JP2880009B2 - Detection element for flow meter - Google Patents

Detection element for flow meter

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JP2880009B2
JP2880009B2 JP3233967A JP23396791A JP2880009B2 JP 2880009 B2 JP2880009 B2 JP 2880009B2 JP 3233967 A JP3233967 A JP 3233967A JP 23396791 A JP23396791 A JP 23396791A JP 2880009 B2 JP2880009 B2 JP 2880009B2
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lead
thin film
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electrical connection
glass
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不二男 石黒
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【技術分野】本発明は、検出素子、特に抵抗体の電気抵
抗値の温度依存性を利用して、例えば内燃機関における
流体の流量或いは流速を検出する熱式流量計等に好適に
用いられる、流量計用検出素子に関するものである。
TECHNICAL FIELD The present invention is suitably used for a thermal flow meter or the like for detecting a flow rate or a flow velocity of a fluid in an internal combustion engine, for example, by utilizing the temperature dependence of an electric resistance value of a detecting element, particularly a resistor. The present invention relates to a detection element for a flow meter.

【0002】[0002]

【背景技術】従来から、この種の検出素子としては、筒
形構造のものや板状構造のものが知られており、例えば
前者の構造の素子にあっては、図1に示されるように、
アルミナ等からなる、外径が0.5mm程度のセラミック
パイプ2の外表面に、所定の抵抗値を有するように白金
薄膜8がパターン形成される一方、該セラミックパイプ
2の両端部には、0.2mmφ程度の白金線等からなるリ
ード4が挿入され、そしてそれが、白金とガラスの混合
ペースト等の導電性の接着剤を用いて接着せしめられる
ことによって、かかるセラミックパイプ2に対するリー
ド4の固定が実現されると共に、リード4と白金薄膜8
との電気的接続部6が形成され、該セラミックパイプ2
の両端部において、前記白金薄膜8とリード4とが導通
せしめられるようになっている。また、かかる検出素子
では、抵抗体の抵抗値変化を防止して、素子の耐久性を
向上させるために、白金薄膜8部分に、これを被覆する
ガラスコーティング層10が形成されている。なお、こ
こでは、導電性の接着剤を用いて、リード4の固定と同
時にリード4と白金薄膜8との電気的接続が共に実現さ
れているが、これに変えて、セラミックパイプ2に対す
るリード4の固定を固着力の強い接着剤にて行なう一
方、リード4と白金薄膜8との電気的接続を、導電性に
優れたペーストを用いて別個に行なうこともある。
2. Description of the Related Art Conventionally, as this type of detection element, a detection element having a cylindrical structure or a plate-like structure is known. For example, in the case of an element having the former structure, as shown in FIG. ,
On the outer surface of a ceramic pipe 2 made of alumina or the like and having an outer diameter of about 0.5 mm, a platinum thin film 8 is patterned so as to have a predetermined resistance value. A lead 4 made of platinum wire or the like having a diameter of about 2 mm is inserted, and the lead 4 is bonded to the ceramic pipe 2 by using a conductive adhesive such as a mixed paste of platinum and glass. And the lead 4 and the platinum thin film 8
The electrical connection 6 is formed with the ceramic pipe 2.
At both ends, the platinum thin film 8 and the lead 4 are electrically connected to each other. Further, in such a detecting element, a glass coating layer 10 for covering the platinum thin film 8 is formed in order to prevent a change in the resistance value of the resistor and improve the durability of the element. In this case, the lead 4 and the platinum thin film 8 are electrically connected together with the lead 4 by using a conductive adhesive, but instead, the lead 4 is connected to the ceramic pipe 2. Of the lead 4 and the platinum thin film 8 may be separately connected using a paste having excellent conductivity.

【0003】しかしながら、このような検出素子につい
て、冷熱試験(0℃以下の雰囲気中で、通電による加熱
操作と、通電を遮断することによる冷却操作を繰り返
す)を行なうと、抵抗値が変化する現象が認められるの
である。本発明者らが、この現象について種々検討した
結果、リード4と白金薄膜8との導通手段となっている
導電性接着剤乃至は導電性ペーストによる電気的接続部
6の内部や、或いはかかる電気的接続部6とリード4と
の境界若しくは電気的接続部6と白金薄膜8との境界
に、空気中の水分が侵入することが原因であることが判
った。つまり、侵入した水分が、冷却時に凍結して、体
積膨張し、加熱時には融解するといったことを繰り返す
ことにより、電気的接続部6の内部或いは前記境界部分
に亀裂が生じて、抵抗値が上昇してしまうのである。
However, when such a detection element is subjected to a cooling / heating test (a heating operation by energization and a cooling operation by interrupting energization in an atmosphere of 0 ° C. or less are repeated), the resistance value changes. Is recognized. As a result of various studies of this phenomenon by the present inventors, it has been found that the inside of the electrical connection portion 6 made of a conductive adhesive or a conductive paste serving as a conductive means between the lead 4 and the platinum thin film 8 or such an electrical connection. It has been found that the cause is that moisture in the air enters the boundary between the electrical connection 6 and the lead 4 or the boundary between the electrical connection 6 and the platinum thin film 8. That is, by repeatedly repeating that the invading moisture freezes during cooling, expands in volume, and melts during heating, cracks are generated inside the electrical connection portion 6 or at the boundary portion, and the resistance value increases. It will be.

