JPS6253921B2 - - Google Patents
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- JPS6253921B2 JPS6253921B2 JP18206781A JP18206781A JPS6253921B2 JP S6253921 B2 JPS6253921 B2 JP S6253921B2 JP 18206781 A JP18206781 A JP 18206781A JP 18206781 A JP18206781 A JP 18206781A JP S6253921 B2 JPS6253921 B2 JP S6253921B2
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Landscapes
- Thermistors And Varistors (AREA)
Description
本発明は絶縁性基板の一方の表面に感温抵抗体
膜と電極を形成してなる薄膜サーミスタの製造方
法に関し、サーミスタ素子（以下チツプと称す）
を不活性ガスを用いた雰囲気下で加熱処理するこ
とにより、チツプの特性の熱的安定化を図ること
を目的とする。 チツプは第３図に示すように、絶縁性基板１の
一方の表面に感温抵抗体膜２と電極膜３とを形成
して構成される。絶縁性基板１には、アルミナ，
ムライト，ベリリア，石英，硼珪酸ガラスなどが
用いられる。感温抵抗体膜２は、SiCの薄膜が用
いられる。電極膜３には、Cr，Ni，Ni―Crなど
をアンダコートしたAu，Cu，Agなどの蒸着電極
膜、あるいはAg，Au，Ag―Pd，Pt，Au―Ptな
どの厚膜電極膜が用いられる。 この種チツプは熱的影響を受けた場合、サーミ
スタ特性（抵抗値ならびにサーミスタ定数）が大
幅に変化する。サーミスタ特性に及ぼす実際の熱
的影響は、次の２点が考えられる。第１にはサー
ミスタ製造過程におけるチツプ形成後のリード付
け工程である。この工程はチツプの電極部に低融
点ガラス粉末の焼付をし、これを介してリード線
の接続がされる。この低融点ガラス粉末の焼付け
には700℃×５分の作業条件を要し、そのためサ
ーミスタ特性は熱的影響を受け著しく変化する。
第２にはサーミスタ実用過程における使用温度で
ある。この種サーミスタは調理器の庫内温度の検
出などに利用されるため、最高使用温度では350
℃を断続的に受けることになる。 これらの熱的影響は、前者がサーミスタ製造面
の歩留など生産性に、後者はサーミスタの寿命や
信頼性に反映してくる。 従来この種チツプを熱的に安定化するために、
チツプを予めアニーリング処理する方法が用いら
れていた。このアニーリング処理はチツプの形成
がおこなわれた後に、電気炉などにより加熱処理
（大気中でエージング）する方法で、通常、700℃
×20分〜３時間程度（大気中）の条件が用いられ
る。なかでも、700℃×１時間以上の条件におい
ては、安定化に対する効果には大差がなく、作業
時間短縮にも適することから実際の製造には700
℃×１時間の条件が用いられていた。しかし、従
来のアニーリング処理によると、サーミスタ特性
に及ぼす熱的影響をかなり抑制することはできる
が、その変動幅を小さくすることは困難であつ
た。従つてサーミスタ製造面での歩留の低下や、
信頼性面でのバラツキが大きいなどの欠点を有し
ていた。 本発明は絶縁性基板の一方の表面に感温抵抗体
膜と電極膜とを形成してチツプを作り、その後こ
のサーミスタ素子を不活性ガス中で加熱処理する
ことにより、上記従来の欠点を解消するものであ
る。以下、本発明の一実施例について詳細な説明
をする。 実施例 実験用試料には、前述したチツプ構成より、絶
縁性基板に純度96％のアルミナ基板（l6.5×w1.8
×t0.5ｍ／ｍ）、電極膜には金―白金ペーストの
厚膜焼結体、感温抵抗体膜にはSiCのスパツタ蒸
着膜（2.5μｍ厚さ）を選んだ。この様にして作
成されたチツプのサーミスタ初期特性は、抵抗値
（50℃で測定）が約180KΩ、サーミスタ定数（50
