JPH11121208A - Temperature sensor element and manufacture thereof - Google Patents

Temperature sensor element and manufacture thereof

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JPH11121208A
JPH11121208A JP28066397A JP28066397A JPH11121208A JP H11121208 A JPH11121208 A JP H11121208A JP 28066397 A JP28066397 A JP 28066397A JP 28066397 A JP28066397 A JP 28066397A JP H11121208 A JPH11121208 A JP H11121208A
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JP
Japan
Prior art keywords
heat
insulating substrate
metal film
resistant insulating
temperature sensor
Prior art date
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Pending
Application number
JP28066397A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Junichi Saito
順一 斉藤
Shinichi Osada
慎一 長田
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Murata Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Murata Manufacturing Co Ltd
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Publication date
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  • Apparatuses And Processes For Manufacturing Resistors (AREA)
  • Thermistors And Varistors (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To reinforce the adhesive force of a heat-resistant insulating substrate and a metal film by forming a surface of the heat-resistant insulating substrate at a specified surface roughness, and forming the metal film, thereon by electroless plating. SOLUTION: A temperature sensor element 10 is constituted of a heat- resistant insulating substrate 11 comprising aluminum or the like, a metal film 12 having a resistor pattern 13, terminal electrodes 14a and 14b formed at both end parts on the circuit of the resistor pattern 13, lead terminals 15a and 15b attached to both the terminal electrodes and coating material, which covers the connecting parts of the metal film 12 and the terminal electrodes 14a and 14b and the lead terminals 15a and 15b. Then, on the surface of the heat- resistance insulating substrate 11, a surface roughness of 0.5-5 μm in Rz display is formed. The metal film 12 is formed to the deep part of this concave and convex part by electroless plating. When the metal film 12 is formed to the deep part in this way, the adhesive force of the heat-resistant insulating substrate 11 and the metal film 12 is reinforced by anchor effect. The temperature sensor 10 having high durability and reliability with respect to the high temperature is obtained.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、自動車の触媒や排
気管の温度などを測定する高温用温度センサ素子および
その製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a high temperature sensor element for measuring the temperature of a catalyst or an exhaust pipe of an automobile and a method of manufacturing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来の温度センサ素子は、アルミナから
なる耐熱性絶縁基板上に、蒸着やスパッタリングにより
白金膜が形成されていた。これは、白金が化学的に極め
て安定しており、抵抗温度特性が非常に良いからであ
る。
2. Description of the Related Art A conventional temperature sensor element has a platinum film formed on a heat-resistant insulating substrate made of alumina by vapor deposition or sputtering. This is because platinum is extremely stable chemically and has very good resistance-temperature characteristics.

【0003】この白金膜には、レーザーカットやドライ
エッチングなどによりミアンダ状の抵抗パターンが形成
されていた。その後抵抗パターンの回路上での両端部に
金などにより端子電極が形成され、これら端子電極上に
白金などからなるリード端子が形成されていた。そし
て、金属膜上、端子電極とリード端子との接続部に、機
械的補強や湿気およびほこりからの保護のために耐熱ガ
ラスペーストによりコーティングがなされていた。
A meander-shaped resistance pattern has been formed on the platinum film by laser cutting, dry etching, or the like. Thereafter, terminal electrodes were formed of gold or the like on both ends of the circuit of the resistance pattern, and lead terminals made of platinum or the like were formed on these terminal electrodes. Then, the connection portion between the terminal electrode and the lead terminal on the metal film is coated with a heat-resistant glass paste for mechanical reinforcement and protection from moisture and dust.

