JPH08138906A

JPH08138906A - 正特性サーミスタ装置、熱検出装置及び正特性サーミスタ装置の製造方法

Info

Publication number: JPH08138906A
Application number: JP27960094A
Authority: JP
Inventors: Michikazu Takeuchi; 内通一竹
Original assignee: TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 1994-11-14
Filing date: 1994-11-14
Publication date: 1996-05-31

Abstract

(57)【要約】【目的】従来は到底実現することのできなかった例えば
２０ｍΩ以下という極めて低い常温抵抗値を持つ正特性
サーミスタ装置を得る。【構成】正特性サーミスタ素体１１は厚みが０．４ｍｍ
以下の平坦な板材であり、両面に電極１２、１３が設け
られている。支持基板２は平坦面２１上に外部に連なる
凹部２２が設けられ、正特性サーミスタ素子１の電極１
２が平坦面２１上に面接合されている。製造に当たり、
正特性サーミスタ素体１１の一面側を、支持基板２に面
接合させた後、正特性サーミスタ素体１１の他面を研磨
し、その後に正特性サーミスタ素体１１の研磨された面
に他の電極１２を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、正特性サーミスタ装
置、熱検出装置及び正特性サーミスタ装置の製造方法に
関する。

【０００２】

【従来の技術】例えばガス燃焼器の着火を検知し、また
は過熱を検知する熱検出装置として、熱電対の発生する
１５〜２０ｍｖのような微小な熱起電力を利用すると共
に、負特性サーミスタ装置からなる感熱素子を用いる技
術は知られている。負特性サーミスタ装置は、温度が高
くなると抵抗値が低下し、回路電流を増大させる方向で
あるから、これを用いた熱検出装置において、熱検出信
号を生成するには、回路電流があるレベルに到達したこ
とを検知し、次にスイッチを駆動するような外部回路を
付加することが必須である。このため、熱検出装置の構
成が複雑化する。

【０００３】感熱素子の別の例として、正特性サーミス
タ装置がよく知られている。正特性サーミスタ装置は、
温度が高くなると、抵抗値が急激に増大するスイッチ特
性を有する。従って、熱電対と正特性サーミスタ装置と
を組み合せ、正特性サーミスタ装置を感熱素子として用
いると共に、熱電対の熱起電力を正特性サーミスタ装置
の動作電源として用いることにより、正特性サーミスタ
装置の有するスイッチ特性を利用することにより、レベ
ル検知回路や、スイッチ回路を必要としない簡単な回路
構成の熱検出装置を実現できる可能性がある。しかしな
がら、このような用途で用いられる正特性サーミスタ装
置は、熱電対の熱起電力が１５〜２０ｍｖのような微小
な値であるため、数十ｍΩ以下という極めて低い常温抵
抗値を持たなければならない。正特性サーミスタ装置の
常温抵抗値Ｒは、固有抵抗値ρ、厚みｔ及び平面積Ｓに
よって定まることが知られている。例えば、よく用いら
れる円板状の正特性サーミスタ装置を想定した場合、正
特性サーミスタ装置の直径をＤとすると、ｔ＝０．０７８５Ｄ² Ｒ／ρ となる。この円板状正特性サーミスタ装置において、Ｄ
＝２０ｍｍ、ρ＝１０Ωーcmとした場合、２０ｍΩの常
温抵抗値を得るには、正特性サーミスタ素体の厚みｔ
は、上記式から０．０６３ｍｍとなる。このような厚み
ｔを持つ正特性サーミスタ装置は、取扱いまたは加工の
ために、手または器具に触れるだけで破損してしまうよ
うな水準であり、実際に得ることが極めて困難である。
このため、正特性サーミスタ装置を熱電対と組み合わせ
た熱検出装置を実現することができなかった。

【０００４】薄型の正特性サーミスタ装置を得る技術と
して実公平１ー２１５２４号公報に開示された技術が知
られている。しかし、この先行技術文献に記載された正
特性サーミスタ装置は、リード線取付けが可能で、か
つ、加工条件に耐え得る程度の厚みを有することが前提
であり、達成できる厚みは１〜０．４ｍｍである。従っ
て、上記式から算出される最小常温抵抗値は１２７．４
ｍΩであった。

