JPH08167502A - Glass encapsulated thermistor - Google Patents

Glass encapsulated thermistor

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JPH08167502A
JPH08167502A JP30867894A JP30867894A JPH08167502A JP H08167502 A JPH08167502 A JP H08167502A JP 30867894 A JP30867894 A JP 30867894A JP 30867894 A JP30867894 A JP 30867894A JP H08167502 A JPH08167502 A JP H08167502A
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JP
Japan
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glass
thermistor
lead wire
sealed
solid solution
Prior art date
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Pending
Application number
JP30867894A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Tomohiro Yamamura
友宏 山村
Soji Osaka
壮司 大坂
Toshifumi Kurahara
利文 倉原
Seiichi Matsumoto
誠一 松本
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.)
OOIZUMI SEISAKUSHO KK
Original Assignee
OOIZUMI SEISAKUSHO KK
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Publication date
Application filed by OOIZUMI SEISAKUSHO KK filed Critical OOIZUMI SEISAKUSHO KK
Priority to JP30867894A priority Critical patent/JPH08167502A/en
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Abstract

PURPOSE: To provide a glass encapsulated thermistor having little oxidation of a lead wire and high stability in a high temperature region. CONSTITUTION: An electrode 2 of a thermistor device 1, a lead wire connected to the electrode 2, the thermistor device 1 including a part of the lead wire 3 are encapsulated in a glass bulb 4, and the lead wire 3 is an alloy wire comprised of Fe, Cr, Al, Si, Mn, C, and other components and not containing Ni.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、特に400℃以上の高
温領域において連続的に使用可能なガラス封止型サーミ
スタに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a glass-sealed thermistor which can be continuously used especially in a high temperature region of 400 ° C. or higher.

【0002】[0002]

【従来の技術】サーミスタは、その感温抵抗体の電気抵
抗の温度依存性を利用して温度測定やガス濃度測定用な
どの用途に広く用いられている。特に各種機器の電子制
御化に伴い、例えば自動車排気ガス濃度測定用のように
厳しい条件下での信頼性の高いものが要求されるように
なってきた。自動車排気ガス濃度測定用の温度センサに
サーミスタを用いるときには、400℃以上の温度雰囲
気の環境下での連続使用に耐えうる耐熱性が要求される
ことになる。
2. Description of the Related Art Thermistors are widely used for temperature measurement, gas concentration measurement, etc. by utilizing the temperature dependence of the electric resistance of the temperature sensitive resistor. In particular, along with the electronic control of various devices, there has been a demand for highly reliable devices under severe conditions such as those for measuring automobile exhaust gas concentration. When a thermistor is used as a temperature sensor for measuring the concentration of exhaust gas in an automobile, it is required to have heat resistance that can withstand continuous use in an environment of a temperature atmosphere of 400 ° C. or higher.

【0003】もっとも、サーミスタチップは高温で焼成
され、ガラス封止は、700〜900℃の高温下で行わ
れるため、400℃程度の温度領域での使用に関しては
格別に問題は生じないが、引出しリード線は、封止ガラ
ス内に一部を埋設してサーミスタチップの電極に結線さ
れるものであるため、高温領域での使用に際しては以下
のような問題を生ずる。すなわち、従来はサーミスタチ
ップの対の電極に引出し用のリード線としてジュメット
線を溶接又はペースト付けによって取付けを行ってい
た。
However, since the thermistor chip is fired at a high temperature and glass sealing is performed at a high temperature of 700 to 900 ° C., no particular problem occurs in use in a temperature range of about 400 ° C. Since the lead wire is partially embedded in the sealing glass and connected to the electrode of the thermistor chip, the following problems occur when it is used in a high temperature region. That is, conventionally, a Dumet wire as a lead wire for drawing is attached to the pair of electrodes of the thermistor chip by welding or pasting.

【0004】ジュメット線は、42%Fe−Ni芯線の
回りをCu材で被覆したものであり、400℃の高温状
態で連続使用するような用途に用いるジュメットには、
ガラスからの露出部分にNiメッキを施してCu材の酸
化を防止していた。しかし、Niメッキ層の形成処理が
サーミスタチップのガラス封止後に行われるため、Ni
メッキ層の形成が不完全のときには、Cu材の露出部分
から酸化が進行し、これがサーミスタチップの抵抗不良
やオープン(断線)不良発生の原因になっていた。
The Dumet wire is a 42% Fe-Ni core wire coated with a Cu material. For Dumet used for applications such as continuous use at a high temperature of 400 ° C.,
The exposed portion from the glass was plated with Ni to prevent oxidation of the Cu material. However, since the Ni plating layer is formed after the thermistor chip is sealed with glass,
When the formation of the plating layer was incomplete, oxidation proceeded from the exposed portion of the Cu material, which was the cause of the resistance failure and open (breakage) failure of the thermistor chip.

