JPH02165602A - 温度抵抗素子 - 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〕 この発明は温度抵抗素子に関し、特にたとえば温度計測
用や温度補償用として用いられるサーミスタ等の温度抵
抗素子に関する。

〔従来技術〕

この種のサーミスタの一例が、たとえば特公昭５２−７
５３５号公報において開示されている。

第２図に示すように、従来のサーミスタ１は、Ｍｎ、Ｎ
ｉ、Ｃｏ等の金属酸化物を焼結した後研磨加工を行った
板状基板の両面にＡｇ、Ａｇ−Ｐｄ等の金属とガラスフ
リットとを含有する電極を形成し、さらに、チップ状に
カットしたサーミスタ素子１の電極３にジュメット等の
金属リード線４をＡｕ等の耐熱導電性塗料５で接着して
乾燥した後、７００〜９００°Ｃの温度で焼付とガラス
被覆６とを同時に行って形成されるというものであった
。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来のサーミスタ１においては、電極３にガラスフリッ
トが含まれているが、それだけではサーミスタ素子２と
電極３との接着強度を十分にすることはできなかった。

そのため、素子ユニットに切り出すときや、金属リード
線４を耐熱導電性塗料５で電極３に接着するときには、
耐熱導電性塗料５が焼結収縮することによって、サーミ
スタ素子２と電極３との接着強度が弱くなり、接合不良
やエージング特性不良および加工変化不良の原因となっ
ていた。

それゆえに、この発明の主たる目的は、素子ユニットと
電極と−の接着強度を弱くしない、温度抵抗素子を提供
することである。

〔課題を解決するための手段〕

この発明は、簡単にいえば、所定の組成で形成された素
子ユニットおよび素子ユニットの両側面に形成される電
極を含む温度抵抗素子において、電極は複数層からなり
、その最外層は素子ユニットの組成原料のうち少なくと
も１種を合計で０〜３０ｗｔ％、残余の層は素子ユニッ
トの組成原料のうち少なくとも１種を合計で１〜９９ｗ
ｔ％それぞれ含有し、かつその含有率は外層になる程小
さくされ、さらにそれぞれの層は０〜２０ｗｔ％のガラ
スフリットを含有することを特徴とする、温度抵抗素子
である。

〔作用〕

電極に含有された素子ユニットの組成原料によって、た
とえば一体焼成時の電極の収縮が素子ユニットのそれに
近似するため、電極だけが大きく収縮することによって
生じる素子ユニットとの間の接着強度の低下がなくなる
。それとともに、両者に共通する素子ユニットの組成原
料間の化学反応に基づき、両者間の接着強度を著しく高
める。

したがって、各素子ユニットに切り出すときあるいはリ
ード線を接続するときの電極の剥離がなくなる。

また、各電極層において、外層になるほど含有率を所定
範囲内で傾斜的に小さくすることによって、電極層どう
しの結合が強化される。

〔発明の効果〕

この発明によれば、電極と素子ユニットとの接着強度を
高めることができるので、従来問題となっていた接合不
良、エージング特性不良あるいは加工変化不良がなくな
り、その結果、製造の際の良品率の向上が期待できるば
かりでなく、経年変化による品質劣化が防止できる。

