JPS63136502A - Thermistor device - Google Patents

Thermistor device

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Publication number
JPS63136502A
JPS63136502A JP28225686A JP28225686A JPS63136502A JP S63136502 A JPS63136502 A JP S63136502A JP 28225686 A JP28225686 A JP 28225686A JP 28225686 A JP28225686 A JP 28225686A JP S63136502 A JPS63136502 A JP S63136502A
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JP
Japan
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thermistor
insulator
conductor
thermistor element
pair
Prior art date
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Pending
Application number
JP28225686A
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Japanese (ja)
Inventor
行雄 川口
透 木練
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TDK Corp
Original Assignee
TDK Corp
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Publication date
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  • Thermistors And Varistors (AREA)

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】 ■ 発明の背景 技術分野 本発明は、高温用のサーミスタ素子に関する。[Detailed description of the invention] ■ Background of the invention Technical field The present invention relates to a thermistor element for high temperatures.

先行技術とその問題点 サーミスタは、感温抵抗体の電気抵抗の温度依存性を利
用した温度センサであり、温度測定や温度HIIlj御
等に汎用されている。 特に高温用としては、例えば自
動車排気ガス温度検出センサ、電気炉の温度計7!jl
l用センサなどに使用されている。
Prior art and its problems A thermistor is a temperature sensor that utilizes the temperature dependence of the electrical resistance of a temperature-sensitive resistor, and is widely used for temperature measurement, temperature control, etc. Particularly for high temperature applications, examples include automobile exhaust gas temperature detection sensors and electric furnace thermometers 7! jl
Used in l sensors, etc.

サーミスタ素子の構造は、例えば特開昭60−3710
1号に記載されているように、従来、感温材料である焼
結セラミック中に電極部を埋設しているため、埋設した
電極部の欠損か多いことや、電極用に使用する白金電極
が高価であることなどの欠点がある。
The structure of the thermistor element is, for example, disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 60-3710.
As described in No. 1, conventionally, electrode parts are buried in sintered ceramic, which is a temperature-sensitive material, so there are many cases where the buried electrode parts are damaged and the platinum electrodes used for the electrodes are damaged. It has disadvantages such as being expensive.

このような欠点に対処するために、特公昭58−218
01号には「柱状絶縁体と柱状絶縁体を包む保護皮膜絶
縁体と、両絶縁体間に形成された少なくとも1対の導電
体と、導電体に外部へ連絡するために設けられた電極と
、導電体と導電体を短絡するように設置された感温材料
を有する一体化された構造」のサーミスタ素子が開示さ
れている。
In order to deal with these shortcomings, the
No. 01 states, ``A columnar insulator, a protective film insulator surrounding the columnar insulator, at least one pair of conductors formed between both insulators, and an electrode provided on the conductor to communicate with the outside. A thermistor element is disclosed that is an "integrated structure having a temperature-sensitive material placed to short-circuit the conductors."

しかし、この提案のものは、絶縁体と導電体との接続に
際しては、絶縁体の生シートに導電体を塗布して丸めて
焼成するか、あるいは絶縁体の土柱状体に導電体を印刷
し焼成するか、あるいは焼結した絶縁体に導電体を蒸着
、スパッタ等で形成している。 そして、このように一
体化された絶縁体と導電体に対し、感温材料を溶着した
り、溶射したりして一体化する。
However, in this proposal, when connecting an insulator and a conductor, the conductor is applied to a raw sheet of the insulator, rolled up and fired, or the conductor is printed on a column-shaped insulator. A conductor is formed on a fired or sintered insulator by vapor deposition, sputtering, or the like. Then, a temperature-sensitive material is welded or thermally sprayed to the thus integrated insulator and conductor to integrate them.

すなわち、導電体および感温材料は絶縁体に担持される
ものであって、素子の機械的強度が絶縁体によって決ま
るため、十分な機械的強度を得るためには素子が大型化
する。′ また、高温使用時における導電体、絶縁材料および感温
材料間の剥離防止についても万全ではない。 このため
保護膜を厚くせざるをえない。
That is, the conductor and temperature-sensitive material are supported on an insulator, and the mechanical strength of the element is determined by the insulator, so the element must be large in order to obtain sufficient mechanical strength. ' Also, it is not perfect in preventing peeling between conductors, insulating materials, and temperature-sensitive materials during high-temperature use. For this reason, the protective film must be made thicker.

さらには、導電体後端には別途電極を形成するため、T
程増を招き、これらの電気的接合の安定性も十分とはい
えない。
Furthermore, since a separate electrode is formed at the rear end of the conductor, T
The stability of these electrical connections is also not sufficient.

