JPH071185B2 - 抵抗体素子 - Google Patents

抵抗体素子

Info

Publication number
JPH071185B2
JPH071185B2 JP3233965A JP23396591A JPH071185B2 JP H071185 B2 JPH071185 B2 JP H071185B2 JP 3233965 A JP3233965 A JP 3233965A JP 23396591 A JP23396591 A JP 23396591A JP H071185 B2 JPH071185 B2 JP H071185B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
lead
platinum
resistor
resistor element
thermal conductivity
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP3233965A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH0552626A (ja
Inventor
泰人 矢島
不二男 石黒
善治 石川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NGK Insulators Ltd
Original Assignee
NGK Insulators Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NGK Insulators Ltd filed Critical NGK Insulators Ltd
Priority to JP3233965A priority Critical patent/JPH071185B2/ja
Priority to US07/929,107 priority patent/US5280264A/en
Priority to DE69201177T priority patent/DE69201177T2/de
Priority to EP92307574A priority patent/EP0536880B1/en
Publication of JPH0552626A publication Critical patent/JPH0552626A/ja
Publication of JPH071185B2 publication Critical patent/JPH071185B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01FMEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F1/00Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
    • G01F1/68Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using thermal effects
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01FMEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F1/00Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
    • G01F1/68Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using thermal effects
    • G01F1/684Structural arrangements; Mounting of elements, e.g. in relation to fluid flow
    • G01F1/688Structural arrangements; Mounting of elements, e.g. in relation to fluid flow using a particular type of heating, cooling or sensing element
    • G01F1/69Structural arrangements; Mounting of elements, e.g. in relation to fluid flow using a particular type of heating, cooling or sensing element of resistive type
    • G01F1/692Thin-film arrangements
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01CRESISTORS
    • H01C1/00Details
    • H01C1/14Terminals or tapping points or electrodes specially adapted for resistors; Arrangements of terminals or tapping points or electrodes on resistors

