CN100405626C - 温度检测元件以及装备它的电路基板 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种温度检测元件，该温度检测元件(1)在元件主体部(3)的表面上具有电极部(4、5)，并且在元件主体部(3)的表面上具有比该电极部(4、5)的热传导性高的热受容部(6)。特别是温度检测元件(1)是由芯片型部件构成的正温度系数热敏电阻。由此，能够提高对温度检测对象的温度检测感度，从而能够进行高稳定性、高精度的温度检测。

Description

温度检测元件以及装备它的电路基板

技术领域

本发明涉及热敏电阻等温度检测元件以及装备它的电路基板。

背景技术

伴随着电子机器向小型化的发展，对于配置在其中的功率晶体管和电源IC等部件散热等所采取的对策显得日益重要。为此，能高精度地检测这种部件的温度的必要性日益提高。基于这种实际情况，检测这些电源等部件温度的温度检测元件的需求也日益增加。

图10是表示作为这种温度检测元件一例的芯片型的正温度系数热敏电阻。该正温度系数热敏电阻1具有元件主体部3和电极部4、5。为了在电路基板的布线结构上进行锡焊而设置电极部4、5。

可是，芯片型热敏电阻等温度检测元件需要设置在温度检测对象部件附近。以往的温度检测元件，根据电路基板上的布线和其它部件的配置关系，有时不能配置在充分接近温度检测对象部件的位置，而造成不能高精度进行检测温度。还有，由于不仅是热源和温度检测元件的位置关系，而且周围状况和基板的散热系数等都能造成温度检测元件的感热条件的差异，所以容易影响检测精度。

发明内容

本发明就是为了解决上述的问题，目的在于提供一种对温度检测对象能高精度检测温度的温度检测元件。

本发明之1的温度检测元件，其特征是，包括：元件主体部，设置在所述元件主体部的电极部，接收从温度检测对象传导热的热受容部，

所述元件主体部构成直方体状，在所述元件主体部的表面的至少一个侧面上具有所述热受容部。

根据本发明之1的温度检测元件，由于具有热受容部，相对于元件主体部容易传导来自在温度检测对象的热。所以，即使不得不把温度检测元件设置在如以往的那样对来自温度检测对象的热不能进行充分地进行感温的距温度检测对象稍微离开的位置上的情况下，也能得到从温度检测对象向热受容部的热传导。因此，由于能有效地进行在检测对象和温度检测元件之间的温度检测用的热性结合，所以能进行高精度的检测温度。

还有，在把本发明的温度检测元件设置在电路基板上的情况，采用设置在温度检测对象和温度检测元件之间能热传导的接合面，若把温度检测元件的热受容部锡焊在该接合面上，热受容部通过接合面从温度检测对象的热传导变得容易，并具有能更高精度进行检测温度的优点。采用本发明结构，能作为温度检测元件的具有正温度系数热敏电阻，负温度系数热敏电阻元件等。

本发明之2的温度检测元件，其特征是：在本发明之1的温度检测元件中，其所述元件主体部和所述电极部，以及所述热受容部以整体形状构成芯片型部件。

根据本发明之2的温度检测元件，因温度检测元件构成芯片型，所以容易把该温度检测元件安装在需要检测温度的电路基板上。

本发明之3的温度检测元件，其特征是：在本发明之1的温度检测元件中，所述元件主体部构成具有作为正温度系数热敏电阻功能的部分。

根据本发明之3的温度检测元件，因伴随着温度的上升电阻值也增大，所以根据其电阻值和温度的关系能间易检测温度。

本发明之4的温度检测元件，其特征是：在本发明之1的温度检测元件中，所述元件主体部构成直方体状，在所述元件主体部表面的至少一个侧面以上具有所述热受容部。

根据本发明之4的温度检测元件，因在直方体状元件主体部表面的至少一个侧面以上具有热受容部，使该热受容部形成的面面对温度检测对象，所以能以有效地接收来自温度检测对象的热的状态感知温度。还有，在元件主体部形成围绕式热受容部的情况下，因在元件主体部的整个外围具有成环形的热受容部，所以在把温度检测元件附设在电路基板时，为使热受容部面对温度检测对象而调整温度检测元件状态的时间能够减少。

本发明之5的温度检测元件，其特征是：在本发明之1的温度检测元件中，在所述热受容部上进一步设置从所述温度检测对象传导热的传导体。

根据本发明之5的温度检测元件，在另种用途的电路基板等即使不附设接合面等的传导体，通过其传导体使来自温度检测对象的热能有效地传导到温度检测元件的热受容部。因此，通过传导体使来自温度检测对象的热能更容易地传导到温度检测元件，检测精度也变得更高。

