JPH11160163A

JPH11160163A - 回路板を有する電気的センサ特に温度センサ

Info

Publication number: JPH11160163A
Application number: JP10271119A
Authority: JP
Inventors: Karlheinz Dr Wienand; カールハインツ・ヴィーナント; Gernot Hacker; ゲールノート・ハッケル
Original assignee: Heraeus Sensor Nite International NV
Current assignee: Heraeus Sensor Nite International NV
Priority date: 1997-09-25
Filing date: 1998-09-25
Publication date: 1999-06-18
Also published as: EP0905493A1; DE29724000U1; NO983591L; KR19990029726A; EP0905493B1; DE19742236C2; DE19742236A1; NO983591D0

Abstract

(57)【要約】【課題】比較的簡単な構造を有し、100℃以上におけ
る精密な温度温度測定に適合し、しかも製造方法が自動
可能となるべき電気的センサを提供する。【解決手段】本発明の電気的センサ、特に温度センサ
は、接続ケーブルの接続導線と結合するための少なくと
も二つの接続接触フィールドを具備する回路板を有し、
第１の接続接触フィールドが回路板の前面上にあり、第
２の接続接触フィールドが回路板の後面上にあり、そし
てこの接続接触フィールドが、蛇行状の導電路を介して
センサとして働く被着された構成要素の接触片と結合さ
れる。実際にはＳＭＤ構成要素が被着され、それにより
センサの製造工程は著しくないし広範囲に自動化でき
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電気的絶縁性表面
を有する基板上に少なくとも一つの導電路を有し、前記
表面上に、接続ケーブルの接続導線の端部との電気的結
合のため導電路と結合される少なくとも二つの接続接触
フィールドが配置された回路板を具備する電気的セン
サ、特に温度センサに関する。

【０００２】DE 39 39 165 C1から、回路ボードとして
の合成物質−箔を有する温度センサであって、その導電
路が一端部にて抵抗層としての薄い被覆を有し測定抵抗
として働くセラミック薄板に結合される温度センサが周
知である。導電路は、合成物資−箔の抵抗と反対向きの
端部にはんだ接触片が用意されており、これが端子支持
体の接続部と、あるいは外方に通ずる接続ケーブの導線
と電気的に結合される。その際、並んで存在する導電路
の代わりに、ストリップ状の合成物質−箔の相対する面
上に存在する導電路を設けることも可能である。合成物
質−箔は、特にポリイミド−箔より成り、他方導電路は
銅または銅基材の合金より成る。この場合、比較的高価
につく構造が問題となる。何故ならば、センサは、例え
ば高級鋼より成る保護管内に挿入されるべきだからであ
る。

【０００３】さらに、ドイツ実用新案 295 04 105.6 か
ら、特に熱量測定用の温度フィーラーが周知であるが、
この温度フィーラは、２本の接続された絶縁電気導線を
有する電気的抵抗温度センサを有し、そして抵抗温度セ
ンサと両電気導線の間に不良熱伝導性物質より成る接続
ボードであってその上に電気導線の断面に関して小断面
の電気伝導線条が配置された接続ボードを備えている。
しかして、該電気伝導線状の長さは、抵抗温度センサと
両電気導線の、接続ボードの他の端部に存在する接続位
置間における接続ボードの長さよりも長い。電気導線と
電気伝導線条間の接触端末は、はんだ付けにより製造さ
れるから、この種の温度センサは、230℃の範囲のにお
けるより高い温度に対しては適当でない。

【０００４】WO95/18965から、金属ハウジングを具備す
る測定ガス用の測定フィーラーが周知であるが、このフ
ィーラーにあっては、センサ要素は、ハウジング内部に
おいてセンサチップの端部にて少なくとも一つの導電性
接触路と結合されている。センサチップの他端部には、
電気的接続線がセンサチップに溶接されるが、その際、
管の長手延在方向に実質的に平行に延在する保持部が設
けられており、そして該延在保持部は、レーザ溶接によ
って金属化によりセンサチップの下側に結合される。こ
こでも、測定フィーラーの比較的費用のかかる構造が問
題となる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、比較
的簡単な構造を有し、100℃以上における精密な温度測
定に適合し、しかも製造工程が十分に自動可能となるべ
き電気的センサを創作することにある。さらに、可能な
限り、センサ機能用のＳＭＤ構成要素が適用されるべき
である。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上述の課題は、本発明に
従えば、電気的絶縁性表面を有する基板上に少なくとも
一つの導電路を有し、前記表面上に、接続ケーブルの接
続導線の端部との電気的結合のため導電路と結合される
少なくとも二つの接続接触フィールドが配置された回路
板を具備する電気的センサ、特に温度センサにおいて、
接続導線端部との溶融工程による結合のため少なくとも
二つの接続接触フィールドが設けられ、回路板の前面上
に少なくとも一つの第１の接続接触フィールドが、後面
上に少なくとも一つの第２の接続接触フィールド（６）
が配置されて成る電気的センサによって解決される。

