JP3356508B2 - サーミスタセンサ - Google Patents

サーミスタセンサ

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JP3356508B2
JP3356508B2 JP27408593A JP27408593A JP3356508B2 JP 3356508 B2 JP3356508 B2 JP 3356508B2 JP 27408593 A JP27408593 A JP 27408593A JP 27408593 A JP27408593 A JP 27408593A JP 3356508 B2 JP3356508 B2 JP 3356508B2
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英夫 伊藤
輝男 中川
正己 越村
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Mitsubishi Materials Corp
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Mitsubishi Materials Corp
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Description

【発明の詳細な説明】
【産業上の利用分野】本発明は温度センサに適したサー
ミスタセンサに関する。更に詳しくは空調機、冷蔵庫等
の多湿な雰囲気で使用され、耐水性、耐湿性の要求され
る温度センサに適したサーミスタセンサに関するもので
ある。
【0002】
【従来の技術】従来、この種のサーミスタセンサとし
て、図3及び図4に示すようにサーミスタ素体1の相対
向する上下両面に一対の電極2,3が形成され、これら
の電極2,3に一対のCuからなるリード線4,5がS
n成分を60重量%程度含むはんだ6により接続され、
これらのリード線4,5の接続部分を覆うように樹脂7
で封止されたサーミスタセンサ8が知られている。一対
の電極2,3はサーミスタ素体1の上面及び下面と同一
面積を有し、リード線4,5は上下両面に垂直な方向か
らリード線を投影したときには互いに1本の線に重な
り、上下両面に平行な方向からリード線を投影したとき
にはリード線4,5の間隔a3はサーミスタ素体1の厚
さa1に等しい。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記サーミス
タセンサ8を多湿の雰囲気や水中に置くと、封止樹脂7
とリード線4,5との界面、又は封止樹脂7の内部を透
過して水分が電極2,3に達する。この電極2,3にA
g又はAgを主成分とする合金を使用した場合には、到
達した水分や水分に溶けた塩素イオン等により、Agが
イオン化してマイグレーションを起こし、サーミスタセ
ンサ8の抵抗値が急激に変化し、最悪の場合には電極2
と電極3とがショートする恐れがあった。本発明の目的
は、電極に水分や塩素イオン等が到達しても、マイグレ
ーションの発生を防止して、電気的信頼性が高いサーミ
スタセンサを提供することにある。
【0004】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、図1に示すように、本発明はサーミスタ素体11の
相対向する両面にAg−Pd合金からなる一対の電極1
2,13が形成され、これらの電極12,13に一対の
リード線14,15がそれぞれはんだ16により接続さ
れ、これらのリード線14,15の接続部分を覆うよう
に樹脂17で封止され、上記相対向する両面のそれぞれ
の外周縁にリード線14,15が接触しない、電極の形
成されない部分19が形成され、上記両面に平行な方向
からリード線14,15を投影したときのリード線1
4,15の間隔a 3 が素体11の厚さa 1 より広いサーミ
スタセンサの改良である。その特徴ある構成は、リード
線14,15がNi又はAuからなり、上記両面に垂直
な方向からリード線14,15を投影したときのリード
線の間隔a2がサーミスタ素体11の厚さa1より広く、
電極12,13がPd成分を20重量%以上含み、はん
だ16がSn成分を65重量%以上含むことにある。
【0005】以下、本発明を詳述する。 (a) サーミスタ素体 本発明のサーミスタ素体はMn,Fe,Co,Ni,C
u,Al等の金属の酸化物セラミック材料のみならず、
BaTiO3等のセラミック材料から作られる。従って
本発明は負特性サーミスタセンサに限らず、正特性サー
ミスタセンサにも適用される。このサーミスタ素体は使
用目的に応じて円板状、円柱状、直方体状、球状、楕円
状等種々の形状に作られるものを含む。
【0006】(b) 電極 本発明の電極はAg−Pd合金からなる。Pdを含有す
ることにより銀のイオン化が起こりにくくなる。Pd成
分は20重量%以上含まれる。本発明の電極はサーミス
タ素体の相対向する両面のそれぞれの外周縁にリード線
が接触しない、電極の形成されない部分を有するように
作られる。これは外周縁にリード線が接触すると、両電
極間の距離を計測する上での始点又は終点が実質的にリ
ード線の接触点となり、また外周縁まで電極を形成する
と、一対の電極がサーミスタ素体の側面上に臨むことに
なり、それぞれ多湿な雰囲気では一対の電極がショート
し易くなるからである。表1にAgのみからなる電極
と、Ag−Pd合金からなる電極のマイグレーション発
生時間を示す。ここでは直径4.2mm、厚さ0.8m
mの円板状のサーミスタ素体を図6に示すイオン交換水
21に浸漬し、サーミスタ素体の電圧が急激に降下する
までの時間をマイグレーション発生時間として測定し
た。
【0007】
【表1】
【0008】(c) リード線 本発明のリード線はNi又はAuのいずれかにより構成
される。リード線は図1に示すようにサーミスタ素体の
上下両面に垂直な方向からリード線を投影したときのリ
ード線14と15の間隔a2と、その上下両面に平行な
方向からリード線を投影したときのリード線14と15
