CN108534907B - 温度传感器元件 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种能抑制因安装角度等引起的温度检测的偏差的温度传感器元件。在长方体形状的绝缘基板(2)的主面(2a)上形成有以铂为主要成分的电阻图案(3)、以及与电阻图案(3)的两端部相连的一对内部电极(4)，并形成有表层玻璃膜(7)，以将包含与上述内部电极(4)接合并向外部突出的一对引线(5)以及形成在电阻图案(3)上的保护膜(6)在内的绝缘基板(2)的整个主面(2a)覆盖，并且该表层玻璃膜(7)延伸到将与主面(2a)相邻的绝缘基板(2)的上侧各表面覆盖的部位。此外，设定为绝缘基板(2)的厚度尺寸(T)与引线(5)的线径(D)相加后的尺寸(T+D)与绝缘基板(2)的沿着短边方向的宽度尺寸(W)大致相同，整个传感器元件的厚度方向与宽度方向的比大致为1:1。

Description

温度传感器元件
技术领域
本发明涉及对例如通过进气管的吸入空气量进行测量的气流传感器所使用的温度传感器元件，尤其涉及在长方体形状的绝缘基板上形成有以铂为主要成分的电阻图案的平板型的温度传感器元件。
背景技术
在汽油发动机等内燃机中，利用设置在进气管内的气流传感器测量吸入空气量(进气量)，并将测定结果作为电信号发送给发动机控制单元(ECU)，进行根据吸入到发动机的空气量喷射燃料的控制。
气流传感器的检测方式有多种，其中，具有在进气管内配置有铂元件(铂热丝)的结构的被称为热线式(热丝式)的检测方式得到广泛应用。上述热线式的气流传感器利用以下原理：使电流流过铂热丝来利用自身发热使温度上升，若空气接触该发热部则热量被夺取，铂热丝的电阻产生变化，该热线式的气流传感器检测通过铂热丝的电流量来测定通过的空气量。
此外，若根据气流传感器的结构来大致划分，则已知有绕组型元件和平板型元件这两类。绕组型元件如专利文献1所记载，提出了如下结构：将引线固接于圆柱状的陶瓷管的两端部，并在陶瓷管的外周面上卷绕作为电阻体的铂丝，并使该铂丝的端部与引线相连。
另一方面，平板型元件如专利文献2所记载，提出了如下结构：在长方体形状的氧化铝基板上形成由铂膜构成的电阻图案，并形成与电阻图案的两端相连的一对端子安装电极，使引线分别与这些端子安装电极接合并导出到外部，并利用保护膜覆盖电阻图案。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利特开平3－268302号公报
专利文献2：日本专利特开平11－121207号公报
发明内容
发明所要解决的技术问题
上述绕组型的传感器元呈现圆柱状的外观形状，因此传感器元件的投影面积不会因暴露于空气流时的设置角度而变化，能够抑制因空气流的紊乱引起的检测结果的偏差，但由于铂丝的绕组间距难以稳定，绕组的紊乱会直接导致电阻值的偏差，因此存在难以使品质稳定这一制造上的问题。
另一方面，上述平板型的传感器元件能比光刻更高精度地形成电阻图案，因此能容易地制造电阻值没有偏差的产品。然而，由于平板型的传感器元件呈现棱柱状的外观形状，其剖面形状为长方形，因此传感器元件的投影面积会根据暴露于空气流时的设置角度而产生较大变化，根据设置状态的不同，会在元件周围产生较大的空气流紊乱，存在温度的检测结果容易产生偏差的问题。
本发明鉴于上述现有技术的实际情况而完成，其目的在于提供能抑制因安装角度等引起的温度检测的偏差的温度传感器元件。
解决技术问题所采用的技术方案
为了实现上述目的，本发明的温度传感器元件包括：长方体形状的绝缘基板；形成在所述绝缘基板的主面上、且以铂为主要成分的电阻图案；与所述电阻图案的两端部相连的一对内部电极；与一对所述内部电极分别接合并从所述绝缘基板的长边方向端部向外部突出的引线；覆盖所述电阻图案的保护膜；以及将包含所述引线在内的所述绝缘基板的整个所述主面覆盖的表层玻璃膜，所述表层玻璃膜形成为至少覆盖与所述主面相邻的所述绝缘基板的上侧各表面，将所述绝缘基板的沿着短边方向的宽度尺寸设为W，将所述绝缘基板的厚度尺寸设为T，将所述引线的线径设为D时，W、T、D的关系设定为(T+D)≈W。
