JP2633838B2 - High temperature thermistor - Google Patents
High temperature thermistorInfo
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Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は高温域において好適に使用される高温サーミ
スタに関する。Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a high temperature thermistor suitably used in a high temperature range.
従来の技術 従来のサーミスタをしては特公昭52−7535号公報に記
載されたものがある。このサーミスタは原料粉末を板状
に焼結させた本体の両面に電極を設け、この電極にリー
ド線の一端を接続すると共に前記本体をガラスに埋設し
た構造である。サーミスタ本体をガラスに埋設するの
は、熱的及び化学的に安定した状態で測定が行えるよう
にするためである。2. Description of the Related Art A conventional thermistor is disclosed in Japanese Patent Publication No. 52-7535. This thermistor has a structure in which electrodes are provided on both surfaces of a main body obtained by sintering raw material powder in a plate shape, one end of a lead wire is connected to the electrodes, and the main body is embedded in glass. The purpose of embedding the thermistor body in glass is to enable measurement in a thermally and chemically stable state.
発明が解決しようとする問題点 ところが、上記従来のサーミスタにおいては、原料粉
末を焼結させて成形したサーミスタ本体をガラスに埋設
して製造するものであるため、製造工程が多くかかると
共に、リード線を通じて外部回路と接続するタイプであ
るため、プリント基板等に直接サーミスタを取付けるこ
とが難しいという問題がある。Problems to be Solved by the Invention However, in the above-mentioned conventional thermistor, since the thermistor body formed by sintering the raw material powder is buried in glass, the manufacturing process takes a lot of time and the lead wire is increased. This is a type that is connected to an external circuit through a through hole, and thus it is difficult to directly attach a thermistor to a printed circuit board or the like.
更に、サーミスタ本体が埋設されるガラスは融点が40
0℃前後であるため、1000℃程度の高温の測定には使用
できないといった問題もある。Furthermore, the glass in which the thermistor body is embedded has a melting point of 40
Since it is around 0 ° C., there is a problem that it cannot be used for measurement at a high temperature of about 1000 ° C.
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたもので、
製造が容易で、かつ1000℃近い高温域においても熱的、
化学的に安定した状態で測定に供することができ、また
プリンタ基板等に直接取付けることのできる実用的価値
の高い高温サーミスタを提供することを目的としてい
る。The present invention has been made in view of such problems,
Easy to manufacture and thermal even at high temperature near 1000 ℃
It is an object of the present invention to provide a high practical value high temperature thermistor that can be used for measurement in a chemically stable state and can be directly attached to a printer substrate or the like.
問題点を解決するための手段 上記目的を達成するため本発明の高温サーミスタは、
両面に一対の内部電極が形成されたサーミスタ層が酸化
物セラミック層の間に埋設された状態で一体化されると
共に、前記内部電極各々が前記酸化物セラミック層の外
面に形成された一対の外部電極とそれぞれ貫通孔内に形
成された焼付け金属で電気的に接続されてなることを特
徴としている。Means for Solving the Problems In order to achieve the above object, a high temperature thermistor of the present invention comprises:
A thermistor layer having a pair of internal electrodes formed on both surfaces is integrated in a state of being buried between the oxide ceramic layers, and each of the internal electrodes is formed of a pair of external electrodes formed on the outer surface of the oxide ceramic layer. It is characterized in that it is electrically connected to the electrode by a baked metal formed in each through hole.
作用 上記構成によれば、サーミスタ層と酸化物セラミック
層とは生焼成の段階で積層した後焼結して一体化するこ
とができる。そして、外部電極の形成を除けば、上記一
体化によってサーミスタの製造を完了するので、製造工
数少なく簡単に製造できる。Operation According to the above configuration, the thermistor layer and the oxide ceramic layer can be laminated at the stage of green firing and then sintered to be integrated. Except for the formation of the external electrodes, since the manufacture of the thermistor is completed by the above integration, the manufacture can be easily performed with a small number of manufacturing steps.
その上、サーミスタ層は融点が高く化学的に安定して
いる酸化物セラミック層に埋設されるとともに、外部電
極とは貫通孔内に形成された導電性に優れた焼付け金属
で電気的に接続されるため、この焼付け金属即ち貫通孔
の断面積を小さくしても、サーミスタ特性を変化させる
ことなく内部電極と外部電極とを電気的に接続すること
ができる。したがって、サーミスタ層は貫通孔内に形成
された焼付け金属を除いて酸化物セラミック層に埋設さ
れているから、外気の雰囲気、湿度の影響を極力抑え
て、サーミスタ素子の高温での使用及び過酷な雰囲気で
の使用を可能にする。In addition, the thermistor layer is embedded in an oxide ceramic layer that has a high melting point and is chemically stable, and is electrically connected to the external electrode by a baked metal with excellent conductivity formed in the through hole. Therefore, even if the cross-sectional area of the baked metal, that is, the through hole is reduced, the internal electrode and the external electrode can be electrically connected without changing the thermistor characteristics. Therefore, since the thermistor layer is buried in the oxide ceramic layer except for the baked metal formed in the through hole, the influence of the atmosphere and humidity of the outside air is suppressed as much as possible, and the use of the thermistor element at high temperature and severe Enables use in an atmosphere.