【０００５】更に、実公平１ー２１５２４号公報は、電
流制限用の正特性サーミスタ装置を開示しているが、感
熱素子として適した正特性サーミスタ装置を開示してい
ない。特に、正特性サーミスタ素子を接着する補強層及
び接着剤については、感熱素子として使用する場合に考
慮しなければならない熱伝導効率について、充分な考慮
がなされておらず、感熱素子に適した構造を開示するも
のではなかった。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、従来
は到底実現することのできなかった例えば２０ｍΩ以下
という極めて低い常温抵抗値を持つ正特性サーミスタ装
置及びそれを用いた熱検出装置を提供することである。

【０００７】本発明のもう一つの課題は、上述したよう
な極めて低い常温抵抗値を持つ極めて薄い正特性サーミ
スタ素体の破損を確実に防止し得る正特性サーミスタ装
置及びそれを用いた熱検出装置を提供することである。

【０００８】本発明の更にもう一つの課題は、感熱素子
として適した正特性サーミスタ装置及びそれを用いた熱
検出装置を提供することである。

【０００９】本発明の更にもう一つの課題は、正特性サ
ーミスタ素子とそれを支持する支持体との間の接着層の
熱伝導効率を向上させ、感熱素子としての適合性を向上
させた正特性サーミスタ装置及びそれを用いた熱検出装
置を提供することである。

【００１０】本発明の更にもう一つの課題は、熱起電力
素子の発生する微小熱起電力を動作電源として用いた場
合でも、充分な熱検出機能を果し得る正特性サーミスタ
装置及びそれを用いた熱検出装置を提供することであ
る。

【００１１】本発明の更にもう一つの課題は、レベル検
定回路やスイッチ回路を省略し得る回路構成の簡単な熱
検出装置を提供することである。

【００１２】本発明の更にもう一つの課題は、正特性サ
ーミスタ素体の破損を生じることなく、正特性サーミス
タ素体の厚みを０．０１ｍｍ〜０．４ｍｍの範囲まで確
実に研磨し得る正特性サーミスタ装置の製造方法を提供
することである。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ため、本発明に係る正特性サーミスタ装置は、正特性サ
ーミスタ素子と、支持基板支持基板とを含む。前記正特
性サーミスタ素子は、正特性サーミスタ素体と、少なく
とも２つの電極とを含んでおり、前記正特性サーミスタ
素体は厚みが０．４ｍｍ以下の平坦な板材であり、前記
２つの電極は前記正特性サーミスタ素体の厚み方向の両
面にそれぞれ設けられている。前記支持基板は、少なく
とも一つの平坦面を有し、前記平坦面上に外部に連なる
凹部が設けられ、前記電極の一方が前記平坦面上に面接
合されている。

【００１４】好ましくは、前記正特性サーミスタ素体
は、厚みが０．０１ｍｍ以上である。前記凹部は、前記
正特性サーミスタ素体の厚み方向に貫通する孔、また
は、前記正特性サーミスタ素体の前記平坦面上に形成さ
れた溝によって構成できる。

【００１５】次に、本発明に係る熱検出装置は、熱起電
力素子と、感熱素子とを含む。前記熱起電力素子は、前
記感熱素子と共に、検出すべき熱源の付近に配置され
る。前記感熱素子は、上述した本発明に係る正特性サー
ミスタ装置でなり、前記熱起電力素子に生じる熱起電力
を動作電源として利用するように、前記熱起電力素子と
接続されている。

【００１６】更に、本発明に係る正特性サーミスタ装置
の製造方法は、前記支持基板に設けられた平坦面に、一
面に電極を有する正特性サーミスタ素体の前記一面を面
接合させた後、前記正特性サーミスタ素体の他面を研磨
し、その後に前記正特性サーミスタ素体の研磨された面
に他の電極を形成する。

【００１７】

【作用】本発明に係る正特性サーミスタ装置に含まれる
正特性サーミスタ素子は、正特性サーミスタ素体は厚み
が０．４ｍｍ以下の範囲にある平坦な板材である。この
ような厚みの正特性サーミスタ素体は、従来達成するこ
とができなかった厚みであり、それによって、従来は到
底実現することのできなかった例えば２０ｍΩ以下の極
めて低い常温抵抗値を持つ正特性サーミスタ装置を得る
ことができる。このような低い常温抵抗値を持つ正特性
サーミスタ装置は、例えば熱電対の発生する１５〜２０
ｍｖのような微小熱起電力を動作電源とする熱検出装置
において、感熱素子として用いた場合にも、充分な感熱
機能を果すことができる。

