JP7201767B1 - 温度センサおよび温度センサの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】加熱を伴う接合を製造工程において第１支持膜と第２支持膜の間に存在する空気が膨張したとしても、第１支持膜と第２支持膜の間の導電体の接続を維持できる薄型の温度センサを提供すること。【解決手段】本発明の温度センサ１は、電気絶縁材料からなり、互いに対向して配置される第１支持膜３０および第２支持膜５０と、第１支持膜３０と第２支持膜５０の間に設けられ、温度によって電気的特性が変化する感熱体１１と、第１支持膜３０と第２支持膜５０を接合する接合体５４と、を備える。第１支持膜３０および第２支持膜５０は、幅方向Ｗおよび長さ方向Ｌを有する。接合体５４は、感熱体１１を間に挟み、幅方向Ｗに間隔を隔てる両側に設けられる。【選択図】図１

Description

本発明は、薄型化が可能な温度センサに関する。

温度によって電気的特性、例えば電気抵抗が変化する性質を有するサーミスタ（thermally sensitive resistorの略称）を利用して温度を検出する温度センサがある。この温度センサの測定対象物は種々あり、その使用環境に応じた耐性が温度センサに要求される。耐性としては、耐熱性、耐水性、耐薬品性、耐油性などが掲げられる。また、測定対象物との関係で、温度センサには寸法、形状に関する要求もある。寸法、形状に関して、例えば極めて狭いスペースに挿入されて測定対象物の温度を測定する薄型の温度センサの要求がある。

これまで、薄型の温度センサとして例えば特許文献１に開示されるものが知られている。特許文献１に開示される温度センサは、電気絶縁材料からなる第１支持膜と、第１支持膜に積層される、電気絶縁材料からなる第２支持膜と、第１支持膜と第２支持膜の間に設けられるセンサ素子と、を備える。この温度センサは、第１支持膜と第２支持膜とが、感熱体が設けられる領域において対向するように配設される。特許文献１の温度センサは、製造が容易でありながらも薄型化される。

国際公開２０２１／１４５０８８号公報

特許文献１において、第１支持膜と第２支持膜との積層が加熱を伴う接合により行われることがある。特許文献１の温度センサは厚さが０．５ｍｍ以下、好ましくは０．３ｍｍ以下と薄いため、貼り合わせの際に第１支持膜と第２支持膜の間に空気が入り込んでしまうと、加熱により膨張して第１支持膜と第２支持膜の間の導電体の接続に悪影響を与えるおそれがある。

以上より、本発明は、加熱を伴う接合を製造工程において第１支持膜と第２支持膜の間に存在する空気が膨張したとしても、第１支持膜と第２支持膜の間の導電体の接続を維持できる薄型の温度センサを提供することを目的とする。

本発明の温度センサは、電気絶縁材料からなり、互いに対向して配置される第１支持膜および第２支持膜と、第１支持膜と第２支持膜の間に設けられ、温度によって電気的特性が変化する感熱体と、感熱体の周辺において第１支持膜と第２支持膜を接合する接合体と、を備える。
第１支持膜および第２支持膜は、幅方向および長さ方向を有する、平面視して矩形形状を有する。
接合体は、感熱体を間に挟み、第１支持膜および第２支持膜の平面方向に所定の間隔を隔てる少なくとも２つの領域に設けられる。

本発明の温度センサにおいて、好ましくは、接合体に取り囲まれる領域に、電気絶縁性の樹脂材料から構成される、感熱体を覆う保護体が設けられる。

本発明の温度センサにおいて、好ましくは、第２支持膜は、第１支持膜よりも長さ方向の寸法が小さく、接合体は、幅方向に間隔を隔てる両側に設けられる。

本発明の温度センサにおいて、好ましくは、第１支持膜および第２支持膜の一方または双方は、保護体を構成する樹脂材料を充填する挿入通路が、その厚さ方向に貫通して設けられる。

本発明の温度センサにおいて、好ましくは、センサ素子は、第１支持膜であって第２支持膜に対向する同じ平面上に貼り付けられる、第１リードパターンおよび第２リードパターンを備え、第１支持膜は、
感熱体を支持し、第１リードパターンと電気的に接続される第１導通パッドと、第２リードパターンと電気的に接続される第２導通パッドと、を備え、第２支持膜は、感熱体が設けられる領域に対向する面に第３導通パッドを備え、第２導通パッドと第３導通パッドの間に、感熱体に対応するダミー導電体が設けられる。

本発明の温度センサの製造方法は、電気絶縁材料からなり、感熱体を備えるセンサ素子が一方の面に貼り付けられている第１支持膜と電気絶縁材料からなる第２支持膜とを、一方の面を第２支持膜に対向させた状態で積層する第１工程と、第１支持膜と第２支持膜とを接合体により接合する第２工程と、備える。
本発明における第２工程において、接合体は、感熱体を間に挟み、かつ、感熱体と外部が通じる通路を有するように設けられる。

本発明の温度センサの製造方法において、好ましくは、感熱体の周囲であって、第１支持膜と第２支持膜の間に、電気絶縁材料からなる樹脂材料を供給して保護体を形成する第３工程を備える。

本発明の温度センサの製造方法において、好ましくは、第１工程において、第１支持膜および第２支持膜は、幅方向および長さ方向を有し、第２支持膜は、第１支持膜よりも長さ方向の寸法が小さく、第２工程において、接合体は、幅方向に間隔を隔てる両側に設けられる。

本発明の温度センサの製造方法において、好ましくは、第１工程において、第１支持膜および第２支持膜の一方または双方は、その厚さ方向に貫通する挿入通路が設けられ、第３工程において、挿入通路を介して樹脂材料が供給される。