【0004】このように白金膜を用いて形成された温度
センサ素子は、高抵抗が得られる、形状が小さいなどの
利点があった。
A temperature sensor element formed using a platinum film as described above has advantages such as high resistance and small size.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】ところで、自動車の触
媒や排気管の温度を測定するためには、1000℃に耐えう
る温度センサ素子が必要である。しかしながら、従来の
温度センサ素子では、耐熱性絶縁基板と白金膜の線膨張
係数の差が大きいため、1000℃程度の高温下では耐熱性
絶縁基板と白金膜に剥離が生じていた。このように剥離
が生じると、温度センサ素子の抵抗値が変動したり、抵
抗パターンに断線が生じるため、温度センサ素子の信頼
性に問題があった。したがって、1000℃程度の高温下で
の使用においても基板と白金膜の剥離が生じない温度セ
ンサ素子が求められてきた。ところが従来の温度センサ
素子では、白金膜を形成する耐熱性基板の表面粗さが、
Rz(JIS−B−0601)で0に近かったため、耐熱性絶縁
基板と白金膜の密着力が弱いという問題を有していた。
さらに、従来のように耐熱性絶縁基板上に蒸着や、スパ
ッタリングにより白金膜を形成する方法では、白金が反
応を起こしにくい極めて安定した金属であるために、耐
熱性絶縁基板と白金膜の密着力が弱いという問題を有し
ていた。
By the way, in order to measure the temperature of a catalyst or an exhaust pipe of an automobile, a temperature sensor element capable of withstanding 1000 ° C. is required. However, in the conventional temperature sensor element, since the difference in linear expansion coefficient between the heat-resistant insulating substrate and the platinum film is large, the heat-resistant insulating substrate and the platinum film are separated at a high temperature of about 1000 ° C. If the peeling occurs as described above, the resistance value of the temperature sensor element fluctuates or the resistance pattern is disconnected, and thus there is a problem in the reliability of the temperature sensor element. Therefore, there has been a demand for a temperature sensor element which does not cause separation of the platinum film from the substrate even when used at a high temperature of about 1000 ° C. However, in the conventional temperature sensor element, the surface roughness of the heat-resistant substrate on which the platinum film is formed is
Since it was close to 0 in Rz (JIS-B-0601), there was a problem that the adhesion between the heat-resistant insulating substrate and the platinum film was weak.
Furthermore, in the conventional method of forming a platinum film by vapor deposition or sputtering on a heat-resistant insulating substrate, since platinum is an extremely stable metal that does not easily react, the adhesion between the heat-resistant insulating substrate and the platinum film is high. Had the problem of being weak.

【0006】このような問題を考慮して、改善案が考え
られてきた。例えば、耐熱性絶縁基板と白金膜との間に
中間層を設けるものがある。これは、耐熱性絶縁基板上
に金属酸化物などの層を形成し、その上に白金膜を形成
するものである。こうすることにより、耐熱性絶縁基板
と中間層、中間層と白金膜との密着力は、耐熱性絶縁基
板と白金膜との密着力よりも強いため、高温下での剥離
を防ぐことができる。しかしながら、こうした中間層を
設けて高温下で使用すると、中間層と白金が反応するこ
とがあった。この反応によって白金膜が影響を受け、抵
抗温度係数が設定値から変化してしまい、温度センサ素
子の特性が劣化するという問題があった。
[0006] In view of such a problem, an improvement plan has been considered. For example, there is one in which an intermediate layer is provided between a heat-resistant insulating substrate and a platinum film. In this method, a layer of a metal oxide or the like is formed on a heat-resistant insulating substrate, and a platinum film is formed thereon. By doing so, the adhesion between the heat-resistant insulating substrate and the intermediate layer, and between the intermediate layer and the platinum film is stronger than the adhesion between the heat-resistant insulating substrate and the platinum film, so that peeling at high temperatures can be prevented. . However, when such an intermediate layer is provided and used at a high temperature, the intermediate layer sometimes reacts with platinum. The platinum film is affected by this reaction, and the temperature coefficient of resistance changes from a set value, resulting in a problem that the characteristics of the temperature sensor element deteriorate.

【0007】さらに、蒸着やスパッタリングによって白
金膜を形成する方法では基板以外の装置壁面に白金が付
着し、必要以上の白金を使用するためコストがかかると
いう問題があった。また、表面粗さを有する耐熱性絶縁
基板に白金膜を形成する際にも、凹部の深部にまで白金
が至らないので耐熱性絶縁基板と白金膜との密着力が弱
くなるという問題があった。
Further, in the method of forming a platinum film by vapor deposition or sputtering, there is a problem that platinum adheres to the device wall other than the substrate, and the use of more platinum than necessary increases the cost. Also, when forming a platinum film on a heat-resistant insulating substrate having a surface roughness, there is a problem that the adhesion between the heat-resistant insulating substrate and the platinum film is weakened because platinum does not reach the deep portion of the concave portion. .

