JPH07167714A - 温度センサ及びその製造方法 - Google Patents
温度センサ及びその製造方法Info
- Publication number
- JPH07167714A JPH07167714A JP5314817A JP31481793A JPH07167714A JP H07167714 A JPH07167714 A JP H07167714A JP 5314817 A JP5314817 A JP 5314817A JP 31481793 A JP31481793 A JP 31481793A JP H07167714 A JPH07167714 A JP H07167714A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- ceramic
- resistor
- temperature sensor
- coating layer
- cermet
- 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.)
- Pending
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01K7/00—Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements
- G01K7/16—Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements using resistive elements
- G01K7/18—Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements using resistive elements the element being a linear resistance, e.g. platinum resistance thermometer
- G01K7/183—Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements using resistive elements the element being a linear resistance, e.g. platinum resistance thermometer characterised by the use of the resistive element
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Measuring Temperature Or Quantity Of Heat (AREA)
- Thermistors And Varistors (AREA)
- Non-Adjustable Resistors (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 抵抗値のバラツキが小さく、抵抗体とセラミ
ック被覆層の付着力も高く、且つクラックの発生も無
い、高温での耐久性が高い温度センサ、及びそのような
優れた特徴を有する温度センサを有利に製造し得る方法
を提供すること。 【構成】 所定のセラミック基体２と、該セラミック基
体上に、金属とセラミックよりなるサーメット材料を用
いて設けられたサーメット抵抗体４と、少なくとも該抵
抗体を覆うように該セラミック基体上に形成された、該
セラミック基体と同一のセラミック材料を主成分とする
セラミック被覆層１０とを有し、且つ該被覆層１０が、
前記サーメット抵抗体４の設けられたセラミック基体２
の仮焼体８であって、該抵抗体４に対して抵抗調整のた
めのトリミング操作が施されてなるものに対して形成さ
れて、焼成されることにより、構成されている。
ック被覆層の付着力も高く、且つクラックの発生も無
い、高温での耐久性が高い温度センサ、及びそのような
優れた特徴を有する温度センサを有利に製造し得る方法
を提供すること。 【構成】 所定のセラミック基体２と、該セラミック基
体上に、金属とセラミックよりなるサーメット材料を用
いて設けられたサーメット抵抗体４と、少なくとも該抵
抗体を覆うように該セラミック基体上に形成された、該
セラミック基体と同一のセラミック材料を主成分とする
セラミック被覆層１０とを有し、且つ該被覆層１０が、
前記サーメット抵抗体４の設けられたセラミック基体２
の仮焼体８であって、該抵抗体４に対して抵抗調整のた
めのトリミング操作が施されてなるものに対して形成さ
れて、焼成されることにより、構成されている。
Description
【０００１】
【技術分野】本発明は、温度センサ及びその製造方法に
係り、特に金属とセラミックのサーメット抵抗体を用い
た、高温での寿命の長い温度センサと、それを製造する
方法に関するものである。
係り、特に金属とセラミックのサーメット抵抗体を用い
た、高温での寿命の長い温度センサと、それを製造する
方法に関するものである。
【０００２】
【背景技術】従来より、抵抗値の変化から温度を検知す
るようにしたセンサの１つとして、セラミック基体上に
白金を主成分とした抵抗体を印刷し、焼き付けた後、か
かる抵抗体をトリミングして、抵抗調整し、更にその
後、該抵抗体をガラスで被覆保護してなる温度センサが
知られている（例えば、特開平４−２７９８３１号公報
等参照）。また、そのようなセラミック基体上に形成さ
れた抵抗体を被覆保護するために、ペースト状またはス
ラリー状のセラミック材料を用い、該抵抗体を覆うよう
にして、かかるセラミック材料を付与した後、焼き付け
てなる温度センサも知られている。
るようにしたセンサの１つとして、セラミック基体上に
白金を主成分とした抵抗体を印刷し、焼き付けた後、か
かる抵抗体をトリミングして、抵抗調整し、更にその
後、該抵抗体をガラスで被覆保護してなる温度センサが
知られている（例えば、特開平４−２７９８３１号公報
