JPH0381281B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明の薄膜温度センサに関し、特に酸化シリ
コン、アルミナ、サフアイアなどの絶縁基板の上
に電極を形成した薄膜サーミスタと端子リード線
とからなる薄膜温度センサに係わる。

［従来の技術］ 従来、薄膜温度センサを構成する薄膜サーミス
タの端子部の加工法には、以下に列挙する種々の
手段がとられている。

(1) 金、アルミニウムなどの細線をワイヤーボン
デイングしてリード線を引出す（特開昭55−
6245、特開昭55−62469）。

(2) 丸形又は箔状の金属線をサーミスタチツプの
電極のロウ付け、又は導電性接着剤などで接続
する（特開昭56−26402）。

(3) 基板に貫通穴を設け、ネイルヘツド状の金属
ピンを打ち込み、又はロウや導電性接着剤など
で固定する（特開昭57−85205）。

(4) バネなどでサーミスタチツプの端子を固定す
る（特開昭58−119602）。

［発明が解決しようとする問題点］ しかしながら、従来技術によれば、以下に述べ
る問題点を有する。

上記(1)の場合、ワイヤボンデイング用の線材の
太さは金線50μｍ、アルミニウム線で200μｍ程度
が一般的であり、振動のかかる場所で使用する場
合など断線事故を起こすことがある。また、線径
が細いため外部導線への接続には取扱いが困難で
ある。

上記(2)の場合、一般に熱応答性の良い温度セン
サを作るにはサーミスタチツプの大きさは非常に
小さいものとなり、端子リード線の太さもそれに
合せて細くする必要がある。このように細い線や
箔などは線の強度が十分ではなく、また２本の線
が絡み合つたりして取扱いが非常に困難である。
また、エポキシ系、ポリイミド系の導電性接着剤
はその強度が年々増してきているが、セラミツク
スとの熱膨張係数との差は大きく、厳しいヒート
サイクルのかかる温度センサでは、接着強度の信
頼性に問題がある。

上記(3)、(4)の場合、一般に形状は立体的にな
り、薄膜サーミスタセンサの特徴である熱応答性
の速さを損う。

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、断
線事故や接着強度の問題を解消するとともに、取
扱いが容易でかつ熱応答性を損うことがない薄膜
温度センサを提供できる。

［問題点を解決するための手段と作用］ 本発明は、少なくともパツド部に半田と濡れや
すい膜を形成した薄膜サーミスタチツプと、樹脂
フイルム上に金属箔パターンを貼り合せた端子リ
ード線とからなり、前記パツド部と金属箔パター
ンとが半田を介して熱圧着されていることを要旨
とする。本発明によれば、断線事故や接着強度の
問題を解消するとともに、取扱いが容易となり、
しかも熱応答性を損うこともない。

［実施例］ 以下、本発明の一実施例を第１図〜第３図を参
照して説明する。ここで、第１図は本発明に係る
薄膜温度センサの断面図、第２図は同センサの薄
膜サーミスタチツプの平面図、第３図は同センサ
の端子リード線の平面図である。

図中の１は、薄膜サーミスタチツプ（以下、チ
ツプという）である。このチツプ１は、シリコン
基板上に熱酸化膜を形成した絶縁性基板２と、こ
の絶縁性基板２上に形成されパツド部３ａ、クシ
型部３ｂからなる電極３と、この電極３のクシ型
部３ｂを覆うように設けられ表面に保護膜（図示
せず）を形成してなるサーミスタ薄膜４と、半田
に濡れやすい膜としてのニツケル膜５とから構成
されている。なお、前記電極３は白金層及びクロ
ム層の２層からなる。前記チツプ１には、半田層
６を介して端子リード線７が電気的に接続されて
いる。ここで、この端子リード線７はポリイミド
フイルム８上に銅箔パターン９を形成した構造と
なつており、回路基板（図示せず）に接続され
る。また、端子リード線７の銅箔パターン９の端
部と前記チツプ１のパツド部２ａは、前記半田層
６を介して熱圧着されている。