【0004】特に、特開昭64−18023号公報に開
示されている検出素子の如く、検出素子の応答性を向上
させるために、導電性の接着剤からなる電気的接続部6
がポーラスな構造を有している場合においては、このよ
うな水分侵入による抵抗値変化が更に大きな問題となる
のである。
[0004] In particular, in order to improve the response of the detecting element, such as the detecting element disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 64-18023, an electric connection portion 6 made of a conductive adhesive is used.
In the case where the film has a porous structure, such a change in resistance value due to the intrusion of moisture becomes a more serious problem.

【0005】しかも、リード4と電気的接続部6とのな
じみが悪い場合には、その間に隙間が生じ易いため、水
分が侵入し易くなり、その結果、検出素子の抵抗値変化
が惹起せしめられ易いのである。具体的には、リード4
が卑金属からなる場合には、空気等の酸化性雰囲気中で
焼成すると、リードに酸化膜ができて、電気的接続部6
とのなじみが悪くなり、更にそのような酸化膜の膨張に
よって、リード4と電気的接続部6との間に隙間ができ
易くなるのである。また、リード4が貴金属からなる場
合には、電気的接続部6を構成する接着剤/ペーストに
含まれるガラス成分とのなじみが悪いために、リードと
電気的接続部6との間に同じく隙間ができ易くなるので
ある。
In addition, when the lead 4 and the electrical connection portion 6 are not well adapted to each other, a gap is easily formed between the lead 4 and the electrical connection portion 6, so that moisture easily enters, and as a result, a change in the resistance value of the detecting element is caused. It is easy. Specifically, lead 4
Is made of a base metal, when it is baked in an oxidizing atmosphere such as air, an oxide film is formed on the lead, and the electrical connection 6
And the expansion of the oxide film makes it easier to form a gap between the lead 4 and the electrical connection portion 6. When the lead 4 is made of a noble metal, the lead and the glass component contained in the adhesive / paste constituting the electrical connection 6 are not well adapted to each other. It is easy to do.

【0006】[0006]

【解決課題】本発明は、このような事情を背景として為
されたものであって、その解決課題とするところは、上
記の如き検出素子におけるリードと抵抗体との間の電気
的接続部の内部、或いはかかる電気的接続部とリードと
の境界若しくは電気的接続部と抵抗体との境界に、空気
中の水分が侵入することを防止して、かかる検出素子の
抵抗値変化を防止することにある。
The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide an electric connection between a lead and a resistor in a detection element as described above. Preventing moisture in the air from entering the inside or the boundary between the electrical connection and the lead or the boundary between the electrical connection and the resistor, thereby preventing the resistance value of the detection element from changing. It is in.

【0007】[0007]

【解決手段】そして、このような課題を解決するため
に、本発明にあっては、セラミック基体と、該基体上に
設けられた抵抗体と、前記基体に対して接着剤により接
着、固定されて、該抵抗体に電気的に接続せしめられる
リードとを含んで構成される流量計用検出素子であっ
て、前記抵抗体とリードとの電気的接続部の外表面の全
面を覆い且つ該抵抗体及びリードのそれぞれの少なくと
も該接続部側の外表面を覆うように、耐熱気密質物質か
らなる被覆が施されていることを特徴とする流量計用検
出素子を、その要旨とするものである。
According to the present invention, in order to solve such a problem, a ceramic base, a resistor provided on the base, and an adhesive bonded and fixed to the base with an adhesive. A flow meter detecting element comprising a lead electrically connected to the resistor, wherein the detection element covers the entire outer surface of an electrical connection between the resistor and the lead, and The gist of the present invention is a flowmeter detection element characterized in that a coating made of a heat-resistant and air-tight substance is applied so as to cover at least the outer surfaces of the body and the lead on the connection portion side. .