【００１８】支持基板は、少なくとも一つの平坦面を有
し、平坦面上に正特性サーミスタ素子の一方の電極が面
接合されている。この構造のために、支持基板が正特性
サーミスタ素子に対する補強部材として機能し、それに
よって正特性サーミスタ素体の破損が防止される。

【００１９】支持基板は、平坦面上に外部に連なる凹部
が設けられているから、支持基板の平坦面上に正特性サ
ーミスタ素子を接合する際に、支持基板と正特性サーミ
スタ素子との間の界面または接合剤中に発生することの
ある空気や揮発成分が、凹部を通して外部に放出され
る。このため、支持基板と正特性サーミスタ素子との間
に空気が介在して熱伝導が悪化したり、接着強度が低下
するような事態を回避することができる。これにより、
感熱素子として適した正特性サーミスタ装置が得られ
る。また、正特性サーミスタ素子とそれを支持する支持
体との間の接着層の熱伝導効率を向上させ、感熱素子と
しての適合性を向上させることができる。

【００２０】次に、本発明に係る熱検出装置は、上述し
た本発明に係る正特性サーミスタ装置でなる感熱素子を
含み、感熱素子は、熱起電力素子に生じる熱起電力を動
作電源として利用するように、熱起電力素子と接続され
ているから、上記正特性サーミスタ装置の有する長所を
全て包含すると共に、正特性サーミスタ装置のスイッチ
特性を利用し、レベル検定回路やスイッチ回路を省略し
得る回路構成の簡単な熱検出装置を実現できる。

【００２１】更に、本発明に係る正特性サーミスタ装置
の製造方法は、支持基板に設けられた平坦面に、一面の
全面に電極を有する正特性サーミスタ素体の一面を面接
合させた後、正特性サーミスタ素体の他面を研磨し、そ
の後に正特性サーミスタ素体の研磨された面に他の電極
を形成するから、極めて薄く加工する必要のある正特性
サーミスタ素体の研磨工程において、正特性サーミスタ
素体の破損を、支持基板によって防止しながら、正特性
サーミスタ素体の厚みを０．０１ｍｍ〜０．４ｍｍの範
囲まで研磨することができる。

【００２２】

【実施例】図１は本発明に係る正特性サーミスタ装置の
平面図、図２は図１に示した正特性サーミスタ装置の断
面図である。本発明に係る正特性サーミスタ装置は、正
特性サーミスタ素子１と、支持基板２とを含んでいる。
正特性サーミスタ素子１は、正特性サーミスタ素体１１
と、少なくとも２つの電極１２、１３とを含んでいる。
正特性サーミスタ素体１１は厚みｔ１が０．４ｍｍ以下
の平坦な板材である。正特性サーミスタ素体１１は、低
い常温抵抗値を得るという目的からは、できるだけ薄い
ほがよいが、現実に要求される常温抵抗値と、薄型化に
伴なって増大する製造の困難性を考慮したとき、厚みの
下限値は０．０１ｍｍ程度である。正特性サーミスタ素
体１１の代表例は、チタン酸バリウムを主成分とする正
特性半導体磁器である。

【００２３】２つの電極１２、１３は正特性サーミスタ
素体１１の厚み方向の両面１１１、１１２にそれぞれ設
けられている。２つの電極１２、１３のうち、電極１２
はそれが設けられている面１１１の全体を覆っていても
よいし、電極周辺にギャップを有していてもよい。他方
の電極１３はそれが設けられている面１１２の端縁と、
電極端縁との間にギャップＧ１が生じるように、面１１
２内に設けられていることが望ましい。

【００２４】支持基板２は、少なくとも一つの平坦面２
１を有し、平坦面２１上に外部に連なる凹部２２が設け
られ、正特性サーミスタ素子１の電極の一方が平坦面２
１上に面接合されている。

