JPS61148732A - Thermosensitive element - Google Patents

Thermosensitive element

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Publication number
JPS61148732A
JPS61148732A JP27045484A JP27045484A JPS61148732A JP S61148732 A JPS61148732 A JP S61148732A JP 27045484 A JP27045484 A JP 27045484A JP 27045484 A JP27045484 A JP 27045484A JP S61148732 A JPS61148732 A JP S61148732A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
temperature
thin film
resistor
resistance
sensing element
Prior art date
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Pending
Application number
JP27045484A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
和行 尾崎
石村 究
義久 藤井
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.)
Nok Corp
Original Assignee
Nok Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Nok Corp filed Critical Nok Corp
Priority to JP27045484A priority Critical patent/JPS61148732A/en
Publication of JPS61148732A publication Critical patent/JPS61148732A/en
Pending legal-status Critical Current

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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。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、感温素子に関する。更に詳しくは、ヒユーズ
抵抗器用途などに有効に用いられる感温素子に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a temperature sensing element. More specifically, the present invention relates to a temperature sensing element that is effectively used in fuse resistor applications and the like.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

ヒユーズ抵抗器は、普通のときは抵抗器の役割をしてい
るが、回路の故障か何かの原因で過大な電流が流れると
溶断してヒユーズの餉きをする。
A fuse resistor normally functions as a resistor, but if an excessive current flows due to a circuit failure or some other cause, it will melt and fray the fuse.

このように、ヒユーズ抵抗器は1つの部品で2つの役割
を果すばかりではり<、一般のヒユーズよりも正確な溶
断特性を持つことにより、ある程度の信頼性のある保護
を行なっている。
Thus, the fuse resistor not only serves two purposes with one component, but also provides a certain degree of reliable protection by having more precise fusing characteristics than ordinary fuses.

、このような役割を果しているヒユーズ抵抗器は、普通
炭素皮膜抵抗器または金属皮膜抵抗器の皮膜の一部を極
端に細くしておき、過大な電流が流れるとその部分が過
熱し、焼損することによって溶断する構造をとっている
が、このような構造の場合には次のような欠点がみられ
る。
Fuse resistors that play this role are usually carbon film resistors or metal film resistors with a part of the film made extremely thin, and when an excessive current flows through that part, it overheats and burns out. However, such a structure has the following drawbacks.

(1)溶断させたい抵抗膜の部分に欠陥ピンホールなど
があったり、基板との密着力が十分ではなかったりする
と、焼損する電流値にばらつきがみられる。
(1) If there are defective pinholes or the like in the portion of the resistive film that is to be fused, or if the adhesion to the substrate is insufficient, the current value at which the film burns out will vary.

(2)抵抗膜の一部を細くしているので、低い抵抗値が
得にくい。
(2) Since a part of the resistive film is made thin, it is difficult to obtain a low resistance value.

(+1)焼損するときの温度が、1500℃近くになる
ので危険である。
(+1) It is dangerous because the temperature at which it burns out is close to 1500°C.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

従来のヒユーズ抵抗器にみられるこのような欠点を示す
ことなく、より高い信頼性と安全性のある保護を行ない
得るようなものがこの種の用途に求められている現状に
鑑み、本発明者らはかかる課題の解決方法を求めて種々
検討の結果、次のような構造の感温素子がこのような目
的に十分合致するものであることを見出した。
In view of the current need for this type of application to provide more reliable and safe protection without exhibiting these drawbacks of conventional fuse resistors, the present inventors As a result of various studies in search of a solution to these problems, they found that a temperature-sensitive element having the following structure satisfactorily meets these objectives.

〔問題点を解決するための手段〕および〔作用〕従って
、本発明は感温素子に係り、この感温素子は、絶縁体基
板上にアモルファス金属化合物からなる薄膜状抵抗体を
形成せしめてなる。
[Means for Solving the Problems] and [Operation] Accordingly, the present invention relates to a temperature sensing element, which comprises a thin film resistor made of an amorphous metal compound formed on an insulating substrate. .

