DE112011104686B4

DE112011104686B4 - Temperatursensor und struktur, an die ein temperatursensor angebracht ist

Info

Publication number: DE112011104686B4
Application number: DE112011104686.3T
Authority: DE
Inventors: Shuji Tsubaki; Kazuto Miyagawa; Takeo Haga
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2011-01-07
Filing date: 2011-12-16
Publication date: 2017-09-28
Anticipated expiration: 2031-12-17
Also published as: CN103282754A; JP5494833B2; CN103282754B; DE112011104686T5; US9316546B2; WO2012093572A1; JPWO2012093572A1; US20130288091A1

Abstract

Eine flexible Platine (5A) umfasst eine Basisschicht (51), eine Verdrahtungsleiterschicht (52), die auf der Basisschicht (51) gebildet ist, und eine Abdeckschicht (53), die über die Basisschicht (51) gestapelt ist und die Verdrahtungsleiterschicht (52) bedeckt. Ein Teil der Verdrahtungsleiterschicht (52) ist als jeder der Verbindungsabschnitte (52P1 und 52P2) zum Verbinden jeder der Splitelektroden (21 und 22) eines flexiblen Thermistors (1A) gebildet. Die Abdeckschicht (53) weist eine rechteckige Öffnung (H) auf, die die Verbindungsabschnitte (52P1 und 52P2) freilegt, und nimmt den flexiblen Thermistor (1A) auf. Die Splitelektroden (21 und 22) des flexiblen Thermistors (1A) sind an den Verbindungsabschnitten (52P1 und 52P2) der Verdrahtungsschicht befestigt. Die Höhe der freiliegenden Oberfläche des flexiblen Thermistors (1A) von der Öffnung (H) ist im Wesentlichen gleich der Höhe der Oberfläche der Abdeckschicht (53).

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Temperatursensor und auf eine Temperatursensoranbringungsstruktur (oder Struktur, an die ein Temperatursensor angebracht ist).
In der verwandten Technik gibt es mit immer dünner und kleiner werdenden Bauelementen eine zunehmende Anzahl von Fällen, in denen ein Thermistorelement, das als ein Temperatursensor verwendet wird, auf einer flexiblen Platine befestigt ist. Die JP 2010-015914 A offenbart beispielsweise eine Ausbildung, bei der ein Thermistorelement auf einer flexiblen Platine angeordnet ist.
23 ist eine Querschnittsansicht einer Sensoreinheit 30, die die Temperatur eines leistungserzeugenden Elementes erfasst, die in der JP 2010-015914 A offenbart ist. Die Sensoreinheit 30 weist eine flexible Platine 31 und ein Thermistorelement (Temperaturinformationserfassungselement) 32 und Signalleitungen 33 und 35 auf, die auf der Oberfläche der flexiblen Platine 31 gebildet sind. Die flexible Platine 31 ist durch Schutzfilme 36 bedeckt. Dies bedeutet, dass die flexible Platine 31, die das Thermistorelement 32 und die Signalleitungen 33 und 35 umfasst, sandwichartig durch zwei lagenartige Schutzfilme 36 umgeben ist und die äußeren Randabschnitte der beiden Schutzfilme 36 aneinander befestigt sind.
Die Sensoreinheit gemäß der oben erwähnten JP 2010-015914 A ist durch Anordnen eines dünnen Temperaturinformationserfassungselements auf einer flexiblen Platine und Montieren der resultierenden Struktur in eine Einheit gebildet, mit einer Aussicht eines Erfassens der Temperatur des leistungserzeugenden Elements mit größerer Genauigkeit, während die Spannungsbelastung, die auf das leistungserzeugende Element ausgeübt wird, eingeschränkt ist.
Weitere, beispielhafte Dünnfilmtemperatursensoren werden in der DE 10 2008 014 923 A1 , der EP 2 154 501 A2 und der US 5 066 938 A beschreiben.
Das charakteristische Merkmal der Sensoreinheit gemäß der JP 2010-015914 A1 jedoch besteht darin, dass das Temperaturinformationserfassungselement mit einem Verbindungsabschnitt verbunden ist, bei dem die Dicke in der Platinendickenrichtung der flexiblen Platine teilweise reduziert ist. Dieses Temperaturinformationserfassungselement selbst besitzt keine Flexibilität. Deshalb entwickelt sich, selbst wenn das Temperaturinformationserfassungselement aus einem Dünnfilm gebildet ist, ein Riss in dem Temperaturinformationserfassungselement selbst, wenn eine Belastung auf das Temperaturinformationserfassungselement ausgeübt wird. In diesem Fall funktioniert das Temperaturinformationserfassungselement nicht mehr als Temperatursensor. Ferner berührt, da das Temperaturinformationserfassungselement innerhalb der flexiblen Platine aufgenommen ist, das Temperaturinformationserfassungselement ein Temperaturerfassungsobjekt nicht direkt, was zu einer schlechten Wärmeleitung führt. Deshalb ist es schwierig, die Wärme des Erfassungsobjekts direkt zu erfassen. Die Verschlechterung der Erfassungsgenauigkeit wird in einem Fall, in dem das Temperaturerfassungsobjekt nur eine kleine Menge an Wärme erzeugt, besonders ausgeprägt.
Es ist außerdem vorstellbar, beispielsweise eine häufig verwendete Chipkomponente auf der flexiblen Platine zu befestigen. Eine derartige häufig verwendete Chipkomponente jedoch, selbst diejenige, die als eine Komponente mit kleiner Größe gehandelt wird, besitzt typischerweise eine Dicke von etwa 200 μm (sogenannte 0402-Größe), was im Vergleich zu der Dicke üblicherweise verwendeter flexibler Platinen, die typischerweise von 80 μm bis 100 μm variiert, sehr groß ist. Aus diesem Grund bildet sich, wenn ein Druck von einer oberen Oberfläche ausgeübt wird, ein Riss in der Chipkomponente, was eine Temperaturerfassung unmöglich macht.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen Temperatursensor und eine Temperatursensoranbringungsstruktur bereitzustellen, die es möglich machen, die Wärme eines Erfassungsobjekts direkt zu erfassen, ohne die Flexibilität der flexiblen Platine zu beeinträchtigen.
Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand der unabhängigen Patentansprüche gelöst.

(1) Ein Temperatursensor gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst einen flexiblen Thermistor, der eine Metallbasis, eine Thermistorschicht, die auf der Metallbasis gebildet ist, wobei die Thermistorschicht dünner ist als die Metallbasis, und ein Paar von Split- bzw. Schlitzelektroden, die auf der Thermistorschicht gebildet sind, umfasst, und eine flexible Platine, die eine Basisschicht, eine Verdrahtungsleiterschicht, die auf der Basisschicht gebildet ist, und eine Abdeckschicht, die über die Basisschicht gestapelt ist und die Verdrahtungsleiterschicht bedeckt, umfasst.

Die Abdeckschicht weist eine Öffnung auf, durch die ein Teil der Verdrahtungsleiterschicht freigelegt ist.
Der flexible Thermistor ist innerhalb der Öffnung aufgenommen und die Splitelektroden des flexiblen Thermistors sind elektrisch mit der Verdrahtungsleiterschicht verbunden, die von der Öffnung freigelegt ist.
Eine Höhe einer Oberfläche der Abdeckschicht ist im Wesentlichen gleich einer Höhe einer freiliegenden Oberfläche des flexiblen Thermistors.

(2) Vorzugsweise wird die Höhe der Oberfläche der Abdeckschicht gleich der Höhe der freiliegenden Oberfläche des flexiblen Thermistors, wenn der Temperatursensor in einer Dickenrichtung in Bezug auf die flexible Platine gepresst wird.
(3) Vorzugsweise ist die Höhe der freiliegenden Oberfläche des flexiblen Thermistors innerhalb eines Bereichs von ±20% in Bezug auf die Höhe der Oberfläche der Abdeckschicht.
(4) Eine Temperatursensoranbringungsstruktur gemäß der vorliegenden Erfindung ist eine Temperatursensoranbringungsstruktur mit dem Temperatursensor gemäß einem der oben erwähnten Punkte (1) bis (3), bei der der Temperatursensor so angeordnet ist, dass die Metallbasis des flexiblen Thermistors in enge Nähe zu oder in Kontakt mit einem Temperaturerfassungsobjekt kommt.