本発明によれば、保護体が設けられる前においては、第１支持膜と第２支持膜の間に接合体が設けられていない通路が存在する。したがって、第１支持膜と第２支持膜の間で空気の膨張が生じたとしても、膨張した分だけ通路を通じて空気が外部に排出される。

第１実施形態に係る温度センサを示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は底面図である。 第１実施形態に係る温度センサを構成する第１支持膜の要素を示し、（ａ）はベースの平面図、（ｂ）はカバーの平面図である。 第１実施形態に係る温度センサを構成する第２支持膜の要素を示し、（ａ）はベースの平面図、（ｂ）はカバーの平面図である。 第１実施形態に係る温度センサを示す、図１のＩＶ－ＩＶ線矢視断面図である。 第１実施形態に係る温度センサを示す、図１のＶ－Ｖ線矢視断面図である。 第１実施形態に係る温度センサを示す、図１のＶＩ－ＶＩ線矢視断面図である。 第１実施形態に係る温度センサに用いられるサーミスタを示す三面図であって、それぞれ平面図（ＰＶ）、側面図（ＳＶ）および正面図（ＦＶ）である。 第１実施形態に係る温度センサを製造する手順であって、第１支持膜を製造する工程を示す図である。 第１実施形態に係る温度センサを製造する手順であって、第２支持膜を製造する工程を示す図である。 第１実施形態に係る温度センサを製造する手順であって、第１支持膜と第２支持膜を貼り合わせる工程を示す図である。 第２実施形態に係る温度センサを示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は底面図である。 第２実施形態に係る温度センサを示す、図１のＸＩＩ－ＸＩＩ線矢視断面図である。 第２実施形態に係る温度センサを示す、図１のＸＩＩＩ－ＸＩＩＩ線矢視断面図である。 （ａ）は実施形態に係る温度センサを示す平面図、（ｂ）はこの温度センサに接続される延長用支持膜を示す平面図である。 実施形態に係る温度センサに延長用支持膜を接続する手順を示す図である。

以下、添付図面を参照しながら、本実施形態に係る温度センサについて説明する。以下で説明するのは、第１実施形態に係る温度センサ１と第２実施形態に係る温度センサ２である。

＜第１実施形態＞
［温度センサ１の全体構成：図1］
図１に示されるように、温度センサ１は、センサ素子１０と、第１支持膜３０と、第１支持膜３０と貼り合せにより積層される第２支持膜５０と、を備えている。以下の説明においては、第１支持膜３０と第２支持膜５０はともに平面視した形状が矩形に形成され、第１支持膜３０に比べて第２支持膜５０は平面積が小さく設定される場合を例示して説明する。したがって、第２支持膜５０は第１支持膜３０の前方であって、感熱体１１が設けられる領域を含む一部だけを覆っている。

温度センサ１において、図１に示されるように、センサ素子１０の感熱体１１が設けられる側を前（Ｆ）と定義し、前（Ｆ）の反対側を後（Ｂ）と定義する。前（Ｆ）は、場合によっては、前方（Ｆ）、前端（Ｆ）などと称される。後（Ｂ）についても同様である。
また、温度センサ１において、図１に示されるように、幅方向（Ｗ）および長さ方向（Ｌ）が定義されるものとする。
さらに、温度センサ１において、第２支持膜５０が設けられる側をおもて側と定義し、その反対側をうら側と定義する。

［センサ素子１０：図１，図２，図３，図４，図５］
第１支持膜３０と第２支持膜５０の間に、以下説明するように、センサ素子１０の要部が設けられる。
センサ素子１０は、図１および図２に示されるように、銅箔からなる第１導通パッド１４と、第１導通パッド１４に電気的に接続されるサーミスタを構成要素とする感熱体１１と、感熱体１１に電気的に接続される第１リードパターン１２と、を備える。また、センサ素子１０は、銅箔からなる第２導通パッド１５と、第２導通パッド１５に電気的に接続される第２リードパターン１６と、を備える。センサ素子１０は、第２導通パッド１５に電気的に接続されるダミー導電体９を備える。このダミー導電体９は感熱体１１に対応して設けられる。

感熱体１１および第１導通パッド１４は、図１および図４に示されるように、温度センサ１の前端（Ｆ）の近くであって、幅方向（Ｗ）の中央まで延びて配置される。また、第２導通パッド１５は、感熱体１１よりも後端（Ｂ）寄りであって、幅方向（Ｗ）の中央まで延びて配置される。つまり、感熱体１１（第１導通パッド１４）およびダミー導電体９（第２導通パッド１５）は、長さ方向（Ｌ）に間隔があけられ、前端（Ｆ）の側から感熱体１１、第２導通パッド１５の順に、温度センサ１を幅方向（Ｗ）に二等分する位置に並んで配置される。

第１リードパターン１２は、図１および図２に示されるように、感熱体１１（第１導通パッド１４）から幅方向（Ｗ）の一方（図１（ａ）中、右方）に引き出されてから、後端（Ｂ）に向けて真っ直ぐに延びており、平面視してＬ字状の形状をなす。第１リードパターン１２の後端（Ｂ）の側には、第１端子パッド１３が電気的に接続される。第１端子パッド１３は、第１リードパターン１２よりも幅が広く形成されており、外部の端子などと接続される。
第２リードパターン１６は、図１および図２に示されるように、ダミー導電体９（第２導通パッド１５）から幅方向（Ｗ）の他方（図１（ａ）中、左方）に引き出されてから、後端（Ｂ）に向けて真っ直ぐに延びており、平面視してＬ字状の形状をなす。第２リードパターン１６の後端（Ｂ）の側には、第２端子パッド１７が電気的に接続される。第２端子パッド１７は、第２リードパターン１６よりも幅が広く形成されており、外部の端子などと接続される。

