JPH08138906A - Manufacture of positive temperature coefficient(ptc) thermistor device and heat detecting device - Google Patents
Manufacture of positive temperature coefficient(ptc) thermistor device and heat detecting deviceInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、正特性サーミスタ装
置、熱検出装置及び正特性サーミスタ装置の製造方法に
関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a positive temperature coefficient thermistor device, a heat detecting device and a method of manufacturing a positive temperature coefficient thermistor device.
【0002】[0002]
【従来の技術】例えばガス燃焼器の着火を検知し、また
は過熱を検知する熱検出装置として、熱電対の発生する
15〜20mvのような微小な熱起電力を利用すると共
に、負特性サーミスタ装置からなる感熱素子を用いる技
術は知られている。負特性サーミスタ装置は、温度が高
くなると抵抗値が低下し、回路電流を増大させる方向で
あるから、これを用いた熱検出装置において、熱検出信
号を生成するには、回路電流があるレベルに到達したこ
とを検知し、次にスイッチを駆動するような外部回路を
付加することが必須である。このため、熱検出装置の構
成が複雑化する。2. Description of the Related Art For example, as a heat detecting device for detecting ignition of a gas combustor or for detecting overheating, a small thermoelectromotive force such as 15 to 20 mV generated by a thermocouple is used and a negative characteristic thermistor device is used. A technique using a heat-sensitive element made of is known. In the negative characteristic thermistor device, the resistance value decreases as the temperature rises, and the circuit current tends to increase.Therefore, in the heat detection device using this, the circuit current has a certain level in order to generate the heat detection signal. It is essential to add an external circuit that detects the arrival and then drives the switch. Therefore, the configuration of the heat detection device becomes complicated.
【0003】感熱素子の別の例として、正特性サーミス
タ装置がよく知られている。正特性サーミスタ装置は、
温度が高くなると、抵抗値が急激に増大するスイッチ特
性を有する。従って、熱電対と正特性サーミスタ装置と
を組み合せ、正特性サーミスタ装置を感熱素子として用
いると共に、熱電対の熱起電力を正特性サーミスタ装置
の動作電源として用いることにより、正特性サーミスタ
装置の有するスイッチ特性を利用することにより、レベ
ル検知回路や、スイッチ回路を必要としない簡単な回路
構成の熱検出装置を実現できる可能性がある。しかしな
がら、このような用途で用いられる正特性サーミスタ装
置は、熱電対の熱起電力が15〜20mvのような微小
な値であるため、数十mΩ以下という極めて低い常温抵
抗値を持たなければならない。正特性サーミスタ装置の
常温抵抗値Rは、固有抵抗値ρ、厚みt及び平面積Sに
よって定まることが知られている。例えば、よく用いら
れる円板状の正特性サーミスタ装置を想定した場合、正
特性サーミスタ装置の直径をDとすると、 t=0.0785D2 R/ρ となる。この円板状正特性サーミスタ装置において、D
=20mm、ρ=10Ωーcmとした場合、20mΩの常
温抵抗値を得るには、正特性サーミスタ素体の厚みt
は、上記式から0.063mmとなる。このような厚み
tを持つ正特性サーミスタ装置は、取扱いまたは加工の
ために、手または器具に触れるだけで破損してしまうよ
うな水準であり、実際に得ることが極めて困難である。
このため、正特性サーミスタ装置を熱電対と組み合わせ
た熱検出装置を実現することができなかった。As another example of the heat sensitive element, a positive temperature coefficient thermistor device is well known. The PTC thermistor device is
It has a switching characteristic in which the resistance value rapidly increases as the temperature rises. Therefore, by combining the thermocouple and the positive temperature coefficient thermistor device, the positive temperature coefficient thermistor device is used as a heat-sensitive element, and the thermoelectromotive force of the thermocouple is used as the operating power source of the positive temperature coefficient thermistor device, so that By utilizing the characteristics, it is possible to realize a heat detection device having a simple circuit configuration that does not require a level detection circuit or a switch circuit. However, the PTC thermistor device used for such an application must have an extremely low room temperature resistance value of several tens mΩ or less because the thermoelectromotive force of the thermocouple is a minute value such as 15 to 20 mv. . It is known that the room temperature resistance value R of the positive temperature coefficient thermistor device is determined by the specific resistance value ρ, the thickness t, and the plane area S. For example, assuming a disc-shaped PTC thermistor device that is often used, t = 0.0785D 2 R / ρ where D is the diameter of the PTC thermistor device. In this disc-shaped positive temperature coefficient thermistor device, D
= 20 mm and ρ = 10 Ω-cm, in order to obtain a room temperature resistance value of 20 mΩ, the thickness t of the positive temperature coefficient thermistor element is t
Is 0.063 mm from the above formula. A PTC thermistor device having such a thickness t is at a level at which it can be damaged only by touching a hand or an instrument for handling or processing, and it is extremely difficult to actually obtain it.
For this reason, it was not possible to realize a heat detection device in which the PTC thermistor device was combined with a thermocouple.
【0004】薄型の正特性サーミスタ装置を得る技術と
して実公平1ー21524号公報に開示された技術が知
られている。しかし、この先行技術文献に記載された正
特性サーミスタ装置は、リード線取付けが可能で、か
つ、加工条件に耐え得る程度の厚みを有することが前提
であり、達成できる厚みは1〜0.4mmである。従っ
て、上記式から算出される最小常温抵抗値は127.4
mΩであった。The technique disclosed in Japanese Utility Model Publication No. 1-215524 is known as a technique for obtaining a thin type positive temperature coefficient thermistor device. However, the positive temperature coefficient thermistor device described in this prior art document is premised on that lead wires can be attached and it has a thickness that can withstand the processing conditions, and the achievable thickness is 1 to 0.4 mm. Is. Therefore, the minimum room temperature resistance value calculated from the above formula is 127.4.
It was mΩ.
【0005】更に、実公平1ー21524号公報は、電
流制限用の正特性サーミスタ装置を開示しているが、感
熱素子として適した正特性サーミスタ装置を開示してい
ない。特に、正特性サーミスタ素子を接着する補強層及
び接着剤については、感熱素子として使用する場合に考
慮しなければならない熱伝導効率について、充分な考慮
がなされておらず、感熱素子に適した構造を開示するも
のではなかった。Further, Japanese Utility Model Publication No. 1-21524 discloses a positive temperature coefficient thermistor device for limiting current, but does not disclose a positive temperature coefficient thermistor device suitable as a heat sensitive element. In particular, regarding the reinforcing layer and the adhesive for bonding the positive temperature coefficient thermistor element, the heat conduction efficiency that must be considered when used as a heat sensitive element is not sufficiently considered, and a structure suitable for the heat sensitive element is not provided. It was not disclosed.
【0006】[0006]
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、従来
は到底実現することのできなかった例えば20mΩ以下
という極めて低い常温抵抗値を持つ正特性サーミスタ装
置及びそれを用いた熱検出装置を提供することである。SUMMARY OF THE INVENTION The object of the present invention is to provide a positive temperature coefficient thermistor device having an extremely low room temperature resistance value of, for example, 20 mΩ or less, which has heretofore been unattainable, and a heat detecting device using the thermistor device. It is to be.
【0007】本発明のもう一つの課題は、上述したよう
な極めて低い常温抵抗値を持つ極めて薄い正特性サーミ
スタ素体の破損を確実に防止し得る正特性サーミスタ装
置及びそれを用いた熱検出装置を提供することである。Another object of the present invention is to provide a positive temperature coefficient thermistor device capable of reliably preventing damage to the extremely thin positive temperature coefficient thermistor element having an extremely low room temperature resistance value as described above, and a heat detecting device using the same. Is to provide.