Vorteilhafte Effekte der Erfindung
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann die Spannungsbelastung, die auf den flexiblen Thermistor ausgeübt wird, wenn der Thermistor in Kontakt mit dem Temperaturerfassungsobjekt gebracht wird, reduziert werden, wodurch ein Brechen des Thermistorelements so weit wie möglich reduziert wird. Ferner ist es, da der Temperatursensor eine hohe Widerstandsfähigkeit gegenüber einer Spannungsbelastung aufweist, auch möglich, den Temperatursensor gegen das Temperaturerfassungsobjekt in engen Kontakt mit dem Temperaturerfassungsobjekt zu pressen, wodurch die Temperaturerfassungsgenauigkeit wirksam verbessert wird.
Da der Temperatursensor Flexibilität besitzt, ist, selbst wenn die äußere Oberfläche des Temperaturerfassungsobjekts, mit der der Temperatursensor in Kontakt kommt, eine gekrümmte Oberfläche ist, der Temperatursensor entlang der gekrümmten Oberfläche angeordnet und kann die Temperatur des Temperaturerfassungsobjekts mit hoher Wärmeansprechempfindlichkeit erfassen. Ferner kann, da die Spannungsbelastung auf das Temperaturerfassungsobjekt reduziert ist, ein Schaden an dem Temperaturerfassungsobjekt verhindert werden.
Da der Temperatursensor eine hohe Widerstandsfähigkeit gegenüber einer Spannungsbelastung besitzt, ist es außerdem möglich, den Temperatursensor gegen das Temperaturerfassungsobjekt in engen Kontakt mit dem Temperaturerfassungsobjekt zu pressen, wodurch eine Tempererfassungsgenauigkeit wirksam verbessert wird.
Figurenkurzbeschreibung
1(A) ist eine Draufsicht eines flexiblen Thermistors und 1(B) ist eine Vorderansicht des flexiblen Thermistors.
2 stellt eine äquivalente Schaltung des flexiblen Thermistors 1A dar.
3 stellt den Weg von Strom dar, der durch den flexiblen Thermistor 1A fließt.
4 stellt ein Beispiel eines Herstellungsverfahrens für den flexiblen Thermistor 1A dar.
5(A) ist eine Querschnittsansicht, die einen Temperatursensor 6A gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel darstellt, und 5(B) ist eine perspektivische Ansicht des Temperatursensors 6A.
6 ist eine Querschnittsansicht eines Temperatursensors 6B gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel.
7 ist eine Querschnittsansicht, die eine Temperatursensoranbringungsstruktur gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel darstellt.
8 ist eine perspektivische Ansicht, die eine Temperatursensoranbringungsstruktur in einem Fall darstellt, in dem ein Temperaturerfassungsobjekt 7 eine zylindrische Sekundärbatterie ist.
9 ist eine Querschnittsansicht, die einen Temperatursensor gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel darstellt.
10 ist eine Querschnittsansicht, die einen Temperatursensor 6C gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel darstellt.
11(A) ist eine Teil-Querschnittsansicht einer RFID-Kennung 201 gemäß einem sechsten Ausführungsbeispiel.
12(A) ist eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht der RFID-Kennung 201 und 12(B) ist eine Querschnittsansicht entlang einer Linie A-A' aus 12(A).
13(A) ist eine perspektivische Ansicht eines Batteriesatzes mit einem Temperatursensor gemäß einem siebten Ausführungsbeispiel und 13(B) stellt die Oberfläche einer Batterie schematisch dar.
14(A) und 14(B) sind perspektivische Ansichten, die jeweils die innere Struktur eines Batteriesatzes mit einem Temperatursensor gemäß einem achten Ausführungsbeispiel darstellen.
15 stellt Batterien 163A und 163B, entlang der Axialrichtung betrachtet, dar.
16 ist eine Querschnittsansicht einer Elektronikvorrichtung 101 gemäß einem zehnten Ausführungsbeispiel.
17(A) ist eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht einer Elektronikvorrichtung 102 gemäß einem elften Ausführungsbeispiel und 17(B) ist eine Seitenansicht der Elektronikvorrichtung 102.
18 stellt die Dicken verschiedener Abschnitte des flexiblen Thermistors dar.
19 stellt dar, welche der Gesamtdicke einer flexiblen Platine und der Höhe des flexiblen Thermistors 1A größer ist als die andere.
20 stellt die Temperaturanstiegskurve eines Temperaturerfassungsobjekts dar.
21 stellt die Beziehung zwischen einer Rissrate und einer Temperaturerfassungsgenauigkeit in Bezug auf die Differenz zwischen der Gesamtdicke der flexiblen Platine und der Höhe des flexiblen Thermistors 1A dar.
22 stellt die Beziehung zwischen einer Rissrate und einer Temperaturerfassungsgenauigkeit in Bezug auf die Differenz zwischen der Gesamtdicke der flexiblen Platine und der Höhe des flexiblen Thermistors 1A für jeden der Temperatursensoren dar, die sich in der Gesamtdicke der flexiblen Platine von dem in 21 dargestellten Beispiel unterscheiden.
23 ist eine Querschnittsansicht einer Sensoreinheit 30, die die Temperatur eines leistungserzeugenden Elements erfasst, die in der JP 2010-015914 A offenbart ist.
Erstes Ausführungsbeispiel
Die Konfiguration eines flexiblen Thermistors, der an einem Temperatursensor gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel vorgesehen ist, wird zuerst beschrieben.
1(A) ist eine Draufsicht eines flexiblen Thermistors und 1(B) ist eine Vorderansicht des flexiblen Thermistors. Ein flexibler Thermistor 1A umfasst eine Metallbasis 11, eine Thermistorschicht 15, die auf der Metallbasis 11 gebildet ist, und ein Paar von Splitelektroden 21 und 22, die auf der Thermistorschicht 15 gebildet sind. Die Metallbasis 11 wird durch Brennen einer Metallpulverpaste, die in eine lagenartige Form gebracht ist, erhalten. Die Thermistorschicht 15 wird durch Brennen eines Keramikschlamms, der in eine lagenartige Form gebracht ist, erhalten. Die Splitelektroden 21 und 22 werden durch Brennen einer Elektrodenmaterialpaste erhalten. Die Metallpulverpaste in einer lagenartigen Form, der Keramikschlamm in einer lagenartigen Form und die Elektrodenpaste werden einstückig miteinander gebrannt. Es ist ausreichend, wenn zumindest die Metallbasis 11 und die Thermistorschicht 15 einstückig gebrannt werden.
Die Dicke der Metallbasis 11 beträgt etwa 10 μm bis 80 μm, die Dicke der Thermistorschicht 15 beträgt etwa 1 μm bis 10 μm, die Dicke jeder der Splitelektroden 21 und 22 beträgt etwa 0,1 μm bis 10 μm und die Dicke des gesamten flexiblen Thermistors 1A beträgt etwa 10 μm bis 100 μm. Da die Dicke der Thermistorschicht 15 im Vergleich zu der Dicke der Metallbasis 11 klein ist, wie oben beschrieben wurde, und so das Verhältnis, mit dem die Metallbasis 11 in dem gesamten flexiblen Thermistor 1A vorliegt, hoch ist, kann dem Thermistor Flexibilität verliehen werden.
Verschiedene Keramikmaterialien, die eine geeignete Menge an Mn, Ni, Fe, Ti, Co, Al, Zn oder dergleichen in beliebiger Kombination beinhalten, können als ein Ausgangsmaterial für die Thermistorschicht 15 verwendet werden. Obwohl ein Mischen durch Verwenden eines Oxids des oben erwähnten Übertragungsmetallelements durchgeführt wird, könnte ein Carbonat oder Hydrid des oben erwähnten Elements verwendet werden. Ein einzelnes Edelmetall, wie beispielsweise Ag, Pd, Pt oder Au, oder ein einzelnes Grundmetall, wie beispielsweise Cu, Ni, Al, W oder Ti, oder weiter eine Legierung, die diese Metalle beinhaltet, kann für sowohl die Metallbasis 11 als auch die Splitelektroden 21 und 22 verwendet werden.
2 stellt eine äquivalente Schaltung des flexiblen Thermistors 1A dar. Jede der Splitelektroden 21 und 22 dient als ein Eingangs-/Ausgangsanschluss. Widerstände R1 und R2 sind durch die Thermistorschicht 15 gebildet und sind über die Metallbasis 11 elektrisch in Serie geschaltet. Dies bedeutet, dass eine Thermistorschaltung durch die Widerstände R1 und R2, die durch die Thermistorschicht 15 gebildet sind, die in der Dickenrichtung zwischen den Splitelektroden 21 und 22 und der Metallbasis 11 sandwichartig angeordnet ist, gebildet ist.
