JP2005055338A - 温度センサ素子及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】2種の異なる材料が接合されてなる熱電対からなる温度センサ素子の製造方法であって、熱電対パターン層が支持シート上に形成された転写シートを用い、当該熱電対パターン層を基板上に積層した後、熱処理することを特徴とする製造方法に係る。
【選択図】なし
Description
本発明の温度センサ素子の製造方法は、2種の異なる材料が接合されてなる熱電対からなる温度センサ素子の製造方法であって、熱電対パターン層が支持シート上に形成された転写シートを用い、当該熱電対パターン層を基板上に積層した後、熱処理することを特徴とする。
(1)温度センサ粒子の調製
<p型ケイ化鉄用粉末の調製>
原料として鉄粉(三津和化学製、純度95%、200メッシュ)、マンガン粉(ナカライテスク製、化学用、60〜140メッシュ)及びケイ素粉末(三津和化学製、純度98%、150メッシュ)をモル比で0.9:0.1:2.3の割合で使用し、燃焼合成法によりp型ケイ化鉄用粉末を得た。約10μm以下に粉砕後、基板との密着性を高めるため、これらの合計100重量%に対して5重量%のホウケイ酸ガラス(製品名「GF5600」奥野製薬製)を用いた。
原料として、鉄粉(三津和化学製、純度95%、200メッシュ)、コバルト粉(ナカライテスク、純度99.8%)、ケイ素粉末(三津和化学製、純度98%、150メッシュ)をモル比で0.9:0.1:2.3の割合で使用し、燃焼合成法によりn型ケイ化鉄用粉末を得た。約10μm以下に粉砕後、基板との密着性を高めるため、これらの合計100重量%に対して5重量%のホウケイ酸ガラス(製品名「GF5600」奥野製薬製)を用いた。
(2)転写シートの作製
上記(1)で得られたp型ケイ化鉄用粉末71.4重量%及び有機バインダー(製品名「OS−4540」互応化学工業(株)製、樹脂分44%)28.6重量%を均一に混合し、p型ケイ化鉄用ペーストを得た。このペーストを用い、図1に示すように、水剥離性シート1(製品名「SSPCII−UB」丸繁紙工製)の水溶性接着剤層上にかぎ型パターン層2(乾燥後の膜厚80μm、幅1.0mm、長さ70mm)をスクリーン印刷により形成した。
(3)熱電対層の形成
次に、得られた転写シートを用いて図2のような温度センサ素子を作製した。まず、転写シートを水で濡らし、水剥離性シート1を剥離除去した後、熱電対パターン層2及び3をアルミナ基板5(15mm×70mm×0.635mm)上に積層し、乾燥した。次いで、500℃まで5時間かけて加熱して有機成分を除去し、次に真空中1150℃で3時間焼成した。引き続き、アルゴン雰囲気中800℃で12時間焼成し、図2の温度センサ素子を得た。
実施例1で得られたケイ化鉄系温度センサ素子は、大気中室温から約800℃の温度範囲で使用できる。この温度センサ素子の熱起電力を調べた結果を図4に示す。特に、接合部を加熱する一方、端部を室温に保持して温度差800℃とした場合、両端部間に発生した熱起電力は約300mVであった。この値は、クロメル−アルメル熱電対(K熱電対)の熱起電力の約9倍である。
2…p型半導体層
3…n型半導体層
4…有機樹脂層
5…アルミナ基板(絶縁基板)
Claims (6)
- 2種の異なる材料が接合されてなる熱電対からなる温度センサ素子の製造方法であって、熱電対パターン層が支持シート上に形成された転写シートを用い、当該熱電対パターン層を基板上に積層した後、熱処理することを特徴とする製造方法。
- 支持シートが、基材上に水溶性接着剤層を有する水剥離性シートであって、当該水溶性接着剤層上に熱電対パターン層が形成されている請求項1記載の製造方法。
- 支持シート上の熱電対パターン層が、(1)i) ケイ化鉄又はケイ化鉄を形成し得る成分とii) アクセプターとを含む層及び(2)i) ケイ化鉄又はケイ化鉄を形成し得る成分とii) ドナーとを含む層からなる請求項1又は2に記載の製造方法。
- 支持シート上の熱電対パターン層が、ガラス成分を含有する請求項1〜3のいずれかに記載の製造方法。
- 請求項1〜4のいずれかに記載の製造方法により得られる温度センサ素子であって、基板上に厚み20〜100μmの熱電対層が積層されていることを特徴とする温度センサ素子。
- 熱電対層が、ケイ化鉄系p型半導体層及びケイ化鉄系n型半導体層からなる請求項5記載の温度センサ素子。
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