CN219641120U - 温度传感器、用电设备、储能设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及温度传感器技术领域，特别涉及一种温度传感器、用电设备、储能设备。温度传感器包括基板、温度传感器芯片以及第一导热件，温度传感器芯片设于基板，第一导热件设于基板，温度传感器芯片热传导连接第一导热件，第一导热件用以感测待测件的温度，并将温度传导至温度传感器芯片，用以实现温度传感器芯片对待测物的温度检测，第一导热件的导热面积大于温度传感器芯片的导热面积，有利于提高温度传感器芯片对待检测件的温度响应速度和检测精确度，提高温度传感器的响应速度和精确度。

Description

温度传感器、用电设备、储能设备

技术领域

本实用新型涉及传感器技术领域，特别涉及一种温度传感器、用电设备、储能设备。

背景技术

温度传感器是指能感受温度并转换成可用输出信号的传感器。众所周知，温度传感器在各个行业领域都有广泛的应用，比如：能源、医疗行业，工业，食品行业，水电站，石油化工，冶金业，印染制药等行业都有应用。

现有的温度传感器检测灵敏度低，响应速度慢，不能达到实际检测的需求。

实用新型内容

本实用新型的主要目的是提供一种温度传感器，旨在提高温度传感器的响应速度和精确度。

为实现上述目的，本实用新型提出的一种温度传感器，所述温度传感器包括：

基板；

温度传感器芯片，所述温度传感器芯片设于所述基板；以及第一导热件，所述第一导热件设于所述基板，所述温度传感器芯片热传导连接所述第一导热件，所述第一导热件的导热面积大于所述温度传感器芯片的导热面积。

可选地，所述基板开设过孔，所述过孔的孔壁设有导电件，所述导电件的两端分别连接所述温度传感器芯片和所述第一导热件；

和/或，所述基板开设有贯穿孔，所述贯穿孔内填充有第二导热件，所述第二导热件的两端分别连接所述温度传感器芯片和所述第一导热件。

可选地，所述基板的表面设有凹槽，所述温度传感器芯片设于所述凹槽内；

或，所述温度传感器芯片埋设于所述基板内。

可选地，所述基板开设有通孔，所述温度传感器芯片设于所述通孔内，所述温度传感器芯片抵接于所述第一导热件。

可选地，所述基板包括间隔设置的第一基板和第二基板，所述温度传感器芯片设于所述第一基板，所述第一导热件的至少部分结构设于所述第一基板，所述第二基板设有用以连接元器件的接口。

可选地，所述第一基板设有遮盖所述温度传感器芯片的隔热罩。

可选地，所述温度传感器芯片包括芯片主体和设于所述芯片主体的感温焊盘，所述感温焊盘热传导连接于所述第一导热件；

或，所述温度传感器芯片包括芯片主体和设于所述芯片主体的导热粘结胶层，所述导热粘结胶层热传导连接于所述第一导热件。

可选地，所述第一导热件的两侧设有第一连接部，用以将所述第一导热件连接于待测件；

和/或，所述基板的两侧设有第二连接部，以将所述基板固定于待测件；

和/或，所述第一导热件为设于所述基板表面的金属层或绝缘导热层。

本申请还提供一种用电设备，包括所述的温度传感器。

本申请还提供一种储能设备，包括所述的温度传感器。

本实用新型提供的温度传感器包括基板、温度传感器芯片以及第一导热件，温度传感器芯片设于基板，第一导热件设于基板的一侧，温度传感器芯片热传导连接第一导热件，第一导热件用以感测待测件的温度，并将温度传导至温度传感器芯片，用以实现温度传感器芯片对待测物的温度检测，第一导热件的导热面积大于温度传感器芯片的导热面积，有利于提高温度传感器芯片对待检测件的温度响应速度和检测精确度，提高温度传感器的响应速度和精确度。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本实用新型一实施例的温度传感器侧视图的结构示意图；

图2为图1中温度传感器俯视图的结构示意图；

图3为本实用新型一实施例的温度传感器侧视图的结构示意图；

图4为图3中温度传感器俯视图结构示意图；

图5为图3中温度传感器的剖视角度的分解结构示意图；

图6为本实用新型一实施例的温度传感器剖视图的结构示意图；

图7为本实用新型一实施例的温度传感器剖视图结构示意图；

图8为本实用新型一实施例的温度传感器剖视图结构示意图；

图9为本实用新型一实施例的温度传感器侧视图结构示意图；

图10为本实用新型一实施例的温度传感器侧视图结构示意图；

图11为本实用新型一实施例的温度传感器剖视图结构示意图。

附图标号说明：

标号	名称	标号	名称
				10	基板	20	待测件
10a	第一基板	30	温度传感器芯片
				10b	第二基板	40	隔热罩
11	热传导部	50	第一导热件
				11a	过孔	51	金属板
11b	第二导热件	53	绝缘导热垫
				12	感温焊盘	60	第一连接部
15	间隙	80	第二连接部

