JPH075050A - 温度センサ - Google Patents
温度センサInfo
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- JPH075050A JPH075050A JP16981893A JP16981893A JPH075050A JP H075050 A JPH075050 A JP H075050A JP 16981893 A JP16981893 A JP 16981893A JP 16981893 A JP16981893 A JP 16981893A JP H075050 A JPH075050 A JP H075050A
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- JP
- Japan
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- thin film
- insulating substrate
- temperature sensor
- metal thin
- film resistance
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 コストダウンを図り、またより一層薄型化す
る。 【構成】 ポリイミドフィルムからなる絶縁基板１１の
上面にはＮｉからなる金属薄膜測温抵抗体１２、接続端
子１３、１４およびリード線１５が設けられ、金属薄膜
測温抵抗体１２を含む絶縁基板１１の上面中央部にはＺ
ｎＳ−ＣｅＯ2からなる保護膜１６が設けられている。
この場合、絶縁基板１１の上面に薄膜測温抵抗体として
の金属薄膜１２を形成すればよいので、アルミナ基板の
上面にＳｉＣ薄膜測温抵抗体を設けた構造の薄膜サーミ
スタと比較して、高温熱処理を行う必要がなく、製造工
程数が減少し、コストダウンを図ることができる。ま
た、絶縁基板１１が可撓性を有しているので、その厚さ
を可及的に薄くしても、絶縁基板１１が破損することが
なく、したがってより一層薄型化することができる。
る。 【構成】 ポリイミドフィルムからなる絶縁基板１１の
上面にはＮｉからなる金属薄膜測温抵抗体１２、接続端
子１３、１４およびリード線１５が設けられ、金属薄膜
測温抵抗体１２を含む絶縁基板１１の上面中央部にはＺ
ｎＳ−ＣｅＯ2からなる保護膜１６が設けられている。
この場合、絶縁基板１１の上面に薄膜測温抵抗体として
の金属薄膜１２を形成すればよいので、アルミナ基板の
上面にＳｉＣ薄膜測温抵抗体を設けた構造の薄膜サーミ
スタと比較して、高温熱処理を行う必要がなく、製造工
程数が減少し、コストダウンを図ることができる。ま
た、絶縁基板１１が可撓性を有しているので、その厚さ
を可及的に薄くしても、絶縁基板１１が破損することが
なく、したがってより一層薄型化することができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は温度センサに関する。
【０００２】
【従来の技術】平面的で小型の温度センサとしては、例
えば図４（Ａ）および（Ｂ）に示すような薄膜サーミス
タが知られている。この薄膜サーミスタでは、ガラスや
セラミックス等の非金属無機材料からなる絶縁基板１の
上面中央部に一対の櫛歯状の電極２、３が互いに食い込
むように設けられ、両電極２、３を含む絶縁基板１の上
面中央部に方形状のＳｉＣ薄膜測温抵抗体４が設けら
れ、ＳｉＣ薄膜測温抵抗体４を含む絶縁基板１の全上面
にガラスからなる保護膜５が設けられ、両電極２、３の
各一端部にリード線６、７が接続された構造となってい
る。
えば図４（Ａ）および（Ｂ）に示すような薄膜サーミス
タが知られている。この薄膜サーミスタでは、ガラスや
セラミックス等の非金属無機材料からなる絶縁基板１の
上面中央部に一対の櫛歯状の電極２、３が互いに食い込
むように設けられ、両電極２、３を含む絶縁基板１の上
面中央部に方形状のＳｉＣ薄膜測温抵抗体４が設けら
れ、ＳｉＣ薄膜測温抵抗体４を含む絶縁基板１の全上面
にガラスからなる保護膜５が設けられ、両電極２、３の
各一端部にリード線６、７が接続された構造となってい
