JPH03263302A - Thermistor element and manufacture thereof - Google Patents
Thermistor element and manufacture thereofInfo
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Landscapes
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- Thermistors And Varistors (AREA)
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〈産業上の利用分野〉
本発明は、ガラス封止型のサーミスタ素子およびその製
造方法に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION <Industrial Application Field> The present invention relates to a glass-sealed thermistor element and a manufacturing method thereof.
〈従来の技術〉
サーミスタは、感温抵抗体の電気抵抗の温度依存性を利
用した温度センサであり、温度測定や温度制御等に汎用
されている。 特に高温用としては、例えば自動車排気
ガス温度検出センサ、石油・ガス燃焼制御用センサなど
に使用されている。<Prior Art> A thermistor is a temperature sensor that utilizes the temperature dependence of the electrical resistance of a temperature-sensitive resistor, and is widely used for temperature measurement, temperature control, and the like. Particularly for high-temperature applications, they are used, for example, in automobile exhaust gas temperature detection sensors, oil and gas combustion control sensors, and the like.
従来の高温用サーミスタ素子の感温抵抗体(サーミスタ
チップ)の材料、すなわちザーミスタ材料としては、高
温で安定な電気抵抗値を示すことから、炭化ケイ素や炭
化ホウ素を導電路とする焼結体が好ましいことが知られ
ている。 しかし、これらの材料を用いたサーミスタ素
子を大気中で高温で使用した場合、特に500℃以上で
は表面酸化が生じる。 このため、保護膜を設けること
が必要とされる。As the material for the temperature-sensitive resistor (thermistor chip) of conventional high-temperature thermistor elements, that is, thermistor material, sintered bodies with silicon carbide or boron carbide as conductive paths are used because they exhibit stable electrical resistance at high temperatures. known to be favorable. However, when a thermistor element using these materials is used in the atmosphere at high temperatures, surface oxidation occurs, particularly at temperatures above 500°C. Therefore, it is necessary to provide a protective film.
保護膜形成としては、ガラスによりチップを封止する方
法を用いることが容易かつ確実である。For forming the protective film, it is easy and reliable to use a method of sealing the chip with glass.
ガラスによりチップを封止したサーミスタを、通常、ガ
ラス封止型サーミスタと称する。A thermistor whose chip is sealed with glass is usually called a glass-sealed thermistor.
ガラス封止型サーミスタの一例を第2図に示す。An example of a glass-sealed thermistor is shown in FIG.
第2図に示すサーミスタ素子101は、サーミスタチッ
プ11と、サーミスタチップ11上に形成された一対の
電極層33.35と、これらの電極層にそれぞれ接続さ
れた一対のリード体43.45とを有し、サーミスタチ
ップ11および電極層33.35と、リード体4345
の一部とがガラスにより封止されている。The thermistor element 101 shown in FIG. 2 includes a thermistor chip 11, a pair of electrode layers 33.35 formed on the thermistor chip 11, and a pair of lead bodies 43.45 respectively connected to these electrode layers. Thermistor chip 11, electrode layer 33.35, and lead body 4345
A part of it is sealed with glass.
リード体43.45は、封止用ガラスの熱膨張率との関
係が適当であることや低コストであることなどから、通
常、コバール合金や42アロイ合金等のNi合金で構成
される。The lead bodies 43, 45 are usually made of a Ni alloy such as Kovar alloy or 42 alloy because of their appropriate relationship with the coefficient of thermal expansion of the sealing glass and their low cost.
高温用サーミスタとして使用される場合、リード体43
.45は高温にさらされるため、表面酸化が生じる。
また、高温状態での保存においても同様である。When used as a high temperature thermistor, the lead body 43
.. Since No. 45 is exposed to high temperatures, surface oxidation occurs.
The same applies to storage at high temperatures.
このため、N1等の耐酸化性めっき膜をリド体に設ける
ことが提案されている。For this reason, it has been proposed to provide the lid body with an oxidation-resistant plating film such as N1.
しかし、耐酸化性が良好である金属は一般に反応性に乏
しく、ガラスへの拡散性が低い。However, metals with good oxidation resistance generally have poor reactivity and low diffusibility into glass.
このため、耐酸化性の良好な金属はヌレ性が低く、ガラ
スとの密着性が低い。Therefore, metals with good oxidation resistance have low wettability and low adhesion to glass.
従って、耐酸化性の良好なめっき膜を表面の全面に形成
したリード体をガラスで封止した場合、リード体と封止
ガラスとの密着性が不十分となる。Therefore, when a lead body whose entire surface is coated with a plating film having good oxidation resistance is sealed with glass, the adhesion between the lead body and the sealing glass becomes insufficient.
