JP2010038763A - Manufacturing method of sensor device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、フレキシブル基板を備えたセンサ装置の製造方法に関するものである。 The present invention relates to a method for manufacturing a sensor device including a flexible substrate.
二次電池が高温又は低温となったときに、二次電池の性能が低下してしまうことが知られている。このため、二次電池の温度を検出し、この検出結果に基づいて、二次電池の充放電を制御するようにしているものがある。 It is known that when the secondary battery becomes hot or cold, the performance of the secondary battery is degraded. For this reason, there is a battery that detects the temperature of the secondary battery and controls charging / discharging of the secondary battery based on the detection result.
ここで、二次電池は、放熱性等の理由によって、内部の温度が他の部分の温度よりも高くなる傾向がある。そこで、特許文献1に記載の二次電池では、積層電極体が巻かれる巻芯に熱電対を取り付け、熱電対の両端における電圧値を測定することにより、二次電池の内部における温度を検出するようにしている。
ここで、特許文献1には、温度計測用の端子及び熱電対を接続するための具体的な構成について、何ら記載されていない。仮に、端子及び熱電対を、配線を介して接続した場合には、二次電池に対して熱電対を取り付け難くなることがある。
Here,
本発明の目的は、取り扱いが容易なセンサ装置の製造方法を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a method of manufacturing a sensor device that is easy to handle.
本発明は、センサ素子及びセンサ素子に接続される信号線がフレキシブル基板上に形成されたセンサ装置の製造方法であって、フレキシブル基板上に信号線を形成する第1工程と、信号線が形成されたフレキシブル基板に対して、センサ素子を形成するためのセンサ材料を成膜する第2工程と、を有する。さらに、第2工程で得られた成膜層のうち、センサ素子の形成領域に対してフォトレジストを形成する第3工程と、成膜層のうちフォトレジストが形成された領域以外の領域に対してドライエッチング処理を行う第4工程と、フォトレジスト及び、フォトレジストが形成された領域以外の領域に対してアッシング処理を行う第5工程と、を有する。 The present invention is a method for manufacturing a sensor device in which a sensor element and a signal line connected to the sensor element are formed on a flexible substrate, the first step of forming the signal line on the flexible substrate, and the formation of the signal line A second step of forming a sensor material for forming a sensor element on the flexible substrate. Further, among the film formation layer obtained in the second step, a third step of forming a photoresist on the formation region of the sensor element, and a region of the film formation layer other than the region where the photoresist is formed A fourth step of performing a dry etching process and a fifth process of performing an ashing process on a region other than the photoresist and the region where the photoresist is formed.
第1工程において、フレキシブル基板上に信号線の材料で構成された層を形成するとともに、この層に対してウェットエッチング処理を行うことにより信号線を形成することができる。また、第4工程において、アルゴンの雰囲気中でドライエッチング処理を行ったり、第5工程において、酸素の雰囲気中でアッシング処理を行ったりすることができる。 In the first step, the signal line can be formed by forming a layer made of the signal line material on the flexible substrate and performing wet etching on the layer. Further, in the fourth step, dry etching treatment can be performed in an argon atmosphere, and in the fifth step, ashing treatment can be performed in an oxygen atmosphere.
第5工程を行った後において、信号線及びセンサ素子が形成されたフレキシブル基板を絶縁膜で覆う第6工程を行うことができる。これにより、センサ装置は、絶縁性を有する膜で覆われることになるため、本発明によって製造されたセンサ装置を、例えば、蓄電装置の内部に配置することができる。 After performing the fifth step, a sixth step of covering the flexible substrate on which the signal line and the sensor element are formed with an insulating film can be performed. Thereby, since the sensor device is covered with an insulating film, the sensor device manufactured according to the present invention can be disposed, for example, inside the power storage device.
フレキシブル基板としては、ポリイミドで形成することができる。センサ材料としては、白金を用いることができる。信号線としては、銅で形成することができる。 The flexible substrate can be formed of polyimide. Platinum can be used as the sensor material. The signal line can be formed of copper.