【0008】本発明は、上述の問題を鑑みてなされたも
のであり、これらの問題を解決し、1000℃程度の高温下
においても使用できる温度センサ素子およびその製造方
法を提供することを目的としている。
The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and has as its object to provide a temperature sensor element which can be used even at a high temperature of about 1000 ° C. and a method of manufacturing the same. I have.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明の温度センサ素子は、耐熱性絶縁基板と、該耐熱
性絶縁基板上に形成された抵抗パターンを有する、白金
族の金属あるいは白金族の金属を含む合金からなる金属
膜とから構成され、前記耐熱性絶縁基板に0.5〜5μmの
表面粗さの面を有し、該面上に無電解メッキにより前記
金属膜が形成されている。
In order to achieve the above object, a temperature sensor element according to the present invention comprises a heat-resistant insulating substrate and a platinum group metal or platinum having a resistance pattern formed on the heat-resistant insulating substrate. A heat-resistant insulating substrate having a surface with a surface roughness of 0.5 to 5 μm, and the metal film is formed on the surface by electroless plating. .

【0010】これにより、温度センサ素子の特性を劣化
させることなしに、耐熱性絶縁基板と金属膜との密着力
が向上し、さらに1000℃程度の高温下での使用にも耐え
ることができるようになる。
Thus, the adhesion between the heat-resistant insulating substrate and the metal film can be improved without deteriorating the characteristics of the temperature sensor element, and it can withstand use at a high temperature of about 1000 ° C. become.

【0011】また、前記金属膜は白金により形成されて
いるこれにより、耐熱性絶縁基板と金属膜との密着力が
向上する上に、製造コストを低く抑えることができる。
Further, the metal film is formed of platinum, so that the adhesion between the heat-resistant insulating substrate and the metal film is improved, and the manufacturing cost can be reduced.

【0012】さらに、耐熱性絶縁基板に0.5〜5μmの表
面粗さの面を形成する表面粗化工程と、前記耐熱性絶縁
基板の前記面上に触媒核を付与する工程と、前記耐熱性
絶縁基板上に金属膜を形成する無電解メッキ工程と、前
記金属膜を結晶化するための熱処理工程と、前記金属膜
を加工して抵抗パターンを形成する工程とを含む製造方
法を用いている。
A surface roughening step of forming a surface with a surface roughness of 0.5 to 5 μm on the heat-resistant insulating substrate; a step of providing a catalyst nucleus on the surface of the heat-resistant insulating substrate; A manufacturing method including an electroless plating step of forming a metal film on a substrate, a heat treatment step of crystallizing the metal film, and a step of processing the metal film to form a resistance pattern is used.

【0013】これにより、あまり手間やコストをかける
ことなしに、耐熱性絶縁基板と金属膜との密着力が向上
し、1000℃程度の高温下での使用にも耐えうる温度セン
サ素子を製造することができる。
[0013] Thus, a temperature sensor element which can improve the adhesion between the heat-resistant insulating substrate and the metal film without much trouble and cost and can withstand use at a high temperature of about 1000 ° C is manufactured. be able to.

【0014】さらにまた、前記表面粗化工程は、フッ化
水素酸溶液によるエッチングで行う製造方法を用いてい
る。これにより、耐熱性絶縁基板の表面の意図した領域
を選択的にエッチングすることができる。
Further, in the surface roughening step, a manufacturing method in which etching is performed using a hydrofluoric acid solution is used. Thereby, the intended region on the surface of the heat-resistant insulating substrate can be selectively etched.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例である温度
センサ素子を図1に基づいて説明する。図1に示すように
温度センサ素子10は、アルミナなどからなる耐熱性絶縁
基板11と、抵抗パターン13を有する金属膜12と、抵抗パ
ターン13の回路上での両端部に形成された端子電極14
a、14bと、両端子電極に取り付けられたリード端子15
a、15bと、金属膜12と端子電極14a、14bおよびリード端
子15a、15bの接続部を覆うコーティング材(図示せず)
とから構成されている。なお、耐熱性絶縁基板11やコー
ティング材などは1000℃程度の高温下での使用にも耐え
うるものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a temperature sensor element according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 1, the temperature sensor element 10 includes a heat-resistant insulating substrate 11 made of alumina or the like, a metal film 12 having a resistance pattern 13, and terminal electrodes 14 formed at both ends of the circuit of the resistance pattern 13.
a, 14b and lead terminals 15 attached to both terminal electrodes
a, 15b, a coating material (not shown) covering the connection portions of the metal film 12, the terminal electrodes 14a, 14b, and the lead terminals 15a, 15b
It is composed of Note that the heat-resistant insulating substrate 11 and the coating material can withstand use at a high temperature of about 1000 ° C.