また、特開昭60−49607号には、それぞれの生材
料をホットプレス焼結することにより、サーミスタ材料
としての多結晶焼結体と、1対の導電体としての4電性
セラミツクスとを一体化したものが開示されている。
Furthermore, in JP-A No. 60-49607, a polycrystalline sintered body as a thermistor material and a quadriconductive ceramic as a pair of conductors are integrated by hot-press sintering the respective raw materials. What has been transformed is disclosed.

ところで、高温用の感温素子は、リード接続部を保護す
るため、ある程度の長尺のものとしなければならない。
By the way, a temperature sensing element for high temperature use must be long to some extent in order to protect the lead connection portion.

  しかしこのように構成するには、サーミスタ材料の
後端に長尺の導電体材料を配して焼結一体化したのち、
1対の導電体を形成するために、サーミスタチップに信
るまで導電体を切欠かなければならない。
However, in order to configure this, a long conductive material is placed at the rear end of the thermistor material and then sintered and integrated.
To form a pair of conductors, the conductors must be cut out to the thermistor chip.

このため、製造ト煩瑣となり、また研削精度により検出
精度にも影響か生じる。 また、導電体とサーミスタチ
ップとの接着強度を高めるためには柱状体の巾を大きく
せざるをえず、素子が大型化する。 あるいは機械的強
度も十分でない。
Therefore, the manufacturing process becomes complicated, and the detection accuracy is also affected by the grinding accuracy. Furthermore, in order to increase the adhesive strength between the conductor and the thermistor chip, the width of the columnar body must be increased, resulting in an increase in the size of the device. Or the mechanical strength is not sufficient.

■ 発明の目的 本発明の目的は、サーミスタ材料と電極とリード線との
電気的接合が一体化でき、小型でしかも高温での使用に
おいて安定性およびイ9頼性が充分であり、かつ機械的
強度が大きく、しかも保護膜を形成する際薄膜化が可能
なサーミスタ素子を提供することにある。
■ Purpose of the Invention The purpose of the present invention is to integrate electrical connections between the thermistor material, electrodes, and lead wires, to be small in size, to have sufficient stability and reliability when used at high temperatures, and to be mechanically It is an object of the present invention to provide a thermistor element which has high strength and can be formed into a thin film when forming a protective film.

■ 発明の開示 このような目的は、下記の本発明によって達成される。■Disclosure of invention Such objects are achieved by the invention described below.

すなわち、本発明における第1の発明は1対の導電体と
絶縁体とサーミスタチップとを一体的に有するサーミス
タ素子であって、絶縁体材料の両側に1対の導電体材料
を配し、さらに絶縁体材料の先端に両導電体材料と接す
るようにサーミスタ材料を配し、こわを加圧子加熱する
ことによって一体化されていることを特徴とするサーミ
スタ素子である。
That is, the first aspect of the present invention is a thermistor element that integrally includes a pair of conductor, an insulator, and a thermistor chip, in which the pair of conductor materials are arranged on both sides of the insulator material, and This thermistor element is characterized in that a thermistor material is arranged at the tip of an insulating material so as to be in contact with both conductive materials, and the stiffness is integrated by heating with a presser.

また、第2の発明は1対の導電体と絶縁体とサーミスタ
チップとを一体的に有するサーミスタ素子であって、絶
縁体材料の両側に1対の導電体材料を配し、さらに絶縁
体材料の先端に両導電体材料と接するようにサーミスタ
素子を配し、これを加圧子加熱することによって一体化
されており、導電体および絶縁体の後端を残して保護膜
が設層されていることを特徴とするサーミスタ素子であ
る。
Further, a second invention is a thermistor element that integrally includes a pair of conductor, an insulator, and a thermistor chip, in which the pair of conductor materials are arranged on both sides of the insulator material, and the insulator material A thermistor element is placed at the tip of the conductor so that it is in contact with both conductor materials, and these are integrated by heating with a presser, and a protective film is placed on the rear ends of the conductor and insulator. This is a thermistor element characterized by the following.

■ 発明の具体的構成 以下、本発明の具体的構成について詳細に説明する。■Specific structure of the invention Hereinafter, a specific configuration of the present invention will be explained in detail.

本発明のサーミスタ素子は、1対の導電体と絶縁体とサ
ーミスタチップとを一体的に打するものであって、絶縁
体材料の両側に1対の導電体材料を配し、さらに絶縁体
材料の先端に両41′「体材料と接するようにサーミス
タ材料を配し、これを加圧子加熱して一体化している。
The thermistor element of the present invention is one in which a pair of conductor, an insulator, and a thermistor chip are integrally formed, and a pair of conductor materials are arranged on both sides of an insulator material, and A thermistor material is placed at the tip of both 41' so as to be in contact with the body material, and this is heated by a presser and integrated.

