JP3487675B2 - 力学量センサの製造方法 - Google Patents
力学量センサの製造方法Info
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- JP3487675B2 JP3487675B2 JP15074295A JP15074295A JP3487675B2 JP 3487675 B2 JP3487675 B2 JP 3487675B2 JP 15074295 A JP15074295 A JP 15074295A JP 15074295 A JP15074295 A JP 15074295A JP 3487675 B2 JP3487675 B2 JP 3487675B2
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Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、圧力、荷重、加速等の
応力を検知する力学量センサの製造方法に関するもので
ある。
応力を検知する力学量センサの製造方法に関するもので
ある。
【0002】
【従来の技術】従来、厚膜抵抗タイプの力学量センサ
は、図3に示すように、金属基材4およびその表面に被
覆した結晶化ガラス5からなる絶縁絶縁基板6上に導電
ペーストを塗布、乾燥した後、高温で焼成することによ
り一対の電極2を形成し、次いで、電極2間に、それら
を接続するように抵抗ペーストを塗布、乾燥した後、高
温で焼成して感歪み抵抗体1を形成することにより作製
されている。
は、図3に示すように、金属基材4およびその表面に被
覆した結晶化ガラス5からなる絶縁絶縁基板6上に導電
ペーストを塗布、乾燥した後、高温で焼成することによ
り一対の電極2を形成し、次いで、電極2間に、それら
を接続するように抵抗ペーストを塗布、乾燥した後、高
温で焼成して感歪み抵抗体1を形成することにより作製
されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】力学量センサは、その
電極と外部回路を接続するためにリード部に半田づけを
行う必要があるため、導電ペーストとしてAg−Pd系
やAg−Pt系などの銀を含んだペーストが使用されて
いる。このように、銀を含む導電ペーストを使用する場
合、抵抗体を焼成により形成する際に、熱によって銀が
抵抗体中に溶出し、酸化することによって、電流ノイズ
特性や抵抗体の抵抗値バラツキが大きくなるという課題
があった。
電極と外部回路を接続するためにリード部に半田づけを
行う必要があるため、導電ペーストとしてAg−Pd系
やAg−Pt系などの銀を含んだペーストが使用されて
いる。このように、銀を含む導電ペーストを使用する場
合、抵抗体を焼成により形成する際に、熱によって銀が
抵抗体中に溶出し、酸化することによって、電流ノイズ
特性や抵抗体の抵抗値バラツキが大きくなるという課題
があった。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明の力学量センサの
製造方法は、金属弾性体を結晶化ガラスで被覆した絶縁
基板上に、導電ペーストを塗布、乾燥し、焼成すること
により電極を形成する第1の工程、前記電極と接触しな
い位置に抵抗ペーストを塗布、乾燥し、前記導電ペース
トの焼成温度より低い温度で焼成することにより感歪み
抵抗体を形成する第2の工程、および、前記電極と前記
感歪み抵抗体の間に導電ペーストを塗布、乾燥し、前記
抵抗ペーストの焼成温度より低い温度で焼成して前記電
極と前記感歪み抵抗体を電気的に接続する接続体を形成
する第3の工程を含むことを特徴とする。また、金属弾
性体を結晶化ガラスで被覆した絶縁基板上に、電極用導
電ペーストと、抵抗ペーストのいずれか一方を塗布、乾
燥した後、前記ペーストで塗布したパターンと接触しな
い位置に他方のペーストを塗布、乾燥して、焼成するこ
とにより前記電極および前記感歪み抵抗体を同時に形成
する第1の工程と、前記電極と感歪み抵抗体の間に導電
ペーストを塗布、乾燥し、前記焼成温度より低い温度で
焼成して前記電極と前記感歪み抵抗体を電気的に接続す
る接続体を形成する第2の工程を含むことを特徴とす
る。さらに、前記接続体形成用の導電ペーストが金を含
むことを特徴とする。また、前記結晶化ガラスが、Si