このようなサーミスタ素子を高温・高温環境で使用する
と、耐熱めっき膜と封止ガラスとの間隙からガラス封止
部内に水分や酸素が侵入し、抵抗変化が生じ易い。When such a thermistor element is used in a high-temperature environment, moisture and oxygen are likely to enter the glass sealing portion through the gap between the heat-resistant plating film and the sealing glass, resulting in a resistance change.
〈発明が解決しようとする課題〉
本発明はこのような事情からなされたものであり、高温
・高温等の悪条件下で使用した場合でもサーミスタ特性
の劣化が殆どなく、信頼性の高いガラス封止型の高温用
サーミスタ素子およびその製造方法を提供することを目
的とする。<Problems to be Solved by the Invention> The present invention was made in view of the above circumstances, and provides a highly reliable glass seal with almost no deterioration in thermistor characteristics even when used under adverse conditions such as high temperatures. An object of the present invention is to provide a stop-type high-temperature thermistor element and a method for manufacturing the same.
〈課題を解決するための手段〉
このような目的は、下記(1)〜(5)の本発明によっ
て達成される。<Means for Solving the Problems> Such objects are achieved by the following inventions (1) to (5).
(1)サーミスタチップ、このサーミスタチップ上に形
成された一対の電極層およびこれらの電極層にそれぞれ
接続された一対のリード体を有し、前記サーミスタチッ
プおよび電極層と、リード体の一部とが、ガラスにより
封止されているサーミスタ素子であって、
前記リード体の前記ガラスから露出している部分だけが
めつき膜により被覆されていることを特徴とするサーミ
スタ素子。(1) It has a thermistor chip, a pair of electrode layers formed on the thermistor chip, and a pair of lead bodies each connected to these electrode layers, and the thermistor chip and the electrode layer are connected to a part of the lead body. A thermistor element sealed with glass, wherein only a portion of the lead body exposed from the glass is covered with a plating film.
(2)前記めっき膜が、Cr、Cr系合金、Niまたは
Ni合金から構成されたものである上記(1)に記載の
サーミスタ素子。(2) The thermistor element according to (1) above, wherein the plating film is made of Cr, Cr-based alloy, Ni, or Ni alloy.
(3)前記リード体が、コバール合金または42アロイ
合金である上記(1)または(2)に記載のサーミスタ
素子。(3) The thermistor element according to (1) or (2) above, wherein the lead body is a Kovar alloy or a 42 alloy alloy.
(4)上記(1)ないしく3)のいずれかに記載のサー
ミスタ素子を製造する方法であって、
前記サーミスタチップ、電極層およびリード体の一部を
非酸化性雰囲気中でガラスにより封止した後、前記リー
ド体のガラスにより封止されていない部分にめっき膜を
形成することを特徴とするサーミスタ素子の製造方法。(4) A method for manufacturing the thermistor element according to any one of (1) to 3) above, comprising sealing a part of the thermistor chip, electrode layer, and lead body with glass in a non-oxidizing atmosphere. After that, a plating film is formed on a portion of the lead body that is not sealed with glass.
(5)ガラス封止とめつき膜形成との間に、前記リード
体表面に活性化処理を施す工程を有する上記(4)に記
載のサーミスタ素子の製造方法。(5) The method for manufacturing a thermistor element according to the above (4), which includes a step of performing an activation treatment on the surface of the lead body between glass sealing and forming a plating film.
く作用〉
第1図に、本発明のガラス封止型のサーミスタ素子lの
好適実施例を示す。Function> FIG. 1 shows a preferred embodiment of the glass-sealed thermistor element 1 of the present invention.
本発明では、めっき膜431,451を、リード体43
.45のガラス5から露出している部分にだけ形成し、
リード体43.45の表面が直接ガラス5に接する構成
とする。In the present invention, the plating films 431 and 451 are
.. Formed only on the exposed part of the glass 5 of 45,
The surface of the lead body 43, 45 is configured to be in direct contact with the glass 5.
ガラスとのヌレ性が低いめっき膜を介さないため、リー
ド体43.45とガラス5との密着性が高くなり、高温
・高温条件下で使用した場合でも、ガラス封止部内に水
分や酸素等の侵入が殆どなく、サーミスタ特性が劣化し
ない。Since there is no plating film that has low wettability with the glass, the adhesion between the lead body 43, 45 and the glass 5 is high, and even when used under high temperature conditions, there is no moisture, oxygen, etc. inside the glass sealing part. There is almost no intrusion, and the thermistor characteristics do not deteriorate.
