JP2011515668A

JP2011515668A - フィルムセンサおよびフィルムセンサの製造方法

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Publication number: JP2011515668A
Application number: JP2011500159A
Authority: JP
Inventors: クロイバー，ゲラルド; シュトラルホーファー，ハインツ; ハウト，ヨルク; キルステン，ルッツ
Original assignee: Epcos AG
Current assignee: TDK Electronics AG
Priority date: 2008-03-19
Filing date: 2009-03-12
Publication date: 2011-05-19
Also published as: CN101978249A; EP2255169B1; US20110042774A1; CN105513727A; DE102008014923A1; EP2255169A1; WO2009115453A1

Abstract

少なくとも１つの第１の導体トラック（２）を有する第１のキャリアフィルム（１）を有するフィルムセンサを特定する。このフィルムセンサは、少なくとも１つの第２の導体トラック（４）を有する第２のキャリアフィルム（３）を有する。少なくとも１つの電気部品（５）が、第１のキャリアフィルム（１）と第２のキャリアフィルム（３）との間に配置され、電気部品（５）は、機能性セラミックの特性を有する。電気部品（５）は、少なくとも１つの第１の導体トラック（２）および少なくとも１つの第２の導体トラック（４）によって電気的に接触接続される。

Description

この発明は、物理的変数を検出するためのフィルムセンサに関する。

文献ＵＳ４，３１７，３６７は、フィルムセンサを開示している。

本発明の目的は、単純で費用対効果に優れた態様で製造できるフィルムセンサを特定することである。

この目的は、特許クレーム１に係るフィルムセンサによって、および、クレーム１０に係る方法によって達成される。サブクレームは、フィルムセンサおよびフィルムセンサの製造方法の有利な改良点に関する。

第１のキャリアフィルムを有するフィルムセンサが特定され、当該第１のキャリアフィルムは、少なくとも１つの第１の導体トラックを有する。第１の導体トラックは、好ましくは、導電層の形態で第１のキャリアフィルムに直接取付けられる。フィルムセンサは、また、少なくとも１つの導体トラックを有する第２のキャリアフィルムを含む。このフィルムセンサの第２の導体トラックは、好ましくは、第２のキャリアフィルムに直接取付けられる。少なくとも１つの電気部品が、第１のキャリアフィルムと第２のキャリアフィルムとの間に配置される。電気部品は、好ましくは、機能性セラミックの特性を有する。電気部品は、好ましくは、第１の導体トラックおよび第２の導体トラックによって電気的に接触接続される。

第１のキャリアフィルムおよび第２のキャリアフィルムは、互いに機械的に接続される。キャリアフィルムは、好ましくは、溶接シームによって互いに接続される。溶接は、線形の態様でまたは面積の態様で行なうことができる。この目的で、たとえばホットスタンピング法または超音波溶接法が用いられる。

電気部品は、好ましくは、負の温度係数を有するセラミック温度センサである。電気部品は、好ましくは、２つの対向する側に金属化された層を有するセラミックを備える。電気部品は、好ましくは、直平行六面体の形状を有し、当該直平行六面体は、上面および下面に金属化された層を備える。一実施例では、電気部品のベース領域の大きさは、およそ０．５×０．５ｍｍである。別の実施例では、電気部品のベース領域の大きさはまた、２．０×２．０ｍｍまでであってもよい。電気部品の厚みは、およそ０．４〜０．６ｍｍである。好ましい一実施例では、電気部品のセラミックは、金属酸化物セラミックを備える。しかしながら、セラミックが他の好適な材料も備えることも可能である。金属化された層は、たとえば金を有していてもよい。さらに、金属化された層がニッケル、銀または他の金属を有することも可能である。

さらに、電気的な接触接続の目的で、電気部品はまた、好ましくは、導体トラックに機械的に接続される。電気部品は、たとえば銀またははんだを備える導電性接着剤によって導体トラックに機械的に接続されることができる。

電気部品は、好ましくは、２つのキャリアフィルムによって外側に対して完全に囲まれている。キャリアフィルムは、電気部品を外側に対してほとんど完全に終端させる。このようにして、電気部品は、環境の腐食の影響から保護される。