【００２５】図３は図１及び図２に図示された支持基板
２の平面図、図４は図３のＡ４ーＡ４線上における断面
図である。図示の凹部２２は、支持基板２の厚み方向に
貫通する孔として設けられている。凹部２２を構成する
孔の数、孔径及び形成位置は、図示に限定されることな
く、種々変化する。一例として、直径が２０ｍｍの支持
基板２を用いた場合、凹部２２を構成する孔は、孔径
０．５〜１．５ｍｍ、個数２０〜４０個で、支持基板２
の平坦面２１上にほぼ均等分布となるように形成するこ
とができる。

【００２６】凹部２２は図１〜図４に図示された実施例
の他、種々の態様を取ることができる。その例を図５〜
図８に示す。図５及び図６に図示された実施例におい
て、凹部２２は、支持基板２の平坦面２１上に形成され
た溝で構成されている。凹部２２を構成する溝は複数本
備えられ、それぞれは、円板状に形成された支持基板２
の中心部から外周方向に放射状に伸びる溝として互いに
ほぼ一定の角度を隔てて、配置されている。

【００２７】次に、図７及び図８に図示された実施例で
は、凹部２２は放射状に配置された複数本の溝と、この
溝に連続する円形状の複数本の溝とを含んでいる。円形
状の溝は互いに間隔を隔てて同軸状に配置されている。

【００２８】上述したように、本発明に係る正特性サー
ミスタ装置に含まれる正特性サーミスタ素子１は、正特
性サーミスタ素体１１の厚みｔ１が０．４ｍｍ以下の平
坦な板材である。このような厚みｔ１の正特性サーミス
タ素体１１は、従来達成することができなかった厚みで
あり、それによって、従来は到底実現することのできな
かった２０ｍΩ以下という極めて低い常温抵抗値を持つ
正特性サーミスタ装置を得ることができる。このような
低い常温抵抗値を持つ正特性サーミスタ装置は、例えば
熱電対の発生する１５〜２０ｍｖのような微小熱起電力
を、直接、動作電源として用いる感熱素子として、充分
な感熱機能を果すことができる。

【００２９】支持基板２は、少なくとも一つの平坦面２
１を有し、平坦面２１上に正特性サーミスタ素子１の一
方の電極１２が面接合されている。この構造のために、
支持基板２が正特性サーミスタ素子１に対する補強部材
として機能する。

【００３０】支持基板２は、平坦面２１上に外部に連な
る凹部２２が設けられているから、支持基板２の平坦面
２１上に正特性サーミスタ素子１を接合する際に、支持
基板２と正特性サーミスタ素子１との間の接触界面また
は接合剤中に発生することのある空気や揮発成分が、凹
部２２を通して外部に放出される。このため、支持基板
２と正特性サーミスタ素子１との間に空気が介在して熱
伝導が悪化したり、接着強度が低下するような事態を回
避することができる。これにより、感熱素子として適し
た正特性サーミスタ装置が得られる。また、正特性サー
ミスタ素子１とそれを支持する支持体との間の接着層の
熱伝導効率を向上させ、感熱素子としての適合性を向上
させることができる。

【００３１】実施例において、正特性サーミスタ素体１
１の厚み方向の両面１１１、１１２にそれぞれ設けられ
ている２つの電極１２、１３のうち、電極１２は、それ
が設けられている面１１１の全体を覆っており、支持基
板２に設けられた平坦面２１に面接合されている。この
構造のために、電極１２が存在するにも係わらず、正特
性サーミスタ素体１１が、支持基板２の平坦面２１との
間に電極１２の厚みｔ２よるギャップを生じることな
く、支持基板２の平坦面２１に密接して接合される。こ
の結果、正特性サーミスタ素体１１の厚みｔ１を、０．
４ｍｍ以下という値に設定しても、正特性サーミスタ素
体１の破損を確実に防止することができるようになる。
しかも、電極１２は、それが設けられている面１１１の
全体を覆っているから、電極１２を外部に容易に引き出
すことができる。

【００３２】更に、実施例において、２つの電極１２、
１３のうちの他方の電極１３は、それが設けられている
面１１２の端縁と、電極端縁との間にギャップＧ１が生
じるように、面内に設けられている。正特性サーミスタ
素体１１が０．４ｍｍ以下の厚みｔ１に設定されている
ために、厚み方向のギャップでは微小なゴミ等の付着で
電極間短絡を生じ易い。これに対して、正特性サーミス
タ素体１１の面１１２の端縁と、電極端縁との間にギャ
ップＧ１を設けると、正特性サーミスタ素体１１が０．
４ｍｍ以下の微小厚みｔ１に設定されているにもかかわ
らず、電極間短絡を防止することができる。また、ギャ
ップＧ１によって電極１２ー１３間の沿面距離を拡大
し、必要な絶縁耐圧を確保することができる。

