JPS6252924B2 - - Google Patents
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- JPS6252924B2 JPS6252924B2 JP17038381A JP17038381A JPS6252924B2 JP S6252924 B2 JPS6252924 B2 JP S6252924B2 JP 17038381 A JP17038381 A JP 17038381A JP 17038381 A JP17038381 A JP 17038381A JP S6252924 B2 JPS6252924 B2 JP S6252924B2
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Landscapes
- Thermistors And Varistors (AREA)
Description
本発明は絶縁性基板の一方の表面に感温抵抗体
膜と電極を形成してなる薄膜サーミスタの製造方
法に関し、サーミスタ素子（以下チツプと称す）
を高真空中で加熱処理することにより、特性の熱
的安定化を図ることを目的とする。 チツプは、第１図に示すように絶縁性基板１の
一方の表面に感温抵抗体膜２と電極膜３とを形成
して構成される。絶縁性基板１には、アルミナ、
ムライト、ベリリア、石英、硼珪酸ガラスなどが
用いられる。感温抵抗体膜２は、SiCの薄膜が用
いられる。電極膜３には、Cr、Ni、Ni―Crなど
をアンダーコートしたAu、Cu、Agなどの蒸着電
極膜、あるいはAg、Au、Ag―Pd、Pt、Au―Pt
などの厚膜電極膜が用いられる。 この種チツプは、熱的影響を受けた場合、サー
ミスタ特性（抵抗値ならびにサーミスタ定数）が
大幅に変化する。サーミスタ特性に及ぼす実際の
熱的影響は、次の２点が考えられる。第１にはサ
ーミスタ製造過程におけるチツプ形成後のリード
付け工程である。この工程はチツプの電極部に低
融点ガラス粉末の焼付をし、これを介してリード
線の接続がされる。この低融点ガラス粉末の焼付
けには700℃×５分の作業条件を要し、そのため
サーミスタ特性は著しい熱的影響を受ける。 第２にはサーミスタ実用過程における使用温度
である。この種サーミスタは調理器の庫内温度の
検出などに利用されるため、最高使用温度では
350℃を断続的に受けることになる。 これらの熱的影響は、前者がサーミスタ製造面
の歩留など生産性に、後者はサーミスタの寿命や
信頼性に反映してくる。 従来この種チツプを熱的に安定化するために、
チツプを予めアニーリング処理する方法が用いら
れていた。このアニーリング処理は、チツプの形
成がおこなわれた後に、電気炉などにより加熱処
理（大気中でエージング）する方法で、通常700
℃×20分〜３時間程度（大気中）の条件が用いら
れる。なかでも、700℃×１時間以上の条件にお
いては、安定化に対する効果には大差がなく、作
業時間短縮にも適することから実際の製造には
700℃×１時間の条件が用いられていた。しか
し、従来のアニーリング処理によると、サーミス
タ特性に及ぼす熱的影響をかなり抑制することは
できるが、その変動幅を小さくすることは困難で
あつた。従つてサーミスタ製造面での歩留の低下
や、信頼性面でのバラツキが大きいなどの欠点を
有していた。 本発明は絶縁性基板の一方の表面に感温抵抗体
膜と電極膜とを形成したチツプにおいて、少なく
ともチツプを高真空中で加熱処理することにより
上記従来の欠点を解消するものである。以下、本
発明の一実施例について詳細に説明をする。 実施例 実験用試料には、前述したチツプ構成より絶縁
性基板に純度96％のアルミナ基板（ L6.5× W1.8
× t0.5m/m）、電極膜には金・白金ペーストの
厚膜焼結体、感温抵抗体膜にはSiCのスパツタ蒸
着膜（2.5μｍ厚さ）を選んだ。この様にして作
成されたチツプのサーミスタ初期特性は、抵抗値
（50℃で測定）が約180KΩ、サーミスタ定数（50
℃及び140℃間の値）が約2375〓であつた。 次に高真空中の加熱処理には、汎用型の真空炉
（〜×10-6Torr）を用いた。加熱温度の設定は
400、500、700、900℃を選び、各温度における保
持時間を10、20、30、40、50、60分とした。真空
圧力は真空到達圧力を３×10-6Torrに設定し、
加熱による真空度の低下を含め圧力が５×
10-3Torr以下になる様にコントロールをした。
この様にして高真空中で加熱処理した、チツプの
抵抗値変化（於50℃測定）の関係を第２図に示し
た。第２図においてイは400℃処理、ロは500℃処
理、ハは700℃処理、ニは900℃処理の経時に対す
る抵抗値特性を示すもので、各々には特徴のある
特性曲線を示すことが明らかになつた。実験では
イ，ロ，ハ，ニの各温度を選んだが、その間にお
ける各温度に付いては、第２図に示した温度依存
性を有した特性曲線に類似したそれぞれの特性曲
線が得られることは容易に類推することができ
る。 上述の様に作成された各試料について、熱的影
響の試験をした。熱的影響の試験条件には、前述
のサーミスタ製造上の温度を考慮した700℃×10
分（大気中）放置ならびに実用上の使用温度を考
慮した400℃×1000時間（大気中）放置を選び実
施をした。この試験の前後における50℃抵抗値お