更に、酸化物セラミックの外面には内部電極と貫通孔
内に形成された焼付け金属で電気的につながった、外部
電極が形成されているので、この外部電極を利用してプ
リント基板等にサーミスタを直接取付けることもでき、
サーミスタの新たな方法での使用が可能になる。Furthermore, since an external electrode is formed on the outer surface of the oxide ceramic and electrically connected to the internal electrode and a baked metal formed in the through hole, a thermistor is formed on a printed circuit board or the like using the external electrode. It can be installed directly,
Thermistors can be used in new ways.
実 施 例 以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。
第１図は本発明の一実施例による高温サーミスタを示す
断面図であり、図において、１はSiCなどからなるサー
ミスタ素子であり、該サーミスタ層１の両面には高融点
金属として例えばモリブデンからなる内部電極2a,2bが
形成されている。3a,3bはアルミナやジルコニアなどの
酸化物セラミック層であり、該酸化物セラミック層3a,3
bによって前記内部電極2a,2b及びサーミスタ層１が被覆
されている。即ち、内部電極2a,2b及びサーミスタ層１
は酸化物セラミック層3a,3b間に埋設された構造となっ
ている。4a,4bは各々前記酸化物セラミック層3a,3bの上
に形成された例えば白金（Pt）からなる外部電極であ
り、該外部電極4a,4bは酸化物セラミック層3a,3b内に形
成された貫通孔5a,5bを通じて前記内部電極2a,2bと電気
的に接続してある。内部電極2a,2bをモリブデンで構成
するのは、サーミスタ層１を酸化物セラミック層3a,3b
でサンドイッチした状態で焼結し一体化することによっ
てサーミスタを製造する場合、内部電極2a,2bも前記焼
結時に同時に形成できるようにするためである。これに
対して、外部電極4a,4bは、サーミスタ素子や酸化物セ
ラミック層3a,3bの焼結後に焼成して形成できるので、
白金ペーストを用いることができる。Embodiment An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a high-temperature thermistor according to an embodiment of the present invention. In the figure, reference numeral 1 denotes a thermistor element made of SiC or the like, and both surfaces of the thermistor layer 1 are made of, for example, molybdenum as a high melting point metal. Internal electrodes 2a and 2b are formed. 3a and 3b are oxide ceramic layers such as alumina and zirconia, and the oxide ceramic layers 3a and 3b
The internal electrodes 2a and 2b and the thermistor layer 1 are covered with b. That is, the internal electrodes 2a and 2b and the thermistor layer 1
Has a structure buried between the oxide ceramic layers 3a and 3b. 4a and 4b are external electrodes made of, for example, platinum (Pt) formed on the oxide ceramic layers 3a and 3b, respectively. The external electrodes 4a and 4b are formed in the oxide ceramic layers 3a and 3b. They are electrically connected to the internal electrodes 2a, 2b through the through holes 5a, 5b. The reason why the internal electrodes 2a and 2b are made of molybdenum is that the thermistor layer 1 is made of the oxide ceramic layers 3a and 3b.
This is because, when a thermistor is manufactured by sintering and integrating in a sandwiched state, the internal electrodes 2a and 2b can be formed simultaneously with the sintering. On the other hand, since the external electrodes 4a and 4b can be formed by firing after sintering the thermistor elements and the oxide ceramic layers 3a and 3b,
Platinum paste can be used.
次に、上記高温サーミスタの製造方法の一例について
説明する。Al2O3に有機バインダー、溶剤、可塑剤及び
分散剤を加えてスラリーを作成する。このスラリーより
ドクター・ブレード法を用いて厚さ200μｍのシートを
作成し、第２図（イ）に示すように、２枚のシート6a,6
bを準備する。各シート6a,6bの所定位置に貫通孔5a,5b
を形成する。そしてシート6a,6bの表面に貫通孔5a,5bを
含めて内部電極に対応するMoペースト2a,2bを塗布し、
乾燥する。Next, an example of a method of manufacturing the high temperature thermistor will be described. A slurry is prepared by adding an organic binder, a solvent, a plasticizer and a dispersant to Al 2 O 3 . A sheet having a thickness of 200 μm was prepared from this slurry by the doctor blade method, and as shown in FIG.
