JP2002188966A - Temperature sensor and its manufacturing method and manufacture control method - Google Patents
Temperature sensor and its manufacturing method and manufacture control methodInfo
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、応答性に優れた温
度センサ及びその製造方法並びに製造管理方法に関す
る。特には、燃焼器具や内燃機関の排気温度測定用途
の、高温下での使用に適した高温用温度センサ及びその
製造方法並びに製造管理方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a temperature sensor having excellent responsiveness, a method of manufacturing the same, and a method of managing the same. In particular, the present invention relates to a high-temperature sensor suitable for use at high temperature for measuring exhaust gas temperature of a combustion appliance or an internal combustion engine, a method for manufacturing the same, and a method for managing the manufacturing thereof.
【0002】[0002]
【従来の技術】温度センサには、酸化物焼結体を用いた
バルク型サーミスタ素子やPt抵抗体等が用いられてい
る。しかし、排ガス中に含まれる炭素やリンによる被毒
や酸素分圧の変動による電気特性の劣化を受けやすい問
題がある。このため、バルク型サーミスタ素子では素子
をステンレス鋼等の保護管やガラス材で外気と遮断して
電気特性の劣化を防いでいる。Pt抵抗体では絶縁性基
板上に設けたPt抵抗体のパターンをガラス材でシール
し電気特性の劣化を防いでいる。2. Description of the Related Art As a temperature sensor, a bulk thermistor element using an oxide sintered body, a Pt resistor, or the like is used. However, there is a problem that the electric characteristics are easily deteriorated due to poisoning by carbon and phosphorus contained in the exhaust gas and fluctuation of the oxygen partial pressure. For this reason, in the bulk type thermistor element, the element is shut off from the outside air by a protective tube such as stainless steel or a glass material to prevent deterioration of electric characteristics. In the case of the Pt resistor, the pattern of the Pt resistor provided on the insulating substrate is sealed with a glass material to prevent deterioration of electric characteristics.
【0003】また、振動の激しい自動車用途の場合、バ
ルク型サーミスタ素子はセメント等の充填剤やかしめに
よって保護管の略中心部に固定されている。激しい振動
によってこのサーミスタ素子が保護管に接触して破損す
るのを回避するためである。[0003] In the case of automotive applications where vibrations are severe, the bulk type thermistor element is fixed to a substantially central portion of the protective tube by a filler such as cement or by caulking. This is to prevent the thermistor element from coming into contact with the protective tube and being damaged by intense vibration.
【0004】燃焼器具や内燃機関の燃焼制御を速やかに
行うためには、感熱体の応答性の向上が必要である。感
熱体の応答性を向上させる方法としては、上記保護管の
肉厚を薄肉化して不要な熱容量を極力小さくする方法
(特開平9−189618号公報)や、外気からの熱伝
導性を高めるために素子形状を偏平化する方法(特開平
9−218110号公報)が知られている。In order to quickly control the combustion of a combustion appliance or an internal combustion engine, it is necessary to improve the responsiveness of the heat-sensitive element. As a method of improving the responsiveness of the heat-sensitive element, a method of reducing the unnecessary heat capacity by reducing the thickness of the protective tube (JP-A-9-189618), or a method of increasing the thermal conductivity from the outside air. A method of flattening the element shape (Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-218110) is known.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】従来方法においては、
サーミスタ素子が熱伝導率の比較的低いステンレス鋼
層、ガラス層、セメント層等により保護されているた
め、排気ガス等の熱がサーミスタ素子に到達するまでに
ロスタイムが生ずる問題がある。また、これらの層と素
子との間には空気層が存在するため、熱伝導性が悪くな
ることもある。更に、サーミスタ素子へ伝達された熱が
逃げて応答性を低下させる熱引き現象が生じる。このた
め、従来構造のままサーミスタの応答性を更に向上させ
るのは容易ではない。一方、絶縁性基板上に設けられた
Pt抵抗体は応答性に優れているものの、ガラスシール
の耐熱性が600℃程度までしかなく、1000℃に達
することもある内燃機関の排気温度測定に用いるには適
用温度範囲が狭い。SUMMARY OF THE INVENTION In the conventional method,
Since the thermistor element is protected by a stainless steel layer, a glass layer, a cement layer, or the like having relatively low thermal conductivity, there is a problem that a loss time occurs before heat of exhaust gas or the like reaches the thermistor element. Further, since an air layer exists between these layers and the element, thermal conductivity may be deteriorated. Further, there occurs a heat drawing phenomenon in which the heat transmitted to the thermistor element escapes to reduce the responsiveness. For this reason, it is not easy to further improve the responsiveness of the thermistor with the conventional structure. On the other hand, although the Pt resistor provided on the insulating substrate has excellent responsiveness, the heat resistance of the glass seal is only up to about 600 ° C., and is used for measuring the exhaust gas temperature of an internal combustion engine that can reach 1000 ° C. Has a narrow application temperature range.
【0006】サーミスタ素子等の感熱体の形状を小型化
することで感熱体自体の熱容量を低減して応答性を向上
する方法も考えられる。しかし、所望の特性を得るには
感熱体に電極を精度よく組み付ける必要があるため、量
産性の低下やコスト高の問題が発生する。そのため、感
熱体自体の小型化には自ずと限界がある。It is also conceivable to reduce the heat capacity of the heat-sensitive element itself, such as a thermistor element, to reduce the heat capacity of the heat-sensitive element itself, thereby improving the response. However, in order to obtain desired characteristics, it is necessary to accurately assemble the electrodes with the heat-sensitive element, which causes problems such as a decrease in mass productivity and an increase in cost. Therefore, there is naturally a limit in reducing the size of the heat-sensitive body itself.
【0007】本発明は、感熱体をセラミック基体により
気密に囲み、且つセラミック体にセンサへの熱の流入を
高め、また、センサの後端側への熱引きを抑えるための
凹凸、空隙等を設けることにより、応答性が向上した温
度センサを提供することを目的とする。また、この温度
センサの製造方法並びに製造管理方法を提供することを
目的とする。特には、燃焼器具や内燃機関の排気温度測
定用途の、高温下での使用に適した高温用温度センサ及
びその製造方法並びに製造管理方法を提供することを目
的とする。According to the present invention, the heat-sensitive body is hermetically surrounded by a ceramic base, and the flow of heat to the sensor is increased in the ceramic body, and irregularities, voids, and the like for suppressing heat extraction to the rear end side of the sensor are provided. An object of the present invention is to provide a temperature sensor having improved responsiveness by providing the temperature sensor. It is another object of the present invention to provide a method of manufacturing the temperature sensor and a method of managing the temperature. In particular, it is an object of the present invention to provide a high-temperature sensor suitable for use at high temperatures for measuring the exhaust gas temperature of a combustion appliance or an internal combustion engine, a method of manufacturing the same, and a method of managing the manufacturing thereof.
【0008】[0008]
【課題を解決するための手段】本発明の温度センサは、
感熱体と、該感熱体を気密に囲む中空部を有するセラミ
ック体と、を備え、該セラミック体の表面に複数の凹凸
(図10参照)が形成されていることを特徴とする。セ
ラミック体の表面に凹凸を形成することでセンサの表面
積を増加させ、感熱体への熱の流入量を増加させること
ができる。The temperature sensor according to the present invention comprises:
A heat-sensitive body and a ceramic body having a hollow portion surrounding the heat-sensitive body in an airtight manner, wherein a plurality of irregularities (see FIG. 10) are formed on the surface of the ceramic body. By forming irregularities on the surface of the ceramic body, the surface area of the sensor can be increased, and the amount of heat flowing into the thermosensitive body can be increased.