また、めっき膜の密着性向上のために施されるリード体
表面の活性化処理を、ガラス封止後に行なうため、活性
化処理の際に用いる薬品等がガラス封止部内に残留する
ことがなく、これによるリード体や電極などの劣化がな
い。In addition, since the activation treatment on the surface of the lead body, which is performed to improve the adhesion of the plating film, is performed after the glass sealing, chemicals used during the activation treatment do not remain inside the glass sealing part. , There is no deterioration of the lead body, electrodes, etc. due to this.
ところで、特開昭60−124803号公報では、リー
ド線(リード体)に耐熱金属(白金)のめっきを施すこ
とが提案されている。 同公報では、無酸素雰囲気中で
のガラス封止により結晶構造変化が生じるサーミスタ素
体(サーミスタチップ)を用い、電極が形成されたサー
ミスタ素体をリード線に挟持させた状態でガラス封止を
行なう。 このように電極とリード線とが接合されてい
ない状態で空気中ガラス封止を行なうと、リード線表面
の酸化により導通不良が生じる。 このため、リード線
に耐熱金属のめっきを施すものである。 そして、同公
報では、封止用ガラスに覆われる部分だけにめっきを施
している。By the way, JP-A-60-124803 proposes plating the lead wire (lead body) with a heat-resistant metal (platinum). The publication uses a thermistor element (thermistor chip) whose crystal structure changes when it is sealed with glass in an oxygen-free atmosphere, and the thermistor element with electrodes is sandwiched between lead wires and sealed with glass. Let's do it. If air glass sealing is performed in a state where the electrode and the lead wire are not bonded together in this way, poor conductivity will occur due to oxidation of the surface of the lead wire. For this reason, the lead wires are plated with a heat-resistant metal. According to the publication, plating is applied only to the portion covered by the sealing glass.
一方、本発明のサーミスタ素子は、サーミスタチップと
電極層とが接合されている構造であるため、ガラス封止
部にめっき膜を設けなくても導通不良等の問題は生じな
い。On the other hand, since the thermistor element of the present invention has a structure in which the thermistor chip and the electrode layer are bonded, problems such as poor conductivity do not occur even if no plating film is provided on the glass sealing part.
く具体的構成〉 以下、本発明の具体的構成について詳細に説明する。Specific composition> Hereinafter, a specific configuration of the present invention will be explained in detail.
第1図に示される本発明のガラス封止型サーミスタ素子
1は、サーミスタチップ11、このサーミスタチップ1
1上に形成された一対の電極層33.35およびこれら
の電極層にそれぞれ接続された一対のリード体43.4
5を有し、サーミスタチップ11および電極層33゜3
5と、リード体43.45の一部とは、ガラス5により
封止される。A glass-sealed thermistor element 1 of the present invention shown in FIG.
A pair of electrode layers 33.35 formed on 1 and a pair of lead bodies 43.4 respectively connected to these electrode layers.
5, thermistor chip 11 and electrode layer 33°3
5 and a portion of the lead body 43, 45 are sealed with glass 5.
そして、リード体43.45は、ガラス5から露出して
いる部分だけ、すなわちガラスにより封止されていない
部分だけが、それぞれめっき膜431,451により被
覆される。Then, only the portions of the lead bodies 43 and 45 that are exposed from the glass 5, that is, only the portions that are not sealed by the glass, are covered with plating films 431 and 451, respectively.
[サーミスタチップ11]
サーミスタチップ11の材質に特に制限はなく、ガラス
封止が可能であればどのような材質を用いてもよい。[Thermistor Chip 11] There is no particular restriction on the material of the thermistor chip 11, and any material may be used as long as it can be sealed with glass.
例えば、特開昭64−64202号公報に記載されてい
るサーミスタ材料を好ましく用いることができる。For example, the thermistor material described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 64-64202 can be preferably used.
また、炭化ケイ素や炭化ホウ素を主成分とするその他各
種サーミスタ材料を用いてもよい。Further, various other thermistor materials containing silicon carbide or boron carbide as a main component may also be used.
さらに、Mn−Ni系複合酸化物、スピネル系酸化物、
Ag2O3系酸化物等の各種複合酸化物焼結体を用いる
こともできる。Furthermore, Mn-Ni composite oxide, spinel oxide,
Various composite oxide sintered bodies such as Ag2O3-based oxides can also be used.