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Measuring Volume Flow (AREA)
  • Thermistors And Varistors (AREA)
  • Non-Adjustable Resistors (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【技術分野】本発明は、抵抗体素子、特に抵抗体の電気
抵抗値の温度依存性を利用して、例えば、内燃機関にお
ける流体の流量或いは流速を検出する熱式流量計等に好
適に用いられる抵抗体素子に関するものである。
【0002】
【背景技術】従来から、この種の抵抗体素子としては、
筒形構造のものや板状構造のものが知られており、例え
ば前者の構造の素子にあっては、図1に示されるよう
に、アルミナ等からなる、外径が0.5mm程度のセラミ
ックパイプ2の外表面に、所定の抵抗値を有するように
白金薄膜8がパターン形成される一方、該セラミックパ
イプ2の両端部には、0.2mmφ程度の白金線からなる
リード4が挿入され、そしてそれが、白金ペースト等の
接着剤6を用いて接着固定せしめられると共に、該セラ
ミックパイプ2の両端部において、前記白金薄膜8とリ
ード4とが電気的に接続せしめられるようになってい
る。
【0003】しかしながら、従来のように、白金線をリ
ードに用いる場合には、白金の熱伝導率が高いために、
本来、被測定流体に放散させられるべき抵抗体素子の熱
が、リードを通じて外部に逃げてしまい、これによっ
て、抵抗体の温度が被測定流体の流量乃至は流速に対応
し得なくなって、その検出精度が低下する欠点があり、
また始動時間が長くなるという欠点も内在していたので
ある。
【0004】一方、白金よりも熱伝導率の低い材質、例
えば40Ni−Fe合金等からなるリードを用いる場合
には、上述の問題点は解決され得るものの、リードと接
剤との間の接着性が悪いことから、抵抗体素子の取付
け溶接時等において引張力が加わると、リードが接着剤
との接合部から抜けかけてしまう。そして、その部分に
隙間が生じたり、クラックが生じたりすることによっ
て、リードと接着剤の接触が悪くなる現象が惹起され、
その結果、抵抗体素子の抵抗値変化が惹起されるといっ
た、大きな問題があった。また、使用中においても、抵
抗体素子には種々の熱応力が加わることから、接着剤
リードとの間に隙間やクラックが生じてしまい、抵抗体
素子の抵抗値変化が惹起されることとなっていた。
【0005】これに対して、リードと接着剤との接着性
を改善し、更に抵抗体素子製造時のリードの酸化を防止
するために、40Ni−Fe合金からなる芯線の外表面
上に、白金層を形成してなるリードを用いることが考え
られる。しかしながら、この場合には、リードの抜けは
防止することができても、白金層のためにリード全体の
熱伝導率が引き上げられてしまい、白金線のリードを使
用する場合と同様な問題が生じることとなる。
【0006】
【解決課題】このような事情を背景として、本発明は為
されたものであって、その解決課題とするところは、抵
抗体素子におけるリードとそれを固定するための接着剤
との接着性を高めると共に、リード全体の熱伝導率を効
果的に低くすることにある。
【0007】
【解決手段】そして、上記課題を解決するために、本発
明にあっては、セラミック基体と、該基体上に設けられ
た抵抗体と、前記基体に対して接着剤により接着、固定
されて、該抵抗体に電気的に導通せしめられるリードと
を含んで構成される抵抗体素子であって、該リードが、
白金より熱伝導率が低い材質からなる芯線と、その外表
面上に形成された、白金を主成分とする合金層とからな
る構成を有することを特徴とする抵抗体素子を、その要
旨とするものである。また、本発明は、セラミック基体
と、該基体上に設けられた抵抗体と、前記基体に対して
白金系接着剤により接着、固定されて、該抵抗体に電気
的に導通せしめられるリードとを含んで構成される抵抗
体素子であって、該リードが、前記の構成を有すること
を特徴とする抵抗体素子をも、その要旨とするものであ
る。
【0008】
【作用・効果】すなわち、本発明に従う抵抗体素子にあ
っては、白金より熱伝導率が低い材質からなる芯線の外
表面上に、白金を主成分とする合金層を形成したリード
を用いることから、接着剤、特に白金ペーストの如き白
金系接着剤を用いて該リードをセラミック基体に接着固
定するに際して、接着剤と該リードの合金層とが良好に
結合することとなり、高い接着強度が得られるのであ
る。従って、本発明に係る抵抗体素子では、リードに対
して押曲げ力や引張力等が作用しても、リードが抜け出
したり、リードの接合部に隙間やクラック等が生じて、
その電気的接続性が低下せしめられたりするようなこと
が良好に防止され得、以て抵抗体素子の抵抗値変化が有
利に回避され得るのである。
【0009】さらに、本発明に係る抵抗体素子では、リ
ードの芯線の材質が白金よりも熱伝導性の低い金属材料
であると共に、その外表面上に設けられる合金層も、白
金よりも熱伝導率が低いものであることから、リード全
体としての熱伝導率が極めて効果的に引き下げられてお
り、それによって、リードを通じての外部への熱の逃げ
が効果的に抑制せしめられ得るようになっているのであ
る。従って、かかる抵抗体素子は、被測定流体の流量や
流速の変化に良好に追随して、検出精度が高くなるので
あり、また、始動時間が短く、応答性が良好となる。ま
た、白金を主成分とする合金層を設けたことにより、製
造時においてリードの酸化が良好に防止される利点もあ
るのである。
【0010】
【具体的構成】ところで、本発明に従う抵抗体素子は、
リードを除き、従来の素子と同様な構造を有するもので
あって、その一例が、図2に示されている。そこにおい
て、セラミック基体としては、アルミナ等の公知のセラ
ミック材料からなるパイプ状のボビン12が用いられて
おり、その外周面には、白金等からなる抵抗体薄膜18
が、従来と同様にして、所定パターンにおいて設けられ
ている。また、ボビン12の両端部には、後述するリー
ド14,14が、それぞれ所定長さ挿入せしめられた状
態において、接着剤16にて接着固定せしめられてお
り、それにより、ボビン12の端部において、該接着剤
16にてリード14と抵抗体薄膜18が電気的に接続せ
しめられているのである。そして、この抵抗体素子で
は、ボビン12の全体を覆うように、ガラス等からなる