O2:7〜33重量%、B2O3:5〜31重量%、Mg
O:16〜50重量%、CaO:0〜20重量%、Ba
O:0〜50重量%、La2O3:0〜40重量%、MO
2(MはZr、TiおよびSnからなる群より選択され
る少なくとも1種):0〜5重量%、およびP2O5:0
〜5重量%からなるからなることを特徴とする。
製造方法は、金属弾性体を結晶化ガラスで被覆した絶縁
基板上に、導電ペーストを塗布、乾燥し、焼成すること
により電極を形成する第1の工程、前記電極と接触しな
い位置に抵抗ペーストを塗布、乾燥し、前記導電ペース
トの焼成温度より低い温度で焼成することにより感歪み
抵抗体を形成する第2の工程、および、前記電極と前記
感歪み抵抗体の間に導電ペーストを塗布、乾燥し、前記
抵抗ペーストの焼成温度より低い温度で焼成して前記電
極と前記感歪み抵抗体を電気的に接続する接続体を形成
する第3の工程を含むことを特徴とする。また、金属弾
性体を結晶化ガラスで被覆した絶縁基板上に、電極用導
電ペーストと、抵抗ペーストのいずれか一方を塗布、乾
燥した後、前記ペーストで塗布したパターンと接触しな
い位置に他方のペーストを塗布、乾燥して、焼成するこ
とにより前記電極および前記感歪み抵抗体を同時に形成
する第1の工程と、前記電極と感歪み抵抗体の間に導電
ペーストを塗布、乾燥し、前記焼成温度より低い温度で
焼成して前記電極と前記感歪み抵抗体を電気的に接続す
る接続体を形成する第2の工程を含むことを特徴とす
る。さらに、前記接続体形成用の導電ペーストが金を含
むことを特徴とする。また、前記結晶化ガラスが、Si
O2:7〜33重量%、B2O3:5〜31重量%、Mg
O:16〜50重量%、CaO:0〜20重量%、Ba
O:0〜50重量%、La2O3:0〜40重量%、MO
2(MはZr、TiおよびSnからなる群より選択され
る少なくとも1種):0〜5重量%、およびP2O5:0
〜5重量%からなるからなることを特徴とする。
【0005】
【作用】本発明の方法においては、感歪み抵抗体を形成
した後に、感歪み抵抗体と接する接続体を形成するた
め、感歪み抵抗体への銀の溶出を抑制することができ
る。さらに、感歪み抵抗体用ペーストより低い温度で焼
成するため、感歪み抵抗体への銀の拡散が少なくなり、
センサ回路の電流ノイズが小さくなるとともに感歪み抵
抗体の特性バラツキが小さくなる。また、電極と抵抗体
を接続する接続体に金系の導電ペーストを用いることに
より、抵抗体への銀の拡散が少なくなり、センサ回路の
電流ノイズや抵抗体の特性のバラツキが小さくなる。
した後に、感歪み抵抗体と接する接続体を形成するた
め、感歪み抵抗体への銀の溶出を抑制することができ
る。さらに、感歪み抵抗体用ペーストより低い温度で焼
成するため、感歪み抵抗体への銀の拡散が少なくなり、
センサ回路の電流ノイズが小さくなるとともに感歪み抵
抗体の特性バラツキが小さくなる。また、電極と抵抗体
を接続する接続体に金系の導電ペーストを用いることに
より、抵抗体への銀の拡散が少なくなり、センサ回路の
電流ノイズや抵抗体の特性のバラツキが小さくなる。
【0006】
【実施例】以下、本発明の力学量センサの製造方法につ
いて具体的に説明する。 (1)絶縁基板 (a)基材 本発明に使用される金属基材は、ほうろう用鋼、ステン
レス鋼、珪素鋼、ニッケル−クロム−鉄、ニッケル−
鉄、コバール、インバなどの各種合金材やそれらのクラ
ッド材などが好ましい。特に、絶縁層との密着性の観点
からステンレス鋼SUS430が最も好ましい。基材
は、その材質が決定されれば、負荷荷重の大きさや用途
に応じて、機械加工、エッチング加工、レーザ加工等に
より、円筒形や板状(箔状も含む)等の形状に加工され
る。形状加工の後、絶縁層との密着性を向上させる目的
で、基材は表面脱脂される。さらに、脱脂された表面
に、必要に応じてサンドブラスト処理、ニッケルやコバ
ルトなどの各種メッキ処理、もしくは酸化被覆層を形成
する熱酸化処理などを施す。
いて具体的に説明する。 (1)絶縁基板 (a)基材 本発明に使用される金属基材は、ほうろう用鋼、ステン
レス鋼、珪素鋼、ニッケル−クロム−鉄、ニッケル−
鉄、コバール、インバなどの各種合金材やそれらのクラ
ッド材などが好ましい。特に、絶縁層との密着性の観点
からステンレス鋼SUS430が最も好ましい。基材
