JP2003028728A - Temperature sensor, and method of manufacturing temperature detecting element therefor - Google Patents

Temperature sensor, and method of manufacturing temperature detecting element therefor

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JP2003028728A JP2001217222A JP2001217222A JP2003028728A JP 2003028728 A JP2003028728 A JP 2003028728A JP 2001217222 A JP2001217222 A JP 2001217222A JP 2001217222 A JP2001217222 A JP 2001217222A JP 2003028728 A JP2003028728 A JP 2003028728A
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent a pad part from being separated, to allow a Ni foil resistor to be formed into a thin film, and to attain concurrently both miniaturization and a high resistance value. SOLUTION: A Ni foil manufactured by rolling work is bonded onto a surface of a ceramic substrate 10 by an adhesive. The Ni foil is formed into the thin film having a prescribed thickness by wet etching or dry etching. A resist is applied onto the Ni foil, a mask pattern is transcription-exposed thereto, and a portion other than an exposed portion is dissolved and removed to form the Ni foil resistor 11 of a prescribed shape and the pad part 13.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、温度センサおよび
その温度検出素子の製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a temperature sensor and a method for manufacturing the temperature detecting element.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体装置では、パターンの微細化やウ
エハの大型化に伴いきわめて高精度な温度制御が求めら
れてきている。現在一般的に使用されている温度センサ
は、Pt抵抗温度センサで、その抵抗値は100Ω程度
である。このため、高精度に温度を計測しようとする
と、回路技術の限界(高速サンプリングやAD分解能や
小型化などの限界)から、Pt線に1〜2mAの測定電
流を流す必要がある。その場合、温度センサは、高速応
答性を高めるために小型化された形状であるので、制御
温度範囲よりも大きな温度上昇が生じる。すなわち、半
導体などの温度制御範囲は±0.01℃であるが、形状
によってはPt抵抗温度センサの温度上昇(測定電流に
よる発熱)は0.1℃にもなり、制御温度範囲の10倍
以上にもなっている場合がある。そうした場合、制御対
象の気体の流れが一定であれば、一定の温度上昇のまま
であるため、制御性に問題は起きないが、気体の流れは
微視的に見れば、常に変動しているために、Pt抵抗温
度センサの温度上昇は、常に変動していることになり
(流速により熱放散が変わるため)、真の対象温度を測
定できていないことになる。例えば、他の条件が何も変
動していないで気体の流れが10%だけ変われば、検出
温度は温度上昇0.1℃の10%(約0.01℃)変動
し、その温度を真の温度として制御することになる。そ
れ故、高精度な制御ができず、半導体製造装置において
は抵抗値が大きくて温度上昇が少なく、より高精度に温
度測定することができる温度センサが要望されてきてい
る。
2. Description of the Related Art In semiconductor devices, extremely fine temperature control has been demanded along with miniaturization of patterns and enlargement of wafers. A temperature sensor generally used at present is a Pt resistance temperature sensor having a resistance value of about 100Ω. Therefore, in order to measure the temperature with high accuracy, it is necessary to flow a measurement current of 1 to 2 mA to the Pt line due to the limit of circuit technology (limit of high-speed sampling, AD resolution, miniaturization, etc.). In that case, since the temperature sensor has a small size in order to improve high-speed response, a temperature rise larger than the control temperature range occurs. That is, the temperature control range of semiconductors and the like is ± 0.01 ° C, but depending on the shape, the temperature rise of the Pt resistance temperature sensor (heat generation by the measurement current) is as high as 0.1 ° C, which is more than 10 times the control temperature range. In some cases, In such a case, if the flow of the gas to be controlled is constant, the temperature rises at a constant level, so there is no problem in controllability, but the flow of gas is constantly fluctuating from a microscopic perspective. Therefore, the temperature rise of the Pt resistance temperature sensor is constantly changing (since the heat dissipation changes depending on the flow rate), the true target temperature cannot be measured. For example, if the gas flow changes by 10% without changing any other conditions, the detected temperature changes by 10% (about 0.01 ° C) of the temperature rise of 0.1 ° C, and the temperature is changed to true. It will be controlled as temperature. Therefore, there is a demand for a temperature sensor that cannot perform highly accurate control, has a large resistance value in a semiconductor manufacturing apparatus, has a small temperature rise, and can measure temperature with higher accuracy.

【0003】Pt温度センサは、抵抗体として外径が
0.01mm程度のきわめて細いPt線を用いたもの
で、抵抗値が100Ω程度とされる。このため、高精度
に温度を計測しようとすると、回路技術の限界(高速サ
ンプリングやAD分解能や小型化などの限界)から、P
t線に1〜2mAの測定電流を流す必要がある。その場
合、温度センサは、高速応答性を高めるために小型化さ
れた形状であるので、制御温度範囲よりも大きな温度上
昇が生じる。すなわち、半導体などの温度制御範囲は±
0.01℃であるが、形状によってはPt温度センサの
温度上昇(測定電流による発熱)は0.1℃にもなり、
制御温度範囲の10倍以上にもなっている場合がある。
そうした場合、制御対象の気体の流れが一定であれば、
一定の温度上昇のままであるため、制御性に問題は起き
ないが、気体の流れは微視的に見れば、常に変動してい
るために、Pt線温度センサの温度上昇は、常に変動し
ていることになり(流速により熱放散が変わるため)、
真の対象温度を測定できていないことになる。例えば、
他の条件が何も変動していないで気体の流れが10%だ
け変われば、検出温度は温度上昇0.1℃の10%(約
0.01℃)変動し、その温度を真の温度として制御す
ることになる。それ故、高精度な制御ができず、半導体
製造装置においては抵抗値が大きくて温度上昇が少な
く、より一層高精度に温度測定することができる温度セ
ンサが要望されてきている。
The Pt temperature sensor uses a very thin Pt wire having an outer diameter of about 0.01 mm as a resistor and has a resistance value of about 100Ω. Therefore, if it is attempted to measure temperature with high accuracy, P is limited due to the limitation of circuit technology (the limitation of high-speed sampling, AD resolution, miniaturization, etc.).
It is necessary to apply a measurement current of 1 to 2 mA to the t-line. In that case, since the temperature sensor has a small size in order to improve high-speed response, a temperature rise larger than the control temperature range occurs. That is, the temperature control range for semiconductors is ±
Although it is 0.01 ° C, depending on the shape, the temperature rise of the Pt temperature sensor (heat generation due to the measurement current) becomes 0.1 ° C,
It may be 10 times or more the control temperature range.
In that case, if the flow of gas to be controlled is constant,
Since the temperature rise remains constant, there is no problem in controllability, but microscopically, the gas flow is constantly changing, so the temperature rise of the Pt wire temperature sensor is always changing. (Because heat dissipation changes depending on the flow velocity),
This means that the true target temperature cannot be measured. For example,
If the gas flow changes by 10% without any change in other conditions, the detected temperature changes by 10% (about 0.01 ° C) of the temperature rise of 0.1 ° C, and that temperature is regarded as the true temperature. Will be in control. Therefore, there is a demand for a temperature sensor that cannot perform highly accurate control, has a large resistance value in a semiconductor manufacturing apparatus, has a small temperature rise, and can measure temperature with higher accuracy.

