JPH10172806A

JPH10172806A - 温度センサ及びその製造方法

Info

Publication number: JPH10172806A
Application number: JP8352287A
Authority: JP
Inventors: Kingo Omura; 金吾大村
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1996-12-11
Filing date: 1996-12-11
Publication date: 1998-06-26

Abstract

(57)【要約】【課題】引出し電極の接着強度が大きく、しかも、引
出し電極にリード線を取り付けた後の信頼性（特に耐熱
衝撃性）に優れた温度センサ及びその製造方法を提供す
る。【解決手段】基板（基体）１上に形成された白金膜
（抵抗膜）２の、引出し電極３を形成すべき領域（電極
形成領域）４の一部を除去して基板表面１ａを露出さ
せ、電極形成領域４において、白金膜２の表面と露出さ
せた基板表面１ａとにまたがるように引出し電極３を形
成する。また、引出し電極３を、ガラスフリットを含有
する導電ペースト３ａを塗布して焼き付ける方法により
形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本願発明は、温度センサに関
し、詳しくは、基体上に感温抵抗体膜を形成するととも
に、感温抵抗体膜上に引出し電極を形成してなる温度セ
ンサ及びその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】基体上
に感温抵抗体膜を形成した膜式の温度センサとしては、
例えば、図３(ａ)，(ｂ)に示すように、アルミナなどか
らなる基体（基板）５１上に抵抗体膜として白金膜５２
を形成し、この白金膜５２上に引出し電極５３を形成す
るとともに、白金膜５２の、引出し電極５３が形成され
ていない部分（基板５１の中央部分）を保護コートガラ
ス５４で被覆したものや、特に図示しないが、基体上に
感温抵抗体膜として白金膜を形成し、この白金膜の一部
を引出し電極としたものなどが知られている。

【０００３】ところで、上記のような白金膜を感温抵抗
体膜として用いた温度センサにおいては、感温素子であ
る白金膜の抵抗温度係数や抵抗値を安定させることが必
要となる。そのため、例えば、白金粉末を含有する導電
ペーストを塗布、焼き付けすることにより白金膜を形成
するような場合においては、導電ペーストとして、ガラ
スフリットを含有しないものが用いられている。これ
は、ガラスフリットが白金膜の純度を低下させ、抵抗値
及び抵抗温度係数に悪影響を与え、抵抗値及び抵抗温度
係数の安定度を低下させることによる。

【０００４】ところが、導電ペーストを塗布、焼付けす
ることにより形成された白金膜は、基体との接着強度が
弱く、白金膜の上に引出し電極を形成した場合に、引出し電極上にリード線をはんだ付けする場合のはん
だ耐熱性が低い、引出し電極上へのリード線の溶接やワイヤボンディン
グの際に白金膜が基体から剥離する場合がある、引出し電極に、はんだ付け、溶接、ワイヤボンディン
グなどの方法でリード線を取り付けた後の信頼性（特に
耐熱衝撃性）が低いというような問題点がある。

【０００５】本願発明は、上記問題点を解決するもので
あり、引出し電極の接着強度が大きく、しかも、引出し
電極にリード線を取り付けた後の信頼性（特に耐熱衝撃
性）に優れた温度センサ及びその製造方法を提供するこ
とを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本願発明の温度センサは、基体の表面に感温抵抗体
である抵抗膜が形成され、かつ、前記抵抗膜上に、前記
抵抗膜と導通するように引出し電極が形成された構造を
有する温度センサにおいて、前記引出し電極が形成され
るべき領域（電極形成領域）の一部には、前記基体が前
記抵抗膜に覆われていない部分が設けられており、前記
引出し電極が、前記電極形成領域において、前記抵抗膜
と前記抵抗膜に覆われていない部分の基体表面とにまた
がって形成されていることを特徴としている。

【０００７】また、前記引出し電極がガラス成分を含有
する材料から形成されていることを特徴としている。

【０００８】また、前記抵抗膜を構成する材料が白金、
ニッケル、金からなる群より選ばれる少なくとも一種で
あることを特徴としている。

【０００９】また、本願発明の温度センサの製造方法
は、基体上に抵抗膜を形成する工程と、前記抵抗膜の引
出し電極が形成される領域（電極形成領域）の一部を除
去して基体表面を露出させる工程と、前記電極形成領域
において、前記抵抗膜表面と前記露出した基体表面とに
またがって引出し電極を形成することを特徴としてい
る。

