JP2015180871A - Wireless temperature sensor and manufacturing method of same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明はワイヤレス温度センサ及びその製造方法に関するものである。 The present invention relates to a wireless temperature sensor and a manufacturing method thereof.
温度測定には、有線ケーブルを用いたいくつかの手法がある。例として、サーミスタや熱電対による温度−抵抗特性や熱起電力を利用する方法や、物体から放射される赤外線から温度を測定する放射温度計、圧電素子や弾性表面波素子の物理特性が温度によって変化する原理を利用した方法等がある。 There are several methods for measuring temperature using a wired cable. Examples include temperature-resistance characteristics and thermoelectromotive force using a thermistor or thermocouple, radiation thermometers that measure temperature from infrared rays emitted from objects, and physical characteristics of piezoelectric elements and surface acoustic wave elements depending on temperature. There is a method using a changing principle.
しかしながら、例えば、半導体プロセスにおいてチャンバー内のウエハーの温度を測定する場合、チャンバー内に配置した測定部から外部に出力するために接続される有線ケーブルの配置は、チャンバーや付随する装置等の制約を受けてしまう。 However, for example, when measuring the temperature of a wafer in a chamber in a semiconductor process, the arrangement of a wired cable connected for output to the outside from a measurement unit arranged in the chamber is limited by the chamber and associated devices. I will receive it.
この課題の解決策として、弾性表面波素子に送受信アンテナを設けたユニットが、外部アンテナから発信された信号によって動作し、測定情報を含んだ応答信号を返信するワイヤレスの温度センサが知られている。(例えば特許文献1参照) As a solution to this problem, a wireless temperature sensor is known in which a unit provided with a transmission / reception antenna in a surface acoustic wave element operates in response to a signal transmitted from an external antenna and returns a response signal including measurement information. . (For example, see Patent Document 1)
図25を用いて、特許文献1に記載されたワイヤレス温度測定センサの概要を説明する。図25は、特許文献1に示されたワイヤレス温度測定センサ101の構造を説明するための図である。ワイヤレス温度測定センサ101は、電波を送受信するアンテナ機構102、アンテナ機構102に接続された励振電極103、及び励振電極103に接続された弾性表面波素子104等を備えている。アンテナ機構102は、センサ本体105、センサ本体105の一方の面に形成された平面電極107、及びセンサ本体105の平面電極107が形成された面とは反対側の面に形成されたグラウンド電極108等を備えている。
The outline of the wireless temperature measurement sensor described in
特許文献1に開示された構成では、温度測定の熱応答性は、センサ本体の物質の熱伝導率によって決まり、且つ、アンテナ機構の容量成分は、センサ本体の物質の誘電率によって決まる。
In the configuration disclosed in
しかし、物質の誘電率と熱伝導率との間には相関関係はないため、センサ本体に誘電率が高い物質を採用しても、温度測定において重要なセンサ本体の熱伝導率が低くなる場合があり、同様に、センサ本体に熱伝導率が高い物質を採用しても、センサ本体の誘電率が低くなる場合がある。したがって、温度測定の応答性及び外部との送受信効率の両面において優れた特性を有するワイヤレス温度センサの実現は困難であった。 However, since there is no correlation between the dielectric constant and the thermal conductivity of the substance, even if a substance with a high dielectric constant is used for the sensor body, the thermal conductivity of the sensor body, which is important for temperature measurement, is low. Similarly, even if a substance having high thermal conductivity is adopted for the sensor body, the dielectric constant of the sensor body may be lowered. Therefore, it has been difficult to realize a wireless temperature sensor having excellent characteristics in both temperature response and external transmission / reception efficiency.
本発明の目的は、上記問題点を解決しようとするものであり、温度測定の応答性及び外部との送受信効率の両面において優れた特性を有するワイヤレス温度センサを提供することにある。 An object of the present invention is to solve the above-described problems, and to provide a wireless temperature sensor having excellent characteristics in both temperature response and external transmission / reception efficiency.
本発明に係るワイヤレス温度センサの製造方法は、第一のセラミックグリーンシートと、第二のセラミックグリーンシートと、を用意し、第二のセラミックグリーンシートよりも熱伝導率が高い第一のセラミックグリーンシートを焼成して容器本体を形成する工程と、第二のセラミックグリーンシートにアンテナ電極及びGND電極を配置し、アンテナ電極及びGND電極が配置された第二のセラミックグリーンシートを、第一のセラミックグリーンシートよりも低い焼成温度で焼成してアンテナを有する蓋を形成する工程と、温度検出素子を、アンテナ電極及びGND電極に電気的に接続する工程と、温度検出素子が容器本体及び蓋の内部に固定されるように、容器本体と蓋とを貼り合わせる工程と、を有することを特徴とする。 A method for manufacturing a wireless temperature sensor according to the present invention comprises preparing a first ceramic green sheet and a second ceramic green sheet, wherein the first ceramic green has a higher thermal conductivity than the second ceramic green sheet. The step of firing the sheet to form the container body, the antenna electrode and the GND electrode are arranged on the second ceramic green sheet, and the second ceramic green sheet on which the antenna electrode and the GND electrode are arranged is used as the first ceramic green sheet. A step of forming a lid having an antenna by firing at a firing temperature lower than that of the green sheet; a step of electrically connecting the temperature detection element to the antenna electrode and the GND electrode; and the temperature detection element inside the container body and the lid And a step of bonding the container main body and the lid so as to be fixed to each other.
上記の構成により、高い熱伝導性を有する容器本体及び優れた送受信機能(高周波特性)を有する蓋を、各々異なるセラミック材で形成し、温度測定の応答性及び送受信効率の両者に優れたワイヤレス温度センサを製造することが可能となる。 With the above configuration, the container body with high thermal conductivity and the lid with excellent transmission / reception function (high frequency characteristics) are formed of different ceramic materials, respectively, and wireless temperature excellent in both temperature measurement responsiveness and transmission / reception efficiency A sensor can be manufactured.
ワイヤレス温度センサの製造方法では、温度検出素子が容器本体の内側に接触するように、容器本体と蓋とを貼り合わせてもよい。 In the manufacturing method of the wireless temperature sensor, the container body and the lid may be bonded together so that the temperature detection element contacts the inside of the container body.
上記の構成により、温度測定の応答性が更に向上したワイヤレス温度センサを製造することが可能となる。 With the above configuration, it is possible to manufacture a wireless temperature sensor with further improved temperature measurement responsiveness.
ワイヤレス温度センサの製造方法では、容器本体は、蓋と貼り合わされる側と反対側に開口部を有してもよい。 In the manufacturing method of the wireless temperature sensor, the container body may have an opening on the side opposite to the side bonded to the lid.
上記の構成により、温度測定の応答性が更に向上したワイヤレス温度センサを製造することが可能となる。 With the above configuration, it is possible to manufacture a wireless temperature sensor with further improved temperature measurement responsiveness.
ワイヤレス温度センサの製造方法では、容器本体と前記蓋とを貼り合わせる工程は、容器本体と温度検出素子との間に熱伝導体を配置するように、容器本体と蓋とを貼り合わせてもよい。 In the method for manufacturing a wireless temperature sensor, the step of bonding the container body and the lid may be performed by bonding the container body and the lid so that a heat conductor is disposed between the container body and the temperature detection element. .
上記の構成により、温度測定の応答性が更に向上したワイヤレス温度センサを製造することが可能となる。 With the above configuration, it is possible to manufacture a wireless temperature sensor with further improved temperature measurement responsiveness.
ワイヤレス温度センサの製造方法では、容器本体は、ポーラス構造又はメッシュ構造を有してもよい。 In the manufacturing method of the wireless temperature sensor, the container body may have a porous structure or a mesh structure.
上記の構成により、環境温度(雰囲気温度)をより正確に測定することが可能となる。 With the above configuration, it is possible to measure the environmental temperature (atmosphere temperature) more accurately.
ワイヤレス温度センサの製造方法では、蓋を形成する工程は、第二のセラミックグリーンシートの一方の面上にアンテナ電極となる導体パターンを配置し、第二のセラミックグリーンシートの内層にGND電極となる導体パターンを配置し、第二のセラミックグリーンシートに、アンテナ電極と導通する第一のビアホール及びGND電極と導通する第二のビアホールを形成し、第二のセラミックグリーンシートの他方の面上に、第一のビアホールと導通する第一の電極パッド及び第二のビアホールと導通する第二の電極パッドを形成してもよい。 In the method for manufacturing a wireless temperature sensor, in the step of forming the lid, a conductor pattern serving as an antenna electrode is disposed on one surface of the second ceramic green sheet, and a GND electrode is formed on the inner layer of the second ceramic green sheet. A conductor pattern is disposed, and a first via hole that is electrically connected to the antenna electrode and a second via hole that is electrically connected to the GND electrode are formed on the second ceramic green sheet, and on the other surface of the second ceramic green sheet, A first electrode pad that is electrically connected to the first via hole and a second electrode pad that is electrically connected to the second via hole may be formed.
上記の構成により、一種類のセラミックグリーンシートでアンテナを形成することが可能となる。 With the above configuration, an antenna can be formed using one type of ceramic green sheet.
ワイヤレス温度センサの製造方法では、蓋を形成する工程は、第二のセラミックグリーンシートの他方の面上に、第二の電極パッドと導通し、且つ、温度検出素子及び容器本体に熱的に接続する熱伝導層を形成してもよい。 In the manufacturing method of the wireless temperature sensor, the step of forming the lid is electrically connected to the second electrode pad on the other surface of the second ceramic green sheet and thermally connected to the temperature detection element and the container body. A heat conductive layer may be formed.
上記の構成により、容器本体から蓋への熱伝導性をさらに高める熱伝導層を形成することができ、温度測定の応答性が更に向上したワイヤレス温度センサを製造することが可能となる。 With the above configuration, it is possible to form a heat conductive layer that further increases the heat conductivity from the container body to the lid, and it is possible to manufacture a wireless temperature sensor with further improved temperature measurement responsiveness.
