出し線５Ａ，５Ｂが、加工中などに引っ張られたりした場合、その引き出し線５Ａ，５Ｂが、薄膜からなる接続パッド部３ａ2 ，３ｂ2の一部と共に電極３Ａ，３Ｂから外れてしまう危険性もあった。
【００１０】
この発明は、上記したような不都合を解消するためになされたもので、その課題は、引き出し線と薄膜からなる電極との接続不良を解消することができる薄膜サーミスタを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の特徴は、セラミックス基板の中央部分に配置された絶縁被膜上に対向する一対の電極膜が形成され、前記一対の電極膜をまたぐように少なくとも一層の感熱膜が設けられ、さらに前記感熱膜の表面を保護する耐食性被膜を備えた薄膜サーミスタおいて、前記電極膜はセラミック基板上の一部を露出させて形成されるように被覆されていることである。
【発明の効果】
【００１２】
以上のように、本発明の薄膜サーミスタによれば、引き出し線を本発明の薄膜サーミスタに接続する際には、接続パッド部およびセラミックス基板上に露出された一部分の双方に、接合材として導電性ペーストを塗布して引き出し線をセットし焼成すれば、その接合剤（導電性ペースト）とセラミック基板とが化学結合、及びアンカー効果により強固に接合することが出来る。従って、引き出し線に作用する引っ張りなどの応力が加わった場合でも、その応力をセラミックス基板上に露出された一部分によって受け止めるので、引っ張り強度の向上や電気的な接続を安定させることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】この発明の一実施形態である薄膜サーミスタの平面図である。
【図２】図１に示した薄膜サーミスタのＢ−Ｂ線およびＣ−Ｃ線による断面図である。
【図３】図１および図２に示した薄膜サーミスタの製造工程を示す図１のＢ−Ｂ線による断面図である。
【図４】この発明の他の実施形態である薄膜サーミスタの平面図である。
【図５】図４に示した薄膜サーミスタのＢ−Ｂ線およびＣ−Ｃ線による断面図である。
【図６】この発明のさらに他の実施形態である薄膜サーミスタの平面図である。
【図７】図６に示した薄膜サーミスタのＢ−Ｂ線およびＣ−Ｃ線による断面図である。
【図８】従来の薄膜サーミスタの構成を示す説明図である。
【図９】図８に示した薄膜サーミスタのＡ−Ａ線による断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
この発明の実施形態に係わる薄膜サーミスタについて、図面を参照して説明する。
【００１５】
図１は、この発明の一実施形態である薄膜サーミスタの平面図であり、（ａ）は、引き出し線が取り付けられる前の製品の状態を示し、（ｂ）は、引き出し線が取り付けられた状態を示している。図２（ａ）は、図１（ｂ）に示した薄膜サーミスタのＢ−Ｂ線による断面図であり、図２（ｂ）は、図１（ｂ）に示した薄膜サーミスタのＣ−Ｃ線による断面図である。
【００１６】
図１および図２において、本発明の第１の実施形態に係わる薄膜サーミスタ１１は、セラミックス基板１２と、このセラミックス基板１２の上に形成した絶縁被膜１３と、このセラミックス基板１２および絶縁被膜１３の上に形成した第１および第２の電極膜１４Ａ，１４Ｂと、この電極膜１４Ａ，１４Ｂの一部をまたがるように絶縁被膜１３の上に形成した感熱膜１５と、この感熱膜１５の上に形成した保護膜１７（図１においては省略）で構成されている。なお、必要に応じて、セラミックス基板１２上における絶縁被膜１３の両側に絶縁被膜１３および感熱膜１５から離して金属下地層を形成しても良い。
【００１７】
ここで、第１および第２の電極膜１４Ａ，１４Ｂは、薄膜からなり、絶縁被膜１３の上で一部が対向し、セラミックス基板１２上に接続パッド部１４ａ，１４ｂが位置するように形成されており、以下に説明するように、接続パッド部１４ａ，１４ｂは、セラミックス基板１２の一部を、後述する引き出し線１９Ａ，１９Ｂの固定領域として露出させるように形成されている。
【００１８】
