JPH0653013A - 薄膜サーミスタ及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は取り扱い易く、誤動作のない薄膜サ
ーミスタとその製造方法の提供を目的とする。 【構成】 導電性支持体２に両端の開口した凹部３を１
個以上設け、凹部３内に薄膜サーミスタ素子１を収納
し、薄膜サーミスタ素子１の上に硝子被覆層５を設け
て、取り扱い易い薄膜サーミスタとした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は薄膜素子の実装の容易な
薄膜サーミスタとその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の薄膜サーミスタは、図４
に示すように、平板状アルミナ基板１１の一方の表面に
一対の電極膜１２ａ、１２ｂと炭化ケイ素（ＳｉＣ）な
どの感温抵抗体膜１３とから成る薄膜サーミスタ素子の
一対の電極膜１２ａ、１２ｂに白金（Ｐｔ）細線（直径
０．１mm程度）などの一対のリード線４ａ、４ｂを接続
して薄膜サーミスタ素子１とし、その薄膜サーミスタ素
子１の上に焼成硝子被覆層５を形成して構成される。
［例えば、長井、他 ナショナルテクニカルレポート(N
ational Technical Report）Ｖｏｌ．２９，（１９８
３）］

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ＳｉＣ薄膜サーミスタ
は耐熱性に優れ、また広い温度領域を検出するのに適し
た抵抗温度特性を有するので、０〜５００℃の温度範囲
で使用される温度センサとしてオーブンなどに実用され
ている。従って、一対のリード線２ａ、２ｂとして、耐
熱性に優れるＰｔ線、ニッケル（Ｎｉ）線が用いられ、
また、この一対のリード線４ａ、４ｂは、通常、溶接法
で一対の電極膜１２ａ、１２ｂにそれぞれ接続されてい
た。溶接法による接続は耐熱性に優れるからである。し
かし、この溶接強度は１０ｇ以下と弱く、また、素子は
小さい（１．８mm×６．５mm×０．５mm程度）ので、溶
接作業およびそれ以降の取り扱いに細心の注意を要す
る。このため多くの作業時間を必要とし、価格が高くな
るという問題があった。

【０００４】また、焼成硝子被覆層５は一対の電極膜１
２ａ、１２ｂおよび感温抵抗体膜１３を保護すると共に
一対のリード線４ａ、４ｂの溶接部も保護する。しか
し、この焼成硝子被覆層５は、平板状アルミナ基板１１
の端部まで完全に覆わない場合には、例えば、結露水が
素子表面や周囲の構成物に付着すると、一対の電極膜１
２ａ、１２ｂとアース間の絶縁性が劣化して、誤動作し
易いという問題があった。

【０００５】本発明は上記従来の問題点を解消するもの
で、取り扱い易く、誤動作しないサーミスタとその製造
方法の提供を目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の薄膜サーミスタは、両端の開口した凹部を
１個以上有する導電性支持体の前記凹部に薄膜サーミス
タ素子を収納し、前記薄膜サーミスタ素子を被覆して前
記導電性支持体上に焼成硝子を形成した構成である。

【０００７】

【作用】本発明は上記した構成によって、薄膜サーミス
タ素子より大きな面積の導電性支持体を取り扱うことが
可能になり、また、焼成硝子被覆層はサーミスタ素子を
覆って、さらに導電性支持体の表面にまで広がるので、
焼成硝子被覆層はサーミスタ素子を完全に覆うことがで
きる。

【０００８】

【実施例】以下、本発明の第１の実施例を図面に基づい
て説明する。

【０００９】図１（ａ）は、本実施例の薄膜サーミスタ
の分解斜視図で、図１（ｂ）は、直線ＡＡ′で切断した
ときの断面図である。薄膜サーミスタ素子１は導電性支
持体２の凹部３に収納される。この時凹部３は導電性支
持体２の端部にまで伸びており、その両端は開いてい
る。なお図１では、図４に示す一対の電極膜１２ａ、１
２ｂや感温抵抗体１３などは省略してあるが、薄膜サー
ミスタ素子１は図４に示した構成である。この後、図１
（ｂ）に示すように、焼成硝子被覆層５が形成される。

【００１０】導電性支持体２は、チタニウム（チ）、タ
ンタル（Ｔａ）、Ｐｔなどの金属で構成され、その形状
は直径８〜１０mmの円板状である。これらの金属は、平
板状アルミナ基板１１と同程度の熱膨張係数を有すると
共に、導電性支持体２の薄肉部分の厚さ（図１（ｂ）で
記号ｄで示される）を薄く加工できる。また、凹部３の
深さはサーミスタ素子１の厚さ程度が好ましい。このよ
うに、この導電性支持体２は、サーミスタ素子１の面積
に比べ、４〜６倍の大きな面積を有するので、取り扱い
が容易になることは明かである。また、この取り扱いの
ときに、直接薄膜サーミスタ素子１をピンセットなどで
つかむなどの作業がなくなるので、作業ミスにより薄膜
サーミスタ素子１の表面を傷付けることも防止できる。
焼成硝子被覆層５は図１（ｂ）に示すように、薄膜サー
ミスタ素子１を被覆して、導電性支持体２の表面にまで
広がるので、薄膜サーミスタ素子１が完全に焼成硝子被
覆層５で被覆されることは明らかである。

【００１１】また、図２に示すように、導電性支持体２
に２本の凹部３ａ、３ｂを設け、互いに交差して配置す
ることが一層好ましい。薄膜サーミスタ素子１を導電性
支持体２に収納するときに両者の交差部が薄膜サーミス
タ素子１を挟持する治具の逃げとして作用するからであ
る。また、焼成硝子被覆層５を形成するときも、焼成硝
子が薄膜サーミスタ素子１と凹部３ａもしくは３ｂの間
の微小空間に流れ込み易くなるからである。