【0005】この問題を解決するため、リード線として
鉄系,例えばFe−Cr−Ni系,Fe−Cr系などの
合金からなる耐熱リード線を用い、かつ、該リード線の
少なくとも封止ガラスとの接触部を表面酸化処理するこ
とにより、ガラスとリード線との濡れ性を向上させる試
みが提案されている。
In order to solve this problem, a heat-resistant lead wire made of an iron-based alloy such as Fe-Cr-Ni-based or Fe-Cr-based alloy is used as the lead wire, and at least the sealing glass of the lead wire is used. Attempts have been proposed to improve the wettability between the glass and the lead wire by subjecting the contact portion of the above to surface oxidation treatment.

【0006】この方法によればリード線の表面酸化処理
は、通常大気中において、800℃〜900℃の範囲の
温度で酸化増量が0.30〜0.70mg/mm2、好
ましくは0.40〜0.60mg/mm2になるように
2〜20分間程度加熱処理することによって行い、次い
で耐熱リード線をサーミスタチップの電極に接続した
後、このチップを好ましくはホウケイ酸ガラスからなる
ガラス管内に挿入し、アルゴンガス雰囲気などの不活性
雰囲気中で、750〜900℃程度の温度において封止
し、さらに必要に応じ、500〜750℃の範囲の温度
において、10〜100時間エージングを行うことによ
ってガラス封止型サーミスタを得るというものである
(特開平2−97001号公報参照)。
According to this method, the surface oxidation treatment of the lead wire is usually carried out in the atmosphere at a temperature in the range of 800 ° C. to 900 ° C. with an increase in oxidation of 0.30 to 0.70 mg / mm 2 , preferably 0.40. done by heating about 2 to 20 minutes so as to ~0.60mg / mm 2, then after connecting the heat leads to the electrodes of the thermistor chip, the chip preferably a glass tube made of borosilicate glass By inserting, sealing in an inert atmosphere such as an argon gas atmosphere at a temperature of about 750 to 900 ° C., and if necessary, aging at a temperature of 500 to 750 ° C. for 10 to 100 hours. This is to obtain a glass-sealed thermistor (see Japanese Patent Laid-Open No. 2-97001).

【0007】しかし、この方法によってもなお、Fe−
Ni−Cr合金線と、鉛系ガラス材との密着性が悪く、
リード線と、鉛系ガラス材との隙間に水分等が侵入する
欠点があり、また、大気中でガラス封止を行うと、ガラ
ス封止は使用する封着ガラス材の軟化点温度以上(60
0℃)の高温領域で行われるため、大気中の酸素により
ガラス埋没部の合金線の部分が酸化し、同様にサーミス
タ素体の抵抗値不良やオープン不良が発生するという問
題があることを指摘し、これを更に改善したものとし
て、封着ガラス材にアルカリバリウムガラス材を使用
し、ガラス封着を不活性ガス又は中性ガス雰囲気中で行
うという試みが提案された(特開平6−224004号
参照)。
However, even with this method, Fe-
The adhesion between the Ni-Cr alloy wire and the lead-based glass material is poor,
There is a drawback that moisture or the like enters the gap between the lead wire and the lead-based glass material, and when glass sealing is performed in the atmosphere, the glass sealing is performed at a temperature equal to or higher than the softening point temperature of the sealing glass material used (60
Since it is performed in a high temperature range (0 ° C), oxygen in the atmosphere oxidizes the alloy wire part in the glass burial part, and similarly, there is a problem that the resistance value failure and open failure of the thermistor element occur. As a further improvement, an attempt was made to use an alkali barium glass material as the sealing glass material and perform the glass sealing in an inert gas or neutral gas atmosphere (JP-A-6-224004). No.).

