JPS63194309A - 薄膜温度センサ - Google Patents
薄膜温度センサInfo
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- JPS63194309A JPS63194309A JP2668187A JP2668187A JPS63194309A JP S63194309 A JPS63194309 A JP S63194309A JP 2668187 A JP2668187 A JP 2668187A JP 2668187 A JP2668187 A JP 2668187A JP S63194309 A JPS63194309 A JP S63194309A
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Landscapes
- 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。
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
本発明は温度変化と抵抗値変化の間に相関をもった薄膜
温度センサに関するものである。
温度センサに関するものである。
従来の技術
金属固有の抵抗温度特性（ＴＣＲ）を利用して抵抗値変
量を温度変量に変換し、温度検知をするところの金属温
度センサには、金属線を利用したものと薄膜を利用した
ものの２種類がある。このうち金属線を利用したものは
金属細線をそのまま張り渡したり、絶縁基体上に金属線
をらせん状に巻きつける等の処理により固定されたもの
が温度センサとして用いられている。
量を温度変量に変換し、温度検知をするところの金属温
度センサには、金属線を利用したものと薄膜を利用した
ものの２種類がある。このうち金属線を利用したものは
金属細線をそのまま張り渡したり、絶縁基体上に金属線
をらせん状に巻きつける等の処理により固定されたもの
が温度センサとして用いられている。
また、金属温度センサの中で、測定精度の向上。
長期安定性の向上環、信頼性を確保する目的としたもの
には特に貴金属が用いられている。
には特に貴金属が用いられている。
発明が解決しようとする問題点
上記のような温度センナにおいて、金属線を利用したも
のは、細線化にも限界があるので、数１００Ω程度の抵
抗値を得ようとすると、金属線の長さを充分に増す必要
があり、形状９寸法が大きくなるという欠点を有してい
た。そして、形状。
のは、細線化にも限界があるので、数１００Ω程度の抵
抗値を得ようとすると、金属線の長さを充分に増す必要
があり、形状９寸法が大きくなるという欠点を有してい
た。そして、形状。
寸法が大きくなると熱応答性が大きくなることから、温
度センサとして支障の生ずる場合もあった。
度センサとして支障の生ずる場合もあった。
一方、形状９寸法を小さくすると熱応答性は良くなるが
、金属線が短かくなるので得られる抵抗値が低くなり、
温度変化に対する抵抗値変化量が小さく、温度センサと
して使用するための侶号量としては不充分なものであっ
た。
、金属線が短かくなるので得られる抵抗値が低くなり、
温度変化に対する抵抗値変化量が小さく、温度センサと
して使用するための侶号量としては不充分なものであっ
た。
また、薄膜を利用して作ったものは、同じ抵抗値で比較
すると、金属線を利用して作ったものより、小さな形状
１寸法で作成することができるので熱応答性は小さくな
り、あるいは数にΩ程度までの比較的高い抵抗値を作る
ことも容易である等、多くの長所を有している。しかし
ながら、工程において蒸着、スパッタリング等の高額装
置を使用するためコストに占める設備費用が高い、真空
排気等の待機時間が多く生産性が悪い、真空槽内での所
望部分以外への付着すなわち材料ロスが多く発生する筑
、設備、材料、工数等の原因により製品コストが高くな
り、安価な製品を提供することが困難であった。
すると、金属線を利用して作ったものより、小さな形状
１寸法で作成することができるので熱応答性は小さくな
り、あるいは数にΩ程度までの比較的高い抵抗値を作る
ことも容易である等、多くの長所を有している。しかし
ながら、工程において蒸着、スパッタリング等の高額装
置を使用するためコストに占める設備費用が高い、真空
排気等の待機時間が多く生産性が悪い、真空槽内での所