【0009】また、本発明は、セラミック体の表面に凹
凸を形成する以外に、セラミック体の内部に複数の空隙
(図11参照)を形成することでセンサの後端側への熱
引きを抑えることができる。更に、セラミック体に複数
の貫通孔(図13及び図15参照)を形成することでセ
ンサの表面積の増大による熱流入量の増加と、貫通孔に
よるセンサの後端側への熱引きの抑制が可能である。通
常、この貫通孔はセラミック体の厚さ方向に形成され、
断面形状においては、セラミック体のスペースに応じて
円型や多角形とすることができる。また、セラミック体
の表面に凹凸を設け、更にこのセラミック体に複数の空
隙(図12参照)又は貫通孔(図14参照)を併設する
こともできる。これにより、感熱体への熱の流入量をよ
り増加させることができ、後端側への熱引きをより効率
的に抑えることができる。In addition, in the present invention, in addition to forming irregularities on the surface of the ceramic body, a plurality of voids (see FIG. 11) are formed inside the ceramic body to suppress heat transfer to the rear end side of the sensor. be able to. Further, by forming a plurality of through holes (see FIGS. 13 and 15) in the ceramic body, an increase in the amount of heat inflow due to an increase in the surface area of the sensor and a suppression of heat drawing to the rear end side of the sensor by the through holes are suppressed. It is possible. Usually, this through hole is formed in the thickness direction of the ceramic body,
The cross-sectional shape can be circular or polygonal depending on the space of the ceramic body. Also, the surface of the ceramic body may be provided with irregularities, and the ceramic body may be provided with a plurality of voids (see FIG. 12) or through holes (see FIG. 14). As a result, the amount of heat flowing into the heat sensitive body can be further increased, and the heat removal to the rear end side can be suppressed more efficiently.
【0010】上記のように、セラミック体の表面や内部
に凹凸、空隙等を形成させることで、感熱部への熱の流
入を高め、感熱部からセンサ後端側への熱引きを抑える
ことによりセンサの応答性を向上させることができる。As described above, by forming irregularities, voids, and the like on the surface and inside of the ceramic body, the flow of heat into the heat-sensitive portion is increased, and the heat extraction from the heat-sensitive portion to the rear end of the sensor is suppressed. The responsiveness of the sensor can be improved.
【0011】上記セラミック体の表面の凹凸は、(A)
焼成によりセラミック体となる未焼成体の表面に凹凸を
有する型を押し当てる、及び(B)焼成後のセラミック
体の表面に、サンドブラスト加工、超音波加工又はレー
ザー加工を施す、のいずれかによって形成できる。The irregularities on the surface of the ceramic body are as follows:
Formed by pressing a mold having irregularities on the surface of the unfired body that becomes a ceramic body by firing, and (B) performing sandblasting, ultrasonic processing, or laser processing on the surface of the fired ceramic body. it can.
【0012】上記セラミック体に複数の貫通孔を形成さ
せる方法としては、積層された未焼成セラミック体を金
型を用いて打ち抜く、又は焼成された積層セラミック体
をドリル又はレーザー等で加工する方法などが挙げられ
る。上記セラミック体の内部に複数の空隙を形成させる
方法としては、スペーサーセラミック層となる未焼成セ
ラミックシートを、金型を用いて打ち抜く方法などが挙
げられる。As a method of forming a plurality of through holes in the ceramic body, a method of punching out a laminated unfired ceramic body by using a mold, or a method of processing the fired laminated ceramic body with a drill, a laser, or the like is used. Is mentioned. As a method of forming a plurality of voids inside the ceramic body, there is a method of punching an unfired ceramic sheet to be a spacer ceramic layer using a mold.
【0013】また、本発明の温度センサは、感熱体が緻
密なセラミック体により形成された中空部内に気密に囲
まれた密閉構造になっている。このため、排気ガス等に
含まれる炭素やリン等による被毒を抑制することができ
る。また、セラミックは耐食性が高く、排気ガス等によ
り侵食を殆ど受けないため、長期間に渡って気密性を保
つことができる。更に、耐熱性に優れたセラミックを用
いることで、1000℃程度の高温に耐え得る温度セン
サとすることができる。Further, the temperature sensor of the present invention has a hermetically sealed structure in which a heat sensitive body is hermetically enclosed in a hollow portion formed of a dense ceramic body. For this reason, poisoning by carbon, phosphorus, and the like contained in exhaust gas and the like can be suppressed. Further, ceramics have high corrosion resistance and are hardly corroded by exhaust gas or the like, so that airtightness can be maintained for a long period of time. Further, by using a ceramic having excellent heat resistance, a temperature sensor that can withstand a high temperature of about 1000 ° C. can be obtained.
【0014】セラミック体は、気密性を確保できる緻密
質のものであれば特に制限はないが、センサの用途に応
じて、耐酸化性、耐高温性、高熱伝導性等の特性を有す
るものが選択される。このセラミック体の形成に用いる
セラミックとしては、アルミナ、ムライト、スピネル、
窒化アルミニウム及び窒化ケイ素等を用いることができ
る。酸化物系セラミックは酸化物系サーミスタやPt抵
抗体との同時焼成が可能であり、窒化物系セラミックは
炭化物系サーミスタとの同時焼成が可能である。いずれ
にせよセラミック体と感熱体を同時焼成により形成でき
るため製造コストを低減できる。The ceramic body is not particularly limited as long as it is a dense body capable of ensuring airtightness, but one having characteristics such as oxidation resistance, high temperature resistance, and high thermal conductivity is used according to the use of the sensor. Selected. Ceramics used for forming this ceramic body include alumina, mullite, spinel,
Aluminum nitride, silicon nitride, or the like can be used. An oxide ceramic can be fired simultaneously with an oxide thermistor or a Pt resistor, and a nitride ceramic can be fired simultaneously with a carbide thermistor. In any case, since the ceramic body and the heat sensitive body can be formed by simultaneous firing, the manufacturing cost can be reduced.
【0015】感熱体が緻密なセラミック体により形成さ
れた中空部内に気密に囲まれた密閉構造を形成する方法
としては、公知のセラミック多層積層化技術を用いるの
がよい。セラミックグリーンシートを用いた同時焼成法
や、厚膜印刷多層法が好適に用いられる。信頼性や熱伝
導性に影響がなければ、複数のセラミック部材をガラス
接合して中空部を形成する方法も用いることができる。As a method of forming a hermetically sealed structure in a hollow portion in which a heat sensitive body is formed of a dense ceramic body, a known ceramic multilayer lamination technique is preferably used. A co-firing method using a ceramic green sheet and a thick-film printing multilayer method are preferably used. If the reliability and the thermal conductivity are not affected, a method in which a plurality of ceramic members are glass-joined to form a hollow portion can also be used.
【0016】感熱体の材料には、NTCサーミスタ、P
TCサーミスタ及び金属抵抗体等が挙げられる。NTC
サーミスタとしては、酸化物系のYCrO3系ぺロブス
カイト、MgO−Al2O3系スピネル、Cr2O3−Al
2O3系コランダム、Y2O3−ZrO2系フローライト
等、この他に炭化物系としてSiCといった導電材を用
いることができる。PTCサーミスタとしては、酸化物
系のBaTiO3、V2O 5−Cr2O3等の材料を用いる
ことができる。金属抵抗体としては、Pt、Au、A
g、Pd、Ir及びRhから選ばれる少なくとも一種を
用いることができ、使用条件を考慮し抵抗体のパターン
を変化させることで抵抗値を制御できる。高温下での使
用を考慮すれば、Pt主体のものを用いるとよい。これ
らのうち、PTCサーミスタは特定の温度領域で急峻な
抵抗値変化を有することから、それ以外の温度領域での
精度が低くなる。一方、金属抵抗体は温度検出精度は高
いが、抵抗出力値が小さいため検出回路側に掛かる負担
が大きくなる。このような理由で300℃程度から10
00℃近傍の広い温度範囲に渡って簡便に温度検出を行
うにはNTCサーミスタが最も好ましい。The materials of the heat-sensitive body include NTC thermistor, P
TC thermistors, metal resistors, and the like. NTC
As the thermistor, oxide YCrOThreeKeirobus
Kite, MgO-AlTwoOThreeSpinel, CrTwoOThree-Al
TwoOThreeSystem corundum, YTwoOThree-ZrOTwoSystem flourite
Other conductive materials such as SiC are used as carbides.
