DE10015831A1

DE10015831A1 - Temperatursensor, Verfahren zur Herstellung desselben und Verfahren zur Befestigung desselben auf einer Schaltungsplatine

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Publication number: DE10015831A1
Application number: DE10015831A
Authority: DE
Inventors: Tetsuya Kawamoto; Hideki Yamada; Hiroyuki Kobayashi; Minoru Shimada; Kingo Ohmura; Asami Wakabayashi
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1999-04-09
Filing date: 2000-03-30
Publication date: 2001-04-12
Anticipated expiration: 2020-03-31
Also published as: TW463184B; DE10015831C2; US7075407B1; KR100369312B1; US7193498B2; KR20010029618A; US20060208848A1

Abstract

Ein Temperatursensor besitzt Anschlußleitungen, die aus einem elastischen Material bestehen, von denen jede an einer entsprechenden Elektrode auf einem Temperaturerfassungselement, beispielsweise einem NTC-Thermistorelement, befestigt ist. Die Anschlußleitungen können jeweils ein nicht-gerades Teil aufweisen, an dem dieselben in eine Halbkreisform gebogen oder deformiert sind, derart, daß, wenn diese Anschlußleitungen in Durchgangslöcher, die durch eine Schaltungsplatine vorbereitet sind, eingebracht werden, die nicht-geraden Teile an den Durchgangslöchern eingehakt werden, und die Abschnitte der Anschlußleitungen oberhalb der Schaltungsplatine schräg hochstehen. Anstelle von Anschlußleitungen kann ein Paar von länglichen planaren Anschlußleitungsanschllüssen, von denen jeder ein verdrehtes oberes Endteil aufweist, mit den Elektroden verbunden sein, derart, daß die oberen Endteile des Paars von Anschlußleitungsanschlüssen einander gegenüberliegen und das Temperaturerfassungselement sicherer zwischen sich halten können. Derartige Temperatursensoren können hergestellt werden, indem viele Temperaturerfassungselemente und ein Anschlußleitungsrahmen mit einem geradlinig länglichen Basisteil und Paaren von planaren Anschlußleitungsteilen, die sich senkrecht von dem Basisteil erstrecken, vorbereitet werden, indem diese planaren Anschlußleitungsteile verdreht werden und indem die Temperaturerfassungselemente zwischen einander zugewandte Paare von oberen Endteilen dieser ...

Description

Diese Erfindung bezieht sich auf einen Temperatursensor, der mit Anschlußleitungen oder planaren Anschlüssen versehen ist, und spezieller auf einen Temperatursensor, der einen Thermistor aufweist. Die Erfindung bezieht sich ferner auf ein Verfahren zum Herstellen eines solchen Sensors, und auf ein Verfahren zum Befestigen eines solchen Sensors an einer Schaltungsplatine.

Ein Thermistorelement mit einem negativen Temperaturkoeffi zienten (oder ein NTC-Thermistorelement) wird üblicherweise als Temperaturerfassungselement für einen solchen Tempera tursensor verwendet und wird manchmal direkt in Berührung mit einem Zielobjekt angeordnet, wie z. B. einer CPU (CPU = central processing unit = zentrale Verarbeitungseinheit), die sich auf einer Hauptplatine (Motherboard) befindet, um exakt die Temperatur derselben zu messen. Die Fig. 10A und 10B zeigen ein Beispiel eines bekannten Temperatursensors 101 dieses Typs zum Erfassen der Wärme, die durch eine CPU 2, die durch einen Sockel 4 mit einer gedruckten Schaltungs platine 105 verbunden ist, erzeugt wird, wobei der Tempera tursensor 101 mit einem DC-Lüfter 3 (DC = direct current = Gleichstrom) zum Kühlen der CPU 2 in Berührung ist. Der be kannte Temperatursensor 101 ist dadurch charakterisiert, daß derselbe Anschlußleitungen 106 und 107 aufweist, die bei spielsweise aus einem plattierten Draht bestehen, wie z. B. einem harten Kupfer- oder Stahl-Draht, der mit Kupfer oder verseilten weichen Kupferdrähten bedeckt ist, und weisen da her keine Elastizität auf. Daher war es notwendig, ein Haft mittel 109 zu verwenden, um das Temperaturerfassungselement 108 des Sensors 101 sicher an dem DC-Lüfter 3 zu befestigen, wie in Fig. 10A gezeigt ist, oder um die Länge der Anschluß leitungen 106 und 107 entsprechend dem Abstand zwischen der Schaltungsplatine 5 und dem DC-Lüfter 3 einzustellen.

Durch das Verfahren des Verwendens des Haftmittels 109, um das Temperaturerfassungselement 108 an dem DC-Lüfter 3 zu befestigen, wie es in Fig. 10A gezeigt ist, wird ein zusätz licher Schritt für die Befestigung bei dem Herstellungsver fahren notwendig, wobei ferner die Positionierung keine ein fache Aufgabe ist. Durch das Verfahren des Einstellens der Länge der Anschlußleitungen 106 und 107, um die Berührung zwischen dem Temperaturerfassungselement 108 und dem DC-Lüf ter 3 zu bewirken, wie in Fig. 10B gezeigt ist, müssen die Längen der zwei Anschlußleitungen 106 und 107 einzeln einge stellt werden. Ferner machen es Schwingungen des DC-Lüfters 3 schwierig, eine konstante Positionsbeziehung zwischen dem Temperaturerfassungselement 108 und dem DC-Lüfter 3 beizube halten, was Schwierigkeiten bei der Durchführung einer exak ten Temperaturerfassung bewirkt.