℃及び140℃間の数値）が、約2375〓であつた。 次に不活性ガスの雰囲気を作成しチツプを加熱
処理をする装置には、汎用型の真空炉（〜×
10-6Torr）を用いた。 不活性ガスには、窒素（純度：99.99％）なら
びにアルゴン（純度：99.99％）を選んだ。チツ
プを加熱処理する温度は、300，400，500，700，
900℃を選び、保持時間はそれぞれの温度に対
し、０，15，30，45，60分の設定を選んだ。 チツプの加熱処理をする為に、まず真空炉内を
不活性雰囲気にすることをおこなつた。真空炉内
の真空圧力が５×10-6Torrに到達するまで真空
排気をし、到達後、真空炉内圧力が×10-2Torr
（中真空領域）になる迄、不活性ガスの窒素を導
入し窒素ガス雰囲気の作成をした。この雰囲気下
において、上記の温度プログラムに基づいたチツ
プの加熱処理をおこなつた。 この様にして窒素雰囲気下で加熱処理されたチ
ツプの抵抗値（於50℃測定）を調べると、第１図
に示す如く温度依存性を有した特性曲線になるこ
とが明らかになつた。第１図において（＃１）は
300℃処理、（＃２）は400℃処理、（＃３）は500
℃処理、（＃４）は700℃処理、（＃５）は900℃処
理の経時に対する抵抗値特性（処理前後の50℃抵
抗値変化率）を示す。 また同じ窒素雰囲気中の加熱処理で、雰囲気ガ
ス量の異なつた条件下での加熱処理ならびに、不
活性ガスをアルゴンに置き替えた場合（前述の窒
素の実施例と同じ方法）についての実験もおこな
つた。雰囲気ガス量の場合、一つは真空炉内の到
達圧力を１×10-2Torrとし、その後圧力が１気
圧になる様、窒素の導入をして加熱処理をした。
第２には真空炉内の到達圧力を５×10-6Torrと
し、その後圧力が５×10-5Torr（高真空領域）
になる様、窒素の導入をして加熱処理をした。こ
の両者の条件ならびにアルゴンの条件で700℃の
加熱処理したチツプの特性曲線を第２図に示し
た。第２図において、（＃６）は前者の１気圧条
件下、（＃７）は後者の高真空域下、（＃８）はア
ルゴンを用いた場合である。それぞれ第１図に示
した場合と同様、特徴のある放物状の特性曲線が
得られた。実験では加熱処理温度を、300，400，
500，700，900℃を選んだが、その間における各
温度に付いては、第１図に示した特性曲線に類似
したそれぞれの特性曲線が得られることは容易に
類推することができる。 上述の様に作成された各試料について、熱的影
響の試験をした。熱的影響の試験条件には、前述
のサーミスタ製造上の温度を考慮した700℃×10
分（大気中）放置、ならびに実用上の使用温度を
考慮した400℃×1000時間（大気中）放置を選び
実施をした。この試験の前後における50℃抵抗値
および50℃−140℃間におけるサーミスタ定数の
変化率を調べ、サーミスタ特性の安定化効果に対
する評価とした。また、本発明の効果を比較する
ため、従来の加熱処理の代表である700℃×60分
（大気中）のアニーリング処理したチツプを、同
じ熱的影響試験した。 その結果、本発明による不活性ガス中で加熱処
理されたチツプのサーミスタ特性は、熱的に非常
に安定化することが判つた。なかでも加熱処理の
温度保持時間をパラメータに見た場合、その安定
化の効果では大きな差異は見られなかつた。 これらの中より第１図，第２図に示す＃１〜
＃８の内で、15分間加熱保持をした系のものを代
表に、従来例との比較を表に示した。表―には
700℃×10分（大気中）放置、表―には400℃×
1000時間（大気中）放置による熱的影響の試験結
果を示した。
膜と電極を形成してなる薄膜サーミスタの製造方
法に関し、サーミスタ素子（以下チツプと称す）
を不活性ガスを用いた雰囲気下で加熱処理するこ
とにより、チツプの特性の熱的安定化を図ること
を目的とする。 チツプは第３図に示すように、絶縁性基板１の
一方の表面に感温抵抗体膜２と電極膜３とを形成
して構成される。絶縁性基板１には、アルミナ，
ムライト，ベリリア，石英，硼珪酸ガラスなどが