本发明之6的温度检测元件，其特征是：在本发明之1的温度检测元件中，所述热受容部在相对于所述元件主体部的表面原材料具有非电阻性接触的金属薄膜层。

根据本发明之6的温度检测元件，因相对于元件主体部的表面原材料，在热受容部具有非电阻性接触的金属材料，所以通过热受容部能不产生对元件主体部检测给予不良影响的电结合。因此，对于元件主体部，例如在使用BaTiO₃、Mn-Ni系氧化物的同时，与此相反，作为具有热受容部的非电阻接触性的金属材料能采用例如银、金、铂或它们的合金等。

本发明之7的温度检测元件，其特征是：在本发明之6的温度检测元件中，所述热受容部具有作为相对于所述非电阻性接触的金属薄膜层的表层，而又具有焊锡浸润性的接合用薄膜层。

根据本发明之7的温度检测元件，为能简易进行从电路基板上的温度检测对象对检测温度的热传导，能利用接合用薄膜层把温度检测元件的热受容部相对锡焊在设置在电路基板的热传导用的接合面。

本发明之8的温度检测元件，其特征是：在本发明之1的温度检测元件中，在所述元件主体部的表面设置有绝缘材层，并相对于所述元件主体部的表面通过所述绝缘材层设置所述热受容部。

根据本发明之8的温度检测元件，因使绝缘材层夹在元件主体部的表面和热受容部之间，所以能避免通过热受容部使电流不适宜地流入元件主体部。还有，作为构成热受容部的原材料，相对于元件主体部的表面材料，也可能采用电阻性的接触的金属材料，并能廉价地构成。

具有本发明之9的温度检测元件的电路基板，其特征是：包括有本发明之1的温度检测元件和与具有所述温度检测元件的所述热受容部相对而能热结合的接合面。

根据具有本发明之9的温度检测元件的电路基板，通过电路基板的接合面，能从温度检测对象向温度检测元件的热受容部热传导。因此，在能提高温度检测精度的同时，还能提高相对于温度检测对象的温度检测元件的配置适应性。

附图说明

图1是表示本发明的芯片型正温度系数热敏电阻一例的外观立体图。

图2是表示把图1的正温度系数热敏电阻配置在基板上的状态的一例的主视图。

图3是表示在图2中主要部位的纵断面剖面图。

图4是表示另外实施例的正温度系数热敏电阻外观的立体图(a)和主要部位纵断面的侧视剖面图(b)。

图5是表示把图4的正温度系数热敏电阻配置在基板上的状态的一例的主要部位纵断面的侧视剖面图。

图6是表示另外实施例的正温度系数热敏电阻外观的立体图(a)和主要部位纵断面的侧视剖面图(b)。

图7是表示另外实施例的正温度系数热敏电阻外观的立体图(a)和主要部位纵断面的侧视剖面图(b)。

图8是表示另外实施例的正温度系数热敏电阻外观的立体图。

图9是表示另外实施例的正温度系数热敏电阻外观的立体图(a)和主要部位纵断面的侧视剖面图(b)。

图10表示以往芯片型正温度系数热敏电阻外观的立体图。

图中：1-温度检测元件，3-元件主体部，4、5-电极部，6-热受容部，7-电路基板，9-接合面。

具体实施方式

以下，结合附图详细说明本发明。

(实施例1)

在图1到图3中，表示本发明的温度检测元件实施例的一例。图1是表示作为温度检测元件一例的正温度系数热敏电阻外形的立体图，图2是表示装载在基板的正温度系数热敏电阻和它外围部件的平面图，图3是表示装载在基板的正温度系数热敏电阻和它外围部件的纵剖面图。

参照图1，正温度系数热敏电阻1，作为芯片型部件，由元件主体部3，电极部4、5，热受容部6构成。

元件主体部3的形成是以钛酸钡(BaTiO₃)作为主体的元件，形成横长直方体状。

电极部4、5分别与元件主体部3的纵长向的两端面接合。

热受容部6形成在元件主体部3的整个外周，并且在元件主体部3的长度方向的中心具有规定的宽度。该形成过程是，在元件主体部3的表面，利用真空溅射法形成规定宽度的银(Ag)薄膜层。在该银薄膜层上利用电镀法叠层锡(Sn)的薄膜层。热受容部6是由把该银薄膜层作为下层，把锡薄膜层作为上层的2个薄膜层构成。