Zum Herstellen von Temperatursensoren, die mit planaren An schlußleitungsanschlüssen versehen sind, werden die An schlußleitungsanschlüsse aus einem Anschlußleitungsrahmen hergestellt, um das Montageverfahren zu automatisieren und Abweichungen bezüglich der Genauigkeit hinsichtlich Form und Größe zu reduzieren. Fig. 11 zeigt einen Anschlußleitungs rahmen 151, an dem ein Temperaturerfassungselement 152 an gebracht ist. Der Anschlußleitungsrahmen 151 ist geformt, um ein linear längliches riemenförmiges Basisteil 151a und eine Mehrzahl von Paaren von planaren Anschlußleitungsteilen 151b aufzuweisen, die sich senkrecht von dem Basisteil 151a er strecken. Das Temperaturerfassungselement 152 besitzt eine Struktur, die Anschlußelektroden 152a auf ihren zwei einan der gegenüberliegenden Anschlußendoberflächen aufweist, und ist in dem Zwischenraum zwischen den Spitzenabschnitten 151c des Paars von planaren Anschlußleitungsteilen 151b einge fügt. Die Stutzenabschnitte 151c der planaren Anschlußlei tungsteile 151b und die Anschlußelektroden 152a des Tempera turerfassungselements 152 sind durch die Verwendung eines Lötmittelmaterials (nicht gezeigt) oder dergleichen elek trisch verbunden.

Es ist dabei jedoch nicht einfach, die Temperaturerfassungs elemente 152 auf eine fein ausgerichtete Art und Weise in der Dickenrichtung in die Zwischenräume, die auf dem An schlußleitungsrahmen 151 gebildet sind, einzubringen, da die Kontaktoberflächenbereiche zwischen den Spitzenabschnitten 151c der planaren Anschlußleitungsteile 151b und dem Tempe raturerfassungselement 152 klein sind. Selbst nachdem die Temperaturerfassungselemente 152 eingebracht sind, besteht ein weiteres Problem darin, daß dieselben bezüglich der Spitzenabschnitten 151c der planaren Anschlußleitungsteile 151b hinsichtlich der Ausrichtung (wie in Fig. 12A gezeigt ist) oder der Position (wie in Fig. 12B gezeigt ist) nicht immer stabil positioniert werden können.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen Temperatursensor zu schaffen, der ohne weiteres zuverlässig in Berührung mit einem Element, dessen Temperatur erfaßt werden soll, positioniert werden kann, sowie ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Temperatursensors und ein Verfahren zum Befestigen eines solchen Temperatursensors an einem Trägerelement zu schaffen.

Diese Aufgabe wird durch einen Temperatursensoren gemäß An spruch 1 oder 9, und ein Verfahren gemäß Anspruch 15 oder 17 gelöst.

Die vorliegende Erfindung ist vorteilhaft dahingehend, daß dieselbe einen verbesserten Temperatursensor mit elastischen Anschlußleitungen schafft, die Federcharakteristika aufwei sen, derart, daß das Temperaturerfassungselement des Tempe ratursensors und ein Zielobjekt für eine Temperaturmessung zuverlässig in Berührung gebracht werden können.

Weiterhin ist die vorliegende Erfindung vorteilhaft dahin gehend, daß dieselbe einen Temperatursensor schafft, der derart entworfen ist, daß sich seine Anschlußleitungen in eine gewünschte Richtung biegen, und daß daher das Tempera turerfassungselement und das Zielobjekt noch zuverlässiger in Berührung gebracht werden können.

Ein weiterer Vorteil dieser Erfindung besteht darin, daß dieselbe einen Temperatursensor, dessen Anschlußleitungsan schlüsse und das Temperaturerfassungselement sicher und zu verlässig verbunden sind, sowie ein Verfahren zur Herstel lung eines solchen Temperatursensors, schafft.

Ein Temperatursensor gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel dieser Erfindung, mit dem die der vorliegenden Erfindung zu grunde liegende Aufgabe gelöst werden kann, kann als ein Temperaturerfassungselement, wie z. B. ein NTC-Thermistor element mit Elektroden auf demselben, und längliche, elek trisch leitfähige Anschlußleitungen, die aus einem elasti schen Material bestehen, von denen jede mit einer entspre chenden dieser Elektroden verbunden ist, aufweisend be schrieben werden. Die Anschlußleitungen können vorzugsweise jeweils ein nicht-gerades Teil aufweisen, derart, daß, wenn diese Anschlußleitungen in Durchgangslöcher, die durch eine Basisplatine vorbereitet sind, eingebracht werden, die nicht-geraden Teile an den Durchgangslöchern eingehängt wer den, und die Abschnitte der Anschlußleitungen oberhalb der Basisplatine schräg nach oben stehen. Diese nicht-geraden Teile können jeweils in einer halbkreisförmigen Form und/oder durch ein Biegen von allen in die gleiche Richtung gebildet sein. Das Temperaturerfassungselement und die An schlußleitungen können mit einem elektrisch isolierenden Ma terial bedeckt sein.

