KR101646708B1 - 온도 센서 소자 및 그 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 온도 센서 소자에 관한 것으로서, 상기 온도 센서 소자의 한 특징은 온도 센서용 세라믹 소자, 상기 온도 센서용 세라믹 소자의 제1 면에 위치하고 있는 제1 전극, 상기 제1 면의 반대편에 위치하는 상기 온도 센서용 세라믹 소자의 제2 면에 위치하고 있는 제2 전극, 상기 제1 전극과 연결되어 있는 제1 리드선, 그리고 상기 제2 전극과 연결되어 있는 제2 리드선을 포함하는 온도 센서부, 그리고 상기 온도 센서부를 에워싸고 있고 상기 온도 센서부와 이격되게 위치하는 보호부를 포함한다. 이로 인해, 온도 변화가 큰 환경에서 보호부와 온도 센서용 세라믹 소자 간의 열팽챙계수 차이에 의한 내부응력과 균열이 보호부에 발생하는 것을 막아 온도 센서 소자의 파손 현상을 크게 감소시키고, 보호부의 재료가 온도 센서용 세라믹 소자의 결정 구조로 침투하여 온도 센서용 세라믹 소자의 저항 특성을 변화시키는 것을 방지하여 온도 센서 소자 제작의 효율성을 높인다.

Description

온도 센서 소자 및 그 제조 방법{TEMPERATURE SENSOR ELEMENT AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME}
본 발명은 온도 센서 소자 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
온도 센서 소자는 공기나 물과 같은 유체나 벽면 등의 온도에 따라 저항값이 변하여 정해진 저항값에 해당하는 전류 등과 같은 전기 신호를 출력하는 소자이다.
이러한 온도 센서 소자의 한 종류로서는 부 온도 계수(NTC, negative temperature coefficient) 특성을 갖고 있는 서미스터(thermistor)가 존재한다.
다음, 도 1에 종래의 CIG(chip-in glass)형태의 온도 센서 소자의 구조를 도시한다.
도 1에 도시한 것처럼, 종래의 온도 센서 소자는 온도 센서용 세라믹 소자(10), 온도 센서용 세라믹 소자(10)의 상부면과 하부면에 각각 위치하고 있는 제1 및 제2 전극(21, 22), 제1 및 제2 전극(21, 22)에 각각 연결되어 있는 제1 및 제2 리드선(lead line)(31, 32), 그리고 온도 센서용 세라믹 소자(10), 제1 및 제2 전극(21, 22)과 및 제1 및 제2 리드선(31, 32)을 에워싸고 있는 유리질 보호부(40)를 구비한다.
이때, 온도 센서용 세라믹 소자(10)는 반도성 세라믹 재료를 소결하여 형성되며, 감지된 온도에 따라 저항값이 변한다.
제1 및 제2 전극(21, 22)은 주로 은(Ag), 금(Au), 은-팔라듐 합금(AgPd)계 물질과 같이 양호한 전도성 특성을 갖는 도전성 물질로 이루어져 있고, 온도 센서용 세라믹 소자(10)와의 오믹 콘택(ohmic contact)을 형성하여 온도 센서용 세라믹 소자(10)와 제1 및 제2 리드선(31, 32)과의 전기적인 접촉성을 향상시킨다.
제1 및 제2 리드선(31, 32)은 제1 및 제2 전극(21, 22)에 각각 연결되어 있고, 외부로부터 해당 크기의 전기 신호를 제1 및 제2 전극(21, 21)에 입력하거나 제1 및 제2 전극(21, 22)으로부터의 전기 신호를 출력하는 단자로 기능한다.
이러한 리드선(31, 32) 역시 제1 및 제2 전극(21, 22)과의 전기적인 연결을 위해 도전성 물질로 이루어지고, 예를 들어, 니켈(Ni), 구리(Cu), 금(Au), 백금(Pt), 니켈-구리(Ni-Cu)합금계, 니켈-철(Ni-Fe)합금계, 니켈-크롬(Ni-Cr)합금계 물질을 사용한다.
유리질 보호부(40)는 투명하고 절연성을 갖는 유리 물질로 이루어져 있고, 온도 센서용 세라믹 소자(10)를 보호하고 온도 센서용 세라믹 소자(10)에 부착되어 있는 제1 및 제2 리드선(31, 32)의 위치를 고정한다.