【0016】耐熱性絶縁基板11の表面にはRz表示(JI
S-B-0601)で0.5〜5μmの表面粗さが形成されており、
この凹凸の深部にまで無電解メッキにより金属膜12が形
成される。このように深部にまで金属膜12が形成される
と、アンカー効果により耐熱性絶縁基板11と金属膜12と
の密着力が強まる。したがって、1000℃程度の高温下で
の使用においても耐熱性絶縁基板11と金属膜12との剥離
が生じずに、1000℃程度の高温に対する耐久性・信頼性
の高い温度センサ素子10が得られる。図2は表面粗さと1
000℃、100時間での放置試験後の抵抗値変化率の関係図
である。なお金属膜としては、白金を使用している。図
に示されるように、本発明の温度センサ素子は表面粗さ
が0.5〜5μmの範囲において、抵抗値変化率が0.1%を
下回っており、この程度の抵抗値変化率にすることで長
時間、高温下で使用しても安定した特性を示すようにな
る。
The surface of the heat-resistant insulating substrate 11 has an Rz display (JI
SB-0601) has a surface roughness of 0.5-5 μm,
The metal film 12 is formed by electroless plating up to the deep portion of the unevenness. When the metal film 12 is formed to a deep portion in this way, the adhesion between the heat-resistant insulating substrate 11 and the metal film 12 is increased by the anchor effect. Therefore, even when used at a high temperature of about 1000 ° C., the heat-resistant insulating substrate 11 and the metal film 12 do not peel off from each other, and a temperature sensor element 10 having high durability and high reliability at a high temperature of about 1000 ° C. can be obtained. . Figure 2 shows the surface roughness and 1
It is a relation diagram of the resistance value change rate after a standing test at 000 ° C for 100 hours. Note that platinum is used as the metal film. As shown in the figure, the temperature sensor element of the present invention has a resistance change rate of less than 0.1% when the surface roughness is in the range of 0.5 to 5 μm. Even when used at high temperatures, stable characteristics are exhibited.

【0017】ここで、表面粗さがRz表示で0.5μmよ
り小さい場合、アンカー効果が不十分となり、耐熱性絶
縁基板11と金属膜12との密着力が弱くなる。したがっ
て、高温下での使用により耐熱性絶縁基板11と金属膜12
との剥離が生じ、抵抗値が変動したり、抵抗パターン13
に断線が生じるなどの問題が起こり、1000℃程度の高温
下での使用に対して不安が残る。逆に表面粗さがRz表
示で5μmより大きい場合は、表面の凹凸が大きすぎて
耐熱性絶縁基板11の機械的強度が低下する。また、耐熱
性絶縁基板11上で部分的に金属膜12の膜厚が薄いところ
ができるので、高温下での使用により耐熱性絶縁基板11
と金属膜12との剥離が生じ、抵抗値が変動したり、抵抗
パターン13に断線が生じるなどの問題が起こり、1000℃
程度の高温下での使用に対して不安が残る。さらに、金
属膜12上に抵抗パターン13をレーザーカットやドライエ
ッチングにより形成する際、大きな凹凸のために金属膜
12の除去部分が意図した部分からずれてしまい、温度セ
ンサ素子10の特性にばらつきが生じるという問題が発生
する。
If the surface roughness is smaller than 0.5 μm in Rz, the anchor effect becomes insufficient and the adhesion between the heat-resistant insulating substrate 11 and the metal film 12 becomes weak. Therefore, the heat-resistant insulating substrate 11 and the metal film 12 can be used at a high temperature.
And the resistance value fluctuates or the resistance pattern 13
However, there is a problem such as disconnection of the wire, and there is anxiety about use at a high temperature of about 1000 ° C. Conversely, if the surface roughness is greater than 5 μm in Rz, the surface irregularities are too large and the mechanical strength of the heat-resistant insulating substrate 11 is reduced. Further, since the metal film 12 can be partially thinned on the heat-resistant insulating substrate 11, the heat-resistant insulating substrate 11 can be used at a high temperature.
And the metal film 12 are peeled off, and the resistance value fluctuates, and the resistance pattern 13 is disconnected.
Anxiety remains for use under moderately high temperatures. Further, when forming the resistance pattern 13 on the metal film 12 by laser cutting or dry etching, the metal film 12
A problem arises in that the removed portion of 12 deviates from the intended portion, causing variations in the characteristics of the temperature sensor element 10.