第1図は、本発明のサーミスタ素子の1実施態様を示す
断面図である。
FIG. 1 is a sectional view showing one embodiment of the thermistor element of the present invention.

′−jr、1図に示すように、本発明のサーミスタ素子
1は通常、外形角柱状の形状である。 そして、絶縁体
13の先端にサーミスタチップ11を有し、サーミスタ
チップ11および絶縁体13の両側面を覆うように1対
の導電体12をイTする構造とするのか好ましい。
As shown in FIG. 1, the thermistor element 1 of the present invention usually has a prismatic external shape. Preferably, the thermistor chip 11 is provided at the tip of the insulator 13, and a pair of conductors 12 are arranged so as to cover both sides of the thermistor chip 11 and the insulator 13.

本発明においてサーミスタ素子は、このような構造に限
定されるわけではなく、絶縁体13の両側に1対の導電
体12を配し、さらに絶縁体13の先端に1対の導電体
12と接するようにサーミスタチップ11を配した一体
的な構造とすればどのようなものであってもよい。
In the present invention, the thermistor element is not limited to such a structure, but may include a pair of conductors 12 disposed on both sides of an insulator 13, and further in contact with the pair of conductors 12 at the tip of the insulator 13. Any type of integrated structure including the thermistor chip 11 may be used.

この場合、導電体12.12および絶縁体13はサーミ
スタチップ11の後端に接続するような構造とすること
もできる。
In this case, the conductor 12.12 and the insulator 13 may be connected to the rear end of the thermistor chip 11.

ただ、この場合は、十分な機械的強度を得るためには、
サーミスタチップ11および素子が大型化するので、図
示のように、導電体12.12をサーミスタチップ11
の側面先端まで到達するようにすることが好ましい。
However, in this case, in order to obtain sufficient mechanical strength,
Since the thermistor chip 11 and the element become larger, the conductors 12 and 12 are connected to the thermistor chip 11 as shown in the figure.
It is preferable to reach the tip of the side surface.

そして、図示のように、サーミスタチップ11の側面お
よび後端面の一部と導電体12.12とか接するように
すれば、機械的強度と電気的接合の安定性が向上し、素
子は小型化できる。
If the conductor 12.12 is brought into contact with a portion of the side surface and rear end surface of the thermistor chip 11 as shown in the figure, the mechanical strength and stability of the electrical connection will be improved, and the device can be made smaller. .

そして、本発明においては、導電体のJ7さを絶縁体の
厚さで除した値が、0.1〜10、好ましくは0.4〜
1とするのがよい。
In the present invention, the value obtained by dividing the J7 of the conductor by the thickness of the insulator is 0.1 to 10, preferably 0.4 to 10.
It is better to set it to 1.

この値が0.1未満では、素子が大型化し、また10を
こすと、1対の導電体間の絶縁が不良となるからである
If this value is less than 0.1, the device becomes large, and if it exceeds 10, the insulation between the pair of conductors becomes poor.

本発明のサーミスタ素子の大きさは、通常、縦30〜8
0[nIl+、横0.45〜0.75n++n、厚さ0
.24〜10.5mmであり、またサーミスタチップの
大きさは、縦0.45〜0.75mm、横0.45〜0
.75[0111、厚さ0.2〜0.5mmであり、絶
縁体の厚さは0.2〜0.5n+mとするのがよい。
The size of the thermistor element of the present invention is usually 30 to 8
0[nIl+, width 0.45-0.75n++n, thickness 0
.. 24 to 10.5 mm, and the size of the thermistor chip is 0.45 to 0.75 mm in length and 0.45 to 0.0 mm in width.
.. 75 [0111, the thickness is 0.2 to 0.5 mm, and the thickness of the insulator is preferably 0.2 to 0.5 n+m.

本発明において用いる絶縁体材料としては、サーミスタ
材料より高抵抗の材料であればよく、サーミスタ材料の
抵抗値よりも102〜1010倍程度、好ましくは10
8〜1010倍程度高いものであればよく、11体的に
はA12o3.MgO1S i3〜4 、A、eN、B
Nなどが挙げられる。
The insulator material used in the present invention may be any material that has a higher resistance than the thermistor material, and is about 102 to 1010 times higher than the resistance value of the thermistor material, preferably 10
It only needs to be about 8 to 1010 times higher, and the 11 body is A12o3. MgO1S i3~4, A, eN, B
Examples include N.