Ein weiterer Temperatursensor gemäß einem zweiten Ausfüh rungsbeispiel dieser Erfindung, dessen Anschlußleitungs anschlüsse und dessen Temperaturerfassungselement sicher und zuverlässig verbunden sind, kann als ein Temperaturerfas sungselement, wie z. B. ein NTC-Thermistorelement, mit Elek troden auf einander gegenüberliegenden Oberflächen desselben und ein Paar von länglichen, elektrisch leitfähigen, plana ren Anschlußleitungsanschlüssen aufweisend charakterisiert werden, von denen jeder derart verdreht ist, daß die oberen Endteile derselben einem Zwischenraum zwischen denselben zu gewandt sind, wobei das Temperaturerfassungselement zwischen den oberen Endteilen in dem Zwischenraum angeordnet ist.

Derartige Temperatursensor mit verdrehten planaren Anschluß leitungsanschlüssen können durch folgende Schritte herge stellt werden: Erzeugen von Temperaturerfassungselementen, die jeweils Elektroden auf ihren einander gegenüberliegenden Hauptoberflächen aufweisen; Bilden eines Anschlußleitungs rahmens, der ein gerade längliches Basisteil und eine Mehr zahl von Paaren von planaren Anschlußleitungsteilen, die sich senkrecht von demselben erstrecken, aufweist; Verdrehen von jedem dieser planaren Anschlußleitungsteile derart, daß jedes dieser Paare obere Endteile aufweist, die einander mit einem Zwischenraum zwischen denselben gegenüberliegen, Ein fügen der Temperaturerfassungselemente jeweils zwischen die einander gegenüberliegenden oberen Endteile eines entspre chenden dieser Paare von planaren Anschlußleitungsteilen; elektrisches Verbinden der Elektroden mit den oberen Endtei len; und Schneiden jedes planaren Anschlußleitungsteils von dem Basisteil, um Anschlußleitungsanschlüsse mit spezifi zierten Längen zu bilden.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend bezugnehmend auf die beiliegenden Zeich nungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Vorderansicht eines Temperatursensors gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel dieser Erfindung;

Fig. 2 eine Skizze des Temperatursensors von Fig. 1, wenn derselbe zur Erfassung der Temperatur einer Ziel vorrichtung verwendet ist;

Fig. 3 eine Diagonalansicht einer Variation des Tempera tursensors gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel dieser Erfindung;

Fig. 4 eine Skizze des Temperatursensors von Fig. 3, wenn derselbe zur Erfassung der Temperatur einer Ziel vorrichtung verwendet ist;

Fig. 5 eine teils geschnittene horizontale Ansicht einer weiteren Variation des Temperatursensors gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel dieser Erfindung;

Fig. 6A und 6B teilweise geschnittene horizontale Ansichten von noch weiteren Variationen des Temperatursensors gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel dieser Erfin dung;

Fig. 7 eine Vorderansicht eines Temperatursensors gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel dieser Erfindung;

Fig. 8 eine Skizze des Temperatursensors von Fig. 7, wenn derselbe zur Erfassung der Temperatur einer Ziel vorrichtung verwendet ist;

Fig. 9A, 9B, 9C und 9D Diagonalansichten, die Temperatursen soren gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel dieser Erfindung in unterschiedlichen Herstellungsphasen derselben zeigen;

Fig. 10A und 10B Skizzen eines bekannten Temperatursensors, wenn derselbe zum Erfassen der Temperatur einer Zielvorrichtung verwendet ist;

Fig. 11 eine Diagonalansicht eines Anschlußleitungsrahmens mit Temperaturerfassungselementen, die an demselben angebracht sind, zur Herstellung bekannter Tempera tursensoren; und

Fig. 12A und 12B Skizzen bekannter Temperatursensoren, deren Temperaturerfassungselemente verschoben sind.

In der gesamten Anmeldung werden gleiche oder äquivalente Komponenten, wie z. B. die Zielvorrichtung, von der die Tem peratur erfaßt wird, durch die gleichen Bezugszeichen mar kiert und nicht notwendigerweise wiederholt beschrieben.

Die Erfindung wird als nächstes anhand von Beispielen be schrieben. Fig. 1 zeigt einen Temperatursensor 11 gemäß ei nem Ausführungsbeispiel dieser Erfindung, der ein NTC-Ther mistorelement 12 mit einem Paar von Anschlußelektroden 13 und 14, die auf einander gegenüberliegenden Hauptoberflächen desselben gebildet sind, Anschlußleitungen 15 und 16, von denen jede an einer entsprechenden dieser Anschlußelektroden 13 und 14 befestigt ist (beispielsweise durch ein Lötmittel material (nicht gezeigt)), eine erste äußere Abdeckung 17a eines elektrisch isolierenden Harzmaterials, das das Ther mistorelement 12 bedeckt, und eine zweite äußere Abdeckung 17b ebenfalls eines elektrisch isolierenden Harzmaterials, die die Anschlußleitungen 15 und 16 außer über deren zweiten Enden bedeckt, aufweist. Die Anschlußelektroden 13 und 14 können Ag, Cu, Au, Pt oder eine Legierung, die beliebige dieser Materialien enthält, aufweisen. Das NTC-Thermistor element 12 muß nicht notwendigerweise die Form eines Chips aufweisen, sondern kann eine planare, beispielsweise runde, Plattenscheibe sein.

