JPH04279831A - 白金温度センサ - Google Patents
白金温度センサInfo
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- JPH04279831A JPH04279831A JP3043324A JP4332491A JPH04279831A JP H04279831 A JPH04279831 A JP H04279831A JP 3043324 A JP3043324 A JP 3043324A JP 4332491 A JP4332491 A JP 4332491A JP H04279831 A JPH04279831 A JP H04279831A
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Landscapes
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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
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、白金薄膜抵抗体の抵抗
温度特性を利用した白金温度センサに関する。
温度特性を利用した白金温度センサに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、この種の白金温度センサは、アル
ミナ等の絶縁基板上にアンダーグレーズ層を形成し、そ
の上に白金薄膜を蒸着等の真空法で形成することにより
得られていた。しかし、産業上、機械的強度が強く、曲
げや穴あけなど加工性に富み、かつ、ヒートショックに
強いものが求められていることより、絶縁基板としてホ
ーロー基板が用いられるようになった。
ミナ等の絶縁基板上にアンダーグレーズ層を形成し、そ
の上に白金薄膜を蒸着等の真空法で形成することにより
得られていた。しかし、産業上、機械的強度が強く、曲
げや穴あけなど加工性に富み、かつ、ヒートショックに
強いものが求められていることより、絶縁基板としてホ
ーロー基板が用いられるようになった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】図２に示すように一般
に高耐熱性ホーロー基板は耐熱ステンレス鋼（ＳＵＳ４
３０系統、熱膨張係数１３０＊１０−７／℃）をベース
板にしている。ベースステンレス板１とホーロー層２と
の熱ストレス時の密着性を向上させるために、ホーロー
層２の熱膨張係数は通常１００＊１０−７／℃〜１３５
＊１０−７／℃程度のものを使用しなければならない。 一方、白金の熱膨張係数は９０＊１０−７／℃であるた
め、ホーロー層２上に白金薄膜４を形成すると、ホーロ
ー層２の熱膨張係数と白金の熱膨張係数との差が大きい
ため、産業界から要求されている４００℃⇔水中急冷の
ヒートショックを数サイクルかけると白金薄膜４にホー
ロー層２からの応力がかかり、抵抗値ドリフトが生じ、
場合によっては破線に至るという欠点を有していた。
に高耐熱性ホーロー基板は耐熱ステンレス鋼（ＳＵＳ４
３０系統、熱膨張係数１３０＊１０−７／℃）をベース
板にしている。ベースステンレス板１とホーロー層２と
の熱ストレス時の密着性を向上させるために、ホーロー
層２の熱膨張係数は通常１００＊１０−７／℃〜１３５
＊１０−７／℃程度のものを使用しなければならない。 一方、白金の熱膨張係数は９０＊１０−７／℃であるた
め、ホーロー層２上に白金薄膜４を形成すると、ホーロ
ー層２の熱膨張係数と白金の熱膨張係数との差が大きい
ため、産業界から要求されている４００℃⇔水中急冷の
ヒートショックを数サイクルかけると白金薄膜４にホー
ロー層２からの応力がかかり、抵抗値ドリフトが生じ、
場合によっては破線に至るという欠点を有していた。
【０００４】本発明は上記課題を解決するもので、ヒー
トショックにより白金薄膜にホーロー層からの応力がか
かり抵抗値がドリフトするのを防ぐことを目的としてい
る。
トショックにより白金薄膜にホーロー層からの応力がか
かり抵抗値がドリフトするのを防ぐことを目的としてい
る。
【０００５】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明の白金温度センサは、金属板にホーローガラス
からなるホーロー層を備えてなるホーロー基板と、この
ホーロー基板上に設けられた前記ホーローガラスより熱
膨張係数の小さいガラスからなるアンダーグレーズ層と
、このアンダーグレーズ層の上に設けられた白金層を有
するものである。
に本発明の白金温度センサは、金属板にホーローガラス
からなるホーロー層を備えてなるホーロー基板と、この
ホーロー基板上に設けられた前記ホーローガラスより熱
膨張係数の小さいガラスからなるアンダーグレーズ層と
、このアンダーグレーズ層の上に設けられた白金層を有
するものである。
【０００６】
【作用】本発明によれば、上記のようにホーロー層と白