また、各電極層の含有率を傾斜的に小さ（するので、電
極層どうしの結合が強固になり、耐衝撃性が向上する。

この発明の上述の目的、その他の目的、特徴および利点
は、図面を参照して行う以下の実施例の詳細な説明から
一層明らかとなろう。

〔実施例〕

第１図を参照して、この実施例のサーミスタ１０は、Ｍ
ｎ、Ｎｉ、ＣｏおよびＡ２等の金属酸化物を板状に焼結
したサーミスタ素子１２を含み、サーミスタ素子１２の
両面には電極１４が形成される。この電極１４は、第１
層１６．第２層１８、第３層２０および第４層２２の４
層構造からなり、第１層１６ないし第４層２２のそれぞ
れの層は、たとえばＰｔ、Ａｇ、Ａｇ−Ｐｄ等の金属粉
末やガラスフリットの他、サーミスタ素子１２を組成す
るＭｎ−Ｎｉ、ＭｎまたはＮｉ等の金属酸化物をそれぞ
れ所定の割合で含有した電極ペーストを焼成することに
よって形成される。より詳しくは、最外層の第４層２２
となる電極ペーストはサーミスタ素子１２を組成する上
述の金属酸化物を合計で０〜３０ｗｔ％含有し、残余の
第１層１６ないし第３層２０となる電極ペーストはそれ
ぞれサーミスタ素子１２を組成する上述の金属酸化物を
合計で１〜９９ｗｔ％の範囲内で含有し、かつその含有
率は第１層１６から第４層２２へと外層になるほど小さ
くされる。

なお、第１層１６ないし第４層２２にそれぞれ含有され
るガラスフリットはいずれも０〜２０ｗｔ％とする。

そして、このようにして形成される電極１４には、たと
えばジュメットなどの金属からなるリード線２４が、た
とえばＡｕ等の耐熱導電性塗料２６によって接着される
。耐熱導電性塗料２６を乾燥した後、７００〜９００°
Ｃの温度でその焼付を行い、その後ガラス被覆２８を形
成する。

このようにして得られるサーミスタ１０は、たとえば以
下の方法によって製造される。

まず、サーミスタ素子１２となるべきセラミック生シー
トを準備する。すなわち、Ｍｎ、Ｎｉ。

ＣｏおよびＡＮ等の酸化物を、所定の割合で配合して、
ボールミルなどによって湿式混合する。その後、それを
脱水して乾燥させた後、８５０°Ｃで２時間程度仮焼す
る。さらに、湿式粉砕後、蒸発乾燥させ、それに有機バ
インダを添加してスラリ状にする。そのようにして得ら
れたセラミックスラリをドクタブレード法によって塗布
し、厚さ２００ａｍのセラミック生シートを形成する。

セラミック生シートを、たとえば２７Ｘ３６■の大きさ
に切断し、その切断されたシートを３枚重ねて熱圧着し
、厚さ５００μｍ程度のセラミック生シートを得る。

次いで、電極１４すなわち、第１層１６ないし第４層２
２となるべき電極ペーストをそれぞれ準備する。それぞ
れの電極ペーストは、たとえばＰＬ　−Ａ　ｕ　−Ｐ　
ｄ系の金属粉末に、サーミスタ素子１２の組成原料のう
ち少なくとも１種、たとえばＭｎ−Ｎｉ、ＭｎまたはＮ
３などの酸化物粉末をそれぞれ合計で７５ｗｔ％、５０
ｗｔ％、２５ｗｔ％、０ｗｔ％含有し、さらにガラスフ
リットをそれぞれ５ｗｔ％添加したものである。

この電極ペーストのうち、まず、第１層１６となるべき
電極ペーストを厚さ５００μｍのセラミック生シートの
両面に塗布、乾燥し、その後この上に第２層１８となる
べき電極ペースト、第３層２０となるべき電極ペースト
、第４層２２となるべき電極ペーストの順で、同様にし
て塗布、乾燥を繰り返す。そして、これらを１２００−
１３００°Ｃで２時間程度一体焼成する。焼成を終えた
セラミックシートを０．５−角に切断して、その両面に
電極１４が形成されたサーミスタ素子１２が得られる。

さらに、サーミスタ素子１２の両面の電極１４上にジュ
メットなどのリード線２４を、耐熱導電性塗料２６で接
着して乾燥した後、７００〜９００°Ｃの温度で焼付を
行う。

最後に、図示しないが、リード線２４が電極１４に固着
された状態でサーミスタ素子１２をガラスキャップに入
れ、カーボンヒータによってガラスキャップ全体を加熱
する。そうすると、ガラスキャップが軟化してガラスキ
ャップの端部が封止され、第１図に示すように、ガラス
被覆２８で封止されたラジアル型のサーミスタ１０が得
られる。

このようにして形成されたサーミスタ１０においては、
焼成後のセラミックシートを切断する際や、リード線２
４を電極１４に接続する際においても、電極１４の剥が
れは生じなかった。