【0008】本発明の更にもう一つの課題は、感熱素子
として適した正特性サーミスタ装置及びそれを用いた熱
検出装置を提供することである。Still another object of the present invention is to provide a positive temperature coefficient thermistor device suitable as a heat sensitive element and a heat detecting device using the same.
【0009】本発明の更にもう一つの課題は、正特性サ
ーミスタ素子とそれを支持する支持体との間の接着層の
熱伝導効率を向上させ、感熱素子としての適合性を向上
させた正特性サーミスタ装置及びそれを用いた熱検出装
置を提供することである。Still another object of the present invention is to improve the heat conduction efficiency of the adhesive layer between the positive temperature coefficient thermistor element and the support that supports the positive temperature coefficient thermistor element and improve the compatibility as a heat sensitive element. A thermistor device and a heat detection device using the thermistor device.
【0010】本発明の更にもう一つの課題は、熱起電力
素子の発生する微小熱起電力を動作電源として用いた場
合でも、充分な熱検出機能を果し得る正特性サーミスタ
装置及びそれを用いた熱検出装置を提供することであ
る。Still another object of the present invention is to provide a positive temperature coefficient thermistor device and a positive temperature coefficient thermistor device which can perform a sufficient heat detecting function even when a small thermoelectromotive force generated by a thermoelectromotive force element is used as an operating power source. The present invention is to provide a heat detecting device.
【0011】本発明の更にもう一つの課題は、レベル検
定回路やスイッチ回路を省略し得る回路構成の簡単な熱
検出装置を提供することである。Still another object of the present invention is to provide a heat detecting device having a simple circuit configuration which can omit the level detecting circuit and the switch circuit.
【0012】本発明の更にもう一つの課題は、正特性サ
ーミスタ素体の破損を生じることなく、正特性サーミス
タ素体の厚みを0.01mm〜0.4mmの範囲まで確
実に研磨し得る正特性サーミスタ装置の製造方法を提供
することである。Still another object of the present invention is to provide a positive characteristic that the thickness of the positive characteristic thermistor element can be surely polished to a range of 0.01 mm to 0.4 mm without causing damage to the positive characteristic thermistor element. A method of manufacturing a thermistor device is provided.
【0013】[0013]
【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ため、本発明に係る正特性サーミスタ装置は、正特性サ
ーミスタ素子と、支持基板支持基板とを含む。前記正特
性サーミスタ素子は、正特性サーミスタ素体と、少なく
とも2つの電極とを含んでおり、前記正特性サーミスタ
素体は厚みが0.4mm以下の平坦な板材であり、前記
2つの電極は前記正特性サーミスタ素体の厚み方向の両
面にそれぞれ設けられている。前記支持基板は、少なく
とも一つの平坦面を有し、前記平坦面上に外部に連なる
凹部が設けられ、前記電極の一方が前記平坦面上に面接
合されている。In order to solve the above problems, a positive temperature coefficient thermistor device according to the present invention includes a positive temperature coefficient thermistor element and a supporting substrate. The PTC thermistor element includes a PTC thermistor element body and at least two electrodes, the PTC thermistor element body is a flat plate material having a thickness of 0.4 mm or less, and the two electrodes are the The positive temperature coefficient thermistor is provided on both sides in the thickness direction of the element body. The support substrate has at least one flat surface, a recess extending to the outside is provided on the flat surface, and one of the electrodes is surface-bonded to the flat surface.
【0014】好ましくは、前記正特性サーミスタ素体
は、厚みが0.01mm以上である。前記凹部は、前記
正特性サーミスタ素体の厚み方向に貫通する孔、また
は、前記正特性サーミスタ素体の前記平坦面上に形成さ
れた溝によって構成できる。Preferably, the positive temperature coefficient thermistor body has a thickness of 0.01 mm or more. The recess may be a hole penetrating in the thickness direction of the PTC thermistor body or a groove formed on the flat surface of the PTC thermistor body.
【0015】次に、本発明に係る熱検出装置は、熱起電
力素子と、感熱素子とを含む。前記熱起電力素子は、前
記感熱素子と共に、検出すべき熱源の付近に配置され
る。前記感熱素子は、上述した本発明に係る正特性サー
ミスタ装置でなり、前記熱起電力素子に生じる熱起電力
を動作電源として利用するように、前記熱起電力素子と
接続されている。Next, the heat detecting device according to the present invention includes a thermoelectromotive element and a heat sensitive element. The thermoelectromotive force element is arranged near the heat source to be detected together with the thermosensitive element. The thermosensitive element is the above-described positive temperature coefficient thermistor device according to the present invention, and is connected to the thermoelectromotive element so that the thermoelectromotive force generated in the thermoelectromotive element is used as an operating power source.
【0016】更に、本発明に係る正特性サーミスタ装置
の製造方法は、前記支持基板に設けられた平坦面に、一
面に電極を有する正特性サーミスタ素体の前記一面を面
接合させた後、前記正特性サーミスタ素体の他面を研磨
し、その後に前記正特性サーミスタ素体の研磨された面
に他の電極を形成する。Further, in the method for manufacturing a PTC thermistor device according to the present invention, after the one surface of the PTC thermistor element body having an electrode on one surface is surface-bonded to the flat surface provided on the supporting substrate, The other surface of the PTC thermistor body is polished, and then another electrode is formed on the polished surface of the PTC thermistor body.
【0017】[0017]
【作用】本発明に係る正特性サーミスタ装置に含まれる
正特性サーミスタ素子は、正特性サーミスタ素体は厚み
が0.4mm以下の範囲にある平坦な板材である。この
ような厚みの正特性サーミスタ素体は、従来達成するこ
とができなかった厚みであり、それによって、従来は到
底実現することのできなかった例えば20mΩ以下の極
めて低い常温抵抗値を持つ正特性サーミスタ装置を得る
ことができる。このような低い常温抵抗値を持つ正特性
サーミスタ装置は、例えば熱電対の発生する15〜20
mvのような微小熱起電力を動作電源とする熱検出装置
において、感熱素子として用いた場合にも、充分な感熱
機能を果すことができる。In the PTC thermistor element included in the PTC thermistor device according to the present invention, the PTC thermistor element is a flat plate material having a thickness of 0.4 mm or less. A positive temperature coefficient thermistor element having such a thickness has a thickness that could not be achieved in the past, and as a result, a positive temperature coefficient which has an extremely low room temperature resistance value of, for example, 20 mΩ or less, which could not be realized in the past. A thermistor device can be obtained. A positive temperature coefficient thermistor device having such a low room temperature resistance value is, for example, 15 to 20 generated by a thermocouple.
In a heat detecting device using a micro thermoelectromotive force such as mv as an operating power source, a sufficient heat sensitive function can be achieved even when used as a heat sensitive element.
【0018】支持基板は、少なくとも一つの平坦面を有
し、平坦面上に正特性サーミスタ素子の一方の電極が面
接合されている。この構造のために、支持基板が正特性
サーミスタ素子に対する補強部材として機能し、それに
よって正特性サーミスタ素体の破損が防止される。The support substrate has at least one flat surface, and one electrode of the positive temperature coefficient thermistor element is surface-bonded to the flat surface. Due to this structure, the supporting substrate functions as a reinforcing member for the PTC thermistor element, thereby preventing damage to the PTC thermistor element body.