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

另外，在本实用新型中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，全文中出现的“和/或”的含义为，包括三个并列的方案，以“A和/或B为例”，包括A方案，或B方案，或A和B同时满足的方案。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

现有的温度传感器检测灵敏度低，响应速度慢，不能达到实际检测的需求。

例如，温度传感器通常包括检测温度的探头，探头与待检测件的接触面积小，不利于温度传感器对待检测件的检测精度。

为了解决上述问题，如图1至图11，本申请提供一种温度传感器，包括基板10、温度传感器芯片30以及第一导热件50，温度传感器芯片30设于基板10，第一导热件50设于基板10，温度传感器芯片30热传导连接第一导热件50，第一导热件50的导热面积大于温度传感器芯片30的导热面积。

基板，指的是电子基板，是芯片封装的载体，搭载电子元器件的支撑，构成电子电路的基盘，按其结构可分为普通基板、印制电路板、模块基板等几大类，本申请中的基板类型具体不作限定。

导热件，具有传导温度的作用，可以是金属材料构成，也可以是非金属材料构成，例如，铝、铜、铁、石墨烯、导热硅胶片、导热硅脂等。

温度传感器芯片30热传导连接第一导热件50，指的是温度传感器芯片30和第一导热件50连接，且两者之间能进行热量的传导，可以理解的是，温度传感器芯片30和第一导热件50可以直接连接，也可以将热传导部11(具有导热功能的结构)设于温度传感器芯片30和第一导热件50之间，通过热传导部11实现两者之间热量的传导。如此，在第一导热件50于待测件20接触后，待测件20的热量通过第一导热件50被传导至温度传感器芯片30，实现温度传感器芯片30对待测件20的温度的检测。

如图1所示，温度传感器包括基板10、温度传感器芯片30以及第一导热件50，温度传感器芯片30设于基板10，第一导热件50设于基板10，温度传感器芯片30热传导连接第一导热件50，第一导热件50用以传导待测件20的温度，并将温度传导至温度传感器芯片30，用以实现温度传感器芯片30对待测物20的温度检测，第一导热件50的导热面积大于温度传感器芯片30的导热面积，有利于提高温度传感器芯片30对待检测件20的温度响应速度和检测精确度，提高温度传感器的响应速度和精确度。

在一实施例中，基板10开设过孔11a，过孔11a的孔壁设有导电件，导电件的两端分别连接温度传感器芯片30和第一导热件50；和/或，基板10开设有贯穿孔，贯穿孔内填充有第二导热件11b，第二导热件11b的两端分别连接温度传感器芯片30和第一导热件50。

过孔也称金属化孔，在双面板和多层板中，为连通各层之间的印制导线，在各层需要连通的导线的交汇处钻上一个公共孔，即过孔。在工艺上，过孔的孔壁圆柱面上用化学沉积的方法镀上一层金属，用以连通中间各层需要连通的铜箔，而过孔的上下两面做成圆形焊盘形状，过孔的参数主要有孔的外径和钻孔尺寸。过孔不仅可以是通孔，还可以是掩埋式。所谓通孔式过孔是指穿通所有敷铜层的过孔；掩埋式过孔则仅穿通中间几个敷铜层面，仿佛被其它敷铜层掩埋起来。

如图5所示，基于过孔的孔壁设有导电件，导电件通常是金属层，以及过孔的上下两面形成有焊盘，则过孔具有导热的特点，为此，直接采用过孔来作为热传导部11，过孔的孔壁设有导电件，导电件的一端接触温度传感器芯片30，另一端接触第一导热件50，使得第一导热件50感测待测件20的温度后，依次将温度传导至过孔的导电件和温度传感器芯片30，使得温度传感器芯片30有效实现对待测件20温度的检测。可以理解的是，过孔的个数不作限定，可以是1、2、3、4、5、10等，具体根据实际需要进行设置。