キャリアフィルムは、好ましくは、プラスチックからなっている。この場合、たとえばポリプロピレンが好適である。しかしながら、さらに、たとえばホットスタンピングまたは電着によって導体トラックをキャリアフィルムに取付けることができるのに好適な他のプラスチックも可能である。

キャリアフィルムの厚みは、好ましくは５０〜５００μｍの間の範囲である。好ましい一実施例では、キャリアフィルムの厚みは、２００〜３００μｍの間である。

導体トラックは、好ましくは、銅を含む。しかしながら、導体トラックが別の導電性材料からなっていることも可能である。

好ましい一実施例では、キャリアフィルムは、導体トラックが外側から接触接続されることができる領域を有する。この領域は、好ましくは、キャリアフィルムが重ねて配置された場合に導体トラックがキャリアフィルムの端部において外側から接触接続されることができるような態様で配置される。フィルムセンサの電気的接続領域は、好ましくは、電気部品の端部とは反対側であるフィルムセンサの端部に配置される。したがって、フィルムセンサは、導体トラックの露出した端部によって電気的に接触接続されることができ、キャリアフィルムによって接触領域の十分な安定性も確保される。

フィルムセンサを製造するために、以下のステップを有する方法が特定される。すなわち、いずれの場合にも、少なくとも１つの導体トラックが、２つの提供されたキャリアフィルムに取付けられるステップと、次いで、電気部品が導体トラック上に電気的に接触接続されるステップと、その後、キャリアフィルムが互いに機械的に接続されるステップとであり、電気部品は、２つのキャリアフィルムの間に位置する。

導体トラックは、たとえばホットスタンピングによってキャリアフィルムに取付けられる。

別の実施例では、導体トラックは、電着によってキャリアフィルムに取付けられる。
しかしながら、他の好適な方法によって導体トラックをキャリアフィルムに取付けることも可能である。

電気部品は、導電性接着剤によって導体トラックに電気的に接触接続される。しかしながら、はんだによって電気部品を導体トラックに接続することも可能である。

キャリアフィルムは、好ましくは、超音波溶接によって互いに接続される。
別の実施例では、キャリアフィルムは、ホットスタンピングによって互いに接続することもできる。

このようにして、電気部品は、環境の影響に対して、２つのキャリアフィルムによって外側に対して封止される。

したがって、単純な構造を有し、かつ、少ない方法ステップで費用対効果に優れた態様で製造できるフィルムセンサを製造するために、上述の方法を用いることができる。

フィルムセンサは、好ましくは、体温計として用いられる。この場合、キャリアフィルムのための材料としては、ポリプロピレンが特に適している。ポリプロピレンは、たとえば米国食品医薬品局から認可を得ており、したがって、医療目的での要件を満たす。これらの目的で、フィルムセンサは、たとえば−２５℃〜５０℃の間の動作範囲を有する。しかしながら、原理上は、フィルムセンサがより大きな動作範囲を有することも可能である。動作範囲は、キャリアフィルムの材料および用いられる温度センサに主に依存している。

上述のものおよび方法について、以下の図および例示的な実施例を用いて、より詳細に説明する。

以下に記載する図面は、一定の比例に忠実であると解釈されるべきではない。むしろ、個々の寸法は、よりよく図示する目的で、拡大した形で、縮小した形で、または歪めた形で、示されてもよい。互いに似ているまたは同じ機能を引受ける要素は、同じ参照記号を用いて示される。

第１の導体トラックと電気部品とを有する第１のキャリアフィルムを概略的に示す。第２の導体トラックを有する第２のキャリアフィルムを概略的に示す。２つの導体トラックによって接触接続される電気部品を有するフィルムセンサを、上からの図で概略的に示す。フィルムセンサの側面図を概略的に示す。フィルムセンサの接触領域を概略的に示す。

図１は、フィルムセンサの例示的な実施例の第１のキャリアフィルム１の概略図を示す。第１の導体トラック２は、第１のキャリアフィルム１に取付けられる。第１の導体トラック２は、好ましくは、ホットスタンピングまたは電着によって第１のキャリアフィルム１に取付けられる。第１の導体トラック２は第１のキャリアフィルム１の表面にも差込むことができ、その結果、導体トラック２のその部分は、第１のキャリアフィルム１の凹部に配置されることになる。

