JPH0276202A - 薄膜サーミスタ - 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 本発明は耐熱性の高い薄膜サーミスタに関するもので、
この薄膜サーミスタは熱セルフクリーニング機能付き電
気オーブン、ガスオーブンなどの調理器用温度センサと
して利用される。

従来の技術 薄膜サーミスタは、例えば、長井他　ナショナルテクニ
カルレポート（Ｎａｔｉｏｎａｌ　Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ
　Ｒｅ−ｐｏｒｔ）　Ｖｏｌ、２９．　　（１９８３）
　Ｐ、１４５に示されるように、第３図のような構造に
なっていた。

すなわち、薄膜サーミスタ素子１とムライトなどのセラ
ミック固定台２に固定された外部リード線３とから構成
される。薄膜サーミスタ素子ｌはアルミナなどの平板状
アルミナ基板１１の一方の表面に形成された炭化ケイ素
（ＳｉＣ）膜などの感温抵抗体膜１２と一対の厚膜電極
膜１３とこの厚膜電極膜１３に接続された一対の金属細
線１４、例えばＰＬ線１４から構成される。前述した平
板状アルミナ基板１１の一方の表面に硝子被覆層４を形
成した後、Ｐｔ線１４と外部リード線３を接続して実用
的薄膜サーミスタが構成される。

発明が解決しようとする課題 しかし、このような構造のようなものでは薄膜サーミス
タの硝子被覆層４の表面が結露水で覆われた場合、硝子
被覆層４の表面抵抗が小さくなる、すなわち絶縁性が劣
化するので、金属細線１４あるいは外部リード線３間の
抵抗値も感温抵抗体の抵抗値より小さくなるという課題
があった。

この結露水による絶縁性劣化を解消するために、薄膜サ
ーミスタ素子ｌおよびセラミック固定台２、外部リード
線３の周辺をテフロン系の塗装膜で被覆する場合がある
。テフロン塗装膜は、はっ水性があるので、結露水がそ
の表面に付着しても、それらは独立し、互いに連結しな
いので、結露水による絶縁性劣化が向上する。しかし、
テフロン系塗装膜の耐熱性は通常３００″Ｃ以下であり
、５００°Ｃの高温を必要とする熱セルフクリーニング
機能付きオープンでの使用が困難であるという課題があ
った。

なお、耐熱性はっ水性被覆として、硝子グレーズ層があ
るが、薄膜サーミスタ素子１の熱膨張係数は約７０ｘｌ
Ｏ−’／”ｃ、セラミック固定台２の熱膨張係数は（４
０〜７０）　Ｘｌ０−’／’Ｃ１外部リード線３の熱膨
張係数は（１００〜１７０）　Ｘｌ０−’／”Ｃと各部
の熱膨張係数が大幅に異なるので、これらの表面に硝子
グレーズ層を形成することは困難であった。

そこで、本発明は結露し易い部分をすべて絶縁できるよ
うな構成にすることにより、結露水の付着による抵抗減
少を防止することを第１の目的としている。

第２の目的は外部リード線間の絶縁距離を長くすること
により、結露水の付着による抵抗減少を実用上問題ない
程度にまで保持することにある。

第３の目的は結露水がたとえ多数個付着してもそれらの
結露水同志が独立し、互いに連結しないようにすること
にある。

課題を解決するための手段 そして上記第１の目的を達成するために本発明薄膜サー
ミスタは、薄膜サーミスタ素子と素子支持体を全面的に
硝子被覆すると共に、素子支持体を固定する絶縁性固定
台の端部貫通口内で先端部が埋め込まれるように無機質
接着剤により耐熱性外部リード線を固定し、この耐熱性
外部リード線の露出部で薄膜サーミスタ素子と耐熱性外
部リード線とを電気的に接続する構成である。

