JPH02155202A - Glass sealed type positive temperature coefficient thermistor - Google Patents
Glass sealed type positive temperature coefficient thermistorInfo
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- JPH02155202A JPH02155202A JP63309512A JP30951288A JPH02155202A JP H02155202 A JPH02155202 A JP H02155202A JP 63309512 A JP63309512 A JP 63309512A JP 30951288 A JP30951288 A JP 30951288A JP H02155202 A JPH02155202 A JP H02155202A
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は、長期信頼性が要求される環境下で使用する温
度補償用のガラス封入形正特性サーミスタに関するもの
である。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of the Invention The present invention relates to a glass-encapsulated positive temperature coefficient thermistor for use in environments where long-term reliability is required.
従来の技術
従来、この種の温度補償用の正特性サーミスタとしては
、ディスク形のものが使用されているが、熱衝撃性ある
いは長期信頼性の点で満足できるものではなかった。こ
れに対して、外気からサーミスタ素子を密封遮断する考
え方、すなわちガラス封入形の正特性サーミスタが検討
されてきた。しかしながら、正特性サーミスタはチタン
酸バリウムを主体とした半導体セラミックであり、熱あ
るいは雰囲気に対して非常に敏感であシ、サーミスタ素
子をガラス封入することがきわめて難しく。BACKGROUND OF THE INVENTION Conventionally, disk-shaped positive temperature coefficient thermistors have been used for temperature compensation, but these have not been satisfactory in terms of thermal shock resistance or long-term reliability. In response, studies have been conducted on the concept of hermetically shielding the thermistor element from the outside air, that is, glass-encapsulated positive temperature coefficient thermistors. However, a positive temperature coefficient thermistor is a semiconductor ceramic mainly made of barium titanate, and is extremely sensitive to heat or atmosphere, making it extremely difficult to encapsulate the thermistor element in glass.
この中で本発明者らは種々検討の結果、中空タイプにす
ることによりガラス封入が可能であることを明らかにし
てきた。しかしながら、この中空タイプのガラス封入形
サーミスタであっても、ガラス封入時の温度および雰囲
気、さらには構成部材によってもガラス封入前後で抵抗
値変化が著しいことが明らかであった。As a result of various studies, the inventors of the present invention have found that glass encapsulation is possible by using a hollow type. However, even with this hollow type glass-enclosed thermistor, it was clear that the resistance value changed significantly before and after the glass-enclosure, depending on the temperature and atmosphere at the time of enclosing the glass, as well as the constituent members.
発明が解決しようとする課題
しだがって、上記のようなガラス封入前後での抵抗値変
化を抑制し、長期信頼性に優れるガラス封入形正特性サ
ーミスタを供給することが課題となっている。すなわち
1本発明の目的とするところは、この課題を解決するこ
とにある。According to the problem to be solved by the invention, it is a problem to provide a glass-encapsulated positive temperature coefficient thermistor that suppresses the change in resistance value before and after glass encapsulation as described above and has excellent long-term reliability. That is, one object of the present invention is to solve this problem.
そして2種々検討の結果、ガラス封入前後での抵抗値変
化は、ガラス封入時の温度および雰囲気もさることなが
ら、ガラス管内に封じ込められる構成部材、すなわちリ
ード線材質に依存することを見出した。具体的には、ガ
ラス封入時に限定された空間内で酸化反応あるいは酸素
の吸着を起こさない材質を選択することが必要となる。As a result of two various studies, it was discovered that the change in resistance before and after glass encapsulation depends not only on the temperature and atmosphere at the time of glass encapsulation, but also on the material of the components sealed within the glass tube, that is, the lead wire material. Specifically, it is necessary to select a material that does not cause oxidation reaction or oxygen adsorption within the limited space when the glass is sealed.