よび50℃−140℃間におけるサーミスタ定数の変
化率を調べ、サーミスタ特性の安定化効果に対す
る評価とした。 また、本発明の効果を比較するため、従来の加
熱処理の代表である700℃×60分（大気中）のア
ニーリング処理したチツプと、さらに真空条件の
比較を含めた１〜10×10-2Torr範囲のの低真空
域にコントロールされたなかで700℃×10分加熱
処理をしたチツプを用い同じ熱的影響の試験をし
た。 その結果、本発明による高真空中で加熱処理さ
れたチツプのサーミスタ特性は、熱的に非常に安
定化することが判つた。なかでも加熱処理の温度
保持時間をパラメータに見た場合、その安定化の
効果では大きな差異は見られなかつた。 これらの中より第２図に示すイ〜ニの内で10分
間加熱保持をした系のものを代表に、従来例、な
らびに低真空域処理のものとの比較を表に示し
た。表−には700℃×10分（大気中）放置、表
―には400℃×1000時間（大気中）放置による
熱的影響の試験結果を示している。 表―、からも明らかな様に、本発明の高真
空中で加熱処理されたチツプのサーミスタ特性
〔抵抗値（於50℃）変化率をΔR′で、サーミスタ
定数（於50→←140℃間）の変化率をΔＢで示し
た〕は、熱的影響に対し非常に安定した効果を示
すことが判る。また、実用上のサーミスタ特性の
変化は、抵抗値が±６％、サーミスタ定数が±２
％程度以内を必要とするが、少なくとも500℃以
上の高真空で加熱処理されたチツプのサーミスタ
特性の変化率は、これを充分に満したものである
ことが判る。また、高真空中で400℃の加熱処理
をしたチツプならびに低真空域で加熱処理をした
チツプにおいては、サーミスタ特性の著しい熱的
安定性の結果が得られなかつた。しかし、上記の
サーミスタ特性の変化の許容範囲が広い使い方を
しようとする場合では、それらの熱処理でも充分
にその効果を果すことは明らかである。従つて互
換性に優れた薄膜サーミスタの製造が可能となつ
た結果、歩留の向上の実現。さらには熱的安定性
が向上した結果、安定した信頼性が得られる。 また、今回の実験では、加熱処理温度を
MAX900℃にしているが、これはチツプの電極材
料の耐熱性の点からこの温度設定がなされたため
で当然その電極材料の構成で温度範囲が変ること
は容易に類推できることである。
膜と電極を形成してなる薄膜サーミスタの製造方
法に関し、サーミスタ素子（以下チツプと称す）
を高真空中で加熱処理することにより、特性の熱
的安定化を図ることを目的とする。 チツプは、第１図に示すように絶縁性基板１の
一方の表面に感温抵抗体膜２と電極膜３とを形成
して構成される。絶縁性基板１には、アルミナ、
ムライト、ベリリア、石英、硼珪酸ガラスなどが
用いられる。感温抵抗体膜２は、SiCの薄膜が用
いられる。電極膜３には、Cr、Ni、Ni―Crなど
をアンダーコートしたAu、Cu、Agなどの蒸着電
極膜、あるいはAg、Au、Ag―Pd、Pt、Au―Pt
などの厚膜電極膜が用いられる。 この種チツプは、熱的影響を受けた場合、サー
ミスタ特性（抵抗値ならびにサーミスタ定数）が
大幅に変化する。サーミスタ特性に及ぼす実際の
熱的影響は、次の２点が考えられる。第１にはサ
ーミスタ製造過程におけるチツプ形成後のリード
付け工程である。この工程はチツプの電極部に低
融点ガラス粉末の焼付をし、これを介してリード
線の接続がされる。この低融点ガラス粉末の焼付
けには700℃×５分の作業条件を要し、そのため
サーミスタ特性は著しい熱的影響を受ける。 第２にはサーミスタ実用過程における使用温度
である。この種サーミスタは調理器の庫内温度の
検出などに利用されるため、最高使用温度では
350℃を断続的に受けることになる。 これらの熱的影響は、前者がサーミスタ製造面
の歩留など生産性に、後者はサーミスタの寿命や
信頼性に反映してくる。 従来この種チツプを熱的に安定化するために、
チツプを予めアニーリング処理する方法が用いら
れていた。このアニーリング処理は、チツプの形
成がおこなわれた後に、電気炉などにより加熱処
理（大気中でエージング）する方法で、通常700
℃×20分〜３時間程度（大気中）の条件が用いら
れる。なかでも、700℃×１時間以上の条件にお
いては、安定化に対する効果には大差がなく、作
業時間短縮にも適することから実際の製造には
700℃×１時間の条件が用いられていた。しか
し、従来のアニーリング処理によると、サーミス
タ特性に及ぼす熱的影響をかなり抑制することは
できるが、その変動幅を小さくすることは困難で
あつた。従つてサーミスタ製造面での歩留の低下
や、信頼性面でのバラツキが大きいなどの欠点を
有していた。 本発明は絶縁性基板の一方の表面に感温抵抗体
膜と電極膜とを形成したチツプにおいて、少なく
ともチツプを高真空中で加熱処理することにより
上記従来の欠点を解消するものである。以下、本
発明の一実施例について詳細に説明をする。 実施例 実験用試料には、前述したチツプ構成より絶縁
性基板に純度96％のアルミナ基板（ L6.5× W1.8
× t0.5m/m）、電極膜には金・白金ペーストの
厚膜焼結体、感温抵抗体膜にはSiCのスパツタ蒸
着膜（2.5μｍ厚さ）を選んだ。この様にして作
成されたチツプのサーミスタ初期特性は、抵抗値
（50℃で測定）が約180KΩ、サーミスタ定数（50