用いられる。感温抵抗体膜２は、SiCの薄膜が用
いられる。電極膜３には、Cr，Ni，Ni―Crなど
をアンダコートしたAu，Cu，Agなどの蒸着電極
膜、あるいはAg，Au，Ag―Pd，Pt，Au―Ptな
どの厚膜電極膜が用いられる。 この種チツプは熱的影響を受けた場合、サーミ
スタ特性（抵抗値ならびにサーミスタ定数）が大
幅に変化する。サーミスタ特性に及ぼす実際の熱
的影響は、次の２点が考えられる。第１にはサー
ミスタ製造過程におけるチツプ形成後のリード付
け工程である。この工程はチツプの電極部に低融
点ガラス粉末の焼付をし、これを介してリード線
の接続がされる。この低融点ガラス粉末の焼付け
には700℃×５分の作業条件を要し、そのためサ
ーミスタ特性は熱的影響を受け著しく変化する。
第２にはサーミスタ実用過程における使用温度で
ある。この種サーミスタは調理器の庫内温度の検
出などに利用されるため、最高使用温度では350
℃を断続的に受けることになる。 これらの熱的影響は、前者がサーミスタ製造面
の歩留など生産性に、後者はサーミスタの寿命や
信頼性に反映してくる。 従来この種チツプを熱的に安定化するために、
チツプを予めアニーリング処理する方法が用いら
れていた。このアニーリング処理はチツプの形成
がおこなわれた後に、電気炉などにより加熱処理
（大気中でエージング）する方法で、通常、700℃
×20分〜３時間程度（大気中）の条件が用いられ
る。なかでも、700℃×１時間以上の条件におい
ては、安定化に対する効果には大差がなく、作業
時間短縮にも適することから実際の製造には700
℃×１時間の条件が用いられていた。しかし、従
来のアニーリング処理によると、サーミスタ特性
に及ぼす熱的影響をかなり抑制することはできる
が、その変動幅を小さくすることは困難であつ
た。従つてサーミスタ製造面での歩留の低下や、
信頼性面でのバラツキが大きいなどの欠点を有し
ていた。 本発明は絶縁性基板の一方の表面に感温抵抗体
膜と電極膜とを形成してチツプを作り、その後こ
のサーミスタ素子を不活性ガス中で加熱処理する
ことにより、上記従来の欠点を解消するものであ
る。以下、本発明の一実施例について詳細な説明
をする。 実施例 実験用試料には、前述したチツプ構成より、絶
縁性基板に純度96％のアルミナ基板（l6.5×w1.8
×t0.5ｍ／ｍ）、電極膜には金―白金ペーストの
厚膜焼結体、感温抵抗体膜にはSiCのスパツタ蒸
着膜（2.5μｍ厚さ）を選んだ。この様にして作
成されたチツプのサーミスタ初期特性は、抵抗値
（50℃で測定）が約180KΩ、サーミスタ定数（50
℃及び140℃間の数値）が、約2375〓であつた。 次に不活性ガスの雰囲気を作成しチツプを加熱
処理をする装置には、汎用型の真空炉（〜×
10-6Torr）を用いた。 不活性ガスには、窒素（純度：99.99％）なら
びにアルゴン（純度：99.99％）を選んだ。チツ
プを加熱処理する温度は、300，400，500，700，
900℃を選び、保持時間はそれぞれの温度に対
し、０，15，30，45，60分の設定を選んだ。 チツプの加熱処理をする為に、まず真空炉内を
不活性雰囲気にすることをおこなつた。真空炉内
の真空圧力が５×10-6Torrに到達するまで真空
排気をし、到達後、真空炉内圧力が×10-2Torr
（中真空領域）になる迄、不活性ガスの窒素を導
入し窒素ガス雰囲気の作成をした。この雰囲気下
において、上記の温度プログラムに基づいたチツ
プの加熱処理をおこなつた。 この様にして窒素雰囲気下で加熱処理されたチ
ツプの抵抗値（於50℃測定）を調べると、第１図
に示す如く温度依存性を有した特性曲線になるこ
とが明らかになつた。第１図において（＃１）は
300℃処理、（＃２）は400℃処理、（＃３）は500
℃処理、（＃４）は700℃処理、（＃５）は900℃処
理の経時に対する抵抗値特性（処理前後の50℃抵
抗値変化率）を示す。 また同じ窒素雰囲気中の加熱処理で、雰囲気ガ
ス量の異なつた条件下での加熱処理ならびに、不
活性ガスをアルゴンに置き替えた場合（前述の窒