保護コーティング層20が設けられている。
【0011】而して、リード14は、芯線22とその外
表面上に形成された被覆層24とから構成されており、
該芯線22が白金より熱伝導率が低い金属材料にて形成
されていると共に、該被覆層24が白金を主成分とする
合金にて形成されている。より具体的に、かかるリード
14の芯線に使用される金属材料としては、単体金属も
用いられ得るが、融点や熱伝導率の点から、合金材料が
有利に用いられる。その代表的なものとしては、ニクロ
ム、錫青銅、モネルメタル、アンバー、ステンレス鋼、
ニッケル−鉄合金等があり、これらは、何れも、白金の
1/3乃至それ以下の熱伝導率を示すものである。
【0012】また、かかる芯線22の外表面上に形成さ
れる被覆層24の材質は、白金を主成分とする合金であ
れば、特に限定はなく、白金に対して各種の金属材料が
合金成分として添加され得る。好ましくは、耐熱性の点
から、貴金属、特に、ルテニウム、ロジウム、パラジウ
ム、オスミウム、イリジウムといった白金族元素が、合
金成分として選択されることとなる。なお、これら合金
成分の添加量は、耐蝕性の点から、1〜30重量%程度
とするのが好ましい。
【0013】そして、芯線22に被覆層24を形成する
方法としては、公知の各種手法が採用され得、例えば、
被覆層24の材質からなるパイプ材に芯線22の材質か
らなる棒材を嵌め合わせて、抽伸することによって、芯
線22と被覆層24をクラッドする方法があり、その
他、メッキ、スパッタリング等の手法も採用し得る。ま
た、被覆層24が薄過ぎるとピンホールが生じたり、破
れたりするため、その厚さは、通常、0.1〜50μm
程度とするのが好ましい。
【0014】なお、かかるリード14をボビン12に接
着固定せしめる接着剤16には、セラミックと金属を接
合するための従来から公知のものを使用することがで
き、有利には、白金系の接着剤が選択される。また、通
常は、白金等の金属に対して、接着強度を高めるために
ガラスを配合せしめたペーストが選択される。特に、ガ
ラスの中でも、ZnO・B2 3 ・SiO2 系等の結晶
化ガラスを配合することが望ましく、それによって強度
を効果的に向上させることができる。そして、そのよう
な接着剤16にてリード14をボビン12の両端部に位
置固定に取り付けた状態において、熱処理(焼成)を施
すことによって、接着剤16が溶融せしめられ、以てリ
ード14とボビン12との接着が実現されることとな
る。特に、白金系接着剤を用いる場合には、リード14
の表面の被覆層24と、白金系接着剤中の白金系金属粒
子とが、この熱処理中において、互いに溶融し、強く結
合することから、リード14とボビン12の接着強度
(リード引抜強度)が大きくなるのである。更に、この
熱処理時において、リード14に被覆層24が設けられ
ていることによって、芯線22の酸化が良好に防止され
得る利点もある。
【0015】このようにして得られる抵抗体素子は、リ
ード全体の熱伝導率が効果的に低くされており、リード
14を通じての外部への熱の逃げが抑制され得るように
なっているのである。そしてまた、被覆層24が白金を
主成分としていることから、リード14と接着剤16と
の接合性が良く、高い接着強度(リード引抜強度)が得
られているのである。
【0016】なお、以上の説明では、ボビン型のセラミ
ック基体を用いた抵抗体素子について詳述したが、本発
明が板型の基体を用いた抵抗体素子等にも適用され得る
ことは言うまでもないところである。また、本発明に
は、本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて、当業者の
知識に基づいて種々なる変更、修正、改良等を加え得る
ものであることが、理解されるべきである。
【0017】
【実施例】以下に、本発明の幾つかの実施例を示し、本
発明を更に具体的に明らかにすることとするが、本発明
が、そのような実施例の記載によって、何等の制約をも
受けるものでないことは、言うまでもないところであ
る。
【0018】先ず、図2に示される如き抵抗体素子を得
るべく、内径:0.2mmφ、外径:0.5mmφ、長さ2
mmのアルミナボビン12をセラミック基体として用い、
その外周面に白金薄膜(厚さ:0.4μm)をスパッタ
リングにより形成した後、レーザートリミングによって
スパイラル状の切り溝を入れ、抵抗値が20Ωとなるよ
うに抵抗体薄膜18を形成した。そして、かかるボビン
12に対して、下記表1に示される如き構成の各種のリ
ード14を白金系接着剤16によって接着固定した後、
全体にガラスをかけて、焼成することにより、保護コー
ティング層20を形成せしめ、各種抵抗体素子を完成し
た。なお、リード14は、芯線22の外径を0.15mm
とし、被覆層24を設ける場合には、何れも厚さ:5μ
mで形成した。また、白金系接着剤16には、白金:6
0容量%とガラス:40容量%からなる白金ペーストを
使用した。
【0019】そして、得られた各抵抗体素子について、
リードの引抜強度、始動時間、電力印加時の素子温度を
測定し、その結果を下記表1に併せて示した。
【0020】
【表1】
【0021】かかる表1の結果より明らかなように、P
t芯線のみからなるリード(No. 1)を使用する場合
や、被覆層をPtより形成してなるリード(No. 3)を
使用する場合には、リードを伝って熱が外部に逃げてし
まうために、電力印加時の素子温度が低く、また始動時
間が遅れてしまっているのである。一方、40Ni−F
e合金の芯線のみからなるリード(No. 2)を使用する
場合には、リードと白金ペーストとの接着性が悪いた
め、リードの引抜強度が500〜1000gfの間で大
きくばらつき、実使用上において望まれる1000gf
以上の引抜強度が安定して得られない。
【0022】これに対して、No. 4〜9のリードを使用
する場合には、リード全体の熱伝導率が低いことから、
熱の逃げが効果的に低減され、電力印加時の素子温度が
高くなり、始動時間も速くなっている。しかも、リード
の引抜強度が高く、リードと白金ペーストの接着性が高
いことが明らかである。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来の抵抗体素子の一例を示す断面説明図であ
る。
【図2】本発明に従う抵抗体素子の一例を示す断面説明
図である。
【符号の説明】
12 ボビン 14 リード 16 接着剤 18 抵抗体薄膜 20 保護コーティング層 22 芯線 24 被覆層