本発明の製造方法によって得られるセンサ装置は、対象物の温度を検出するために用いることができる。ここで、対象物としては、例えば、蓄電装置といったものが挙げられる。また、センサ素子としては、薄膜のサーミスタ素子を用いることができる。 The sensor device obtained by the manufacturing method of the present invention can be used for detecting the temperature of an object. Here, examples of the object include a power storage device. As the sensor element, a thin film thermistor element can be used.
本発明では、フレキシブル基板上にセンサ素子及び信号線を形成しているため、センサ装置の取り扱いが容易となる。また、アッシング処理により、フォトレジストを除去するだけでなく、フォトレジストが形成された領域以外の領域に残存するセンサ材料を除去することができる。これにより、センサ素子の形状に関する精度を向上させることができる。 In the present invention, since the sensor element and the signal line are formed on the flexible substrate, the sensor device can be easily handled. In addition, the ashing process can remove not only the photoresist but also the sensor material remaining in the region other than the region where the photoresist is formed. Thereby, the precision regarding the shape of a sensor element can be improved.
以下、本発明の実施例について説明する。 Examples of the present invention will be described below.
本発明の実施例1である二次電池としての単電池(蓄電装置)について説明する。
A single battery (power storage device) as a secondary battery that is
図1及び図2は、本実施例の単電池の構成を示す図であり、単電池の内部における構成も示している。ここで、図1及び図2において、X軸、Y軸及びZ軸は、互いに直交する軸を示している。また、図1及び図2は、X軸に関して、互いに異なる方向から見たときの図である。 FIG. 1 and FIG. 2 are diagrams showing the configuration of the unit cell of this example, and also show the configuration inside the unit cell. Here, in FIGS. 1 and 2, the X axis, the Y axis, and the Z axis indicate axes that are orthogonal to each other. 1 and 2 are views when viewed from different directions with respect to the X axis.
単電池1は、電池ケース10と、電池ケース10の内部に収容された発電要素11とを有している。発電要素11とは、充放電を行うことができる要素であり、図3に示すように、電池ケース10の内部において巻かれた状態で収容されている。ここで、図3は、単電池1をX−Z平面で切断したときの断面図である。なお、本実施例では、単電池1として二次電池を用いているが、二次電池の代わりに、電気二重層キャパシタを用いることもできる。
The
発電要素11は、図4に示すように、正極素子12と、負極素子13と、正極素子12及び負極素子13の間に配置され、電解液を含むセパレータ14とで構成されている。ここで、正極素子12は、集電板と、集電板の表面に形成された正極層とを有している。正極層は、集電板の片面又は両面に形成することができる。正極層とは、正極に応じた活物質や導電剤等を含む層である。
As shown in FIG. 4, the
また、負極素子13は、集電板と、集電板の表面に形成された負極層とを有している。負極層は、集電板の片面又は両面に形成することができる。負極層とは、負極に応じた活物質や導電剤等を含む層である。
Moreover, the