は、その材質が決定されれば、負荷荷重の大きさや用途
に応じて、機械加工、エッチング加工、レーザ加工等に
より、円筒形や板状(箔状も含む)等の形状に加工され
る。形状加工の後、絶縁層との密着性を向上させる目的
で、基材は表面脱脂される。さらに、脱脂された表面
に、必要に応じてサンドブラスト処理、ニッケルやコバ
ルトなどの各種メッキ処理、もしくは酸化被覆層を形成
する熱酸化処理などを施す。
【0007】(b)絶縁層
金属基材上に形成される絶縁層は、結晶化ガラスからな
る層が選択される。結晶化ガラス層は、電気絶縁性、耐
熱性、基板強度の観点から、無アルカリ結晶化ガラス
(焼成によって、たとえば、MgO系の結晶相を析出す
るガラス)からなることが好ましい。
る層が選択される。結晶化ガラス層は、電気絶縁性、耐
熱性、基板強度の観点から、無アルカリ結晶化ガラス
(焼成によって、たとえば、MgO系の結晶相を析出す
るガラス)からなることが好ましい。
【0008】結晶化ガラスを基材上に被覆する方法とし
て、スプレー法、粉末静電塗装法、電気泳動電着法等が
好ましいが、基材が金属の場合、被覆の緻密性や電気絶
縁性等の観点から、電気泳動電着法が最も好ましい。こ
の電気泳動電着法は、まず、ガラスとアルコールおよび
少量の水を入れてボールミル中で約20時間粉砕、混合
し、ガラスの平均粒径を1〜5μm程度にする。得られ
たスラリーを電解槽に入れて、循環させる。上記のよう
に準備された金属基材を、このスラリー中に浸漬し、1
00〜400Vで陰分極させることにより、金属基材表
面にガラス粒子を付着させる。これを乾燥後、850〜
900℃で10分〜1時間焼成することによって、結晶
化ガラス層が得られる。この焼成によって、ガラスの微
粒子が溶融すると共に、ガラスの成分と金属基材の成分
が、充分に相互拡散するため結晶化ガラス層と金属基材
との強固な密着が得られる。
て、スプレー法、粉末静電塗装法、電気泳動電着法等が
好ましいが、基材が金属の場合、被覆の緻密性や電気絶
縁性等の観点から、電気泳動電着法が最も好ましい。こ
の電気泳動電着法は、まず、ガラスとアルコールおよび
少量の水を入れてボールミル中で約20時間粉砕、混合
し、ガラスの平均粒径を1〜5μm程度にする。得られ
たスラリーを電解槽に入れて、循環させる。上記のよう
に準備された金属基材を、このスラリー中に浸漬し、1
00〜400Vで陰分極させることにより、金属基材表
面にガラス粒子を付着させる。これを乾燥後、850〜
900℃で10分〜1時間焼成することによって、結晶
化ガラス層が得られる。この焼成によって、ガラスの微
粒子が溶融すると共に、ガラスの成分と金属基材の成分
が、充分に相互拡散するため結晶化ガラス層と金属基材
との強固な密着が得られる。
【0009】この結晶化ガラスの組成について、以下の
検討を行った。金属基材にSUS430(100mm×
100mm×0.5mm)を用い、上述の方法で、基材
の表面に、表1〜8に示す組成番号1〜44のガラス粒
子を電気泳動電着させた後、880℃で10分間焼成す
ることにより、基材表面に厚さ100μmの結晶化ガラ
ス質層を形成した絶縁基板を得た。これら絶縁基板につ
いて、その表面粗度やうねり性といった表面性、耐熱性
等の諸特性を測定した。なお、表面粗度は、タリサーフ
表面粗さ計で測定し、表面中心線平均粗さRaとした。
また、うねり性は、その表面のうねりの山と谷の差の最
大値Rmaxとした。耐熱性は、サンプルを850℃の電
気炉中に10分間入れ、次に炉から取り出し30分間自
然放冷するサイクルを繰り返すスポーリングテストを行
って、サンプルのクラックや剥離の状態を調べた。な
お、クラックの有無は、サンプルを赤インク中に浸漬し
た後、サンプル表面のインクを拭き取り、目視観察によ
って、サンプルの表面に赤インクが残存するか否かによ
り判定した。表中の○、△、×はそれぞれ、○が10サ
イクル以上スポーリングテストを行っても異常が認めら
れないもの、△は5〜9サイクルで異常が発生したも
の、×は4サイクル以下で異常が発生したものを示す。
密着性は、絶縁基板の曲げ試験を行い、結晶化ガラス層
が剥離して金属部が露出したものを×、金属部が一部だ
け露出したものを△、金属部が露出しなかったものを○
とした。以上の評価に基づき総合評価を行い、その結果
を○、△、×で示した。
検討を行った。金属基材にSUS430(100mm×