Can be. As PTC thermistors, oxide
BaTiO3Three, VTwoO Five−CrTwoOThreeUse materials such as
be able to. Pt, Au, A
g, at least one selected from Pd, Ir and Rh
Can be used, considering the usage conditions, the pattern of the resistor
The resistance value can be controlled by changing. Use under high temperature
In consideration of the use, it is preferable to use a Pt-based material. this
Among them, PTC thermistors have a sharp temperature range.
Since it has a resistance value change, it
Accuracy is reduced. On the other hand, metal resistors have high temperature detection accuracy.
However, the load on the detection circuit side due to the small resistance output value
Becomes larger. For these reasons, from 300 ° C to 10 ° C
Easy temperature detection over a wide temperature range around 00 ° C
In this case, an NTC thermistor is most preferable.
【0017】センサの小型化による省スペースをはかる
ために、感熱体は厚膜型や薄膜型にするとよい。厚膜型
は公知のスクリーン印刷法により容易に印刷でき、セラ
ミックと同時焼成して形成するか、焼成済みの基板に焼
き付けて形成できる。薄膜はスパッター法やCVD法等
の気相法や、ディップコート法等の液相法により焼成済
み基板上に形成できる。In order to save space by downsizing the sensor, the heat sensitive body may be a thick film type or a thin film type. The thick film type can be easily printed by a known screen printing method, and can be formed by co-firing with ceramic or by baking on a fired substrate. The thin film can be formed on a fired substrate by a gas phase method such as a sputtering method or a CVD method, or a liquid phase method such as a dip coating method.
【0018】組み合せる電極やリード線の材質として
は、貴金属を用いるのがよい。貴金属は、酸化物、炭化
物等との反応性が乏しいため、導電特性を低下させるこ
とがないからである。また、感熱体が金属抵抗体の場合
でも、感熱体よりも低抵抗になるように電極面積やリー
ド線幅を選定することで、金属抵抗体にも使用可能であ
る。例えば、Pt、Au、Ag、Pd、Ir及びRhか
ら選ばれる少なくとも一種を電極やリード線に用いるこ
とができる。高温下での使用を考慮すれば、Pt主体の
ものを用いるとよい。As a material of the electrodes and lead wires to be combined, it is preferable to use a noble metal. This is because the noble metal has poor reactivity with oxides, carbides, and the like, and thus does not lower the conductive characteristics. Further, even when the heat sensitive body is a metal resistor, it can be used for a metal resistor by selecting an electrode area and a lead wire width so as to have a lower resistance than the heat sensitive body. For example, at least one selected from Pt, Au, Ag, Pd, Ir, and Rh can be used for an electrode or a lead wire. Considering use at high temperatures, it is preferable to use a Pt-based material.
【0019】本発明の温度センサは、中空部を形成する
セラミック体のうち、感熱面側に感熱体が形成されてい
るとよい。ここにいう「感熱面側」とは、セラミック体
が燃焼器具や内燃機関等からの排気ガス等に曝される側
をいう。排気ガス等と感熱体との間には緻密質で比較的
高熱伝導率の感熱面側セラミック層が介在するのみであ
る。従来のバルク型サーミスタのように、ステンレス
鋼、セメント、空気等の低熱伝導率の物質を排気ガス等
と感熱体との間に介在させないため、排気ガス等からの
熱を効率よく感熱体に伝えることができる。In the temperature sensor of the present invention, it is preferable that a heat sensitive body is formed on the heat sensitive surface side of the ceramic body forming the hollow portion. The term "thermosensitive surface side" as used herein refers to a side on which the ceramic body is exposed to exhaust gas from a combustion appliance, an internal combustion engine, or the like. Only a heat-sensitive surface-side ceramic layer having a dense and relatively high thermal conductivity is interposed between the exhaust gas and the heat-sensitive body. Unlike conventional bulk thermistors, low heat conductivity materials such as stainless steel, cement, and air are not interposed between the exhaust gas and the heat-sensitive material, so heat from the exhaust gas and the like is efficiently transmitted to the heat-sensitive material. be able to.
【0020】また、感熱面の反対側においては、感熱体
近傍は密閉された空気によって断熱されているため、感
熱体へ伝達された熱が逃げて応答性を低下させる熱引き
現象が発生しにくい。このため、温度センサとしての応
答性を良好にすることができる。On the other side of the heat-sensitive surface, the vicinity of the heat-sensitive body is insulated by the sealed air, so that the heat transferred to the heat-sensitive body escapes and the heat-reducing phenomenon that lowers the responsiveness does not easily occur. . Therefore, the responsiveness of the temperature sensor can be improved.
【0021】本発明の温度センサは、中空部が温度セン
サの中心から感熱面側に偏った位置に形成されていると
よい。ここにいう「温度センサの中心」とは、感熱体の
形成面を水平方向とした場合において、垂直方向すなわ
ち厚み方向に対する中心をいう。中空部を感熱面側セラ
ミック層の方に偏った位置に形成することで、感熱面側
セラミック層を相対的に薄くして排ガス等からの熱を速
やかに感熱体へ伝達することができるとともに、基材セ
ラミック層を相対的に厚くして機械的強度を持たせるこ
とができる。このため、温度センサ自体の機械的強度を
確保しつつ、感熱面側セラミック層の厚みを変化させて
応答性を制御することができる。In the temperature sensor according to the present invention, the hollow portion is preferably formed at a position deviated from the center of the temperature sensor toward the heat-sensitive surface. Here, the “center of the temperature sensor” refers to the center in the vertical direction, that is, the thickness direction, when the surface on which the heat sensitive body is formed is in the horizontal direction. By forming the hollow portion at a position biased toward the heat-sensitive surface-side ceramic layer, the heat-sensitive surface-side ceramic layer can be made relatively thin, and heat from exhaust gas or the like can be quickly transmitted to the heat-sensitive body. The base ceramic layer can be made relatively thick to have mechanical strength. Therefore, the responsiveness can be controlled by changing the thickness of the heat-sensitive surface-side ceramic layer while securing the mechanical strength of the temperature sensor itself.
【0022】本発明の温度センサは、特に、形成される
凹凸、空隙、貫通孔の個数、寸法、位置等が略同一であ
る場合、感熱面側のセラミック層の厚みを増減させて熱
容量を調整することで、温度センサを所望の応答性に合
せ込むことができる。例えば、感熱体の応答特性がその
製造ロットによって変動するような場合には、予め応答
性についての先行試験を行い、その結果に基づいて感熱
面側のセラミック層の厚みを増減させて、応答性を合せ
込むことができる。このような製造管理方法を用いれ
ば、感熱体が製造ロットにより応答特性の変動がある場
合においても、温度センサの製造歩留まりを低下させる
ことがない。The heat capacity of the temperature sensor of the present invention is adjusted by increasing or decreasing the thickness of the ceramic layer on the heat-sensitive surface, particularly when the number, size, position, etc. of the unevenness, voids, and through-holes to be formed are substantially the same. By doing so, the temperature sensor can be adjusted to a desired response. For example, in the case where the response characteristics of the heat-sensitive element fluctuate depending on the production lot, a preliminary test for the response is performed in advance, and the thickness of the ceramic layer on the heat-sensitive surface is increased or decreased based on the result, and the response is improved. Can be combined. By using such a manufacturing management method, even when the response characteristics of the heat sensitive body vary depending on the manufacturing lot, the manufacturing yield of the temperature sensor does not decrease.