金層との間にアンダーグレーズ層が備えられているため
、ヒートショックによりホーロー層と白金薄膜との熱膨
張係数の差に起因する応力が白金薄膜に生じるが、この
応力がアンダーグレーズ層により緩和される。これによ
りヒートショックによる白金薄膜抵抗体の抵抗値ドリフ
トを抑えることができるという効果が得られる。また、
アンダーグレーズ層を設けることにより、ホーロー層の
ホーローガラス成分が白金薄膜へ拡散するのを防ぐとい
う効果もある。
金層との間にアンダーグレーズ層が備えられているため
、ヒートショックによりホーロー層と白金薄膜との熱膨
張係数の差に起因する応力が白金薄膜に生じるが、この
応力がアンダーグレーズ層により緩和される。これによ
りヒートショックによる白金薄膜抵抗体の抵抗値ドリフ
トを抑えることができるという効果が得られる。また、
アンダーグレーズ層を設けることにより、ホーロー層の
ホーローガラス成分が白金薄膜へ拡散するのを防ぐとい
う効果もある。
【０００７】
【実施例】以下、本発明の一実施例の白金温度センサに
ついて、図面を参照しながら、説明する。図１は、本発
明の一実施例における白金温度センサを示す断面図であ
る。
ついて、図面を参照しながら、説明する。図１は、本発
明の一実施例における白金温度センサを示す断面図であ
る。
【０００８】（実施例１）まず、ＳＵＳ４３０からなる
金属板１上にＭｇＯ，ＳｉＯ２系ホーローガラス（熱膨
張係数１２０＊１０−７／℃）からなるホーロー層を形
成してなるホーロー基板上に、ホーローガラスの主成分
である酸化マグネシウムを含まないガラスペーストを印
刷し８５０℃で焼成して、アンダーグレーズ層３を形成
する。なお、ガラスペーストの熱膨張係数は１３５＊１
０−７／℃とする。続いてアンダーグレーズ層３上に、
シリコンブチラートを添加した白金金属有機物ペースト
（Ｓｉ／Ｐｔ＝３ｍｏｌ／９７ｍｏｌ）を印刷し、８５
０℃で焼成して白金薄膜４を形成する。次に、電極５と
して厚膜銀ペーストを印刷した後、所定の抵抗値に抵抗
値調整を行うためＹＡＧレーザービームを用いてパター
ニングを施し、再度６００℃で６０分熱処理し、さらに
最終抵抗値調整レーザートリミングを行って白金温度セ
ンサとする。
金属板１上にＭｇＯ，ＳｉＯ２系ホーローガラス（熱膨
張係数１２０＊１０−７／℃）からなるホーロー層を形
成してなるホーロー基板上に、ホーローガラスの主成分
である酸化マグネシウムを含まないガラスペーストを印
刷し８５０℃で焼成して、アンダーグレーズ層３を形成
する。なお、ガラスペーストの熱膨張係数は１３５＊１
０−７／℃とする。続いてアンダーグレーズ層３上に、
シリコンブチラートを添加した白金金属有機物ペースト
（Ｓｉ／Ｐｔ＝３ｍｏｌ／９７ｍｏｌ）を印刷し、８５
０℃で焼成して白金薄膜４を形成する。次に、電極５と
して厚膜銀ペーストを印刷した後、所定の抵抗値に抵抗
値調整を行うためＹＡＧレーザービームを用いてパター
ニングを施し、再度６００℃で６０分熱処理し、さらに
最終抵抗値調整レーザートリミングを行って白金温度セ
ンサとする。
【０００９】さらに実施例２〜６として、実施例１にお
いてそれぞれ熱膨張係数が１００＊１０−７／℃，９５
＊１０−７／℃，７５＊１０−７／℃，６５＊１０−７
／℃，５５＊１０−７／℃のガラスペーストを用いてア
ンダーグレーズ層３を形成した白金温度センサを作成し
た。
いてそれぞれ熱膨張係数が１００＊１０−７／℃，９５
＊１０−７／℃，７５＊１０−７／℃，６５＊１０−７
／℃，５５＊１０−７／℃のガラスペーストを用いてア
ンダーグレーズ層３を形成した白金温度センサを作成し
た。
【００１０】さらに比較例として、実施例１においてア
ンダーグレーズ層３を形成せずに、図２の従来例のよう
にホーロー層２上に直接白金薄膜層４を形成した白金温
度センサを作成した。
ンダーグレーズ層３を形成せずに、図２の従来例のよう
にホーロー層２上に直接白金薄膜層４を形成した白金温
度センサを作成した。
【００１１】このように構成された各実施例及び比較例
のヒートショック５０サイクル後の抵抗値ドリフト及び
抵抗温度係数（ＴＣＲ）をまとめたのが（表１）である
。
のヒートショック５０サイクル後の抵抗値ドリフト及び
抵抗温度係数（ＴＣＲ）をまとめたのが（表１）である
。
【００１２】
【表１】
【００１３】この（表１）から明らかなように、本実施
例による白金温度センサはヒートショックによる抵抗値
ドリフトを抑える点で、優れた効果が得られる。アンダ
ーグレーズ層３がない比較例の場合、ホーロー層２の熱
膨張係数が１２０＊１０−７／℃であり、白金薄膜４の
熱膨張係数が９０＊１０−７／℃であり、それぞれの熱
膨張係数の差が大きいため、ヒートショック時の温度差
で、ホーロー層２から白金薄膜４へ応力が強くかかった
ため抵抗値ドリフトが大きなものとなると考えられる。 また、抵抗温度係数が低いのはホーローガラスの主成分
である酸化マグネシウムが白金薄膜層へ拡散したためと