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】上記方法は、要する
に、ガラス封止を不活性ガス又は中性ガス雰囲気中で行
うので、ガラス封止時に埋没部のFe−Ni−Cr合金
が酸化せず、サーミスタ素体の抵抗値不良やオープン不
良をさらに確実に防止できるというものである。
In the above method, since glass sealing is performed in an inert gas or neutral gas atmosphere, the Fe-Ni-Cr alloy in the buried portion is not oxidized during glass sealing. It is possible to more reliably prevent the resistance value failure and the open failure of the thermistor element body.

【0009】しかしながら、ガラス封止を不活性ガス又
は中性ガス雰囲気中で行うことは工程の管理上厄介であ
る。特開平6−224004号公報中に指摘されている
ようにFe−Ni−Cr合金線をリード線に用い、これ
を大気中でガラス封止したときには、サーミスタ素体の
抵抗値不良やオープン不良が発生するのは本発明者らの
実験により確かめられている。リード線にFe−Ni−
Cr合金線やFe−Co−Ni合金線のようにNiが含
有していると、大気中でガラス封入したときにガラス内
に封止されたリード線周辺に発泡が生じるのである。
However, performing glass sealing in an atmosphere of an inert gas or a neutral gas is troublesome in terms of process control. As pointed out in Japanese Unexamined Patent Publication No. 6-224004, when a Fe-Ni-Cr alloy wire is used as a lead wire and this is glass-sealed in the atmosphere, the resistance value failure and the open failure of the thermistor element body occur. The occurrence has been confirmed by the experiments of the present inventors. Fe-Ni- for the lead wire
When Ni is contained like a Cr alloy wire or an Fe-Co-Ni alloy wire, foaming occurs around the lead wire sealed in the glass when the glass is sealed in the atmosphere.

【0010】本発明の目的は、大気中でガラス封止を行
ってもサーミスタ素体の抵抗値不良やオープン不良が生
ぜず、安定した特性を有する信頼性の高いガラス封止型
サーミスタを提供することにある。
An object of the present invention is to provide a highly reliable glass-sealed thermistor having stable characteristics without causing a resistance value defect or an open defect of the thermistor body even if glass sealing is performed in the atmosphere. Especially.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明によるガラス封止型サーミスタにおいては、
サーミスタ素体の電極に接続されたリード線の一部を含
んでサーミスタ素子をガラス中に封止してなるガラス封
止型サーミスタであって、リード線は、Fe,Cr,A
l,Si,Mn,Cその他の成分を有効成分とする合金
線であり、重量比でFeを73%以上、Crを17〜2
1%,Alを2〜4%,Siを1.5%以下、Mnを
1.0%以下、Cを0.1%以下を含み、その他の成分
中にはNiを含まないものである。
In order to achieve the above object, in the glass-sealed thermistor according to the present invention,
A glass-sealed type thermistor in which a thermistor element is sealed in glass by including a part of a lead wire connected to an electrode of a thermistor body, and the lead wire is Fe, Cr, A.
It is an alloy wire containing 1, 1, Si, Mn, C and other components as effective components, and the weight ratio of Fe is 73% or more and Cr is 17 to 2
1%, 2 to 4% Al, 1.5% or less Si, 1.0% or less Mn, 0.1% or less C, and does not contain Ni in other components.

【0012】また、サーミスタ素子は、酸化物固溶体粉
末と、化合物粉体との混合焼結体であり、酸化物固溶体
粉末は、少なくともMn,Ni,Co,Znを含む酸化
物固溶体であり、化合物粉体は、スピネル化合物又はペ
ロブスカイト化合物の内の少なくとも一方を含むもので
ある。
The thermistor element is a mixed sintered body of an oxide solid solution powder and a compound powder, and the oxide solid solution powder is an oxide solid solution containing at least Mn, Ni, Co, Zn, and a compound. The powder contains at least one of a spinel compound and a perovskite compound.

【0013】[0013]

