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JP2000286039A - Resistance element and its manufacture - Google Patents

Resistance element and its manufacture

Info

Publication number
JP2000286039A
JP2000286039A JP11087755A JP8775599A JP2000286039A JP 2000286039 A JP2000286039 A JP 2000286039A JP 11087755 A JP11087755 A JP 11087755A JP 8775599 A JP8775599 A JP 8775599A JP 2000286039 A JP2000286039 A JP 2000286039A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
resistance element
adhesive
lead wire
insulator
temperature
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP11087755A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kentaro Sawamura
建太郎 澤村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
TDK Corp
Original Assignee
TDK Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by TDK Corp filed Critical TDK Corp
Priority to JP11087755A priority Critical patent/JP2000286039A/en
Publication of JP2000286039A publication Critical patent/JP2000286039A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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  • Resistance Heating (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain an excellent in durability, easily-manufacturable and inexpensive resistance element capable of preventing the occurrence of a crack or the like, even if temperature increase from a room temperature to 1,000 deg.C or more and temperature reduction in the reverse direction are repeated. SOLUTION: This element has a resistance element body made of ceramics 22, an inner conductor 14 embedded inside the resistance element body 22, an external terminal electrode 24 installed on the rear end side of the resistance element body 22, for being connected to the inner conductor 14, lead wires 26 for being connected to the external terminal electrode 24, and an insulator comprising an inorganic adhesive, for covering integrally the rear end part of the resistance element body 22, the external terminal electrode 24, and the tip parts of the lead wires 26.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、抵抗素子およびそ
の製造方法に係り、さらに詳しくは、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、
クラックや亀裂などが発生することがなく、耐久性に優
れ、しかも製造が容易で安価な抵抗素子およびその製造
方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a resistance element and a method for manufacturing the same, and more particularly, to a method for manufacturing a resistance element from room temperature to 1000.
° C or higher or vice versa
The present invention relates to a resistance element which does not generate cracks or cracks, has excellent durability, is easy to manufacture and is inexpensive, and a method for manufacturing the same.

【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
性および耐酸化性を有することが要求される。この種の
抵抗素子は、セラミック体の内部に内部導体が埋設さ
れ、内部導体の取り出し電極部が素子の発熱部から離れ
たところに形成してある。取り出し電極部には、外部端
子電極がろう材等で接合してある。外部端子電極には、
リード線が接続される。
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 this type of resistance element, an internal conductor is buried inside a ceramic body, and an extraction electrode portion of the internal conductor is formed at a position away from a heat generating portion of the element. External terminal electrodes are joined to the extraction electrode portion with a brazing material or the like. External terminal electrodes
Lead wires are connected.

【0004】外部端子電極およびリード線の先端部を保
護すると共に、抵抗素子の取り扱いを容易にするため
に、抵抗素子の後端部は、通常、金属製あるいはアルミ
ナ磁器製の筒あるいは角状の型に入れ、無機接着剤で固
定している。
In order to protect the external terminal electrodes and the leading ends of the lead wires and to facilitate the handling of the resistance element, the rear end of the resistance element is usually made of a metal or alumina porcelain tube or square. It is put in a mold and fixed with an inorganic adhesive.

【0005】しかしながら、従来使用している無機接着
剤は、接着機能しかなく、接着剤のみでバルク形状の碍
子を形成することができず、接着剤とは別部材の碍子を
必ず必要としている。
However, conventionally used inorganic adhesives have only an adhesive function and cannot form a bulk-shaped insulator only with the adhesive, and thus necessarily require a separate insulator from the adhesive.

【0006】また、バルク形成可能なポルトランドセメ
ントは、高温になると分解し、極端な場合は破裂するこ
ともあり、高温になる可能性のある抵抗素子には適用で
きない。また、高温で分解を起こさない、高温使用タイ
プのアルミナセメントは、固化に至るまでは成形体とし
ての強度は期待できず、固化には1000°C以上の高
温が必要であり、アルミナ磁器作製と同様の製造条件と
なる。したがって、リード線の着いたセラミック抵抗素
子では、1000°C以上に加熱すればリード線部分が
耐えられないことから、このアルミナセメントを使用す
ることはできない。
[0006] Portland cement capable of forming a bulk decomposes at a high temperature, and may burst in an extreme case, so that it cannot be applied to a resistance element which may be at a high temperature. In addition, high-temperature type alumina cement that does not decompose at high temperatures cannot expect strength as a molded body until solidification, and solidification requires a high temperature of 1000 ° C. or more. The production conditions are the same. Therefore, in a ceramic resistance element to which a lead wire is attached, the alumina cement cannot be used because the lead wire portion cannot withstand heating at 1000 ° C. or more.