また、サーミスタ材料としては、具体的には5iC−8
4C−BN系、Ax2o3−(T i C,Cr3 C
2、T i N) 系、BN−(TiN、NbN)系、
N + OM n 20 ]−Al2O2、%、Mg0
−(TaC,TiC)系等が挙げられる。
In addition, as a thermistor material, specifically 5iC-8
4C-BN system, Ax2o3-(T i C, Cr3 C
2. TiN) system, BN-(TiN, NbN) system,
N + OM n 20 ]-Al2O2, %, Mg0
-(TaC, TiC) system, etc. are mentioned.

これらの材料は、用途により抵抗の仕様値は異なるが、
1例として100℃での抵抗値が数にΩ〜数百にΩ程度
のものであり、材料の組成比、チップの形状等をかえる
ことにより所望とするそわぞれの仕様値を得ることがで
きる。
These materials have different resistance specifications depending on their use, but
For example, the resistance value at 100°C is from several ohms to several hundred ohms, and it is possible to obtain the desired specification value by changing the composition ratio of the material, the shape of the chip, etc. can.

導電体材料としては、W、MOlMo−Mn系、Fe−
Ni−Co系、Ti系等の金属材料、5iC−TiC系
、5iC−CrB2系、ZrN系、T i C−T i
 N系、MoS i2、LaCrO3等の導電性無機材
料などが挙げられる。
As the conductor material, W, MOlMo-Mn system, Fe-
Metal materials such as Ni-Co series and Ti series, 5iC-TiC series, 5iC-CrB2 series, ZrN series, T i C-T i
Examples include conductive inorganic materials such as N-based materials, MoSi2, and LaCrO3.

本発明のサーミスタ素子は、面述のように加圧Fにて加
熱して得られる。
The thermistor element of the present invention is obtained by heating under pressure F as described above.

例えば、まず、サーミスタ材料、絶縁体材料および導電
体材料について、それぞれ所定の大きさのシート状のも
のを作成し、第2a図に示すように、サーミスタ材料2
1の両側面に接して絶縁体材料22を配し、この11面
と下面に接してそれぞれ導電体材料23を重ね、これら
を加圧下加熱し、その後第2b図に示すように所望の大
きさに切断する方法などが挙げられる。
For example, first, sheets of thermistor material, insulator material, and conductor material are each made into predetermined sizes, and as shown in FIG. 2a, the thermistor material 2 is
An insulating material 22 is arranged in contact with both sides of the 11th surface, and a conductive material 23 is stacked in contact with the 11th surface and the lower surface, respectively, and these are heated under pressure, and then the desired size is obtained as shown in FIG. 2b. Examples include a method of cutting into pieces.

図示例では、サーミスタ材料と絶縁体材料との厚さは同
じにしであるが、所望とするサーミスタ素子の形状にあ
わせて、予め作成するシート状のものの形状を適宜決定
すればよい。
In the illustrated example, the thickness of the thermistor material and the insulator material are the same, but the shape of the sheet-like material to be prepared may be determined as appropriate in accordance with the shape of the desired thermistor element.

このような方法によれば、同時に50〜数千個程度のサ
ーミスタ素子の作成が可能となる。
According to such a method, it is possible to simultaneously create about 50 to several thousand thermistor elements.

加圧加熱は、具体的には、ホットプレス(HP)法や熱
間静水圧(HIP)法によればよい。
Specifically, the pressure heating may be performed by a hot press (HP) method or a hot isostatic pressure (HIP) method.

HP法では、大気中等の酸素雰囲気下、あるいは真空、
Ar、N2等の不活性雰囲気下で、50〜300 にg
/cdの加圧下、300〜2200℃の温度で、0.2
〜2時間程度加熱する。
In the HP method, under an oxygen atmosphere such as the atmosphere, or in a vacuum,
Under an inert atmosphere such as Ar or N2, 50 to 300 g
/cd at a temperature of 300-2200°C, 0.2
Heat for about 2 hours.

このような条件とするのは、50Kg/cゴ未満では接
合が不十分となり、300Kg/cゴをこえると、用い
る押し型の消耗が激しく、その材質選定に困難さが生じ
、生産性が悪化するからであり、また300℃未満とな
ると、接合が不十分となり、2200℃をこえると、サ
ーミスタ材料などにおいて組成系による特性(抵抗値等
)のバラツキが急激に増大するからである。
The reason for such conditions is that if the weight is less than 50 kg/c, the bonding will be insufficient, and if it exceeds 300 kg/c, the press die used will be severely worn out, making it difficult to select the material, and productivity will deteriorate. This is because if the temperature is less than 300°C, the bonding will be insufficient, and if the temperature exceeds 2200°C, variations in properties (resistance value, etc.) depending on the composition of the thermistor material etc. will increase rapidly.