【0023】本発明の温度センサは、公知のセラミック
の多層積層化技術を用いて形成するとよい。セラミック
グリーンシートの多層積層化や絶縁ぺーストの印刷多層
化を用いればよい。例えば、図1に示す分解斜視図のよ
うな構成にすると製造が容易である。感熱体(4)を気
密に囲む中空部を形成するセラミック体を、感熱体
(4)を備える感熱面側セラミック層(1)と、開口部
(31)を有するスペーサーセラミック層(3)と、基
材となる基材セラミック層(2)とをセラミックグリー
ンシートや絶緑ぺーストを用いて容易に形成できるから
である。The temperature sensor of the present invention may be formed by using a known ceramic multilayer technology. A multilayered ceramic green sheet or a printed multilayer insulating paste may be used. For example, when the configuration is as shown in the exploded perspective view shown in FIG. 1, the manufacture is easy. A ceramic body forming a hollow portion that hermetically surrounds the heat-sensitive body (4); a heat-sensitive surface-side ceramic layer (1) including the heat-sensitive body (4); a spacer ceramic layer (3) having an opening (31); This is because the base ceramic layer (2) serving as the base can be easily formed using ceramic green sheets or green paste.
【0024】感熱体(4)には、電気的信号を取り出す
ための電極(5a、5b)が形成される。感熱体と電極
の構成は、図7のようなサンドイッチ構造にするのがよ
い。焼成時に発生する感熱面側セラミック層用グリーン
シートから感熱体へのアルカリ金属やアルカリ土類金属
の拡散量を低減できるため、導電特性の低下を効果的に
防止できるからである。なお、感熱体からの電気的信号
は、電極の端部(51a、51b)に接続されたリード
線(6a、6b)から取り出す。Electrodes (5a, 5b) for extracting electric signals are formed on the thermosensitive body (4). The structure of the heat sensitive body and the electrode is preferably a sandwich structure as shown in FIG. This is because the amount of alkali metal or alkaline earth metal diffused from the green sheet for the heat-sensitive surface-side ceramic layer to the heat-sensitive material, which is generated at the time of firing, can be reduced. In addition, the electric signal from the thermosensitive body is taken out from the lead wires (6a, 6b) connected to the ends (51a, 51b) of the electrodes.
【0025】また、感熱体がアルカリ金属やアルカリ土
類金属に対する耐性がある場合には、図8に示すように
感熱体が平行電極を跨ぐような構成も可能である。この
方が電極(5a、5b)の形成が一回のスクリーン印刷
で完了するため、工数低減できる利点がある。When the heat-sensitive element has resistance to an alkali metal or an alkaline earth metal, a structure in which the heat-sensitive element straddles the parallel electrodes as shown in FIG. 8 is also possible. This method has an advantage that the number of steps can be reduced since the formation of the electrodes (5a, 5b) is completed by one screen printing.
【0026】図9は、感熱面側セラミック層の厚みt1
とスペーサーセラミック層の厚みt3と基材セラミック
層の厚みt2の関係をサーミスタの断面図を用いて図示
したものである。本発明の温度センサでは、その各々の
セラミック層の好ましい厚みは、形成される凹凸、空
隙、貫通孔の個数、寸法等により適宜設定することがで
きるが、通常、各々のセラミック層の厚み及びそれらの
相関を以下のようにするとよい。FIG. 9 shows the thickness t 1 of the ceramic layer on the heat-sensitive surface side.
And the relationship between the thickness t 2 of the spacer ceramic layer thickness t 3 and the substrate ceramic layer is a depiction with reference to the sectional view of the thermistor. In the temperature sensor of the present invention, the preferable thickness of each ceramic layer can be appropriately set depending on the number of irregularities, voids, and number of through holes, the size, and the like. May be made as follows.
【0027】感熱面側セラミック層の厚みt1は0.1
〜1.0mmの範囲がよい。0.1mm未満では、熱衝
撃による亀裂や、製造過程での変形が発生しやすくな
り、また、1.0mmを超えると、応答性が低下するか
らである。応答性と機械的強度と変形の間題とを勘案す
れば、好ましくは0.1〜0.9mmの範囲がよい。The thickness t 1 of the heat sensitive surface side ceramic layer is 0.1
A range of about 1.0 mm is good. If the thickness is less than 0.1 mm, cracks due to thermal shock and deformation during the manufacturing process are likely to occur, and if it exceeds 1.0 mm, the responsiveness decreases. In consideration of responsiveness, mechanical strength, and the problem of deformation, the range is preferably 0.1 to 0.9 mm.
【0028】さらに、スペーサーセラミック層の厚みt
3と基材セラミック層の厚みt2の合計(t2+t3)が
0.3〜3.0mmの範囲であるとよい。0.3mm未
満では、温度センサとして必要な強度が確保できず、振
動等の衝撃により破損しやすく、また、3.0mmを超
えると、積層時に層間に空気が残って気泡が残留した
り、開口部(31)或いは空隙を形成するための開口部
を打ち抜く際に枠周辺に亀裂が発生しやすくなるからで
ある。信頼性向上のためには、好ましくは0.3〜1.
5mm、より好ましくは0.5〜1.2mmの範囲がよ
い。Further, the thickness t of the spacer ceramic layer
3 and the total thickness t 2 of the base ceramic layer (t 2 + t 3) it is may be in the range of 0.3 to 3.0 mm. If the thickness is less than 0.3 mm, the strength required as a temperature sensor cannot be secured, and the temperature sensor is liable to be damaged by impact such as vibration. If the thickness exceeds 3.0 mm, air remains between the layers at the time of lamination and bubbles remain, This is because cracks are likely to be generated around the frame when punching the portion (31) or the opening for forming the gap. In order to improve the reliability, it is preferably 0.3 to 1.
The range is preferably 5 mm, more preferably 0.5 to 1.2 mm.
【0029】さらにスペーサーセラミック層の厚みt3
と基材セラミック層の厚みt2の合計に対する感熱面側
セラミック層の厚みt1の比であるt1/(t2+t3)が
1未満であるとよい。感熱面側セラミック層の厚みt1
の厚みを相対的に薄く設定することで感熱面側の熱容量
を低減して、温度センサの応答性を良好にすることがで
きるからである。好ましくは、0.1〜0.9の範囲が
よい。Further, the thickness t 3 of the spacer ceramic layer
T 1 / (t 2 + t 3 ), which is the ratio of the thickness t 1 of the heat-sensitive surface-side ceramic layer to the total thickness t 2 of the base ceramic layer, is preferably less than 1. The thickness t 1 of the ceramic layer on the heat-sensitive surface side
This is because the heat capacity on the heat-sensitive surface side can be reduced by setting the thickness of the temperature sensor relatively thin, so that the responsiveness of the temperature sensor can be improved. Preferably, the range is 0.1 to 0.9.
【0030】[0030]
【発明の実施の形態】本発明の実施例を図面を用いて説
明する。 実施例1 感熱体としてYCrO3系サーミスタ材料を、セラミッ
ク体としてAl2O3を用いた。図1は厚膜型サーミスタ
の分解斜視図である。図2はサーミスタを真上から見た
図である。図3〜図6は工程の説明図であり、図2の一
点鎖線(a)における断面にて表示している。サーミス
タの外形寸法(リード線を除く。)は、長さ60mm、
幅5mmとする。尚、実際には、セラミック体に凹凸、
空隙等が形成されているが、この工程等を示す図面で
は、分かり易さのため、それらの図示を省略する。Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. Example 1 A YCrO 3 -based thermistor material was used as a heat-sensitive body, and Al 2 O 3 was used as a ceramic body. FIG. 1 is an exploded perspective view of a thick-film thermistor. FIG. 2 is a view of the thermistor as viewed from directly above. FIG. 3 to FIG. 6 are explanatory views of the process, and are shown by the cross section taken along a dashed line (a) in FIG. The external dimensions of the thermistor (excluding the lead wire) are 60 mm long.
The width is 5 mm. In addition, actually, the irregularities,
Although gaps and the like are formed, in the drawings showing this step and the like, illustration thereof is omitted for clarity.
