JPH03274706A - サーミスタ素子 - 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〕 本発明は、サーミスタ素子に係わり、特にセンサとして
使用されるガラス封止型サーミスタ素子に関する。

〔概要〕

本発明は、サーミスタ素子において、 サーミスタバルクをガラス管の内部に配置し、これをそ
の両端から枕形状の金属電極を挿入して保持するととも
にリードを取付ける構造により、温度変化に対して熱応
答性にすぐれ、量産性のよいサーミスタ素子を提供する
ものである。

〔従来の技術〕

従来、この種のサーミスタ素子には、例えば第５図（ａ
）に示すように、その両面に耐熱性導Ｎ電極が形成され
Ｑ、　５ｍｍ角のチップ状に形成されたサーミスタバル
ク２１の両端に金属のリード２２を半田２３により接続
し、その外周を破線で示す樹脂外被２４で被覆するもの
や、第５図（１））に示すように、同様に両面に耐熱性
導電ペーストを焼付けたサーミスタバルク２１と金属の
り一ド２２とを耐熱性電極ペースト２５で接着しておき
、これを焼成して接続し、さらに破線で示すガラス外被
２６を施したものがある。

また量産性があるビード型のサーミスタ素子は第５図（
Ｃ）に示すように、２点鎖線で示す一対の白金線２２Ａ
が載置されたコンベア３１が矢印Ａのように走行し、ペ
ースト滴下口３２から、ピッチＰの間隔でサーミスタペ
ース）２５Ａを添着し、振動を加えて球状に形成して乾
燥し、そののち焼成炉３２に搬入して焼成し、ピッチＰ
の位置で、白金線２２Ａを切断して、個々の素子を形成
したのち、外被を施すようになっている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、サーミスタバルクが微少なチップ状のものでは
、サーミスタバルクにリードを接続するさいの位置あわ
せ作業に時間がかかり、量産性に問題がある。

またサーミスタバルクの面に直接リードを熱圧着、溶接
またはペーストなどにより接続するので、熱により電極
溶融により電極と素体界面の抵抗値が変化する。

外被はサーミスタバルクを直接つつみ込むので、これに
よりサーミスタ素子の応答性が低くなるため、小型にす
る必要があり、量産性に問題がある。

本発明は、これらの課題を解決して、微少なチップ状の
サーミスタバルクを用いて、抵抗値のばらつきが少なく
、その応答性や特性などに悪影響を与えることなく、し
かも量産性のよいリードつきサーミスタ素子を提供する
ことを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、サーミスタバルクをガラス管の内部に配置し
、そのガラス管の両端から枕形状の金属電極を挿入しリ
ードを取付けた構造を特徴とする。

サーミスタバルクは互いに平行な対向する一対の面を備
えた形状であり、好ましくは直方体形状であり、その対
向する一対の面には金属膜面が形成される。

直方体形状の場合には、その対向する一対の面をほぼ正
方形として、この対向する一対の面の間の距離はこの正
方形の一辺の長さより短い形状とすることがよい。

このサーミスタバルクは、−枚の大きいウェハーの両面
にあらかじめこの金属膜面を形成したものを用意してお
き、これを半導体製造用のダイシングマシンで切り出し
て製造することができる。

金属膜面は、銀、金、白金、銀・パラジウム合金その他
による厚さ２０〜５０μ０のものである。

金属電極の材質はデュメット合金など、ガラス管とよく
なじむとともに、ガラス管とその熱膨張係数が近似する
材料を使用して、ガラス管と金属電極との間は加熱融着
させた構造のものが好ましい。

〔作用〕

サーミスタバルクを一枚のウェハーから切り出して形成
できるから、その品質がきわめて均一にテ；す、電気特
性のばらつきが小さくなる。

ガラス管に封入され、両側から挿入された金属電極に接
触する形態であるので、ガラス管にある小さい弾力性に
より、機械振動があってもその接触は良好に保持され安
定である。ガラス管と金属電極との間を融着する構造を
とれるから、内部の環境は一定に保持されて安定である
。

サーミスタバルクの熱膨張係数はガラスあるいはデュメ
ット合金より幾分大きいので、温度変化により形状に小
さい相違が生じるが、現実にはガラス管の弾性とサーミ
スタバルクの表面に形成した金属膜面の厚さとがこの相
違を吸収するものと考えられ、その動作は実験によれば
きわめて安定である。