課題を解決するための手段
この目的を達成するために本発明のガラス封入形サーミ
スタは、中空ガラス管内に設けられた2本の平行な貴金
属線もしくは貴金属で被覆された2本のスラグリード線
で正特性サーミスタ素子を挾持させた構成としたもので
ある。Means for Solving the Problems To achieve this object, the glass-encapsulated thermistor of the present invention consists of two parallel noble metal wires provided in a hollow glass tube or two slug lead wires coated with a precious metal. It has a structure in which a positive temperature coefficient thermistor element is sandwiched.
作用
この構成により、ガラス封入時の抵抗値変化が抑制でき
、かつガラス管内の雰囲気が安定し、長期信頼性に優れ
たガラス封入形正特性サーミスタを得ることができる。Function: With this configuration, it is possible to suppress a change in resistance value during glass encapsulation, stabilize the atmosphere inside the glass tube, and obtain a glass encapsulated positive temperature coefficient thermistor with excellent long-term reliability.
実施例
以下1本発明の一実施例におけるガラス封入形正特性サ
ーミスタについて図面を参照しながら説明する。EXAMPLE 1 A glass-encapsulated positive temperature coefficient thermistor according to an example of the present invention will be described with reference to the drawings.
まず、正特性サーミスタ素子を作成する。今、チタン酸
バリウムにストロンチウムを添加固溶させ、さらに半導
体化元素として酸化イツトリウムを加えた組成系の材料
を用い、通常のセラミック製造工程によりディスク状の
焼結体を得る。この焼結体にメツキ法によりN1電極を
設ける。そして、初期特性として25℃および125℃
での抵抗値を測定した後、所望の寸法に切断し、第1図
〜第3図中に1で示す正特性サーミスタ素子を得る。こ
のサーミスタ素子1を、既にガラスピーズで適当な間隔
で平行に固定した2本のリード線2の中央部に銀ペース
トでもって焼付固定する。これをさらに上記ガラスピー
ズの部分でガラス管3を溶融封入する。ここで、ガラス
にはセラミックPよびリード線の線膨張係数を考慮し、
歪点が400’C以下の鉛ガラスを用いている。First, a positive temperature coefficient thermistor element is created. Now, a disk-shaped sintered body is obtained using a material with a composition in which strontium is added to barium titanate as a solid solution, and yttrium oxide is further added as a semiconductor element, using a normal ceramic manufacturing process. An N1 electrode is provided on this sintered body by a plating method. And, as initial characteristics, 25℃ and 125℃
After measuring the resistance value at , it is cut into desired dimensions to obtain a positive temperature coefficient thermistor element shown by 1 in FIGS. 1 to 3. This thermistor element 1 is fixed by baking with silver paste to the center of two lead wires 2 which have already been fixed in parallel with glass beads at an appropriate interval. This is further melted and sealed into the glass tube 3 using the glass beads. Here, considering the linear expansion coefficient of ceramic P and lead wire for glass,
Lead glass with a strain point of 400'C or less is used.
上述のような工程においても、サーミスタ素子1は熱お
よび雰囲気により特性が変化する。すなわち、サーミス
タ素子1f′iガラス封入前後で抵抗値が変化する。と
りわけ、リード線1の材質によって変化率は大きく異な
り、また長期の信顆性特性も影響される。下記の第1表
に実施例および比較例を示す。ここで、第1表中の表面
に被覆処理したリード線は、ガラスピーズで2本のスラ
グリードを固定した後、貴金属による被覆処理を行った
ものである。Even in the process described above, the characteristics of the thermistor element 1 change depending on heat and atmosphere. That is, the resistance value changes before and after the thermistor element 1f'i is enclosed in glass. In particular, the rate of change varies greatly depending on the material of the lead wire 1, and the long-term reliability characteristics are also affected. Examples and comparative examples are shown in Table 1 below. Here, the lead wires whose surfaces were coated in Table 1 were obtained by fixing two slag leads with glass beads and then coating them with a noble metal.