【0031】.サーミスタ素子用ぺーストの作製 原料粉末として、Y2O3、SrCO3、Cr2O3、Al2
O3、Fe2O3及びZrO2(各々の純度は99.9%以
上)を用意する。これらを表1に示す酸化物換算での質
量%の割合になるように秤量し、窒化珪素製玉石と溶媒
(エタノール)とともに樹脂製ポットに入れ、湿式混合
する。(但し、SiO2は後工程で配合する。)溶媒を
乾燥除去した後、大気雰囲気中にて、1300℃×5時
間の条件で仮焼、粉砕して、平均粒径1〜2μmの仮焼
粉末とする。[0031] Preparation of paste for thermistor element Y 2 O 3 , SrCO 3 , Cr 2 O 3 , Al 2
O 3 , Fe 2 O 3 and ZrO 2 (each having a purity of 99.9% or more) are prepared. These are weighed so as to have a ratio of mass% in terms of oxide as shown in Table 1, placed in a resin pot together with a cobblestone made of silicon nitride and a solvent (ethanol), and wet-mixed. (However, SiO 2 is blended in a later step.) After the solvent is dried and removed, it is calcined and pulverized in an air atmosphere at 1300 ° C. for 5 hours, and calcined with an average particle size of 1 to 2 μm. Powder.
【0032】得られた仮焼粉末に、平均粒径0.2μm
のSiO2粉末を添加して、各成分の割合が表1に示す
組成比になるように配合する。この配合粉末を、窒化珪
素製玉石と溶媒(エタノール)とともに樹脂製ポットに
入れ、湿式混合する。得られたスラリーを80℃×3時
間の条件下で乾燥し、更に250メッシュのふるいを通
して造粒粉末を得る。The calcined powder obtained had an average particle size of 0.2 μm
The SiO 2 powder is added, the ratio of each component is formulated to be a composition ratio shown in Table 1. This compounded powder is put into a resin pot together with a silicon nitride boulder and a solvent (ethanol) and wet-mixed. The obtained slurry is dried under the conditions of 80 ° C. × 3 hours, and further passed through a 250-mesh sieve to obtain a granulated powder.
【0033】造粒粉末にバインダ(エチルセルロース)
及び溶媒(ブチルカルビトール)を加え、石川式混練機
を用いてサーミスタ素子用ぺーストを得る。The binder (ethyl cellulose) is added to the granulated powder.
And a solvent (butyl carbitol), and a paste for a thermistor element is obtained using an Ishikawa-type kneader.
【0034】[0034]
【表1】 [Table 1]
【0035】.サーミスタの作製 感熱面側セラミック層(1)、スペーサーセラミック層
(3)及び基材セラミック層(2)となるセラミックグ
リーンシートを作製する。比表面積が9.4m 2/g、
平均粒径が0.4μmのアルミナ粉末にSiO2−Ca
O−MgO系ガラスを0.5質量%添加する。これらを
アクリル系バインダを用いて混練し、ドクターブレード
法によりシート化する。セラミックグリーンシートの厚
みは、焼成後に、t1:0.9mm、t2:0.8mm、
t3:0.37mmとなるように作製する。[0035] Fabrication of thermistor Heat sensitive surface side ceramic layer (1), spacer ceramic layer
(3) and ceramic ceramics to be the base ceramic layer (2)
Make a lean sheet. Specific surface area is 9.4m Two/ G,
Alumina powder with an average particle size of 0.4 μmTwo-Ca
O-MgO-based glass is added by 0.5% by mass. these
Knead using an acrylic binder, and doctor blade
The sheet is formed by the method. Ceramic green sheet thickness
After firing, t1: 0.9 mm, tTwo: 0.8 mm,
tThree: 0.37 mm.
【0036】次に、上記で得られた感熱面側セラミック
層(1)及び基材セラミック層(2)の各セラミックグ
リーンシートに対し、後述の焼成過程後、外部に露出す
る面に対して、凹凸を有する金型を押当て、各シート表
面に円形の凹凸(直径:0.8mm、深さ:0.1m
m、16個)を形成する。Next, each of the ceramic green sheets of the heat-sensitive surface side ceramic layer (1) and the base ceramic layer (2) obtained above is subjected to the following steps: A metal mold having irregularities is pressed against the surface of each sheet to form circular irregularities (diameter: 0.8 mm, depth: 0.1 m)
m, 16) are formed.
【0037】次いで、図3に示すように、基材セラミッ
ク層(2)となるセラミックグリーンシート上に、開口
部(31)とリード線用切り欠き(32a、32b)を
金型を用いて打ち抜き形成したスペーサーセラミック層
(3)となるセラミックグリーンシートを圧着して、基
材セラミック層とスペーサーセラミック層となるグリー
ン体(101)を形成する。Next, as shown in FIG. 3, an opening (31) and cutouts (32a, 32b) for lead wires are punched out using a die on a ceramic green sheet to be a base ceramic layer (2). The formed ceramic green sheet serving as the spacer ceramic layer (3) is pressed to form a green body (101) serving as the base ceramic layer and the spacer ceramic layer.
【0038】次に、感熱面側セラミック層(1)となる
セラミックグリーンシート上に電極(5a)となるPt
ぺーストを所定のパターンで印刷形成する。Ptぺース
トは、平均粒径0.6μmのPt粉末にサーミスタ素子
と同じ組成のY2O3−Cr2O3系の導電材料を3質量%
添加し、セルロース系バインダにて混練したものを用い
る。Next, Pt to be an electrode (5a) is formed on a ceramic green sheet to be a heat-sensitive surface side ceramic layer (1).
The paste is printed and formed in a predetermined pattern. Pt paste, the average particle size in the Pt powder 0.6μm having the same composition as the thermistor element Y 2 O 3 -Cr 2 O 3 system 3 wt% of conductive material
It is added and kneaded with a cellulose binder.
【0039】電極(5a)上にで作製したサーミスタ
素子用ぺーストを印刷により塗布、乾燥した後、さらに
その上から電極(5b)となるPtぺーストを所定のパ
ターンで印刷形成する。そして、電極の端部(51a、
51b)に直径0.3mmの白金製のリード線を接着し
て、感熱面側セラミック層とサーミスタ素子となるグリ
ーン体(102)を形成する(図4参照)。After the paste for the thermistor element prepared on the electrode (5a) is applied by printing and dried, a Pt paste serving as the electrode (5b) is further formed on the paste in a predetermined pattern. Then, the ends of the electrodes (51a,
A lead wire made of platinum having a diameter of 0.3 mm is bonded to 51b) to form a green body (102) serving as a thermistor element and a ceramic layer on the heat-sensitive surface side (see FIG. 4).
【0040】そして、図5及び図6に示すように、基材
セラミック層とスペーサーセラミック層となるグリーン
体(101)と感熱面側セラミック層とサーミスタ素子
となるグリーン体(102)とを圧着して、サーミスタ
となるグリーン体(100)を形成する。Then, as shown in FIGS. 5 and 6, a green body (101) serving as a base ceramic layer and a spacer ceramic layer, a heat-sensitive surface side ceramic layer and a green body (102) serving as a thermistor element are pressed. Thus, a green body (100) to be a thermistor is formed.
【0041】サーミスタとなるグリーン体を焼成後に長
さ60mm、幅5mmとなるように切断した後、大気中
で250℃×6時間の条件下でバインダー抜きを行い、
脱脂体を得る。脱脂体を大気中で1480℃×2時間の
条件下で焼成し、セラミック体の表面に凹凸(7)が形
成されるサーミスタを得る(図10参照)。After firing, the green body serving as the thermistor was cut to have a length of 60 mm and a width of 5 mm, and then the binder was removed in the air at 250 ° C. for 6 hours.
Obtain a defatted body. The degreased body is fired in the atmosphere at 1480 ° C. for 2 hours to obtain a thermistor having irregularities (7) formed on the surface of the ceramic body (see FIG. 10).