ホットスタンピングによって第１の導体トラック２を取付ける場合、第１の導体トラック２は、第１のキャリアフィルム１の表面の短時間の初期溶融の結果、部分的に第１のキャリアフィルム１に差込まれる。

電気部品５は、第１のキャリアフィルム１上に配置される。第１の導体トラック２は、好ましくは、第１の導体トラック２が、少なくとも電気部品５の領域において、または、電気部品５の電気接点の領域において、第１のキャリアフィルム１から少なくとも部分的に突き出るような態様で配置される。第１の導体トラック２は、好ましくは、電気部品５が第１の導体トラック２に十分に接続されることが保証される程度に、第１のキャリアフィルム１から突き出ている。

電気部品５は、好ましくは、細長いキャリアフィルム１の端部領域に配置される。電気部品５は、好ましくは、溶接継手が２つのキャリアフィルム１と３との間、好ましくは電気部品５の周りに配置されるように、キャリアフィルム１の端縁から十分に離れたところにあるような態様で配置される。

電気部品５は、好ましくは、導電性接着剤によって第１の導体トラック２に機械的に接続される。電気部品５は、はんだによって第１の導体トラック２に接続することもできる。第１の導体トラック２と電気部品５との機械的な接続は、電気部品５を第１の導体トラック２に電気的に接触接続するためにも用いられる。

図２は、フィルムセンサの例示的な実施例の第２のキャリアフィルム３の概略図を示す。第２のキャリアフィルム３は、第２の導体トラック４を有する。第１の導体トラックのための図１においてすでに上述したように、第２の導体トラック４は、第２のキャリアフィルム上に、または部分的に第２のキャリアフィルムの中に、差込まれることができる。

図３は、フィルムセンサの例示的な実施例の上からの概略図を示す。フィルムセンサの第１のキャリアフィルム１および第２のキャリアフィルム３は重ねて配置され、その結果、第１のキャリアフィルム１および第２のキャリアフィルム３は、好ましくは、およそ同一平面の態様で重なる。キャリアフィルム１、３の導体トラック２、４は、好ましくは、第１のキャリアフィルム１および第２のキャリアフィルム３を重ねて配置したときに第１の導体トラック２および第２の導体トラック４が重なって位置することのないような態様で配置される。第１の導体トラック２および第２の導体トラック４は、好ましくは、横方向に互いに離れている。第１の導体トラック２および第２の導体トラック４は、好ましくは、互いに平行に配置される。第１の導体トラック２と第２の導体トラック４との間の距離は、好ましくは、少なくとも電気部品５の領域における電気部品５の電気接点間の距離におよそ対応する。

図４は、フィルムセンサの例示的な実施例の概略側面図を示す。フィルムセンサは、第１の導体トラック２を備える第１のキャリアフィルム１と、第２の導体トラック４を備える第２のキャリアフィルム３とを有する。電気部品５は、キャリアフィルム１と３との間に配置される。電気部品５は、好ましくは、キャリアフィルム１、３の端部領域に配置され、電気部品５は、好ましくは、キャリアフィルム１、３の端縁から離れたところにあるような態様で配置される。キャリアフィルム１、３は、電気部品５をすべての側で外側に対して封止する。このようにして、電気部品は、環境の影響が引起す腐食から保護される。図４に示される導体トラック２、４は、直接重ねて配置されるのではなく、図３にも示されるように、互いに対して横方向のオフセットを有する。

図５は、フィルムセンサの端部領域の概略図を示す。フィルムセンサは、互いに機械的に接続される２つのキャリアフィルム１、３を有する。キャリアフィルム１、３は、好ましくは、重ねて配置され、導体トラック２、４は、キャリアフィルム１、３上に配置される。導体トラック２、４は、好ましくは、向き合うキャリアフィルム１、３の側部に配置される。導体トラック２と４との間の横方向のオフセットによって、導体トラック２と４との間の十分な絶縁が保証される。導体トラック２、４を有するキャリアフィルム１、３の端部は、図５に示されるフィルムセンサの端部領域において露出される。この領域では、導体トラック２、４の端部は、少なくとも一方の側から外側から自由にアクセス可能であり、したがって、電気的に接触接続されることができる。導体トラック２、４が端部領域において少なくとも一方の側からキャリアフィルム１、３によって支持されるという事実の結果、フィルムセンサの接触領域は、十分に高い安定性を有する。したがって、何らかの他の態様で導体トラック２、４の端部を曲げることなくまたは導体トラック２、４の端部が損傷を受けることなく、フィルムセンサの接触領域を適切な接続接点に挿入することができる。