【0019】支持基板は、平坦面上に外部に連なる凹部
が設けられているから、支持基板の平坦面上に正特性サ
ーミスタ素子を接合する際に、支持基板と正特性サーミ
スタ素子との間の界面または接合剤中に発生することの
ある空気や揮発成分が、凹部を通して外部に放出され
る。このため、支持基板と正特性サーミスタ素子との間
に空気が介在して熱伝導が悪化したり、接着強度が低下
するような事態を回避することができる。これにより、
感熱素子として適した正特性サーミスタ装置が得られ
る。また、正特性サーミスタ素子とそれを支持する支持
体との間の接着層の熱伝導効率を向上させ、感熱素子と
しての適合性を向上させることができる。Since the supporting substrate is provided with a recess extending outwardly on the flat surface, when the positive temperature coefficient thermistor element is bonded to the flat surface of the supporting substrate, a gap between the supporting substrate and the positive temperature coefficient thermistor element is formed. Air and volatile components that may be generated at the interface or in the bonding agent are released to the outside through the recess. Therefore, it is possible to avoid a situation in which air is present between the support substrate and the PTC thermistor element to deteriorate heat conduction or reduce adhesive strength. This allows
A positive temperature coefficient thermistor device suitable as a heat sensitive element can be obtained. In addition, it is possible to improve the heat conduction efficiency of the adhesive layer between the positive temperature coefficient thermistor element and the support body that supports the positive temperature coefficient thermistor element, and improve the suitability as a heat sensitive element.
【0020】次に、本発明に係る熱検出装置は、上述し
た本発明に係る正特性サーミスタ装置でなる感熱素子を
含み、感熱素子は、熱起電力素子に生じる熱起電力を動
作電源として利用するように、熱起電力素子と接続され
ているから、上記正特性サーミスタ装置の有する長所を
全て包含すると共に、正特性サーミスタ装置のスイッチ
特性を利用し、レベル検定回路やスイッチ回路を省略し
得る回路構成の簡単な熱検出装置を実現できる。Next, the heat detecting device according to the present invention includes a thermosensitive element which is the above-mentioned positive temperature coefficient thermistor device according to the present invention, and the thermosensitive element utilizes thermoelectromotive force generated in the thermoelectromotive element as an operating power supply. As described above, since it is connected to the thermoelectromotive force element, it includes all the advantages of the positive temperature coefficient thermistor device and can utilize the switch characteristics of the positive temperature coefficient thermistor device to omit the level test circuit and the switch circuit. A heat detection device having a simple circuit configuration can be realized.
【0021】更に、本発明に係る正特性サーミスタ装置
の製造方法は、支持基板に設けられた平坦面に、一面の
全面に電極を有する正特性サーミスタ素体の一面を面接
合させた後、正特性サーミスタ素体の他面を研磨し、そ
の後に正特性サーミスタ素体の研磨された面に他の電極
を形成するから、極めて薄く加工する必要のある正特性
サーミスタ素体の研磨工程において、正特性サーミスタ
素体の破損を、支持基板によって防止しながら、正特性
サーミスタ素体の厚みを0.01mm〜0.4mmの範
囲まで研磨することができる。Further, in the method for manufacturing a positive temperature coefficient thermistor device according to the present invention, one surface of the positive temperature coefficient thermistor element body having electrodes on the entire surface is bonded to a flat surface provided on the supporting substrate, Since the other surface of the characteristic thermistor element body is polished and then another electrode is formed on the polished surface of the positive characteristic thermistor element body, in the polishing step of the positive characteristic thermistor element body that needs to be processed extremely thin, It is possible to polish the thickness of the positive temperature coefficient thermistor body to a range of 0.01 mm to 0.4 mm while preventing the characteristic thermistor body from being damaged by the supporting substrate.
【0022】[0022]
【実施例】図1は本発明に係る正特性サーミスタ装置の
平面図、図2は図1に示した正特性サーミスタ装置の断
面図である。本発明に係る正特性サーミスタ装置は、正
特性サーミスタ素子1と、支持基板2とを含んでいる。
正特性サーミスタ素子1は、正特性サーミスタ素体11
と、少なくとも2つの電極12、13とを含んでいる。
正特性サーミスタ素体11は厚みt1が0.4mm以下
の平坦な板材である。正特性サーミスタ素体11は、低
い常温抵抗値を得るという目的からは、できるだけ薄い
ほがよいが、現実に要求される常温抵抗値と、薄型化に
伴なって増大する製造の困難性を考慮したとき、厚みの
下限値は0.01mm程度である。正特性サーミスタ素
体11の代表例は、チタン酸バリウムを主成分とする正
特性半導体磁器である。1 is a plan view of a PTC thermistor device according to the present invention, and FIG. 2 is a sectional view of the PTC thermistor device shown in FIG. The PTC thermistor device according to the present invention includes a PTC thermistor element 1 and a support substrate 2.
The PTC thermistor element 1 includes a PTC thermistor element body 11
And at least two electrodes 12, 13.
The PTC thermistor element body 11 is a flat plate material having a thickness t1 of 0.4 mm or less. The positive temperature coefficient thermistor body 11 should be as thin as possible for the purpose of obtaining a low room temperature resistance value, but the room temperature resistance value actually required and the difficulty of manufacturing that increases with the reduction in thickness are taken into consideration. Then, the lower limit of the thickness is about 0.01 mm. A typical example of the PTC thermistor element body 11 is a PTC semiconductor ceramic containing barium titanate as a main component.
【0023】2つの電極12、13は正特性サーミスタ
素体11の厚み方向の両面111、112にそれぞれ設
けられている。2つの電極12、13のうち、電極12
はそれが設けられている面111の全体を覆っていても
よいし、電極周辺にギャップを有していてもよい。他方
の電極13はそれが設けられている面112の端縁と、
電極端縁との間にギャップG1が生じるように、面11
2内に設けられていることが望ましい。The two electrodes 12 and 13 are provided on both surfaces 111 and 112 in the thickness direction of the PTC thermistor element body 11, respectively. Of the two electrodes 12, 13, the electrode 12
May cover the entire surface 111 on which it is provided, or may have a gap around the electrodes. The other electrode 13 has an edge of the surface 112 on which it is provided,
The surface 11 is formed such that a gap G1 is formed between the electrode 11 and the edge.
It is desirable to be provided in the inside of 2.
【0024】支持基板2は、少なくとも一つの平坦面2
1を有し、平坦面21上に外部に連なる凹部22が設け
られ、正特性サーミスタ素子1の電極の一方が平坦面2
1上に面接合されている。The support substrate 2 has at least one flat surface 2
1 and a concave portion 22 is formed on the flat surface 21 and extends to the outside, and one of the electrodes of the positive temperature coefficient thermistor element 1 has a flat surface 2
1 is surface-joined.
【0025】図3は図1及び図2に図示された支持基板
2の平面図、図4は図3のA4ーA4線上における断面
図である。図示の凹部22は、支持基板2の厚み方向に
貫通する孔として設けられている。凹部22を構成する
孔の数、孔径及び形成位置は、図示に限定されることな
く、種々変化する。一例として、直径が20mmの支持
基板2を用いた場合、凹部22を構成する孔は、孔径
0.5〜1.5mm、個数20〜40個で、支持基板2
の平坦面21上にほぼ均等分布となるように形成するこ
とができる。FIG. 3 is a plan view of the support substrate 2 shown in FIGS. 1 and 2, and FIG. 4 is a sectional view taken along line A4-A4 of FIG. The illustrated recess 22 is provided as a hole penetrating in the thickness direction of the support substrate 2. The number of holes forming the recess 22, the hole diameter, and the forming position are not limited to those shown in the drawing, but may be variously changed. As an example, when the support substrate 2 having a diameter of 20 mm is used, the holes forming the recesses 22 have a hole diameter of 0.5 to 1.5 mm and the number of holes is 20 to 40.
Can be formed on the flat surface 21 so as to have a substantially uniform distribution.
【0026】凹部22は図1〜図4に図示された実施例
の他、種々の態様を取ることができる。その例を図5〜
図8に示す。図5及び図6に図示された実施例におい
て、凹部22は、支持基板2の平坦面21上に形成され
た溝で構成されている。凹部22を構成する溝は複数本
備えられ、それぞれは、円板状に形成された支持基板2
の中心部から外周方向に放射状に伸びる溝として互いに
ほぼ一定の角度を隔てて、配置されている。The recess 22 can take various forms other than the embodiment shown in FIGS. An example is shown in FIG.