【0004】温度センサの抵抗値が高くなると、同じ温
度を検出するために必要な測定電流は少なくてすむ。温
度センサの測定電流による温度上昇は、電流の2乗に比
例するので小さくなる。すなわち、抵抗値が1kΩにな
ると、測定電流は、Pt100Ωの場合の1/10、つ
まり0.1〜0.2mAになり、温度上昇は1/10に
なるので、0.01℃の温度上昇になる。この場合、流
れが変動しても制御温度以内の変動になり、高精度の制
御が可能となる。
The higher the resistance of the temperature sensor, the smaller the measuring current required to detect the same temperature. The temperature rise due to the measured current of the temperature sensor is small because it is proportional to the square of the current. That is, when the resistance value becomes 1 kΩ, the measured current becomes 1/10 of that of Pt100Ω, that is, 0.1 to 0.2 mA, and the temperature rise becomes 1/10. Become. In this case, even if the flow fluctuates, the fluctuation is within the control temperature, and high-precision control is possible.

【0005】現在のPt温度センサは、極細のPt線を
ガラス管に巻回して温度センサ素子を製作しているため
に、小型で高抵抗値な素子を製作することはできない。
例えば、1kΩの抵抗値を製作するには10倍の長さの
Pt線を巻回することになり、素子自体が大型化する。
In the current Pt temperature sensor, a very small Pt wire is wound around a glass tube to manufacture a temperature sensor element, so that a small size and high resistance element cannot be manufactured.
For example, in order to manufacture a resistance value of 1 kΩ, a Pt wire having a length of 10 times is wound, and the element itself becomes large.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】上記したように従来の
Pt温度センサは、巻き線タイプで抵抗値が低いため、
以下に述べるような問題があった。
As described above, the conventional Pt temperature sensor is of the winding type and has a low resistance value.
There was a problem as described below.

【0007】 Pt線の抵抗値は通常100Ω程度と
低いため、微小な温度変化を測定する場合は大きな測定
電流を供給する必要がある。しかし、この場合は必然的
に自己発熱による熱的影響が大きくなるため、高精度な
測定ができなくなる。
Since the resistance value of the Pt wire is usually as low as about 100Ω, it is necessary to supply a large measurement current when measuring a minute temperature change. However, in this case, the thermal effect of self-heating is inevitably large, so that highly accurate measurement cannot be performed.

【0008】例えば、抵抗値が100Ωの抵抗体を用い
た場合、温度が1℃変化したときに抵抗値が約0.4Ω
変化し、その時の電流を1mAとすると、信号電圧は
0.4mVとなる。したがって、このときの消費電力は
10-4W(W=RI2 =100×10-3 ×10-3 )となり、
直径が1.5〜2mmの保護管であると、約0.1〜
0.2m℃温度上昇する。それ故、このような温度セン
サを半導体製造装置に用いて10m℃の温度制御を行お
うとすると、センサ自体の発熱量(消費電力)が大き
く、制御を乱してしまう。したがって、上記した大口径
のウエハにパターン幅約0.1μm程度のパターンをフ
ォトエッチングによって形成する場合は、センサ自体の
発熱により温度センサの温度がずれたり温度制御の邪魔
をすることにより十分な制御ができなくなる。
For example, when a resistor having a resistance value of 100Ω is used, the resistance value is about 0.4Ω when the temperature changes by 1 ° C.
If the current changes and the current at that time is 1 mA, the signal voltage becomes 0.4 mV. Therefore, the power consumption at this time is 10 −4 W (W = RI 2 = 100 × 10 −3 × 10 −3 ),
If it is a protective tube with a diameter of 1.5 to 2 mm, it will be about 0.1
The temperature rises by 0.2 m ° C. Therefore, if such a temperature sensor is used in a semiconductor manufacturing apparatus to perform temperature control at 10 m ° C., the amount of heat generated by the sensor itself (power consumption) is large and the control is disturbed. Therefore, when a pattern having a pattern width of about 0.1 μm is formed on the large-diameter wafer by photoetching, the temperature of the temperature sensor may be deviated by the heat generated by the sensor itself or the temperature control may be hindered. Can not be.

【0009】 Pt線と、これを収納する保護管との
絶縁を図るために絶縁チューブを用いているため、保護
管の外径が一層大きくなり、温度変化に対して感度(レ
スポンス)が低い。
Since the insulating tube is used to insulate the Pt wire from the protective tube that houses the Pt wire, the outer diameter of the protective tube is further increased and the sensitivity (response) to temperature change is low.

【0010】そこで、本発明者らは上記した問題,
について鋭意検討し、種々のセンサを製作して実験を行
った結果、Pt線の代わりにNi箔抵抗体を用いると、
マイクロマシンや半導体のリソグラフィ技術によって抵
抗パターンを微細化することができるため、高抵抗で消
費電力を少なくすることができ、上記の問題を完全に
解決することができた。
Therefore, the inventors of the present invention have
As a result of conducting various experiments and manufacturing various sensors, when a Ni foil resistor is used instead of the Pt wire,
Since the resistance pattern can be miniaturized by a micromachine or a semiconductor lithography technique, the resistance can be reduced and the power consumption can be reduced, and the above problems can be solved completely.

【0011】また、抵抗パターンにトリミング用のパタ
ーンを設け、標準素子と比較しながらレーザートリミン
グ調整すると設計値通りの抵抗値が得られ、初期抵抗値
のばらつきを小さくすることができた。
Further, by providing a trimming pattern on the resistance pattern and adjusting the laser trimming while comparing with the standard element, the resistance value as designed can be obtained, and the variation in the initial resistance value can be reduced.

【0012】また、Ni箔抵抗体を基板に設け、この基
板を保護管に挿入すればガラス管と絶縁チューブを必要
としないため、保護管を小径化することができ、温度変
化に対するレスポンスが速い温度センサが得られ、上記
の問題を解決することができた。
Further, if the Ni foil resistor is provided on the substrate and the substrate is inserted into the protective tube, the glass tube and the insulating tube are not required, so that the protective tube can be downsized and the response to the temperature change is fast. A temperature sensor was obtained and the above problems could be solved.

【0013】Ni箔抵抗体を用いた温度センサの製作に
当たっては、圧延によって製作したNi箔を用いた。こ
の場合、抵抗値を高くするためにはNi箔の厚さを薄く
し、パターン幅を小さくする必要があるが(一般的には
厚さの3倍程度)、圧延による厚さは3μm程度が限界
で、それ以上に薄く圧延すると、取り扱いが難しくなる
と同時に、Ni箔にピンホールや破れや厚さが不均一に
なるなどの不具合が発生する。そこで、フォトリソグラ
フィ技術によって所望の微細な抵抗パターンを形成する
ことに加えて、エッチング技術を用いてさらに薄膜化す
ると、ピンホールや破れが生じず、厚さを均一にするこ
とができた。また、厚さが薄くなればパターン幅を小さ
くすることができるため(厚さの約3倍)、より一層小
型で高抵抗値(1,000Ω程度)なNi箔抵抗体を得
ることができた。
In manufacturing the temperature sensor using the Ni foil resistor, the Ni foil manufactured by rolling was used. In this case, in order to increase the resistance value, it is necessary to reduce the thickness of the Ni foil and reduce the pattern width (generally about 3 times the thickness), but the thickness after rolling is about 3 μm. At the limit, if it is rolled thinner than that, handling becomes difficult, and at the same time, problems such as pinholes in the Ni foil, breakage, and uneven thickness occur. Therefore, in addition to forming a desired fine resistance pattern by the photolithography technique and further thinning the film by using the etching technique, pinholes and breakage did not occur, and the thickness could be made uniform. Moreover, since the pattern width can be made smaller when the thickness is thinner (about 3 times the thickness), a smaller Ni foil resistor having a high resistance value (about 1,000Ω) can be obtained. .

