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温度センサ
JPH10208906A
Japan
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Shinichi Osada 慎一 長田 Junichi Saito 順一 斉藤 - Current Assignee
- Murata Manufacturing Co Ltd
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Description
translated from
動車等の耐熱性・高応答性・小型化等が要求される用途
に供する温度センサに関する。
き、図9〜図10を参照して説明する。温度センサ10
1は、以下のような構成よりなる。
1は、セラミックまたはガラスよりなる基板102の一
方主面上に抵抗膜103が形成されている。抵抗膜10
3は、その形状がミアンダ形状に形成され、抵抗パター
ンとして機能している。抵抗膜103の両端には外部接
続用電極膜104a・104bが形成されている。外部
接続用電極膜104a・104b上には入出力端子とし
てリード線105a・105bが接続されている。抵抗
膜103上には、電極膜104a・104b、リード線
105a・105bを覆って、その全面に保護コート膜
106が被覆形成されている。なお、基板102の他方
主面上には、抵抗膜・電極膜等は何ら形成されていな
い。
無電解メッキ、または有機金属ペーストの印刷等の方法
によって成膜されている。抵抗膜103の材料として
は、白金等の貴金属やニッケル・鉄・銅等の卑金属が用
いられる。
厚膜印刷等の方法によって成膜されている。電極膜10
4a・104bは、リード線105a・105bの接続
に際して抵抗膜103との接合性を高めるために介在さ
せている。
をスクリーン印刷・塗布することによって形成されてい
る。なお、保護コート膜106の形成に際しては、2つ
の部分106a・106bに分けて段階的に形成され
る。すなわち、まず、基板102上に抵抗膜103を形
成した段階で、電極膜104a・104b部分及び調整
用抵抗パターン部分(電極膜104a・104b近傍の
抵抗膜103を指す)を除いて、保護コート膜106a
をスクリーン印刷によって形成する。次に、抵抗値の微
調整及びリード線105a・105bの電極膜104a
・104bへの接合が完了した段階で、残りの部分に関
してガラスペーストを塗布して、保護コート膜106b
を形成する。以上のように、2つの部分に分けて選択的
に保護コート膜106を形成するのは、調整用抵抗パタ
ーン部分及び電極膜104a・104b部分も含めて、
予め保護コート膜106を一度に全面に形成してしまう
と、抵抗値の微調整に用いるレーザービームが保護コー
ト膜106に吸収されてしまい、充分に調整が行えなか
ったり、保護コート膜106が破損してしまう等の不都
合が生じるからである。また、リード線105a・10
5bの電極膜104a・104bへの接合が困難になる
と言う問題も生じる。
ている。まず、抵抗膜103に対する外部雰囲気の影響
を抑制する機能を有する。一般に、抵抗膜103へ有機
ガスや水分が付着すると、抵抗膜103の抵抗値が変化
する。このように、温度変化以外の要因によって抵抗膜
103の抵抗値が変化したのでは、良好な感温特性が得
られない。従って、有機ガスや水分等の外部雰囲気から
抵抗膜103を保護する必要が生じるのである。また、
保護コート膜106は、電極膜104a・104bとリ
ード線105a・105bとの接続部分を保護する機能
をも有する。
構成よりなる。
来例の温度センサ101は、以下のような問題点を有し
ていた。
場合、保護コート膜106と基板102・抵抗膜103
との接合度が低く、外部雰囲気に対する気密性が不十分
となる。また、樹脂は一般に融点が低いため、高温使用
