JPS58103102A - 薄膜サ−ミスタ - Google Patents
薄膜サ−ミスタInfo
- Publication number
- JPS58103102A JPS58103102A JP56202731A JP20273181A JPS58103102A JP S58103102 A JPS58103102 A JP S58103102A JP 56202731 A JP56202731 A JP 56202731A JP 20273181 A JP20273181 A JP 20273181A JP S58103102 A JPS58103102 A JP S58103102A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- thin film
- film
- thermistor
- temperature
- film thermistor
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
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- Thermistors And Varistors (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、１１度を検出すべき対象物と機械的に接触し
て温度を検出するサーミスタ、たとえば鍋物調理をする
際鍋底を通して鍋内部の調理物の温° 度を検出するサ
ーミスタに関するものである。
て温度を検出するサーミスタ、たとえば鍋物調理をする
際鍋底を通して鍋内部の調理物の温° 度を検出するサ
ーミスタに関するものである。
２ ．−
従来、この種温度検出は第１図に示す如く鍋底１に熱電
対２を機械的に接触せしめ、前記熱電対２の熱起電力を
検出することによってなされていた。この時熱電対２を
鍋底１に機械的に強固に接触せしめる為に熱電対２は支
持容器３に固定されていた。しかし熱起電力は通常率さ
な値しか得られないという欠点があった。たとえがアル
メル−クロメル熱電対は耐熱性（空気中６００〜１００
０℃）に優れまた安価であるが、〜４ｏμｖ／℃の起電
力しか発生しない。銅−コンスタンタン熱電対、白金−
白金Φロジウム熱電対もその熱起電力は（３０〜ｅｏ）
μＶ／℃Ｌか得られないのみならず、耐熱性が小さい（
銅−コンスタンタン熱電対）。
対２を機械的に接触せしめ、前記熱電対２の熱起電力を
検出することによってなされていた。この時熱電対２を
鍋底１に機械的に強固に接触せしめる為に熱電対２は支
持容器３に固定されていた。しかし熱起電力は通常率さ
な値しか得られないという欠点があった。たとえがアル
メル−クロメル熱電対は耐熱性（空気中６００〜１００
０℃）に優れまた安価であるが、〜４ｏμｖ／℃の起電
力しか発生しない。銅−コンスタンタン熱電対、白金−
白金Φロジウム熱電対もその熱起電力は（３０〜ｅｏ）
μＶ／℃Ｌか得られないのみならず、耐熱性が小さい（
銅−コンスタンタン熱電対）。
高価である（白金−白金ロジウム熱電対）などの欠点が
あった。その他種々の熱電対が存在するが、いずれも上
記の如き欠点を有していた。上記の如く小さな熱起電力
を電気的に検出して、熱源の発熱量を制御する場合電気
的に大きな増巾をしなければならないので価格が高くな
る。複雑な電気回路が必要になるなどの欠点も派生した
。
あった。その他種々の熱電対が存在するが、いずれも上
記の如き欠点を有していた。上記の如く小さな熱起電力
を電気的に検出して、熱源の発熱量を制御する場合電気
的に大きな増巾をしなければならないので価格が高くな
る。複雑な電気回路が必要になるなどの欠点も派生した
。
３ページ
他方上記熱電対に代ってサーミスタを用いて温度検出を
する場合、抵抗値の温度に対する変化率は（１〜７％／
℃）の大きな値を得られる。従って複雑な電気回路を必
要とせず、また低価格になるなどの長所を有する。この
場合サーミスタ素子はできるだけ小さくして、熱容量を
小さくしたものが選ばれる。これは小型化により熱応答
性を速くできるからである。この様な小型のサーミスタ
素子には、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｍｎなどの複合酸化物焼
結体を感温抵抗体に用いたビード型サーミスタ素子、あ
るいは上記複合酸化物、Ｇｏ、！３ｉ、ＳｉＣなどの薄
膜を感温抵抗体に用いた薄膜サーミスタ素子がある。し
かしビート型サーミスタ素子は、通常、球形本しくは回
転楕円体に類似した形状を有するので、支持容器３にこ
のサーミスタ素子を固定しても熱抵抗が大きくなるとい
う欠点があった。
する場合、抵抗値の温度に対する変化率は（１〜７％／
℃）の大きな値を得られる。従って複雑な電気回路を必
