JPS63128165A

JPS63128165A - 感温低抗体および製造方法

Info

Publication number: JPS63128165A
Application number: JP27453986A
Authority: JP
Inventors: Kazuo Yamada; 山田　数男; Hisashi Ito; 寿伊藤
Original assignee: MIYAGAWA DENGU KK
Current assignee: MIYAGAWA DENGU KK
Priority date: 1986-11-18
Filing date: 1986-11-18
Publication date: 1988-05-31

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。

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、スパッタリング蒸着装置内のターゲットとし
て、メンタル、ニッケル、クローム、鉄などの一種ある
いは二種類以上と、炭化珪素を用い、比較的中温度に維
持された磁器基体の表面に、炭素と珪素とタンタル等か
らなる非晶質皮膜を形成し、次に所定温度で熱処理（ア
ニーリング）する感温抵抗体に関する。

（従来技術）スパッタリング蒸着法によシ多結晶の炭化珪素皮膜を形
成した高温用（１０００以上）のサーミスタが′開発さ
れ（特公昭５６−２６９６５号公報）、温度・出力電圧
特性や検出感度の向上を図るべく異なった抵抗温度特性
を有する二層の皮膜を形成しく特開昭５７−１２５０３
号公報）、耐熱特性（信頼性）を高める基体温度（６５
０Ｃ）や皮膜形成速度が追求され（特開昭５６−１２２
１０４号公報）、基体を使用環境の汚染から保護すべく
その基体をガラス層で被覆する（特開昭５６−１２０１
０２号公報）等の改良が行なわれてきた。これらのスパ
ッタ蒸着により形成される皮膜は、基体が６５０Ｃ前後
と高温域のために、多結晶の炭化珪素が形成され、その
電気伝導には不純物元素よシも皮膜中に含まれる各種の
欠陥（格子欠陥）が関係していると考えられている（特
開昭５６−１２２１０４号）。

この電気伝導機構ゆえに面積抵抗値は著るしく高くなり
、サーミスタとしての実用化に際しては、白金と金等の
焼付は厚膜によるくし型電極を採用する。面積抵抗値が
サーミスタとしての実用抵抗値を採りうる高温用感温抵
抗体を提供するのが本発明であり、炭素と珪素とタンタ
ル等との非晶質皮膜を基体の表面に形成し、熱処理した
のち皮膜をヘリカルカットするもので、以下図面に基づ
いて詳しく説明する。

（手段）高周波スパッタリング装置内の陰極ターゲット上に、高
純度の炭化珪素（８ｉＣ）と、タンタル、ニッケル、ク
ローム、鉄、などの一種あるいは二種類以上（以下単に
タンタル等と称す）の板を置き、このターゲットに対向
させて回転する円筒バスケットに入れた磁器基体を配置
する。珪酸アルミナ、珪酸マグネシア、ムライト等を焼
結して作製される磁器基体は、耐熱性に優れ、皮膜抵抗
器等に広く使用されている。装置内にアルゴンなどの不
活性気体を導入し、２．０〜２．２　Ｘ　１０”’−３
Ｔｏｒｒ程度の真空度に保ち、ＩＫＷ〜１．５ＫＷの高
周波電力を印加し、基体ホルダー等を加熱して磁器基体
を３００℃〜４００Ｃに設定維持し、１時間〜６時間ス
パッタリングする。スパッタされたメンタル等の原子や
珪素原子、炭素原子そして炭化珪素分子は、３００℃〜
４００Ｃに保たれた基体の表面に蒸着し、タンタル等と
炭素と珪素からなる非晶質皮膜（１）を形成する。

３００℃〜４００Ｃと中温域に設定された基体表面に原
子が付着して積み重なる過程は、結晶性を有しないアモ
ルファス状態であり、分光分析結果では、タンタル等と
炭素と珪素そして不純物である酸素の各原子特有のスペ
クトルのみ検出され、炭化珪素のスペクトルは検出され
ない。アモルファス状の皮膜（１）を形成するには、基
体の設定温度を３００℃〜４００ｃに採るのが好ましい
。スパッタリング終了後、装置内に窒素ガスを導入し冷
却後大気圧に戻して基体を取シ出す。

ターゲット上に載せるタンタル板（２０Ｘ５０Ｘ２ｔ）
の枚数と皮膜（１）の抵抗値の関係を示すのが下記の表
置であシ、タンタル板の増加に伴なって抵抗値が急激に
低下する。熱処理をしてない無処理の抵抗値は、後述す
るようににΩの単位が好ましく、ターゲット上における
タンタルの割合が５〜４０重量％（この時炭化珪素は６
０〜９５重量％になる）の範囲に設定すれば良いことが
知得された。特にタンタル１０重量％で炭化珪素が９０
重量％が好ましいことも解った。