【0018】なお金属膜12としては、Pt(白金)、R
u(ルテニウム)、Rh(ロジウム)、Pd(パラジウ
ム)、Os(オスミウム)、Ir(イリジウム)からな
る白金族の金属が使用される。これは、白金族の金属が
極めて安定しており、抵抗温度特性もまた安定している
からである。これらの金属のうちの一つを使用してもよ
いし、二つ以上の金属の合金でもよい。その中でも白金
は最も一般的に使用される金属であり、白金を使用する
と他の白金属の金属に比べて安価に高特性の温度センサ
素子を製造することができる。
As the metal film 12, Pt (platinum), R
A platinum group metal consisting of u (ruthenium), Rh (rhodium), Pd (palladium), Os (osmium), and Ir (iridium) is used. This is because platinum group metals are extremely stable, and the resistance-temperature characteristics are also stable. One of these metals may be used, or an alloy of two or more metals may be used. Among them, platinum is the most commonly used metal, and when platinum is used, a temperature sensor element having high characteristics can be manufactured at lower cost than other white metal.

【0019】次に、本発明の温度センサ素子の製造方法
について説明する。まず、99.6%アルミナからなる耐熱
性絶縁基板をアルカリ脱脂し、水洗する。その後、室温
において10%フッ化水素酸溶液で耐熱性絶縁基板の表面
をエッチングする。このとき、粒界部のSiO2などの
不純物が選択的にエッチングされるため、耐熱性絶縁基
板表面に微細な凹凸ができる。この時、場合に応じて、
フッ化水素酸濃度やエッチング時間を調整することによ
り、Rz表示で0.5〜5μmの表面粗さの面を有する耐熱
性絶縁基板を形成する。
Next, a method for manufacturing the temperature sensor element of the present invention will be described. First, the heat-resistant insulating substrate made of 99.6% alumina is degreased with alkali and washed with water. Thereafter, the surface of the heat-resistant insulating substrate is etched with a 10% hydrofluoric acid solution at room temperature. At this time, impurities such as SiO 2 at the grain boundaries are selectively etched, so that fine irregularities are formed on the surface of the heat-resistant insulating substrate. At this time, depending on the case,
By adjusting the hydrofluoric acid concentration and the etching time, a heat-resistant insulating substrate having a surface roughness of 0.5 to 5 μm in Rz is formed.

【0020】次に、表面粗化された耐熱性絶縁基板の粗
化面上に金属膜をメッキするための触媒核の付与を行
う。最初に、SnCl2を5g/dm3、HClを1cm3/dm3
となる水溶液で耐熱性絶縁基板の感受性化処理を行う。
次にPdCl2を0.5g/dm3、HClを0.1cm3/dm3とな
る水溶液で耐熱性絶縁基板の活性化処理を行う。さら
に、効果を上げるために同じ感受性化処理・活性化処理
をもう一度行う。こうして、耐熱性絶縁基板の表面の凹
凸の深部にまでメッキの核が行き渡る。
Next, a catalyst nucleus for plating a metal film on the roughened surface of the heat-resistant insulating substrate having a roughened surface is provided. First, 5 g / dm 3 of SnCl 2 and 1 cm 3 / dm 3 of HCl
Sensitization of the heat-resistant insulating substrate is performed with an aqueous solution to be used.
Next, the heat-resistant insulating substrate is activated with an aqueous solution of PdCl 2 at 0.5 g / dm 3 and HCl at 0.1 cm 3 / dm 3 . Further, the same sensitizing and activating processes are performed once again to enhance the effect. In this way, the plating nuclei spread to the deep portions of the irregularities on the surface of the heat-resistant insulating substrate.