要とせず、また低価格になるなどの長所を有する。この
場合サーミスタ素子はできるだけ小さくして、熱容量を
小さくしたものが選ばれる。これは小型化により熱応答
性を速くできるからである。この様な小型のサーミスタ
素子には、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｍｎなどの複合酸化物焼
結体を感温抵抗体に用いたビード型サーミスタ素子、あ
るいは上記複合酸化物、Ｇｏ、！３ｉ、ＳｉＣなどの薄
膜を感温抵抗体に用いた薄膜サーミスタ素子がある。し
かしビート型サーミスタ素子は、通常、球形本しくは回
転楕円体に類似した形状を有するので、支持容器３にこ
のサーミスタ素子を固定しても熱抵抗が大きくなるとい
う欠点があった。
すなわち、サーミスタ素子自身の熱容量は小さくても、
その複雑な形状のために支持容器３との接続部での熱抵
抗を小さくすることが困難であり。
その複雑な形状のために支持容器３との接続部での熱抵
抗を小さくすることが困難であり。
この結果熱応答性が遅くなるという欠点があった。
４／、−ジ
他方、薄膜サーミスタテップは第２図に示す如く支持容
器３とロウ付接続できるので、高速応答性が得られると
いう利点があった。薄膜サーミスタチップは通常、アル
ミナなどの平板状セラミック絶縁基板４の一方の表面に
電極膜５および感温抵抗体膜６を形成して構成され、さ
らに電極膜６にリード線７が接続される。薄膜サーミス
タテップと支持容器３とのロウ付接続はゲタニウムＴｉ
箔もしくはジルコニウムＺｒ箔８を介してロウ材層９に
よりなされる。しかしこの場合電極膜６と感温抵抗体膜
６とは外部雰囲気に対して露出しているので、水滴など
の導電性の汚れに対して特性変化を生じるという欠点が
あった。
器３とロウ付接続できるので、高速応答性が得られると
いう利点があった。薄膜サーミスタチップは通常、アル
ミナなどの平板状セラミック絶縁基板４の一方の表面に
電極膜５および感温抵抗体膜６を形成して構成され、さ
らに電極膜６にリード線７が接続される。薄膜サーミス
タテップと支持容器３とのロウ付接続はゲタニウムＴｉ
箔もしくはジルコニウムＺｒ箔８を介してロウ材層９に
よりなされる。しかしこの場合電極膜６と感温抵抗体膜
６とは外部雰囲気に対して露出しているので、水滴など
の導電性の汚れに対して特性変化を生じるという欠点が
あった。
本発明は電極膜６と感温抵抗体膜６とを含む絶縁基板の
全表面を保護することを目的とする。
全表面を保護することを目的とする。
本発明の要旨は平板状セラミック絶縁基板の一方の表面
に電極膜と感温抵抗膜とを形成して成る薄膜サーミスタ
テップと支持容器とをチタニウムＴｉ箔もしくはジルコ
ニウムＺｒ箔を介してロウ付接続し、前記薄膜サーミス
タチップの電極膜と６ページ 感温抵抗体膜が形成された前記平板状′セラミック絶縁
基板の全表面を、熱膨張係数が（４０〜６０）Ｘ １０
””／Ｃの硝子で被覆したことにある０このように本発
明の高速応答性薄膜サーミスタでは、電極膜と感温抵抗
体膜が形成された平板状セラミック絶縁基板の全表面を
電気的に絶縁性の硝子で被覆しているので、水滴などの
導電性の汚れから薄膜サーミスタテップを保護できる。
に電極膜と感温抵抗膜とを形成して成る薄膜サーミスタ
テップと支持容器とをチタニウムＴｉ箔もしくはジルコ
ニウムＺｒ箔を介してロウ付接続し、前記薄膜サーミス
タチップの電極膜と６ページ 感温抵抗体膜が形成された前記平板状′セラミック絶縁
基板の全表面を、熱膨張係数が（４０〜６０）Ｘ １０
””／Ｃの硝子で被覆したことにある０このように本発
明の高速応答性薄膜サーミスタでは、電極膜と感温抵抗
体膜が形成された平板状セラミック絶縁基板の全表面を
電気的に絶縁性の硝子で被覆しているので、水滴などの
導電性の汚れから薄膜サーミスタテップを保護できる。
このとき硝子の熱膨張係数は（４０〜ｅ ｏ ） ｘ
１ｏ−’／℃の範囲にあることが望ましい。これはこの
範囲内に熱膨張係数を選ぶことによ、シ硝子被覆膜はク
ラック、ピンホールのないち密な膜を形成できるが１．
この範囲外の場合、クラック、ピンホールが生じ易いか
らである。
１ｏ−’／℃の範囲にあることが望ましい。これはこの
範囲内に熱膨張係数を選ぶことによ、シ硝子被覆膜はク
ラック、ピンホールのないち密な膜を形成できるが１．
この範囲外の場合、クラック、ピンホールが生じ易いか
らである。
以下本発明の一実施例について第３図により説明する。
第３図において前述と同番号は同部材を示す。
７ ルミナ基板４ （１，８ｍＷＸ ６．’６ ｍ Ｌ
Ｘ ０．６ｏｍｔ）の一方の表面にＡｕ−１’を厚膜
電極６（１０〜１６μｍｔ）とＳｉＧ感温抵抗体膜６（
２〜３＃ｍｔ）とを６ヘージ 形成し薄膜サーミスタチップを構成した。このサーミス
タテップと支持容器３（材質Ｓ Ｕ ８−４３０゜０．