例示的な実施例では限られた数のこの発明の可能な開発成果についてのみ記載することができたが、この発明は、上記の開発成果に限定されるものではない。原理上は、フィルムセンサが２つ以上の電気部品または複数の導体トラックを有し、その結果、２つの電気部品がたとえば共通の第１の導体トラックを有し、互いに別々に、各々がさらなる第２の導体トラックを有することが可能である。

この発明は、図示した要素の数に限定されるものではない。
ここで特定したものの説明は、個々の具体的な実施例に限定されるものではなく、個々の実施例の特徴は、技術的に有用である限りにおいて、所望の如く互いに組合せることができる。

１第１のキャリアフィルム、２第１の導体トラック、３第２のキャリアフィルム、４第２の導体トラック、５電気部品

Claims

フィルムセンサであって、
少なくとも１つの第１の導体トラック（２）を有する第１のキャリアフィルム（１）を有し、
少なくとも１つの第２の導体トラック（４）を有する第２のキャリアフィルム（３）を有し、
少なくとも１つの電気部品（５）は、前記第１のキャリアフィルム（１）と前記第２のキャリアフィルム（３）との間に配置され、
前記電気部品（５）は、機能性セラミックの特性を有し、
前記電気部品（５）は、少なくとも１つの第１の導体トラック（２）および少なくとも１つの第２の導体トラック（４）によって電気的に接触接続される、フィルムセンサ。
前記第１のキャリアフィルム（１）および前記第２のキャリアフィルム（３）は、互いに機械的に接続される、請求項１に記載のフィルムセンサ。
前記電気部品（５）は、負の温度係数を有する、請求項１および２のいずれかに記載のフィルムセンサ。
前記電気部品（５）は、前記導体トラック（２，４）に機械的に接続される、請求項１から３のいずれかに記載のフィルムセンサ。
前記電気部品（５）は、前記キャリアフィルム（１，３）によって外側に対して完全に囲まれている、請求項１から４のいずれかに記載のフィルムセンサ。
前記キャリアフィルム（１，３）は、プラスチックを備える、請求項１から５のいずれかに記載のフィルムセンサ。
前記キャリアフィルム（１，３）は、ポリプロピレンを備える、請求項６に記載のフィルムセンサ。
前記導体トラック（２，４）は、銅を含む、請求項１から７のいずれかに記載のフィルムセンサ。
前記導体トラック（２，４）は、前記フィルムセンサの１つの端部において外側から電気的に接触接続されることができる、請求項１から８のいずれかに記載のフィルムセンサ。
フィルムセンサの製造方法であって、
いずれの場合にも、少なくとも１つの導体トラック（２，４）が、２つの提供されたキャリアフィルム（１，３）に取付けられるステップと、
電気部品（５）が前記導体トラック（２，４）上に接触接続されるステップと、
その後、前記キャリアフィルム（１，３）が機械的に接続されるステップとを有し、前記機械的に接続されるステップでは、前記電気部品（５）は、前記キャリアフィルム（１，３）の間に密封される、方法。
前記導体トラック（２，４）は、ホットスタンピングによって前記キャリアフィルム（１，３）に取付けられる、請求項１０に記載の方法。
前記導体トラック（２，４）は、電着によって前記キャリアフィルム（１，３）に取付けられる、請求項１０に記載の方法。
前記電気部品（５）は、導電性接着剤によって前記導体トラック（２，４）に接触接続される、請求項１０から１２のいずれかに記載の方法。
前記キャリアフィルム（１，３）は、超音波溶接によって互いに接続される、請求項１０から１３のいずれかに記載の方法。
前記キャリアフィルム（１，３）は、ホットスタンピングによって互いに接続される、請求項１０から１３のいずれかに記載の方法。