하지만, 이러한 온도 센서 소자가 온도 변화가 큰 환경, 예를 들어 -50oC~1000oC의 광대역 온도 변화 환경에서 사용할 경우 온도 센서 소자는 큰 열 충격을 겪게 되는데, 온도 센서 소자를 구성하고 있는 온도 센서용 세라믹 소자, 리드선, 유리질 보호부의 열팽창 계수가 각기 다르기 때문에, 이러한 열팽창 계수 차이에 의해 유리 보호부에 균열이 만들어지거나 파괴가 발생한다.
또한, 유리질 보호부(40)를 온도 센서용 세라믹 소자(10)와 밀착 봉지(sealing)시키기 위하여 고온에서 열처리하는 공정 중에 유리 보호부(40)의 일부 유리 성분이 특정 조성의 세라믹 온도 센서용 세라믹 소자(10) 표면의 입계에 침투 확산하여 온도 센서용 세라믹 소자(10)의 저항 특성을 변하게 함으로써 온도 센서 소자의 제작을 어렵게 하는 문제점도 발생한다.
따라서 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 고온에서 유리 봉지 공정 중 온도 센서용 세라믹 소자의 특정 조성에 대해 유리 성분의 입계 침투성을 방지하여 온도 센서 소자 제작의 효율성을 높이고, 온도 센서 소자의 유리 보호부의 파손 현상을 감소시켜 사용자의 만족도를 향상시키기 위한 것이다.
본 발명의 한 특징에 따른 온도 센서 소자는 온도 센서용 세라믹 소자, 상기 온도 센서용 세라믹 소자의 제1 면에 위치하고 있는 제1 전극, 상기 제1 면의 반대편에 위치하는 상기 온도 센서용 세라믹 소자의 제2 면에 위치하고 있는 제2 전극, 상기 제1 전극과 연결되어 있는 제1 리드선, 그리고 상기 제2 전극과 연결되어 있는 제2 리드선을 포함하는 온도 센서부, 그리고 상기 온도 센서부를 에워싸고 있고 상기 온도 센서부와 이격되게 위치하는 보호부를 포함한다.
상기 보호부는 상기 온도 센서부에 인접하게 위치한 제1 보호 튜브와 상기 제1 보호 튜브 위에 위치하여 상기 제1 보호 튜브와 접해 있는 제2 보호 유리질층을 포함하는 것이 좋다.
상기 제1 보호 튜브는 납 유리, 붕규산계 유리, 소다 라임 규산염계 유리 또는 소듐 포타슘 바륨 규산염계 유리, 소듐 포타슘 바륨 규산염계 유리, 알루미나계 세라믹 소재, 지르코니아계 세라믹 소재, 마그네시아계 세라믹 소재, 또는 실리카계 세라믹 소재로 이루어질 수 있다.
상기 제2 보호 유리질층은 납 유리, 붕규산계 유리, 소다 라임 규산염계 유리 또는 소듐 포타슘 바륨 규산염계 유리로 이루어질 수 있다.
상기 제1 보호 튜브의 길이는 적어도 상기 온도 센서용 세라믹 소자의 길이와 같거나 이상이고, 온도 센서부의 길이보다는 짧은 것이 바람직하다.
상기 제1 보호 튜브는 원통, 타원 또는 육면체의 형태를 가질 수 있다.
상기 제2 보호 튜브의 봉지 온도는 상기 제1 보호 튜브의 봉지 온도보다 낮은 것이 바람직하다.
상기 온도 센서 소자는 -50℃~300℃의 온도를 감지하는 온도 센서인 저온용 온도 센서 소자, 300℃~500℃의 온도를 감지하는 온도 센서인 중온용 온도 센서 소자, 500℃~1000℃의 온도를 감지하는 온도 센서인 고온용 온도 센서 소자, 또는 -50℃~1100℃의 온도를 감지하는 온도 센서인 광대역 온도 센서 소자일 수 있다.