ワイヤレス温度センサの製造方法では、温度検出素子を熱伝導層上の第二のビアホールの上に固定する工程をさらに有してもよい。 The manufacturing method of the wireless temperature sensor may further include a step of fixing the temperature detection element on the second via hole on the heat conductive layer.
上記の構成により、ビアホールによって蓋の内部に移動する熱量を減ずることが可能となるため、温度測定の応答性が向上し、且つ、熱の影響によるアンテナ特性の変動が低減されたワイヤレス温度センサを製造することができる。 With the above configuration, it is possible to reduce the amount of heat transferred to the inside of the lid by the via hole, so that a wireless temperature sensor with improved temperature measurement responsiveness and reduced variation in antenna characteristics due to the influence of heat is provided. Can be manufactured.
ワイヤレス温度センサの製造方法では、アンテナ電極を覆う保護層を第二のセラミックグリーンシート上に形成する工程を更に有してもよい。 The method for manufacturing a wireless temperature sensor may further include a step of forming a protective layer covering the antenna electrode on the second ceramic green sheet.
上記の構成により、ワイヤレス温度センサ表面に金属体が露出しないので、耐静電気特性が向上するともに、金属破片等の導電性を有する障害物の付着による動作異常を防ぐことができ、信頼性の高いワイヤレス温度センサを製造することが可能となる。 With the above configuration, since the metal body is not exposed on the surface of the wireless temperature sensor, the anti-static property is improved and the operation abnormality due to the adhesion of conductive obstacles such as metal fragments can be prevented, and the reliability is high. A wireless temperature sensor can be manufactured.
本発明に係るワイヤレス温度センサは、第一のセラミック基板から形成された容器本体と、第一のセラミック基板よりも焼成温度が低い第二のセラミック基板で形成された蓋と、アンテナと、温度検出素子と、を備え、第一のセラミック基板は、第二のセラミック基板よりも熱伝導率が高く、アンテナは、蓋に一体的に形成されたアンテナ電極及びGND電極を含み、温度検出素子は、アンテナ電極及びGND電極に電気的に接続され、容器本体と蓋とが貼り合わされることによって容器本体及び蓋の内部に固定されていることを特徴とする。 A wireless temperature sensor according to the present invention includes a container body formed from a first ceramic substrate, a lid formed from a second ceramic substrate whose firing temperature is lower than that of the first ceramic substrate, an antenna, and a temperature detection The first ceramic substrate has a higher thermal conductivity than the second ceramic substrate, the antenna includes an antenna electrode and a GND electrode integrally formed on the lid, and the temperature detection element is It is electrically connected to the antenna electrode and the GND electrode, and is fixed to the inside of the container main body and the lid by bonding the container main body and the lid.
上記の構成により、高い熱伝導性を有する容器本体及び優れた送受信機能(高周波特性)を有する蓋を、各々異なるセラミック材で形成し、温度測定の応答性及び送受信効率の両者が優れたワイヤレス温度センサを製造することが可能となる。 With the above configuration, the container body with high thermal conductivity and the lid with excellent transmission / reception function (high frequency characteristics) are formed of different ceramic materials, respectively, and the wireless temperature with excellent temperature response and transmission / reception efficiency A sensor can be manufactured.
ワイヤレス温度センサでは、温度検出素子は、容器本体の内側に接触するように、容器本体及び蓋の内部に固定されていてもよい。 In the wireless temperature sensor, the temperature detection element may be fixed inside the container body and the lid so as to contact the inside of the container body.
上記の構成により、温度測定の応答性が更に向上したワイヤレス温度センサを提供することが可能となる。 With the above configuration, it is possible to provide a wireless temperature sensor with further improved temperature measurement responsiveness.
ワイヤレス温度センサでは、容器本体は、蓋と貼り合わされる側と反対側に開口部を有してもよい。 In the wireless temperature sensor, the container body may have an opening on the side opposite to the side bonded to the lid.
上記の構成により、温度測定の応答性が更に向上したワイヤレス温度センサを提供することが可能となる。 With the above configuration, it is possible to provide a wireless temperature sensor with further improved temperature measurement responsiveness.
ワイヤレス温度センサは、容器本体と温度検出素子との間に配置された熱伝導体をさらに備えてもよい。 The wireless temperature sensor may further include a heat conductor disposed between the container body and the temperature detection element.
上記の構成により、温度測定の応答性が更に向上したワイヤレス温度センサを提供することが可能となる。 With the above configuration, it is possible to provide a wireless temperature sensor with further improved temperature measurement responsiveness.
ワイヤレス温度センサでは、容器本体は、ポーラス構造又はメッシュ構造を有していてもよい。 In the wireless temperature sensor, the container body may have a porous structure or a mesh structure.
上記の構成により、環境温度(雰囲気温度)をより正確に測定することが可能となる。 With the above configuration, it is possible to measure the environmental temperature (atmosphere temperature) more accurately.
ワイヤレス温度センサでは、第一のセラミック基板は、HTCC(High Temperature Cofired Ceramics)であり、第二のセラミック基板は、LTCC(Low Temperature Cofired Ceramics)であってもよい。 In the wireless temperature sensor, the first ceramic substrate may be HTCC (High Temperature Coated Ceramics), and the second ceramic substrate may be LTCC (Low Temperature Coated Ceramics).
上記の構成により、容器本体は例えばアルミナ系セラミック等の高温焼成のセラミック材で構成し、蓋は例えば酸化アルミニウム(Al2O3)にホウ素(B)やシリコン(Si)等を添加した高周波特性の良い低温焼成のセラミックスで構成できる。したがって、それぞれの特性を活かしたワイヤレス温度センサを実現することができる。
特に、蓋に用いられるLTCCの焼成温度は低温であるので、アンテナ機構の導体として電気伝導度が高い銀(Ag)や銅(Cu)を使用することが可能であり、アンテナ機構を構成する上で極めて有利となる。
With the above configuration, the container body is made of a high-temperature fired ceramic material such as alumina-based ceramic, and the lid is a high-frequency characteristic obtained by adding boron (B), silicon (Si) or the like to aluminum oxide (Al 2 O 3 ) It can be composed of good low temperature fired ceramics. Therefore, a wireless temperature sensor utilizing each characteristic can be realized.
In particular, since the firing temperature of LTCC used for the lid is low, it is possible to use silver (Ag) or copper (Cu) having high electrical conductivity as a conductor of the antenna mechanism. Is very advantageous.
ワイヤレス温度センサでは、アンテナのアンテナ電極の材料は、銀(Ag)又は銅(Cu)であってもよい。 In the wireless temperature sensor, the antenna electrode material of the antenna may be silver (Ag) or copper (Cu).
上記の構成により、Ag又はCuは導体抵抗率が低い(電気伝導率が高い)ため、誘電正接の低いLTCCを選択することによって、ワイヤレス温度センサの送受信効率(高周波特性)が更に向上する。 With the above configuration, Ag or Cu has a low conductor resistivity (high electrical conductivity). Therefore, by selecting an LTCC having a low dielectric loss tangent, the transmission / reception efficiency (high-frequency characteristics) of the wireless temperature sensor is further improved.
ワイヤレス温度センサでは、容器本体と蓋とは熱的に接続され、温度検出素子と蓋とは熱的に接続されていてもよい。 In the wireless temperature sensor, the container body and the lid may be thermally connected, and the temperature detection element and the lid may be thermally connected.
上記の構成により、測定対象物の熱は、容器本体及び蓋を経由して温度検出素子に伝導されるので、ワイヤレス温度センサの温度測定の応答性が更に向上する。 With the above configuration, the heat of the measurement object is conducted to the temperature detection element via the container body and the lid, so that the temperature measurement responsiveness of the wireless temperature sensor is further improved.
ワイヤレス温度センサでは、アンテナ電極は第二のセラミック基板の表面に形成され、GND電極は第二のセラミック基板の内層に形成されてもよい。 In the wireless temperature sensor, the antenna electrode may be formed on the surface of the second ceramic substrate, and the GND electrode may be formed on the inner layer of the second ceramic substrate.
上記の構成により、マイクロストリップアンテナが構成され高利得にもかかわらず小型かつ薄型であり、ワイヤレス温度センサ全体の小型薄型化が達成される。 With the above configuration, the microstrip antenna is configured and is small and thin despite the high gain, and the entire wireless temperature sensor can be reduced in size and thickness.
ワイヤレス温度センサでは、第二のセラミック基板の裏面に形成された第一の配線電極及び第二の配線電極をさらに備え、第一の配線電極は温度検出素子とアンテナ電極とにそれぞれ電気的に接続され、第二の配線電極は温度検出素子とGND電極とにそれぞれ電気的に接続されていてもよい。 The wireless temperature sensor further includes a first wiring electrode and a second wiring electrode formed on the back surface of the second ceramic substrate, and the first wiring electrode is electrically connected to the temperature detection element and the antenna electrode, respectively. The second wiring electrode may be electrically connected to the temperature detection element and the GND electrode, respectively.
上記の構成により、ノイズ耐性や高電圧耐性が向上し、ワイヤレス温度センサの信頼性が高まる。 With the above configuration, noise resistance and high voltage resistance are improved, and the reliability of the wireless temperature sensor is increased.
ワイヤレス温度センサでは、第二の配線電極は温度検出素子及び容器本体に熱的に接続されていてもよい。 In the wireless temperature sensor, the second wiring electrode may be thermally connected to the temperature detection element and the container body.
上記の構成により、温度測定の応答性が更に向上したワイヤレス温度センサを提供することが可能となる。 With the above configuration, it is possible to provide a wireless temperature sensor with further improved temperature measurement responsiveness.