【０００７】本発明の特別の利益は、ケーブルと、マイ
クロチップ、接続部ならびに保護サックより成るセンサ
構成体とより成るケーブルセンサの非常に簡単で、それ
ゆえに自動化可能な加工にある。

【０００８】特許請求の範囲請求項１に従う対象物の有
利な実施形態は、請求項２〜９に提示されている。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下図面を参照して、本発明を好
ましい具体例について説明する。図１に従うと、例えば
エポキシド、トリアジン、ポリイミド（Ｐ１）またはフ
ルオリド（ＰＴＦＥ）のような耐温度性物質を基材とす
る電気的絶縁性基板より成る回路板１の前面２上に第１
の導電路７が設けられている。導電路７は、回路板１の
上部端部１４の領域に、接続導線１２の端部のはんだ付
けまたは溶接のために役立つ接続接触フィールド５と結
合されている。接続導線１２は、接続ケーブル４のここ
では図式的に図示されたケーブル被覆２０から、その絶
縁を剥がした端部が突出している。接続接触フィールド
は、5μmから500μmの範囲の厚さを有している。導電路
７は、5μmから500μの厚さを有し、平面図で蛇行状に
走るように形成されている。蛇行形状に基づき、接続接
触フィールド５と、相対する端部１５における電気的ま
たは電子的構成要素１１に対する接続部９との間には、
比較的高い熱抵抗が得られる。構成要素１１は、接触片
１６および１７により、回路板の接続フィールド（９，
１０）と溶融結合、好ましくはリフロー法ではんだ付け
により結合される。

【００１０】図２に従うと、回路板１の後面３上に、第
２の接続導線端部１３に対する他の接続接触フィールド
６が設けられているが、この接続接触フィールド６もま
た蛇行状導電路８と結合され、そして導電路８自体の方
は、接触貫通部１９を介して構成要素１１との結合のた
め図１に従う接続フィールド１０と結合される。基板１
は0.1〜1mmの範囲の厚さを有し、他方導電路７，８の層
は銅より成り、そして好ましい具体例においてほぼ３５
μm厚である。

【００１１】構成要素１１はＳＭＤチップとして構成さ
れるが、図１および２に従うと、この構成要素は、その
二つの接触片１６，１７で各接続フィールド９，１０を
介して両蛇行状導電路７，８と結合され、そして該導電
路自体の方は接続接触フィールド５，６を介して接続ケ
ーブルの一部である接続導線１２，１３の各端部と結合
される。回路板１の基板は、好ましくは、エポキシド、
トリアジン、ポリイミド（ＰＩ）またはフルオリド（Ｐ
ＴＦＥ）のような耐温度性物質から成るのがよいが、例
えばガラスまたはアルミニウム酸化物のような他の物質
を適用することも可能である。温度センサとしては、現
在の技術状態から、例えばDT 25 27 739A1から周知であ
る基板上に被着された白金を基材とする抵抗層が適用さ
れるのがよい。

【００１２】図３に従うと、接触片１６，１７をもつＳ
ＭＤ原理に従う構成要素１１が回路板１１の接続フィー
ルド９，１０上に配置されているが、このこの配置にあ
っては、電気的および機械的に堅固な結合がはんだ付け
によって得られる。接続フィールド９には、蛇行状に構
成された導電路７が接続されており、そしてこの導電路
７は、その比較的長い行程と薄い断面により、センサと
して働く構成要素１１と接続接触フィールド５との間に
十分な熱絶縁が配慮されている。接続接触フィールド５
上には、接続ケーブル４の接続導線端部１２の絶縁を剥
がした端部が載置され、これが溶融結合、好ましくはは
んだ付けにより接続接触フィールド５と結合されてい
る。