【0008】[0008]

【作用・効果】すなわち、本発明に従う検出素子にあっ
ては、抵抗体とリードとの間の電気的接続部の外表面
と、該電気的接続部から抵抗体に跨がる部位及び該電気
的接続部からリードに跨がる部位とが、耐熱気密質物質
で気密に被覆せしめられているところから、それら電気
的接続部の内部への空気中の水分の侵入、及び電気的接
続部と抵抗体の境界部分や電気的接続部とリードの境界
部分への空気中の水分の侵入が阻止される。それ故、水
分の凍結・融解による導通部の亀裂が良好に防止され
て、そのような亀裂に起因する素子の抵抗値変化が良好
に防止されるようになるのである。従って、従来の検出
素子に比して、極めて安定に、設定された抵抗値を維持
することができ、検出素子の耐久性を効果的に向上させ
ることが可能となったのである。
In the detecting element according to the present invention, the outer surface of the electrical connection between the resistor and the lead, the portion extending from the electrical connection to the resistor, and the The part that straddles the lead from the electrical connection part is covered with a heat-resistant and air-tight substance in an airtight manner, so that moisture in the air enters the electrical connection part, and the electrical connection part Moisture in the air is prevented from entering the boundary between the resistor and the boundary between the electrical connection and the lead. Therefore, cracking of the conductive portion due to freezing and thawing of moisture is well prevented, and a change in the resistance value of the element due to such cracking is well prevented. Therefore, the set resistance value can be maintained very stably as compared with the conventional detection element, and the durability of the detection element can be effectively improved.

【0009】[0009]

【具体的構成・実施例】ところで、本発明に従う検出素
子は、耐熱気密質物質からなる気密の被覆部分を除き、
従来の素子と同様な構造を有するものであって、その一
例が、図2に示されている。そこにおいて、セラミック
基体としては、アルミナ等の公知のセラミック材料から
なるパイプ状のボビン12が用いられており、その外周
面には、白金等からなる抵抗体薄膜18が、従来と同様
にして、所定パターンにおいて設けられている。また、
ボビン12の両端部には、例えば白金線等のリード1
4,14が、それぞれ所定長さ挿入せしめられた状態に
おいて、導電性の接着剤にて接着せしめられて、ボビン
12に対するリード14,14の固定が実現されると共
に、該接着剤にて抵抗体薄膜18とリード14とを接続
する電気的接続部16が形成されている。
[Specific structure and embodiment] By the way, the detecting element according to the present invention has a structure except for an airtight covering portion made of a heat-resistant airtight substance.
It has a structure similar to that of a conventional element, and one example is shown in FIG. Here, a pipe-shaped bobbin 12 made of a known ceramic material such as alumina is used as a ceramic base, and a resistor thin film 18 made of platinum or the like is provided on the outer peripheral surface thereof in the same manner as in the related art. It is provided in a predetermined pattern. Also,
At both ends of the bobbin 12, leads 1 such as a platinum wire are provided.
The leads 4 and 14 are glued with a conductive adhesive in a state where they are inserted for a predetermined length, respectively, so that the leads 14 and 14 are fixed to the bobbin 12 and the resistor is formed with the adhesive. An electrical connection 16 connecting the thin film 18 and the lead 14 is formed.

【0010】なお、この電気的接続部16を与える導電
性の接着剤としては、セラミックと金属を接合するため
の従来から公知のものを使用することができ、通常は、
接着強度を高めるためにガラスが配合された白金ペース
トが選択され、これにより高い接着強度が達成されると
共に、リード14と抵抗体薄膜18との間の電気的導通
が良好に達成されることとなる。特に、ガラスの中で
も、ZnO・B2 3 ・SiO2 系等の結晶化ガラスを
配合することが望ましく、それによって強度を効果的に
向上させることができる。
As the conductive adhesive for providing the electrical connection portion 16, a conventionally known adhesive for bonding ceramic and metal can be used.
Platinum paste mixed with glass is selected to increase the bonding strength, whereby high bonding strength is achieved, and good electrical conduction between the lead 14 and the resistor thin film 18 is achieved. Become. In particular, even in a glass, it is desirable to blend the crystallized glass of the ZnO · B 2 O 3 · SiO 2 type or the like can be improved thereby the strength effectively.