なお、集電板の一方の面に正極層を形成し、集電板の他方の面に負極層を形成した電極(いわゆるバイポーラ電極)を用いることもできる。また、本実施例では、電解液を用いているが、粒子で形成された固体電解質を用いることもできる。固体電解質としては、高分子固体電解質や無機固体電解質がある。さらに、本実施例では、図1〜図3に示すように、単電池1をいわゆる角型の構成としているが、これに限るものではなく、いわゆる円筒型の構成とすることもできる。すなわち、電池ケース10を矩形状又は円筒形状とし、この電池ケース10の内部に収容されるように、発電要素11を巻いた状態とすればよい。ここで、本実施例では、発電要素11を巻いた状態としているが、これに限るものではない。具体的には、複数の正極素子及び複数の負極素子を用意しておき、これらの正極素子及び負極素子を、セパレータを挟んで交互に積層することができる。
It is also possible to use an electrode (a so-called bipolar electrode) in which a positive electrode layer is formed on one surface of the current collector and a negative electrode layer is formed on the other surface of the current collector. In this embodiment, an electrolytic solution is used, but a solid electrolyte formed of particles can also be used. Examples of the solid electrolyte include a polymer solid electrolyte and an inorganic solid electrolyte. Furthermore, in this embodiment, as shown in FIGS. 1 to 3, the
ここで、単電池1としてニッケル−水素電池を用いる場合には、正極層の活物質として、ニッケル酸化物を用い、負極層の活物質として、MmNi(5−x−y−z)AlxMnyCoz(Mm:ミッシュメタル)等の水素吸蔵合金を用いることができる。また、単電池1としてリチウムイオン電池を用いる場合には、正極層の活物質として、リチウム−遷移金属複合酸化物を用い、負極層の活物質として、カーボンを用いることができる。また、導電剤として、アセチレンブラック、カーボンブラック、グラファイト、炭素繊維、カーボンナノチューブを用いることができる。
Here, when a nickel-hydrogen battery is used as the
図1及び図2において、発電要素11の正極素子12に接続された正極タブ12aには、正極端子21が電気的及び機械的に接続されている。ここで、正極端子21に接続される正極タブ12aは、図1及び図2に示すように、巻かれた状態の発電要素11のうちY方向における一端部から突出している。正極タブ12aは、正極素子12の集電板と一体として構成することもできるし、別体として構成することもできる。
1 and 2, a
また、発電要素11の負極素子13に接続された負極タブ13aには、負極端子22が電気的及び機械的に接続されている。ここで、負極端子22に接続される負極タブ13aは、巻かれた状態の発電要素11のうちY方向における他端部から突出している。負極タブ13aは、負極素子13の集電板と一体として構成することもできるし、別体として構成することもできる。
A
正極端子21及び負極端子22は、電池ケース10の上面から突出しており、配線(不図示)を介して電子機器(不図示)に電気的に接続される。これにより、単電池1の出力を用いて、電子機器を駆動することができる。
The
ここで、単電池1を車両の駆動源として用いる場合には、単電池1を複数用意しておき、これらの単電池1を電気的に直列に接続することにより、電池モジュールを構成することができる。そして、この電池モジュールから車両の走行に必要なエネルギを取り出すことができる。なお、各単電池1における正極端子21及び負極端子22は、他の単電池1における正極端子21及び負極端子22と、バスバーを介して電気的に接続される。また、電池モジュールを備えた車両としては、内燃機関又は燃料電池といった他の動力源と共に用いられるハイブリッド自動車や、電池モジュールだけを動力源として備えた電気自動車が挙げられる。
Here, when the