等参照）。また、そのようなセラミック基体上に形成さ
れた抵抗体を被覆保護するために、ペースト状またはス
ラリー状のセラミック材料を用い、該抵抗体を覆うよう
にして、かかるセラミック材料を付与した後、焼き付け
てなる温度センサも知られている。
【０００３】しかしながら、これら従来の温度センサ
は、セラミック基体上に形成される白金系の抵抗体が薄
膜であるために、高温度下の測定条件に晒されると、そ
の高温により白金の焼結が惹起され、抵抗値変化を起こ
して、測定精度を悪化せしめたり、また抵抗体上をガラ
スで被覆保護した温度センサにあっては、ガラスの融点
に限界があるため、例えば１０００℃を超えるような温
度帯での使用が出来ず、またガラス中に含まれるＮａ、
Ｃａ等の不純物のマイグレーションにより、抵抗値が変
化する問題に加えて、ガラスとセラミック基体の熱膨張
率の違いより、サーマルショックに対する信頼性の低い
ものであった。
は、セラミック基体上に形成される白金系の抵抗体が薄
膜であるために、高温度下の測定条件に晒されると、そ
の高温により白金の焼結が惹起され、抵抗値変化を起こ
して、測定精度を悪化せしめたり、また抵抗体上をガラ
スで被覆保護した温度センサにあっては、ガラスの融点
に限界があるため、例えば１０００℃を超えるような温
度帯での使用が出来ず、またガラス中に含まれるＮａ、
Ｃａ等の不純物のマイグレーションにより、抵抗値が変
化する問題に加えて、ガラスとセラミック基体の熱膨張
率の違いより、サーマルショックに対する信頼性の低い
ものであった。
【０００４】また、セラミック基体上に設けた抵抗体を
セラミック材料からなるペースト或いはスラリーで被覆
した後、焼成して成る温度センサにあっては、かかるセ
ラミック材料からなる被覆層の焼成収縮がセラミック基
体にて抑制され、それによって、そのようなセラミック
材料より形成される被覆層にクラックが入り易いという
問題を内在しており、更にそのようなセラミック被覆層
とセラミック基体との付着力が弱く、使用中に被覆層が
剥離したりする等の不都合も、内在するものであった。
セラミック材料からなるペースト或いはスラリーで被覆
した後、焼成して成る温度センサにあっては、かかるセ
ラミック材料からなる被覆層の焼成収縮がセラミック基
体にて抑制され、それによって、そのようなセラミック
材料より形成される被覆層にクラックが入り易いという
問題を内在しており、更にそのようなセラミック被覆層
とセラミック基体との付着力が弱く、使用中に被覆層が
剥離したりする等の不都合も、内在するものであった。
【０００５】
【解決課題】本発明は、かかる事情を背景にして為され
たものであって、その課題とするところは、抵抗値のバ
ラツキが小さく、抵抗体とセラミック被覆層の付着力も
高く、且つクラックの発生も無い、高温での耐久性が高
い温度センサを提供することにあり、またそのような優
れた特徴を有する温度センサを有利に製造し得る方法を
提供することにある。
たものであって、その課題とするところは、抵抗値のバ
ラツキが小さく、抵抗体とセラミック被覆層の付着力も
高く、且つクラックの発生も無い、高温での耐久性が高
い温度センサを提供することにあり、またそのような優
れた特徴を有する温度センサを有利に製造し得る方法を
提供することにある。
【０００６】
【解決手段】そして、本発明は、かかる課題解決のため
に、所定のセラミック基体と、該セラミック基体上に、
金属とセラミックよりなるサーメット材料を用いて設け
られたサーメット抵抗体と、少なくとも該抵抗体を覆う
ように該セラミック基体上に形成された、該セラミック
基体と同一のセラミック材料を主成分とするセラミック
被覆層とを有し、且つ該被覆層が、前記サーメット抵抗
体の設けられたセラミック基体の仮焼体であって、該抵
抗体に対して抵抗調整のためのトリミング操作が施され
てなるものに対して形成されて、焼成されていることを
特徴とする温度センサを、その要旨とするものである。
に、所定のセラミック基体と、該セラミック基体上に、
金属とセラミックよりなるサーメット材料を用いて設け
られたサーメット抵抗体と、少なくとも該抵抗体を覆う
ように該セラミック基体上に形成された、該セラミック
基体と同一のセラミック材料を主成分とするセラミック
被覆層とを有し、且つ該被覆層が、前記サーメット抵抗
体の設けられたセラミック基体の仮焼体であって、該抵
抗体に対して抵抗調整のためのトリミング操作が施され
てなるものに対して形成されて、焼成されていることを
特徴とする温度センサを、その要旨とするものである。
【０００７】また、本発明は、所定のセラミック基体上
にサーメット抵抗体を設けてなる温度センサを製造する
方法にして、該セラミック基体を与えるセラミック生素
地体に、金属とセラミックよりなるサーメット材料を用
いて、前記サーメット抵抗体を印刷した後、仮焼せし
め、次いでその得られた仮焼体上のサーメット抵抗体を
トリミングして、所定の抵抗値に調整した後、少なくと
も該抵抗体を覆うように、前記セラミック生素地体と同
一のセラミック材料を主成分とするセラミック被覆層を
該仮焼体上に形成し、そして焼成することを特徴とする
温度センサの製造方法をも、その要旨とするものであ
る。
にサーメット抵抗体を設けてなる温度センサを製造する
方法にして、該セラミック基体を与えるセラミック生素
地体に、金属とセラミックよりなるサーメット材料を用
いて、前記サーメット抵抗体を印刷した後、仮焼せし
め、次いでその得られた仮焼体上のサーメット抵抗体を
トリミングして、所定の抵抗値に調整した後、少なくと
も該抵抗体を覆うように、前記セラミック生素地体と同
一のセラミック材料を主成分とするセラミック被覆層を
該仮焼体上に形成し、そして焼成することを特徴とする
温度センサの製造方法をも、その要旨とするものであ
る。
【０００８】
【具体的構成・実施例】以下、図面を参照しつつ、本発
明を更に具体的に明らかにすることとする。
明を更に具体的に明らかにすることとする。
【０００９】先ず、図１は、図２と共に、本発明に従う