【0014】本発明は上記した従来の問題および検討結
果に基づいてなされたもので、その目的とするところ
は、パッド部が剥離せず薄膜化することができ、小型化
と高抵抗値化の双方を同時に達成できるようにした温度
センサおよびその温度検出素子の製造方法を提供するこ
とにある。
The present invention has been made on the basis of the above-mentioned conventional problems and examination results. The purpose of the present invention is to reduce the thickness of the pad portion without peeling it off, thereby reducing the size and increasing the resistance value. It is an object of the present invention to provide a temperature sensor and a method for manufacturing a temperature detection element thereof that can achieve both of them at the same time.

【0015】[0015]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に第1の発明に係る温度検出素子の製造方法は、基板に
Ni箔抵抗体を接合した温度検出素子の製造方法であっ
て、圧延加工によって製作したNi箔を前記基板の表面
に接着剤によって接着する接着工程と、このNi箔をウ
エットエッチングまたはドライエッチングによって所定
の厚さに薄膜化するエッチング工程と、前記Ni箔にレ
ジストを塗布してフォトリソグラフィとエッチングによ
り所定形状のNi箔抵抗体とパッド部を形成する抵抗体
形成工程とを備えたものである。
In order to achieve the above object, a method of manufacturing a temperature detecting element according to a first invention is a method of manufacturing a temperature detecting element in which a Ni foil resistor is bonded to a substrate, An adhesion step of adhering the Ni foil manufactured by processing to the surface of the substrate with an adhesive, an etching step of thinning this Ni foil to a predetermined thickness by wet etching or dry etching, and applying a resist to the Ni foil. Then, a Ni foil resistor having a predetermined shape and a resistor forming step of forming a pad portion are provided by photolithography and etching.

【0016】第2の発明に係る温度検出素子の製造方法
は、基板にNi箔抵抗体を接合した温度検出素子の製造
方法であって、圧延加工によって製作したNi箔を前記
基板の表面に接着剤によって接着する接着工程と、この
Ni箔にレジストを塗布してフォトリソグラフィとエッ
チングにより所定形状のNi箔抵抗体とパッド部を形成
する抵抗体形成工程と、前記Ni箔抵抗体をウエットエ
ッチングまたはドライエッチングによって所定の厚さに
薄膜化するエッチング工程とを備えたものである。
A method of manufacturing a temperature detecting element according to a second aspect of the present invention is a method of manufacturing a temperature detecting element in which a Ni foil resistor is bonded to a substrate, wherein a Ni foil manufactured by rolling is adhered to the surface of the substrate. A bonding step of bonding with an agent, a resist forming step of applying a resist to the Ni foil to form a Ni foil resistor and a pad portion having a predetermined shape by photolithography and etching, and wet etching the Ni foil resistor or And an etching step of thinning the film to a predetermined thickness by dry etching.

【0017】第3の発明に係る温度検出素子の製造方法
は、上記第1または第2の発明において、Ni箔抵抗体
の厚さが3μm以下である。
According to a third aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a temperature detecting element according to the first or second aspect, wherein the Ni foil resistor has a thickness of 3 μm or less.

【0018】第4の発明に係る温度検出素子の製造方法
は、上記第2の発明において、パッド部をマスキングし
てエッチングを行い、パッド部をNi箔抵抗体の厚さよ
り厚く残すようにしたものである。
A method for manufacturing a temperature detecting element according to a fourth aspect of the present invention is the method of manufacturing the temperature detecting element according to the second aspect, wherein the pad portion is masked and etched to leave the pad portion thicker than the thickness of the Ni foil resistor. Is.

【0019】第5の発明に係る温度センサは、基板に温
度検出用のNi箔抵抗体を接合した温度検出素子と、こ
の温度検出素子を収納する細長い保護管とを備え、前記
Ni箔抵抗体をエッチングによって3μm以下の厚さに
薄膜化したものである。
A temperature sensor according to a fifth aspect of the present invention comprises a temperature detecting element in which a Ni foil resistor for temperature detection is bonded to a substrate, and an elongated protective tube for accommodating the temperature detecting element. Is thinned to a thickness of 3 μm or less by etching.

【0020】第6の発明に係る温度センサは、基板に温
度検出用のNi箔抵抗体を接合した温度検出素子と、こ
の温度検出素子を収納する細長い保護管とを備え、前記
Ni箔抵抗体をエッチングによってパッド部の厚さより
薄くしたものである。
A temperature sensor according to a sixth aspect of the present invention comprises a temperature detecting element in which a Ni foil resistor for temperature detection is bonded to a substrate, and an elongated protective tube for accommodating the temperature detecting element. Is made thinner than the thickness of the pad portion by etching.

【0021】第1、第2の発明においては、エッチング
工程を備えているので、Ni箔の圧延による厚さの限界
以上に薄いNi箔抵抗体を形成することができる。した
がって、抵抗値を高くすることができる。また、厚さが
薄ければパターン幅を狭くすることができる。レジスト
としては、ポジ型とネガ型のいずれを用いてもよい。第
3および第5の発明においては、ピンホールや破れが生
じず、均一な厚さのNi箔抵抗体が得られる。第4およ
び第6の発明においては、パッド部の厚さが厚いと強度
が大きく、メッキ処理したり、リード線を接続したとき
剥離することがない。
In the first and second inventions, since the etching step is provided, it is possible to form a Ni foil resistor that is thinner than the thickness limit of the Ni foil by rolling. Therefore, the resistance value can be increased. If the thickness is thin, the pattern width can be narrowed. As the resist, either a positive type or a negative type may be used. In the third and fifth inventions, a Ni foil resistor having a uniform thickness can be obtained without pinholes or breakage. In the fourth and sixth aspects of the invention, the thicker the pad portion is, the higher the strength is, and there is no peeling when the plating process or the lead wire is connected.

【0022】[0022]

【発明の実施の形態】以下、本発明を図面に示す実施の
形態に基づいて詳細に説明する。図1は本発明に係る温
度センサの一実施の形態を示す断面図、図2は素子ユニ
ットの断面図、図3は温度検出素子の平面図である。こ
れらの図において、全体を符号1で示す温度センサは、
素子ユニット2と、この素子ユニット2を収納する金属
製パイプ3とからなり、4線式の温度センサを構成して
いる。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The present invention will be described below in detail based on the embodiments shown in the drawings. FIG. 1 is a sectional view showing an embodiment of a temperature sensor according to the present invention, FIG. 2 is a sectional view of an element unit, and FIG. 3 is a plan view of a temperature detecting element. In these figures, the temperature sensor indicated as a whole by 1 is
The element unit 2 and the metal pipe 3 for accommodating the element unit 2 constitute a 4-wire type temperature sensor.

【0023】前記素子ユニット2は、フレキシブルプリ
ント基板5の先端部に取付けられた温度検出素子4と、
この温度検出素子4を前記フレキシブルプリント基板5
とともに収納する細長い保護管6と、外部リード線7
と、この外部リード線7と前記フレキシブルプリント基
板5を電気的に接続するとともに前記保護管6を気密に
封止するハーメチック部品8等で構成されている。
The element unit 2 includes a temperature detecting element 4 attached to the tip of a flexible printed circuit board 5,
The temperature detecting element 4 is connected to the flexible printed board 5
An elongated protective tube 6 to be housed together with the external lead wire 7
The external lead wire 7 and the flexible printed circuit board 5 are electrically connected to each other, and the protective tube 6 is hermetically sealed.