第１リードパターン１２と第２リードパターン１６は、図１および図２に示されるように、一例として同じ幅を有するとともに、互いに平行に配設される。第１リードパターン１２と第２リードパターン１６は、第１支持膜３０に形成された導電材料、例えば銅合金からなる箔より構成される。第１支持膜３０および第２支持膜５０は、いわゆる片面ＦＰＣ（Flexible Printed Circuits：フレキシブルプリント回路）からなり、第１リードパターン１２、第１端子パッド１３、第２リードパターン１６および第２端子パッド１７は、ＦＰＣの回路部分に相当する。
第１リードパターン１２および第２リードパターン１６は、後述するベース３１とカバー３３の間に挟まれ、第１支持膜３０の厚さ方向の内部に埋設されている。これに対し、第１リードパターン１２および第２リードパターン１６に接続される第１端子パッド１３および第２端子パッド１７は、第１支持膜３０の後端（Ｂ）の近傍において、カバー３３が途切れることで、おもて面の側に開放される。

センサ素子１０は、図１および図３に示されるように、感熱体１１（第１導通パッド１４）と第２導通パッド１５とを電気的に接続する第３Ａ導通パッド１８、第３Ｂ導通パッド１９および第３Ｃ導通パッド２１を備える。第３Ａ導通パッド１８は感熱体１１および第１導通パッド１４に対応する位置に設けられ、第２リードパターン１６と第３Ａ導通パッド１８は感熱体１１を間に挟んで電気的に接続される。また、第３Ｂ導通パッド１９は第２導通パッド１５に対応する位置に設けられ、第２導通パッド１５は第３導通パッド１９に電気的に接続される。第３Ａ導通パッド１８と第３Ｂ導通パッド１９は、第３Ｃ導通パッド２１により電気的に接続される。第３Ａ導通パッド１８、第３Ｂ導通パッド１９および第３Ｃ導通パッド２１は一体に形成され、第２支持膜５０に貼り付けられている。

感熱体１１は、図７に示されるように、サーミスタ１１Ａと、サーミスタ１１Ａの一方の面の側に設けられる第１電極１１Ｂと、サーミスタ１１Ａの他方の面の側に設けられる第２電極１１Ｃと、を備えている。感熱体１１は、一例として、第１電極１１Ｂが第１導通パッド１４に対向し、第２電極１１Ｃが第３Ａ導通パッド１８に対向して配置される。つまり、感熱体１１は、温度センサ１の表裏に沿って第１電極１１Ｂおよび第２電極１１Ｃが配置される。この感熱体１１の配置にも関わらず、温度センサ１の第１リードパターン１２および第２リードパターン１６は、同じ平面上に形成される。

サーミスタ１１Ａは、温度変化に対して電気抵抗の変化が大きい特性を有する。サーミスタには、温度が上がると抵抗値が下がるＮＴＣ（Negative Temperature Coefficient）サーミスタと、ある温度まで抵抗値が一定で、ある温度を境に急激に抵抗値が高くなるＰＴＣ（Ｐpositive Temperature Coefficient）サーミスタがある。本実施形態のサーミスタ１１Ａには、ＮＴＣおよびＰＴＣのいずれのサーミスタも適用できる。
第１電極１１Ｂおよび第１電極１１Ｂは、金、銀、銅および白金等から構成され、サーミスタ１１Ａの表裏両面に蒸着などの手段により形成される。
本実施形態にかかるサーミスタ１１Ａは、例えば幅方向（Ｗ）、長さ方向（Ｌ）および厚さ方向の寸法が０．３～０．５ｍｍの範囲を有している。感熱体１１は、サーミスタ１１Ａ、第１電極１１Ｂおよび第２電極１１Ｃを周囲から覆うガラスなどの保護層が設けられていない。これにより感熱体１１の寸法が小さくされる。

［第１支持膜３０：図２，図４，図５，図６］
次に、温度センサ１のうら側に設けられる第１支持膜３０について説明する。
第１支持膜３０は、センサ素子１０を支持する要素であり、一例としてＦＰＣから構成される。このＦＰＣは、図２、図４～図６に示されるように、ベース３１と、ベース３１と対向して設けられるカバー３３と、ベース３１の表面であって、カバー３３の切りかかれた収容穴４３，４５に設けられる導電パターン３５と、を備える。センサ素子１０の構成要素である第１リードパターン１２、第１端子パッド１３、第１導通パッド１４、第２導通パッド１５、第２リードパターン１６および第２端子パッド１７は、導電パターン３５から構成される。つまり、第１リードパターン１２および第２リードパターン１６のおもて面側の同じ平面上に設けられる。図４および図５などにおけるベース３１、カバー３３および導電パターン３５の形状および厚さは実体を反映しているわけではない。また、本実施形態において、膜とは面積に対して厚さが十分に薄い部材をいう。ＦＰＣにおいて、ベース３１、カバー３３および導電パターン３５は、例えばそれぞれが５０μｍ以下、好ましくは３０μｍ、より好ましくは２０μｍ以下とされるが、その面積は５０ｍｍ^２を優に超える。また、本実施形態における膜とは、その剛性と直接的には結び付かない。つまり、片持ち構造としたときに、自重によって偏平な原形をとどめずに支持部分から折れ曲がる程度から、偏平な状態を維持できる程度までを包含する。