考えられる。この成分は、抵抗温度係数を低下させる。 つまり、実施例のように抵抗温度係数を低下させる酸化
マグネシウム等を含まないガラスよりなるアンダーグレ
ーズ層３をホーロー層上に形成すると、このアンダーグ
レーズ層３がヒートショックにより生じるホーロー層２
から白金薄膜４への応力を緩和させる役割を果たすとと
もに、白金薄膜４の抵抗温度係数を低下させる酸化マグ
ネシウム等のホーローガラス成分の白金薄膜４への拡散
を防ぐ役割も果たしている。
例による白金温度センサはヒートショックによる抵抗値
ドリフトを抑える点で、優れた効果が得られる。アンダ
ーグレーズ層３がない比較例の場合、ホーロー層２の熱
膨張係数が１２０＊１０−７／℃であり、白金薄膜４の
熱膨張係数が９０＊１０−７／℃であり、それぞれの熱
膨張係数の差が大きいため、ヒートショック時の温度差
で、ホーロー層２から白金薄膜４へ応力が強くかかった
ため抵抗値ドリフトが大きなものとなると考えられる。 また、抵抗温度係数が低いのはホーローガラスの主成分
である酸化マグネシウムが白金薄膜層へ拡散したためと
考えられる。この成分は、抵抗温度係数を低下させる。 つまり、実施例のように抵抗温度係数を低下させる酸化
マグネシウム等を含まないガラスよりなるアンダーグレ
ーズ層３をホーロー層上に形成すると、このアンダーグ
レーズ層３がヒートショックにより生じるホーロー層２
から白金薄膜４への応力を緩和させる役割を果たすとと
もに、白金薄膜４の抵抗温度係数を低下させる酸化マグ
ネシウム等のホーローガラス成分の白金薄膜４への拡散
を防ぐ役割も果たしている。
【００１４】なおアンダーグレーズ層３の熱膨張係数は
、ホーロー層２の熱膨張係数に影響を受け真の値よりも
大きくなるため、白金薄膜４の熱膨張係数よりも小さい
６０＊１０−７／℃から７５＊１０−７／℃がヒートシ
ョックテストで比較的良好な値を示したと考えられる。 また熱膨張係数が５５＊１０−７／℃のアンダーグレー
ズ層３では、ホーロー層２との熱膨張係数の差が大きく
ホーロー層に密着しない場合があった。
、ホーロー層２の熱膨張係数に影響を受け真の値よりも
大きくなるため、白金薄膜４の熱膨張係数よりも小さい
６０＊１０−７／℃から７５＊１０−７／℃がヒートシ
ョックテストで比較的良好な値を示したと考えられる。 また熱膨張係数が５５＊１０−７／℃のアンダーグレー
ズ層３では、ホーロー層２との熱膨張係数の差が大きく
ホーロー層に密着しない場合があった。
【００１５】以上、本実施例から明らかなように、熱膨
張係数が５５＊１０−７／℃から１００＊１０−７／℃
アンダーグレーズを用いた場合にヒートショック５０サ
イクル後の抵抗値ドリフトが１％以下となり、産業界か
ら要望されている耐ヒートショック性を満足する白金温
度センサが得られる。
張係数が５５＊１０−７／℃から１００＊１０−７／℃
アンダーグレーズを用いた場合にヒートショック５０サ
イクル後の抵抗値ドリフトが１％以下となり、産業界か
ら要望されている耐ヒートショック性を満足する白金温
度センサが得られる。
【００１６】なお、本実施例では、オーバーコートガラ
スを形成しなかったが、必要に応じてオーバーコートガ
ラスを用いてもかまわない。
スを形成しなかったが、必要に応じてオーバーコートガ
ラスを用いてもかまわない。
【００１７】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、アンダー
グレーズ層をホーロー層上に形成するので、ヒートショ
ックにより白金薄膜に生じる応力を緩和することができ
、抵抗値ドリフトを小さく抑えることができる。また、
ホーロー層のガラス成分の白金薄膜層への拡散を防ぐと
いう効果も得られる。
グレーズ層をホーロー層上に形成するので、ヒートショ
ックにより白金薄膜に生じる応力を緩和することができ
、抵抗値ドリフトを小さく抑えることができる。また、
ホーロー層のガラス成分の白金薄膜層への拡散を防ぐと
いう効果も得られる。
【図１】本発明の一実施例による白金温度センサを示す
断面図
断面図
【図２】従来例による白金温度センサを示す断面図
１ 金属板
２ ホーロー層
３ アンダーグレーズ層
４ 白金薄膜
５ 電極
Claims (1)
- 【請求項１】金属板にホーローガラスからなるホーロー
層を備えてなるホーロー基板と、このホーロー基板上に
設けられ前記ホーローガラスより熱膨張係数の小さいガ
ラスからなるアンダーグレーズ層と、このアンダーグレ
ーズ層の上に設けられた白金層とを有する白金温度セン
サ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3043324A JPH04279831A (ja) | 1991-03-08 | 1991-03-08 | 白金温度センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3043324A JPH04279831A (ja) | 1991-03-08 | 1991-03-08 | 白金温度センサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04279831A true JPH04279831A (ja) | 1992-10-05 |
