JP2000286043A - 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、室温から１０００
°Ｃ以上の高温またはその逆に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係り、
特に、サーミスタとして好適に用いることができる比較
的長尺な抵抗素子に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION
° C or higher or vice versa
According to the resistance element which has little fluctuation in resistance and has excellent durability.
In particular, it relates to a relatively long resistance element that can be suitably used as a thermistor.
【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。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.
【０００３】この種の着火用抵抗素子は、２〜３秒間程
度で１０００°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。[0003] This type of ignition resistance element is required to withstand a rapid temperature rise of 1000 ° C or more in about 2 to 3 seconds and a high temperature of about 1550 ° C in air.
It is required to have excellent thermal shock resistance and oxidation resistance.
【０００４】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、窒化珪素製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。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. Such conductors include tungsten (W), tungsten carbide (WC, W 2 C),
Molybdenum (Mo) and chromium (Cr) are exemplified.
【０００５】しかしながら、窒化珪素製セラミックスの
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、４×１０−６／°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、Ｗ２ Ｃ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
化珪素製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 at 0 to 100 ° C.
/ ° C, and the coefficient of thermal expansion of W as an internal conductor used as a resistor is 4 × 10 −6 / ° C. Also,
The coefficient of thermal expansion of Mo is 5 × 10 −6 / ° C.
It's a 5.3 × 10 -6 / ° C, it of W 2 C, a 4~5.3 × 10 -6 / ° C. As described above, the thermal expansion coefficient of the internal conductor used as the resistor is larger than that of the ceramic made of silicon nitride, and at present it is not matched.
【０００６】また、内部導体としてタングステン（Ｗ）
を用い、抵抗素子本体として酸化アルミニウム製セラミ
ックを用いたセラミックヒータ（抵抗素子）も知られて
いるが、特開昭５５−１２６９８９号公報の従来技術に
も示すように、繰り返し急速昇降温を繰り返すとクラッ
クが入り使用不能になると言う報告が成されている。Further, tungsten (W) is used as the internal conductor.
A ceramic heater (resistor) using an aluminum oxide ceramic as a resistor element body is also known, but as shown in the prior art of Japanese Patent Application Laid-Open No. 55-12689, the temperature is repeatedly increased and decreased repeatedly. It has been reported that cracks can enter and become unusable.
【０００７】この原因は、Ｗから成る内部導体の熱膨張
係数が４×１０−６／°Ｃであるのに対し、酸化アルミ
ニウム製セラミックス材料の熱膨張係数が８×１０−６
／°Ｃと大きく、且つ、酸化アルミニウム製セラミック
スの曲げ強度が窒化珪素製セラミックスの様に高強度で
無いためであると考えられる。したがって、酸化アルミ
ニウム製セラミックスを用いた抵抗素子では、室温〜１
０００°Ｃ以上の温度での急速昇降温を何度も繰り返す
という使用方法には不向きであると考えられていた。The reason is that the thermal expansion coefficient of the inner conductor made of W is 4 × 10 −6 / ° C., whereas the thermal expansion coefficient of the ceramic material made of aluminum oxide is 8 × 10 −6.
/ ° C, and the bending strength of the aluminum oxide ceramic is not as high as that of the silicon nitride ceramic. Therefore, in the resistance element using the ceramic made of aluminum oxide, the room temperature to 1
It has been considered that this method is not suitable for a method of use in which rapid temperature rise and fall at a temperature of 000 ° C. or more are repeated many times.
【０００８】これに対し、窒化珪素製セラミックスは耐
酸化性に難点があり、１４００°Ｃ以上での使用が困難
である。酸化アルミニウム製セラミックスは酸化物であ
るため、酸化の心配は無い。また、窒化珪素製セラミッ
クスは、その焼成時に、ホットプレス装置を用いて、加
圧しながら焼成する必要があり、その製造が必ずしも容
易ではない。これに対して、酸化アルミニウムは、常圧
での焼成が可能である。On the other hand, ceramics made of silicon nitride have difficulty in oxidation resistance, and are difficult to use at 1400 ° C. or higher. Since aluminum oxide ceramics are oxides, there is no concern about oxidation. In addition, the silicon nitride ceramics need to be fired while being pressed using a hot press device at the time of firing, and the manufacturing thereof is not always easy. On the other hand, aluminum oxide can be fired at normal pressure.
