专利名称：热敏电阻元件的制造方法和热敏电阻元件的制作方法
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°c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°C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°c的耐热性，金属氧化物应优选具有至少1400°C的烧结温度，因此，在至少1400°C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40M612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X 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1Omg的造粒粉末时，需要0. Img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la。裂缝Ia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la，并且认为该裂缝Ia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Ia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°C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。S卩，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。该热敏电阻元件的制造方法使用将热敏电阻原料、有机粘合剂粉末和溶剂混炼获得的粘土利用成型模具以形成具有多个贯通孔的杆状半成品成型体，并将导线插入到切断成型体的贯通孔中并进行烧成。因此，考虑烧结期间热敏电阻的收缩，在切断成型体与导线之间设置间隙，并且贯通孔的内径是固定的。于是，切断成型体与导线在烧结期间接合，从而减小导线接合部附近和从导线接合部分离的部分中的热敏电阻的收缩差。因此，烧成后翘曲被抑制，在热敏电阻用金属氧化物烧结体与导线之间形成均勻且牢固的接合，从而能够制造抗热循环的高温热敏电阻元件。此外，由于通过调整切断长度以高精度尺寸获得相同形状，能够抑制因尺寸偏差导致的电阻值偏差，并能够更有效地进行制造。本发明的热敏电阻元件的制造方法的特征在于，所述有机粘合剂粉末为水溶性有机粘合剂粉末，所述溶剂为水。即，由于在该热敏电阻元件的制造方法中有机粘合剂粉末为水溶性有机粘合剂粉末，在上述干燥工序中，由于混炼有热敏电阻原料粉末、水溶性有机粘合剂粉末和水的粘土与将水不溶性有机粘合剂粉末和乙醇、甲苯等有机溶剂和热敏电阻原料粉末混炼而成的粘土相比，能够更缓慢地干燥，因此抑制裂纹形成。本发明的热敏电阻元件的制造方法的特征在于，使用甲基纤维素水溶性有机粘合剂粉末作为水溶性有机粘合剂粉末。
S卩，由于该热敏电阻元件的制造方法使用与金属氧化物的相容性良好的甲基纤维素水溶性有机粘合剂粉末作为水溶性有机粘合剂粉末，能够获得适于与热敏电阻原料粉末混炼的粘土，并且能够通过挤出成型获得良好的杆状半成品成型体。本发明的热敏电阻元件的制造方法的特征在于，向所述有机粘合剂粉末中加入增塑剂、润滑剂、湿润剂或蜡中的至少一种。当挤出成型时在粉末间产生强烈摩擦时，或当粉末与溶剂比如水之间没有润湿性时，不能获得挤出表面的顺畅滑动，表面缺陷增加，并且对粘土的结合性产生不利影响。于是容易产生裂纹。