る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
薄膜サーミスタでは、ＳｉＣ薄膜測温抵抗体４を形成す
る場合、高周波スパッタによりＳｉＣ薄膜を形成し、次
いで焼結している。したがって、高温熱処理が必要であ
り、製造工程数が多くなり、コスト高になるという問題
があった。また、非金属無機材料からなる絶縁基板１は
可撓性を有していないため比較的もろく、その厚さを薄
くし過ぎると破損してしまうので、薄型化に限界がある
という問題があった。この結果、装置全体が厚くなり、
応答速度も遅くなる、という欠点を有するものであっ
た。この発明の目的は、コストダウンを図ることがで
き、またより一層薄型化し、これによって応答速度を早
めることのできる温度センサを提供することにある。
薄膜サーミスタでは、ＳｉＣ薄膜測温抵抗体４を形成す
る場合、高周波スパッタによりＳｉＣ薄膜を形成し、次
いで焼結している。したがって、高温熱処理が必要であ
り、製造工程数が多くなり、コスト高になるという問題
があった。また、非金属無機材料からなる絶縁基板１は
可撓性を有していないため比較的もろく、その厚さを薄
くし過ぎると破損してしまうので、薄型化に限界がある
という問題があった。この結果、装置全体が厚くなり、
応答速度も遅くなる、という欠点を有するものであっ
た。この発明の目的は、コストダウンを図ることがで
き、またより一層薄型化し、これによって応答速度を早
めることのできる温度センサを提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】この発明は、可撓性を有
する絶縁基板と、この絶縁基板の上面に設けられた金属
薄膜測温抵抗体と、この金属薄膜測温抵抗体を含む前記
絶縁基板の上面に設けられた保護膜とを具備したもので
ある。
する絶縁基板と、この絶縁基板の上面に設けられた金属
薄膜測温抵抗体と、この金属薄膜測温抵抗体を含む前記
絶縁基板の上面に設けられた保護膜とを具備したもので
ある。
【０００５】
【作用】この発明によれば、絶縁基板の上面に薄膜測温
抵抗体としての金属薄膜を形成すればよいので、高温熱
処理を行う必要がなく、製造工程数が減少し、コストダ
ウンを図ることができる。また、可撓性を有する絶縁基
板を用いているので、絶縁基板の厚さを可及的に薄くし
ても、絶縁基板が破損することがなく、したがってより
一層薄型化することが可能であり、この結果、応答速度
を向上することができる。
抵抗体としての金属薄膜を形成すればよいので、高温熱
処理を行う必要がなく、製造工程数が減少し、コストダ
ウンを図ることができる。また、可撓性を有する絶縁基
板を用いているので、絶縁基板の厚さを可及的に薄くし
ても、絶縁基板が破損することがなく、したがってより
一層薄型化することが可能であり、この結果、応答速度
を向上することができる。
【０００６】
【実施例】図１（Ａ）および（Ｂ）はこの発明の一実施
例における温度センサの要部を示したものである。この
温度センサは可撓性を有する方形状の絶縁基板１１を備
えている。絶縁基板１１は、ポリイミドフィルム、ポリ
エステルフィルム等の有機樹脂フィルム、あるいは上面
を絶縁膜で被覆されたＮｉ箔、Ａｌ箔、Ｃｕ箔、ステン
レス箔等の金属箔からなっている。絶縁基板１１の厚さ
は、その種類に関係なく、０．２ｍｍ以下となってい
る。絶縁基板１１の厚さをこのように薄くしても、絶縁
基板１１が可撓性を有しているので、絶縁基板１１が破
損することはない。
例における温度センサの要部を示したものである。この
温度センサは可撓性を有する方形状の絶縁基板１１を備
えている。絶縁基板１１は、ポリイミドフィルム、ポリ
エステルフィルム等の有機樹脂フィルム、あるいは上面
を絶縁膜で被覆されたＮｉ箔、Ａｌ箔、Ｃｕ箔、ステン
レス箔等の金属箔からなっている。絶縁基板１１の厚さ
は、その種類に関係なく、０．２ｍｍ以下となってい
る。絶縁基板１１の厚さをこのように薄くしても、絶縁
基板１１が可撓性を有しているので、絶縁基板１１が破
損することはない。
【０００７】絶縁基板１１の上面中央部には、高周波ス
パッタにより、直線的に蛇行する線状の金属薄膜測温抵
抗体１２が設けられている。金属薄膜測温抵抗体１２
