JP2000286042A - Resistance element - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、１０００°Ｃ以上
の高温環境下で長期間の使用が可能であると共に、しか
も室温から１０００°Ｃ以上の高温またはその逆に繰り
返し昇降温を繰り返しても、抵抗値の変動が少ない耐久
性に優れた抵抗素子に関する。The present invention can be used for a long period of time in a high temperature environment of 1000 ° C. or more, and even if the temperature is repeatedly increased and decreased from room temperature to a high temperature of 1000 ° C. or more or vice versa. Also, the present invention relates to a resistance element which has little fluctuation in resistance and has excellent durability.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来から、天然ガス、プロパンガス、灯
油などの気体燃料や液体燃料の着火には、セラミックス
を用いた通電式の着火用抵抗素子が一般に用いられてい
る。この種の着火用抵抗素子は、２〜３秒間程度で１０
００°Ｃ以上の温度に達するという急速昇温と、空気中
で１５５０°Ｃ程度の高温に耐えるために、優れた耐熱
衝撃性および耐酸化性を有することが要求される。2. Description of the Related Art Conventionally, a current-carrying type ignition resistance element using ceramics has been generally used for igniting gaseous fuel or liquid fuel such as natural gas, propane gas, and kerosene. This kind of ignition resistance element takes 10 to 2 seconds.
In order to withstand a rapid temperature rise of at least 00 ° C. and a high temperature of about 1550 ° C. in air, it is required to have excellent thermal shock resistance and oxidation resistance.
【０００３】また、１０００°Ｃ以上の高温を瞬時に測
定する高温サーミスター用抵抗素子は、優れた耐熱衝撃
性及び耐酸化性を有することが要求される。このような
要求に応えるために、従来のセラミックス製抵抗素子の
セラミックス体としては、熱膨張係数が小さく高強度の
窒化珪素が用いられている。また、セラミックス製抵抗
素子において、セラミックス体中には、発熱用抵抗体と
して用いられる内部導体が埋設される必要がある。この
ような内部導体は、窒化珪素セラミックスと共に焼成す
る必要があることから、１８００°Ｃ以上の融点を持つ
ことが必要となる。このような導体としては、タングス
テン（Ｗ）、炭化タングステン（ＷＣ、Ｗ２ Ｃ）、モ
リブデン（Ｍｏ）、クロム（Ｃｒ）が例示される。Further, a resistance element for a high-temperature thermistor that instantaneously measures a high temperature of 1000 ° C. or more is required to have excellent thermal shock resistance and oxidation resistance. In order to meet such demands, high-strength silicon nitride having a small coefficient of thermal expansion is used as a ceramic body of a conventional ceramic resistance element. In a ceramic resistance element, an internal conductor used as a heating resistor must be embedded in the ceramic body. Since such an internal conductor needs to be fired together with the silicon nitride ceramics, it is necessary to have a melting point of 1800 ° C. or more. Examples of such a conductor include tungsten (W), tungsten carbide (WC, W 2 C), molybdenum (Mo), and chromium (Cr).
【０００４】しかしながら、窒化珪素セラミックスの熱
膨張係数は、０〜１００°Ｃにおいて、３×１０−６／
°Ｃであり、抵抗体として使用する内部導体としてのＷ
の熱膨張係数は、４．４×１０−６／°Ｃである。ま
た、Ｍｏの熱膨張係数は、５×１０−６／°Ｃであり、
ＷＣのそれは、５．３×１０−６／°Ｃであり、Ｗ２Ｃ
のそれは、４〜５．３×１０−６／°Ｃである。このよ
うに、抵抗体として使用する内部導体の熱膨張係数は、
窒化珪素セラミックスのそれよりも大きく、マッチング
していないのが現状である。However, the coefficient of thermal expansion of silicon nitride ceramics is 3 × 10 −6 / 0 to 100 ° C.
° C and W as an internal conductor used as a resistor
Has a thermal expansion coefficient of 4.4 × 10 −6 / ° C. The coefficient of thermal expansion of Mo is 5 × 10 −6 / ° C.,
That of WC is 5.3 × 10 −6 / ° C., and W 2 C
Is between 4 and 5.3 × 10 −6 / ° C. Thus, the thermal expansion coefficient of the internal conductor used as a resistor is
At present, they are larger than silicon nitride ceramics and do not match.
【０００５】この熱膨張係数の差を少なくなる目的で、
内部導体の中に、窒化珪素、窒化ホウ素等の熱膨張係数
の小さい絶縁成分を添加する方法が提案されている（特
開平７−２３９１２３）。また、セラミックス体の熱膨
張係数を大きくする目的で、熱膨張係数の大きい、Ｍｏ
Ｓｉ２ を添加する方法が提案されている（特開平６−
２５１８６２）。In order to reduce the difference in the coefficient of thermal expansion,
A method has been proposed in which an insulating component having a small coefficient of thermal expansion, such as silicon nitride or boron nitride, is added to the internal conductor (JP-A-7-239123). In order to increase the coefficient of thermal expansion of the ceramic body, Mo having a large coefficient of thermal expansion is used.
A method of adding Si 2 has been proposed (Japanese Unexamined Patent Publication No.
251862).