サーミスタチップの製造には、通常の焼結法を用いれば
よい。 例えば、各種原料粉末を湿式混合した後、混合
物を室温で加圧成形し、酸素雰囲気中あるいは非酸化性
雰囲気中で常圧焼結法、ホットプレス(HP)焼結法、
熱間静水圧(HIP)法などにより成形体を焼結した後
、放冷し、所定寸法に切断してサーミスタチップを得る
。A normal sintering method may be used to manufacture the thermistor chip. For example, after wet-mixing various raw material powders, the mixture is pressure-molded at room temperature, and pressureless sintering method, hot press (HP) sintering method, in an oxygen atmosphere or a non-oxidizing atmosphere,
After sintering the molded body by hot isostatic pressing (HIP) or the like, it is allowed to cool and is cut into a predetermined size to obtain a thermistor chip.
なお、サーミスタチップの寸法は、通常、縦0.5〜1
.0mm、横0.5〜1.0mm、厚さ0.5〜1.0
mm程度である。Note that the dimensions of the thermistor chip are usually 0.5 to 1
.. 0mm, width 0.5-1.0mm, thickness 0.5-1.0
It is about mm.
[電極層33.35]
電極層33.35は、サーミスタ素子に用いられる導電
性材料からなる電極あるいは導電性材料を含有する電極
であればどのようなものであってもよく、特に制限はな
い。[Electrode layer 33.35] The electrode layer 33.35 may be any electrode made of a conductive material used in a thermistor element or an electrode containing a conductive material, and is not particularly limited. .
導電性材料としては、公知の導電性物質を用いればよく
、Au、Ag、Pt、Pd、W% Cu、 N i
、 Mo、 Aj2 、 Fe、Ti 、Mn
、Nb、Taなど、あるいはPt−Au。As the conductive material, any known conductive substance may be used, such as Au, Ag, Pt, Pd, W% Cu, Ni
, Mo, Aj2, Fe, Ti, Mn
, Nb, Ta, etc., or Pt-Au.
Pd−Au、 Pt−Pd−Au、 Pd −Ag
、Pt−Pd−Ag、 Fe−N1−Go、 F
e −Ni、Mo−Mn等の合金などのいずれもが使
用可能である。Pd-Au, Pt-Pd-Au, Pd-Ag
, Pt-Pd-Ag, Fe-N1-Go, F
Alloys such as e-Ni and Mo-Mn can be used.
電極層の形成方法にも特に制限はなく、例えば、ガスフ
レーム、電気アーク、プラズマ等の各種溶射、あるいは
、電解めっき、無電解めっき、蒸着、スパッタリング、
イオンブレーティングなどの各種気相成長法や液相成長
法等、さらには、導電性ペーストを焼成するいわゆる厚
膜法により電極層を形成してもよい。There are no particular restrictions on the method of forming the electrode layer, and examples include various thermal spraying methods such as gas flame, electric arc, and plasma, electrolytic plating, electroless plating, vapor deposition, sputtering, etc.
The electrode layer may be formed by various types of vapor phase growth methods such as ion blasting, liquid phase growth methods, or even a so-called thick film method in which conductive paste is fired.
なお、電極層は、リード体との密着性向上などのために
、2層以上の多層構成としてもよい。Note that the electrode layer may have a multilayer structure of two or more layers in order to improve adhesion to the lead body.
電極層の厚さは、形成方法によっても異なるが、通常0
.05〜2001zll+程度である。The thickness of the electrode layer varies depending on the formation method, but is usually 0.
.. It is about 05-2001zll+.
1
2
[リード体43.45]
リード体43.45として用いるリード線は、従来公知
のものはいずれも使用可能であるが、熱膨張率、コスト
等の点で、29wt%Ni−17wt%Co−残Feの
組成を有するコバール合金および4工〜43wt%Ni
−残Feの組成を有する42アロイ合金を用いることが
好ましい。1 2 [Lead body 43.45] Any conventionally known lead wire can be used as the lead body 43.45, but in terms of thermal expansion coefficient, cost, etc., 29 wt% Ni-17 wt% Co - Kovar alloy with a composition of residual Fe and 4 to 43 wt% Ni
- It is preferable to use a 42 alloy alloy having a composition of residual Fe.
コバール合金は熱膨張特性が硬質ガラスのそれとよく一
致しており、硬質ガラス、セラミックのハーメチックシ
ール材として用いられる合金である。 また、42アロ
イ合金は硬質または軟質ガラス到着材料としてトランジ
スタ、ダイオードのリード線、ICのリードフレーム、
リードスイッチ用のリードなど、種々のハーメチックシ
ールとして使用されている。Kovar alloy has thermal expansion characteristics that closely match that of hard glass, and is an alloy used as a hermetic sealing material for hard glass and ceramics. 42 alloy is also used as a hard or soft glass material for transistors, diode lead wires, IC lead frames, etc.
