JPH03214031A - 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サ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１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（直線的な抵抗
値変化をし、また振動に対して強（、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、白金測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（、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、併せて形状も太き（、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、白金線の代わりに
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
によるため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、絶縁基板上に数千オ
ングストローム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、保護膜と
しては、ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂、ガラス等の材
料が用いられる。しかし、樹脂はせいぜい３００℃程度
の耐熱性しかなく、白金との密着性が良くない。また、
樹脂やガラスは熱伝導が悪い上、デイピング、スクリー
ン印刷等の製法で作製するため膜厚が厚くなり、その結
果素子の応答性が悪くなる。更に、樹脂及びガラス何れ
の材料も白金膜中への不純物混入が心配される。

以上のように、従来の保護膜材料では多（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 この問題を解決するため本発明は、絶縁基板上に白金抵
抗薄膜と電極を形成し、この白金抵抗薄膜上にシリコー
ン系ハードコート材からなる保護膜を形成したことを特
徴とするものである。

作用 本発明は上記した保護膜を形成することにより、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、熱応答速度、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は輻３閣、長さ１０■、厚さ０．６５ｍ
のアルミナ基板よりなる。絶縁基体であり、２はこの絶
縁基体１上にスパッタリング法により白金を約０．５μ
ｍ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、３はこの白金抵抗薄膜２と接続され
るリード線引き出し用の電極、４は白金抵抗薄膜を被覆
する保護膜で、シリコーン系ハードコート材（たとえば
グラスレジン（米国Ｏｗｅｎｓ−１１１１ｎｏｉｓ社製
）をスピンコーターで塗布し、１８０℃、６０分の温度
で硬化させることにより約１μｍ厚の保護膜を形成した
。また５は電極３に接続されるリード線である。

第１表はこの実施例の温度センサと比較のためにガラス
を保護膜とした温度センサの抵抗温度係数（０℃、１０
０℃基準）のばらつき（初期特性）を示すものである。

第１表 第２表は同様に本実施例の温度センサとガラスを保護膜
とした温度センサ（比較例）について、５００℃、２０
００時間の高温放置した場合の０℃における抵抗値変化
率と抵抗温度係数の変化を示したものである。

（以　下　余　白） 第２表 第３表は同様に本実施例の温度センサとガラスを保護膜
とした温度センサ（比較例）について、熱応答性として
、温度センサを２０℃から１００℃の雰囲気に移した時
の２０℃と１００℃との温度差の６３．２％に相当する
抵抗値に達するまでの時間を示したものである。

第３表 ガラスを保護膜とした場合は、ガラスの焼成時やセンサ
を高温で使用する際に、ガラスに含まれる鉛などの不純
物が白金薄膜と反応しその特性を劣化させる。また、ガ
ラスは熱伝導性が悪く、印刷等の厚膜法で形成するため
膜厚のバラツキが大きく、熱応答特性が悪（なる。

しかし、シリコーン系ハードコート材を保護膜とした場
合は、無機質で均一な膜厚の薄膜が形成できるため、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。

なお、本実施例としては、グラスレジンを用いたが、他
のシリコーン系ハードコート材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、保護膜としてシリコーン
系ハードコート材を用いたので薄膜白金温度センサとし
ては、 （１）　　熱応答性が速い （２）耐熱性が高い （３）信頼性に優れる などの効果が得られる。

すの断面図である。

１・・・・・・絶縁基板、２・・・・・・白金薄膜、３
・・・・・・電極、４・・・・・・保護膜、５・・・・
・・リード線。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　絶縁基体上に白金抵抗薄膜と電極を形成し、この白金
   抵抗薄膜上にシリコーン系ハードコート材を塗布し焼成
   してなる保護膜を形成したことを特徴とする薄膜白金温
   度センサ。