【作用】本発明のガラス封止型サーミスタにおいては、
リード線に重量比でFeを73%以上,Crを17〜2
1%,Alを2〜4%,Siを1.5%以下,Mnを
1.0%以下、Cを0.1%以下、その他の成分を1.
0%以下を含み、Niは検出可能な程度には含まれてい
ないため、大気中でガラス封止を行っても発泡がなく、
封着ガラス材とリード線との密着性に優れ、サーミスタ
素体の抵抗値不良や、オープン不良が発生せず、安定し
た特性を有する信頼性の高いガラス封止型サーミスタが
得られる。各成分中、特にFe,Al,Siなどの主要
な成分の添加量が上記範囲を外れるにしたがって、熱膨
張率が変化し、ガラスに対する密着性が低下してガラス
クラックなどが生じ易くなる。
In the glass-sealed thermistor of the present invention,
73% or more of Fe and 17 to 2 of Cr are contained in the lead wire by weight ratio.
1%, Al 2 to 4%, Si 1.5% or less, Mn 1.0% or less, C 0.1% or less, and other components 1.
Since it contains 0% or less and Ni is not contained in a detectable amount, there is no foaming even if glass sealing is performed in the atmosphere,
It is possible to obtain a highly reliable glass-sealed thermistor that has excellent adhesion between the sealing glass material and the lead wire, does not cause a resistance value defect or an open defect of the thermistor body, and has stable characteristics. As the amount of addition of major components such as Fe, Al, and Si among the respective components deviates from the above range, the coefficient of thermal expansion changes, the adhesion to glass decreases, and glass cracks easily occur.

【0014】[0014]

【実施例】以下に本発明の実施例を図によって説明す
る。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0015】図1に本発明によるガラス封止型サーミス
タの一実施例を示す。図1はチップ型のサーミスタに適
用した例である。チップ型サーミスタは、角型のサーミ
スタ素子1の対面する両面に電極2を有し、各電極2,
2に引出し用のリード線3,3がそれぞれパラレルギャ
ップスポット溶接法あるいは導電性耐熱塗料等を用いて
固定されたものである。
FIG. 1 shows an embodiment of the glass-sealed thermistor according to the present invention. FIG. 1 shows an example applied to a chip type thermistor. The chip type thermistor has electrodes 2 on both surfaces of a square thermistor element 1 facing each other.
In FIG. 2, lead wires 3 and 3 for pulling out are fixed to each other using a parallel gap spot welding method or a conductive heat resistant paint.

【0016】ビード型サーミスタの場合には、図2のよ
うに球状のサーミスタ素子1内に電極2,2として対の
電極線を挿通し、その電極2,2にそれぞれリード線
3,3が溶接される。いずれの例でもサーミスタ素子1
は、対をなすリード線3,3の一部を含んでガラス球4
内に封止されてガラス封止型サーミスタとなる。ガラス
封止には、鉛系ガラスあるいはアルカリバリウム系ガラ
ス,ホウケイ酸ガラスなどのガラス管を用い、このガラ
ス管内にサーミスタ素子を挿入し、大気中で約800℃
に加熱し、ガラス管を溶融させ、これを球状に固化する
ことによって行われる。
In the case of a bead type thermistor, a pair of electrode wires are inserted as electrodes 2 and 2 into a spherical thermistor element 1 as shown in FIG. 2, and lead wires 3 and 3 are welded to the electrodes 2 and 2, respectively. To be done. In either example, the thermistor element 1
Is a glass ball 4 including a part of the pair of lead wires 3, 3.
The inside is sealed to form a glass-sealed thermistor. A glass tube made of lead-based glass, alkali barium-based glass, borosilicate glass, or the like is used for glass sealing, and a thermistor element is inserted into the glass tube, and the temperature is about 800 ° C. in the atmosphere.
It is carried out by heating the glass tube, melting the glass tube, and solidifying it into a spherical shape.

【0017】本発明において、サーミスタ素子は、酸化
物固溶体粉末と、化合物粉体との混合焼結体よりなり、
特に400〜500℃の温度領域で使用するガス火炎温
度,自動車の排ガス温度、その他の高温測定用サーミス
タとして選定されたものである。
In the present invention, the thermistor element is composed of a mixed sintered body of oxide solid solution powder and compound powder,
In particular, it was selected as a thermistor for measuring gas flame temperature used in the temperature range of 400 to 500 ° C., exhaust gas temperature of automobiles, and other high temperatures.

【0018】酸化物固溶体粉末は、マンガン(Mn),
ニッケル(Ni),コバルト(Co),亜鉛(Zn)の
酸化物固溶体であり、化合物粉体は、スピネル化合物又
はペロブスカイト化合物の内から選ばれた1又は2種以
上の化合物を含むものである。
The oxide solid solution powder is composed of manganese (Mn),
It is an oxide solid solution of nickel (Ni), cobalt (Co), and zinc (Zn), and the compound powder contains one or more compounds selected from spinel compounds or perovskite compounds.