【００３３】図示の電極１２、１３は、正特性サーミス
タ素体１１に付着されたオーミック電極層１２１、１３
１を含む。オーミック電極層は、Ｎｉ無電解メッキ膜ま
たはＮｉもしくはＮｉーＣｒ等の蒸着膜として形成でき
る。好ましくは、電極１２、１３はオーミック電極層１
２１、１３１の上に、銀を主成分とする電極層１２２、
１３２が積層されている。このような電極構造を有する
ことにより、オーミック電極層１２１、１３１によって
正特性サーミスタ素体１１の有する正の抵抗温度特性を
充分に外部に取出すと共に、オーミック電極層１２１、
１３１の特性劣化を、銀を主成分とする電極層１２２、
１３２によって阻止し、更に、電極１２、１３の表面抵
抗を低下させることができる。

【００３４】支持基板２は、感熱素子として用いる場合
は、熱伝導性の良好な材料で構成する。そのような材料
であれば、電気絶縁材料であってもよいし、導電材料で
あってもよい。支持基板２を構成する熱伝導性の良好な
電気絶縁材料の例としては、高アルミナ磁器または窒化
ケイ素磁器がある。支持基板２を電気絶縁材料で構成し
た場合、少なくとも正特性サーミスタ素子１を接合する
面が金属膜によって覆われていてもよい。これにより、
支持基板２の熱伝導性が一層向上すると共に、支持基板
２上に設けられた金属膜を、電極１２、１３を外部に引
き出すための端子導体として利用できる。このような金
属膜の例は、ニッケルまたは銅等である。支持基板２を
導電性材料で構成する場合、そのような導電性材料の例
としては、銅合金またはステンレス等を挙げることがで
きる。

【００３５】支持基板２に対する正特性サーミスタ素子
１の接合に当っては、熱伝導性の良好な接着剤を用いる
か、または、電極１２を構成する電極層１２２を塗布し
た後、その硬化前に、正特性サーミスタ素子１を支持基
板２１の上の所定位置に位置決めし、電極層１２２の焼
き付け接着力を利用して、正特性サーミスタ素子１を支
持基板２上に面接合することができる。ここで、支持基
板２の平坦面上に正特性サーミスタ素子１を接合する際
に、支持基板２と正特性サーミスタ素子１との間の接触
界面または接合剤中に発生することのある空気や揮発成
分が、凹部２２の空気や揮発成分放出作用により、凹部
２２を通して外部に放出される。このため、支持基板２
と正特性サーミスタ素子１との間に空気が介在して熱伝
導が悪化したり、接着強度が低下するような事態を回避
することができる。これにより、感熱素子として適した
正特性サーミスタ装置が得られる。

【００３６】本発明に係る正特性サーミスタ装置は、種
々の形態をとることができる。その例を図９〜図１２に
例示してある。図９は本発明に係る正特性サーミスタ装
置の別の実施例を示す平面図、図１０は図９のＡ１０ー
Ａ１０線上における断面図である。この実施例では、電
極１２は正特性サーミスタ素体１１の側面を通って、そ
の上面側に導かれている。上面に導かれたリード電極部
１２３と、電極１３との間にはギャップＧ２が設けられ
ている。このような構造であると、電極１２の外部引き
出しが容易になる。凹部２２は支持基板２を厚み方向に
貫通する孔によって構成されているが、図５〜図８に示
したような溝であってもよい。

【００３７】図１１は本発明に係る正特性サーミスタ装
置の他の実施例を示す平面図、図１２は図１１のＡ１２
ーＡ１２線上における断面図である。この実施例では、
支持基板２の中央部に貫通孔１２４を設けてある。電極
１２は貫通孔１２４の内部を通って、正特性サーミスタ
素体１１の上面側に導かれている。上面に導かれたリー
ド電極部１２３と、電極１３との間にはギャップＧ３が
設けられている。このような構造であると、電極１２の
外部引き出しが容易になる。凹部２２は支持基板２を厚
み方向に貫通する孔によって構成されているが、図５〜
図８に示したような溝であってもよい。