在此，银的薄膜层相对于元件主体部3是非电阻性接触。因此，热受容部6通过把银的薄膜层作为下层，以求达到相对于元件主体部3没有电结合的目的。热受容部6因在上层施有锡薄膜层，所以热受容部6的表面具有焊锡浸润性。热受容部6的表面层，相对于银的薄膜层用焊锡涂层的薄膜层构成也可以。热受容部6与电极部4、5之间留有间隔，使热受容部6不与电极部4、5连接。热受容部6是呈不突出于元件主体部3的表面的薄膜。因此，热受容部6的表面和元件主体部3的表面可被认为是一个面。在这种情况下，热受容部6的表面和元件主体部3的表面不一定必须是一个面，也可以叠层在元件主体部3的表面上。正温度系数热敏电阻1的尺寸(长×宽×高)是1.6mm×0.8mm×0.8mm。但是，正温度系数热敏电阻1的尺寸不限定于该尺寸。

参照图2和图3，7表示电路基板，8表示电源IC，9表示接合面。电路基板7上设置有作为温度检测对象电源IC8。由铜箔构成的接合面9，从电路基板7上的设置电源IC8的面域向横向外侧延伸。正温度系数热敏电阻1位于接合面9的端部而安装在电路基板7上。把正温度系数热敏电阻1的各电极部4、5锡焊在电路基板7中的未图示的布线结构中。正温度系数热敏电阻1的热受容部6是在位于接合面9上的状态下，通过锡焊H焊在接合面9上。把接合面9收容在正温度系数热敏电阻1的电极部4、5之间，使其与电极部4、5互相电绝缘。接合面9和热受容部6的各自横向宽度可设定为同宽度或基本同宽度。

根据这种结构，电源IC8的热通过接合面9传导到正温度系数热敏电阻1的热受容部6。正温度系数热敏电阻1输出对应该传导热的检测信号。因从电源IC8通过接合面9能热传导，与没有接合面9的情况比较，容易传导对于高精度检测温度所必须的热。因此，根据热受容部6发置在正温度系数热敏电阻1，从作为温度检测对象的电源IC8产生的热，通过接合面9容易传导。与此同时，通过正温度系数热敏电阻1的温度检测精度比以往高。在该条件下，接合面9不限定于直线形伸出，按对应部件的配置结构等，采用适宜弯曲的形状也可以。再有，采用使热受容部6与设置在电源IC8等温度检测对象元件的散热端子等的散热部直接接触或锡焊等间接接触方式热结合也可以。

(实施例2)

对于有别于实施例1的实施例2，结合附图进行说明。图4(a)表示温度检测元件的立体图，图4(b)是温度检测元件热受容部的纵断面的侧视剖面图。

参照图4，正温度系数热敏电阻1，作为芯片部件，包括：构成长方体形的元件主体部3，设置在元件主体部3两端的电极部4、5，热受容部6。热受容部6在电极部4、5之间以层合成形状态设置在元件主体部3的表面。

正温度系数热敏电阻1的热受容部6具有绝缘层10和金属薄膜11，以及作为传导体的突起部12。绝缘层10用附着在元件主体部3的2个侧面的硅酮橡胶或硅酮树脂薄膜片构成。

金属薄膜11是在绝缘层10的表面形成的，例如以铜作为原材料的薄膜构成。突起部12在金属薄膜11的一个端部，同样是用以铜作为原材料的板状物构成。在这种情况下，突起部12是沿着相对于金属薄膜11形成的面而垂直的方向伸出。

参照图5，正温度系数热敏电阻1的突起部12，例如插入在电路基板7装载的电源IC8的封装件8A和电路基板7之间。从电源IC8传向热受容部6的热通过突起部12传导。这时，也可以把与实施例1不同的热受容部6不锡焊在接合面等部件上。该热受容部6，因为在元件主体部3表面通过绝缘层设置有金属薄膜11，所以作为金属薄膜11的原材料能使用电阻性接触的金属。

本发明不限定于所述各实施例，可以构成以下的变形例。

(1)在所述实施例中，作为温度检测元件也能够采用负温度系数热敏电阻。

(2)作为可用于热受容部的非电阻性金属材料，也可以使用金、铂或含有这些金属或银的合金。

(3)如图6(a)、(b)所示那样的用正温度系数热敏电阻的芯片部件构成的正温度系数热敏电阻1，在构成横长直方体状的同时，在其长度方向的两端分别具有电极部4、5。热受容部6在元件主体部3的表面以层合形成状态设置在这些电极部4、5之间。

在图6(a)、(b)中所示的正温度系数热敏电阻1的热受容部6是由附着在元件主体部3的2个侧面的硅酮橡胶或硅酮树脂薄膜片组成的绝缘层10和在该绝缘层10的表面形成的例如由铜组成的金属薄膜11构成。