温度センサの製造プロセスの一例を示すものであるが、
そこでは、複数の温度センサを同時に製造するために、
シート成形された所定のセラミックシート２ａ上に、金
属とセラミックよりなるペースト材料を用いて、面状の
抵抗体パターン４が、複数個、印刷付与されている。な
お、抵抗体パターン４は、温度の測定されるべき流体中
に位置せしめられる測温部４ａと、外部の検出機器に接
続せしめられる端子部４ｂと、それら測温部４ａ及び端
子部４ｂを繋ぐリード部４ｃとから構成されている。
温度センサの製造プロセスの一例を示すものであるが、
そこでは、複数の温度センサを同時に製造するために、
シート成形された所定のセラミックシート２ａ上に、金
属とセラミックよりなるペースト材料を用いて、面状の
抵抗体パターン４が、複数個、印刷付与されている。な
お、抵抗体パターン４は、温度の測定されるべき流体中
に位置せしめられる測温部４ａと、外部の検出機器に接
続せしめられる端子部４ｂと、それら測温部４ａ及び端
子部４ｂを繋ぐリード部４ｃとから構成されている。
【００１０】また、この抵抗体パターン４の複数が印刷
付与されたセラミックシート２ａには、複数枚（ここで
は２枚）のセラミックシート２ｂ、２ｃ・・・が積層さ
れ、所定の基体強度が確保されるようになっている。従
って、ここでは、セラミックシート２ａ、２ｂ及び２ｃ
より、セラミック基体（基板）２が形成されることとな
る。そして、その積層体を抵抗体パターン４毎に、それ
ぞれ、カッティング分離することにより、面状の抵抗体
パターン４が印刷されてなる未焼成のセラミック基体
２、換言すればセンサ生素地体６の複数が得られるので
ある。
付与されたセラミックシート２ａには、複数枚（ここで
は２枚）のセラミックシート２ｂ、２ｃ・・・が積層さ
れ、所定の基体強度が確保されるようになっている。従
って、ここでは、セラミックシート２ａ、２ｂ及び２ｃ
より、セラミック基体（基板）２が形成されることとな
る。そして、その積層体を抵抗体パターン４毎に、それ
ぞれ、カッティング分離することにより、面状の抵抗体
パターン４が印刷されてなる未焼成のセラミック基体
２、換言すればセンサ生素地体６の複数が得られるので
ある。
【００１１】ところで、かかるセラミック基体２を与え
るセラミックシート２ａ、２ｂ、２ｃの材質としては、
アルミナ、ステアタイト、ムライト、シリコンナイトラ
イド、ジルコニア等を用いることが出来るが、高温での
電気絶縁性が高いもの、熱伝導率が低いものが、特に好
ましい。なお、ジルコニアは熱伝導率は低いが、高温絶
縁性に乏しく、アルミナは高温絶縁性は高いが、熱伝導
率が高いので、両者の特性を兼ね備えさせるために、ジ
ルコニアシートの上に、アルミナセラミック印刷層を設
け、更にその上に抵抗体層を設け、トリミングの後、ア
ルミナ層、ジルコニア被覆層を順次積み重ねた構造とす
ることも可能である。
るセラミックシート２ａ、２ｂ、２ｃの材質としては、
アルミナ、ステアタイト、ムライト、シリコンナイトラ
イド、ジルコニア等を用いることが出来るが、高温での
電気絶縁性が高いもの、熱伝導率が低いものが、特に好
ましい。なお、ジルコニアは熱伝導率は低いが、高温絶
縁性に乏しく、アルミナは高温絶縁性は高いが、熱伝導
率が高いので、両者の特性を兼ね備えさせるために、ジ
ルコニアシートの上に、アルミナセラミック印刷層を設
け、更にその上に抵抗体層を設け、トリミングの後、ア
ルミナ層、ジルコニア被覆層を順次積み重ねた構造とす
ることも可能である。
【００１２】また、セラミックシート２ａ上に形成され
る抵抗体パターン４は、金属（導体）を主成分としたセ
ラミックとのサーメット材料を用いて形成されたサーメ
ット抵抗体であり、そのような抵抗体中のセラミックの
材質としては、セラミックシート２ａ（セラミック基
体）と同材質とするのが、同時焼成後一体となり、固着
力や耐サーマルショック性の点からして好ましい。な
お、このサーメット材料（抵抗体）を構成する金属とし
ては、正の抵抗温度係数が高い金属であれば良く、例え
ば、白金、ロジウム、銀、タングステン、ニッケル等を
使用することが出来るが、特に耐熱温度が高い白金、ロ
ジウム、タングステンが有利に用いられる。なお、それ
ら金属とセラミックとの混合比は、抵抗体のパターンや
目標抵抗値により、適宜に選択されることとなる。
る抵抗体パターン４は、金属（導体）を主成分としたセ
ラミックとのサーメット材料を用いて形成されたサーメ
ット抵抗体であり、そのような抵抗体中のセラミックの
材質としては、セラミックシート２ａ（セラミック基
体）と同材質とするのが、同時焼成後一体となり、固着
力や耐サーマルショック性の点からして好ましい。な
お、このサーメット材料（抵抗体）を構成する金属とし
ては、正の抵抗温度係数が高い金属であれば良く、例え
ば、白金、ロジウム、銀、タングステン、ニッケル等を
使用することが出来るが、特に耐熱温度が高い白金、ロ
ジウム、タングステンが有利に用いられる。なお、それ
ら金属とセラミックとの混合比は、抵抗体のパターンや
目標抵抗値により、適宜に選択されることとなる。
【００１３】そして、このように、測温の為の抵抗体と
して、金属とセラミックからなるサーメット抵抗体が用
いられていることにより、抵抗体の被抵抗が高くなり、
以て抵抗体の抵抗値を大きく設定することが出来るとこ
ろから、検出精度を有利に高め得ることとなったのであ
る。
して、金属とセラミックからなるサーメット抵抗体が用
いられていることにより、抵抗体の被抵抗が高くなり、
以て抵抗体の抵抗値を大きく設定することが出来るとこ
ろから、検出精度を有利に高め得ることとなったのであ
る。
【００１４】次いで、図１に示される積層体から、カッ
ティング分離して得られたセンサ生素地体６は、図２に
示される如き工程に従って、目的とする温度センサとさ
れるのである。即ち、個々の生素地体６には、用いられ
ているセラミック材料に応じた仮焼操作が施される。こ
の仮焼に際しては、センサ生素地体６を構成するセラミ
ックシート２ａ、２ｂ、２ｃの焼成収縮率が１５％以
