JPS6157682B2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- JPS6157682B2 JPS6157682B2 JP5489281A JP5489281A JPS6157682B2 JP S6157682 B2 JPS6157682 B2 JP S6157682B2 JP 5489281 A JP5489281 A JP 5489281A JP 5489281 A JP5489281 A JP 5489281A JP S6157682 B2 JPS6157682 B2 JP S6157682B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- thermistor
- foil
- insulating substrate
- brazing
- support container
- 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.)
- Expired
Links
Landscapes
- Measuring Temperature Or Quantity Of Heat (AREA)
- Thermistors And Varistors (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、温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。
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。
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つてなされてい
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小さな値しか得ら
れないという欠点があつた。たとえばアルメルー
クロメル熱電対は耐熱性（空気中500〜1000℃）
に優れ、また安価であるが、〜40μＶ／℃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・ロジウム熱電対もその熱起電力は
（30〜60）μＶ／℃し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
欠点があつた。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高価が高くなる、複雑な電
気回路が必要になるなどの欠点も派生した。
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つてなされてい
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小さな値しか得ら
れないという欠点があつた。たとえばアルメルー
クロメル熱電対は耐熱性（空気中500〜1000℃）
に優れ、また安価であるが、〜40μＶ／℃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・ロジウム熱電対もその熱起電力は
（30〜60）μＶ／℃し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
欠点があつた。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高価が高くなる、複雑な電
気回路が必要になるなどの欠点も派生した。
他方上記熱電対に代つ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。従つ
て複雑な電気回路を必必要とせず、また抵価格に
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、Ge，Si，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。しかしビード型サーミスタ素子は、通
常、球形も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つ
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、この結果熱応答性が遅くなるという欠点があ
つた。
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。従つ
て複雑な電気回路を必必要とせず、また抵価格に
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、Ge，Si，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。しかしビード型サーミスタ素子は、通
常、球形も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つ
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、この結果熱応答性が遅くなるという欠点があ
つた。
他方、薄膜サーミスタ素子は第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つた。しかしこの場合
次のような欠点も同時に生じていた。すなわち、
一般的な薄膜サーミスタ素子は通常、アルミなど
の平板状絶縁基板４の一方の表面に電極膜５およ