【００１０】また、本願発明の温度センサの製造方法
は、前記引出し電極を、ガラスフリットを含有する導電
ペーストを塗布して焼き付けることにより形成すること
を特徴としている。

【００１１】

【作用】電極形成領域の一部に、基体が抵抗膜に覆われ
ていない部分を設け、引出し電極を、抵抗膜と抵抗膜に
覆われていない部分の基体表面とにまたがって形成する
ようにしているので、引出し電極と抵抗膜との確実な電
気的接続と、引出し電極と基体表面との強固な機械的接
続を得ることが可能になる。その結果、引出し電極の電
気的、機械的な接続信頼性や引出し電極にリード線を取
り付けた後の耐熱衝撃性などを向上させることが可能に
なる。

【００１２】また、引出し電極をガラス成分を含有する
材料から形成した場合、抵抗膜にガラス成分を含有させ
ることなく、引出し電極の抵抗膜及び基体表面への接着
強度を向上させることが可能になる。したがって、抵抗
膜の抵抗温度係数や抵抗値の低下などに起因する特性劣
化を招くことなく、引出し電極の取付け強度を向上させ
ることができる。

【００１３】また、抵抗膜（感温抵抗体膜）を構成する
材料としては種々の金属を用いることが可能であるが、
例えば、白金、ニッケル、金からなる群より選ばれる少
なくとも一種を用いる場合に本願発明を適用することに
より、感温特性に優れ、引出し電極の接着強度（取付け
強度）や引出し電極にリード線を取り付けた後の耐熱衝
撃性などに優れた温度センサを得ることができる。

【００１４】また、本願発明の温度センサの製造方法に
おいては、基体上に抵抗膜を形成した後、引出し電極を
形成すべき領域（電極形成領域）に形成された抵抗膜の
一部を除去して基体表面を露出させ、抵抗膜と抵抗膜の
一部を除去して露出させた基体表面とにまたがって引出
し電極を形成するようにしているので、引出し電極の電
気的、機械的接続信頼性や、引出し電極にリード線を取
り付けた後の耐熱衝撃性に優れた温度センサを確実に製
造することが可能になる。

【００１５】また、引出し電極を、ガラスフリットを含
有する導電ペーストを塗布して焼き付ける方法で形成す
るようにした場合、ガラスフリットの存在により引出し
電極の接着強度（取付け強度）を大幅に向上させること
が可能になる。また、これにより、抵抗膜がガラスフリ
ットを含まない場合にも、引出し電極の接着強度（取付
け強度）を大幅に向上させることが可能になる一方で、
抵抗膜にガラスフリットを含有させることによる特性の
劣化を防止することが可能になる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本願発明の実施の形態を示
してその特徴とするところをさらに詳しく説明する。

【００１７】図１(ａ)は本願発明の一実施形態にかかる
温度センサを示す平面図、図１(ｂ)は図１(ａ)のＩ−Ｉ
線断面図、図２は本願発明の一実施形態にかかる温度セ
ンサの製造工程を示す図である。

【００１８】この実施形態の温度センサは、図１(ａ)，
(ｂ)に示すように、アルミナなどからなる基板（基体）
１の一方の主面に、感温抵抗体である白金膜２を形成
し、かつ、白金膜２上に、白金膜２と導通するように引
出し電極３を配設することにより形成されている。な
お、引出し電極３は、例えば、銀、銀−パラジウム、銀
−白金などから形成される。そして、引出し電極３が形
成された領域（電極形成領域）４には、白金膜２により
覆われていない部分（スリット部）５が設けられてお
り、引出し電極３は、白金膜２の表面とスリット部５の
基板表面１ａとにまたがって形成されている。白金電極
２はガラス成分を含まない材料から形成されているが、
引出し電極３はガラス成分を含む材料から形成されてお
り、白金膜２及び基板表面１ａに強固に固着している。
そして、この引出し電極３には、リード線６がはんだ付
け、ワイヤボンディング、溶接などの方法で取り付けら
れている。なお、図１(ａ)において、引出し電極３及び
リード線６は、白金膜２のパターンを明示するために仮
想線で示している。また、基板１の中央の、白金膜２が
引出し電極３により覆われていない部分は、保護用のコ
ートガラス７により被覆されている。なお、この温度セ
ンサにおいては、基板１の厚みは０．１〜１mm、長さは
６〜２０mm、白金膜２の厚みは０．５〜２μm、引出し
電極３及びコートガラス７の厚みは５〜３０μmとなっ
ている。また、この実施形態では、電極形成領域４のラ
インＬとスリット部５の幅はそれぞれ約２０μmとなっ
ている。