【0024】前記温度検出素子4は、アルミナ等のセラ
ミック基板10と、このセラミック基板10の表面に接
着剤によって接合されたNi箔抵抗体11とで構成され
ている。セラミック基板10は、幅が0.7〜1mm、
長さが8〜10mm、厚さが0.4mm程度の薄くて細
長いシート状に形成されている。
The temperature detecting element 4 comprises a ceramic substrate 10 made of alumina or the like, and a Ni foil resistor 11 bonded to the surface of the ceramic substrate 10 with an adhesive. The width of the ceramic substrate 10 is 0.7 to 1 mm,
It is formed in a thin and long sheet shape having a length of 8 to 10 mm and a thickness of about 0.4 mm.

【0025】前記Ni箔抵抗体11は、図3に示すよう
に抵抗パターンがセラミック基板10の長手方向に蛇行
するように形成され、かつセラミック基板10の先端側
で折り返えされることにより、往路パターン11Aと復
路パターン11Bが半ピッチずれて互いに非接触状態で
噛み合うように形成されており、各端部にそれぞれ2つ
ずつ合計4つの電極部(パッド部)13(13a〜13
d)を有している。また、Ni箔抵抗体11は、厚さが
1〜3μm、幅が6〜10μm、抵抗値が約1,000
Ωで、表面全体が絶縁膜によって覆われている。ただ
し、覆われていない場合もある。
The Ni foil resistor 11 is formed such that the resistance pattern meanders in the longitudinal direction of the ceramic substrate 10 as shown in FIG. The pattern 11A and the return path pattern 11B are formed so as to be shifted by a half pitch so as to be engaged with each other in a non-contact state, and two electrodes are provided at each end portion, four electrode portions (pad portions) 13 (13a to 13) in total.
d). The Ni foil resistor 11 has a thickness of 1 to 3 μm, a width of 6 to 10 μm, and a resistance value of about 1,000.
Ω, the entire surface is covered with an insulating film. However, it may not be covered.

【0026】14はトリミング用の抵抗パターンで、例
えば1Ω、2Ω、3Ω等の抵抗値が異なるものが数種類
形成されている。この抵抗パターン14は、Ni箔から
周知のフォトリソグラフィ技術とエッチング技術によっ
てNi箔抵抗体11を形成した時点ではNi箔抵抗体1
1に全て電気的に接続されており、レーザートリミング
による抵抗値の調整時に適宜切り離される。すなわち、
Ni箔抵抗体11の抵抗値が例えば995Ωとすると、
所望の抵抗値1,000Ωより抵抗値が5Ωだけ低いた
め、1Ωの抵抗パターン1つと、2Ωの抵抗パターン2
つを切り離し、1,000ΩのNi箔抵抗体11とす
る。なお、実際のトリミングはもっと細かな値で調整さ
れる。
Reference numeral 14 is a resistance pattern for trimming, and several types of resistance patterns having different resistance values such as 1Ω, 2Ω, and 3Ω are formed. The resistance pattern 14 is formed on the Ni foil resistor 1 when the Ni foil resistor 11 is formed from the Ni foil by a well-known photolithography technique and etching technique.
1 are all electrically connected, and are appropriately disconnected when adjusting the resistance value by laser trimming. That is,
If the resistance value of the Ni foil resistor 11 is 995Ω, for example,
Since the resistance value is lower than the desired resistance value of 1,000Ω by 5Ω, one 1Ω resistance pattern and 2Ω resistance pattern 2
The two pieces are separated to form a 1,000 Ω Ni foil resistor 11. The actual trimming is adjusted with finer values.

【0027】このようなNi箔抵抗体11は、圧延によ
って製作したNi箔をセラミック基板10の表面に接着
剤によって接合し、ドライエッチングまたはウエットエ
ッチングによってNi箔自体の厚さを薄くするととも
に、フォトリソグラフィ技術によりマスクパターンを転
写露光し、パターン以外の部分を溶解、除去することに
より容易に形成することができる。このとき、パッド部
13も同時に形成される。
In such a Ni foil resistor 11, a Ni foil manufactured by rolling is bonded to the surface of the ceramic substrate 10 with an adhesive, and the thickness of the Ni foil itself is reduced by dry etching or wet etching. It can be easily formed by transferring and exposing a mask pattern by a lithographic technique, and dissolving and removing a portion other than the pattern. At this time, the pad portion 13 is also formed at the same time.

【0028】前記フレキシブルプリント基板5は、ポリ
イミド等によって細長い帯状に形成されることにより、
前記セラミック基板10と略同一の幅を有し、表面に4
本の回路パターン16が平行に形成され、その一端側が
前記ハーメチック部品8を介して前記外部リード線7に
それぞれ接続され、他端側に前記Ni箔抵抗体11の各
パッド部13がバンプ接合(またはワイヤボンディン
グ)されている。4本の回路パターン16のうち、例え
ば両側2本が前記Ni箔抵抗体11に電流を供給する電
流線として用いられ、内側2本がNi箔抵抗体11に通
電したときの電圧を検出する信号検出線として用いられ
る。このようなフレキシブルプリント基板5は、前記ハ
ーメチック部品8とともに保護管6に挿入され、前記温
度検出素子4を保護管6の先端部内壁面に押し付けてい
る。
Since the flexible printed circuit board 5 is formed of polyimide or the like into an elongated strip shape,
It has the same width as the ceramic substrate 10 and has a width of 4
The circuit patterns 16 of the book are formed in parallel, one end side thereof is connected to each of the external lead wires 7 through the hermetic component 8, and each pad portion 13 of the Ni foil resistor 11 is bump-bonded to the other end side ( Or wire bonding). Of the four circuit patterns 16, for example, two on both sides are used as current lines for supplying a current to the Ni foil resistor 11, and the inner two are signals for detecting the voltage when the Ni foil resistor 11 is energized. Used as a detection line. Such a flexible printed circuit board 5 is inserted into the protective tube 6 together with the hermetic component 8 and presses the temperature detecting element 4 against the inner wall surface of the distal end portion of the protective tube 6.

【0029】前記外部リード線7は4本(図1において
は2本のみ示す)からなり、そのうちの2本が電流線
用、残り2本が信号検出線用で、一端が前記ハーメチッ
ク部品8の端子(リード線)20に半田21によってそ
れぞれ接続され、他端が前記回路パターン16に同じく
半田によってそれぞれ接続されている。22は外部リー
ド線7を保護するステンレス編線である。
The external lead wire 7 is composed of four wires (only two wires are shown in FIG. 1), two of which are for current wire and the other two are for signal detection wire, and one end of which is the hermetic part 8. The terminals (lead wires) 20 are respectively connected by solder 21, and the other ends are similarly connected by solder to the circuit pattern 16, respectively. Reference numeral 22 is a stainless braided wire that protects the external lead wire 7.