び前述した薄膜感温抵抗体膜６を形成し、さらに
リード線７を電極膜５に接続して構成されるが、
このままでは薄膜サーミスタ素子を支持容器３
（通常、ステンレス鋼などの耐熱金属で構成され
る）にロウ付できないので、絶縁基板４の他の表
面にＷ，Moなどのメタライズ膜８を形成して、
支持容器３とロウ材層９を介してロウ付接続され
ていた。しかし、Ｗ，Moなどの金属は、高融点
を有し、また酸化され易いので、メタライズ膜８
は通常、H2などを含む還元性雰囲気中で1400℃
以上の高温下で形成される。このため、製造行程
が複雑で、特別な設備を必要とするのみならず高
価格になるという欠点があつた。また電極膜５は
耐熱性の優れた厚膜電極膜がよく用いられるが、
厚膜電極膜は還元性雰囲気下では劣化し易く、ま
た耐熱性も空気中で1000℃以下であるので、厚膜
電極膜はメタライズ膜の形成工程に適合せず、ま
た逆に、メタライズ膜も厚膜電極膜の形成工程
（通常、空気中で600〜1000℃の高温下で焼成す
る）に適合しない。従つて、第２図に示した構成
では、電極膜５にもメタライズ膜を用いなければ
ならない。このため、高価格になるのみならず、
電極膜５にリード線７を接続する際、メタライズ
膜は高融点であるので、通常よく用いられる溶接
接続が困難になるという欠点もあつた。
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つた。しかしこの場合
次のような欠点も同時に生じていた。すなわち、
一般的な薄膜サーミスタ素子は通常、アルミなど
の平板状絶縁基板４の一方の表面に電極膜５およ
び前述した薄膜感温抵抗体膜６を形成し、さらに
リード線７を電極膜５に接続して構成されるが、
このままでは薄膜サーミスタ素子を支持容器３
（通常、ステンレス鋼などの耐熱金属で構成され
る）にロウ付できないので、絶縁基板４の他の表
面にＷ，Moなどのメタライズ膜８を形成して、
支持容器３とロウ材層９を介してロウ付接続され
ていた。しかし、Ｗ，Moなどの金属は、高融点
を有し、また酸化され易いので、メタライズ膜８
は通常、H2などを含む還元性雰囲気中で1400℃
以上の高温下で形成される。このため、製造行程
が複雑で、特別な設備を必要とするのみならず高
価格になるという欠点があつた。また電極膜５は
耐熱性の優れた厚膜電極膜がよく用いられるが、
厚膜電極膜は還元性雰囲気下では劣化し易く、ま
た耐熱性も空気中で1000℃以下であるので、厚膜
電極膜はメタライズ膜の形成工程に適合せず、ま
た逆に、メタライズ膜も厚膜電極膜の形成工程
（通常、空気中で600〜1000℃の高温下で焼成す
る）に適合しない。従つて、第２図に示した構成
では、電極膜５にもメタライズ膜を用いなければ
ならない。このため、高価格になるのみならず、
電極膜５にリード線７を接続する際、メタライズ
膜は高融点であるので、通常よく用いられる溶接
接続が困難になるという欠点もあつた。
本発明はこれら従来の欠点を解消したサーミス
タを提供するもので、その構成を第３図に示す。
本発明の要旨は、平板状セラミツク絶縁基板４の
一方の表面に電極膜５と感温抵抗体膜６とを形成
して成る薄膜サーミスタチツプと支持容器３とを
接続して構成されるサーミスタにおいて、少なく
とも、前記セラミツク絶縁基板４の他の表面と支
持容器との間にTi箔１０もしくはZr箔１０を介
在させて両者をロウ付接続する点にある。
タを提供するもので、その構成を第３図に示す。
本発明の要旨は、平板状セラミツク絶縁基板４の
一方の表面に電極膜５と感温抵抗体膜６とを形成
して成る薄膜サーミスタチツプと支持容器３とを
接続して構成されるサーミスタにおいて、少なく
とも、前記セラミツク絶縁基板４の他の表面と支
持容器との間にTi箔１０もしくはZr箔１０を介
在させて両者をロウ付接続する点にある。
以下Ti箔１０を用いた実例について本発明を
詳述する。
詳述する。
セラミツク絶縁基板４と保護容器３とはTi箔
１０を介在させてロウ材層９，１１を通してロウ
付接続される。Ti箔１０と支持容器３とのロウ
付接続は、ロウ材層９を通して金属結合によりロ
ウ付接続される。セラミツク絶縁基板４にはアル
ミナ、ムライト、ステアタイトなどが用いられ
る。このセラミツク絶縁基板４とTi箔１０とは
ロウ材層１１を通してロウ付接続される。通常、
アルミナなどのセラミツク絶縁基板４とロウ材層
１１とは、互いに濡れ合わない、すなわち化学的
な結合力は両者の間で殆んど存在しないので、セ
ラミツク絶縁基板４のロウ付接続は困難である。
しかしTi箔１０もしくはZi箔１０）とセラミツク
絶縁基板４との間にロウ材層１１を形成したと
き、ロウ材層１１とセラミツク基板４とは互いに
よく濡れ合い、Ti箔１０とセラミツク基板４と
はロウ材層１１を通して互いにロウ付接続され
る。この理由の詳細は不明であるが、ロウ材を液
相線温度以上まで加熱したとき、微量のTi原子
（もしくはZr原子）が溶融ロウ材層１１を通して
拡散しセラミツク絶縁基板４の表面でロウ材層１
１とセラミツクとを化学的に結合させるものと思
われる。
１０を介在させてロウ材層９，１１を通してロウ
付接続される。Ti箔１０と支持容器３とのロウ
付接続は、ロウ材層９を通して金属結合によりロ
ウ付接続される。セラミツク絶縁基板４にはアル
ミナ、ムライト、ステアタイトなどが用いられ
る。このセラミツク絶縁基板４とTi箔１０とは
ロウ材層１１を通してロウ付接続される。通常、
アルミナなどのセラミツク絶縁基板４とロウ材層
１１とは、互いに濡れ合わない、すなわち化学的
な結合力は両者の間で殆んど存在しないので、セ
ラミツク絶縁基板４のロウ付接続は困難である。