また、HIP法では、Ar等の不活性雰囲気下て50〜
1500 にg/crrfの加圧下、300〜2200
℃の温度で0.2〜2時間加熱する。
In addition, in the HIP method, 50~
Under pressure of 1500g/crrf, 300-2200
Heat at a temperature of 0.2-2 hours.

このような条件とするのは、50 にg/cゴ未満ては
接合が不十分となり、1500Kg/cゴをこえると材
料間の相互拡散のコントロールが困難となり、作業性が
悪くなるからであり、300℃未満ては接合が不十分と
なり、2200℃をこえると、サーミスタ材料などにお
いて組成系による特性(抵抗値等)のバラツキか急激に
増大するからである。
These conditions are used because if the weight is less than 50 kg/c, the bonding will be insufficient, and if it exceeds 1,500 kg/c, it will be difficult to control the mutual diffusion between the materials, resulting in poor workability. If the temperature is less than 300° C., the bonding will be insufficient, and if the temperature exceeds 2200° C., the variation in properties (resistance value, etc.) depending on the composition of the thermistor material etc. will increase rapidly.

このような場合、用いる各材料は加熱によって各構成部
となる生材料のシート等であってもよい。
In such a case, each material used may be a sheet of raw material that becomes each component upon heating.

ただ、生材料を用いるときには、I(PあるいはHIP
に際して、寸法ないし形状変化が生じつるので、各材料
は予め焼結あるいは仮焼きを行ったものであることが好
ましい。 こ の場合、焼結温度は各材料の好適温度と
すればよい。
However, when using raw materials, I (P or HIP)
During this process, changes in size or shape may occur, so it is preferable that each material be sintered or calcined in advance. In this case, the sintering temperature may be set to a suitable temperature for each material.

本発明においては、このような1軸方向(HP法)もし
くは3軸方向(HIP法)に加圧下、加熱することによ
りサーミスタ材料と1対の導電体材料を、相互拡散によ
って強固に接合させることができる。
In the present invention, the thermistor material and the pair of conductor materials are firmly bonded by mutual diffusion by heating under pressure in one axis direction (HP method) or three axis directions (HIP method). I can do it.

このような拡散ないし反応層は数〜数10−程度の厚さ
とすることが好ましい。
It is preferable that such a diffusion or reaction layer has a thickness of about several to several tens of centimeters.

このような接合に際しては、サーミスタ材料と導電体材
料との熱膨張係数が互いに近似していることが必要であ
り、加圧、加熱、雰囲気等を1■記のように制御するこ
とにより、サーミスタ材料と導電体材料の相互拡散を図
るものである。
For such bonding, it is necessary that the thermal expansion coefficients of the thermistor material and the conductor material are similar to each other, and by controlling the pressure, heating, atmosphere, etc. as described in 1. This aims at mutual diffusion of the material and the conductor material.

このようなことからサーミスタ材料と導電体材料との組
合せとしては以下のものか挙げられる。
For this reason, the following combinations of the thermistor material and conductor material can be cited.

サーミスタ材料    導電体材料 l)熱膨張係数: (30〜55 ) X 10−7/
”C3iC−84C−BN系   5iC−Tie系5
iC−Cr口。 系 ’i、  Mo、  Fe−N1−(:o系■C 2)熱膨張係数: (55〜75) X 10−?/”
CA fl 203− (TiC1 Cr3C2、TiN)系     ZrN、f−BN−
(TiN 、 NbN ) ;feTie−TiN系3
)熱膨張係数;’75 x 10−7/”C以上Ni0
−Mn20.− Al1203系 Fe−Ti−Cr系
JO−(TaC,TiC)系    Fe−Ni−Cr
系Ti 、f一 本発明においては、第1図に示すようにサーミスタ素子
lに保護膜14を形成することが好ましい。 この場合
、保護膜としてゾル−ゲルコート等の薄膜を形成させる
ことが好ましい。
Thermistor material Conductor material l) Coefficient of thermal expansion: (30-55) x 10-7/
”C3iC-84C-BN series 5iC-Tie series 5
iC-Cr mouth. System 'i, Mo, Fe-N1-(:o system ■C2) Coefficient of thermal expansion: (55-75) X 10-? /”
CA fl 203- (TiC1 Cr3C2, TiN) ZrN, f-BN-
(TiN, NbN); feTie-TiN system 3
) Thermal expansion coefficient: '75 x 10-7/''C or more Ni0
-Mn20. - Al1203 system Fe-Ti-Cr system JO- (TaC, TiC) system Fe-Ni-Cr
In the present invention, it is preferable to form a protective film 14 on the thermistor element l as shown in FIG. In this case, it is preferable to form a thin film such as a sol-gel coat as a protective film.