ワイヤレス温度では、第二のセラミック基板内に形成され、GND電極及び第二の配線電極と導通するビアホールをさらに備え、温度検出素子は、第二の配線電極上のビアホールの上に固定されてもよい。 The wireless temperature further includes a via hole formed in the second ceramic substrate and electrically connected to the GND electrode and the second wiring electrode, and the temperature detection element may be fixed on the via hole on the second wiring electrode. Good.
上記の構成により、ビアホールによって蓋の内部に移動する熱量を減ずることが可能となるため、温度測定の応答性が向上し、且つ、熱の影響によるアンテナ特性の変動が低減されたワイヤレス温度センサを提供することが可能となる。 With the above configuration, it is possible to reduce the amount of heat transferred to the inside of the lid by the via hole, so that a wireless temperature sensor with improved temperature measurement responsiveness and reduced variation in antenna characteristics due to the influence of heat is provided. It becomes possible to provide.
ワイヤレス温度センサは、アンテナ電極を覆う保護層をさらに備えてもよい。 The wireless temperature sensor may further include a protective layer that covers the antenna electrode.
上記の構成により、ワイヤレス温度センサ表面に金属体が露出しないので、耐静電気特性が向上するともに、金属破片等の導電性を有する障害物の付着による動作異常を防ぐことができ、ワイヤレス温度センサの信頼性が向上する。 With the above configuration, since the metal body is not exposed on the surface of the wireless temperature sensor, the anti-static property is improved, and an operation abnormality due to adhesion of conductive obstacles such as metal fragments can be prevented. Reliability is improved.
本発明によれば、高い熱伝導性を有する容器本体及び優れた送受信機能(高周波特性)を有する蓋を、各々異なるセラミック材で形成し、温度測定の応答性及び送受信効率の両面において優れた特性を有するワイヤレス温度センサを提供することができる。 According to the present invention, a container body having high thermal conductivity and a lid having an excellent transmission / reception function (high frequency characteristics) are formed of different ceramic materials, respectively, and excellent characteristics in both temperature response and transmission / reception efficiency. A wireless temperature sensor can be provided.
以下、図面を参照しつつ、本発明に係るワイヤレス温度センサの実施の形態を詳述する。ただし、本発明の技術的範囲はそれらの実施の形態に限定されず、特許請求の範囲に記載された発明とその均等物に及ぶ点に留意されたい。なお、各図面の寸法は正確な寸法を反映したものではなく、説明のため部品の大きさが誇張して描かれることがあり、又、説明のため一部の部品を省略することがある。同一要素には同一番号を付し重複する説明は省略する。 Hereinafter, embodiments of a wireless temperature sensor according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. However, it should be noted that the technical scope of the present invention is not limited to these embodiments, but extends to the invention described in the claims and equivalents thereof. Note that the dimensions of each drawing do not reflect the exact dimensions, and the size of parts may be exaggerated for explanation, and some parts may be omitted for explanation. The same numbers are assigned to the same elements, and duplicate descriptions are omitted.
図1は、ワイヤレス温度センサ1の構造を説明するための図である。なお、図1に示す図は、ワイヤレス温度センサ1の図3(a)に示すA−A線に沿った断面図である。
FIG. 1 is a diagram for explaining the structure of the
図1に示す様に、ワイヤレス温度センサ1は、容器本体20と蓋10とからなる容器50と、容器50の内部に固定された温度検出素子30とを有する。温度検出素子30は、蓋10に実装されている。
As shown in FIG. 1, the
容器本体20は、第一のセラミック基板であり、一般にHTCCとして知られている高温焼成セラミック材であるAl2O3で形成されている。容器本体20には、後述する方法で本体キャビティ20cが形成されている。容器本体20には、Al2O3に限らず、窒化アルミニウム(AlN)等の、後述するLTCCよりも熱伝導率が高い他のHTCCを用いることもできる。
The
蓋10は、アンテナ電極層11、上層体12、GND電極層13、及び内層体14を積層して形成されたマイクロストリップアンテナである。マイクロストリップアンテナ(以下、アンテナと称する。)は、平面アンテナやパッチアンテナとも呼ばれ、小型薄型化が可能でありながら高利得であって帯域が狭く広い指向性を有するアンテナである。上層体12及び内層体14は一体となって第二のセラミック基板を構成する。なお、上層体12及び内層体14は、後述の焼成によって実際には図中の端部で境界無く一体的に形成されるが、便宜上、図1では上層体12及び内層体14の間に境界を示している。
The
蓋10の主要素である上層体12及び内層体14は、各々が略1mmの厚さを有し、いずれも一般にLTCCとして知られている低温焼成セラミック材であるCaO−Al2O3−SiO2−B2O3にAl2O3を加えた材料によって形成される。しかしながら、これに限定されず、上層体12及び内層体14は、他のLTCCを用いて形成しても良い。他のLTCCとしては、BaO−Al2O3−SiO2−Bi2O3、BaO−Tio2−ZnO、BaO−Nd2O3−Bi2O3−Tio2、及びBaO−R2O3−TiO2(Rはアルカリ金属)等が含まれる。なお、後述の様に、蓋10に形成される導体パターンには電気伝導率が高いAg又はCuを用いることが好ましいため、Cuの融点(約1083℃)やAgの融点(約961℃)より低い焼成温度を有するLTCCが好ましい。上層体12及び内層体14の各々の厚さは、略1mmに限らず、使用されるセラミック材によって異なるが、アンテナとしての特性を確保するのに充分な厚みであればよい。
The
アンテナ電極層11は、Cuで形成された、厚さ10〜15μm程度の電極層である。アンテナ電極層11は、他の厚さであってもよい。アンテナ電極層11は、上層体12と内層体14とを貫通する第一のビアホールであるアンテナビアホール11hを通じて、内層体14の蓋実装面15mに設けられた第一の電極パッドである蓋ボンディングパッド15aに、電気的に接続されている。アンテナビアホール11h及び蓋ボンディングパッド15aは、Cuで形成されている。
The
GND電極層13は、Cuで形成された、厚さ10〜15μm程度の電極層である。GND電極層13は、他の厚さであってもよい。GND電極層13は、内層体14を貫通する第二のビアホールであるGNDビアホール13hを通じて、内層体14の蓋実装面15mに設けられた第二の電極パッドである蓋ボンディングパッド15bに、電気的に接続されている。GND電極層13は、アンテナビアホール11hを貫通させるためのGNDパターン開口部13wを備えている。なお、GNDパターン開口部13wは、上層体12又は内層体14を形成するセラミック材が充填されていてもよい。GNDビアホール13h及び蓋ボンディングパッド15bは、Cuで形成されている。
The
上述の導体パターン(すなわち、アンテナ電極層11、アンテナビアホール11h、及び蓋ボンディングパッド15a、並びに、GND電極層13、GNDビアホール13h、及び蓋ボンディングパッド15b)は、Cuを用いて形成されているが、他の金属を用いてもよい。導体パターンには、電気伝導率が高いAg又はCuを用いることが好ましい。
The conductor patterns (that is, the
温度検出素子30は、蓋10の内層体14の蓋実装面15mに、例えば金属ろう付け法等の接合方法により実装されている。温度検出素子30の素子ボンディングパッド34aは、ボンディングワイヤ35aによって、蓋ボンディングパッド15aに接続されている。温度検出素子30の素子ボンディングパッド34bは、ボンディングワイヤ35bによって、蓋ボンディングパッド15bに接続されている。したがって、温度検出素子30の素子ボンディングパッド34aはアンテナ電極層11と、且つ、温度検出素子30の素子ボンディングパッド34bはGND電極層13と、それぞれ電気的に接続されている。
The
図2(a)は温度検出素子30の平面図であり、図2(b)は温度検出素子30の図2(a)に示すC−C線に沿った断面図であり、図2(c)は温度検出素子30の図2(a)に示すD−D線に沿った断面図である。
2A is a plan view of the
図2(a)において、温度検出素子30は弾性表面波素子であり、弾性表面波素子基板31、弾性表面波素子基板31の表面に設けられた櫛形電極32a、32b、及び反射体33を有する。櫛形電極32aの端部には素子ボンディングパッド34aが、且つ、櫛形電極32bの端部には素子ボンディングパッド34bが、それぞれ形成されている。
In FIG. 2A, the
弾性表面波素子基板31は、ニオブ酸リチウム(LiNbO3)の単結晶によって形成され、平面視寸法が約10mm×10mmで厚みが約2mmの矩形板形状を有する。弾性表面波素子基板31には、これに限らず、圧電性物質の単結晶基板、又は、ガラス基板若しくはSi基板の上に圧電性物質の薄膜を形成した基板等を用いても良い。圧電性物質には、例えば、タンタル酸リチウム(LiTaO3)、水晶(SiO2)、ランガサイト(La3Ga5SiO14)、ランガテイト(La3Ta0.5Ga5.5O14)等が含まれるが、これらに限られない。
The surface acoustic
櫛形電極32a及び32bは、弾性表面波素子基板31の一方の表面に、二対の電極が交互に配置される様に形成されている。櫛形電極32a及び32bは、Cuを用いて、スパッタリング法により形成されている。しかしながら、櫛形電極32a及び32bは、Au、Ti、Ni、クロム(Cr)、アルミニウム(Al)等のCu以外の電極材料を用いて形成してもよく、又、スパッタリング法以外の製膜方法により形成してもよい。
The