しかしTi箔１０もしくはZi箔１０）とセラミツク
絶縁基板４との間にロウ材層１１を形成したと
き、ロウ材層１１とセラミツク基板４とは互いに
よく濡れ合い、Ti箔１０とセラミツク基板４と
はロウ材層１１を通して互いにロウ付接続され
る。この理由の詳細は不明であるが、ロウ材を液
相線温度以上まで加熱したとき、微量のTi原子
（もしくはZr原子）が溶融ロウ材層１１を通して
拡散しセラミツク絶縁基板４の表面でロウ材層１
１とセラミツクとを化学的に結合させるものと思
われる。
このように本発明のサーミスタでは、薄膜サー
ミスタチツプのセラミツク絶縁基板４と支持容器
３とをTi箔１０を介在させることにより、ロウ
材層９，１１を通して直接ロウ付接続している。
このため、90％熱応答時間、すなわち最初T1℃
に保たれた第１図鍋底温度が突然T2℃（＞T1
℃）に変化したとき、薄膜サーミスタチツプの温
度がT1＋0.9（T2−T1）℃になるに要する時間
で、T1＝室温、T2＝約100℃で測定した時間も３
〜5secで、第２図構成の場合とほぼ同じ高速応答
性を示した。またセラミツク絶縁基板４の支持容
器３に対する接着強度は100〜500g／mm2であり、
充分実用に耐え得る強度を示した。更に、第２図
構成においてはセラミツク絶縁基板４の他の表面
にメタライズ膜８を形成していたが、本発明のサ
ーミスタにおいては、この必要がない。従つて製
造工程は簡単であり、また特別な設備も必要な
い。これは、他方で電極膜５として、Au−pt、
Au，Ag，Ag−Pdなどの厚膜電極膜を用いるこ
とをも可能にしている。すなわち、メタライズ膜
８を形成する必要がないので、高温の還元性雰囲
気に電極膜５がさらされることがない。従つて厚
膜電極膜を第３図電極膜５として用いることがで
きる。このため、低価格になるのみならず、電極
膜５にリード線７を接続する際、溶接接続も容易
にできる。これらのことは、Ti箔の代りにZr箔
を用いても同じことは明らかであろう。
ミスタチツプのセラミツク絶縁基板４と支持容器
３とをTi箔１０を介在させることにより、ロウ
材層９，１１を通して直接ロウ付接続している。
このため、90％熱応答時間、すなわち最初T1℃
に保たれた第１図鍋底温度が突然T2℃（＞T1
℃）に変化したとき、薄膜サーミスタチツプの温
度がT1＋0.9（T2−T1）℃になるに要する時間
で、T1＝室温、T2＝約100℃で測定した時間も３
〜5secで、第２図構成の場合とほぼ同じ高速応答
性を示した。またセラミツク絶縁基板４の支持容
器３に対する接着強度は100〜500g／mm2であり、
充分実用に耐え得る強度を示した。更に、第２図
構成においてはセラミツク絶縁基板４の他の表面
にメタライズ膜８を形成していたが、本発明のサ
ーミスタにおいては、この必要がない。従つて製
造工程は簡単であり、また特別な設備も必要な
い。これは、他方で電極膜５として、Au−pt、
Au，Ag，Ag−Pdなどの厚膜電極膜を用いるこ
とをも可能にしている。すなわち、メタライズ膜
８を形成する必要がないので、高温の還元性雰囲
気に電極膜５がさらされることがない。従つて厚
膜電極膜を第３図電極膜５として用いることがで
きる。このため、低価格になるのみならず、電極
膜５にリード線７を接続する際、溶接接続も容易
にできる。これらのことは、Ti箔の代りにZr箔
を用いても同じことは明らかであろう。
なお、セラミツク絶縁基板４の熱膨張係数は
（50〜90）×10-7／℃であるので、支持容器３のそ
れも類似の値であることが望ましく、従つて、支
持容器３はコバール合金、Ti，Ta，Zr、Mo，
Ｗ，Pt、ステンレス鋼、Fe―Ni合金などから選
ばれた材料で構成されることが望ましい。実際、
アルミナセラミツク絶縁基板４とステンレス鋼
（SUS―430）支持容器３とを第３図ロウ付接続
し、空気中350℃←→室温水中の熱衝撃試験を
1000サイクル行なつても、ロウ付接続部の機械的
劣化は観察されず、また熱応答性も殆んど変化し
なかつた。
（50〜90）×10-7／℃であるので、支持容器３のそ
れも類似の値であることが望ましく、従つて、支
持容器３はコバール合金、Ti，Ta，Zr、Mo，
Ｗ，Pt、ステンレス鋼、Fe―Ni合金などから選
ばれた材料で構成されることが望ましい。実際、
アルミナセラミツク絶縁基板４とステンレス鋼
（SUS―430）支持容器３とを第３図ロウ付接続
し、空気中350℃←→室温水中の熱衝撃試験を
1000サイクル行なつても、ロウ付接続部の機械的
劣化は観察されず、また熱応答性も殆んど変化し
なかつた。
またロウ材はAg―Cu共晶銀ロウが優れてい
る。これは、この銀ロウ材は箔状に加工するのが
容易であり、工業的にも箔状で利用されているの
で、本発明のサーミスタを形成するとき、支持容
器３とセラミツク絶縁基板４との間にTi箔１０
もしくはZr箔１０を介在させ、第３図ロウ材層
９，１１の位置に箔状ロウ材を設置して加熱する
ことにより容易にロウ付接続することができるか
らである。
る。これは、この銀ロウ材は箔状に加工するのが
容易であり、工業的にも箔状で利用されているの
で、本発明のサーミスタを形成するとき、支持容
器３とセラミツク絶縁基板４との間にTi箔１０
もしくはZr箔１０を介在させ、第３図ロウ材層
９，１１の位置に箔状ロウ材を設置して加熱する
ことにより容易にロウ付接続することができるか
らである。
以上の如く、本発明のサーミスタは、従来の欠
点を解消し、産業上有用である。
点を解消し、産業上有用である。
第１図、第２図は従来のサーミスタの構成を示
す断面図、第３図は本発明の一実施例を示すサー
