JPH05172651A - Thermistor element - Google Patents
Thermistor elementInfo
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- JPH05172651A JPH05172651A JP35467791A JP35467791A JPH05172651A JP H05172651 A JPH05172651 A JP H05172651A JP 35467791 A JP35467791 A JP 35467791A JP 35467791 A JP35467791 A JP 35467791A JP H05172651 A JPH05172651 A JP H05172651A
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- thermistor
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- lead body
- thermistor chip
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- Measuring Temperature Or Quantity Of Heat (AREA)
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、ガラス封止型のサーミ
スタ素子に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a glass-sealed thermistor element.
【０００２】[0002]
【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や温度補償用素子であ
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。2. Description of the Related Art A thermistor is a temperature sensor or temperature compensating element that utilizes the temperature dependence of the electric resistance of a temperature sensitive resistor, and is commonly used for temperature measurement and temperature control. Particularly for high temperatures, it is used, for example, as an automobile exhaust gas temperature detection sensor and an oil / gas combustion control sensor.
【０００３】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、すなわちサーミスタ材料
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５０
０℃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 a material for a conventional temperature sensitive resistor (thermistor chip) of a high temperature thermistor element, that is, a thermistor material, since it exhibits a stable electric resistance value at a high temperature, firing using silicon carbide or boron carbide as a conductive path. It is known that ties are preferred. However, when a thermistor element using these materials is used at high temperature in the atmosphere, it is
Surface oxidation occurs at 0 ° C or higher. Therefore, it is necessary to provide a protective film.
【０００４】保護膜形成には、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。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。ガラス封止型サーミスタの一
例を図４に示す。図４に示されるサーミスタ素子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４３，４５の一部とがガラスにより封止さ
れている。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Ｆｅ
合金で構成される。It is easy and reliable to use a method of sealing the chip with glass for forming the protective film. A thermistor in which a chip is sealed with glass is usually called a glass-sealed thermistor. An example of the glass-sealed thermistor is shown in FIG. The thermistor element 101 shown in FIG.
Has the thermistor chip 11, a pair of electrode layers 33 and 35 formed on the thermistor chip 11, and a pair of lead bodies 43 and 45 connected to these electrode layers, respectively. Layers 33, 35
And a part of the lead bodies 43 and 45 are sealed with glass. The lead bodies 43 and 45 are usually made of Fe such as Kovar alloy or 42 alloy alloy because they have an appropriate relationship with the coefficient of thermal expansion of the sealing glass and are low cost.
Composed of alloy.
【０００５】このような構成のサーミスタチップでは、
温度変化の激しい環境下で使用されると電極層が剥離し
て特性が劣化することがあり、高い信頼性を確保するこ
とが難しい。In the thermistor chip having such a structure,
When used in an environment where the temperature changes drastically, the electrode layer may peel off and the characteristics may deteriorate, making it difficult to ensure high reliability.
【０００６】また、このようなサーミスタチップでは、
リード体は、通常、スポット溶接により電極層に接着さ
れるが、リード体の接着強度が低いと、使用時に接触不
良などが生じて特性が劣化することがあり、高信頼性が
得られない。このため、例えば、電極層と接触するリー
ド体先端部を平板状に加工してリード体と電極層との接
触面積を増大させ、接着強度を向上することが提案され
ている。Further, in such a thermistor chip,
The lead body is usually adhered to the electrode layer by spot welding. However, if the lead body has a low adhesive strength, contact failure may occur during use and the characteristics may deteriorate, and high reliability cannot be obtained. Therefore, for example, it has been proposed that the tip portion of the lead body that comes into contact with the electrode layer be processed into a flat plate shape to increase the contact area between the lead body and the electrode layer and improve the adhesive strength.
【０００７】しかし、リード体を平板状に加工するこの
方法では、リード体に方向性が生じるため、スポット溶
接の際にリード体とサーミスタチップとの位置関係の調
整が必要となる。このため、溶接工程を自動化すること
が困難となる。However, in this method of processing the lead body into a flat plate shape, since the lead body is directional, it is necessary to adjust the positional relationship between the lead body and the thermistor chip during spot welding. Therefore, it is difficult to automate the welding process.
【０００８】[0008]
【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、信頼性が高く、しかも生産
性の高いガラス封止型サーミスタ素子と、その製造方法
とを提供することを目的とする。The present invention has been made under these circumstances, and it is an object of the present invention to provide a glass-sealed thermistor element having high reliability and high productivity, and a manufacturing method thereof. To aim.