【0011】そして、このような検出素子に対して、ボ
ビン12の全体を覆うように、ガラスにて気密の被覆層
20が設けられているのである。即ち、この被覆層20
は、抵抗体薄膜18を覆い、更に、該抵抗体薄膜18と
リード14との電気的接続部16の外表面を、該電気的
接続部16から抵抗体薄膜18に跨がる部位及び該電気
的接続部16からリード14に跨がる部位とを含んで、
一体に覆うように設けられている。それによって、電気
的接続部16の外表面と、電気的接続部16と抵抗体薄
膜18との境界部分及び電気的接続部16とリード14
との境界部分が、何れも、ガラスにて密封されているの
であり、それら電気的接続部16の内部や、前記境界部
分への空気中の水分の侵入が良好に防止されて、導通部
の亀裂による検出素子の抵抗値の上昇が回避されるよう
になっている。つまり、この検出素子では、ガラスが耐
熱気密質物質として用いられて、設定された抵抗値が安
定して維持され得るようになっており、耐久性が有利に
向上せしめられているのである。また、ここでは、抵抗
体薄膜18も被覆層20にて覆われているため、抵抗体
薄膜18の酸化や損傷も良好に防止されるようになって
いる。
An airtight coating layer 20 made of glass is provided on such a detection element so as to cover the entire bobbin 12. That is, the coating layer 20
Covers the resistor thin film 18, further covers a portion of the outer surface of the electrical connection portion 16 between the resistor thin film 18 and the lead 14 from the electrical connection portion 16 to the resistor thin film 18, and Including a portion extending from the active connection portion 16 to the lead 14,
It is provided so as to cover integrally. Thus, the outer surface of the electrical connection 16, the boundary between the electrical connection 16 and the resistor thin film 18, and the electrical connection 16 and the lead 14
Are sealed with glass, and the intrusion of moisture in the air into the inside of the electrical connection portion 16 and the boundary portion is well prevented, and An increase in the resistance value of the detection element due to the crack is prevented. In other words, in this detection element, glass is used as a heat-resistant and air-tight substance so that the set resistance value can be stably maintained, and the durability is advantageously improved. Further, here, since the resistor thin film 18 is also covered with the coating layer 20, the oxidation and damage of the resistor thin film 18 can be prevented well.

【0012】なお、ここで耐熱気密質物質として用いら
れているガラスは、白金等の貴金属とのなじみが良くな
いため、白金線や白金でコーティングしたワイヤ等をリ
ード14とする場合には、被覆層20とリード14との
接触長さ乃至は接着長さ(図2において、tで示す)を
長くして、密着性を高めることが望ましい。また、少な
くともガラスの被覆層20とリード14との境界部分に
金属膜を更に形成して、ガラスの被覆層20とリード1
4との密着性を補うようにしても良い。
Since the glass used as the heat-resistant gas-tight substance is not well compatible with precious metals such as platinum, when the lead 14 is made of a platinum wire or a wire coated with platinum, it is difficult to cover the glass. It is desirable to increase the contact length or the bonding length (indicated by t in FIG. 2) between the layer 20 and the lead 14 to enhance the adhesion. Further, a metal film is further formed at least at a boundary portion between the glass coating layer 20 and the lead 14, and the glass coating layer 20 and the lead 1 are formed.
4 may be supplemented.

【0013】そして、かかる被覆層20は、ガラス以外
の種々の耐熱気密質物質にて形成することができ、例え
ば白金等の耐熱性の金属や、ポリイミド等の材質のもの
が好適に用いられ、また、それらを適宜に組み合わせて
使用することも可能である。例えば、図3に示される検
出素子では、白金等の耐熱性の金属からなる被覆層24
がボビン12の両端部にそれぞれ形成されて、電気的接
続部16の外表面及び前記境界部分が気密に被覆されて
いる。かかる検出素子では、金属被覆層24と、抵抗体
薄膜18やリード14との密着性が高いことから、優れ
た気密性が得られるのである。なお、このような素子で
は、抵抗体薄膜18が白金の場合には、被覆層24も同
種の白金にて形成することが好ましい。また、22は、
抵抗体薄膜18を保護するために設けられたガラスコー
ティング層である。
The coating layer 20 can be formed of various heat-resistant and air-tight substances other than glass. For example, a heat-resistant metal such as platinum or a material such as polyimide is preferably used. Further, they can be used in combination as appropriate. For example, in the detection element shown in FIG. 3, the coating layer 24 made of a heat-resistant metal such as platinum is used.
Are formed at both ends of the bobbin 12, respectively, so that the outer surface of the electrical connection portion 16 and the boundary portion are airtightly covered. In such a detection element, since the adhesion between the metal coating layer 24 and the resistor thin film 18 or the lead 14 is high, excellent airtightness can be obtained. In such an element, when the resistor thin film 18 is made of platinum, it is preferable that the coating layer 24 is also formed of the same kind of platinum. Also, 22
A glass coating layer provided to protect the resistor thin film 18.