すなわち、図１（ａ）に示すように、第１および第２の電極膜１４Ａ，１４Ｂの接続パッド部１４ａ，１４ｂは、その横幅Ｗ１がセラミック基板１２の横幅Ｗ２よりも狭くなっており、それにより、接続パッド部１４ａ，１４ｂの幅方向の両側において、セラミックス基板１２上の一部分１２a、１２b、１２c、１２dが、後述する引き出し線１９Ａ，１９Ｂの固定領域として外部に露出するようになっている。
【００１９】
ここで、第１および第２の電極膜１４Ａ，１４Ｂの接続パッド部１４ａ，１４ｂの横幅Ｗ１とセラミック基板１２の横幅Ｗ２との比は、１：４〜２：３である。
【００２０】
そして、図１（ｂ）および図２（ａ）、（ｂ）に示すように、薄膜サーミスタ１１の使用時に、引き出し線１９Ａ，１９Ｂが、接続パッド部１４ａ，１４ｂおよびセラミックス基板１２上の引き出し線固定領域１２a、１２b、１２c、１２dの双方に、導電性ペーストを焼成した接合部材１６Ａ，１６Ｂにより接合され、取り付けられる。
【００２１】
従って、引き出し線１９Ａ，１９Ｂに作用する例えば引っ張りなどの応力が加わった場合でも、その応力をセラミックス基板１２上の引き出し線固定領域１２a、１２b、１２c、１２dによって吸収するので、引っ張り強度を向上させることが出来る。
【００２２】
より詳しく説明すれば、引き出し線１９Ａ，１９Ｂを薄膜サーミスタに接続する際には、接続パッド部１４Ａ，１４Ｂおよびセラミックス基板上に露出された引き出し線固定領域１２a、１２b、１２c、１２dの双方に、接合材として導電性ペースト１６Ａ，１６Ｂを塗布して引き出し線をセットし焼成すれば、その接合剤（導電性ペースト）とセラミック基板とが化学結合、及びアンカー効果により強固に接合され、引き出し線に作用する引っ張りなどの応力が加わった場合でも、その応力をセラミックス基板上に露出された引き出し線固定領域１２a、１２b、１２c、１２dによって受け止めるので、引っ張り強度を向上させることが出来る。
【００２３】
次に、薄膜サーミスタの製造方法について、図３（ａ）〜（ｅ）を参照して説明する。
【００２４】
図３（ａ）〜（ｅ）は、図１および図２に示した薄膜サーミスタの製造工程を示す図１のＢ−Ｂ線による断面図である。
【００２５】
なお、説明の都合上、製造途中のものと、最終構成部分とは、同一符号を用いて説明する。まず、アルミナ、石英、ムライト、ステアタイトなどのセラミックスで構成したセラミックス基板１２の表面に、図３（ａ）に示すように、スパッタ法、プラズマＣＶＤ法などによって二酸化ケイ素（ＳｉＯ2 ）、窒化ケイ素（Ｓｉ3Ｎ4 ）などの絶縁被膜１３を形成した後、図３（ｂ）に示すように、フォトエッチング法によって絶縁被膜１３の不要な部分を除去する。
【００２６】
次に、セラミックス基板１２および絶縁被膜１３上に、プラチナ（Ｐｔ）、パラジウム（Ｐｄ）、銀（Ａｇ）、パラジウム銀（Ｐｄ−Ａｇ）などの導体層を形成し、その後、図３（ｃ）に示すように、リフトオフ法やエッチング法によってその接続パッド部１４ａ，１４ｂをセラミックス基板１２の一部を露出させるように不要な部分を除去した第１および第２の電極膜１４Ａ，１４Ｂを形成する。
【００２７】
すなわち、第１および第２の電極膜１４Ａ，１４Ｂの接続パッド部１４ａ，１４ｂが、セラミックス基板１２の一部分１２a、１２b、１２c、１２dを、引き出し線固定領域として露出させるように狭い幅に形成されている（図１（ａ）参照）。
【００２８】
なお、セラミックス基板１２と接続パッド部１４ａ，１４ｂとの間に金属下地層を形成しても良い。金属下地層は、セラミックス基板１２上に形成される第一の金属下地層と第一の金属下地層上に形成される第二の金属下地層とからなる。第一の金属下地層は、チタン、クロム、モリブデン、タングステン、タンタルなどの何れか一種類の金属からなる。第二の金属下地層は、プラチナ、パラジウム、銀、パラジウム銀などの何れか一種類の金属からなる。第一の金属下地層はセラミックス基板１２と密着強度を向上させることができ、第二の金属下地層は電極膜１４Ａ，１４Ｂ（電極パッド１４ａ，１４ｂを含む）を形成する際の熱処理による際に第一の金属下地層の酸化を防止し、第一の金属下地層と電極膜１４Ａ，１４Ｂ（電極パッド１４ａ，１４ｂを含む）との密着強度を向上させる役割がある。
