JPH03262102A - 白金温度センサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、白金薄膜抵抗体の抵抗温度特性を利用した白
金温度センサに関するものである。

従来の技術 従来、この種の白金温度センサは、高純度アルミナ基板
上に白金薄膜抵抗体を蒸着法で形成し、１０００〜１４
００℃て熱処理し、さらに所定の抵抗値を得るためレー
ザーヒームを用いて白金薄膜抵抗体のパターニングを行
った後、再度１．０　ＯＯ〜１４００℃て熱処理した後
、レーザートリミング法で抵抗値の最終微調節を行うと
いった方法で製造されていた。

この方法で得られた白金温度センサは、白金薄膜抵抗体
の白金純度か少なくとも、９９．９９９％以上の純度を
有するため、電気特性的には抵抗温度係数３８５０　ｐ
　ｐｍ／’Ｃを安定して得られるが、取り出し電極部の
接着強度が弱いという欠点を有していた。１０００〜１
４００℃の熱処理により基板である９９％以上の純度を
有するアルミナ基板と白金薄膜層との間に白金アルミナ
化合物が形成されるため、アルミナ基板と白金薄膜との
接着強度は１ｍｍ２当り３００〜７００ｇ程度となるが
、この程度の強度では取り出し電極部の接着強度として
は不適当である。

この種の温度センサの取り出し電極部の接着強度を強化
する方法として、白金薄膜層の下部に金属チタン薄膜層
を形成することにより白金薄膜の高純度アルミナ基板へ
の接着強度を強化しようとする提案がある（特公平１−
４−５７’２２号公報参照）。この考えによる白金温度
センサの形成方法についてつぎに説明する。

高純度アルミナ基板」二に金属チタン薄膜を蒸着法で形
成した後、白金薄膜抵抗体を蒸着法で形成し、１０００
〜１４００℃で熱処理し、さらに所定の抵抗値を得るた
めレーザーヒームを用いて白金薄膜抵抗体のパターニン
グを行った後、再度１ｏｏｏ〜１４００℃で熱処理した
後、レーリ′−トリミング法で抵抗値の最終微調節を行
うらのであった。

発明が解決しようとする課題 しかし、このような白金温度センサの形成方法では、取
り出し電極部の接着強度は１ｍｍ２当り１〜］−、５ｋ
ｇ　得られ、取り出し電極の接着強度としては実用上十
分であるか、電極部以外、すなわち白金薄膜抵抗体の下
部にも金属チタン薄膜層が形成されるため、１０００℃
以上の熱処理を行うときに白金薄膜抵抗体の白金薄膜層
に金属チタンが拡散し、抵抗温度係数の低下またはばら
つきが見られるため生産の歩留りが悪い。

また、金属チタン薄膜を真空蒸着法で成膜する場合には
、マスク法、リフトオフ法等により取り出し電極部に対
応する部分のみ選択的に着脱することによって」１記の
問題点すなわち抵抗温度係数の低下を防止することもで
きるが、蒸着装置が複雑となり過ぎて実用的ではない。

本発明は」１記課題を解決するもので、白金薄膜抵抗体
の取り出し電極部をアルミナ基板に強固に接着して、な
おかつ白金薄膜抵抗体の感温性能を低下させないような
白金温度センサを提供ずろことを目的上している。

課題を解決するための手段 本発明は上記課題を解決するために、白金薄膜抵抗体の
取り出し電極部の下部に白金を主成分としチタン、マン
ガン、モリブデン、クロム，ほう素、ビスマス、銅、ア
ルミニウムから選ばれる成分元素を一種以上含む白金・
酸化物薄膜層を形成し、その上に白金薄膜抵抗体を形成
したものである。

作用 本発明は上記した構成により、白金薄膜抵抗体にはチタ
ン等の金属成分の拡散がないため白金薄膜抵抗体の抵抗
温度係数の低下等の現象を防止するとともに取り出し電
極部の接着強度を実用」二十分な強度（１ｍｍ２当り１
〜１　、５　ｋｇ　）まで容易にかつ低コストで高める
ことができるのである。

実施例 以下、本発明の実施例について第１図〜第３図を参照し
ながら説明する。

実施例１ 第１図、第２図に示すように、純度９９．９％のアルミ
ナ基板１上で白金とチタンの比が９＝１である金属有機
物ペーストを、白金薄膜抵抗体２の取り出し電極部３に
対応する部分に印刷し、９０００Ｃで焼成してチタン酸
化物を含む白金・酸化物薄膜層４を形成した。ついて白
金をアルミナ基板１の全面に約１μｍの厚みで蒸着した
後、１１００℃で３０分熱処理し、白金薄膜層をアルミ
ナ基板１に付着させた後、所定の抵抗値に抵抗値調整す
るため、ＹＡＧレーザ−ビームを用いてパターニングを
施した後、再度１１００℃で６０分熱処理し、さらに最
終抵抗値調整レーザートリミングを行うことにより、白
金薄膜抵抗体２を形成させる。本実施例では０℃での抵
抗値１００Ωの白金薄膜抵抗体２を形成したものである
。