また第２の目的を達成するために本発明は、素子支持体
を固定するために絶縁性固定台に設けられた中央貫通口
および耐熱性外部リード線を固定するために絶縁性固定
台に設けられた端部貫通口のそれぞれの周辺に突起部を
設けるものである。

さらに第３の目的を達成するために本発明は、絶縁性固
定台の表面に硝子グレーズ層を設けるものである。

作用 本発明の薄膜サーミスタは、上記構成により、薄膜サー
ミスタ素子の配置された平板状素子支持体の表面が完全
に硝子被覆され、薄膜サーミスタ素子は硝子被覆表面か
ら完全に絶縁されるので、薄膜サーミスタ素子周辺に結
露してもサーミスタ抵抗値は何等影響を受けない。また
絶縁性固定台に固定された耐熱性外部リード線もその先
端部が無機質接着剤で埋め込まれるように固定され、耐
熱性外部リード線の先端部は直接結露水に接触しないの
で、無機接着剤周辺の表面に結露水が付着しても耐熱性
外部リード線間の絶縁抵抗値は高く保持される。なお、
薄膜サーミスタが調理器に取り付けられる場合、薄膜サ
ーミスタ素子の部分が調理器庫内雰囲気に接するように
配置されるので、感温抵抗体周辺は結露し易い環境であ
る。しかし、耐熱性外部リード線は通常雰囲気に接する
ように配置されるので、その周辺は殆ど結露しない。し
たがって、耐熱性外部リード線側での結露水による減少
は実用上化じない。

また、硝子被覆層の形成された素子支持体は中央貫通口
を通って、その中間部で無機質接着剤により絶縁性固定
台に固定され、また耐熱性外部リード線も端部貫通口内
で先端部が無機質接着剤により絶縁性固定台に固定され
るが、これら無機質接着剤同志が互いに連結する場合が
ある。無機質接着剤は多孔質であるので、吸湿し易く、
連結した結露水が生成し易く、このため耐熱性外部リー
ド線間の絶縁抵抗が減少し易い。このような場合、中央
貫通口および端部貫通口の周囲に突起部を設けた固定台
を用い、無機質接着剤をこの突起部の内側にのみ配置す
るように構成することにより、無機質接着剤間の連結が
防止できると共に外部リード線間の絶縁距離が長くなる
。従って、結露水が付着しても耐熱性外部リード線間の
絶縁抵抗は実用上充分な大きさに保持される。

さらに絶縁性固定台の表面に硝子グレーズ層を設けるこ
とにより、たとえ結露水が多数個付着してもそれぞれの
結露水が独立し、互いに連結しないようにできるので、
絶縁抵抗の減少が防止できる。硝子グレーズ層は絶縁性
固定台の表面にのみ形成すればよいので、容易に形成で
きる。

実施例 以下、本発明の一実施例を添付図面にもとづいて説明す
る。第１図は本発明の薄膜サーミスタの構造を示す分解
斜視図である。薄膜サーミスタ素子工は平板状アルミナ
基板１１の一方の表面に形成された一対の厚膜電極膜１
２と感温抵抗体膜１３および一対の厚膜電極１２に接続
された一対の金属細線工４で構成した。金属細線１４と
して直径５０〜２００μｍのＰｔ、Ｎｉ線などが用いら
れる。両者の接続は溶接または導電性接着剤などにより
なされる。

他方で、一対の厚膜導電膜５１の形成されたアルミナな
どの絶縁性平板５２から成る平板状素子支持体５を準備
した。薄膜サーミスタ素子１を平板状素子支持体５の一
端に配置し、一対の金属細線１４を一対の厚膜導電膜５
１にそれぞれ接続すると共に一対の厚膜導電膜５１の他
端に一対の他の金属細線６を接続した。このようして薄
膜サーミスタ素子１および一対の他の金属細線６の接続
された素子支持体５の表面に硝子被覆層４を形成した。

