JPH0379844B2 - - Google Patents
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- JPH0379844B2 JPH0379844B2 JP2030487A JP2030487A JPH0379844B2 JP H0379844 B2 JPH0379844 B2 JP H0379844B2 JP 2030487 A JP2030487 A JP 2030487A JP 2030487 A JP2030487 A JP 2030487A JP H0379844 B2 JPH0379844 B2 JP H0379844B2
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Landscapes
- Thermistors And Varistors (AREA)
Description
（産業上の利用分野）
本発明は高い温度雰囲気での使用に適するよう
に耐熱性を向上させたサーミスタに関する。 （従来の技術） サーミスタは、温度制御のための温度計測に広
い利用分野で使用されている。 熱時定数を小さくするためにサーミスタを小形
化したいという要請、より高い温度の測定を可能
にし使用温度範囲を拡大するために耐熱性を向上
させたいという要請、また大量の使用を可能にす
るために、量産性の良い構造にしたいという要請
がある。 通常300℃程度まで使用され、高温での安定性
が要求されるものに、ガラス被覆されたサーミス
タがある。 第２図は、よく知られているビード形のサーミ
スタの断面図である。 ２本の白金等の貴金属線１１に酸化マンガン、
酸化ニツケル等の金属酸化物混合粉末が焼結され
たサーミスタビード１２が形成されている。 前記貴金属線１１の一端はジユメツト線１３に
接続され、ガラス管１４で熔封されている。 さらに他の形式のサーミスタとして、PSB形
（Pellet type Small Bead）と呼ばれているサー
ミスタが知られている。 この形式のサーミスタの構造および製造方法に
ついては特公昭52−7535号に詳しく述べられてい
る。 第３図は、前述のPSB形のサーミスタの一部
を破断して示した図である。 このサーミスタのチツプ１５は、サーミスタ金
属酸化粉末をウエーハ状に成形、焼成し両面に電
極層を設けた後に小片に切断したものである。 サーミスタチツプ１５の電極層とリード線１６
は耐熱導電塗料１７で接続され、ガラス管１８で
熔封されている。 さらに他の形式のサーミスタとして、DHT
（Double Heat sink Thermister）形のものが知
られている。 第４図はDHT形のサーミスタの断面図である。 サーミスタチツプ１９は前述したPSB形のサ
ーミスタのそれと同様に製造される。 このサーミスタチツプ１９の両面の電極層とス
ラツグリード線２０，２０が熱圧着により強固に
接続される。スラツグリード線２０，２０の頭部
はガラス管２１により封着される。 第２図に示したビード形のサーミスタは、非常
に小形にできるという特徴がある。 しかしサーミスタビード１２の密度を高くする
ことができないために抵抗値のバラツキが大きく
歩留りが極めて悪い。さらにその構造から、手作
業にたよる部分が多く量産性に乏しい。 第３図に示したPSB形のサーミスタはサーミ
スタチツプ１５の密度を大きくすることができ、
抵抗値のバラツキを非常に小さくできる。 また、構造上、比較的小形化に適し、量産性も
良いという長所はある。 しかし、ガラス熔封時に耐熱導電塗料１７とリ
ード線の酸化物がガラス中に分散し、耐電圧の劣
化、および高温動作時の抵抗値変化が大きく、信
頼性に欠ける面がある。 第４図に示したDHT形のサーミスタは、量産
性は極めて優れている。 しかし小形化ができず、また高温動作時にスラ
ツグリード線の頭部とリード線の熔接部２２が酸
化されやすく、この酸化に原因してリードがとれ
るという問題を引き起すおそれがある。 （発明が解決しようとする問題点） 前述した各先行例はいずれも、サーミスタビー
ド部またはチツプ部をガラスで被覆して保護する
という構造になつている。 この被覆に用いられているガラスは、300〜500
℃という高温においては、内部のイオンの動きが
活発になり、電気的に不安定になり易いという問
題がある。 またガラスの転移点や軟化点付近では、機械的
に不安定となり、マイクロ・クラツクの発生につ