内、好ましくは１０％以内となるような仮焼温度の上限
値を設定することが、本発明の目的を充分に達成する上
において望ましいことである。なお、この仮焼による焼
成収縮率が大きいと、本焼成時にセラミック被覆層にク
ラックが生じ易いからである。一方、本焼成における抵
抗値変化は、焼成収縮率が小さい程、抵抗値のバラツキ
を小さく抑えられ得るが、そのような抵抗値のバラツキ
を目標値に合わせて、仮焼温度の下限値を設定すること
が望ましい。なお、この仮焼による焼成収縮率は、セラ
ミック基体を与えるセラミックシート２ａ、２ｂ、２ｃ
の材質、原料粒度、バインダ混合比等によって、適宜に
調節されることとなる。
ティング分離して得られたセンサ生素地体６は、図２に
示される如き工程に従って、目的とする温度センサとさ
れるのである。即ち、個々の生素地体６には、用いられ
ているセラミック材料に応じた仮焼操作が施される。こ
の仮焼に際しては、センサ生素地体６を構成するセラミ
ックシート２ａ、２ｂ、２ｃの焼成収縮率が１５％以
内、好ましくは１０％以内となるような仮焼温度の上限
値を設定することが、本発明の目的を充分に達成する上
において望ましいことである。なお、この仮焼による焼
成収縮率が大きいと、本焼成時にセラミック被覆層にク
ラックが生じ易いからである。一方、本焼成における抵
抗値変化は、焼成収縮率が小さい程、抵抗値のバラツキ
を小さく抑えられ得るが、そのような抵抗値のバラツキ
を目標値に合わせて、仮焼温度の下限値を設定すること
が望ましい。なお、この仮焼による焼成収縮率は、セラ
ミック基体を与えるセラミックシート２ａ、２ｂ、２ｃ
の材質、原料粒度、バインダ混合比等によって、適宜に
調節されることとなる。
【００１５】次いで、このセンサ生素地体６を仮焼して
得られた仮焼体８には、目的とする抵抗値の抵抗体を備
えた温度センサとして、センサ間のバラツキを少なくす
るために、抵抗体パターン４に対して、レーザー等によ
る通常のトリミング操作が実施される。特に、このトリ
ミング操作においては、抵抗体パターン４の抵抗値をフ
ィードバック制御し、トリミングするようにすることに
よって、正確に所定の抵抗値が得られ、仮焼体８の本焼
成時におけるサーメット抵抗体を構成する金属／セラミ
ックの焼結による抵抗値変化を見込んで調整を行なうこ
とにより、本焼成後の抵抗値のバラツキも著しく小さく
押さえられ得るのである。なお、この抵抗体パターン４
に対するトリミング操作は、その面状の測温部４ａ部分
をトリミングして、目的とする抵抗体を実現することが
出来る他、そのような測温部４ａに加えて、更に、トリ
ミング部をサーメット材料にて同時に印刷、形成して、
そのようなトリミング部に対して必要なトリミング操作
を施すようにすることも可能である。
得られた仮焼体８には、目的とする抵抗値の抵抗体を備
えた温度センサとして、センサ間のバラツキを少なくす
るために、抵抗体パターン４に対して、レーザー等によ
る通常のトリミング操作が実施される。特に、このトリ
ミング操作においては、抵抗体パターン４の抵抗値をフ
ィードバック制御し、トリミングするようにすることに
よって、正確に所定の抵抗値が得られ、仮焼体８の本焼
成時におけるサーメット抵抗体を構成する金属／セラミ
ックの焼結による抵抗値変化を見込んで調整を行なうこ
とにより、本焼成後の抵抗値のバラツキも著しく小さく
押さえられ得るのである。なお、この抵抗体パターン４
に対するトリミング操作は、その面状の測温部４ａ部分
をトリミングして、目的とする抵抗体を実現することが
出来る他、そのような測温部４ａに加えて、更に、トリ
ミング部をサーメット材料にて同時に印刷、形成して、
そのようなトリミング部に対して必要なトリミング操作
を施すようにすることも可能である。
【００１６】そして、かかるトリミングの施された仮焼
体８には、図２に示される如く、少なくとも、その抵抗
体パターン４の測温部４ａを覆うように、セラミック基
体２、換言すれば前記センサ生素地体６と同一のセラミ
ック材料を主成分とするセラミック被覆層１０が、かか
る仮焼体８上に所定厚さで形成される。このセラミック
被覆層１０が、主としてセンサ生素地体６を構成するセ
ラミック材料と同一とされていることにより、後の本焼
成によって、セラミック基体との焼成収縮率のマッチン
グが有効に図られ、また緻密な被覆層として有利に実現
し得るのである。なお、このセラミック被覆層１０の本
焼成による収縮率は、セラミック基体の収縮率に合わせ
るのが好ましく、一般に、セラミック基体の収縮率の±
１０％以内、好ましくは±５％以内となるようにするの
が望ましい。このセラミック被覆層１０の焼成収縮率
は、原料粒度、バインダ混合比等を適宜に選択すること
によって、調節されることとなる。また、そのようなセ
ラミック被覆層１０の付与の方法としては、所定のセラ
ミックスラリー（ペースト）を用い、その中に仮焼体８
を浸漬したり、或いはそのようなスラリー（ペースト）
を塗布したりする手法の他に、印刷により形成したり、
或いはセラミック基体と同材質のセラミックシートを貼
り合わせて、一体化する方法等も有利に採用され得るも
のである。この被覆層を貼り合わせたセンサにおいて
は、実質的に抵抗体がセラミック基体中に埋め込まれた
構造となり、耐久性が更に高められ得て、有用となる。
体８には、図２に示される如く、少なくとも、その抵抗
体パターン４の測温部４ａを覆うように、セラミック基
体２、換言すれば前記センサ生素地体６と同一のセラミ
ック材料を主成分とするセラミック被覆層１０が、かか
る仮焼体８上に所定厚さで形成される。このセラミック
被覆層１０が、主としてセンサ生素地体６を構成するセ
ラミック材料と同一とされていることにより、後の本焼
成によって、セラミック基体との焼成収縮率のマッチン
グが有効に図られ、また緻密な被覆層として有利に実現
し得るのである。なお、このセラミック被覆層１０の本
焼成による収縮率は、セラミック基体の収縮率に合わせ
るのが好ましく、一般に、セラミック基体の収縮率の±
