JPH04293204A

JPH04293204A - 薄膜サーミスタ

Info

Publication number: JPH04293204A
Application number: JP3058651A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Nagai; 彪長井; Shuji Ito; 修治伊藤; Kunihiro Tsuruta; 邦弘鶴田
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1991-03-22
Filing date: 1991-03-22
Publication date: 1992-10-16
Anticipated expiration: 2013-03-30
Also published as: JP2734218B2

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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は調理機器に用いるリード
線接続の容易な高温用薄膜サーミスタに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の薄膜サーミスタは、図５
に示すように、平板状アルミナ基板２１の一方の表面に
炭化ケイ素（ＳｉＣ）などの感温抵抗体膜２２と一対の
電極膜２３，２３′を形成して構成される薄膜サーミス
タ素子の一対の厚膜電極膜３，３′にＰｔ細線（直径０
．１ｍｍ程度）などの一対の内部リード線４，４′を接
続し、さらに硝子被覆層２５を形成して構成される。し
かし、この一対の内部リード線２４，２４′は細線であ
るので、機械的強度が弱く、実用的でない。このためこ
の薄膜サーミスタ素子は、機械強度の強い外部リード端
子に接続されて、実用に供されていた。外部リード端子
は電気絶縁性支持体２６に太いステンレス線（直径１ｍ
ｍ程度）などからなる一対の外部リード線２７，２７′
を固定して構成され、薄膜サーミスタ素子の一対の内部
リード線２４，２４′が外部リード端子の一対の外部リ
ード線２７，２７′にそれぞれ接続される（例えば、特
公平２−１４７６１号公報）。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】このような従来の構成
では、一対の電極膜２３，２３′にＰｔ線などの一対の
内部リード線２４，２４′を接続している。ＳｉＣ薄膜
サーミスタは耐熱性に優れ、また広い温度領域を検出す
るのに適した抵抗温度特性を有するので、０〜５００℃
の温度範囲で使用される温度センサとしてオーブンなど
に実用されている。従って、一対の内部リード線２４，
２４′として、耐熱性に優れるＰｔ線、Ｎｉ線が用いら
れ、また、この一対の内部リード線２４，２４′は、通
常、溶接法で一対の電極膜２３，２３′にそれぞれ接続
される方法が用いられる。さらに、一対の内部リード線
２４，２４′と一対の外部リード線２７，２７′との接
続も、通常、溶接法が用いられる。溶接接続は耐熱性に
優れているが、溶接作業は多くの作業時間を必要とする
ので、価格が高くなるという課題があった。

【０００４】また、内部リード線２４，２４′として、
直径０．１ｍｍ程度の細線が用いられるので、その機械
的強度が弱い。このため薄膜サーミスタ素子全体を硝子
管中に封入して、内部リード線２４，２４′に外力が直
接、印加されない構成、あるいは、外部リード線２７，
２７′の先端部で薄膜サーミスタ素子を固定することに
より、内部リード線２４，２４′の機械的強度を補強す
る構成など複雑な構成を必要とした。

【０００５】また、一対の内部リード線２４と２４′の
間、あるいは一対の外部リード線２７と２７′の間の絶
縁距離は、一対の内部リード線２４と２４′の間の平板
上アルミナ基板２１の沿面距離または硝子被覆層２５の
沿面距離で決められるが、この絶縁距離が５〜１０ｍｍ
と短い。薄膜サーミスタを電気オーブンなどの調理機器
の中で温度センサとして用いたとき、薄膜サーミスタは
調理庫内に配置される。調理庫内は食品加熱時に多くの
水蒸気が発生するので、水蒸気の過飽和状態になる。こ
の結果、薄膜サーミスタ素子の表面、すなわち、平板状
アルミナ基板２１の表面や硝子被覆層２５の表面に多く
の結露水が付着するので、一対の内部リード線２４と２
４′の間の絶縁距離が短いと、その間でリークするとい
う問題があった。