Gemäß einem Beispiel umfassen die Anschlußleitungen 15 und 16 Phosphorbronze mit einer Härte von 1/2 H und besitzen eine kreisförmige Querschnittform mit einem Durchmesser von 0,4 mm. Das Material für die Anschlußleitungen 15 und 16 kann auch Neusilber, Berrylium, SUS, eine Cu-Ti-Legierung, Messing oder irgendeines dieser Materialien mit einer Plat tierung sein, so lange dasselbe eine stärker federartige elastische Charakteristik als eine harte Kupfer- oder Stahl-Leitung aufweist, die mit einer Kupferabdeckung be deckt ist.

Die erste äußere Abdeckung 17a ist zum Zweck des Schutzes des NTC-Thermistorelements 12 vor der Umgebung vorgesehen und ferner, um dasselbe elektrisch isoliert zu halten, und umfaßt beispielsweise ein Epoxidharz oder ein Phenolharz mit einer überlegenen Isolationscharakteristik und einem über legenen Wärmewiderstand. Die zweite äußere Abdeckung 17b be steht vorzugsweise aus einem Material, wie z. B. einem Po lyethylenharz, das nicht nur elektrisch isolierend sondern ferner entsprechend der federartigen elastischen Charakteri stik der Anschlußleitungen 15 und 16 elastisch und flexibel ist. Die erste und die zweite äußere Abdeckung 17a und 17b können aus dem gleichen Harzmaterial bestehen. In einem solchen Fall kann vorzugsweise ein Polyethylenharz oder ein Silikonharz verwendet werden. Alternativ kann ein isolie render Schlauch verwendet werden, um die Anschlußleitungen 15 und 16 zu bedecken.

Wie in Fig. 2 gezeigt ist, wurde der Temperatursensor 11, der derart strukturiert ist, geprüft, indem sein Thermi storelement 12 in Berührung mit einem DC-Lüfter 3, der mit einer CPU 2 verbunden ist, gebracht wurde, um die Temperatur desselben zu erfassen. Die Länge der Anschlußleitungen 15 und 16 wurde etwas länger gemacht als die vertikale Trennung zwischen dem DC-Lüfter 3 und der gedruckten Schaltungspla tine 5, die das Thermistorelement 12 trägt, derart, daß eine elastische Berührung mit einer Vorspannungskompressionskraft zwischen dem DC-Lüfter 3 und dem Thermistorelement 12 er reicht wurde, da die Anschlußleitungen 15 und 16 aus einem Material mit einer federartigen elastischen Charakteristik bestanden.

Wenn die Anschlußleitungen 15 und 16 einfach in Durchgangs löcher (nicht gezeigt) durch die gedruckte Schaltungsplatine 105 in einer Richtung mehr oder weniger senkrecht zu der Oberfläche derselben eingebracht werden, und die CPU mit dem DC-Lüfter 3 von oben abgesenkt wird, nachdem der Temperatur sensor 11 an der Schaltungsplatine 5 befestigt ist (angenom men durch Löten), ist es möglich, daß die Anschlußleitungen 15 und 16 nicht in der Lage sind, sich in der gewünschten Richtung zu biegen, oder können durch die vertikale Abwärts kraft zerbrochen werden. Gemäß einer bevorzugten Variation des ersten Ausführungsbeispiels der Erfindung sind, wie all gemein bei 11' in Fig. 3 gezeigt ist, die Anschlußleitungen 15 und 16 mit schleifenartigen Teilen 15a bzw. 16a versehen, wobei die Anschlußleitungen 15a und 16a in einer nahezu halbkreisförmigen Bogenform in die gleiche Richtung gebogen sind. Die zweite äußere Abdeckung 17b ist gemäß diesem Aus führungsbeispiel etwas kürzer ausgebildet, um die geschleif ten Teile 15a und 16a nicht zu bedecken, um vorteilhaft den Betrieb des Befestigens des Sensors 11' an der gedruckten Schaltungsplatine 5 durch das Einbringen der Anschlußleitun gen 15 und 16 in Durchgangslöcher 5a, die durch die Schal tungsplatine 5 vorgesehen sind, und des Lötens der Anschluß leitungen an dieselben zu ermöglichen. Bezüglich weiterer Aspekte ist der Sensor 11' identisch zu dem Sensor 11, der oben bezugnehmend auf Fig. 1 beschrieben wurde.

Wie in Fig. 4 gezeigt ist, wurde der derart verbesserte Temperatursensor 11' in gleicher Weise getestet, indem sein Thermistorelement 12 mit dem DC-Lüfter 3, der mit einer CPU 2 verbunden ist, in Berührung gebracht wurde. Die Länge der Anschlußleitungen 15 und 16 zwischen dem Thermistorelement 12 und den schleifenartigen Teilen 15a und 16a wurde etwas länger ausgebildet als die vertikale Trennung zwischen dem DC-Lüfter 3 und der gedruckten Schaltungsplatine 5, derart, daß eine elastische Berührung mit einer Vorspannungskompres sionskraft zwischen dem DC-Lüfter 3 und dem Thermistorele ment 12 erreicht wurde. Die Schaltungsplatine 5, die für diesen Test verwendet wurde, hatte eine Dicke von 1,6 mm mit Durchgangslöchern 5a mit einem Durchmesser von 1 mm.

