[发明专利]热敏电阻元件的制造方法和热敏电阻元件

说明书

技术领域

本发明涉及在与汽车等相关的温度测量中使用的热敏电阻元件的制造方法，并涉及热敏电阻元件。

背景技术

通常，在用于测量汽车发动机周围的催化剂温度、排气系统温度等的传感器中需要能够测量约1000℃的非常高温的热敏电阻元件。热敏电阻元件一般包括金属氧化物烧结体(例如，钙钛矿Y(Cr，Mn)O₃)和Pt线。耐受从室温至1000℃的热循环是通过将两根Pt线插入到金属氧化物烧结体中并通过使用金属氧化物的烧结牢固地固定该Pt线而获得的。

于是，Pt线必须在金属氧化物的烧结之前插入，并且金属氧化物与Pt线必须被同时烧成。由于需要对1000℃的耐热性，金属氧化物应优选具有至少1400℃的烧结温度，因此，在至少1400℃的温度下也稳定的Pt线被使用在电极中。

通常，如专利文献1中所公开的，埋入Pt线的制造高温热敏电阻的方法包括与造粒陶瓷粉末同时对金属线施加挤压操作的粉末挤压方法。

专利文献1：日本专利第4024612号

在现有技术中残留有以下未解决的问题。

当使用热敏电阻元件时，电阻值的偏差必须被抑制以防止温度检测中出现误差。这种偏差的主要原因包括元件(烧结体)与电极(Pt线)之间的接触面积以及电极(Pt线)的长度的偏差。特别是，前者的接触面积的偏差，即造粒粉末的量的偏差导致电阻值的严重偏差。

近年来，出于提高传感器响应特性的需要，要求热敏电阻元件小型化。例如，元件(烧结体)的大小应该约为2mm直径×1mm厚度，并且此时使用的造粒粉末的量应约为几mg。在此情况下，当使用通过测量固定量的粉末填充模具的方法时，由于被测量的量微小，因此难以进行有效且高精度的测量。例如，当使用10mg的造粒粉末时，需要0.1mg的测量精度以将电阻值中的偏差抑制至1％。例如使用天平进行有效且高精度的测量，然后将被测量的粉末无溢出地有效放入到具有2mm开口的模具中是极为困难的。

此外，当使用通过水准测量(leveling)实现在模具中放入固定量的粉末的方法时，粉末的量由于粉末的填充状态的偏差而变化，并且存在挤压后厚度发生变化的缺点。

在从压模移除的过程中，存在因金属线挂在模具上而对金属线施加力从而导致半成品成型体开裂而损坏的危险。即使在开裂无法通过外观检查检出时，也可能在烧成后形成裂纹。

另外，当粉末在模具中填充不充分时，在挤压操作中Pt线可能发生变形，所以发生因粉末进入到压模的Pt线插入部分中(形成毛刺)而电阻值产生偏差导致的问题。

此外，如图6中所示，使用粉末挤压法制作的热敏电阻元件由于烧结体1的外周弯曲可能产生较大的翘曲，并且可能在作为Pt线的导线2的插入口中产生裂缝1a。裂缝1a的尺寸也是电阻值产生偏差的原因。

即，由于粉末与导线2被同时挤压，粉末与导线2之间紧密附着。因此，可能由于在烧结时导线接合部的热敏电阻粉末的收缩被抑制而导致在烧结体1中产生大的翘曲。

由于在导线2与压模之间导线2的插入口附近提供有用于取出的空隙，施加在导线2的插入口附近的压力不充分。因此，当在此结构下进行烧结时，在导线2的插入口附近产生裂缝1a，并且认为该裂缝1a导致了上述翘曲的形成。

如此，在初始状态下，当插入口存在裂缝1a且烧结体1存在翘曲时，由于烧结体1与导线2之间的热膨胀不同，所以因热循环(在室温与1000℃之间反复100次)使得烧结体1与导线2之间的接合不断破坏而导致裂纹增加。因此，电阻值增加，并导致可靠性不充分。

发明内容

本发明鉴于以上问题而提出，目的在于提供能够防止裂纹、裂缝或翘曲的产生，并能够通过高尺寸精度抑制电阻值的偏差的热敏电阻元件的制造方法和热敏电阻元件。

本发明为了解决以上问题采用以下技术方案。即，一种热敏电阻元件的制造方法，所述热敏电阻元件包括热敏电阻用金属氧化物烧结体和连接到该热敏电阻用金属氧化物烧结体的多根导线，所述方法包括以下工序：将由金属氧化物形成的热敏电阻原料粉末、有机粘合剂粉末和溶剂混合并混炼以形成粘土；利用成型模具进行所述粘土的挤出成型以形成具有多个贯通孔的杆状半成品成型体；使所述杆状半成品成型体干燥以形成杆状干燥成型体；将所述杆状干燥成型体切断为规定长度以形成具有贯通孔的切断成型体；和将导线插入到所述切断成型体的所述贯通孔中，并烧成该构造以将所述切断成型体形成为热敏电阻用金属氧化物烧结体。