본 발명의 다른 특징에 따른 온도 센서 소자의 제조 방법은 온도 센서용 세라믹 소자의 제1 면과 제2 면에 각각 제1 전극과 제2 전극을 형성하는 단계, 제1 예비 리드선의 일측 단부와 상기 제2 예비 리드선의 일측 단부에 각각 도전성 페이스트를 묻히는 단계, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 위에 각각 상기 도전성 페이스트가 묻은 상기 제1 예비 리드선과 상기 제2 예비 리드선을 위치시키는 단계, 상기 제1 예비 리드선의 상기 도전성 페이스트와 상기 제2 예비 리드선의 상기 도전성 페이스트를 열처리하여 상기 제1 예비 리드선을 상기 제1 전극과 접착시키고 상기 제2 예비 리드선을 상기 제2 전극과 접착시켜, 상기 제1 전극과 연결된 제1 리드선과 상기 제2 전극과 연결된 제2 리드선을 형성하는 단계, 상기 온도 센서용 세라믹 소자, 상기 제1 및 제2 전극과 상기 제1 및 제2 리드선을 구비한 온도 센서부에 제1 보호 튜브를 씌우는 단계, 상기 제1 보호 튜브 위에 제2 보호 튜브를 씌우는 단계, 그리고 상기 제2 보호 튜브를 열처리하여 상기 제2 보호 튜브의 점도를 감소시켜 상기 온도 센서부를 밀봉하는 보호부를 형성하는 단계를 포함한다.
상기 제1 전극과 상기 제2 전극의 형성 단계는 상기 온도 센서용 세라믹 소자의 상기 제1 면과 상기 제2 면에 각각 도전성 페이스트를 인쇄하는 단계, 그리고 상기 도전성 페이스트를 열처리하여 상기 제1 전극과 상기 제2 전극을 완성하는 단계를 포함하고, 상기 도전성 페이스트는 600℃ 내지 1400℃에서 열처리될 수 있다.
상기 제1 보호 튜브는 납 유리, 붕규산계 유리, 소다 라임 규산염계 유리, 소듐 포타슘 바륨 규산염계 유리, 알루미나계 세라믹 소재, 지르코니아계 세라믹 소재, 마그네시아계 세라믹 소재, 또는 실리카계 세라믹 소재로 이루어질 수 있다.
상기 제2 보호 튜브는 납 유리, 붕규산계 유리, 소다 라임 규산염계 유리 또는 소듐 포타슘 바륨 규산염계 유리로 이루어질 수 있다.
상기 제2 보호 튜브는 봉지 온도가 450℃~950℃, 650℃~1150℃ 또는 1150℃~1600℃일 수 있는 유리 재료로 형성된 튜브이고, 상기 제1 보호 튜브는 상기 제2 보호 튜브의 봉지 온도보다 150℃~650℃ 높은 봉지 온도로 열처리되는 유리 재료로 형성된 튜브인 것이 좋다.
상기 제2 보호 튜브의 길이는 적어도 상기 제1 보호 튜브의 길이보다 3배~5배일 수 있다.
상기 제2 보호 튜브의 내경은 적어도 상기 제1 보호 튜브의 외경보다 1.1배~2배 클 수 있다.
이러한 특징에 따르면, 온도 센서용 세라믹 소자가 보호 튜브의 재질 또는 유리질과 화학적 및 기계적 접촉을 하지 않으므로 온도 센서용 세라믹 소자와 유리질과의 열팽창 계수 차이에 의한 스트레스나 균열을 피할 수 있다.
특히, 보호부와 온도 센서부가 서로 이격되게 위치하여 보호부와 온도 센서부 사이에 공간이 존재하므로, 세라믹 재료와 보호부의 재료가 화학적으로 반응하면서 세라믹 재료의 전기적 특성이 변하는 문제를 피할 수 있다. 이로 인해, 온도 센서 소자의 동작의 신뢰성이 감소하는 것이 방지된다.
도 1은 종래의 온도 센서 소자에 대한 측면도이다.
도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 온도 센서 소자의 사시도이다.
도 3은 도 2에 도시한 온도 센서 소자를 Ⅲ-Ⅲ 선을 따라 잘라 도시한 단면도이다.
도 4a 내지 도 4e는 본 발명의 한 실시예에 따른 온도 센서 소자의 제조 방법을 순차적으로 나타낸 도면이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "접속되어" 있다거나 "연결되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 접속되어 있거나 연결되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 한다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 접속되어" 있다거나 "직접 연결되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
그러면 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 한 실시예에 따른 온도 센서 소자 및 그 제조 방법에 대하여 설명한다.
먼저, 도 2 및 도 3을 참고로 하여 본 발명의 한 실시예에 따른 온도 센서 소자에 대하여 상세하게 설명한다.