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 セラミック基体と、該基体上に設けられ
    た抵抗体と、前記基体に対して接着剤により接着、固定
    されて、該抵抗体に電気的に導通せしめられるリードと
    を含んで構成される抵抗体素子であって、該リードが、
    白金より熱伝導率が低い材質からなる芯線と、その外表
    面上に形成された、白金を主成分とする合金層とからな
    る構成を有することを特徴とする抵抗体素子。
  2. 【請求項2】 セラミック基体と、該基体上に設けられ
    た抵抗体と、前記基体に対して白金系接着剤により接
    着、固定されて、該抵抗体に電気的に導通せしめられる
    リードとを含んで構成される抵抗体素子であって、該リ
    ードが、白金より熱伝導率が低い材質からなる芯線と、
    その外表面上に形成された、白金を主成分とする合金層
    とからなる構成を有することを特徴とする抵抗体素子。
JP3233965A 1991-08-21 1991-08-21 抵抗体素子 Expired - Lifetime JPH071185B2 (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3233965A JPH071185B2 (ja) 1991-08-21 1991-08-21 抵抗体素子
US07/929,107 US5280264A (en) 1991-08-21 1992-08-13 Resistor element having lead wire consisting of wire rod and covering alloy layer
DE69201177T DE69201177T2 (de) 1991-08-21 1992-08-19 Widerstandselement mit Anschlussdraht bestehend aus einer Drahtrute und einer bedeckenden Legierungschicht.
EP92307574A EP0536880B1 (en) 1991-08-21 1992-08-19 Resistor element having lead wire consisting of wire rod and covering alloy layer