望部分以外への付着すなわち材料ロスが多く発生する筑
、設備、材料、工数等の原因により製品コストが高くな
り、安価な製品を提供することが困難であった。
本発明は、上述した従来技術の問題点に鑑みて、安価で
特性の優れた薄膜温度センナを提供することを目的とす
るものである。
特性の優れた薄膜温度センナを提供することを目的とす
るものである。
問題点を解決するための手段
上記の問題点を解決するために本発明は、セラミックス
等の絶縁性基体上に下地活性化膜を介して、その下地活
性化膜と同一の貴金属からなるメッキにより作製された
薄膜を有するものである。
等の絶縁性基体上に下地活性化膜を介して、その下地活
性化膜と同一の貴金属からなるメッキにより作製された
薄膜を有するものである。
このような１４膜温度センサは、セラミックス等の絶縁
性基体上に予めその上にメッキされる貴金属と同一の貴
金属からなる下地活性化膜を作製し、しかる後、その上
に上記貴金属の化学メッキ浴によって所定の初期抵抗値
をもつ厚みにメッキを施こして薄膜を作製することによ
り得られる。
性基体上に予めその上にメッキされる貴金属と同一の貴
金属からなる下地活性化膜を作製し、しかる後、その上
に上記貴金属の化学メッキ浴によって所定の初期抵抗値
をもつ厚みにメッキを施こして薄膜を作製することによ
り得られる。
そして、絶縁性基体としては、セラミックス。
ガラス、耐熱高分子等が使用でき、温度センサとして使
用する温度範囲で安定であればよく、特に限定されるも
のではない。例えば６００℃以上の高温で使用する場合
には、アルミナ笛のセラミックス材料が基体として好ま
しいことになる。
用する温度範囲で安定であればよく、特に限定されるも
のではない。例えば６００℃以上の高温で使用する場合
には、アルミナ笛のセラミックス材料が基体として好ま
しいことになる。
また、下地活性化膜はその上に貴金属メッキをする上で
不可欠なものである。この場合、貴金属からなる薄膜と
下地活性化膜の材料が異なると、下地活性化膜はその上
の薄膜を構成する貴金属固有の抵抗温度特性に影響を与
え、顕著な性能の低下をもたらし好ましくない。そして
、薄膜と同一の貴金属からなる下地活性化法としては、
例えば焼付は法が適用できる。すなわち、当該貴金属塩
の溶液に絶縁性基体を浸漬し、しかる後、乾燥し、空気
中あるいは還元性雰囲気中で２００〜６００℃で焼成す
ることにより、下地活性化膜が形成される。また、貴金
属塩溶液に浸漬した後、還元剤を用いて還元しても下地
活性化膜を作製することができる。その他、これら貴金
属の蒸着等の物理的処理も適用できるが、経済性あるい
は作業性において前者の２つの方法が好ましい。
不可欠なものである。この場合、貴金属からなる薄膜と
下地活性化膜の材料が異なると、下地活性化膜はその上
の薄膜を構成する貴金属固有の抵抗温度特性に影響を与
え、顕著な性能の低下をもたらし好ましくない。そして
、薄膜と同一の貴金属からなる下地活性化法としては、
例えば焼付は法が適用できる。すなわち、当該貴金属塩
の溶液に絶縁性基体を浸漬し、しかる後、乾燥し、空気
中あるいは還元性雰囲気中で２００〜６００℃で焼成す
ることにより、下地活性化膜が形成される。また、貴金
属塩溶液に浸漬した後、還元剤を用いて還元しても下地
活性化膜を作製することができる。その他、これら貴金
属の蒸着等の物理的処理も適用できるが、経済性あるい
は作業性において前者の２つの方法が好ましい。
さらに薄膜と下地活性化膜に用いる貴金属としては、パ
ラジウム、ロジウム、イリジウム、白金が適用し得るが
、一般的には、耐食性が高く、比電気抵抗が高い等の理
由により白金が用いられる。
ラジウム、ロジウム、イリジウム、白金が適用し得るが
、一般的には、耐食性が高く、比電気抵抗が高い等の理
由により白金が用いられる。
これら貴金属のメッキには金属塩、還元剤、安定化剤か
らなる化学メッキ浴が適用できる。この浴を用いて、メ
ッキ厚ＳＯＯ八〜１０ｏｏｏ入になるまでメッキ被着を
施こす。そして、貴金属からなる薄膜をメッキにより作
製した素子を、例えば揮発性不純物の除去及びセンサ特
性の熱安定性の向上のために、５００〜１０００℃で焼
成した後、端子を取付け、さらに貴金属からなる薄膜を
らせん状あるいはジグザグ状に線条溝を形成し、所定の
完成抵抗値にして、温度センサとして完成される０ 作用 本構成による薄膜温度センサは、作製時の材料ロスがほ