도 2 및 도 3에 도시한 본 발명의 한 실시예에 따른 온도 센서 소자는 온도 센서용 세라믹 소자(110), 온도 센서용 세라믹 소자(110)의 상부면(예, 제1 면)에 위치한 제1 전극(121), 온도 센서용 세라믹 소자(110)의 하부면(예, 제2 면)에 위치한 제2 전극(121), 제1 전극(121)과 연결되어 있는 제1 리드선(131), 제2 전극(122)과 연결되어 있는 제2 리드선(132), 제1 리드선(131)과 제1 전극(121) 사이 그리고 제2 리드선(132)과 제2 전극(122) 사이에 위치한 접착부(311a), 그리고 온도 센서용 세라믹 소자(110), 제1 및 제2 전극(121, 122), 제1 및 제2 리드선(131, 132) 및 접착부(311a)를 구비하고 있는 온도 센서부(100)를 에워싸고 있는 보호부(140)를 구비한다.
온도 센서용 세라믹 소자(110)는 직사각형이나 정사각형과 같은 사각형의 평면 형상을 갖고 있고, 직육면체 형상이나 정육면체 형상을 갖고 있고, 반도성 세라믹 재료로 이루어져 있다.
온도 센서용 세라믹 소자(110)는 구성하는 재료의 한 예는 NiO, Cr2O3, Mn3O4, Al2O3, Fe2O3, Y2O3, CaO, Yb2O3, Lu2O3, SiO2, TiO2, SrO등 일 수 있지만, 이에 한정되지 않는다.
이러한 온도 센서 소자는 -50℃~300℃ 의 저온 영역을 감지하는 저온용 온도 센서 소자, 300℃~500℃의 온도를 감지하는 온도 센서 소자인 중온용 온도 센서 소자, 500oC~1000oC의 온도를 감지하는 온도 센서 소자인 고온용 온도 센서 소자, 또는 -50℃~1100℃의 온도를 감지하는 온도 센서 소자인 광대역 온도 센서 소자일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
제1 전극(121)은 온도 센서용 세라믹 소자(110)의 상부면 위에 바로 위치하고 있고, 제2 전극(122)은 상부면의 반대편에 위치하여 상부면과 마주보고 있는 온도 센서용 세라믹 소자(110)의 하부면 위에 바로 위치하고 있다.
이러한 제1 및 제2 전극(121, 122)은 동일한 재료로 이루어져 있고 은(Ag), 금(Au), 은-팔라듐 합금(AgPd)계, 백금(Pt), 니켈(Ni), 구리(Cu)와 같은 도전성 물질로 이루어 질 수 있지만, 이에 한정되지 않는다.
이러한 제1 및 제2 전극(121, 122)은 온도 센서용 세라믹 소자(110)과 오믹 콘택(ohmic contact)을 형성한다.
제1 리드선(131)은 제1 전극(121)과 연결되어 있고, 제2 리드선(132)은 제2 전극(122)과 연결되어 있다.
제1 리드선(131)과 제1 전극(121)과의 연결 및 제2 리드선(132)과 제2 전극(121)과의 연결은 접착부(311a)에 의해 각각 행해진다.
이러한 접착부(311a)는 은(Ag) 페이스트, 금(Au) 페이스트, 은-팔라듐 합금(AgPd)계 페이스트 또는 백금 페이스트와 같은 도전성 페이스트로 이루어질 수 있지만, 이에 한정되지 않는다.
제1 리드선(131)과 제2 리드선(133) 사이의 간격은 온도 센서용 세라믹 소자(110)의 두께와 제1 및 제2 전극(121, 122)의 두께에 따라 정해진다.
이러한 제1 리드선(131)과 제2 리드선(132)은 서로 동일한 형태로 이루어져있고, 해당 방향으로 길게 뻗어 있는 원통형 또는 육면체형 등 여러 모양의 바(bar) 형태로 이루어질 수 있지만, 이에 한정되지 않는다.
이러한 제1 리드선(131)과 제2 리드선(132)의 직경과 길이는 온도 센서용 세라믹 소자(110)의 크기 및 용도에 따라 정해진다.
이러한 제1 및 제2 리드선(131, 132)은 제1 및 제2 전극(121, 122)과의 용이한 접착을 위하여 제1 및 제2 전극(121, 122)과 동일한 계열의 도전성 물질로 이루어질 수 있고, 다른 계열의 도전성 물질로 이루어질 수도 있다.
보호부(140)는 온도 센서부(100)에 인접하게 위치한 제1 보호 튜브(141)와 제1 보호 튜브(141) 위에 위치하여 상기 제1 보호 튜브(141)와 접해 있으면서 최외각에 있는 제2 보호 유리질층(142a)을 구비한다.