【0042】サーミスタの応答性の評価 上記で得られたサーミスタの応答性の評価を以下のよう
に行った。直径30mmの金属パイプに開口部を設け
て、そこにサーミスタを垂直に差し込むように挿入す
る。金属パイプ中に600℃の熱風を毎秒6mの流速で
流して、63%応答性を測定する。ここにいう「63%
応答性」とは、サーミスタによる検出温度が、室温から
378℃に昇温するのに要する時間をいう。この結果を
表2に示す。Evaluation of the responsiveness of the thermistor The responsiveness of the thermistor obtained above was evaluated as follows. An opening is provided in a metal pipe having a diameter of 30 mm, and a thermistor is inserted vertically into the opening. Hot air at 600 ° C. is flowed through the metal pipe at a flow rate of 6 m / s, and 63% responsiveness is measured. "63% here"
“Responsivity” refers to the time required for the temperature detected by the thermistor to rise from room temperature to 378 ° C. Table 2 shows the results.
【0043】実施例2 セラミック体の表面に凹凸を形成せず、圧着前のスペー
サーセラミック層(3)となるグリーンシートに開口部
(31)、リード線用切り欠き(32a、32b)を形
成する際に、焼成後、セラミック体の内部の空隙となる
開口部(縦:2.5mm、横:1.8mm、2個)を金
型を用いて形成した以外は、実施例1と同様にサーミス
タを製造し、セラミック体の内部に空隙(8)が形成さ
れたサーミスタを得る(図11参照)。更に、このサー
ミスタを用いて実施例1と同様の応答性評価を行い、そ
の結果を表2に併せて示す。Example 2 An opening (31) and a lead wire notch (32a, 32b) are formed in a green sheet to be a spacer ceramic layer (3) before pressure bonding without forming irregularities on the surface of the ceramic body. At the time, after firing, the thermistor was the same as in Example 1 except that openings (length: 2.5 mm, width: 1.8 mm, two pieces) serving as voids inside the ceramic body were formed using a mold. Is obtained to obtain a thermistor having a void (8) formed inside the ceramic body (see FIG. 11). Furthermore, the same responsiveness evaluation as in Example 1 was performed using this thermistor, and the results are shown in Table 2.
【0044】実施例3 セラミック体の内部に実施例2と同様に空隙を形成する
以外は、実施例1と同様にサーミスタを製造し、セラミ
ック体の表面に凹凸(7)が形成され、且つセラミック
体の内部に空隙(8)が形成されたサーミスタを得る
(図12参照)。更に、このサーミスタを用いて実施例
1と同様の応答性評価を行い、その結果を表2に併せて
示す。Example 3 A thermistor was manufactured in the same manner as in Example 1 except that voids were formed inside the ceramic body in the same manner as in Example 2, and irregularities (7) were formed on the surface of the ceramic body. A thermistor having a void (8) formed inside the body is obtained (see FIG. 12). Furthermore, the same responsiveness evaluation as in Example 1 was performed using this thermistor, and the results are shown in Table 2.
【0045】実施例4 セラミック体の表面に凹凸を形成せず、グリーン体(1
00)を形成した後、焼成後に貫通孔となる円筒状の穿
孔部(直径:1mm、8個)を金型により打ち抜いて形
成した以外は、実施例1と同様にサーミスタを製造し、
セラミック体に貫通孔(9a)が形成されたサーミスタ
を得る(図13参照)。更に、このサーミスタを用いて
実施例1と同様の応答性評価を行い、その結果を表2に
併せて示す。Example 4 A green body (1) was formed without forming irregularities on the surface of the ceramic body.
After the formation of (00), a thermistor was manufactured in the same manner as in Example 1 except that a cylindrical perforated portion (diameter: 1 mm, 8 pieces) that became a through hole after firing was formed by punching with a mold.
A thermistor having a through-hole (9a) formed in a ceramic body is obtained (see FIG. 13). Furthermore, the same responsiveness evaluation as in Example 1 was performed using this thermistor, and the results are shown in Table 2.
【0046】実施例5 セラミック体に角型状貫通孔(縦:3mm、横:0.8
mm、3個)を実施例4と同様に形成する以外は、実施
例1と同様にサーミスタを製造し、セラミック体の表面
に凹凸(7)が形成され、且つセラミック体に貫通孔
(9b)が形成されたサーミスタを得る(図14参
照)。更に、このサーミスタを用いて実施例1と同様の
応答性評価を行い、その結果を表2に併せて示す。Example 5 A square through hole (length: 3 mm, width: 0.8) was formed in a ceramic body.
mm, 3 pieces) were formed in the same manner as in Example 1 except that the thermistor was formed in the same manner as in Example 4. As a result, irregularities (7) were formed on the surface of the ceramic body, and through holes (9b) were formed in the ceramic body. Is obtained (see FIG. 14). Furthermore, the same responsiveness evaluation as in Example 1 was performed using this thermistor, and the results are shown in Table 2.
【0047】比較例1 従来技術のバルクサーミスタを用いた。これは、直径2
mm、高さ1.5mmのバルクサーミスタを直径4mm
のステンレス鋼製の金属管に入れ、セメントで固定した
構造になっている。更に、このサーミスタを用いて実施
例1と同様の応答性評価を行い、その結果を表2に併せ
て示す。Comparative Example 1 A conventional bulk thermistor was used. This is 2
mm, 1.5mm high bulk thermistor with 4mm diameter
It is put in a stainless steel metal tube and fixed with cement. Furthermore, the same responsiveness evaluation as in Example 1 was performed using this thermistor, and the results are shown in Table 2.
【0048】[0048]
【表2】 [Table 2]
【0049】表2によれば、バルクサーミスタを用いた
従来の温度センサ(比較例1)の応答時間は11秒であ
ったのに対し、セラミック体の表面に凹凸を有するもの
(実施例1)では9.5秒、セラミック体の内部に複数
の空隙を有するもの(実施例2)では8.9秒、その両
方を有するもの(実施例3)では8.5秒、セラミック
体に貫通孔を有するもの(実施例4)では7.4秒、凹
凸及び貫通孔を有するもの(実施例5)では7.0秒で
あり、本発明の実施例1〜5の全ての温度センサは応答
時間が短く、応答性に優れていることがわかった。According to Table 2, the response time of a conventional temperature sensor using a bulk thermistor (Comparative Example 1) was 11 seconds, whereas the response time of a ceramic body having irregularities (Example 1) was 11 seconds. 9.5 seconds for the ceramic body having a plurality of voids inside the ceramic body (Example 2), 8.5 seconds for the body having both of them (Example 3), 8.5 seconds. The temperature sensor according to Examples 1 to 5 of the present invention has a response time of 7.4 seconds, and the temperature sensor of Examples 1 to 5 of the present invention has a response time of 7.4 seconds. It was found to be short and responsive.
【0050】本発明の一態様であるサーミスタは、セラ
ミック体の表面や内部に、凹凸、空隙及び貫通孔のうち
の少なくとも1種が形成され、且つサーミスタ素子自体
を密閉して空気を断熱しているので、熱伝導経路にステ
ンレス鋼やセメント等の低熱伝導性の物質を介在させた
バルクサーミスタを用いた比較例1よりも応答性が良好
である。また、熱引きや被毒の影響が極めて小さい利点
もある。In the thermistor according to one embodiment of the present invention, at least one of irregularities, voids, and through holes is formed on the surface or inside of the ceramic body, and the thermistor element itself is sealed to insulate the air. Therefore, the responsiveness is better than Comparative Example 1 using a bulk thermistor in which a low heat conductive material such as stainless steel or cement is interposed in the heat conduction path. There is also an advantage that the influence of heat removal and poisoning is extremely small.
【0051】尚、本発明においては、上記の具体的な実
施例に示すものに限られず、目的、用途に応じて本発明
の範囲内で種々変更した実施例とすることができる。例
えば、実施例4の円筒状の貫通孔(9a)は、図15に
示すような角型の貫通孔(9b)とすることができ、実
施例4と同様に、応答時間が短く、応答性に優れた温度
センサとなる。The present invention is not limited to the specific embodiments described above, but may be variously modified within the scope of the present invention in accordance with the purpose and application. For example, the cylindrical through hole (9a) of the fourth embodiment can be a rectangular through hole (9b) as shown in FIG. It becomes an excellent temperature sensor.