It shows in FIG. In the embodiment shown in FIGS. 5 and 6, the recess 22 is a groove formed on the flat surface 21 of the support substrate 2. A plurality of grooves forming the recess 22 are provided, and each of the grooves is a support substrate 2 formed in a disc shape.
The grooves radially extend from the central portion of the core to the outer peripheral direction and are arranged at substantially constant angles.
【0027】次に、図7及び図8に図示された実施例で
は、凹部22は放射状に配置された複数本の溝と、この
溝に連続する円形状の複数本の溝とを含んでいる。円形
状の溝は互いに間隔を隔てて同軸状に配置されている。Next, in the embodiment shown in FIGS. 7 and 8, the recess 22 includes a plurality of radially arranged grooves and a plurality of circular grooves continuous with the grooves. . The circular grooves are coaxially arranged at intervals.
【0028】上述したように、本発明に係る正特性サー
ミスタ装置に含まれる正特性サーミスタ素子1は、正特
性サーミスタ素体11の厚みt1が0.4mm以下の平
坦な板材である。このような厚みt1の正特性サーミス
タ素体11は、従来達成することができなかった厚みで
あり、それによって、従来は到底実現することのできな
かった20mΩ以下という極めて低い常温抵抗値を持つ
正特性サーミスタ装置を得ることができる。このような
低い常温抵抗値を持つ正特性サーミスタ装置は、例えば
熱電対の発生する15〜20mvのような微小熱起電力
を、直接、動作電源として用いる感熱素子として、充分
な感熱機能を果すことができる。As described above, the PTC thermistor element 1 included in the PTC thermistor device according to the present invention is a flat plate material in which the thickness t1 of the PTC thermistor body 11 is 0.4 mm or less. The positive temperature coefficient thermistor element body 11 having such a thickness t1 has a thickness that could not be achieved in the past, and as a result, it has a very low room temperature resistance value of 20 mΩ or less, which could not be realized in the past. A characteristic thermistor device can be obtained. The PTC thermistor device having such a low room temperature resistance value has a sufficient thermosensitive function as a thermosensitive element which directly uses a small thermoelectromotive force such as 15 to 20 mV generated by a thermocouple as an operating power source. You can
【0029】支持基板2は、少なくとも一つの平坦面2
1を有し、平坦面21上に正特性サーミスタ素子1の一
方の電極12が面接合されている。この構造のために、
支持基板2が正特性サーミスタ素子1に対する補強部材
として機能する。The support substrate 2 has at least one flat surface 2
1 and one electrode 12 of the positive temperature coefficient thermistor element 1 is surface-bonded on the flat surface 21. Because of this structure,
The support substrate 2 functions as a reinforcing member for the PTC thermistor element 1.
【0030】支持基板2は、平坦面21上に外部に連な
る凹部22が設けられているから、支持基板2の平坦面
21上に正特性サーミスタ素子1を接合する際に、支持
基板2と正特性サーミスタ素子1との間の接触界面また
は接合剤中に発生することのある空気や揮発成分が、凹
部22を通して外部に放出される。このため、支持基板
2と正特性サーミスタ素子1との間に空気が介在して熱
伝導が悪化したり、接着強度が低下するような事態を回
避することができる。これにより、感熱素子として適し
た正特性サーミスタ装置が得られる。また、正特性サー
ミスタ素子1とそれを支持する支持体との間の接着層の
熱伝導効率を向上させ、感熱素子としての適合性を向上
させることができる。Since the supporting substrate 2 is provided with the recess 22 continuous to the outside on the flat surface 21, when the positive temperature coefficient thermistor element 1 is bonded onto the flat surface 21 of the supporting substrate 2, the supporting substrate 2 and the positive substrate 2 are connected to each other. Air and volatile components that may be generated in the contact interface with the characteristic thermistor element 1 or in the bonding agent are released to the outside through the recess 22. Therefore, it is possible to avoid a situation in which air is present between the support substrate 2 and the positive temperature coefficient thermistor element 1 to deteriorate heat conduction or reduce adhesive strength. As a result, a positive temperature coefficient thermistor device suitable as a heat sensitive element can be obtained. Further, it is possible to improve the heat conduction efficiency of the adhesive layer between the positive temperature coefficient thermistor element 1 and the support that supports the positive temperature coefficient thermistor element 1, and improve the suitability as a heat sensitive element.
【0031】実施例において、正特性サーミスタ素体1
1の厚み方向の両面111、112にそれぞれ設けられ
ている2つの電極12、13のうち、電極12は、それ
が設けられている面111の全体を覆っており、支持基
板2に設けられた平坦面21に面接合されている。この
構造のために、電極12が存在するにも係わらず、正特
性サーミスタ素体11が、支持基板2の平坦面21との
間に電極12の厚みt2よるギャップを生じることな
く、支持基板2の平坦面21に密接して接合される。こ
の結果、正特性サーミスタ素体11の厚みt1を、0.
4mm以下という値に設定しても、正特性サーミスタ素
体1の破損を確実に防止することができるようになる。
しかも、電極12は、それが設けられている面111の
全体を覆っているから、電極12を外部に容易に引き出
すことができる。In the embodiment, the positive temperature coefficient thermistor element body 1
Of the two electrodes 12, 13 respectively provided on both surfaces 111, 112 in the thickness direction of 1, the electrode 12 covers the entire surface 111 on which it is provided, and is provided on the support substrate 2. It is surface-bonded to the flat surface 21. Due to this structure, the PTC thermistor element body 11 does not form a gap due to the thickness t2 of the electrode 12 between the PTC thermistor element body 11 and the flat surface 21 of the support substrate 2 regardless of the presence of the electrode 12. Is closely joined to the flat surface 21 of the. As a result, the thickness t1 of the PTC thermistor element body 11 is set to 0.
Even if the value is set to 4 mm or less, the PTC thermistor element body 1 can be reliably prevented from being damaged.
Moreover, since the electrode 12 covers the entire surface 111 on which the electrode 12 is provided, the electrode 12 can be easily pulled out to the outside.
【0032】更に、実施例において、2つの電極12、
13のうちの他方の電極13は、それが設けられている
面112の端縁と、電極端縁との間にギャップG1が生
じるように、面内に設けられている。正特性サーミスタ
素体11が0.4mm以下の厚みt1に設定されている
ために、厚み方向のギャップでは微小なゴミ等の付着で
電極間短絡を生じ易い。これに対して、正特性サーミス
タ素体11の面112の端縁と、電極端縁との間にギャ
ップG1を設けると、正特性サーミスタ素体11が0.
4mm以下の微小厚みt1に設定されているにもかかわ
らず、電極間短絡を防止することができる。また、ギャ
ップG1によって電極12ー13間の沿面距離を拡大
し、必要な絶縁耐圧を確保することができる。Further, in the embodiment, two electrodes 12,
The other electrode 13 out of 13 is provided in the surface such that a gap G1 is formed between the edge of the surface 112 on which it is provided and the electrode edge. Since the PTC thermistor element body 11 is set to have a thickness t1 of 0.4 mm or less, a short circuit between electrodes is likely to occur due to adhesion of minute dust or the like in the gap in the thickness direction. On the other hand, when the gap G1 is provided between the edge of the surface 112 of the PTC thermistor element body 11 and the electrode edge, the PTC thermistor element body 11 becomes 0.
Despite being set to a minute thickness t1 of 4 mm or less, a short circuit between electrodes can be prevented. Further, the gap G1 can increase the creepage distance between the electrodes 12 to 13 to secure a necessary withstand voltage.