は、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｃｏ、Ｆｅ、Ｂｅ、Ｍｎ、Ｒｂ、Ｓｂ
等の温度係数の大きな金属からなっている。絶縁基板１
１の上面の一の対角線上の両端部には外部の定電流供給
回路（図示せず）に接続される第１の接続端子１３が設
けられ、他の対角線上の両端部には外部の電圧測定回路
（図示せず）に接続される第２の接続端子１４が設けら
れている。また、一方側の２つの接続端子１３、１４を
金属薄膜測温抵抗体１２の一端部に接続するリード線１
５および他方側の２つの接続端子１３、１４を金属薄膜
測温抵抗体１２の他端部に接続するリード線１５が絶縁
基板１１の上面の各所定の個所に設けられている。接続
端子１３、１４およびリード線１５は、素子構造をシン
プルにするため、金属薄膜測温抵抗体１２と同一の材料
からなっている。
パッタにより、直線的に蛇行する線状の金属薄膜測温抵
抗体１２が設けられている。金属薄膜測温抵抗体１２
は、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｃｏ、Ｆｅ、Ｂｅ、Ｍｎ、Ｒｂ、Ｓｂ
等の温度係数の大きな金属からなっている。絶縁基板１
１の上面の一の対角線上の両端部には外部の定電流供給
回路（図示せず）に接続される第１の接続端子１３が設
けられ、他の対角線上の両端部には外部の電圧測定回路
（図示せず）に接続される第２の接続端子１４が設けら
れている。また、一方側の２つの接続端子１３、１４を
金属薄膜測温抵抗体１２の一端部に接続するリード線１
５および他方側の２つの接続端子１３、１４を金属薄膜
測温抵抗体１２の他端部に接続するリード線１５が絶縁
基板１１の上面の各所定の個所に設けられている。接続
端子１３、１４およびリード線１５は、素子構造をシン
プルにするため、金属薄膜測温抵抗体１２と同一の材料
からなっている。
【０００８】金属薄膜測温抵抗体１２を含む絶縁基板１
１の上面中央部には高周波スパッタにより保護膜１６が
設けられている。保護膜１６は、ＺｎＳ−ＣｅＯ2、Ｓ
ｉＯ2−ＡｌＮ、ＳｉＣ等の耐摩耗性絶縁材料からなっ
ている。
１の上面中央部には高周波スパッタにより保護膜１６が
設けられている。保護膜１６は、ＺｎＳ−ＣｅＯ2、Ｓ
ｉＯ2−ＡｌＮ、ＳｉＣ等の耐摩耗性絶縁材料からなっ
ている。
【０００９】このように、この温度センサでは、絶縁基
板１１の上面に薄膜測温抵抗体としての金属薄膜１２を
形成すればよいので、高温熱処理を行う必要がなく、製
造工程数が減少し、コストダウンを図ることができる。
また、有機材料や金属材料からなる可撓性を有する絶縁
基板１１を用いているので、絶縁基板１１の厚さを可及
的に薄くしても、絶縁基板１１が破損することがなく、
したがってより一層薄型化することができる。ところ
で、この温度センサの抵抗−温度特性は、図２に示すよ
うに、正特性であって直線的である。これに対して、図
４に示す薄膜サーミスタの場合には、図５に示すよう
に、負特性であって非直線的である。
板１１の上面に薄膜測温抵抗体としての金属薄膜１２を
形成すればよいので、高温熱処理を行う必要がなく、製
造工程数が減少し、コストダウンを図ることができる。
また、有機材料や金属材料からなる可撓性を有する絶縁
基板１１を用いているので、絶縁基板１１の厚さを可及
的に薄くしても、絶縁基板１１が破損することがなく、
したがってより一層薄型化することができる。ところ
で、この温度センサの抵抗−温度特性は、図２に示すよ
うに、正特性であって直線的である。これに対して、図
４に示す薄膜サーミスタの場合には、図５に示すよう
に、負特性であって非直線的である。
【００１０】ここで、具体的な一例について説明する。
絶縁基板１１として３ｍｍ角で厚さが０．２ｍｍのポリ
イミドフィルムを用意した。この絶縁基板１１の上面に
Ｎｉからなる金属薄膜測温抵抗体１２、接続端子１３、
１４およびリード線１５を形成した。この場合、接続端
子１３、１４の寸法は１ｍｍ角であり、金属薄膜測温抵
抗体１２が形成される領域の面積は約１ｍｍ2にすぎな
い。また、金属薄膜測温抵抗体１２の膜厚は約２０００
Å、線幅は１８μｍ、全長は３２ｍｍとなるようにし
た。さらに、金属薄膜測温抵抗体１２を含む絶縁基板１