Während der Sensor 11' auf die Schaltungsplatine 5 gesetzt wird, wobei die Anschlußleitungen 15 und 16 senkrecht in die jeweiligen Durchgangslöcher 5a derselben eingebracht werden, wird die Abwärtsbewegung desselben gestoppt, wenn die schleifenartigen Teile 15a und 16a auf die obere Oberfläche der Schaltungsplatine 5 treffen. Um die Anschlußleitungen 15 und 16 weiter abwärts zu bewegen, werden die Anschlußleitun gen 15 und 16 in die Richtung entgegengesetzt zu der Rich tung, in der die schleifenartigen Teile 15a und 16a gekrümmt sind, geneigt. Durch diese Handhabung des Sensors 11' können die Anschlußleitungen 15 und 16 weiter teilweise in die Durchgangslöcher 5a eingebracht werden, bis die unteren En den der bogenförmigen schleifenartigen Teile 15a und 16a ge gen die inneren Wände der Durchgangslöcher 5a geklemmt wer den. Zu diesem Zeitpunkt haben die unteren Enden der An schlußleitungen 15 und 16 die Durchgangslöcher 5a durchdrun gen und befinden sich auf der anderen Seite der Schaltungs platine 5, obwohl die oberen Abschnitte der bogenförmigen Anschlußleitungen 15 und 16 noch oberhalb der Ebene der obe ren Oberfläche der Schaltungsplatine 5 sind, wobei der Sen sor 11' in einem Winkel von etwa 45° bezüglich der Schal tungsplatine 5 geneigt ist, wie in Fig. 4 gezeigt ist.

Wenn somit die schleifenartigen Teile 15a und 16a in die Durchgangslöcher 5a eingehakt und in denselben verankert sind, ist es weniger wahrscheinlich, daß der Sensor 11' von der Schaltungsplatine 5 verschoben wird, selbst wenn Schwin gungen existieren, oder daß derselbe in die Richtung fällt, die entgegengesetzt der Richtung ist, in der der Sensor ge neigt ist. Der Sensor 11' wird dann an der Schaltungsplatine 5 befestigt, indem ein Lötmittelmaterial 18 aufgebracht wird. Da der Sensor 11' somit bereits schräg ausgerichtet ist, wenn die CPU 2 von oben abgesenkt wird, biegen sich die Anschlußleitungen 15 und 16 nicht in eine falsche Richtung, während der DC-Lüfter 3 das Thermistorelement 12 abwärts drückt. Da die Anschlußleitungen 15 und 16 aus einem ela stischen flexiblen Material bestehen, wie oben erläutert wurde, bleibt das Thermistorelement 12 sicher und zuverläs sig in Berührung mit dem DC-Lüfter 3.

Als eine Variation können die Anschlußleitungen 15 und 16 jeweils, wie in Fig. 5 gezeigt ist, mit einer Biegung 15b oder 16b statt eines schleifenartigen Teils ausgebildet sein, derart, daß die oberen Teile, die das Thermistorele ment 12 tragen, automatisch geneigt werden, wenn dieselben senkrecht in die entsprechenden Durchgangslöcher 5a in der Schaltungsplatine 5 eingebracht werden. Der Biegungswinkel kann geeignet zwischen 0 und 90° ausgewählt werden.

Die Fig. 6A und 6B zeigen weitere Variationen, bei denen die Anschlußleitungen 15 und 16 jeweils mit einem schleifenarti gen Teil 15a oder 16b versehen sind, das derart entworfen ist, daß die Abschnitte auf beiden Seiten jeder Schleife (oder des Halbkreis-bogenförmigen Teils) einen spezifischen Winkel zwischen 0 und 90° bilden.

Fig. 7 zeigt einen Temperatursensor 51 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel dieser Erfindung, der ein NTC-Thermi storelement 52 mit einem Paar von Anschlußelektroden 53 und 54, die auf einander gegenüberliegenden Hauptoberflächen desselben gebildet sind, Anschlußleitungsanschlüssen 55 und 56, deren obere Endteile 55a oder 56a an einer entsprechen den dieser Anschlußelektroden 53 und 54 angebracht sind (angenommen durch ein Lötmittelmaterial (nicht gezeigt)), und einer äußeren Abdeckung 57 aus einem elektrisch isolie renden Harzmaterial, die das Thermistorelement 52 und die Anschlußleitungsanschlüsse 55 und 56 mit Ausnahme von deren unteren Endteilen 55b und 56b bedeckt, aufweist. Das NTC- Thermistorelement 52 muß nicht notwendigerweise die Form eines Chips aufweisen, sondern kann planar sein und bei spielsweise eine kreisförmige Plattenform aufweisen.