【0030】前記ハーメチック部品8は、4本からなる
前記端子20と、両端開放の筒状に形成されたコバール
等の金属製リング23と、この金属製リング23内に前
記端子20を封着する封着用ガラス24とからなり、前
記保護管6の開口部を気密に封止している。各端子20
と前記リード線7、回路パターン16との半田接続部
は、それぞれ合成樹脂25によって封止されている。ま
た、各端子20には合成樹脂26がポッティングされて
いる。
The hermetic component 8 has four terminals 20, a cylindrical metal ring 23 made of Kovar or the like with both ends open, and the terminal 20 sealed in the metal ring 23. The glass 24 for sealing is used to hermetically seal the opening of the protective tube 6. Each terminal 20
Solder connection portions of the lead wire 7 and the circuit pattern 16 are sealed with synthetic resin 25. A synthetic resin 26 is potted on each terminal 20.

【0031】前記保護管6は、SUS304、SUS3
16等からなる2本の異径パイプ、すなわち小径パイプ
6Aおよび大径パイプ6Bを軸線を互いに一致させてレ
ーザ溶接することにより製作されており、内部にアルゴ
ン、窒素、乾燥空気等の不活性ガスまたはオイルが封止
されている。
The protection tube 6 is made of SUS304, SUS3.
It is manufactured by laser welding two different diameter pipes consisting of 16 etc., that is, a small diameter pipe 6A and a large diameter pipe 6B with their axes aligned with each other, and an inert gas such as argon, nitrogen or dry air. Or oil is sealed.

【0032】前記小径パイプ6Aは、先端側が閉塞し、
基端側が開放する真っ直ぐなパイプからなり、外径が
1.0〜1.4mm、肉厚が0.05mm、長さが20
〜30mm程度で、内部に前記温度検出素子4がフレキ
シブルプリント基板5とともに組み込まれている。この
ような小径パイプ6Aは、パイプ素材の絞り加工によっ
て容易に製作することが可能である。
The tip of the small diameter pipe 6A is closed,
It consists of a straight pipe with the base end open, with an outer diameter of 1.0 to 1.4 mm, a wall thickness of 0.05 mm, and a length of 20.
The temperature detecting element 4 is built in together with the flexible printed circuit board 5 within about 30 mm. Such a small diameter pipe 6A can be easily manufactured by drawing a pipe material.

【0033】前記大径パイプ6Bは、両端開放のパイプ
からなり、前記金属製パイプ3に嵌挿されるもので、外
径が3.0mm、長さが7〜8mm程度で、前端面中央
には小径パイプ6Aとの接続部を形成する筒状のボス部
30が一体に突設されている。ボス部30は、外径が
1.2〜1.8mm、肉厚が0.1〜0.2mm程度
で、大径パイプ6Bと同一の肉厚を有している。このよ
うな大径パイプ6Bは、前記小径パイプ6Aと同様にパ
イプ素材の絞り加工によって容易に製作することが可能
である。
The large-diameter pipe 6B is a pipe whose both ends are open, and is fitted into the metal pipe 3 and has an outer diameter of 3.0 mm and a length of 7 to 8 mm. A tubular boss portion 30 forming a connection portion with the small diameter pipe 6A is integrally provided so as to project. The boss portion 30 has an outer diameter of 1.2 to 1.8 mm and a wall thickness of about 0.1 to 0.2 mm, and has the same wall thickness as the large diameter pipe 6B. Such a large-diameter pipe 6B can be easily manufactured by drawing a pipe material, like the small-diameter pipe 6A.

【0034】前記金属製パイプ3は、SUS316等に
よって形成された両端開放のパイプからなり、外径が
4.0mm、内径が3.0mm、長さが30〜50mm
程度で、両端開口部に前記大径パイプ6Bと外部リード
線7のステンレス編線22が嵌挿され、また内部には合
成樹脂(熱硬化性樹脂)31が充填されている。
The metal pipe 3 is made of SUS316 or the like and has both ends open, and has an outer diameter of 4.0 mm, an inner diameter of 3.0 mm, and a length of 30 to 50 mm.
The large-diameter pipe 6B and the stainless braided wire 22 of the external lead wire 7 are fitted and inserted in the openings at both ends, and a synthetic resin (thermosetting resin) 31 is filled inside.

【0035】次に、上記構造からなる温度センサ1の製
造手順について説明する。図4は製造手順を示すフロー
チャートである。先ず、ステップ(以下、SPという)1
00においてNi材料のインゴットを用意し、このイン
ゴットを圧延加工して所要厚さのNi箔を製作する(SP
101)。圧延によるNi箔の厚さは3μm以上であ
り、それ以下であると取り扱いが難しくなるばかりか、
ピンホールができたり、破れたり厚さが不均一になるた
め好ましくない。
Next, a procedure for manufacturing the temperature sensor 1 having the above structure will be described. FIG. 4 is a flowchart showing the manufacturing procedure. First, step (hereinafter referred to as SP) 1
No. 00, an ingot of Ni material is prepared, and this ingot is rolled to produce a Ni foil of a required thickness (SP
101). The thickness of the rolled Ni foil is 3 μm or more, and if it is less than 3 μm, not only the handling becomes difficult,
It is not preferable because pinholes are formed, they are torn, and the thickness becomes uneven.

【0036】次に、Ni箔を大きなセラミック基板に接
着剤によって接着し(SP102)、このNi箔をその全
面にわたってウエットエッチングまたはドライエッチン
グし、薄膜化する(SP103)。ウエットエッチングの
場合は、エッチング液に浸漬して少しずつ溶解させる。
ドライエッチングの場合は、スパッター、プラズマ等に
よってイオンや電子をNi箔表面に照射し、少しずつ削
っていく。このようなエッチング工程によってNi箔の
厚さを1.0〜3μm、好ましくは1.5〜3μmにす
る。1μm以下であると、皺ができたり破れたり、穴が
明いたりするため好ましくない。
Next, the Ni foil is bonded to a large ceramic substrate with an adhesive (SP102), and the entire surface of the Ni foil is wet-etched or dry-etched to form a thin film (SP103). In the case of wet etching, it is immersed in an etching solution and gradually dissolved.
In the case of dry etching, the surface of the Ni foil is irradiated with ions or electrons by sputtering, plasma, etc., and is gradually scraped. By such an etching process, the thickness of the Ni foil is set to 1.0 to 3 μm, preferably 1.5 to 3 μm. If it is 1 μm or less, it is not preferable because wrinkles are formed, torn or holes are formed.

【0037】次に、フォトリソグラフィ技術(フォトエ
ッチング)によってNi箔を所定のパターンにエッチン
グし、Ni箔抵抗体11とパッド部13を製作する(SP
104)。すなわち、Ni箔の表面全体にレジストをス
ピンコートによって塗布し、紫外線(または電子線)を
照射して前記レジストにマスクパターンを転写露光す
る。次に露光されたレジストを溶解液で溶解し、レジス
トの不要部分を除去する。露光された部分を残すか除去
するかで、ネガ型レジストまたはポジ型レジストを選定
する。レジストが除去された部分はNi箔が露出してお
り、この露出したNi箔をウエットエッチングまたはド
ライエッチングによって除去する。そして、残っている
レジストを剥離、除去して洗浄すると、図3に示した所
定のパターンのNi箔抵抗体11とパッド部13の製作
が完了する。ここでは、このようなレジストの塗布から
Ni箔抵抗体11とパッド部13の製作までの一連の工
程を抵抗体形成工程という。
Next, the Ni foil is etched into a predetermined pattern by the photolithography technique (photo etching) to manufacture the Ni foil resistor 11 and the pad portion 13 (SP.
104). That is, a resist is applied to the entire surface of the Ni foil by spin coating, and ultraviolet rays (or an electron beam) is applied to transfer and expose a mask pattern on the resist. Next, the exposed resist is dissolved with a solution to remove unnecessary portions of the resist. A negative resist or a positive resist is selected depending on whether the exposed portion is left or removed. The Ni foil is exposed at the portion where the resist is removed, and the exposed Ni foil is removed by wet etching or dry etching. Then, the remaining resist is peeled off, removed, and washed to complete the production of the Ni foil resistor 11 and the pad portion 13 having the predetermined pattern shown in FIG. Here, a series of steps from the application of such a resist to the production of the Ni foil resistor 11 and the pad portion 13 is referred to as a resistor forming step.