【００２９】
次に、絶縁被膜１３の上に、第１および第２の電極膜１４Ａ，１４Ｂの一部をまたがるようにスパッタ法などによって感熱膜１５を形成する。そして、このように絶縁被膜１３および感熱膜１５を形成した後、高温で熱処理を行う。ここで、感熱膜１５はマンガン（Ｍｎ）、ニッケル（Ｎｉ）、コバルト（Ｃｏ）、鉄（Ｆｅ）などからなる複合酸化物の焼結体をターゲットとし、スパッタリングを行なって形成する。
【００３０】
次に、図３（ｄ）に示すように、感熱膜１５の不要な部分の除去は、リフトオフ法やフォトエッチング法によって行う。
【００３１】
さらに、図３（ｅ）に示すように、必要に応じてガラスペーストをスクリーン印刷の技術によって感熱膜１５上に印刷し、高温で焼成することによって耐蝕性の保護膜１７を形成し、図１（ａ）に示すような薄膜サーミスタが提供される。また、保護膜１７の形成方法としては、ＳｉＯ２やＳｉＮ膜をＣＶＤやスパッタ法で形成し、エッチング法で不要部分を除去して形成も良い。
【００３２】
その後に、図１（ｂ）および図２（ａ）、（ｂ）に示すように、接続パッド部１４ａ，１４ｂおよびセラミックス基板１２上の引き出し線固定領域１２a、１２b、１２c、１２dの双方に、接合材として導電性ペースト１６Ａ，１６Ｂが塗布される。導電性ペースト１６Ａ，１６Ｂは、例えばバインダとしてガラス粉末を用い、これに有機ビヒクル、及びＡｕ、Ａｇなどの貴金属粉末を分散させた金ペーストや銀ペーストなどが用いられる。
【００３３】
次に、鉄や鉄ニッケル合金等からなる引き出し線１９Ａ，１９Ｂを導電性ペースト１６Ａ，１６Ｂ上にセットして高温で焼成することにより、導電性ペースト１６Ａ，１６Ｂと引き出し線固定領域１２a、１２b、１２c、１２dとが化学結合、及びアンカー効果により強固に接合し、引き出し線１９Ａ，１９Ｂと引き出し線固定領域１２a、１２b、１２c、１２dとが強固に接合する。（図２（ｂ）参照）。
【００３４】
また、その後に、外気などの腐食の保護を目的に薄膜サーミスタ表面に保護部材（ガラス）をコートすると露出部のセラミック基板とガラスの接合性が良いので、耐候性能が向上する。
【００３５】
なお、上記した実施例では、個々の薄膜サーミスタ１１に分割したチップの状態について説明したが、実際には一枚の基板上に多数の薄膜サーミスタ１１を一度にパターン形成し、最後に個々の薄膜サーミスタ１１に分割して完成するものである。また、電極膜１４Ａ，１４Ｂの形状は、実施例で示した形状の他、櫛歯形状であってもよいことは言うまでもない。
【００３６】
次に、図４および図５を参照して、本発明の第２の実施形態に係わる薄膜サーミスタについて説明する。
【００３７】
図４は、第２の実施形態に係わる薄膜サーミスタの平面図であり、（ａ）は、引き出し線が取り付けられる前の製品の状態を示し、（ｂ）は、引き出し線が取り付けられた状態を示している。図５（ａ）は、図４（ｂ）に示した薄膜サーミスタのＢ−Ｂ線による断面図であり、図５（ｂ）は、図４（ｂ）に示した薄膜サーミスタのＣ−Ｃ線による断面図である。
【００３８】
図４および図５に示すように、この実施形態に係わる薄膜サーミスタでは、図１および図２に示した実施形態における第１および第２の電極膜１４Ａ，１４Ｂの接続パッド部１４ａ，１４ｂに、例えば楕円形などの適宜形状の切り抜き部１４c、１４dを形成した構成となっている。
【００３９】
従って、引き出し線１９Ａ，１９Ｂが、接続パッド部１４ａ，１４ｂおよびセラミックス基板１２上に露出した引き出し線固定領域１２a、１２b、１２c、１２dの双方に取り付けられると共に、前記切り抜き部１４c、１４dによって生じた露出部分１２e、１２fからなる引き出し線固定領域にも取り付けられる。なお、その他の構成につきましては、図１および図２に示した実施形態と同様であるので説明を省略する。
【００４０】