3 stellt den Weg eines Stroms, der durch den flexiblen Thermistor 1A fließt, dar. Da die Splitelektroden 21 und 22 auf der Oberfläche der Thermistorschicht 15 gebildet sind, fließt, wie in 3 durch Pfeile angezeigt ist, Strom entlang eines Wegs, der durch den Abschnitt der Thermistorschicht 15, der in Kontakt mit jeder der Splitelektroden 21 und 22 steht, und die Metallbasis 11 verläuft. Obwohl der flexible Thermistor 1A aufgrund seiner Flexibilität nicht anfällig für Reißen oder dergleichen ist, besteht in einem Fall, in dem lokal übermäßige Spannung ausgeübt wird, eine Möglichkeit, dass sich ein Riss in dem Mittelabschnitt der Thermistorschicht 15 entwickelt. Als weiterer Vorteil der Struktur des flexiblen Thermistors 1A gemäß der vorliegenden Erfindung jedoch läuft, selbst wenn sich ein Riss in dem Mittelabschnitt der Thermistorschicht 15 entwickelt, kein Strom durch diesen Abschnitt, und deshalb beeinträchtigt ein derartiger Riss nicht die elektrischen Charakteristika des Thermistors.
4 stellt ein Beispiel eines Herstellungsverfahrens für den flexiblen Thermistor 1A dar.
Zuerst wird ein Oxid aus Mn-Ni-Fe-Ti als das Rohmaterial der Thermistorschicht 15 gewogen, um so eine vorbestimmte Zusammensetzung zu erhalten, und wird mit einer Kugelmühle unter Verwendung eines Mahlmaterials, wie beispielsweise Zirkonerde, ausreichend naßgemahlen, gefolgt durch eine Kalzinierung bei einer vorbestimmten Temperatur, um Keramikpulver zu erhalten.
Ein organisches Bindemittel wird dem Keramikpulver zugegeben, gefolgt durch Nass-Mischen, um einen Schlamm zu erhalten. Der erhaltene Schlamm wird auf einen Trägerfilm 31, der aus PET hergestellt ist, aufgetragen und eine keramische Grünschicht, die die Thermistorschicht 15 wird, mit einer Dicke nach dem Brennen von 1 μm bis 10 μm wird durch Streichen mit einem Rakelmesser erhalten. Eine Metallbasispaste, die hauptsächlich Ag-Pd beinhaltet, wird auf diese keramische Grünschicht aufgetragen und die Metallbasisschicht 11, die eine Metallbasis wird, mit einer Dicke nach dem Brennen von 10 μm bis 100 μm wird durch Streichen mit einem Rakelmesser gebildet. Der Trägerfilm 31, die keramische Grünschicht 15 und die Metallbasisschicht 11 werden in Abmessungen geschnitten, die eine Mutterlage bilden, um eine Mehrzahl von Thermistoren zu erhalten (siehe 4(B)), und die keramische Grünschicht 15 und die Metallbasisschicht 11 werden von dem Film abgelöst (siehe 4(C)). Danach wird die Ag-Pd-Paste auf die keramische Grünschicht 15 siebgedruckt, um die Splitelektroden 21 und 22 zu bilden (siehe 4(D)).
Als nächstes wird jede Mutterlage, auf der die Splitelektroden 21 und 22 gebildet sind, geschnitten, um eine Mehrzahl von Thermistoren zu erhalten (siehe 4(E)), und danach wird der Thermistor in einem Gehäuse oder einer Brennkapsel, die aus Zirkonerde besteht, untergebracht und einer Bindemittelentfernungsbehandlung unterzogen, und der resultierende Thermistor wird bei einer vorbestimmten Temperatur (beispielsweise 900°C bis 1300°C) gebrannt.
Durch die obigen Schritte wird der flexible Thermistor 1A erhalten, der die Metallbasis 11, die Thermistorschicht 15 und die Splitelektroden 21 und 22 umfasst.
Obwohl das Streichen mit einem Rakelmesser als Verfahren zum Bilden der Metallbasis 11 und der Thermistorschicht 15 in eine lagenartige Form üblich ist, könnte Siebdrucken, Tiefdruckdrucken oder ein Tintenstrahlverfahren verwendet werden. Die Splitelektroden 21 und 22 könnten durch Siebdrucken, Zerstäuben, Verdampfung oder dergleichen gebildet werden.
5(A) ist eine Querschnittsansicht, die einen Temperatursensor 6A gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel darstellt. Der Temperatursensor 6A weist eine Struktur auf, bei der der flexible Thermistor 1A auf einer flexiblen Platine 5A befestigt ist. Die flexible Platine 5A umfasst eine Basisschicht 51, eine Verdrahtungsleiterschicht 52, die auf der Basisschicht 51 gebildet ist, und eine Abdeckschicht 53, die über die Basisschicht 51 gestapelt ist und die Verdrahtungsleiterschicht 52 bedeckt.
5(B) ist eine perspektivische Ansicht des Temperatursensors 6A. Der Temperatursensor 6A liegt in einer bandartigen Form vor. Ein externer Verbindungsanschluss 55 zur Verbindung mit einer externen Temperaturerfassungsschaltung ist an einem Ende der Verdrahtungsleiterschicht 52 gebildet, die auf der Basisschicht 51 des Temperatursensors 6A gebildet ist. Der externe Verbindungsanschluss 55 befindet sich über die Verdrahtungsleiterschicht 52 in elektrischer Kontinuität mit jeder der Splitelektroden 21 und 22 des flexiblen Thermistors 1A.
Die Basisschicht 51 ist ein Film aus einem Polyimid- oder Lötmittel-Resistmaterial mit einer Dicke von etwa 10 μm bis 50 μm (beispielsweise 30 μm). Die Verdrahtungsleiterschicht 52 ist ein Draht, der aus einer leitfähigen Folie hergestellt ist, wie beispielsweise Cu, mit einer Dicke von etwa 5 μm bis 60 μm (beispielsweise 35 μm). Die Verdrahtungsleiterschicht 52 ist direkt oder über eine Haftmittelschicht mit der Basisschicht 51 verbunden. Die Abdeckschicht 53 ist ein Film aus einem Polyimid- oder Lötmittel-Resistmaterial mit einer Dicke von etwa 7 μm bis 250 μm (beispielsweise 40 μm).
Ein Teil der Verdrahtungsleiterschicht 52 ist als jeder der Verbindungsabschnitte 52P1 und 52P2 zum Verbinden der Splitelektroden 21 bzw. 22 des flexiblen Thermistors 1A gebildet. Eine rechteckige Öffnung H ist in der Abdeckschicht 53 gebildet. Die Öffnung H legt die Verbindungsabschnitte 52P1 und 52P2 frei und nimmt den flexiblen Thermistor 1A auf. Die Abmessungen der Öffnung H sind genauso wie oder etwas größer als die Abmessungen des flexiblen Thermistors 1A.
Der flexible Thermistor 1A ist innerhalb der Öffnung H aufgenommen. Die Splitelektroden 21 und 22 des flexiblen Thermistors 1A sind durch Aufschmelzlöten auf den Verbindungsabschnitten 52P1 bzw. 52P2 der Verdrahtungsleiterschicht 52 befestigt. Dies bedeutet, dass die Splitelektroden 21 und 22 über eine Lötmittelschicht 54 mit den Verbindungsabschnitten 52P1 bzw. 52P2 verbunden sind. Die Dicke der Lötmittelschicht 54 beträgt 15 μm, die Dicke jeder der Splitelektroden 21 und 22 des flexiblen Thermistors 1A beträgt 5 μm und die kombinierte Dicke der Thermistorschicht 15 und der Metallbasis 11 des flexiblen Thermistors 1A beträgt 20 μm. Deshalb beträgt die kombinierte Gesamtdicke der Lötmittelschicht 54, der Splitelektroden 21 und 22, der Thermistorschicht 15 und der Metallbasis 11 (die Dicke von der freiliegenden Oberfläche der Verdrahtungsleiterschicht 52 bis zu der freiliegenden Oberfläche der Thermistorschicht 15) 40 μm, was im Wesentlichen gleich der Dicke der Abdeckschicht 53 von 40 μm ist.
Gemäß der in 5 dargestellten Struktur können, wie in der Zeichnung durch gestrichelte Linien angezeigt ist, die Höhe der Oberfläche der Abdeckschicht 53 und die Höhe der freiliegenden Oberfläche des flexiblen Thermistors 1A (die äußere Oberfläche der Metallbasis 11, die in 1 dargestellt ist) übereinstimmend gemacht werden. Mit anderen Worten, die Dicke von der äußeren Oberfläche (Rückseite) der Basisschicht 51 zu der äußeren Oberfläche (Vorderseite) der Abdeckschicht 53 ist im Wesentlichen gleich der Dicke von der äußeren Oberfläche (Rückseite) der Basisschicht 51 zu der freiliegenden Oberfläche des flexiblen Thermistors 1A. Da die Höhe der Oberfläche der Abdeckschicht 53 und die Höhe der freiliegenden Oberfläche des flexiblen Thermistors 1A im Wesentlichen übereinstimmend gemacht sind und ein flexibler Thermistor mit Flexibilität als Thermistor verwendet wird, können die Abdeckschicht 53 und eine Temperaturerfassungsoberfläche, die die Oberfläche des flexiblen Thermistors 1A ist, entlang des Temperaturerfassungsobjekts in engen Kontakt mit einem Temperaturerfassungsobjekt gebracht werden. Ferner kommt die Metallbasis des flexiblen Thermistors 1A in diesem Zustand in direkten Kontakt mit dem Temperaturerfassungsobjekt. Deshalb wird eine hohe Wärmeansprechempfindlichkeit selbst in einem Fall erzielt, in dem das Temperaturerfassungsobjekt nur eine kleine Menge an Wärme erzeugt, und es ist möglich, die Genauigkeit einer Temperaturerfassung im Vergleich zu einem Fall zu verbessern, in dem die Thermistorschicht in direktem Kontakt mit dem Temperaturerfassungsobjekt steht.
