JPS63187602A - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は高い温度雰囲気での使用に適するように耐熱性
を向上させたサーミスタに関する。

（従来の技術） サーミスタは、温度制御のための温度計測に広い利用分
野で使用されている。

熱時定数を小さくするためにサーミスタを小形化したい
という要請、より高い温度の測定を可能にし使用温度範
囲を拡大するために可熱性を向上させたいという要請、
また大皿の使用を可能にするために、量産性の良い構造
にしたいという要請がある。

通常３００℃程度まで使用され、高温での安定性が要求
されるものに、ガラス被覆されたサーミスタがある。

第２図は、よく知られているビード形のサーミスタの断
面図である。

２本の白金等の貴金屈線１１に酸化マンガン、酸化ニッ
ケル等の金応酸化物混合扮未が焼結されたサーミスタチ
ップ１２が形成されている。

前記貴金属線１１の一端はジュメット線１３に接続され
、ガラス管１４で熔封されている。

さらに他の形式のサーミスタとして、ＰＳＢ形（Ｐｅｌ
ｌｅｔ　ｔｙｐｅ　Ｓｍａｌｌ　Ｂｅａｄ）と呼ばれて
いるサーミスタが知られている。

この形式のサーミスタの構造および製造方法については
特公昭５２−７５３５号に詳しく述べられている。

第３図は、前述のＰＳＢ形のサーミスタの一部を０１断
して示した図である。

このサーミスタのチップ１５は、サーミスタ全屈酸化粉
末をウェーハ状に成形、焼成し両面に電極層を設けた後
に゛小片に切断したものである。

サーミスタチップ１５の電極層とリード線１６は耐熱導
電塗料１７で接続され、ガラス管１８で熔封されている
。

さらに他の形式のサーミスタとして、Ｄ　ＨＴ（Ｄｏｕ
ｂｌｅ　ｌ１ｅａｔ　５ｉｎｋ　Ｔｈｅｒｍｉｓｔｅｒ
　）形のものが知られている。

第４図はＤＨＴ形のサーミスタの断面図である。

サーミスタチップ１９は前述したＰＳＢ形のサーミスタ
のそれと同様に製造される。

このサーミスタチップ１９０両面の電ｈａとスラングリ
ード線２０．２０が熱圧着により強固に接続される。ス
ラングリード線２０．２０の頭部はガラス管２１により
封看される。

第２図に示したビード形のサーミスタは、非常に小形に
できるという特徴がある。

しかしサーミスタチップ１２の密度を高くすることがで
きないために抵抗値のバラツキが大きく歩留りが極めて
悪い。さらにその構造から、手作業にたよる部分が多く
量産性に乏しい。

第３図に示したＰＳＢ形のサーミスタはサーミスタチッ
プ１５の密度を大きくすることができ、抵抗値のバラフ
キを非常に小さくできる。

また、構造上、比較的小形化に適し、量産性も良いとい
う長所はある。

しかし、ガラス溶封時に耐熱導電塗料１７とリード線の
酸化物がガラス中に分散し、耐電圧の劣化。

および高温動作時の抵抗値変化が大きく、信頼性に欠け
る面がある。

第４図に示したＤＨＴ形のサーミスタは、量産性は極め
て優れている。

しかし小形化ができず、また高温動作時にスラングリー
ド線の頭部とリード線の溶接部２２が酸化されやすく、
この酸化に原因してリードがとれるという問題を引き起
すおそれがある。

（発明が解決しようとする問題点） 前述した各先行例はいずれも、サーミスタチップ部また
はチップ部をガラスで被覆して保護するという構造にな
っている。

この被覆に用いられているガラスは、３００〜５００°
Ｃという高温においては、内部のイオンの動きが活発に
なり、電気的に不安定になり易いという問題がある。

またガラスの転移点や軟化点付近では、機械的に不安定
となり、マイクロ・クランクの発生につながる。

また、高温に耐えるリード線と軟化点の高いガラスを使
い、高温でガラス熔融を行った場合においても、サーミ
スタチップおよびチップの変態点に近くなり、サーミス
タ自身の不安定さを招くことになる。