It is used as a variety of hermetic seals, such as reeds for reed switches.
リード体43.45をそれぞれ電極層33゜35に接続
する方法に特に制限はなく、金ペースト等の導電性ペー
ストを用いる方法、スポット溶接による方法、超音波ボ
ングーによる方法等から適当なものを選択すればよい。There are no particular restrictions on the method of connecting the lead bodies 43, 45 to the electrode layers 33, 35, and an appropriate method can be selected from among a method using a conductive paste such as gold paste, a method using spot welding, a method using an ultrasonic bong, etc. do it.
〔めっき膜431..4511
めっき膜431,451は、リード体4345の酸化防
止および耐熱性向上のために設けられる。[Plating film 431. .. 4511 Plating films 431 and 451 are provided to prevent oxidation and improve heat resistance of lead body 4345.
めっき膜は、酸化防止および耐熱性向上効果を有するも
のであれば、どのような材質で構成されてもよく、用い
るリード体材質を考慮して適当な材質を選択すればよい
。The plating film may be made of any material as long as it has the effect of preventing oxidation and improving heat resistance, and an appropriate material may be selected in consideration of the material of the lead body used.
例えば、リード体が上記コバール合金や42アロイ合金
等のNi合金である場合、めっき膜材質としては、Cr
、Cr−Ni等のCr系合金、Ni、N1−B合金、N
1−P等のNi系合金などが好ましく、特に、耐酸化性
および耐熱性が高いことから、CrまたはCr系合金が
好ましい。For example, when the lead body is made of Ni alloy such as the Kovar alloy or 42 alloy, the plating film material is Cr.
, Cr-based alloys such as Cr-Ni, Ni, N1-B alloys, N
Ni-based alloys such as 1-P are preferred, and Cr or Cr-based alloys are particularly preferred because of their high oxidation resistance and heat resistance.
めっき膜の厚さは、用いる材質やサーミスタ素子の製造
条件あるいは使用条件等に応じて適宜選択すればよいが
、例えば0.1〜lOp、特に0.5〜2戸程度である
ことが好ましい。The thickness of the plating film may be appropriately selected depending on the material used and the manufacturing conditions or usage conditions of the thermistor element, but it is preferably about 0.1 to 1 Op, particularly about 0.5 to 2 Op, for example.
めっき膜は、電解または無電解めっき法により形成され
ることが好ましい。The plated film is preferably formed by electrolytic or electroless plating.
例えば、CrまたはCr系合金のめつき膜は、電解めっ
き法により形成されることが好ましい。 また、Crま
たはCr系合金のめつき膜を電解めっき法により形成す
る場合、無電解めっき法により形成されたNiT地膜上
に形成することが好ましい。 このような下地膜を設け
ることにより、ピンホール等の欠陥の殆どない均質なめ
つき膜を形成することができる。For example, the plated film of Cr or Cr-based alloy is preferably formed by electrolytic plating. Furthermore, when a plated film of Cr or Cr-based alloy is formed by electrolytic plating, it is preferably formed on a NiT base film formed by electroless plating. By providing such a base film, it is possible to form a homogeneous plated film with almost no defects such as pinholes.
NiまたはNi系合金のめつき膜は、無電解めっき法に
より、形成されることが好ましい。The plated film of Ni or Ni-based alloy is preferably formed by electroless plating.
用いるめっき浴に特に制限はなく、目的とするめっき膜
組成に応じ、適宜選択すればよい。The plating bath to be used is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended plating film composition.
本発明では、ガラス封止後、めっき膜形成前のリード体
表面に活性化処理を施すことが好ましい。In the present invention, it is preferable to perform activation treatment on the surface of the lead body after the glass sealing and before the formation of the plating film.
活性化処理は、無電解めっき法におけるめつき膜成長を
促進するためになされるものであり、通常、アルカリ浸
漬等による脱脂、水洗、塩酸等による酸洗および水洗の
各工程によりリード体表面の清浄化を行なった後、一般
の感受性付与、活性化を行なう。Activation treatment is performed to promote the growth of the plated film in electroless plating, and is usually performed by degreasing by immersion in alkali, washing with water, pickling with hydrochloric acid, etc., and washing with water to improve the surface of the lead body. After cleaning, general sensitization and activation are performed.