【０００６】しかしながら、少しでも熱膨張係数の差を
少なくするため、内部導体中における絶縁成分の添加量
を多くすると、内部導体の抵抗値が増大するという欠点
を持つ。さらに、内部導体中に、セラミックス体と同一
の成分を添加しても、内部導体とセラミックス体との熱
膨張係数は等しくはならない。However, if the amount of the insulating component added to the internal conductor is increased in order to reduce the difference in the coefficient of thermal expansion even a little, there is a disadvantage that the resistance value of the internal conductor increases. Furthermore, even if the same component as that of the ceramic body is added to the internal conductor, the thermal expansion coefficients of the internal conductor and the ceramic body are not equal.
【０００７】また、セラミックス体中に、ＭｏＳｉ２
の様な熱膨張係数の大きい物質の添加は、ＭｏＳｉ２
が導体のため、添加量が多すぎると、セラミックス体の
絶縁性を損ねるため、添加量は制限される。Further, MoSi 2 is contained in the ceramic body.
The addition of large substance of such a thermal expansion coefficient of, MoSi 2
Is a conductor, and if the addition amount is too large, the insulating property of the ceramic body is impaired, so the addition amount is limited.
【０００８】以上の理由から、内部導体およびセラミッ
クス体の両者に、熱膨張係数を近づける物質を添加して
も、両者の熱膨張係数を等しくすることは困難である。
また、窒化珪素セラミックスは希土類の酸化物を焼結助
剤に使用しているため、空気中１４００°Ｃ以上の温度
では、耐酸化性が低下するため使用困難となるという課
題もある。For the above reasons, it is difficult to equalize the coefficients of thermal expansion of both the internal conductor and the ceramic body even if a substance that approximates the coefficient of thermal expansion is added to both.
Further, since silicon nitride ceramics use a rare earth oxide as a sintering aid, there is also a problem that oxidation resistance is reduced at a temperature of 1400 ° C. or more in air, which makes it difficult to use.
【０００９】[0009]
【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
実状に鑑みてなされ、１０００°Ｃ以上（好ましくは１
４００°Ｃ以上）の高温環境下で長期間の使用が可能で
あると共に、しかも室温から１０００°Ｃ以上（好まし
くは１４００°Ｃ以上）の高温またはその逆に繰り返し
昇降温を繰り返しても、抵抗値の変動が少ない耐久性に
優れた抵抗素子を提供することを目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of such circumstances, and has been made at a temperature of 1000 ° C. or more (preferably 1 ° C.).
It can be used for a long period of time under a high temperature environment of 400 ° C. or more, and even when the temperature is repeatedly increased and decreased from room temperature to 1000 ° C. or more (preferably 1400 ° C. or more) or vice versa. It is an object of the present invention to provide a resistance element having a small value variation and excellent durability.
【００１０】[0010]
【課題を解決するための手段】本発明者等は、抵抗素子
本体としてジルコンを主成分として含むセラミックスを
選択し、また、内部導体として、タングステン、炭化タ
ングステン、モリブデン、クロムなどの特定の導体を選
択することで、実際に、１０００°Ｃ以上（好ましくは
１４００°Ｃ以上）の高温環境下で長期間の使用が可能
であると共に、しかも室温から１０００°Ｃ以上（好ま
しくは１４００°Ｃ以上）の高温またはその逆に繰り返
し昇降温を繰り返しても、抵抗値の変動が少ない耐久性
に優れた抵抗素子が得られることを見出し、本発明を完
成させるに至った。Means for Solving the Problems The present inventors have selected ceramics containing zircon as a main component as a resistance element main body, and have specified conductors such as tungsten, tungsten carbide, molybdenum and chromium as internal conductors. By selecting, it is possible to actually use the device for a long period of time in a high temperature environment of 1000 ° C. or more (preferably 1400 ° C. or more), and further, from room temperature to 1000 ° C. or more (preferably 1400 ° C. or more) It has been found that even if the temperature is repeatedly increased or decreased, a resistance element having a small variation in resistance value and excellent in durability can be obtained, and the present invention has been completed.
【００１１】すなわち、本発明に係る抵抗素子は、ジル
コンを主成分として含むセラミックスで構成してある抵
抗素子本体と、前記抵抗素子本体の内部に埋め込んであ
る内部導体とを有する抵抗素子であって、前記内部導体
が、１７００°Ｃ以上の融点を持ち、室温〜８００°Ｃ
における熱膨張係数が４×１０−６／°Ｃ〜６×１０
−６／°Ｃであり、比抵抗が１０− ５Ω・ｃｍ以下であ
ることを特徴とする。なお、本発明において、ジルコン
を主成分として含むセラミックスとは、セラミックス中
に、ジルコン以外の不純物を多少（好ましくは１０重量
％以下、さらに好ましくは２重量％以下程度）含んでも
良いことを意味する。That is, a resistance element according to the present invention is a resistance element having a resistance element main body made of ceramics containing zircon as a main component, and an internal conductor embedded inside the resistance element main body. The internal conductor has a melting point of 1700 ° C. or more, and is room temperature to 800 ° C.
Has a coefficient of thermal expansion of 4 × 10 −6 / ° C. to 6 × 10
-6 / ° is C, the specific resistance is 10 - wherein the at 5 Omega · cm or less. In the present invention, the ceramic containing zircon as a main component means that the ceramic may contain some impurities other than zircon (preferably about 10% by weight or less, more preferably about 2% by weight or less). .
【００１２】前記内部導体としては、特に限定されない
が、タングステン（Ｗ）、炭化タングステン（ＷＣ、Ｗ
２ Ｃ）、モリブデン（Ｍｏ）、クロム（Ｃｒ）のうち
から選ばれる１以上の導電体を含むことが好ましい。The inner conductor is not particularly limited, but may be tungsten (W), tungsten carbide (WC, W
2 C), molybdenum (Mo), preferably includes one or more conductors to be selected from among chromium (Cr).
【００１３】[0013]
【作用】ジルコンは、ＺｒＳｉＯ４ で表され、ＺｒＯ
２ とＳｉＯ２ とから合成される。ジルコンの熱膨張
係数は、室温〜８００°Ｃにおいて、５×１０−６／°
Ｃ程度であり、炭化タングステン（ＷＣ、Ｗ２ Ｃ）、
モリブデン（Ｍｏ）、クロム（Ｃｒ）の膨張係数にきわ
めて近い。また、ジルコンは、酸化物であるため、さら
に酸化することもなく、耐酸化性に優れている。このよ
うな理由から、本発明に係る抵抗素子は、１０００°Ｃ
以上（好ましくは１４００°Ｃ以上）の高温環境下で長
期間の使用が可能であると共に、しかも室温から１００
０°Ｃ以上（好ましくは１４００°Ｃ以上）の高温また
はその逆に繰り返し昇降温を繰り返しても、抵抗値の変
動が少ない。The zircon is represented by ZrSiO 4 and ZrO 4
2 and SiO 2 . The coefficient of thermal expansion of zircon is 5 × 10 −6 / ° at room temperature to 800 ° C.
C, tungsten carbide (WC, W 2 C),
Very close to the expansion coefficients of molybdenum (Mo) and chromium (Cr). Further, since zircon is an oxide, it does not oxidize further and has excellent oxidation resistance. For this reason, the resistance element according to the present invention has a temperature of 1000 ° C.
It can be used for a long period of time in a high temperature environment (preferably 1400 ° C. or more) and at room temperature to 100 ° C.
Even if the temperature is repeatedly raised and lowered at a high temperature of 0 ° C. or higher (preferably 1400 ° C. or higher), the resistance value does not change much.
【００１４】[0014]
【発明の実施の形態】以下、本発明を、図面に示す実施
形態に基づき説明する。図１は本発明の１実施形態に係
る抵抗素子の斜視図、図２は図１に示す抵抗素子の製造
過程を示す斜視図である。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below based on embodiments shown in the drawings. FIG. 1 is a perspective view of a resistance element according to one embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a perspective view showing a manufacturing process of the resistance element shown in FIG.
【００１５】抵抗素子 図１に示すように、本実施形態の抵抗素子２０は、たと
えば発熱素子または高温サーミスター（温度センサ）と
して用いられ、抵抗素子本体２２を有し、抵抗素子本体
２２内部に所定パターンの内部導体１４（図２参照）が
形成してある。抵抗素子本体２２の内部に所定パターン
で形成してある内部導体１４の一対の取り出し電極部１
４ａは、図１に示すように、素子本体２２の後端側の二
側面に各々形成され、外部端子電極２４に対して接合さ
れる。[0015] As shown in resistive element Figure 1, the resistance element 20 of the present embodiment, for example, is used as a heating element or hot thermistor (temperature sensor), it has a resistance element body 22, internal to the resistance element body 22 A predetermined pattern of internal conductors 14 (see FIG. 2) is formed. A pair of extraction electrode portions 1 of the internal conductor 14 formed in a predetermined pattern inside the resistance element body 22
As shown in FIG. 1, 4 a are formed on two rear side surfaces of the element body 22, respectively, and are joined to the external terminal electrodes 24.
【００１６】本実施形態では、抵抗素子本体２２は、ジ
ルコン製セラミックス（ジルコンを主成分として含むセ
ラミックス）で構成してあり、内部導体１４が、１７０
０°Ｃ以上の融点を持ち、室温〜８００°Ｃにおける熱
膨張係数が４×１０−６／°Ｃ〜６×１０−６／°Ｃで
あり、比抵抗が１０−５Ω・ｃｍ以下である導電体で構
成してある。このような導電体としては、タングステ
ン、炭化タングステン（ＷＣ、Ｗ２ Ｃ）、モリブデン
（Ｍｏ）、クロム（Ｃｒ）のうちから選ばれる１以上の
導電体が例示される。In the present embodiment, the resistance element body 22 is made of ceramic made of zircon (ceramic containing zircon as a main component), and the inner conductor 14 is made of 170 ceramics.
Has 0 ° C or higher melting point, room temperature thermal expansion coefficient at to 800 ° C is 4 × 10 -6 / ° C~6 × 10 -6 / ° C, the specific resistance is not more than 10 -5 Ω · cm It is composed of a certain conductor. Examples of such a conductor include one or more conductors selected from tungsten, tungsten carbide (WC, W 2 C), molybdenum (Mo), and chromium (Cr).
【００１７】また、本実施形態において、外部端子電極
２４の材質は、特に限定されず、ニッケル、タングステ
ン、モリブデン、金、銀、銅及び上記の組み合わせなど
で構成される。In the present embodiment, the material of the external terminal electrode 24 is not particularly limited, and is composed of nickel, tungsten, molybdenum, gold, silver, copper, a combination of the above, and the like.
【００１８】抵抗素子の製造方法 図１に示す抵抗素子２０を製造するには、まず、図２に
示すように、内部導体１４が表面にスクリーン印刷法な
どで所定の繰り返しパターンで形成してあるグリーンシ
ート１２と、何ら内部導体１４が形成されていないグリ
ーンシート１６とを準備する。 Manufacturing Method of Resistive Element To manufacture the resistive element 20 shown in FIG. 1, first, as shown in FIG. 2, the internal conductor 14 is formed on the surface in a predetermined repetitive pattern by a screen printing method or the like. A green sheet 12 and a green sheet 16 on which no internal conductor 14 is formed are prepared.
【００１９】グリーンシート１２および１６は、本実施
形態では、ジルコン原料粉末に有機バインダーを含む水
溶液または有機溶剤系溶液を加えてスラリー化したもの
をシート状に成形して乾燥したものである。ジルコン原
料粉末としては、所定モル比のシリカ粉末と酸化ジルコ
ニウム粉末との混合粉末が用いられる。このジルコン原
料粉末の粒径は、特に限定されないが、一般には０．１
〜１．５μｍ程度である。ジルコン原料粉末に添加され
るバインダとしては、特に限定されないが、たとえばポ
リビニルアルコール、アクリル樹脂などを例示すること
ができる。また、シート状に成形するための方法として
は、ドクターブレード法、押出し成形法などが例示され
る。In the present embodiment, the green sheets 12 and 16 are obtained by adding an aqueous solution containing an organic binder or an organic solvent-based solution to zircon raw material powder, forming a slurry, forming a sheet, and drying the resulting sheet. As the zircon raw material powder, a mixed powder of a silica powder and a zirconium oxide powder in a predetermined molar ratio is used. The particle size of the zircon raw material powder is not particularly limited, but is generally 0.1
About 1.5 μm. The binder added to the zircon raw material powder is not particularly limited, and examples thereof include polyvinyl alcohol and acrylic resin. Examples of the method for forming a sheet include a doctor blade method and an extrusion method.
【００２０】グリーンシート１２および１６の厚みは、
特に限定されないが、一般には、５０〜１５００μｍで
ある。グリーンシート１２の表面にスクリーン印刷など
で形成してある内部導体１４の厚みは、特に限定されな
いが、好ましくは５〜５０μｍ、さらに好ましくは１５
〜２５μｍである。The thickness of the green sheets 12 and 16 is
Although not particularly limited, it is generally 50 to 1500 μm. The thickness of the inner conductor 14 formed on the surface of the green sheet 12 by screen printing or the like is not particularly limited, but is preferably 5 to 50 μm, more preferably 15 μm.
２５25 μm.
【００２１】内部導体１４を形成するための導電ペース
トとしては、焼成後に炭化タングステンとなる原料粉
末、および／またはモリブデン原料粉末、および／また
はクロム原料粉末に、有機バインダー、溶剤、可塑剤な
どを加えてペースト化したものが用いられる。これら原
料粉末の粒径は、特に限定されないが、好ましくは０．
５〜８μｍ、さらに好ましくは１〜５μｍ程度である。As a conductive paste for forming the internal conductor 14, an organic binder, a solvent, a plasticizer, and the like are added to a raw material powder that becomes tungsten carbide after firing and / or a molybdenum raw material powder and / or a chromium raw material powder. A paste is used. The particle size of these raw material powders is not particularly limited, but is preferably set to 0.1.
It is about 5 to 8 μm, more preferably about 1 to 5 μm.
【００２２】図２に示すように、内部導体１４のパター
ンが形成してあるグリーンシート１２の上下面に、単一
または複数のグリーンシート１６を積層して積層体ユニ
ット１０とし、その後、各素子毎に切断する。As shown in FIG. 2, a single or a plurality of green sheets 16 are laminated on the upper and lower surfaces of the green sheet 12 on which the pattern of the internal conductors 14 is formed to form the laminate unit 10. Disconnect each time.
【００２３】各素子毎に切断された成形体は、常圧焼成
炉に装着される前に、脱バインダ炉内に入れられ、脱バ
インダ処理が行われる。脱バインダ処理時の加熱温度
は、脱バインダ処理すべきバインダの種類などによって
も異なるが、一般には、４００〜１０００°Ｃである。
また、脱バインダ処理の時間は、成形体の大きさや加熱
温度などによっても異なるが、一般には、数時間〜数十
時間である。The compact cut for each element is placed in a binder removal furnace before being mounted in a normal pressure firing furnace, and subjected to a binder removal treatment. The heating temperature at the time of the binder removal processing varies depending on the type of the binder to be removed from the binder and the like, but is generally 400 to 1000 ° C.
The time for the binder removal treatment varies depending on the size of the molded body, the heating temperature, and the like, but is generally several hours to several tens of hours.
【００２４】その後、脱バインダ処理後の成形体ブロッ
クを、たとえば常圧焼成炉にセットし焼成する。Thereafter, the molded body block after the binder removal treatment is set and fired in, for example, a normal-pressure firing furnace.
【００２５】焼成は導体の酸化防止のため、不活性ガス
雰囲気または還元雰囲気にすることが好ましい。不活性
ガスとしては、特に限定されないが、窒素ガスが好まし
い。また、焼成温度は、特に限定されないが、ジルコン
製セラミックスを製造するために、好ましくは１３００
〜１８００°Ｃ、特に好ましくは１５００〜１７００°
Ｃである。The firing is preferably performed in an inert gas atmosphere or a reducing atmosphere to prevent oxidation of the conductor. The inert gas is not particularly limited, but is preferably a nitrogen gas. The firing temperature is not particularly limited, but is preferably 1300 to produce zircon ceramics.
To 1800 ° C, particularly preferably 1500 to 1700 °
C.
【００２６】このような焼成により、抵抗素子本体２２
が得られる。By such firing, the resistance element body 22
Is obtained.
【００２７】抵抗素子本体２２の後方二側面には、内部
導体１４の取り出し電極部１４ａが露出する。その後、
これら取り出し電極部１４ａにロウ材を塗布し、外部端
子電極２４を取り付けて接合する。接合手段としては、
特に限定されないが、たとえば真空焼き付け法などが用
いられる。真空焼き付けは、たとえば１．３×１０− ２
〜１．３×１０−３Ｐａ程度の真空中、８００〜９８０
°Ｃの温度条件で行う。ロウ材としては、特に限定され
ないが、たとえば銀ロウ材が用いられる。銀ロウ材に
は、チタン、ジルコニウムなどの活性金属が含有してあ
ることが好ましい。ロウ材への活性金属の添加は、絶縁
材料であるジルコン製セラミックと抵抗材料である内部
導体との双方に対する接着強度を充分にするためのもの
で、活性金属の添加が１重量％未満では接着強度が充分
でなく、また５重量％を越すと、ロウ材素材の柔軟性が
低下する傾向にある。The extraction electrode portions 14a of the internal conductor 14 are exposed on the two rear sides of the resistance element body 22. afterwards,
A brazing material is applied to these extraction electrode portions 14a, and external terminal electrodes 24 are attached and joined. As joining means,
Although not particularly limited, for example, a vacuum baking method is used. Vacuum baking, for example, 1.3 × 10 - 2
800 to 980 in a vacuum of about 1.3 × 10 −3 Pa
It is performed under a temperature condition of ° C. Although there is no particular limitation on the brazing material, for example, a silver brazing material is used. The silver brazing material preferably contains an active metal such as titanium or zirconium. The addition of the active metal to the brazing material is intended to ensure sufficient adhesive strength to both the zircon ceramic as an insulating material and the internal conductor as a resistance material. If the strength is not sufficient, and if it exceeds 5% by weight, the flexibility of the brazing material tends to decrease.
【００２８】その他の実施形態 なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるもので
はなく、本発明の範囲内で種々に改変することができ
る。たとえば、上述した実施形態では、抵抗素子とし
て、積層型の抵抗素子を例示したが、本発明に係る抵抗
素子の具体的構造は、特に限定されず、積層型の抵抗素
子以外に、巻き付け型の抵抗素子であっても良い。ま
た、上述した実施形態では、焼成方法として、常圧焼成
法を採用したが、本発明では、焼成方法については特に
制限は無く、公知の方法、窒素ガス加圧焼成法などを用
いても良い。さらに、本発明では、外部端子電極２４の
材質や形状も特に限定されない。 Other Embodiments The present invention is not limited to the above-described embodiments, but can be variously modified within the scope of the present invention. For example, in the above-described embodiment, a multilayer resistive element has been exemplified as the resistive element. However, the specific structure of the resistive element according to the present invention is not particularly limited. It may be a resistance element. In the above-described embodiment, the normal pressure firing method is employed as the firing method. However, in the present invention, the firing method is not particularly limited, and a known method, a nitrogen gas pressure firing method, or the like may be used. . Further, in the present invention, the material and shape of the external terminal electrode 24 are not particularly limited.
【００２９】[0029]
【実施例】以下、本発明を、さらに詳細な実施例に基づ
き説明するが、本発明は、これら実施例に限定されな
い。EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described based on more detailed examples, but the present invention is not limited to these examples.
【００３０】実施例１ 平均粒径０．７μｍのジルコン原料粉末（所定モル比の
酸化珪素粉末と酸化ジルコニウム粉末）に、アクリル系
バインダー、トルエン、エタノールでスラリーを調整
し、ドクターブレード法により厚み１ｍｍのセラミック
ス用グリーンシート１２および１６を作製した。 Example 1 A slurry was prepared with zircon raw material powder having an average particle diameter of 0.7 μm (silicon oxide powder and zirconium oxide powder at a predetermined molar ratio) using an acrylic binder, toluene and ethanol, and the thickness was adjusted to 1 mm by a doctor blade method. Green sheets 12 and 16 for ceramics were produced.