如图8所示，还可以理解的是，基板10开设有贯穿孔，贯穿孔内填充有第二导热件11b，第二导热件11b的两端分别连接温度传感器芯片30和第一导热件50。可以理解的是，贯穿孔的个数不作限定，可以是1、2、3、4、5、10等，具体根据实际需要进行设置。第二导热件11b可以是金属导热材料，也可以是非金属导热材料，根据实际需要进行设置，例如，在不需要电导通的情况下，可以采用在基板10开设有贯穿孔，采用绝缘导热材料填充在贯穿孔内，实现温度的传导，避免电流的导通。

当然，在一实施例中，过孔和贯穿孔可以同时存在，贯穿孔内填充第二导热件11b，随着热传导路径的增加，导热速率加快，有利于温度传感器快速的测温。

如图1所示，温度传感器芯片30设于基板10的一侧，第一导热件50设于基板10的另一侧，基板10开设过孔，通过过孔内的导电件将基板10两侧的温度传感器芯片30和第一导热件50热传导连接。为了减轻外部温度对温度传感器芯片30的干扰，还可以在温度传感器芯片30的周围设置隔热件，提高温度传感器芯片30的检测准确性。

在一实施例中，基板10的表面设有凹槽，温度传感器芯片30设于凹槽内；或，温度传感器芯片30埋设于基板10层内。

如图6所示，为了方便温度传感器芯片30的安装，在基板10的表面设有凹槽，温度传感器芯片30设于凹槽内，同时还可以缩短温度传感器的整体高度尺寸，缩小温度传感器的整体尺寸，方便在狭窄空间设置温度传感器。并且，温度传感器芯片30设于凹槽内还可以缩短导热的路径，提高热传导速率，提高温度的检测效率。

温度传感器芯片30设于凹槽内，还可以使得温度传感器芯片30远离基板10表面上其他元器件，基板10表面的其他元器件在工作过程中会产生热量，加大温度传感器芯片30与基板10表面上其他元器件之间的距离，有效降低其他元器件将热量通过空气或介质传导至温度传感器芯片30，提高温度传感器芯片30的检测准确性。当然，还可以在温度传感器芯片30周围设置隔热罩，减轻外界温度对温度传感器芯片30的影响。

还可以理解的是，如图8所示，温度传感器芯片30埋设于基板10内。如此，不仅可以缩短导热的路径，还可以节省基板10表面的布线空间，使得可在基板10表面进一步集成其他元器件，提高温度传感器的集成度。可以理解的是，为了方便温度传感器芯片30的引脚与基板10表面的接口电连接，可以在基板10开设过孔，以方便温度传感器芯片30与电源等器件连接。

将温度传感器芯片30埋设于基板10内，还可以将温度传感器芯片30与基板10表面上其他元器件隔离，减轻外界外度对温度传感器芯片30的影响。

可以理解的是，基板10为多层结构，温度传感器芯片30设于基板10的内层，如此，实现温度传感器芯片30埋设于基板10内。

在一实施例中，基板10开设有通孔，温度传感器芯片30设于通孔内，温度传感器芯片30抵接于第一导热件50。

如图7所示，还可以在基板10开设通孔，将温度传感器芯片30设于通孔内，温度传感器芯片30抵接于第一导热件50。如此，进一步缩短热传导路径，提高热传导速率，提高温度的检测效率。

进一步地，基板10包括间隔设置的第一基板10a和第二基板10b，温度传感器芯片30设于第一基板10a，第一导热件50的至少部分结构设于第一基板10a，第二基板10b设有用以连接元器件的接口。

如图9所示，为了避免基板10上其他元件的温度传递至温度传感器芯片30，从而影响温度测定的准确性，基板10包括间隔设置的第一基板10a和第二基板10b，也即，第一基板10a和第二基板10b之间设有间隙15，从而避免第一基板10a和第二基板10b之间的温度传导，温度传感器芯片30设于第一基板10a，第一导热件50的至少部分结构设于第一基板10a。第二基板10b设有用以连接元器件的接口，如此，其他元器件可以设置在第二基板10b上，其他元件产生的热量难以传导至温度传感器芯片30。

可以理解的是，考虑到设于温度传感器芯片30周围的其他器件会产热，热量会通过基板10辐射至温度传感器芯片30，影响温度传感器芯片30的测量准确性，为此，设置间隔设置的第一基板10a和第二基板10b，温度传感器芯片30设于第一基板10a，其他器件设于第二基板10b，由于第一基板10a和第二基板10b之间间隙15的存在，器件产生的热量难以由第二基板10b辐射至第一基板10a，减少其他器件产热对温度传感器芯片30的影响。

