JPH0526740A - 白金温度センサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 絶縁基板１１上に形成された白金膜１２によ
って、蛇行状パターン部１５およびその両端に連続的に
接続される引出部１６を与える。引出部１６およびこれ
ら引出部１６が設けられた絶縁基板１１の端部を覆うよ
うに、外部電極１８を形成する。外部電極１８は、引出
部１６および絶縁基板１１に接する白金またはニッケル
を含む第１の層２０、第１の層２０上に形成される銀お
よび白金を含む第２の層２１、第２の層２１上に形成さ
れるニッケルを含む第３の層２２、ならびに第３の層２
２上に形成される錫または半田を含む第４の層２３を備
える。 【効果】 第１の層により、第２の層に含まれる銀の拡
散が抑制され、第３の層により、第２の層の耐熱性が向
上され、第４の層により、半田付性が向上される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、絶縁基板上に形成さ
れた白金膜を備える白金温度センサに関するもので、特
に、その外部端子構造の改良に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】白金温度センサは、たとえばアルミナか
らなる絶縁基板上に形成された白金膜を備える。このよ
うな白金温度センサにおいて、小型でありながら高い抵
抗を得るため、限られた大きさの絶縁基板上で、白金膜
を蛇行状に延びるように形成して、白金膜が与える線路
長を長くすることが行なわれている。また、白金膜を、
上述のように、蛇行状に形成するため、絶縁基板上に、
全面またはほぼ全面にわたって白金膜を形成した後、白
金膜の厚み方向に貫通する溝を形成し、それによって残
された白金膜が蛇行状となるようにする方法が、有利に
採用されている。

【０００３】図４には、上述した方法によって得られた
従来の白金温度センサ１０が断面図で示されている。

【０００４】白金温度センサ１０は、たとえば９９．６
％の純度を有するアルミナからなる絶縁基板１を備え
る。この絶縁基板１上には、印刷、スパッタ、または真
空蒸着により、白金膜２が形成され、この白金膜２に
は、レーザまたはドライエッチングを適用して溝３が形
成され、それによって、残された白金膜２が蛇行状に延
びるようにされる。この白金膜２は、したがって、抵抗
回路となる蛇行状パターン部４と、その両端から連続的
に延びる引出部５を与える。

【０００５】蛇行状パターン部４上には、たとえばホウ
ケイ酸ガラスからなるガラスコーティング６が施され
る。他方、引出部５上には、たとえば金または銀−白金
からなる電極パッド７が焼成により形成され、その上
に、たとえばＰｔ−Ｎｉクラッド線、金線または白金線
からなるリード線８が溶接される。また、リード線８の
固定を確実にするため、リード線８、電極パッド７およ
び引出部５を覆うように、ガラスコーティング９が施さ
れる。

【０００６】しかしながら、上述した従来の白金温度セ
ンサ１０は、以下のような問題を含んでいる。

【０００７】すなわち、リード線８を用いているため、
その引張強度を考慮しながら白金温度センサ１０を取扱
う必要があり、取扱いにおいて細心の注意を払わなけれ
ばならない。

【０００８】また、リード線８のために、このような白
金温度センサ１０は、高集積の回路へ実装するには適し
ていない。

【０００９】

【関連の出願】上記の問題を解決するため、本件出願人
は、特願平３−１６０３６２号において、図５に示すよ
うな白金温度センサ１０ａを提案した。図５において、
図４に示した要素に相当する要素には、同様の参照符号
を付し、重複する説明を省略する。

【００１０】図５に示した白金温度センサ１０ａでは、
図４に示した白金温度センサ１０で用いられていたリー
ド線を備えていない。そのため、リード線８が設けられ
る場合の引張強度に関する問題を回避することができ
る。この白金温度センサ１０ａでは、リード線８ととも
に、電極パッド７およびガラスコーティング９が設けら
れず、その代わりに、外部電極８ａが、白金膜２の引出
部５およびこれら引出部５が設けられた絶縁基板１の端
部を覆うように形成される。したがって、これら外部電
極８ａが、外部端子手段として機能する。そのため、こ
れら外部電極８ａを介して、白金温度センサ１０ａを回
路基板上に表面実装することができ、それゆえに、高集
積の回路への実装に有利に対応することができる。