【0038】次に、パッド部13の強度を大きくすると
ともに電極を付ける時に容易に接合できるようにするた
めに、パッド部13の表面にメッキを施し、Ni箔抵抗
体11より厚肉にする(SP105)。このとき、Ni箔
抵抗体にはマスキングしておく。メッキ層を含むパッド
部13の厚さは、3μm程度である。パッド部13の肉
厚が薄いとメッキ処理後の応力に耐えられず、パッド部
13が剥がれるおそれがある。また、メッキ処理後に剥
がれなくても、その後のバンプ接合するときの熱によっ
てまたはワイヤボンディングしたとき剥れるおそれがあ
り好ましくない。
Next, in order to increase the strength of the pad portion 13 and to allow easy bonding when attaching electrodes, the surface of the pad portion 13 is plated to be thicker than the Ni foil resistor 11 ( SP105). At this time, the Ni foil resistor is masked. The thickness of the pad portion 13 including the plating layer is about 3 μm. If the thickness of the pad portion 13 is small, the pad portion 13 may not be able to withstand the stress after the plating process and may be peeled off. Further, even if it does not peel off after the plating treatment, it may peel off due to heat during the subsequent bump bonding or upon wire bonding, which is not preferable.

【0039】次に、レーザートリミングによってNi箔
抵抗体11の抵抗値を調整し、所定の抵抗値にする(SP
106)。この抵抗値調整は、標準素子と比較しながら
トリミング用抵抗パターン14をレーザートリミングに
よってNi箔抵抗体11から切り離すことにより行われ
る。
Next, the resistance value of the Ni foil resistor 11 is adjusted by laser trimming to a predetermined resistance value (SP
106). This resistance value adjustment is performed by separating the trimming resistance pattern 14 from the Ni foil resistor 11 by laser trimming while comparing with the standard element.

【0040】そして、セラミック基板を所定の大きさに
切断する(SP107)。これによって、複数個の温度検
出素子4が製作される。
Then, the ceramic substrate is cut into a predetermined size (SP107). As a result, a plurality of temperature detecting elements 4 are manufactured.

【0041】フレキシブルプリント基板5は、温度検出
素子4の製作と並行して行われ(SP108)、前記温度
検出素子4が半田片によって電気的に接合される(SP1
09)。次に、ステップSP110において、フレキシブ
ルプリント基板5とハーメチック部品8の端子20を半
田付けする。
The flexible printed board 5 is manufactured in parallel with the fabrication of the temperature detecting element 4 (SP108), and the temperature detecting element 4 is electrically joined by a solder piece (SP1).
09). Next, in step SP110, the flexible printed circuit board 5 and the terminals 20 of the hermetic component 8 are soldered.

【0042】保護管6は、前記温度検出素子4、フレキ
シブルプリント基板5の製作と並行して行われ(SP11
1)、内部に前記温度検出素子4がフレキシブルプリン
ト基板5およびハーメチック部品8とともに組み込まれ
ることにより、ハーメチック部品8によって封止される
(SP112)。
The protective tube 6 is formed in parallel with the fabrication of the temperature detecting element 4 and the flexible printed board 5 (SP11).
1), the temperature detecting element 4 is incorporated inside together with the flexible printed board 5 and the hermetic component 8 to be sealed by the hermetic component 8 (SP112).

【0043】このとき、温度検出素子4の前端と裏面を
小径パイプ6Aの先端部内壁面に押し付ける。この押し
付けは、フレキシブルプリント基板5自体がもつ弾性に
よる復元力を利用して行なう。なお、ハーメチック部品
8によって大径パイプ6Bを封止する前に、保護管6の
内部に不活性ガスまたはオイルを封入する。
At this time, the front end and the back surface of the temperature detecting element 4 are pressed against the inner wall surface of the tip portion of the small diameter pipe 6A. This pressing is performed by utilizing the restoring force due to elasticity of the flexible printed circuit board 5 itself. Before the large-diameter pipe 6B is sealed by the hermetic component 8, an inert gas or oil is sealed inside the protective pipe 6.

【0044】外部リード線7は温度検出素子4、フレキ
シブルプリント基板5、保護管6の製作と並行して行わ
れ(SP113)、前記ハーメチック部品8の端子20に
電気的に接続される(SP114)。さらに、金属パイプ
3に収納して樹脂31で封止する(SP115)。これに
よって素子ユニット2が完成する。そして、素子ユニッ
ト2は性能検査され(SP116)、合格品については金
属製パイプ3に収納して樹脂31で封止することによ
り、温度センサ1が完成する(SP117)。
The external lead wire 7 is formed in parallel with the fabrication of the temperature detecting element 4, the flexible printed board 5 and the protective tube 6 (SP113), and is electrically connected to the terminal 20 of the hermetic component 8 (SP114). . Further, it is housed in the metal pipe 3 and sealed with the resin 31 (SP115). As a result, the element unit 2 is completed. Then, the performance of the element unit 2 is inspected (SP116), and the accepted products are housed in the metal pipe 3 and sealed with the resin 31 to complete the temperature sensor 1 (SP117).

【0045】図5は本発明の他の製造手順を示すフロー
チャートである。この製造方法は、圧延によって形成し
たNi箔を大きなセラミック基板に接着剤によって接着
した後、このNi箔にレジストを塗布してフォトリソグ
ラフィ技術によりマスクパターンを転写露光し、露光し
た部分以外をエッチングによって溶解除去してNi箔を
所定のパターン形状、すなわち抵抗体とパッド部を形成
する(SP121)。次いで、ウエットエッチングまたは
ドライエッチングによってNi箔を所望の膜厚になるよ
うに薄膜化させてNi箔抵抗体11を製作するようにし
ている(SP122)。このとき、パッド部13について
は、エッチングされないようにマスキングして厚さをN
i箔抵抗体11より厚く残す。それ以外の工程は、図4
に示した製造手順と全く同じであるため、同一工程につ
いては同一符号をもって示し、その説明を省略する。
FIG. 5 is a flow chart showing another manufacturing procedure of the present invention. In this manufacturing method, a Ni foil formed by rolling is adhered to a large ceramic substrate with an adhesive, a resist is applied to the Ni foil, a mask pattern is transferred and exposed by a photolithography technique, and a portion other than the exposed portion is etched by etching. The Ni foil is dissolved and removed to form a predetermined pattern shape, that is, a resistor and a pad portion (SP121). Then, the Ni foil is thinned to a desired film thickness by wet etching or dry etching to manufacture the Ni foil resistor 11 (SP122). At this time, the pad portion 13 is masked so that it is not etched and the thickness is reduced to N.
It is left thicker than the i-foil resistor 11. Other steps are shown in FIG.
Since it is exactly the same as the manufacturing procedure shown in, the same steps will be denoted by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.