【0033】図示の電極12、13は、正特性サーミス
タ素体11に付着されたオーミック電極層121、13
1を含む。オーミック電極層は、Ni無電解メッキ膜ま
たはNiもしくはNiーCr等の蒸着膜として形成でき
る。好ましくは、電極12、13はオーミック電極層1
21、131の上に、銀を主成分とする電極層122、
132が積層されている。このような電極構造を有する
ことにより、オーミック電極層121、131によって
正特性サーミスタ素体11の有する正の抵抗温度特性を
充分に外部に取出すと共に、オーミック電極層121、
131の特性劣化を、銀を主成分とする電極層122、
132によって阻止し、更に、電極12、13の表面抵
抗を低下させることができる。The illustrated electrodes 12 and 13 are ohmic electrode layers 121 and 13 attached to the PTC thermistor element body 11.
Including 1. The ohmic electrode layer can be formed as a Ni electroless plating film or a vapor deposition film of Ni or Ni-Cr. Preferably, the electrodes 12 and 13 are the ohmic electrode layer 1.
21 and 131, and an electrode layer 122 containing silver as a main component,
132 are stacked. With such an electrode structure, the ohmic electrode layers 121 and 131 sufficiently take out the positive resistance temperature characteristic of the positive temperature coefficient thermistor element body 11 to the outside, and the ohmic electrode layers 121 and 131
The characteristic deterioration of 131 is caused by the electrode layer 122 containing silver as a main component,
This can be prevented by 132, and the surface resistance of the electrodes 12, 13 can be reduced.
【0034】支持基板2は、感熱素子として用いる場合
は、熱伝導性の良好な材料で構成する。そのような材料
であれば、電気絶縁材料であってもよいし、導電材料で
あってもよい。支持基板2を構成する熱伝導性の良好な
電気絶縁材料の例としては、高アルミナ磁器または窒化
ケイ素磁器がある。支持基板2を電気絶縁材料で構成し
た場合、少なくとも正特性サーミスタ素子1を接合する
面が金属膜によって覆われていてもよい。これにより、
支持基板2の熱伝導性が一層向上すると共に、支持基板
2上に設けられた金属膜を、電極12、13を外部に引
き出すための端子導体として利用できる。このような金
属膜の例は、ニッケルまたは銅等である。支持基板2を
導電性材料で構成する場合、そのような導電性材料の例
としては、銅合金またはステンレス等を挙げることがで
きる。When used as a heat sensitive element, the support substrate 2 is made of a material having good thermal conductivity. As long as it is such a material, it may be an electrically insulating material or a conductive material. Examples of the electrically insulating material having a good thermal conductivity that constitutes the support substrate 2 include high alumina porcelain and silicon nitride porcelain. When the support substrate 2 is made of an electrically insulating material, at least the surface to which the positive temperature coefficient thermistor element 1 is bonded may be covered with a metal film. This allows
The thermal conductivity of the support substrate 2 is further improved, and the metal film provided on the support substrate 2 can be used as a terminal conductor for extracting the electrodes 12 and 13 to the outside. An example of such a metal film is nickel or copper. When the support substrate 2 is made of a conductive material, examples of such a conductive material include copper alloy and stainless steel.
【0035】支持基板2に対する正特性サーミスタ素子
1の接合に当っては、熱伝導性の良好な接着剤を用いる
か、または、電極12を構成する電極層122を塗布し
た後、その硬化前に、正特性サーミスタ素子1を支持基
板21の上の所定位置に位置決めし、電極層122の焼
き付け接着力を利用して、正特性サーミスタ素子1を支
持基板2上に面接合することができる。ここで、支持基
板2の平坦面上に正特性サーミスタ素子1を接合する際
に、支持基板2と正特性サーミスタ素子1との間の接触
界面または接合剤中に発生することのある空気や揮発成
分が、凹部22の空気や揮発成分放出作用により、凹部
22を通して外部に放出される。このため、支持基板2
と正特性サーミスタ素子1との間に空気が介在して熱伝
導が悪化したり、接着強度が低下するような事態を回避
することができる。これにより、感熱素子として適した
正特性サーミスタ装置が得られる。When bonding the PTC thermistor element 1 to the support substrate 2, an adhesive having good thermal conductivity is used, or after the electrode layer 122 constituting the electrode 12 is applied and before curing. The positive temperature coefficient thermistor element 1 can be positioned at a predetermined position on the support substrate 21, and the positive temperature coefficient thermistor element 1 can be surface-bonded onto the support substrate 2 by utilizing the baking adhesive force of the electrode layer 122. Here, when the PTC thermistor element 1 is bonded to the flat surface of the support substrate 2, air or volatilization that may occur in the contact interface between the support substrate 2 and the PTC thermistor element 1 or in the bonding agent. The components are released to the outside through the recesses 22 by the air and volatile component releasing action of the recesses 22. Therefore, the support substrate 2
It is possible to avoid a situation in which air intervenes between the positive temperature coefficient thermistor element 1 and the PTC thermistor element 1 to deteriorate heat conduction or decrease the adhesive strength. As a result, a positive temperature coefficient thermistor device suitable as a heat sensitive element can be obtained.
【0036】本発明に係る正特性サーミスタ装置は、種
々の形態をとることができる。その例を図9〜図12に
例示してある。図9は本発明に係る正特性サーミスタ装
置の別の実施例を示す平面図、図10は図9のA10ー
A10線上における断面図である。この実施例では、電
極12は正特性サーミスタ素体11の側面を通って、そ
の上面側に導かれている。上面に導かれたリード電極部
123と、電極13との間にはギャップG2が設けられ
ている。このような構造であると、電極12の外部引き
出しが容易になる。凹部22は支持基板2を厚み方向に
貫通する孔によって構成されているが、図5〜図8に示
したような溝であってもよい。The positive temperature coefficient thermistor device according to the present invention can take various forms. Examples thereof are shown in FIGS. 9 to 12. 9 is a plan view showing another embodiment of the positive temperature coefficient thermistor device according to the present invention, and FIG. 10 is a sectional view taken along the line A10-A10 in FIG. In this embodiment, the electrode 12 passes through the side surface of the PTC thermistor element body 11 and is guided to the upper surface side thereof. A gap G2 is provided between the lead electrode portion 123 guided to the upper surface and the electrode 13. With such a structure, the electrode 12 can be easily pulled out to the outside. The recess 22 is formed by a hole penetrating the support substrate 2 in the thickness direction, but may be a groove as shown in FIGS. 5 to 8.
【0037】図11は本発明に係る正特性サーミスタ装
置の他の実施例を示す平面図、図12は図11のA12
ーA12線上における断面図である。この実施例では、
支持基板2の中央部に貫通孔124を設けてある。電極
12は貫通孔124の内部を通って、正特性サーミスタ
素体11の上面側に導かれている。上面に導かれたリー
ド電極部123と、電極13との間にはギャップG3が
設けられている。このような構造であると、電極12の
外部引き出しが容易になる。凹部22は支持基板2を厚
み方向に貫通する孔によって構成されているが、図5〜
図8に示したような溝であってもよい。FIG. 11 is a plan view showing another embodiment of the positive temperature coefficient thermistor device according to the present invention, and FIG. 12 is A12 of FIG.
It is a cross-sectional view taken along the line A12. In this example,
A through hole 124 is provided in the center of the support substrate 2. The electrode 12 passes through the inside of the through hole 124 and is guided to the upper surface side of the PTC thermistor element body 11. A gap G3 is provided between the lead electrode portion 123 guided to the upper surface and the electrode 13. With such a structure, the electrode 12 can be easily pulled out to the outside. The concave portion 22 is formed by a hole penetrating the supporting substrate 2 in the thickness direction.
It may be a groove as shown in FIG.