この実施形態によれば、接続パッド部１４ａ，１４ｂおよびセラミックス基板１２上の引き出し線固定領域１２a、１２b、１２c、１２d、切り抜き部１４c、１４dに導電性ペーストを塗布して引き出し線１９Ａ，１９Ｂをセットし焼成することにより接合剤（導電性ペースト）とセラミック基板１２とが化学結合、及びアンカー効果により強固に接合され、引き出し線１９Ａ，１９Ｂに作用する引っ張りなどの応力が加わった場合でも、その応力をセラミックス基板１２上の引き出し線固定領域１２a、１２b、１２c、１２d、切り抜き部１４c、１４dによって生じた露出部分１２e、１２fからなる引き出し線固定領域によって受け止めるので、引っ張り強度をさらに向上させることが出来る。
【００４１】
次に、図６および図７を参照して、本発明の第３の実施形態に係わる薄膜サーミスタについて説明する。
【００４２】
図６は、この第３の実施形態に係わる薄膜サーミスタの平面図であり、（ａ）は、引き出し線が取り付けられる前の製品の状態を示し、（ｂ）は、引き出し線が取り付けられた状態を示している。図７（ａ）は、図６（ｂ）に示した薄膜サーミスタのＢ−Ｂ線による断面図であり、図７（ｂ）は、図６（ｂ）に示した薄膜サーミスタのＣ−Ｃ線による断面図である。
【００４３】
図６または図７に示すように、この実施形態に係わる薄膜サーミスタでは、図１および図２に示した実施形態における第１および第２の電極膜１４Ａ，１４Ｂの接続パッド部１４a、１４bに、それぞれ複数（この場合２つ）の長方形切り欠き１４Ａa、１４Ａbおよび１４Ｂa、１４Ｂbが設けられている。
【００４４】
従って、引き出し線１９Ａ，１９Ｂが、第１および第２の電極膜１４Ａ，１４Ｂの接続パッド部１４a、１４bおよびセラミックス基板１２上に露出した引き出し線固定領域１２a、１２b、１２c、１２dの双方ならびに長方形切り欠き１４Ａa、１４Ａb、１４Ｂa、１４Ｂbにおけるセラミックス基板１２の露出部からなる引き出し線固定領域に取り付けられる。なお、その他の構成につきましては、図１および図２に示した実施形態と同様であるので説明を省略する。
【００４５】
この実施形態によれば、第１および第２の電極膜１４Ａ，１４Ｂの接続パッド部１４a、１４bおよびセラミックス基板１２上に露出した引き出し線固定領域１２a、１２b、１２c、１２dの双方ならびに長方形切り欠き１４Ａa、１４Ａb、１４Ｂa、１４Ｂbにおけるセラミックス基板１２の露出部からなる引き出し線固定領域に導電性ペーストを塗布して引き出し線１９Ａ，１９Ｂをセットし焼成することにより接合剤（導電性ペースト）とセラミック基板１２とが化学結合、及びアンカー効果により強固に接合され、引き出し線１９Ａ，１９Ｂに作用する引っ張りなどの応力が加わった場合でも、その応力をセラミックス基板１２上に露出した引き出し線固定領域１２a、１２b、１２c、１２dならびに長方形切り欠き１４Ａa、１４Ａbおよび１４Ｂa、１４Ｂbにおける露出部からなる引き出し線固定領域によって受け止めるので、引っ張り強度を向上させることが出来る。
【００４６】
この発明は前述の発明の実施の形態に限定されることなく、適宜な変更を行うことにより、その他の態様で実施し得るものである。例えば、従来のように、接続パッド部１４a、１４bを幅広く形成した場合には、この接続パッド部１４a、１４bに適数のスリット又は長穴を形成して、セラミックス基板１２の一部分を露出し、引き出し線固定領域とする構成とすることも可能である。
【符号の説明】
【００４７】
１…薄膜サーミスタ、２…セラミックス基板、３Ａ，３Ｂ…電極、４…感熱膜、
５Ａ，５Ｂ…引き出し線、１１…薄膜サーミスタ、１２…セラミックス基板、
１２a、１２b、１２c、１２d…引き出し線固定領域、１３…絶縁被膜、
１４Ａ，１４Ｂ…電極膜、１４ａ，１４ｂ…接続パッド部、１５…第１の感熱膜、
１６…第２の感熱膜、１７…保護膜、１９Ａ，１９Ｂ…引き出し線
【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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【図８】
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【図９】
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