JPS5932041B2 - 薄膜サ−ミスタ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は薄膜サーミスタ、特に対象物との機械的な接触
を通して熱を感じる様構成された測温体のサーミスタに
関するものである。

この種測温体は、たとえば調理容器の外壁、あるいは石
油燃焼機器の気化器の外壁と接触して、調理容器内部の
調理物の温度あるいは気化器内での石油気化温度を検出
することに用いられる。

この種測温体は通常第１図に示す如き構造、使われ方を
している。すなわち測温体１は、たとえば調理容器の外
壁１０と接触する。通常測温体１は保護管２、サーミス
タ・チップ３および保護管２とサーミスタ・チップ３と
の接着層４から成り、更にサーミスタ・チップ３は通常
平板状絶縁性基板５の一方の表面に電極膜６、感温抵抗
体膜Ｔを形成して構成される。実際には更に電極膜６に
リード線８を接続し、リード線８を通して感温抵抗体Ｔ
の抵抗値、すなわち温度、を検出する。この種サーミス
タ・チップ３は、前述の如く平板状絶縁基板５、たとえ
ばアルミナ、ベリリア、ムライトなどのセラミックある
いは硼硅酸系硝子、の一方の表面に電極膜６、たとえば
Ａｇ−Ｐｄ、Ａｕ−Ｐｔ、Ａｕ−Ｐｄ、Ａｕ、Ａｇ、Ｐ
ｔなどの厚膜電極、あるいはＣｒ−Ａｕ３Ｃｒ−Ｃｕ３
Ｃｒ−Ｐｔなどの積層薄膜電極、感温抵抗体膜Ｔ、たと
えばＧｅ、Ｓｉ、ＳｉＣ、あるいはＦｅ−Ｃｒ−Ｃｏ−
Ｍｎなどの複合酸化物から成る厚膜、薄膜抵抗体、を形
成して構成される。しかしこの場合サーミスタチップ３
を保護管２、たとえばステンレス管、に接着する時以下
に示す如き欠点があつた。すなわち接着層４に有機物系
接着剤、たとえばエポキシ樹脂系、シアノ・アクリレー
ト系接着剤、を用いた場合、容易に安定した接着性を得
ることができるが、耐熱性が６０〜１５０℃程度しかな
いという欠点があつた。この種測温体を調理器、燃焼器
に用いた場合、通常３００〜６００℃の耐熱性が要求さ
れる。

他方接着層４に無機質系接着剤、たとえばリン酸アルミ
ナ系、低融点硝子系、を用いた場合、耐熱性の高い接着
性を得られるが、熱的あるいは機械的衝撃に弱い、安定
した接着性が得られないという・ 欠点があつた。また
電極膜６、前述の如き厚膜、薄膜電極、にリード線８を
接続する場合、電子部品の接続に一般的に用いられる半
田付法は比較的太いリード線、たとえば０．２〜０．８
ｗｍ０の銅，ニツケル線を直接電極膜６に接続できる利
点があるが、耐熱性が１００〜２００℃程度しかなぃと
いう欠点があつた。

他方溶接法は、耐熱性の高い接続を得られるが、電極膜
６の厚さが精々１５〜２０μｍであるので熱容量の小さ
な細線、たとえば０．０２〜０．２ｍ０の金線、白金線
、アルミニウム線、を電極膜６に溶接していた。しかし
この場合溶接面積が必然的に小さくなる結果溶接強度も
通常数７〜数１０７程度と小さい欠点があつた。この欠
点を補う為に溶接部を電気絶縁性セメント、たとえばリ
ン酸アルミナ系，低融点硝子系，で被覆する構造がしば
しば用いられる。しかしこの場合構造が複雑になる、あ
るいはコストが高くなるなどの欠点が派生した。更に前
記細線はその機械的強度が小さい、価格が高い、取扱い
が困難などの理由により実用上リード線８として使用で
きない。この為通常実用上問題のない太いリード線を別
個に準備し、前記細線と太いリード線とを相互に溶接し
て使用しなければならない。

この結果構造が複雑になるあるいはコストが高くなるな
どの欠点が派生していた。

本発明はこれ等従来の欠点を解消した薄膜サーミスタ・
チツプを提供するもので、その要旨は第 二２図に示す
如く、平板状絶縁基板５の一方の表面に電極膜６、感温
抵抗体膜７を形成して成る薄膜サーミスタ・チツプ３に
おいて、少なくとも電極膜６にモリブデンもしくはタン
グステン・メタライズ膜を用い、且つ前記平板状絶縁基
板５の他の こ表面に前記メタライズ被覆膜９を全面に
形成することにある。

以下、本発明の一実施例を説明する。

本発明の薄膜サーミスタ・チツプ３は前述の如くモリブ
デンもしくはタングステン・メタライズ５被覆膜９が平
板状絶縁基板５の他の表面に全面に形成されているので
、第２図に示す如く保護管２、たとえばステンレス管に
本薄膜サーミスタ・チツプ３をロウ材接着層４で接着す
ることができる。