【0052】[0052]
【発明の効果】本発明によれば、応答性に優れ、且つ、
安価に量産可能な温度センサを提供することができる。
また、本発明の温度センサは、セラミック体の表面や内
部に、凹凸、空隙及び貫通孔のうちの少なくとも1種が
形成され、且つ感熱体が緻密なセラミック体により形成
された中空部内に気密に囲まれた密閉構造になっている
ため、排気ガス等に含まれる炭素やリン等による被毒を
抑制することができる。更に、セラミックは耐食性が高
く、排気ガス等により侵食を殆ど受けないため、長期間
に渡って気密性を保つことができ、耐熱性に優れるた
め、1000℃程度の高温に耐え得る温度センサとする
ことができる。According to the present invention, excellent responsiveness and
A temperature sensor that can be mass-produced at low cost can be provided.
Further, the temperature sensor of the present invention has a structure in which at least one of irregularities, voids, and through holes is formed on the surface or inside of the ceramic body, and the heat-sensitive body is hermetically sealed in a hollow portion formed of the dense ceramic body. Because of the enclosed structure, poisoning by carbon, phosphorus and the like contained in exhaust gas and the like can be suppressed. Furthermore, since ceramic has high corrosion resistance and is hardly corroded by exhaust gas or the like, it can maintain airtightness for a long period of time and has excellent heat resistance, so that it is a temperature sensor that can withstand high temperatures of about 1000 ° C. be able to.
【図1】本発明の一態様である厚膜型サーミスタの分解
斜視図である。FIG. 1 is an exploded perspective view of a thick-film thermistor according to one embodiment of the present invention.
【図2】本発明の一態様である厚膜型サーミスタを真上
から見た説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram of a thick-film thermistor according to one embodiment of the present invention, as viewed from directly above.
【図3】本発明の一態様である厚膜型サーミスタの製造
方法の一例を示す説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram illustrating an example of a method for manufacturing a thick-film thermistor according to one embodiment of the present invention.
【図4】本発明の一態様である厚膜型サーミスタの製造
方法の一例を示す説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram illustrating an example of a method for manufacturing a thick-film thermistor according to one embodiment of the present invention.
【図5】本発明の一態様である厚膜型サーミスタの製造
方法の一例を示す説明図である。FIG. 5 is an explanatory diagram illustrating an example of a method for manufacturing a thick-film thermistor according to one embodiment of the present invention.
【図6】本発明の一態様である厚膜型サーミスタの製造
方法の一例を示す説明図である。FIG. 6 is an explanatory diagram illustrating an example of a method for manufacturing a thick-film thermistor according to one embodiment of the present invention.
【図7】サーミスタ素子と電極の構成をサンドイッチ構
造にした場合の説明図である。FIG. 7 is an explanatory diagram in the case where the configuration of the thermistor element and the electrode is a sandwich structure.
【図8】平行電極をサーミスタ素子が跨ぐ構造にした場
合の説明図である。FIG. 8 is an explanatory diagram in the case where the thermistor element straddles a parallel electrode.
【図9】感熱面側セラミック層の厚みt1とスペーサー
セラミック層の厚みt2と基材セラミック層の厚みt3の
関係を示すサーミスタの断面図である。9 is a cross-sectional view of a thermistor that shows a relationship between the thickness t 3 of the thickness t 2 and the substrate ceramic layer having a thickness t 1 of the heat-sensitive surface side ceramic layer and the spacer ceramic layer.
【図10】セラミック体の表面に凹凸が形成された場合
の説明図である。FIG. 10 is an explanatory diagram in the case where irregularities are formed on the surface of a ceramic body.
【図11】セラミック体の内部に空隙が形成された場合
の説明図である。FIG. 11 is an explanatory diagram when a gap is formed inside a ceramic body.
【図12】セラミック体の表面に凹凸が形成され、且つ
内部に空隙が形成された場合の説明図である。FIG. 12 is a diagram illustrating a case where irregularities are formed on the surface of a ceramic body and voids are formed inside;
【図13】セラミック体に丸型の貫通孔が形成された場
合の説明図である。FIG. 13 is an explanatory diagram in a case where a round through hole is formed in a ceramic body.
【図14】セラミック体の表面に凹凸が形成され、且つ
貫通孔が形成された場合の説明図である。FIG. 14 is an explanatory diagram in the case where irregularities are formed on the surface of a ceramic body and through holes are formed.
【図15】セラミック体に角型の貫通孔が形成された場
合の説明図である。FIG. 15 is an explanatory diagram of a case where a rectangular through hole is formed in a ceramic body.
1;感熱面側セラミック層、2;基材セラミック層、
3;スペーサーセラミック層、31;開口部、32a、
32b;リード線の切り欠き、4;サーミスタ素子、5
a、5b;電極、51a、51b;電極の端部、6a、
6b;リード線、7;凹凸、8;空隙、9a;丸型貫通
孔、9b;角型貫通孔。1; heat sensitive surface side ceramic layer, 2; base ceramic layer,
3; spacer ceramic layer, 31; opening, 32a,
32b; cutout of lead wire, 4; thermistor element, 5
a, 5b; electrode, 51a, 51b; end of electrode, 6a,
6b; lead wire, 7; unevenness, 8; void, 9a; round through hole, 9b; square through hole.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 飯尾 聡 名古屋市瑞穂区高辻町14番18号 日本特殊 陶業株式会社内 Fターム(参考) 2F056 QF01 QF08 5E034 BA09 BB05 DA02 DB03 DE14 DE19 DE20 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuing on the front page (72) Inventor Satoshi Iio 14-18 Takatsuji-cho, Mizuho-ku, Nagoya F-term in Japan Special Ceramics Co., Ltd. 2F056 QF01 QF08 5E034 BA09 BB05 DA02 DB03 DE14 DE19 DE20
Claims (11)
を有するセラミック体と、を備え、該セラミック体の表
面に複数の凹凸が形成されていることを特徴とする温度
センサ。1. A temperature sensor comprising: a heat sensitive body; and a ceramic body having a hollow portion hermetically surrounding the heat sensitive body, wherein a plurality of irregularities are formed on a surface of the ceramic body.
を有するセラミック体と、を備え、該セラミック体の内
部に複数の空隙が形成されていることを特徴とする温度
センサ。2. A temperature sensor, comprising: a heat sensitive body; and a ceramic body having a hollow portion hermetically surrounding the heat sensitive body, wherein a plurality of voids are formed inside the ceramic body.
を有するセラミック体と、を備え、該セラミック体の表
面に複数の凹凸が形成され、且つ該セラミック体の内部
に複数の空隙が形成されていることを特徴とする温度セ
ンサ。3. A ceramic body comprising: a heat sensitive body; and a ceramic body having a hollow portion hermetically surrounding the heat sensitive body, wherein a plurality of irregularities are formed on a surface of the ceramic body, and a plurality of voids are formed inside the ceramic body. A temperature sensor, wherein a temperature sensor is formed.
を有するセラミック体と、を備え、該セラミック体に複
数の貫通孔が形成されていることを特徴とする温度セン
サ。4. A temperature sensor, comprising: a heat-sensitive body; and a ceramic body having a hollow portion hermetically surrounding the heat-sensitive body, wherein a plurality of through holes are formed in the ceramic body.
を有するセラミック体と、を備え、該セラミック体の表
面に複数の凹凸が形成され、且つ該セラミック体に複数
の貫通孔が形成されていることを特徴とする温度セン
サ。5. A thermo-sensitive body, comprising: a ceramic body having a hollow portion which hermetically surrounds the thermo-sensitive body, wherein a plurality of irregularities are formed on a surface of the ceramic body, and a plurality of through holes are formed in the ceramic body. A temperature sensor characterized by being formed.
面側に配置されている請求項1乃至5記載の温度セン
サ。6. The temperature sensor according to claim 1, wherein said heat-sensitive body is disposed on a heat-sensitive surface side of said ceramic body.
方向において感熱面側に偏って形成されている請求項1
乃至6記載の温度センサ。7. The method according to claim 1, wherein the hollow portion is formed so as to be biased toward the heat-sensitive surface in the thickness direction of the ceramic body.