一方、図3に示すように、発電要素11の外周には、温度検出に用いられるセンサユニット(センサ装置)30が配置されている。ここで、センサユニット30は、発電要素11の最外面及び電池ケース10の内壁面の間に位置しており、発電要素11の最外面に接触している。センサユニット30は、図5に示すように、フレキシブル基板31と、フレキシブル基板31の表面に形成された2つのサーミスタ素子(センサ素子)32及び信号線33〜35とを有している。ここで、フレキシブル基板31の材料としては、例えば、ポリイミドやテトラフルオロエチレンを用いることができるが、これに限るものではなく、可撓性の基板を構成できる材料であれば、いかなる材料を用いることもできる。また、信号線33は、GND配線であり、2つのサーミスタ素子32に対して共通して設けられている。これにより、各サーミスタ素子32に対してGND配線を設ける場合に比べて、信号線の数を減らすことができる。なお、信号線33〜35の形状は、図5に示すパターンに限るものではなく、適宜設定することができる。
On the other hand, as shown in FIG. 3, a sensor unit (sensor device) 30 used for temperature detection is disposed on the outer periphery of the
サーミスタ素子32及び信号線33〜35が形成されたフレキシブル基板31は、図6に示すように、絶縁性を有する保護膜36で覆われている。具体的には、サーミスタ素子32及び信号線33〜35が形成されたフレキシブル基板31を、2つのシート状の保護膜36で挟み、2つの保護膜36の外縁部分を互いに固定している。ここで、図6は、図5におけるB−B断面図である。
As shown in FIG. 6, the
保護膜36は、絶縁性を有する材料によって形成されており、この材料としては、例えば、ポリプロピレンといった高分子樹脂を用いることができる。なお、保護膜36は、サーミスタ素子32及び信号線33〜35が形成されたフレキシブル基板31を覆う構成であればよく、いかなる構成であってもよい。例えば、保護膜36を構成する材料を、サーミスタ素子32及び信号線33〜35が形成されたフレキシブル基板31の表面にコーティングすることができる。
The
センサユニット30は、図5に示すように、サーミスタ素子32が主に形成された領域であるセンサ部A1と、信号線33〜35が主に形成された領域である配線部A2とを有している。そして、センサユニット30のセンサ部A1は、図1に示すように、巻かれた状態の発電要素11の外周に位置しており、発電要素11と接触している。また、配線部A2は、図1及び図2に示すように、発電要素11の外周に沿って配置されており、発電要素11に対してセンサ部A1が位置する側とは反対側に延びている。すなわち、配線部A2の一部分を発電要素11に沿って折り曲げることにより、センサユニット30を図1及び図2に示す形状とすることができる。
As shown in FIG. 5, the
また、配線部A2は、単電池1(電池ケース10)の上面に設けられた温度検出端子23に接続されている。温度検出端子23は、正極端子21及び負極端子22の間に位置している。
Moreover, wiring part A2 is connected to the
図6に示すように、信号線33は、厚さが異なる2つの領域33a,33bを有している。ここで、領域33bの厚さは、領域33aの厚さよりも薄くなっている。同様に、信号線35は、厚さが異なる2つの領域35a,35bを有している。ここで、領域35bの厚さは、領域35aの厚さよりも薄くなっている。なお、不図示ではあるが、信号線34についても、信号線33,35と同様の構成となっている。
As shown in FIG. 6, the
本実施例では、信号線33,35のうち、厚さが薄い側の領域33b,35bに対してサーミスタ素子32を接触させている。言い換えれば、サーミスタ素子32の両端部に対して、信号線33,35の領域33b,35bを接触させている。ここで、サーミスタ素子32は、すべての領域において略均一な厚さを有しており、フレキシブル基板31及び信号線33,35(領域33b,35b)の表面に沿って形成されている。なお、信号線33,34に関しても、上述した構成と同様の構成で、サーミスタ素子32が接触している。本実施例のように信号線33,35を構成することにより、サーミスタ素子32が、信号線33,35から剥がれてしまうのを抑制することができる。
In the present embodiment, the
ここで、信号線33,35のうち、厚さが厚い側の領域33a,35aに対してサーミスタ素子32を接触させた構成では、フレキシブル基板31を撓ませたとき等に、曲げ応力によってサーミスタ素子32が信号線33,35から剥がれてしまうおそれがある。そこで、本実施例のように、厚さの薄い側の領域33b,35bに対してサーミスタ素子32を接触させることにより、サーミスタ素子32が信号線33,35から剥がれてしまうのを抑制することができる。一方、信号線33,35のうち、サーミスタ素子32と接触しない領域33a,35aの厚さを、サーミスタ素子32と接触する領域33b,35bの厚さよりも厚くすることにより、信号線33,35の抵抗値が高くなってしまうのを抑制することができる。