【0014】一方、ガラスやポリイミドを耐熱気密質物
質として採用する場合には、熱衝撃による割れを防止す
るために、熱膨張係数が、基体の熱膨張係数と同程度
か、より小さいガラスやポリイミドを選択することが望
ましい。例えば、基体がアルミナの場合には、30〜3
00℃の温度領域において、3〜80×10-7/℃程度
の熱膨張係数を有するものが良い。特に、ポリイミド
は、一般に熱膨張係数が大きいことから、低熱膨張性の
ものを選択することが望ましく、30〜300℃の温度
領域において、1×10-5/℃以下のものが有利に選択
される。なお、そのような低熱膨張性のポリイミドとし
ては、パイラリンPI−2611D(商品名、米国:デ
ュポン社製)等の名称にて市販されており、それらの何
れも利用することができる。
On the other hand, when glass or polyimide is used as the heat-resistant gas-tight substance, the glass or polyimide has a thermal expansion coefficient equal to or smaller than that of the substrate in order to prevent cracking due to thermal shock. It is desirable to select For example, when the substrate is alumina, 30 to 3
In the temperature range of 00 ° C., those having a thermal expansion coefficient of about 3 to 80 × 10 −7 / ° C. are preferable. In particular, since polyimide generally has a large coefficient of thermal expansion, it is desirable to select a polyimide having low thermal expansion. In a temperature range of 30 to 300 ° C., a polyimide having a thermal expansion of 1 × 10 −5 / ° C. or less is advantageously selected. You. In addition, as such a low thermal expansion polyimide, it is marketed under the name of Pyraline PI-2611D (trade name, manufactured by DuPont, USA), and any of them can be used.

【0015】さらに、リード14とボビン12の固定構
造は、何等、上記の実施例のものに限定されるものでは
なく、必要に応じて、適宜に変更することが可能であ
る。例えば、図4に示される検出素子の如く、前記導電
性接着剤と同様なガラス−Pt混合ペースト等の導電性
のペーストからなる電気的接続部28において、抵抗体
薄膜18とリード14との導通を取る一方、ガラス−N
i混合ペースト等の固定力(固着力)の高い接着剤から
なる固着部26においてリード14とボビン12の固定
強度を高めるようにしても良い。更に、電気的接続部1
6,28の熱伝導率を効果的に低減させ、素子の応答性
を高めるために、電気的接続部16,28をポーラスと
することも効果的であって、本発明に従う検出素子で
は、そのような場合に、空気中の水分の侵入を良好に防
止して、素子の耐久性を向上させることができるのであ
る。
Further, the structure for fixing the lead 14 and the bobbin 12 is not limited to the above-described embodiment, and can be appropriately changed as needed. For example, as in the detection element shown in FIG. 4, the electrical connection between the resistor thin film 18 and the lead 14 is made at an electrical connection portion 28 made of a conductive paste such as a glass-Pt mixed paste similar to the conductive adhesive. Take glass-N
The fixing strength between the lead 14 and the bobbin 12 may be increased in the fixing portion 26 made of an adhesive having a high fixing force (fixing force) such as i-mixed paste. Further, the electrical connection 1
It is also effective to make the electrical connection portions 16 and 28 porous in order to effectively reduce the thermal conductivity of the elements 6 and 28 and increase the responsiveness of the element. In such a case, the invasion of moisture in the air can be satisfactorily prevented, and the durability of the element can be improved.

【0016】このような本発明に従う検出素子の優れた
特徴は、また、以下に示す冷熱試験の結果より容易に認
識され得るところである。なお、冷熱試験は、−50℃
雰囲気中に検出素子を設置して、10分間通電して、素
子温度を、周囲温度(−50℃)+200℃〜250℃
にまで加熱した後、10分間通電を遮断して、周囲温度
(−50℃)にまで冷却するといった加熱・冷却操作
を、120時間、繰り返した。そして、試験前後の検出
素子の抵抗値の変化率を求めた。なお、試験例1〜4で
はn=5の平均値、試験例5ではn=3の平均値におい
て示した。
Such excellent characteristics of the detecting element according to the present invention can be more easily recognized from the results of the thermal test shown below. In addition, the cooling test was -50 ° C.
The detection element is set in the atmosphere and energized for 10 minutes, and the element temperature is set to the ambient temperature (−50 ° C.) + 200 ° C. to 250 ° C.
, And the heating / cooling operation of cooling to ambient temperature (−50 ° C.) for 10 minutes was repeated for 120 hours. Then, the rate of change of the resistance value of the detection element before and after the test was determined. In Test Examples 1 to 4, the average value was n = 5, and in Test Example 5, the average value was n = 3.

