JPS59145502A - 小型サ−ミスタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、小型サーミスタに関し、植Ｊ１ｆ性に富み、
かつ信頼性の高い温度検出用小型サーミスタに関するも
のである。

近年マイコンの普及とともに電子制御技術は著しい進歩
をとげている。それに伴ってセンサに対する要求も一段
と高まっており、特に温度検出用サーミスタに対しては
、その応答性を−１−げるために小型化が強く求められ
ている。

従来より、小型サーミスタとしては第１図に示すような
ど一ド型と呼ばれるガラス封入ぶれたサーミスタが一般
に用いられている。このビート型サーミスタは、ペース
ト状サーミスタ原料を白金線２に塗布乾燥した後、白金
線とともに焼結してなるもので、焼結体１は非常に多孔
質であり、このままでは信頼性に欠は使用に堪えないの
で。

カラス４で封入することによって外部雰囲気から遮断し
信頼性を保つ構造となっている。ヒート型サーミスタは
カラス封入を行うために、リード線としてはジュメット
線３等の特殊な線を使う必要があり、しかも製造工程か
複雑となる。またヒート型サーミスタは、白金線２にペ
ース）・を塗りする際の塗布量、ペーストと白金ＶＡ２
との接合長さ等によって抵抗値が変わるため歩留か悪く
安価に製造することができない。

またビード型サーミスタはカラス４で刺入を行うため、
リード線としてカラスと熱膨張係数が近似しているジュ
メフト線３を用いる必要があり、このジュメット線３は
、薄い絶縁被１１りは有しているものの、その絶縁性は
信頼性に乏しく、しかもカラスＵ４ｊ人を行う際、ガラ
スを溶融する必要があるため高温で処理するので、その
被覆は簡単に剥離してしまう。よって第１図の如きビー
ド型サーミスタはり＝１・線の被覆部分の絶縁性を保つ
ことは不可能である。そのため、リード線間の短絡を防
ぐためには、シュメンｈ線３に絶縁チューブをかふせる
必要かあり、その手間は使用の七で大きな問題となる。

しかも、ビート型サーミスタでは、サーミスタ特性を測
る場合、その特性値の信頼性を高めるために通常行われ
る水中での測定かできないばかりか、実際の使用に際し
て、人気中の湿分が第１図（ｂ）の如く結露１１してシ
ュメンＩ・線３間を誌らしした場合、サーミスタ特性は
大きく変化し、全く信頼性を失ってしまうという欠点が
あった。

一力、第２図にンバすように、チ・７プ状ザーミスタ素
子５にり−ト線６を取り伺けた後、熱硬化性樹脂７にて
、サーミスタ素ｆ−５およびり−１・線６の基部を被覆
してなる温度検出用サーミスタが一般に知られているが
、この熱硬化性樹脂の被覆部分７の外径を２ｍｍ以下に
することは非常に困難であった。その理由は、熱硬化性
樹脂としてチクソ性の高い樹脂を使用して、第２図（ａ
）の如く樹脂塗装置後の被覆を完全なものと１〜ても、
熱硬化時に樹脂か変形を起こし、第２図（ｂ）の如く、
サーミスタ本体のエンシ部５ａまたはり−１・緑６の先
端部分６ａが露出するか、または樹脂の厚みか極端に薄
くなって、絶縁性か保たれな１，１とともに、湿中放置
試験等においてサーミスタ特性か劣化し、温度検出用サ
ーミスタとしては使用不可能の状態になるからである。

これを防ぐためしこは、樹脂塗装および熱硬化処理を２
回繰り返す方法も考えられるが、この場合には、被覆部
分７の外径が大きくなって熱電、容性か悪くなるととも
に、製造上程か２倍になるため、量産性の面でも大きな
不利となる。

本発明は上述のような従来の小型サーミスタの欠点を除
去し、量産性に富みかつ信頼性の高Ｕ）温度検出用小型
サーミスタを提供せんとするもので、その要旨とすると
ころは、チンプ状す−ミスタ素了とこれに添着したリー
ド線の基部とを、紫外線硬化型樹脂によって・体に被覆
したことを特徴とする小型サーミスタにある。さらに本
発明は１゜記リード線として被覆線を使用することを１
粁能とするものである。

次に本発明を図面を参照して説明する。

第３図は本発明の実施例の縦断面図をノｊ＼す。第３図
（ａ）はリード線に裸線を用いたもの、（ｂ）はり−Ｉ
・線に被覆線を用いたものである。

図において５はチップ状サーミスタ素子、６はリ−１・
線、９は紫外線硬化型樹脂、１０は被覆線である。

第４図は本発明の小型サーミスタの製造１程を概略的に
示したもので、これを説明すると、（ａ）はブロフクか
ら９ノリ出されたチンプ状す−ミスタ素了−５で、その
対向する２面には電極８が形成されており、（ｂ）はこ
のチップ状サーミスタ素子５の電極８に、はんだ伺等に
よってリード線６を取り伺けたところ、（ｃ）は紫外線
硬化型樹脂ペースト９を塗布した状態、（ｄ）は紫外線
を照射している］−程、（ｅ）は完成した本発明の小型
サーミスタを示す。チップ状サーミスタ素子５は通常の
セラミック製造方法により、Ｍｎ。

Ｎｉ　、Ｃｏ　、Ｆｅ　、Ａ文等の酸化物粉末原料を混
合後、加圧成形、焼成して得られた焼結ブロックから切
り出される。

この焼結ブロックとしてはその落度が理論富度に対して
９０％以」−である焼結体を使用する。これは機械強度
、加工精度、電極強度等の優れた小型で信頼性の高いチ
ンプ状サーミスタを得るためには、理論落度の９０％以
上の焼結体を用いることか望ましいからである。このよ
うな高密度を有するチンプ状サーミスタは多孔質である
ビーＩ・型サーミスタに比へ、抵抗率、サーミスタ常数
等の電気特性が非常に安定したものとなる。

また、ビー１；’　、ＱＱササ−スタかザーミスタ原斜
ペーストを白金線２に塗布する際の塗ｒ＋ｒの状態によ
って抵抗値が大きくばらつくのに比へ、チップ状サーミ
スタ素子の場合、高密度の焼結プロ、夕からタイヤモン
ド刃切断、超音波加工等の機械加Ｌによって９Ｊり出さ
れるため、その形状寸法誤差を数ｊＬ　ｍ以内に押える
ことができ歩留が飛Ｒ的に向１−する。ちなみに、ヒー
ト型サーミスタの場合、抵抗値の幅を±５％以内に納め
ようとすると歩留が１０％前後であるのに比べ、チップ
状サーミスタ素子の場合には、９０％以上の歩留を容易
に達成することかり能である。なお、ここでチンプ状と
はりノリ出された小片を意味し、その形状については、
角型であれ、丸型であれ特に限定するものではない。第
４図の（ａ）〜（ｅ）に／１＼す如く、このチップ状サ
ーミスタ素子５にり−１・線６を取り伺げた後、紫外線
硬化型樹脂ペーストを用い、これを塗布した後、紫外線
ｊ４Ｑ射することによって本発明の小ノ（リサーミスタ
は作製されるわけであるか、紫外線硬化型樹脂９は、紫
外線を数秒〜１分程度照則することによって完全に硬化
するため、ペーストの粘性およびチクソ性を適当（こ選
）」トすることによって、ペースト塗布直後の形状を第
４図（Ｃ）の如くチップ状サーミスタ素子を完全に被覆
した状７＆ｊにしておけば容易にそのままの、形状を保
って硬化するこができる。熱硬化型樹脂を用いたものに
比較しても熱硬化型樹脂７が硬化処理のために、１００
〜１５０°Ｃで１５分から２時間を要するのに比べ、上
述のように、数秒〜１分程度で硬化できるため非常に品
、産性に富んだものとなる。

に述の如く木うて明によると、高に度で高信頼性を有し
、しかも量産性に富んだチンプ状サーミスタを用いて、
被覆絶縁性および耐候性に優れ、しかも熱応答性の速い
小型サーミスタを容易に得ることかできる。

さらに本発明は、前述したように、リート線として被覆
り一ト線を用いることをｒｉｌ能とすることによりビー
ト型サーミスタのもつ結露なとによるリート線間の短絡
などの信頼性低下の欠点を除くことかできる。

被覆線としては、エナメル線、ポリウレタン線、テフロ
ン線、ミレン線等外径を細くすることが１１丁能な線材
が適している。これら線材１０をリード線として用いて
、前述したと同様に、チンプ状す−ミスク素ｒ５に取り
伺け、それに紫外線硬化型樹脂ペースト９を塗布し、紫
外線照射を行うことによって、第３図（ｂ）の如き被覆
線１０を用いた小４リサーミスタか得られる。この場合
にも紫外線硬化型樹脂９を用いているため外径か２ｍｍ
φ以ドの小型サーミスタを得ることは容易である。

第３図（ｂ）をみて明らかなように、この場合には、サ
ーミスタ素ｒ５およびリード線１０全体が絶縁被覆され
た状態になるため、絶縁チューブを用いる必要もなく、
水中でのサーミスタ特性の直接測定が可能゛となるとと
もに、実際の使用に際して、第３図（Ｃ）の如く大気中
の湿分が結露１１Ｌ７た場合でも絶縁性が充分保たれて
いるため、サーミスタ特性に何ら変化はなく、非常に信
頼性の高いものとなる。

以１−の如く１本発明の小型サーミスタは水中でのサー
ミスタ特性の直接測定を可能ならしめるとともに、絶縁
性にすぐれ、結露に対しても充分な保護がなされている
ので信頼性が高くその］−：業的価値は極めて高いもの
である。

なお、本発明において、防湿性その他の特性を更に向上
させるために、紫外線硬化型樹脂ペーストを塗布する前
もしくは塗４ｊ後に防湿材その他をド塗りもしくは上塗
りすることは何ら差しつかえない。