【0038】図13は本発明に係る熱検出装置の構成を
示す電気回路図である。本発明に係る熱検出装置は、図
1〜図12に図示された本発明に係る正特性サーミスタ
装置でなる感熱素子3と、熱起電力素子4とを含んでい
る。感熱素子3は、熱起電力素子4に生じる熱起電力を
動作電源として利用するように、熱起電力素子4と直列
に接続されている。このような構成であると、上記正特
性サーミスタ装置の有する長所を全て包含すると共に、
正特性サーミスタ装置のスイッチ特性を利用した感熱素
子3により、レベル検定回路やスイッチ回路を備える必
要のない回路構成の簡単な熱検出装置を実現できる。熱
起電力素子4は、代表的には熱電対である。FIG. 13 is an electric circuit diagram showing the structure of the heat detecting device according to the present invention. The heat detecting device according to the present invention includes the thermosensitive element 3 and the thermoelectromotive force element 4 which are the positive temperature coefficient thermistor device according to the present invention shown in FIGS. The thermosensitive element 3 is connected in series with the thermoelectromotive element 4 so that the thermoelectromotive force generated in the thermoelectromotive element 4 is used as an operating power source. With such a configuration, in addition to including all the advantages of the positive temperature coefficient thermistor device,
With the heat-sensitive element 3 utilizing the switch characteristic of the positive temperature coefficient thermistor device, it is possible to realize a heat detecting device having a simple circuit configuration that does not require a level verification circuit or a switch circuit. The thermoelectromotive force element 4 is typically a thermocouple.
【0039】図14は本発明に係る熱検出装置を用いた
燃焼装置の構成を示す図、図15はその電気回路図であ
る。図14及び図15において、本発明に係る熱検出装
置を構成する感熱素子3は、鍋等の被加熱物5の底部に
接して配置され、熱起電力素子4はガスコンロ等の燃焼
器6から生じる炎61の熱を受けて起電力を生じるよう
に配置されている。燃焼器6は、電磁弁等のガス制御弁
81及びノズル9を通して、ガスが供給され、燃焼動作
をする。ガス制御弁81は本発明に係る熱検出装置によ
って制御されるものであって、手動操作着火機能を備
え、着火した後は電磁的に吸着され、開通状態を保持す
る。制御回路7は熱検出装置から熱起電力素子4の起電
力に基づく信号が与えられたとき、ガス制御弁81を開
通させる。着火操作前であって、熱検出装置からの前記
信号がないときは、ガス制御弁81は遮断状態にある。
図示の制御回路7は、ガス制御弁81の一部であるソレ
ノイド70を有し、ガス制御弁81と一体化されてい
る。FIG. 14 is a diagram showing the structure of a combustion device using the heat detecting device according to the present invention, and FIG. 15 is an electric circuit diagram thereof. In FIG. 14 and FIG. 15, the heat sensitive element 3 constituting the heat detection device according to the present invention is arranged in contact with the bottom of the object 5 to be heated such as a pot, and the thermoelectromotive force element 4 is provided from the combustor 6 such as a gas stove. It is arranged so as to generate an electromotive force by receiving the heat of the generated flame 61. The combustor 6 is supplied with gas through a gas control valve 81 such as an electromagnetic valve and the nozzle 9 to perform a combustion operation. The gas control valve 81 is controlled by the heat detection device according to the present invention, has a manually operated ignition function, and is electromagnetically adsorbed after ignition and maintains an open state. The control circuit 7 opens the gas control valve 81 when a signal based on the electromotive force of the thermoelectromotive force element 4 is given from the heat detection device. Before the ignition operation and when there is no signal from the heat detecting device, the gas control valve 81 is in the shut-off state.
The illustrated control circuit 7 has a solenoid 70 which is a part of the gas control valve 81, and is integrated with the gas control valve 81.
【0040】図14及び図15に示す燃焼装置におい
て、燃焼器6を着火させると、熱起電力素子4が炎61
により加熱され熱起電力を生じる。被加熱物5の温度は
着火時は常温であるから、感熱素子3の抵抗値は、前述
した20mΩ程度の微小値にある。このため、熱起電力
素子4に発生した熱起電力により、低抵抗の感熱素子3
を通って電流が流れる。この電流に基づき、制御回路7
はガス制御弁81を開通させる。着火後は、ガス制御弁
81の開通保持動作により、ガス制御弁81を通して燃
焼用のガスが燃焼器5に供給され、それによって、燃焼
器5の燃焼動作が維持される。In the combustion apparatus shown in FIGS. 14 and 15, when the combustor 6 is ignited, the thermoelectromotive force element 4 causes the flame 61
To generate thermoelectromotive force. Since the temperature of the article to be heated 5 is room temperature at the time of ignition, the resistance value of the heat sensitive element 3 is a minute value of about 20 mΩ described above. Therefore, due to the thermoelectromotive force generated in the thermoelectromotive force element 4, the low-sensitivity thermosensitive element 3
An electric current flows through it. Based on this current, the control circuit 7
Opens the gas control valve 81. After ignition, the gas control valve 81 opens and holds the gas for combustion through the gas control valve 81 to the combustor 5, thereby maintaining the combustion operation of the combustor 5.
【0041】燃焼器5の燃焼動作によって、被加熱物5
が加熱され、それによって被加熱物5の温度が上昇す
る。感熱素子3は被加熱物5の表面に接して設けられて
いるから、被加熱物5の温度が上昇するにつれて、感熱
素子3の温度が上昇し、感熱素子3の抵抗値が高くな
る。感熱素子3は、通常の燃焼動作による温度領域では
抵抗値急変現象を生じず、かつ、熱起電力素子3から供
給される熱起電力によって、ガス制御弁81の開通を維
持する電流を、制御回路7に供給できるような抵抗温度
特性を有するものとする。これにより、通常の燃焼動作
において、感熱素子3がスイッチ動作を回避することが
できる。By the combustion operation of the combustor 5, the object to be heated 5
Is heated, and as a result, the temperature of the object to be heated 5 rises. Since the thermosensitive element 3 is provided in contact with the surface of the article to be heated 5, as the temperature of the article to be heated 5 rises, the temperature of the thermosensitive element 3 rises and the resistance value of the thermosensitive element 3 increases. The thermosensitive element 3 does not cause a sudden change in the resistance value in the temperature range due to the normal combustion operation, and controls the current for maintaining the opening of the gas control valve 81 by the thermoelectromotive force supplied from the thermoelectromotive force element 3. It should have a resistance temperature characteristic that can be supplied to the circuit 7. As a result, the heat-sensitive element 3 can avoid the switch operation in the normal combustion operation.
【0042】被加熱物5が、例えば空焚き状態になる
と、被加熱物5の温度が、通常の燃焼動作時の温度より
も著しく上昇する。このため、感熱素子3の温度が抵抗
値急増領域まで上昇し、感熱素子3に、熱検出装置から
制御回路7に供給される電流を急激に絞り込むスイッチ
動作が生じる。これにより、制御回路7からガス制御弁
81への開通制御が失われ、ガス制御弁81が遮断さ
れ、それに伴って、燃焼器6の燃焼動作が停止する。When the object 5 to be heated is, for example, in an empty state, the temperature of the object 5 to be heated rises significantly above the temperature during normal combustion operation. For this reason, the temperature of the heat sensitive element 3 rises to a region where the resistance value rapidly increases, and the heat sensitive element 3 undergoes a switching operation that sharply narrows the current supplied from the heat detection device to the control circuit 7. As a result, the opening control from the control circuit 7 to the gas control valve 81 is lost, the gas control valve 81 is shut off, and accordingly, the combustion operation of the combustor 6 is stopped.