絶縁体基板としては、例えば厚さ約1〜3m程度のガラ
ス板、石英板、アルミナ板などが用いられる。また、こ
れらの基板上に薄膜状抵抗体として形成されるアモルフ
ァス金属化合物としては、アニールによって結晶構造が
変化し易い’l” IN N T&NZrN 、 Nb
N 、 VNなどの金属窒化物が好んで用いられる。ア
モルファス薄膜状抵抗体の形成は、これらの金属窒化物
をターゲットに用い、高周波マクネトロンスパッタリン
グ法により一般に行われる。この方法は、低温で厚さ約
0.01〜10μm程度の薄膜を形成させることができ
、薄膜状とすることにより感温素子の応答速度が改善さ
れる。
As the insulating substrate, for example, a glass plate, a quartz plate, an alumina plate, etc. having a thickness of approximately 1 to 3 m is used. In addition, the amorphous metal compounds formed as thin film resistors on these substrates include 'l''INNT&NZrN, Nb, whose crystal structure is easily changed by annealing.
Metal nitrides such as N and VN are preferably used. Formation of an amorphous thin film resistor is generally performed by high frequency Macnetron sputtering using these metal nitrides as a target. This method can form a thin film with a thickness of about 0.01 to 10 μm at a low temperature, and by forming the film into a thin film, the response speed of the temperature-sensitive element is improved.

薄膜状抵抗体の形状は、高周波マクネトロンスパッタリ
ング法の適用時にマスキングすることにより任意のもの
とすることができるが、一般にはジグザク状、直線状、
面状などの形状で用いられ、形状や幅を選択することで
外形を小さくすることができ、これにより任意の抵抗値
が得られるようになる。
The shape of the thin film resistor can be made into any shape by masking when applying the high frequency Macnetron sputtering method, but generally it is zigzag, straight, or
It is used in a planar shape, and by selecting the shape and width, the outer shape can be made small, and thus an arbitrary resistance value can be obtained.

第1図は、本発明に係る感温素子の一態様の平面図であ
り、それについて参考のために記載した寸法の一例を参
照しながら説明すると、ガラス板基板1 (48X 2
7 X 2 m)上に、幅1woa、厚さ0.3μmの
線状薄膜状のアモルファス金属窒化物抵抗体2が0.6
調の間隔でジグザク状に形成されており、その両端部は
銀ペースト付け3.3’してリード線4 、4’に接続
されている。
FIG. 1 is a plan view of one embodiment of the temperature-sensitive element according to the present invention, and will be explained with reference to an example of the dimensions described for reference.
7 x 2 m), a linear thin film-like amorphous metal nitride resistor 2 with a width of 1 woa and a thickness of 0.3 μm is placed on the
The wires are formed in a zigzag shape with equal intervals, and both ends thereof are connected to lead wires 4 and 4' with silver paste 3.3' attached thereto.

このような構造の感温素子に過大電流が流れると、金i
A窒化物抵抗体の温度が上昇し、その素子温度が150
℃以上になると、抵抗体の抵抗値が増加し始めろ。抵抗
増加の程度は温度によって異なり、より高温になればな
る程増加速度が大きくなり、遂には一定の抵抗値に達す
る。第1図に示された態様の寸法において、抵抗体が窒
化チタン薄膜の場合の経時的な素子抵抗値が第2図のグ
ラフに示されており、高温時の方が素子抵抗がよく早く
平衡状態罠達することが分る。 ′・かかる温度変化に
対応する抵抗変化の原理は、薄膜状抵抗体が高周波マグ
ネトロンスパッタリング法により低温で形成されるため
アモルファス状態であり、これが150℃以上に熱せら
れることで結晶化の傾向を示すようになり、このために
抵抗が変化するようになるというアニール効果による。
When an excessive current flows through a temperature sensing element with such a structure, gold i
The temperature of the A nitride resistor increases, and the element temperature increases to 150℃.
When the temperature exceeds ℃, the resistance value of the resistor starts to increase. The degree of increase in resistance varies depending on the temperature, and the higher the temperature, the faster the rate of increase, and eventually a certain resistance value is reached. With the dimensions of the embodiment shown in Figure 1, the element resistance value over time when the resistor is a titanium nitride thin film is shown in the graph of Figure 2, and the element resistance is better and equilibrated more quickly at high temperatures. It turns out that the state trap is reached. '・The principle behind the resistance change in response to such temperature changes is that the thin film resistor is formed at low temperatures by high-frequency magnetron sputtering, so it is in an amorphous state, and when it is heated to 150°C or higher, it shows a tendency to crystallize. This is due to the annealing effect, which causes the resistance to change.

このことは、例えば窒化チタンの薄膜状抵抗体の場合、
150℃以上にこれを加熱すると(111)、(200
)、特に(200)の面方位をとることから確認された
For example, in the case of a titanium nitride thin film resistor,
When heated above 150℃, (111), (200
), especially since it has a (200) plane orientation.