実験では、サーミスタ素子をＭｎおよびＮｉの金属酸化
物によって形成し、電極ペーストに添加する金属酸化物
の種類と量およびガラスフリットの量を変えて上記の方
法で製作したサーミスタについて、電極の剥がれの有無
や抵抗値の加工変化や経時変化を観察した。その結果を
、別表にサンプル番号１〜１５として示す。

また、比較のために、サーミスタ素子を焼成した後に、
Ａｇ−Ｐｄ系の電極を焼付けたものにおいて、上述の実
施例と同様に電極を４層構造にしたサーミスタおよび電
極に金属酸化物を添加しない従来のサーミスタを製作し
てそれらについても同様の観察を行い、その結果を別表
にサンプル番号１６〜１９として示す。

なお、表中における「抵抗値の加工変化」とはサーミス
タ素子をガラス被覆する前後で生じる抵抗値の変化をい
い、また「抵抗値の経年変化」は完成したサーミスタを
３００℃の空気中に１０００時間放置した場合の抵抗値
の変化をいうものとする。

サンプル番号１〜１５は、電極を４層構造にして金属酸
化物を添加し、サーミスタ素子と電極とを一体焼成した
場合であり、セラミックシートの切断時およびリード線
の接続時のいずれにおいても電極の剥がれは生じていな
い、しかし、最外層である第４層に含まれている金属酸
化物の量がこの発明の範囲を超えるサンプル番号５．ｌ
Ｏおよび１５と、ガラスフリットの添加量がこの発明の
範囲を超えるサンプル番号４，８および１３においては
、抵抗値の加工変化および抵抗値の経時変化がいずれも
３％を超えている。この理由は、前者の場合には最外層
の金属酸化物の添加量が多すぎるので、電極密度が小さ
くなって電極の特性が劣化しているためであり、後者の
場合はガラスフリットの添加量が多すぎるので、ガラス
フリットの成分が電極あるいはサーミスタ素子に何らか
の影響を与えるためと考えられる。

次に、電極を焼成後のサーミスタ素子に焼付けたサンプ
ル番号１６〜１９の場合は、セラミックシートの切断時
およびリード線接続時のすべての場合に電極の剥がれが
生じており、そのために抵抗値の加工変化および経時変
化もすべて１０％を超えている。これらは、電極に金属
酸化物を加えない場合はもちろんのこと、加えた場合に
おいても電極をサーミスタ素子に焼付けただけでは、サ
ーミスタ素子と金属酸化物とが化学反応をしないので、
サーミスタ素子と電極との接着強度が不十分であるため
と考えられる。

なお、上述の実施例においてはラジアル型のサーミスタ
１０について説明したが、この発明はこれに限定されず
、アキシャル型のサーミスタや積層サーミスタについて
も適用できるのはもちろんである。

また、この発明はサーミスタに限らず、ポジスタやその
他の抵抗−温度素子に同様に適用可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す断面図解図である。 第２図は従来技術を示す断面図解図である。 図において、１０はサーミスタ、１２はサーミスタ素子
、１４は電極、１６は第１Ｎ、１８は第２層、２０は第
３層、２２は第４層を示す。 特許出願人　株式会社　村田製作所 代理人　弁理士　山　１）　義　人 第 図 第２０

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　所定の組成で形成された素子ユニットおよび前記素
   子ユニットの両側面に形成される電極を含む温度抵抗素
   子において、 前記電極は複数層からなり、その最外層は前記素子ユニ
   ットの組成原料のうち少なくとも１種を合計で０〜３０
   ｗｔ％、残余の層は前記素子ユニットの組成原料のうち
   少なくとも１種を合計で１〜９９ｗｔ％それぞれ含有し
   、かつその含有率は外層になる程小さくされ、さらにそ
   れぞれの層は０〜２０ｗｔ％のガラスフリットを含有す
   ることを特徴とする、温度抵抗素子。 ２　所定の組成のセラミック生シートに、請求項１の各
   電極層となるべき電極ペーストを順次塗布して乾燥し、
   その後一体焼成することによって形成される、請求項１
   記載の温度抵抗素子。