１０％以内、好ましくは±５％以内となるようにするの
が望ましい。このセラミック被覆層１０の焼成収縮率
は、原料粒度、バインダ混合比等を適宜に選択すること
によって、調節されることとなる。また、そのようなセ
ラミック被覆層１０の付与の方法としては、所定のセラ
ミックスラリー（ペースト）を用い、その中に仮焼体８
を浸漬したり、或いはそのようなスラリー（ペースト）
を塗布したりする手法の他に、印刷により形成したり、
或いはセラミック基体と同材質のセラミックシートを貼
り合わせて、一体化する方法等も有利に採用され得るも
のである。この被覆層を貼り合わせたセンサにおいて
は、実質的に抵抗体がセラミック基体中に埋め込まれた
構造となり、耐久性が更に高められ得て、有用となる。
【００１７】その後、かくして得られたセラミック被覆
層１０が形成されてなる仮焼体８には、それを構成する
セラミック材料の通常の焼成操作に従って、本焼成が施
され、これにより抵抗値のバラツキが小さく、且つセラ
ミック被覆層１０の付着力が高く、クラックの発生も無
い、高温での耐久性が高い温度センサが得られることと
なるのである。
層１０が形成されてなる仮焼体８には、それを構成する
セラミック材料の通常の焼成操作に従って、本焼成が施
され、これにより抵抗値のバラツキが小さく、且つセラ
ミック被覆層１０の付着力が高く、クラックの発生も無
い、高温での耐久性が高い温度センサが得られることと
なるのである。
【００１８】このような本発明に従う温度センサの特徴
は、上述の製造プロセスに従って得られる温度センサと
従来の温度センサの製造例とを対比した、以下の実験結
果からも、容易に理解し得るところである。
は、上述の製造プロセスに従って得られる温度センサと
従来の温度センサの製造例とを対比した、以下の実験結
果からも、容易に理解し得るところである。
【００１９】図１及び図２に示される、本発明に従う温
度センサの製造プロセスにおいて、先ず、シート成形さ
れたアルミナセラミックシート２ａを用い、これに、白
金とアルミナより成る面状の白金ペースト抵抗体パター
ン４の複数を印刷付与し、更に所定の基板強度を得るた
めに、別途用意したアルミナセラミックシート２ｂ、２
ｃを積層、一体化した。次いで、この積層物をカッティ
ング分離して、一個一個の面状の抵抗体パターン４が印
刷されたセンサ生素地体６を得た後、このセンサ生素地
体６を１２００℃の温度で仮焼した。この時、センサ生
素地体６には、仮焼による焼成収縮が殆ど生じていなか
った。
度センサの製造プロセスにおいて、先ず、シート成形さ
れたアルミナセラミックシート２ａを用い、これに、白
金とアルミナより成る面状の白金ペースト抵抗体パター
ン４の複数を印刷付与し、更に所定の基板強度を得るた
めに、別途用意したアルミナセラミックシート２ｂ、２
ｃを積層、一体化した。次いで、この積層物をカッティ
ング分離して、一個一個の面状の抵抗体パターン４が印
刷されたセンサ生素地体６を得た後、このセンサ生素地
体６を１２００℃の温度で仮焼した。この時、センサ生
素地体６には、仮焼による焼成収縮が殆ど生じていなか
った。
【００２０】その後、かかる仮焼によって得られた仮焼
体８には、その抵抗体パターン４の測温部４ａに対し
て、レーザートリミングを実施し、所定の抵抗値に調整
した。なお、このトリミング中は、抵抗値がモニタさ
れ、そのモニタされた信号によって、トリミングの長さ
や本数が制御されるようにして、トリミングをフィード
バック制御せしめ、正確に所定の抵抗値に調整した。そ
の後、このトリミングの施された仮焼体８は、その抵抗
体パターン４の測温部４ａ部分（先端部分）において、
アルミナスラリー中に浸漬せしめられ、少なくともその
抵抗体パターン４の測温部４ａ部分を、アルミナスラリ
ー（１０）にて被覆した後、１６００℃の温度で本焼成
を行ない、目的とする温度センサを得た。
体８には、その抵抗体パターン４の測温部４ａに対し
て、レーザートリミングを実施し、所定の抵抗値に調整
した。なお、このトリミング中は、抵抗値がモニタさ
れ、そのモニタされた信号によって、トリミングの長さ
や本数が制御されるようにして、トリミングをフィード
バック制御せしめ、正確に所定の抵抗値に調整した。そ
の後、このトリミングの施された仮焼体８は、その抵抗
体パターン４の測温部４ａ部分（先端部分）において、
アルミナスラリー中に浸漬せしめられ、少なくともその
抵抗体パターン４の測温部４ａ部分を、アルミナスラリ
ー（１０）にて被覆した後、１６００℃の温度で本焼成
を行ない、目的とする温度センサを得た。
【００２１】このようにして得られた温度センサは、１
２００℃の雰囲気と室温の条件下に交互に晒すサーマル
ショック試験を１０００サイクル実施しても、そのセラ
ミック被覆層１０にクラックを生じることが無かった。
また、１２００℃の高温連続放置試験を１０００時間行
なっても、かかる温度センサの抵抗値変化は、１％以内
と極めて小さなものであった。
２００℃の雰囲気と室温の条件下に交互に晒すサーマル
ショック試験を１０００サイクル実施しても、そのセラ
ミック被覆層１０にクラックを生じることが無かった。
また、１２００℃の高温連続放置試験を１０００時間行
なっても、かかる温度センサの抵抗値変化は、１％以内
と極めて小さなものであった。
【００２２】これに対して、従来の製造手法に従って、
アルミナセラミック基体を本焼成せしめ、次いで該基体
上に白金サーメット抵抗体を印刷した後、焼成して、か
かる低抗体を焼き付けた。その後、この基体上に設けた
抵抗体上に、更にアルミナセラミックペーストを印刷し
て、再度焼成することにより、従来方式の温度センサの
複数を作製した。しかしながら、この従来方式の温度セ
ンサには、そのアルミナ被覆層にクラックが生じている
ものがあった。その中で、クラックの生じていない温度
センサを選別し、上述のサーマルショック試験を実施し
たところ、センサの被覆層にクラックが生じた。また、
被覆層としてガラスを用いたセンサについても、別途準