【0007】[0007]

【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以上の高温
またはその逆に昇降温を繰り返しても、クラックや亀裂
などが発生することがなく、耐久性に優れ、しかも製造
が容易で安価な抵抗素子およびその製造方法を提供する
ことを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances, and cracks and cracks may occur even if the temperature is repeatedly increased and decreased from room temperature to 1000 ° C. or higher. It is an object of the present invention to provide an inexpensive resistance element which is excellent in durability, easy to manufacture, and inexpensive, and a method for manufacturing the same.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明者は、室温から1
000°C以上の高温またはその逆に昇降温を繰り返し
ても、クラックや亀裂などが発生することがなく、耐久
性に優れ、しかも製造が容易で安価な抵抗素子およびそ
の製造方法について鋭意検討した結果、室温で固化し、
且つ1300°Cの高温にも耐えられ、窒化珪素セラミ
ックスの熱膨張係数に近い特性を持ちバルク形成も可能
な接着剤として、シリカ−ジルコン系接着剤または水ガ
ラス−窒化珪素接着剤が適することを見い出し、本発明
を完成させるに至った。
Means for Solving the Problems The inventor of the present invention has set the room temperature from one to one.
Even if the temperature was repeatedly increased and decreased at a temperature of 000 ° C. or higher, cracks and cracks did not occur, the durability was excellent, and the production was easy and inexpensive. As a result, it solidifies at room temperature,
In addition, a silica-zircon adhesive or a water glass-silicon nitride adhesive is suitable as an adhesive that can withstand a high temperature of 1300 ° C., has properties close to the thermal expansion coefficient of silicon nitride ceramics, and can be formed in bulk. They have found and completed the present invention.

【0009】すなわち、本発明に係る抵抗素子は、セラ
ミックス製抵抗素子本体と、前記抵抗素子本体の内部に
埋め込んである内部導体と、前記内部導体に(直接また
は外部端子電極を介して)接続されるリード線と、前記
抵抗素子本体の後端部およびリード線の先端部を一体的
に覆う無機接着剤から成る碍子とを有する。
That is, a resistance element according to the present invention is connected to a ceramic resistance element body, an internal conductor embedded inside the resistance element body, and the internal conductor (directly or via an external terminal electrode). And an insulator made of an inorganic adhesive that integrally covers the rear end of the resistor element body and the front end of the lead wire.

【0010】本発明に係る抵抗素子の製造方法は、内部
導体が埋め込まれたセラミックス製抵抗素子本体を作製
する工程と、前記内部導体に(直接または外部端子電極
を介して)リード線を接続する工程と、前記抵抗素子本
体の後端部およびリード線の先端部を、金型の内部に配
置し、金型の内部に無機接着剤を注入して硬化させ、前
記抵抗素子本体の後端部およびリード線の先端部を一体
的に覆う碍子を形成する工程とを有する。
In a method of manufacturing a resistance element according to the present invention, a step of manufacturing a ceramic resistance element main body in which an internal conductor is embedded, and connecting a lead wire (directly or via an external terminal electrode) to the internal conductor. A step, a rear end of the resistance element body and a front end of the lead wire are arranged in a mold, an inorganic adhesive is injected into the mold and cured, and a rear end of the resistance element body is formed. And forming an insulator that integrally covers the tip of the lead wire.