【００３１】グリーンシート１２の表面に、内部導体１
４のパターンをスクリーン印刷により形成した。内部導
体１４を印刷するための導電ペーストとしては、焼成後
にＷ ２ Ｃとなる所定モル比の炭化タングステンとタン
グステンとを含む原料粉末に、エチルセルロース、αー
テルピネオールを加えてペースト化したものを用いた。
導電パターンの厚みは、２５μｍであった。The inner conductor 1 is provided on the surface of the green sheet 12.
The pattern No. 4 was formed by screen printing. Internal guidance
As a conductive paste for printing the body 14, after firing
To W 2Tungsten carbide and tan at a predetermined molar ratio to become C
Raw material powder containing gustene, ethyl cellulose, α-
A paste made by adding terpineol was used.
The thickness of the conductive pattern was 25 μm.
【００３２】内部電極１４のパターンが印刷されたグリ
ーンシート１２の上下面に、内部電極１４のパターンが
何ら印刷されていないグリーンシート１４を、それぞれ
２枚、総数が５枚となるように積層し、積層体ユニット
１０とし、各素子に切断した。次に、窒素雰囲気中、５
００°Ｃで脱バインダーした。その後、切断素子を常圧
焼成炉にセットし、窒素雰囲気（窒素＋水素＋水蒸気雰
囲気）中、１７００°Ｃ、２５０kg／ｃｍ２ の条件で
焼成した。焼成後、図１に示すジルコンより成る抵抗素
子本体２２を得た。抵抗素子本体２２の内部には、内部
導体１４が内蔵され、その露出部である取り出し電極部
に活性金属が含有してある銀ロウを塗布し、その塗布部
分をニッケル製外部端子電極２４で覆い、真空中、９２
０°Ｃで焼き付け、抵抗素子２０を作製した。On the upper and lower surfaces of the green sheet 12 on which the pattern of the internal electrode 14 is printed, two green sheets 14 on which no pattern of the internal electrode 14 is printed are laminated so that the total number of the green sheets 14 is five. The laminate unit 10 was cut into each element. Next, in a nitrogen atmosphere,
The binder was removed at 00 ° C. Thereafter, the cutting element was set in a normal-pressure firing furnace and fired in a nitrogen atmosphere (nitrogen + hydrogen + steam atmosphere) at 1700 ° C. and 250 kg / cm 2 . After firing, a resistor element body 22 made of zircon shown in FIG. 1 was obtained. The internal conductor 14 is built in the resistance element main body 22, and a silver electrode containing an active metal is applied to an exposed electrode portion which is an exposed portion thereof, and the applied portion is covered with a nickel external terminal electrode 24. , In vacuum, 92
The resistive element 20 was manufactured by baking at 0 ° C.
【００３３】得られた素子各々５０本を、空気中、１５
５０°Ｃの環境下におき、端子電極２４および２４間の
抵抗値を、５０００時間経過前後で測定し、５０００時
間経過後の抵抗値増加量を調べた。結果を表１に示す。
表１に示すように、抵抗増加率は２％であった。Each of the 50 obtained devices was placed in air for 15 days.
Under an environment of 50 ° C., the resistance value between the terminal electrodes 24 was measured before and after the lapse of 5000 hours, and the increase in the resistance value after the lapse of 5000 hours was examined. Table 1 shows the results.
As shown in Table 1, the resistance increase rate was 2%.
【００３４】[0034]
【表１】 [Table 1]
【００３５】また、得られた素子各々５０本の外部電極
端子２４および２４間に１５秒間通電させることで、素
子本体の先端部を１５００°Ｃに昇温させ、１５秒間停
止することで、室温付近まで冷却させることを繰り返す
サイクル試験を行った。初期抵抗値より１０％増大した
点における回数（昇降温の１サイクルを１回のカウント
とする）を調べた。初期抵抗値は、１回目の通電での１
５００°Ｃにおける抵抗値とした。試料数は５０本であ
り、回数は平均値を採用した。結果を表２に示す。な
お、５万回以上を合格とする。表２に示すように、実施
例１におけるサイクル回数は、１００万回であった。Further, by applying a current for 15 seconds between the 50 external electrode terminals 24 and 24 for each of the obtained devices, the temperature of the tip of the device main body is raised to 1500 ° C., and the device is stopped for 15 seconds. A cycle test in which cooling to near was repeated was performed. The number of times at which the resistance value increased by 10% from the initial resistance value (one cycle of temperature rise / fall is regarded as one count) was examined. The initial resistance value is 1 at the first energization.
The resistance value at 500 ° C. was used. The number of samples was 50, and the number of times employed an average value. Table 2 shows the results. In addition, 50,000 times or more are considered as pass. As shown in Table 2, the number of cycles in Example 1 was 1,000,000 times.
【００３６】[0036]
【表２】 [Table 2]
【００３７】実施例２ 内部導体１４を印刷するための導電ペーストとして、焼
成後にＷＣとなる所定モル比の炭素とタングステンとを
含む原料粉末を用いた以外は、実施例１と同様にして、
抵抗素子２０を作製した。 Example 2 The procedure of Example 1 was repeated, except that a raw material powder containing a predetermined molar ratio of carbon and tungsten, which became WC after firing, was used as a conductive paste for printing the inner conductor 14.