【0046】このような構造からなる温度センサ1によ
れば、きわめて薄いNi箔抵抗体11を用いているの
で、従来のPt温度センサに比べて抵抗値の高い抵抗体
を形成することができ、また、センサの製作も容易で、
小型化することができる。すなわち、従来のPt温度セ
ンサは、抵抗値を高くすると、Pt抵抗線の長さが長く
なり、形状が必然的に大きくなる。このため、抵抗値を
100Ω程度以上に高くすることができなかった。
According to the temperature sensor 1 having such a structure, since the extremely thin Ni foil resistor 11 is used, a resistor having a higher resistance value than that of the conventional Pt temperature sensor can be formed. Also, the sensor is easy to manufacture,
It can be miniaturized. That is, in the conventional Pt temperature sensor, when the resistance value is increased, the length of the Pt resistance wire becomes long and the shape is inevitably large. Therefore, the resistance value could not be increased to about 100Ω or higher.

【0047】これに対して、本発明による温度センサ1
は、圧延によって製作したNi箔をドライエッチングま
たはウエットエッチングによって薄膜化させるととも
に、フォトリソグラフィ技術により所定の抵抗パターン
を形成するようにしているので、薄くてパターン幅が狭
く微小で高抵抗値のNi箔抵抗体11を製作することが
できる。例えば、3μmの厚さを2μmにすると、抵抗
値を約1.5倍にすることができる。それにしたがい、
パターン幅も約6μm程度にでき、抵抗値をさらに約
1.5倍にすることができる。相乗効果で2倍以上
(1.5×1.5=2.25)に抵抗値を高くすること
ができる。それ故、抵抗値が1,000Ωの抵抗体を製
作することが可能である。
On the other hand, the temperature sensor 1 according to the present invention
Uses a Ni foil made by rolling to make a thin film by dry etching or wet etching and forms a predetermined resistance pattern by a photolithography technique. The foil resistor 11 can be manufactured. For example, if the thickness of 3 μm is 2 μm, the resistance value can be increased by about 1.5 times. According to it,
The pattern width can be about 6 μm, and the resistance value can be further increased by about 1.5 times. Due to the synergistic effect, the resistance value can be doubled or more (1.5 × 1.5 = 2.25). Therefore, it is possible to manufacture a resistor having a resistance value of 1,000Ω.

【0048】また、Ni箔抵抗体11の製作は、Pt線
に比べて比較的容易で、高抵抗値にも拘わらず温度検出
素子4自体を細長い帯状に形成することができるので、
これを収納する保護管6の小径パイプ6Aの直径を1.
0mm以下にまで小径化することができる。その結果と
して、温度センサ1自体も小型化することができる。さ
らに、保護管6を細く形成できれば熱容量も小さくなる
ので、被測定対象の温度変化に対する応答性を向上させ
ることができる。
The Ni foil resistor 11 is relatively easy to manufacture as compared with the Pt wire, and the temperature detecting element 4 itself can be formed in an elongated strip shape in spite of the high resistance value.
The diameter of the small-diameter pipe 6A of the protection pipe 6 for storing this is 1.
The diameter can be reduced to 0 mm or less. As a result, the temperature sensor 1 itself can be downsized. Furthermore, if the protective tube 6 can be formed thin, the heat capacity is also reduced, so that the responsiveness to the temperature change of the measurement target can be improved.

【0049】また、パッド部13をNi箔抵抗体11よ
り厚く形成しているので、強度が大きく、メッキ工程
や、バンプ接合またはワイヤボンディング時に剥離した
りすることがなく、良好な電気的接続を得ることができ
る。
Further, since the pad portion 13 is formed to be thicker than the Ni foil resistor 11, it has high strength and is not peeled off during the plating process, bump bonding or wire bonding, and good electrical connection is made. Obtainable.

【0050】〔従来のPt温度センサと本発明の温度セ
ンサの比較〕従来のPt温度センサは、抵抗値が100
Ωで、1〜2mAの測定電流を流し、温度変化出力を取
り出している。例えば、電流が1mAの場合 抵抗体の発熱量(消費電力RI2)は100×10-3×
10-3=10-4W=0.1mWとなる。感度は、ptの
TCR(温度係数)=3850ppm/℃とすると、1
℃における感度は、 100×3850×10-6×1×10-3=385μV/
℃ となる。1m℃における感度は、その1/1000にな
るので、0.385μV/m℃となる。
[Comparison Between Conventional Pt Temperature Sensor and Temperature Sensor According to the Present Invention] A conventional Pt temperature sensor has a resistance value of 100.
A measurement current of 1 to 2 mA is applied at Ω, and a temperature change output is taken out. For example, when the current is 1 mA, the heating value of the resistor (power consumption RI 2 ) is 100 × 10 −3 ×
10 −3 = 10 −4 W = 0.1 mW. Sensitivity is 1 when TCR (temperature coefficient) of pt = 3850 ppm / ° C.
The sensitivity at ℃ is 100 × 3850 × 10 −6 × 1 × 10 −3 = 385 μV /
It becomes ℃. Since the sensitivity at 1 m ° C is 1/1000 of that, it becomes 0.385 µV / m ° C.

【0051】これに対して、抵抗値が1,000ΩでT
CR=6000ppm/℃のNi箔抵抗体25を用いた
場合は、抵抗値が10倍となるので、同じ感度(温度変
化出力)を得るためには、測定電流を0.064mA、
つまり1/15とすることができる。 0.385×10-6÷(1000×6000×10-6×10-3×
10-3)=0.064mA Ni箔抵抗体25の発熱量(消費電力)は、1000×
0.064×10-3×0.064×10-3=0.004
×10-3W=0.004mWで、1/25になる。した
がって、抵抗値を高くすることは、感度を保持したまま
消費電力を低減でき、1m℃の温度制御を必要とする半
導体製造装置に用いた場合、非常に有効である。
On the other hand, when the resistance value is 1,000 Ω, T
When the Ni foil resistor 25 of CR = 6000 ppm / ° C. is used, the resistance value becomes 10 times, so in order to obtain the same sensitivity (temperature change output), the measurement current is 0.064 mA,
That is, it can be 1/15. 0.385 x 10 -6 ÷ (1000 x 6000 x 10 -6 x 10 -3 x
10 −3 ) = 0.064 mA The heat generation amount (power consumption) of the Ni foil resistor 25 is 1000 ×
0.064 x 10 -3 x 0.064 x 10 -3 = 0.004
It becomes 1/25 at × 10 −3 W = 0.004 mW. Therefore, increasing the resistance value is very effective when used in a semiconductor manufacturing apparatus that requires a temperature control of 1 m ° C. because it can reduce power consumption while maintaining sensitivity.

【0052】なお、上記した実施の形態においては、温
度検出素子4の基板としてセラミック基板10を用いた
が、本発明はこれに何ら限定されるものではなく、ガラ
ス、シリコン、金属等からなる基板を用いてもよい。
Although the ceramic substrate 10 is used as the substrate of the temperature detecting element 4 in the above embodiment, the present invention is not limited to this, and the substrate is made of glass, silicon, metal or the like. May be used.