【０００６】本発明はこのような課題を解決するもので
、一対の内部リード線２４と２４′を廃止して、電極膜
２３，２３′に機械的強度の優れた外部リード線を直接
接続して溶接作業を不要にするとともに絶縁距離を長く
して耐湿絶縁性に優れた薄膜サーミスタ素子を提供する
ことを目的とするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明の薄膜サーミスタは、薄膜サーミスタ素子と絶
縁性支持体と一対の板状金属リード線とを備え、前記薄
膜サーミスタ素子は平板状アルミナ基板と、前記平板状
アルミナ基板に設けられた一対の基板貫通口と、前記平
板状アルミナ基板の一方の表面から他の表面にわたり電
気的に導通して、前記基板貫通口を貫通して配置された
一対の導電性部材と、前記平板状アルミナ基板の前記一
方の表面に前記基板貫通口を含んで配置された一対の電
極膜と、前記一対の電極膜に積層して配置された感温抵
抗体膜とを備え、また、絶縁性支持体は一対の支持体貫
通口と、前記支持体貫通口を含んで配置された一対の支
持体電極膜とから構成され、前記薄膜サーミスタ素子の
前記平板状アルミナ基板の他の表面に配置された前記一
対の導電性部材と前記一対の支持体電極膜が基板接続用
導電性焼結体で接続され、他方、一対の板状金属リード
線の一端は前記一対の支持体貫通口を貫通して前記絶縁
性支持体を挟持し、前記一対の板状金属リード線と前記
一対の支持体電極膜が支持体接続用導電性焼結体で接続
するよう構成したものである。

【０００８】

【作用】この構成により、一対の基板接続用導電性焼結
体と一対の支持体電極膜と一対の支持体接続用導電性焼
結体が従来の一対の内部リード線に対応し、これらの間
の接続は焼成工程による焼結体の形成を通してなされる
ので、従来の溶接作業は不要になる。このように本発明
の薄膜サーミスタ構成では、直径０．１ｍｍ程度の細線
を内部リード線として用いていないので、内部リード線
に外力が直接、印加されない構成、あるいは、内部リー
ド線の機械的強度を補強する構成など複雑な構成を必要
としない。

【０００９】また、薄膜サーミスタ素子を含み絶縁性支
持体の表面を硝子焼結体で被覆することにより、一対の
板状金属リード線の間の絶縁距離は薄膜サーミスタ素子
の形状に依存しなくなり、前記絶縁距離も実質的に長く
できる。

【００１０】

【実施例】以下に本発明の一実施例を図面を参照しなが
ら説明する。

【００１１】図１に本発明の一実施例の薄膜サーミスタ
の構成を示す。図に示すように、平板状アルミナ基板１
の相対向する位置に一対の貫通口８、８′を設けた。平
板状アルミナ基板１の形状は、幅２ｍｍ、長さ６ｍｍ、
厚さ０．５ｍｍ、また一対の貫通口８、８′の直径は０
．５ｍｍとした。平板状アルミナ基板１の一方の表面に
一対の貫通口８、８′を覆って電極用導電性ペーストを
塗布した後、乾燥・焼成して一対のＡｕ−Ｐｔ厚膜電極
膜３、３′を形成した。この後、貫通口用導電性ペース
トを貫通口８、８′の内表面上もしくは空間部に塗布し
た後、乾燥・焼成して導電性部材９、９′を形成した。平板状アルミナ基板１の一方の表面と他の表面とを電気
的に接続するように、この一対の厚膜電極膜３、３′と
一対の導電性部材９、９′とは、一対の導電性部材９、
９′の端部で電気的に接続されている。電極用導電性ペ
ースト、貫通口用導電性ペーストとして、例えば、Ａｇ
ペースト、Ａｕペースト、Ａｇ−Ｐｄペースト、Ａｕ−
Ｐｔペーストなどが用いられる。