とんどなく、一度に多量の素子を作製できるため、安価
にして提供できるものであり、さらに薄膜がメッキによ
り作製される構成であり、複雑な形状やあるいは微視的
に凹凸の激しい表面をもつ基体に対しても均一な貴金属
薄膜を形成できるため、温度センサとしての所要特性及
び安定性に優れている。
らなる化学メッキ浴が適用できる。この浴を用いて、メ
ッキ厚ＳＯＯ八〜１０ｏｏｏ入になるまでメッキ被着を
施こす。そして、貴金属からなる薄膜をメッキにより作
製した素子を、例えば揮発性不純物の除去及びセンサ特
性の熱安定性の向上のために、５００〜１０００℃で焼
成した後、端子を取付け、さらに貴金属からなる薄膜を
らせん状あるいはジグザグ状に線条溝を形成し、所定の
完成抵抗値にして、温度センサとして完成される０ 作用 本構成による薄膜温度センサは、作製時の材料ロスがほ
とんどなく、一度に多量の素子を作製できるため、安価
にして提供できるものであり、さらに薄膜がメッキによ
り作製される構成であり、複雑な形状やあるいは微視的
に凹凸の激しい表面をもつ基体に対しても均一な貴金属
薄膜を形成できるため、温度センサとしての所要特性及
び安定性に優れている。
さらに、重要な効果は下地活性化膜に薄膜と同一の貴金
属を使用したことによる。すなわち、薄膜の貴金属と異
種金属の下地活性化膜は、その上の薄膜を構成する貴金
属固有の抵抗温度特性に影響を与え、顕著な性能の低下
をもたらすが、本発明では薄膜と同一の貴金属からなる
下地活性化膜を作製することにより、上述の如き性能低
下もなく、長期安定した特性を維持する特長を有する。
属を使用したことによる。すなわち、薄膜の貴金属と異
種金属の下地活性化膜は、その上の薄膜を構成する貴金
属固有の抵抗温度特性に影響を与え、顕著な性能の低下
をもたらすが、本発明では薄膜と同一の貴金属からなる
下地活性化膜を作製することにより、上述の如き性能低
下もなく、長期安定した特性を維持する特長を有する。
そして、薄膜作製に要する時間、すなわち生産工数が少
なくてすむと共に、材料の利用率が高いので、貴金属の
使用量が減り、材料費が低減できる等の理由により、安
価に、安定性に富んだ固有の抵抗温度特性に近い特性を
もった薄膜温度センサを得ることができる。
なくてすむと共に、材料の利用率が高いので、貴金属の
使用量が減り、材料費が低減できる等の理由により、安
価に、安定性に富んだ固有の抵抗温度特性に近い特性を
もった薄膜温度センサを得ることができる。
実施例
以下に本発明の実施例を示し、具体的に説明する０
直径１．ＳＷＩＭ、長さ２．６朋のアルミナ碍子を３％
塩化白金酸アルコール溶液に浸漬した後、乾燥し３００
〜６００℃、３０分で焼成することにより、下地活性化
白金膜を得た。次いで、こうして得たものを以下の組成
の化学メッキ浴に浸漬した。
塩化白金酸アルコール溶液に浸漬した後、乾燥し３００
〜６００℃、３０分で焼成することにより、下地活性化
白金膜を得た。次いで、こうして得たものを以下の組成
の化学メッキ浴に浸漬した。
そして、メッキは温度４０〜６０℃で３時間行った。こ
のようにして得られた白金のメッキ厚は３０００人で、
メッキ浴の白金の利用率は９８％以上であった。次いで
白金のメッキ膜で被覆したアルミナ碍子を７００℃（空
気中）で２時間の熱処理を行い、さらにニッケルメッキ
を施した鉄製のキャップ端子をアルミナ碍子の両端に挿
入、固定した後、レーザービームにより白金メッキ膜上
にらせん状に線条溝を作成して完成抵抗値を４９６０（
２５℃）とした。
のようにして得られた白金のメッキ厚は３０００人で、
メッキ浴の白金の利用率は９８％以上であった。次いで
白金のメッキ膜で被覆したアルミナ碍子を７００℃（空
気中）で２時間の熱処理を行い、さらにニッケルメッキ
を施した鉄製のキャップ端子をアルミナ碍子の両端に挿
入、固定した後、レーザービームにより白金メッキ膜上
にらせん状に線条溝を作成して完成抵抗値を４９６０（
２５℃）とした。
第１図、第２図はこのようにして得られた薄膜温度セン
サを示し、図において１は絶縁性基体であるアルミナ碍
子、２は下地活性化白金膜、３は白金膜２上に設けられ
た白金メッキ膜で、この白金メッキ膜３が薄膜に相当す
る。また、４は下地活性化白金膜２．白金メッキ膜３が
形成されたアルミナ碍子１の両端に挿入、固着されたキ
ャップ端子、６は白金メッキ膜３上の所定の部分にらせ
ん状に形成された線条溝で、この線条溝６は所定の抵抗