Here, in the configuration in which the
一方、フレキシブル基板31の表面粗さ(例えば、算術平均粗さRa)によっても、フレキシブル基板31に対するサーミスタ素子32の剥離性が変化することがある。すなわち、フレキシブル基板31の表面粗さが小さくなるにつれて、サーミスタ素子32はフレキシブル基板31から剥がれやすくなり、フレキシブル基板31の表面粗さが大きくなるにつれて、サーミスタ素子32はフレキシブル基板31から剥がれにくくなる。
On the other hand, the peelability of the
なお、本実施例では、各信号線33〜35に対して、厚さが異なる2つの領域を設けているが、これに限るものではない。すなわち、各信号線33〜35の厚さを略均一(誤差を含む)とすることもできるし、各信号線33〜35に対して、厚さが互いに異なる3つ以上の領域を設けることもできる。ここで、3つ以上の領域を設ける場合には、厚さが最も薄くなる領域に対して、サーミスタ素子32を接触させればよい。また、本実施例では、各信号線33〜35の厚さを段階的に変化させているが、連続的に変化させることもできる。この場合には、各信号線33〜35の厚さが薄くなる側の領域に対して、サーミスタ素子32を接触させればよい。
In this embodiment, two regions having different thicknesses are provided for the
各サーミスタ素子32は、薄膜で構成されており、サーミスタ素子32の材料としては、例えば、白金やチタンを用いることができる。なお、サーミスタ素子32の膜厚は、適宜設定することができるが、厚くしすぎると、巻かれた状態の発電要素11に対して過度の負荷を与えてしまうことがあるため、この点を考慮して膜厚を設定すればよい。
Each
サーミスタ素子32は、温度変化に応じて抵抗値が変化するため、コントローラによって、サーミスタ素子32における抵抗値の変化を検出することによって、単電池1(発電要素11)の温度を測定することができる。本実施例では、センサ部A1における互いに異なる位置に2つのサーミスタ素子32を設けているため、互いに異なる位置の温度を測定することができる。
Since the resistance value of the
一方、温度検出端子23は、配線(不図示)を介してコントローラ(不図示)に接続されている。これにより、コントローラは、サーミスタ素子32を用いて検出された温度に基づいて、単電池1の充放電の制御や、単電池1の温度制御を行うことができる。
On the other hand, the
例えば、単電池1の温度が上昇した場合には、コントローラは、単電池1の充放電を抑制して、充放電に伴う温度上昇を抑制することができる。また、単電池1の温度が上昇した場合には、コントローラは、ファン等を駆動することによって、冷却媒体を用いた単電池1の冷却を行うことができる。冷却媒体としては、空気といった気体又は、液体を用いることができる。一方、単電池1の温度が低下した場合には、コントローラは、ヒータ等を駆動することにより、ヒータの熱を単電池1に伝達させて、単電池1を温めることができる。なお、単電池1を車両に搭載する場合には、上述したコントローラとして、車両の走行状態を制御するコントローラと兼用することができる。
For example, when the temperature of the
本実施例によれば、図5に示すセンサユニット30を用意しておけば、既存の形状の発電要素11に組み込むことができる。すなわち、巻かれた状態の発電要素11に対して、センサユニット30を取り付けるだけでよく、発電要素11の構成を変更する必要がない。
According to the present embodiment, if the
また、センサユニット30は、フレキシブル基板31を用いて一体的に形成されているため、単電池1の製造時において、センサユニット30の取り扱いが容易となる。そして、信号線33〜35は、フレキシブル基板31に一体的に形成されているため、信号線33〜35だけを用いる場合に比べて、配線を容易に行うことができる。
Moreover, since the
さらに、薄膜のサーミスタ素子32を用いているため、センサユニット30を発電要素11に組み込んでも、センサユニット30の重さによって発電要素11に荷重の偏りが発生するのを抑制することができる。ここで、特許文献1に記載の二次電池では、熱電対を用いているが、熱電対は、一般的に、金属体で構成されており、電極素子よりも剛性が高くなっている。このため、特許文献1の二次電池では、熱電対が設けられた位置において、他の位置よりも電極素子への荷重が大きくなってしまう。さらに、センサユニット30は、フレキシブル基板31で構成されているため、発電要素11に沿って配置することができ、センサユニット30が発電要素11に対して過度の負荷を与えることもない。
Further, since the thin