第１図は、見易くするために、硝子被覆層４をその断面
４１、４２より取り除いて示されている。

次に、中央部に配置された中央貫通ロア１およびその左
右に配置された一対の端部貫通ロア２を有する絶縁性固
定台７と一対の耐熱性外部リード線３を準備した。硝子
被覆層４の形成された素子支持体５および一対の耐熱性
外部リード線３は第２図に示すように組み立てられて本
発明の薄膜サーミスタとして完成する。すなわち、硝子
被覆層４の形成された素子支持体５を中央貫通ロア１を
通り、その中間部で無機質接着剤８により絶縁性固定台
７に固定した。次に、耐熱性外部リード線３の先端部３
１が端部貫通ロア２内で無機質接着剤８により埋め込ま
れるように、耐熱性外部リード線３を絶縁性固定台７に
固着した。この後、さらに一対の他の金属細線６を一対
の耐熱性外部リード線３に溶接または導電性接着剤で接
続して、サーミスタとして完成した。

本発明の薄膜サーミスタの結露に対する安定性を評価す
るために、室温に保たれた薄膜サーミスタ素子周辺部を
過飽和水蒸気流中に暴露して強制的に素子周辺部を結露
状態にしてサーミスタ抵抗値の変動を調べた。過飽和水
蒸気流は超音波加湿器を用いて発生させた。本発明の薄
膜サーミスタはこの暴露状態を１００時間以上継続して
も結露による抵抗値減少を何等示さなかった。他方、従
来の薄膜サーミスタ（第３図）を同じ条件で評価したと
ころ、３０分以内に結露による抵抗値減少が観測された
。更に、従来の薄膜サーミスタのサーミスタ素子周辺を
テフロン系の塗装膜で被覆して、結露に体する絶縁性を
増加させて同じ条件で評価しても、５０時間以内に結露
による抵抗値減少が観測された。このように本発明のＴ
ｉ１Ｍサーミスタは結露に対して優れた安定性を有する
ことは明らかである。

このように本発明の薄膜サーミスタは、薄膜サーミスタ
素子１の配置された平板状素子支持体５の表面が硝子被
覆膜４で完全に被覆され、薄膜サーミスタ素子１は硝子
被覆４の表面から完全に絶縁されるので、薄膜サーミス
タ素子１の周辺に結露してもサーミスタ抵抗値は何等影
響を受けない。

また絶縁性固定台７に固定された耐熱性外部リード線３
もその先端部３１が無機質接着材８で埋め込まれるよう
に固定され、耐熱性外部リード線３の先端部３１は直接
結露水に接触しないので、無機質接着剤８の周辺の表面
に結露水が付着しても耐熱性外部リード線３間の絶縁抵
抗値は高く保持される。

無機質接着剤８は、流動し易いスラリを所定の場所に塗
布した後、４００〜５００°Ｃで焼成して形成される。

この流動性のために塗布時、中央貫通口部や端部貫通口
部に塗布されたスラリ同志が分離されず、互いに連結し
、無機質接着剤８が連結する場合がある。焼成後の無機
質接着剤８は多孔質であるので、吸湿し易く、連結した
結露水が生成し易いので、このような無機質接着剤８の
連結は避けられなければならない。このような場合、絶
縁性固定台７の中央貫通ロア１および端部貫通ロア２の
それぞれの周辺に突起部を設けることが望ましい。これ
により流動し易いスラリかこの突起部で流動を妨げられ
、従って無機質接着剤８はこの突起部内にのみ配置され
るので、無機質接着剤８の連結は防止される。また、こ
の突起部により耐熱性外部リード線３間の絶縁距離も長
くなるので、結露に対する絶縁性減少も防止できる。

更に、絶縁性固定台７の表面に硝子グレーズ層を設ける
ことが望ましい。硝子グレーズ層は、はっ水性を有する
ので、その表面に結露水が多数個付着してもそれぞれの
結露水が独立し、互いに連結しない。このため結露によ
る絶縁抵抗の減少が防止できる。なお、硝子グレーズ層
は絶縁性固定台７の表面にのみ形成されれば充分である
ので、容易に形成できる。