素の実施例と同じ方法）についての実験もおこな
つた。雰囲気ガス量の場合、一つは真空炉内の到
達圧力を１×10-2Torrとし、その後圧力が１気
圧になる様、窒素の導入をして加熱処理をした。
第２には真空炉内の到達圧力を５×10-6Torrと
し、その後圧力が５×10-5Torr（高真空領域）
になる様、窒素の導入をして加熱処理をした。こ
の両者の条件ならびにアルゴンの条件で700℃の
加熱処理したチツプの特性曲線を第２図に示し
た。第２図において、（＃６）は前者の１気圧条
件下、（＃７）は後者の高真空域下、（＃８）はア
ルゴンを用いた場合である。それぞれ第１図に示
した場合と同様、特徴のある放物状の特性曲線が
得られた。実験では加熱処理温度を、300，400，
500，700，900℃を選んだが、その間における各
温度に付いては、第１図に示した特性曲線に類似
したそれぞれの特性曲線が得られることは容易に
類推することができる。 上述の様に作成された各試料について、熱的影
響の試験をした。熱的影響の試験条件には、前述
のサーミスタ製造上の温度を考慮した700℃×10
分（大気中）放置、ならびに実用上の使用温度を
考慮した400℃×1000時間（大気中）放置を選び
実施をした。この試験の前後における50℃抵抗値
および50℃−140℃間におけるサーミスタ定数の
変化率を調べ、サーミスタ特性の安定化効果に対
する評価とした。また、本発明の効果を比較する
ため、従来の加熱処理の代表である700℃×60分
（大気中）のアニーリング処理したチツプを、同
じ熱的影響試験した。 その結果、本発明による不活性ガス中で加熱処
理されたチツプのサーミスタ特性は、熱的に非常
に安定化することが判つた。なかでも加熱処理の
温度保持時間をパラメータに見た場合、その安定
化の効果では大きな差異は見られなかつた。 これらの中より第１図，第２図に示す＃１〜
＃８の内で、15分間加熱保持をした系のものを代
表に、従来例との比較を表に示した。表―には
700℃×10分（大気中）放置、表―には400℃×
1000時間（大気中）放置による熱的影響の試験結
果を示した。
【表】
【表】
表―，からも明らかな様に、本発明の不活
性ガス中で加熱処理されたチツプのサーミスタ特
性〔50℃測定による抵抗変化率をΔR1で、50℃
−140℃間測定によるサーミスタ定数の変化率を
ΔＢで表に示した〕は、熱的影響に対し非常に安
定した効果を示すことが判る。また、実用上のサ
ーミスタ特性の変化は、抵抗値が±６％、サーミ
スタ定数が±２％程度以内を必要としているが、
少なくとも不活性ガス中で400℃以上の加熱処理
されたチツプのサーミスタ特性の変化率はこれを
充分に満足するものであることが判る。 また今回の実験では、加熱処理温度をMAX900
℃としているが、これはチツプの電極材料の耐熱
性の点からこの温度設定がなされたためで当然そ
の電極材料の構成で温度範囲が変ることは容易に
類推できることである。 以上の説明から明らかなように、本発明のチツ
プを不活性ガス中で加熱処理することにより、サ
ーミスタ特性の優れた熱的安定性が図れ、サーミ
スタ製造上の歩留の向上ならびに信頼性の向上等
の効果が得られるものである。
性ガス中で加熱処理されたチツプのサーミスタ特
性〔50℃測定による抵抗変化率をΔR1で、50℃
−140℃間測定によるサーミスタ定数の変化率を
ΔＢで表に示した〕は、熱的影響に対し非常に安
定した効果を示すことが判る。また、実用上のサ
ーミスタ特性の変化は、抵抗値が±６％、サーミ
スタ定数が±２％程度以内を必要としているが、
少なくとも不活性ガス中で400℃以上の加熱処理
されたチツプのサーミスタ特性の変化率はこれを
充分に満足するものであることが判る。 また今回の実験では、加熱処理温度をMAX900
℃としているが、これはチツプの電極材料の耐熱
性の点からこの温度設定がなされたためで当然そ
の電極材料の構成で温度範囲が変ることは容易に
類推できることである。 以上の説明から明らかなように、本発明のチツ
プを不活性ガス中で加熱処理することにより、サ