【0011】前記無機接着剤は、200°C以下の温度
で硬化し、硬化後に得られる碍子の熱膨張係数が、前記
抵抗素子本体を構成するセラミックスの熱膨張係数と略
同一であることが好ましい。前記無機接着剤が、シリカ
−ジルコン系接着剤または水ガラス−窒化珪素接着剤で
あることが好ましい。
The inorganic adhesive is cured at a temperature of 200 ° C. or less, and the thermal expansion coefficient of the insulator obtained after the curing is preferably substantially the same as the thermal expansion coefficient of the ceramics constituting the resistance element body. . Preferably, the inorganic adhesive is a silica-zircon adhesive or a water glass-silicon nitride adhesive.

【0012】本発明に係る抵抗素子およびその製造方法
では、無機接着剤を注入する工程のみで、同時に抵抗素
子用碍子まで作製でき、高価な金属あるいは磁器製の碍
子を使用することなく、かつ窒化珪素の熱膨張係数に近
い碍子を、抵抗素子と一体に作製できる。このため、高
温から室温またはその逆に昇降温の繰り返しを頻繁に行
う抵抗素子の碍子として用いた場合でも、碍子の部分に
クラックや亀裂が入ることを有効に防止することがで
き、耐久性に優れた抵抗素子を実現することができる。
In the resistance element and the method of manufacturing the same according to the present invention, an insulator for the resistance element can be manufactured at the same time only by the step of injecting the inorganic adhesive, without using an expensive metal or ceramic insulator, and by nitriding. An insulator having a thermal expansion coefficient close to that of silicon can be manufactured integrally with the resistance element. Therefore, even when used as an insulator of a resistance element that frequently repeats temperature rise and fall from high temperature to room temperature or vice versa, it is possible to effectively prevent cracks and cracks from being formed in the insulator portion, and to improve durability. An excellent resistance element can be realized.

【0013】[0013]

【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.

【0014】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を発熱素子として用
いる場合には、通電によりジュール熱を発生する発熱部
となり、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
なる。
[0014] 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 heating element, the resistance pattern 14b serves as a heating section that generates Joule heat when energized. When the resistance element 20 is used as a high-temperature thermistor, the resistance pattern 14b has a temperature that changes in resistance according to temperature. It becomes a sensor unit.

【0015】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。各外部端子24には、リード線26が各々接続して
ある。抵抗素子20を発熱素子として用いる場合には、
リード線26から電流が供給され、抵抗素子20を高温
サーミスタとして用いる場合には、リード線26から温
度検出信号が取り出される。
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. Lead wires 26 are connected to the respective external terminals 24. When the resistance element 20 is used as a heating element,
When a current is supplied from the lead wire 26 and the resistance element 20 is used as a high-temperature thermistor, a temperature detection signal is extracted from the lead wire 26.

【0016】本実施形態では、抵抗素子本体22は、た
とえば窒化珪素などのセラミックスで構成してあり、内
部導体14が、炭化タングステン(WC、WC)、
タングステン(W)、モリブデン(Mo)などの高融点
金属(合金含む)で構成してある。リード線26は、た
とえば銅撚り線で構成してある。外部端子電極24は、
たとえばニッケル、タングステン、モリブデン、金、
銀、銅および上記の組み合わせなどで構成される。
In this embodiment, the resistance element main body 22 is made of, for example, ceramics such as silicon nitride, and the internal conductor 14 is made of tungsten carbide (WC, W 2 C),
It is made of a high melting point metal (including an alloy) such as tungsten (W) and molybdenum (Mo). The lead wire 26 is made of, for example, a copper stranded wire. The external terminal electrode 24
For example, nickel, tungsten, molybdenum, gold,
It is composed of silver, copper and a combination of the above.

【0017】抵抗素子本体22の後端部、外部端子電極
24およびリード線26の先端部は、無機接着剤から成
る碍子30により一体的に覆ってある。本実施形態で
は、碍子30の形状は、円柱形状であるが、碍子30の
形状は、特に限定されず、直方体形状、あるいはその他
の形状であっても良い。
The rear end of the resistance element body 22, the external terminal electrode 24 and the front end of the lead wire 26 are integrally covered with an insulator 30 made of an inorganic adhesive. In the present embodiment, the shape of the insulator 30 is a cylindrical shape, but the shape of the insulator 30 is not particularly limited, and may be a rectangular parallelepiped shape or another shape.