Prepare b. Through holes 5a, 5b are provided at predetermined positions of each sheet 6a, 6b.
To form Then, Mo pastes 2a and 2b corresponding to the internal electrodes including the through holes 5a and 5b are applied to the surfaces of the sheets 6a and 6b,
dry.
一方、SiCとAl2O3とを100:100の比率で混合し、これ
に有機バインダー、溶剤、可塑剤及び分散剤を加えてサ
ーミスタ用ペーストを作成する。第２図（ロ）に示すよ
うに、このペーストを用いてAl2O3シート6aのMoペース
ト層2aの上に塗布し、乾燥してサーミスタ用ペースト層
７を形成する。さらに第３図に示すように、もう１枚の
Al2O3シート6bをそのMoペースト層2bがサーミスタ用ペ
ースト層７に一致するように重ねて２枚のAl2O3シート6
a,6bの間にサーミスタ用ペースト層７を挟み、60℃、１
分間、0.5ton/cm2の条件で熱圧着した。この段階でMoペ
ースト層2a,2bならびにサーミスタ用ペースト層７はAl2
O3シート6a,6bにより被覆された状態となる。さらに、
第２図（イ），（ロ）の破線で示したカットマークに沿
ってこれを切断し、グリーンユニットを作製する。この
グリーンユニットを1000℃、H2−N2ガス雰囲気中で１時
間脱バインダーした後、1700℃にてArガス雰囲気中で焼
成し、その両面及び貫通孔にPt電極ペースト4a,4bを塗
布し、1100℃で１時間焼付けし、高温サーミスタを作製
する。ここで、サーミスタ用ペースト層７は焼成によっ
てサーミスタ層１に、シート6a,6bは焼成によって酸化
物セラミック層3a,3bになる。On the other hand, SiC and Al 2 O 3 are mixed at a ratio of 100: 100, and an organic binder, a solvent, a plasticizer, and a dispersant are added thereto to prepare a thermistor paste. As shown in FIG. 2 (b), the paste is applied to the Mo paste layer 2a of the Al 2 O 3 sheet 6a and dried to form the thermistor paste layer 7. Further, as shown in FIG.
The Al 2 O 3 sheets 6 b are overlapped so that the Mo paste layer 2 b coincides with the thermistor paste layer 7 and two Al 2 O 3 sheets 6
a, 6b, sandwich the thermistor paste layer 7 at 60 ° C., 1
Thermocompression bonding was performed for 0.5 minutes under the condition of 0.5 ton / cm 2 . Mo paste layer 2a at this stage, 2b and thermistor paste layer 7 Al 2
It is in a state of being covered with the O 3 sheets 6a and 6b. further,
This is cut along the cut marks shown by broken lines in FIGS. 2A and 2B to produce a green unit. After debinding the green unit at 1000 ° C. for 1 hour in an H 2 —N 2 gas atmosphere, the green unit was fired at 1700 ° C. in an Ar gas atmosphere, and Pt electrode pastes 4a and 4b were applied to both surfaces and through holes. Baking at 1100 ° C for 1 hour to produce a high temperature thermistor. Here, the thermistor paste layer 7 becomes the thermistor layer 1 by firing, and the sheets 6a, 6b become the oxide ceramic layers 3a, 3b by firing.
このようにして製造した高温サーミスタは800℃×100
0Hrの高温放置テストにおいても抵抗値の経時変化がわ
ずか±３％以内におさまると共に、化学的にも安定した
結果が得られた。The high temperature thermistor manufactured in this way is 800 ° C x 100
In the high-temperature storage test of 0Hr, the change with time of the resistance value was within only ± 3%, and a chemically stable result was obtained.
尚、実施例においては、内部電極と外部電極との接続
を上下２枚のシート７にあらかじめ貫通孔をあけてから
行っているが、これはシート６とシート７とを圧着した
後にドリルによって一度に開けても良い。In the embodiment, the connection between the internal electrode and the external electrode is made after making through holes in the upper and lower two sheets 7 in advance. You may open it.