【０００９】[0009]
【課題を解決するための手段】このような目的は、
（１）〜（４）の本発明により達成される。 （１） サーミスタチップと、このサーミスタチップに
接続された一対のリード体とを有し、前記サーミスタチ
ップと、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、前記サーミスタチップ
が、炭化ホウ素および／または炭化ケイ素を導電路形成
物質として含有し、さらに、Ａｌ、Ｓｉおよび２Ａ族元
素から選択される少なくとも１種の元素の酸化物をマト
リックス物質として含有する焼結体であり、前記リード
体が、ＮｉおよびＦｅを主成分とするか、Ｎｉ、Ｆｅお
よびＣｏを主成分とする合金から構成されており、前記
リード体と前記サーミスタチップとがスポット溶接によ
り接着されていることを特徴とするサーミスタ素子。[Means for Solving the Problems]
It is achieved by the present invention of (1) to (4). (1) A thermistor element having a thermistor chip and a pair of lead bodies connected to the thermistor chip, wherein the thermistor chip and a part of the lead body are sealed with glass. Sintered body in which the thermistor chip contains boron carbide and / or silicon carbide as a conductive path forming substance, and further contains an oxide of at least one element selected from Al, Si and 2A group elements as a matrix substance. The lead body is composed of Ni and Fe as a main component or an alloy containing Ni, Fe and Co as a main component, and the lead body and the thermistor chip are bonded by spot welding. The thermistor element characterized by
【００１０】（２） 前記サーミスタチップ表面に溝が
形成されており、前記溝の少なくとも一部に前記リード
体が挿入され、前記リード体と前記サーミスタチップと
がスポット溶接により接着されている上記（１）に記載
のサーミスタ素子。(2) A groove is formed on the surface of the thermistor chip, the lead body is inserted into at least a part of the groove, and the lead body and the thermistor chip are bonded by spot welding. The thermistor element described in 1).
【００１１】（３） 前記溝が直交する２本の溝を含む
上記（２）に記載のサーミスタ素子。(3) The thermistor element according to (2), wherein the groove includes two grooves which are orthogonal to each other.
【００１２】（４） 前記リード体がコバール合金また
は４２アロイ合金から構成されている上記（１）ないし
（３）のいずれかに記載のサーミスタ素子。(4) The thermistor element according to any one of the above (1) to (3), wherein the lead body is made of Kovar alloy or 42 alloy alloy.
【００１３】[0013]
【作用】図１に、本発明のガラス封止型のサーミスタ素
子の好適実施例を示す。このサーミスタ素子１は、サー
ミスタチップ１１と、このサーミスタチップ１１に接続
された一対のリード体４３，４５とを有し、前記サーミ
スタチップ１１と、リード体４３，４５の一部とが、ガ
ラス５により封止されている構成を有する。FIG. 1 shows a preferred embodiment of the glass-sealed thermistor element of the present invention. The thermistor element 1 has a thermistor chip 11 and a pair of lead bodies 43 and 45 connected to the thermistor chip 11, and the thermistor chip 11 and some of the lead bodies 43 and 45 are made of glass 5 It has the structure sealed by.
【００１４】サーミスタチップ１１は上記した導電路形
成物質とマトリックス物質とを含むサーミスタ材料で構
成され、また、リード体４３，４５は上記した合金で構
成される。このような組成のサーミスタチップとリード
体とを用いることにより、サーミスタチップとリード体
とをスポット溶接により直接接着することが可能とな
る。従来はリード体とサーミスタチップとの間に電極層
を介在させて溶接する必要があったが、本発明では電極
層を設ける必要がない。このため、電極層の剥離などが
生じることがなくなり、信頼性が向上する。また、工数
が少なくなるので生産性が向上し、低コストで製造でき
る。The thermistor chip 11 is made of the thermistor material containing the above-mentioned conductive path forming substance and matrix substance, and the lead bodies 43 and 45 are made of the above-mentioned alloy. By using the thermistor chip and the lead body having such a composition, the thermistor chip and the lead body can be directly bonded by spot welding. Conventionally, it was necessary to weld by interposing an electrode layer between the lead body and the thermistor chip, but in the present invention, it is not necessary to provide the electrode layer. Therefore, peeling of the electrode layer does not occur and reliability is improved. Further, since the number of steps is reduced, the productivity is improved and the manufacturing can be performed at low cost.
【００１５】さらに、本発明では、サーミスタチップ１
１とリード体４３，４５との接着強度を向上させるため
に、サーミスタチップ１１表面に溝１３，１５を形成
し、これらの溝にリード体４３，４５をそれぞれ挿入し
て、スポット溶接によりこれらを接着してもよい。溝内
にリード体を挿入することによりサーミスタチップとリ
ード体との接触面積を大きくすることができるので、リ
ード体の接着強度が著しく向上し、信頼性が向上する。Further, in the present invention, the thermistor chip 1
In order to improve the adhesive strength between the lead body 1 and the lead bodies 43 and 45, grooves 13 and 15 are formed on the surface of the thermistor chip 11, and the lead bodies 43 and 45 are inserted into these grooves, respectively, and these are spot-welded together. You may adhere. Since the contact area between the thermistor chip and the lead body can be increased by inserting the lead body into the groove, the adhesive strength of the lead body is significantly improved and the reliability is improved.