【００３８】図１３は本発明に係る熱検出装置の構成を
示す電気回路図である。本発明に係る熱検出装置は、図
１〜図１２に図示された本発明に係る正特性サーミスタ
装置でなる感熱素子３と、熱起電力素子４とを含んでい
る。感熱素子３は、熱起電力素子４に生じる熱起電力を
動作電源として利用するように、熱起電力素子４と直列
に接続されている。このような構成であると、上記正特
性サーミスタ装置の有する長所を全て包含すると共に、
正特性サーミスタ装置のスイッチ特性を利用した感熱素
子３により、レベル検定回路やスイッチ回路を備える必
要のない回路構成の簡単な熱検出装置を実現できる。熱
起電力素子４は、代表的には熱電対である。

【００３９】図１４は本発明に係る熱検出装置を用いた
燃焼装置の構成を示す図、図１５はその電気回路図であ
る。図１４及び図１５において、本発明に係る熱検出装
置を構成する感熱素子３は、鍋等の被加熱物５の底部に
接して配置され、熱起電力素子４はガスコンロ等の燃焼
器６から生じる炎６１の熱を受けて起電力を生じるよう
に配置されている。燃焼器６は、電磁弁等のガス制御弁
８１及びノズル９を通して、ガスが供給され、燃焼動作
をする。ガス制御弁８１は本発明に係る熱検出装置によ
って制御されるものであって、手動操作着火機能を備
え、着火した後は電磁的に吸着され、開通状態を保持す
る。制御回路７は熱検出装置から熱起電力素子４の起電
力に基づく信号が与えられたとき、ガス制御弁８１を開
通させる。着火操作前であって、熱検出装置からの前記
信号がないときは、ガス制御弁８１は遮断状態にある。
図示の制御回路７は、ガス制御弁８１の一部であるソレ
ノイド７０を有し、ガス制御弁８１と一体化されてい
る。

【００４０】図１４及び図１５に示す燃焼装置におい
て、燃焼器６を着火させると、熱起電力素子４が炎６１
により加熱され熱起電力を生じる。被加熱物５の温度は
着火時は常温であるから、感熱素子３の抵抗値は、前述
した２０ｍΩ程度の微小値にある。このため、熱起電力
素子４に発生した熱起電力により、低抵抗の感熱素子３
を通って電流が流れる。この電流に基づき、制御回路７
はガス制御弁８１を開通させる。着火後は、ガス制御弁
８１の開通保持動作により、ガス制御弁８１を通して燃
焼用のガスが燃焼器５に供給され、それによって、燃焼
器５の燃焼動作が維持される。

【００４１】燃焼器５の燃焼動作によって、被加熱物５
が加熱され、それによって被加熱物５の温度が上昇す
る。感熱素子３は被加熱物５の表面に接して設けられて
いるから、被加熱物５の温度が上昇するにつれて、感熱
素子３の温度が上昇し、感熱素子３の抵抗値が高くな
る。感熱素子３は、通常の燃焼動作による温度領域では
抵抗値急変現象を生じず、かつ、熱起電力素子３から供
給される熱起電力によって、ガス制御弁８１の開通を維
持する電流を、制御回路７に供給できるような抵抗温度
特性を有するものとする。これにより、通常の燃焼動作
において、感熱素子３がスイッチ動作を回避することが
できる。

【００４２】被加熱物５が、例えば空焚き状態になる
と、被加熱物５の温度が、通常の燃焼動作時の温度より
も著しく上昇する。このため、感熱素子３の温度が抵抗
値急増領域まで上昇し、感熱素子３に、熱検出装置から
制御回路７に供給される電流を急激に絞り込むスイッチ
動作が生じる。これにより、制御回路７からガス制御弁
８１への開通制御が失われ、ガス制御弁８１が遮断さ
れ、それに伴って、燃焼器６の燃焼動作が停止する。

【００４３】図１６〜図１９は本発明に係る正特性サー
ミスタ装置の製造方法を示している。まず、図１６に示
すように、支持基板２に設けられた平坦面２１に、一面
の全面に電極１２を有する正特性サーミスタ素体１１の
一面１１１を面接合させる。支持基板２は図３〜図８に
示したような構造を持っている。正特性サーミスタ素体
１１を接合した支持基板２は、治具２００の上に固定す
る。

【００４４】次に、図１７に示すように、正特性サーミ
スタ素体１１の他面を、研磨装置３００を用いて研磨す
る。研磨装置３００は例えば、矢印Ｏ１の如く軸回転さ
せると共に、矢印Ｘ１またはＸ２の方向に移動させる。
これにより、図１８に示す如く、正特性サーミスタ素体
１１がΔｔ１だけ研磨され、正特性サーミスタ素体１１
の厚みが必要な厚みｔ１＝０．０１〜０．４ｍｍに設定
される。

【００４５】次に、図１９に示すように、正特性サーミ
スタ素体１１の研磨された面１１２に他の電極１３を、
蒸着またはスパッタ等の手段によって形成する。

【００４６】上記製造方法を経ることにより、正特性サ
ーミスタ素体１１の破損を防止しながら、正特性サーミ
スタ素体１の厚みｔ１がを０．０１〜０．４ｍｍの範囲
となるように確実に研磨することができる。図示は省略
したが、電極１２、１３の形成方法として、無電解メッ
キ法等を用いた場合には、外周に付着した電極膜を削除
する工程が付加される。

【００４７】上記製造方法は、図１及び図２に示した正
特性サーミスタ装置の製造方法に適用されるものである
が、図３〜図６に図示した正特性サーミスタ装置を製造
する場合にも、若干の変更を伴うだけで、同様に適用が
可能であることは、当業者に自明である。

【００４８】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば次の
ような効果を得ることができる。（ａ）従来は到底実現することのできなかった例えば２
０ｍΩ以下という極めて低い常温抵抗値を持つ正特性サ
ーミスタ装置及びそれを用いた熱検出装置を提供するこ
とができる。（ｂ）上述したような極めて低い常温抵抗値を持つ極め
て薄い正特性サーミスタ素体の破損を確実に防止し得る
正特性サーミスタ装置及びそれを用いた熱検出装置を提
供することができる。（ｃ）感熱素子として適した正特性サーミスタ装置及び
それを用いた熱検出装置を提供することができる。（ｄ）正特性サーミスタ素子とそれを支持する支持体と
の間の接着層の熱伝導効率を向上させ、感熱素子として
の適合性を向上させた正特性サーミスタ装置及びそれを
用いた熱検出装置を提供することができる。（ｅ）熱起電力素子の発生する微小熱起電力を動作電源
として用いた場合でも、充分な熱検出機能を果し得る正
特性サーミスタ装置及びそれを用いた熱検出装置を提供
することができる。（ｆ）レベル検定回路やスイッチ回路を省略し得る回路
構成の簡単な熱検出装置を提供することができる。（ｇ）正特性サーミスタ素体の破損を生じることなく、
正特性サーミスタ素体の厚みを０．４ｍｍ以下の値まで
確実に研磨し得る正特性サーミスタ装置の製造方法を提
供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る正特性サーミスタ装置の平面図で
ある。