【0017】(試験例1)先ず、図4に示される如き検
出素子を得るべく、内径:0.3mmφ、外径:0.5mm
φ、長さ2mmのアルミナボビン12をセラミック基体と
して用い、その外周面に白金薄膜(厚さ:0.8μm)
をスパッタリングにより形成した後、レーザートリミン
グによってスパイラル状の切り溝を入れ、抵抗値が10
0Ωとなるように抵抗体薄膜18を形成した。一方、作
業温度が750℃のガラス:90容量%にニッケル粉
末:10容量%を配合し、更に有機バインダ及びテルピ
ネオールを加えてなる接着用のガラスペーストを用意
し、0.2mmφのステンレス線(SUS304)からな
るリード14を、上記アルミナボビン12の両端部にそ
れぞれ挿入して、該ガラスペーストにて固定し、乾燥せ
しめた後、窒素雰囲気中において750℃の温度で10
分間焼成することにより、該アルミナボビン12の両端
部に、ガラスペーストからなる接着部26によって、リ
ード14をそれぞれ接着固定せしめた。
(Test Example 1) First, in order to obtain a detecting element as shown in FIG. 4, an inner diameter: 0.3 mmφ and an outer diameter: 0.5 mm
An alumina bobbin 12 having a diameter of 2 mm and a length of 2 mm is used as a ceramic substrate, and a platinum thin film (thickness: 0.8 μm) is formed on its outer peripheral surface.
Is formed by sputtering, a spiral kerf is formed by laser trimming, and a resistance value of 10
The resistor thin film 18 was formed to have a resistance of 0Ω. On the other hand, a glass paste for bonding was prepared by blending 90 vol% of glass at 750 ° C. with 90 vol% of nickel powder and 10 vol% of nickel powder and further adding an organic binder and terpineol, and prepared a 0.2 mmφ stainless steel wire (SUS304). ) Are inserted into both ends of the alumina bobbin 12, fixed with the glass paste, dried, and then placed at 750 ° C. in a nitrogen atmosphere at a temperature of 750 ° C.
After baking for minutes, the leads 14 were bonded and fixed to both ends of the alumina bobbin 12 by bonding portions 26 made of glass paste.

【0018】次いで、かかるアルミナボビン12の両端
部に、白金:50容量%とガラス:50容量%からなる
導電性ペーストを塗って、700℃の温度で5分間焼成
することにより、リード14と抵抗体薄膜18とに接続
する電気的接続部28を形成した。更に、その後、抵抗
体薄膜18と、電気的接続部28の外表面と、該電気的
接続部28と抵抗体薄膜18又はリード14との境界部
分とを被覆するようにガラスをかけて、600℃で10
分間焼成することにより、全体にガラス被覆層20を形
成せしめ、目的とする検出素子を完成した。なお、前記
導電性ペーストは気孔率が約20 vol%であり、ポーラ
スであった。また、ガラス被覆層20の熱膨張係数は、
40×10-7/℃であり、アルミナの熱膨張係数の約1
/2であった。
Next, a conductive paste consisting of 50% by volume of platinum and 50% by volume of glass is applied to both ends of the alumina bobbin 12 and baked at a temperature of 700 ° C. for 5 minutes, so that the lead 14 and the resistor are connected to each other. An electrical connection portion 28 connected to the body thin film 18 was formed. Further, after that, glass is applied so as to cover the resistor thin film 18, the outer surface of the electrical connection portion 28, and the boundary portion between the electrical connection portion 28 and the resistor thin film 18 or the lead 14. 10 at ℃
By baking for a minute, the entire glass coating layer 20 was formed, and the target detection element was completed. The conductive paste had a porosity of about 20 vol% and was porous. The thermal expansion coefficient of the glass coating layer 20 is as follows:
40 × 10 −7 / ° C., which is about 1 of the thermal expansion coefficient of alumina.
/ 2.

【0019】そして、得られた検出素子について、前記
の冷熱試験を実施したところ、抵抗値の変化率は0.3
%以下であり、極めて優れた耐久性を示した。
When the above-described cooling / heating test was performed on the obtained detecting element, the rate of change of the resistance value was 0.3.
% Or less, showing extremely excellent durability.

【0020】(試験例2)図3に示される如き検出素子
を得るべく、先ず、セラミック基体として、内径:0.
20mmφ、外径:0.45mmφ、長さ:2.5mmのアル
ミナボビン12を用い、その外表面に、試験例1と同様
にして、白金薄膜からなる、抵抗値が100Ωの抵抗体
薄膜18を形成した。次いで、かかるアルミナボビン1
2の両端部に、40%Ni−Feワイヤの表面に3μm
の厚さでPtメッキを施してなる0.13mmφのリード
14を挿入し、Pt:60容量%とガラス:40容量%
からなる導電性ペーストを用いて、それぞれ取り付け、
空気中において700℃×5分の焼成を行なって、電気
的接続部16を形成した。そして、アルミナボビン12
の外周面にガラスをかけ、空気中で680℃×5分の焼
き付けを行ない、抵抗体薄膜18を覆うガラスコーティ
ング層22を設けた。更にその後、かかるアルミナボビ
ン12の両端部に、真空蒸着により約1mmの厚さの白金
膜を形成して、電気的接続部16の外表面と、該電気的
接続部16と抵抗体薄膜18又はリード14との境界部
分とを被覆する被覆層24を設け、目的とする検出素子
を得た。
(Test Example 2) In order to obtain a detecting element as shown in FIG. 3, first, a ceramic substrate was used.
Using an alumina bobbin 12 having a diameter of 20 mmφ, an outer diameter of 0.45 mmφ and a length of 2.5 mm, a resistor thin film 18 made of a platinum thin film and having a resistance value of 100Ω was formed on its outer surface in the same manner as in Test Example 1. Formed. Then, the alumina bobbin 1
2 at 3 μm on the surface of a 40% Ni—Fe wire
A lead 14 having a thickness of 0.13 mmφ and plated with Pt is inserted. Pt: 60% by volume and glass: 40% by volume
Using a conductive paste consisting of
Baking was performed at 700 ° C. for 5 minutes in the air to form the electrical connection portion 16. And the alumina bobbin 12
Was baked in the air at 680 ° C. for 5 minutes to provide a glass coating layer 22 covering the resistor thin film 18. Thereafter, a platinum film having a thickness of about 1 mm is formed on both ends of the alumina bobbin 12 by vacuum deposition, and the outer surface of the electrical connection portion 16 and the electrical connection portion 16 and the resistor thin film 18 or A coating layer 24 for covering the boundary with the lead 14 was provided to obtain a target detection element.