【0053】[0053]

【発明の効果】以上説明したように本発明に係る温度セ
ンサによれば、Ni箔抵抗体の膜厚を薄くすることがで
き、小型で抵抗値を高くすることができる。したがっ
て、低消費電力が少なく、高精度な温度測定を行なうこ
とができ、特に高精度な温度制御が要求される半導体製
造装置などの温度測定に用いて好適である。また、パッ
ド部の剥離を防止でき、良好な電気的接続を得ることが
できる。さらに、Ni箔抵抗体はPt抵抗線に比べて安
価で自由に所望の抵抗値を得ることができる。また、本
発明に係る温度検出素子の製造方法によれば、薄くて抵
抗値の高いNi箔抵抗体を容易に製作することができ
る。
As described above, according to the temperature sensor of the present invention, it is possible to reduce the thickness of the Ni foil resistor, reduce the size and increase the resistance value. Therefore, low power consumption is low, and highly accurate temperature measurement can be performed, and it is suitable for temperature measurement of a semiconductor manufacturing apparatus or the like which requires particularly highly accurate temperature control. Further, peeling of the pad portion can be prevented, and good electrical connection can be obtained. Further, the Ni foil resistor is cheaper than the Pt resistance wire and can freely obtain a desired resistance value. Further, according to the method for manufacturing the temperature detecting element of the present invention, a thin Ni foil resistor having a high resistance value can be easily manufactured.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 本発明に係る温度センサの一実施の形態を示
す断面図である。
FIG. 1 is a sectional view showing an embodiment of a temperature sensor according to the present invention.

【図2】 素子ユニットの断面図である。FIG. 2 is a sectional view of an element unit.

【図3】 温度検出素子の平面図である。FIG. 3 is a plan view of a temperature detecting element.

【図4】 本発明の製造手順を示すフローチャートであ
る。
FIG. 4 is a flowchart showing a manufacturing procedure of the present invention.

【図5】 本発明の他の製造手順を示すフローチャート
である。
FIG. 5 is a flowchart showing another manufacturing procedure of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…Ni箔抵抗体温度センサ、2…素子ユニット、3…
金属パイプ、4…温度検出素子、5…フレキシブルプリ
ント基板、6…保護管、7…外部リード線、8…ハーメ
チック部品、10…セラミック基板、11…Ni箔抵抗
体、13…パッド部。
1 ... Ni foil resistor temperature sensor, 2 ... Element unit, 3 ...
Metal pipe, 4 ... Temperature detecting element, 5 ... Flexible printed circuit board, 6 ... Protective tube, 7 ... External lead wire, 8 ... Hermetic component, 10 ... Ceramic substrate, 11 ... Ni foil resistor, 13 ... Pad section.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 座間 松雄 秋田県由利郡大内町中田代字板井沢238番 地の1 アルファ・エレクトロニクス株式 会社内 (72)発明者 岡本 透 秋田県由利郡大内町中田代字板井沢238番 地の1 アルファ・エレクトロニクス株式 会社内 Fターム(参考) 5E034 AA09 AB01 AC13 BA09 BB01 BB08 DA02 DE16    ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    (72) Inventor Matsuo Zama             238, Itaizawa, Nakatashiro, Ouchi Town, Yuri District, Akita Prefecture             1 Alpha Electronics Stock             In the company (72) Inventor Toru Okamoto             238, Itaizawa, Nakatashiro, Ouchi Town, Yuri District, Akita Prefecture             1 Alpha Electronics Stock             In the company F-term (reference) 5E034 AA09 AB01 AC13 BA09 BB01                       BB08 DA02 DE16

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 基板にNi箔抵抗体を接合した温度検出
素子の製造方法であって、 圧延加工によって製作したNi箔を前記基板の表面に接
着剤によって接着する接着工程と、 このNi箔をウエットエッチングまたはドライエッチン
グによって所定の厚さに薄膜化するエッチング工程と、 前記Ni箔にレジストを塗布してフォトリソグラフィと
エッチングにより所定形状のNi箔抵抗体とパッド部を
形成する抵抗体形成工程と、を備えたことを特徴とする
温度検出素子の製造方法。
1. A method of manufacturing a temperature detecting element, comprising a substrate and a Ni foil resistor joined to the substrate, comprising a step of adhering a Ni foil produced by rolling to the surface of the substrate with an adhesive, An etching step of forming a thin film with a predetermined thickness by wet etching or dry etching; and a resistor forming step of applying a resist to the Ni foil and forming a Ni foil resistor and a pad portion having a predetermined shape by photolithography and etching. A method for manufacturing a temperature detecting element, comprising:
【請求項2】 基板にNi箔抵抗体を接合した温度検出
素子の製造方法であって、 圧延加工によって製作したNi箔を前記基板の表面に接
着剤によって接着する接着工程と、 このNi箔にレジストを塗布してフォトリソグラフィと
エッチングにより所定形状のNi箔抵抗体とパッド部を
形成する抵抗体形成工程と、 前記Ni箔抵抗体をウエットエッチングまたはドライエ
ッチングによって所定の厚さに薄膜化するエッチング工
程と、を備えたことを特徴とする温度検出素子の製造方
法。
2. A method of manufacturing a temperature detecting element, comprising a substrate and a Ni foil resistor joined thereto, comprising: a bonding step of bonding a Ni foil manufactured by rolling to the surface of the substrate with an adhesive; Resistor forming step of forming a Ni foil resistor and a pad portion in a predetermined shape by applying a resist and photolithography and etching, and etching for thinning the Ni foil resistor to a predetermined thickness by wet etching or dry etching A method of manufacturing a temperature detecting element, comprising:
【請求項3】 請求項1または2記載の温度検出素子の
製造方法において、 Ni箔抵抗体の厚さが3μm以下であることを特徴とす
る温度検出素子の製造方法。
3. The method for manufacturing a temperature detecting element according to claim 1, wherein the Ni foil resistor has a thickness of 3 μm or less.
【請求項4】 請求項2記載の温度検出素子の製造方法
において、 パッド部をマスキングしてエッチングを行い、パッド部
をNi箔抵抗体の厚さより厚く残すことを特徴とする温
度検出素子の製造方法。
4. The method of manufacturing a temperature detecting element according to claim 2, wherein the pad portion is masked and etched to leave the pad portion thicker than the thickness of the Ni foil resistor. Method.
【請求項5】 基板に温度検出用のNi箔抵抗体を接合
した温度検出素子と、この温度検出素子を収納する細長
い保護管とを備え、前記Ni箔抵抗体をエッチングによ
って3μm以下の厚さに薄膜化したことを特徴とする温
度センサ。
5. A temperature detecting element having a Ni foil resistor for temperature detection bonded to a substrate, and an elongated protective tube for accommodating the temperature detecting element, wherein the Ni foil resistor is etched to a thickness of 3 μm or less. A temperature sensor characterized by being thinned into.
【請求項6】 基板に温度検出用のNi箔抵抗体を接合
した温度検出素子と、この温度検出素子を収納する細長
い保護管とを備え、前記Ni箔抵抗体をエッチングによ
ってパッド部の厚さより薄くしたことを特徴とする温度
センサ。
6. A temperature detecting element having a Ni foil resistor for temperature detection joined to a substrate, and an elongated protective tube for accommodating the temperature detecting element, wherein the Ni foil resistor is etched to a thickness greater than that of a pad portion. A temperature sensor characterized by being made thinner.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2005121643A (en) * 2003-09-24 2005-05-12 Sumitomo Chemical Co Ltd Temperature measuring sensor
JP2007093379A (en) * 2005-09-28 2007-04-12 Yamatake Corp Temperature detector
CN106356169A (en) * 2016-08-31 2017-01-25 北京埃德万斯离子束技术研究所股份有限公司 Resistor manufacturing method

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