【００１６】[0016]
【具体的構成】以下、本発明の具体的構成を、図面に基
づいて詳細に説明する。本発明のサーミスタ素子の好適
実施例を、図１に示す。なお、図１（ａ）は側面断面図
であり、図１（ｂ）は正面断面図である。Concrete Structure A concrete structure of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. A preferred embodiment of the thermistor element of the present invention is shown in FIG. 1A is a side sectional view, and FIG. 1B is a front sectional view.
【００１７】本発明のサーミスタ素子１はガラス封止型
のサーミスタ素子であり、サーミスタチップ１１と、こ
のサーミスタチップ１１に接続された一対のリード体４
３，４５とを有し、前記サーミスタチップ１１と、リー
ド体４３，４５の一部とが、ガラス５により封止されて
いる構成を有する。The thermistor element 1 of the present invention is a glass-sealed thermistor element, and includes a thermistor chip 11 and a pair of lead bodies 4 connected to the thermistor chip 11.
3 and 45, and the thermistor chip 11 and part of the lead bodies 43 and 45 are sealed with glass 5.
【００１８】本発明では、サーミスタチップ１１とリー
ド体４３，４５とを溶接可能とするために、これらを下
記の材質で構成する。In the present invention, the thermistor chip 11 and the lead bodies 43 and 45 are made of the following materials so that they can be welded to each other.
【００１９】サーミスタチップ１１は、炭化ホウ素およ
び／または炭化ケイ素を導電路形成物質として含有し、
さらに、Ａｌ、Ｓｉおよび２Ａ族元素から選択される少
なくとも１種の元素の酸化物をマトリックス物質として
含有する焼結体で構成する。炭化ケイ素が含有される場
合、炭化ケイ素の含有量はマトリックス物質の含有量に
対し体積比で１．２４以下とすることが好ましい。これ
は、ガラス封止工程における発泡を抑え、素子化を容易
にするためである。The thermistor chip 11 contains boron carbide and / or silicon carbide as a conductive path forming material,
Further, it is composed of a sintered body containing an oxide of at least one element selected from Al, Si and 2A group elements as a matrix substance. When silicon carbide is contained, the content of silicon carbide is preferably 1.24 or less by volume ratio with respect to the content of the matrix substance. This is to prevent foaming in the glass sealing process and facilitate device formation.
【００２０】なお、リード体との接着強度を高くするた
めには、マトリックス物質として少なくともＡｌ酸化物
（Ａｌ2 Ｏ3 ）を選択することが好ましい。In order to increase the adhesive strength with the lead body, it is preferable to select at least Al oxide (Al 2 O 3 ) as the matrix material.
【００２１】このようなサーミスタ材料の具体例として
は、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。
また、特願平３−４９１２３号に開示されている各種サ
ーミスタ材料、抵抗体材料を用いてもよい。As a specific example of such a thermistor material, for example, the thermistor material described in JP-A-64-64202 can be preferably used.
Further, various thermistor materials and resistor materials disclosed in Japanese Patent Application No. 3-49123 may be used.
【００２２】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（Ｈ
Ｐ）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。For the production of the thermistor chip, a usual sintering method may be used. For example, after wet-mixing various raw material powders, the mixture is pressure-molded at room temperature and subjected to atmospheric pressure sintering in an oxygen atmosphere or a non-oxidizing atmosphere, hot pressing (H
P) After sintering the molded body by a sintering method, a hot isostatic pressure (HIP) method, etc., the molded body is allowed to cool and cut into a predetermined size to obtain a thermistor chip.
【００２３】なお、サーミスタチップの寸法に特に制限
はないが、通常、縦０．５〜１．０mm、横０．５〜１．
０mm、厚さ０．５〜１．０mm程度である。The size of the thermistor chip is not particularly limited, but is usually 0.5 to 1.0 mm in length and 0.5 to 1.
The thickness is 0 mm and the thickness is about 0.5 to 1.0 mm.