Family
ID=12660638
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3043324A Pending JPH04279831A (ja) | 1991-03-08 | 1991-03-08 | 白金温度センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04279831A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4444594A1 (de) * | 1993-12-15 | 1995-06-22 | Ngk Insulators Ltd | Temperaturfühler mit metallkeramischem Widerstand und Verfahren zur Herstellung |
| US5823680A (en) * | 1993-12-27 | 1998-10-20 | Ngk Insulators, Ltd. | Temperature sensor |
| US5844122A (en) * | 1995-06-26 | 1998-12-01 | Ngk Insulators, Ltd. | Sensor with output correcting function |
| US6482650B1 (en) | 1995-06-26 | 2002-11-19 | Ngk Insulators, Ltd. | Method for detecting deterioration of catalyst |
| CN102288320A (zh) * | 2011-07-22 | 2011-12-21 | 肇庆爱晟电子科技有限公司 | 基于金属片的ntc热敏电阻温度传感器及其制作方法 |
| JP2017516081A (ja) * | 2014-03-26 | 2017-06-15 | ヘレウス センサー テクノロジー ゲーエムベーハー | セラミック担体、セラミック担体を有するセンサ素子、加熱素子およびセンサモジュール、ならびにセラミック担体の製造方法 |
-
1991
- 1991-03-08 JP JP3043324A patent/JPH04279831A/ja active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4444594A1 (de) * | 1993-12-15 | 1995-06-22 | Ngk Insulators Ltd | Temperaturfühler mit metallkeramischem Widerstand und Verfahren zur Herstellung |
| DE4444594C2 (de) * | 1993-12-15 | 1998-11-19 | Ngk Insulators Ltd | Temperaturfühler mit metallkeramischem Widerstand und Verfahren zur Herstellung |
| US5823680A (en) * | 1993-12-27 | 1998-10-20 | Ngk Insulators, Ltd. | Temperature sensor |
| DE4445243C2 (de) * | 1993-12-27 | 2002-03-21 | Ngk Insulators Ltd | Temperaturfühler |
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| CN102288320A (zh) * | 2011-07-22 | 2011-12-21 | 肇庆爱晟电子科技有限公司 | 基于金属片的ntc热敏电阻温度传感器及其制作方法 |
| JP2017516081A (ja) * | 2014-03-26 | 2017-06-15 | ヘレウス センサー テクノロジー ゲーエムベーハー | セラミック担体、セラミック担体を有するセンサ素子、加熱素子およびセンサモジュール、ならびにセラミック担体の製造方法 |
| US10529470B2 (en) | 2014-03-26 | 2020-01-07 | Heraeus Nexensos Gmbh | Ceramic carrier and sensor element, heating element and sensor module, each with a ceramic carrier and method for manufacturing a ceramic carrier |
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