然而，在本发明的热敏电阻元件的制造方法中，由于向有机粘合剂粉末中添加增塑剂、润滑剂、湿润剂或蜡中的至少一种，粉末与溶剂比如水之间的润湿性提高，并且能够进行良好的挤出成型。本发明的热敏电阻元件的制造方法中的所述干燥工序优选使用自然干燥。当使用加热器对杆状半成品成型体进行热风干燥时，易于产生因水分干燥导致的表面不均。于是，易于在多个贯通孔之间形成裂纹，并且在杆状半成品成型体中发生严重翘曲，并且该翘曲也易于产生裂纹。这种翘曲还妨碍在随后的切断操作期间的成型体固定。然而，由于在本发明的热敏电阻元件的制造方法中杆状半成品成型体使用自然干燥来干燥以形成杆状干燥成型体，所以因水分干燥导致的表面不均被阻止，并且还抑制裂纹或翘曲的产生。本文所使用的“自然干燥”的含义是在室温下干燥较长的时间。更优选这种干燥是在固定温度和固定湿度下进行干燥。本发明的热敏电阻元件的制造方法的特征在于，在所述杆状干燥成型体的外周面上的一处或多处形成平坦表面。S卩，在本发明的热敏电阻元件的制造方法中，由于在杆状干燥成型体的外周面上的至少一处形成平坦表面，在随后的切断操作期间通过该平坦表面容易进行杆状干燥成型体的定位。本发明的热敏电阻元件的制造方法的特征在于，所述切断成型体的所述贯通孔的直径大于所述导线的直径，并且当在未将所述导线插入到所述贯通孔的情况下进行烧成时，所述贯通孔的直径被设定为小于所述导线的直径。S卩，在本明的热敏电阻元件的制造方法中，切断成型体的贯通孔的直径大于导线的直径。当在导线未插入贯通孔的情况下进行烧成时，由于贯通孔的直径被设定为小于导线的直径，在烧成前导线能够被容易地插入到贯通孔中，并且在烧成期间通过贯通孔的收缩能够形成与导线的牢固接合。本发明的热敏电阻元件的制造方法的特征在于，在烧成之前，并且在将所述导线插入到所述切断成型体的所述贯通孔之前或之后，在从所述贯通孔突出的所述导线的至少一个上形成在半径方向外方膨出且具有比所述贯通孔更大的直径的卡定部。S卩，在本明的热敏电阻元件的制造方法中，通过比如凿密等加工在从贯通孔突出的导线的至少一个上形成在半径方向外方膨出且具有比贯通孔更大的直径的卡定部。因此当插入有导线的切断成型体与上侧的卡定部一起被抓住并提起时，能够通过利用卡定部使导线接合而防止导线脱离。此外，导线的突出量能够通过卡定部固定并定位，因此能够抑制在烧成期间突出量的偏差。由此，当将热敏电阻元件组装到传感器中时，能够防止电短路。 此外，当将SUS线焊接到传感器中时，能够防止因焊接位置的变化导致焊接条件发生变化。通过使用软Pt线作为导线容易通过凿密等加工以形成卡定部。本发明的热敏电阻元件的制造方法的特征在于，在烧成期间，具有在所述导线被插入到所述贯通孔中的状态下将所述切断成型体设置在烧成定位器的工序。在该工序中， 所述切断成型体以所述卡定部定位在上侧且所述导线的下侧被插入到安装孔或安装槽中的状态设置在所述烧成定位器上，所述安装孔或安装槽具有的直径或宽度大于所述导线的直径，并且小于在所述烧成定位器成型的烧成后的所述热敏电阻用金属氧化物烧结体的外径。由于在烧成后对导线进行切断加工用于使导线突出量标准化与导线损耗和工序的数量增加有关，在烧成期间，将导线固定到预定位置是重要的。例如，通过将导线置于水平方向上并形成能够将导线和切断成型体固定到烧成定位器的槽，能够将导线的突出量调整到预定量。然而，由于反复烧成引起烧成定位器发生翘曲，可能无法总是使用相同突出量进行烧成。为适应此情况，在本发明的热敏电阻元件的制造方法中，由于切断成型体以卡定部被定位在上侧且导线的下侧被插入到安装孔或安装槽的状态被设定在烧成定位器上，该安装孔或安装槽具有的直径或宽度大于导线的直径，且小于在烧成定位器中成型烧成后的热敏电阻用金属氧化物烧结体的外径，导线的突出量能够被预先确定，并且通过将导线悬吊在安装孔或安装槽中能够不参照烧成定位器的翘曲等而进行烧成。