【0021】そして、得られた検出素子について、前記
の冷熱試験を実施したところ、抵抗値の変化率は0.3
%以下であり、極めて優れた耐久性を示した。
When the above-described cooling / heating test was performed on the obtained detecting element, the rate of change of the resistance value was 0.3.
% Or less, showing extremely excellent durability.

【0022】(試験例3)図2に示される如き検出素子
を得るべく、先ず、セラミック基体として、内径:0.
20mmφ、外径:0.45mmφ、長さ:2.5mmのアル
ミナボビン12を用い、その外表面に、試験例1と同様
にして、白金薄膜からなる、抵抗値が100Ωの抵抗体
薄膜18を形成した。次いで、かかるアルミナボビン1
2の両端部に、40%Ni−Feワイヤの表面に3μm
の厚さでPtメッキを施してなる0.13mmφのリード
14を挿入し、Pt:60容量%とガラス:40容量%
からなる導電性ペーストを用いて、それぞれ取り付け、
空気中において700℃×5分焼成を行ない、電気的接
続部16を形成した。その後、抵抗体薄膜18と、電気
的接続部16の外表面と、該電気的接続部16と抵抗体
薄膜18又はリード14との境界部分とを被覆するよう
に、ガラスをかけ、空気中で680℃×5分の焼き付け
を行ない、ガラス被覆層20を形成し、目的とする検出
素子を得た。
(Test Example 3) In order to obtain a detecting element as shown in FIG.
Using an alumina bobbin 12 having a diameter of 20 mmφ, an outer diameter of 0.45 mmφ and a length of 2.5 mm, a resistor thin film 18 made of a platinum thin film and having a resistance value of 100Ω was formed on its outer surface in the same manner as in Test Example 1. Formed. Then, the alumina bobbin 1
2 at 3 μm on the surface of a 40% Ni—Fe wire
A lead 14 having a thickness of 0.13 mmφ and plated with Pt is inserted. Pt: 60% by volume and glass: 40% by volume
Using a conductive paste consisting of
The sintering was performed in air at 700 ° C. for 5 minutes to form the electrical connection portions 16. Thereafter, glass is applied so as to cover the resistor thin film 18, the outer surface of the electrical connection portion 16, and the boundary portion between the electrical connection portion 16 and the resistor thin film 18 or the lead 14, and the glass is applied in the air. Baking was performed at 680 ° C. for 5 minutes to form a glass coating layer 20, thereby obtaining a target detection element.

【0023】そして、得られた検出素子について、前記
の冷熱試験を実施したところ、抵抗値の変化率は0.3
%以下であり、極めて優れた耐久性を示した。
When the above-described cooling / heating test was performed on the obtained detection element, the rate of change of the resistance value was 0.3.
% Or less, showing extremely excellent durability.

【0024】(試験例4)試験例3の検出素子におい
て、抵抗体薄膜18と、電気的接続部16の外表面と、
該電気的接続部16と抵抗体薄膜18又はリード14と
の境界部分とを被覆する被覆層20を、ガラスに代えて
ポリイミド(米国:デュポン社製、商品名:パイラリン
PI−2611D)にて形成し、目的とする検出素子を
得た。なお、ポリイミドからなる被覆層(20)は、ポ
リイミド材料を適用した後、N2 雰囲気中で、400℃
×30分間焼き付けることにより、形成した。
Test Example 4 In the detection element of Test Example 3, the resistance thin film 18, the outer surface of the electrical connection portion 16,
A coating layer 20 for covering the electrical connection portion 16 and the boundary between the resistor thin film 18 and the lead 14 is formed of polyimide (DuPont, USA; trade name: Pyralin PI-2611D) instead of glass. Thus, a desired detection element was obtained. In addition, the coating layer (20) made of polyimide is formed by applying a polyimide material, and then, in an N 2 atmosphere, at 400 ° C.
Formed by baking for 30 minutes.