ながる。 また、高温に耐えるリード線と軟化点の高いガ
ラスを使い、高温でガラス熔融を行つた場合にお
いても、サーミスタビードおよびチツプの変態点
に近くなり、サーミスタ自身の不安定さを招くこ
とになる。 本発明の目的は、高温処理または高温動作にお
いて問題となる前述したガラス被覆に起因する問
題を解決し、耐熱性に優れ、小形化が可能であ
り、かつ量産性に優れたサーミスタを提供するこ
とになる。 （問題点を解決するための手段） 前記目的を達するために、本発明によるサーミ
スタは、サーミスタチツプの両面に形成されてい
る電極層に耐熱導電塗料で金属リード線を接続し
前記接続部を被覆したサーミスタにおいて、前記
被覆を有機珪素重合体とガラスフリツトを含む金
属酸化物充填剤との混合物のセラミツク化焼成体
として構成されている。 （実施例） 以下、図面等を参照して本発明をさらに詳しく
説明する。 第１図は、本発明によるサーミスタの実施例を
示す断面図である。 サーミスタチツプ１は、マンガン・ニツケル・
アルミの酸化物をウエーハ状に加圧成形し、1250
℃程度で焼成後、ウエーハの両面に銀・パラジユ
ーム・ペーストを塗布し、約800℃で焼き付けた
ものを 0.5mm×0.5mm×0.3（厚さ）mmに切断して得られ
たものである。 このサーミスタチツプ１の両面には、電極層２
が形成されている。 リード線３，３として、直径が0.2mmで長さが
25mmの〔インコネル−600住友電工の商品番号〕
インコネル線を使用する。 インコネル線はNi、Cr、Fe、Alの合金で高温
での使用に適している。 リード線３，３は、前記サーミスタチツプ１の
電極層２と、銀・パラジユーム・ペースト４で粘
着接続され、約800℃で焼付けて固着する。この
ときのサーミスタの電気的特性は Ｂ（150〜250℃）＝5500K Ｒ（200℃）＝20KΩであつた。 このようにリード線が接続されたサーミスタに
次の配合を施した有機硅素重合体と充填剤の混合
物を用意して、被覆する。 Γ混合物１ シリコーン樹脂（シリカ混合タイプ）
100重量部 Al2O3 10 〃 MgO 10 〃 なお前記シリコーン樹脂として信越化学
（社）のKMC80を用いた。 Γ混合物２ シリコーン樹脂（シリカ混合タイプ）
100重量部 Al2O3 10 〃 MgO ５ 〃 ガラスフリツト（コバー・ガラス） 10 〃 Γ混合物３ ポリボリシロキサン樹脂 100重量部 ラダー型シリコーン樹脂 25 〃 Al2O3 10 〃 Γ混合物４ ポリボリシロキサン樹脂 100重量部 ラダー型シリコーン樹脂 25 〃 Al2O3 10 〃 ガラスフリツト（コバー・ガラス） 10 〃 前記各混合物をキシレン等の溶媒で適正粘度に
調整し、その中に前記サーミスタチツプとそのリ
ード線接続部が十分に被覆されるまで混合物溶液
に浸漬する。 このようにして、混合物溶液で覆われた部分を
100℃で４時間乾燥後350℃で１時間、650℃で１
時間の焼成を行うと前記混合物はセラミツク化焼
成体となり、チツプ部はセラミツク化焼成体の被
覆層５により被覆される。 このようにして得られた４種類のサーミスタに
ついて、以下の通りの試験を行つた結果を表にま
とめて示す。 Γ高温保管：500℃、1000時間保管する。 Γ冷熱サイクル：０℃（20分）と200℃（20分）
間の間に５分の常温期間をはさんで５回の冷熱
サイクルを行う。 それぞれ200℃での抵抗値変化と、セラミツク
化焼成体のクラツクの発生の有無を調べる。
に耐熱性を向上させたサーミスタに関する。 （従来の技術） サーミスタは、温度制御のための温度計測に広
い利用分野で使用されている。 熱時定数を小さくするためにサーミスタを小形
化したいという要請、より高い温度の測定を可能
にし使用温度範囲を拡大するために耐熱性を向上
させたいという要請、また大量の使用を可能にす
るために、量産性の良い構造にしたいという要請
がある。 通常300℃程度まで使用され、高温での安定性
が要求されるものに、ガラス被覆されたサーミス
タがある。 第２図は、よく知られているビード形のサーミ
スタの断面図である。 ２本の白金等の貴金属線１１に酸化マンガン、
酸化ニツケル等の金属酸化物混合粉末が焼結され
たサーミスタビード１２が形成されている。 前記貴金属線１１の一端はジユメツト線１３に
接続され、ガラス管１４で熔封されている。 さらに他の形式のサーミスタとして、PSB形
（Pellet type Small Bead）と呼ばれているサー