【0043】図16〜図19は本発明に係る正特性サー
ミスタ装置の製造方法を示している。まず、図16に示
すように、支持基板2に設けられた平坦面21に、一面
の全面に電極12を有する正特性サーミスタ素体11の
一面111を面接合させる。支持基板2は図3〜図8に
示したような構造を持っている。正特性サーミスタ素体
11を接合した支持基板2は、治具200の上に固定す
る。16 to 19 show a method of manufacturing the positive temperature coefficient thermistor device according to the present invention. First, as shown in FIG. 16, one surface 111 of the positive temperature coefficient thermistor body 11 having the electrode 12 on the entire surface is bonded to the flat surface 21 provided on the support substrate 2. The support substrate 2 has a structure as shown in FIGS. The support substrate 2 to which the PTC thermistor element body 11 is bonded is fixed on the jig 200.
【0044】次に、図17に示すように、正特性サーミ
スタ素体11の他面を、研磨装置300を用いて研磨す
る。研磨装置300は例えば、矢印O1の如く軸回転さ
せると共に、矢印X1またはX2の方向に移動させる。
これにより、図18に示す如く、正特性サーミスタ素体
11がΔt1だけ研磨され、正特性サーミスタ素体11
の厚みが必要な厚みt1=0.01〜0.4mmに設定
される。Next, as shown in FIG. 17, the other surface of the PTC thermistor element body 11 is polished by using a polishing apparatus 300. The polishing apparatus 300 is, for example, axially rotated as indicated by arrow O1 and is moved in the direction of arrow X1 or X2.
As a result, as shown in FIG. 18, the PTC thermistor element body 11 is polished by Δt1, and the PTC thermistor element body 11 is polished.
The required thickness t1 is set to 0.01 to 0.4 mm.
【0045】次に、図19に示すように、正特性サーミ
スタ素体11の研磨された面112に他の電極13を、
蒸着またはスパッタ等の手段によって形成する。Next, as shown in FIG. 19, another electrode 13 is attached to the polished surface 112 of the positive temperature coefficient thermistor body 11.
It is formed by means such as vapor deposition or sputtering.
【0046】上記製造方法を経ることにより、正特性サ
ーミスタ素体11の破損を防止しながら、正特性サーミ
スタ素体1の厚みt1がを0.01〜0.4mmの範囲
となるように確実に研磨することができる。図示は省略
したが、電極12、13の形成方法として、無電解メッ
キ法等を用いた場合には、外周に付着した電極膜を削除
する工程が付加される。Through the above manufacturing method, it is ensured that the thickness t1 of the PTC thermistor body 11 is in the range of 0.01 to 0.4 mm while preventing the PTC thermistor body 11 from being damaged. It can be polished. Although illustration is omitted, when electroless plating or the like is used as a method of forming the electrodes 12 and 13, a step of removing the electrode film attached to the outer periphery is added.
【0047】上記製造方法は、図1及び図2に示した正
特性サーミスタ装置の製造方法に適用されるものである
が、図3〜図6に図示した正特性サーミスタ装置を製造
する場合にも、若干の変更を伴うだけで、同様に適用が
可能であることは、当業者に自明である。The above manufacturing method is applied to the method of manufacturing the positive temperature coefficient thermistor device shown in FIGS. 1 and 2, but also in the case of manufacturing the positive temperature coefficient thermistor device shown in FIGS. It is obvious to those skilled in the art that the same application is possible with a slight modification.
【0048】[0048]
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば次の
ような効果を得ることができる。 (a)従来は到底実現することのできなかった例えば2
0mΩ以下という極めて低い常温抵抗値を持つ正特性サ
ーミスタ装置及びそれを用いた熱検出装置を提供するこ
とができる。 (b)上述したような極めて低い常温抵抗値を持つ極め
て薄い正特性サーミスタ素体の破損を確実に防止し得る
正特性サーミスタ装置及びそれを用いた熱検出装置を提
供することができる。 (c)感熱素子として適した正特性サーミスタ装置及び
それを用いた熱検出装置を提供することができる。 (d)正特性サーミスタ素子とそれを支持する支持体と
の間の接着層の熱伝導効率を向上させ、感熱素子として
の適合性を向上させた正特性サーミスタ装置及びそれを
用いた熱検出装置を提供することができる。 (e)熱起電力素子の発生する微小熱起電力を動作電源
として用いた場合でも、充分な熱検出機能を果し得る正
特性サーミスタ装置及びそれを用いた熱検出装置を提供
することができる。 (f)レベル検定回路やスイッチ回路を省略し得る回路
構成の簡単な熱検出装置を提供することができる。 (g)正特性サーミスタ素体の破損を生じることなく、
正特性サーミスタ素体の厚みを0.4mm以下の値まで
確実に研磨し得る正特性サーミスタ装置の製造方法を提
供することができる。As described above, according to the present invention, the following effects can be obtained. (A) For example, 2 which could not be realized in the past
It is possible to provide a positive temperature coefficient thermistor device having an extremely low room temperature resistance value of 0 mΩ or less and a heat detection device using the thermistor device. (B) It is possible to provide a positive temperature coefficient thermistor device that can reliably prevent damage to the extremely thin positive temperature coefficient thermistor body having an extremely low room temperature resistance value as described above, and a heat detection device using the same. (C) It is possible to provide a positive temperature coefficient thermistor device suitable as a heat-sensitive element and a heat detection device using the thermistor device. (D) A PTC thermistor device and a heat detecting device using the PTC thermistor device, in which the heat conduction efficiency of the adhesive layer between the PTC thermistor element and the support supporting the PTC thermistor element is improved, and the compatibility as a heat-sensitive element is improved. Can be provided. (E) It is possible to provide a positive temperature coefficient thermistor device and a heat detection device using the same, which can perform a sufficient heat detection function even when a small thermoelectromotive force generated by a thermoelectromotive force element is used as an operating power supply. . (F) It is possible to provide a heat detection device having a simple circuit configuration that can omit the level verification circuit and the switch circuit. (G) Without causing damage to the PTC thermistor body,
It is possible to provide a method for manufacturing a PTC thermistor device capable of reliably polishing the PTC thermistor body to a thickness of 0.4 mm or less.
【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]
【図1】本発明に係る正特性サーミスタ装置の平面図で
ある。FIG. 1 is a plan view of a positive temperature coefficient thermistor device according to the present invention.
【図2】図1のA2ーA2線上における断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line A2-A2 of FIG.
【図3】図1及び図2に図示された正特性サーミスタ装
置に用いられている支持基板の平面図である。3 is a plan view of a support substrate used in the PTC thermistor device shown in FIGS. 1 and 2. FIG.
【図4】図3のA4ーA4線上における断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view taken along the line A4-A4 in FIG.
【図5】本発明に係る正特性サーミスタ装置に用いられ
る支持基板の平面図である。FIG. 5 is a plan view of a support substrate used in the positive temperature coefficient thermistor device according to the present invention.
【図6】図5のA6ーA6線上における断面図である。6 is a cross-sectional view taken along the line A6-A6 of FIG.
【図7】本発明に係る正特性サーミスタ装置に用いられ
る支持基板の他の実施例を示す平面図である。FIG. 7 is a plan view showing another embodiment of the support substrate used in the positive temperature coefficient thermistor device according to the present invention.
【図8】図7のA8ーA8線上における断面図である。8 is a cross-sectional view taken along the line A8-A8 in FIG.
【図9】本発明に係る正特性サーミスタ装置の別の実施
例における平面図である。FIG. 9 is a plan view of another embodiment of the positive temperature coefficient thermistor device according to the present invention.
【図10】図9のA10ーA10線上における断面図で
ある。10 is a cross-sectional view taken along the line A10-A10 in FIG.
【図11】本発明に係る正特性サーミスタ装置の更に別
の実施例の平面図である。FIG. 11 is a plan view of still another embodiment of the positive temperature coefficient thermistor device according to the present invention.
【図12】図11のA12ーA12線上における断面図
である。12 is a cross-sectional view taken along the line A12-A12 of FIG.