櫛形電極32a及び櫛形電極32bの電極間距離dは、弾性表面波素子が励起する弾性表面波の波長に応じた値が必要である。弾性表面波の伝搬速度をv、波長をλ、櫛形電極の励振周波数をfとするとv=f×λ、d=λ/2の関係がある。例えば、ニオブ酸リチウムの場合では、励振周波数が2.45GHzとすると、dを約0.8μmとする必要がある。
The inter-electrode distance d between the comb-shaped
隣接する櫛形電極32a、32bの各電極幅及び各電極間距離は等間隔であるのが好ましい。上記の場合、各電極幅は各電極間距離dの半分である約0.4μmとするのがより好ましい。伝搬速度vは弾性表面波を発生させる弾性表面波素子基板31の材質によって異なるので、電極間距離dは任意の材料、周波数の違いにより適宜選択可能である。
It is preferable that the electrode widths and distances between the
反射体33は、弾性表面波素子基板31の櫛形電極32a及び32bが形成された表面に、櫛形電極32a及び櫛形電極32bと略同寸法に形成されている。反射体33は、櫛形電極32a及び32bと同様に、Cuを用いて、スパッタリング法により形成されている。しかしながら、反射体33は、Au、Ti、Ni、クロム(Cr)、アルミニウム(Al)等のCu以外の電極材料を用いて形成してもよく、又、スパッタリング法以外の製膜方法により形成してもよい。
The
反射体33は、櫛形電極32a及び32bに印加された高周波信号によって、弾性表面波素子基板31の表面に誘起された弾性表面波を反射し、再び櫛形電極32a及び32bを通じて外部に測定情報である応答信号を送信するために設けられる。なお、弾性表面波素子による温度測定の原理については後述する。
The
図3(a)はワイヤレス温度センサ1の平面図であり、図3(b)はワイヤレス温度センサ1の側面図である。
FIG. 3A is a plan view of the
図3(a)に示す様に、略30mm×30mmのワイヤレス温度センサ1の上面、すなわち蓋10の表面に、寸法が略20mm×20mmのアンテナ電極層11が設けられている。ワイヤレス温度センサ1の外形寸法は、略30mm×30mmに限らず、弾性表面素子を実装するに充分な大きさであればよい。好適なアンテナ電極層11の外形寸法は蓋10の誘電率によって異なるが、上記寸法(略20mm×20mm)は、蓋10の比誘電率が例えば9.8程度の場合に好適な寸法である。しかしながら、アンテナ電極層11の寸法はこれに限られない。
As shown in FIG. 3A, an
図3(b)に示す様に、ワイヤレス温度センサ1の容器50は蓋10及び容器本体20から構成される。ワイヤレス温度センサ1の全体の厚さは略8mmであるが、これに限らず、任意に設定することができる。
As shown in FIG. 3B, the
図4は、ワイヤレス温度センサ1の図3(b)に示すB−B線に沿った断面図である。なお、図3(b)では、B−B断面の位置を理解しやすいように上層体12と内層体14の境界を破線で示す。
FIG. 4 is a cross-sectional view of the
図4に示す様に、GND電極層13は、内層体14の上部すなわち上層体12に対向する側の表面に設けられ、GNDパターン開口部13wは、アンテナビアホール11hを貫通させるためGND電極層13の中央左に設けられている。GND電極層13の寸法は略25mm×25mmであるが、これに限られない。なお、高周波特性のさらなる向上のために、GND電極層13の形状はより大きくすることが好ましい。
As shown in FIG. 4, the
図5は、ワイヤレス温度センサ1による温度検出方法を説明するための図である。
FIG. 5 is a diagram for explaining a temperature detection method by the
ワイヤレス温度センサ1の温度検出方法は、弾性表面波素子基板31を伝搬する弾性表面波の伝搬速度が温度に依存するとの原理に基づく。換言すると、励起弾性表面波Tw及び反射弾性表面波Rwの伝搬時間が弾性表面波素子基板31の温度に依存することを利用する。そのため、予め「伝搬時間対弾性表面波素子基板温度」の校正表を作成しておく。
The temperature detection method of the
まず、図示しない外部装置が、上述したアンテナ(アンテナ電極層11、上層体12、GND電極層13、及び内層体14で構成されるマイクロストリップアンテナ)に固有の励起周波数を含む高周波信号を送信する。図5に示す様に、当該アンテナによって受信した高周波信号は、ボンディングワイヤ35a及び35bを通じて櫛形電極32a及び櫛形電極32bに印加され、弾性表面波素子基板31に電気−機械変換効果をもたらす。すなわち、弾性表面波素子基板31の表面に、櫛形電極の電極間距離dで決定される励起弾性表面波Twが発生する。
First, an external device (not shown) transmits a high-frequency signal including an excitation frequency unique to the above-described antenna (a microstrip antenna including the
励起弾性表面波Twは、弾性表面波素子基板31の表面を伝搬し、反射体33で反射して、反射弾性表面波Rwとなって再び櫛形電極32a及び櫛形電極32bに戻る。次いで、反射弾性表面波Rwの一部は、弾性表面波素子基板31に機械−電気変換効果をもたらし、高周波信号に変換され、当該アンテナにより外部に応答信号が発信される。一方、反射弾性表面波Rwのうち高周波信号に変換されなかった一部は、櫛形電極32a及び櫛形電極32bによって反射され、弾性表面波素子31上を再び反射体33へ向かって進行する。以下、反射弾性表面波Rwは、弾性表面波素子基板31上で反射体33と櫛形電極32a及び32bとの間を往来しつつ、その一部が徐々に櫛形電極32a及び32bによって高周波信号に変換されながら、減衰していく。
The excitation surface acoustic wave Tw propagates on the surface of the surface acoustic
アンテナによって発信された応答信号が上記外部装置に達し、上記外部装置が応答信号を受信すると、上記外部装置は、高周波信号を送信してから応答信号を受信するまでの時間を計測する。 When the response signal transmitted by the antenna reaches the external device and the external device receives the response signal, the external device measures the time from when the high-frequency signal is transmitted until the response signal is received.
高周波信号を送信してから応答信号を受信するまでの時間を計測したら、高周波信号を送信してから応答信号を受信するまでの時間から、弾性表面波素子における弾性表面波の伝搬時間を算出する。そして、予め作成しておいた「伝搬時間対弾性表面波素子基板温度」の校正表に基づいて、算出した伝搬時間から弾性表面波素子基板31の温度を求める。そして、弾性表面波素子基板31の温度に基づいて、弾性表面波素子基板31を装着した対象物の測定温度を決定する。
After measuring the time from when the high frequency signal is transmitted until the response signal is received, the propagation time of the surface acoustic wave in the surface acoustic wave element is calculated from the time from when the high frequency signal is transmitted until the response signal is received. . The temperature of the surface acoustic
図6は、弾性表面波素子における反射弾性表面波強度Rwpの時間的変化を示すグラフである。 FIG. 6 is a graph showing temporal changes in the reflected surface acoustic wave intensity Rwp in the surface acoustic wave element.
図6に示すグラフでは、縦軸が反射弾性表面波Rwの強度Rwpを示しており、横軸が弾性表面波の伝搬時間Tを示している。反射弾性表面波Rwは櫛形電極32a及び櫛形電極32bと反射体33との間で反射を繰り返すので、時刻T1〜時刻T3の複数のタイミングで反射弾性表面波Rwが観測される。反射弾性表面波Rwの強度Rwpは、時刻T1におけるRw1、すなわち、一番初めに検出される反射弾性表面波Rwの強度が最も大きく、測定に有利である。
In the graph shown in FIG. 6, the vertical axis indicates the intensity Rwp of the reflected surface acoustic wave Rw, and the horizontal axis indicates the propagation time T of the surface acoustic wave. Since the reflected surface acoustic wave Rw is repeatedly reflected between the
図7は、ワイヤレス温度センサ1を用いた温度測定システムの構成を説明するための図である。
FIG. 7 is a diagram for explaining a configuration of a temperature measurement system using the
温度表示装置40は、複数のワイヤレス温度センサのそれぞれに温度測定を行うための高周波信号を発信し、各ワイヤレス温度センサの応答信号を受信し、且つ、上記校正表に基づいて各ワイヤレス温度センサの測定温度を表示する構成となっている。
The
図7に示す例では、温度表示装置40の測定温度の表示部は一つであり、当該表示部は、複数のワイヤレス温度センサの中からスイッチ等によって選択された所定のワイヤレス温度センサが検知する温度を表示する。しかしながら、複数のワイヤレス温度センサのそれぞれに対応する個別の表示部を温度表示装置40に設けてもよい。
In the example illustrated in FIG. 7, the
図7に示す例では、ワイヤレス温度センサ1A〜1Cの三個を使用し、各々弾性表面波伝搬距離Lが異なる様に設計されている。各々のワイヤレス温度センサにはそれぞれの「伝搬時間対弾性表面波素子基板温度」の構成表がある。
In the example shown in FIG. 7, three
温度表示装置40から各ワイヤレス温度センサに固有の励起周波数を含む高周波信号を送信する。各ワイヤレス温度センサから弾性表面波の伝搬時間分遅れた応答信号が生じる。なお、ワイヤレス温度センサ1A〜1Cは、測定対象物(図示せず)との間で熱勾配を生じない様に、測定対象物に密着させて装着するのが好ましい。
A high frequency signal including an excitation frequency specific to each wireless temperature sensor is transmitted from the
弾性表面波伝搬距離Lを変えることにより、各ワイヤレス温度センサではそれぞれ異なる伝搬時間をかけて櫛型電極32a、32bから反射体33を往復する。この伝搬時間の差からワイヤレス温度センサ1A〜1Cを区別することができる。さらに、この伝搬時間からそれぞれのワイヤレス温度センサに対応する「伝搬時間対弾性表面波素子基板温度」の校正表から測定対象物(図示せず)の温度を測定することができる。
By changing the surface acoustic wave propagation distance L, each wireless temperature sensor reciprocates the