【0021】なお、耐熱性絶縁基板に触媒核を付与する
方法は上記の方法に限らず、例えばPdCl2、SnC
2、HClを用いたキャタリスト処理・H2SO4を用
いたアクセラレーティング処理などによって、触媒核を
付与してもよい。
Incidentally, the method of providing the catalyst nucleus to the heat-resistant insulating substrate is not limited to the above-mentioned method, and for example, PdCl 2 , SnC
The catalyst nucleus may be provided by a catalyst treatment using l 2 , HCl, an accelerating treatment using H 2 SO 4 , or the like.

【0022】その後、無電解メッキにより耐熱性絶縁基
板上に白金膜を形成する。白金膜形成を無電解メッキに
より行うことにより、耐熱性絶縁基板の表面に形成され
た凹凸の深部にまで白金が行き渡り、アンカー効果によ
り耐熱性絶縁基板と白金膜との密着力が強まる。そし
て、白金膜を1300℃で2時間大気中にて熱処理すること
により結晶化し、抵抗値などの特性の安定化を行う。
Thereafter, a platinum film is formed on the heat-resistant insulating substrate by electroless plating. By forming the platinum film by electroless plating, the platinum spreads to the deep portion of the irregularities formed on the surface of the heat-resistant insulating substrate, and the adhesion between the heat-resistant insulating substrate and the platinum film is increased by the anchor effect. Then, the platinum film is crystallized by heat treatment in the air at 1300 ° C. for 2 hours to stabilize characteristics such as a resistance value.

【0023】さらに、白金膜上にレーザーカットあるい
はドライエッチングなどの方法により、抵抗パターンが
ミアンダ状に形成される。また、白金膜表面の抵抗パタ
ーンの回路における両端部を除く部分には、機械的な補
強や、湿気やほこりなどからの保護あるいは電気的絶縁
を目的として、耐熱ガラスペースト印刷・焼成、セラミ
ックゾルゲルコート・焼成などの方法でコーティングが
形成される。
Further, a resistance pattern is formed in a meandering shape on the platinum film by a method such as laser cutting or dry etching. Except for both ends of the circuit of the resistance pattern on the platinum film surface, heat-resistant glass paste printing / firing, ceramic sol-gel coating are used for mechanical reinforcement, protection from moisture and dust, and electrical insulation. -A coating is formed by a method such as baking.

【0024】次に、抵抗パターンの回路における両端部
に端子電極を、1000℃耐熱を考えて白金などのフリット
レス厚膜スクリーン印刷・焼成により形成する。この場
合、ガラスフリットを使用しないのは、本発明の温度セ
ンサ素子が1000℃耐熱を目的としており、その様な使用
状況下では、ガラス成分の耐熱限界を超えて剥離を起こ
すなどの問題が生じるからである。その後、温度センサ
素子の抵抗値を規格値に合わせるためレーザートリミン
グを行う。
Next, terminal electrodes are formed at both ends of the circuit of the resistance pattern by fritless thick film screen printing and baking of platinum or the like in consideration of heat resistance at 1000 ° C. In this case, the glass frit is not used because the temperature sensor element of the present invention is intended for heat resistance of 1000 ° C., and under such use conditions, a problem such as peeling exceeding the heat resistance limit of the glass component occurs. Because. After that, laser trimming is performed to adjust the resistance value of the temperature sensor element to a standard value.