具体的には、金属アルコキシド(シリコンアルコキシド
、アルミニウムアルコキシド、ジルコニウムアルコキシ
ド等)と溶媒(イソプロピルアルコール等)とをモル比
で1:5の割合で加え、ざらに必要に応じて安定化剤を
加えて溶液を調製し、この溶液に、外部電極部分(導電
体のサーミスタと反対側方向の一部分)をマスクしたサ
ーミスタ素子をディッピングし、室温で相対湿度60%
以下の条件下乾燥させ、その後焼成することにより形成
させる。 焼成は、常圧で500℃程度で10分間程度
行えばよい。
Specifically, a metal alkoxide (silicon alkoxide, aluminum alkoxide, zirconium alkoxide, etc.) and a solvent (isopropyl alcohol, etc.) are added in a molar ratio of 1:5, and a stabilizer is added as necessary to the grains. A solution was prepared, and a thermistor element with the external electrode part (a part of the conductor opposite to the thermistor) masked was dipped in this solution, and the relative humidity was 60% at room temperature.
It is formed by drying under the following conditions and then firing. Firing may be performed at about 500° C. for about 10 minutes at normal pressure.

また、n= tゾの制御は、ディッピングおよび焼成の
操作の回数を増派させることにより行えばよい。
Further, control of n=t may be performed by increasing the number of dipping and baking operations.

このように薄膜を形成させることにより、耐熱性に優れ
たサーミスタ素子とすることかできる。
By forming a thin film in this manner, a thermistor element with excellent heat resistance can be obtained.

この他、各種保護膜を形成することかできる。In addition, various types of protective films can be formed.

なお、保護膜を形成しない領域は3〜10mm程度で十
分である。
Note that it is sufficient that the area where the protective film is not formed is about 3 to 10 mm.

またリード線を固定するには、上記保護膜が形成されて
いない領域にて、ろう付は等で行えばよい。
Further, in order to fix the lead wire, brazing or the like may be performed in the area where the above-mentioned protective film is not formed.

v==  発明の具体的作用効果 本発明によれば、1対の導電体と絶縁体とサーミスタチ
ップとを一体的に有し、絶縁体材料の両側に1対の導電
体材料を配し、さらに絶縁体材料の先端に両導電体材料
と接するようにサーミスタ材料を配し、これを加圧下加
熱して一体化しているため、サーミスタ材料と電極とリ
ード線との電気的接合が一体化でき、小型でしかも高温
での使用において安定性および信頼性か充分であり、か
つ機械的強度が大きいサーミスタ素子が得られる。 ま
た、保護膜を形成する際薄膜化か可能となる。 さらに
製造も8紡となる。
v== Specific Effects of the Invention According to the present invention, a pair of conductor, an insulator, and a thermistor chip are integrally provided, and a pair of conductor materials are arranged on both sides of the insulator material, Furthermore, the thermistor material is placed at the tip of the insulator material so that it is in contact with both conductor materials, and this is heated under pressure to integrate the thermistor material, making it possible to integrate the electrical connections between the thermistor material, electrode, and lead wire. Therefore, it is possible to obtain a thermistor element which is small in size, has sufficient stability and reliability when used at high temperatures, and has high mechanical strength. Further, when forming the protective film, it is possible to make the film thinner. Furthermore, there will be 8 spins produced.

■ 発明の具体的実施例 以下、本発明の具体的実施例を示し、本発明をさらに詳
細に説明する。
(2) Specific Examples of the Invention Hereinafter, specific examples of the present invention will be shown and the present invention will be explained in more detail.

実施例 サーミスタ材料としてAl2O2−TiCl合焼結体(
4165mm、長さ1.6mm、厚さ0.5mm)、導
電体材料としてT i C−T i N複合焼結体(巾
65mm、長さ130+n+n、厚さ0.3mm)およ
び絶縁体材料としてAl1203(巾65mm、長さ6
4.2mm、厚さ0.5mm)を用い、第2a図に示す
ように重ねてホットプレス法により加圧下加熱し、接合
した。
An Al2O2-TiCl co-sintered body (
4165mm, length 1.6mm, thickness 0.5mm), T i C-T i N composite sintered body (width 65mm, length 130+n+n, thickness 0.3mm) as the conductor material and Al1203 as the insulator material. (width 65mm, length 6
4.2 mm and 0.5 mm thick), and as shown in FIG. 2a, they were stacked and heated under pressure using a hot press method to bond them.