100mm×0.5mm)を用い、上述の方法で、基材
の表面に、表1〜8に示す組成番号1〜44のガラス粒
子を電気泳動電着させた後、880℃で10分間焼成す
ることにより、基材表面に厚さ100μmの結晶化ガラ
ス質層を形成した絶縁基板を得た。これら絶縁基板につ
いて、その表面粗度やうねり性といった表面性、耐熱性
等の諸特性を測定した。なお、表面粗度は、タリサーフ
表面粗さ計で測定し、表面中心線平均粗さRaとした。
また、うねり性は、その表面のうねりの山と谷の差の最
大値Rmaxとした。耐熱性は、サンプルを850℃の電
気炉中に10分間入れ、次に炉から取り出し30分間自
然放冷するサイクルを繰り返すスポーリングテストを行
って、サンプルのクラックや剥離の状態を調べた。な
お、クラックの有無は、サンプルを赤インク中に浸漬し
た後、サンプル表面のインクを拭き取り、目視観察によ
って、サンプルの表面に赤インクが残存するか否かによ
り判定した。表中の○、△、×はそれぞれ、○が10サ
イクル以上スポーリングテストを行っても異常が認めら
れないもの、△は5〜9サイクルで異常が発生したも
の、×は4サイクル以下で異常が発生したものを示す。
密着性は、絶縁基板の曲げ試験を行い、結晶化ガラス層
が剥離して金属部が露出したものを×、金属部が一部だ
け露出したものを△、金属部が露出しなかったものを○
とした。以上の評価に基づき総合評価を行い、その結果
を○、△、×で示した。
【0010】表1に示すNo.1〜8は他の成分を一定
として、SiO2とB2O3を変化させたものである。
として、SiO2とB2O3を変化させたものである。
【0011】
【表1】
【0012】これらから明らかなように、SiO2を増
加していくと、耐熱性は向上するが、表面性、および密
着性が悪くなる。逆に、B2O3量を増加していくと、表
面性、密着性は向上するが耐熱性が低下する。これらを
考慮すると、SiO2の組成比は7〜33重量%、B2O
3の組成比は5〜31重量%であることが好ましい。
加していくと、耐熱性は向上するが、表面性、および密
着性が悪くなる。逆に、B2O3量を増加していくと、表
面性、密着性は向上するが耐熱性が低下する。これらを
考慮すると、SiO2の組成比は7〜33重量%、B2O
3の組成比は5〜31重量%であることが好ましい。
【0013】表2に示すNo.9〜15は、SiO2/
B2O3をほぼ一定にし、MgO量を変化させたものであ
る。
B2O3をほぼ一定にし、MgO量を変化させたものであ
る。
【0014】
【表2】
【0015】MgOの添加量が50重量%を超えると、
結晶が析出しやすく、ガラス溶融時に簡単に結晶化す
る。そのため、均質なガラスを得ることが難しく、さら
に表面粗度が大きくなる。MgO量は結晶性と相関があ
り、16重量%未満では結晶析出が不十分で、耐熱性に
劣る。そのため、MgOの組成比は16〜50重量%の
範囲内であることが好ましい。
結晶が析出しやすく、ガラス溶融時に簡単に結晶化す
る。そのため、均質なガラスを得ることが難しく、さら
に表面粗度が大きくなる。MgO量は結晶性と相関があ
り、16重量%未満では結晶析出が不十分で、耐熱性に
劣る。そのため、MgOの組成比は16〜50重量%の
範囲内であることが好ましい。
【0016】表3に示すNo.16〜19は、SiO2
/B2O3をほぼ一定にし、CaO量を変化させたもので
ある。表4に示すNo.20〜24は、同じく、BaO
量を変化させたものである。また、表5に示すNo.2
5〜29は、同じく、La2O3量を変化させたものであ
る。
/B2O3をほぼ一定にし、CaO量を変化させたもので
ある。表4に示すNo.20〜24は、同じく、BaO
量を変化させたものである。また、表5に示すNo.2
5〜29は、同じく、La2O3量を変化させたものであ
る。
【0017】
【表3】
【0018】
【表4】
【0019】
【表5】
【0020】CaOの添加量が、20重量%を超える
と、表面性が悪くなり好ましくない。そのため、CaO
の添加量は、0〜20%が好ましい。BaOの添加量
が、50重量%を超えると、耐熱性、および密着性が劣
化し好ましくない。そのため、BaOの添加量は、0〜
50%が好ましい。La2O3の添加量が、40重量%を
超えると、耐熱性が劣化し好ましくない。そのため、L