の間隔a3がともにサーミスタ素体の厚さa1より広い
とが必要である。こうすることにより、リード線同士の
マイグレーションが発生しにくくなる。またリード線は
その表面積を小さくして外気に触れる面積を減少させる
ために撚り線よりも単線の方が好ましい。
【0009】表2にCu線と、Sn,Ni及びAuによ
り構成されたリード線のマイグレーション発生時間を示
す。ここでは一対の単線からなるリード線を2mmの間
隔をあけて平行に絶縁基板上に配置した状態でイオン交
換水に浸漬し、リード線間の電圧が急激に降下するまで
の時間をマイグレーション発生時間として測定した。
【0010】
【表2】
【0011】(d) はんだ 本発明のはんだはSn成分を65重量%以上含む。表3
にSn成分が15重量%、60重量%、65重量%及び
95重量%の各はんだのマイグレーション発生時間を示
す。このマイグレーション発生時間は一対のはんだ線を
上記(c)のリード線と同様にして測定した。
【0012】
【表3】
【0013】
【作用】上述したマイグレーションを防止する条件をサ
ーミスタセンサの各要素に同時に合致させると、マイグ
レーション発生時間は各条件の総和でなく、これらの効
果が相乗的に発現し、極めて顕著にマイグレーションの
発生を防止する。
【0014】
【実施例】次に、本発明の実施例を図面に基づいて詳し
く説明する。 <実施例1>図1に示すように、この例ではサーミスタセンサ10の
サーミスタ素体11は円板状であって、Mn等の酸化物
セラミック材料で構成され、その上下両面には80%A
g−20%Pdからなる電極12,13が形成される。
サーミスタ素体11は直径が4.2mmで、厚さa 1
0.8mmである。また電極12,13の直径は3.8
mmであって、サーミスタ素体11の上下両面の外周縁
には電極の形成されない部分19が形成される。電極1
2,13にはそれぞれAuからなる単線のリード線1
4,15が95%Sn−5%Pbからなるはんだ16に
より接続される。このときリード線14,15は上記部
分19に接触しない。サーミスタ素体の上下両面に垂直
な方向からリード線を投影したときにリード線14と1
5の間隔a 2 はサーミスタ素体11の厚さより広い1.
0mmであり、その上下両面に平行な方向からリード線
を投影したときのリード線14と15の間隔a 3 はサー
ミスタ素体11の厚さより広い1.0mmである。
【0015】
【0016】
【0017】<比較例1>図3及び図4 に示すように、実施例1と同一のサーミス
タ素体1の上下両面には100%Agからなる電極2,
3が形成される。電極2,3の直径はサーミスタ素体と
同一の4.2mmである。電極2,3にはそれぞれCu
線からなるリード線4,5が60%Sn−40%Pbか
らなるはんだ6により接続される。リード線4はサーミ
スタ素体の上下両面に垂直な方向からリード線を投影し
たときにリード線5に重なり(a2=0)、その上下両面
に平行な方向からリード線を投影したときのリード線4
と5の間隔a3はサーミスタ素体11の厚さとほぼ等し
い広い0.8mmである。
【0018】<比較例2> 電極2,3の材質を80%Ag−20%Pdに変え、は
んだ6の材料を15%Sn−85%Pbに変え、リード
線4,5の材質をSnに変えた以外は、比較例1と同様
にしてサーミスタセンサ8を得た。
【0019】<比較例> 電極2,3の材質を72%Ag−28%Pdに変えた以
外は、比較例1と同様にしてサーミスタセンサ8を得
た。
【0020】<比較例> 電極2,3の直径を3.8mmにして、サーミスタ素体
1の上下両面の外周縁には電極の形成されない部分(図
示せず)を形成し、この部分にリード線4,5を接触し
ないようにした以外は、比較例と同様にしてサーミス
タセンサ8を得た。
【0021】実施例1及び比較例1〜比較例のサーミ
スタセンサを図2に示すように、それぞれイオン交換水
21に浸漬し、9Vの直流電圧を印加してサーミスタセ
ンサのリード線間の電圧が急激に低下する時間をマイグ
レーションの発生する時間として測定した。その結果を
表4に示す。図2において、22は電圧計である。
【0022】
【表4】
【0023】表4から明らかなように、マイグレーショ
ン発生時間が比較例1〜比較例のサーミスタセンサが
最長でも120分であったのに対して実施例1のサーミ
スタセンサは8000分以上であった。
【0024】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、電
極材料をAg−Pd合金にしてPd成分を20重量%以
上含ませ、両面の外周縁に電極の形成されない部分を形
成し、リード線の材質をNi又はAuにして一対のリー
ド線の間隔a2,a3ともにサーミスタ素体の厚さa1
より広くし、かつはんだのSn成分を65重量%以上含
ませることにより、それぞれ単独に改善した効果が単に
総和されるのでなく、これらの条件を同時に備えること
により、電極に水分や塩素イオン等が到達してもマイグ
レーションが発生する時間を相乗的に長くすることがで
き、電気的信頼性が高い優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明実施例の樹脂を封止する前のサーミスタ
センサの外観斜視図。
【図2】 マイグレーションの発生を測定する回路図。
【図3】 従来例のサーミスタセンサの平面図。
【図4】の中央縦断面図。
【符号の説明】
10 サーミスタセンサ 11 サーミスタ素体 12,13 電極 14,15 リード線 16 はんだ 17 封止樹脂 19 電極の形成されない部分
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中川 輝男 埼玉県秩父郡横瀬町大字横瀬2270番地 三菱マテリアル株式会社 セラミックス 研究所内 (72)発明者 越村 正己 埼玉県秩父郡横瀬町大字横瀬2270番地 三菱マテリアル株式会社 セラミックス 研究所内 (56)参考文献 特開 平4−206701(JP,A) 特開 平1−236601(JP,A) 実開 平3−6803(JP,U)