由此，无需在烧成后调整导线的突出量的加工，能够减小为了使长度一致而切断导线带来的损耗。本发明的热敏电阻元件的特征在于，使用本发明所述的热敏电阻元件的制造方法来制造。即，由于本发明的热敏电阻元件使用本发明所述的热敏电阻元件的制造方法来制造，能抑制裂纹、裂缝或翘曲的产生，获得高可靠性。此外，能以高尺寸精度获得相同形状， 因此能够生产表现出高均勻性且电阻值偏差低的元件。本发明获得以下效果。S卩，根据本发明的热敏电阻元件的制造方法，热敏电阻原料粉末、有机粘合剂粉末和溶剂被混合并混炼以形成粘土，利用成型模具对该粘土进行挤出成型以形成杆状半成品成型体。然后导线被插入到切断成型体的贯通孔中并进行烧成。由此，烧成后的翘曲被抑制，在热敏电阻用金属氧化物烧结体与导线之间形成均勻且牢固的接合，从而能够制造抗热循环的高温热敏电阻元件。此外，由于能通过调整切断长度以高精度尺寸获得相同形状， 能够抑制因尺寸偏差引起的电阻值偏差，并且能够更有效地制造。因此，根据该制造方法制造的热敏电阻元件能抑制裂纹、裂缝或翘曲的产生，并获得高可靠性。另外，能以高尺寸精度获得相同形状，因此能够制造表现出高均勻性且电阻值偏差低的元件。特别地，适用于用于检测汽车发动机附近的催化剂温度或排气温度的高温测量传感器。
图1是表示本发明中的热敏电阻元件和热敏电阻元件制造方法的第一实施方式中的热敏电阻元件的透视图。图2是表示第一实施方式中的使用成型模具的挤出成型机的简易剖视图。图3是表示第一实施方式中的杆状半成品成型体的侧视图和主视图。图4是表示第一实施方式中的插入有导线的切断成型体的侧视图和主视图。图5是表示第一实施方式中的热敏电阻元件的剖视图。
图6是表示本发明中的热敏电阻元件(粉末挤压品)和热敏电阻元件的制造方法的现有示例的热敏电阻元件的剖视图。图7是表示本发明中的热敏电阻元件和热敏电阻元件的制造方法的第二实施方式中的、当导线被插入到切断成型体时凿密加工前后的侧视图。图8是表示第二实施方式中的、当导线被插入到切断成型体中时凿密加工前后的俯视图。图9是表示第二实施方式中的、将导线插入到切断成型体中的切断成型体安装到带有间隔壁的烧成定位器和不带有间隔壁的烧成定位器中的剖视图。
具体实施例方式以下将参照图1至图5描述本发明中的热敏电阻元件的制造方法和热敏电阻元件的第一实施方式。如图1所示，本发明中的热敏电阻元件的制造方法是具有热敏电阻用金属氧化物烧结体11和与该热敏电阻用金属氧化物烧结体11连接的一对导线2的热敏电阻元件10 的制造方法。热敏电阻用金属氧化物烧结体11为将绝缘材料添加到钙钛矿氧化物的烧结混合物。例如，烧结体通过包含由通式1-w(LEihYz)1VVy(CivxMnx)03+d203(其中A = Ca，Sr 0. 0 ^ X ^ 1. 0,0. 0 ^ y ^ 1. 0,0. 0 ^ Z ^ 1. 0,0 ^ W ^ 0. 9)表示的复合氧化物而构成。常数B为表示热敏电阻元件10的电特性的参数，并通过改变 (Y1^zLaz) ^yAy (Cr1^xMnx) O3中的x、y、ζ量来调整。例如，当常数B减小时，电阻值也减小，因此当无法通过改变形状调整电阻时，必须通过混合并烧结绝缘材料来增加电阻值。在本实施方式中，尽管绝缘材料为IO3，但该材料可以改变为其他绝缘材料例如&02、MgO, Α1203、 CeO2O首先，La2O3粉末被加热至1000°C两小时，进行干燥，残余的氢氧化物再生为L 03。 