１の上面中央部にＺｎＳ−ＣｅＯ2からなる保護膜１６
を厚さ約１０００Åに形成した。
絶縁基板１１として３ｍｍ角で厚さが０．２ｍｍのポリ
イミドフィルムを用意した。この絶縁基板１１の上面に
Ｎｉからなる金属薄膜測温抵抗体１２、接続端子１３、
１４およびリード線１５を形成した。この場合、接続端
子１３、１４の寸法は１ｍｍ角であり、金属薄膜測温抵
抗体１２が形成される領域の面積は約１ｍｍ2にすぎな
い。また、金属薄膜測温抵抗体１２の膜厚は約２０００
Å、線幅は１８μｍ、全長は３２ｍｍとなるようにし
た。さらに、金属薄膜測温抵抗体１２を含む絶縁基板１
１の上面中央部にＺｎＳ−ＣｅＯ2からなる保護膜１６
を厚さ約１０００Åに形成した。
【００１１】そして、一対の第１の接続端子１３間に
０．１ｍＡの定電流を流した状態で、ポリ塩化ビニリデ
ン等からなるサランラップで包んで室温（２５℃）状態
にあるこの温度センサを約３８℃のエチルアルコールに
素早く漬けて、一対の第２の接続端子１４を介して金属
薄膜測温抵抗体１２の温度（抵抗値）の時間的変化を測
定したところ、図３に示す結果が得られた。この図から
明らかなように、約７秒で熱平衡状態に達している。こ
の場合、電子体温計のＪＩＳ規格の定義（恒温槽温度と
室温の差の９０％の温度に到達する時間）に基づく応答
時間は約１．４秒と高速なものであった。これは、従来
発表されている、この種温度センサの最高のものに比
し、２倍以上の応答速度である。
０．１ｍＡの定電流を流した状態で、ポリ塩化ビニリデ
ン等からなるサランラップで包んで室温（２５℃）状態
にあるこの温度センサを約３８℃のエチルアルコールに
素早く漬けて、一対の第２の接続端子１４を介して金属
薄膜測温抵抗体１２の温度（抵抗値）の時間的変化を測
定したところ、図３に示す結果が得られた。この図から
明らかなように、約７秒で熱平衡状態に達している。こ
の場合、電子体温計のＪＩＳ規格の定義（恒温槽温度と
室温の差の９０％の温度に到達する時間）に基づく応答
時間は約１．４秒と高速なものであった。これは、従来
発表されている、この種温度センサの最高のものに比
し、２倍以上の応答速度である。
【００１２】ところで、応答速度の向上を図るには、絶
縁基板の熱容量を小さくする必要がある。熱容量は比熱
・体積・密度の積として求められるものであり、上述の
０．２×３×３ｍｍ3のポリイミドフィルムでは７．２
×１０-4ｃａｌ／℃である。金属薄膜測温抵抗体１２の
線幅を５〜１０μｍ程度とすれば絶縁基板の大きさ（接
続端子１３、１４を含む）を２．５×２．５ｍｍ2とす
ることができ、この場合ポリイミドフィルムの厚さを
０．０２５ｍｍにすると、熱容量は、上述の場合の１／
１０以下である０．６×１０-4ｃａｌ／℃程度となり、
この程度の熱容量であれば、応答時間がさらに半減する
ことになる。以上の通り、絶縁基板１１の熱容量を小さ
くすることにより、応答時間を早くすることが可能であ
り、したがって、絶縁基板１１の面積が定まっていると
するならば、その厚さを薄くするほど、応答時間を速く
することができる。本実施例の場合、熱容量が７．２×
１０-4ｃａｌ／℃の絶縁基板を用いて、応答時間を従来
の半分以下とすることができた。このことから、熱容量
が１×１０-3ｃａｌ／℃以下の絶縁基板であれば、その
応答速度は従来のものよりも向上されたものであること
が理解される。
縁基板の熱容量を小さくする必要がある。熱容量は比熱
・体積・密度の積として求められるものであり、上述の
０．２×３×３ｍｍ3のポリイミドフィルムでは７．２
×１０-4ｃａｌ／℃である。金属薄膜測温抵抗体１２の
線幅を５〜１０μｍ程度とすれば絶縁基板の大きさ（接
続端子１３、１４を含む）を２．５×２．５ｍｍ2とす
ることができ、この場合ポリイミドフィルムの厚さを
０．０２５ｍｍにすると、熱容量は、上述の場合の１／
１０以下である０．６×１０-4ｃａｌ／℃程度となり、
この程度の熱容量であれば、応答時間がさらに半減する
ことになる。以上の通り、絶縁基板１１の熱容量を小さ
くすることにより、応答時間を早くすることが可能であ
り、したがって、絶縁基板１１の面積が定まっていると
するならば、その厚さを薄くするほど、応答時間を速く