[封止用ガラス5]
ガラス5としては、ガラス転移温度が600℃以上、特
に600〜700℃程度、また、作業温度が1000℃
以下、特に800〜tooo℃のガラスを用いることが
好ましい。[Glass for sealing 5] The glass 5 has a glass transition temperature of 600°C or higher, particularly about 600 to 700°C, and a working temperature of 1000°C.
Hereinafter, it is particularly preferable to use glass having a temperature of 800 to too0°C.
ガラス5の組成としては、ガラス転移温度および作業温
度が上記の範囲内のものであれば特に制限はないが、ア
ルカリ土類金属を含有するホウケイ酸ガラスを用いるこ
とが好ましい。The composition of the glass 5 is not particularly limited as long as the glass transition temperature and working temperature are within the above ranges, but it is preferable to use borosilicate glass containing an alkaline earth metal.
なお、高温での絶縁抵抗値の低下の原因となるため、ガ
ラス5に含有されるNa、に等のアルカリ成分は、1w
t%以下であることが好ましい。Note that alkaline components such as Na, etc. contained in the glass 5 should be
It is preferable that it is t% or less.
5
6
[サーミスタ素子製造方法]
サーミスタ素子lの製造方法の一例を以下に簡単に説明
する。5 6 [Thermistor Element Manufacturing Method] An example of the manufacturing method of the thermistor element I will be briefly described below.
例えば、直径3インチ程度、厚さ0.5++u++程度
の前記の焼結体のウェハを作製する。 このウェハの両
面に、電極層を形成する。For example, a wafer of the aforementioned sintered body having a diameter of about 3 inches and a thickness of about 0.5++u++ is produced. Electrode layers are formed on both sides of this wafer.
電極層が形成されたウェハを、ダイシングソー等により
一辺0.75mm程度の正方形に切断し、チップ化する
。The wafer on which the electrode layer has been formed is cut into square pieces with a side of about 0.75 mm using a dicing saw or the like to form chips.
このようにして得られたチップに、直径0.2〜0.5
mm1長さ20〜1100II1程度のリード体を、前
記の方法を用いて接続する。The chip thus obtained has a diameter of 0.2 to 0.5 mm.
Lead bodies having a length of about 20 to 1100 II mm are connected using the method described above.
このようなチップを、直径l、5〜2.5mm程度、長
さ5mm程度のガラス管に挿入し、750〜900℃程
度の温度にてガラス封止を行なう。Such a chip is inserted into a glass tube having a diameter of about 1, about 5 to 2.5 mm, and a length of about 5 mm, and is sealed with glass at a temperature of about 750 to 900°C.
本発明では、ガラス封止を非酸化性雰囲気中で行なう。In the present invention, glass sealing is performed in a non-oxidizing atmosphere.
非酸化性雰囲気としては、N2、Ar、He等の不活
性ガス、H,Go、各種炭化水素など、あるいはこれら
の混合雰囲気、さらには真空等の種々のものであってよ
い。The non-oxidizing atmosphere may be an inert gas such as N2, Ar, He, etc., H, Go, various hydrocarbons, a mixed atmosphere thereof, or a vacuum.
なお、ガラス封止の際の非酸化雰囲気中には、0.5%
以下の02が含まれていてもよい。In addition, 0.5% is added to the non-oxidizing atmosphere during glass sealing.
The following 02 may be included.
ガラス封止後、ガラスにより封止されていない部分のリ
ード体表面に、好ましくは活性化処理後、めっき膜を形
成しサーミスタ素子を得る。After sealing with glass, a plating film is formed on the surface of the lead body in a portion not sealed with glass, preferably after an activation treatment, to obtain a thermistor element.
なお、めっき膜形成前あるいは形成後に、必要に応じ5
00〜750℃にて10〜100時間程度エージングを
行なうことが好ましい。In addition, before or after forming the plating film, if necessary,
It is preferable to carry out aging at 00 to 750°C for about 10 to 100 hours.
エージング時の雰囲気に特に制限はないが、非酸化性雰
囲気中で行なうことが好ましい。Although there is no particular restriction on the atmosphere during aging, it is preferable to carry out aging in a non-oxidizing atmosphere.
〈実施例〉
以下、本発明の具体的実施例を示し、本発明をさらに詳
細に説明する。<Examples> Hereinafter, specific examples of the present invention will be shown and the present invention will be explained in further detail.
下記原料粉末を、アセトンを用いてボールミルにて20
時時間式混合した。The following raw material powder was milled in a ball mill using acetone for 20 minutes.