La2O3原料的混合使用加热后2-3小时内的材料或者加热后在干燥盒中保存2-3天的材料进行。接着，将Lei203、Y2O3> CaCO3> SrCO3> Cr2O3和Mr^2的各粉末称量后放入到球磨机中， 加入^ 球和适量的乙醇，并进行M小时的混合。将混合物取出并干燥后，在i300°c进行 5小时烧成，从而获得例如具有通式(IAl5Ya5) (Crci6Mntl4)O3,其中χ = 0. 4、y = 0、ζ = 0. 5 的煅烧粉末。将该煅烧粉末与新IO3粉末进行称量，添加烧结助剂CaCO3,并且使用&球和乙醇在球磨机中粉碎混合物。此外，当混合煅烧粉末、IO3和CaCO3时，如果在煅烧粉末中单独存在残留的La，则可以使用纯水进行混合与粉碎。混合时间为M小时，之后进行干燥，从而形成热敏电阻原料。接着，将上述由金属氧化物形成的热敏电阻原料粉末与有机粘合剂粉末和溶剂混合并混炼以形成粘土。该有机粘合剂是通常用于挤出成型中的粘合剂，并在低浓度水溶液中具有高粘性。特别地，优选水溶性有机粘合剂，例如包括甲基纤维素(通称为MC)、乙基纤维素(EC)、 聚乙烯醇(PVA)、聚乙二醇(PEG)、聚环氧乙烷(PEO)等。水被用作溶剂。
在以上化合物中，甲基纤维素尤其被广泛应用。例如，可以使用羧甲基纤维素 (CMC)、羟丁基甲基纤维素(HBMC)、羟丙基甲基纤维素(HPMC)。另外，乙基纤维素包括使用乙基羟基乙基纤维素(EHEC)。此外，可以向这些有机粘合剂粉末中添加增塑剂、润滑剂、润湿剂或蜡中的至少一种。在本实施方式中，例如甲基纤维素(MC)被用作水溶性有机粘合剂粉末，并且纯水和比如增塑剂、润滑剂、润湿剂等的添加剂被添加到该粉末中并在混合器中混合，从而形成包含水溶性有机粘合剂的湿粉末。另外，抗絮凝剂、分散剂、水分保持剂、表面活性剂、硬化剂等可以被添加作为成型助剂。包含水溶性有机粘合剂的湿粉末使用原料混练机的螺杆进行混合混炼，从而形成粘稠的粘土。反复进行混炼操作以确保充分的混合混炼。接着，如图2所示，粘土被放入到挤出成型机12中，并在真空处理的同时使用螺杆 (图示省略)进行混合混炼。通过在混炼的同时进行真空处理而防止气泡进入到成型体中。 当未进行充分的混合混炼时，将对挤出成型的稳定性和精度产生不利影响。此外，当通过螺杆挤压并拉出时，粘土通过成型模具13，从而进行挤出成型，并形成如图3所示具有一对贯通孔14的杆状半成品成型体15。该挤出成型机12具有能够在真空处理下对混合混炼的材料进行挤出成型而不产生进一步改变的结构。此外，如图2所示，该成型模具13为双孔成型模具，包括用于将粘土挤出到中空圆柱状模具13a内的多个挤出孔13b、以及为了形成一对贯通孔14而沿着模具 13a的轴线延伸的一对平行鼻孔状圆形部13c。通过使粘土通过该成型模具13，杆状半成品成型体15被形成为例如直径2. Omm且贯通孔14的直径(鼻孔直径)为0. 34mm。当进行上述挤出成型时，保持挤出成型压力恒定并保持挤出成型速度恒定是重要的。当水溶性有机粘合剂与水的量不合适时，在杆状半成品成型体15中可能形成裂纹。例如，当水分量过多或多少时，无法进行挤出成型，不会从成型模具13产生成型体。此外，即使从模具中生成成型体，也可能发生形状变化比如直径产生偏差，并且在烧成后，这种偏差可能导致热敏电阻元件10的电阻值产生偏差。接着，在挤出成型后，杆状半成品成型体15被自然干燥以抑制在干燥操作期间收缩引起的翘曲。优选通过自然干燥来对杆状半成品成型体15进行水分干燥。当使用加热器进行热风干燥时，可能产生因水分干燥导致的表面不均，并且裂纹可能形成在一对贯通孔14之间。此外，自然干燥具有进一步的目的，在于防止杆状半成品成型体15中产生严重翘曲以及由该翘曲产生的裂纹。