【0018】碍子30は、200°C以下の温度で硬化
し、硬化後に得られる碍子の熱膨張係数が、前記抵抗素
子本体を構成するセラミックスの熱膨張係数と略同一で
ある無機接着剤で構成してある。このような接着剤とし
ては、シリカ−ジルコン系接着剤または水ガラス−窒化
珪素接着剤が例示される。
The insulator 30 is hardened at a temperature of 200 ° C. or lower, and is made of an inorganic adhesive whose thermal expansion coefficient after hardening is substantially the same as the thermal expansion coefficient of the ceramics constituting the resistor element body. I have. Examples of such an adhesive include a silica-zircon adhesive or a water glass-silicon nitride adhesive.

【0019】シリカ−ジルコン系接着剤の組成は、特に
限定されないが、たとえば50〜53重量%のZrO
と、25〜26重量%のSiOと、13〜21
重量%のMgOとで構成してある。
The composition of the silica-zircon adhesive is not particularly limited. For example, 50 to 53% by weight of ZrO
2 , 25 to 26% by weight of SiO 2 and 13 to 21
% By weight of MgO.

【0020】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, an 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.

【0021】グリーンシート12および16は、本実施
形態では、たとえばセラミックス焼結体を製造するため
に、通常使用している原料混合物の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シート状
に成形して乾燥したものである。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 formed by adding an aqueous solution containing an organic binder or an organic solvent-based solution to a powder of a raw material mixture that is usually used, for example, in order to manufacture a ceramic sintered body. It is shaped and dried. Examples of the method for forming a sheet include a doctor blade method and an extrusion method.

【0022】原料混合物としては、特に限定されない
が、たとえば金属の、酸化物、炭化物、窒化物、硼化
物、珪化物等、または、焼成によりこれらに変化しうる
化合物等の1以上の混合物を例示することができる。ま
た、原料混合物の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、
アクリル樹脂等を例示することができる。原料混合物の
粉末の平均粒径は、特に限定されないが、好ましくは
0.1〜1.5μm程度である。
The raw material mixture is not particularly limited, and examples thereof include one or more mixtures of metals, such as oxides, carbides, nitrides, borides, silicides, and the like, or compounds that can be changed to these by firing. can do. Also, as a binder added to the powder of the raw material mixture,
Although not particularly limited, for example, polyvinyl alcohol,
Acrylic resin and the like can be exemplified. The average particle size of the powder of the raw material mixture is not particularly limited, but is preferably about 0.1 to 1.5 μm.

【0023】上記の金属の酸化物の例としては、たとえ
ば、アルミナ(Al)、ベリリア(Be
O)、トリア(ThO)等のような酸化物が例示さ
れる。金属の炭化物の例としては、たとえば、炭化珪素
(SiC)、炭化チタン(TiC)等のような炭化物が
例示される。金属の窒化物の例としては、たとえば、窒
化硼素(BN)、窒化珪素(Si)、窒化ア
ルミニウム(AlN)等のような窒化物が例示される。
金属の硼化物の例としては、たとえば、硼化チタン(T
iB)、硼化ジルコニウム(ZrB)等のよう
な硼化物が例示される。金属の珪化物の例としては、た
とえば、珪化モリブデン(MoSi)、珪化硼素
(SiB、SiB)等のような珪化物が例示さ
れる。中でも、好ましくは窒化物であり、より好ましく
は、熱膨張係数が小さく、高い強度を持つSi
である。
Examples of the above metal oxides include, for example, alumina (Al 2 O 3 ), beryllia (Be
O) and oxides such as thoria (ThO 2 ). Examples of metal carbides include, for example, carbides such as silicon carbide (SiC) and titanium carbide (TiC). Examples of nitrides of metals, for example, boron nitride (BN), silicon nitride (Si 3 N 4), nitrides such as aluminum nitride (AlN) are exemplified.
Examples of metal borides include, for example, titanium boride (T
Borides such as iB 2 ) and zirconium boride (ZrB 2 ) are exemplified. Examples of metal silicides include, for example, silicides such as molybdenum silicide (MoSi 2 ) and boron silicide (SiB 3 , SiB 6 ). Among them, preferred is nitride, and more preferred is Si 3 N having a small coefficient of thermal expansion and high strength.
4 .

