JPS6037886B2 - 抵抗温度計用の感温体の製法 - Google Patents
抵抗温度計用の感温体の製法Info
- Publication number
- JPS6037886B2 JPS6037886B2 JP51156117A JP15611776A JPS6037886B2 JP S6037886 B2 JPS6037886 B2 JP S6037886B2 JP 51156117 A JP51156117 A JP 51156117A JP 15611776 A JP15611776 A JP 15611776A JP S6037886 B2 JPS6037886 B2 JP S6037886B2
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- JP
- Japan
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- platinum
- sputtering
- layer
- thin
- temperature sensor
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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01K7/00—Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements
- G01K7/16—Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements using resistive elements
- G01K7/18—Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements using resistive elements the element being a linear resistance, e.g. platinum resistance thermometer
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01C—RESISTORS
- H01C17/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing resistors
- H01C17/06—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing resistors adapted for coating resistive material on a base
- H01C17/075—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing resistors adapted for coating resistive material on a base by thin-film techniques
- H01C17/12—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing resistors adapted for coating resistive material on a base by thin-film techniques by sputtering
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- Apparatuses And Processes For Manufacturing Resistors (AREA)
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- Physical Vapour Deposition (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、支持体としての絶縁体と、抵抗体材料として
の、有利には蛇行形の薄い白金層とから成る、抵抗温度
計用の感温体をスパッタリングにより製造する方法に関
する。
の、有利には蛇行形の薄い白金層とから成る、抵抗温度
計用の感温体をスパッタリングにより製造する方法に関
する。
抵抗温度計用の通常の場合には、規定された抵抗値及び
電気抵抗の高い温度係数（ＴＫ）を有する金属、例えば
ニッケル又は白金から成る細い線材又は帯状が非導電性
支持体上に施されるか又はその内部に埋込まれている。
電気抵抗の高い温度係数（ＴＫ）を有する金属、例えば
ニッケル又は白金から成る細い線材又は帯状が非導電性
支持体上に施されるか又はその内部に埋込まれている。
この種の感温体には精度及び高温での安定性に関して高
い要求が課せられるので、抵抗体材料としては一般に白
金が使用される。この白金感温体の０℃（Ｒｏ）での抵
抗値及び０〜１００ｑｏ（ＴＫ）の電気抵抗の温度係数
は全ての主要な工業国において規格化されている。例え
ば西ドイツではＤＩＮ４３７６０によって規格化されて
いる。
い要求が課せられるので、抵抗体材料としては一般に白
金が使用される。この白金感温体の０℃（Ｒｏ）での抵
抗値及び０〜１００ｑｏ（ＴＫ）の電気抵抗の温度係数
は全ての主要な工業国において規格化されている。例え
ば西ドイツではＤＩＮ４３７６０によって規格化されて
いる。
この規格では、下記値が設定される：Ｒｏ＝（１００土
０．１）オーム及びＴＫ＝（３．８５±０．０１２）×
１０‐３／℃。他の国の相応する規格では、同様の値が
包含される。これらの規格は今日の通常の感温体によっ