在一实施例中，基板10设有遮盖温度传感器芯片30的隔热罩40。

基板10设有遮盖温度传感器芯片30的隔热罩40，通过隔热罩40将外部的温度隔绝，降低外部温度传导至温度传感器芯片30的风险，提高温度传感器检测的准确性。

在一实施例中，第一基板10a设有遮盖温度传感器芯片30的隔热罩40。

第一基板10a设有遮盖温度传感器芯片30的隔热罩40，通过隔热罩40将外部的温度隔绝，降低外部温度传导至温度传感器芯片30的风险，提高温度传感器检测的准确性。

可以理解的是，根据待测件20的待测面积大小，第一导热件50可以设置在第一基板10a上，或第一导热件50可以同时设于第一基板10a和第二基板10b上。

在一实施例中，温度传感器芯片30包括芯片主体和设于芯片主体的感温焊盘12，感温焊盘12热传导连接于第一导热件50；或，温度传感器芯片30包括芯片主体和设于芯片主体的导热粘结胶层，导热粘结胶层热传导连接于第一导热件50。

焊盘，是表面贴装装配的基本构成单元，可以理解的是焊盘底层是铜，上面是镀的锡，铜和锡均具有导热的作用。

为了方便温度传感器芯片30感测温度，温度传感器芯片30包括芯片主体和设于芯片主体的感温焊盘12，感温焊盘12热传导连接于第一导热件50，可以理解的是，温度传感器芯片30通过感温焊盘12焊接于基板10，如此，提高温度传感器芯片30与基板10的连接牢固性。

如图5和图6所示，感温焊盘12可以焊接于过孔11a表面的焊盘上，如图7所示，当第一导热件50为金属材质时，感温焊盘12可以焊接于第一导热件50。

当然，温度传感器芯片30还可以通过导热粘结胶层粘结于基板10，也即，为了方便温度传感器芯片30的维护更换，可以将温度传感器芯片30通过导热粘结胶层粘结于基板10，如图5所示，温度传感器芯片30通过导热粘结胶层粘结于基板10表面，如图6所示，温度传感器芯片30通过导热粘结胶层粘结于基板10的凹槽底面，如图7所示，温度传感器芯片30通过导热粘结胶层粘结于第一导热件50。

在一实施例中，第一导热件50的两侧设有第一连接部60，用以将第一导热件50连接于待测件20；和/或，基板10的两侧设有第二连接部80，以将基板10固定于待测件20。

为了方便温度传感器在待测件20上的连接，如图4所示，第一导热件50的两侧设有第一连接部60，用以将第一导热件50连接于待测件20。第一连接部60可以是螺接件，通过螺接的方式将第一导热件50固定于待测件20，例如，第一连接部60可以是螺栓或螺纹孔。第一连接部60还可以是卡接件，通过卡接的方式将第一导热件50固定于待测件20，例如，第一连接部60可以是卡凸或卡槽。

如图10所示，基板10的两侧设有第二连接部80，以将基板10固定于待测件20。也即，还可以在基板10的两侧设置第二连接部80，第二连接部80可以是卡接件或螺接件，以将基板10固定于待测件20.

当然，在一实施例中，第一导热件50的两侧设有第一连接部60，同时，基板10的两侧设有第二连接部80，双重连接设置，提高温度传感器与待测件20之间的连接牢固性。

在一实施例中，第一导热件50为设于基板10表面的金属层或绝缘导热层。

可以理解的是，金属层可以是基板10表面的铜箔，基板10表面的铜箔可以作为第一导热件50，铜箔与温度传感器芯片30热传导连接，并且，基板10表面铜箔的设置还可以为基板10散热以及减少阻抗。如此，无需额外设置导热层，降低成本。可以理解的是，铜箔也称为焊盘，基板10的焊盘直接接触待测件20，待测件20的热量通过焊盘传递至温度传感器芯片30。

为了进一步提高导热性，在铜箔表面设置有锡层。锡的导热性优于铜，提高导热性能。

可以理解的是，锡层也称为助焊层，用于贴片封装，与贴片元器件焊盘对应。在SMT加工时通常采用一块钢板，将PCB上对应着元器件焊盘的地方打孔，然后钢板上上锡膏，PCB在钢板下的时候，锡膏漏下去，也就刚好每个焊盘上都能沾上焊锡。

为了进一步提高导热效果，锡层的表面设有金属板51，可以理解的是，待测件20需要测温的表面具有特定的形状，单纯设置在基板10表面的铜箔难以有效覆盖待测件20的表面，为此，在锡层表面设置金属板51，金属板51可以具有各种形状，以适应待测件20的测温表面。例如，金属板51可以是长方形，三角形，菱形等多边形，也即，金属板51的形状与待测件20的测温部位的形状相适配。在使用过程中，金属板51直接接触待测件20的待测温部位，待测件20的温度通过金属板51传递至温度传感器芯片30。