ベース３１およびカバー３３は、電気絶縁材料、一例としてポリイミドから構成され、導電パターン３５は、一例として銅箔から構成される。ＦＰＣの製造工程は周知であるので、ここでの説明を省略する。なお、ベース３１と導電パターン３５の間、および、カバー３３と導電パターン３５の間には、接着剤による接合層が形成されることがあるが、図４、図５および図６には記載が省略される。

［第２支持膜５０：図３，図４，図５，図６］
次に、温度センサ１のおもて側に設けられる第２支持膜５０について説明する。
第２支持膜５０は、感熱体１１と第２導通パッド１５とを電気的に接続するための構成要素である。
第２支持膜５０も第１支持膜３０と同様にＦＰＣから構成され、図３、図４～図６に示されるように、ベース５１と、ベース５１と対向して設けられるカバー５３と、導電パターン５５と、を備える。第２支持膜５０における導電パターン５５は、感熱体１１と電気的に接続されるのに加えて、第２導通パッド１５と電気的に接続される。
センサ素子１０の構成要素である第３Ａ導通パッド１８、第３Ｂ導通パッド１９および第３Ｃ導通パッド２１は、導電パターン５５から構成される。したがって。第３Ａ導通パッド１８、第３Ｂ導通パッド１９および第３Ｃ導通パッド２１は、第２支持膜５０であって第１支持膜３０に対向する同じ平面上に貼り付けられている。

次に、導電パターン５５は、図３に示されるように、センサ素子１０の構成要素である第３Ａ導通パッド１８、第３Ｂ導通パッド１９および第３Ｃ導通パッド２１を構成する。導電パターン５５には、第３Ａ導通パッド１８と第３Ｂ導通パッド１９の間に絶縁空隙５６が形成される。この絶縁空隙５６は、導電パターン５５のみならずベース５１を含めて厚さ方向に貫通する。ベース５１とカバー５３が積層されると、長さ方向（Ｌ）において、絶縁空隙５６はカバー５３の収容孔６３と収容孔６５の間に配置される。

［第１支持膜３０と第２支持膜５０の貼り合せ構造：図１，図４，図５，図６］
第１支持膜３０と第２支持膜５０は、接合体としての両面テープ５４により貼り合される。
両面テープ５４は、図１、図５および図６に示されるように、第１支持膜３０および第２支持膜５０の幅方向（Ｗ）の両側のそれぞれに設けられ、第１支持膜３０と第２支持膜５０とを貼り合わせている。両面テープ５４で貼り合わされるのは幅方向（Ｗ）の両側だけであるから、図４、図５および図６に示されるように、幅方向（Ｗ）の両側にある両面テープ５４，５４の間には、長さ方向（Ｌ）に連通する空隙が存在する。この空隙には電気絶縁性の樹脂材料からなる保護体７が設けられ、この保護体７はダミー導電体９、感熱体１１、接合体３７，３９，５７，５９の周囲を覆う。保護体７は、当該空隙を有する温度センサ１を作製した後に、この空隙に樹脂材料を注入することで得られる。保護体７を構成する樹脂材料は限定されないが、例えばエポキシ樹脂、シリコーン樹脂、シリコーンワニスなどが好適に用いられる。なお、第２支持膜５０は、第１支持膜３０と幅方向（Ｗ）の寸法は同じであるが、長さ方向（Ｌ）の寸法は小さい。

第１支持膜３０と第２支持膜５０の間の空隙は、二つの機能を発揮する。
一つ目は、第１支持膜３０と第２支持膜５０を貼り合せる際に、第１支持膜３０と第２支持膜５０の間に存在する空気を外部に排出する機能である。この貼り合わせは加熱を伴うために、熱膨張した分の空気が排出される。
二つ目は、保護体７を設ける際に、第１支持膜３０と第２支持膜５０の間に存在する空気を外部に排出する機能である。保護体７を構成する樹脂材料は狭い空隙に注入されるが、注入された樹脂材料の分だけ、空気が空隙を介して外部に排出される。
以上の通りであり、保護体７が形成されるまでに存在する第１支持膜３０と第２支持膜５０の間の空隙は、空気を排出する通路ということができる。

［電気的な接続関係：図４，図５，図６］
図４および図５に示されるように、感熱体１１と第１導通パッド１４の間には導電性の接合体３７が設けられ、感熱体１１と導電パターン５５の間には導電性の接合体５７が設けられる。また、図６に示されるように、第２導通パッド１５と導電パターン５５の間には導電性の接合体３９，接合体５９およびダミー導電体９が設けられる。こうして、センサ素子１０は、第１リードパターン１２、感熱体１１、ダミー導電体９および第２リードパターン１６により電気回路が構成される。つまり、センサ素子１０は、第１リードパターン１２、ダミー導電体９、第３Ｂ導通パッド１９、第３Ｃ導通パッド２１、第３Ａ導通パッド１８、感熱体１１、第１導通パッド１４、第２導通パッド１５および第２リードパターン１６の順で電気的に接続される。

接合体５７，５９などに用いられる材料は任意であり、例えば導電性接着剤が選択される。導電性接着剤は、エポキシ、ウレタンなどのバインダー樹脂の中に導電性のフィラーを分散させ、接着後にそれらのフィラーが導電パスを形成することで導電接合を達成する材料が広く適用される。導電性のフィラーとして、銅、ニッケル、銀などの金属粉のほか、グラファイトやＣＮＴ(カーボンナノチューブ）などの炭素系材料を用いることもできる。