上述の様に、各ワイヤレス温度センサの弾性表面波伝搬距離Lが異なる様に設計する方法以外にも、各ワイヤレス温度センサの動作周波数が異なる様に設計してもよい。これは、例えば、櫛形電極32a、32bの電極間距離dを変化させることにより実現できる。櫛形電極の電極間距離dを変えることにより、各ワイヤレス温度センサは固有の高周波信号f1〜高周波信号f3によってのみ励起される。したがって、温度表示装置40に周波数掃引機能(図示せず)を設けることにより、高周波信号f1〜高周波信号f3を順次送受信し、測定対象物(図示せず)の温度を測定することが出来る。
As described above, in addition to the method of designing the surface acoustic wave propagation distance L of each wireless temperature sensor to be different, the wireless frequency sensors may be designed to have different operating frequencies. This can be realized, for example, by changing the inter-electrode distance d of the
以上、温度測定に弾性表面波素子基板31の弾性表面波伝搬時間の温度特性を用いる方法を説明した。しかしながら、温度によるインピーダンス変調機能を反射体33に設け、反射弾性表面波強度Rwpの絶対値に基づいて温度を測定する方法や、圧電素子や強誘電素子で共振回路を形成し、共振周波数の温度特性を用いる方法等も有効である。
The method of using the temperature characteristics of the surface acoustic wave propagation time of the surface acoustic
図8は、ワイヤレス温度センサ1の製造工程の概要を示すフローチャートである。
FIG. 8 is a flowchart showing an outline of the manufacturing process of the
図8に示す様に、ワイヤレス温度センサ1の製造工程は、容器本体組み立て及び高温焼成工程ST1と、蓋組み立て及び低温焼成工程ST2と、温度検出素子実装及び全体組み立て工程ST3とから構成される。
As shown in FIG. 8, the manufacturing process of the
容器本体組み立て及び高温焼成工程ST1は、容器本体20を形成する工程である。蓋組み立て及び低温焼成工程ST2は、蓋10を形成する工程である。温度検出素子実装及び全体組み立て工程ST3は、温度検出素子30をアンテナ電極11及びGND電極13に電気的に接続する工程と、温度検出素子30が容器本体20及び蓋10の内部に固定されるように、容器本体20と蓋10とを貼り合わせる工程である。なお、容器本体組み立て及び高温焼成工程ST1と蓋組み立て及び低温焼成工程ST2とは、逆の順序で実施しても、また同時に実施しても良い。
The container body assembly and high-temperature firing step ST1 is a process for forming the
図9は、ワイヤレス温度センサ1の容器本体組み立て及び高温焼成工程ST1を説明するための図である。以下では、ワイヤレス温度センサを三個同時に作製した後に個片化する例を用いて製造方法を説明する。
FIG. 9 is a diagram for explaining the container body assembly and the high-temperature firing step ST1 of the
まず、図9(a)に示す様に、セラミック材、ガラスフィラー、バインダー、及び溶剤を混合攪拌させて作成した第一のセラミックグリーンシートであるHTCCを用いて、本体底部集合基板21bを形成する。
First, as shown in FIG. 9A, the main body bottom
次に、図9(b)に示す様に、HTCCのセラミックグリーンシートを用いて本体側部集合基板22bを形成し、本体側部集合基板22bに複数の本体キャビティ20cを設ける。
Next, as shown in FIG. 9B, the main body side
次に、図9(c)に示す様に、本体底部集合基板21bと本体側部集合基板22bとを重ねて約1610℃で焼成する高温焼成工程を行う。焼成後は、図9(d)に示す集合容器本体20bが得られる。
Next, as shown in FIG. 9C, a high-temperature firing step is performed in which the main body bottom
図10は、ワイヤレス温度センサ1の蓋組み立て及び低温焼成工程ST2を説明するための図である。
FIG. 10 is a diagram for explaining the lid assembly of the
まず、図10(a)に示すように、LTCCから成るセラミックグリーンシートを用いて上層体集合基板12bを形成し、Cuを用いて複数のアンテナビアホール11hを設ける。
First, as shown in FIG. 10A, an upper
次に、図10(b)に示す様に、アンテナ電極形成工程として、図10(a)で作製した上層体集合基板12bにCuを用いた複数の導体パターンであるアンテナ電極層11を印刷形成し、各アンテナ電極層11と各アンテナビアホール11hとを接続する。
Next, as shown in FIG. 10B, as the antenna electrode forming step, the
次に、図10(c)に示す様に、LTCCから成るセラミックグリーンシートを用いて内層体集合基板14bを形成する。更に、ビアホール形成工程として、内層体集合基板14bに、アンテナ電極層11と接続するための複数のアンテナビアホール11h及びGND電極層13と接続するための複数のGNDビアホール13hをCuを用いて形成する。
Next, as shown in FIG. 10C, an inner
次に、図10(d)に示す様に、GND電極形成工程として、作製した内層体集合基板14bにCuを用いた複数の導体パターンであるGND電極層13を印刷形成する。GND電極層13のアンテナビアホール11hに跨る部分には、GNDパターン開口部13wを設け、GNDパターン開口部13w内にアンテナビアホール11hを形成する。更に、各GND電極層13と各GNDビアホール13hとを接続する。
Next, as shown in FIG. 10D, as the GND electrode forming step, the
次に、図10(e)に示す様に、内層体集合基板14bの上部に上層体集合基板12bを重ね、各アンテナビアホール11hを接続する。内層体集合基板14b及び上層体集合基板12bが積層したものを第二のセラミックグリーンシートとする。次に、各アンテナビアホール11hにCuを用いた蓋ボンディングパッド15aを、又、各GNDビアホール13hにCuを用いた蓋ボンディングパッド15bを、それぞれ形成する電極パッド形成工程を行う。そして、低温焼成工程として、上層体集合基板12b及び内層体集合基板14bに適した約890℃で焼成し、図10(f)に示す様に集合蓋10bが得られる。
Next, as shown in FIG. 10 (e), the upper
上述した焼成温度(約890℃)では、Ag、Cuのいずれについても、ワイヤレス温度センサのアンテナ特性に実質的な影響を及ぼす様な変化は生じない。 At the above-described firing temperature (about 890 ° C.), neither Ag nor Cu changes so as to substantially affect the antenna characteristics of the wireless temperature sensor.
上層体集合基板12b及び内層体集合基板14bは上記焼成により一体となるが、便宜上、図には上層体集合基板12b及び内層体集合基板14bの間に境界を示している。
The upper
図11は、ワイヤレス温度センサ1の温度検出素子30の実装及び全体組み立て工程ST3を説明するための図である。
FIG. 11 is a diagram for explaining the mounting of the
図11(a)に示す様に、集合蓋10bの蓋実装面15mに複数の温度検出素子30を、チタン(Ti)とニッケル(Ni)との合金を用いた金属ろう付け法により実装する。なお、金属ろう付け法に用いる合金はこれらに限定されず、他の金属を用いてもよい。
As shown in FIG. 11A, a plurality of
更に、各温度検出素子30の素子ボンディングパッド34a及び集合蓋10bの蓋ボンディングパッド15aをボンディングワイヤ35aで接続する。同様に、各温度検出素子30の素子ボンディングパッド34b及び集合蓋10bの蓋ボンディングパッド15bをボンディングワイヤ35bで接続する。
Further, the
次に、図11(b)及び(c)に示す様に、集合容器本体20b、及び、温度検出素子30を実装した集合蓋10bを、温度検出素子30の位置に本体キャビティ20cが合う様に重ねて接合し、集合ワイヤレス温度センサ1bを得る。
Next, as shown in FIGS. 11B and 11C, the
集合容器本体20b及び集合蓋10bは、例えば、熱伝導性の高い接合層である金(Au)及び錫(Sn)を接着面に形成し、共晶接合によって接合する。AuとSnは高い熱伝導率を有するため、集合容器本体20b及び集合蓋10bは熱的に接続される。この様に、熱伝導性のよい熱伝搬帯を接合箇所に採用することによって、温度検出素子30は、集合蓋10bに固定されながらも、集合容器本体20bと互いに熱的に接続される。なお、集合容器本体20b及び集合蓋10bを接合するための材料や接合方法は、金属ろう付け法や、材料間を高温下で加圧融着する固相接合法等の他の接合方法を用いることもできる。
For example, the
次に、図11(c)に示す様に、組み立てられた集合ワイヤレス温度センサ1bを裁断線dcに沿って分割し、図11(d)に示す個片化したワイヤレス温度センサ1を得る。なお、上述の例では、一度に三個のワイヤレス温度センサを製造する方法を述べたが、一度に製造するワイヤレス温度センサの数量を更に増やすことも可能である。
Next, as shown in FIG. 11C, the assembled
ワイヤレス温度センサ1の構造は、第一のセラミック基板である容器本体20の構成材料として、焼成温度が1610℃と高く且つ熱伝導率が18W/(m・K)と高いAl2O3をHTCCとして用いた。したがって、ワイヤレス温度センサ1の温度測定の応答性が向上する。
The structure of the
ワイヤレス温度センサ1の第二のセラミック基板(上層体12及び内層体14)は、例えば、CaO−Al2O3−SiO2−B2O3にAl2O3を加えた材料の様にLTCCで構成されている。当該LTCCの焼成温度は890℃なので、導体として電気抵抗が1.6μΩcmと極めて低いCuを使用することが可能となる。
The second ceramic substrate (the
これにより、LTCCの誘電正接(tanδ)が0.0003と低い特質を活かすことができるため、高周波特性ひいてはアンテナ特性をさらに向上することができる。また、全体組み立てには共晶接合を用いたので各要素への影響もなく、温度測定の応答性及び送受信効率の両面が向上するワイヤレス温度センサ1を提供することができる。
This makes it possible to take advantage of the low characteristics of the LTCCC dielectric loss tangent (tan δ) of 0.0003, thereby further improving the high-frequency characteristics and thus the antenna characteristics. Further, since eutectic bonding is used for the entire assembly, there is no influence on each element, and the
図12は、他のワイヤレス温度センサ2の構造を説明するための図である。 FIG. 12 is a diagram for explaining the structure of another wireless temperature sensor 2.