【0019】また、酸化物固溶体粉末は、前記酸化物固
溶体のほかに、必要によりアルミナ,マグネシウム,ジ
ルコニア,スズの内から選ばれた1種類の酸化物固溶体
を添加してもよい。
In addition to the above oxide solid solution, one kind of oxide solid solution selected from alumina, magnesium, zirconia and tin may be added to the oxide solid solution powder, if necessary.

【0020】化合物粉体は、スピネル化合物又はペロブ
スカイト化合物の内のいずれか一方の化合物の1種類又
は2種類以上を選択的に含むものである。
The compound powder selectively contains one kind or two kinds or more of any one of the spinel compound and the perovskite compound.

【0021】酸化物固溶体粉末にマンガン,ニッケ
ル,コバルト,亜鉛を用いるときには、Mnを5〜70
モル%,Niを5〜70モル%,Coを1〜40モル
%,Znを1〜40モル%を含む金属元素を混合し、そ
の混合モル比が100%になるように調整する。
When manganese, nickel, cobalt, or zinc is used for the oxide solid solution powder, Mn should be 5 to 70.
A metal element containing 5% to 70% by mol of Ni, 1 to 40% by mol of Co, and 1 to 40% by mol of Zn is mixed, and the mixing molar ratio is adjusted to 100%.

【0022】マンガン,ニッケル,コバルト,亜鉛の
ほかに、アルミナ,マグネシウム,ジルコニア,スズの
内から選ばれた1種類の酸化物固溶体を添加するときに
は、Mnを5〜70モル%,Niを5〜70モル%,C
oを1〜40モル%,Znを1〜40モル%と、Al,
Mg,Zr,Snの中から選ばれた1種類の成分を1〜
40モル%含む5種類の金属元素を混合し、その混合モ
ル比が100%になるように調整する。
In addition to manganese, nickel, cobalt and zinc, when one kind of oxide solid solution selected from alumina, magnesium, zirconia and tin is added, Mn is 5 to 70 mol% and Ni is 5 to 5 mol%. 70 mol%, C
o is 1 to 40 mol%, Zn is 1 to 40 mol%, Al,
1 to 1 type of component selected from Mg, Zr and Sn
Five kinds of metal elements containing 40 mol% are mixed, and the mixed molar ratio is adjusted to be 100%.

【0023】スピネル化合物粉末は、SnAl24,M
nAl24,MnCr24,MnTi24,ZnCr2
4,ZnAl24,ZnTi24,ZnFe24,C
rAl24,MgTi24,MgAl24,MgMn2
4,MgCr24,FeAl24,FeCr24,F
eCo24,CoFe24,CoAl24,CoCr2
4,NiCr24,NiAl24になるように調整さ
れたものである。
The spinel compound powder is SnAl 2 O 4 , M
nAl 2 O 4 , MnCr 2 O 4 , MnTi 2 O 4 , ZnCr 2
O 4 , ZnAl 2 O 4 , ZnTi 2 O 4 , ZnFe 2 O 4 , C
rAl 2 O 4 , MgTi 2 O 4 , MgAl 2 O 4 , MgMn 2
O 4 , MgCr 2 O 4 , FeAl 2 O 4 , FeCr 2 O 4 , F
eCo 2 O 4 , CoFe 2 O 4 , CoAl 2 O 4 , CoCr 2
It was adjusted to be O 4 , NiCr 2 O 4 , and NiAl 2 O 4 .

【0024】ペブロスカイト化合物粉末は、LaY
3,LaAlO3,YCrO3,YFeO3,CaTiO
3,CaSnO3,MgCeO3,BaCeO3,CeAl
3,CeCrO3,CeFeO3,LaTiO3,LaN
iO3になるように調整されたものである。
The perovskite compound powder is LaY
O 3, LaAlO 3, YCrO 3 , YFeO 3, CaTiO
3 , CaSnO 3 , MgCeO 3 , BaCeO 3 , CeAl
O 3 , CeCrO 3 , CeFeO 3 , LaTiO 3 , LaN
It was adjusted to be iO 3 .