【００２４】リード体４３，４５には、上記組成のサー
ミスタチップと溶接するために、ＮｉおよびＦｅを主成
分とするか、Ｎｉ、ＦｅおよびＣｏを主成分とする合金
のリード線を用いる。このような合金としては、接着強
度の高さ、熱膨張率、コスト等の点で、２９重量％Ｎｉ
−１７重量％Ｃｏ−残Ｆｅの組成を有するコバール合金
または４１〜４３重量％Ｎｉ−残Ｆｅの組成を有する４
２アロイ合金を用いることが好ましい。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
は軟質ガラス封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。For the lead bodies 43 and 45, in order to weld with the thermistor chip having the above composition, lead wires of Ni and Fe as main components or alloys of Ni, Fe and Co as main components are used. As such an alloy, in terms of high adhesive strength, thermal expansion coefficient, cost, etc., 29 wt% Ni is used.
Kovar alloy having a composition of -17 wt% Co-remaining Fe or 4 having a composition of 41-43 wt% Ni-remaining Fe
It is preferable to use a two-alloy alloy. The Kovar alloy has a thermal expansion characteristic that matches that of hard glass, and is used as a hermetic sealant for hard glass and ceramics. The 42 alloy is used as a hard or soft glass sealing material for various hermetic seals such as transistors, diode lead wires, IC lead frames and reed switch leads.
【００２５】リード体をサーミスタチップに溶接するた
めには、パラレルスポット溶接を用いることが好まし
い。In order to weld the lead body to the thermistor chip, it is preferable to use parallel spot welding.
【００２６】なお、溶接後、リード体の酸化防止や耐熱
性向上のために、各種めっき膜やセラミックス膜をリー
ド体表面に設けてもよい。After welding, various plating films or ceramics films may be provided on the surface of the lead body in order to prevent oxidation of the lead body and improve heat resistance.
【００２７】本発明では、図１に示されるように、サー
ミスタチップ１１表面に溝１３，１５を設け、溝１３，
１５の少なくとも一部にリード体４３，４５を挿入し、
リード体４３，４５とサーミスタチップ１１とをスポッ
ト溶接により接着する構成とすることが好ましい。In the present invention, as shown in FIG. 1, grooves 13 and 15 are provided on the surface of the thermistor chip 11, and the grooves 13 and 15 are formed.
Insert the lead bodies 43 and 45 into at least a part of 15,
It is preferable that the lead bodies 43 and 45 and the thermistor chip 11 are bonded by spot welding.
【００２８】図１に示される例では、溝１３，１５はサ
ーミスタチップ１１の対向する２端面に形成されている
が、このような構成に限らず、例えば図２の（ａ）およ
び（ｂ）にそれぞれ示される構成であってもよい。図２
の（ａ）および（ｂ）はサーミスタ素子１の正面断面図
である。図２の（ａ）ではサーミスタチップ１１の一端
面に溝１３，１５を形成しており、（ｂ）ではサーミス
タチップ１１の隣り合う稜部を削って溝１３，１５を形
成し、リード体４３，４５を挿入している。これらのよ
うに、直方体状のサーミスタチップの一面だけに溝を設
ける構成では、溝形成のための切削が一方向からだけで
済むので、生産性が向上し、低コストで製造できる。In the example shown in FIG. 1, the grooves 13 and 15 are formed on the two opposite end faces of the thermistor chip 11, but the invention is not limited to such a configuration, and for example, (a) and (b) of FIG. The configurations shown in FIG. Figure 2
(A) and (b) are front sectional views of the thermistor element 1. In FIG. 2A, the grooves 13 and 15 are formed on one end surface of the thermistor chip 11, and in FIG. 2B, the adjacent ridges of the thermistor chip 11 are cut to form the grooves 13 and 15, and the lead body 43 , 45 are inserted. As described above, in the configuration in which the groove is provided only on one surface of the rectangular parallelepiped thermistor chip, the cutting for forming the groove can be performed from only one direction, so that the productivity is improved and the manufacturing can be performed at low cost.
【００２９】また、図３に示されるように、直方体状の
サーミスタチップ１１の対向する２端面に、直交する２
本の溝１３１，１３２および１５１，１５２をそれぞれ
設けてもよい。サーミスタチップにリード体を接着する
工程では、通常、フィーダによりチップを一方向に整列
させて連続的にリード体を接着するが、横断面が正方形
であるチップを使えば、フィーダによる整列の効率が倍
増する。しかし、図１に示されるように溝が一方向にだ
け存在するチップでは、溝の存在により方向性が生じ、
フィーダの効率が半減してしまう。このとき、図３に示
されるような、リード体１本について直交する２本の溝
が設けられているサーミスタチップを用いれば、溝の存
在による方向性は生じず、リード体接着工程に与える影
響はなくなり、工程の自動化が容易となる。Further, as shown in FIG. 3, two orthogonal end faces of the rectangular parallelepiped thermistor chip 11 are opposed to each other.