ワイヤレス温度センサ2は、上述のワイヤレス温度センサ1の変形例である。以下では、ワイヤレス温度センサ2について、ワイヤレス温度センサ1と異なる点について説明し、ワイヤレス温度センサ1と同様の点については適宜説明を省略する。
The wireless temperature sensor 2 is a modification of the
図12に示すワイヤレス温度センサ2と図1に示すワイヤレス温度センサ1との差異は第一の配線電極及び第二の配線電極の有無の点であり、他は同様である。
The difference between the wireless temperature sensor 2 shown in FIG. 12 and the
図12に示す様に、ワイヤレス温度センサ2では、内層体14の下部には、第一の配線電極17a及び第二の配線電極17bが設けられている。
As shown in FIG. 12, in the wireless temperature sensor 2, a
第一の配線電極17a及び第二の配線電極17bは、内層体14の温度検出素子30が実装される蓋実装面15maに、Cuを用いて設けられている。第一の配線電極17a及び第二の配線電極17bには、Cuに限らず、他の金属を用いてもよい。
The
第二の配線電極17bは、略25mm×25mmの寸法を有しており、端部において容器本体20と熱的に接続している熱伝導層である。第二の配線電極17bには、第一の配線電極17aを貫通するための配線電極層開口部17wが設けられている。
The
温度検出素子30は、第二の配線電極17bに熱的に接続されるように金属ろう付けされている。温度検出素子30の素子ボンディングパッド34aは、ボンディングワイヤ35aを介して、第一の配線電極17aに電気的に接続されている。温度検出素子30の素子ボンディングパッド34bは、ボンディングワイヤ35bを介して、第二の配線電極17bに電気的に接続されている。
The
図13を用いて、ワイヤレス温度センサ2の蓋組み立て及び低温焼成工程を説明する。なお、ワイヤレス温度センサ2の製造方法のうち他の工程(容器本体組み立て及び高温焼成工程、並びに、温度検出素子実装及び全体組み立て工程)は、ワイヤレス温度センサ1と同様であるので、説明を省略する。
The lid assembly and low-temperature firing process of the wireless temperature sensor 2 will be described with reference to FIG. In addition, since other processes (a container main body assembly and a high temperature baking process, a temperature detection element mounting, and a whole assembly process) are the same as the
まず、図13(a)に示す様に、アンテナ電極層11及びアンテナビアホール11hを有する上層体集合基板12bを形成する。上層体集合基板12bの製造方法は、ワイヤレス温度センサ1と同様であるので、説明を省略する。
First, as shown in FIG. 13A, an
次に、図13(b)に示す様に、GND電極層13、GNDビアホール13h、及びアンテナビアホール11hを有する内層体集合基板14Abの下面に第一の配線電極17a及び第二の配線電極17bを形成する。
Next, as shown in FIG. 13B, the
次に、図13(c)に示すように、各アンテナビアホール11hが接続する様に上層体集合基板12b及び内層体集合基板14Abを積層させた第二のセラミックグリーンシートを約890℃で焼成し、集合蓋10Abを得る。
Next, as shown in FIG. 13C, the second ceramic green sheet in which the upper
ワイヤレス温度センサ2では、第一の配線電極17a及び第二の配線電極17bを有する配線電極層17が、内層体14の下部に設けられている。第二の配線電極17bは、容器本体20及び温度検出素子30のそれぞれと熱的に接続されている熱伝導層である。そのため、容器本体20に伝わった測定対象物の熱は、容器本体20から第二の配線電極17bを介して温度検出素子30へ伝わることができる。したがって、熱が蓋10A内に散逸することを防ぎ、ワイヤレス温度センサ2としての熱応答性が更に向上する。
In the wireless temperature sensor 2, a
ワイヤレス温度センサ2では、温度検出素子30が第二の配線電極17bに接続されているので、耐ノイズ性が向上し、温度センサとしての特性と信頼性が向上する。
In the wireless temperature sensor 2, since the
図14は、更に他のワイヤレス温度センサ3の構造を説明するための図である。
FIG. 14 is a diagram for explaining the structure of still another
ワイヤレス温度センサ3は上述のワイヤレス温度センサ2の変形例である。以下では、ワイヤレス温度センサ3について、ワイヤレス温度センサ2と異なる点について説明し、ワイヤレス温度センサ2と同様の点については適宜説明を省略する。
The
図14に示すワイヤレス温度センサ3と図12に示すワイヤレス温度センサ2との差異は、GNDビアホールの位置の点であり、他は同様である。
The difference between the
図14に示す様に、ワイヤレス温度センサ3では、温度検出素子30はGNDビアホール13hの上に固定されている。ここで、「GNDビアホール13hの上に固定されている」とは、図14に示す様に、温度検出素子30の略中心の位置が、GNDビアホール13hの略中心の位置に等しい場合を含むが、これに限られない。例えば、GNDビアホール13hの略中心の位置が温度検出素子30の領域に含まれる場合や、GNDビアホール13hの領域が温度検出素子30の領域に含まれる場合も、これに含まれる。
As shown in FIG. 14, in the
GNDビアホール13hの位置は、蓋10Aの略中心付近に限らず、任意に配置することができる。温度検出素子30は、GNDビアホール13hの位置に合わせて、「GNDビアホール13hの上に固定」することができる。
The position of the GND via
図15(a)はワイヤレス温度センサ2の、図示しない測定対象物からの熱の伝搬経路を模式的に表した断面図である。図15(b)はワイヤレス温度センサ3の、図示しない測定対象物からの熱の伝搬経路を模式的に表した断面図である。なお図15(a)及び図15(b)においては、説明のため断面を表すハッチングを省略している。
FIG. 15A is a cross-sectional view schematically showing a propagation path of heat from a measurement object (not shown) of the wireless temperature sensor 2. FIG. 15B is a cross-sectional view schematically showing a propagation path of heat from a measurement object (not shown) of the
図15(a)に示す様に、ワイヤレス温度センサ2では、Hに示す様に、図示しない測定対象物から容器本体20に伝わった熱が、容器本体20内部を移動し、やがて第二の配線電極17bと伝わる。第二の配線電極17bへと伝わった熱は、第二の配線電極17b内部を温度検出素子30に向かって移動するが、当該熱の一部は、H1に示す様に、GNDビアホール13hを通じて上層体12に向かって移動する。これは、Cuで形成されたGNDビアホール13hの熱抵抗が低いためである。
As shown in FIG. 15A, in the wireless temperature sensor 2, as shown in H, the heat transferred from the measurement object (not shown) to the container
図15(b)に示す様に、ワイヤレス温度センサ3では、Hに示す様に、図示しない測定対象物から容器本体20に伝わった熱が、容器本体20内部を移動し、やがて第二の配線電極17bへと伝わる。第二の配線電極17bへと伝わった熱は、H2に示す様に、第二の配線電極17b内部を温度検出素子30に向かって移動する。このとき、温度検出素子30に至る経路の途中に、熱抵抗が低いGNDビアホール13hは存在しないため、熱の殆どが第二の配線電極17bを経由して温度検出素子30に流入する。
As shown in FIG. 15B, in the
このように、ワイヤレス温度センサ3では、温度検出素子30はGNDビアホール13hの上に固定されているため、ビアホールによって蓋10の内部に移動する熱量を減ずることが可能となる。したがって、ワイヤレス温度センサ3では、温度測定の応答性が向上し、且つ、熱の影響によるアンテナ特性の変動が低減される。
As described above, in the
図16は、更に他のワイヤレス温度センサ4の構造を説明するための図である。
FIG. 16 is a diagram for explaining the structure of still another
ワイヤレス温度センサ4は、上述のワイヤレス温度センサ2の変形例である。以下では、ワイヤレス温度センサ4について、ワイヤレス温度センサ2と異なる点について説明し、ワイヤレス温度センサ2と同様の点については適宜説明を省略する。
The
図16に示すワイヤレス温度センサ4と図12に示すワイヤレス温度センサ2との差異は、保護層の有無の点であり、他は同様である。
The difference between the
図16に示す様に、ワイヤレス温度センサ4では、アンテナ電極層11及び上層体12の上部に保護層16が設けられている。保護層16は、上層体12及び内層体14と同様にCaO−Al2O3−SiO2−B2O3にAl2O3を加えた材料によって形成される。しかしながら、保護層16は、他のLTCCによって形成されてもよいし、又、SiO2やTiO2等の膜によって形成されてもよい。
As shown in FIG. 16, in the
以下、図17を用いて、ワイヤレス温度センサ4の蓋組み立て及び低温焼成工程について説明する。
Hereinafter, the lid assembly and low-temperature firing process of the
まず、図17(a)に示す様に、上層体集合基板12b及び内層体集合基板14Abを互いに積層する。
First, as shown in FIG. 17A, the upper
次に、図17(b)に示す様に、CaO−Al2O3−SiO2−B2O3にAl2O3を加えた材料等のLTCCのセラミックグリーンシートを用いて集合保護層16bを形成する。
Next, as shown in FIG. 17 (b), an aggregate
次に、図17(c)に示す様に、図17(a)で用意した積層体の上に集合保護層16bを重ね、約890℃で焼成し、集合蓋10Pbを得る。
Next, as shown in FIG. 17C, the collective
なお、SiO2やTiO2等の膜によって保護層16が形成される場合は、スパッタリング法等によって、図17(a)で用意した積層体の上層体集合基板12bの上に保護層16を直接形成してもよい。
When the
ワイヤレス温度センサ4では、金属体であるアンテナ電極層11が保護層16によって保護されるため、耐静電気特性が向上し、又、金属破片等の導電性の異物の付着によるセンサの動作異常が軽減されるため、耐久性及び信頼性が向上する。
In the
図18は、更に他のワイヤレス温度センサ5の構造を説明するための図である。
FIG. 18 is a diagram for explaining the structure of still another
ワイヤレス温度センサ5は、上述のワイヤレス温度センサ1の変形例である。以下では、ワイヤレス温度センサ5について、ワイヤレス温度センサ1と異なる点について説明し、ワイヤレス温度センサ5と同様の点については適宜説明を省略する。
The
図18に示すワイヤレス温度センサ5と図1に示すワイヤレス温度センサ1との差異は、温度検出素子の実装方法の点、及び、温度検出素子と容器本体との接触の点であり、他は同様である。
The difference between the
図18に示す様に、温度検出素子30は、櫛形電極32a、32b及び反射体33等が設けられた面を蓋10に対向させて、蓋10にフリップチップ実装されている。素子ボンディングパッド34aは金バンプ36aを介して蓋ボンディングパッド15aに、素子ボンディングパッド34bは金バンプ36bを介して蓋ボンディングパッド15bに、それぞれ接続されている。