a2O3の添加量は、0〜40%が好ましい。
と、表面性が悪くなり好ましくない。そのため、CaO
の添加量は、0〜20%が好ましい。BaOの添加量
が、50重量%を超えると、耐熱性、および密着性が劣
化し好ましくない。そのため、BaOの添加量は、0〜
50%が好ましい。La2O3の添加量が、40重量%を
超えると、耐熱性が劣化し好ましくない。そのため、L
a2O3の添加量は、0〜40%が好ましい。
【0021】表6〜表8に示すNo.30〜44はそれ
ぞれ、ZrO2、TiO2、SnO2、P2O5、ZnOの
添加量を変化させたものである。
ぞれ、ZrO2、TiO2、SnO2、P2O5、ZnOの
添加量を変化させたものである。
【0022】
【表6】
【0023】
【表7】
【0024】
【表8】
【0025】ZrO2、TiO2、SnO2、P2O5、Z
nOなどは、5重量%までなら添加可能である。
nOなどは、5重量%までなら添加可能である。
【0026】次に、本発明の力学量センサの製造方法に
ついて説明する。 [実施例1]図1に示すように、直径40mm、厚さ1
00μmの円板状のステンレス鋼SUS430からなる
金属基材4に脱脂・水洗・酸洗・水洗・ニッケルメッキ
・水洗の各前処理を施した後、表1のNo.7で示した
組成のガラス粒子からなるスラリー中に浸漬して、対極
と基材4間に直流電圧を印加することにより、基材4の
表面にガラス粒子を被覆させた。次いで、常温から88
0℃まで2時間かけて昇温し、さらにこの温度で10分
間保持する焼成を行ない、基材4表面に厚さ70μmの
結晶化ガラスからなる絶縁層5を形成した絶縁基板6を
得た。図2は、本実施例の検討に用いた力学量センサの
パターン図である。このパターンを用いて、感歪み抵抗
体1、一対の湾曲した電極2、および感歪み抵抗体1と
電極2を接続するT字状の接続体3からなる力学量セン
サを、同一の絶縁基板6上に2個形成した。まず、得ら
れた絶縁基板6の表面に、図2の(a)に示すパターン
にAg−Pd系導電ペーストを塗布、乾燥し、これらを
850℃で焼成することにより、一対の電極2を形成し
た。次に、同じく図2の(a)に示すように、この電極
2の間に、電極2と接触しないようにRuO2系抵抗ペ
ーストを塗布、乾燥し、電極2の焼成温度より低い70
0℃で焼成し、抵抗体1を形成した。最後に、図2の
(b)に示すパターンに、金系の導電ペーストを塗布、
乾燥し、抵抗体の焼成温度より低い500℃で焼成し
て、抵抗体1と電極2を電気的に接続する接続体3を形
成することにより、力学量センサを得た。
ついて説明する。 [実施例1]図1に示すように、直径40mm、厚さ1
00μmの円板状のステンレス鋼SUS430からなる
金属基材4に脱脂・水洗・酸洗・水洗・ニッケルメッキ
・水洗の各前処理を施した後、表1のNo.7で示した
組成のガラス粒子からなるスラリー中に浸漬して、対極
と基材4間に直流電圧を印加することにより、基材4の
表面にガラス粒子を被覆させた。次いで、常温から88
0℃まで2時間かけて昇温し、さらにこの温度で10分
間保持する焼成を行ない、基材4表面に厚さ70μmの
結晶化ガラスからなる絶縁層5を形成した絶縁基板6を
得た。図2は、本実施例の検討に用いた力学量センサの
パターン図である。このパターンを用いて、感歪み抵抗
体1、一対の湾曲した電極2、および感歪み抵抗体1と
電極2を接続するT字状の接続体3からなる力学量セン
サを、同一の絶縁基板6上に2個形成した。まず、得ら
れた絶縁基板6の表面に、図2の(a)に示すパターン
にAg−Pd系導電ペーストを塗布、乾燥し、これらを
850℃で焼成することにより、一対の電極2を形成し
た。次に、同じく図2の(a)に示すように、この電極
2の間に、電極2と接触しないようにRuO2系抵抗ペ
ーストを塗布、乾燥し、電極2の焼成温度より低い70
0℃で焼成し、抵抗体1を形成した。最後に、図2の
(b)に示すパターンに、金系の導電ペーストを塗布、
乾燥し、抵抗体の焼成温度より低い500℃で焼成し
て、抵抗体1と電極2を電気的に接続する接続体3を形
成することにより、力学量センサを得た。
【0027】[実施例2]実施例1と同様の絶縁基板6
の表面に、実施例1と同様のパターンに電極2用のAg
−Pd系の導電ペーストを塗布、乾燥し、さらに実施例
1と同様のパターンにRuO2系抵抗ペーストを塗布、