次に、こうした構造の薄膜温度センサの製法に
ついて説明する。

まず、シリコン基板の上に熱酸化膜を形成し
た絶縁性基板２を準備し、この絶縁性基板２上
にフオトリソグラフイーを用いてパツド部３ａ
及びクシ型部３ｂからなる電極３を形成した。
なお、この時、電極材料としては化学的安定性
と、熱膨張係数がサーミスタ材料に近いことを
考慮して白金を用いた。

次に、前記チツプ１のパツド３ａ上にニツケ
ル膜５をフオトリソグラフイーにより形成し
た。ここで、ニツケル膜の厚みは例えば5000Å
である。

次いで、前記チツプ１のクシ型部３ｂ上に、
表面に保護膜を有したサーミスタ薄膜４を形成
した。

一方、外部リード線７は、ポリイミドフイル
ム８上に２枚の銅箔パターン９，９を前記パツ
ド部３ａ，３ａの間隔と合うように貼り合せて
形成した。

この後、前記チツプ１のパツド部３ａ，３ａ
上に半田層６をのせ、ヒータで短時間加熱して
ニツケル膜５と半田層６とを接続させる。

最後に、前記パツド部３ａ，３ａにニツケル
膜５及び半田層６を介して外部リード線７の銅
箔パターン９，９とを重ね合せ、上から例えば
半田ゴテで加熱しながら押圧し、銅泊パターン
９と半田層６とを接続する。この方法で端子引
張り強度は１Kg以上（電気パツド面積0.8×0.7
mm²）を得た。また、パツド部３ａの先端を予め
半田層でメツキしておくと、熱圧着は更に容易
となる。

しかして、第１図に示す構造の薄膜温度センサ
によれば、薄膜サーミスタチツプ１の電極３のパ
ツド部３ａ上にニツケル膜５を設け、前記パツド
部３ａと端子リード線７の銅箔パターン９とを半
田層６を介して熱圧着した構造となつているた
め、以下に列挙する効果を有する。

(イ) 全体として非常に薄い薄膜温度センサがで
き、種々な用途のアセンブリにおいて薄膜サー
ミスタチツプ１と被測定物との密着性を良くす
ることができる。

(ロ) ２本の銅箔パターン９，９が１枚のポリイミ
ドフイルム８上に形成されているため、配線の
間違いや銅箔パターン９，９同志のからみ合い
などが防止でき、アセンブリが容易である。

(ハ) 銅箔パターン９の強度はほとんどポリイミド
フイルムが担うため、断線事後を防止できる。

(ニ) 電極パターン３のパターンを変えることによ
り、多様なアセンブリに対応できる。

(ホ) ニツケル膜５をパツド部３ａ上に形成した状
態でパツド部３ａと銅箔パターン９とを半田層
６を介して熱圧着するため、パツド部３ａと半
田層６とが強固に接続される。

なお、上記実施例では、半田に濡れやすい膜と
してニツケル膜を用いたが、これに限定されるも
のではなく、錫、銀、金、パラジウム、銅等でも
よい。また、ニツケル膜は上記実施例の如くパツ
ド部上のみならず、例えばクシ型部上に延出して
形成してもよい。

［発明の効果］ 以上詳述した如く本発明によれば、断線事故や
接着強度の問題を解消するとともに、取扱いが容
易でかつ熱応答性を損うことがない信頼性の高い
薄膜温度センサを提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係る薄膜温度セン
サの断面図、第２図は同センサの薄膜サーミスタ
チツプの平面図、第３図は同センサの端子リード
線の平面図である。 １……薄膜サーミスタチツプ、２……絶縁性基
板、３……電極、３ａ……パツド部、３ｂ……ク
シ型部、４……サーミスタ薄膜、５……ニツケル
膜、６……半田層、７……端子リード線、……ポ
リイミドフイルム、９……銅箔パターン。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 少なくともパツド部に半田と濡れやすい膜を
   形成した薄膜サーミスタチツプと、樹脂フイルム
   上に金属箔パターンを貼り合せた端子リード線と
   からなり、前記パツド部と金属箔パターンとが半
   田を介して熱圧着されていることを特徴とする薄
   膜温度センサ。