次に熱処理について説明する。第３図は熱処理のプロフ
ァイルであり、３００ＣまではＩＣ／ｓｅｃのレイトに
て昇温し、次に熱処理温度までは６００　ｃ／Ｈのレイ
トにて昇温し、６００Ｃの処理温度にて６０分間保持し
、非晶質の皮膜（１）を組織制御する。降温は４００Ｃ
まではｌＣ／ｓｅｃのレイトで行い、１５０Ｃに達した
時に取り出す。なお、加熱中は１０傭ＨＰ以下のアルゴ
ンガスを導入する。表（４）に示すように、熱処理によ
り抵抗値は僅かに増加する。

熱処理した磁器基体の両端部にステンレスの電極キャッ
プ（２）を嵌合し、これにリード線を取９つける。また
、磁器基体の両端部にリード線を接触付着しても良い。

そして、サーミスタとしての実用抵抗値を得るべく、皮
膜（１）をヘリカルカッティングしてら線溝（３）を刻
設し、２５ＣでＩＯＫΩ〜ＩＭΩの範囲の抵抗値を得る
。表（４）のタンタル板４枚で６００Ｃの熱処理後の抵
抗値をみると、１０％程度の幅があるが、ヘリカルカッ
ティングにより所望の抵抗値を再現良く製造できる。皮
膜（１）を使用雰囲気による汚染から保護すべく、シリ
コーン系等の耐熱性塗膜（４）やガラスで基体を被覆す
る。

このように作製された感温抵抗体の温度・抵抗特性を第
２図に示す。１５０Ｃ以上の高温域（サーミスタとして
の高温）では優れた抵抗特性を有するのが理解される。

ターゲット上の割合として、タンタルが１０重量％、炭
化珪素が９０重量％の時の特性図である。

また、３００Ｃの周囲温度でｉ、ｏｏｏ時間連続使用し
た時の抵抗値変化は±１％以下であり、信頼性は非常に
高い。熱処理によって組織が安定するからである。

（効果）以上のように、本発明は不活性気体雰囲気中で磁器基体
の温度を３００ｔ：’〜４００Ｃと中温域に設定維持し
、スパッタリング法でその表面に炭素と珪素とメンタル
等からなる非晶質の皮膜（１）を形成し、４００℃〜８
００Ｃの範囲内で所定時間熱処理するため、サーミスタ
としての実用抵抗値（処理回路との整合性）に適った感
温抵抗体を提供することができる。従来の炭化珪素を６
００１：’以上の高温域でスパッタリング蒸着して作製
されるサーミスタが、炭化珪素の多結晶皮膜を有し、そ
の伝導機構が格子欠陥によるために非常に高い抵抗値を
有するのに較べて、本発明は非晶質皮膜（１）のメンタ
ル等の原子が主に伝導に関与するために、その混合割合
の制御によシ、所望の抵抗値を再現良く得ることが可能
になる。また、ヘリカルカッティングすることで抵抗値
許容差の小さいサーミスタが得られる。製法的には既設
の抵抗器生産ラインを利用することができ、安価で耐熱
性に優れたサーミスタを提供できる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明実施の一例を示すものにして、第１図は斜
視図、第２図は温度・抵抗特性図、第３図は熱処理のプ
ロファイル図である。１・・・・皮　　膜　　２・・・・電極キャップ　　３
・・・・ら線溝４・・・・耐熱性塗膜特許出願人　　宮川電具株式会社第２図亀１（・Ｃ）

Claims

【特許請求の範囲】

（１）不活性気体雰囲気中で、タンタル、ニッケル、ク
ローム、鉄、などの一種あるいは二種類以上と、炭化珪
素を同時にスパッタリングし、磁器基体の表面に珪素と
炭素とタンタル等からなる非晶質皮膜を形成してなる、
感温抵抗体。
（２）炭化珪素を５０〜９０重量％、タンタル等を５０
〜１０重量％の割合でスパッタリングする、特許請求の
範囲第１項記載の感温抵抗体。
（３）スパッタリング時に磁器基体の温度を４００℃以
下の中温域に保つ、特許請求の範囲第２項記載の感温抵
抗体。
（４）非晶質皮膜を形成した基体の両端部に電極キャッ
プを嵌合するか、あるいは電極を接触させてなる、特許
請求の範囲第２項記載の感温抵抗体。
（５）不活性気体雰囲気中で磁器基体の表面に、タンタ
ル、ニッケル、クローム、鉄、などの一種あるいは二種
以上と、炭素と、珪素からなる非晶質皮膜を、スパッタ
リング蒸着法により形成し、次に所定温度で熱処理する
、感温抵抗体の製造方法。
（６）不活性気体雰囲気中で４００℃〜８００℃の範囲
内で熱処理し、形成される非晶質皮膜をヘリカルカット
して実用抵抗値をえる、特許請求の範囲第５項記載の感
温抵抗体の製造方法。