【図13】本発明に係る熱検出装置の構成を示す図であ
る。FIG. 13 is a diagram showing a configuration of a heat detection device according to the present invention.
【図14】本発明に係る熱検出装置を用いた燃焼装置の
構成を示す図である。FIG. 14 is a diagram showing a configuration of a combustion device using the heat detection device according to the present invention.
【図15】図14に示した燃焼装置の電気回路図であ
る。15 is an electric circuit diagram of the combustion device shown in FIG.
【図16】本発明に係る正特性サーミスタ装置の製造方
法を示す図である。FIG. 16 is a diagram showing a method of manufacturing the positive temperature coefficient thermistor device according to the present invention.
【図17】図16の工程に続く本発明に係る正特性サー
ミスタ装置の製造方法を示す図である。FIG. 17 is a diagram showing the method of manufacturing the positive temperature coefficient thermistor device according to the present invention, which is subsequent to the step of FIG. 16;
【図18】図17の工程に続く本発明に係る正特性サー
ミスタ装置の製造方法を示す図である。FIG. 18 is a diagram showing a method of manufacturing the positive temperature coefficient thermistor device according to the present invention, following the step of FIG. 17;
【図19】図18の工程に続く本発明に係る正特性サー
ミスタ装置の製造方法を示す図である。FIG. 19 is a diagram showing a method of manufacturing the positive temperature coefficient thermistor device according to the present invention, following the step of FIG. 18;
1 正特性サーミスタ素子 11 正特性サーミスタ素体 12、13 電極 2 支持基板 22 凹部 1 PTC Thermistor Element 11 PTC Thermistor Element 12, 13 Electrode 2 Support Substrate 22 Recess
Claims (16)
基板とを含む正特性サーミスタ装置であって、 前記正特性サーミスタ素子は、正特性サーミスタ素体
と、少なくとも2つの電極とを含んでおり、前記正特性
サーミスタ素体は厚みが0.4mm以下の平坦な板材で
あり、前記2つの電極は前記正特性サーミスタ素体の厚
み方向の両面にそれぞれ設けられており、 前記支持基板は、少なくとも一つの平坦面を有し、前記
平坦面上に外部に連なる凹部が設けられ、前記正特性サ
ーミスタ素子の前記電極の一方が前記平坦面上に面接合
されている正特性サーミスタ装置。1. A PTC thermistor device including a PTC thermistor element and a support substrate, wherein the PTC thermistor device includes a PTC thermistor element body and at least two electrodes, The positive temperature coefficient thermistor element is a flat plate material having a thickness of 0.4 mm or less, the two electrodes are provided on both sides in the thickness direction of the positive temperature coefficient thermistor element, and the support substrate is at least one. A positive temperature coefficient thermistor device having two flat surfaces, a recess extending outward from the flat surface, and one of the electrodes of the positive temperature coefficient thermistor element being surface-bonded to the flat surface.
装置であって、 前記正特性サーミスタ素体は、厚みが0.01mm以上
である正特性サーミスタ装置。2. The positive temperature coefficient thermistor device according to claim 1, wherein the positive temperature coefficient thermistor element body has a thickness of 0.01 mm or more.
装置であって、 前記凹部は、前記支持基板の厚み方向に貫通する孔であ
る正特性サーミスタ装置。3. The positive temperature coefficient thermistor device according to claim 1, wherein the recess is a hole penetrating in a thickness direction of the support substrate.
装置であって、 前記凹部は、前記支持基板の前記平坦面上に形成された
溝である正特性サーミスタ装置。4. The PTC thermistor device according to claim 1, wherein the recess is a groove formed on the flat surface of the support substrate.
であって、 前記電極は、前記正特性サーミスタ素体に付着されたオ
ーミック電極層を含む正特性サーミスタ装置。5. The PTC thermistor device according to claim 1, wherein the electrode includes an ohmic electrode layer attached to the PTC thermistor body.
であって、 前記オーミック電極層は、Ni無電解メッキ膜またはN
iもしくはNiーCrの蒸着膜である正特性サーミスタ
装置。6. The positive temperature coefficient thermistor device according to claim 5, wherein the ohmic electrode layer is a Ni electroless plating film or N.
A positive temperature coefficient thermistor device which is a vapor deposited film of i or Ni-Cr.
であって、 前記電極は、前記オーミック電極層の上に、銀を主成分
とする電極層が積層されている正特性サーミスタ装置。7. The positive temperature coefficient thermistor device according to claim 5, wherein the electrode has an electrode layer containing silver as a main component laminated on the ohmic electrode layer.
であって、 前記支持基板は、熱伝導性の良好な材料でなる正特性サ
ーミスタ装置。8. The positive temperature coefficient thermistor device according to claim 1, wherein the support substrate is made of a material having good thermal conductivity.
であって、 前記支持基板は、電気絶縁材料でなる正特性サーミスタ
装置。9. The PTC thermistor device according to claim 8, wherein the support substrate is made of an electrically insulating material.
置であって、 前記支持基板は、高アルミナ磁器または窒化ケイ素磁器
でなる正特性サーミスタ装置。10. The PTC thermistor device according to claim 9, wherein the support substrate is made of high alumina porcelain or silicon nitride porcelain.
置であって、 前記支持基板は、導電性を有する正特性サーミスタ装
置。11. The PTC thermistor device according to claim 8, wherein the support substrate has conductivity.
装置であって、 前記支持基板は、その全体が導電性材料で構成されてい
る正特性サーミスタ装置。12. The positive temperature coefficient thermistor device according to claim 11, wherein the support substrate is entirely made of a conductive material.
装置であって、 前記支持基板は、電気絶縁材料でなり、少なくとも前記
正特性サーミスタ素子を接合する面が導電性を有する膜
によって覆われている正特性サーミスタ装置。13. The positive temperature coefficient thermistor device according to claim 11, wherein the support substrate is made of an electrically insulating material, and at least a surface for bonding the positive temperature coefficient thermistor element is covered with a conductive film. Positive temperature coefficient thermistor device.
出装置であって、 前記感熱素子は、請求項1乃至13の何れかに記載され
た正特性サーミスタ装置でなり、前記熱起電力素子に生
じる熱起電力を動作電源として利用するように、前記熱
起電力素子と接続されている熱検出装置。14. A heat detection device including a thermoelectromotive element and a thermosensitive element, wherein the thermosensitive element is the positive temperature coefficient thermistor device according to any one of claims 1 to 13, wherein: A heat detection device connected to the thermoelectromotive element so that the thermoelectromotive force generated in the element is used as an operating power source.
て、 前記熱起電力素子は、熱電対でなる熱検出装置。15. The heat detecting device according to claim 14, wherein the thermoelectromotive force element is a thermocouple.
を含む正特性サーミスタ装置の製造方法であって、 前記支持基板に設けられた平坦面に、一面に電極を有す
る正特性サーミスタ素体の前記一面を面接合させた後、
前記正特性サーミスタ素体の他面を研磨し、その後に前
記正特性サーミスタ素体の研磨された面に他の電極を形
成する正特性サーミスタ装置の製造方法。16. A method of manufacturing a positive temperature coefficient thermistor device including a positive temperature coefficient thermistor element and a supporting substrate, wherein a positive temperature coefficient thermistor element body having an electrode on one surface is provided on a flat surface provided on the supporting substrate. After joining one surface,
A method of manufacturing a positive temperature coefficient thermistor device, comprising polishing the other surface of the positive temperature coefficient thermistor body, and thereafter forming another electrode on the polished surface of the positive temperature coefficient thermistor body.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP27960094A JPH08138906A (en) | 1994-11-14 | 1994-11-14 | Manufacture of positive temperature coefficient(ptc) thermistor device and heat detecting device |
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-
1994
- 1994-11-14 JP JP27960094A patent/JPH08138906A/en not_active Withdrawn
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