Die Anschlußleitungsanschlüsse 55 und 56 können Phosphor bronze mit einer Härte von 1/2 H aufweisen und sind planar mit einer rechteckigen Querschnittform. Das Material für die Anschlußleitungsanschlüsse 55 und 56 kann ferner Neusilber, Berrylium, SUS, eine Cu-Ti-Legierung, Messing oder irgend eines dieser Materialien mit einer Plattierung sein. Die An schlußleitungsanschlüsse 55 und 56 sind an einer Position in der Nähe ihrer oberen Endteile 55a und 56a um 90° verdreht, derart, daß sich die Dickenrichtung für die oberen Endteile 55a und 56a von denen der unteren Endteile 55b und 56b um 90° unterscheidet. In anderen Worten heißt das, daß obwohl die unteren Endteile 55b und 56b der Anschlußleitungsan schlüsse 55 und 56 parallel zueinander sind, die oberen End teile 55a und 56a derselben sich über einen Zwischenraum ge genüberliegen.

Fig. 8 zeigt einen somit strukturierten Temperatursensor 51, der auf eine Basisplatine 5 gesetzt ist, um die Temperatur des DC-Lüfters 3 einer CPU 2 zu messen, die durch einen Sockel 4 ebenfalls auf der gleichen Basisplatine 5 ange bracht ist. Da die Anschlußleitungsanschlüsse 55 und 56 aus einem elastischen Material mit einer federartigen Charak teristik bestehen, kann des NTC-Thermistorelement 52 zuver lässig in Berührung mit dem DC-Lüfter 3 bleiben, selbst ohne die Verwendung eines Haftmittels zwischen denselben und ohne daß die Längen der Anschlußleitungsanschlüsse 55 und 56 sorgfältig eingestellt werden müssen.

Die äußere Abdeckung 57 kann ein Polyethylenharz umfassen. Wenn ein gleiches Harzmaterial verwendet ist, um sowohl das NTC-Thermistorelement 52 als auch die Anschlußleitungsan schlüsse 55 und 56 zu bedecken, kann ein Silikonharz ebenso wie ein Polyethylenharz verwendet werden. Wie bezugnehmend auf Fig. 1 erklärt wurde, kann die äußere Abdeckung 57 in einen Teil zum Abdecken des NTC-Thermistorelements 52 und einen weiteren Teil zum Abdecken der Anschlußleitungsan schlüsse 55 und 56 getrennt sein. Die Abdeckung für das NTC-Thermistorelement 52 dient für einen Schutz gegenüber der Umgebung und dazu, dasselbe elektrisch isoliert zu halten. Aus diesem Grund wird ein Epoxidharz, ein Phenolharz oder ein Glasmaterial mit einer überlegenen Isolationscha rakteristik und einem überlegenen Wärmewiderstand bevorzugt. Der Teil der äußeren Abdeckung 57 für den Schutz der An schlußleitungsanschlüsse 55 und 56 sollte vorzugsweise aus einem Material, wie z. B. einem Polyethylenharz bestehen, das nicht nur elektrisch isolierend sondern auch entspre chend der federartigen elastischen Charakteristik der An schlußleitungsanschlüsse 55 und 56 flexibel ist.

Die Temperatursensoren 51 können hergestellt werden, indem zunächst viele NTC-Thermistorelemente 52 vorbereitet werden, auf denen Anschlußelektroden 52 gebildet sind, die Ag, Cu, Au, Pt oder eine Legierung derselben aufweisen, um als Tem peraturerfassungselement zu dienen. Es sei angenommen, daß die Abmessungen dieser NTC-Thermistorelemente 52 0,3 bis 1,5 mm in der Länge, 0,3 bis 1,5 mm in der Breite und 0,3 bis 1,0 mm in der Höhe betragen.

Als nächstes werden Anschlußleitungsrahmen 160, von denen jeder ein gerade längliches riemenartiges Basisteil 161 und eine Mehrzahl von Paaren von planaren Anschlußleitungsteilen 155 und 156, die sich senkrecht von demselben erstrecken, aufweist, wie in Fig. 9A gezeigt ist. Solche Anschlußlei tungsrahmen 160 können beispielsweise durch ein chemisches Ätzverfahren oder ein Preßverfahren bezüglich einer Metall platte, die Phosphorbronze aufweist, gebildet werden. Jedes der planaren Anschlußleitungsteile 155 und 156 kann eine Breite von 0,3 bis 0,6 mm und eine Dicke von 0,2 bis 0,3 mm aufweisen.

Als nächstes wird jedes der planaren Anschlußleitungsteile 155 und 156 durch ein Preßverfahren um 90° verdreht, wie in Fig. 9B gezeigt ist, derart, daß die oberen Endteile 155a und 156a jedes Paars von planaren Anschlußleitungsteilen 155 und 156 einander zugewandt sind. Um die Anschlußleitungsan schlüsse 55 und 56 in einem elastischen Zustand zu halten, wird es bevorzugt, daß die planaren Anschlußleitungsteile 155 und 156 des Anschlußleitungsrahmens 160 in der Nähe ih rer oberen Endteile 155a und 156a verdreht werden.

Als nächstes wird, wie in Fig. 9C gezeigt ist, das NTC-Ther mistorelement 52 in den Zwischenraum zwischen den oberen Endteilen 155a und 156a jedes Paars von planaren Anschluß leitungsteilen 155 und 156 eingebracht, wobei die Elektroden 53 und 54 auf den Hauptoberflächen des NTC-Thermistorele ments 52 jeweils mit den oberen Endteilen 155a und 156a der planaren Anschlußleitungsteile 155 und 156 z. B. durch ein Lötmittelmaterial (nicht gezeigt) verbunden werden.