４ｗｍ ｔ）とをＴｉ箔（６０μｍｔ）８を介してロウ
材層９ （Ａ ｇ ７ Ｃｕ共晶合金）でロウ付接続し
た。
Ｘ ０．６ｏｍｔ）の一方の表面にＡｕ−１’を厚膜
電極６（１０〜１６μｍｔ）とＳｉＧ感温抵抗体膜６（
２〜３＃ｍｔ）とを６ヘージ 形成し薄膜サーミスタチップを構成した。このサーミス
タテップと支持容器３（材質Ｓ Ｕ ８−４３０゜０．
４ｗｍ ｔ）とをＴｉ箔（６０μｍｔ）８を介してロウ
材層９ （Ａ ｇ ７ Ｃｕ共晶合金）でロウ付接続し
た。
次に、ＡＵ−Ｐｔ電極膜６にリード線？（Ｐｔ線。
０．１φ）を溶接接続した。更に、ＺｎＯ−Ｂ２Ｏ３−
８１ｏ２を主成分とする硝子粉末（粒度３６０メツシユ
以下）トエチルセルロース、ジエチレン・グリコール・
モノ拳ノルマル・ブチル・エーテル・アセテートとの混
合流動体を別途作成し、この流動体を前記サーミスタテ
ップの全表面にわたり塗布した。こののち昇温速度約１
６℃／分、最高焼成温度６６゛０℃、最高焼成温度での
保持時間約６分、降温速度約り６℃／分で前記硝子粉末
を焼成した。このようにして形成した硝子被覆膜１ｏは
０．２〜０．６ｍの厚さで、電極膜６と感温抵抗体膜６
の形成された絶縁基板４の全表面にわたり、クラック、
ピンホールが生じなかった。
８１ｏ２を主成分とする硝子粉末（粒度３６０メツシユ
以下）トエチルセルロース、ジエチレン・グリコール・
モノ拳ノルマル・ブチル・エーテル・アセテートとの混
合流動体を別途作成し、この流動体を前記サーミスタテ
ップの全表面にわたり塗布した。こののち昇温速度約１
６℃／分、最高焼成温度６６゛０℃、最高焼成温度での
保持時間約６分、降温速度約り６℃／分で前記硝子粉末
を焼成した。このようにして形成した硝子被覆膜１ｏは
０．２〜０．６ｍの厚さで、電極膜６と感温抵抗体膜６
の形成された絶縁基板４の全表面にわたり、クラック、
ピンホールが生じなかった。
このサーミスタは空気中３６０℃、１０００時間経過後
、また室温１，１６分−空気中３５０’Ｃ，１５７ペー
ソ 分のヒートサイクルを３０００サイクル印加後、沸とう
水中に８時間放置後、抵抗値変化率は±３％以下であり
、これ等試験後にもクラックは発生しなかった。また、
高湿度雰囲気中など結′露し易い状況下でも、抵抗値は
変化しなかった。
、また室温１，１６分−空気中３５０’Ｃ，１５７ペー
ソ 分のヒートサイクルを３０００サイクル印加後、沸とう
水中に８時間放置後、抵抗値変化率は±３％以下であり
、これ等試験後にもクラックは発生しなかった。また、
高湿度雰囲気中など結′露し易い状況下でも、抵抗値は
変化しなかった。
なお、本実施例では硝子材料としてＺｎ０−Ｂ Ｏ８１
０２を主成分とするものを用いたが、 ３ これは感温抵抗体膜６がＳｉＣ膜の場合、ＳｉＣ膜の空
気中での短時間耐熱性が６００〜７５０℃であり、他方
前記Ｚｎ０−Ｂ ０−８ｉｎ２系硝子材料の ３ 焼成温度が６５０〜７４０℃であるので、両者の熱的特
性が一致する点で優れているからである。
０２を主成分とするものを用いたが、 ３ これは感温抵抗体膜６がＳｉＣ膜の場合、ＳｉＣ膜の空
気中での短時間耐熱性が６００〜７５０℃であり、他方
前記Ｚｎ０−Ｂ ０−８ｉｎ２系硝子材料の ３ 焼成温度が６５０〜７４０℃であるので、両者の熱的特
性が一致する点で優れているからである。
従って感温抵抗体膜６の耐熱性によって、他の硝子材料
、＊とえばＰｂｏ−ｇ２ｏ３−ｓｔｏ２系。
、＊とえばＰｂｏ−ｇ２ｏ３−ｓｔｏ２系。
Ａｔ２０３−８ｉＯ２系であっても良いことは轟然であ
る。
る。
以上の説明から明らかなように本発明の薄膜サーミスタ
によれば次の効果が得られる。
によれば次の効果が得られる。
１ 電極膜と感温抵抗体膜が形成された平板状セラミッ
ク絶縁基板の全表面にわたり硝子被覆膜が形成されるの
で、水滴などの導電性の汚れから薄膜サーミスタテップ
を保護できる０２ 硝子材料の塗布は前述のように硝子
材料と有機バインダーとの混合流動体を用いてなされる
が、このときその塗布量は混合流動体の粘度を一定に制
御することにより、はぼ一定量に維持できるので、硝子
被覆膜はほぼ均一に形成される。この結果、本薄膜サー
ミスタの熱容量もほぼ均一になるので、熱応答性の均一
化が図れる０ ３ 硝子被覆膜は電極膜とリード線との接続部にも形成
されるので、リード線の機械的強度を向上することがで
きる。
ク絶縁基板の全表面にわたり硝子被覆膜が形成されるの
で、水滴などの導電性の汚れから薄膜サーミスタテップ
を保護できる０２ 硝子材料の塗布は前述のように硝子
材料と有機バインダーとの混合流動体を用いてなされる
が、このときその塗布量は混合流動体の粘度を一定に制
御することにより、はぼ一定量に維持できるので、硝子
被覆膜はほぼ均一に形成される。この結果、本薄膜サー
ミスタの熱容量もほぼ均一になるので、熱応答性の均一
化が図れる０ ３ 硝子被覆膜は電極膜とリード線との接続部にも形成