As shown in FIG. 18, the
図18に示す様に、ワイヤレス温度センサ4では、温度検出素子30の蓋10に対向した面とは反対側の面は、容器本体20に接触している。しかしながら、温度検出素子30と容器本体20とは互いに接触していなくとも、両者の間で直接の熱伝導が生じる程度に互いに近接していてもよい。温度検出素子30の容器本体20に接触又は近接する箇所、及び、近接の場合には温度検出素子30と容器本体20との距離は、両者の間で直接の熱伝導が生じる限り、任意に設計することができる。
As shown in FIG. 18, in the
以下、図19を用いて、ワイヤレス温度センサ5の温度検出素子実装工程を説明する。なお、ワイヤレス温度センサ5の製造方法の他の工程(容器本体組み立て及び高温焼成工程、蓋組み立て及び低温焼成、並びに、全体組み立て工程)は、ワイヤレス温度センサ1と同様であるので、説明を省略する。なお、容器本体20の内側の空間の厚みは、実装面15mから温度検出素子30の蓋10とは反対側の面までの高さに相当する長さにしておくものとする。以下では説明の便宜上、一個のワイヤレス温度センサの製造工程を説明するが、複数のワイヤレス温度センサを同時に作成した後に個片化する製造方法を用いることも可能である。
Hereinafter, the temperature detection element mounting process of the
まず、図19(a)に示す様に、温度検出素子30の素子ボンディングパッド34aに金バンプ36aを、温度検出素子30の素子ボンディングパッド34bに金バンプ36bを、それぞれ形成する。
First, as shown in FIG. 19A, a
次に、図19(b)に示す様に、温度検出素子30を反転して、金バンプ36aが蓋ボンディングパッド15aに、金バンプ36bが蓋ボンディングパッド15bに、それぞれ接触するように、温度検出素子30を蓋実装面15mに載置する。
Next, as shown in FIG. 19B, the
次に、超音波振動により、各ボンディングパッド(15a、15b、34a、34b)、及び金バンプ36a、36bを融着及び接合することにより、図19(c)に示す様に、温度検出素子30を蓋10に実装する。以上で、ワイヤレス温度センサ45おける温度検出素子実装工程が終了する。
Next, by bonding and bonding the bonding pads (15a, 15b, 34a, 34b) and the gold bumps 36a, 36b by ultrasonic vibration, as shown in FIG. Is mounted on the
ワイヤレス温度センサ5では、温度検出素子30と容器本体20とは、互いに接触し、又は、両者の間で直接の熱伝導が生じる程度に互いに近接している。そのため、測定対象物から容器本体20へと伝わった熱は、図18のH3に示す様に、容器本体20から温度検出素子30へ直接移動することが可能である。したがって、ワイヤレス温度センサにおける温度測定の応答性が向上する。
In the
図20は、更に他のワイヤレス温度センサ6の構造を説明するための図であり、図21は、ワイヤレス温度センサ6を図20の方向6Dから観た図である。
FIG. 20 is a view for explaining the structure of still another
ワイヤレス温度センサ6は、上述のワイヤレス温度センサ5の変形例である。以下では、ワイヤレス温度センサ6について、ワイヤレス温度センサ5と異なる点について説明し、ワイヤレス温度センサ5と同様の点については適宜説明を省略する。
The
図20に示すワイヤレス温度センサ6と図18に示すワイヤレス温度センサ5との差異は、容器本体の蓋に貼り合わされる側と反対側に設けられた開口部の有無の点であり、他は同様である。
The difference between the
ワイヤレス温度センサ6の容器本体20Aは、蓋10に対向する面とは反対側に、矩形状の開口部20AWを有している。そのため、図21に示す様に、温度検出素子30は外部に露出している。
The
開口部20AWの形状は、矩形状に限らず、円形、多角形、又は不規則な形等の任意の形状であってよい。容器本体20Aは、例えば、図9(c)を用いて説明した本体底部集合基板21bを用いずに容器本体を作成することにより得ることができるが、他の方法によって作成することも可能である。
The shape of the opening 20AW is not limited to a rectangular shape, and may be an arbitrary shape such as a circular shape, a polygonal shape, or an irregular shape. The
温度検出素子30の縁には、温度検出素子30と蓋10との間を埋める様に封止樹脂70が設けられており、蓋10、温度検出素子30、及び封止樹脂70によって気密封止された空間6Sが形成されている。空間6Sは、櫛形電極32a、32b及び反射体33をその内部に含んでいる。
A sealing
ワイヤレス温度センサ6では、容器本体20Aの蓋10に貼り合わされる側と反対側に開口部20AWが設けられ、温度検出素子30が外部に露出しているため、温度測定時に、温度検出素子30を測定対象物の近くに配置することが可能となる。したがって、測定対象物の熱が温度検出素子30に伝わりやすくなり、ワイヤレス温度センサの熱応答性が向上する。
In the
ワイヤレス温度センサ6では、櫛形電極32a、32b及び反射体33は、封止樹脂70によって気密封止された空間6Sに含まれるため、外部の気体又は流体は空間6Sに侵入することができない。したがって、ワイヤレス温度センサのアンテナ特性の安定性が向上する。なお、空間6Sは真空であってもよく、空間6Sが真空である場合、ワイヤレス温度センサのアンテナ特性の安定性は更に向上する。
In the
図22は、更に他のワイヤレス温度センサ7の構造を説明するための図である。 FIG. 22 is a diagram for explaining the structure of still another wireless temperature sensor 7.
ワイヤレス温度センサ7は、上述のワイヤレス温度センサ5の変形例である。以下では、ワイヤレス温度センサ7について、ワイヤレス温度センサ5と異なる点について説明し、ワイヤレス温度センサ5と同様の点については適宜説明を省略する。
The wireless temperature sensor 7 is a modification of the
図22に示すワイヤレス温度センサ7と図18に示すワイヤレス温度センサ5との差異は、熱伝導体の有無の点であり、他は同様である。
The difference between the wireless temperature sensor 7 shown in FIG. 22 and the
図22に示す様に、ワイヤレス温度センサ7は、温度検出素子30と容器本体20との間に配置された熱伝導体60を更に有している。熱伝導体60は、温度検出素子30及び容器本体20のいずれにも熱的に接続されており、例えば、高熱伝導性の樹脂により接着されている。あるいは、熱伝導体60は、温度検出素子30及び容器本体20に接着されていなくとも、これらに挟持されていてもよい。
As shown in FIG. 22, the wireless temperature sensor 7 further includes a
熱伝導体60は、高い熱伝導率を有する銀ペーストによって形成されている。しかしながら、熱伝導体60は、銀ペーストに限らず、エポキシ樹脂、シリコン樹脂、セラミック材、金属、及び耐熱樹脂等の高い熱伝導率を有する物質によって形成されてもよい。
The
更に、熱伝導体60は、蓋10及び容器本体20の気密性を保つために熱膨張率が小さいことが好ましい。
Furthermore, it is preferable that the
以下、図23を用いて、ワイヤレス温度センサ7の温度検出素子実装及び全体組み立て工程を説明する。なお、ワイヤレス温度センサ7の製造方法の他の工程(容器本体組み立て及び高温焼成工程、並びに、蓋組み立て及び低温焼成工程)は、ワイヤレス温度センサ1と同様であるので、説明を省略する。
Hereinafter, the temperature detection element mounting and the entire assembly process of the wireless temperature sensor 7 will be described with reference to FIG. In addition, since the other process (a container main body assembly and a high temperature baking process, and a lid assembly and a low temperature baking process) of the manufacturing method of the wireless temperature sensor 7 is the same as that of the
まず、図23(a)に示す様に、温度検出素子30を蓋10にフリップチップ実装する。なお、当該工程は、図19(a)〜(d)を用いて上述した工程と同様であるので、説明を省略する。
First, as shown in FIG. 23A, the
次に、図23(b)に示す様に、温度検出素子30の蓋10とは反対側の面に、バインダーに銀粒子を混入したものを焼成して形成した銀ペーストである熱伝導体60を、高熱伝導性の樹脂を用いて接着する。
Next, as shown in FIG. 23 (b), a
次に、図23(c)に示す様に、温度検出素子30の位置に本体キャビティ20cが合う様に、容器本体20を温度検出素子30が実装された蓋10に重ねて接合し、図22に示すワイヤレス温度センサ7を得る。なお、接合方法は、図11(b)及び(c)を用いて上述した方法と同様であるので、説明を省略する。
Next, as shown in FIG. 23C, the
なお、上述の方法とは異なり、容器本体20の底に熱伝導体60を接着した後、熱伝導体60が温度検出素子30に接する様に、蓋10及び容器本体20を重ねて接合し、ワイヤレス温度センサ7を得ても良い。
Unlike the above-described method, after bonding the
ワイヤレス温度センサ7では、熱伝導体60が温度検出素子30と容器本体20との間に配置されているため、容器本体20に伝わった測定対象物の熱は熱伝導体60を介して温度検出素子30へ伝わる。したがって、測定対象物の熱が温度検出素子30に伝わりやすくなり、ワイヤレス温度センサの熱応答性が向上する。
In the wireless temperature sensor 7, since the
図24は、更に他のワイヤレス温度センサ8の構造を説明するための図である。
FIG. 24 is a diagram for explaining the structure of still another
ワイヤレス温度センサ8は、上述のワイヤレス温度センサ5の変形例である。以下では、ワイヤレス温度センサ8について、ワイヤレス温度センサ5と異なる点について説明し、ワイヤレス温度センサ5と同様の点については適宜説明を省略する。
The
図24に示すワイヤレス温度センサ8と図18に示すワイヤレス温度センサ5との差異は、容器本体の構造の点であり、他は同様である。
The difference between the
ワイヤレス温度センサ8の容器本体20Bは、ワイヤレス温度センサ1の容器本体20と同様に、HTCCであるAl2O3で形成される。しかしながら、容器本体20Bは、容器本体20とは異なり、気体又は流体を通過させることが可能な構造であるポーラス(多孔質)構造を有する。例えば、容器本体20Bの一部が金属によって形成される場合には、気体又は流体を通過させることが可能な構造としてメッシュ構造を採用してもよい。このように、容器本体20Bの構造として、容器本体20Bを形成する物質に合わせて、気体又は流体を通過させることが可能な構造を設計することができる。
Similar to the
ワイヤレス温度センサ8の温度検出素子30の縁には、温度検出素子30と蓋10との間を埋める様に封止樹脂70が設けられており、蓋10、温度検出素子30、及び封止樹脂70によって気密封止された空間8Sが形成されている。空間8Sは、櫛形電極32a、32b及び反射体33をその内部に含んでいる。
A sealing
ワイヤレス温度センサ8は、容器本体20Bが気体又は流体を通過させる構造を有している。その為、図24のH4に示す様に、ワイヤレス温度センサ8の周囲の気体又は流体は、容器本体20Bを通過して蓋10及び容器本体20Bに囲まれた空間(空間8Sを除く)に出入りすることが可能となる。したがって、温度検出素子30が当該気体又は流体の温度を直接検出することが可能となるため、ワイヤレス温度センサ8により、環境温度(雰囲気温度)をより正確に測定することが可能となる。