The grooves 131, 132 and 151, 152 of the book may be provided, respectively. In the process of bonding the lead body to the thermistor chip, normally the chips are aligned in one direction by the feeder and the lead body is bonded continuously, but if a chip with a square cross section is used, the efficiency of alignment by the feeder is improved. Double. However, as shown in FIG. 1, in a chip in which a groove exists only in one direction, the presence of the groove causes directionality,
The efficiency of the feeder will be halved. At this time, if a thermistor chip having two grooves perpendicular to each other as shown in FIG. 3 is used, the directionality due to the existence of the grooves does not occur and the influence on the lead body bonding process is exerted. And the automation of the process becomes easy.
【００３０】また、図２に示されるような、サーミスタ
チップ１１の一方の端面にだけ溝を有するサーミスタ素
子においても、リード体一本について直交する２本の溝
を形成して、上記のような効果を得ることができる。こ
の場合、チップの一方の端面に平行な２本の溝を形成
し、さらに、同じ端面にこれらと直交する平行な２本の
溝を形成すればよい。Also, in the thermistor element having a groove only on one end face of the thermistor chip 11 as shown in FIG. 2, two grooves which are orthogonal to each other in one lead body are formed to form the above-mentioned structure. The effect can be obtained. In this case, two grooves parallel to one end surface of the chip may be formed, and two parallel grooves perpendicular to these may be formed on the same end surface.
【００３１】サーミスタチップに形成される溝の断面形
状は特に限定されず、リード体とサーミスタチップとの
接触面積が大きくなるように、リード体の断面形状に応
じて適宜決定すればよいが、通常、円形断面のリード体
を用いることや、また、加工が容易であることから、図
１〜図３にそれぞれ示されるように、断面の少なくとも
一部が弧状である溝とすることが好ましい。The cross-sectional shape of the groove formed in the thermistor chip is not particularly limited, and it may be appropriately determined according to the cross-sectional shape of the lead body so that the contact area between the lead body and the thermistor chip is large, but it is usually Since a lead body having a circular cross section is used and processing is easy, at least a part of the cross section is preferably an arcuate groove as shown in FIGS. 1 to 3.
【００３２】サーミスタチップに上記したような溝を形
成する手段は限定されず、ダイシングソー等の通常の機
械的研削手段などを用いればよい。また、レーザー光照
射により溝を形成することもできる。サーミスタ材のチ
ップ化は、通常、薄板状のサーミスタ材をダイシングソ
ー等により機械的に切削することにより行なうが、異な
る切削深さに調整した複数の刃を有する切削手段を用い
れば、チップ化と溝形成とを同時に行なうことができ
る。また、レーザー加工によりサーミスタ材を切断する
こともできる。The means for forming the above-mentioned groove in the thermistor chip is not limited, and ordinary mechanical grinding means such as a dicing saw may be used. Alternatively, the groove can be formed by laser light irradiation. The thermistor material is usually made into chips by mechanically cutting a thin plate thermistor material with a dicing saw or the like, but if a cutting means having a plurality of blades adjusted to different cutting depths is used, it becomes chipped. Groove formation can be performed simultaneously. Also, the thermistor material can be cut by laser processing.
【００３３】封止用のガラス５には、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８００〜１０００℃のガラ
スを用いることが好ましい。ガラス５の組成は、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。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、Ｋ等のアルカリ成分は、１重量％以下であるこ
とが好ましい。As the glass 5 for sealing, it is preferable to use glass having a glass transition temperature of 600 ° C. or higher, particularly about 600 to 700 ° C., and a working temperature of 1000 ° C. or lower, especially 800 to 1000 ° C. The composition of the glass 5 is not particularly limited as long as the glass transition temperature and the working temperature are within the above ranges, but it is preferable to use borosilicate glass containing an alkaline earth metal. It is preferable that the content of the alkali component such as Na and K contained in the glass 5 is 1% by weight or less because it causes a decrease in the insulation resistance value at high temperature.
【００３４】サーミスタ素子１の製造方法の一例を以下
に簡単に説明する。An example of a method of manufacturing the thermistor element 1 will be briefly described below.
【００３５】まず、直径３インチ程度、厚さ０．５mm程
度のサーミスタ材の焼結体薄板を作製する。次いで、溝
形成およびチップ化を、図１〜図２にそれぞれ示される
構成に応じ、適当な順序で行なう。First, a sintered thin plate of a thermistor material having a diameter of about 3 inches and a thickness of about 0.5 mm is prepared. Next, groove formation and chip formation are performed in an appropriate order according to the configurations shown in FIGS.