乾燥した後、これらを700℃で焼成して、抵抗体1と
電極2を同時に形成した。次に、実施例1と同様のパタ
ーンに金系の導電ペーストを塗布、乾燥し、500℃で
焼成して、接続体3を形成することにより、力学量セン
サを得た。
の表面に、実施例1と同様のパターンに電極2用のAg
−Pd系の導電ペーストを塗布、乾燥し、さらに実施例
1と同様のパターンにRuO2系抵抗ペーストを塗布、
乾燥した後、これらを700℃で焼成して、抵抗体1と
電極2を同時に形成した。次に、実施例1と同様のパタ
ーンに金系の導電ペーストを塗布、乾燥し、500℃で
焼成して、接続体3を形成することにより、力学量セン
サを得た。
【0028】[実施例3]実施例1と同様の絶縁基板6
の表面に、実施例1と同様のパターンにRuO2系抵抗
ペーストを塗布、乾燥し、さらに実施例1と同様のパタ
ーンに電極用のAg−Pd系の導電ペーストを塗布、乾
燥した後、700℃で焼成し、抵抗体1および電極2を
同時に形成した。次に、実施例1と同様のパターンに金
系導電ペーストを塗布、乾燥し、500℃で焼成して、
接続体3を形成することにより、力学量センサを得た。
これを実施例3の力学量センサの製造方法とする。
の表面に、実施例1と同様のパターンにRuO2系抵抗
ペーストを塗布、乾燥し、さらに実施例1と同様のパタ
ーンに電極用のAg−Pd系の導電ペーストを塗布、乾
燥した後、700℃で焼成し、抵抗体1および電極2を
同時に形成した。次に、実施例1と同様のパターンに金
系導電ペーストを塗布、乾燥し、500℃で焼成して、
接続体3を形成することにより、力学量センサを得た。
これを実施例3の力学量センサの製造方法とする。
【0029】[比較例]実施例1と同様の金属基材4お
よび絶縁層5からなる絶縁基板6の表面に、実施例1に
おける電極2と接続体3を一体化した形状の電極パター
ンにAgーPd系の導電ペーストを塗布、乾燥した後、
800℃で焼成して一対の電極を形成した。次に、電極
間に、実施例1と同様のパターンに抵抗ペーストを塗
布、乾燥し、700℃で焼成し、抵抗体1を形成するこ
とにより、力学量センサを得た。
よび絶縁層5からなる絶縁基板6の表面に、実施例1に
おける電極2と接続体3を一体化した形状の電極パター
ンにAgーPd系の導電ペーストを塗布、乾燥した後、
800℃で焼成して一対の電極を形成した。次に、電極
間に、実施例1と同様のパターンに抵抗ペーストを塗
布、乾燥し、700℃で焼成し、抵抗体1を形成するこ
とにより、力学量センサを得た。
【0030】これらのセンサについて、(株)アドバン
テスト製デジタルマルチメーターTR6871を用い
て、それぞれ50個、25℃における抵抗値と電流ノイ
ズを測定した。抵抗値についてはそのバラツキを求め
た。なおバラツキは、最大値と最小値の差の1/2とし
た。その結果を表9に示す。
テスト製デジタルマルチメーターTR6871を用い
て、それぞれ50個、25℃における抵抗値と電流ノイ
ズを測定した。抵抗値についてはそのバラツキを求め
た。なおバラツキは、最大値と最小値の差の1/2とし
た。その結果を表9に示す。
【0031】
【表9】
【0032】表9から明らかなように、実施例1〜3の
センサは、抵抗値バラツキ、ノイズ特性ともに、比較例
より優れた特性を示すことがわかる。これは、抵抗体1
と電極2が、その間に銀を含まない接続体3を介するこ
とにより、直接、接続されないため、焼成中の電極2中
の銀の抵抗体1への溶出が抑制されることによるものと
考えられる。また、抵抗体1を形成した後、抵抗体1を
形成した焼成温度より低い温度で抵抗体1に接続する接
続体3を焼成により形成することにより、接続体3を形
成する焼成時の高温下において、抵抗体1中の組成物の
流動性が低下するため、抵抗体1中の銀の拡散を抑制す
るものと考えられる。
センサは、抵抗値バラツキ、ノイズ特性ともに、比較例
より優れた特性を示すことがわかる。これは、抵抗体1
と電極2が、その間に銀を含まない接続体3を介するこ
とにより、直接、接続されないため、焼成中の電極2中
の銀の抵抗体1への溶出が抑制されることによるものと
考えられる。また、抵抗体1を形成した後、抵抗体1を
形成した焼成温度より低い温度で抵抗体1に接続する接
続体3を焼成により形成することにより、接続体3を形
成する焼成時の高温下において、抵抗体1中の組成物の