することができる。本実施例の場合、熱容量が７．２×
１０-4ｃａｌ／℃の絶縁基板を用いて、応答時間を従来
の半分以下とすることができた。このことから、熱容量
が１×１０-3ｃａｌ／℃以下の絶縁基板であれば、その
応答速度は従来のものよりも向上されたものであること
が理解される。
【００１３】これに対して、ガラスやセラミックス等の
非金属無機材料からなる絶縁基板を用いる場合には、こ
れらの材料には可撓性がないためにその厚さをあまり薄
くすることができないので、応答時間をあまり速くする
ことはできない。
非金属無機材料からなる絶縁基板を用いる場合には、こ
れらの材料には可撓性がないためにその厚さをあまり薄
くすることができないので、応答時間をあまり速くする
ことはできない。
【００１４】なお、この温度センサでは、保護膜１６に
測定対象物を直接接触させて測定対象物の温度を測定す
るようになっているが、例えば絶縁基板１１を赤外線を
吸収する黒色の樹脂フィルムによって形成した場合に
は、非接触型とすることもできる。
測定対象物を直接接触させて測定対象物の温度を測定す
るようになっているが、例えば絶縁基板１１を赤外線を
吸収する黒色の樹脂フィルムによって形成した場合に
は、非接触型とすることもできる。
【００１５】
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、絶縁基板の上面に薄膜測温抵抗体としての金属薄膜
を形成すればよいので、高温熱処理を行う必要がなく、
製造工程数が減少し、コストダウンを図ることができ
る。また、可撓性を有する絶縁基板を用いているので、
絶縁基板の厚さを可及的に薄くしても、絶縁基板が破損
することがなく、したがってより一層薄型化することが
できる。また、薄型化により熱容量が小さくなるので、
応答速度を早めることができる。
ば、絶縁基板の上面に薄膜測温抵抗体としての金属薄膜
を形成すればよいので、高温熱処理を行う必要がなく、
製造工程数が減少し、コストダウンを図ることができ
る。また、可撓性を有する絶縁基板を用いているので、
絶縁基板の厚さを可及的に薄くしても、絶縁基板が破損
することがなく、したがってより一層薄型化することが
できる。また、薄型化により熱容量が小さくなるので、
応答速度を早めることができる。
【図１】（Ａ）はこの発明の一実施例における温度セン
サの要部の平面図、（Ｂ）はそのＢ−Ｂ線に沿う断面
図。
サの要部の平面図、（Ｂ）はそのＢ−Ｂ線に沿う断面
図。
【図２】この温度センサの抵抗−温度特性を示す図。
【図３】この温度センサの応答特性を示す図。
【図４】（Ａ）は従来の温度センサの一例としての薄膜
サーミスタの一部の平面図、（Ｂ）はそのＢ−Ｂ線に沿
う断面図。
サーミスタの一部の平面図、（Ｂ）はそのＢ−Ｂ線に沿
う断面図。
【図５】この薄膜サーミスタの抵抗−温度特性を示す
図。
図。
１１ 絶縁基板 １２ 金属薄膜測温抵抗体 １３ 第１の接続端子 １４ 第２の接続端子 １５ リード線 １６ 保護膜
Claims (4)
- 【請求項１】 可撓性を有する絶縁基板と、この絶縁基
板の上面に設けられた金属薄膜測温抵抗体と、この金属
薄膜測温抵抗体を含む前記絶縁基板の上面に設けられた
保護膜とを具備することを特徴とする温度センサ。 - 【請求項２】 前記絶縁基板は、ポリイミドフィルム、
ポリエステルフィルム等の樹脂フィルム、あるいは上面
を絶縁膜で被覆されたＮｉ箔、Ａｌ箔、Ｃｕ箔、ステン
レス箔等の金属箔からなることを特徴とする請求項１記
載の温度センサ。 - 【請求項３】 前記絶縁基板は、その熱容量が１×１０
-3ｃａｌ／℃以下であることを特徴とする請求項１記載
の温度センサ。 - 【請求項４】 前記絶縁基板の上面には、外部の定電流
供給回路に接続される第１の接続端子および外部の電圧
測定回路に接続される第２の接続端子が前記金属薄膜測
温抵抗体と接続されて設けられていることを特徴とする