【０００９】したがって、従来では不向きであると考え
られていた酸化アルミニウム製セラミックスを抵抗素子
の材料として用いることができれば、高温での体酸化性
に優れ、製造コストの低い抵抗素子を実現することがで
きる。Therefore, if ceramics made of aluminum oxide, which was conventionally considered to be unsuitable, can be used as the material of the resistance element, it is possible to realize a resistance element having excellent body oxidation at high temperatures and low production cost. it can.
【００１０】[0010]
【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、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昇降温
を繰り返しても、抵抗値の変動が少なく耐久性に優れ、
低製造コストな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 developed in such a manner that even if the temperature is repeatedly increased and decreased from room temperature to 1000 ° C. or more (preferably 1400 ° C. or more) or vice versa. Less fluctuation of value, excellent durability,
An object of the present invention is to provide a low-cost manufacturing resistor element.
【００１１】[0011]
【課題を解決するための手段】本発明者は、抵抗素子本
体として酸化アルミニウムを主成分として含むセラミッ
クスを選択し、且つ、抵抗素子本体の厚みを特定するこ
とにより、比較的長尺な抵抗素子であっても容易に製造
することができ、しかも実際に、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
逆に昇降温を繰り返しても、抵抗値の変動が少なく耐久
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。SUMMARY OF THE INVENTION The present inventor selects a ceramic containing aluminum oxide as a main component as a main body of a resistance element, and specifies the thickness of the main body of the resistance element, thereby obtaining a relatively long resistance element. Can be easily manufactured, and in fact, from room temperature to 1000 ° C.
It has been found that even if the temperature is increased or decreased at a high temperature (preferably 1400 ° C. or more) or vice versa, a resistance element having a small resistance value variation and excellent durability can be obtained, and the present invention has been completed. .
【００１２】すなわち、本発明に係る抵抗素子は、酸化
アルミニウム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し、前記抵抗素子本体の厚み
が０．４ｍｍ以上で３ｍｍよりも小さいことを特徴とす
る。That is, a resistance element according to the present invention has a resistance element main body made of ceramics containing aluminum oxide as a main component, and an internal conductor embedded inside the resistance element main body. The thickness of the element body is not less than 0.4 mm and less than 3 mm.
【００１３】抵抗素子の厚みが薄すぎると、抵抗素子と
して要求される機械的強度が低下しすぎるので好ましく
なく、厚みが大きすぎると、室温から１０００°Ｃ以上
の高温まで昇降温を繰り返した場合に、熱ストレスに起
因する抵抗値の変動が大きくなることから好ましくな
い。If the thickness of the resistance element is too small, the mechanical strength required for the resistance element is too low, which is not preferable. If the thickness is too large, the temperature rises and drops from room temperature to a high temperature of 1000 ° C. or more. In addition, the fluctuation of the resistance value due to the thermal stress becomes large, which is not preferable.
【００１４】本発明において、抵抗素子本体の厚みと
は、抵抗素子本体が直方体形状の場合には、その横断面
における厚みを意味し、抵抗素子本体が円筒または多角
筒などの筒形状の場合には、その半径方向厚みを意味
し、抵抗素子本体が円柱形状の場合には、その外径を意
味し、抵抗素子本体が多角柱などのその他の柱形状の場
合には、その横断面における外接円の直径を意味する。In the present invention, the thickness of the resistance element main body means the thickness in the cross section when the resistance element main body is a rectangular parallelepiped, and when the resistance element main body has a cylindrical shape such as a cylinder or a polygonal cylinder. Means the thickness in the radial direction, the outer diameter when the resistance element body is cylindrical, and the circumscribed cross-section in the cross section when the resistance element body is another pillar shape such as a polygonal pillar. Means the diameter of a circle.
【００１５】本発明において、抵抗素子本体の幅が１．
０ｍｍ以上で６ｍｍよりも小さいことが好ましい。抵抗
素子本体の幅が小さすぎると、抵抗素子としての機械的
強度が不十分になる傾向にあり、幅が広すぎると、室温
から１０００°Ｃ以上の高温まで昇降温を繰り返した場
合に、抵抗値の変動が大きくなることから好ましくな
い。なお、本発明において、抵抗素子本体の幅とは、直
方体形状の場合には、その横断面における幅を意味し、
円筒、多角筒、円柱、多角筒またはその他の形状の場合
には、その横断面における外径または外接円の直径を意
味する。In the present invention, the width of the resistive element body is set to 1.