Mixed time-wise.
(原料粉末)
Al1.203 二86重量部
B4C:14重量部
Tie、 : 0.2重量部
得られたスラリーを乾燥造粒し、内径77mmの黒鉛型
に充填した。(Raw material powder) Al1.203 286 parts by weight B4C: 14 parts by weight Tie: 0.2 parts by weight The obtained slurry was dried and granulated, and filled into a graphite mold with an inner diameter of 77 mm.
これを、Ar雰囲気中でホットプレス焼結した。This was hot press sintered in an Ar atmosphere.
冷却後、50X50X0.5mmに加工し、両面に電極
を形成した後、外周スライングマシンにて加工し、0.
75XO,75X0.5mmにチップ化した。After cooling, it was processed into a size of 50 x 50 x 0.5 mm, electrodes were formed on both sides, and then processed using a peripheral sling machine to give a size of 0.5 mm.
It was made into a chip of 75XO, 75X0.5mm.
次いで、電極層に、直径0.25mm、長さ65mmの
リード体を、スポット溶接法を用いて接続した。Next, a lead body having a diameter of 0.25 mm and a length of 65 mm was connected to the electrode layer using a spot welding method.
用いたリード体材質を、下記表2に示す。The materials of the lead bodies used are shown in Table 2 below.
さらに、電極およびリード体を有するサーミスタチップ
を、直径2.5mm、長さ4mmのホウケイ酸ガラスに
挿入し、Arガス雰囲気中にて850 ’Cでガラス封
止した。Further, a thermistor chip having an electrode and a lead body was inserted into borosilicate glass having a diameter of 2.5 mm and a length of 4 mm, and the glass was sealed at 850'C in an Ar gas atmosphere.
次いで、リード体のガラスに覆われていない部分の表面
を活性化処理した。Next, the surface of the portion of the lead body not covered with glass was subjected to activation treatment.
活性化処理は、塩化鉄の水溶液で表面処理することによ
り行ない、無電解めっきの場合は、さらに一般の感受性
付与および活性化を行なった。Activation treatment was performed by surface treatment with an aqueous solution of iron chloride, and in the case of electroless plating, general sensitization and activation were further performed.
活性化処理後、リード体のガラスに覆われていない部分
表面に、厚さ1.5戸のめっき膜を形成した。 用いた
めっき法およびめっき膜の組成を、表2に示す。After the activation treatment, a plating film with a thickness of 1.5 mm was formed on the surface of the portion of the lead body that was not covered with glass. Table 2 shows the plating method used and the composition of the plating film.
なお、サンプルNo、 4では、無電解めっき法により
形成された厚さ1.0pmのN1−B下地膜上にCrを
電解めっきした。In sample No. 4, Cr was electrolytically plated on a 1.0 pm thick N1-B base film formed by electroless plating.
用いためっき浴の条件を下記表1に示す。The conditions of the plating bath used are shown in Table 1 below.
9 0 表 1 行なった。 結果を表2に示す。9 0 Table 1 I did it. The results are shown in Table 2.
(抵抗値変化)
サーミスタ素子製造後の初期と、85℃、85%RHに
て1000時間保存後に抵抗値を測定し、抵抗値の変化
を△R1初期の抵抗値をRoとして、
(△R/Ro)xlOO(%)
により算出した。(Resistance value change) The resistance value was measured at the initial stage after manufacturing the thermistor element and after storage for 1000 hours at 85°C and 85% RH. Calculated by Ro)xlOO(%).
このようにして、第1図に示されるようなザーミスタ素
子サンプルを作製した。In this way, a thermistor element sample as shown in FIG. 1 was produced.
なお、ガラス封止前にリード体の全表面にめっき膜を形
成した比較サンプルを作製した。Note that a comparative sample was prepared in which a plating film was formed on the entire surface of the lead body before glass sealing.
これらの比較サンプルのめっき膜以外は、上記と同様に
して作製した。Except for the plating films of these comparative samples, they were produced in the same manner as above.
これらの各サンプルについて、下記の測定を表2に示さ
れる結果から、本発明の効果が明らかである。The effects of the present invention are clear from the results of the measurements shown in Table 2 for each of these samples.
すなわち、リード体のガラス封止部以外にめっき膜を形
成した本発明のサンプルでは、高温高温条件での保存後
も抵抗率変化が小さい。That is, in the sample of the present invention in which a plating film was formed on a portion other than the glass sealing portion of the lead body, the change in resistivity was small even after storage under high temperature conditions.