【００１９】次に、上記温度センサの製造方法について
説明する。まず、図２(ａ)に示すように、アルミナなど
からなる基板１上に、白金有機化合物と有機ビヒクルを
含み、ガラスフリットを含まない白金膜形成用の導電ペ
ースト２ａを例えばスクリーン印刷などの方法で印刷
し、８００〜１２００℃で焼き付けして、白金膜（抵抗
体膜）２を形成する。

【００２０】次に、図２(ｂ)に示すように、電極形成領
域４の白金膜２の一部をレーザ加工法、ドライエッチン
グ法などの方法により、スリット状に除去して白金膜２
により覆われていない部分（スリット部）５を形成す
る。

【００２１】それから、図２(ｃ)に示すように、保護用
のコートガラス７を白金膜２の引出し電極３（図２
(ｄ)）が形成されていない部分に印刷し、７００〜９０
０℃で焼成する。

【００２２】次いで、図２(ｄ)に示すように、金、金−
白金、銀−パラジウム、銀−白金などを導電粉末とし、
かつ、ガラスフリットを含む引出し電極形成用の導電ペ
ースト３ａを、略正方形の電極形成領域４に塗布し、７
００〜９００℃で焼成することにより、基板１の両端側
に２つの引出し電極３を形成する。

【００２３】それから、図２(ｅ)に示すように、引出し
電極３に、はんだ付け、ワイヤボンディング、溶接など
の方法でリード線６を取り付けることにより、図１
(ａ)，(ｂ)に示すような温度センサを得る。

【００２４】上記実施形態の温度センサにおいては、電
極形成領域４の一部にスリット部（基板１が白金膜２に
覆われていない部分）５を設け、引出し電極３を、電極
形成領域４の白金膜２とスリット部５の基板表面１ａと
にまたがるように形成しているので、引出し電極３と白
金膜２とが接続され電気的導通が確保されるとともに、
引出し電極３が基板表面１ａに固着して強固な機械的接
続が得られる。その結果、引出し電極３の接着強度（取
付け強度）や引出し電極３にリード線６を取り付けた後
の耐熱衝撃性などに優れた温度センサを得ることができ
る。なお、具体的には、従来例の温度センサ（図３）の
引出し電極（Ａｇ−Ｐｄ電極）においては、その密着強
度が０．５kgｆ／mm²であるのに対して、上記実施形態
の温度センサの場合、１kgｆ／mm²以上の密着強度が得
られる。そして、その結果、リード線６をはんだ付け、
溶接、ワイヤボンディングなどの方法により引出し電極
３に取り付ける際に白金膜２や引出し電極３が剥離する
ことを防止するとともに、リード線６を付与した後に、
熱衝撃などで白金膜２や引出し電極３が剥離することを
確実に防止できるようになる。

【００２５】また、引出し電極３をガラス成分を含有す
る導電ペースト３ａを用いて形成するようにしているの
で、白金膜２にガラス成分を含有させることなく、引出
し電極３の白金膜２及び基板表面１ａへの接着強度を向
上させることが可能になり、温度センサとしての性能を
損なうことなく、引出し電極３の取付け強度を向上させ
ることができる。

【００２６】なお、上記実施形態においては、白金膜を
感温抵抗体膜（抵抗膜）とした場合について説明した
が、感温抵抗体膜として白金、ニッケル、金、及びそれ
らの合金などを用いる場合にも本願発明を適用すること
が可能であり、その場合にも上記実施形態と同様の効果
を得ることができる。

【００２７】また、上記実施形態では基体として板状の
もの（基板）を用いた場合について説明したが、基体の
形状はこれに限られるものではなく、円柱状その他の種
々の形状のものを用いることが可能である。

【００２８】本願発明は、さらにその他の点においても
上記実施形態に限定されるものではなく、抵抗膜（感温
抵抗体膜）の形成方法や抵抗膜のパターン、引出し電極
の具体的なパターンや配設位置、スリット部の配設位置
や形状、抵抗膜を除去して基体表面の露出部分を形成す
るための具体的な方法、引出し電極の形成方法、ガラス
フリットを含有する導電ペーストを用いて引出し電極を
形成する場合のガラスフリットの種類などに関し、発明
の要旨の範囲内において、種々の応用、変形を加えるこ
とが可能である。