A temperature sensor according to any one of claims 6 to 7.
熱面側セラミック層、開口部を有するスぺーサーセラミ
ック層、及び基材セラミック層により構成される請求項
1乃至7のいずれか1項に記載の温度センサ。8. The ceramic body according to claim 1, wherein the ceramic body comprises a heat-sensitive surface-side ceramic layer having a heat-sensitive body, a spacer ceramic layer having an opening, and a base ceramic layer. A temperature sensor as described.
1〜1.0mmである請求項8記載の温度センサ。9. The heat-sensitive-surface-side ceramic layer has a thickness of 0.1 mm.
9. The temperature sensor according to claim 8, which is 1 to 1.0 mm.
部を有するセラミック体と、を備える温度センサの製造
方法であって、(A)焼成により該セラミック体となる
未焼成体の表面に凹凸を有する型を押し当てる、及び
(B)焼成後のセラミック体の表面に、サンドブラスト
加工、超音波加工又はレーザー加工を施す、のいずれか
によって上記セラミック体の表面に凹凸を形成すること
を特徴とする温度センサの製造方法。10. A method for manufacturing a temperature sensor comprising a heat sensitive body and a ceramic body having a hollow portion hermetically surrounding the heat sensitive body, wherein (A) the surface of the unfired body that becomes the ceramic body by firing Pressing a mold having irregularities on the ceramic body, and (B) forming irregularities on the surface of the ceramic body by any of sandblasting, ultrasonic processing, or laser processing on the surface of the fired ceramic body. A method for manufacturing a temperature sensor.
の温度センサの製造管理方法であって、感熱体の製造ロ
ットによる応答性の変動を予め先行試験を行って確認
し、その結果に基づいて上記セラミック体の感熱面側の
厚さを調整することを特徴とする温度センサの製造管理
方法。11. The method for controlling the production of a temperature sensor according to claim 1, wherein a change in responsiveness due to a production lot of the heat-sensitive element is checked in advance by conducting a preliminary test, and the result is determined. Adjusting the thickness of the ceramic body on the heat-sensitive surface side based on the above method.
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Cited By (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004172357A (en) * | 2002-11-20 | 2004-06-17 | Oizumi Seisakusho:Kk | Non-contact temperature sensor and manufacturing method therefor |
JP2006064497A (en) * | 2004-08-26 | 2006-03-09 | Mitsubishi Materials Corp | Thin temperature sensor and its manufacturing method |
JP2006153653A (en) * | 2004-11-29 | 2006-06-15 | Ngk Spark Plug Co Ltd | Temperature sensor |
JP2009128127A (en) * | 2007-11-21 | 2009-06-11 | Tdk Corp | Hydrogen gas sensor |
JP2009543322A (en) * | 2006-07-06 | 2009-12-03 | エプコス アクチエンゲゼルシャフト | Electrical component comprising a sensor element, method for encapsulating a sensor element, and method for manufacturing a plate structure |
JP2011208986A (en) * | 2010-03-29 | 2011-10-20 | Panasonic Corp | Blood examination device |
JP2013178279A (en) * | 2013-06-13 | 2013-09-09 | Nikon Corp | Temperature detection device and method of manufacturing temperature detection device |
EP2362938B1 (en) * | 2008-11-14 | 2015-01-14 | Epcos AG | Sensor element and process for assembling a sensor element |
WO2017073622A1 (en) * | 2015-10-28 | 2017-05-04 | 京セラ株式会社 | Sensor substrate and detection module |
CN107084801A (en) * | 2017-06-27 | 2017-08-22 | 深圳市刷新智能电子有限公司 | The high-precision integrated form thermosensitive circuit and its manufacture method that can be responded rapidly to |
CN109328296A (en) * | 2017-04-26 | 2019-02-12 | 京瓷株式会社 | Temperature sensor and temperature measuring apparatus |
JP2019514335A (en) * | 2016-05-27 | 2019-05-30 | グァンドン オッポ モバイル テレコミュニケーションズ コーポレーション リミテッドGuangdong Oppo Mobile Telecommunications Corp., Ltd. | Battery protection substrate, battery, and portable terminal |
JP2020523581A (en) * | 2017-07-21 | 2020-08-06 | テーデーカー エレクトロニクス アーゲー | Contact temperature measurement probe |
CN117501077A (en) * | 2022-01-18 | 2024-02-02 | 株式会社芝浦电子 | Temperature sensor and method for manufacturing temperature sensor |
-
2000
- 2000-12-22 JP JP2000390951A patent/JP2002188966A/en active Pending
Cited By (21)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004172357A (en) * | 2002-11-20 | 2004-06-17 | Oizumi Seisakusho:Kk | Non-contact temperature sensor and manufacturing method therefor |
JP2006064497A (en) * | 2004-08-26 | 2006-03-09 | Mitsubishi Materials Corp | Thin temperature sensor and its manufacturing method |
JP4552564B2 (en) * | 2004-08-26 | 2010-09-29 | 三菱マテリアル株式会社 | Thin temperature sensor and manufacturing method thereof |
JP2006153653A (en) * | 2004-11-29 | 2006-06-15 | Ngk Spark Plug Co Ltd | Temperature sensor |
JP4532245B2 (en) * | 2004-11-29 | 2010-08-25 | 日本特殊陶業株式会社 | Temperature sensor |
US8134446B2 (en) | 2006-07-06 | 2012-03-13 | Epcos Ag | Electrical component with a sensor element, method for the encapsulation of a sensor element, and method for production of a plate arrangement |
JP2009543322A (en) * | 2006-07-06 | 2009-12-03 | エプコス アクチエンゲゼルシャフト | Electrical component comprising a sensor element, method for encapsulating a sensor element, and method for manufacturing a plate structure |
JP2009128127A (en) * | 2007-11-21 | 2009-06-11 | Tdk Corp | Hydrogen gas sensor |
EP2362938B1 (en) * | 2008-11-14 | 2015-01-14 | Epcos AG | Sensor element and process for assembling a sensor element |
JP2011208986A (en) * | 2010-03-29 | 2011-10-20 | Panasonic Corp | Blood examination device |
JP2013178279A (en) * | 2013-06-13 | 2013-09-09 | Nikon Corp | Temperature detection device and method of manufacturing temperature detection device |
WO2017073622A1 (en) * | 2015-10-28 | 2017-05-04 | 京セラ株式会社 | Sensor substrate and detection module |
JPWO2017073622A1 (en) * | 2015-10-28 | 2018-08-16 | 京セラ株式会社 | Sensor board and detection module |
JP2019514335A (en) * | 2016-05-27 | 2019-05-30 | グァンドン オッポ モバイル テレコミュニケーションズ コーポレーション リミテッドGuangdong Oppo Mobile Telecommunications Corp., Ltd. | Battery protection substrate, battery, and portable terminal |
US10644520B2 (en) | 2016-05-27 | 2020-05-05 | Guangdong Oppo Mobile Telecommunications Corp., Ltd. | Battery protection board, battery and mobile terminal |
CN109328296A (en) * | 2017-04-26 | 2019-02-12 | 京瓷株式会社 | Temperature sensor and temperature measuring apparatus |
EP3460430A4 (en) * | 2017-04-26 | 2019-08-07 | Kyocera Corporation | Temperature sensor and temperature measuring device |
US11226240B2 (en) | 2017-04-26 | 2022-01-18 | Kyocera Corporation | Temperature sensor and temperature measuring device |
CN107084801A (en) * | 2017-06-27 | 2017-08-22 | 深圳市刷新智能电子有限公司 | The high-precision integrated form thermosensitive circuit and its manufacture method that can be responded rapidly to |
JP2020523581A (en) * | 2017-07-21 | 2020-08-06 | テーデーカー エレクトロニクス アーゲー | Contact temperature measurement probe |
CN117501077A (en) * | 2022-01-18 | 2024-02-02 | 株式会社芝浦电子 | Temperature sensor and method for manufacturing temperature sensor |
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