(以下余白)
第1表には、リード線の種類と、ガラス封入前後でのサ
ーミスタ素子10個の25°Cでの抵抗値の変化率の平
均およびこの場合の変化率の変動係数を示している。さ
らに、このようにして作成したガラス封入形正特性サー
ミスタを、126°Cで1000時間放置した後の25
°Cでの抵抗値変化率を右端に示した。ここで、判定の
基準は、ガラス封入前後での抵抗値変化が生産を行う上
で十分コントロールできる±25%とし、かつそのバラ
ツキが小さいこと、また信頼性については、1000時
間後の抵抗値変化が±10%以内であることとした。こ
の10%というのは、従来の正特性サーミスタの信頼性
基準(±30%)に比較し非常に厳しい数値である。そ
して、第1表のうち、上述の判定基準により、試料Nn
1,5および7は特許請求の範囲外とした。また、第4
図、第5図は上記実施例の試料Nn6における抵抗温度
曲線、抵抗値変化率をそれぞれ示している。(Left below) Table 1 shows the type of lead wire, the average rate of change in resistance value at 25°C of 10 thermistor elements before and after glass encapsulation, and the coefficient of variation of the rate of change in this case. There is. Furthermore, after leaving the glass-encapsulated positive temperature coefficient thermistor thus prepared at 126°C for 1000 hours,
The rate of change in resistance value at °C is shown on the right side. Here, the criterion for judgment is that the change in resistance value before and after glass encapsulation is ±25%, which can be sufficiently controlled during production, and that the variation is small.As for reliability, the change in resistance value after 1000 hours is was determined to be within ±10%. This 10% is a very strict value compared to the reliability standard (±30%) for conventional positive temperature coefficient thermistors. Then, in Table 1, sample Nn
1, 5, and 7 are outside the scope of the claims. Also, the fourth
FIG. 5 shows the resistance temperature curve and resistance value change rate of sample Nn6 of the above example, respectively.
また、上記実施例で用いたサーミスタ素子は、温度補償
用の正特性サーミスタであり、キュリー点は一20℃以
下でその抵抗温度特性αは一16℃から+86℃の間で
、3.6%/℃であったが、従来の正特性サーミスタで
あるキュリー点120℃付近、αが8〜18%六の素子
であっても良く。The thermistor element used in the above example is a positive temperature coefficient thermistor for temperature compensation, and its Curie point is -20°C or lower, and its resistance temperature characteristic α is 3.6% between -16°C and +86°C. /°C, but a conventional positive temperature coefficient thermistor with a Curie point of around 120°C and α of 8 to 18%6 may be used.
特に限定されるものではない。また、実施例には示して
はいないが、白金クラッドのような貴金属を表面に被覆
しだクラッド線でも効果がある。It is not particularly limited. Although not shown in the examples, a clad wire whose surface is coated with a noble metal such as platinum cladding is also effective.
発明の効果
以上述べた構成にすることにより、製造上安定でかつ長
期信頼性に優れた温度補償用のガラス封入形正特性サー
ミスタを提供できることとなる。Effects of the Invention By adopting the configuration described above, it is possible to provide a glass-encapsulated positive temperature coefficient thermistor for temperature compensation that is stable in manufacturing and has excellent long-term reliability.