上述结构的温度传感器元件中，形成在绝缘基板的主面上的电阻图案被保护膜覆盖，将包含该保护膜和引线在内的绝缘基板的整个主面覆盖的表层玻璃膜至少覆盖与主面相邻的绝缘基板的上侧各表面，因此虽然是在长方体形状的绝缘基板的主面上形成有电阻图案的平板型的传感器元件，将绝缘基板的主面覆盖的表层玻璃膜呈没有边缘部且带有圆角的剖面形状。而且，由于设定为绝缘基板的厚度尺寸T与引线的线径D相加后的尺寸(T+D)与绝缘基板的沿着短边方向的宽度尺寸W大致相同，且整个传感器元件的厚度方向与宽度方向的比大致为1:1，因此，即使暴露于空气流时的设置角度产生变化，接触到传感器元件的空气流也不容易产生紊乱，能抑制因空气流紊乱引起的检测结果的偏差。
上述结构的温度传感器元件中，在将绝缘基板的沿着长度方向的长度尺寸设为L时，若引线在尺寸L的1/6以上的区域内与内部电极接合，则一对引线的接合区域在绝缘基板的长边方向的全长L上所占的比例为1/3以上，表层玻璃膜容易成为在绝缘基板的整个长边方向上带有圆角的剖面形状。
此外，上述结构的温度传感器元件中，若表层玻璃膜将包含与主面相对的背面在内的绝缘基板的整个面覆盖，则能设为整个外表面上不具有边缘部且带有圆角的剖面形状。
发明效果
根据本发明的温度传感器元件，虽然是在长方体形状的绝缘基板上形成有电阻图案的平板型的传感器元件，但能抑制因安装角度等引起的温度检测的偏差。
附图说明
图1是本发明实施方式1的温度传感器元件的纵向剖视图。
图2是该温度传感器元件的横向剖视图。
图3是沿图1的III-III线的剖视图。
图4是本发明实施方式2的温度传感器元件的纵向剖视图。
图5是沿图1的V-V线的剖视图。
具体实施方式
参照附图对本发明的实施方式进行说明，如图1～图3所示，本发明实施方式1的温度传感器元件1包括：长方体形状的绝缘基板2；形成于绝缘基板2的主面(表面)2a上的长边方向中央部的电阻图案3；形成于绝缘基板2的主面2a的长边方向两端部来与该电阻图案3的两端部相连的一对内部电极4；接合在上述内部电极4上并向绝缘基板2的外部突出的一对引线5；覆盖电阻图案3的保护膜6；以及将包含引线5和保护膜6在内的绝缘基板2的整个主面2a覆盖的表面玻璃膜7。
绝缘基板2是由氧化铝或氧化锆等构成的陶瓷基板，若将其沿长边方向的长度尺寸设为L，将沿着短边方向的宽度尺寸设为W，将厚度尺寸设为T，则如图3所示，绝缘基板2的沿着短边方向的剖面形状呈厚度尺寸T比宽度尺寸W短的长方形。
电阻图案3是以铂为主要成分(纯度99.99％)的薄膜电阻膜，如图2所示，该电阻图案3在绝缘基板2的主面2a的中央部上形成为弯曲形状。
一对内部电极4通过对含有铂(含量约为80％)的电极糊料进行丝网印刷并使其干燥、烧结而形成，是厚度例如为12μm～22μm的薄膜电极。
一对引线5例如为镍芯线的铂包线，这些引线5通过焊接来接合于对应的内部电极4上。这里，若将引线5的线径设为D，则设定为如下关系：绝缘基板2的厚度尺寸T与引线5的线径D相加后的尺寸(T+D)与绝缘基板2的沿着短边方向的宽度尺寸W大致相同，即，(T+D)≈W。此外，若将引线5与内部电极4的接合部分的长度设为L1，则L1在绝缘基板2的长度尺寸L的1/6以上，在绝缘基板2的长边方向两端部上，一对引线5分别与内部电极4接合，因此绝缘基板2的全长L的1/3以上被一对引线5的接合区域占用。
保护膜6通过对结晶玻璃等玻璃糊料进行丝网印刷并使其干燥、烧结而形成，图2中省略了保护膜6的图示，但该保护膜6以覆盖整个电阻图案3的方式形成在绝缘基板2的主面2a上。
表层玻璃膜7通过利用分配器对结晶玻璃等玻璃糊料进行涂布并使其干燥、烧结而形成，该表层玻璃膜7不仅将包含一对引线5和保护膜6在内的绝缘基板2的整个主面2a覆盖，还形成到将与主面2a相邻的绝缘基板2的上侧各面(两端面和两侧面)覆盖的部位。由此，包围主面2a的绝缘基板2的上侧4条边(2条长边和2条短边)的边缘部被表层玻璃膜7覆盖，因此，如图2所示，绝缘基板2的沿着长边方向的表层玻璃膜7的剖面形状呈在两端部带圆角的扁平状，如图3所示，绝缘基板2的沿着短边方向的表层玻璃膜7的剖面形状呈各个顶部带有圆角的三角形。