Während die Dicke von der Oberfläche der Verdrahtungsleiterschicht 52 zu der freiliegenden Oberfläche der Thermistorschicht 15 bei dem oben erwähnten Beispiel gleich ist, ist diese Dicke unter Umständen nicht vollständig gleich, sondern es ist ausreichend, dass die Dicke im Wesentlichen gleich ist.
Zweites Ausführungsbeispiel
6 ist eine Querschnittsansicht eines Temperatursensors 6B gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel. Der Temperatursensor 6B weist eine Struktur auf, bei der der flexible Thermistor 1A auf einer flexiblen Platine 5B befestigt ist. Die flexible Platine 5B umfasst die Basisschicht 51, die Verdrahtungsleiterschicht 52, die auf der Basisschicht 51 gebildet ist, und die Abdeckschicht 53, die über die Basisschicht 51 gestapelt ist und die Verdrahtungsleiterschicht 52 bedeckt.
Bei dem in 6 dargestellten Beispiel ist, im Gegensatz zu der flexiblen Platine 5A, die in 5(A) unter Bezugnahme auf das erste Ausführungsbeispiel dargestellt ist, die Befestigungsoberfläche des flexiblen Thermistors 1A flach. Dies bedeutet, dass die Dicke der Basisschicht 51 für den Bereich, in dem die Verdrahtungsleiterschicht 52 nicht gebildet ist, größer gemacht ist. An der Position des Querschnitts, in 6 dargestellt, weist die Oberfläche der Basisschicht 51, an der der flexible Thermistor 1A befestigt ist, einen Vorsprung 51P auf. Der Vorsprung 51P weist eine Dicke auf, die gleich der Dicke der Verdrahtungsleiterschicht 52 ist.
Gemäß der in 6 dargestellten Struktur weist die Basisschicht 51 den Vorsprung 51P auf, der eine Dicke aufweist, die im Wesentlichen gleich der Dicke der Verdrahtungsleiterschicht 52 ist. Folglich kann die Festigkeit des Temperatursensors 6B erhöht werden und die Konzentration von Spannung auf dem Befestigungsbereich des flexiblen Thermistors 1A bei Verwendung des Temperatursensors 6B wird reduziert, wodurch Spannung, die durch Pressen des Temperatursensors 6B gegen das Temperaturerfassungsobjekt bewirkt wird, weiter reduziert wird.
Drittes Ausführungsbeispiel
7 ist eine Querschnittsansicht, die eine Temperatursensoranbringungsstruktur gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel darstellt. In 7 weist der Temperatursensor 6A die gleiche Struktur wie diejenige auf, die oben unter Bezugnahme auf das erste Ausführungsbeispiel beschrieben wurde. Das Temperaturerfassungsobjekt 7 ist beispielsweise ein wärmeerzeugendes Element. Der Temperatursensor 6A ist an dem Temperaturerfassungsobjekt 7 angebracht. Der flexible Thermistor 1A kommt in diesem Zustand in Kontakt mit oder in enge Nähe zu dem Temperaturerfassungsobjekt 7. Dies bedeutet, dass von den Oberflächen des Temperatursensors 6A die Oberfläche, durch die der flexible Thermistor 1A freiliegt, an dem Temperaturerfassungsobjekt 7 angebracht ist.
Wie in 5 dargestellt ist, stimmt die Höhe des flexiblen Thermistors 1A im Wesentlichen mit der Höhe der Oberfläche der Abdeckschicht 53 überein und ferner besitzt der flexible Thermistor 1A selbst Flexibilität. Deshalb kann die Spannungsbelastung, die auf den flexiblen Thermistor 1A ausgeübt wird, wenn der flexible Thermistor 1A in Kontakt mit dem Temperaturerfassungsobjekt 7 kommt, reduziert werden, wodurch ein Brechen (Reißen) des Thermistors verhindert wird. Zusätzlich ist es auch möglich, den Temperatursensor 6A gegen das Temperaturerfassungsobjekt 7 zu pressen und den flexiblen Thermistor 1A entlang der Form des Temperaturerfassungsobjekts 7 in Kontakt mit dem Temperaturerfassungsobjekt 7 zu bringen, wodurch eine hohe Ansprechempfindlichkeit erhalten wird.
Selbst wenn die Höhe der Oberfläche der Abdeckschicht 53 und die Höhe der Oberfläche des flexiblen Thermistors 1A sich in einem Zustand, bevor der Temperatursensor 6A gegen das Temperaturerfassungsobjekt 7 gepresst wird, voneinander unterscheiden, kann der oben erwähnte Effekt infolge einer Verformung, die durch Pressen des Temperatursensors 6A bewirkt wird, erhalten werden, solange die Dicke der Abdeckschicht 53 und die des flexiblen Thermistors 1A im Wesentlichen gleich werden.
Im Allgemeinen kann die Höhe der freiliegenden Oberfläche des flexiblen Thermistors 1A innerhalb eines Bereichs von ±20% in Bezug auf die Höhe der Oberfläche der Abdeckschicht 53 liegen. Dies bedeutet, dass der oben erwähnte Effekt allgemein erhalten werden kann, solange die folgende Beziehung zutrifft: Höhe der Oberfläche der Abdeckschicht 53 × 0,8 ≤ Höhe der freiliegenden Oberfläche des flexiblen Thermistors ≤ Höhe der Oberfläche der Abdeckschicht 53 × 1,2.
8 ist eine perspektivische Ansicht, die eine Temperatursensoranbringungsstruktur in einem Fall darstellt, in dem das Temperaturerfassungsobjekt 7 eine zylindrische Sekundärbatterie ist. Der Temperatursensor 6A liegt in einer bandartigen Form vor, wobei der flexible Thermistor 1A umfangsmäßig um das Temperaturerfassungsobjekt 7 gewickelt ist, das eine Sekundärbatterie ist, um so in Kontakt mit dem Temperaturerfassungsobjekt 7 zu stehen. Der externe Verbindungsanschluss 55 zur Verbindung mit einer externen Temperaturerfassungsschaltung ist an einem Ende des Temperatursensors 6A gebildet. Der externe Verbindungsanschluss 55 steht über die Verdrahtungsleiterschicht 52 in elektrischer Kontinuität mit jeder der Splitelektroden des flexiblen Thermistors 1A.
Da der Temperatursensor 6A gemäß der vorliegenden Erfindung als Ganzes Flexibilität besitzt, weist der Temperatursensor 6A eine hohe Widerstandskraft gegenüber der zeitweiligen Biegespannung auf, die ausgeübt wird, wenn der Sensor angeordnet wird, und kann angeordnet (angebracht) werden, da er sich auf einer gekrümmten Oberfläche befindet, wie in 8 dargestellt ist.
Viertes Ausführungsbeispiel
9 ist eine Querschnittsansicht, die einen Temperatursensor gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel darstellt. Bei diesem Beispiel ist in einem flexiblen Thermistor 1B eine Schutzschicht 16 mit einer elektrisch isolierenden Eigenschaft um den in 1 dargestellten flexiblen Thermistor herum gebildet und eine Ni-Plattierungsschicht 23 und eine Sn-Plattierungsschicht 24 sind an den Splitelektroden 21 bzw. 22 gebildet. Der flexible Thermistor 1B ist auf den Verbindungsabschnitten 52P1 bzw. 52P2 der flexiblen Platine über das Lötmittel 54 durch Aufschmelzlöten befestigt.
Da die Metallbasis 11 auf diese Weise mit einer isolierenden Beschichtung versehen wird, besteht keine Gefahr, dass elektrisch leitfähige Komponenten oder Drähte (nicht dargestellt) in elektrische Kontinuität mit der Metallbasis 11 gebracht werden. Durch Bedecken der gesamten Oberfläche des Thermistors, ausschließlich der Splitelektroden 21 und 22, mit der Schutzschicht 16, die auf diese Weise eine isolierende Schicht ist, kann die vorliegende Erfindung sogar auf einen Fall angewendet werden, in dem das Temperaturerfassungsobjekt elektrisch mit einer bestimmten Schaltung verbunden ist.
Fünftes Ausführungsbeispiel
10 ist eine Querschnittsansicht, die einen Temperatursensor 6C gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel darstellt. Bei diesem Beispiel umfasst eine flexible Platine 5C eine untere Basisschicht 51B, eine untere Verdrahtungsleiterschicht 52L, eine innere Basisschicht 51M, eine obere Verdrahtungsleiterschicht 52U und die Abdeckschicht 53. Der Temperatursensor 6C ist der gleiche wie der Temperatursensor 6B gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel, mit der Ausnahme, dass der Temperatursensor 6C zwei Basisschichten und zwei Verdrahtungsleiterschichten umfasst.
Eine Mehrzahl von Basisschichten und Verdrahtungsleiterschichten kann auf diese Weise gebildet werden. Ferner kann eine Mehrzahl von Abdeckschichten gebildet werden.
Sechstes Ausführungsbeispiel
Ein sechstes Ausführungsbeispiel bezieht sich auf eine RFID-Kennung mit Temperatursensor.
11(A) ist eine Teil-Querschnittsansicht einer RFID-Kennung 201 gemäß dem sechsten Ausführungsbeispiel. Ein flexibler Thermistor 31 ist an einer flexiblen Platine 61, die eine RFID-Platine ist, befestigt. Die flexible Platine 61 umfasst die Basisschicht 51, die Verdrahtungsleiterschicht 52, die auf der Basisschicht 51 gebildet ist, und die Abdeckschicht 53, die über die Basisschicht 51 gestapelt ist und die Verdrahtungsleiterschicht 52 bedeckt.