ミスタが知られている。 この形式のサーミスタの構造および製造方法に
ついては特公昭52−7535号に詳しく述べられてい
る。 第３図は、前述のPSB形のサーミスタの一部
を破断して示した図である。 このサーミスタのチツプ１５は、サーミスタ金
属酸化粉末をウエーハ状に成形、焼成し両面に電
極層を設けた後に小片に切断したものである。 サーミスタチツプ１５の電極層とリード線１６
は耐熱導電塗料１７で接続され、ガラス管１８で
熔封されている。 さらに他の形式のサーミスタとして、DHT
（Double Heat sink Thermister）形のものが知
られている。 第４図はDHT形のサーミスタの断面図である。 サーミスタチツプ１９は前述したPSB形のサ
ーミスタのそれと同様に製造される。 このサーミスタチツプ１９の両面の電極層とス
ラツグリード線２０，２０が熱圧着により強固に
接続される。スラツグリード線２０，２０の頭部
はガラス管２１により封着される。 第２図に示したビード形のサーミスタは、非常
に小形にできるという特徴がある。 しかしサーミスタビード１２の密度を高くする
ことができないために抵抗値のバラツキが大きく
歩留りが極めて悪い。さらにその構造から、手作
業にたよる部分が多く量産性に乏しい。 第３図に示したPSB形のサーミスタはサーミ
スタチツプ１５の密度を大きくすることができ、
抵抗値のバラツキを非常に小さくできる。 また、構造上、比較的小形化に適し、量産性も
良いという長所はある。 しかし、ガラス熔封時に耐熱導電塗料１７とリ
ード線の酸化物がガラス中に分散し、耐電圧の劣
化、および高温動作時の抵抗値変化が大きく、信
頼性に欠ける面がある。 第４図に示したDHT形のサーミスタは、量産
性は極めて優れている。 しかし小形化ができず、また高温動作時にスラ
ツグリード線の頭部とリード線の熔接部２２が酸
化されやすく、この酸化に原因してリードがとれ
るという問題を引き起すおそれがある。 （発明が解決しようとする問題点） 前述した各先行例はいずれも、サーミスタビー
ド部またはチツプ部をガラスで被覆して保護する
という構造になつている。 この被覆に用いられているガラスは、300〜500
℃という高温においては、内部のイオンの動きが
活発になり、電気的に不安定になり易いという問
題がある。 またガラスの転移点や軟化点付近では、機械的
に不安定となり、マイクロ・クラツクの発生につ
ながる。 また、高温に耐えるリード線と軟化点の高いガ
ラスを使い、高温でガラス熔融を行つた場合にお
いても、サーミスタビードおよびチツプの変態点
に近くなり、サーミスタ自身の不安定さを招くこ
とになる。 本発明の目的は、高温処理または高温動作にお
いて問題となる前述したガラス被覆に起因する問
題を解決し、耐熱性に優れ、小形化が可能であ
り、かつ量産性に優れたサーミスタを提供するこ
とになる。 （問題点を解決するための手段） 前記目的を達するために、本発明によるサーミ
スタは、サーミスタチツプの両面に形成されてい
る電極層に耐熱導電塗料で金属リード線を接続し
前記接続部を被覆したサーミスタにおいて、前記
被覆を有機珪素重合体とガラスフリツトを含む金
属酸化物充填剤との混合物のセラミツク化焼成体
として構成されている。 （実施例） 以下、図面等を参照して本発明をさらに詳しく
説明する。 第１図は、本発明によるサーミスタの実施例を
示す断面図である。 サーミスタチツプ１は、マンガン・ニツケル・
アルミの酸化物をウエーハ状に加圧成形し、1250
℃程度で焼成後、ウエーハの両面に銀・パラジユ
ーム・ペーストを塗布し、約800℃で焼き付けた
ものを 0.5mm×0.5mm×0.3（厚さ）mmに切断して得られ
たものである。 このサーミスタチツプ１の両面には、電極層２
が形成されている。 リード線３，３として、直径が0.2mmで長さが
25mmの〔インコネル−600住友電工の商品番号〕
インコネル線を使用する。 インコネル線はNi、Cr、Fe、Alの合金で高温
での使用に適している。 リード線３，３は、前記サーミスタチツプ１の
電極層２と、銀・パラジユーム・ペースト４で粘
着接続され、約800℃で焼付けて固着する。この
ときのサーミスタの電気的特性は Ｂ（150〜250℃）＝5500K Ｒ（200℃）＝20KΩであつた。 このようにリード線が接続されたサーミスタに
次の配合を施した有機硅素重合体と充填剤の混合
物を用意して、被覆する。 Γ混合物１ シリコーン樹脂（シリカ混合タイプ）