这里，设置在绝缘基板2的主面2a与引线5之间的内部电极4是能基本忽略厚度的薄膜电极，如上所述，设定成绝缘基板2的厚度尺寸T与引线5的线径D相加后的尺寸(T+D)与绝缘基板2的沿着短边方向的宽度尺寸W大致相同，因此包含表层玻璃膜7在内的整个传感器元件的厚度方向与宽度方向的比大致为1:1。
如上所述，实施方式1的温度传感器元件1中，在绝缘基板2的主面2a上形成有以铂为主要成分的电阻图案3、以及与电阻图案3的两端部相连的一对内部电极4，并形成有表层玻璃膜7，来将包含与这些内部电极4接合并向外部突出的一对引线5、以及形成在电阻图案3上的保护膜6在内的绝缘基板2的整个主面2a覆盖，并且该表层玻璃膜7延伸到将与主面2a相邻的绝缘基板2的上侧各表面覆盖的部位，因此，虽然是在长方体形状的绝缘基板2的主面2a上形成了电阻图案3的平板型的传感器元件，但能使表层玻璃膜7的外表面为没有边缘部且带有圆角的剖面形状。而且，由于设定为绝缘基板2的厚度尺寸T与引线5的线径D相加后的尺寸(T+D)与绝缘基板2的沿着短边方向的宽度尺寸W大致相同，且整个传感器元件的厚度方向与宽度方向的比大致为1:1，因此，即使暴露于空气流时的设置角度产生变化，接触到传感器元件的空气流也不容易产生紊乱，能抑制因空气流紊乱引起的检测结果的偏差。
此外，实施方式1的温度传感器元件1中，引线5在绝缘基板2的长度尺寸L的1/6以上的区域内与对应的内部电极4接合，绝缘基板2的全长L的1/3以上由一对引线5的接合区域占用，因此在利用分配器对作为表层玻璃膜7的材料的玻璃糊料进行涂布时，能防止玻璃糊料在形成在一对引线5之间的保护膜6上呈凹状地凹陷，能容易地在绝缘基板2的整个长边方向上形成带有圆角的剖面形状的表层玻璃膜7。
接着，参照图4和图5对本发明实施方式2的温度传感器元件10进行说明。另外，图4、图5中对与图1～图3相对应的部分标注相同的标号来适当省略重复说明。
实施方式2的温度传感器元件10与实施方式1的温度传感器元件1的不同点在于，表层玻璃膜8形成为不仅覆盖与主面2a相邻的绝缘基板2的上侧各表面，还覆盖包含与主面2a相对的背面在内的绝缘基板2的整个面，其它结构基本相同。即，覆盖绝缘基板2的整个主面2a的表层玻璃膜8形成为不仅覆盖主面2a，还覆盖绝缘基板2的剩余5个面(2个端面、2个侧面以及底面)，利用这种表层玻璃膜8实现在整个外表面上具有没有边缘部且带有圆角的剖面形状的温度传感器元件10。另外，这种形状的表层玻璃膜8例如能通过多次重叠涂布玻璃糊料来形成。
上述结构的实施方式2的温度传感器元件10中，虽然是在长方体形状的绝缘基板2的主面2a上形成有电阻图案3的平板型的传感器元件，但也能使表层玻璃膜8的整个外表面为没有边缘部且带有圆角的剖面形状，并且整个传感器元件的厚度方向与宽度方向的比大致为1:1，因此，即使暴露于空气流时的设置角度产生变化，与传感器元件接触的空气流也不容易产生紊乱，能抑制因空气流的紊乱引起的检测结果的偏差。
标号说明
1、10 温度传感器元件
2 绝缘基板
2a 主面
3 电阻图案
4 内部电极
5 引线
6 保护膜
7、8 表层玻璃膜。

Claims (3)

1.一种温度传感器元件，其特征在于，包括：长方体形状的绝缘基板；形成在所述绝缘基板的主面上、且以铂为主要成分的电阻图案；与所述电阻图案的两端部相连的一对内部电极；与一对所述内部电极分别接合并从所述绝缘基板的长边方向端部向外部突出的引线；覆盖所述电阻图案的保护膜；以及将包含所述引线在内的所述绝缘基板的整个所述主面覆盖的表层玻璃膜，
所述表层玻璃膜形成为至少覆盖与所述主面相邻的所述绝缘基板的上侧各表面，从而呈没有边缘部且带有圆角的剖面形状，将所述绝缘基板的沿着短边方向的宽度尺寸设为W，将所述绝缘基板的厚度尺寸设为T，将所述引线的线径设为D时，W、T、D的关系设定为(T+D)≈W。
2.如权利要求1所述的温度传感器元件，其特征在于，将所述绝缘基板的沿着长边方向的长度尺寸设为L时，所述引线在尺寸L的1/6以上的区域内与所述内部电极接合。
3.如权利要求1所述的温度传感器元件，其特征在于，所述表层玻璃膜将包含与所述主面相对的背面在内的所述绝缘基板的整个面覆盖。
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