这种翘曲妨碍随后的切断操作期间杆状半成品成型体15的固定。最佳干燥条件优选比如将杆状半成品成型体15在固定温度固定湿度的盒子内缓慢干燥1-2天。当干燥水分时，杆状半成品成型体15因水分损失而收缩。杆状半成品成型体15 的外周直径和贯通孔14的直径(鼻孔直径)一同收缩。考虑水分损失导致的收缩，必须设计成型模具13。接着，杆状干燥成型体被切断为预定长度以形成具有鼻孔状贯通孔14的切断成型体16。S卩，该杆状干燥成型体被固定并通过切割机切断。例如，以每1.00mm、1.00士0.02mm的精度切断杆状干燥成型体。以此精度进行切断而将烧成后电阻值的初始误差抑制在2%以内。切断的方法可以为挤压切断。然而，当杆状干燥成型体具有相当高的硬度时，刀刃可能在切断时缺损，因此当使用挤压切断时必须减小杆状干燥成型体的硬度。如图4所示，圆棒状导线2被插入并通过切断成型体16的一对贯通孔14。导线2为具有至少1400°C高熔点的金属线，包括Pt线、在Pt中包含1 的线、在 Pt中包含Ir的线等。接着，在贯通孔14中插入有导线2的切断成型体16被处理以去除粘合剂，然后在约1500°C下进行烧成以形成热敏电阻用金属氧化物烧结体11，从而制造热敏电阻元件10。鉴于通过干燥形成杆状干燥成型体时的插入性，杆状半成品成型体15的贯通孔 14的直径被设定为大于导线2的直径。杆状半成品成型体和切断成型体16的贯通孔14的直径考虑烧结时的收缩被设定为烧成后小于导线2的直径。烧结引起的收缩率通过从切断成型体16的贯通孔直径减去导线未插入贯通孔内烧成后的贯通孔直径，并将结果值除以切断成型体16的贯通孔直径来定义。导线内的假定刺入量被定义为Δ L (mm)。AL被定义如下。AL =导线直径(mm)-(l-收缩率)X切断成型体的贯通孔直径(mm)在本发明的热敏电阻元件的制造方法中，热敏电阻原料粉末、有机粘合剂粉末和水(溶剂)被混合混炼以形成粘土，该粘土通过成型模具13进行挤出成型而形成杆状半成品成型体15。导线2被插入到切断成型体16的贯通孔14中并进行烧成。因此，由于考虑烧结期间热敏电阻的收缩能够在切断成型体16与导线2之间设置间隙，贯通孔14的内径被固定，切断成型体16与导线2在烧结期间被接合，从而几乎完全防止在导线2的接合部附近出现收缩差异。因此，如图5所示，在烧成后，翘曲和裂缝Ia被抑制，均勻且牢固的接合形成在热敏电阻用金属氧化物烧结体11与导线2之间，能够制造抗热循环的高温热敏电阻元件。此外，通过调整切断成型体16的切断长度而获得具有高精度尺寸的相同形状，能够抑制因尺寸偏差导致的电阻值偏差，并能够更有效地制造。有机粘合剂粉末是水溶性有机粘合剂粉末，并且溶剂为水。因此，在干燥工序中， 将热敏电阻原料粉末、水溶性有机粘合剂粉末和水混炼以形成粘土，该粘土与将水不溶性有机粘合剂粉末和比如乙醇、甲苯等有机溶剂和热敏电阻原料粉末混炼而成的粘土相比干燥的更慢。因此，能够抑制裂纹形成。特别地，由于表现出与金属氧化物的相容性良好的甲基纤维素(MC)有机粘合剂被用作水溶性有机粘合剂粉末，从而获得适于与热敏电阻原料粉末混炼的粘土，并能够通过挤出成型获得良好的杆状半成品成型体。由于向有机粘合剂粉末中添加增塑剂、润滑剂、润湿剂或蜡中的至少一种，粉末与溶剂(水)之间的润湿性得到提高且能够进行良好的挤出成型。此外，由于杆状半成品成型体15被自然干燥以形成杆状干燥成型体，难以产生因水分干燥导致的表面不均，能够抑制裂纹或翘曲的发生。鉴于当通过干燥形成杆状干燥成型体时的插入特性，切断成型体16的贯通孔14 的直径被设定为大于导线2的直径。鉴于烧结期间收缩引起的接合，切断成型体16的贯通孔14的直径被设定为在烧成后小于导线2的直径。