【0025】スピネル化合物粉末又はペブロスカイト化
合物粉末は、その1種類又は2種類以上が選択的に酸化
物固溶体粉末に添加され、混合焼成体として焼成され
る。スピネル化合物粉末又はペブロスカイト化合物粉末
の内の1種類の化合物粉末を前記の酸化物固溶体粉末
に添加するときの添加量は、重量比で1.0〜60重量
%であり、また、前記の酸化物固溶体粉末に2種類以
上の化合物粉末を添加するときの添加量は、重量比で
1.0〜60重量%である。
One or more of the spinel compound powder and the perovskite compound powder are selectively added to the oxide solid solution powder and fired as a mixed fired body. When one kind of the compound powder of the spinel compound powder or the perovskite compound powder is added to the oxide solid solution powder, the addition amount is 1.0 to 60% by weight, and the amount of the oxide is When two or more kinds of compound powders are added to the solid solution powder, the addition amount is 1.0 to 60% by weight.

【0026】マンガン,ニッケル,コバルト,亜鉛及び
アルミナ,マグネシウム,ジルコニア,スズの酸化物固
溶体は、250℃で低抵抗を示し、焼結性に優れてい
る。また、前記スピネル化合物は、250℃で高抵抗を
示し、前記ペブロスカイト化合物は、低抵抗を示す材料
である。
Oxide solid solutions of manganese, nickel, cobalt, zinc and alumina, magnesium, zirconia and tin show low resistance at 250 ° C. and are excellent in sinterability. Further, the spinel compound has a high resistance at 250 ° C., and the perovskite compound is a material having a low resistance.

【0027】本発明によるサーミスタは、上記特性を有
する材料を選択的に組合せた混合焼結体であり、高温材
料としてはかなり低い1300℃の焼結温度で十分に焼
結され、バラツキが小さい任意の抵抗値と抵抗温度係数
を有するサーミスタが得られる。
The thermistor according to the present invention is a mixed sintered body in which materials having the above characteristics are selectively combined, and it is sufficiently sintered at a sintering temperature of 1300 ° C., which is considerably low as a high temperature material, and has an arbitrary variation. A thermistor having a resistance value and a temperature coefficient of resistance is obtained.

【0028】サーミスタ素子は、ペースト状に混練した
成分を白金線の対間に塗布して粒状に加工するビード形
のほか、焼成体のブロックから切り出したチップをガラ
ス封入したものであっても同じ性能が得られ、素子の製
造方法は何等の制約を受けるものではない。
The thermistor element is not limited to a bead type in which components kneaded in a paste form are applied between pairs of platinum wires and processed into granules, or a chip cut out from a block of a fired body is enclosed in glass. The performance is obtained, and the manufacturing method of the device is not restricted in any way.

【0029】本発明において、サーミスタ素子の成分
中、特にZn,Al,Mg,Zr,Snは1〜40モル
%の範囲内に調整することが重要である。1モル%以下
の場合には、高温耐熱性に劣り、40モル%以上の場合
には焼結性が低下し、抵抗値のバラツキが大きくなると
同時に高温耐熱性も劣化する現象がみられるようにな
る。一方、スピネル及びペロブスカイト化合物の添加量
は1〜60重量%の範囲内に調整することが重要であ
る。
In the present invention, it is important to adjust the components of the thermistor element, especially Zn, Al, Mg, Zr and Sn within the range of 1 to 40 mol%. When it is 1 mol% or less, the high temperature heat resistance is inferior, and when it is 40 mol% or more, the sinterability is lowered, and the variation in the resistance value is increased, and at the same time, the high temperature heat resistance is deteriorated. Become. On the other hand, it is important to adjust the addition amount of the spinel and perovskite compound within the range of 1 to 60% by weight.

【0030】添加量が1重量%以下の場合は、スピネル
又はペロブスカイト化合物の添加効果が顕著に現れず本
目的である高温耐熱の向上がみられず、逆に添加量が6
0重量%以上を超えた場合は、焼結性が低下し、抵抗値
が異常に高くなったり、高温耐熱性が劣化する現象がみ
られる。
When the amount added is 1% by weight or less, the effect of adding the spinel or perovskite compound does not appear conspicuously and the high temperature heat resistance which is the objective of the present invention is not improved.
If it exceeds 0% by weight, the sinterability decreases, the resistance value becomes abnormally high, and the high temperature heat resistance deteriorates.