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3233965A JPH071185B2 (ja) 1991-08-21 1991-08-21 抵抗体素子

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH0552626A JPH0552626A (ja) 1993-03-02
JPH071185B2 true JPH071185B2 (ja) 1995-01-11

Family

ID=16963413

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP3233965A Expired - Lifetime JPH071185B2 (ja) 1991-08-21 1991-08-21 抵抗体素子

Country Status (4)

Country Link
US (1) US5280264A (ja)
EP (1) EP0536880B1 (ja)
JP (1) JPH071185B2 (ja)
DE (1) DE69201177T2 (ja)

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19540194C1 (de) * 1995-10-30 1997-02-20 Heraeus Sensor Gmbh Widerstandsthermometer aus einem Metall der Platingruppe
JP3297269B2 (ja) * 1995-11-20 2002-07-02 株式会社村田製作所 正特性サーミスタの実装構造
US5792952A (en) * 1996-05-23 1998-08-11 Varian Associates, Inc. Fluid thermal mass flow sensor
JP3283765B2 (ja) * 1996-09-20 2002-05-20 株式会社日立製作所 熱式流量計
ATE300786T1 (de) * 2001-05-07 2005-08-15 Epcos Ag Keramisches bauelement mit klimastabiler kontaktierung
DE102007046907B4 (de) * 2007-09-28 2015-02-26 Heraeus Sensor Technology Gmbh Schichtwiderstand und Verfahren zu dessen Herstellung
JP2009236792A (ja) * 2008-03-28 2009-10-15 Hitachi Ltd 熱式ガス流量計
JP5223708B2 (ja) * 2009-02-09 2013-06-26 株式会社デンソー 空気流量測定装置
CN105091966B (zh) * 2014-04-23 2018-07-13 北京富纳特创新科技有限公司 热式质量流量计
CN105092890B (zh) * 2014-04-23 2018-05-22 北京富纳特创新科技有限公司 热线风速仪

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3626348A (en) * 1969-04-02 1971-12-07 Essex International Inc Current-regulating apparatus
US3975307A (en) * 1974-10-09 1976-08-17 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. PTC thermistor composition and method of making the same
JPS57178145A (en) * 1981-04-25 1982-11-02 Ngk Spark Plug Co Ltd Gas sensitive element
JPS59104523A (ja) * 1982-12-07 1984-06-16 Fujitsu Ltd 赤外線検知素子の製造方法
JPS59104513A (ja) * 1982-12-08 1984-06-16 Hitachi Ltd 熱式流量計
US4758814A (en) * 1985-12-02 1988-07-19 Motorola, Inc. Structure and method for wire lead attachment to a high temperature ceramic sensor
JPS62262385A (ja) * 1986-05-07 1987-11-14 日本碍子株式会社 発熱抵抗体
JPH0682057B2 (ja) * 1987-07-13 1994-10-19 日本碍子株式会社 検出素子
DE3832379A1 (de) * 1988-09-23 1990-03-29 Knorr Elektronik Stroemungssensor
JPH0810152B2 (ja) * 1990-03-16 1996-01-31 日本碍子株式会社 流量計用検知素子
JP2559875B2 (ja) * 1990-03-16 1996-12-04 日本碍子株式会社 抵抗体素子

Also Published As

Publication number Publication date
EP0536880A1 (en) 1993-04-14
DE69201177T2 (de) 1995-08-31
EP0536880B1 (en) 1995-01-11
DE69201177D1 (de) 1995-02-23
US5280264A (en) 1994-01-18
JPH0552626A (ja) 1993-03-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPH071185B2 (ja) 抵抗体素子
JPH07312301A (ja) 抵抗体素子
KR100426939B1 (ko) 가스센서
JP2559875B2 (ja) 抵抗体素子
JP5231919B2 (ja) 被覆線及び膜抵抗器
JPH1140403A (ja) 温度センサ素子
JP3145225B2 (ja) 熱式流量計用抵抗体素子
JP3408910B2 (ja) ガスセンサとその製造方法
JPH05121201A (ja) 抵抗体素子
JP3112765B2 (ja) 熱式流量計
JPH0277619A (ja) 熱線式空気流量計及びその製造方法
JP3112769B2 (ja) 抵抗体素子及び熱式流量計
JP2938700B2 (ja) 熱式流量計
JPH0687021B2 (ja) 検出素子の製造法
JP3084167B2 (ja) 抵抗体素子及び熱式流量計
JPH06103210B2 (ja) 流量計用検出素子
JP3112762B2 (ja) 感熱式空気流量計用発熱抵抗体
JPH07229777A (ja) 抵抗体素子
JP3701184B2 (ja) 熱式流量測定装置及びこれに用いる抵抗体素子
JP2925420B2 (ja) 抵抗体素子
JPH11121207A (ja) 温度センサ
JPH0573321B2 (ja)
JPH05340909A (ja) ボンディングパッド
JPS622683B2 (ja)
JP2000311732A (ja) 薄膜状金属体のリード線接続構造