備し、同様の試験を行なったが、高温連続放置試験にお
いて著しい抵抗値変化を惹起した。
アルミナセラミック基体を本焼成せしめ、次いで該基体
上に白金サーメット抵抗体を印刷した後、焼成して、か
かる低抗体を焼き付けた。その後、この基体上に設けた
抵抗体上に、更にアルミナセラミックペーストを印刷し
て、再度焼成することにより、従来方式の温度センサの
複数を作製した。しかしながら、この従来方式の温度セ
ンサには、そのアルミナ被覆層にクラックが生じている
ものがあった。その中で、クラックの生じていない温度
センサを選別し、上述のサーマルショック試験を実施し
たところ、センサの被覆層にクラックが生じた。また、
被覆層としてガラスを用いたセンサについても、別途準
備し、同様の試験を行なったが、高温連続放置試験にお
いて著しい抵抗値変化を惹起した。
【００２３】ところで、本発明に従う温度センサにおい
て、セラミック基体２は、上例の如き、板状形状に限ら
れるものではなく、図３に示される如き大径部と小径部
とからなる段付き棒状乃至はパイプ状のセラミック基体
を与える段付き棒状乃至はパイプ状のセラミック生素地
体１２を用いることが出来る。そして、このような段付
き棒状乃至はパイプ状のセラミック生素地体１２に対し
て、所定の抵抗体パターン４を周面印刷し、そして仮
焼、トリミングの後、別に準備したパイプ状の生素地の
セラミック被覆層を、抵抗体パターン４の測温部４ａを
少なくとも覆うように、その小径部位に挿入して、本焼
成することにより、棒状／パイプ状センサとして温度セ
ンサを作製することができる。なお、この場合におい
て、セラミック被覆層１４の焼成収縮率は、セラミック
生素地体１２の仮焼から本焼成による焼成収縮率より大
きくなるので、本焼成によって、セラミック基体２に完
全に密着、一体化され易く、更に望ましい態様となる。
また、このように、セラミック基体２の小径部に温度検
知部を設けることによって、その熱容量を有利に小さく
することが出来る。
て、セラミック基体２は、上例の如き、板状形状に限ら
れるものではなく、図３に示される如き大径部と小径部
とからなる段付き棒状乃至はパイプ状のセラミック基体
を与える段付き棒状乃至はパイプ状のセラミック生素地
体１２を用いることが出来る。そして、このような段付
き棒状乃至はパイプ状のセラミック生素地体１２に対し
て、所定の抵抗体パターン４を周面印刷し、そして仮
焼、トリミングの後、別に準備したパイプ状の生素地の
セラミック被覆層を、抵抗体パターン４の測温部４ａを
少なくとも覆うように、その小径部位に挿入して、本焼
成することにより、棒状／パイプ状センサとして温度セ
ンサを作製することができる。なお、この場合におい
て、セラミック被覆層１４の焼成収縮率は、セラミック
生素地体１２の仮焼から本焼成による焼成収縮率より大
きくなるので、本焼成によって、セラミック基体２に完
全に密着、一体化され易く、更に望ましい態様となる。
また、このように、セラミック基体２の小径部に温度検
知部を設けることによって、その熱容量を有利に小さく
することが出来る。
【００２４】また、かかる丸パイプ状の他に、角パイプ
状、丸棒状、角棒状とすることが出来るが、抵抗体部、
即ち温度感知部は、中空にしたり、図に示される如く、
温度感知部の寸法を小さくして非感知部への熱の伝導を
できるだけ少なくするのが、精度を上げる上において、
好ましいものである。
状、丸棒状、角棒状とすることが出来るが、抵抗体部、
即ち温度感知部は、中空にしたり、図に示される如く、
温度感知部の寸法を小さくして非感知部への熱の伝導を
できるだけ少なくするのが、精度を上げる上において、
好ましいものである。
【００２５】さらに、本発明に従う温度センサを製作す
るに際しては、図４に示されるように、所定のセラミッ
ク材料を用いて細パイプと太パイプをそれぞれ押出成形
した後、細パイプに対して抵抗体を所定パターンにて周
面印刷し、次いで仮焼、トリミングした後、その仮焼細
パイプに対して、前記太パイプを挿入せしめ、再仮焼し
た後、図３に示される如き段付きの最終外形形状に切削
加工せしめ、その後、本焼成することにより、目的とす
る温度センサを得ることが出来る。このような製造手法
によれば、仮焼後に切削加工するものであるところか
ら、生素地のように可塑性が無いために、そのような切
削加工を寸法精度良く行ない得る利点がある。
るに際しては、図４に示されるように、所定のセラミッ
ク材料を用いて細パイプと太パイプをそれぞれ押出成形
した後、細パイプに対して抵抗体を所定パターンにて周
面印刷し、次いで仮焼、トリミングした後、その仮焼細
パイプに対して、前記太パイプを挿入せしめ、再仮焼し
た後、図３に示される如き段付きの最終外形形状に切削
加工せしめ、その後、本焼成することにより、目的とす
る温度センサを得ることが出来る。このような製造手法
によれば、仮焼後に切削加工するものであるところか
ら、生素地のように可塑性が無いために、そのような切
削加工を寸法精度良く行ない得る利点がある。
【００２６】以上、本発明の代表的な実施例に基づいて
本発明の構成を種々述べて来たが、本発明は、そのよう
な例示の具体例にのみ限定して解釈されるものでは決し
てなく、当業者の知識に基づいて、種々なる変更、修
正、改良等を加えた態様において実施され得るものであ
り、また、そのような実施態様が、本発明の趣旨を逸脱
しない限りにおいて、何れも、本発明の範囲内に含まれ
るものであることは、言うまでもないところである。
本発明の構成を種々述べて来たが、本発明は、そのよう
な例示の具体例にのみ限定して解釈されるものでは決し
てなく、当業者の知識に基づいて、種々なる変更、修
正、改良等を加えた態様において実施され得るものであ
り、また、そのような実施態様が、本発明の趣旨を逸脱
しない限りにおいて、何れも、本発明の範囲内に含まれ
るものであることは、言うまでもないところである。
【００２７】
【発明の効果】以上の説明から明らかな如く、本発明に
おいては、抵抗体のトリミング操作が仮焼体に対して実