［温度センサ１の製造方法］
次に、図８～図１０を参照して、温度センサ１を製造する手順を説明する。
［第１支持膜３０：図８］
はじめに、図８を参照して、第１支持膜３０について説明する。
図８（ａ）に示されるように、第１支持膜３０の前駆体である第１ＦＰＣ４１が用意される。第１ＦＰＣ４１には、感熱体１１および接合体３７，３９の収容穴４３，４５がすでに形成される。収容穴４３，４５は、カバー３３をエッチングすることにより形成される。なお、第１ＦＰＣ４１において、第１支持膜３０と同じ構成要素については、第１支持膜３０と同じ符号を付けており、その説明を省略する。

図８（ｂ）に示されるように、第１ＦＰＣ４１が備える収容穴４３，４５のそれぞれに、接合体３７，３９を塗布する。接合体３７，３９のそれぞれは、収容穴４３，４５において、第１導通パッド１４、第２導通パッド１５の表面に電気的に接続される。
次いで、図８（ｃ）に示されるように、収容穴４３に配置される接合体３７の頂部に感熱体１１が置かれる。感熱体１１は、図示を省略する第１電極１１Ｂおよび第２電極１１Ｃの一方が接合体３７に接する。また、図８（ｃ）に示されるように、収容穴４５に配置される接合体３９の頂部にダミー導電体９が置かれる。ダミー導電体９は、感熱体１１と同じ形状および寸法を有する導電材料から構成される。ダミー導電体９は、感熱体１１が設けられる部位とダミー導電体９が設けられる部位の厚さ方向（Ｔ）の寸法を同等とするために設けられる。
以上で得られる第１支持膜３０の前駆体である第１ＦＰＣ４１は、第２支持膜５０の前駆体である第２ＦＰＣ６１との貼り合わせに供される。

［第２支持膜５０：図９］
次に、図９を参照して、第２支持膜５０について説明する。
図９（ａ）に示されるように、第２支持膜５０の前駆体である第２ＦＰＣ６１が用意される。第２ＦＰＣ６１には、予め接合体５７，５９が配置されるための収容穴６３，６５が形成されている。収容穴６３，６５は、カバー５３を、一例としてはレーザー加工することにより形成される。なお、第２ＦＰＣ６１において、第２支持膜５０と同じ構成要素については、第２支持膜５０と同じ符号を付けており、その説明を省略する。

図９（ｂ）に示されるように、第２ＦＰＣ６１が備える収容穴６３，６５のそれぞれに、接合体５７，５９を塗布する。接合体５７，５９は、収容穴６３，６５において、第３Ｂ導通パッド１９の表面に電気的に接続される。加えて、第２ＦＰＣ６１には、両面テープ５４がカバー５３に貼り付けられている。両面テープ５４は、図５などに示されるように、幅方向（Ｗ）の両側に設けられる。
以上で得られる第２ＦＰＣ６１は第１ＦＰＣ４１との貼り合わせに供される。

［第１ＦＰＣ４１と第２ＦＰＣ６１の貼り合せ：図１０］
次に、図１０（ａ）に示されるように、第１ＦＰＣ４１と第２ＦＰＣ６１とを位置合わせをする。第１ＦＰＣ４１と第２ＦＰＣ６１とは、カバー３３とカバー５３（両面テープ５４）とが対向するように配置される。この位置合わせは、第１ＦＰＣ４１の接合体３７，３９と第２ＦＰＣ６１の接合体５７，５９とが長さ方向（Ｌ）において、同じ位置に置かれることをいう。
第１ＦＰＣ４１と第２ＦＰＣ６１とを位置合わせした後に、第１ＦＰＣ４１と第２ＦＰＣ６１とを積層する（第１工程）。このとき、図１０（ｂ）に示されるように、接合体５７と感熱体１１が接触し、接合体５９とダミー導電体９が接触する。積層した状態で、第１ＦＰＣ４１のカバー３３と第２ＦＰＣ６１のカバー５３とを接合する（第２工程）。この接合は両面テープ５４を介して行われる。

その後、カバー３３とカバー５３の間の隙間である通路ＡＰに向けて、保護体７を構成するための樹脂材料ＲＭが注入される。注入された樹脂材料ＲＭが硬化することで、図４～図６で示される保護体７が形成される（第３工程）。保護体７が形成されることで通路ＡＰは失われる。
以上の手順により、温度センサ１が得られる。

［第１実施形態が奏する効果］
次に、温度センサ１が奏する効果について説明する。
［第１の効果：長さ方向（Ｌ）の隙間］
温度センサ１において、第１支持膜３０と第２支持膜５０との幅方向（Ｗ）の両端だけが長さ方向（Ｌ）に沿う両面テープ５４で貼り合わされる。保護体７のための樹脂材料の供給の前までは、両面テープ５４の部分を除いて、温度センサ１の長さ方向（Ｌ）にわたって空隙が設けられる。つまり、温度センサ１は、第１支持膜３０と第２支持膜５０の間に長さ方向（Ｌ）に連なる通路ＡＰが形成される。
ここで、仮に第１支持膜３０と第２支持膜５０の間において、幅方向（Ｗ）および長さ方向（Ｌ）の通気が遮断され、膨張した空気の逃げ場が失われると、膨張した空気によって導通部分に圧力が加わって接続不良が生じるおそれがある。
これに対して、長さ方向（Ｌ）に通路ＡＰを備えていた温度センサ１によれば、第１支持膜３０と第２支持膜５０の間で空気の膨張が生じたとしても、膨張した分だけ通路ＡＰを通じて外部に排出される。