この場合加熱はAr雰囲気中、1300℃の温度で、1
50 にg/lゴの加圧下、30分行った。
In this case, heating was performed at a temperature of 1300°C in an Ar atmosphere for 1
This was carried out for 30 minutes under a pressure of 50 g/l.

このようにして作成した複合焼結体([l+ 65mm
、長さ130mm、厚さ1.1mm)を型から取り出し
、室温に戻した。 その後、上下面をラッピングにより
、約20−加工し、外周スライシングマシンによりタイ
ヤモントブレートにて第2b図に示すようなサーミスタ
素子(rllo、75mm、長さ65IIl111、厚
さ1.1mm;サーミスタチップ部分の大きさく0.7
5xO675X0.5+nm)導電体のイソさ0.3m
m)に切断加工した。  1枚の複合焼結体より100
個のサーミスタ素子を得ることができた。
The composite sintered body created in this way ([l+65mm
, length 130 mm, thickness 1.1 mm) was taken out from the mold and returned to room temperature. After that, the upper and lower surfaces are processed by lapping for about 20 minutes, and the thermistor element (rllo, 75 mm, length 65IIl111, thickness 1.1mm; thermistor chip part The size of 0.7
5xO675X0.5+nm) Conductor isometry 0.3m
m). 100% from one composite sintered body
Thermistor elements were obtained.

エージング処理した後のものをサーミスタ素子Aとする
The thermistor element A is the one after the aging treatment.

このサーミスタ素子Aについて40℃での抵抗を測定後
ゾルーゲル法により以下のようにしてAJ2203膜を
形成した。
After measuring the resistance of this thermistor element A at 40° C., an AJ2203 film was formed by the sol-gel method as follows.

アルミニウムイソプロポキシド1モルに対して、イソプ
ロピルアルコールを5モル加え、さらに安定化剤を加え
、溶液を調製した。
A solution was prepared by adding 5 moles of isopropyl alcohol to 1 mole of aluminum isopropoxide, and further adding a stabilizer.

この溶液に外部電極部分(サーミスタチップ部分と反対
の方向で端から長さ5ramの部分)をテーピングによ
りマスクしたサーミスタ素子Aをディッピングし、室温
で、相対湿度40%で空気乾燥させた。 このものを5
00℃で10分間常圧焼成してAM20.膜を形成した
Thermistor element A, whose external electrode portion (a portion having a length of 5 ram from the end in the direction opposite to the thermistor chip portion) was masked by taping, was dipped in this solution and air-dried at room temperature and relative humidity of 40%. this thing 5
Baked under normal pressure at 00°C for 10 minutes to achieve AM20. A film was formed.

このディッピングと焼成とを組合せた操作を2〜3回繰
り返し、厚さ1〜3戸のAIL20゜膜を形成した。
This combined operation of dipping and baking was repeated 2 to 3 times to form an AIL 20° film with a thickness of 1 to 3 layers.

これをサーミスタ素子Bとする。This is called thermistor element B.

上記サーミスタ素子Aにおいて、サーミスタ材料ヲS 
i C−B 4 C−B N @合焼結体ニカえ、導電
体材料を5iC−Tic複合焼結体にかえ、さらに絶縁
体材料をBHにかえ、150にg/cゴ、1900℃、
30分間Ar中にてHP処理を施してサーミスタ素子C
を得た。
In the thermistor element A, the thermistor material is
i C-B 4 C-B N @Changed the composite sintered body, changed the conductor material to 5iC-Tic composite sintered body, further changed the insulator material to BH, and heated to 150g/c, 1900℃,
Thermistor element C was subjected to HP treatment in Ar for 30 minutes.
I got it.

このサーミスタ素子Cに、アルミニウムイソプロポキシ
ドおよびイソプロピルアルコールを用いて、サンプルB
と同様にしてA2□03保誰膜を形成してサーミスタ素
子りを得た。
Sample B was prepared using aluminum isopropoxide and isopropyl alcohol for this thermistor element C.
In the same manner as above, an A2□03 barrier film was formed to obtain a thermistor element.