施され、そして、セラミック基体と同一のセラミック材
料から構成されるセラミック被覆層が該セラミック基体
の仮焼後に付与されて、セラミック基体と同時焼成され
ているところから、セラミック被覆層には焼成によるク
ラックの発生が無く、またセラミック基体と完全に一体
となっているために固着力が高く、耐サーマルショック
性はセラミック基体そのものの耐力に等しくなり、高い
信頼性を確保することが出来るという、大きな特徴があ
る。
おいては、抵抗体のトリミング操作が仮焼体に対して実
施され、そして、セラミック基体と同一のセラミック材
料から構成されるセラミック被覆層が該セラミック基体
の仮焼後に付与されて、セラミック基体と同時焼成され
ているところから、セラミック被覆層には焼成によるク
ラックの発生が無く、またセラミック基体と完全に一体
となっているために固着力が高く、耐サーマルショック
性はセラミック基体そのものの耐力に等しくなり、高い
信頼性を確保することが出来るという、大きな特徴があ
る。
【図１】複数の温度センサを得るための抵抗体パターン
の印刷例及びセラミックシートの重ね合わせ形態の一例
を示す説明図である。
の印刷例及びセラミックシートの重ね合わせ形態の一例
を示す説明図である。
【図２】図１に示される構成の積層物からカッティング
分離して得られたセンサ生素地体を用いて温度センサを
製造する、本発明に従う温度センサの製造プロセスの一
例を示す工程説明図である。
分離して得られたセンサ生素地体を用いて温度センサを
製造する、本発明に従う温度センサの製造プロセスの一
例を示す工程説明図である。
【図３】本発明に従う温度センサの製造プロセスの異な
る他の一例を示す工程説明図である。
る他の一例を示す工程説明図である。
【図４】本発明に従う温度センサの製造プロセスの更に
異なる他の一例を示す工程図である。
異なる他の一例を示す工程図である。
２ セラミック基体 ２ａ、２ｂ、２ｃ セラミックシート ４ 抵抗体パターン ４ａ 測温部 ４ｂ 端子部 ４ｃ リード部 ６ センサ生素地体 ８ 仮焼体 １０ セラミック被覆層 １２ セラミック
生素地体 １４ パイプ状セラミック被覆層
生素地体 １４ パイプ状セラミック被覆層
Claims (2)
- 【請求項１】 所定のセラミック基体と、該セラミック
基体上に、金属とセラミックよりなるサーメット材料を
用いて設けられたサーメット抵抗体と、少なくとも該抵
抗体を覆うように該セラミック基体上に形成された、該
セラミック基体と同一のセラミック材料を主成分とする
セラミック被覆層とを有し、且つ該被覆層が、前記サー
メット抵抗体の設けられたセラミック基体の仮焼体であ
って、該抵抗体に対して抵抗調整のためのトリミング操
作が施されてなるものに対して形成されて、焼成されて
いることを特徴とする温度センサ。 - 【請求項２】 所定のセラミック基体上にサーメット抵
抗体を設けてなる温度センサを製造する方法にして、該
セラミック基体を与えるセラミック生素地体に、金属と
セラミックよりなるサーメット材料を用いて、前記サー
メット抵抗体を印刷した後、仮焼せしめ、次いでその得
られた仮焼体上のサーメット抵抗体をトリミングして、
所定の抵抗値に調整した後、少なくとも該抵抗体を覆う
ように、前記セラミック生素地体と同一のセラミック材
料を主成分とするセラミック被覆層を該仮焼体上に形成
し、そして焼成することを特徴とする温度センサの製造
方法。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5314817A JPH07167714A (ja) | 1993-12-15 | 1993-12-15 | 温度センサ及びその製造方法 |
| GB9424697A GB2284932B (en) | 1993-12-15 | 1994-12-07 | Temperature sensor having cermet resistor and method of producing the temperature sensor |
| DE19944444594 DE4444594C2 (de) | 1993-12-15 | 1994-12-14 | Temperaturfühler mit metallkeramischem Widerstand und Verfahren zur Herstellung |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5314817A JPH07167714A (ja) | 1993-12-15 | 1993-12-15 | 温度センサ及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07167714A true JPH07167714A (ja) | 1995-07-04 |
Family
ID=18057965
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5314817A Pending JPH07167714A (ja) | 1993-12-15 | 1993-12-15 | 温度センサ及びその製造方法 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07167714A (ja) |
| DE (1) | DE4444594C2 (ja) |
| GB (1) | GB2284932B (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10045940B4 (de) * | 2000-09-16 | 2017-08-03 | Robert Bosch Gmbh | Temperaturfühler |
| FR2836205B1 (fr) * | 2002-02-15 | 2004-06-18 | Renault | Procede de determination de la temperature instantanee d'un gaz sous pression, notamment d'un gaz pour une pile a combustible |