値となるように施こされている。
サを示し、図において１は絶縁性基体であるアルミナ碍
子、２は下地活性化白金膜、３は白金膜２上に設けられ
た白金メッキ膜で、この白金メッキ膜３が薄膜に相当す
る。また、４は下地活性化白金膜２．白金メッキ膜３が
形成されたアルミナ碍子１の両端に挿入、固着されたキ
ャップ端子、６は白金メッキ膜３上の所定の部分にらせ
ん状に形成された線条溝で、この線条溝６は所定の抵抗
値となるように施こされている。
以上のようにして作製された薄膜温度センナの抵抗温度
特性は、第３図に示すように３６００ｐｐｍ／’Ｃ（ｏ
’Ｃでの抵抗値をＲ８，１００℃での抵抗値をＲ１００
としたとき、Ｒ＋ｏｏ ＲＯ／１００−。
特性は、第３図に示すように３６００ｐｐｍ／’Ｃ（ｏ
’Ｃでの抵抗値をＲ８，１００℃での抵抗値をＲ１００
としたとき、Ｒ＋ｏｏ ＲＯ／１００−。
＝ ３．５ Ｘ １０”−５なる変化を示すこと）であ
り、白金固有の３８５０ ｐｐｍ／℃（ドイツ工業規格
）に近い値を得ることができた。
り、白金固有の３８５０ ｐｐｍ／℃（ドイツ工業規格
）に近い値を得ることができた。
なお、本実施例ではメッキ膜として白金を用いたが、パ
ラジウム、イリジウム等、他の貴金属を用いてもよい。
ラジウム、イリジウム等、他の貴金属を用いてもよい。
そして、下地活性化膜はそれに対応した同一の貴金属に
より作製する。また、素子形状は第１図、第２図の実施
例に示すようなものに限られることはなく、種々な形状
への適用が可能なものである。
より作製する。また、素子形状は第１図、第２図の実施
例に示すようなものに限られることはなく、種々な形状
への適用が可能なものである。
発明の効果
以上のように構成された本発明の薄膜温度センサによれ
ば、絶縁性基体上に下地活性化膜を介して、その下地活
性化膜と同一の貴金属からなるメッキにより作製された
薄膜を有するものであるため、金属線を使用したものよ
り高い抵抗値が得られるので、温度による抵抗値変化量
が大きくなり、実使用時における信号処理が比較的容易
となるものである。また、その構成から作製時における
材料ロスがほとんどなく、一度に多量の素子を作製でき
るため、安価にして提供できるものである。
ば、絶縁性基体上に下地活性化膜を介して、その下地活
性化膜と同一の貴金属からなるメッキにより作製された
薄膜を有するものであるため、金属線を使用したものよ
り高い抵抗値が得られるので、温度による抵抗値変化量
が大きくなり、実使用時における信号処理が比較的容易
となるものである。また、その構成から作製時における
材料ロスがほとんどなく、一度に多量の素子を作製でき
るため、安価にして提供できるものである。
さらに、薄膜がメッキにより作製された構成であること
により、複雑な形状やあるいは微視的に凹凸の激しい表
面をもつ基体に対しても均一な貴金属薄膜を得ることが
でき、温度センサとしての所要特性及び安定性に優れて
いるものである。また、このように薄膜構造であること
により、形状９寸法が小さく作れるので熱応答性が向上
するものである。
により、複雑な形状やあるいは微視的に凹凸の激しい表
面をもつ基体に対しても均一な貴金属薄膜を得ることが
でき、温度センサとしての所要特性及び安定性に優れて
いるものである。また、このように薄膜構造であること
により、形状９寸法が小さく作れるので熱応答性が向上
するものである。
そして、薄膜と同一の貴金属からなる下地活性化膜をも
つ構成のため、下地活性化膜が薄膜の貴金属と異種金属
の場合のような性能劣化をもたらすこともなく、長期安
定した特性を維持することができるものである。
つ構成のため、下地活性化膜が薄膜の貴金属と異種金属
の場合のような性能劣化をもたらすこともなく、長期安
定した特性を維持することができるものである。
また、薄膜構成であることによシ、使用する貴金属材料
の量を少なくすることができ、上述した作製時の容易さ
と合せて製品価格を低くすることができるものである。
の量を少なくすることができ、上述した作製時の容易さ
と合せて製品価格を低くすることができるものである。
第１図は本発明の簿膜温度センサの一実施例を示す一部
を切欠いた状態の斜視図、第２図は同断面図、第３図は
本発明品の抵抗、＠度特性の一例を示す図である。 １・・・・・・アルミナ碍子（絶縁性基体）、２・・・
・・・下地活性化白金膜（下地活性化膜）、３・・・・