流動性が低下するため、抵抗体1中の銀の拡散を抑制す
るものと考えられる。
【0033】[実施例4]実施例1と同様の製造方法に
おいて、接続体3形成用の導電ペーストに、電極2形成
用と同様のAg−Pd系のペーストを用いた力学量セン
サを作製した。 [実施例5]実施例2と同様の製造方法において、接続
体3形成用の導電ペーストに、電極2形成用と同様のA
g−Pd系のペーストを用いた力学量センサを作製し
た。 [実施例6]実施例3と同様の製造方法において、接続
体3形成用の導電ペーストに、電極2形成用と同様のA
g−Pd系のペーストを用いた力学量センサを作製し
た。 これらの製造方法により作製した力学量センサについ
て、実施例1〜3と同様にそれぞれ50個、25℃にお
ける抵抗値と電流ノイズを測定した。抵抗値については
そのバラツキを求めた。なおバラツキは、最大値と最小
値の差の1/2とした。これらの結果を表10に示す。
おいて、接続体3形成用の導電ペーストに、電極2形成
用と同様のAg−Pd系のペーストを用いた力学量セン
サを作製した。 [実施例5]実施例2と同様の製造方法において、接続
体3形成用の導電ペーストに、電極2形成用と同様のA
g−Pd系のペーストを用いた力学量センサを作製し
た。 [実施例6]実施例3と同様の製造方法において、接続
体3形成用の導電ペーストに、電極2形成用と同様のA
g−Pd系のペーストを用いた力学量センサを作製し
た。 これらの製造方法により作製した力学量センサについ
て、実施例1〜3と同様にそれぞれ50個、25℃にお
ける抵抗値と電流ノイズを測定した。抵抗値については
そのバラツキを求めた。なおバラツキは、最大値と最小
値の差の1/2とした。これらの結果を表10に示す。
【0034】
【表10】
【0035】これによると、接続体3形成用に金系の導
電ペーストを用いた実施例1〜3と比べて、その効果は
若干小さいものの、比較例と比べると抵抗値、電流ノイ
ズともに大きく改善されたことが分かる。この結果によ
ると、感歪み抵抗体1を焼成により形成した後、その焼
成温度より低い温度で焼成して感歪み抵抗体1に接続す
る接続体3を形成することによる効果が確認される。
電ペーストを用いた実施例1〜3と比べて、その効果は
若干小さいものの、比較例と比べると抵抗値、電流ノイ
ズともに大きく改善されたことが分かる。この結果によ
ると、感歪み抵抗体1を焼成により形成した後、その焼
成温度より低い温度で焼成して感歪み抵抗体1に接続す
る接続体3を形成することによる効果が確認される。
【0036】
【発明の効果】以上のように、本発明によると、抵抗値
のバラツキが小さく、ノイズ特性に優れた力学量センサ
を作製することが可能となる。
のバラツキが小さく、ノイズ特性に優れた力学量センサ
を作製することが可能となる。
【図1】本発明の実施例の製造方法による力学量センサ
の縦断面図である。
の縦断面図である。
【図2】本発明の実施例に用いた力学量センサの電極お
よび感歪み抵抗体等のパターンを示す平面図で、(a)
は電極と感歪み抵抗体のパターンを示し、(b)はさら
に接続体を形成したパターンを示す。
よび感歪み抵抗体等のパターンを示す平面図で、(a)
は電極と感歪み抵抗体のパターンを示し、(b)はさら
に接続体を形成したパターンを示す。
【図3】比較例の製造方法による力学量センサの縦断面
図である。
図である。
1 抵抗体
2 電極
3 接続体
4 金属基材
5 絶縁層
6 絶縁基板
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 池田 正樹
大阪府門真市大字門真1006番地 松下電
器産業株式会社内
(56)参考文献 特開 平6−137979(JP,A)
特開 平3−63537(JP,A)
特開 昭59−18669(JP,A)
特開 平2−223836(JP,A)
特開 平6−137805(JP,A)
特開 昭55−55575(JP,A)
特開 昭48−102258(JP,A)
(58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名)
H01L 29/84
C23C 24/08
G01B 7/16
G01L 1/18
G01P 15/12
Claims (4)
- 【請求項1】 金属弾性体を結晶化ガラスで被覆した絶