【図２】図１のＡ２ーＡ２線上における断面図である。

【図３】図１及び図２に図示された正特性サーミスタ装
置に用いられている支持基板の平面図である。

【図４】図３のＡ４ーＡ４線上における断面図である。

【図５】本発明に係る正特性サーミスタ装置に用いられ
る支持基板の平面図である。

【図６】図５のＡ６ーＡ６線上における断面図である。

【図７】本発明に係る正特性サーミスタ装置に用いられ
る支持基板の他の実施例を示す平面図である。

【図８】図７のＡ８ーＡ８線上における断面図である。

【図９】本発明に係る正特性サーミスタ装置の別の実施
例における平面図である。

【図１０】図９のＡ１０ーＡ１０線上における断面図で
ある。

【図１１】本発明に係る正特性サーミスタ装置の更に別
の実施例の平面図である。

【図１２】図１１のＡ１２ーＡ１２線上における断面図
である。

【図１３】本発明に係る熱検出装置の構成を示す図であ
る。

【図１４】本発明に係る熱検出装置を用いた燃焼装置の
構成を示す図である。

【図１５】図１４に示した燃焼装置の電気回路図であ
る。

【図１６】本発明に係る正特性サーミスタ装置の製造方
法を示す図である。

【図１７】図１６の工程に続く本発明に係る正特性サー
ミスタ装置の製造方法を示す図である。

【図１８】図１７の工程に続く本発明に係る正特性サー
ミスタ装置の製造方法を示す図である。

【図１９】図１８の工程に続く本発明に係る正特性サー
ミスタ装置の製造方法を示す図である。

【符号の説明】

１正特性サーミスタ素子１１正特性サーミスタ素体１２、１３電極２支持基板２２凹部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】正特性サーミスタ素子と、支持基板支持
基板とを含む正特性サーミスタ装置であって、前記正特性サーミスタ素子は、正特性サーミスタ素体
と、少なくとも２つの電極とを含んでおり、前記正特性
サーミスタ素体は厚みが０．４ｍｍ以下の平坦な板材で
あり、前記２つの電極は前記正特性サーミスタ素体の厚
み方向の両面にそれぞれ設けられており、前記支持基板は、少なくとも一つの平坦面を有し、前記
平坦面上に外部に連なる凹部が設けられ、前記正特性サ
ーミスタ素子の前記電極の一方が前記平坦面上に面接合
されている正特性サーミスタ装置。
【請求項２】請求項１に記載された正特性サーミスタ
装置であって、前記正特性サーミスタ素体は、厚みが０．０１ｍｍ以上
である正特性サーミスタ装置。
【請求項３】請求項１に記載された正特性サーミスタ
装置であって、前記凹部は、前記支持基板の厚み方向に貫通する孔であ
る正特性サーミスタ装置。
【請求項４】請求項１に記載された正特性サーミスタ
装置であって、前記凹部は、前記支持基板の前記平坦面上に形成された
溝である正特性サーミスタ装置。
【請求項５】請求項１に記載の正特性サーミスタ装置
であって、前記電極は、前記正特性サーミスタ素体に付着されたオ
ーミック電極層を含む正特性サーミスタ装置。
【請求項６】請求項５に記載の正特性サーミスタ装置
であって、前記オーミック電極層は、Ｎｉ無電解メッキ膜またはＮ
ｉもしくはＮｉーＣｒの蒸着膜である正特性サーミスタ
装置。
【請求項７】請求項５に記載の正特性サーミスタ装置
であって、前記電極は、前記オーミック電極層の上に、銀を主成分
とする電極層が積層されている正特性サーミスタ装置。
【請求項８】請求項１に記載の正特性サーミスタ装置
であって、前記支持基板は、熱伝導性の良好な材料でなる正特性サ
ーミスタ装置。
【請求項９】請求項８に記載の正特性サーミスタ装置
であって、前記支持基板は、電気絶縁材料でなる正特性サーミスタ
装置。
【請求項１０】請求項９に記載の正特性サーミスタ装
置であって、前記支持基板は、高アルミナ磁器または窒化ケイ素磁器
でなる正特性サーミスタ装置。
【請求項１１】請求項８に記載の正特性サーミスタ装
置であって、前記支持基板は、導電性を有する正特性サーミスタ装
置。
【請求項１２】請求項１１に記載の正特性サーミスタ
装置であって、前記支持基板は、その全体が導電性材料で構成されてい
る正特性サーミスタ装置。
【請求項１３】請求項１１に記載の正特性サーミスタ
装置であって、前記支持基板は、電気絶縁材料でなり、少なくとも前記
正特性サーミスタ素子を接合する面が導電性を有する膜
によって覆われている正特性サーミスタ装置。
【請求項１４】熱起電力素子と感熱素子とを含む熱検
出装置であって、前記感熱素子は、請求項１乃至１３の何れかに記載され
た正特性サーミスタ装置でなり、前記熱起電力素子に生
じる熱起電力を動作電源として利用するように、前記熱
起電力素子と接続されている熱検出装置。
【請求項１５】請求項１４に記載の熱検出装置であっ
て、前記熱起電力素子は、熱電対でなる熱検出装置。
【請求項１６】正特性サーミスタ素子と、支持基板と
を含む正特性サーミスタ装置の製造方法であって、前記支持基板に設けられた平坦面に、一面に電極を有す
る正特性サーミスタ素体の前記一面を面接合させた後、
前記正特性サーミスタ素体の他面を研磨し、その後に前
記正特性サーミスタ素体の研磨された面に他の電極を形
成する正特性サーミスタ装置の製造方法。