【0024】また、これらの化合物に変わりうるものと
しては、対応する金属の炭酸塩、珪酸塩、ポリシラン化
合物、金属+硼素混合物、金属酸化物+炭素、金属酸化
物+炭素+窒素等がある。
The compounds which can be replaced with these compounds include the corresponding metal carbonates, silicates, polysilane compounds, metal + boron mixtures, metal oxide + carbon, metal oxide + carbon + nitrogen, and the like.

【0025】グリーンシート12の表面に形成される内
部導体14は、前記原料混合物と同時焼成されるので、
その材質としては、高融点、低熱膨張率および低電気比
抵抗の特性を有する材質が好ましく、特に限定されない
が、たとえばタングステン(W)および炭素(C)等を
所定の割合で含有する導電性ペースト組成物等が用いら
れる。
The inner conductor 14 formed on the surface of the green sheet 12 is co-fired with the raw material mixture.
The material is preferably a material having characteristics of a high melting point, a low coefficient of thermal expansion, and a low electric resistivity, and is not particularly limited. For example, a conductive paste containing tungsten (W), carbon (C), and the like at a predetermined ratio. A composition or the like is used.

【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】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、これら積層体ユニット10を、図示省略
してある離型剤層を介して多数積層し、予備加圧するこ
とで、ブロック状の予備成形体が得られる。離型剤層と
しては、特に限定されないが、たとえば、窒化硼素(B
N)シート等が用いられる。
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 a laminated unit 10. By laminating a large number of 10 via a release agent layer not shown and pre-pressing, a block-shaped preform is obtained. The release agent layer is not particularly limited, but may be, for example, boron nitride (B
N) A sheet or the like is used.

【0028】予備成形体は、ホットプレス装置に装着さ
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等によっても異なるが、一
般には、400〜1,000°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等に
よっても異なるが、一般には、数時間〜数十時間であ
る。
Before the preform is mounted on a hot press, it is placed in a binder removal furnace and subjected to a binder removal treatment. The heating temperature at the time of the binder removal treatment varies depending on the type of the binder to be subjected to the binder removal treatment and the like, but is generally 400 to 1,000 ° 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.

【0029】その後、脱バインダ処理後の予備成形体1
0を、ホットプレス装置にセットし、ホットプレス成形
を行う。ホットプレス成形に際しては、窒素ガスまたは
アルゴンガス等の不活性ガス雰囲気下にすることが好ま
しい。また、ホットプレスの焼成温度は、特に限定され
ないが、通常1,300〜2,100°C、好ましくは
1,500〜1,900°Cである。さらに、ホットプ
レス時の加圧力は、好ましくは100〜600kg/c
、さらに好ましくは200〜300kg/cm
である。加圧時間は、一般には、10〜120分で
ある。
Thereafter, the preformed body 1 after the binder removal treatment
0 is set in a hot press apparatus, and hot press molding is performed. In the hot press molding, it is preferable to use an inert gas atmosphere such as a nitrogen gas or an argon gas. The firing temperature of the hot press is not particularly limited, but is usually 1,300 to 2,100 ° C, preferably 1,500 to 1,900 ° C. Further, the pressing force at the time of hot pressing is preferably 100 to 600 kg / c.
m 2 , more preferably 200 to 300 kg / cm
2 . The pressurization time is generally 10 to 120 minutes.

【0030】このような成形により、予備成形体は加圧
状態で焼成され、図2に示すグリーンシート12と16
とが一体となり焼結され、その後、ダイアモンドカッタ
ー等で切断することで、図1に示す抵抗素子本体22が
得られる。
By such forming, the pre-formed body is fired in a pressurized state, and the green sheets 12 and 16 shown in FIG.
Are sintered integrally, and then cut by a diamond cutter or the like, whereby the resistance element body 22 shown in FIG. 1 is obtained.