【００３６】このようにして得られたチップに、直径
０．２〜０．５mm、長さ２０〜１００mm程度のリード体
を接続する。このようなチップを、直径１．５〜２．５
mm程度、長さ５mm程度のガラス管に挿入し、ガラス封止
を行なう。本発明では、ガラス封止を非酸化性雰囲気中
で行なう。非酸化性雰囲気としては、Ｎ2 、Ａｒ、Ｈｅ
等の不活性ガス、Ｈ、ＣＯ、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。なお、ガラス封止の際の非酸化雰囲気中に
は、０．５％以下のＯ2 が含まれていてもよい。A lead body having a diameter of 0.2 to 0.5 mm and a length of 20 to 100 mm is connected to the thus obtained chip. Such a chip has a diameter of 1.5 to 2.5.
Insert into a glass tube with a length of about mm and a length of about 5 mm, and seal the glass. In the present invention, glass sealing is performed in a non-oxidizing atmosphere. The non-oxidizing atmosphere is N 2 , Ar, He.
It may be an inert gas such as H, CO, various hydrocarbons, etc., or a mixed atmosphere thereof, and further various things such as vacuum. In addition, 0.5% or less of O 2 may be contained in the non-oxidizing atmosphere at the time of glass sealing.
【００３７】なお、必要に応じ５００〜７５０℃にて１
０〜１００時間程度エージングを行なうことが好まし
い。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。If necessary, 1 at 500 to 750 ° C.
Aging is preferably performed for about 0 to 100 hours. The atmosphere during aging is not particularly limited, but it is preferably performed in a non-oxidizing atmosphere.
【００３８】[0038]
【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。下記原料粉末を、アセトンを
用いてボールミルにて２０時間湿式混合した。EXAMPLES The present invention will be described in more detail below by showing specific examples of the present invention. The following raw material powders were wet mixed with acetone for 20 hours in a ball mill.
【００３９】（原料粉末） Ａｌ2 Ｏ3 ：８６重量部 Ｂ4 Ｃ ：１４重量部 ＴｉＯ2 ： 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) Al 2 O 3 : 86 parts by weight B 4 C: 14 parts by weight TiO 2 : 0.2 parts by weight The obtained slurry was dried and granulated and filled in a graphite mold having an inner diameter of 77 mm.
【００４０】これを、Ａｒ雰囲気中でホットプレス焼結
し、冷却後、５０mm×５０mm×０．５mmに加工して焼結
体薄板を得た。This was hot-press sintered in an Ar atmosphere, cooled, and then processed into 50 mm × 50 mm × 0.5 mm to obtain a sintered thin plate.
【００４１】この焼結体薄板を用いて、図１に示される
構成のサーミスタ素子サンプルNo.１を作製した。Using this sintered thin plate, thermistor element sample No. 1 having the structure shown in FIG. 1 was produced.
【００４２】サンプルNo. １の作製は下記のようにして
行なった。まず、ダイヤモンドブレードにより薄板の両
面に幅０．２５mm、深さ０．１２mmの溝を形成した後、
ダイシングソーにより切断してチップ化した。チップの
寸法は０．７５mm×０．７５mm×０．５mmとした。次い
で、直径０．２５mm、長さ６５mmのリード体を前記溝中
に挿入し、パラレルスポット溶接法により接着した後、
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℃でガラス封止した。The sample No. 1 was manufactured as follows. First, after forming a groove with a width of 0.25 mm and a depth of 0.12 mm on both sides of the thin plate with a diamond blade,
It was cut into chips by using a dicing saw. The size of the chip was 0.75 mm × 0.75 mm × 0.5 mm. Then, after inserting a lead body having a diameter of 0.25 mm and a length of 65 mm into the groove and adhering it by a parallel spot welding method,
Insert into borosilicate glass with a diameter of 2.5 mm and a length of 4 mm,
Glass sealing was performed at 850 ° C. in an Ar gas atmosphere.
【００４３】また、チップに溝を形成しなかった他はサ
ンプルNo. １と同様にして、サンプルNo. ２を作製し
た。Sample No. 2 was prepared in the same manner as Sample No. 1 except that no groove was formed on the chip.
【００４４】また、サーミスタチップ表面に厚さ１０μ
m のＮｉ電極層を設け、この電極層上にリード体を溶接
した比較サンプルも作製した。The thermistor chip surface has a thickness of 10 μm.
A comparative sample was also prepared in which a Ni electrode layer of m 2 was provided and a lead body was welded on this electrode layer.