Als nächstes wird der Anschlußleitungsrahmen 116 mit vielen NTC-Thermistorelementen 52, die somit an demselben ange bracht sind, kopfüber gehalten, derart, daß sich das longi tudinal längliche riemenartige Basisteil 151 oberhalb der planaren Anschlußleitungsteile 155 und 156 befindet, und dann derart abgesenkt, daß die NTC-Thermistorelemente 52 und spezifische Abschnitte der planaren Anschlußleitungsteile 155 und 156 in ein Polyethylenharz 170, das später ausgehär tet wird, eingetaucht werden. Folglich werden die NTC-Ther mistorelemente 52 und die spezifischen Abschnitte der pla naren Anschlußleitungsteile 155 und 156 mit der äußeren Ab deckung 57 bedeckt.

Schließlich werden die planaren Anschlußleitungsteile 155 und 156 an spezifischen Positionen geschnitten und von dem geradlinig länglichen riemenartigen Basisteil 151 des An schlußleitungsrahmens 160 getrennt, um die einzelnen Tempe ratursensoren 51 mit den Anschlußleitungsanschlüssen 55 und 56 mit gewünschten Längen zu erhalten, wie in Fig. 7 gezeigt ist.

Der Temperatursensor 51, der derart strukturiert ist, ist vorteilhaft dahingehend, daß die Anschlußelektroden 53 und 54 auf den Hauptoberflächen des Thermistorelements 52 Ober fläche-zu-Oberfläche-Berührungen mit den oberen Endteilen 155a und 156a der planaren Anschlußleitungsteile 155 und 156 über eine relativ große Fläche bilden. Dies bedeutet, daß das Lötmittel über größere Bereiche aufgebracht werden kann, weshalb die Befestigung sicherer und zuverlässiger gemacht werden kann. Folglich ist es weniger wahrscheinlich, daß sich die Position und Ausrichtung des Thermistorelements 52 ändert.

Obwohl die Erfindung oben lediglich bezugnehmend auf eine kleine Anzahl von Beispielen beschrieben wurde, sind diese Beispiele nicht dazu bestimmt, den Schutzbereich der Erfin dung zu begrenzen. Viele Modifikationen und Variationen sind innerhalb des Schutzbereichs dieser Erfindung möglich. Bei spielsweise muß das Temperaturerfassungselement kein NTC- Thermistor sein, sondern kann ebenso gut ein Thermistor mit einem positiven Temperaturkoeffizienten (PTC-Thermistor) sein. Es muß ferner nicht gesagt werden, daß der Sensor die ser Erfindung zum Messen der Temperatur einer elektronischen Vorrichtung irgendeiner anderen Art verwendet werden kann.

Claims

1. Temperatursensor mit folgenden Merkmalen:
einem Temperaturerfassungselement (12; 52) mit Elektro den (13, 14; 53, 54) auf demselben;
länglichen, elektrisch leitfähigen Anschlußleitungen (15, 16; 55, 56), von denen jede an einer entsprechen den der Elektroden (13, 14; 53, 54) angebracht ist, wo bei die Anschlußleitungen (15, 16; 55, 56) elastisch sind.

2. Temperatursensor nach Anspruch 1, bei dem die Anschluß leitungen (15, 16) jeweils ein Ende, das an der ent sprechenden Elektrode (13, 14) angebracht ist, und ein nicht-gerades Teil in der Nähe des anderen Endes der selben aufweist.

3. Temperatursensor nach Anspruch 2, bei dem die Anschluß leitungen (15, 16) näherungsweise in einer Halbkreis form in einer gleichen Richtung an dem nicht-geraden Teil gebogen sind.

4. Temperatursensor nach Anspruch 2, bei dem die Anschluß leitungen (15, 16) jeweils an dem nicht-geraden Teil in die gleiche Richtung gebogen sind.

5. Temperatursensor nach Anspruch 4, bei dem die Anschluß leitungen (15, 16) ferner an dem nicht-geraden Teil in die gleiche Richtung näherungsweise in eine Halbkreis form gebogen sind.

6. Temperatursensor nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem die leitfähigen Anschlußleitungen (15, 16; 55, 56) ein Material aufweisen, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Phosphorbronze, Neusilber, Berrylium, SUS, Cu-Ti-Legierungen, Messing, plattierter Phosphorbronze, plattiertem Neusilber, plattiertem Berrylium, plattier tem SUS, plattierten Cu-Ti-Legierungen und plattiertem Messing besteht.

7. Temperatursensor nach einem der Ansprüche 1 bis 6, der ferner eine elektrisch isolierende Abdeckung (17a, 17b; 57) aufweist, die das Temperaturerfassungselement (12; 52) und die Anschlußleitungen (15, 16; 55, 56) bedeckt.

8. Temperatursensor nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei dem das Temperaturerfassungselement (12; 52) ein NTC- Thermistorelement ist.

9. Temperatursensor mit folgenden Merkmalen:
einem Temperaturerfassungselement (52) mit Elektroden (53, 54) auf einander gegenüberliegenden Hauptoberflä chen desselben; und
einem Paar von länglichen, elektrisch leitfähigen, pla naren Anschlußleitungsanschlüssen (55, 56), von denen jeder ein oberes Endteil aufweist und verdreht ist, wo bei die oberen Endteile des Paars einander mit einem Zwischenraum zwischen denselben zugewandt sind, wobei das Temperaturerfassungselement (52) zwischen den obe ren Endteilen (55a, 56a) in dem Zwischenraum angeordnet ist, wobei jedes der oberen Endteile (55a, 56a) elek trisch mit einer entsprechenden der Elektroden (53, 54) verbunden ist.