11(B) ist eine Teildraufsicht der RFID-Kennung 201. Die RFID-Kennung 201 liegt in einer kurzen bandartigen Form vor.
Die Basisschicht 51 ist ein Film aus einem Polyimid- oder Lötmittel-Resistmaterial mit einer Dicke von etwa 10 μm bis 50 μm (beispielsweise 30 μm). Die Verdrahtungsleiterschicht 52 ist ein Draht, der aus einer leitfähigen Folie hergestellt ist, wie beispielsweise Cu, mit einer Dicke von etwa 5 μm bis 60 μm (beispielsweise 35 μm). Die Verdrahtungsleiterschicht 52 ist direkt oder über eine Haftmittelschicht mit der Basisschicht 51 verbunden. Die Abdeckschicht 53 ist ein Film aus einem Polyimid- oder Lötmittel-Resistmaterial mit einer Dicke von etwa 7 μm bis 250 μm (beispielsweise 40 μm).
Ein Teil der Verdrahtungsleiterschicht 52 ist als jeder der Verbindungsabschnitte 52P1 und 52P2 zum Verbinden der Splitelektrode 21 bzw. 22 des flexiblen Thermistors 31 gebildet. Die rechteckige Öffnung H ist in der Abdeckschicht 53 gebildet. Die Öffnung H legt die Verbindungsabschnitte 52P1 und 52P2 frei und nimmt den flexiblen Thermistor 31 auf. Die Abmessungen der Öffnung H sind die gleichen wie oder etwas größer als die Abmessungen des flexiblen Thermistors 31.
Der flexible Thermistor 31 ist innerhalb der Öffnung H aufgenommen. Die Splitelektroden 21 und 22 des flexiblen Thermistors 31 sind auf den Verbindungsabschnitten 52P1 bzw. 52P2 der Verdrahtungsleiterschicht 53 durch Aufschmelzlöten befestigt. Dies bedeutet, dass die Splitelektroden 21 und 22 mit den Verbindungsabschnitten 52P1 bzw. 52P2 über die Lötmittelschicht 54 verbunden sind. Die Dicke der Lötmittelschicht 54 beträgt 15 μm, die Dicke jeder der Splitelektroden 21 und 22 des flexiblen Thermistors 31 beträgt 5 μm und die kombinierte Dicke der Thermistorschicht 15 und der Metallbasis 11 des flexiblen Thermistors 31 beträgt 20 μm. Deshalb beträgt die kombinierte Gesamtdicke der Lötmittelschicht 54, der Splitelektroden 21 und 22, der Thermistorschicht 15 und der Metallbasis 11 (die Dicke von der freiliegenden Oberfläche der Verdrahtungsleiterschicht 52 bis zu der freiliegenden Oberfläche der Thermistorschicht 15) 40 μm, was im Wesentlichen gleich der Dicke der Abdeckschicht 53 von 40 μm ist.
Gemäß der in 11(A) dargestellten Struktur können, wie durch gestrichelte Linien in der Zeichnung angezeigt ist, die Höhe der Oberfläche der Abdeckschicht 53 und die Höhe der freiliegenden Oberfläche des flexiblen Thermistors 31 (die äußere Oberfläche der Metallbasis 11, dargestellt in 1) übereinstimmend gemacht sein. Mit anderen Worten, die Dicke von der äußeren Oberfläche (Rückseite) der Basisschicht 51 zu der äußeren Oberfläche (Vorderseite) der Abdeckschicht 53 ist im Wesentlichen gleich der Dicke von der äußeren Oberfläche (Rückseite) der Basisschicht 51 zu der freiliegenden Oberfläche des flexiblen Thermistors 31. Da die Höhe der Oberfläche der Abdeckschicht 53 und die Höhe der freiliegenden Oberfläche des flexiblen Thermistors 31 im Wesentlichen übereinstimmend gemacht sind und ein flexibler Thermistor mit Flexibilität als Thermistor verwendet wird, können die Abdeckschicht 53 und eine Temperaturerfassungsoberfläche, die die Oberfläche des flexiblen Thermistors 31 ist, entlang des Temperaturerfassungsobjekts in engen Kontakt mit einem Temperaturerfassungsobjekt gebracht werden. Ferner kommt die Metallbasis des flexiblen Thermistors 31 in diesem Zustand in direkten Kontakt mit dem Temperaturerfassungsobjekt. Deshalb wird eine hohe Wärmeansprechempfindlichkeit selbst in einem Fall erzielt, in dem das Temperaturerfassungsobjekt nur eine kleine Menge an Wärme erzeugt, und es ist möglich, die Genauigkeit einer Temperaturerfassung im Vergleich zu einem Fall zu verbessern, in dem die Thermistorschicht in direktem Kontakt mit dem Temperaturerfassungsobjekt steht.
Während die Dicke von der Oberfläche der Verdrahtungsleiterschicht 52 zu der freiliegenden Oberfläche des flexiblen Thermistors 31 in dem oben erwähnten Beispiel gleich ist, ist diese Dicke unter Umständen nicht notwendigerweise vollständig gleich, sondern es ist ausreichend, wenn die Dicke im Wesentlichen gleich ist.
12(A) ist eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht der RFID-Kennung 201. 12(B) ist eine Querschnittsansicht entlang einer Linie A-A' in 12(A). In der RFID-Kennung 201 ist der flexible Thermistor 31 zusammen mit einer RFID-Kennung-Schaltungskomponente 62 an der Basisschicht 51 einer flexiblen Platine befestigt, die als eine RFID-Platine dient.
Der flexible Thermistor 31 ist elektrisch durch Löten mit der Verdrahtungsleiterschicht 52 verbunden, die auf der oberen Oberfläche der Basisschicht 51 gebildet ist. Zusätzlich sind Elektroden anderer Befestigungskomponenten oder andere Befestigungskomponenten elektrisch mit der Verdrahtungsleiterschicht 52 verbunden.
Die Seite des flexiblen Thermistors 31 mit den Splitelektroden 21, 22 ist der Seite mit der Basisschicht 51 zugewandt. Der flexible Thermistor 31 steht in Kontakt mit oder in enger Nähe zu der Basisschicht 51 der RFID-Platine. Zusätzlich ist die Abdeckschicht 53 auf der Verdrahtungsleiterschicht 52 gebildet. Die Öffnung H ist in der Abdeckschicht 53 gebildet. Der flexible Thermistor 31 ist innerhalb der Öffnung aufgenommen, so dass die Oberfläche des flexiblen Thermistors 31 von der Öffnung H freiliegt. Der flexible Thermistor 31 ist so angeordnet, dass die freiliegende Oberfläche des flexiblen Thermistors 31 in Kontakt mit einem Temperaturerfassungsobjekt steht. Deshalb kann die Temperatur des Erfassungsobjekts mit einer hohen Wärmeansprechempfindlichkeit und einer hohen Temperaturerfassungsgenauigkeit erfasst werden.
Wie in 11(A) dargestellt ist, ist die Höhe der freiliegenden Oberfläche des flexiblen Thermistors 31 im Wesentlichen gleich der Höhe der Oberfläche der Abdeckschicht und der flexible Thermistor 31 selbst besitzt Flexibilität. Deshalb kann die Spannungsbelastung, die auf den flexiblen Thermistor 31 ausgeübt wird, wenn der flexible Thermistor 31 in Kontakt mit der Basisschicht 51 der flexiblen Platine kommt, reduziert werden, wodurch ein Brechen (Reißen) des Thermistors verhindert wird. Ferner wird, da der flexible Thermistor 31 nicht gegenüber dem Äußeren freiliegt, eine hohe Umweltbeständigkeit erzielt.
Die in den 12(A) und 12(B) dargestellte RFID-Kennung 201 kann in einer derartigen Weise angebracht werden, dass die untere Oberfläche der Basisschicht 51 der flexiblen Platine über eine Haftmittellage oder dergleichen an dem Temperaturerfassungsobjekt angebracht ist. Zusätzlich kann, während sich die Verdrahtungsleiterschicht in 12(B) in der gleichen Ebene befindet wie die Basisschicht, eine Mehrzahl von Basisschichten und Verdrahtungsleiterschichten gestapelt werden und andere Befestigungskomponenten und der flexible Thermistor 31 sind unter Umständen nicht notwendigerweise an der gleichen Basisschichtoberfläche gebildet.
Selbst wenn sich die Höhe der Oberfläche der Abdeckschicht 53 und die Höhe freiliegenden Oberfläche des flexiblen Thermistors 31, die in 11(A) dargestellt sind, sich in einem Zustand, bevor der flexible Thermistor 31 gegen das Temperaturerfassungsobjekt gepresst wird, unterscheiden, kann der oben erwähnte Effekt infolge einer Verformung, die durch Pressen des flexiblen Thermistors 31 bewirkt wird, erzielt werden, solange die Dicken der Abdeckschicht 53 und des flexiblen Thermistors 31 im Wesentlichen gleich werden.
Die Höhe der freiliegenden Oberfläche des flexiblen Thermistors 31 kann innerhalb eines Bereichs von ±20% in Bezug auf die Höhe der Oberfläche der Abdeckschicht 53 liegen. Dies bedeutet, dass der oben erwähnte Effekt allgemein erhalten werden kann, solange die folgende Beziehung zutrifft: Höhe der Oberfläche der Abdeckschicht 53 × 0,8 ≤ Höhe der freiliegenden Oberfläche des flexiblen Thermistors ≤ Höhe der Oberfläche der Abdeckschicht 53 × 1,2.
Die oben beschriebene RFID-Kennung kann für die folgenden Anwendungen verwendet werden.