【００４５】（高温信頼性試験）サンプルNo. ２および
比較サンプルを５５０℃にて２０００時間保存し、抵抗
変化率を調べた。結果は以下のとおりであった。 サンプルNo. ２：＋０．５％ 比較サンプル ：＋５％(High Temperature Reliability Test) Sample No. 2 and a comparative sample were stored at 550 ° C. for 2000 hours, and the rate of change in resistance was examined. The results were as follows. Sample No. 2: + 0.5% Comparative sample: + 5%
【００４６】（落下試験）サンプルNo. １および２を１
０cmの高さからかしの木上に落下させ、破損数を調べ
た。結果は以下のとおりであった。 サンプルNo. １： ２個／４２０個 サンプルNo. ２：２１個／４２０個 上記結果から、本発明の効果が明らかである。すなわ
ち、電極層を設けた比較サンプルに比べ、本発明のサン
プルは高温での信頼性が高い。また、チップに溝を形成
した場合には、耐衝撃性が向上する。(Drop test) Sample Nos. 1 and 2 are 1
The number of breakages was examined by dropping it from a height of 0 cm onto a scarlet tree. The results were as follows. Sample No. 1: 2 pieces / 420 pieces Sample No. 2: 21 pieces / 420 pieces From the above results, the effect of the present invention is clear. That is, the sample of the present invention has higher reliability at high temperature than the comparative sample provided with the electrode layer. In addition, impact resistance is improved when the groove is formed in the chip.
【００４７】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変更した場合でも実現し、特に
特開昭６４−６４２０２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。The effect according to the present invention is realized even when the composition of the thermistor chip is changed, and in particular, all compositions described in JP-A-64-64202 are also realized.
【００４８】[0048]
【発明の効果】本発明のサーミスタ素子では、電極層を
設ける必要がないため、電極層の剥離などによる特性劣
化がなく、高い信頼性が得られる。また、製造工程の工
数が減少するため、低コストにて製造可能である。In the thermistor element of the present invention, since it is not necessary to provide an electrode layer, there is no deterioration of characteristics due to peeling of the electrode layer and high reliability can be obtained. Further, since the number of manufacturing steps is reduced, the manufacturing can be performed at low cost.
【００４９】また、サーミスタチップに溝を設け、この
溝中にリード体を挿入してスポット溶接すれば、リード
体の接着強度を著しく高くすることができる。しかも、
溝形成はチップ化のための切断と同様な手段で行なえ、
チップ化と同時に行なうことも可能なので、生産性が良
好である。さらに、リード体一本につき直交する２本の
溝を設ければ、溝の方向性を考慮する必要がなくなるの
で、リード体接着工程の自動化が容易となり、極めて高
い生産性が得られる。If a groove is provided in the thermistor chip and the lead body is inserted into this groove and spot welding is performed, the adhesive strength of the lead body can be significantly increased. Moreover,
Groove formation can be performed by the same means as cutting for chip formation,
Since it can be performed at the same time as chip formation, the productivity is good. Further, if two grooves that are orthogonal to each other are provided for each lead body, it is not necessary to consider the directionality of the grooves, so that the lead body bonding process can be easily automated and extremely high productivity can be obtained.
【図１】本発明のサーミスタ素子の好適実施例を示す断
面図であり、（ａ）は側面断面図、（ｂ）は正面断面図
である。FIG. 1 is a sectional view showing a preferred embodiment of a thermistor element of the present invention, (a) is a side sectional view, and (b) is a front sectional view.
【図２】（ａ）および（ｂ）はそれぞれ本発明のサーミ
スタ素子の好適実施例を示す正面断面図である。2 (a) and 2 (b) are front sectional views showing a preferred embodiment of the thermistor element of the present invention.
【図３】本発明のサーミスタ素子に用いるサーミスタチ
ップの好適例を示す斜視図である。FIG. 3 is a perspective view showing a preferred example of the thermistor chip used in the thermistor element of the present invention.
【図４】従来のサーミスタ素子の１例を示す側面断面図
である。FIG. 4 is a side sectional view showing an example of a conventional thermistor element.