て満足されるが、白金線で構成された抵抗温度計の使用
には実際には限界がある、それというのもこれらは特殊
な場合に種々の欠点を呈するからである。例えばこの種
の感温体は比較的長い感応時間を有しかつ一定の大きさ
より小さくは製造不可能である、それというのもＲｏ値
を保持するには一定の線長が必要であるからである。従
って、かつては屡々できるだけ細い白金線を使用する試
みがなされたが、このような細い線村では加工性及び感
温体の製造コストに関する技術的難点に突き当った。
０．１）オーム及びＴＫ＝（３．８５±０．０１２）×
１０‐３／℃。他の国の相応する規格では、同様の値が
包含される。これらの規格は今日の通常の感温体によっ
て満足されるが、白金線で構成された抵抗温度計の使用
には実際には限界がある、それというのもこれらは特殊
な場合に種々の欠点を呈するからである。例えばこの種
の感温体は比較的長い感応時間を有しかつ一定の大きさ
より小さくは製造不可能である、それというのもＲｏ値
を保持するには一定の線長が必要であるからである。従
って、かつては屡々できるだけ細い白金線を使用する試
みがなされたが、このような細い線村では加工性及び感
温体の製造コストに関する技術的難点に突き当った。
従って、非導電性支持体に薄い白金層が施された感温体
を抵抗温度計用に使用することも既に提案された。例え
ば西ドイツ国特許第８２８９３ぴ号明細書から、非導電
性支持体、例えばガラス又はセラミック上に薄い白金層
を高真空蒸着又はカソードスパッタリング法により施す
ことが公知であり、この場合には該層は支持体の全表面
又は極〈部分的領域をおおうことができる。更に、西ド
イツ国特許出願公開第２３２７６６２号明細書から、セ
ラミック支持体上に白金から成る薄膜が埋込まれた高酸
化アルミニウム含有ガラスを施すことが公知である。こ
れらの白金から成る薄膜被覆を有する全ての公知の感温
体は、西ドイツ工業規格及び他国の規格によって規定さ
れた温度係数３．８５×１０‐３／℃を達成しないとい
う欠点を有する。
を抵抗温度計用に使用することも既に提案された。例え
ば西ドイツ国特許第８２８９３ぴ号明細書から、非導電
性支持体、例えばガラス又はセラミック上に薄い白金層
を高真空蒸着又はカソードスパッタリング法により施す
ことが公知であり、この場合には該層は支持体の全表面
又は極〈部分的領域をおおうことができる。更に、西ド
イツ国特許出願公開第２３２７６６２号明細書から、セ
ラミック支持体上に白金から成る薄膜が埋込まれた高酸
化アルミニウム含有ガラスを施すことが公知である。こ
れらの白金から成る薄膜被覆を有する全ての公知の感温
体は、西ドイツ工業規格及び他国の規格によって規定さ
れた温度係数３．８５×１０‐３／℃を達成しないとい
う欠点を有する。
従って、この種の感温体は実地にはほとんど使用されな
かった。従って、支持体としての絶縁体と、抵抗体材料
としての薄い白金層とから成る感温体を使用することを
提案された。この場合には、白金層のための支持体とし
て、０〜１０００ｑ○で白金よりも大きな温度膨張係数
を有する材料が使用されねばならない、しかしながら、
この種の感温体は、支持体選択において材料上の制限が
あるという特定の欠点を有する。従って、本発明の課題
は、感応時間が短く、また特別な費用を必要とせず、小
さな寸法で製造可能でありかつ特に少なくとも３．８５
×ｒ３ノ℃の０〜１００００のＴＫを有し、しかも支持
体材料の選択には大きな制限としない抵抗温度計用の感
温体を提供することであった。
かった。従って、支持体としての絶縁体と、抵抗体材料
としての薄い白金層とから成る感温体を使用することを
提案された。この場合には、白金層のための支持体とし
て、０〜１０００ｑ○で白金よりも大きな温度膨張係数
を有する材料が使用されねばならない、しかしながら、
この種の感温体は、支持体選択において材料上の制限が
あるという特定の欠点を有する。従って、本発明の課題
は、感応時間が短く、また特別な費用を必要とせず、小
さな寸法で製造可能でありかつ特に少なくとも３．８５
×ｒ３ノ℃の０〜１００００のＴＫを有し、しかも支持
体材料の選択には大きな制限としない抵抗温度計用の感
温体を提供することであった。
この課題は本発明により、支持体としての絶縁体に抵抗
体材料としての薄い白金層をスパッタリングにより施す
方法において、白金層をクリプトンと酸素又はキセノン
と酸素の混合物中でスパッタリングにより施すことによ
り解決される。
体材料としての薄い白金層をスパッタリングにより施す
方法において、白金層をクリプトンと酸素又はキセノン
と酸素の混合物中でスパッタリングにより施すことによ
り解決される。
白金属を酸化性雰囲気内で７００ｑｏを上回る温度で後
熱処理するのが特に有利である。更に、スパッタリング
工程で基体に反対電圧をかけるのが有利である。十分に
高い抵抗値を得るには、白金層は蛇行状の導体路を有す
るべきである。
熱処理するのが特に有利である。更に、スパッタリング
工程で基体に反対電圧をかけるのが有利である。十分に
高い抵抗値を得るには、白金層は蛇行状の導体路を有す
るべきである。
このことは、十分に薄い白金層においてマイクロエレク
トロニックから公知のフオトーェッチング法で達成され
る。白金皮膜に感光性塗料を被覆しかつこれに部分的マ
スキング、露光及び現像によって所望の構造を生ぜしめ
る。その際に、イオンエッチング又は他の方法によって
、白金層に所望の導体路を製造することができる。アル
ゴン内でスパッタした金属層は、温度係数に対して層表
面での電子の拡散の寄与が問題にならないくらに小さく
とも、相応する緊密な金属の電気抵抗の温度係数に達し
ないことは公知である。
トロニックから公知のフオトーェッチング法で達成され