【0031】その結果、図1に示すように、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1
4aと外部端子電極24との間に、ろう材を供給し、た
とえば、真空焼き付け法等を用いて両者を接合する。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、ロウ材への活性金属の
添加は、1重量%〜5重量%程度が好ましい。このよう
な範囲において、接着強度が充分となり、且つロウ材素
材の柔軟性も十分である。
As a result, as shown in FIG.
On two rear sides of the body 22, there are provided extraction electrodes of the internal conductor 14.
The portion 14a is exposed. Then, these extraction electrode portions 1
4a and the external terminal electrode 24, a brazing material was supplied.
For example, the two are joined using a vacuum baking method or the like. Burning
The setting is, for example, 1.3 × 10-2~ 1.3 × 10
-3Temperature conditions of 800 to 980 ° C in a vacuum of about Pa
Do with. The brazing material is not particularly limited.
For example, silver brazing material is used. Silver brazing materials include titanium and jill
Active metals such as conium are preferred.
No. The addition of active metal to brazing filler metal
Adhesion to both the mic and the inner conductor that is the resistive material
This is to ensure sufficient strength.
The addition is preferably about 1% to 5% by weight. like this
Within a suitable range, the adhesive strength is sufficient and the brazing material
The flexibility of the material is also sufficient.

【0032】その後、外部端子電極24に対して、リー
ド線26を接合する。リード線26の接合も、前述した
銀ロウ付けにより行うことができる。
After that, the lead wire 26 is bonded to the external terminal electrode 24. The joining of the lead wire 26 can also be performed by the silver brazing described above.

【0033】次に、本実施形態では、図1に示す抵抗素
子本体22の先端側発熱部とリード線26とが金属製金
型の外側に出ている状態で、抵抗素子本体22の後端
部、外部端子電極24およびリード線の先端を金型の円
柱状キャビティ内に配置し、無機接着剤をキャビティ内
に注入する。無機接着剤としては、前述した組成のシリ
カ−ジルコン系接着剤または水ガラス−窒化珪素接着剤
が用いられる。
Next, in the present embodiment, the rear end of the resistor element body 22 is shown in a state in which the heat generating portion on the tip end side of the resistor element body 22 and the lead wire 26 shown in FIG. The portion, the external terminal electrode 24 and the tip of the lead wire are arranged in a cylindrical cavity of a mold, and an inorganic adhesive is injected into the cavity. As the inorganic adhesive, a silica-zircon adhesive or a water glass-silicon nitride adhesive having the above-described composition is used.

【0034】これらの無機接着剤は、常温でのバルク成
形が可能であり、金型内に注入することにより、室温で
硬化し、図1に示すように、抵抗素子本体22の後端
部、外部端子電極24およびリード線26の先端部を一
体的に覆う円柱形状の碍子30が成形される。この碍子
30は、1300°Cの高温にも耐えることができる。
また、成形に際しては、接着剤を注入するのみであるた
め、その製造がきわめて容易であり、従来の金属製碍子
またはアルミナ磁器製碍子に比較し、その製造コストを
約1/10程度にすることができる。また、使用に際し
て、高温から室温またはその逆に昇降温の繰り返しを頻
繁に行っても、碍子30に亀裂やクラックなどが発生す
ることはない。
These inorganic adhesives can be bulk-molded at room temperature, and are cured at room temperature by being injected into a mold. As shown in FIG. A cylindrical insulator 30 that integrally covers the external terminal electrode 24 and the tip of the lead wire 26 is formed. This insulator 30 can withstand a high temperature of 1300 ° C.
In addition, since molding is only performed by injecting an adhesive, it is extremely easy to manufacture, and the manufacturing cost is reduced to about 1/10 compared to conventional metal insulators or alumina porcelain insulators. Can be. Further, in use, even if the temperature is repeatedly increased and decreased from room temperature to room temperature or vice versa, cracks and cracks do not occur in the insulator 30.

【0035】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、円筒ロール形
状の抵抗素子本体や、円柱形状の抵抗素子本体でも良
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, 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, a cylindrical roll-shaped resistive element main body or a cylindrical resistive element main body may be used.