It is preferably 0 mm or more and smaller than 6 mm. If the width of the resistive element body is too small, the mechanical strength of the resistive element tends to be insufficient. If the width is too wide, when the temperature is repeatedly raised and lowered from room temperature to a high temperature of 1000 ° C. or more, the resistance becomes low. It is not preferable because the value changes greatly. In the present invention, the width of the resistance element body means, in the case of a rectangular parallelepiped shape, a width in a cross section thereof,
In the case of a cylinder, a polygonal cylinder, a cylinder, a polygonal cylinder or other shapes, it means the outer diameter or the diameter of a circumscribed circle in the cross section.
【００１６】なお、本発明において、酸化アルミニウム
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、酸化アルミニウム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。In the present invention, the term "ceramic containing aluminum oxide as a main component" means that the ceramic contains impurities other than aluminum oxide to some extent (preferably about 10% by weight or less, more preferably about 2% by weight or less).
Means that it may be included.
【００１７】本発明において、前記内部導体が、１６０
０°Ｃ以上の融点を持ち、室温〜８００°Ｃにおける熱
膨張係数が７．０×１０−６／°Ｃ〜９．０×１０−６
／°Ｃであることが好ましい。このような内部導電体と
しては、珪化モリブデン（ＭｏＳｉ２ ）、チタン（Ｔ
ｉ）、ニオブ（Ｎｂ）のうちから選ばれる１以上の導電
体（半導体含む）を含む導電体が好ましく用いられる。[0017] In the present invention, the inner conductor may be a 160
Has 0 ° C or higher melting point, room temperature to 800 ° thermal expansion coefficient of 7.0 × 10 -6 at C /°C~9.0×10 -6
/ ° C. Such internal conductors include molybdenum silicide (MoSi 2 ), titanium (T
A conductor containing at least one conductor (including a semiconductor) selected from i) and niobium (Nb) is preferably used.
【００１８】本発明者は、このように特定の寸法関係
で、酸化アルミニウムを主成分として含むセラミックス
製抵抗素子を製造することで、素子の長さに影響を受け
ず、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昇降温を繰り返しても、
抵抗値の変動が少なく耐久性に優れた抵抗素子が得られ
ることを見出した。The inventor of the present invention manufactures a ceramic resistance element containing aluminum oxide as a main component in a specific dimensional relationship as described above, so that the resistance element is not affected by the length of the element and can be heated from room temperature to 1000 ° C. or more. (Preferably 1400 °
C or higher) or vice versa,
It has been found that a resistance element with little fluctuation in resistance value and excellent in durability can be obtained.
【００１９】また、酸化アルミニウムは、Ａｌ２ Ｏ
３ で表され、その熱膨張係数は、室温〜８００°Ｃに
おいて、８×１０−６／°Ｃ程度であり、珪化モリブデ
ン（ＭｏＳｉ２ ）、チタン（Ｔｉ）、ニオブ（Ｎｂ）
の膨張係数にきわめて近い。また、酸化アルミニウム
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、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昇降温を繰り
返しても、抵抗値の変動が少ない。また、酸化アルミニ
ウム製セラミックスは、常温焼成が可能であるため、そ
の製造が容易である。Aluminum oxide is Al 2 O
3 , whose thermal expansion coefficient is about 8 × 10 −6 / ° C. from room temperature to 800 ° C., and is composed of molybdenum silicide (MoSi 2 ), titanium (Ti), and niobium (Nb).
Very close to the expansion coefficient of Moreover, since aluminum oxide 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 small variation in resistance value even if the temperature is repeatedly increased and decreased from room temperature to 1000 ° C. or higher (preferably 1400 ° C. or higher) or vice versa. In addition, since aluminum oxide ceramics can be fired at room temperature, their manufacture is easy.
【００２０】[0020]
【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、図３（Ａ）〜（Ｃ）は抵抗素子本体
の例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 resistor according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a perspective view showing a manufacturing process of the resistor shown in FIG. 1, and FIGS. 3A to 3C show examples of a resistor body. FIG.