【００１３】図４を参照すると、この図には、回路板１
の後面３に存在する蛇行導電路８が示されており、そし
てこの導電路８も同様に、その蛇行構造と薄い導体断面
に基づき、図３の構成要素１１の接続フィールド１０に
対する接触貫通部１９と、接続ケーブル４の接続導線端
部１３に対する接続接触フィールド６との間に高い熱絶
縁が配慮されている。回路板１は、その後面の範囲に、
温度センサとして働く構成要素１１をできるだけ広く周
囲雰囲気に曝し、膨張の相違による機械的ストレスを最
小化し、起こり得るフラックスの沈積を避けるため、切
欠き２１を有している。

【００１４】さらに、図４に示すように、回路板１上に
保護サック２２を矢印２３の方向に押し込むことが可能
である。ここでは、図を簡潔にするためにこの保護サッ
クを断片的にのみ示してあるが、実際には、保護サック
２２は回路板１の端部１５から相対する端部１４まで達
し、接続接触フィールド５および６をも接続ケーブル４
の接続導線端部１２および１３とともに包み込む。

【００１５】以上本発明を好ましい具体例に説明した
が、本発明はここに図示説明される具体例に限定される
ものでなく、特許請求の範囲に記載される本発明の技術
思想から逸脱することなく、種々の変更、変形をないし
得ることは当業者には容易に理解できよう。

【図面の簡単な説明】

【図１】回路板の前面を示す概略線図である。

【図２】図１の回路板の前面上に似た導電路と接続接触
フィールドが形成されている回路板の後面を示す概略線
図である。

【図３】図１の線ＡＢに沿う輪郭図である。

【図４】センサ装置としての被着構成要素を有する回路
板回路板の前面を示す斜視図である。

【図５】回路板を有するセンサ装置の後面図で、回路板
に対する保護サックをも断片で示す図である。

【符号の説明】

１回路板２回路板の前面３回路板の後面４接続ケーブル５，６接続接触フィールド７，８導電路９，１０接続フィールド１１構成要素１２接続導線１３接続導線端部１４，１５回路板の端部１６，１７接触片１９接触貫通部２２保護サック

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電気的絶縁性表面を有する基板上に少な
くとも一つの導電路（７，８）を有し、前記表面上に、
接続ケーブル（４）の接続導線（１２，１３）の端部と
の電気的結合のため導電路と結合される少なくとも二つ
の接続接触フィールド（５，６）が配置された回路板
（１）を具備する電気的センサ、特に温度センサにおい
て、接続導線端部（１２，１３）との溶融工程による結
合のため少なくとも二つの接続接触フィールド（５，
６）が設けられ、回路板（１）の前面（２）上に少なく
とも一つの第１の接続接触フィールドが、後面（３）上
に少なくとも一つの第２の接続接触フィールド（６）が
配置されていることを特徴とする電気的センサ。
【請求項２】導電路（７，８）が少なくとも接続接触
フィールド（５，６）の範囲内において平面として構成
される請求項１記載の電気的センサ。
【請求項３】基板が耐温度性物質、特にエポキシド、
トリアジン、ポリイミド（ＰＩ）またはフルオリド（Ｐ
ＴＦＥ）より成る請求項１または２記載の電気的セン
サ。
【請求項４】少なくとも二つの接続接触フィールド
（５，６）が各一つの導電路（７，８）と結合されてお
り、電極として構成されている請求項１〜３のいずれか
に記載の電気的センサ。
【請求項５】縦長の回路板（１）の同じ端部（１４）
に接続接触フィールド（５，６）が配置され、回路板
（１）の接続接触フィールド（５，６）に相対する端部
（１５）の範囲に構成要素（１１）が設けられ、そして
該構成要素が少なくとも二つの接触片（１６，１７）に
より接続フィールド（９，１０）を介して各導電路
（７，８）と結合されている請求項１〜３のいずれかに
記載の電気的センサ。
【請求項６】構成要素（１１）と導電路（７，８）と
の接触のため平面に存する二つの接続フィールド（９，
１０）が設けられ、この接続フィールドの内の一つが回
路板（１）を貫く接触貫通部（１９）により回路板
（１）の相対する面（３）上に存する導電路（８）と電
気的に結合されている請求項５記載の電気的センサ。
【請求項７】構成要素（１１）の接触片（１６，１
７）が、溶融結合により接続フィールド（９，１０）と
結合される請求項５または６記載の電気的センサ。
【請求項８】電気的構成要素（１１）が温度センサで
ある請求項５〜７のいずれかに記載の電気的センサ。
【請求項９】回路板上に耐高温度性保護サック（２
２）が押し込まれている請求項１〜８のいずれかに記載
の電気的センサ。