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 サーミスタ素体(11)の相対向する両面に
    Ag−Pd合金からなる一対の電極(12,13)が形成さ
    れ、前記一対の電極(12,13)に一対のリード線(14,15)が
    それぞれはんだ(16)により接続され、前記リード線(14,
    15)の接続部分を覆うように樹脂(17)で封止され、前記
    相対向する両面のそれぞれの外周縁に前記リード線(14,
    15)が接触しない、電極の形成されない部分(19)が形成
    され、前記両面に平行な方向から前記リード線(14,15)
    を投影したときの前記リード線(14,15)の間隔(a 3 )が前
    記素体(11)の厚さ(a 1 )より広いサーミスタセンサにおい
    て、 前記リード線(14,15)がNi又はAuからなり、 前記両面に垂直な方向から前記リード線(14,15)を投影
    したときの前記リード線(14,15)の間隔(a 2 )が前記素体
    (11)の厚さ(a1)より広く、 前記電極(12,13)がPd成分を20重量%以上含み、 前記はんだ(16)がSn成分を65重量%以上含むことを
    特徴とするサーミスタセンサ。
  2. 【請求項2】 リード線(14,15)が単線である請求項1
    記載のサーミスタセンサ。 【0001】
JP27408593A 1993-11-02 1993-11-02 サーミスタセンサ Expired - Lifetime JP3356508B2 (ja)

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