【００２１】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
えば高温サーミスター（温度センサ）または小型発熱素
子として用いられ、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が形成して
ある。内部導体１４は、一対の取り出し電極部１４ａ
と、これら電極部１４ａ間を相互に接続するパターンで
形成してある線細の抵抗パターン１４ｂとを有する。抵
抗パターン１４ｂは、抵抗素子２０を高温サーミスタと
して用いる場合には、温度に応じて抵抗値が変化する温
度センサ部となり、抵抗素子２０を小型発熱素子として
用いる場合には、抵抗パターン１４ｂは、通電によりジ
ュール熱を発生する発熱部となる。As shown in resistive element Figure 1, the resistance element 20 of the present embodiment, for example, is used as a high-temperature thermistor (temperature sensor) or a small heat generating element has a resistance element body 22, the internal resistance element body 22 Are formed with a predetermined pattern of internal conductors. The inner conductor 14 includes a pair of extraction electrode portions 14a.
And a thin resistive pattern 14b formed of a pattern for interconnecting the electrode portions 14a. When the resistance element 20 is used as a high-temperature thermistor, the resistance pattern 14b serves as a temperature sensor section whose resistance value changes according to temperature. When the resistance element 20 is used as a small heating element, the resistance pattern 14b is turned on. Thus, the heat generating portion generates Joule heat.
【００２２】内部導体１４の一対の取り出し電極部１４
ａ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。本実施形態では、抵抗素子本体２２は、酸化アルミ
ニウム製セラミックスで構成してあり、内部導体１４
が、１６００°Ｃ以上の融点を持ち、室温〜８００°Ｃ
における熱膨張係数が７．０×１０−６／°Ｃ〜９．０
×１０−６／°Ｃである導電体（半導体含む）で構成し
てある。このような導電体としては、珪化モリブデン
（ＭｏＳｉ２ ）、チタン（Ｔｉ）、ニオブ（Ｎｂ）の
うちから選ばれる１以上の導電体が例示される。A pair of extraction electrode portions 14 of the internal conductor 14
As shown in FIG. 1, a is formed on each of two rear side surfaces of the element body 22 and is joined to the external terminal electrode 24. In the present embodiment, the resistance element body 22 is made of aluminum oxide ceramic,
Has a melting point of 1600 ° C. or more and has a melting point of room temperature to 800 ° C.
Has a thermal expansion coefficient of 7.0 × 10 −6 / ° C. to 9.0.
It is composed of a conductor (including a semiconductor) having a temperature of × 10 −6 / ° C. Examples of such a conductor include one or more conductors selected from molybdenum silicide (MoSi 2 ), titanium (Ti), and niobium (Nb).
【００２３】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。本実施形態では、図３（Ａ）に示すよう
に、抵抗素子本体２２の厚みＴが、０．４ｍｍ以上で３
ｍｍよりも小さく、抵抗素子本体２２の幅Ｗが１．０ｍ
ｍ以上で６ｍｍよりも小さくしてあり、抵抗素子本体２
２の長さは、１０〜５００ｍｍにしてある。Further, 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. In the present embodiment, as shown in FIG. 3A, when the thickness T of the resistance element body 22 is 0.4 mm or more and 3 mm.
mm, the width W of the resistance element body 22 is 1.0 m
m and smaller than 6 mm.
The length of 2 is set to 10 to 500 mm.
【００２４】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.
【００２５】グリーンシート１２および１６は、本実施
形態では、酸化アルミニウム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。こ
の酸化アルミニウム原料粉末の粒径は、特に限定されな
いが、一般には０．１〜１．５μｍ程度である。酸化ア
ルミニウム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 an aluminum oxide raw material powder, forming a slurry, and then forming a sheet and drying the sheet. The particle size of the aluminum oxide raw material powder is not particularly limited, but is generally about 0.1 to 1.5 μm. The binder added to the aluminum oxide raw material powder is not particularly limited, but 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.
【００２６】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.
【００２７】内部導体１４を形成するための導電ペース
トとしては、二珪化モリブデン粉末、および／またはチ
タン原料粉末、および／またはニオブ原料粉末に、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。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、この積層体ユニット１０
を各素子に対応する大きさに切断し、予備成形体を得
る。The conductive paste for forming the internal conductor 14 is obtained by adding an organic binder, a solvent, a plasticizer, etc. to molybdenum disilicide powder and / or titanium raw material powder and / or niobium raw material powder. Things are used. The particle size of these raw material powders is not particularly limited, but is preferably about 0.5 to 8 μm, and more preferably about 1 to 5 μm. 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 conductor 14 is formed to form a laminate unit 10.
Is cut into a size corresponding to each element to obtain a preform.