［第２の効果：段差解消］
温度センサ１は、接合体３９と接合体５９の間に、感熱体１１と同等の厚さを有するダミー導電体９を設ける。これにより、感熱体１１を間に備える接合体３７から接合体５７までの厚さ方向（Ｔ）の寸法と、ダミー導電体９を間に備える接合体３９から接合体５９までの厚さ方向（Ｔ）の寸法を同等にすることができる。これにより、温度センサ１は、感熱体１１が配置される部位およびダミー導電体９が配置される部位を含めて、厚さ方向（Ｔ）の寸法を均一にできる。
ここで、仮にダミー導電体９が存在しなければ、感熱体１１が配置される部位の厚さ方向（Ｔ）の寸法が他の部位より大きくなる。そうすると、第１支持膜３０と第２支持膜５０を熱圧着する際に、第２支持膜５０にはこの寸法の際に基づく応力が生じるため、感熱体１１が設けられる部位の接合が容易でなくなる。
これに対して、温度センサ１は、感熱体１１が配置される部位およびダミー導電体９が配置される部位を含めて、厚さ方向（Ｔ）の寸法を均一にできるので、接合の障害となる応力が生じにくい。

［第３の効果：薄型化］
温度センサ１は、感熱体１１がガラスなどの保護層を備えていないのに加えて、ＦＰＣの技術を利用することで第１支持膜３０および第２支持膜５０を含む全体の厚さを、０．５ｍｍ以下、好ましくは０．３ｍｍ以下の薄型化を実現できる。

［第４の効果：貼り合わせの範囲］
次に、温度センサ１は、第１支持膜３０と第２支持膜５０が貼り合わされて形成されるが、第２支持膜５０は第１支持膜３０の一部、特に感熱体１１を第１リードパターン１２と第２リードパターン１６の両者に電気的に接続する領域に限って第１支持膜３０を覆っている。
ここで、２枚のフィルムを貼り合わせる際に、フィルムの面積が大きくなるほど、貼り合わせるのが難しくなり、シワがよるなどの不具合が生じるおそれが大きくなる。また、フィルムの面積が大きくなるほど、材料費が高くなる。
以上に対して温度センサ１は、第２支持膜５０の表面積が小さいので、第１支持膜３０と貼り合せる作業が容易になるとともに、材料費を抑えることができる。

［第５の効果：感熱体１１の位置］
温度センサ１は、第２導通パッド１５よりも感熱体１１が前端（Ｆ）に近い位置に設けられている。このように、感熱体１１が最も前端（Ｆ）に近ければ、狭いスペースの奥に温度の測定対象がある場合に、このスペースに前端（Ｆ）から温度センサ１を挿入すれば、感熱体１１を測定対象物に近接させることができる。これにより、温度センサ１は測定対象物の温度を精度よく測定できる。
また、温度センサ１は、幅方向（Ｗ）の中央に感熱体１１が配置される。したがって、測定対象部の熱源の中心に感熱体１１の位置を合わせれば、熱源からの熱源を効率よく吸収できる。これによっても、温度センサ１は測定対象物の温度を精度よく測定できる。
ただし、本発明の温度センサは、これらの位置に限らず、他の位置に感熱体１１を配置できる。例えば、測定対象物の位置に基づいて、感熱体１１が電気的に接続される第１導通パッド１４と第２導通パッド１５の位置を長さ方向Ｌにおいて逆にすることができるし、感熱体１１の位置を幅方向（Ｗ）の中央から変位させることもできる。

［第６の効果：第１リードパターン１２と第２リードパターン１６の位置関係］
次に、温度センサ１は、第１リードパターン１２および第２リードパターン１６が第１支持膜３０のベース３１とカバー３３の間に形成される。つまり、第１リードパターン１２と第２リードパターン１６は、同じ平面上に設けられる。これにより、温度センサ１の一方の面側から第１端子パッド１３および第２端子パッド１７への電線の接続作業を行うことができる。
このように第１リードパターン１２と第２リードパターン１６とを同じ平面上に設けるために、上述した電気的な接続関係を採用している。

＜第２実施形態：図１１～図１３＞
次に、第２実施形態に係る温度センサ２について、図１１～図１３を参照して説明する。なお、以下では第１実施形態に係る温度センサ１との相違点について温度センサ２を説明することとし、温度センサ１と一致する部分については温度センサ１と同じ符号を図１１～図１３に付してその説明を省略する。

温度センサ２は、保護体７を構成するための樹脂材料を供給するために、図１１および図１２に示されるように、第２支持膜５０に樹脂材料の挿入通路５２を設ける。なお、挿入通路５２は、第１支持膜３０に設けてもよいし、第１支持膜３０と第２支持膜５０の双方に設けてもよい。

挿入通路５２は、図１１に示されるように、温度センサ２のセンサ素子１０よりも前方（Ｆ）であって幅方向（Ｗ）の中央に設けられる。また、挿入通路５２は、図１２に示されるように、第２支持膜５０の表裏を貫通し、通路ＡＰと連なる。第１支持膜３０と第２支持膜５０が貼り合わされた時点では、挿入通路５２と通路ＡＰは連通する空隙を形成している。

第１支持膜３０と第２支持膜５０が貼り合わされた後に、挿入通路５２から溶融状態とされた樹脂材料が供給される。この樹脂材料は、センサ素子１０に向けて供給されることで、図１２および図１３に示されるように、センサ素子１０の周囲を取り囲んだ後に硬化する。これで、センサ素子１０は、樹脂材料からなる保護体７で取り囲まれ、温度測定する雰囲気に対して保護される。保護体７を構成する樹脂材料は限定されないが、例えばエポキシ樹脂、シリコーン樹脂、ワニスなどが好適に用いられる。なお、図１２および図１３には、保護体７の表示を省いている。