【0025】さらに、白金線などからなるリード端子
を、端子電極上に溶接する。この後、再び機械的な補強
や、湿気やほこりなどからの保護あるいは電気的絶縁を
目的として、リード端子溶接部へセラミックあるいは耐
熱ガラスペーストなどからなるコーティング材を溶接部
へ塗布・焼成する。
Further, a lead terminal made of a platinum wire or the like is welded on the terminal electrode. Thereafter, for the purpose of mechanical reinforcement, protection from moisture and dust, and electrical insulation again, a coating material made of ceramic or heat-resistant glass paste or the like is applied to the welded portion of the lead terminal and baked.

【0026】こうして形成された複数個連なった温度セ
ンサ素子を一つ一つの素子に切り離して素子化を行う。
The plurality of temperature sensor elements formed in this way are separated into individual elements to form an element.

【0027】このような方法で温度センサ素子を製造す
ることにより、製造上の手間やコストを比較的容易に低
減することができる。また、耐熱性絶縁基板の表面粗化
工程において、フッ化水素酸やフッ化アンモニウムを使
用することにより、濃度や時間などの条件を変化させる
だけで、Rz表示で0.5〜5μmの表面粗さの面を有する
耐熱性絶縁基板を比較的容易に形成することができる。
ここで一般的に使用されていることや、コストの面を考
えると、フッ化水素酸溶液を使用することが好ましい。
By manufacturing the temperature sensor element by such a method, the manufacturing labor and cost can be reduced relatively easily. Further, in the surface roughening step of the heat-resistant insulating substrate, by using hydrofluoric acid or ammonium fluoride, only changing the conditions such as concentration and time, the surface roughness of 0.5 to 5 μm in Rz display is obtained. A heat-resistant insulating substrate having a surface can be formed relatively easily.
From the viewpoint of general use and cost, it is preferable to use a hydrofluoric acid solution.

【0028】[0028]

【発明の効果】以上のように本発明によれば、耐熱性絶
縁基板の表面をRz表示で0.5〜5μmの表面粗さに形成
し、その上に無電解メッキにより金属膜を形成した。こ
れにより耐熱性絶縁基板と金属膜との密着力が強まり、
高温下の使用においても耐熱性絶縁基板と金属膜に剥離
などを起こすことが無くなった。したがって、耐熱性絶
縁基板と金属膜との間に金属酸化物などの中間層を設け
ることによって生じる、抵抗温度係数の変化のような温
度センサ素子の特性劣化なしに、1000℃程度の高温下で
温度センサ素子を使用することができる。そして、抵抗
パターンの断線や抵抗値変動などの問題を解決し、信頼
性の高い温度センサ素子を提供することができる。
As described above, according to the present invention, the surface of the heat-resistant insulating substrate is formed to have a surface roughness of 0.5 to 5 μm in Rz, and a metal film is formed thereon by electroless plating. This strengthens the adhesion between the heat-resistant insulating substrate and the metal film,
Even when used at high temperatures, the heat-resistant insulating substrate and the metal film do not peel off. Therefore, at a high temperature of about 1000 ° C., without deterioration of the temperature sensor element characteristics such as a change in the temperature coefficient of resistance caused by providing an intermediate layer such as a metal oxide between the heat-resistant insulating substrate and the metal film. Temperature sensor elements can be used. Further, it is possible to solve problems such as disconnection of the resistance pattern and fluctuation of the resistance value, and to provide a highly reliable temperature sensor element.

【0029】また金属膜に白金を用いることにより、安
価に温度センサ素子を製造することができる。
By using platinum for the metal film, the temperature sensor element can be manufactured at low cost.

【0030】さらに本発明の製造方法によれば、耐熱性
絶縁基板の表面に直接0.5〜5μmの表面粗さを形成する
ことができ、手間やコストをあまりかけずに1000℃程度
の高温下で使用可能な温度センサ素子を製造することが
できる。また、無電解メッキ工程を組み合わせることに
より、金属膜が耐熱性絶縁基板の表面の凹凸の深部にま
で形成されるので、耐熱性絶縁基板と金属膜との密着力
が強まり、1000℃程度の高温下での使用においても信頼
性の高い温度センサ素子を製造することができる。
Further, according to the manufacturing method of the present invention, a surface roughness of 0.5 to 5 μm can be formed directly on the surface of the heat-resistant insulating substrate, and the method can be performed at a high temperature of about 1000 ° C. without much trouble and cost. A usable temperature sensor element can be manufactured. In addition, by combining the electroless plating process, the metal film is formed to the deep part of the unevenness of the surface of the heat-resistant insulating substrate, so that the adhesion between the heat-resistant insulating substrate and the metal film is strengthened, and a high temperature of about 1000 ° C. A highly reliable temperature sensor element can be manufactured even when used under the following conditions.

