温度传感器元件及温度传感器的制作方法

本发明涉及一种温度传感器元件，其具备电特性会对应于温度变化而变化的热敏电阻等感热体。

背景技术：

1、作为温度传感器元件，例如具备：由导电性氧化物烧结体形成的热敏电阻、将热敏电阻的周围被覆的被覆层、以及与热敏电阻连接并且贯通被覆层并被引出的一对引出线。

2、被覆层是为了提高热敏电阻的机械耐久性、热耐久性、防止有降低温度传感器元件性能风险的异物从外部侵入至热敏电阻部分而使用的。

3、温度传感器元件在高温状态下相比于低温状态更易受到气氛温度的影响，因此被覆层也需要使用在高温状态下稳定的材料。作为高温用被覆材料，只要是温度在800℃之前，就能使用玻璃进行被覆，但是在其以上的例如900℃以上的高温时，玻璃也不能使用。

4、针对以上的课题，专利文献1提出一种热敏电阻元件，其是对在如下平面状烧结体的上下两面形成有电极的热敏电阻芯片的上述两面分别接合导线而成的，所述平面状烧结体由多种金属氧化物的组合和具有导电性增强作用的烧结促进材料组合而成。在该提案中说明了如下内容：通过对热敏电阻芯片的一部分，利用如下被覆材料进行被覆并烧成，可提供耐受高温的热敏电阻，所述被覆材料由具有与上述组合大致相等的材料比率的上述多种金属氧化物和不具有导电性增强作用的烧结促进材料组合而成。

5、现有技术文献

6、专利文献

7、专利文献1：日本特开2006-54258号公报

技术实现思路

1、发明要解决的课题

2、但发现，若在例如900℃以上的高温气氛中长时间地连续使用专利文献1中所公开的热敏电阻元件，则会导致其电阻值发生变化而不能维持所期望的性能。对于该专利文献1中所公开的热敏电阻元件，由于热敏电阻芯片、被覆层和导线的材质不同，因此各自的线膨胀系数也不同。根据发明人的见解，由于线膨胀系数不同，因此若长时间曝露于高温气氛下，则有在导线与保护层之间产生间隙的风险，并且在高温气氛下存在于气体中的水分等发生蒸发等而产生还原性气体。该还原性气体通过被覆层与引出线的界面而侵入至热敏电阻芯片。据推测，由于热敏电阻是氧化物，因此被侵入进来的还原性气体还原，会降低作为温度传感器元件的温度检测精度。

3、因此，本发明的目的在于提供一种温度传感器元件，其通过减少引出线与包围引出线的被覆层的界面的间隙，即使长时间持续在强还原性气氛中使用，也能够抑制感热体的还原反应。

4、用于解决课题的手段

5、本发明具备：感热体，其电阻随着温度变化；第一被覆层，其将感热体的周围覆盖；一对引出线，其与感热体连接，并且贯通第一被覆层并朝向后端侧被引出；第二被覆层，其将贯通第一被覆层并被引出的一对引出线的周围覆盖；以及第三被覆层，其将第一被覆层及第二被覆层的周围覆盖。

6、在本发明中，当将引出线、第二被覆层及第三被覆层的各自的线膨胀系数设为α15、α25及α30时，α15＜α30＜α25的关系成立。

7、进而，在本发明中，优选的是：第一被覆层由第一氧化物粉末或者第一氧化物粉末与玻璃的混合物构成，第二被覆层由第二氧化物粉末与玻璃的混合物构成，第三被覆层由第三氧化物粉末与玻璃的混合物构成。

8、而且，当将上述第一氧化物粉末、第二氧化物粉末及第三氧化物粉末的各自的线膨胀系数设为β20、β25及β30时，β20＜β30＜β25的关系成立。

9、进而，在本发明中，优选的是：第一氧化物粉末包含构成感热体的热敏电阻的粉末，第二氧化物粉末包含zro2、cao及mgo中的一种或两种以上的粉末。

10、进而，在本发明中，优选的是：第二被覆层将贯通第一被覆层并被引出的一对引出线的周围覆盖，并且在第一被覆层与第三被覆层之间将第一被覆层覆盖。

11、进而，在本发明中，优选的是：第二被覆层限定地将贯通第一被覆层并被引出的一对引出线的周围覆盖，第一被覆层与第三被覆层直接接触。

12、进而，在本发明中，优选的是：当将第二被覆层及第三被覆层的厚度分别设为t25、t30时，t25＜t30成立。

13、进而，在本发明中，优选的是：第一被覆层，第一氧化物粉末加入p1804的权利要求1。

14、进而，根据本发明，可提供一种温度传感器，其具备以上说明的温度传感器元件。

15、发明效果

16、在本发明中，当将引出线、第二被覆层及第三被覆层的各自的线膨胀系数设为α15、α25及α30时，α15＜α30＜α25的关系成立。通过使该关系成立，可减少引出线与包围引出线的第一被覆层的界面的间隙，从而即使长时间持续在强还原性气氛中使用，也能抑制感热体的还原反应。

技术特征：

1.一种温度传感器元件，其特征在于，其具备：

2.根据权利要求1所述的温度传感器元件，其中，所述第一被覆层由第一氧化物粉末或者所述第一氧化物粉末与玻璃的混合物构成，

3.根据权利要求2所述的温度传感器元件，其中，所述第一氧化物粉末包含构成所述感热体的热敏电阻粉末，

4.根据权利要求1所述的温度传感器元件，其中，所述第二被覆层将贯通所述第一被覆层并被引出的一对所述引出线的周围覆盖、并且在所述第一被覆层与所述第三被覆层之间将所述第一被覆层覆盖。

5.根据权利要求1所述的温度传感器元件，其中，所述第二被覆层限定地将贯通所述第一被覆层并被引出的一对所述引出线的周围覆盖，

6.根据权利要求1所述的温度传感器元件，其中，当将所述第二被覆层及所述第三被覆层的厚度分别设为t25、t30时，t25＜t30成立。

7.一种温度传感器，其特征在于，其具备权利要求1～6中任一项所述的温度传感器元件。

技术总结提供一种温度传感器元件，其即使长时间持续在强还原性气氛中使用，也能抑制感热体的还原反应。本发明的温度传感器元件(1)具备：感热体(11)，其电阻随着温度变化；第一被覆层(20)，其将感热体(11)的周围覆盖；一对引出线(15、15)，其与感热体(11)连接，并且贯通第一被覆层(20)并朝向后端侧被引出；第二被覆层(25、27)，其将贯通第一被覆层(20)并被引出的一对引出线(15、15)的周围覆盖；以及第三被覆层(30)，其将第一被覆层(20)及第二被覆层(25、27)的周围覆盖。当将引出线(15)、第二被覆层(25、27)及第三被覆层(30)的各自的线膨胀系数设为α15、α25及α30时，α15＜α30＜α25的关系成立。技术研发人员：新关尚宏受保护的技术使用者：株式会社芝浦电子技术研发日：技术公布日：2024/9/29