【００２８】予備成形体は、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、予備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。そ
の後、脱バインダ処理後の予備成形体を、たとえば常圧
焼成炉にセットし焼成する。Before the preform is mounted in a normal-pressure firing furnace, the preformed body is placed in a binder-removing furnace, and a binder-removing process is performed. 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 preform, the heating temperature, and the like, but is generally several hours to several tens of hours. Thereafter, the preformed body after the binder removal treatment is set in, for example, a normal-pressure firing furnace and fired.
【００２９】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、酸化アル
ミニウム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１５００〜１
７００°Ｃである。このような焼成により、図１に示す
抵抗素子本体２２が得られる。抵抗素子本体２２の外形
寸法は、図３（Ａ）に示すように、抵抗素子本体２２の
厚みＴが、０．４ｍｍ以上で３ｍｍよりも小さく、抵抗
素子本体２２の幅Ｗが１．０ｍｍ以上で６ｍｍよりも小
さく、抵抗素子本体２２の長さは、１０〜５００ｍｍで
ある。The firing is preferably performed in an inert gas atmosphere or a reducing atmosphere in order 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 1800 ° C., and particularly preferably 1500 to 1800 ° C. in order to manufacture an aluminum oxide ceramic.
700 ° C. By such firing, the resistance element body 22 shown in FIG. 1 is obtained. As shown in FIG. 3A, the outer dimensions of the resistance element body 22 are such that the thickness T of the resistance element body 22 is 0.4 mm or more and smaller than 3 mm, and the width W of the resistance element body 22 is 1.0 mm or more. Is smaller than 6 mm, and the length of the resistance element body 22 is 10 to 500 mm.
【００３０】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
材料である酸化アルミニウム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 filler metal is to ensure sufficient adhesive strength to both the aluminum oxide ceramic as the insulating material and the internal conductor as the resistance material. If the adhesive strength is not sufficient, and if it exceeds 5% by weight, the flexibility of the brazing material tends to decrease.
【００３１】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、積層型の抵抗素子本体２２を有するものを例示した
が、本発明に係る抵抗素子本体の具体的構造は、特に限
定されず、積層型の抵抗素子本体以外に、図３（Ｂ）に
示すように、円筒ロール形状の抵抗素子本体２２ａや、
図３（Ｃ）に示すようように、円柱形状の抵抗素子本体
２２ｂでも良い。図３（Ｂ）に示すように、円筒ロール
形状の抵抗素子本体２２ａの場合には、厚みＴは、半径
方向厚みとなり、図３（Ｃ）に示すように、円柱形状の
抵抗素子本体２２ｂの場合には、厚みＴは直径となる。 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, as the resistance element, the one having the multilayered resistance element body 22 is exemplified, but the specific structure of the resistance element body according to the present invention is not particularly limited, and the multilayered resistance element is not limited. In addition to the main body, as shown in FIG. 3B, a cylindrical roll-shaped resistance element main body 22a,
As shown in FIG. 3C, a cylindrical resistance element main body 22b may be used. As shown in FIG. 3B, in the case of the cylindrical roll-shaped resistance element main body 22a, the thickness T is a radial thickness, and as shown in FIG. In this case, the thickness T is a diameter.
【００３２】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。In the above 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 such as a nitrogen gas pressure firing method may be used. May be. Further, in the present invention, the material and shape of the external terminal electrode 24 are not particularly limited.
【００３３】[0033]
【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.
【００３４】実施例１ 平均粒径０．７μｍの酸化アルミニウム原料粉末に、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０．５ｍｍ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。グリーンシート１２の表面に、内部導体１４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ＭｏＳ
ｉ２ となる原料粉末に、エチルセルロース、α−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。 Example 1 A slurry was prepared from an aluminum oxide raw material powder having an average particle diameter of 0.7 μm using an acrylic binder, toluene and ethanol, and green sheets 12 and 16 for ceramics having a thickness of 0.5 mm were prepared by a doctor blade method. did. The pattern of the internal conductor 14 was formed on the surface of the green sheet 12 by screen printing. The conductive paste for printing the inner conductor 14 is MoS after firing.
the raw material powder of a i 2, ethyl cellulose, a material obtained by paste by adding α- terpineol was used. The thickness of the conductive pattern was 25 μm.