１，１０１ サーミスタ素子 １１ サーミスタチップ １３，１３１，１３２，１５，１５１，１５２ 溝 ３３，３５ 電極層 ４３，４５ リード体 ５ ガラス 1,101 Thermistor element 11 Thermistor chip 13,131,132,15,151,152 Groove 33,35 Electrode layer 43,45 Lead body 5 Glass
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小木曽 龍一 東京都中央区日本橋一丁目13番１号 ティ ーディーケイ株式会社内 (72)発明者 坂野 茂 東京都中央区日本橋一丁目13番１号 ティ ーディーケイ株式会社内 (72)発明者 三木 信之 東京都中央区日本橋一丁目13番１号 ティ ーディーケイ株式会社内 (72)発明者 野原 啓継 東京都中央区日本橋一丁目13番１号 ティ ーディーケイ株式会社内 (72)発明者 谷口 雅朗 東京都中央区日本橋一丁目13番１号 ティ ーディーケイ株式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── (72) Inventor Ryuichi Ogiso 1-13-1, Nihonbashi, Chuo-ku, Tokyo TDK Corporation (72) Inventor Shigeru Sakano 1-1-13-1, Nihonbashi, Chuo-ku, Tokyo TDC Co., Ltd. (72) Inventor Nobuyuki Miki 1-13-1 Nihonbashi, Chuo-ku, Tokyo TDC Corporation (72) Inventor Keitsugu Nohara 1-13-1 Nihonbashi, Chuo-ku, Tokyo TDC Corporation (72) Inventor Masaro Taniguchi 1-13-1, Nihonbashi, Chuo-ku, Tokyo Inside TDC Corporation
Claims (4)
ップに接続された一対のリード体とを有し、前記サーミ
スタチップと、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、 前記サーミスタチップが、炭化ホウ素および／または炭
化ケイ素を導電路形成物質として含有し、さらに、Ａ
ｌ、Ｓｉおよび２Ａ族元素から選択される少なくとも１
種の元素の酸化物をマトリックス物質として含有する焼
結体であり、 前記リード体が、ＮｉおよびＦｅを主成分とするか、Ｎ
ｉ、ＦｅおよびＣｏを主成分とする合金から構成されて
おり、 前記リード体と前記サーミスタチップとがスポット溶接
により接着されていることを特徴とするサーミスタ素
子。1. A thermistor element having a thermistor chip and a pair of lead bodies connected to the thermistor chip, wherein the thermistor chip and a part of the lead body are sealed with glass. The thermistor chip contains boron carbide and / or silicon carbide as a conductive path forming substance, and
at least 1 selected from l, Si and 2A group elements
A sintered body containing an oxide of a seed element as a matrix material, wherein the lead body contains Ni and Fe as main components, or N
A thermistor element comprising an alloy containing i, Fe and Co as main components, wherein the lead body and the thermistor chip are bonded by spot welding.
れており、前記溝の少なくとも一部に前記リード体が挿
入され、前記リード体と前記サーミスタチップとがスポ
ット溶接により接着されている請求項１に記載のサーミ
スタ素子。2. The groove is formed on the surface of the thermistor chip, the lead body is inserted into at least a part of the groove, and the lead body and the thermistor chip are bonded by spot welding. The thermistor element described in.
２に記載のサーミスタ素子。3. The thermistor element according to claim 2, wherein the groove includes two grooves which are orthogonal to each other.
アロイ合金から構成されている請求項１ないし３のいず
れかに記載のサーミスタ素子。4. The Kovar alloy or 42 is used for the lead body.
The thermistor element according to any one of claims 1 to 3, which is made of an alloy alloy.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35467791A JPH05172651A (en) | 1991-12-19 | 1991-12-19 | Thermistor element |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35467791A JPH05172651A (en) | 1991-12-19 | 1991-12-19 | Thermistor element |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05172651A true JPH05172651A (en) | 1993-07-09 |
Family
ID=18439162
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP35467791A Withdrawn JPH05172651A (en) | 1991-12-19 | 1991-12-19 | Thermistor element |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05172651A (en) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009206498A (en) * | 2008-01-31 | 2009-09-10 | Mitsubishi Materials Corp | Thermistor element, and manufacturing method thereof |
| JP2010153665A (en) * | 2008-12-25 | 2010-07-08 | Mitsubishi Materials Corp | Thermistor element and method of manufacturing the same |
| JP2011222737A (en) * | 2010-04-09 | 2011-11-04 | Ngk Spark Plug Co Ltd | Thermistor element and temperature sensor |
| WO2014200011A1 (en) * | 2013-06-12 | 2014-12-18 | アルプス電気株式会社 | Resistor and temperature detection device |
| US9958340B2 (en) | 2014-07-24 | 2018-05-01 | Denso Corporation | Temperature sensor |
-
1991
- 1991-12-19 JP JP35467791A patent/JPH05172651A/en not_active Withdrawn
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009206498A (en) * | 2008-01-31 | 2009-09-10 | Mitsubishi Materials Corp | Thermistor element, and manufacturing method thereof |
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| JP2011222737A (en) * | 2010-04-09 | 2011-11-04 | Ngk Spark Plug Co Ltd | Thermistor element and temperature sensor |
| WO2014200011A1 (en) * | 2013-06-12 | 2014-12-18 | アルプス電気株式会社 | Resistor and temperature detection device |
| US9958340B2 (en) | 2014-07-24 | 2018-05-01 | Denso Corporation | Temperature sensor |
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