于是，热敏电阻用金属氧化物烧结体11 与导线2能够被接合从而制造热敏电阻元件10。接下来，参照图7至图9说明本发明的热敏电阻元件的制造方法和热敏电阻元件的第二实施方式。在以下实施方式的说明中，上述实施方式中所描述的相同构成特征由相同附图标记表示，其说明将不再重复。第二实施方式与第一实施方式的不同点在于，在第一实施方式中烧成插入有直棒状的导线2的切断成型体16，而在第二实施方式中，如图7和图8所示，在烧成之前将导线 2插入切断成型体16的贯通孔14前后，在从贯通孔14突出的导线2的至少一个上形成在半径方向外方膨出且具有比贯通孔2更大的直径的卡定部加。即，在第二实施方式中，在将导线2插入贯通孔14之前，通过凿密加工在从贯通孔 14突出的导线2的至少一个上形成在半径方向外方膨出且具有比贯通孔2更大的直径的卡定部加。导线2从未形成卡定部加的端部被插入贯通孔2。此外，在将导线2插入贯通孔14之后，通过凿密加工在从贯通孔14突出的导线2 的一方或两方形成在半径方向外方膨出且具有比贯通孔2更大的直径的卡定部加。如图8的(a)和图8的(b)所示，卡定部加的形成通过使用刀片21从两侧在导线2的预定位置进行，从而通过夹着侧部施加局部挤压，并如图7的(b)所示，卡定部加通过在与挤压方向正交的方向上膨出而形成。另外，优选导线2的突出量尽可能小。例如，相对于1. Omm厚的切断成型体16，优选将突出量抑制在0. 3mm以内。由此，热敏电阻用金属氧化物烧结体11能够被连接而不引起与传感器的远端电短路。此外，在如图9所示的第二实施方式中，在烧成期间，具有将切断成型体16以导线 2插入到贯通孔14中的状态设置到烧成定位器22的工序。在此工序中，切断成型体16以卡定部加定位在上侧且将导线2的下侧插入安装槽22a的状态设定在烧成定位器22上， 该安装槽2 形成在烧成定位器22且具有的宽度小于热敏电阻用金属氧化物烧结体11的外径，并且其中能够插入一对导线2。安装槽22a的大小考虑烧结期间的收缩被设定为小于烧结体的外径，并大于导线 2的直径，从而能够插入导线2。如图9所示，即使当安装槽22a的大小被调整以使一对导线2相对于狭槽(槽)的方向对齐时，安装槽22可以被设定为小于热敏电阻用金属氧化物烧结体11的外径的大小。其原因在于，如果安装槽22的大小被设定为大于热敏电阻用金属氧化物烧结体11的外径，则可能切断成型体16掉落到安装槽22中且导线2脱落。烧成定位器22例如由氧化铝形成。安装槽2 形成为能够对齐安装多个切断成型体16的狭槽状。在第二实施方式中，卡定部加通过比如凿密等加工在从贯通孔14突出的导线2 的至少一个上在半径方向外方膨出且具有比贯通孔14更大的直径。由此，当插入有导线2 的切断成型体16被抓住并提起时，利用上侧的卡定部2a，能够通过导线2与卡定部加的接合防止导线2的脱落。此外，通过卡定部加能够固定导线2的突出量并进行定位，能够抑制烧成时突出量的偏差。由此，当将热敏电阻元件组装到传感器时，能够防止发生电短路。此外当与传感器内SUS线焊接时，能够防止由焊接位置改变引起的焊接条件变化。通过使用软Pt线作为导线2有利于用于形成卡定部加的凿密加工等。由于切断成型体16以卡定部加定位在上侧且将导线2的下侧插入到安装槽2 的状态设定在烧成定位器22上，该安装槽2 成型在烧成定位器22且具有的宽度小于烧成后的热敏电阻用金属氧化物烧结体22的外径，所以导线的突出量能够被预定并且通过将导线2悬吊在安装槽2 能够进行烧成而与烧成定位器22的翘曲等无关。由此，无需在烧成后调整导线2的突出量的加工，能够减小为了整理长度而切断造成的导线2的损失。