最後にはう珪酸鉛系ガラスペーストを印刷し、６２０℃
で焼成して保護コート層５を形成した。

本実施例における白金薄膜抵抗体２の抵抗温度係数は３
８５０±６　ｐ　ｐ　ｍ　／　０Ｃであり、抵抗温度係
数の異常な低下やばらつきは認められなかった。これは
取り出し電極部３以外の白金薄膜抵抗体２部に金属チタ
ン等の不純物がなく、白金純度が少なくとも９９．９％
以上あるためであると考えられる。

本実施例におけるアルミナ基板１１の表面粗度は高純度
、アルミナであるため、Ｒａ＝０．０６μｍで非常に平
滑であり、凹凸部の相互食い込みによるいわゆるアンカ
ー効果による接着はほとんどないにもかかわらず、白金
薄膜層の下部に白金チタンアルミナ合金層があるため、
取り出し電極部３の接着強度は１ｍｍ２当り１〜１　、
５　ｋｇあり、実用上十分な接着強度を有している。

なお、取り出し電極部３以外の白金７ｉＪ膜抵抗体２の
接着強度は、従来例と同様１ｍｍ２当り３００〜７００
ｇ程度しかないか、白金薄膜抵抗体２は保護コート層５
により保護されるため、この程度の接着強度で十分であ
る。

実施例２ 第３図に示すように、純度９９．９％のアルミナ基板１
上で白金とモリブデンの比が８・２である金属有機物ペ
ーストを、白金薄膜抵抗体２の取り出し電極部３に対応
する部分に印刷し、８５０　’Ｃで焼成してモリブデン
の酸化物を含む白金・酸化物薄膜層４を形成した。つい
て白金有機物ベーストをアルミナ基板］の全面に印刷し
た後、］］００°Ｃて１０分焼成し、膜厚０．８μｍη
の白金薄膜層をアルミナ基板１に付着形成させた後、所
定の抵抗値の抵抗値パターンを得るため熱王水を用いて
エツチングを施した後、再度１．１００’Ｃて６０分熱
処理し、さらに最終抵抗値調整レーザートリミングを行
うことにより白金薄膜抵抗体２を形成させた。本実施例
ではＯｏＣでの抵抗値１０００Ωの白金薄膜抵抗体２を
形成した。最後にはう珪酸ハノウム系カラスペーストを
印刷し、７２０℃で焼成し保護コート層５を形成した。

本実施例における白金薄膜抵抗体２の抵抗温度係数は３
８５０±８　ｐ　ｐ　ｒｎ　、／　℃てあり、抵抗温度
係数の異常な低下やばらつきは認められなかった。これ
は取り出し電極部３以外の白金薄膜抵抗体２部に金属モ
リブデン等の不純物がなく、白金純度が少なくとも９９
．９％以」二あるためであると考えられる。取り出し電
極部３の接着強度については実施例１と同様に、白金薄
膜層の下部に白金モリブデン合金層かあるため、１ｍｍ
２当り１〜１　、５　ｋｇあり、実用上十分な接着強度
であった。

発明の効果 以上の実施例から明らかなように本発明によれば、セン
サの機能体である白金薄膜抵抗体の取り出し電極部とア
ルミナ基板との中間に両者の接着力を増大する白金・酸
化物薄膜層を設けているが、この層は白金薄膜抵抗体の
取り出し電極部以外の部分には設けていないので、白金
薄膜抵抗体への金属成分の拡散はなく、白金薄膜抵抗体
の抵抗温度係数には悪影響を与えることなく、自金へ膜
抵抗体の取り出し電極部をアルミナ基板に強固（こ接着
さぜることがてきる。し人口かってり−１−♀泉が接続
されて引張り応力か加えられた場合にら電極部か基板か
ら剥離するような恐れはなく、長寿命で高性能の白金温
度センサを提供することかてきる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例における白金温度センサの平
面図、第２図は第１図におけるΔ−Δ線断面図、第３図
は本発明の他の実施例におけろ白金温度センサの平面図
である。 ］・・・・・・アルミナ基板、２・・・・・・白金薄膜
抵抗体、３・・・・・・白金薄膜抵抗体の取り出し電極
部、４・・・・・・白金・酸化物薄膜層、５・・・・・
・保護コート層。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. アルミナ基板上に形成された白金薄膜抵抗体の取り出し
   電極部の下部のアルミナ基板上に、白金を主成分としチ
   タン，マンガン，モリブデン，クロム，ほう素，ビスマ
   ス，銅，アルミニウムよりなる群から選ばれた一種以上
   の元素成分を含む白金・酸化物薄膜層を介在させた白金
   温度センサ。