The
ワイヤレス温度センサ8では、櫛形電極32a、32b及び反射体33は、封止樹脂70によって気密封止された空間7Sに含まれる。そのため、容器本体20Bを通過して蓋10及び容器本体20Bに囲まれた空間に流入する気体又は流体は、空間8Sに侵入することができない。したがって、ワイヤレス温度センサのアンテナ特性の安定性が向上する。なお、空間8Sは真空であってもよく、空間8Sが真空である場合、ワイヤレス温度センサのアンテナ特性の安定性が更に向上する。
In the
上述したワイヤレス温度センサ1〜8は、温度測定のリモートセンシングを必要とする装置に適用可能である。
The above-described
当業者は、本発明の精神及び範囲から外れることなく、様々な変更、置換、及び修正をこれに加えることが可能であり、実施形態を適宜組み合わせてもよいことを理解されたい。 It should be understood by those skilled in the art that various changes, substitutions, and modifications can be made thereto without departing from the spirit and scope of the present invention, and the embodiments may be appropriately combined.
1、2、3、4、5、6、7、8 ワイヤレス温度センサ
1b 集合ワイヤレス温度センサ
10、10A、10P 蓋
11 アンテナ電極
11h アンテナビアホール
12 上層体
12b 上層体集合基板
13 GND電極
13h GNDビアホール
13w GNDパターン開口部
14 内層体
14b 内層体集合基板
15a、15b 蓋ボンディングパッド
15m、15ma 蓋実装面
16 保護層
16b 集合保護層
17w 配線電極層開口部
17a 第一の配線電極
17b 第二の配線電極
20、20A、20B 容器本体
20AW 開口部
20b 集合容器本体
20c 本体キャビティ
21b 本体底部集合基板
22b 本体側部集合基板
30 温度検出素子
31 弾性表面波素子基板
32a,32b 櫛形電極
33 反射体
34a、34b 素子ボンディングパッド
35a ボンディングワイヤ
40 温度表示装置
50、50A、50P 容器
Tw 励起弾性表面波
Rw 反射弾性表面波
Rwp 反射弾性表面波強度
T1、T2、T3 時刻
d、d1、d2、d3 電極間距離
f1,f2,f3 高周波信号
t 伝搬時間
ST1 容器本体組み立て及び高温焼成工程
ST2 蓋組み立て及び低温焼成工程
ST3 温度検出素子実装及び全体組み立て工程
dc 裁断線
1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8
Claims (22)
第一のセラミックグリーンシートと、第二のセラミックグリーンシートと、を用意し、
前記第二のセラミックグリーンシートよりも熱伝導率が高い前記第一のセラミックグリーンシートを焼成して容器本体を形成する工程と、
前記第二のセラミックグリーンシートにアンテナ電極及びGND電極を配置し、前記アンテナ電極及び前記GND電極が配置された前記第二のセラミックグリーンシートを、前記第一のセラミックグリーンシートよりも低い焼成温度で焼成してアンテナを有する蓋を形成する工程と、
温度検出素子を、前記アンテナ電極及び前記GND電極に電気的に接続する工程と、
前記温度検出素子が前記容器本体及び前記蓋の内部に固定されるように、前記容器本体と前記蓋とを貼り合わせる工程と、
を有することを特徴とするワイヤレス温度センサの製造方法。 A method for manufacturing a wireless temperature sensor, comprising:
Prepare a first ceramic green sheet and a second ceramic green sheet,
Firing the first ceramic green sheet having a higher thermal conductivity than the second ceramic green sheet to form a container body;
An antenna electrode and a GND electrode are disposed on the second ceramic green sheet, and the second ceramic green sheet on which the antenna electrode and the GND electrode are disposed is lower in firing temperature than the first ceramic green sheet. Baking to form a lid with an antenna;
Electrically connecting a temperature detection element to the antenna electrode and the GND electrode;
Bonding the container body and the lid so that the temperature detection element is fixed inside the container body and the lid;
A method for manufacturing a wireless temperature sensor.
前記第二のセラミックグリーンシートの一方の面上に前記アンテナ電極となる導体パターンを配置し、
前記第二のセラミックグリーンシートの内層に前記GND電極となる導体パターンを配置し、
前記第二のセラミックグリーンシートに、前記アンテナ電極と導通する第一のビアホール及び前記GND電極と導通する第二のビアホールを形成し、
前記第二のセラミックグリーンシートの他方の面上に、前記第一のビアホールと導通する第一の電極パッド及び前記第二のビアホールと導通する第二の電極パッドを形成する、
請求項1〜5の何れか一項に記載のワイヤレス温度センサの製造方法。 The step of forming the lid includes
A conductor pattern to be the antenna electrode is disposed on one surface of the second ceramic green sheet,
A conductor pattern to be the GND electrode is disposed on the inner layer of the second ceramic green sheet,
Forming a first via hole in conduction with the antenna electrode and a second via hole in conduction with the GND electrode in the second ceramic green sheet;
On the other surface of the second ceramic green sheet, a first electrode pad electrically connected to the first via hole and a second electrode pad electrically connected to the second via hole are formed.
The manufacturing method of the wireless temperature sensor as described in any one of Claims 1-5.
前記第一のセラミック基板よりも焼成温度が低い第二のセラミック基板で形成された蓋と、
アンテナと、
温度検出素子と、を備え、
前記第一のセラミック基板は、前記第二のセラミック基板よりも熱伝導率が高く、
前記アンテナは、前記蓋に一体的に形成されたアンテナ電極及びGND電極を含み、
前記温度検出素子は、前記アンテナ電極及び前記GND電極に電気的に接続され、前記容器本体と前記蓋とが貼り合わされることによって前記容器本体及び前記蓋の内部に固定されている、
ことを特徴とするワイヤレス温度センサ。 A container body formed from a first ceramic substrate;
A lid formed of a second ceramic substrate having a firing temperature lower than that of the first ceramic substrate;
An antenna,
A temperature detection element,
The first ceramic substrate has a higher thermal conductivity than the second ceramic substrate,
The antenna includes an antenna electrode and a GND electrode formed integrally with the lid,
The temperature detection element is electrically connected to the antenna electrode and the GND electrode, and is fixed inside the container body and the lid by bonding the container body and the lid.
A wireless temperature sensor characterized by that.
前記第二のセラミック基板は、LTCC(Low Temperature Cofired Ceramics)である、請求項10〜14の何れか一項に記載のワイヤレス温度センサ。 The first ceramic substrate is HTCC (High Temperature Coated Ceramics),
15. The wireless temperature sensor according to claim 10, wherein the second ceramic substrate is LTCC (Low Temperature Coated Ceramics).
前記第一の配線電極は前記温度検出素子と前記アンテナ電極とにそれぞれ電気的に接続され、
前記第二の配線電極は前記温度検出素子と前記GND電極とにそれぞれ電気的に接続されている、請求項10〜18の何れか一項に記載のワイヤレス温度センサ。 Further comprising a first wiring electrode and a second wiring electrode formed on the back surface of the second ceramic substrate;
The first wiring electrode is electrically connected to the temperature detection element and the antenna electrode, respectively.
The wireless temperature sensor according to any one of claims 10 to 18, wherein the second wiring electrode is electrically connected to the temperature detection element and the GND electrode, respectively.
前記温度検出素子は、前記第二の配線電極上の前記ビアホールの上に固定される請求項20に記載のワイヤレス温度センサ。 A via hole formed in the second ceramic substrate and electrically connected to the GND electrode and the second wiring electrode;
The wireless temperature sensor according to claim 20, wherein the temperature detection element is fixed on the via hole on the second wiring electrode.
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