The resistance element 20 was manufactured.
【００３８】得られた素子各々５０本について、実施例
１と同様にして、５０００時間経過後の抵抗値増加量を
調べた。結果を表１に示す。表１に示すように、抵抗増
加率は１％であった。また、実施例１と同様にして、サ
イクル回数を調べた。結果を表２に示す。表２に示すよ
うに、サイクル回数は、１２０万回であった。For each of the 50 obtained devices, the amount of increase in the resistance value after lapse of 5000 hours was examined in the same manner as in Example 1. Table 1 shows the results. As shown in Table 1, the rate of increase in resistance was 1%. The number of cycles was examined in the same manner as in Example 1. Table 2 shows the results. As shown in Table 2, the number of cycles was 1.2 million times.
【００３９】実施例３ 内部導体１４を印刷するための導電ペーストとして、Ｃ
ｒを含む原料粉末を用いた以外は、実施例１と同様にし
て、抵抗素子２０を作製した。得られた素子各々５０本
について、実施例１と同様にして、５０００時間経過後
の抵抗値増加量を調べた。結果を表１に示す。表１に示
すように、抵抗増加率は５％であった。また、実施例１
と同様にして、サイクル回数を調べた。結果を表２に示
す。表２に示すように、サイクル回数は、８０万回であ
った。 Example 3 As a conductive paste for printing the inner conductor 14, C was used.
A resistance element 20 was produced in the same manner as in Example 1 except that the raw material powder containing r was used. For each of the 50 obtained devices, the amount of increase in the resistance value after lapse of 5000 hours was examined in the same manner as in Example 1. Table 1 shows the results. As shown in Table 1, the rate of increase in resistance was 5%. Example 1
In the same manner as in the above, the number of cycles was examined. Table 2 shows the results. As shown in Table 2, the number of cycles was 800,000.
【００４０】実施例４ 内部導体１４を印刷するための導電ペーストとして、Ｍ
ｏを含む原料粉末を用いた以外は、実施例１と同様にし
て、抵抗素子２０を作製した。得られた素子各々５０本
について、実施例１と同様にして、５０００時間経過後
の抵抗値増加量を調べた。結果を表１に示す。表１に示
すように、抵抗増加率は１％であった。また、実施例１
と同様にして、サイクル回数を調べた。結果を表２に示
す。表２に示すように、サイクル回数は、１３０万回で
あった。 Example 4 As a conductive paste for printing the inner conductor 14, M
A resistance element 20 was produced in the same manner as in Example 1 except that a raw material powder containing o was used. For each of the 50 obtained devices, the amount of increase in the resistance value after lapse of 5000 hours was examined in the same manner as in Example 1. Table 1 shows the results. As shown in Table 1, the rate of increase in resistance was 1%. Example 1
In the same manner as in the above, the number of cycles was examined. Table 2 shows the results. As shown in Table 2, the number of cycles was 1.3 million.
【００４１】比較例１ ジルコン原料粉末の代わりに、シリコンオキシナイトラ
イト原料粉末（所定モル比のシリカ粉末と窒化シリコン
粉末とから成る混合粉末）を用いると共に、内部導体１
４を印刷するための導電ペーストとして、焼成後にＭｏ
Ｓｉ２ となる原料粉末を用いた以外は、実施例１と同
様にして、抵抗素子２０を作製した。得られた素子各々
５０本について、実施例１と同様にして、５０００時間
経過後の抵抗値増加量を調べた。結果を表１に示す。表
１に示すように、抵抗増加率は無限大であった。また、
実施例１と同様にして、サイクル回数を調べた。結果を
表２に示す。表２に示すように、サイクル回数は、７０
００回であった。COMPARATIVE EXAMPLE 1 Instead of the zircon raw material powder, a silicon oxynitrite raw material powder (mixed powder composed of a silica powder and a silicon nitride powder in a predetermined molar ratio) was used, and the inner conductor 1 was used.
4 as a conductive paste for printing Mo after firing.
A resistance element 20 was produced in the same manner as in Example 1 except that the raw material powder to be Si 2 was used. For each of the 50 obtained devices, the amount of increase in the resistance value after lapse of 5000 hours was examined in the same manner as in Example 1. Table 1 shows the results. As shown in Table 1, the resistance increase rate was infinite. Also,
The number of cycles was examined in the same manner as in Example 1. Table 2 shows the results. As shown in Table 2, the number of cycles was 70
It was 00 times.
【００４２】比較例２ ジルコン原料粉末の代わりに、窒化珪素粉末に酸化イッ
トリウムと酸化アルミニウムとを各々２重量％づつ添加
した混合粉末を用いると共に、内部導体１４を印刷する
ための導電ペーストとして、焼成後にＷＣとなる所定モ
ル比の炭素とタングステンとを含む原料粉末を用いた以
外は、実施例１と同様にして、抵抗素子２０を作製し
た。COMPARATIVE EXAMPLE 2 Instead of the zircon raw material powder, a mixed powder obtained by adding yttrium oxide and aluminum oxide to the silicon nitride powder in an amount of 2% by weight each was used, and firing was performed as a conductive paste for printing the inner conductor 14. A resistance element 20 was manufactured in the same manner as in Example 1, except that a raw material powder containing a predetermined molar ratio of carbon and tungsten to become WC later was used.
