JP7394214B2 - センサ素子及びセンサ素子の製造方法 - Google Patents
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Description
好ましくは、キャリアの上に、第1の電極の少なくとも1つの層が、厚膜として形成されている。第1の電極の少なくとも1つの更なる層が、更に、薄膜として形成されている。Cu層及びNi層は、好ましくは厚膜として具現されている。Au層及びPd層は、好ましくは薄膜として具現されている。
a.:湿式化学洗浄
b.1:Tiをスパッタリングする(これは、設備に応じて、上面及び下面について同時に又は連続して、行うことができる);
b.2:Cuをスパッタリングする(これは、設備に応じて、上面及び下面について同時に又は連続して、行うことができる);
c.1:積層
c.2:露光
c.c3:現像(リソグラフィのステップ1)
d.:Cuガルバニック(上面及び下面について同時に);
e.:剥離(レジストを除去する-リソグラフィのステップ2);
f.:無電解ニッケル浸漬金(「化学的ニッケル浸漬金」;ENIG);
f.1:洗浄;
f.2:Pdによる触媒作用;
f.3:ニッケルの無電解堆積(湿式化学的);
f.4:浸漬金(Sudgold、Tauchgold又はFlashgoldとも呼ばれる)
a.:湿式化学洗浄
b.1:Tiをスパッタリングする(これは、設備に応じて、上面及び下面について同時に又は連続して、行うことができる);
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d.:Cuガルバニック(上面及び下面について同時に);
e.:剥離(レジストを除去する-リソグラフィのステップ2);
f.:無電解ニッケル浸漬金;
f.1:洗浄;
f.2:Pdによる触媒作用;
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f.4:浸漬金(Sudgold、Tauchgold又はFlashgoldとも呼ばれる)
- 電気絶縁材料を含むと共に、上面(2a)及び下面(2b)を有するキャリア(2)、
- 前記キャリア(2)の前記上面(2a)に配置されたNTCサーミスタ(3)、
- 前記キャリア(2)の前記上面(2a)に配置された、前記センサ素子(1)の電気的な接触のための少なくとも2つの第1の電極(4)、
- 前記キャリア(2)の前記下面(2b)に配置された、少なくとも1つの第2の電極(5)、
を有し、
前記センサ素子(1)は、電気的に絶縁された態様で直接的にパワーモジュールの導体経路の上に組み込まれるように形成されている、センサ素子(1)。
A)キャリア(2)を形成するためのキャリア材料を準備するステップ;
B)前記キャリア材料の上面(2a)の上に少なくとも2つの第1の電極(4)を塗布するステップ;
C)前記キャリア材料の下面(2b)に少なくとも1つの第2の電極(5)を塗布するステップ;
D)前記キャリア材料の前記上面(2a)の上にNTCサーミスタ(3)を配置するステップであって、前記NTCサーミスタ(3)は前記第2の電極(4)の部分領域の上にはんだ付けされる、ステップ
2 キャリア
2a 上面
2b 下面
3 NTCサーミスタ
3a 上面
3b 下面
4 第1の/上部の電極
4a 第1の領域/ボンディングパッド
4b 第2の領域/はんだ付けパッド
4c 接続領域
5 第2の/下部の電極
6 自由縁
7 メタライゼーション
8 接着仲介層
9 保護層/保護カバー
10 最下層
11 中間層
12 中間層
13 最上層
40 メタライゼーション
41 層
42 層/カバー層
43 NTCサーミスタのセラミック基体
44 自由領域
45 第1上部電極の部分領域
B センサ素子の幅
H センサ素子の高さ又は厚さ
L センサ素子の長さ
H NTCサーミスタの高さ
X 長手軸
Q 横軸
D1 長手軸に対して平行な広がり
D2 長手軸に対して垂直な広がり
Claims (25)
- 温度の測定のためのセンサ素子(1)であって、
- 電気絶縁材料を含むと共に、上面(2a)及び下面(2b)を有するキャリア(2)、
- 前記キャリア(2)の前記上面(2a)に配置されたNTCサーミスタ(3)、
- 前記キャリア(2)の前記上面(2a)に配置された、前記センサ素子(1)の電気的な接触のための少なくとも2つの第1の電極(4、40)、
を有し、
前記センサ素子(1)は、電気的に絶縁された態様で直接的にパワーモジュールの導体経路の上に組み込まれるように形成されており、
それぞれの前記第1の電極(4)は、ワイヤボンディング又ははんだ付けによる前記センサ素子(1)の電気的な接触のための第1の領域(4a)を有し、それぞれの前記第1の電極(4)は、はんだ付けによる前記NTCサーミスタ(3)の接触のための第2の領域(4b)を有する、センサ素子(1)。 - 前記キャリア(2)の前記電気絶縁材料は、AlN、Si3N4、Al2O3、LTCC又はZTA材料をベースとするセラミックを含む、請求項1に記載のセンサ素子(1)。
- 前記キャリア材料及び前記NTCサーミスタ(3)の材料の熱膨張係数は、周期的な温度変化及びその際に生じる熱機械的な応力による前記NTCサーミスタ(3)と前記キャリア(2)との間の接続部位の損傷を回避することができるよう、互いに適合されている、請求項1又は2に記載のセンサ素子(1)。