本発明の目的は、高温処理または高温動作において問題
となる前述したガラス被覆に起因する問題を解決し、耐
熱性に優れ、小形化が可能であり、かつ量産性に優れた
サーミスタを提供することにある。

（問題点を解決するための手段） 前記目的を達するために、本発明によるサーミスタは、
サーミスタチップの両面に形成されている電極層に耐熱
導電塗料で全屈リード線を接続し前記接続部を被覆した
サーミスタにおいて、前記被覆を有機珪素重合体とガラ
スフリットを含む金属酸化物充填剤との混合物のセラミ
ック化焼成体として構成されている。

（実施例） 以下、図面等を参照して本発明をさらに詳しく説明する
。

第１図は、本発明によるサーミスタの実施例を示す断面
図である。

サーミスタチップ１は、マンガン・ニッケル・アルミの
酸化物をウェーハ状に加圧成形し、１２５０°Ｃ程度で
焼成後、ウェーハの両面に銀・パラジューム・ペースト
を塗布し、約８００℃で焼き付けたものを Ｑ、５ｍｍｘ０．５ｍｍｘ０．３　　（厚さ）ｍｍに切
断して得られたものである。

このサーミスタチップ１の両面には、電極層２が形成さ
れている。

リード線３．３として、直径が０．２ｍｍで長さが２５
ｍｍの〔インコネル−６００住友電工の前詰番号〕イン
コネル線を使用する。

インコネル線はＮｉ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ａβの合金で高温で
°の使用に適している。

リード線３．３は、前記サーミスタチップ１の電極層２
と、銀・バラジューム・ペースト４で粘着接続され、約
８００℃で焼き付けて固着する。このときのサーミスタ
の電気的特性は Ｂ（１５０〜２５０’ｃ）＝５５００ＫＲ（２００’ｃ
）　−２０にΩであった。

このようにリード線が接続されたサーミスタに次の配合
を施した有機硅素重合体と充愼剤の混合物を用意して、
被覆する。

○混合物１ シリコーン樹脂（シリカ混合クイブｚｏｏｚ量部Ａ！２
０３　　　　　　　　　　　　　１０　〃ＭｇＯ１０〃 なお前記シリコーン樹脂として信越化学（社）のＫＭＣ
８０を用いた。

Ｏ混合物２ シリコーン樹脂くシリカ混合タイプ）１００重口部Ａｌ
２Ｏ３１０／／ ＭｇＯ５〃 ガラスフリット（コバー・ガラス）１０＝○混合物３ ポリボリシロキ４ノ・ン樹脂　　　　　　１００重量部
ラダー型シリコーン田脂　　　　　　　２５　・・Ａｌ
□０３　　　　　　　　　　　　　１０　／／○混合物
４ ボリボリシロキザン樹脂　　　　　　１００重口部ラダ
ー型シリコーン樹脂　　　　　　　２５　〃Ａβ２０３
　　　　　　　　　　　　１０７７ガラスフリ・ノド　
（コバー・ガラス）　　　１０　〃前記各混合物をキシ
レン等の溶媒で適正粘度に調整し、その中に前記サーミ
スタチップとそのリード線接続部が十分に被覆されるま
で混合物溶液に浸漬する。

このようにして、混合物溶液で覆われた部分を１００℃
で４時間乾燥ｌ＆３５０℃で１時間、６５０゛Ｃで１時
間の焼成を行うと前記混合物はセラミック化焼成体とな
り、チップ部はセラミック化焼成体の被覆層５により′
ｇ１．覆される。