縁基板上に、導電ペーストを塗布、乾燥し、焼成するこ
とにより電極を形成する第1の工程、前記電極と接触し
ない位置に抵抗ペーストを塗布、乾燥し、前記導電ペー
ストの焼成温度より低い温度で焼成することにより感歪
み抵抗体を形成する第2の工程、および、前記電極と前
記感歪み抵抗体の間に導電ペーストを塗布、乾燥し、前
記抵抗ペーストの焼成温度より低い温度で焼成して前記
電極と前記感歪み抵抗体を電気的に接続する接続体を形
成する第3の工程を含む力学量センサの製造方法。 - 【請求項2】金属弾性体を結晶化ガラスで被覆した絶縁
基板上に、電極用導電ペーストと、抵抗ペーストのいず
れか一方を塗布、乾燥した後、前記ペーストで塗布した
パターンと接触しない位置に他方のペーストを塗布、乾
燥して、焼成することにより前記電極および前記感歪み
抵抗体を同時に形成する第1の工程と、前記電極と感歪
み抵抗体の間に導電ペーストを塗布、乾燥し、前記焼成
温度より低い温度で焼成して前記電極と前記感歪み抵抗
体を電気的に接続する接続体を形成する第2の工程を含
む力学量センサの製造方法。 - 【請求項3】 前記接続体形成用の導電ペーストが金を
含む請求項1または2記載の力学量センサの製造方法。 - 【請求項4】 前記結晶化ガラスが、SiO2:7〜3
3重量%、B2O3:5〜31重量%、MgO:16〜5
0重量%、CaO:0〜20重量%、BaO:0〜50
重量%、La2O3:0〜40重量%、MO2(MはZ
r、TiおよびSnからなる群より選択される少なくと
も1種):0〜5重量%、およびP2O5:0〜5重量%
からなる請求項1または2記載の力学量センサの製造方
法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP15074295A JP3487675B2 (ja) | 1995-06-16 | 1995-06-16 | 力学量センサの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP15074295A JP3487675B2 (ja) | 1995-06-16 | 1995-06-16 | 力学量センサの製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH098324A JPH098324A (ja) | 1997-01-10 |
JP3487675B2 true JP3487675B2 (ja) | 2004-01-19 |
Family
ID=15503431
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP15074295A Expired - Fee Related JP3487675B2 (ja) | 1995-06-16 | 1995-06-16 | 力学量センサの製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3487675B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4803157B2 (ja) * | 2002-08-07 | 2011-10-26 | パナソニック株式会社 | 荷重センサ及びその製造方法 |
EP3617683A1 (en) * | 2018-08-31 | 2020-03-04 | Mettler Toledo (Changzhou) Precision Instrument Ltd. | Method of insulating a strain gauge against moisture penetration |
KR102107805B1 (ko) * | 2018-12-26 | 2020-05-08 | 주식회사 이엠티 | 후막 인쇄 공정에 의한 압력센서용 세라믹 다이어프램의 제조방법 및 그에 의한 압력센서 |
-
1995
- 1995-06-16 JP JP15074295A patent/JP3487675B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH098324A (ja) | 1997-01-10 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |