層疊型陶瓷熱敏電阻的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供一種在內(nèi)部電極中難以產(chǎn)生裂縫的層疊型陶瓷熱敏電阻。層疊型陶瓷熱敏電阻（1）包括：陶瓷基體（2）；設(shè)置在陶瓷基體（2）表面的不同位置上的第1外部電極（3a）及第2外部電極（3b）；以及在陶瓷基體（2）內(nèi)相對(duì)，并與第1外部電極（3a）及第2外部電極（3b）相接合的第1內(nèi)部電極（22b、22d）及第2內(nèi)部電極（22a、22c）。第1外部電極（3a）及第2外部電極（3b）包含具有0.20[μm]～20[μm]的膜厚的第1鎳膜（5a）及第2鎳膜（5b）。
【專利說(shuō)明】層疊型陶瓷熱敏電阻
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及至少包括陶瓷坯體、設(shè)置在陶瓷坯體表面的多個(gè)外部電極、以及設(shè)置在陶瓷坯體內(nèi)部的多個(gè)內(nèi)部電極的層疊型陶瓷熱敏電阻(以下簡(jiǎn)稱為熱敏電阻)。
【背景技術(shù)】
[0002]以往，作為這種熱敏電阻，例如，具有專利文獻(xiàn)I記載的層疊正特性熱敏電阻。在該層疊正特性熱敏電阻中，在陶瓷坯體的兩個(gè)端部形成有外部電極。
[0003]陶瓷坯體通過(guò)將含有作為主要成分的BaTi03和半導(dǎo)體催化劑的多個(gè)半導(dǎo)體陶瓷層與多個(gè)內(nèi)部電極交替地進(jìn)行層疊而制成。
[0004]各外部電極包含與內(nèi)部電極進(jìn)行電連接的基底電極。在各基底電極的表面形成有由鎳等形成的第I鍍膜，在該第I鍍膜的表面進(jìn)一步形成有由Sn等形成的第2鍍膜。
[0005]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0006]專利文獻(xiàn)
[0007]專利文獻(xiàn)1:國(guó)際公開(kāi)第2008/123078號(hào)公報(bào)實(shí)用新型內(nèi)容
[0008]實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題
[0009]現(xiàn)有的熱敏電阻有時(shí)在汽車(chē)內(nèi)等溫度變化較大的環(huán)境下利用焊料等安裝在電路基板上進(jìn)行使用。在上述環(huán)境下，在此情況下，熱敏電阻被焊料和電路基板所固定，因此，由于對(duì)由溫度變化所引起的位移的約束力，有時(shí)會(huì)在內(nèi)部電極中產(chǎn)生應(yīng)力而在內(nèi)部電極中產(chǎn)生裂縫。這樣的裂縫對(duì)熱敏電阻的特性產(chǎn)生較大的影響。
[0010]因此，本實(shí)用新型的目的在于提供一種在內(nèi)部電極中難以產(chǎn)生裂縫的層疊型陶瓷熱敏電阻。
[0011 ] 解決技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案
[0012]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的一個(gè)方面是層疊型陶瓷熱敏電阻，其包括:陶瓷基體；設(shè)置在所述陶瓷基體表面的不同位置上的第I外部電極及第2外部電極；以及在所述陶瓷基體內(nèi)相對(duì)，并與所述第I外部電極及所述第2外部電極相接合的第I內(nèi)部電極及第2內(nèi)部電極。
[0013]所述第I外部電極及所述第2外部電極包含具有0.20[ μ m]?20[ μ m]的膜厚的第I鎳膜及第2鎳膜。
[0014]實(shí)用新型的效果
[0015]根據(jù)上述方面，能提供一種在內(nèi)部電極中難以產(chǎn)生裂縫的層疊型陶瓷熱敏電阻。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0016]圖1是表示層疊型陶瓷熱敏電阻的完成品的縱向截面的圖。
[0017]圖2是表示圖1的陶瓷熱敏電阻及焊角部(fillet)中的應(yīng)力分布的模擬結(jié)果的圖。[0018]圖3是表示比較例的陶瓷熱敏電阻及焊角部中的應(yīng)力分布的圖。
【具體實(shí)施方式】[0019]《開(kāi)始》