次に本発明を実施例によって更に具体的に説明するが、
本発明はその要旨を越えない限り、以下の実施例によっ
て限定されるものではない。

実施例 次の製造工程によって本発明の小型サーミスタを製造し
た。

Ｍｎ、Ｃｏ、Ｎｉ等の醇化物を所定の配合比で混合粉砕
後、直径４０　ｍ　ｍ厚さ２０ｍｍに加圧成形し、１２
００°Ｃで焼成して焼結ブロフクを作製する。この焼結
ブロフクを切断機によりνＪ断後後研摩行い、　　０．
５００　古０．　ＯＯ５ｍ　ｍ　Ｉ’Ｊさのウェハを作
製する。この際ウェハは約１５枚切り出すことが可能で
ある。そのウェハにｉｋ５等により電極を形成した後、
ジノ断機を用いて、１辺か０．５００±０．００５ｍｍ
になるようにダイシングを行い、チップ状サーミスタ素
子を作製する。この場合、１枚のウェハから約１５００
個の素子が作製でき、従って１焼結プロ、りから約２２
５００個のチップ状サーミスタ素子が得られ非常に量産
性に冨んだものとなる。このチンプ状サーミスタ素子の
２５°Ｃでの抵抗値を測定したところ±５％の抵抗（＋
ｒｔ範囲の中に９５％以」二人っており、非′畠に高い
歩留を示した。このようにして形成されたチップ状サー
ミスタ素子に裸線として０．２　ｍ　ｍφのはんだメン
キ軟銅線または被覆線として外径０．２ｍｍφのポリウ
レタン線を用い、はんだ伺けによってリード線を取り付
けた。そして紫外線硬化型樹脂ペーストをディップ法に
て塗布後、８０Ｗ水銀う／ブを用いて紫外線照射を３０
秒行った。

以りの製造］９程により形成された本発明の実施例の小
型サーミスタについて、裸線を用いたものは第５図（ａ
）の如く先端のみを、被覆線を用いたものは第５図（ｂ
）の如くリード線部分まで水中に浸漬後、５００ｖで絶
縁抵抗を測定した。その結果、第１表に示すように、い
ずれの場合も１００ＭΩ以りの良好な絶縁性を示した。

また、これらの試料について、１００８０１０００時間
の高温放置、＝２５°Ｃ１００Ｏ時間の低温放置、６５
℃９５％ＲＨ１００Ｏ時間の高温高湿放置、６０°Ｃ１
００時間の温水浸漬放置の各試験および結露状態での抵
抗値の変化率を測定し耐候性を試験した。その結果を第
１表に示す。なお比較例として、ビード型サーミスタに
ついても同様に試験した結果を示す。

第１表かられかるように＋Ｍ候性試験（初期抵抗値に対
する抵抗変化率）においては、ヒート型サーミスタとほ
とんど同等の信頼性を有し、しかも被覆線を用いた場合
には、結露状ｙハ１になってもその抵抗値は変化せず、
非常に信頼性の高いものとなっている。、また本実施例
による小型サーミスタの大きさは、外径が１１〜１．３
ｍｍφとヒート型サーミスタに匹敵するサイズとなって
おり充分小型化に対応できる。

以」二の如く本発明の小型サーミスタは、６６　音度、
晶偶頼性で量産性に富んだチンプ状サーミスタ素子を用
い、さらに紫外線硬化型樹脂を使用することにより、そ
の処理時間は極めて短く総合して吊−産性において極め
て優れ、歩留が高く、被覆絶縁刊および耐候性に優れ、
しかも−熱応答性の速い温度検出用小型サーミスタであ
って、その工業的画伯は極めて高いものである。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）、（ｂ）はビーＩ・型サーミスタの縦断面
図で（ｂ）は表面に結露を生じたことを示すもの、第２
図（ａ）　、　（ｂ）は熱硬化型樹脂を用いたサーミス
タの縦断面図、第３１ａ（ａ）〜（Ｃ）は未発ＩＪＩ’
］の小型サーミスタの実施例の縦断面図で（Ｃ）は表面
に結露した状Ｆ；のもの、第４図（ａ）〜（ｅ）は本発
明の小型サーミスタの製造Ｉ：程を示す縦断面図、第５
図は絶縁抵抗Ｊｌｌｌｌｌ法定小ず説明図である。 ｌ・・・焼結体、２・・・白金線、３・・・ジュメント
線、４・・・カラス、５・・・チンプ状サーミスタ素子
、６・・・リード線（ａり、７・・・熱硬化５樹脂、８
・・・’ｉｈ極、９・・・紫外線硬化型樹脂、１０・・
・ｌ）　−１−線（被覆）、１１・・・結露、１２・・
・水、１３・・・金属棒、１４・・・絶縁抵抗５１．１
５・・・サーミスタ出願人　玉菱鉱業セメント株式会社 代理人　　ブ「埋土　　　小杉佳男 第１図 （Ｑ）　　　　　　　（ｂ） 第３図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　チップ状サーミスタ素子とこれに添着したり−１・
   線の基部とを、紫外線硬化型樹脂によって一体に被覆し
   たことを特徴とする”小型サーミスタ。 ２　リード線として被覆線を用いた特、ｉ’ｌ請求の範
   囲第１項に記載の小型サーミスタ。