【００２９】

【発明の効果】上述のように、本願発明の温度センサ
は、電極形成領域の一部に、基体が抵抗膜に覆われてい
ない部分を設け、引出し電極を、抵抗膜と抵抗膜に覆わ
れていない部分の基体表面とにまたがって形成するよう
にしているので、引出し電極と抵抗膜との電気的接続
と、引出し電極と基体表面との機械的接続を確実に行う
ことが可能になる。その結果、引出し電極の電気的、機
械的な接続信頼性や引出し電極にリード線を取り付けた
後の耐熱衝撃性などを向上させることができる。

【００３０】また、引出し電極をガラス成分を含有する
材料から形成した場合、抵抗膜にガラス成分を含有させ
ることなく、引出し電極の抵抗膜及び基体表面への接着
強度を向上させることが可能になる。したがって、抵抗
膜の抵抗温度係数の低下などに起因する特性劣化を招く
ことなく、引出し電極の取付け強度を向上させることが
できる。

【００３１】また、抵抗膜（感温抵抗体膜）を構成する
材料として、白金、ニッケル、金からなる群より選ばれ
る少なくとも一種を用いる場合に本願発明を適用するこ
とにより、感温特性に優れ、引出し電極の接着強度（取
付け強度）や引出し電極にリード線を取り付けた後の耐
熱衝撃性などに優れた温度センサを得ることができる。

【００３２】また、基体上に抵抗膜を形成した後、引出
し電極を形成すべき領域（電極形成領域）に形成された
抵抗膜の一部を除去して基体表面を露出させ、抵抗膜と
抵抗膜の一部を除去して露出させた基体表面とにまたが
って引出し電極を形成するようにしているので、引出し
電極の電気的、機械的接続信頼性や、引出し電極にリー
ド線を取り付けた後の耐熱衝撃性に優れた温度センサを
効率よく製造することができる。

【００３３】また、引出し電極を、ガラスフリットを含
有する導電ペーストを塗布して焼き付ける方法で形成す
るようにした場合、ガラスフリットの存在により引出し
電極の接着強度（取付け強度）を大幅に向上させること
ができる。また、これにより、抵抗膜がガラスフリット
を含まない場合にも、引出し電極の接着強度（取付け強
度）を大幅に向上させることが可能になる一方で、抵抗
膜にガラスフリットを含有させることによる特性の劣化
を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】(ａ)は本願発明の一実施形態にかかる温度セン
サを示す平面図、(ｂ)は(ａ)のＩ−Ｉ線断面図である。

【図２】(ａ)〜(ｅ)は本願発明の一実施形態にかかる温
度センサの製造工程を示す図である。

【図３】(ａ)は従来の温度センサを示す平面図、(ｂ)は
(ａ)のII−II線断面図である。

【符号の説明】

１基板（基体）１ａ基板表面２白金膜２ａ白金膜形成用の導電ペースト３引出し電極３ａ引出し電極形成用の導電ペースト４電極形成領域５基板の白金膜により覆われていない部分
（スリット部）６リード線７コートガラス

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基体の表面に感温抵抗体である抵抗膜が形
成され、かつ、前記抵抗膜上に、前記抵抗膜と導通する
ように引出し電極が形成された構造を有する温度センサ
において、前記引出し電極が形成されるべき領域（電極形成領域）
の一部には、前記基体が前記抵抗膜に覆われていない部
分が設けられており、前記引出し電極が、前記電極形成領域において、前記抵
抗膜と前記抵抗膜に覆われていない部分の基体表面とに
またがって形成されていることを特徴とする温度セン
サ。
【請求項２】前記引出し電極がガラス成分を含有する材
料から形成されていることを特徴とする請求項１記載の
温度センサ。
【請求項３】前記抵抗膜を構成する材料が白金、ニッケ
ル、金からなる群より選ばれる少なくとも一種であるこ
とを特徴とする請求項１又は２記載の温度センサ。
【請求項４】基体上に抵抗膜を形成する工程と、前記抵抗膜の引出し電極が形成される領域（電極形成領
域）の一部を除去して基体表面を露出させる工程と、前記電極形成領域において、前記抵抗膜表面と前記露出
した基体表面とにまたがって引出し電極を形成すること
を特徴とする請求項１，２又は３記載の温度センサの製
造方法。
【請求項５】前記引出し電極を、ガラスフリットを含有
する導電ペーストを塗布して焼き付けることにより形成
することを特徴とする請求項４記載の温度センサの製造
方法。