に対する耐久性に欠ける。さらに、樹脂と基板102・
抵抗膜103とでは熱膨張率が大幅に異なるため、この
点からも高温環境下での使用や急激な温度変化の生じる
環境下での使用と言った厳しい環境下での使用に対する
耐久性に欠けることになる。
た場合、ガラス膜中に存在するポーラスを通じて外部雰
囲気の影響が抵抗膜103に伝わるため、気密性が不十
分となる。また、厳しい環境下での使用時には、上述し
た問題点を緩和するために図10に示すように、セラミ
ックまたは金属製のパイプ107に温度センサ101を
挿入して使用する。しかしこの場合、部品点数が増加し
温度センサが大型化する問題が生じる。また、感温特性
的に見ても温度変化に対する熱応答性が低下することに
なる。
べて基板102・抵抗膜103との接合度が高く、また
高温環境下での使用にも耐えうる、セラミックによる保
護シート膜の形成が従来より課題となっていた。
形成に際しては、保護シート膜の形成方法に関して問題
点を有していた。一般に、セラミックを用いて保護シー
ト膜を形成する場合、スクリーン印刷法やスピンコート
法による膜形成が考えられる。しかし、スクリーン印刷
法を用いると、選択的な膜形成は可能だが、工程数が増
加しコストの増大を招くことになる。また、スピンコー
ト法を用いると、簡単な工程での膜形成が可能となる
が、膜形成を行う部分と行わない部分とに分離して、選
択的に膜形成を行うことが困難となる。以上のような点
から、セラミックによる保護シート膜の形成は実用化さ
れていなかった。
的問題点を解決するためになされたものであって、セラ
ミックによる保護コート膜を安価に形成し、かつ外部雰
囲気に対する気密性に優れ、高温環境下での使用時にお
ける耐久性にも優れた温度センサを提供することにあ
る。
に、本発明の請求項1にかかる温度センサでは、セラミ
ック基板の一方主面に形成された抵抗パターンと、前記
セラミック基板の他方主面に形成された調整用抵抗パタ
ーンと、前記調整用抵抗パターン上に形成された外部接
続用電極膜と、前記抵抗パターンと、前記調整用抵抗パ
ターンまたは前記外部接続用電極膜とを電気的に接続す
る接続手段と、前記抵抗パターン上に形成される保護コ
ート膜と、を有する。
抵抗パターン部分・外部接続用電極膜部分とを異なる主
面に形成することにより、膜形成を行う部分と行わない
部分とに分離して選択的に膜形成を行う必要がなくな
り、抵抗パターン上に形成する保護コート膜を一度に全
面に形成することができる。
サでは、前記抵抗パターン上に形成される保護コート膜
にセラミックを用いた。
性が高まり、堅牢性の高い温度センサを得られる。
照して説明する。
は、本発明の第1実施例の温度センサを示している。
面(以下、A面と呼ぶ)を示す分解斜視図であり、図2
は温度センサ1の他方主面(以下、B面と呼ぶ)を示す
分解斜視図である。
成よりなる。
には、図1に示すように、白金よりなる抵抗パターン3
がミアンダ形状に形成されている。抵抗パターン3上に
は、アルミナ等のセラミックよりなる保護コート膜4
が、基板2のA面全面を覆うように被覆形成されてい
る。
うに、白金よりなる調整用抵抗パターン5a・5bが形
成されている。調整用抵抗パターン5a・5b上にはそ
れぞれ外部接続用電極膜6a・6bが形成されており、
外部接続用電極膜6a・6b上にはそれぞれ入出力端子
としてリード線7a・7bが接続されている。
3とB面上に形成された調整用抵抗パターン5a・5b
とは、基板2に形成されたスルーホール8a・8bによ
って電気的に接続されている。
本体全体には、アルミナ粉末を分散させた高純度ガラス
によって外部コーティングが施されている。
について説明する。
厚さ数mmのアルミナよりなる親基板9を準備する。図
では模式的に親基板9を小さく描いているが、通常1枚
の親基板9からは数百個の温度センサが形成される。こ
の親基板9には、金型による打ち抜きや、レーザー加工
等の手法によって、A面からB面に向かって直径約0.