方、リード体のガラス封止部内に存在する部分にもめっ
き膜を形成した比較サンプルでは、高温高温条件での保
存後の高抵抗化が著しい。On the other hand, in a comparative sample in which a plating film was also formed on the portion existing within the glass sealing part of the lead body, the resistance increased significantly after storage under high temperature conditions.
なお、本発明によるこのような効果は、サーミスタチッ
プの組成を替えた場合でも実現し、特に特開昭64−6
4202号公報に記載されているすべての組成について
同様に実現した。Note that the above effects of the present invention can be achieved even when the composition of the thermistor chip is changed, and in particular,
The same realization was achieved for all the compositions described in the 4202 publication.
3
4
〈発明の効果〉
本発明によれば、製造時のリード体劣化を抑えることが
でき、また、高温・高温等の悪条件下で使用した場合で
もサーミスタ特性の劣化が殆どない極めて信頼性の高い
ガラス封止型の高温用サーミスタ素子が実現する。3 4 <Effects of the Invention> According to the present invention, lead body deterioration during manufacturing can be suppressed, and the thermistor characteristics are extremely reliable with almost no deterioration even when used under adverse conditions such as high temperatures. A glass-sealed high-temperature thermistor element with high resistance is realized.
第1図は、本発明のサーミスタ素子の好適実施例を示す
断面図である。
第2図は、従来のサーミスタ素子の1例を示す断面図で
ある。
符号の説明
1.101・・・サーミスタ素子
5・・・ガラス
11・・・サーミスタチップ
33.35・・・電極層
43.45・・・リード体
431.451・・・めっき膜FIG. 1 is a sectional view showing a preferred embodiment of the thermistor element of the present invention. FIG. 2 is a sectional view showing an example of a conventional thermistor element. Explanation of symbols 1.101...Thermistor element 5...Glass 11...Thermistor chip 33.35...Electrode layer 43.45...Lead body 431.451...Plating film
Claims (5)
成された一対の電極層およびこれらの電極層にそれぞれ
接続された一対のリード体を有し、前記サーミスタチッ
プおよび電極層と、リード体の一部とが、ガラスにより
封止されているサーミスタ素子であって、 前記リード体の前記ガラスから露出している部分だけが
めっき膜により被覆されていることを特徴とするサーミ
スタ素子。(1) It has a thermistor chip, a pair of electrode layers formed on the thermistor chip, and a pair of lead bodies each connected to these electrode layers, and the thermistor chip and the electrode layer are connected to a part of the lead body. A thermistor element sealed with glass, wherein only a portion of the lead body exposed from the glass is covered with a plating film.
Ni合金から構成されたものである請求項1に記載のサ
ーミスタ素子。(2) The thermistor element according to claim 1, wherein the plating film is made of Cr, Cr-based alloy, Ni, or Ni alloy.
合金である請求項1または2に記載のサーミスタ素子。(3) The thermistor element according to claim 1 or 2, wherein the lead body is made of Kovar alloy or 42 alloy.
素子を製造する方法であって、 前記サーミスタチップ、電極層およびリード体の一部を
非酸化性雰囲気中でガラスにより封止した後、前記リー
ド体のガラスにより封止されていない部分にめっき膜を
形成することを特徴とするサーミスタ素子の製造方法。(4) A method for manufacturing a thermistor element according to any one of claims 1 to 3, comprising: sealing a part of the thermistor chip, electrode layer, and lead body with glass in a non-oxidizing atmosphere; A method for manufacturing a thermistor element, comprising forming a plating film on a portion of the lead body that is not sealed with glass.
体表面に活性化処理を施す工程を有する請求項4に記載
のサーミスタ素子の製造方法。(5) The method for manufacturing a thermistor element according to claim 4, further comprising a step of performing activation treatment on the surface of the lead body between glass sealing and plating film formation.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6159090A JPH03263302A (en) | 1990-03-13 | 1990-03-13 | Thermistor element and manufacture thereof |
Applications Claiming Priority (1)
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JP6159090A JPH03263302A (en) | 1990-03-13 | 1990-03-13 | Thermistor element and manufacture thereof |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH03263302A true JPH03263302A (en) | 1991-11-22 |
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ID=13175519
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JP (1) | JPH03263302A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009545729A (en) * | 2006-08-02 | 2009-12-24 | ハインリッヒ・ジッツマン | Manufacturing method of temperature sensor |
JP2016029357A (en) * | 2014-07-24 | 2016-03-03 | 株式会社デンソー | Temperature sensor |
-
1990
- 1990-03-13 JP JP6159090A patent/JPH03263302A/en active Pending
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