(1) Verwendung als Kennung für einen Lebensmittel- oder Getränkegegenstand, für den eine Temperaturkontrolle erwünscht wird.
(2) Anbringung an dem menschlichen Körper in der Form eines Aufklebers, um Körpertemperaturinformationen über einen bestimmten Zeitraum zu sammeln/zu kontrollieren.
(3) Anbringung an einem erforderlichen Bereich in der Form eines Aufklebers, als Sensor für gefährdete Hochtemperatur-Bereich-Orte.
(4) Einbettung in das Halsband eines Haustiers oder Anbringung an dem Haustier in der Form eines Aufklebers, um die Körpertemperatur des Haustiers zu dem Zweck der Gesundheitsvorsorge zu messen.
(5) Anbringung in der Form eines Aufklebers an einem sehr schmalen Bereich, an dem eine Verdrahtung schwierig ist, wie z. B. Druckerkopf oder Brennstoffeinführrohr eines Motors.
(6) Anbringung in der Form eines Aufklebers, um die Temperatur einer Batterie zu erfassen, wie z. B. einer Lithium-Ionen-Sekundärbatterie.
(7) Anbringung an einer Komponente mit geringer Wärmekapazität, um die vorherrschende Umgebungstemperatur zu erfassen.

In jedem des siebten bis neunten Ausführungsbeispiels, die nun folgen, wird ein Batteriesatz mit Temperatursensor beschrieben.
Siebtes Ausführungsbeispiel
13(A) ist eine perspektivische Ansicht eines Batteriesatzes mit Temperatursensor gemäß einem siebten Ausführungsbeispiel. 13(B) stellt schematisch die Oberfläche einer Batterie dar. Ein Batteriesatz mit Temperatursensor 201 umfasst eine Platine 162 mit einer Ladungssteuerschaltung oder dergleichen, und einen Temperatursensor 101 zusammen mit einer Batterie 161. Die Batterie 161 ist eine laminierte Batterie, deren äußere Oberfläche Flexibilität besitzt. Wie in 13(B) dargestellt ist, ist die äußere Oberfläche der Batterie 161 eine unebene Oberfläche ohne eindeutige Form. Der Temperatursensor 101 ist über eine Haftmittellage oder dergleichen entlang der äußeren Oberfläche der Batterie 161 angebracht. Alternativ kann der Temperatursensor 101 ohne Vermittlung einer Haftmittellage oder dergleichen in engem Kontakt mit der äußeren Oberfläche der Batterie 161 stehen.
Die gesamte Struktur, einschließlich der Batterie 161, der Platine 162 und des Temperatursensors 101, wie in 13(A) dargestellt, ist mit einem Harzfilm verpackt, wodurch ein Batteriesatz mit Temperatursensor gebildet wird.
Der flexible Thermistor 31 des Temperatursensors 101 liegt auf der Seite der Batterie 161 frei. Der flexible Thermistor 31 steht in Kontakt mit oder befindet sich in enger Nähe zu der Batterie 161.
Wie in 5(A) dargestellt ist, ist die Höhe der freiliegenden Oberfläche des flexiblen Thermistors 31 im Wesentlichen gleich der Höhe der Oberfläche der Abdeckschicht 53 und der flexible Thermistor 31 selbst besitzt Flexibilität. Deshalb kann die Spannungsbelastung, die auf den flexiblen Thermistor 31 ausgeübt wird, wenn der flexible Thermistor 31 in Kontakt mit der Batterie 161 kommt, reduziert werden, wodurch ein Brechen (Reißen) des Thermistors verhindert wird.
Ferner kann, obwohl die äußere Oberfläche der Batterie 161 eine unebene Oberfläche ist, wie in 13(B) dargestellt ist, in einem Zustand, in dem der Temperatursensor 101 gegen die Batterie 161 gepresst wird, der flexible Thermistor 31 auch in engen Kontakt mit der äußeren Oberfläche der Batterie 161 gebracht werden, und deshalb werden eine hohe Ansprechempfindlichkeit und eine hohe Temperaturmessgenauigkeit erhalten. Folglich wird beispielsweise eine sehr genaue Kontrolle möglich, wenn eine Ladekontrolle oder Schutzkontrolle gemäß der Temperatur der Batterie durchgeführt wird.
Allgemein ist eine Miniaturisierung für Batterien erwünscht und so sind zusätzliche Komponenten, wie beispielsweise Temperatursensoren, oft in einem Totraum angeordnet. Der oben erwähnte Temperatursensor 101 jedoch ist sehr dünn und so liegt ein hohes Maß an Freiheit dahingehend vor, wo der Temperatursensor 101 angeordnet werden soll. Deshalb kann der Temperatursensor 101 in der optimalen Position angeordnet sein. Dies bedeutet, dass es möglich ist, die Temperatur des Abschnitts, an dem eine Wärmeerzeugung am beachtlichsten ist, direkt zu erfassen.
Selbst wenn die Höhe der Oberfläche der Abdeckschicht 53 und die Höhe der freiliegenden Oberfläche des flexiblen Thermistors 31 sich in einem Zustand, bevor der Temperatursensor 101 gegen die Batterie 161 gepresst wird, voneinander unterscheiden, kann der oben erwähnte Effekt infolge einer Verformung, die durch ein Pressen des Temperatursensors 101 bewirkt wird, erhalten werden, solange die Dicken der Abdeckschicht 53 und des flexiblen Thermistors 31 im Wesentlichen gleich werden.
Allgemein kann die Höhe der freiliegenden Oberfläche des flexiblen Thermistors 31 innerhalb eines Bereichs von ±20% in Bezug auf die Höhe der Oberfläche der Abdeckschicht 53 liegen. Dies bedeutet, dass der oben erwähnte Effekt allgemein erhalten werden kann, solange die folgende Beziehung erfüllt ist: Höhe der Oberfläche der Abdeckschicht 53 × 0,8 ≤ Höhe der freiliegenden Oberfläche des flexiblen Thermistors ≤ Höhe der Oberfläche der Abdeckschicht 53 × 1,2.
Während sich das siebte Ausführungsbeispiel auf die Struktur richtet, bei der der flexible Thermistor 31 als Temperatursensor 101 an der flexiblen Platine 5A vorgesehen ist, ist es auch möglich, den flexiblen Thermistor 31 direkt auf der Batterie 161 anzuordnen und Drähte in einer bestimmten Weise herauszuziehen.
Achtes Ausführungsbeispiel
Die 14(A) und 14(B) sind perspektivische Ansichten, die jeweils die innere Struktur eines Batteriesatzes mit Temperatursensor gemäß einem achten Ausführungsbeispiel darstellen. In den 14(A) und 14(B) ist die grundlegende Struktur eines Temperatursensors 102 gleich derjenigen, die in 5 dargestellt ist, bei dem zweiten Ausführungsbeispiel jedoch sind zwei flexible Thermistoren 31A und 31B auf einer flexiblen Platine angeordnet. Eine Verdrahtungsleiterschicht, die mit jedem der beiden flexiblen Thermistoren 31A und 31B verbunden ist, ist zu einem Endabschnitt der flexiblen Platine herausgezogen. Die beiden flexiblen Thermistoren 31A und 31B können in Serie oder parallel geschaltet sein und zu einem Endabschnitt der flexiblen Platine herausgezogen sein.
In jedem der Beispiele in den 14(A) und 14(B) ist der Temperatursensor 102 entlang der Seitenoberflächen zweier zylindrischer Batterien 163A und 163B angebracht. Während bei dem zweiten Ausführungsbeispiel jede der Batterien 163A und 163B eine harte äußere Oberfläche aufweist, steht der Temperatursensor 102 entlang der äußeren Oberflächen in engem Kontakt mit den äußeren Oberflächen der Batterien 163A und 163B, und in diesem Zustand kommen die flexiblen Thermistoren 31A und 31B in Kontakt mit oder in enge Nähe zu den Batterien 163A bzw. 163B. Dies bedeutet, dass von den Oberflächen des Temperatursensors 102 die Oberflächen, durch die die flexiblen Thermistoren 31A und 31B freiliegen, an den Batterien 163A bzw. 163B angebracht sind.
Neuntes Ausführungsbeispiel
15 ist eine Vorderansicht eines Hauptabschnitts eines Batteriesatzes gemäß einem neunten Ausführungsbeispiel. Die Batterien 163A und 163B sind zylindrische Batterien. 15 stellt die Batterien 163A und 163B entlang der Axialrichtung betrachtet dar. Der Temperatursensor 101 ist so angeordnet, dass er sandwichartig zwischen den beiden Batterien 163A und 163B angeordnet ist. Die Konfiguration des Temperatursensors 101 ist die gleiche wie diejenige, die in 5 in Bezug auf das erste Ausführungsbeispiel dargestellt ist.
Diese Struktur macht es möglich, die Temperaturen zweier Batterien (Zellen) unter Verwendung eines einzelnen flexiblen Thermistors zu messen. Ferner kann durch Anordnen des flexiblen Thermistors 31 an einer Position, an der Wärme, die während einer Wärmeerzeugung durch die Batterien 163A und 163B erzeugt wird, nicht ohne Weiteres an die Außenluft abgeleitet werden kann, wie sie ist, eine Temperaturabweichung schnell in einer Phase erfasst werden, in der die Menge erzeugter Wärme noch klein ist.
Bei einem zehnten und einem elften Ausführungsbeispiel, die folgen, wird eine Elektronikvorrichtung mit einem Temperatursensor und einem wärmeerzeugenden Element beschrieben.
Zehntes Ausführungsbeispiel
16 ist eine Querschnittsansicht einer Elektronikvorrichtung 101 gemäß einem zehnten Ausführungsbeispiel. Die Elektronikvorrichtung 101 umfasst das Temperaturerfassungsobjekt 7, das ein wärmeerzeugendes Element ist, eine Strahlerplatte 8, die die Wärme des Temperaturerfassungsobjekts 7 abstrahlt, und den oben erwähnten Temperatursensor 6A. Das Temperaturerfassungsobjekt 7 bezieht sich auf eine Struktur, die an sich Wärme erzeugt, oder eine Elektronikkomponente oder dergleichen, deren Temperatur bei Verwendung ansteigt. Die Strahlerplatte entspricht einem ”Strahler”, der in den Ansprüchen der vorliegenden Erfindung beschrieben ist. Das Temperaturerfassungsobjekt 7 weist eine gekrümmte äußere Oberfläche auf und die Strahlerplatte 8 ist als Ganzes in Anlehnung an diese gekrümmte Oberfläche des Temperaturerfassungsobjekts 7 gebogen. Der Temperatursensor 6A ist über eine Haftmittelllage oder dergleichen entlang der gebogenen Oberfläche der Strahlerplatte 8 angebracht.
