JPH01208806A - 薄膜温度センサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は温度変化と抵抗値変化の間に相関をもった薄膜
温度センサに関するものである。

従来の技術 金属固有の抵抗温度特性（ＴＣＲ）を利用して抵抗値変
量を温度変量に変換し、温度検知をするところの金属温
度センサには、金属線を利用したものと薄膜を利用した
ものの２種類がある。このうち金属線を利用したものは
金属細線をそのまま張り渡したり、絶縁基体上に金属線
をらせん状に巻きつける等の処置により固定されたもの
が温度センサとして用いられている。

また金属温度センサの中で、測定精度の向上。

長期安定性の向上等、信頼性を確保する目的としたもの
には特に貴金属が用いられている。

発明が解決しようとする課頭 上記のような温度センサにおいて、金属線を利用したも
のは、細線化にも限界があるので、数１００Ω程度の抵
抗値を得ようさすると、金Ｒ線の長さを充分に増す必要
があシ、形状２寸法が大きくなるという欠点を有してい
た。そして、形状９寸法が大きくなると熱応答性が犬き
くなることから、温度センサとして支障の生ずる場合も
あ二た。−方、形状２寸法を小さくすると熱応答性は良
くなるが、金属線が短がくなるので得られる抵抗値が低
くなり、温度変化に対する抵抗値変化量が小さく、温度
センサとして使用するだめの信号量としては不充分なも
のであった。

また、薄膜を利用して作ったものは、同じ抵抗値で比較
すると、金属線を利用して作ったものよシ、小さな形状
１寸法で作成することができるので熱応答性は小さくな
り、あるいは数ＸΩ程度までの比較的高い抵抗値を作る
ことも容易である等。

多くの長所を有している。しかしながら、膜状であると
膜面における伝導電子の散乱が増大し、この散乱の温度
依存性が小さいことからＴＣＲが金属固有の値よりも小
さくなるという傾向があった。

この対策として、膜厚を厚くする等の処置が施されたが
、製品コストが高くなシ、安価な製品を提供することが
困矯であった。

本発明は、上述した従来技術の問題点に鑑みて。

安価で特性の優れた貴金属温度センサを提供することを
目的とするものである。

課題を解決するための手段 上記の問題点を解決するために本発明は、セラミックス
等の絶縁性基体上に着膜時基体温度７５０°Ｃ以上９０
０℃未満で着膜した下地膜の上部に。

その下地膜と同一の貴金属からなる薄膜を形成したもの
である。

作用 セラミックス等の絶縁性基体上Ｋ、基体温度７５０℃以
上９００”Ｃ未満で着膜した下地膜は部分的に塊状とな
り、平面でみると島状構造をとり１部分的には不連続状
態となり電気的襦続は連続状態のものに比べて不充分で
ある。しかし塊状部分では膜面における伝導電子の散乱
の増大といった現象はないから、ＴＣＲは金属固有の値
とはソ同じ値が得られる。次にこの下地膜と同一の貴金
属からなる薄膜をこの下地膜上に作成することにより。

塊状、島状部分間の電気的接続を増やすことにより金属
固有とはソ同じ値のＴＣＲを有し、かつ電気的接続も連
続状態となった良好な金属温度センサを容易に作成する
ことができる。また薄膜を利用したものであるから小さ
な形状１寸法で作ることができ、熱応答性が小さく、高
い抵抗値を作ることができる。

実施例 以下、本発明の詳細な説明する。

薄膜の作成は抵抗加熱式真空蒸着法によって行なった。

下地膜の厚みは各側とも４０００オングストロームとし
厚みは水晶式厚みモニターにより着膜時監視によシ制御
した。下地膜、上部薄膜は同一の貴金属で、各側とも白
金とした。下地膜。

上部薄膜の着膜時加熱はハロゲンヒータによる輻射加熱
とし、基板表面温度を測定し、加熱を制御した。上部薄
膜着膜時加熱は各側とも基板表面温度で３００℃とした
０下地膜着膜時加熱はいづれも基板表面温度で、比較例
１で７００℃、実施例１で７５０’Ｃ，実施例２で８０
０°Ｃ１実施例３で８８０℃、比較例６で９６０℃とし
た。上部薄膜の厚みは各側とも１０００オングストロー
ムとした。基体には平坦度０．２ミクロンＲａであるア
ルミナ基板を使用した。なお、従来例として、上部薄膜
の存在を除いて実施例２と同じ条件で作成したものを示
す。各側による特性を表１に示す。また、第１図〜第４
図に各側によシ作られたセンサの模式図を示しており１
図中１はアルミナ基板。

２は下地膜、３は上部薄膜である。

なお、実施例として貴金属に白金を用いたが、その他の
貴金属１例えばパラジウム等を使用することができる。

また、基体としてアルミナ基板を用いたが、その他の絶
縁性基体、例えば石英円筒を使用することができる。

（以下余　白） このように比較例１においては、第２図のように下地膜
２の着膜温度が低いため貴金属の塊状部分の存在が小さ
く、膜面における伝導電子の散乱が太き（ＴＣＲが小さ
くなっていると考えられる。

また比較例２においては第３図のように塊状部分が大き
くなりすぎ、下地膜２の塊状部分間の電気的接続が上部
薄膜３に依存しているため、上部薄膜３のＴＯＨの影響
が大きいと考えられる。

実施例１〜３においては、第１図のように下地膜２の塊
状、島状部分の電気的接続が上部薄膜３により良好にな
されているため、金属固有のＴＣＰ約３．９００　ｐｐ
ｍ／’Ｃと近似した値が得られている。

従来例で示すように実施例２と同条件で作成した下地膜
２も、第４図のように上部薄膜による電気的接続が得ら
れないため、良好なＴＯＲに達しておらず、上部薄膜の
効果を示すものと考えられる。

発明の効果 以上のように本発明によれば、金属固有のＴＣＲと近似
した値の薄膜を得ることができ、安価で特性の優れた薄
膜温度センサが実現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例１〜３を示す断面模式図、第２
図は下地膜着膜温度が低い状態での断面模式図、第３図
は下地膜着膜温度が高い状態での断面模式図、第４図は
上部薄膜のない従来例を示す断面模式図である。 １・・・・・・アルミナ基板、２・・・・・・下地膜、
３・・・・・・上部薄膜。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名第１
図 第２図 第４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. セラミックス等の絶縁性基体上に着膜時基体温度７５０
   ℃以上９００℃未満で着膜した下地膜の上部に、その下
   地膜と同一の貴金属からなる薄膜を形成した薄膜温度セ
   ンサ。