℃及び140℃間の値）が約2375〓であつた。 次に高真空中の加熱処理には、汎用型の真空炉
（〜×10-6Torr）を用いた。加熱温度の設定は
400、500、700、900℃を選び、各温度における保
持時間を10、20、30、40、50、60分とした。真空
圧力は真空到達圧力を３×10-6Torrに設定し、
加熱による真空度の低下を含め圧力が５×
10-3Torr以下になる様にコントロールをした。
この様にして高真空中で加熱処理した、チツプの
抵抗値変化（於50℃測定）の関係を第２図に示し
た。第２図においてイは400℃処理、ロは500℃処
理、ハは700℃処理、ニは900℃処理の経時に対す
る抵抗値特性を示すもので、各々には特徴のある
特性曲線を示すことが明らかになつた。実験では
イ，ロ，ハ，ニの各温度を選んだが、その間にお
ける各温度に付いては、第２図に示した温度依存
性を有した特性曲線に類似したそれぞれの特性曲
線が得られることは容易に類推することができ
る。 上述の様に作成された各試料について、熱的影
響の試験をした。熱的影響の試験条件には、前述
のサーミスタ製造上の温度を考慮した700℃×10
分（大気中）放置ならびに実用上の使用温度を考
慮した400℃×1000時間（大気中）放置を選び実
施をした。この試験の前後における50℃抵抗値お
よび50℃−140℃間におけるサーミスタ定数の変
化率を調べ、サーミスタ特性の安定化効果に対す
る評価とした。 また、本発明の効果を比較するため、従来の加
熱処理の代表である700℃×60分（大気中）のア
ニーリング処理したチツプと、さらに真空条件の
比較を含めた１〜10×10-2Torr範囲のの低真空
域にコントロールされたなかで700℃×10分加熱
処理をしたチツプを用い同じ熱的影響の試験をし
た。 その結果、本発明による高真空中で加熱処理さ
れたチツプのサーミスタ特性は、熱的に非常に安
定化することが判つた。なかでも加熱処理の温度
保持時間をパラメータに見た場合、その安定化の
効果では大きな差異は見られなかつた。 これらの中より第２図に示すイ〜ニの内で10分
間加熱保持をした系のものを代表に、従来例、な
らびに低真空域処理のものとの比較を表に示し
た。表−には700℃×10分（大気中）放置、表
―には400℃×1000時間（大気中）放置による
熱的影響の試験結果を示している。 表―、からも明らかな様に、本発明の高真
空中で加熱処理されたチツプのサーミスタ特性
〔抵抗値（於50℃）変化率をΔR′で、サーミスタ
定数（於50→←140℃間）の変化率をΔＢで示し
た〕は、熱的影響に対し非常に安定した効果を示
すことが判る。また、実用上のサーミスタ特性の
変化は、抵抗値が±６％、サーミスタ定数が±２
％程度以内を必要とするが、少なくとも500℃以
上の高真空で加熱処理されたチツプのサーミスタ
特性の変化率は、これを充分に満したものである
ことが判る。また、高真空中で400℃の加熱処理
をしたチツプならびに低真空域で加熱処理をした
チツプにおいては、サーミスタ特性の著しい熱的
安定性の結果が得られなかつた。しかし、上記の
サーミスタ特性の変化の許容範囲が広い使い方を
しようとする場合では、それらの熱処理でも充分
にその効果を果すことは明らかである。従つて互
換性に優れた薄膜サーミスタの製造が可能となつ
た結果、歩留の向上の実現。さらには熱的安定性
が向上した結果、安定した信頼性が得られる。 また、今回の実験では、加熱処理温度を
MAX900℃にしているが、これはチツプの電極材
料の耐熱性の点からこの温度設定がなされたため
で当然その電極材料の構成で温度範囲が変ること
は容易に類推できることである。
【表】
【表】
【表】
以上の説明から明らかなように、本発明のチツ
プを高真空中で加熱処理することにより、サーミ
スタ特性の優れた熱的安定性が図れ、サーミスタ
製造上の歩留の向上、信頼性の向上等の効果が得
られるものである。
プを高真空中で加熱処理することにより、サーミ
スタ特性の優れた熱的安定性が図れ、サーミスタ
製造上の歩留の向上、信頼性の向上等の効果が得
られるものである。
第１図は本発明のなかの実験に使用したサーミ
スタ素子（チツプ）を模式的に示す断面図、第２
図はチツプを高真空中で加熱処理したときの抵抗
値（於50℃）と時間の関係を示す図である。 １……絶縁性基板、２……感温抵抗体膜、３…
…電極膜。
スタ素子（チツプ）を模式的に示す断面図、第２
図はチツプを高真空中で加熱処理したときの抵抗
値（於50℃）と時間の関係を示す図である。 １……絶縁性基板、２……感温抵抗体膜、３…
…電極膜。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 絶縁性基板の一方の表面に感温抵抗体膜と電
極膜とを形成してサーミスタ素子を作り、その
後、このサーミスタ素子を高真空中で加熱処理す
る薄膜サーミスタの製造方法。 ２ 真空圧力は少なくとも５×10-3Torr以下で
ある特許請求の範囲第１項記載の薄膜サーミスタ
の製造方法。 ３ 加熱処理温度は少なくとも500℃〜900℃の範
囲である特許請求の範囲第１項記載の薄膜サーミ