Der flexible Thermistor 1A des Temperatursensors 6A liegt an der Seite des Temperaturerfassungsobjekts 7 frei. Der flexible Thermistor 1A steht in Kontakt mit oder befindet sich in enger Nähe zu dem Temperaturerfassungsobjekt 7.
Wie in 5 dargestellt ist, stimmt die Höhe der freiliegenden Oberfläche des flexiblen Thermistors 1A im Wesentlichen mit der Höhe der Oberfläche der Abdeckschicht 53 überein und ferner besitzt der flexible Thermistor 1A selbst Flexibilität. Deshalb kann die Spannungsbelastung, die auf den flexiblen Thermistor 1A ausgeübt wird, wenn der flexible Thermistor 1A in Kontakt mit dem Temperaturerfassungsobjekt 7 kommt, reduziert werden, wodurch ein Brechen (Reißen) des Thermistors verhindert wird. Zusätzlich ist es auch möglich, den Temperatursensor 6A gegen das Temperaturerfassungsobjekt 7 zu pressen und den flexiblen Thermistor 1A in Kontakt mit dem Temperaturerfassungsobjekt 7 zu bringen, wodurch eine hohe Ansprechempfindlichkeit erhalten wird. Deshalb wird in einem Fall, in dem beispielsweise eine Rückkopplungssteuerung durchgeführt wird, um die Temperatur des wärmeerzeugenden Elements konstant zu halten, eine hohe Temperaturstabilität erhalten.
Selbst wenn die Höhe der Oberfläche der Abdeckschicht 53 und die Höhe der Oberfläche des flexiblen Thermistors 1A sich in einem Zustand, bevor der Temperatursensor 6A gegen das Temperaturerfassungsobjekt 7 gepresst wird, voneinander unterscheiden, kann der oben erwähnte Effekt infolge einer Verformung, die durch Pressen des Temperatursensors 6A bewirkt wird, erhalten werden, solange die Dicke der Abdeckschicht 53 und die des flexiblen Thermistors 1A im Wesentlichen gleich werden.
Allgemein kann die Höhe der freiliegenden Oberfläche des flexiblen Thermistors 1A innerhalb eines Bereichs von ±20% in Bezug auf die Höhe der Oberfläche der Abdeckschicht 53 liegen. Dies bedeutet, dass der oben erwähnte Effekt im Allgemeinen erhalten werden kann, solange die folgende Beziehung erfüllt ist: Höhe der Oberfläche der Abdeckschicht 53 × 0,8 ≤ Höhe der freiliegenden Oberfläche des flexiblen Thermistors ≤ Höhe der Oberfläche der Abdeckschicht 53 × 1,2.
Bei dem in 16 dargestellten Beispiel ist der flexible Thermistor 1A in der Mitte des Bereichs angeordnet, an dem das Temperaturerfassungsobjekt 7 und die Strahlerplatte 8 einander gegenüberliegen. In einem Fall jedoch, in dem der Zweck des Temperatursensors 6A darin besteht, die Temperatur der Strahlerplatte 8 zu erfassen, kann der Temperatursensor 6A so angeordnet sein, dass der flexible Thermistor 1A sich in Kontakt oder in enger Nähe zu einer Position an der Strahlerplatte 8, an der Wärme erfasst werden soll, befindet.
Während sich das in 5 dargestellte Beispiel auf die Struktur richtet, bei der der flexible Thermistor 1A für die flexible Platine 5A des Temperatursensors 6A vorgesehen ist, ist es auch möglich, den flexiblen Thermistor 1A direkt auf dem Temperaturerfassungsobjekt 7 anzuordnen und Drähte in einer bestimmten Weise herauszuziehen.
Elftes Ausführungsbeispiel
17(A) ist eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht einer Elektronikvorrichtung 102 gemäß einem elften Ausführungsbeispiel und 17(B) ist eine Seitenansicht der Elektronikvorrichtung 102. Die Elektronikvorrichtung 102 umfasst ein Transistorelement 2, einen Temperatursensor 6C, der die Temperatur des Transistorelements 2 erfasst, und die Strahlerplatte 8. Das Transistorelement 2 ist ein Leistungstransistor, dessen Temperatur bei Verwendung steigt. Die Strahlerplatte 8 strahlt die durch das Transistorelement 2 erzeugte Wärme ab. Der Temperatursensor 6C ist sandwichartig zwischen der Strahlerplatte 8 und dem Transistorelement 2 angeordnet und mit einer Schraube 4 angeschraubt.
In dem Temperatursensor 6C ist die Metallbasis 11 mit einer isolierenden Beschichtung versehen, wie in 9 dargestellt ist. Folglich besteht keine Gefahr, dass die Strahlerplatte 8 oder das Transistorelement 2 in elektrische Kontinuität mit der Metallbasis 11 gebracht werden. Durch Bedecken der gesamten Oberfläche des Thermistors, ausschließlich der Splitelektroden 21 und 22, mit der Schutzschicht 16, die auf diese Weise eine isolierende Schicht ist, kann die vorliegende Erfindung so, wie sie ist, selbst auf einen Fall angewendet werden, in dem das Temperaturerfassungsobjekt elektrisch mit einer bestimmten Schaltung verbunden ist.
Beispiele
Wie bereits oben beschrieben wurde, kann, indem die Höhe der Oberfläche der Abdeckschicht und der freiliegenden Oberfläche des flexiblen Thermistors übereinstimmend gemacht wird, und durch Verwenden eines flexiblen Thermistors als Thermistor eine Spannungsbelastung, die auf den Thermistor ausgeübt wird, wenn dieser in Kontakt mit einem Temperaturerfassungsobjekt kommt, reduziert werden, was den Effekt eines Verhinderns eines Brechens des Thermistors aufgrund von Reißen oder dergleichen schafft, und die Genauigkeit der Temperaturerfassung verbessert. Um diesen Effekt zu verifizieren, wurden die folgenden Auswertungen durchgeführt.
Herstellung
Wie in 18 dargestellt ist, soll Tf die Gesamtdicke der flexiblen Platine 5A (die Höhe der Oberfläche der Abdeckschichte 53) sein und Ts die Gesamtdicke des Temperatursensors 6A, einschließlich des flexiblen Thermistors 1A (die Höhe der freiliegenden Oberfläche des flexiblen Thermistors 1A), und so wurden Temperatursensorproben hergestellt, die sich voneinander in der Differenz Te (= Ts – Tf) zwischen den beiden Dicken unterscheiden. 19(A) stellt einen Fall dar, in dem Te > 0 gilt, 19(B) stellt einen Fall dar, in dem Te = 0 gilt, und 19(C) stellt einen Fall dar, in dem Te < 0 gilt.
Auswertung 1
Jede der oben erwähnten Proben wurde mit einem wärmeresistenten Band an die Oberfläche eines Temperaturerfassungsobjekts geheftet und eine Spannung wurde durch Durchführen eines Wärmeschocktests, der 500 Temperaturzyklen von –55°C bis 150°C ausführte, auf jede der Proben ausgeübt. Eine Rissrate wurde für jede der Proben nach Abschluss der Zyklen berechnet, durch Zählen von Rissen in der Thermistorschicht selbst, an der Grenzfläche zwischen der Thermistorschicht und jeder der Splitelektroden und an der Grenzfläche zwischen jeder der Splitelektroden und der Lötmittelverbindung.
Auswertung 2
Das Temperaturerfassungsobjekt sollte gemäß einer Temperaturanstiegskurve, die in 20 dargestellt ist, Wärme erzeugen und die Differenzen zwischen der Oberflächentemperatur des Temperaturerfassungsobjekts und der Temperatur, die durch den flexiblen Thermistor erfasst wurde, nach 60 Sekunden, wurden verglichen.
Die Ergebnisse in dem Fall, in dem die Gesamtdicke Tf der flexiblen Platine = 105 μm beträgt, sind in den 21(A) und 21(B) dargestellt. Zusätzlich sind die Ergebnisse in dem Fall, in dem die Gesamtdicke Tf der flexiblen Platine = 210 μm beträgt, in den 22(A) und 22(B) dargestellt.
Die Ergebnisse der Auswertung 1 zeigen an, dass in Fällen, in denen das Verhältnis der Gesamtdicke Ts des Temperatursensors 6A, einschließlich des flexiblen Thermistors 1A, zu der Gesamtdicke Tf der flexiblen Platine 5A nicht mehr als 21% beträgt, die Rissrate gering ist und ein Rissvermeidungseffekt erhalten wird, indem die Höhe der Oberfläche der Abdeckschicht übereinstimmend mit der Höhe der freiliegenden Oberfläche des flexiblen Thermistors gemacht wird.
Zusätzlich zeigen die Ergebnisse der Auswertung 2 an, dass in Fällen, in denen das Verhältnis der Gesamtdicke Ts des Temperatursensors 6A, einschließlich des flexiblen Thermistors 1A, zu der Gesamtdicke Tf der flexiblen Platine 5A nicht kleiner als –22% beträgt, die Temperaturdifferenz von dem Erfassungsobjekt klein ist und ein temperaturerfassungsgenauigkeitsverbessernder Effekt erhalten wird, indem die Höhe der Oberfläche der Abdeckschicht übereinstimmend mit der Höhe der freiliegenden Oberfläche des flexiblen Thermistors gemacht wird.
Der Effekt gemäß der Auswertung 1 wird in einem Fall noch ausgeprägter, in dem der Temperatursensor 6A nicht durch Adhäsion unter Verwendung eines wärmeresistenten Bandes in Kontakt mit dem Erfassungsobjekt gebracht wird, sondern durch weiteres Pressen des Temperatursensors 6A, oder in einem Fall, in dem der Temperatursensor 6A auf einer gebogenen Oberfläche angeordnet ist, die großer Spannung ausgesetzt ist.
Bezugszeichenliste