このようにして得られた４種類のサーミスタについて、
以下の通りの試験を行った結果を表にまとめて示す。

○高温保管：５００℃、１０００時間保管する。

○冷熱サイクル：０°Ｃ（２０分）と２００°ｃ（２０
分）間の間に５分の當温期間をはさんで５回の冷熱サイ
クルを行う。

それぞれ２００°Ｃでの抵抗値変化と、セラミンク化焼
成体のクラックの発生の有無を調べる。

表 混合物　　　高温、保管　　　　　冷熱サイクル抵抗値
変化　クランク　抵抗値変化　クラック１　　　□　　
あり　　　＋０．５％　　なし２　　　　＋０．９％　
　なし　　　＋０，４％　　なし３　　　□　　　あり
　　　−０，１％　　なし４　　　　＋０．６％　　な
し　　　＋０．５９’ｏ　　　なしく□は測定不能） この表からガラスフリソｌ−を混合したものは高温保管
時にクランクが発生しない。

これは、混合物１，３を用いたサーミスタではセラミッ
ク化焼成体に多数の小さい孔が発生しているのに対して
、混合物２．４（ガラスフリットを）足台したもの）を
用いたサーミスタは、前記多数の小さい孔がふさがれて
おり緻密な被ａＥが形成されていることによると考えら
れる。

これにより、被覆層中に埋設保護されているリード線の
酸化の進行が防止されるので、クラックの発生が抑止さ
れていると思われる。

（発明の効果） 以上、説明したように本発明によるサーミスタは、全屈
リード線が接続されたサーミスタチップと前記リード線
との接続部は有機硅素重合体と充填剤の混合物で塗布・
焼成され、セラミック化した焼成体で被覆されている。

したがって、次のような効果がある。

（１）高密度のサーミスタチップを使用することができ
るので、抵抗値のバラツキが少い特性のそろったサーミ
スタが得られる。また、小形化にも適している。

（２）有機硅素重合体と充填剤の混合物を焼成する温度
は、低融点ガラスの場合と同程度であり、サーミスタの
変態点より、はるかに低い温度なのですＳスフ自身の劣
化を促すことはない。

（３）前記混合物を焼成し、セラミック化する際、ガラ
スと異なり、耐熱導電塗料とリード線の酸化物が焼成被
覆体に分散することは極めて少なく、耐電圧の劣化はな
い。

（４）前記焼成被覆体はセラミックなので、その変態点
はガラスより高温側にあり、３００〜５００°Ｃという
高温で動作させても、イオンの移動は少なく電気的に安
定であり、機械的にも強固であり高信頼性を有する。

（５）サーミスタ構造の第２例で述べたＰＳＢ形と同様
なリード線接続を行なうが、焼成被覆体の形成は、ガラ
ス管をかぶせ溶封するよりは、はるかに容易なので量産
性は高い。

このように本発明によるサーミスタは耐熱性に優れてい
るので、燃焼制御用センサー等に広く利用することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明によるサーミスタの実施例を示す断面
図である。 第２図は、従来のビード形のサーミスタの断面図である
。 第３図は、従来のＰＳＢ形のサーミスタの断面図である
。 第４図は、従来のＤ　ＨＴ形のサーミスタの断面図であ
る。 １・・・サーミスタチップ ２・・・電）侃層 ３・・・リード線 ４・・・耐熱導電塗料（ｌ！す・バラジューム・ペース
日５・・・被覆層（セラミック化焼成体）特許出願人　
　株式会社　　り　ラ　へ代理人　　弁理士　井　ノ　
ロ　　　壽才１図

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）サーミスタチップの両面に形成されている電極層
   に耐熱導電塗料で金属リード線を接続し前記接続部を被
   覆したサーミスタにおいて、前記被覆を有機珪素重合体
   とガラスフリットを含む金属酸化物充填剤との混合物の
   セラミック化焼成体として構成したことを特徴とするサ
   ーミスタ。
2. （２）前記有機珪素重合体はシリカ混合形のシリコーン
   樹脂である特許請求の範囲第１項記載のサーミスタ。
3. （３）前記珪素重合体はポリボリシロキサン樹脂とラダ
   ー型シリコーン樹脂である特許請求の範囲第１項記載の
   サーミスタ。
4. （４）前記金属酸化物はＡｌ＿２Ｏ＿３またはＡｌ＿２
   Ｏ＿３とＭｇＯの混合物である特許請求の範囲第１項記
   載のサーミスタ。