JPH01208804A - 薄膜白金温度センサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、自動車用、家庭電化製品用、及び工業計器等
に使用される薄膜白金温度センナに関するものである。

従来の技術 従来の温度センサは、高精度ではあるものの、高価で取
扱いが煩わしいものと、簡便で大量に使用できるものの
、精度が悪いものとに大別でき、用途に応じて、使いわ
けられている。

しかしながら、最近のエレクトロニクスの急激な進歩に
より、自動車用などの精密温度センサを中心に、堅牢で
大量に使用ができ、かつ高精度な温度センサが要求され
るようになってきた。特に、自動車用については、安価
でかつ小型で精度が高く、温度範囲が広く直線的な抵抗
値変化をし、また振動に対して強く、熱応答性の良いも
のが要求されている。従来より、精密温度センサとして
は、白金側温抵抗体が用いられているが、白金線を使用
するため抵抗値は５０Ω、１００Ωと低く、そのため周
辺回路が複雑になり、また周辺回路の雑音等の影響を受
けやすいという問題があり、併せて形状も大きく、更に
振動及び衝撃に弱い。さらに、白金線を細くすることに
は限界があるから高価な白金線を相当大量に使用するこ
とになるとともに、白金線を１本ずつセラミックボビン
等に巻きつけて作製していくため大量生産は不可能であ
って相当高価なものとなっていた。

このような問題点を解決するために、白金線の代わ９に
白金の厚膜や薄膜を用いた温度センサが開発されている
。しかし、厚膜白金温度センサは、スクリーン印刷技術
によるだめ１００μｍ以下の微細パターンが困難、製造
上のバラツキが大きい等の欠点を有している。

一方、薄膜白金温度センサは、パターンの微細化が容易
なため、小型化ができ、また高抵抗化による高感度化を
図れ、更に、機械的強度が強く、ウェハー処理によって
バラツキが小さくでき、量産に適し、低価格化が可能で
ある等の長所を有する。

発明が解決しようとする課題 薄膜白金温度センサの製造方法としては、まず、真空蒸
着法、スパッタリング法等により、絶縁基板上に数千入
膜厚の白金薄膜を付着させ、湿式エツチング法、スパッ
タエツチング法等の方法で微細パターン化し、大気中で
９００〜１０００℃の高温で熱処理を行う。その後、ト
リミングによる抵抗値調整、リード線取り出し、保護膜
コーティングを行う。この際、絶縁基板としては、アル
ミナ基板等が用いられる。しかし、アルミナ基板上に白
金薄膜の微細パターンを形成するためには、基板表面を
平滑化する必要がある。このためには、高純度の薄膜用
アルミナ基板、もしくは表面研磨処理をしたアルミナ基
板を用いる必要があるため、基板が高価になるという欠
点がある。一方、アルミナ基板上にガラスグレーズをコ
ーティングする方法もあるが、ガラスグレーズの耐熱性
はせいぜい９００’Ｃと低く白金膜中への不純物混入が
心配される。またガラスグレーズ層が１０〜３０μｍと
厚くなり、基板の熱伝導が悪くなるため、センサの熱応
答性が悪くなるという欠点もある。

以上のように、従来の基板材料では多くの問題があった
。

本発明は、これらの問題点を解決するもので、熱応答速
度が速く、耐熱性が良く、信頼性に優れた薄膜白金温度
センサを安価で提供することを目的とするものである。

課題を解決するための手段 これらの問題を解決するため本発明は、基板上に金属ア
ルコキシドを主成分とする電気絶縁性の焼成膜を形成し
、その上に白金抵抗薄膜と電極を形成したことを特徴と
するものである。

作用 本発明は上記した金属アルコキシド焼成膜を形成するこ
とにより、平滑な基板表面が得られ白金薄膜の微細パタ
ーンが形成でき、熱伝導が良く、耐熱性が高く、化学的
に安定であり、白金薄膜への不純物混入が少なくなり、
基板価格、熱応答性、耐熱性、信頼性等の問題が解決さ
れる。

実施例 以下、本発明の一実施例を添付の図面にもとづいて説明
する。

図において、１は幅３Ｍ、長さ１０Ｍ、厚さ０．６５　
ＭＭのアルミナ基板であり、２はこのアルミナ基板１上
に金属アルコキシドを主成分とする溶液を塗布し１６０
’Ｃ温度で焼成することにより形成された約１μｍ厚の
５ｉｎ２及びム１２０３の混合膜からなる電気絶縁性の
焼成膜である。さらに、３はスパッタリング法によりｐ
ｔ　　を約０．５μｍ着膜し、スパッタエツチング法に
よりパターン形成された白金抵抗薄膜、４はこの白金抵
抗薄膜３と接続されるリード線引き出し用の電極、６は
白金抵抗薄膜を被覆する５ｉｎ２からなる保護膜である
。

また６は電極４に接続されるリード線である。

本実施例で用いたアルミナ基板は、９６俤の純度で一般
的に用いられている低価格の材質のもので、表面粗さは
２〜３μｍの凹凸がある。しかし、金属アルコキシドを
塗布、焼成したあとの基板の表面粗さは０．２μｍ以下
であり、高価格である純度が９９．５１％の薄膜用アル
ミナ基板と同レベルの平滑な表面が得られた。

さらに、金属アルコキシド焼成膜は、無機質で均一な膜
厚の薄膜が形成できるため、耐熱性に優れ白金膜への不
純物の混入が少なく、更に熱伝導性が良好である。本実
施例における温度センサの熱時定数として、温度センサ
を２０℃から１００℃の雰囲気に移したときの２０℃と
１００’Ｃの温度差との６３．２　％に相当する抵抗値
に達するまでの時間を測定したところ、約０．８１１６
０とガラスグレーズをコーティングしたアルミナ基板を
用いたものに比べ約１／２となり、熱応答性が大幅に改
善された。

なお、本実施例の金属アルコキシド焼成膜としては、５
１０２とム１２０５の混合膜を用いたが、人１２０３単
独でもまた他の金属アルコキシド焼成膜でも使用可能で
ある。

また、基板としてはアルミナ以外でも良く、金属等電気
絶縁性のないものでも使用可能である。

発明の効果 以上のように本発明によれば、基板上に電気絶縁膜とし
て金属アルコキシド焼成膜を用いたので薄膜白金温度セ
ンサとしては、 （１）熱応答性が良い （２）耐熱性に優れる （３）信頼性に優れる （４）低価格である 等の効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

図は本発明の一実施例による薄膜白金温度センサの断面
図である。 １・・・・・・アルミナ基板、２・・・・・・焼成膜、
３・・・・・・白金薄膜、４・・・・・・電極、６・旧
・・保護膜、６・旧・・リード線。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 基体上に金属アルコキシドを主成分とする溶液を塗布し
   焼成することにより電気絶縁性の焼成膜を形成し、この
   焼成膜上に白金抵抗薄膜と電極とを形成したことを特徴
   とする薄膜白金温度センサ。