さらに、上記実施例では内部電極にはMoを用いたもの
について示したが、Ｗ、Ni、Pt等の高融点金属を用いる
こともできる。殊に、Pt、Pdなどの貴金属を内部電極に
用いた場合には、外部電極と同時焼成を行うことができ
る。また、低温で焼成できるサーミスタ材料であれば、
内部電極材料としてAg−Pd、Cuなどの金属を用いること
ができる。Further, in the above embodiment, the case where Mo is used for the internal electrode is shown, but a high melting point metal such as W, Ni, Pt or the like may be used. In particular, when a noble metal such as Pt or Pd is used for the internal electrode, simultaneous firing with the external electrode can be performed. In addition, if the thermistor material can be fired at a low temperature,
Metals such as Ag-Pd and Cu can be used as the internal electrode material.
次に、本発明の他の実施例について説明する。Al2O3
に有機バインダー、溶剤、可塑剤及び分散剤を加えてス
ラリーを作成する。このスラリーよりドクター・ブレー
ド法を用いて厚さ200μｍのシートを作成し、第４図
（イ）に示すように、２枚のシート6a,6bを準備する。
各シート6a,6bの所定位置に貫通孔5a,5bを形成する。そ
してシート6a,6bの表面に貫通孔5a,5bを含めて内部電極
に対応するMoペースト2a,2bを塗布し、乾燥する。ま
た、上記と同様にして厚さ200μｍのシートを準備し、
第４図（ロ）に示すように、このシート８の所定位置に
貫通部8aを形成する。一方、SiCとAl2O3とを100:100の
比率で混合し、これを有機バインター、溶剤、可塑剤及
び分散剤を加えてスラリーを作成し、ドクター・ブレー
ド法にて厚み200μｍのシートを作成し、このシートか
ら前記シート８の貫通部8aに嵌合する大きさのチップ状
のシートにカットする。第４図（ロ）に示すように、こ
のカットしたチップ状のシート７をシート８の貫通部8a
にそれぞれ挿填する。Next, another embodiment of the present invention will be described. Al 2 O 3
, A slurry is prepared by adding an organic binder, a solvent, a plasticizer, and a dispersant. A sheet having a thickness of 200 μm is prepared from the slurry by the doctor blade method, and two sheets 6a and 6b are prepared as shown in FIG.
Through holes 5a, 5b are formed at predetermined positions of the sheets 6a, 6b. Then, Mo pastes 2a, 2b corresponding to the internal electrodes are applied to the surfaces of the sheets 6a, 6b including the through holes 5a, 5b, and dried. Also, prepare a 200 μm thick sheet in the same manner as above,
As shown in FIG. 4 (b), a through portion 8a is formed at a predetermined position of the sheet 8. On the other hand, SiC and Al 2 O 3 were mixed at a ratio of 100: 100, and an organic binder, a solvent, a plasticizer and a dispersant were added to form a slurry, and a 200 μm-thick sheet was formed by a doctor blade method. The sheet is formed and cut from this sheet into a chip-shaped sheet having a size that fits into the through portion 8a of the sheet 8. As shown in FIG. 4 (b), the cut chip-shaped sheet 7 is inserted into the penetrating portion 8a of the sheet 8.
Respectively.
次いで、第５図に示すように、シート８を中央にして
シート6a,6bをそのMoペースト2a,2bがシート７と接合す
るように重ね、上記した実施例と同様に後処理して高温
サーミスタを作成する。Next, as shown in FIG. 5, the sheets 6a and 6b are overlapped so that the Mo pastes 2a and 2b are joined to the sheet 7 with the sheet 8 as the center. Create
このようにして得られた高温サーミスタについて同様
に高温放置テストを行ったが、抵抗値の経時変化は上記
した実施例とほぼ同様の結果を示した。The high-temperature thermistor thus obtained was subjected to a high-temperature storage test in the same manner, and the change with time of the resistance value was almost the same as that of the above-described embodiment.
発明の効果 本発明の高温サーミスタによれば、サーミスタ層を酸
化物セラミック層の間に介在した状態で一体化するの
で、製法としてサーミスタ層と酸化物セラミック層を積
層し、焼結するという工数の少ない簡易な方法をとるこ
とができる。又、構造的には、内部電極が形成されたサ
ーミスタ層は融点が高く化学的に安定している酸化物セ
ラミック層に埋設されるとともに、その内部電極は貫通
孔内に形成された焼付け金属で外部電極と電気的に接続
されている。このように、内部電極は金属酸化物からな
る導体などと比較して導電性に優れた金属で外部電極と
電気的に接続されるため、この焼付け金属即ち貫通孔の
断面積を小さくしても、サーミスタ特性を変化させるこ
となく内部電極と外部電極とを電気的に接続することが
できる。したがって、サーミスタ層は貫通孔内に形成さ
れた焼付け金属を除いて酸化物セラミック層に埋設され
ているから、外気の雰囲気、湿度の影響を極力抑えて、
熱的、化学的に安定した状態で高温域での測定が行える
といった効果がある。Effect of the Invention According to the high-temperature thermistor of the present invention, since the thermistor layer is integrated while being interposed between the oxide ceramic layers, the number of steps of stacking and sintering the thermistor layer and the oxide ceramic layer as a manufacturing method is reduced. A few simple methods can be used. Structurally, the thermistor layer on which the internal electrodes are formed is embedded in a chemically stable oxide ceramic layer having a high melting point, and the internal electrodes are made of a baked metal formed in the through holes. It is electrically connected to external electrodes. As described above, since the internal electrode is electrically connected to the external electrode with a metal having excellent conductivity as compared with a conductor made of a metal oxide or the like, even if the cross-sectional area of the baked metal, that is, the through-hole is reduced. In addition, the internal electrodes and the external electrodes can be electrically connected without changing the thermistor characteristics. Therefore, since the thermistor layer is buried in the oxide ceramic layer except for the baked metal formed in the through hole, the influence of the atmosphere and humidity of the outside air is minimized,
There is an effect that measurement in a high temperature range can be performed in a thermally and chemically stable state.
加えて、酸化物セラミック層の外面には、内部電極と
貫通孔内に形成された焼付け金属で電気的に接続された
外部電極が形成されているので、本発明サーミスタはい
わゆるチップ部品と同様な扱い、即ち、プリント基板に
直接取付けるといった使用が可能になる。In addition, since the external surface of the oxide ceramic layer is formed with external electrodes that are electrically connected to the internal electrodes and the baked metal formed in the through holes, the thermistor of the present invention is similar to a so-called chip component. It is possible to handle, that is, to use it directly on a printed circuit board.
第１図は本発明の一実施例による高温サーミスタの断面
図、第２図（イ），（ロ）は各シートの平面図、第３図
は本発明の一実施例による高温サーミスタの一製造方法
を示す図、第４図、第５図は他の実施例を示し、第４図
（イ），（ロ）は各シートの平面図、第５図は製造方法
を示す図である。 １……サーミスタ層、2a,2b……内部電極、3a,3b……セ
ラミック酸化物被覆層、4a,4b……外部電極、5a,5b……
貫通孔。FIG. 1 is a sectional view of a high-temperature thermistor according to an embodiment of the present invention, FIGS. 2 (a) and 2 (b) are plan views of respective sheets, and FIG. 3 is a manufacture of a high-temperature thermistor according to an embodiment of the present invention. FIGS. 4 and 5 show another embodiment. FIGS. 4 (a) and 4 (b) are plan views of each sheet, and FIG. 5 is a view showing a manufacturing method. 1 ... thermistor layer, 2a, 2b ... internal electrode, 3a, 3b ... ceramic oxide coating layer, 4a, 4b ... external electrode, 5a, 5b ...
Through holes.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭60−37101（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−57905（ＪＰ，Ａ) 特開 昭50−108977（ＪＰ，Ａ) ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) References JP-A-60-37101 (JP, A) JP-A-60-57905 (JP, A) JP-A-50-108977 (JP, A)
Claims (1)
スタ層が酸化物セラミック層の間に埋設された状態で一
体化されると共に、前記内部電極各々が前記酸化物セラ
ミック層の外面に形成された一対の外部電極とそれぞれ
貫通孔内に形成された焼付け金属で電気的に接続されて
なることを特徴とする高温サーミスタ。1. A thermistor layer having a pair of internal electrodes formed on both surfaces is integrated with being buried between oxide ceramic layers, and each of the internal electrodes is formed on an outer surface of the oxide ceramic layer. A high-temperature thermistor characterized by being electrically connected to a pair of external electrodes thus formed by a baked metal formed in each through hole.
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61222958A JP2633838B2 (en) | 1986-09-20 | 1986-09-20 | High temperature thermistor |
| US07/100,861 US4786888A (en) | 1986-09-20 | 1987-09-25 | Thermistor and method of producing the same |
| US07/237,033 US4912450A (en) | 1986-09-20 | 1988-08-25 | Thermistor and method of producing the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61222958A JP2633838B2 (en) | 1986-09-20 | 1986-09-20 | High temperature thermistor |
Publications (2)
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|---|---|
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Country Status (1)
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Families Citing this family (2)
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|---|---|---|---|---|
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6057905A (en) * | 1983-09-09 | 1985-04-03 | マルコン電子株式会社 | Laminated voltage nonlinear resistor |
-
1986
- 1986-09-20 JP JP61222958A patent/JP2633838B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
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| JPS6378503A (en) | 1988-04-08 |
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| EXPY | Cancellation because of completion of term |