100重量部 Al2O3 10 〃 MgO 10 〃 なお前記シリコーン樹脂として信越化学
（社）のKMC80を用いた。 Γ混合物２ シリコーン樹脂（シリカ混合タイプ）
100重量部 Al2O3 10 〃 MgO ５ 〃 ガラスフリツト（コバー・ガラス） 10 〃 Γ混合物３ ポリボリシロキサン樹脂 100重量部 ラダー型シリコーン樹脂 25 〃 Al2O3 10 〃 Γ混合物４ ポリボリシロキサン樹脂 100重量部 ラダー型シリコーン樹脂 25 〃 Al2O3 10 〃 ガラスフリツト（コバー・ガラス） 10 〃 前記各混合物をキシレン等の溶媒で適正粘度に
調整し、その中に前記サーミスタチツプとそのリ
ード線接続部が十分に被覆されるまで混合物溶液
に浸漬する。 このようにして、混合物溶液で覆われた部分を
100℃で４時間乾燥後350℃で１時間、650℃で１
時間の焼成を行うと前記混合物はセラミツク化焼
成体となり、チツプ部はセラミツク化焼成体の被
覆層５により被覆される。 このようにして得られた４種類のサーミスタに
ついて、以下の通りの試験を行つた結果を表にま
とめて示す。 Γ高温保管：500℃、1000時間保管する。 Γ冷熱サイクル：０℃（20分）と200℃（20分）
間の間に５分の常温期間をはさんで５回の冷熱
サイクルを行う。 それぞれ200℃での抵抗値変化と、セラミツク
化焼成体のクラツクの発生の有無を調べる。
【表】
この表からガラスフリツトを混合したものは高
温保管時にクラツクが発生しない。 これは、混合物１、３を用いたサーミスタでは
セラミツク化焼成体に多数の小さい孔が発生して
いるのに対して、混合物２、４（ガラスフリツト
を混合したもの）を用いたサーミスタは、前記多
数の小さい孔がふさがれており緻密な被覆層が形
成されていることによると考えられる。 これにより、被覆層中に埋設保護されているリ
ード線の酸化の進行が防止されるので、クラツク
の発生が抑制されていると思われる。 （発明の効果） 以上、説明したように本発明によるサーミスタ
は、金属リード線が接続されたサーミスタチツプ
と前記リード線との接続部は有機硅素重合体と充
填剤の混合物で塗布・焼成され、セラミツク化し
た焼成体で被覆されている。 したがつて、次のような効果がある。 (1) 高密度のサーミスタチツプを使用することが
できるので、抵抗値のバラツキが少い特性のそ
ろつたサーミスタが得られる。また、小形化に
も適している。 (2) 有機硅素重合体と充填剤の混合物を焼成する
温度は、低融点ガラスの場合と同程度であり、
サーミスタの変態点より、はるかに低い温度な
のでサーミスタ自身の劣化を促すことはない。 (3) 前記混合物を焼成し、セラミツク化する際、
ガラスと異なり、耐熱導電塗料とリード線の酸
化物が焼成被覆体に分散することは極めて少な
く、耐電圧の劣化はない。 (4) 前記焼成被覆体はセラミツクなので、その変
態点はガラスより高温側にあり、300〜500℃と
いう高温で動作させても、イオンの移動は少な
く電気的に安定であり、機械的にも強固であり
高信頼性を有する。 (5) サーミスタ構造の第２例で述べたPSB形と
同様なリード線接続を行なうが、焼成被覆体の
形成は、ガラス管をかぶせ熔封するよりは、は
るかに容易なので量産性は高い。 このように本発明によるサーミスタは耐熱性に
優れているので、燃焼制御用センサー等に広く利
用することができる。
温保管時にクラツクが発生しない。 これは、混合物１、３を用いたサーミスタでは
セラミツク化焼成体に多数の小さい孔が発生して
いるのに対して、混合物２、４（ガラスフリツト
を混合したもの）を用いたサーミスタは、前記多
数の小さい孔がふさがれており緻密な被覆層が形
成されていることによると考えられる。 これにより、被覆層中に埋設保護されているリ
ード線の酸化の進行が防止されるので、クラツク
の発生が抑制されていると思われる。 （発明の効果） 以上、説明したように本発明によるサーミスタ
は、金属リード線が接続されたサーミスタチツプ
と前記リード線との接続部は有機硅素重合体と充
填剤の混合物で塗布・焼成され、セラミツク化し
た焼成体で被覆されている。 したがつて、次のような効果がある。 (1) 高密度のサーミスタチツプを使用することが
できるので、抵抗値のバラツキが少い特性のそ
ろつたサーミスタが得られる。また、小形化に
も適している。 (2) 有機硅素重合体と充填剤の混合物を焼成する
温度は、低融点ガラスの場合と同程度であり、