上記以外にも、本発明の主旨を逸脱しない限り、上記実施形態で挙げた構成を取捨選択したり、他の構成に適宜変更したりすることが可能である。
例えば、図１４（ａ）に示される温度センサ１を標準品として用意しておくが、第１支持膜３０の部分を長くしたいという場合には、図１４（ｂ）に示される延長用支持膜５を温度センサ１に接続する。

延長用支持膜５は、ベース７１と、ベース７１のおもて面に形成される一対のリードパターン７２，７３と、を備える。また、延長用支持膜５は、リードパターン７２，７３の一方端にそれぞれが接続される端子パッド７４，７５と、リードパターン７２，７３の他方端にそれぞれが接続される端子パッド７６，７７と、を備える。さらに、延長用支持膜５は、端子パッド７４，７５のリードパターン７２，７３との接続部の近傍から、端子パッド７６，７７のリードパターン７２，７３との接続部の近傍までを覆うカバー８１を備える。カバー８１は、樹脂材料の充填口８３がその一方端に形成される。なお、ベース７１、リードパターン７２，７３、端子パッド７４，７５，７６，７７およびカバー８１は、第１支持膜３０および第２支持膜５０の対応する部位と同様の材料から構成される。また、ベース７１とカバー８１とは、接着剤、両面テープなどの手段により接合される。

延長用支持膜５は、端子パッド７４，７５が設けられる側が温度センサ１と接続される。具体的には、図１４（ｂ）に示される側の面を裏返し、温度センサ１の端子パッド１３と端子パッド７４が接続され、温度センサ１の端子パッド１７と端子パッド７５が接続される。このとき、ベース７１と温度センサ１のベース３１とは例えば接着剤、両面テープなどの手段により接合される。

ベース７１とベース３１とは接合されるが、接続される端子パッド１３および端子パッド７４と接続される端子パッド１７および端子パッド７５との幅方向（Ｗ）の間には、電気絶縁性の樹脂材料が充填される。充填口８３は、この樹脂材料を供給するために設けられる。つまり、図１５（ａ）に示すように、延長用支持膜５のカバー８１を下向きにして、第１支持膜３０と延長用支持膜５とを対向させる。
次に、図１５（ｂ）に示すように、端子パッド１３（１７）と端子パッド７４（７５）とを接触させた状態で、第１支持膜３０と延長用支持膜５とを位置合わせする。位置合わせされた状態で、第１支持膜３０と延長用支持膜５の間には空隙が形成される。この空隙は、充填口８３を除けば、周囲に対して閉じられている。
この位置合わせされた状態で充填口８３から電気絶縁材料からなる樹脂材料を注入することで、図１５（ｃ）に示すように、ベース３１とベース７１の間の空隙に樹脂材料が充填され、保護体８が構成される。この保護体８により、温度センサ１と延長用支持膜５の接続部分が保護される。

以上説明した温度センサ１，２は、接合体である両面テープ５４，５４が感熱体１１を間に挟み、幅方向Ｗに間隔を隔てる両側に設けられる例を示している。しかし、本発明はこれに限らず、接合体５４，５４が感熱体１１を間に挟み、長さ方向Ｌに間隔を隔てる両側に設けられても、通路ＡＰを確保できる。また、通路ＡＰは、長さ方向Ｌまたは幅方向Ｗに連通する形態に限定されない。例えば、本発明は、幅方向Ｗの両側に接合体が設けられるのに加えて、長さ方向Ｌの一方の側だけに接合体を設ける形態を包含する。この形態であっても、長さ方向Ｌの他方の側は開放されるため、通路ＡＰが確保される。また例えば、幅方向Ｗの一方の側と長さ方向Ｌの一方の側のそれぞれに接合体を設ける形態であっても、通路ＡＰを確保できる。つまり本発明は、感熱体を間に挟み、第１支持膜３０および第２支持膜５０の平面方向に所定の間隔を隔てる少なくとも２つの領域に接合体を設けることで、通路ＡＰを確保することができる。平面方向は幅方向Ｗと長さ方向Ｌを合わせ持つ概念である。

以上説明した温度センサ１，２は、厚さを均一にするためにダミー導電体９を設けるが、本発明はこれに限らず、ダミー導電体９を設けるのに替えて、ダミー導電体９の厚さの分だけ接合体３９および接合体５９の一方または双方の厚さ方向の寸法を大きくしてもよい。

また、例えば、温度センサ１～２の形状、寸法は本発明の一例を示したに過ぎない。温度センサ１～３よりも長さ方向（Ｌ）の寸法を長くまたは短くし、幅方向（Ｗ）の寸法を長くまたは短くすることができる。第１導通パッド１４、第２導通パッド１５などについても同様であり、例えばこれらパッドの平面形状を矩形以外の例えば円形にすることができる。また、第１支持膜３０および第２支持膜５０の平面形状は矩形に限らず、例えば長さ方向（Ｌ）の一方端を円弧状に突き出す、あるいは、凹ますことができる。第１支持膜３０および第２支持膜５０の平面形状は台形、三角形など任意である。

さらに、温度センサ１の製造手順において、感熱体１１を第２支持膜５０の第２ＦＰＣ６１の側に設けてから、第１支持膜３０の第１ＦＰＣ４１との積層、接合を行ってもよい。

また、以上の実施形態においては、長さ方向（Ｌ）の寸法が大きい第１支持膜３０に第１リードパターン１２および第２リードパターン１６を設けているが、本発明はこれに限らない。長さ方向（Ｌ）の寸法が小さい第２支持膜５０に第１リードパターン１２および第２リードパターン１６を設けることができる。