【0031】これらの成分配合により焼成された混合焼
結体は、比較的低い温度で焼結が可能であり、特に40
0〜550℃の温度領域で使用するガス火炎温度,自動
車の排ガス温度、その他400〜550℃の高温領域で
の温度測定用サーミスタとして抵抗変化率が小さく、寿
命特性に優れた効果が得られる。
The mixed sintered body fired by blending these components can be sintered at a relatively low temperature, especially 40
As a thermistor for temperature measurement in a gas flame temperature used in a temperature range of 0 to 550 ° C., an exhaust gas temperature of an automobile, and in a high temperature range of 400 to 550 ° C., the resistance change rate is small and an excellent life characteristic is obtained.

【0032】電極にはAg−Pd又はAu電極を用い
る。リード線には、鉄クロム電熱線を用いる。特に化学
成分率(重量%)で、Cr17〜21%,Al2〜4
%,Si1.5%以下,Mn1.0%以下,C0.1%
以下、その他の成分1.0%以下で、残りの73%以上
はFeであって、その他の成分1.0%中にはNiを含
まない合金線を選定使用する。上記化学成分を含有する
合金線の物理的性質を表1,機械的性質を表2に示す。
Ag-Pd or Au electrodes are used as electrodes. Iron-chromium heating wire is used for the lead wire. Especially in terms of chemical composition (% by weight), Cr 17-21%, Al 2-4
%, Si 1.5% or less, Mn 1.0% or less, C 0.1%
Hereinafter, an alloy wire containing 1.0% or less of the other components, 73% or more of the remaining components being Fe, and not containing Ni in the 1.0% of the other components is selected and used. Table 1 shows the physical properties of the alloy wire containing the above chemical components, and Table 2 shows the mechanical properties thereof.

【0033】[0033]

【表1】 [Table 1]

【0034】[0034]

【表2】 [Table 2]

【0035】実施例として21%Cr−2.7%Al−
1.0%Si−1.0%Mn0.3C−0.19Ti−
Fe合金線を図2に示すサーミスタ素子のリード線に用
い、リード線の一部を含んで大気中で鉛系ガラスにてガ
ラス封止したところ、リード線の一部は濡れ性よくガラ
ス内に封止された。しかし、比較例として42%Ni−
6%Cr−Fe合金線をリード線に用い、同一の条件で
大気中でビード型のサーミスタ素子をガラス封止したと
ころ、ガラス内に封止されたリード線の部分の周囲、特
にリード線の内側に付着して多数の細かい気泡が発生し
た。おそらく、Niの酸化膜に取り込まれている相当量
の酸素が大気中での封止によって気泡となって放出され
たものと思われる。
As an example, 21% Cr-2.7% Al-
1.0% Si-1.0% Mn 0.3C-0.19Ti-
When an Fe alloy wire was used for the lead wire of the thermistor element shown in FIG. 2 and part of the lead wire was glass-sealed with lead-based glass in the atmosphere, a part of the lead wire was well wetted in the glass. Sealed. However, as a comparative example, 42% Ni-
When a bead type thermistor element was glass-sealed in the atmosphere under the same conditions using a 6% Cr-Fe alloy wire as a lead wire, the periphery of the lead wire part sealed in the glass, especially the lead wire A large number of fine bubbles were generated adhering to the inside. Presumably, a considerable amount of oxygen taken in by the Ni oxide film was released as bubbles by sealing in the atmosphere.

【0036】次に、実施例で得られた抵抗値R=1KΩ
と、10KΩのガラス封止型サーミスタについて400
℃における抵抗値経時変化率を図3に示す。図3に明ら
かなとおり、1KΩのものは、700時間経過後抵抗変
化率にやや増加傾向が見られたが、5000時間でも3
%の範囲に止まった。10KΩのものは、5000時間
経過後においても優れた安定性を示した。
Next, the resistance value R = 1 KΩ obtained in the embodiment.
And about the 10KΩ glass-sealed thermistor 400
FIG. 3 shows the rate of change in resistance with time at ° C. As is clear from FIG. 3, in the case of 1 KΩ, the resistance change rate showed a slightly increasing tendency after 700 hours, but it was 3 even after 5000 hours.
It stopped in the range of%. Those having a resistance of 10 KΩ exhibited excellent stability even after 5000 hours had elapsed.

【0037】一方、実施例と同じ組成のサーミスタ素子
にFe−42%Ni−6%Cr−Fe合金線を引出線に
用いた比較例のガラス封止型サーミスタについても同様
に400℃における抵抗値経時変化率を測定したが、測
定開始後の比較的短時間の間に抵抗率が大幅に増大した
ため、途中で測定を中止した。
On the other hand, a glass-sealed thermistor of a comparative example in which a Fe-42% Ni-6% Cr-Fe alloy wire was used as a lead wire in a thermistor element having the same composition as that of the embodiment, the resistance value at 400 ° C. Although the rate of change with time was measured, the resistivity was significantly increased within a relatively short time after the start of the measurement, and the measurement was stopped midway.