【0036】また、上述した実施形態では、焼成方法と
して、ホットプレス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、常圧
焼成法、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。また、本発明では、必ずしも外部端子電
極24を必要とせず、リード線26を内部導体14の取
り出し電極部14aに対して直接に接合することができ
れば、外部端子電極24は不要となる。その場合には、
碍子30は、リード線26の先端部と抵抗素子本体22
の後端部の外周を一体的に覆うことになる。
In the embodiment described above, the hot press firing method is employed as the firing method.
The firing method is not particularly limited, and a known method, a normal pressure firing 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. In addition, in the present invention, the external terminal electrode 24 is not necessary if the lead wire 26 can be directly joined to the extraction electrode portion 14a of the internal conductor 14 without necessarily requiring the external terminal electrode 24. In that case,
The insulator 30 is provided between the tip of the lead wire 26 and the resistance element body 22.
The outer periphery of the rear end portion is integrally covered.

【0037】[0037]

【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.

【0038】実施例1 α型−Si粉末100モル、Al
粉末6.86モル、およびSiO粉末10モルを混
合して混合粉末を得た。この混合粉末100重量部に対
し、アクリル系樹脂と、エタノールおよびトルエンを適
量加え混合してスラリーを調整し、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 1 100 mol of α-type Si 3 N 4 powder, Al 2 O 3
6.86 mol of powder and 10 mol of SiO 2 powder were mixed to obtain a mixed powder. To 100 parts by weight of this mixed powder, an appropriate amount of an acrylic resin, ethanol and toluene were added and mixed to prepare a slurry, and a 1 mm-thick ceramic green sheet 12 was formed by a doctor blade method.
And 16 were made.

【0039】グリーンシート12の表面に、たとえば、
タングステン(W)、炭素(C)および窒化珪素(Si
)を所定の割合で含有する導体ペーストを用
いて、スクリーン印刷し、内部導体14のパターンを形
成した。
On the surface of the green sheet 12, for example,
Tungsten (W), carbon (C) and silicon nitride (Si
3 N 4) and by using a conductive paste containing a predetermined ratio, by screen printing, thereby forming a pattern of internal conductor 14.

【0040】内部導体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、内部導体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、それらをBNシ
ートを介して複数枚積層し予備成形体を形成した。次
に、この予備成形体を、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10を、ホットプ
レス装置30にセットし、窒素雰囲気中、1700°
C、250kg/cmの条件でホットプレス焼成し
た。焼成後、ダイアモンドカッターで切断し、図1に示
す抵抗素子本体22を得た。
On the upper and lower surfaces of the green sheet 12 on which the pattern of the internal conductor 14 is printed, two green sheets 14 on which no pattern of the internal conductor 14 is printed are laminated so that the total number of the green sheets 14 is five. A plurality of these were laminated via a BN sheet to form a preform. Next, the preformed body was debindered at 500 ° C. in a nitrogen atmosphere. After that, the preform 10 is set in the hot press 30 and set in a nitrogen atmosphere at 1700 °.
C, hot press firing under the condition of 250 kg / cm 2 . After firing, it was cut with a diamond cutter to obtain the resistor element body 22 shown in FIG.

【0041】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14a
に、活性金属入り銀ロウ材を塗布して、Ni板電極から
成る外部端子電極24で覆い、2×10−4Torrの
真空中、850°C、5分保持の条件で焼き付けて接合
した。その後、外部端子電極24に銅線から成るリード
線26を銀ロウ付けにより接合した。
The internal conductor 1 is provided inside the resistance element body 22.
4 is built-in, and the extraction electrode portion 14a which is an exposed portion thereof is provided.
Then, a silver brazing material containing an active metal was applied thereto, covered with an external terminal electrode 24 made of a Ni plate electrode, and baked in a vacuum of 2 × 10 −4 Torr at 850 ° C. for 5 minutes for bonding. Thereafter, a lead wire 26 made of a copper wire was joined to the external terminal electrode 24 by silver brazing.

【0042】次に、リード線26の接続部分を金属製金
型に入れ、リード線と発熱部は金属製金型から出ている
状態で、金型の中にジルコン製接着剤(ニッカトー社製
の製品番号「S−101」)を注入し、室温で1時間放
置し固化させた後、金型を外し、抵抗素子20を作製し
た。
Next, the connection portion of the lead wire 26 is placed in a metal mold, and the lead wire and the heat-generating portion are put out of the metal mold, and a zircon adhesive (made by Nikkato) is placed in the mold. Was implanted and left at room temperature for 1 hour to solidify. Then, the mold was removed, and the resistive element 20 was fabricated.