H: Öffnung
1A, 1B: flexibler Thermistor
2: Transistorelement
4: Schraube
5A, 5B, 5C: flexible Platine
6A, 6b, 6C: Temperatursensor
7: Temperaturerfassungsobjekt
8: Strahlerplatte
11: Metallbasis
15: Thermistorschicht
16: Schutzschicht
21, 22: Splitelektrode
23: Ni-Plattierungsschicht
24: Sn-Plattierungsschicht
31, 32: flexibler Thermistor
31A, 31B: flexibler Thermistor
51: Basisschicht
51P: Vorsprung
52: Verdrahtungsleiterschicht
52P1, 52P2: Verbindungsabschnitt
53: Abdeckschicht
54: Lötmittelschicht
55: externer Verbindungsanschluss
61: flexible Platine
62: RFID-Kennung-Schaltungskomponente
71: flexible Platine
101 bis 104: flexible Platine
101, 102: wärmeerzeugendes Bauelement
161: Batterie
162: Platine
163A, 163B: Batterie
201 bis 203: RFID-Kennung
201: Batteriesatz

Claims

Ein Temperatursensor, der folgende Merkmale aufweist: einen flexiblen Thermistor, der folgende Merkmale umfasst: eine Metallbasis, eine Thermistorschicht, die auf der Metallbasis gebildet ist, wobei die Thermistorschicht dünner ist als die Metallbasis, und ein Paar von Splitelektroden, die auf der Thermistorschicht gebildet sind; und eine flexible Platine, die folgende Merkmale umfasst: eine Basisschicht, eine Verdrahtungsleiterschicht, die auf der Basisschicht gebildet ist, und eine Abdeckschicht, die über die Basisschicht gestapelt ist und die Verdrahtungsleiterschicht bedeckt, wobei die Abdeckschicht eine Öffnung aufweist, durch die ein Teil der Verdrahtungsleiterschicht freigelegt ist, der flexible Thermistor innerhalb der Öffnung aufgenommen ist und die Splitelektroden des flexiblen Thermistors elektrisch mit der Verdrahtungsleiterschicht, die von der Öffnung freiliegt, verbunden sind, und eine Höhe einer Oberfläche der Abdeckschicht im Wesentlichen gleich einer Höhe einer freiliegenden Oberfläche des flexiblen Thermistors ist.
Der Temperatursensor gemäß Anspruch 1, bei dem die Höhe der Oberfläche der Abdeckschicht gleich der Höhe der freiliegenden Oberfläche des flexiblen Thermistors wird, wenn der Temperatursensor in einer Dickenrichtung in Bezug auf die flexible Platine gepresst ist.
Der Temperatursensor gemäß Anspruch 1 oder 2, bei dem die Höhe der freiliegenden Oberfläche des flexiblen Thermistors innerhalb eines Bereichs von ±20% in Bezug auf die Höhe der Oberfläche der Abdeckschicht liegt.
Eine Temperatursensoranbringungsstruktur mit dem Temperatursensor gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, bei der der Temperatursensor so angeordnet ist, dass die Metallbasis des flexiblen Thermistors in enge Nähe zu oder Kontakt mit einem Temperaturerfassungsobjekt kommt.