さて、ガラス封入前後のサーミスタ素子の抵抗値変化は
、素子表面の酸素欠陥濃度に多いに依存すると考えられ
る。そして、影響を与える主要因の1つとしてリード線
材質が考えられ、これを本発明では耐熱性に優れ、不活
性な貴金属線あるいは貴金属で表面処理したリード線を
用いることによって、ガラス封入時の抵抗値変化が抑制
でき、かつ安定な雰囲気中にサーミスタ素子を封じこむ
ことによって、長期の信頼性に優れたガラス封入形正特
性サーミスタを提供できる。本発明のガラス封入形正特
性サーミスタは、従来のディスク形のものと比較し、そ
の温度精度および長期信頼性の点で格段の差があり、産
業上の意義は大きい。特に、湿変、ガスあるいは真空中
といった厳しい使用環境下での実用を可能にした点等、
産業上の意義は極めて大きい。Now, it is considered that the change in the resistance value of the thermistor element before and after glass encapsulation largely depends on the oxygen defect concentration on the element surface. The material of the lead wire is considered to be one of the main factors influencing this, and in the present invention, by using an inert noble metal wire or a lead wire whose surface is treated with a noble metal, which has excellent heat resistance, the By encapsulating the thermistor element in a stable atmosphere in which changes in resistance can be suppressed, it is possible to provide a glass-encapsulated positive temperature coefficient thermistor with excellent long-term reliability. The glass-encapsulated positive temperature coefficient thermistor of the present invention is significantly different from conventional disk-shaped ones in terms of temperature accuracy and long-term reliability, and has great industrial significance. In particular, it has enabled practical use under harsh environments such as humidity, gas, and vacuum.
The industrial significance is extremely large.
第1図3よび第2図は本発明の一実施例に3けるガラス
封入形正特性サーミスタの正面および上面の2方向から
の半断面図、第3図は同じくリードffJilK対して
垂直方向からの断面図、第4図は本発明にかかる正特性
サーミスタの実施例の抵抗温度曲線を示す図、第5図は
同じく125℃での高温放置試験における抵抗値変化率
を示す図である。
1・・・・・・正特性サーミスタ素子、2・・・・・・
リード線(貴金属線もしくは貴金属で被覆されたスラグ
リード線)%3・・・・・・ガラス管。
代理人の氏名 弁理士 粟 野 重 孝 ほか1名第1
図
第2図
第3図FIGS. 1 and 2 are half-sectional views of the glass-encapsulated positive temperature coefficient thermistor in Example 3 of the present invention, viewed from two directions, the front and top surfaces, and FIG. A cross-sectional view, FIG. 4 is a diagram showing a resistance temperature curve of an example of a positive temperature coefficient thermistor according to the present invention, and FIG. 5 is a diagram showing a resistance value change rate in a high temperature storage test at 125°C. 1...Positive characteristic thermistor element, 2...
Lead wire (precious metal wire or slag lead wire coated with precious metal) %3...Glass tube. Name of agent: Patent attorney Shigetaka Awano and 1 other person 1st
Figure 2 Figure 3
Claims (1)
しくは貴金属で被覆された2本のスラグリード線で正特
性サーミスタ素子を挾持させたことを特徴とするガラス
封入形正特性サーミスタ。A glass-encapsulated positive temperature coefficient thermistor characterized in that a positive coefficient thermistor element is sandwiched between two parallel noble metal wires or two slug lead wires coated with a noble metal provided in a hollow glass tube.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63309512A JP2899297B2 (en) | 1988-12-07 | 1988-12-07 | Glass-filled thermistor with positive characteristics |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP63309512A JP2899297B2 (en) | 1988-12-07 | 1988-12-07 | Glass-filled thermistor with positive characteristics |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02155202A true JPH02155202A (en) | 1990-06-14 |
| JP2899297B2 JP2899297B2 (en) | 1999-06-02 |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| JP (1) | JP2899297B2 (en) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6012480A (en) * | 1983-06-30 | 1985-01-22 | 三菱電機株式会社 | Controller of operation for elevator |
| JPS6143402A (en) * | 1984-08-02 | 1986-03-03 | エステイ−シ− ピ−エルシ− | Method of producing thermistor |
-
1988
- 1988-12-07 JP JP63309512A patent/JP2899297B2/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
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| JPS6012480A (en) * | 1983-06-30 | 1985-01-22 | 三菱電機株式会社 | Controller of operation for elevator |
| JPS6143402A (en) * | 1984-08-02 | 1986-03-03 | エステイ−シ− ピ−エルシ− | Method of producing thermistor |
Also Published As
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| JP2899297B2 (en) | 1999-06-02 |
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