このようなサーミスタ素子A、B、C,Dについて高温
保存による3000時間後の抵抗値の変化を調べたとこ
ろ、300℃では0.5%以F、また500℃では1%
以下の変化しか観測されず、良好な結果を得た。
When we investigated the change in resistance of these thermistor elements A, B, C, and D after 3000 hours of high-temperature storage, we found that at 300°C, the change in resistance was less than 0.5%F, and at 500°C, it was 1%.
Good results were obtained with only the following changes observed.

なお、500℃保存では、実装の際と同様な条件とし、
先端30 mmを500℃の恒温槽に挿入したところ、
後端のろう付けされたリード線部は約200℃となって
いた。
In addition, when storing at 500℃, the same conditions as when mounting were used.
When the 30 mm tip was inserted into a thermostat at 500°C,
The temperature of the brazed lead wire portion at the rear end was approximately 200°C.

以上より、本発明の効果は明らかである。From the above, the effects of the present invention are clear.

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

第1図は、本発明のサーミスタ素子の1実施態様を示す
断面図である。 第2a図および第2b図は、本発明のサーミスタ素子を
製造する際の工程を説明するための斜視図である。 符号の説明 1・・・サーミスタ素子、 11・・・サーミスタチップ、12−・・導電体、13
・・・絶縁体、      14・・・保護膜21−・
・サーミスタ材料、  22・・・絶縁体材料、23−
・・導電体材料 FIG、1 FIG、2a F I G、2b 日ヨ;ヨ
FIG. 1 is a sectional view showing one embodiment of the thermistor element of the present invention. FIGS. 2a and 2b are perspective views for explaining the steps in manufacturing the thermistor element of the present invention. Explanation of symbols 1...Thermistor element, 11...Thermistor chip, 12-...Conductor, 13
...Insulator, 14...Protective film 21-...
・Thermistor material, 22... Insulator material, 23-
・・Conductor material FIG, 1 FIG, 2a FIG, 2b Day Yo; Yo

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)1対の導電体と絶縁体とサーミスタチップとを一
体的に有するサーミスタ素子であって、絶縁体材料の両
側に1対の導電体材料を配し、さらに絶縁体材料の先端
に両導電体材料と接するようにサーミスタ材料を配し、
これを加圧F加熱することによって一体化されているこ
とを特徴とするサーミスタ素子。
(1) A thermistor element that integrally includes a pair of conductor, an insulator, and a thermistor chip, in which the pair of conductor materials are arranged on both sides of the insulator material, and the two conductor materials are disposed on both sides of the insulator material. Place the thermistor material in contact with the conductor material,
A thermistor element characterized by being integrated by pressurizing and heating the thermistor element.
(2)絶縁体材料、導電体材料およびサーミスタ材料が
予め焼結または仮焼されている特許請求の範囲第1項に
記載のサーミスタ素子。
(2) The thermistor element according to claim 1, wherein the insulator material, the conductor material, and the thermistor material are sintered or calcined in advance.
(3)絶縁体の先端にサーミスタチップを有し、サーミ
スタチップおよび絶縁体の両側面を覆うように1対の導
電体を有する特許請求の範囲第1項または第2項に記載
のサーミスタ素子。
(3) The thermistor element according to claim 1 or 2, which has a thermistor chip at the tip of the insulator, and a pair of conductors covering both sides of the thermistor chip and the insulator.
(4)導電体の厚さを絶縁体の厚さで除した値が0.1
〜10である特許請求の範囲第1項ないし第3項のいず
れかに記載のサーミスタ素子。
(4) The value obtained by dividing the thickness of the conductor by the thickness of the insulator is 0.1
~10 The thermistor element according to any one of claims 1 to 3.
(5)1対の導電体と絶縁体とサーミスタチップとを一
体的に有するサーミスタ素子であって、絶縁体材料の両
側に1対の導電体材料を配し、さらに絶縁体材料の先端
に両導電体材料と接するようにサーミスタ材料を配し、
これを加圧下加熱することによって一体化されており、
導電体および絶縁体の後端を残して保護膜が設層されて
いることを特徴とするサーミスタ素子。
(5) A thermistor element that integrally includes a pair of conductor, an insulator, and a thermistor chip, in which the pair of conductor materials are arranged on both sides of the insulator material, and the two conductor materials are disposed on both sides of the insulator material. Place the thermistor material in contact with the conductor material,
This is integrated by heating under pressure.
A thermistor element characterized in that a protective film is provided on the rear ends of the conductor and the insulator.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0294403A (en) * 1988-09-29 1990-04-05 Tdk Corp Thermistor for high temperature

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPH0294403A (en) * 1988-09-29 1990-04-05 Tdk Corp Thermistor for high temperature

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