・・白金メッキ膜（薄膜）、４・・・・・・キャップ端
子、６・・・・・・線条溝〇 代理人の氏名弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名／−−
−アルミｆ、４＋ ２−−一下六乞看・１生イし白４」連 Ｊ−−−白壱メン千嗅 ４−−−キャラ７”＃］＋ Ｊ−Ｊ泉条璋 第１図
を切欠いた状態の斜視図、第２図は同断面図、第３図は
本発明品の抵抗、＠度特性の一例を示す図である。 １・・・・・・アルミナ碍子（絶縁性基体）、２・・・
・・・下地活性化白金膜（下地活性化膜）、３・・・・
・・白金メッキ膜（薄膜）、４・・・・・・キャップ端
子、６・・・・・・線条溝〇 代理人の氏名弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名／−−
−アルミｆ、４＋ ２−−一下六乞看・１生イし白４」連 Ｊ−−−白壱メン千嗅 ４−−−キャラ７”＃］＋ Ｊ−Ｊ泉条璋 第１図
Claims (1)
- セラミックス等の絶縁性基体上に下地活性化膜を介し
て、その下地活性化膜と同一の貴金属からなるメッキに
より作製された薄膜を有する薄膜温度センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2668187A JPS63194309A (ja) | 1987-02-06 | 1987-02-06 | 薄膜温度センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2668187A JPS63194309A (ja) | 1987-02-06 | 1987-02-06 | 薄膜温度センサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63194309A true JPS63194309A (ja) | 1988-08-11 |
Family
ID=12200138
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2668187A Pending JPS63194309A (ja) | 1987-02-06 | 1987-02-06 | 薄膜温度センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63194309A (ja) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57207835A (en) * | 1981-06-17 | 1982-12-20 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Manufacturing method for platinum resistance thermometer |
| JPS61254848A (ja) * | 1985-05-07 | 1986-11-12 | Ngk Insulators Ltd | 電極形成方法 |
| JPS6262041A (ja) * | 1985-09-09 | 1987-03-18 | Iseki & Co Ltd | トラクタ−の動力取出軸伝動装置 |
-
1987
- 1987-02-06 JP JP2668187A patent/JPS63194309A/ja active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57207835A (en) * | 1981-06-17 | 1982-12-20 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Manufacturing method for platinum resistance thermometer |
| JPS61254848A (ja) * | 1985-05-07 | 1986-11-12 | Ngk Insulators Ltd | 電極形成方法 |
| JPS6262041A (ja) * | 1985-09-09 | 1987-03-18 | Iseki & Co Ltd | トラクタ−の動力取出軸伝動装置 |
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