1mmのホールが形成されている。このホールは、個々
の温度センサに形成されるスルーホールと対応するもの
である。
キを行う。この時に親基板9のホール上にも白金膜が形
成され、スルーホールが形成される。無電解メッキ後
は、白金膜の安定化、結晶化のために数時間の熱処理を
施す。
ングを施し、図1の3に示したような抵抗パターンを形
成する。抵抗パターンの形成後は、アルコラートを有機
溶剤に溶かしたコート剤をスピンコート法によってA面
上に全面塗布し、焼き付けを行って、99%以上の高純
度アルミナよりなる保護コート膜を得る。
電極膜を、厚膜印刷法により形成する。使用する材料
は、耐熱性の観点からアルミナ粉末を分散させた白金ペ
ーストが望ましい。電極膜形成後は、抵抗値を微調整す
るために、B面上に形成された白金膜にレーザートリミ
ングを施す。この時同時に、白金膜のトリミングによっ
て、図2における6a・6bのように、個々の温度セン
サに形成される2個の電極膜をB面上において分離す
る。
すように、親基板9を短冊状にダイシングする。ダイシ
ング後は、電極膜にリード線をスポット溶接等の手法に
よって溶接する。リード線には、白金とロジウムの合金
を用いることが望ましい。これは、スポット溶接時に電
極膜部分の白金が溶融するため、これが白金−ロジウム
合金線と合金化し、強い結合強度が得られるからであ
る。
第2回目のダイシングを行い、個々の温度センサに切り
分ける。この段階で、温度センサの本体部分全体をアル
ミナ粉末を分散させた高純度ガラスペーストにディップ
・焼成し、外部コーティングを形成する。
品の温度センサ1を得る。
例に限定するものでなく、その要旨の範囲内で種々に変
形することができる。
キによって形成しているが、これに限らず、スパッタに
よる膜形成でも構わない。また、抵抗パターンの形状も
抵抗値を充分に取れる形状であればいかなる形状でもよ
く、例えばスパイラル形状に形成しても良い。
は、本発明の第2実施例の温度センサを示している。
主面(以下、A面と呼ぶ)を示す分解斜視図であり、図
8は温度センサ11の他方主面(以下、B面と呼ぶ)を
示す分解斜視図である。
用電極膜16a・16b、リード線17a・17bが基
板12の両端に形成されている、いわゆるアキシャルリ
ードタイプの温度センサである。電極膜16a・16
b、リード線17a・17bをこのような位置に形成す
ることにより、第1実施例の温度センサ1に比べて、例
えば実装時における部品の位置決めを容易に行うことが
できる。
センサ1と変わるところはないのでその説明を省略す
る。
の温度センサによれば以下のような効果が得られる。
ーン部と調整用抵抗パターン部・外部接続用電極膜部と
が異なる主面上に形成されている。これにより、抵抗パ
ターン上に形成する保護コート膜に関して、選択的な膜
形成を行う必要がなくなり、主面上全面に一度に膜形成
を行うことが可能となる。このため、スピンコート法に
よる膜形成が可能となり、セラミックによる保護コート
膜の形成を容易に行えるようになる。
上下両面からセラミック基板で圧着・封止している。こ
のため、セラミック粒子の有する分散強化機能が、抵抗
膜に対して上下両面から作用することになる。従って、
高温環境下の使用における抵抗膜の金属結晶の成長を抑
制することができ、感温特性の安定化を図ることができ
る。また、セラミック基板同士で接合性が向上するの
で、堅牢で外部雰囲気の影響を受けにくい温度センサを
得られる。さらに、両者に同一材料を用いているので、
熱膨張係数が一致し、高温環境下での使用や急激な温度
変化の生じる環境下での使用においても堅牢性・信頼性
を維持できる。
とにより、従来用いられていた緩衝用の金属パイプを用
いる必要がなくなる。これにより、温度センサの熱応答
性が高まり、かつ部品の小型化・低コスト化も図ること
ができる。
斜視図である。
ある。
視図である。
視図である。
視図である。
る。
ある。
ある。
る。
た状態を示す斜視図である。
Claims (2)
Hide Dependent
translated from
- 【請求項1】 セラミック基板の一方主面に形成された
抵抗パターンと、 前記セラミック基板の他方主面に形成された調整用抵抗
パターンと、 前記調整用抵抗パターン上に形成された外部接続用電極
膜と、 前記抵抗パターンと、前記調整用抵抗パターンまたは前
記外部接続用電極膜とを電気的に接続する接続手段と、 前記抵抗パターン上に形成される保護コート膜と、を有
することを特徴とする温度センサ。 - 【請求項2】 前記抵抗パターン上に形成される保護コ
ート膜にセラミックを用いたことを特徴とする請求項1
記載の温度センサ。