【００１１】外部電極８ａは、たとえば、Ａｇ−Ｐｔの
ような金属によって与えられ、このような金属を含むペ
ーストを所望の箇所に付与した後、焼付けることによっ
て形成される。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図５に
示した白金温度センサ１０ａにも、次のような解決され
るべき問題を含んでいることがわかった。

【００１３】すなわち、外部電極８ａは、Ａｇ−Ｐｔか
ら構成されるため、半田付において及ぼされる熱に対す
る耐熱性が悪い。また、外部電極８ａを形成するために
実施されるＡｇ−Ｐｔの焼成時において、白金に比べ、
Ａｇのモビリティが高いため、Ａｇが白金膜２中に拡散
する傾向がある。この傾向は、外部電極８ａを構成する
金属として、純粋なＡｇではなく、Ｐｔを含有するＡｇ
−Ｐｔを用いているので、ある程度緩和されるが、それ
でも、抵抗温度特性（ＴＣＲ特性）の劣化を安全に防止
することができない。

【００１４】それゆえに、この発明の目的は、上述した
問題を解決し得る白金温度センサを提供しようとするこ
とである。

【００１５】

【課題を解決するための手段】この発明は、絶縁基板、
前記絶縁基板上に形成される白金膜によって与えられ
る、蛇行状パターン部およびその両端に連続的に接続さ
れかつ前記絶縁基板の端部に設けられる引出部、前記蛇
行状パターン部を覆うように形成されるガラスコーティ
ング、ならびに前記引出部および当該引出部が設けられ
た前記絶縁基板の端部を覆うように形成される外部電極
を備え、前記外部電極は、前記引出部および前記絶縁基
板に接する白金またはニッケルを含む第１の層、前記第
１の層上に形成される銀および白金を含む第２の層、前
記第２の層上に形成されるニッケルを含む第３の層、な
らびに前記第３の層上に形成される錫または半田を含む
第４の層を備えることを特徴としている。

【００１６】

【作用】上述したように多層化された外部電極を構成す
る層のうち、白金またはニッケルを含む第１の層は、銀
および白金を含む第２の層に含まれる銀の白金膜中への
拡散を抑制する。また、ニッケルを含む第３の層は、第
２の層の半田付時の耐熱性を向上させる。さらに、錫ま
たは半田を含む第４の層は、半田付性を向上させる。

【００１７】

【発明の効果】したがって、この発明によれば、第１の
層によって、第２の層に含まれる銀の拡散を抑制できる
ので、白金温度センサにおける銀によるＴＣＲ特性の劣
化を防止することができる。

【００１８】また、第３の層によって、第２の層の半田
付時の耐熱性が向上され、半田食われが有利に防止され
る。

【００１９】また、第４の層によって半田付が容易な外
部電極とされ、高集積回路への実装に、より有利に対応
することができる。

【００２０】

【実施例】図１は、この発明の一実施例による白金温度
センサ１９を示す断面図である。図１とともに図２およ
び図３を参照しながら、白金温度センサ１９の製造方法
を説明することによって、白金温度センサ１９の構造を
明らかにする。

【００２１】まず、図２（ａ）に示すように、たとえば
純度９９．６％のアルミナからなる絶縁基板１１が用意
される。この絶縁基板１１上に、たとえば、印刷、スパ
ッタまたは真空蒸着により、白金膜１２が形成される。
この白金膜１２は、たとえば１．４〜２．０μｍの厚み
とされる。

【００２２】次に、図２（ｂ）に示すように、白金膜１
２上に、レジスト膜１３が形成され、このレジスト膜１
３が、フォトリソグラフィによりパターニングされる。

【００２３】次に、図２（ｃ）に示すように、パターニ
ングされたレジスト膜１３をマスクとして、白金膜１２
に対してＡｒ⁺ イオンによる微細加工エッチングが施さ
れる。このとき、Ａｒ⁺ イオンエッチングに際して、た
とえば、次のような条件を採用することができる。すな
わち、アルゴン１００％の雰囲気で、その真空圧が１０
^-4Ｔｏｒｒとされ、イオンエネルギを５００ｅＶ〜６０
０ｅＶとして、室温において、３０〜４０分間、Ａｒ⁺
イオンエッチングが実施される。これにより、白金膜１
２の厚み方向に貫通するように、レジスト膜１３のパタ
ーンに対応する溝１４が形成される。このようにして、
白金膜１２には、蛇行状パターン部１５、およびこの蛇
行状パターン部１５の両端に連続的に接続される引出部
１６が形成される。