されるので、リード線の機械的強度を向上することがで
きる。
第１図は熱電対を用いた場合の温度検出構成を示す断面
図、第２図は従来の高速応答性薄膜サーミスタの構成を
示す断面図、第３図は本発明の高速応答性薄膜サーミス
タの構成を示す断面図である。 ３・・・・・・支持容器、４・・・・・平板状セラミッ
ク９ページ 絶縁基板、６−・・・・・電極膜、６・・・・・・感温
抵抗体膜、７・−・・・・リード線、８・、・−・・・
Ｔｉ箔もしくはＺｒ箔、９・・・・・・ロウ材層、１０
・・・・・・硝子被覆膜Ｏ 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第１
図
図、第２図は従来の高速応答性薄膜サーミスタの構成を
示す断面図、第３図は本発明の高速応答性薄膜サーミス
タの構成を示す断面図である。 ３・・・・・・支持容器、４・・・・・平板状セラミッ
ク９ページ 絶縁基板、６−・・・・・電極膜、６・・・・・・感温
抵抗体膜、７・−・・・・リード線、８・、・−・・・
Ｔｉ箔もしくはＺｒ箔、９・・・・・・ロウ材層、１０
・・・・・・硝子被覆膜Ｏ 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第１
図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 平板状セラミック絶縁基板の一方の表面に電極膜と
感温抵抗体膜とを形成して成る薄膜サーミスタテップと
支持容器とをチタニウム箔もしくはジルコニウム箔を介
してロウ付接続し、前記薄膜サーミスタテップの電極膜
と感温抵抗体膜が形成された前記平板状セラミック絶縁
基板の全表面を、熱膨張係数が（４０〜６０ ） Ｘ
１０−’、々 の硝子で被覆した薄膜サーミスタ。 ２ 硝子被覆が酸化アニン、酸化硼素、酸化ケイ素を特
徴とする特許請求の範囲第１項記載の薄膜サーミスタ。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56202731A JPS58103102A (ja) | 1981-12-15 | 1981-12-15 | 薄膜サ−ミスタ |
| US06/363,498 US4424507A (en) | 1981-04-10 | 1982-03-30 | Thin film thermistor |
| EP82301808A EP0063445B1 (en) | 1981-04-10 | 1982-04-06 | A thin film thermistor |
| DE8282301808T DE3268363D1 (en) | 1981-04-10 | 1982-04-06 | A thin film thermistor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56202731A JPS58103102A (ja) | 1981-12-15 | 1981-12-15 | 薄膜サ−ミスタ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58103102A true JPS58103102A (ja) | 1983-06-20 |
| JPS622685B2 JPS622685B2 (ja) | 1987-01-21 |
Family
ID=16462222
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56202731A Granted JPS58103102A (ja) | 1981-04-10 | 1981-12-15 | 薄膜サ−ミスタ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58103102A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62287601A (ja) * | 1986-06-06 | 1987-12-14 | 松下電器産業株式会社 | 薄膜サ−ミスタ |
-
1981
- 1981-12-15 JP JP56202731A patent/JPS58103102A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62287601A (ja) * | 1986-06-06 | 1987-12-14 | 松下電器産業株式会社 | 薄膜サ−ミスタ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS622685B2 (ja) | 1987-01-21 |
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