１，２ 温度センサ
５ 延長用支持膜
７，８ 保護体
９ ダミー導電体
１０ センサ素子
１１ 感熱体
１１Ａ サーミスタ
１１Ｂ 第１電極
１１Ｃ 第２電極
１２ 第１リードパターン
１６ 第２リードパターン
１３ 第１端子パッド
１７ 第２端子パッド
１４ 第１導通パッド
１５ 第２導通パッド
１８ 第３Ａ導通パッド
１９ 第３Ｂ導通パッド
２１ 第３Ｃ導通パッド
３０ 第１支持膜
３１ ベース
３３ カバー
３５ 導電パターン
３７，３９ 接合体
４３，４５ 収容穴
５０ 第２支持膜
５１ ベース
５２ 挿入通路
５３ カバー
５４ 両面テープ
５５ 導電パターン
５６ 絶縁空隙
５７，５９ 接合体
６３，６５ 収容穴
７１ ベース
７２，７３ リードパターン
７４，７５，７６，７７ 端子パッド
８１ カバー
８３ 充填口
ＡＰ 通路
Ｈ 水平方向
Ｌ 長さ方向
Ｗ 幅方向

Claims (9)

1. 電気絶縁材料からなり、互いに対向して配置される第１支持膜および第２支持膜と、
   前記第１支持膜と前記第２支持膜の間に設けられ、温度によって電気的特性が変化する感熱体を含むセンサ素子と、
   前記感熱体の周辺において前記第１支持膜と前記第２支持膜を接合する接合体と、
   間隔を隔てて設けられる２つの前記接合体により挟み込まれた領域または３つの前記接合体により三方が取り囲まれた領域に設けられ、電気絶縁性の樹脂材料から構成される、前記感熱体を覆う保護体と、を備え、
   前記接合体は、
   前記感熱体を間に挟み、前記第１支持膜および前記第２支持膜の平面方向に所定の間隔を隔てる少なくとも２つの領域に設けられ、
   前記保護体は、
   前記第１支持膜と前記第２支持膜との間であって、前記感熱体を間に挟み、かつ、前記感熱体と外部が通じる通路に、前記樹脂材料が充填されることで形成されたことを特徴とする温度センサ。
2. 前記保護体は、
   前記接合体と接する部位を除いて、二つの前記接合体の間にある前記第１支持膜と前記第２支持膜との隙間において周囲に露出し、
   前記保護体は前記第１支持膜および前記第２支持膜の両者と直に接する、
   請求項１に記載の温度センサ。
3. 前記第１支持膜および前記第２支持膜は、幅方向および前記幅方向に直交しかつ、前記幅方向よりも相対的に寸法の大きい長さ方向を有する、平面視して矩形形状を有し、
   前記第２支持膜は、前記第１支持膜よりも前記長さ方向の寸法が小さく、
   前記接合体は、前記第１支持膜および前記第２支持膜の前記幅方向に間隔を隔てる両側に設けられる、
   請求項２に記載の温度センサ。
4. 前記第１支持膜および前記第２支持膜の一方または双方は、
   前記保護体を構成する前記樹脂材料を充填する挿入通路が、その厚さ方向に貫通して設けられる、
   請求項２または請求項３に記載の温度センサ。
5. 前記センサ素子は、
   前記第１支持膜であって前記第２支持膜に対向する同じ平面上に貼り付けられる、第１リードパターンおよび第２リードパターンを備え、
   前記第１支持膜は、
   前記感熱体を支持し、前記第１リードパターンと電気的に接続される第１導通パッドと、
   前記第２リードパターンと電気的に接続される第２導通パッドと、を備え、
   前記第２支持膜は、
   前記感熱体が設けられる領域に対向する面に第３導通パッドを備え、
   前記第２導通パッドと前記第３導通パッドの間に、前記感熱体に対応するダミー導電体が設けられる、
   請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の温度センサ。
6. 電気絶縁材料からなり、感熱体を備えるセンサ素子が一方の面に貼り付けられている第１支持膜と電気絶縁材料からなる第２支持膜とを、前記一方の面を前記第２支持膜に対向させた状態で積層する第１工程と、
   前記第１支持膜と前記第２支持膜とを接合体により接合する第２工程と、
   前記感熱体の周囲であって、前記第１支持膜と前記第２支持膜の間に、電気絶縁材料からなる樹脂材料を供給して保護体を形成する第３工程と、を備え、
   前記第２工程において、
   前記接合体は、前記感熱体を間に挟み、かつ、前記感熱体と外部が通じる通路を有するように設けられ、
   前記第３工程において、前記通路を介して、前記第１支持膜と前記第２支持膜の間に、前記樹脂材料が供給される、
   ことを特徴とする温度センサの製造方法。
7. 前記保護体は、前記通路の開口において、二つの前記接合体の間にある前記第１支持膜と前記第２支持膜との隙間において周囲に露出する、
   請求項６に記載の温度センサの製造方法。
8. 前記第１工程において、
   前記第１支持膜および前記第２支持膜は、幅方向および前記幅方向に直交しかつ、前記幅方向よりも相対的に寸法の大きい長さ方向を有し、前記第２支持膜は、前記第１支持膜よりも前記長さ方向の寸法が小さく、
   前記第２工程において、
   前記接合体は、前記第１支持膜および前記第２支持膜の前記幅方向に間隔を隔てる両側に設けられる、
   請求項６または請求項７に記載の温度センサの製造方法。
9. 前記第１工程において、
   前記第１支持膜および前記第２支持膜の一方または双方は、その厚さ方向に貫通する挿入通路が設けられ、
   前記第３工程において、
   前記挿入通路を介して前記樹脂材料が供給される、
   請求項７または請求項８に記載の温度センサの製造方法。

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