【0031】さらにまた、表面粗化工程においてフッ化
水素酸溶液によるエッチングを用いた。これにより、耐
熱性絶縁基板粒界部のSiO2などの不純物を選択的に
エッチングでき、Rz表示で0.5〜5μmの表面粗さを比
較的容易に形成することができる。
Further, in the surface roughening step, etching with a hydrofluoric acid solution was used. As a result, impurities such as SiO 2 at the grain boundaries of the heat-resistant insulating substrate can be selectively etched, and a surface roughness of 0.5 to 5 μm in Rz can be formed relatively easily.

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

【図1】本発明の温度センサ素子の斜視図である。FIG. 1 is a perspective view of a temperature sensor element of the present invention.

【図2】本発明の温度センサ素子の耐熱性絶縁基板エッ
チング後の表面粗さと、1000℃、100時間での放置試験
後の抵抗値変化率との関係図である。
FIG. 2 is a graph showing the relationship between the surface roughness of a temperature sensor element of the present invention after etching a heat-resistant insulating substrate and the rate of change in resistance after a standing test at 1000 ° C. for 100 hours.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 温度センサ素子 11 耐熱性絶縁基板 12 金属膜 13 抵抗パターン 14a,14b 端子電極 15a,15b リード端子 10 Temperature sensor element 11 Heat resistant insulating substrate 12 Metal film 13 Resistance pattern 14a, 14b Terminal electrode 15a, 15b Lead terminal

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】耐熱性絶縁基板と、該耐熱性絶縁基板上に
形成された抵抗パターンを有する、白金族の金属あるい
は白金族の金属を含む合金からなる金属膜とからなる温
度センサ素子において、 前記耐熱性絶縁基板が、0.5〜5μmの表面粗さの面を有
し、該面上に無電解メッキにより前記金属膜が形成され
ていることを特徴とする温度センサ素子。
1. A temperature sensor element comprising: a heat-resistant insulating substrate; and a metal film made of a platinum group metal or an alloy containing a platinum group metal, having a resistance pattern formed on the heat resistant insulating substrate. A temperature sensor element, wherein the heat-resistant insulating substrate has a surface having a surface roughness of 0.5 to 5 μm, and the metal film is formed on the surface by electroless plating.
【請求項2】前記金属膜が白金からなることを特徴とす
る請求項1記載の温度センサ素子。
2. The temperature sensor element according to claim 1, wherein said metal film is made of platinum.
【請求項3】耐熱性絶縁基板に、0.5〜5μmの表面粗さ
の面を形成する表面粗化工程と、前記耐熱性絶縁基板の
前記面上に触媒核を付与する工程と、前記耐熱性絶縁基
板上に金属膜を形成する無電解メッキ工程と、前記金属
膜を結晶化するための熱処理工程と、前記金属膜を加工
して抵抗パターンを形成する工程とを含むことを特徴と
する温度センサ素子の製造方法。
3. A surface roughening step of forming a surface having a surface roughness of 0.5 to 5 μm on a heat-resistant insulating substrate; a step of providing a catalyst nucleus on the surface of the heat-resistant insulating substrate; An electroless plating step of forming a metal film on an insulating substrate; a heat treatment step of crystallizing the metal film; and a step of processing the metal film to form a resistance pattern. A method for manufacturing a sensor element.
【請求項4】前記表面粗化工程は、フッ化水素酸溶液に
よるエッチングで行うことを特徴とする請求項3記載の
温度センサ素子の製造方法。
4. The method according to claim 3, wherein the surface roughening step is performed by etching with a hydrofluoric acid solution.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006005297A (en) * 2004-06-21 2006-01-05 Murata Mfg Co Ltd Electronic component

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