このように、発生温度による抵抗増加が生じ、これによ
って回路電流を制限することができるため、それ以上の
温度上昇が抑えられる。もしも、抵抗増加で温度上昇が
抑えられなかった場合や過電流が極端に大すく、温度上
昇が急激な場゛合が考えられるときには、そうした事態
に備えて初期抵抗と平衡抵抗との間に設定抵抗を設けて
おき、その抵抗値に達したときにリレーを介して電源を
切るとか、ランプ・ブザーによって設定値に達したこと
を報知させるなどの方法をとることにより、回路の係数
の安全を図ることができる。
In this way, resistance increases due to the generated temperature, and this makes it possible to limit the circuit current, thereby suppressing further temperature rise. If the temperature rise cannot be suppressed by increasing the resistance, or if the overcurrent is extremely large and the temperature rises rapidly, set the resistance between the initial resistance and the equilibrium resistance in preparation for such a situation. The safety of the circuit coefficients can be ensured by installing a resistor and turning off the power via a relay when the resistance value is reached, or using a lamp or buzzer to notify that the set value has been reached. can be achieved.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本発明に係る感温素子は、次のような特徴を有している
The temperature sensing element according to the present invention has the following characteristics.

(1)抵抗体薄膜の結晶構造の変化で抵抗値が変るため
、これをヒユーズ抵抗器などの用途に用いることができ
、この場合高温で焼き切れる従来タイプのものと比較し
て安全である。
(1) Since the resistance value changes due to changes in the crystal structure of the resistor thin film, it can be used in applications such as fuse resistors, and in this case it is safer than conventional types that burn out at high temperatures.

(2)薄膜状抵抗体の幅を一定にして、その厚さを種々
変化させることで、抵抗値を任意に変えることができる
(2) By keeping the width of the thin film resistor constant and varying its thickness, the resistance value can be changed arbitrarily.

(3)薄膜状抵抗体の形状および大きさを任意に設定で
きろため、非常に小塵化することができ、しかも複雑な
形状の物体上にも直接これを形成させることができる。
(3) Since the shape and size of the thin film resistor can be arbitrarily set, it can be made into very small particles, and it can also be directly formed on objects with complex shapes.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は、本発明に係る感温素子の一態様の平面図であ
る。また、第2図は、アモルファス窒化チタン薄膜状抵
抗体を用いた感温素子の各種温度における素子抵抗の経
時的変化を示すグラフである。 (符号の説明) 1・・・・・・絶縁体基板
FIG. 1 is a plan view of one embodiment of a temperature-sensitive element according to the present invention. Furthermore, FIG. 2 is a graph showing changes over time in element resistance at various temperatures of a temperature-sensitive element using an amorphous titanium nitride thin film resistor. (Explanation of symbols) 1...Insulator substrate

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、絶縁体基板上にアモルファス金属化合物からなる薄
膜状抵抗体を形成せしめてなる感温素子。 2、アモルファス金属化合物が金属窒化物である特許請
求の範囲第1項記載の感温素子。 3、薄膜状抵抗体の形成が高周波マグネトロンスパッタ
リングにより行われた特許請求の範囲第1項または第2
項記載の感温素子。 4、ヒューズ抵抗器用途に用いられる特許請求の範囲第
1項記載の感温素子。
[Scope of Claims] 1. A temperature-sensitive element comprising a thin film resistor made of an amorphous metal compound formed on an insulating substrate. 2. The temperature-sensitive element according to claim 1, wherein the amorphous metal compound is a metal nitride. 3. Claim 1 or 2, in which the thin film resistor is formed by high frequency magnetron sputtering.
Temperature sensing element described in section. 4. The temperature sensing element according to claim 1, which is used as a fuse resistor.
JP27045484A 1984-12-21 1984-12-21 Thermosensitive element Pending JPS61148732A (en)

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JP27045484A JPS61148732A (en) 1984-12-21 1984-12-21 Thermosensitive element

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JP27045484A JPS61148732A (en) 1984-12-21 1984-12-21 Thermosensitive element

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JPS61148732A true JPS61148732A (en) 1986-07-07

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JP27045484A Pending JPS61148732A (en) 1984-12-21 1984-12-21 Thermosensitive element

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6466124B1 (en) 1999-04-08 2002-10-15 Nec Corporation Thin film resistor and method for forming the same

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS57132301A (en) * 1980-12-11 1982-08-16 Honeywell Inc Ni-fe thin film temperature sensor
JPS5892201A (en) * 1981-11-27 1983-06-01 松下電器産業株式会社 Thin film platinum temperature sensor

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