【0038】[0038]

【発明の効果】以上のように本発明によるときには、ガ
ラス封止型サーミスタのリード線に鉄とクロム,アルミ
ニウムを主体とし、他にけい素,マンガン,炭素その他
の成分を含み、ニッケルを含まない合金線を用いて大気
中でのガラス封止が可能となり、ガラス封止時に、ガラ
ス中に封じ込まれるリード線部分からの発泡がなく、サ
ーミスタ素子の成分に特定の酸化物固溶体粉末と、特定
の化合物粉体との組合せを選定することにより、高温状
態で連続使用してもサーミスタ素体の抵抗値不良やオー
プン不良を発生させずに長期間安定して所定の機能を維
持できる効果を有する。
As described above, according to the present invention, the lead wire of the glass-sealed thermistor is mainly composed of iron, chromium and aluminum, and also contains silicon, manganese, carbon and other components, and does not contain nickel. It is possible to seal glass in the atmosphere using an alloy wire, and at the time of glass sealing, there is no foaming from the lead wire part that is sealed in the glass, and a specific oxide solid solution powder is specified as a component of the thermistor element. By selecting the combination with the compound powder of 1), even if it is used continuously at a high temperature, it has the effect of maintaining a predetermined function stably for a long period of time without causing a defective resistance value or open defect of the thermistor body. .

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】ガラス封止型サーミスタの一例を示す図であ
る。
FIG. 1 is a diagram showing an example of a glass-sealed thermistor.

【図2】ガラス封止型サーミスタの他の例を示す図であ
る。
FIG. 2 is a diagram showing another example of a glass-sealed thermistor.

【図3】実施例のガラス封止型サーミスタの400℃に
おける抵抗値経時変化率を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing a change rate of resistance value with time of a glass-sealed thermistor of an example at 400 ° C.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 サーミスタ素子 2 電極(電極線) 3 リード線 4 ガラス球 1 Thermistor element 2 Electrode (electrode wire) 3 Lead wire 4 Glass ball

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松本 誠一 埼玉県狭山市新狭山1−11−4 株式会社 大泉製作所内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (72) Inventor Seiichi Matsumoto 1-11-4 Shin-Sayama, Sayama City, Saitama Prefecture Oizumi Manufacturing Co., Ltd.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 サーミスタ素子の電極に接続されたリー
ド線の一部を含んで該サーミスタ素子をガラス中に封止
してなるガラス封止型サーミスタであって、 リード線は、Fe,Cr,Al,Si,Mn,Cその他
の成分を有効成分とする合金線であり、重量比でFeを
73%以上、Crを17〜21%,Alを2〜4%,S
iを1.5%以下、Mnを1.0%以下,Cを0.1%
以下を含み、 その他の成分中にはNiを含まないものであることを特
徴とするガラス封止型サーミスタ。
1. A glass-sealed thermistor comprising a part of a lead wire connected to an electrode of a thermistor element and sealing the thermistor element in glass, wherein the lead wire is made of Fe, Cr, It is an alloy wire containing Al, Si, Mn, C and other components as effective components, and 73% by weight or more of Fe, 17 to 21% of Cr, 2 to 4% of Al and S by weight.
i is 1.5% or less, Mn is 1.0% or less, C is 0.1%
A glass-sealed thermistor including the following and not containing Ni in other components.
【請求項2】 サーミスタ素子は、酸化物固溶体粉末
と、化合物粉体との混合焼結体であり、 酸化物固溶体粉末は、少なくともMn,Ni,Co,Z
nを含む酸化物固溶体であり、 化合物粉体は、スピネル化合物又はペロブスカイト化合
物の内の少なくとも一方を含むものであることを特徴と
する請求項1に記載のガラス封止型サーミスタ。
2. The thermistor element is a mixed sintered body of oxide solid solution powder and compound powder, and the oxide solid solution powder is at least Mn, Ni, Co, Z.
The glass-encapsulated thermistor according to claim 1, wherein the compound powder is an oxide solid solution containing n, and the compound powder contains at least one of a spinel compound and a perovskite compound.
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