10. Temperatursensor nach Anspruch 9, bei dem die planaren Anschlußleitungsanschlüsse (55, 56) elastisch sind.

11. Temperatursensor nach Anspruch 9 oder 10, bei dem die planaren Anschlußleitungsanschlüsse (55, 56) an Posi tionen in der Nähe der oberen Endteile (55a, 56a) ver dreht sind.

12. Temperatursensor nach einem der Ansprüche 9 bis 11, bei dem die planaren Anschlußleitungsanschlüsse (55, 56) ein Material aufweisen, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Phosphorbronze, Neusilber, Berrylium, SUS, Cu-Ti-Legierungen, Messing, plattierter Phosphorbronze, plattiertem Neusilber, plattiertem Berrylium, plattier tem SUS, plattierten Cu-Ti-Legierungen und plattiertem Messing besteht.

13. Temperatursensor nach einem der Ansprüche 9 bis 12, der ferner eine elektrisch isolierende Abdeckung (57) auf weist, die das Temperaturerfassungselement (52) und die Anschlußleitungsanschlüsse (55, 56) abdeckt.

14. Temperatursensor nach einem der Ansprüche 9 bis 13, bei dem das Temperaturerfassungselement (52) ein NTC-Ther mistorelement ist.

15. Verfahren zum Herstellen von Temperatursensoren, mit folgenden Schritten:
Erzeugen von Temperaturerfassungselementen (52), von denen jedes Elektroden (53, 54) auf einander gegen überliegenden Hauptoberflächen desselben aufweist;
Bilden eines Anschlußleitungsrahmens (160), der ein geradlinig längliches Basisteil (161) und eine Mehrzahl von Paaren von planaren Anschlußleitungsteilen (155, 156), die sich senkrecht von dem Basisteil (161) er strecken, aufweist;
Verdrehen von jedem der planaren Anschlußleitungsteile (155, 156) derart, daß jedes der Paare obere Endteile (155a, 156a) aufweist, die einander mit einem Zwischen raum zwischen denselben zugewandt sind;
Einbringen eines der Temperaturerfassungselemente (52) zwischen die einander zugewandten oberen Endteile (155a, 156a) von jedem der Paare von planaren Anschluß leitungsteilen (155, 156) in den entsprechenden Zwi schenraum und elektrisches Verbinden der Elektroden (53, 54) auf dem eingebrachten Temperaturerfassungsele ment (52) einzeln mit den oberen Endteilen (155a, 156a) des entsprechenden Paars von planaren Anschlußleitungs teilen (155, 156); und
Schneiden jedes der planaren Anschlußleitungsteile (155, 156) von dem Basisteil, um Anschlußleitungsan schlüsse (55, 56) mit spezifizierten Längen für die Temperatursensoren (52) zu bilden.

16. Verfahren nach Anspruch 15, das ferner den Schritt des Bedeckens der Temperaturerfassungselemente (52) und der planaren Anschlußleitungsteile (155, 156) mit einem elektrisch isolierenden Material (57), nachdem die Tem peraturerfassungselemente (52) an dem Anschlußleitungs rahmen (160) angebracht sind, aufweist.

17. Verfahren zum Befestigen eines Temperatursensors an einer Basisplatine (5) mit Durchgangslöchern (5a) durch dieselbe, wobei das Verfahren folgende Schritte auf weist:
Vorbereiten eines Temperatursensors, der ein Tempera turerfassungselement (12) mit Elektroden (13, 14) auf demselben und längliche, elektrisch leitfähige An schlußleitungen (15, 16) aufweist, die jeweils an einer entsprechenden der Elektroden (13, 14) befestigt sind, wobei die Anschlußleitungen (15, 16) elastisch sind, und wobei ein Ende jeder Anschlußleitung (15, 16) an der entsprechenden Elektrode (13, 14) befestigt ist, und wobei jede Anschlußleitung (15, 16) ein nichtgera des Teil (15a, 16a; 15b, 16b) in der Nähe des anderen Endes derselben aufweist;
Einbringen der Anschlußleitungen (15, 16) in entspre chende der Durchgangslöcher (5a);
Bewirken, daß die Anschlußleitungen (15, 16) bezüglich der Basisplatine (5) schräg nach oben stehen, indem die nicht-geraden Teile an den Durchgangslöchern (5a) ein gehakt werden.

18. Verfahren nach Anspruch 17, bei dem die Anschlußleitung (15, 16) jeweils an dem nicht-geraden Teil in der glei chen Richtung näherungsweise halbkreisförmig gebogen sind.

19. Verfahren nach Anspruch 17, bei dem die Anschlußlei tungen (15, 16) an dem nicht-geraden Teil jeweils in die gleiche Richtung gebogen sind.

20. Verfahren nach Anspruch 19, bei dem die Anschlußlei tungen (15, 16) an dem nicht-geraden Teil ferner in die gleiche Richtung näherungsweise halbkreisförmig gebogen sind.