【００３５】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、各素子予備成形体に切断した。予備成形体の
厚みＴは、２ｍｍであり、幅Ｗは５ｍｍであり、長さＬ
は１５０ｍｍであった。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 is five. The laminate unit 10 was cut into each element preform. The thickness T of the preform is 2 mm, the width W is 5 mm, and the length L
Was 150 mm.
【００３６】次に、この素子予備成形体を窒素雰囲気
中、５００°Ｃで脱バインダーした。その後、予備成形
体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、１６５０°Ｃ、２５０kg／ｃｍ２
の条件で無加圧焼成した。焼成後、図１に示す酸化アル
ミニウムより成る抵抗素子本体２２を得た。抵抗素子本
体２２の厚みＴは、２ｍｍであり、幅Ｗは５ｍｍであ
り、長さＬは１５０ｍｍであった。焼成後の抵抗素子本
体２２には、長尺であるにもかかわらず、クラックなど
は観察されなかった。Next, the element preform was debindered at 500 ° C. in a nitrogen atmosphere. After that, the preform is set in a normal-pressure firing furnace, and a nitrogen atmosphere (nitrogen + hydrogen +
(Steam atmosphere), 1650 ° C, 250 kg / cm 2
It baked without pressure on the conditions of. After firing, a resistor element body 22 made of aluminum oxide shown in FIG. 1 was obtained. The thickness T of the resistance element body 22 was 2 mm, the width W was 5 mm, and the length L was 150 mm. No cracks or the like were observed in the fired resistance element body 22, though it was long.
【００３７】抵抗素子本体２２の内部には、内部導体１
４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、９２０°Ｃ
で焼き付け、抵抗素子２０を作製した。The internal conductor 1 is provided inside the resistance element body 22.
4, a silver braze containing an active metal is applied to a take-out electrode portion, which is an exposed portion thereof, and the applied portion is covered with a nickel external terminal electrode 24.
And the resistive element 20 was manufactured.
【００３８】得られた素子各々５０本を、空気中におい
て、外部電極端子２４および２４間に１０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、１０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。１０，０００回
のサイクル試験後における外部端子電極２４及び２４間
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４％であった。Each of the 50 obtained devices is energized in the air between the external electrode terminals 24 and 24 for 10 seconds to raise the temperature of the tip of the device body to 1500 ° C. and stop for 10 seconds. A cycle test of repeating cooling to around room temperature was performed. The amount of increase in the resistance value between the external terminal electrodes 24 after the cycle test of 10,000 times was examined. Table 1 shows the results. As shown in Table 1, the resistance increase rate was 4%.
【００３９】[0039]
【表１】 [Table 1]
【００４０】実施例２ 抵抗素子本体２２の幅Ｗを２ｍｍとした以外は、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、サイク
ル試験を行った。表１に示すように、抵抗増加率は、０
％であった。 Example 2 A resistance element 20 was produced in the same manner as in Example 1 except that the width W of the resistance element body 22 was changed to 2 mm. A cycle test was performed for each of the 50 obtained devices in the same manner as in Example 1. As shown in Table 1, the resistance increase rate is 0
%Met.
【００４１】実施例３ 抵抗素子本体２２の厚みＴを１ｍｍとし、幅Ｗを４ｍｍ
とした以外は、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、サイクル試験を行った。表１に示すよう
に、抵抗増加率は、０％であった。 Example 3 The thickness T of the resistor element body 22 was 1 mm, and the width W was 4 mm.
A resistive element 20 was manufactured in the same manner as in Example 1 except that the above-mentioned was used. Example 1 was conducted for each of the 50 obtained devices.
A cycle test was performed in the same manner as described above. As shown in Table 1, the resistance increase rate was 0%.
【００４２】実施例４ 抵抗素子本体２２の幅Ｗを３ｍｍとし、内部導体１４を
印刷するための導電ペーストとして、Ｔｉ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２
０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、サイクル試験を行った。表１に示す
ように、抵抗増加率は、０％であった。 Example 4 A resistive element was manufactured in the same manner as in Example 1 except that the width W of the resistive element body 22 was set to 3 mm, and a raw material powder containing Ti was used as a conductive paste for printing the internal conductor 14. 2
0 was produced. A cycle test was performed for each of the 50 obtained devices in the same manner as in Example 1. As shown in Table 1, the resistance increase rate was 0%.