【００２４】次いで、図２（ｄ）に示すように、レジス
ト膜１３が除去される。このステップにより得られた構
造物が、図３に斜視図で示されている。図３において、
絶縁基板１１上に形成された白金膜１２に溝１４を形成
することによって、白金膜１２が、蛇行状パターン部１
５および引出部１６を与えていることがわかる。

【００２５】なお、上述したＡｒ⁺ イオンエッチングに
よれば、溝１４を極めて狭い間隔で形成することが可能
となり、そのため、蛇行状パターン部１５における線路
幅を狭くすることができる。したがって、限られた面積
の白金膜１２から高い抵抗値を与え得る抵抗回路を取出
すことができるため、抵抗値を所望値以上に確保しなが
ら、白金温度センサ１９の小型化を図ることができる。
しかしながら、このような利点を望まないならば、溝１
４の形成は、他のドライエッチングによっても、レーザ
によってもよい。

【００２６】また、溝１４の形成後において、蛇行状パ
ターン部１５によって与えられる抵抗値を調整するた
め、たとえばレーザによるトリミングを実施してもよ
い。

【００２７】次に、図１に示すように、蛇行状パターン
部１５を覆うように、たとえばホウケイ酸ガラスからな
るガラスコーティング１７が形成される。また、引出部
１６およびこれら引出部１６が設けられた絶縁基板１１
の端部を覆うように、外部電極１８が形成される。外部
電極１８は、絶縁基板１１の下面にまで延びるように形
成される。

【００２８】外部電極１８は、第１の層２０、第２の層
２１、第３の層２２および第４の層２３を備える。

【００２９】第１の層２０は、引出部１６および絶縁基
板１１に接するように形成され、白金またはニッケルを
含む。このような第１の層２０は、たとえば、白金また
はニッケルを含むペーストに絶縁基板１１の端部をディ
ップした後、焼付けることにより形成される。焼付時に
おいて、たとえば８００℃の温度が適用され、白金ペー
ストにあっては、空気中で焼付けられ、ニッケルペース
トにあっては窒素中で焼付けられる。なお、第１の層２
０を、めっきによって形成してもよい。

【００３０】第１の層２０上には、銀および白金を含む
第２の層２１が形成される。第２の層２１は、たとえ
ば、銀および白金を含むペーストに、第１の層２０がす
でに形成された絶縁基板１１の端部をディップした後、
焼付けることにより形成される。

【００３１】上述した第２の層２１上には、ニッケルを
含む第３の層２２が形成される。この第３の層２２は、
たとえば、ニッケルの電解めっき層により与えられる。

【００３２】さらに、第３の層２２上には、錫または半
田を含む第４の層２３が形成される。第４の層２３は、
たとえば、錫めっき層または半田めっき層により与えら
れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例による白金温度センサ１９
を示す断面図である。

【図２】図１に示した白金温度センサ１９の製造方法に
含まれる各ステップを示す断面図である。

【図３】図２（ｄ）のステップにより得られた構造物を
示す斜視図である。

【図４】従来の白金温度センサ１０を示す断面図であ
る。

【図５】関連の出願において提案された白金温度センサ
１０ａを示す断面図である。

【符号の説明】

１１ 絶縁基板 １２ 白金膜 １４ 溝 １５ 蛇行状パターン部 １６ 引出部 １７ ガラスコーティング １８ 外部電極 １９ 白金温度センサ ２０ 第１の層 ２１ 第２の層 ２２ 第３の層 ２３ 第４の層

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】 絶縁基板、前記絶縁基板上に形成される
   白金膜によって与えられる、蛇行状パターン部およびそ
   の両端に連続的に接続されかつ前記絶縁基板の端部に設
   けられる引出部、 前記蛇行状パターン部を覆うように形成されるガラスコ
   ーティング、ならびに前記引出部および当該引出部が設
   けられた前記絶縁基板の端部を覆うように形成される外
   部電極を備え、 前記外部電極は、前記引出部および前記絶縁基板に接す
   る白金またはニッケルを含む第１の層、前記第１の層上
   に形成される銀および白金を含む第２の層、前記第２の
   層上に形成されるニッケルを含む第３の層、ならびに前
   記第３の層上に形成される錫または半田を含む第４の層
   を備える、 白金温度センサ。