なお、本実施例では、2つのサーミスタ素子32を用いた場合について説明したが、1つのサーミスタ素子又は、3つ以上のサーミスタ素子を用いてもよい。この場合には、サーミスタ素子32の数だけ、温度検出を行うことができる位置を設定することができる。また、複数の位置で温度検出を行うようにすれば、互いに異なる位置における温度情報を得ることができる。一方、薄膜のサーミスタ素子32の代わりに、薄膜で構成された熱電対を用いることもできる。
In the present embodiment, the case where two
さらに、本実施例では、センサユニット30のセンサ部A1を、巻かれた状態の発電要素11の外周に配置しているが、これに限るものではなく、他の位置に配置することもできる。具体的には、発電要素11の外周以外の部分であって、発電要素11が互いに重なって配置される部分に配置することができる。すなわち、本実施例のセンサユニット30は、発電要素11のうち、いかなる位置にも組み込むことができ、センサユニット30を設ける位置を適宜変更することができる。例えば、センサユニット30のセンサ部A1を、巻かれた状態の発電要素11の中心部に配置することができる。この場合において、センサ部A1の大きさを、発電要素11の中心部に形成されるスペースと略等しい大きさに設定すれば、発電要素11の中心部に対して、センサ部A1の位置決めを容易に行うことができる。これにより、サーミスタ素子32を用いて温度検出が行われる位置の精度を向上させることができる。また、センサユニット30は、撓むことができるため、発電要素11のうち曲率を有する部分にも配置することができる。
Furthermore, in the present embodiment, the sensor unit A1 of the
次に、センサユニット30の製造方法について、図7及び図8A〜図8Eを用いて説明する。ここで、図7は、センサユニット30の製造工程を示すフローチャートである。図8A〜図8Dは、センサユニット30の製造工程の途中で得られる中間体の断面図であり、図8Eは、最終製品としてのセンサユニットの断面図である。図8A〜図8Eは、図6に対応した図である。
Next, a method for manufacturing the
図7のステップS10において、フレキシブル基板31の表面に対して、信号線33〜35を形成する材料を塗布することにより、図8Aに示すように、信号線33〜35の材料で構成された層37を形成する。ここで、信号線33〜35の材料としては、例えば、銅を用いることができる。また、層37の厚さは、各信号線33〜35の厚さ以上であればよい。さらに、フレキシブル基板31の材料としては、例えば、ポリイミドやテトラフルオロエチレンを用いることができる。
In step S10 of FIG. 7, a layer made of the material of the
ステップS11において、ステップS10で得られた層37に対してウェットエッチングを行うことにより、図5に示す信号線33〜35を形成する。ここで、図8Bは、ウェットエッチングによって形成された信号線33,35を示している。なお、図8Bでは、信号線33,35だけを示しているが、信号線34も形成されることになる。本実施例における各信号線33〜35は、上述したように、厚さが互いに異なる2つの領域を有しているため、これらの領域に対してウェットエッチングを行うことにより、所定の厚さとする。
In step S11, the
ここで、信号線33〜35を形成する方法は、上述した方法に限るものではない。すなわち、所定のパターンを有する信号線33〜35が得られればよく、いかなる方法であってもよい。具体的には、層37のうち信号線33〜35に相当する領域以外の領域を機械的に取り除くこともできる。この場合には、ウェットエッチングのように、薬品やマスクを用いる必要がない。
Here, the method of forming the
ステップS12において、信号線33〜35が形成されたフレキシブル基板31の全面に対して、サーミスタ素子32を構成する材料(センサ材料)を塗布することにより、成膜を行う。これにより、信号線33〜35は、図8Cに示すように、センサ材料で形成された成膜層32aによって覆われることになる。ここで、成膜層32aの厚さは、サーミスタ素子32の厚さと等しくなっている。なお、本実施例では、信号線33〜35が形成されたフレキシブル基板31の全面を、成膜層32aで覆うようにしているが、これに限るものではない。すなわち、少なくとも、サーミスタ素子32が形成される領域を、成膜層32aで覆われるようにすればよい。
In step S12, film formation is performed by applying a material (sensor material) constituting the