[0020]以下，在說(shuō)明本實(shí)用新型的一實(shí)施方式所涉及的層疊型陶瓷熱敏電阻(以下簡(jiǎn)稱為熱敏電阻)之前先定義圖1所示的L軸、W軸、T軸。L軸、W軸及T軸彼此正交，表示層疊型陶瓷熱敏電阻I的左右方向(橫向)、前后方向(縱向)及上下方向(厚度方向)。T軸還表示將多個(gè)陶瓷片材21進(jìn)行層疊的方向。
[0021]《層疊型陶瓷熱敏電阻的結(jié)構(gòu)》
[0022]在圖1中，熱敏電阻I具有例如1005尺寸等、在L軸、W軸及T軸方向上預(yù)先確定的大小。該熱敏電阻I作為基本結(jié)構(gòu)包括陶瓷基體2、二個(gè)成一對(duì)的第I外部電極3a及第2外部電極3b。
[0023]陶瓷基體2具有在L軸方向上相對(duì)較長(zhǎng)的近似長(zhǎng)方體形狀。在1005尺寸的情況下，L軸方向長(zhǎng)度大致為1.0[mm]，W軸方向?qū)挾却笾聻?.5 [mm]，T軸方向厚度可以任意確定，例如為0.5[mm]。這樣的陶瓷基體2包含多個(gè)陶瓷片材21和多個(gè)內(nèi)部電極22。
[0024]各陶瓷片材21例如由發(fā)現(xiàn)了正的溫度特性的陶瓷材料(參照下文所述的《熱敏電阻制作方法的一個(gè)示例》)制成。多個(gè)陶瓷片材21在T軸方向上進(jìn)行層疊。在本實(shí)施方式中，作為多個(gè)陶瓷片材21，舉例示出了將5片陶瓷片材21a?21e按照此處記載的順序從T軸的負(fù)方向一側(cè)朝正方向一側(cè)進(jìn)行層疊。另外，在圖1中利用虛線虛擬地示出了在T軸方向上相鄰的兩個(gè)陶瓷片材21的界面。
[0025]各內(nèi)部電極22由與陶瓷能良好地歐姆接合且難以氧化的金屬材料(例如Ni)制成。此外，從T軸方向俯視時(shí)(以下稱為從上面觀察時(shí))，各內(nèi)部電極22具有在左右方向上較長(zhǎng)的矩形形狀。
[0026]在本實(shí)施方式中，作為多個(gè)內(nèi)部電極22的一個(gè)示例，包含:兩個(gè)第I內(nèi)部電極22b、22d ;以及兩個(gè)第2內(nèi)部電極22a、22c。
[0027]內(nèi)部電極22b形成在上下方向上相鄰的陶瓷片材21b和21c之間。更具體而言，內(nèi)部電極22b的左端面與陶瓷片材21b、21c的左端面沒(méi)有平面差異而實(shí)質(zhì)上對(duì)齊。即，為了與第I外部電極3a進(jìn)行電連接，內(nèi)部電極22b的左端面從陶瓷片材21b和21c的左端面之間露出。相反，內(nèi)部電極22b的右端面、前端面及后端面未從陶瓷片材21b和21c之間露出。
[0028]內(nèi)部電極22d實(shí)質(zhì)上通過(guò)將內(nèi)部電極22b朝上方平行移動(dòng)而得到，形成在陶瓷片材21d和21e之間。
[0029]內(nèi)部電極22a形成在陶瓷片材21a和21b之間。更具體而言，內(nèi)部電極22a的右端面與陶瓷片材21a、21b的右端面實(shí)質(zhì)上對(duì)齊，并且為了與第2外部電極3b進(jìn)行電連接，從陶瓷片材21a和21b的右端面之間露出。另一方面，內(nèi)部電極22a的左端面、前端面及后端面未從陶瓷片材21a和21b之間露出。
[0030]內(nèi)部電極22c實(shí)質(zhì)上通過(guò)將內(nèi)部電極22a朝上方平行移動(dòng)而得到，形成在陶瓷片材21c和21d之間。
[0031]第I外部電極3a包含第I基底電極4a、第I鎳膜5a、第I錫膜6a?；纂姌O4a通過(guò)在陶瓷基體2的左端面將NiCr、NiCu, Ag按照此處記載的順序進(jìn)行濺射而得以形成。鎳膜5a通過(guò)在基底電極4a的表面進(jìn)行電鍍來(lái)成膜。在陶瓷基體2的左端面上，該鎳膜5a的膜厚具有0.20 [ μ m]~20 [ μ m]的膜厚(平均值)。錫膜6a通過(guò)在鎳膜5a的表面進(jìn)行電鍍來(lái)成膜。
[0032]第2外部電極3b包含與第I外部電極3a的基底電極4a、鎳膜5a及錫膜6a實(shí)質(zhì)上左右對(duì)稱的第2基底電極4b、第2鎳膜5b及第2錫膜6b。在陶瓷基體2的表面上，該外部電極3b與外部電極3a分尚地進(jìn)行設(shè)置。
[0033]《層疊型陶瓷熱敏電阻制作方法的一個(gè)示例》
[0034]上述熱敏電阻I主要由下文所述的第I工序~第8工序制造而成。
[0035]第I工序如以下所述。對(duì)陶瓷基體2的起始原料(即，坯原料)進(jìn)行稱量以滿足下式(1)，然后進(jìn)行調(diào)和。