【００１２】なお、薄膜サーミスタ素子１は導電性支持
体２の凹部３に収納されるが、このときに薄膜サーミス
タ素子１が導電性支持体２に接触し、絶縁性が劣化する
恐れがある。この場合、焼成硝子被覆層５を低融点硝子
と高融点絶縁性粒子で構成することが望ましい。高融点
粒子が薄膜サーミスタ素子１と導電性支持体２の間に介
在して、薄膜サーミスタ素子１が導電性支持体２と接触
することを防止するからである。高融点絶縁性粒子は直
径にして５０μｍ以上の形状であれば十分である。

【００１３】本発明の薄膜サーミスタを、例えば、オー
ブンなどに取り付けることを考慮すると、図３に示すよ
うに、導電性支持体２の他の表面に金属板６を配置し、
両者を固定することが好ましい。固定方法は、同図に示
すように、金属部品７ａ、７ｂを用いて、機械的にカシ
メてもよいが、導電性支持体２と金属板６をろう付け固
定することが好ましい。ろう付け固定の場合、薄膜サー
ミスタ素子１と金属板６の間の熱抵抗が、機械的固定に
比べ、小さくなるので、熱応答性が速くなるからであ
る。特に、導電性支持体２は前述した金属で構成される
ので、熱伝導率が高く、また薄肉部の厚さｄを薄くでき
るので、導電性支持体２の熱抵抗を小さくできる。

【００１４】次に、本発明の薄膜サーミスタを製造する
とき、導電性支持体２の凹部３に低融点硝子粉末と高融
点絶縁性粒子を含む硝子ペーストを塗布した後、素子を
この硝子ペーストの上に配置し、乾燥後、一対のリード
線４ａ、４ｂを接続することが好ましい。素子を硝子ペ
ースト上に配置するとき、硝子ペーストは素子の側面部
にまで広がるので、素子と導電性支持体２の間に高融点
絶縁性粒子が介在し、両者の接触を防止できる。また、
この乾燥した硝子ペーストにより、素子と導電性支持体
２が軽く一時的に接着され、この接着力により一対のリ
ード線４ａ、４ｂの接続作業時に素子が固定され、作業
が容易になるからである。素子と導電性支持体２が乾燥
硝子ペーストで接着されていない場合、素子は凹部３の
中で位置変動を生じ易く、接続作業が難しくなる。

【００１５】一対のリード線４ａ、４ｂの接続後、硝子
ペーストを薄膜サーミスタ素子１の周囲に滴下し、乾燥
後、焼成することにより、薄膜サーミスタ素子１と導電
性支持体２は実用上十分な強度で固着され、本発明のサ
ーミスタが完成する。なお、上記説明では、素子と導電
性支持体２の接着に乾燥硝子ペーストを用いたが、空気
中２００℃以下で燃焼する有機物接着剤を用いてもよ
い。これにより、素子と導電性支持体２が一時的に接着
され、一対のリード線４ａ、４ｂの接続作業が容易にな
る。硝子ペーストは、７００℃以上の高温で焼成される
ので、このときに有機物接着剤は燃焼して、外部空間に
放散する。この結果、上述したと同様にサーミスタ素子
１と導電性支持体２は実用上十分な強度で固着される。

【００１６】

【発明の効果】以上述べてきたように、本発明によれば
次に示す効果が得られる。

【００１７】（１）サーミスタ素子は導電性支持体の凹
部に収納されるので、それ以降の取り扱いが容易にな
る。

【００１８】（２）焼成硝子被覆層は薄膜サーミスタ素
子を覆って、導電性支持体の表面にまで伸びるので、絶
縁性劣化による誤動作がなくなる。

【００１９】（３）サーミスタ素子と導電性支持体は一
時的に接着され、一対のリード線接続作業が容易にな
る。

【００２０】（４）低融点硝子と高融点絶縁性粒子から
なる焼成硝子被覆層を形成することにより、薄膜サーミ
スタ素子と導電性支持体の接触を防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）本発明の第１実施例における薄膜サーミ
スタの分解斜視図 （ｂ）図１（ａ）の直線ＡＡ′で切断した断面図

【図２】本発明の他の導電性支持体の斜視図

【図３】本発明の第２の実施例の断面図

【図４】従来の薄膜サーミスタの断面図

【符号の説明】

１ 薄膜サーミスタ素子 ２ 導電性支持体 ３ 凹部 ５ 焼成硝子被覆層

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 伊藤 修治 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】両端の開口した凹部を１個以上有する導電
   性支持体の前記凹部に薄膜サーミスタ素子を収納し、前
   記薄膜サーミスタ素子を被覆して前記導電性支持体上に
   焼成硝子被覆層を形成した薄膜サーミスタ。
2. 【請求項２】焼成硝子が低融点硝子と高融点絶縁性粒子
   から成る請求項１記載の薄膜サーミスタ。
3. 【請求項３】導電性支持体の凹部に低融点硝子と高融点
   絶縁性粒子を含む硝子ペーストを塗布する工程と、この
   硝子ペースト上にサーミスタ素子を配置する工程と、サ
   ーミスタ素子の配置された導電性支持体を乾燥する工程
   と、前記サーミスタ素子の一対のリード線を接続する工
   程と、硝子ペーストをサーミスタ素子周囲に塗布、乾
   燥、焼成する工程とからなる薄膜サーミスタの製造方
   法。