【００１２】この後、スパッタ法により炭化ケイ素（Ｓ
ｉＣ）感温抵抗体膜２を平板状アルミナ基板１の一方の
表面に形成して、薄膜サーミスタ素子を構成した。

【００１３】他方で絶縁性支持体１０に一対の支持体貫
通口１１、１１′を形成し、さらに、一対の支持体貫通
口１１、１１′を包み一対の支持体電極膜１２、１２′
を形成した。つぎに、一対の支持体貫通口１１、１１′
を貫通する一対の板状金属リード線１３、１３′の端部
を折り曲げ絶縁性支持体１０を挟持した。

【００１４】この後、薄膜サーミスタ素子を形成した後
、平板状アルミナ基板１の他の表面で一対の貫通口８、
８′に形成された一対の導電性部材９、９′が一対の支
持体電極膜１２、１２′に接触するようにして、一対の
基板接続用導電性ペーストを塗布した。また、一対の支
持体電極膜１２、１２′と一対の板状金属リード線１３
、１３′に接触するようにして、一対の支持体接続用導
電性ペーストを塗布した。この後、一対の基板接続用導
電性ペーストと支持体接続用導電性ペーストを乾燥・焼
成して、基板接続用導電性固着材１４、１４′および支
持体接続用導電性固着材１５、１５′を形成した。一対の板状金属リード線１３、１３′として、従来の外
部リード線に対応する幅１．２ｍｍ、厚さ０．３ｍｍ程
度のＦｅ−Ｃｒ系合金板を用いた。この合金は耐熱性に
優れるのみならず、膨張係数が小さくてアルミナ基板１
と同程度の熱膨張係数を有する硝子焼結体１２で被覆し
たときもクラックも発生しない。

【００１５】このようにして構成された本発明の薄膜サ
ーミスタでは、従来の一対の内部リード線４、４′は、
一対の基板接続用導電性焼結体１４、１４′と一対の支
持体電極膜１２、１２′と支持体接続用導電性焼結体１
５、１５′に代っている。一対の基板接続用導電性固着
材１４、１４′と一対の支持体接続用導電性固着材１５
、１５′は、塗布工程、乾燥工程、焼成工程など生産性
に優れた工程で形成されるので、溶接作業を必要としな
いのみならず、接続の所要時間は従来の溶接作業に比べ
１／２〜１／３に短縮できる。

【００１６】薄膜サーミスタを調理器の温度センサに用
いた場合、調理庫内は食品加熱時に多くの水蒸気が発生
するので、水蒸気の過飽和状態になる。この結果、薄膜
サーミスタの表面に多くの結露水が付着する。このよう
な場合、図２に示すように、薄膜サーミスタ素子を含み
絶縁性支持体１０の表面を硝子焼結体１６で被覆するこ
とが好ましい。この構成により、従来の薄膜サーミスタ
に比べ薄膜サーミスタ素子の形状に依存せず、一対の板
状リード線１３、１３′間の絶縁距離を長くでき、この
ため、食品加熱に発生する結露による絶縁性低下を低減
できる。

【００１７】支持体接続用導電性固着材１５、１５′は
、図３に示すように一つの支持体接続用導電性焼結体１
５′は、絶縁性支持体１０上に形成された支持体電極膜
１２′と一つの板状金属リード線１３′の間に配置され
る。この構成により支持体接続用導電性固着材１５′は
、支持体接続用導電性ペーストを塗布・乾燥・焼成して
形成されるが、図３に示した構成の場合、支持体電極膜
１２′と一つの板状金属リード線１３′の間の抵抗値が
小さくなる。この理由は、焼成中の酸素の拡散が抑制さ
れることに起因すると考えられる。

【００１８】また、一対の板状金属リード線１３、１３
′の一端は、図４に示すように、一つの板状金属リード
線１３′を用いて、一つの支持体貫通口１１′を貫通し
、絶縁性支持体１０を取り囲み、一つの板状金属リード
線１３′の中間部と当接する部分で溶接されることが好
ましい。この溶接により、一つの板状金属リード線１３
′の絶縁性支持体１０に対する機械的強度が強化される
。