(4)如图7(a)、(b)所示，用正温度系数热敏电阻芯片部件构成的正温度系数热敏电阻1，在构成横长直方体状的同时，在其长度方向的两端分别设置有电极部4、5。热受容部6在元件主体部3的表面以层合形成状态设置在这些电极部4、5之间。

在示于图7(a)、(b)的正温度系数热敏电阻1的热受容部6是由附着在元件主体部3的1个侧面的硅酮橡胶或硅酮树脂薄膜片组成的绝缘层10和在该绝缘层10的表面形成的例如由铜组成的金属薄膜11构成。在横向伸出的作为传导体的突起部12设置在金属薄膜11的下端。

(5)如图8所示，用正温度系数热敏电阻的芯片部件构成的正温度系数热敏电阻1，在构成横长直方体状的同时，在其长度方向的两端分别设置有电极部4、5。热受容部6在元件主体部3的表面以层合形成状态设置在这些电极部4、5之间。

在图8所示的正温度系数热敏电阻1的热受容部6是由附着在元件主体部3的2个侧面的硅酮橡胶或硅酮树脂薄膜片组成的绝缘层10a、10b和在该绝缘层10a、10b的表面形成的例如由铜组成的金属薄膜11a、11b构成。1个面的绝缘层10a收容在两电极部4、5之间成为窄幅层，在其宽度内形成有金属薄膜11a。在另一个绝缘层10b收容在两电极部4、5之间成为宽幅层，在其宽度内形成有金属薄膜11b。该金属薄膜11b比金属薄膜11a还宽，因此，宽幅的该金属薄膜11b以及金属薄膜11a与电极部4、5电绝缘的同时，由于具有形成宽幅的金属薄膜11b，所以传向该金属薄膜11b的热传导变得容易。

(6)如图9的(a)、(b)所示，用正温度系数热敏电阻的芯片部件构成的正温度系数热敏电阻1，在构成横长直方体状的同时，在其长度方向的两端分别设置有电极部4、5，热受容部6在元件主体部3的表面以层合形成状态设置在这些电极部4、5之间。

图9(a)、(b)所示的正温度系数热敏电阻1的热受容部6，是由在元件主体部3的3个侧面附着硅酮橡胶或硅酮树脂的薄膜片的绝缘层10和在该绝缘层10的表面形成的例如由铜组成的金属薄膜11构成。

(7)作为本发明的实施例，虽然没有图示，但所述的绝缘层也可以形成覆盖在元件主体部上的没有形成电极部的整个表面上。还有，绝缘层不是只限定于所述的硅酮橡胶或硅酮树脂，也可以使用电绝缘性的各种材料。

根据本发明，由于具备了热受容部，对于元件主体部从温度检测对象的热传导变得容易，所以即使在不得不把温度检测元件配置在如以往那样的对来自温度检测对象的热不能进行充分地进行感温的距温度检测对象稍微离开的位置上的情况下，也能得到从温度检测对象向热受容部的热传导。因此，由于检测对象和相关温度检测元件能进行那样有效地结合，所以能高精度地进行对温度检测对象的温度检测。

Claims (8)

1.一种温度检测元件，其特征是：包括：元件主体部、设置在所述元件主体部上的电极部和接收从温度检测对象传导来的热的热受容部，

所述元件主体部构成直方体状，在所述元件主体部的表面的至少一个侧面上具有所述热受容部。

2.根据权利要求1所述的温度检测元件，其特征是：所述元件主体部和所述电极部以及所述热受容部的整体形状构成为芯片型。

3.根据权利要求1所述的温度检测元件，其特征是：所述元件主体部由作为正温度系数热敏电阻而发挥功能的部分所构成。

4.根据权利要求1所述的温度检测元件，其特征是：在所述热受容部上进一步设置从所述温度检测对象传导热的传导体。

5.根据权利要求1所述的温度检测元件，其特征是：所述热受容部具有与所述元件主体部的表面原材料非电阻性接触的金属薄膜层。

6.根据权利要求5所述的温度检测元件，其特征是：所述热受容部具有接合用薄膜层，所述接合用薄膜层作为所述非电阻性接触的金属薄膜层的表层，具有焊锡浸润性。

7.根据权利要求1所述的温度检测元件，其特征是：在所述元件主体部的表面设有绝缘材层，把所述热受容部设置在所述绝缘材料层的表面上。

8.一种电路基板，其特征是：

包括：

温度检测元件和能够与所述温度检测元件所具有的热受容部热结合的接合面，

所述温度检测元件，具有：元件主体部；设置在所述元件主体部上的电极部；接收从温度检测对象传导来的热的热受容部，

所述元件主体部构成直方体状，在所述元件主体部的表面的至少一个侧面上设置所述热受容部。

Images