ステップS13において、成膜層32aのうち、サーミスタ素子32が形成される領域に対して、フォトレジストを形成する。そして、ステップS14において、ドライエッチングを行うことにより、成膜層32aのうち、フォトレジストが形成された領域以外の領域におけるセンサ材料を除去する。ドライエッチングは、例えば、チャンバ内に陽極及び陰極が対向して配置されたエッチング装置を用いて行うことができる。
In step S13, a photoresist is formed in a region of the
具体的には、図8Cに示す構成の中間体を、陽極及び陰極のうち一方の電極に対して配置する。そして、アルゴンガスなどの雰囲気において、陰極及び陽極の間に高周波電圧を印加することにより、プラズマを発生させる。このプラズマによって、成膜層32aのうち、フォトレジストが形成された領域以外の領域におけるセンサ材料が除去されることになる。これにより、フレキシブル基板31の表面には、信号線33〜35と、フォトレジストで覆われた成膜層32aとが形成されていることになる。ここで、フォトレジストで覆われた成膜層32aは、サーミスタ素子32となる。
Specifically, the intermediate having the configuration shown in FIG. 8C is arranged with respect to one of the anode and the cathode. Then, plasma is generated by applying a high-frequency voltage between the cathode and the anode in an atmosphere such as argon gas. The plasma removes the sensor material in the region other than the region where the photoresist is formed in the
ステップS15において、レジスト剥離装置(アッシング装置)を用いたアッシングにより、成膜層32a上のフォトレジストを除去する。これにより、図8Dに示す構成の中間体が得られる。ここで、アッシング装置としては、例えば、光励起アッシング装置や、プラズマアッシング装置といったものが挙げられる。
In step S15, the photoresist on the
光励起アッシング装置では、アッシング室にオゾンや酸素などのガスを導入し、紫外線などの光をガス又はフォトレジストに照射して、ガス及びフォトレジストを化学反応させることにより、フォトレジストを除去することができる。すなわち、フォトレジストは、反応ガスによって、COXやH2Oに分解される。この光励起アッシング装置としては、例えば、オゾンアッシング装置や、オゾンアッシング装置に対して紫外線ランプを取り付けたUVオゾンアッシング装置がある。 In the photo-excited ashing apparatus, the photoresist can be removed by introducing a gas such as ozone or oxygen into the ashing chamber, irradiating the gas or the photoresist with light such as ultraviolet rays, and chemically reacting the gas and the photoresist. it can. That is, the photoresist is decomposed into CO X and H 2 O by the reaction gas. Examples of the photoexcited ashing device include an ozone ashing device and a UV ozone ashing device in which an ultraviolet lamp is attached to the ozone ashing device.
また、プラズマアッシング装置では、酸素ガスを高周波などによりプラズマ化させ、このプラズマを用いることにより、フォトレジストを除去することができる。プラズマアッシング装置としては、いわゆるバレル型、平行平板型、ダウンフロー型といったものがある。 Further, in the plasma ashing apparatus, the photoresist can be removed by converting oxygen gas into plasma by high frequency or the like and using this plasma. As a plasma ashing device, there are a so-called barrel type, parallel plate type, and downflow type.