【００１９】なお、本実施例では基板としてアルミナを
用いたが、本発明はこれに限定されるものではなく、耐
熱性絶縁性基板であれば何でもよい。また、導電性焼結
体として導電性ペーストを用いたが、耐熱性導電材であ
れば、これに限定されるものではない。

【００２０】

【発明の効果】以上の実施例の説明からも明らかなよう
に、本発明によれば下記の効果が得られる。

【００２１】（１）従来の一対の内部リート線に代わり
、一対の基板接続用導電性焼結体と一対の支持体電極膜
と一対の支持体接続用導電性焼結体を用いることにより
、溶接作業を全く必要としないで接続することができる
。

【００２２】（２）上記支持体は、塗布工程、乾燥工程
、焼成工程など生産性に優れた工程で形成されるので、
接続の所要時間は従来の溶接作業に比べ１／２〜１／３
に短縮できる。

【００２３】（３）薄膜サーミスタ素子を含んで絶縁性
支持体の表面に硝子焼結体を形成することにより、従来
の薄膜サーミスタに比べ一対の板状リード線間の絶縁距
離を長くできる。このため、食品加熱に発生する結露に
よる絶縁低下を低減できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例の薄膜サーミスタの一部
破断分解斜視図

【図２】本発明の別の実施例の薄膜サーミスタの断面図

【図３】本発明の支持体接続用導電性焼結体の別の配置
を示す断面図

【図４】本発明の板状基板リード線の別の配置を示す断
面図

【図５】従来の薄膜サーミスタの断面図

【符号の説明】

１　　セラミック基板３、３′　　電極膜８、８′　　貫通口９、９′　　導電性部材１０　　絶縁性支持体１１、１１′　　支持体貫通口１２、１２′　　支持体電極膜１３、１３′　　板状金属リード線

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】薄膜サーミスタ素子と絶縁性支持体と一対
の板状金属リード線とを備え、前記薄膜サーミスタ素子
は平板状セラミック基板と、前記平板状セラミック基板
に設けられた一対の基板貫通口と、前記平板状セラミッ
ク基板の一方の表面と他の表明とを電気的に接続して、
前記基板貫通口を貫通して配置された一対の導電性部材
と、前記平板状セラミック基板の前記一方の表面に前記
基板貫通口を含んで配置された一対の電極膜と、前記一
対の電極膜に積層して配置された感温抵抗体膜とを備え
、また、絶縁性支持体は一対の支持体貫通口と、前記支
持体貫通口を含んで配置された一対の支持体電極膜とか
ら構成され、前記薄膜サーミスタ素子の前記平板状セラ
ミック基板の他の表面に配置された前記一対の導電性部
材と前記一対の支持体電極膜が一対の基板接続用導電性
固着材で接続され、他方、一対の板状金属リード線の一
端は前記一対の支持体貫通口を貫通して前記絶縁性支持
体を挟持し、前記一対の板状金属リード線と前記一対の
支持体電極膜が一対の支持体接続用導電性固着材で接続
された薄膜サーミスタ。
【請求項２】薄膜サーミスタ素子を含み絶縁性支持体の
表面を硝子焼結体で被覆した請求項１記載の薄膜サーミ
スタ。
【請求項３】絶縁性支持体に形成された支持体電極膜と
一対の板状金属リード線の間に支持体接続用導電性固着
材を配置した請求項１または請求項２のいずれかに記載
の薄膜サーミスタ。
【請求項４】一対の板状金属リード線の一端は一対の支
持体貫通口を貫通し、絶縁性支持体を取り囲み、前記一
対の板状金属リード線の中間部と当接する部分で溶接さ
れるとともに前記一対の板状金属リード線と前記一対の
支持体電極膜が支持体接続用導電性固着材で接続された
請求項１、請求項２または請求項３のいずれかに記載の
薄膜サーミスタ。
【請求項５】一対の板状金属リード線が鉄クロム合金で
構成された請求項１記載の薄膜サーミスタ。