請求項１記載の温度センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16981893A JPH075050A (ja) | 1993-06-17 | 1993-06-17 | 温度センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16981893A JPH075050A (ja) | 1993-06-17 | 1993-06-17 | 温度センサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH075050A true JPH075050A (ja) | 1995-01-10 |
Family
ID=15893472
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16981893A Pending JPH075050A (ja) | 1993-06-17 | 1993-06-17 | 温度センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH075050A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5039598A (en) * | 1989-12-29 | 1991-08-13 | Xerox Corporation | Ionographic imaging system |
| DE19621689A1 (de) * | 1996-05-30 | 1997-12-04 | Ego Elektro Geraetebau Gmbh | Elektrischer Widerstands-Temperaturfühler |
| US7500780B2 (en) | 2002-11-05 | 2009-03-10 | Nitto Denko Corporation | Flexible wired circuit board for temperature measurement |
| JP2012067502A (ja) * | 2010-09-23 | 2012-04-05 | Mitsubishi Materials Corp | 温度センサ付き窓ガラス |
| JP2013004640A (ja) * | 2011-06-15 | 2013-01-07 | Mitsubishi Materials Corp | サーミスタ材料、温度センサおよびその製造方法 |
| WO2024084763A1 (ja) * | 2022-10-17 | 2024-04-25 | Koa株式会社 | 温度センサーおよび電流検出装置 |
-
1993
- 1993-06-17 JP JP16981893A patent/JPH075050A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5039598A (en) * | 1989-12-29 | 1991-08-13 | Xerox Corporation | Ionographic imaging system |
| DE19621689A1 (de) * | 1996-05-30 | 1997-12-04 | Ego Elektro Geraetebau Gmbh | Elektrischer Widerstands-Temperaturfühler |
| US7500780B2 (en) | 2002-11-05 | 2009-03-10 | Nitto Denko Corporation | Flexible wired circuit board for temperature measurement |
| JP2012067502A (ja) * | 2010-09-23 | 2012-04-05 | Mitsubishi Materials Corp | 温度センサ付き窓ガラス |
| JP2013004640A (ja) * | 2011-06-15 | 2013-01-07 | Mitsubishi Materials Corp | サーミスタ材料、温度センサおよびその製造方法 |
| WO2024084763A1 (ja) * | 2022-10-17 | 2024-04-25 | Koa株式会社 | 温度センサーおよび電流検出装置 |
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