- 前記NTCサーミスタ(3)はSMD-NTCサーミスタであり、前記センサ素子(1)は更に保護層(9)を有し、前記保護層(9)は少なくとも前記NTCサーミスタ(3)の周囲に形成されている、請求項1~3のいずれか1項に記載のセンサ素子(1)。
- それぞれの前記第1の電極(4)は複数の層(10、11、12、13)を有し、それぞれの前記第1の電極(4)はCu、Ni、Pd及び/又はAuを含む、請求項1~4のいずれか1項に記載のセンサ素子(1)。
- 前記第1の電極(4)の少なくとも1つの層(10、11)は厚膜として形成されており、前記第1の電極(4)の少なくとも1つの別の層(12、13)は薄膜として形成されている、請求項5に記載のセンサ素子(1)。
- 前記第1の領域(4a)及び前記第2の領域(4b)は、接続領域(4c)を介して互いに結合されている、請求項1~6のいずれか1項に記載のセンサ素子(1)。
- 2つの前記第1の電極(4、40)のうちの第1の電極(4)は、前記キャリア(2)の前記上面(2a)の直ぐ上に形成されており、前記NTCサーミスタ(3)は、前記第1の電極(4)の直ぐ上に形成されており、前記NTCサーミスタ(3)は、当該NTCサーミスタ(3)の上面(3a)に形成されたメタライゼーション(40)を有し、前記メタライゼーション(40)は2つの前記第1の電極(4、40)のうちの第2の電極(40)を形成する、請求項1~3のいずれか1項に記載のセンサ素子(1)。
- 前記NTCサーミスタ(3)は、チップNTCサーミスタである、請求項8に記載のセンサ素子(1)。
- 前記メタライゼーション(40)は、ワイヤボンディングによる前記センサ素子(1)の電気的な接触のために形成されている、請求項8又は9に記載のセンサ素子(1)。
- 前記メタライゼーション(40)は、ニッケルを含む少なくとも1つの層(41)を有する、請求項8~10のいずれか1項に記載のセンサ素子(1)。
- 前記層(41)は、前記NTCサーミスタ(3)のセラミック基体(43)の直ぐ上に塗布されている、請求項11に記載のセンサ素子(1)。
- 前記層(41)は、付加的にバナジウムを含む、請求項11又は12に記載のセンサ素子(1)。
- 前記メタライゼーション(40)は、直接的に重なり合って配置された複数の層(41、42)を有する、請求項8~13のいずれか1項に記載のセンサ素子(1)。
- 少なくとも1つの第2の電極(5)を更に有し、前記第2の電極(5)は前記キャリア(2)の前記下面(2b)に配置されており、前記第2の電極(5)は、複層に形成され、材料Cu、Ni、Pd及び/又はAuを含むか、又は、前記第2の電極(5)は、材料Agの少なくとも1つの層を含む、請求項1~14のいずれか1項に記載のセンサ素子(1)。
- 前記第2の電極(5)は、前記キャリア(2)の前記下面(2b)の上で全面に亘って形成されている、請求項15に記載のセンサ素子(1)。
- 前記第2の電極(5)は、前記キャリア(2)の前記下面(2b)に自由縁(6)が形成されるように配置されている、請求項15又は16に記載のセンサ素子(1)。
- 前記第2の電極(5)の下面には、メタライゼーション(7)が形成されている、請求項15~17のいずれか1項に記載のセンサ素子(1)。
- 少なくとも1つの接着仲介層(8)を更に有し、前記接着仲介層(8)は、それぞれの前記第1の電極(4)と前記キャリア(2)との間、及び/又は、前記第2の電極(5)と前記キャリア(2)との間に形成されている、請求項15~18のいずれか1項に記載のセンサ素子(1)。
- 以下のステップを含む、センサ素子(1)の製造方法。
A)キャリア(2)を形成するためのキャリア材料を準備するステップ;
B)前記キャリア材料の上面(2a)の上に少なくとも2つの第1の電極(4)を塗布するステップ;
C)前記キャリア材料の下面(2b)に少なくとも1つの第2の電極(5)を塗布するステップ;
D)前記キャリア材料の前記上面(2a)の上にNTCサーミスタ(3)を配置するステップであって、前記NTCサーミスタ(3)は前記少なくとも2つの第1の電極(4)の部分領域の上にはんだ付けされるステップ - それぞれの前記第1の電極(4)は、複層に構築され、材料Cu、Ni、Pd及び/又はAuを含む、請求項20に記載の方法。
- 前記第1の電極(4)は、スパッタリング、CVDプロセス、PVDプロセス及び/又は電気的堆積の組み合わせプロセスにより、前記キャリア材料の前記上面(2a)の上に塗布される、請求項20又は21に記載の方法。
- 前記第2の電極(5)の下面の上にメタライゼーション(7)を形成するステップであって、前記メタライゼーション(7)は、CVDプロセス、PVDプロセス及び/又は電気的堆積によって塗布されるステップを更に含む、請求項20~22のいずれか1項に記載の方法。
- 以下のステップを含む、センサ素子(1)の製造方法。
A)キャリア(2)を形成するためのキャリア材料を準備するステップ;
B)前記キャリア材料の上面(2a)の上に少なくとも1つの第1の電極(4)を塗布するステップ;
C)前記キャリア材料の下面(2b)に少なくとも1つの第2の電極(5)を塗布するステップ;
D)前記第1の電極(4)の上にNTCサーミスタ(3)を配置するステップであって、前記NTCサーミスタ(3)は前記第1の電極(4)の部分領域の上に塗布され、前記NTCサーミスタ(3)は更なる第1の電極(4)として機能するメタライゼーション(40)を有するステップ - 前記NTCサーミスタ(3)は、チップNTCサーミスタである、請求項24に記載の方法。
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