【００４３】得られた素子各々５０本について、実施例
１と同様にして、５０００時間経過後の抵抗値増加量を
調べた。結果を表１に示す。表１に示すように、抵抗増
加率は無限大であった。また、素子の酸化も確認され
た。また、実施例１と同様にして、サイクル回数を調べ
た。結果を表２に示す。表２に示すように、サイクル回
数は、３２０００回であった。For each of the 50 obtained devices, the amount of increase in the resistance value after lapse of 5000 hours was examined in the same manner as in Example 1. Table 1 shows the results. As shown in Table 1, the resistance increase rate was infinite. In addition, oxidation of the device was also confirmed. The number of cycles was examined in the same manner as in Example 1. Table 2 shows the results. As shown in Table 2, the number of cycles was 32,000.
【００４４】評価 表１および表２に示すように、実施例１〜４に係る抵抗
素子は、比較例１および２に係る抵抗素子に比較し、１
５５０°Ｃの高温環境下で長期間の使用が可能であると
共に、しかも室温から１５００°Ｃの高温またはその逆
に繰り返し昇降温を繰り返しても、抵抗値の変動が少な
いことが確認された。As shown in Evaluation Tables 1 and 2, the resistance elements according to Examples 1 to 4 are different from the resistance elements according to Comparative Examples 1 and 2 by 1
It was confirmed that long-term use was possible in a high-temperature environment of 550 ° C., and furthermore, even if the temperature was repeatedly increased and decreased from room temperature to 1500 ° C. or vice versa, it was confirmed that the resistance value fluctuated little.
【００４５】[0045]
【発明の効果】以上説明してきたように、本発明によれ
ば、１０００°Ｃ以上（好ましくは１４００°Ｃ以上）
の高温環境下で長期間の使用が可能であると共に、しか
も室温から１０００°Ｃ以上（好ましくは１４００°Ｃ
以上）の高温またはその逆に繰り返し昇降温を繰り返し
ても、抵抗値の変動が少ない耐久性に優れた抵抗素子を
実現することができる。As described above, according to the present invention, 1000 ° C. or higher (preferably 1400 ° C. or higher)
Can be used for a long period of time in a high-temperature environment, and at room temperature to 1000 ° C or higher (preferably 1400 ° C
Even if the temperature is repeatedly increased and decreased by the above-mentioned temperature or vice versa, it is possible to realize a resistance element having a small resistance value variation and excellent durability.
【図１】 図１は本発明の１実施形態に係る抵抗素子の
斜視図である。FIG. 1 is a perspective view of a resistance element according to an embodiment of the present invention.
【図２】 図２は図１に示す抵抗素子の製造過程を示す
斜視図である。FIG. 2 is a perspective view showing a manufacturing process of the resistance element shown in FIG.
１２，１６… グリーンシート １４… 内部導体 １４ａ… 取り出し電極部 ２０… 抵抗素子 ２２… 抵抗素子本体 ２４… 外部端子電極 12, 16 ... Green sheet 14 ... Internal conductor 14a ... Extraction electrode part 20 ... Resistor 22 ... Resistor element main body 24 ... External terminal electrode
Claims (2)
スで構成してある抵抗素子本体と、 前記抵抗素子本体の内部に埋め込んである内部導体とを
有する抵抗素子であって、 前記内部導体が、１７００°Ｃ以上の融点を持ち、室温
〜８００°Ｃにおける熱膨張係数が４×１０−６／°Ｃ
〜６×１０−６／°Ｃであり、比抵抗が１０− ５Ω・ｃ
ｍ以下であることを特徴とする抵抗素子。1. A resistance element comprising: a resistance element main body made of ceramics containing zircon as a main component; and an internal conductor embedded inside the resistance element main body, wherein the internal conductor is 1700 ° It has a melting point of at least C and a thermal expansion coefficient of 4 × 10 −6 / ° C. from room temperature to 800 ° C.
An ~6 × 10 -6 / ° C, a specific resistance of 10 - 5 Ω · c
m or less.
ングステン、モリブデン、クロムのうちから選ばれる１
以上の導電体を含むことを特徴とする請求項１に記載の
抵抗素子。2. The method according to claim 1, wherein the inner conductor is selected from the group consisting of tungsten, tungsten carbide, molybdenum, and chromium.
The resistance element according to claim 1, comprising the above conductor.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8775799A JP2000286042A (en) | 1999-03-30 | 1999-03-30 | Resistance element |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8775799A JP2000286042A (en) | 1999-03-30 | 1999-03-30 | Resistance element |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000286042A true JP2000286042A (en) | 2000-10-13 |
Family
ID=13923830
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| JP8775799A Withdrawn JP2000286042A (en) | 1999-03-30 | 1999-03-30 | Resistance element |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000286042A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6416848B2 (en) | 2000-02-21 | 2002-07-09 | Tdk Corporation | Resistance element and method of production of same |
-
1999
- 1999-03-30 JP JP8775799A patent/JP2000286042A/en not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6416848B2 (en) | 2000-02-21 | 2002-07-09 | Tdk Corporation | Resistance element and method of production of same |
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|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
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