【0025】そして、得られた検出素子について、前記
の冷熱試験を実施したところ、抵抗値の変化率は0.3
%以下であり、極めて優れた耐久性を示した。
When the above-described cooling / heating test was performed on the obtained detection element, the rate of change of the resistance value was 0.3.
% Or less, showing extremely excellent durability.

【0026】(試験例5,比較例)試験例2の検出素子
において、ガラスコーティング層22のみを設けて、電
気的接続部16及び境界部分を覆う被覆層24を設けず
に、前記の冷熱試験を実施したところ、抵抗値の変化率
が1〜3%の間でばらついて、耐久性が低く且つ不安定
であることが認められた。
(Test Example 5 and Comparative Example) In the detection element of Test Example 2, only the glass coating layer 22 was provided, and the coating layer 24 covering the electrical connection portion 16 and the boundary portion was not provided. Was carried out, it was recognized that the rate of change in resistance varied between 1 and 3%, and that the durability was low and unstable.

【0027】なお、以上の説明では、ボビン形状のセラ
ミック基体を用いた検出素子について詳述したが、本発
明が板状の基体を用いた検出素子等にも適用され得るこ
とは言うまでもないところである。また、本発明には、
本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて、当業者の知識
に基づいて種々なる変更、修正、改良等を加え得るもの
であることが、理解されるべきである。
In the above description, the detection element using the bobbin-shaped ceramic base has been described in detail, but it goes without saying that the present invention can be applied to a detection element using a plate-shaped base. . In addition, the present invention,
It should be understood that various changes, modifications, improvements, and the like can be made based on the knowledge of those skilled in the art without departing from the spirit of the present invention.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】従来の検出素子の一例を示す断面説明図であ
る。
FIG. 1 is an explanatory sectional view showing an example of a conventional detection element.

【図2】本発明に従う検出素子の一例を示す断面説明図
である。
FIG. 2 is an explanatory sectional view showing an example of a detection element according to the present invention.

【図3】本発明に従う検出素子の別の例を示す断面説明
図である。
FIG. 3 is an explanatory sectional view showing another example of the detection element according to the present invention.

【図4】本発明に従う検出素子の更に別の例を示す断面
説明図である。
FIG. 4 is an explanatory sectional view showing still another example of the detection element according to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

12 ボビン 14 リード 16 電気的接続部 18 抵抗体薄膜 20 被覆層 22 ガラスコーテ
ィング層 24 被覆層 26 接着部 28 電気的接続部
Reference Signs List 12 bobbin 14 lead 16 electrical connection 18 resistor thin film 20 coating layer 22 glass coating layer 24 coating layer 26 bonding section 28 electrical connection section

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 円筒状のセラミック基体と、該基体の外
周面上に設けられた薄膜抵抗体と、前記基体の端部内孔
内に挿入されて、該基体に対して接着剤により接着、固
定されたリードと、該接着剤として導電性接着剤を用い
ることにより、或いは導電性ペーストを用いて形成され
た、前記薄膜抵抗体とリードとを電気的に接続する電気
的接続部とを含んで構成される流量計用検出素子であっ
て、 前記薄膜抵抗体とリードとの電気的接続部の外表面の全
面を覆い且つ該薄膜抵抗体及びリードのそれぞれの少な
くとも該接続部側の外表面を覆うように、前記基体と同
一若しくはそれよりも小さな熱膨張係数を有する耐熱気
密質物質からなる被覆が施されていることを特徴とする
流量計用検出素子。
1. A cylindrical ceramic substrate and an outer portion of the substrate
A thin film resistor provided on a peripheral surface , and an inner hole at an end of the base ;
Is inserted within, adhesively bonded, and fixed leads, a conductive adhesive as the adhesive used for said substrate
Or by using a conductive paste
Further, an electric device for electrically connecting the thin film resistor and the lead.
A flow meter for detecting element configured to include a connection portion, each of at least the said thin-film resistor and and the thin film resistor and the lead covers the entire surface of the electrical connection portion of the outer surface of the lead Same as the base so as to cover the outer surface on the connection side.
A detection element for a flow meter, which is provided with a coating made of a heat-resistant airtight substance having a coefficient of thermal expansion of one or less .
【請求項2】 前記耐熱気密質物質がガラスであること
を特徴とする請求項1記載の流量計用検出素子。
2. The detection element for a flow meter according to claim 1, wherein the heat-resistant airtight substance is glass.
【請求項3】 前記耐熱気密質物質がポリイミドである
ことを特徴とする請求項1記載の流量計用検出素子。
3. The detection element for a flow meter according to claim 1, wherein the heat-resistant and air-tight substance is polyimide.
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