前記メタライズ被覆膜９および保護管２、たとえ ４ば
ステンレス管、ともロウ材は滑らかに流動し、安定な接
着性が得られるのみならず、その耐熱性もロウ材を適切
に選択することにより３００〜６００℃程度を実現する
ことができる。ステンレス保護管２に本薄膜サーミスタ
・チツプ３を銀ロウ材（液相線温度〜７００℃）でロウ
付接着したところ、銀ロウ材は滑らかに流動し、引張強
度１０〜５０Ｋｆ／Ｃｄが得られた。

前記メタライズ被覆膜９の面積は通常１０〜５０ｍｄで
あるので、実際の引張強度は１〜２５Ｋｆ程度であり、
充分な実用性を有している。また液相線程度〜７８０℃
の銀ロウ材，〜９３０℃のニツケル系ロウ材、あるいは
〜１０１０℃の金ロウ材でステンレス保護管２と本サー
ミスタ・チツプ３とをロウ付接着したところ前述と同様
の引張強度が得られた。

このようにステンレス保護管２に本薄膜サーミスタ・チ
ツプ３をロウ付接続したものを、空気中３００〜６００
℃で連続１００〜１０００時間放置試験、あるいは空気
中３００〜６００℃，１５分放置後室温，１５分放置す
ることを１サイクルとして１００〜１０００サイクルの
熱サイクル試験をしてもその引張強度は殆んど低下しな
かつた。以上の如く本薄膜サーミスタ・チツプ３は、保
護管２とロウ付することができるので、容易に安定な接
着性を得られるのみならずロウ材の適切な選択により３
００〜６００℃の耐熱性を得ることができ、従つて従来
の欠点を解消できる。

また本薄膜サーミスタ・チツプ３は電極膜６にも前記メ
タライズ膜を用いているので、前記メタライズ電極膜６
に太いリード線８を直接ロウ付することができる。

従つて前述の保護管２と本薄膜サーミスタ・チツプ３と
のロウ付接着と同様、容易に安定な接着性を得られるの
みならずロウ材の適切な選択により３００〜６００℃の
耐熱性を得ることができる。

このように本薄膜サーミスタ・チツプ３は簡単な構造で
高耐熱性リード線取出しを実現でき、従来の欠点を解消
することができる。本薄膜サーミスタ・チツプ３は感温
抵抗体膜７にＳｉＣ膜を用いた場合、特にその有用性が
大きい。

すなわちＳｉＣ感温抵抗体膜７は広い使用温度範囲（３
０〜４００℃）を有し、他方で高耐熱性（空気中３００
〜６００℃）を有している。従つて前述の如く容易に安
定な接着性を得られるのみならず他方で３００〜６００
℃の耐熱接着性の得られる本薄膜サーミスタ・チツプ３
にＳｉＣ感温抵抗体膜Ｔを用いた場合、ＳｉＣ感温抵抗
体膜７の特性を最大限に引き出すことができる。なおＳ
ｉＣ感温抵抗体膜７に高耐熱性を付与する為に通常空気
中で５００〜８００℃で１〜１００ｈｒｓアニール処理
をする必要がある。

これはＳｉＣ感温抵抗体膜７の初期的特性変化、主とし
て抵抗値変化、をアニール処理により充分進行せしめ、
その後の熱的抵抗値変化を安定化せしめることを目的と
している。このような空気中アニール処理により前記メ
タライズ電極膜６あるいは被覆膜９は酸化され、ロウ付
できなくなる。

しかしこの場合前記メタライズ電極膜６あるいは被覆膜
９上に酸化防止膜、たとえばＡｇ−Ｐｄ，Ａｕ−Ｐｉな
どの厚膜電極膜、を形成することにより、前記酸化を防
止することができる。また前述の如きロウ付をする際に
も前記メタライズ電極膜６あるいは被覆膜９は酸化され
る。この場合にはロウ付時の雰囲気を真空もしくは不活
性ガス雰囲気にすることにより酸化を防ぐことができる
。また前記メタライズ被覆膜９は平板状絶縁基板５の他
の表面に全面に形成するとして説明してきたが、たとえ
ば第３図に示す如く平板状絶縁基板５の他の表面の周辺
部のみに前記メタライズ被覆膜９を形成し、他方で保護
管２の部に小穴を設け、その小穴の形状を前記メタライ
ズ被覆膜９のパターンに重なり合う如く成形せしめ、両
者をロウ付するように構成しても良いことはもちろんで
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の薄膜サーミスタの断面図、第２図は本発
明の一実施例における薄膜サーミスタの断面図、第３図
は同他の実施例における薄膜サーミスタの断面図である
。 ３・・・・・・サーミスタ・チツプ、５・・・・・・平
板状絶縁基板、６・・・・・・電極膜、７・・・・・・
感温抵抗体膜、８・・・・・・リード線、９・・・・・
・メタライズ被覆膜。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 平板状絶縁基板の一方の表面に電極膜、感温抵抗体
   を形成して成る薄膜サーミスタチップにおいて、少なく
   とも電極膜にモリブデンもしくはタングステンメタライ
   ズ電極膜を用い、かつ前記平板状絶縁基板の他の表面に
   前記メタライズ被覆膜を全面に形成したことを特徴とす
   る薄膜サーミスタ。 ２ 少なくとも感温抵抗体膜にＳｉＣ膜を用いたことを
   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
   。