【0043】得られた抵抗素子20個を、50cmの高
さよりコンクリート製の床に落下させても碍子30部で
の破損は1個も無かった。また、上記素子20個を、室
温〜1500°Cへの加熱、冷却を1サイクルとして、
50万サイクル処理した後の碍子30を観察したが、ク
ラック、亀裂等は観察されなかった。
Even if 20 of the obtained resistance elements were dropped on a concrete floor from a height of 50 cm, no damage was found at the insulator 30 part. In addition, heating and cooling of the 20 elements from room temperature to 1500 ° C. as one cycle,
When the insulator 30 was subjected to 500,000 cycles, cracks, cracks and the like were not observed.

【0044】[0044]

【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以上の高温またはその逆に昇
降温を繰り返しても、クラックや亀裂などが発生するこ
とがなく、耐久性に優れ、しかも製造が容易で安価な抵
抗素子を実現することができる。
As described above, according to the present invention, even if the temperature is increased from room temperature to 1000 ° C. or more, or vice versa, cracks and cracks are not generated and the durability is improved. This makes it possible to realize an inexpensive resistance element which is excellent in manufacturing and easy to manufacture.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【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.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

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 26… リード線 30… 碍子 12, 16 ... Green sheet 14 ... Internal conductor 14a ... Extraction electrode part 20 ... Resistor 22 ... Resistor main body 24 ... External terminal electrode 26 ... Lead wire 30 ... Insulator

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 セラミックス製抵抗素子本体と、 前記抵抗素子本体の内部に埋め込んである内部導体と、 前記内部導体に接続されるリード線と、 前記抵抗素子本体の後端部およびリード線の先端部を一
体的に覆う無機接着剤から成る碍子とを有する抵抗素
子。
1. A ceramic resistance element main body, an internal conductor embedded in the resistance element main body, a lead wire connected to the internal conductor, a rear end of the resistance element main body and a tip of the lead wire. And an insulator made of an inorganic adhesive that integrally covers the portion.
【請求項2】 前記無機接着剤は、200°C以下の温
度で硬化し、硬化後に得られる碍子の熱膨張係数が、前
記抵抗素子本体を構成するセラミックスの熱膨張係数と
略同一であることを特徴とする請求項1に記載の抵抗素
子。
2. The inorganic adhesive is cured at a temperature of 200 ° C. or less, and a thermal expansion coefficient of the insulator obtained after the curing is substantially the same as a thermal expansion coefficient of a ceramic constituting the resistance element body. The resistance element according to claim 1, wherein:
【請求項3】 前記無機接着剤が、シリカ−ジルコン系
接着剤または水ガラス−窒化珪素接着剤である請求項1
または2に記載の抵抗素子。
3. The adhesive according to claim 1, wherein the inorganic adhesive is a silica-zircon adhesive or a water glass-silicon nitride adhesive.
Or the resistance element according to 2.
【請求項4】 内部導体が埋め込まれたセラミックス製
抵抗素子本体を作製する工程と、 前記内部導体にリード線を接続する工程と、 前記抵抗素子本体の後端部およびリード線の先端部を、
金型の内部に配置し、金型の内部に無機接着剤を注入し
て硬化させ、前記抵抗素子本体の後端部およびリード線
の先端部を一体的に覆う碍子を形成する工程とを有する
抵抗素子の製造方法。
4. A step of manufacturing a ceramic resistance element main body in which an internal conductor is embedded, a step of connecting a lead wire to the internal conductor, and a step of connecting a rear end of the resistance element main body and a front end of the lead wire.
Forming an insulator that covers the rear end of the resistance element body and the front end of the lead wire integrally by disposing the adhesive inside the mold, injecting an inorganic adhesive into the mold, and curing the same. A method for manufacturing a resistance element.
【請求項5】 前記無機接着剤として、シリカ−ジルコ
ン系接着剤または水ガラス−窒化珪素接着剤を用いるこ
とを特徴とする請求項4に記載の抵抗素子の製造方法。
5. The method according to claim 4, wherein a silica-zircon adhesive or a water glass-silicon nitride adhesive is used as the inorganic adhesive.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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