【００４３】実施例５ 抵抗素子本体２２の幅Ｗを３ｍｍとし、内部導体１４を
印刷するための導電ペーストとして、Ｎｂ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２
０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、サイクル試験を行った。表１に示す
ように、抵抗増加率は、０％であった。 Example 5 A resistive element was manufactured in the same manner as in Example 1 except that the width W of the resistive element body 22 was set to 3 mm, and a raw material powder containing Nb was used as a conductive paste for printing the internal conductor 14. 2
0 was produced. A cycle test was performed for each of the 50 obtained devices in the same manner as in Example 1. As shown in Table 1, the resistance increase rate was 0%.
【００４４】比較例１ 抵抗素子本体２２の幅Ｗを６ｍｍとした以外は、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、サイク
ル試験を行った。表１に示すように、抵抗増加率は、３
０％であった。 Comparative Example 1 A resistive element 20 was manufactured in the same manner as in Example 1, except that the width W of the resistive element body 22 was changed to 6 mm. A cycle test was performed for each of the 50 obtained devices in the same manner as in Example 1. As shown in Table 1, the resistance increase rate was 3
It was 0%.
【００４５】比較例２ 抵抗素子本体２２の厚みＴを３ｍｍとし、幅Ｗを３ｍｍ
とした以外は、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、サイクル試験を行った。表１に示すよう
に、抵抗増加率は、４０％であった。 Comparative Example 2 The thickness T of the resistor element body 22 was 3 mm, and the width W was 3 mm.
A resistive element 20 was manufactured in the same manner as in Example 1 except that the above-mentioned was used. Example 1 was conducted for each of the 50 obtained devices.
A cycle test was performed in the same manner as described above. As shown in Table 1, the resistance increase rate was 40%.
【００４６】評価 表１に示すように、実施例１〜５に係る抵抗素子は、何
れも抵抗増加率が５％以内であるが、比較例１および２
に係る抵抗素子では、抵抗増加率が３０％を越し、何れ
も抵抗素子としての信頼性を満たさないことが確認され
た。As shown in Evaluation Table 1, the resistance elements according to Examples 1 to 5 all had a resistance increase rate of 5% or less, while Comparative Examples 1 and 2
In the resistance elements according to the above, it was confirmed that the resistance increase rate exceeded 30%, and none of the resistance elements satisfied the reliability as a resistance element.
【００４７】[0047]
【発明の効果】以上説明してきたように、本発明によれ
ば、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昇降温を繰り返しても、
抵抗値の変動が少なく耐久性に優れ、低製造コストな抵
抗素子を実現することができる。As described above, according to the present invention, from room temperature to 1000 ° C. or more (preferably 1400 ° C.).
C or higher) or vice versa,
It is possible to realize a resistance element which has little variation in resistance value, has excellent durability, and low manufacturing cost.
【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.
【図３】 図３（Ａ）〜（Ｃ）は抵抗素子本体の例を示
す斜視図である。FIGS. 3A to 3C are perspective views showing examples of a resistance element main body.
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 (4)
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
有し、 前記抵抗素子本体の厚みが０．４ｍｍ以上で３ｍｍより
も小さいことを特徴とする抵抗素子。1. A resistance element body made of ceramics containing aluminum oxide as a main component, and an internal conductor embedded inside the resistance element body, wherein the thickness of the resistance element body is 0.4 mm. The resistance element is smaller than 3 mm.
で６ｍｍよりも小さいことを特徴とする請求項１に記載
の抵抗素子。2. The resistance element according to claim 1, wherein the width of the resistance element body is not less than 1.0 mm and less than 6 mm.
点を持ち、室温〜８００°Ｃにおける熱膨張係数が７．
０×１０−６／°Ｃ〜９．０×１０−６／°Ｃであるこ
とを特徴とする請求項１または２に記載の抵抗素子。3. The internal conductor has a melting point of 1600 ° C. or more, and has a coefficient of thermal expansion from room temperature to 800 ° C. of 7.
0 × 10 -6 /°C~9.0×10 -6 / ° resistance element according to claim 1 or 2, characterized in that the C.
ン、ニオブ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３に記載の抵抗素子。4. The resistance element according to claim 3, wherein the internal conductor includes one or more conductors selected from molybdenum silicide, titanium, and niobium.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11087759A JP2000286043A (en) | 1999-03-30 | 1999-03-30 | Resistance element |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11087759A JP2000286043A (en) | 1999-03-30 | 1999-03-30 | Resistance element |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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|---|---|
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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 JP11087759A patent/JP2000286043A/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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