る。白金皮膜に感光性塗料を被覆しかつこれに部分的マ
スキング、露光及び現像によって所望の構造を生ぜしめ
る。その際に、イオンエッチング又は他の方法によって
、白金層に所望の導体路を製造することができる。アル
ゴン内でスパッタした金属層は、温度係数に対して層表
面での電子の拡散の寄与が問題にならないくらに小さく
とも、相応する緊密な金属の電気抵抗の温度係数に達し
ないことは公知である。
更に、アルゴン又はアルゴン／酸素混合物内でセラミッ
ク基体に白金層をスパッタリングによって施す場合には
、セラミック基体に対する、工業的思用に耐える付着は
行われない。従って、キセノンノ酸素混合物又はクリプ
トン／酸素混合物内でスパッタリングによって施された
白金層では、規格によって要求される温度係数３．８５
×１０‐３／℃が再現可能に達成されかつベースに対す
る十分な付着が行われることは驚異的であった。
ク基体に白金層をスパッタリングによって施す場合には
、セラミック基体に対する、工業的思用に耐える付着は
行われない。従って、キセノンノ酸素混合物又はクリプ
トン／酸素混合物内でスパッタリングによって施された
白金層では、規格によって要求される温度係数３．８５
×１０‐３／℃が再現可能に達成されかつベースに対す
る十分な付着が行われることは驚異的であった。
この層はスパッタリング後に７００〜１２００℃、有利
には１０００ｑｏで後熱処理するのが有利である。熱処
理後、レーザ光線を用いて又はマイクロエレクトロニッ
クから公知のフオトーェッチング法により白金層に蛇行
状の導体路を設けかつ抵抗値をレーザ光で目標値に補正
する。
には１０００ｑｏで後熱処理するのが有利である。熱処
理後、レーザ光線を用いて又はマイクロエレクトロニッ
クから公知のフオトーェッチング法により白金層に蛇行
状の導体路を設けかつ抵抗値をレーザ光で目標値に補正
する。
本発明により製造された感温体は、初めて板片として存
在する、引続きこれを導線を取付け、絶縁層で保護して
平板な感温体として使用するか又はセラミック管片内に
接合するか又は封入してもよい。
在する、引続きこれを導線を取付け、絶縁層で保護して
平板な感温体として使用するか又はセラミック管片内に
接合するか又は封入してもよい。
このようにして、白金感温体を従来達成不可能であった
小さな寸法及び低コストで製造することができる。次に
、実施例につき本発明を詳細に説明する。
小さな寸法及び低コストで製造することができる。次に
、実施例につき本発明を詳細に説明する。
実施例市販のＨＦ−スパッタ装置で、作業圧６ｘｌｏ‐
３肋Ｈｇで酸素２０％を有するキセノン／酸素混合物内
において酸化アルミニウム−薄層基体（寸法１０仇肌×
１０仇吻×０．６肋）上に厚さ１．６ムｍの白金層をス
パッタリングにより施す。
３肋Ｈｇで酸素２０％を有するキセノン／酸素混合物内
において酸化アルミニウム−薄層基体（寸法１０仇肌×
１０仇吻×０．６肋）上に厚さ１．６ムｍの白金層をス
パッタリングにより施す。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 支持体としての絶縁体と、抵抗体材料としての薄い
白金層とから成る抵抗温度計用の感温体をスパツタリン
グにより製造する方法において、白金層をクリプトン／
酸素又はキセノン／酸素混合物内でスパツタリングによ
り施すことを特徴とする、抵抗温度計用の感温体の製法
。 ２ 薄層で酸化性雰囲気内で７００〜１２００℃の温度
で後熱処理する、特許請求の範囲第１項記載の方法。 ３ スパツタリング工法で基体に反対電圧をかける、特
許請求の範囲第１項又は第２項記載の方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE2558752A DE2558752C3 (de) | 1975-12-24 | 1975-12-24 | Verfahren zur Herstellung eines Schichrwiderstandes als Meßwiderstand für Widerstandsthermometer |
| DE2558752.4 | 1975-12-24 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5282374A JPS5282374A (en) | 1977-07-09 |
| JPS6037886B2 true JPS6037886B2 (ja) | 1985-08-29 |
Family
ID=5965682
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP51156117A Expired JPS6037886B2 (ja) | 1975-12-24 | 1976-12-24 | 抵抗温度計用の感温体の製法 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4072593A (ja) |
| JP (1) | JPS6037886B2 (ja) |
| DE (1) | DE2558752C3 (ja) |
| FR (1) | FR2336775A1 (ja) |
| GB (1) | GB1538948A (ja) |
| IT (1) | IT1072208B (ja) |
Families Citing this family (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4129848A (en) * | 1975-09-03 | 1978-12-12 | Raytheon Company | Platinum film resistor device |