スタの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56170383A JPS5871603A (ja) | 1981-10-23 | 1981-10-23 | 薄膜サ−ミスタの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56170383A JPS5871603A (ja) | 1981-10-23 | 1981-10-23 | 薄膜サ−ミスタの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5871603A JPS5871603A (ja) | 1983-04-28 |
| JPS6252924B2 true JPS6252924B2 (ja) | 1987-11-07 |
Family
ID=15903911
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56170383A Granted JPS5871603A (ja) | 1981-10-23 | 1981-10-23 | 薄膜サ−ミスタの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5871603A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7067844B2 (en) | 1990-11-20 | 2006-06-27 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Electro-optical device |
| US7098479B1 (en) | 1990-12-25 | 2006-08-29 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Electro-optical device and method for manufacturing the same |
| US7115902B1 (en) | 1990-11-20 | 2006-10-03 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Electro-optical device and method for manufacturing the same |
| US7576360B2 (en) | 1990-12-25 | 2009-08-18 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Electro-optical device which comprises thin film transistors and method for manufacturing the same |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2727541B2 (ja) * | 1987-06-12 | 1998-03-11 | エヌオーケー株式会社 | 薄膜サーミスタの製造法 |
| JPH07123082B2 (ja) * | 1990-08-23 | 1995-12-25 | 株式会社村田製作所 | 磁器半導体素子の電極形成方法 |
| JP2504309B2 (ja) * | 1990-08-23 | 1996-06-05 | 株式会社村田製作所 | 磁器半導体素子の電極形成方法 |
-
1981
- 1981-10-23 JP JP56170383A patent/JPS5871603A/ja active Granted
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7067844B2 (en) | 1990-11-20 | 2006-06-27 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Electro-optical device |
| US7115902B1 (en) | 1990-11-20 | 2006-10-03 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Electro-optical device and method for manufacturing the same |
| US7098479B1 (en) | 1990-12-25 | 2006-08-29 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Electro-optical device and method for manufacturing the same |
| US7576360B2 (en) | 1990-12-25 | 2009-08-18 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Electro-optical device which comprises thin film transistors and method for manufacturing the same |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5871603A (ja) | 1983-04-28 |
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