サーミスタの変態点より、はるかに低い温度な
のでサーミスタ自身の劣化を促すことはない。 (3) 前記混合物を焼成し、セラミツク化する際、
ガラスと異なり、耐熱導電塗料とリード線の酸
化物が焼成被覆体に分散することは極めて少な
く、耐電圧の劣化はない。 (4) 前記焼成被覆体はセラミツクなので、その変
態点はガラスより高温側にあり、300〜500℃と
いう高温で動作させても、イオンの移動は少な
く電気的に安定であり、機械的にも強固であり
高信頼性を有する。 (5) サーミスタ構造の第２例で述べたPSB形と
同様なリード線接続を行なうが、焼成被覆体の
形成は、ガラス管をかぶせ熔封するよりは、は
るかに容易なので量産性は高い。 このように本発明によるサーミスタは耐熱性に
優れているので、燃焼制御用センサー等に広く利
用することができる。
第１図は、本発明によるサーミスタの実施例を
示す断面図である。第２図は、従来のビード形の
サーミスタの断面図である。第３図は、従来の
PSB形のサーミスタの断面図である。第４図は、
従来のDHT形のサーミスタの断面図である。 １…サーミスタチツプ、２…電極層、３…リー
ド線、４…耐熱導電塗料（銀・パラジユーム・ペ
ースト）、５…被覆層（セラミツク化焼成体）。
示す断面図である。第２図は、従来のビード形の
サーミスタの断面図である。第３図は、従来の
PSB形のサーミスタの断面図である。第４図は、
従来のDHT形のサーミスタの断面図である。 １…サーミスタチツプ、２…電極層、３…リー
ド線、４…耐熱導電塗料（銀・パラジユーム・ペ
ースト）、５…被覆層（セラミツク化焼成体）。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ サーミスタチツプの両面に形成されている電
極層に耐熱導電塗料で金属リード線を接続し前記
接続部を被覆したサーミスタにおいて、前記被覆
を有機珪素重合体とガラスフリツトを含む金属酸
化物充填剤との混合物のセラミツク化焼成体とし
て構成したことを特徴とするサーミスタ。 ２ 前記有機珪素重合体はシリカ混合形のシリコ
ーン樹脂である特許請求の範囲第１項記載のサー
ミスタ。 ３ 前記有機珪素重合体はポリボリシロキサン樹
脂とラダー型シリコーン樹脂である特許請求の範
囲第１項記載のサーミスタ。 ４ 前記金属酸化物はAl2O3またはAl2O3とMgO
の混合物である特許請求の範囲第１項記載のサー
ミスタ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2030487A JPS63187602A (ja) | 1987-01-30 | 1987-01-30 | サ−ミスタ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2030487A JPS63187602A (ja) | 1987-01-30 | 1987-01-30 | サ−ミスタ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63187602A JPS63187602A (ja) | 1988-08-03 |
| JPH0379844B2 true JPH0379844B2 (ja) | 1991-12-20 |
Family
ID=12023410
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2030487A Granted JPS63187602A (ja) | 1987-01-30 | 1987-01-30 | サ−ミスタ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63187602A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4709712B2 (ja) * | 2006-08-24 | 2011-06-22 | 株式会社東芝 | オゾン発生装置 |
-
1987
- 1987-01-30 JP JP2030487A patent/JPS63187602A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63187602A (ja) | 1988-08-03 |
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