発明の効果 以上のように本発明の薄膜サーミスタは、薄膜サーミス
タ素子の配置された平板状素子支持体の表面が完全に硝
子被覆され、薄膜サーミスタ素子は硝子被覆表面から完
全に絶縁されるので、薄膜サーミスタ素子周辺に結露し
てもサーミスタ抵抗値は何等影響を受けない。また絶縁
性固定台に固定された耐熱性外部リード線もその先端部
が無機質接着剤で埋め込まれるように固定され、耐熱性
外部リード線の先端部は直接結露水に接触しないので、
無機接着剤周辺の表面に結露水が付着しても耐熱性外部
リード線間の絶縁抵抗値は高（保持される。

また、絶縁性固定台の中央貫通口および端部貫通口の周
囲に突起部を設けることにより、無機質接着剤をこの突
起部の内側にのみ配置することができるので、無機質接
着剤間の連結を防止できると共に耐熱性外部リード線間
の絶縁距離が長くできる。

さらに絶縁性固定台の表面に硝子グレーズ層を設けるこ
とにより、たとえ結露水に多数個付着してもそれぞれの
結露水が独立し、互いに連結しないようにできるので、
絶縁抵抗の減少が防止できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す薄膜サーミスタの分解
斜視図、第２図は同組立斜視図、第３図は従来例を示す
断面図である。 １・・・・・・薄膜サーミスタ素子、３・・・・・・耐
熱性外部リード線、４・・・・・・硝子被覆層、５・・
・・・・素子支持体、６・・・・・・一対の他の金属細
線、７・・・・・・絶縁性固定台、８・・・・・・無機
質接着剤、１１・・・・・・平板状アルミナ基板、１２
・・・・・・一対の厚膜電極膜、１３・・・・・・感温
抵抗体膜、１４・・・・・・一対の金属細線、４１．４
２・・・・・・硝子被覆層の切断面、５１・・・・・・
一対の厚膜導電膜、５２・・・・・・絶縁性平板、７１
・・・・・・中央貫通口、７２・・・・・・端部貫通口
。 代理人の氏名　弁理士　粟野重孝　はか１名／　−；ｌ
膜ブーミスグ希子 第２図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）平板状アルミナ基板の一方の表面に形成された一
   対の厚膜電極膜と感温抵抗体膜と前記一対の厚膜電極膜
   に接続された一対の金属細線から成る薄膜サーミスタ素
   子を、一対の厚膜導電膜の形成された平板状素子支持体
   の表面上の一端に配置し、前記一対の金属細線を前記一
   対の厚膜導電膜の一端に接続すると共に前記一対の厚膜
   導電膜の他端に一対の他の金属細線を接続した素子支持
   体と、前記薄膜サーミスタ素子および前記一対の厚膜導
   電性膜の形成された前記平板状素子支持体の表面を被覆
   した硝子被覆層と、中央部に配置された中央貫通口およ
   び前記中央貫通口の左右に配置された一対の端部貫通口
   を有する絶縁性固定台と、前記一対の端部貫通口内で先
   端部が埋め込まれるように無機質接着剤により前記絶縁
   性固定台に固着された一対の耐熱性外部リード線とから
   成り、前記硝子被覆層の形成された前記素子支持体の中
   間部が前記中央貫通口で接着剤で前記絶縁性固定台に固
   着されると共に前記一対の他の金属細線と前記一対の耐
   熱性外部リード線を接続した薄膜サーミスタ。
2. （２）端部貫通口と中央貫通口の周辺に突起部を設けた
   絶縁性固定台である請求項（１）記載の薄膜サーミスタ
   。
3. （３）表面に硝子グレーズ層を形成した絶縁性固定台で
   ある請求項（１）記載の薄膜サーミスタ。