[0036](BaaQ98Smacitl2) TiO3…(I)
[0037]另外，在上式(I)中，作為半導(dǎo)體催化劑的Sm也可以變更為L(zhǎng)a、Nd等其它稀土類元素。
[0038]在接下來(lái)的第2工序中，將純水添加到在第I工序中稱量好的粉末中。添加了純水的粉末與氧化鋯球磨機(jī)一起進(jìn)行16小時(shí)的混合及粉碎，然后使其干燥。將該粉碎物在大約1100°C下進(jìn)行2小時(shí)的預(yù)燒結(jié)，由此獲得預(yù)燒結(jié)粉。 [0039]在接下來(lái)的第3工序中，將有機(jī)粘合劑、分散劑及水添加到在第2工序中獲得的預(yù)燒結(jié)粉中。將它們與氧化鋯球磨機(jī)一起進(jìn)行數(shù)小時(shí)的混合，由此獲得陶瓷漿料。利用刮刀法等使該陶瓷漿料成形為片材狀，然后使其干燥。其結(jié)果是，獲得要成為陶瓷片材21的陶瓷生片。該片材的厚度例如約為40[μ m]。
[0040]在接下來(lái)的第4工序中，使Ni金屬粉末和有機(jī)粘合劑在有機(jī)溶劑內(nèi)分散，由此，生成Ni內(nèi)部電極用導(dǎo)電性糊料。使用該導(dǎo)電性糊料進(jìn)行絲網(wǎng)印刷，由此在陶瓷生片的主面上印刷圖案，以獲得燒結(jié)后厚度為0.50[μ m]~2.0[μπι]的內(nèi)部電極22。通過(guò)該第4工序，能獲得帶圖案的陶瓷生片。
[0041]在接下來(lái)的第5工序中，將規(guī)定數(shù)量的帶有圖案的陶瓷生片進(jìn)行層疊，并進(jìn)行壓接。然后，將進(jìn)行了層疊和壓接的片材切斷為規(guī)定尺寸的陶瓷生貼片，然后進(jìn)行燒制。
[0042]在接下來(lái)的第6工序中，將在上述第5工序中獲得的陶瓷生貼片在大氣中約300°C下進(jìn)行約12小時(shí)的脫脂處理。之后，在N2/H2的還原氣氛下，將完成了脫脂處理的生貼片在1180°C~1240°C的溫度下燒制2個(gè)小時(shí)。由此，獲得陶瓷燒結(jié)坯體。
[0043]在接下來(lái)的第7工序中，在上述第6工序中獲得的陶瓷燒結(jié)坯體經(jīng)過(guò)滾筒研磨之后，浸潰在硅石系的玻璃溶液中進(jìn)行后熱處理，由此，在燒結(jié)坯體表面形成玻璃保護(hù)層。然后，進(jìn)一步將陶瓷燒結(jié)坯體進(jìn)行再氧化。
[0044]在接下來(lái)的第8工序中，在完成了再氧化的陶瓷燒結(jié)坯體的左右兩個(gè)端面按照NiCr、NiCu、Ag的順序進(jìn)行派射,從而形成外部電極3a、3b。最后,利用電鍍?cè)谕獠侩姌O3a、3b的表面使鎳鍍膜進(jìn)行成膜，從而形成鎳膜5a、5b。此處，在左右兩個(gè)端面上，鎳膜5a、5b的膜厚為0.20[μπι]~20[μπι]的膜厚(平均值)。之后，利用電鍍?cè)阪嚹?a、5b的表面使錫鍍膜進(jìn)行成膜，從而形成錫膜6a、6b。
[0045]通過(guò)以上八個(gè)工序完成熱敏電阻I。[0046]《層疊型陶瓷熱敏電阻的作用、效果》
[0047]為了明確以上的熱敏電阻I的效果(B卩，散熱特性)，本申請(qǐng)的發(fā)明人制作了鎳膜厚度不同的9種評(píng)價(jià)試件N0.1~N0.9。在試件N0.1~N0.9中，成膜時(shí)間及鎳膜厚度彼此不同，但除此之外的結(jié)構(gòu)相同。對(duì)于具體的成膜時(shí)間及膜厚，試件N0.l為0.6[min]及0.05[μπι]。表1記載了其它試件的情況。
[0048][表 I]
[0049]
【權(quán)利要求】
1.一種層疊型陶瓷熱敏電阻，其特征在于，包括: 陶瓷基體； 設(shè)置在所述陶瓷基體表面的不同位置上的第I外部電極及第2外部電極；以及在所述陶瓷基體內(nèi)相對(duì)，并與所述第I外部電極及所述第2外部電極相接合的第I內(nèi)部電極及第2內(nèi)部電極， 所述第I外部電極及所述第2外部電極包含具有0.20[ μ m]?20[ μ m]的膜厚的第I鎳膜及第2鎳膜。
【文檔編號(hào)】H01C7/02GK203812664SQ201420175835
【公開(kāi)日】2014年9月3日 申請(qǐng)日期:2014年4月11日 優(yōu)先權(quán)日:2013年6月27日
【發(fā)明者】崎慶伸 申請(qǐng)人:株式會(huì)社村田制作所