ここで、ステップS14においてドライエッチングを行ったときに、フレキシブル基板31上にセンサ材料(成膜層32aの一部)が残ってしまうことがある。すなわち、フォトレジストが形成された領域以外の領域において、センサ材料が残ってしまうことがある。特に、フレキシブル基板31の表面粗さが大きくなるにしたがって、フレキシブル基板31の表面にセンサ材料が残りやすくなってしまうことがある。
Here, when dry etching is performed in step S <b> 14, the sensor material (a part of the
この場合には、サーミスタ素子32の絶縁抵抗が低下してしまう。また、サーミスタ素子32は、上述したように温度変化に応じて抵抗値が変化する素子であるため、サーミスタ素子32が本来形成される領域とは異なる領域にセンサ材料が残ってしまうと、温度検出の精度が低下してしまうことがある。
In this case, the insulation resistance of the
本願出願人は、ステップS14のドライエッチングを行った後の中間体に対して、アッシングを行うことにより、フォトレジストを除去できるだけでなく、フレキシブル基板31上に残ったセンサ材料も除去できることが分かった。すなわち、フォトレジストが形成された領域以外の領域に残存したセンサ材料を、アッシングにより除去できることが分かった。
The applicant of the present application has found that not only the photoresist can be removed but also the sensor material remaining on the
このように、サーミスタ素子32が本来形成される領域とは異なる領域に残存したセンサ材料を除去することにより、サーミスタ素子32の絶縁抵抗を向上させることができる。具体的には、サーミスタ素子32の絶縁抵抗を100MΩ以上とすることができる。そして、サーミスタ素子32の絶縁性を確保することができる。しかも、サーミスタ素子32の抵抗値を設計上の値に設定することができ、サーミスタ素子32を用いた温度検出の精度を向上させることができる。
As described above, the insulation resistance of the
ステップS16において、図8Dに示す構成の中間体を、絶縁性を有する保護膜36で覆う。これにより、図8Eに示すように、最終製品としてのセンサユニット30が得られる。
In step S16, the intermediate body having the configuration shown in FIG. 8D is covered with a
なお、本実施例では、単電池1(発電要素11)の温度を検出するために、センサユニット30を用いているが、これに限るものではない。すなわち、単電池1とは異なる対象物の温度を検出するために、本実施例のセンサユニット30を用いることができる。
In the present embodiment, the
また、サーミスタ素子32は、温度を検出するために用いているが、これに限るものではない。具体的には、本実施例のサーミスタ素子32と同様の構成を用いて、圧力を検出することができる。さらに、サーミスタ素子32は、導電性の材料で形成されているため、通電によって発熱させることができる。すなわち、本実施例のサーミスタ素子32と同様の構成を用いて、ヒータとしての機能を持たせることもできる。このような構成も、図7及び図8A〜図8Eで説明した製造方法によって製造することができる。
The
1:単電池
10:電池ケース
11:発電要素
30:センサユニット(センサ装置)
31:フレキシブル基板
32:サーミスタ素子(センサ素子)
33〜35:信号線
1: Cell 10: Battery case 11: Power generation element 30: Sensor unit (sensor device)
31: Flexible substrate 32: Thermistor element (sensor element)
33-35: Signal line
Claims (11)
前記フレキシブル基板上に前記信号線を形成する第1工程と、
前記信号線が形成された前記フレキシブル基板に対して、前記センサ素子を形成するためのセンサ材料を成膜する第2工程と、
前記第2工程で得られた成膜層のうち、前記センサ素子の形成領域に対してフォトレジストを形成する第3工程と、
前記成膜層のうち前記フォトレジストが形成された領域以外の領域に対してドライエッチング処理を行う第4工程と、
前記フォトレジスト及び、前記フォトレジストが形成された領域以外の領域に対してアッシング処理を行う第5工程と、を有することを特徴とするセンサ装置の製造方法。 A sensor device and a method of manufacturing a sensor device in which a signal line connected to the sensor element is formed on a flexible substrate,
A first step of forming the signal line on the flexible substrate;
A second step of depositing a sensor material for forming the sensor element on the flexible substrate on which the signal line is formed;
A third step of forming a photoresist in a formation region of the sensor element among the film formation layers obtained in the second step;
A fourth step of performing a dry etching process on a region other than the region where the photoresist is formed in the deposited layer;
A method of manufacturing a sensor device, comprising: a fifth step of performing an ashing process on a region other than the region where the photoresist and the photoresist are formed.
The method of manufacturing a sensor device according to claim 10, wherein the sensor element is a thin film thermistor element.
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JP2013076570A (en) * | 2011-09-29 | 2013-04-25 | Shin Kobe Electric Mach Co Ltd | Clip and battery tester |
US20150063423A1 (en) * | 2012-05-14 | 2015-03-05 | Shenzhen Minjie Electronic Technology Co., Ltd. | Surface temperature sensor |
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