リード付とすることにより、従来から多用されるディス
ク形状のサーミスタ素子を本発明の素子に置換すること
ができる。

〔実施例〕

次に本発明の実施例を図面を参照して説明する。

第１図は、本発明第一実施例の破断斜視図である。

本発明の特徴とするところは、 本図において、外被材であるガラス管１と、このガラス
管１の内部に実装されるサーミスタバルク２と、このサ
ーミスタバルク２の両端に接続される一対の金属電極３
と、この金属電極３のそれぞれに接続するリード４とを
備えサーミスタバルク２の形状は一対の対向面に金属薄
膜２Ｂが形成され、金属電極３はガラス管１の端部から
挿入された栓形状であり、サーミスタバルク２をはさむ
ように支持する構造にある。

この金属電極３はガラス管１の熱膨張係数と近似する熱
膨張係数のデュメット合金により形成され、そのガラス
管工の内面の接触面は加熱融着されている。また、サー
ミスタバルク２は直方体の形状であり、その対向する表
面は一部Ｑ、　５ｍｍの正方形であり、この正方形の表
面にはこの例では銀・パラジウム合金による約２０μｍ
の金属膜面２Ｂが形成されている。

このサーミスタバルク２は、第２図に示すようにウェハ
ー２Ａの両面にあらかじめ銀・パラジウム合金の金属膜
面２Ｂを形成したものを用意しておき、これを半導体の
製造装置と同様の装置を利用して、カットライン２Ｃに
沿って所定の形状に切出して製作されたものである。

第３図は本実施例の製法手順を示す図である。

第３図（ａ）において、ガラス管１の一方の端部に一方
の金属電極３を挿入しておき、この開口側を上方に向け
て、サーミスタバルク２を、図に示す破線の位置に載置
する。次に第３図（ｂ）に示すように上方からガラス管
１の他方の端部に他の金属電極３を挿入する。このよう
にして組立てられた素子は、第３図（Ｃ）に示すように
、素子を収容する空洞３４Ａを備えた黒鉛炉３４により
ガラスの融点温度近くまで全体を加熱して、ガラス管１
と金属電極３とを融着させる。次に第３図（ｄ）に示す
ように、金属電極３のそれぞれにリード４を接続する。

第４図は、本発明第二実施例の断面図である。

本実施例では、金属電極３の露出部の外径をガラス管１
の外径より小さくしたものである。これによりサーミス
タ素子を、近接して実装した場合にリードが屈曲しても
、サーミスタ素子の金属部分が互いに接触しないように
なる。

金属電極３の露出部分に半田５になじむ金属膜６をメツ
キすることもできる。

リードを残して、全体をガラスや樹脂により外被（コー
ティング）を施すこともできる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、電気特性のばら
つきが小さく、動作が安定であり、量産性が優れたリー
ドつきのサーミスタ素子が得られる。本発明の素子は厳
しい環境下で試験され安定な結果を得ている。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明第一実施例の破断斜視図。 第２図は、同実施例のサーミスタバルクの製法説明図。 第３図は、同実施例の製作説明図。 第４図は、本発明第二実施例の断面図。 第５図は、従来例の説明図。 １・・・ガラス管、２．２１．２１Ａ・・・サーミスタ
ノ）ルク、２Ａ・・・ウェハー、２Ｂ・・・銀・ノくラ
ジウム合金の金属膜面、２Ｃ・・・カットライン、３・
・・金属電極、４．２２・・・リード、５．２３・・・
半田、６・・・半田になじむ金属膜、２２Ａ・・・白金
線、２４・・・樹脂外被、２５．２５Ａ・・・リード用
電極ペースト、２６・・・ガラス外被、３１・・・コン
ベア、３２・・・ペースト滴下口、３３・・・焼成炉、
３４・・・黒鉛炉、３４Ａ・・・空洞、Ａ・・・矢印、
Ｐ・・・ピッチ。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. １．外被材料であるガラス管と、 このガラス管の内部に封入されたサーミスタバルクと、 このサーミスタバルクの両端に接続された金属電極と を備え、 前記サーミスタバルクの形状は一対の対向面に金属膜面
   が形成され、 前記金属電極は前記ガラス管の端部から挿入された栓形
   状であり、 前記二つの金属電極のそれぞれに電気回路基板に取付け
   るためのリードが接続された ことを特徴とするサーミスタ素子。
2. ２．前記サーミスタバルクの形状は、直方体である請求
   項１記載のサーミスタ素子。
3. ３．前記対向する一対の面はほぼ正方形であり、この一
   対の対向面の間の長さはこの正方形の一辺の長さより小
   さい ことを特徴とする請求項２記載のサーミスタ素子。
4. ４．前記金属電極は前記ガラス管の熱膨張係数と近似す
   る熱膨張係数の金属合金であり、 前記ガラス管と前記金属電極との接触面は加熱融着され
   たことを特徴とする 請求項１記載のサーミスタ素子。