| TWI641698B (zh) * | 2017-12-12 | 2018-11-21 | 國立清華大學 | 適用於高溫的磁感測瓷金材料 |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4311982A (en) * | 1980-08-01 | 1982-01-19 | The Yellow Springs Instrument Company, Inc. | Trimmable wirewound resistance temperature transducer |
| DE3733192C1 (de) * | 1987-10-01 | 1988-10-06 | Bosch Gmbh Robert | PTC-Temperaturfuehler sowie Verfahren zur Herstellung von PTC-Temperaturfuehlerelementen fuer den PTC-Temperaturfuehler |
| DE4025715C1 (ja) * | 1990-08-14 | 1992-04-02 | Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart, De | |
| JPH04279831A (ja) * | 1991-03-08 | 1992-10-05 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 白金温度センサ |
| JP2968111B2 (ja) * | 1991-11-22 | 1999-10-25 | 日本特殊陶業株式会社 | マイグレーション防止パターンを備えた抵抗体物理量センサ |
-
1993
- 1993-12-15 JP JP5314817A patent/JPH07167714A/ja active Pending
-
1994
- 1994-12-07 GB GB9424697A patent/GB2284932B/en not_active Expired - Fee Related
- 1994-12-14 DE DE19944444594 patent/DE4444594C2/de not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| GB2284932B (en) | 1997-07-09 |
| GB9424697D0 (en) | 1995-02-01 |
| GB2284932A (en) | 1995-06-21 |
| DE4444594A1 (de) | 1995-06-22 |
| DE4444594C2 (de) | 1998-11-19 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7233226B2 (en) | Method of producing a platinum temperature sensor | |
| KR960011154B1 (ko) | SiC 박막더어미스터 및 그 제조방법 | |
| US4688015A (en) | Gas sensor with ceramics substrate having surface-carried ceramics particles | |
| JPH07190863A (ja) | 温度センサ | |
| JPS63293432A (ja) | 歪検出器 | |
| AU749566B2 (en) | Platinum temperature sensor and method for producing same | |
| JPH07270375A (ja) | 複合タイル製検出素子を含む排気ガスセンサーおよびその製造方法 | |
| JPS6118857A (ja) | 電気化学的セルの製造方法 | |
| JP2605297B2 (ja) | 白金温度センサおよびその製造方法 | |
| JP4884103B2 (ja) | セラミックヒータおよびガスセンサ素子 | |
| US5110442A (en) | Reinforced electrolyte function elements | |
| JP2006337384A (ja) | 酸素センサ | |
| JPH0582550B2 (ja) | ||
| JPH07167714A (ja) | 温度センサ及びその製造方法 | |
| JP3668050B2 (ja) | ヒータ一体型酸素センサおよびその製造方法 | |
| EP0166445B1 (en) | Reinforced zirconia-base sintered body, process for producing the same, and plate-like zirconia-base electrolyte function element | |
| JPH02310459A (ja) | 空燃比制御用酸素センサ素子及びその製造方法 | |
| JPH0579922A (ja) | 温度センサ | |
| JP2001064082A (ja) | セラミック焼結体及びその製造方法並びにガスセンサ素子及びその製造方法 | |
| KR20190100732A (ko) | Ltcc(저온 동시 소성 세라믹)를 이용한 유해가스 감지센서의 제조방법 | |
| JPH0147739B2 (ja) | ||
| JPH051900B2 (ja) | ||
| JP2002190402A (ja) | サーミスタ素子及びその製造方法 | |
| JP2005005057A (ja) | セラミックヒータ、並びにセラミックヒータ構造体 | |
| JP4744043B2 (ja) | 空燃比センサ素子 |