ミスタの構成を示す断面図である。 ３……支持容器、４……セラミツク絶縁基板、
５……電極膜、６……感温抵抗体膜、７……リー
ド線、９，１１……ロウ材層、１０……Ti箔も
しくはZr箔。
す断面図、第３図は本発明の一実施例を示すサー
ミスタの構成を示す断面図である。 ３……支持容器、４……セラミツク絶縁基板、
５……電極膜、６……感温抵抗体膜、７……リー
ド線、９，１１……ロウ材層、１０……Ti箔も
しくはZr箔。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 平板状セラミツ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
スタチツプと支持容器とを接続して構成されるサ
ーミスタにおいて、少なくとも、前記セラミツク
絶縁基板の他の表面と支持容器との間にTi箔も
しくはZr箔を介在させて両者をロウ付接続したこ
とを特徴とするサーミスタ。 ２ 支持容器がコバール合金、Ti，Ta，Zr，
Mo，Ｗ，Pt、ステンレス鋼、Fe―Ni合金などか
ら選ばれた材料で構成されたことを特徴とする特
許請求の範囲第１項記載のサーミスタ。 ３ ロウ材がAg―Cu共晶銀ロウであることを特
徴とする特許請求の範囲第１項記載のサーミス
タ。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56054892A JPS57169202A (en) | 1981-04-10 | 1981-04-10 | Thermistor |
| US06/363,498 US4424507A (en) | 1981-04-10 | 1982-03-30 | Thin film thermistor |
| DE8282301808T DE3268363D1 (en) | 1981-04-10 | 1982-04-06 | A thin film thermistor |
| EP82301808A EP0063445B1 (en) | 1981-04-10 | 1982-04-06 | A thin film thermistor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56054892A JPS57169202A (en) | 1981-04-10 | 1981-04-10 | Thermistor |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS57169202A JPS57169202A (en) | 1982-10-18 |
| JPS6157682B2 true JPS6157682B2 (ja) | 1986-12-08 |
Family
ID=12983240
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56054892A Granted JPS57169202A (en) | 1981-04-10 | 1981-04-10 | Thermistor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS57169202A (ja) |
-
1981
- 1981-04-10 JP JP56054892A patent/JPS57169202A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS57169202A (en) | 1982-10-18 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5371742B2 (ja) | セラミック加熱器及びセラミック加熱器に熱電対を固定する方法 | |
| JPH02213733A (ja) | 電熱感知器 | |
| WO1997016856A1 (fr) | Thermocouple a film epais | |
| JPH1197203A (ja) | 半導体装置用のシャント抵抗素子およびその実装方法 | |
| JPS6155055B2 (ja) | ||
| JPS60179619A (ja) | 薄膜サ−ミスタ | |
| JPS5831502A (ja) | 薄膜サ−ミスタ | |
| JPS5946401B2 (ja) | サ−ミスタ | |
| JPS6150361B2 (ja) | ||
| JPS5932041B2 (ja) | 薄膜サ−ミスタ | |
| JPS5951503A (ja) | サ−ミスタ | |
| JPH0342485B2 (ja) | ||
| JPS6057904A (ja) | 薄膜サ−ミスタ | |
| JPS6236603B2 (ja) | ||
| JPS6110189Y2 (ja) | ||
| JPH01270302A (ja) | 薄膜サーミスタ | |
| JPS60170901A (ja) | サ−ミスタ | |
| JPS5924521B2 (ja) | 薄膜サ−ミスタ | |
| JPS622683B2 (ja) | ||
| JPS622685B2 (ja) | ||
| JPS5814045B2 (ja) | サ−ミスタ | |
| JPS62145803A (ja) | 薄膜サ−ミスタの製造方法 | |
| JP3864856B2 (ja) | 電気湯沸かし器 | |
| JPS5951502A (ja) | サ−ミスタ | |
| JPH07161504A (ja) | 接触型サーミスタおよびその製造方法 |