考虑到待测件20在一些使用和工作环境的要求下，不希望接触金属，以免影响待测件20的使用性能，可以在基板10表面设置绝缘导热层，绝缘导热层的材质可以是导热硅脂，例如，如图11所示，在基板10的表面设有绝缘导热垫53，绝缘导热垫53感测待测件20的温度后，可以通过第二导热件11b将热量传导至温度传感器芯片30，如此实现温度传感器芯片30对待测件20的温度检测。

本申请还提供一种分流器，分流器包括上述的温度传感器。由于温度传感器采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。

分流器是一种用于测量直流电流的仪器，在电流测量过程中温度会影响分流器测量的精度，具体地，分流器电阻通过电流时会自发产生热量，当环境温度升高或者器件本身散热不充分时，将导致分流器电阻温度急剧升高，从而使得分流器电阻的阻值发生变化，从而导致测量误差增大。通过本申请的温度传感器测量分流器电阻温度，实现温度补偿功能，解决分流器测量装置因温度变化而引起测量误差增大的缺点。

本申请还提供一种用电设备，包括温度传感器。由于温度传感器采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。

用电设备是指需要消耗电能的设备，例如，用电设备可以是家电产品、汽车等，具体不做限定。

本申请还提供一种储能设备，包括温度传感器。由于温度传感器采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。

储能设备是指能量存储装置，例如，储能设备可以是储能一体机、电池包、移动充电车、户外电源等。具体不做限定。

上仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的发明构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种温度传感器，其特征在于，所述温度传感器包括：

基板(10)；

温度传感器芯片(30)，所述温度传感器芯片(30)设于所述基板(10)；以及第一导热件(50)，所述第一导热件(50)设于所述基板(10)，所述温度传感器芯片(30)热传导连接所述第一导热件(50)，所述第一导热件(50)的导热面积大于所述温度传感器芯片(30)的导热面积。

2.如权利要求1所述的温度传感器，其特征在于，所述基板(10)开设过孔(11a)，所述过孔(11a)的孔壁设有导电件，所述导电件的两端分别连接所述温度传感器芯片(30)和所述第一导热件(50)；

和/或，所述基板(10)开设有贯穿孔，所述贯穿孔内填充有第二导热件(11b)，所述第二导热件(11b)的两端分别连接所述温度传感器芯片(30)和所述第一导热件(50)。

3.如权利要求1所述的温度传感器，其特征在于，所述基板(10)的表面设有凹槽，所述温度传感器芯片(30)设于所述凹槽内；

或，所述温度传感器芯片(30)埋设于所述基板(10)内。

4.如权利要求1所述的温度传感器，其特征在于，所述基板(10)开设有通孔，所述温度传感器芯片(30)设于所述通孔内，所述温度传感器芯片(30)抵接于所述第一导热件(50)。

5.如权利要求1所述的温度传感器，其特征在于，所述基板(10)包括间隔设置的第一基板(10a)和第二基板(10b)，所述温度传感器芯片(30)设于所述第一基板(10a)，所述第一导热件(50)的至少部分结构设于所述第一基板(10a)，所述第二基板(10b)设有用以连接元器件的接口。

6.如权利要求1所述的温度传感器，其特征在于，所述基板(10)设有遮盖所述温度传感器芯片(30)的隔热罩(40)。

7.如权利要求1至6中任一项所述的温度传感器，其特征在于，所述温度传感器芯片(30)包括芯片主体和设于所述芯片主体的感温焊盘(12)，所述感温焊盘(12)热传导连接于所述第一导热件(50)；

或，所述温度传感器芯片(30)包括芯片主体和设于所述芯片主体的导热粘结胶层，所述导热粘结胶层热传导连接于所述第一导热件(50)。

8.如权利要求1至6中任一项所述的温度传感器，其特征在于，所述第一导热件(50)的两侧设有第一连接部(60)，用以将所述第一导热件(50)连接于待测件(20)；

和/或，所述基板(10)的两侧设有第二连接部(80)，以将所述基板(10)固定于待测件(20)；

和/或，所述第一导热件(50)为设于所述基板(10)表面的金属层或绝缘导热层。

9.一种用电设备，其特征在于，包括如权利要求1至8中任一项所述的温度传感器。

10.一种储能设备，其特征在于，包括如权利要求1至8中任一项所述的温度传感器。