尽管在烧成定位器22的安装槽22a中一对插入的导线2之间没有间隔壁，如图9 的(b)所示，也可以使用烧成定位器23包括在一对导线2之间设置有间隔壁的安装孔23a 的构造。该烧成定位器23可以使用采用蜂窝陶瓷等的中空烧成定位器23。可以使用能够插入一对导线2的具有较大直径的圆形槽来替代狭槽状的槽。实施例1使用根据第一实施方式的热敏电阻元件的制造方法实际制造的热敏电阻元件表现出如下评价结果。首先，在烧成后对热敏电阻元件进行1000°C、100h的耐热性试验。该耐热性试验的结果与粉末挤压品相似，确认了在本发明的实施例中电阻变化率在1 %以内。此外，对烧成后的热敏电阻元件进行热循环试验(HCT)，调查有无因产生裂纹导致的电阻值上升2%。在热循环试验(HCT)中使用的条件是在室温与1000°C交替进行的100次循环。具有0. 20-0. 31mm直径的Pt线(导线2)(大致Imm长)被插入到直径1. 85mmX厚度1. Omm 且具有0.32mm直径的贯通孔14 (鼻孔直径)的杆状干燥成型体中。结果在表1中示出。[表1]
权利要求
1.一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。
2.根据权利要求1所述的热敏电阻元件的制造方法，其特征在于，所述有机粘合剂粉末为水溶性有机粘合剂粉末，所述溶剂为水。
3.根据权利要求2所述的热敏电阻元件的制造方法，其特征在于，使用甲基纤维素水溶性有机粘合剂粉末作为所述水溶性有机粘合剂粉末。
4.根据权利要求1所述的热敏电阻元件的制造方法，其特征在于，向所述有机粘合剂粉末中加入增塑剂、润滑剂、湿润剂或蜡中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的热敏电阻元件的制造方法，其特征在于，所述干燥为自然干O
6.根据权利要求1所述的热敏电阻元件的制造方法，其特征在于，在所述杆状干燥成型体的外周面上的至少一处形成平坦表面。
7.根据权利要求1所述的热敏电阻元件的制造方法，其特征在于，所述切断成型体的所述贯通孔的直径大于所述导线的直径，并且当在未将所述导线插入到所述贯通孔的情况下进行烧成时，所述贯通孔的直径被设定为小于所述导线的直径。
8.根据权利要求1至7中的任一项所述的热敏电阻元件的制造方法，其特征在于，在烧成之前，并且在将所述导线插入到所述切断成型体的所述贯通孔之前或之后，在从所述贯通孔突出的所述导线的至少一个上形成在半径方向外方膨出且具有比所述贯通孔更大的直径的卡定部。
9.根据权利要求8所述的热敏电阻元件的制造方法，其特征在于，在烧成期间，具有在所述导线被插入到所述贯通孔中的状态下将所述切断成型体设置在烧成定位器的工序，在该工序中，所述切断成型体以所述卡定部定位在上侧且所述导线的下侧被插入到安装孔或安装槽中的状态设置在所述烧成定位器上，所述安装孔或安装槽具有的直径或宽度大于所述导线的直径，并且小于在所述烧成定位器成型的烧成后的所述热敏电阻用金属氧化物烧结体的外径。
10.一种热敏电阻元件，其特征在于，使用根据权利要求1所述的热敏电阻元件的制造方法来制造。
全文摘要
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(13)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。
文档编号H01C7/04GK102171774SQ200980138798
公开日2011年8月31日 申请日期2009年7月27日 优先权日2008年10月3日
发明者山口尚志, 藤原和崇, 藤田利晃 申请人:三菱综合材料株式会社