| US4375056A (en) * | 1980-02-29 | 1983-02-22 | Leeds & Northrup Company | Thin film resistance thermometer device with a predetermined temperature coefficent of resistance and its method of manufacture |
| GB2096645B (en) * | 1981-03-24 | 1984-10-31 | Rosemount Eng Co Ltd | A method of producing a resistance element for a resistance thermometer |
| DE3146020C2 (de) * | 1981-11-20 | 1985-11-07 | Danfoss A/S, Nordborg | Temperaturabhängiger Widerstand, insbesondere für Widerstandsthermometer |
| IN165267B (ja) * | 1984-07-31 | 1989-09-09 | Rosemount Inc | |
| US5089293A (en) * | 1984-07-31 | 1992-02-18 | Rosemount Inc. | Method for forming a platinum resistance thermometer |
| CA1250155A (en) * | 1984-07-31 | 1989-02-21 | James A. Ruf | Platinum resistance thermometer |
| JPS6140513A (ja) * | 1984-08-01 | 1986-02-26 | Hitachi Ltd | 薄膜抵抗式空気流量検出装置及び薄膜抵抗式計測素子 |
| DE3630393C2 (de) * | 1985-09-10 | 1994-06-23 | Sharp Kk | Widerstandsthermometer |
| US4791398A (en) * | 1986-02-13 | 1988-12-13 | Rosemount Inc. | Thin film platinum resistance thermometer with high temperature diffusion barrier |
| DE3906405A1 (de) * | 1989-03-01 | 1990-09-06 | Leybold Ag | Verfahren zur herstellung eines schichtwiderstands |
| US5087297A (en) * | 1991-01-17 | 1992-02-11 | Johnson Matthey Inc. | Aluminum target for magnetron sputtering and method of making same |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3645783A (en) * | 1970-06-03 | 1972-02-29 | Infrared Ind Inc | Thin film planar resistor |
| US3833410A (en) * | 1971-12-30 | 1974-09-03 | Trw Inc | High stability thin film alloy resistors |
| US3845443A (en) * | 1972-06-14 | 1974-10-29 | Bailey Meter Co | Thin film resistance thermometer |
-
1975
- 1975-12-24 DE DE2558752A patent/DE2558752C3/de not_active Expired
-
1976
- 1976-12-10 IT IT69947/76A patent/IT1072208B/it active
- 1976-12-16 GB GB52527/76A patent/GB1538948A/en not_active Expired
- 1976-12-16 US US05/751,217 patent/US4072593A/en not_active Expired - Lifetime
- 1976-12-22 FR FR7638785A patent/FR2336775A1/fr active Granted
- 1976-12-24 JP JP51156117A patent/JPS6037886B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE2558752C3 (de) | 1978-10-19 |
| DE2558752A1 (de) | 1977-07-07 |
| GB1538948A (en) | 1979-01-24 |
| US4072593A (en) | 1978-02-07 |
| FR2336775A1 (fr) | 1977-07-22 |
| JPS5282374A (en) | 1977-07-09 |
| IT1072208B (it) | 1985-04-10 |
| DE2558752B2 (de) | 1978-03-09 |
| FR2336775B1 (ja) | 1980-06-27 |
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