ーミスタ特性の優れた熱的安定性が図れ、サーミ
スタ製造上の歩留の向上ならびに信頼性の向上等
の効果が得られるものである。
第１図，第２図は本発明によりチツプを不活性
ガス中で加熱処理したときの抵抗特性（於50℃）
と時間の関係を示す図、第３図は本発明のなかの
実施例に使用したサーミスタ素子（チツプ）を模
式的に示す断面図である。 １…絶縁性基板、２…感温抵抗体膜、３…電極
膜。
ガス中で加熱処理したときの抵抗特性（於50℃）
と時間の関係を示す図、第３図は本発明のなかの
実施例に使用したサーミスタ素子（チツプ）を模
式的に示す断面図である。 １…絶縁性基板、２…感温抵抗体膜、３…電極
膜。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 絶縁性基板の一方の表面に感温抵抗体膜と電
極膜とを形成してサーミスタ素子を作り、その後
このサーミスタ素子を、不活性ガス中で加熱処理
した薄膜サーミスタの製造方法。 ２ 不活性ガスは少なくとも窒素、アルゴンのガ
スとした特許請求の範囲第１項記載の薄膜サーミ
スタの製造方法。 ３ 加熱処理温度は少なくとも400℃〜900℃の範
囲とした特許請求の範囲第１項記載の薄膜サーミ
スタの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18206781A JPS5884405A (ja) | 1981-11-12 | 1981-11-12 | 薄膜サ−ミスタの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18206781A JPS5884405A (ja) | 1981-11-12 | 1981-11-12 | 薄膜サ−ミスタの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5884405A JPS5884405A (ja) | 1983-05-20 |
| JPS6253921B2 true JPS6253921B2 (ja) | 1987-11-12 |
Family
ID=16111766
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18206781A Granted JPS5884405A (ja) | 1981-11-12 | 1981-11-12 | 薄膜サ−ミスタの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5884405A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03184721A (ja) * | 1989-12-11 | 1991-08-12 | O S G Kk | ねじ切りフライス |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2727541B2 (ja) * | 1987-06-12 | 1998-03-11 | エヌオーケー株式会社 | 薄膜サーミスタの製造法 |
| JPH01171201A (ja) * | 1987-12-25 | 1989-07-06 | Okazaki Seisakusho:Kk | 薄膜抵抗測温体および測温体 |
-
1981
- 1981-11-12 JP JP18206781A patent/JPS5884405A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03184721A (ja) * | 1989-12-11 | 1991-08-12 | O S G Kk | ねじ切りフライス |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5884405A (ja) | 1983-05-20 |
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