제1 보호 튜브(141)은 원통, 타원 또는 육면체의 형태를 갖지만 이에 한정되지 않는다.
이들 제1 보호 튜브(141)와 제2 보호 유리질층(142a)은 서로 다른 재료로 이루어져 있다.
예를 들어, 제1 보호 튜브(141)는 납 유리(lead glass), 붕규산계 유리(borosilicate glass), 소다 라임 규산염계 유리(soda lime silicate glass) 또는 소듐 포타슘 바륨 규산염계 유리(sodium potassium barium silicate glass) 등의 유리로 이루어질 수 있거나, 알루미나계 세라믹 소재, 지르코니아계 세라믹 소재, 마그네시아계 세라믹 소재, 또는 실리카계 세라믹 소재와 같은 세라믹 소재로 이루어질 있다. 하지만, 이에 한정되지 않고 제1 보호 튜브(141)는 온도 센서 소자의 용도에 따라 다른 계열의 유리나 재료로 이루어 질 수도 있다.
제2 보호 유리질층(142a)은 납 유리(lead glass), 붕규산계 유리(borosilicate glass), 소다 라임 규산염계 유리(soda lime silicate glass) 또는 소듐 포타슘 바륨 규산염계 유리(sodium potassium barium silicate glass) 등의 유리로 이루어질 수 있지만, 이에 한정되지 않고 온도 센서 소자의 용도에 따라 다른 계열의 유리로 이루어 질 수도 있다.
이러한 보호부(140)는 이미 설명한 것처럼 온도 센서용 세라믹 소자(110)가 제1 보호 튜브(141)의 재질 또는 유리질과 화학적 및 기계적 접촉을 하지 않으므로, 온도 센서용 세라믹 소자(110)와 유리질과의 열팽창계수 차이에 의한 스트레스, 균열 또는 파괴를 피할 수 있다.
특히 제조 공정 중에 보호부(140)의 재료와 온도 센서부(100)의 세라믹 재료가 반응하여 세라믹 재료의 특성이 변하는 문제를 방지해준다.
이때 보호부(140)는 온도 센서용 세라믹 소자(110)와 제1 및 제2 전극(121, 122)을 완전히 에워싸고 있지만 제1 및 제2 전극(121, 122)에 부착된 제1 및 제2 리드선(131, 132)은 각각 일부만을 에워싸고 있다.
본 예에서, 보호부(140)와 제1 및 제2 리드선(131, 132)이 서로 접해있는 부분을 제외하고, 보호부(140)에 의해 에워싸여진 온도 센서부(100)에서 보호부(140)와 온도 센서부(100) 사이에는 빈 공간(K)이 존재하여 온도 센서부(100)와 보호부(140)는 서로 이격되어 있다.
이로 인해, 보호부(140)의 재료가 온도 센서부(100) 특히, 온도 센서용 세라믹 소자(110)를 구성하는 물질 또는 결정 구조로 침투하는 문제가 발생하지 않는다.
따라서, 도 2에 도시한 것처럼, 제1 리드선(131)과 제2 리드선(132)은 제1 전극(121)과 제2 전극(122) 위에 위치한 부분과 온도 센서용 세라믹 소자(110)에 인접한 부분만을 에워싸고 있고 제1 리드선(131)과 제2 리드선(132)의 나머지 부분은 보호부(140)에 의해 에워싸여지지 않고 보호부(140) 외부로 노출되어 있다. 이로 인해, 외부로 노출된 제1 리드선(131)과 제2 리드선(132)의 부분이 원하는 장치의 해당 위치에 납땝 동작 등을 통해 설치되는 단자로서 기능한다.
보호부(140)와 제1 및 제2 리드선(131, 132) 사이의 경계에서, 제1 및 제2 리드선(131, 132)은 보호부(140)와 접하여 결합되어 있으므로, 보호부(140) 내부에 위치한 온도 센서부(100)는 흔들림 없이 정해진 위치에 안정적으로 고정된다.
보호부(140)의 최대 내부 직경(DM11)은 온도 센서부(100)의 최대 두께(TM1), 즉 온도 센서(110)의 두께, 제1 전극(121)의 두께, 제2 전극(122)의 두께, 제1 리드선(131)의 두께 및 제2 리드선(133)의 두께의 합보다 크다.
하지만, 보호부(140)의 최소 내부 직경은 온도 센서부(100)의 최대 두께(TM1)보다 크거나, 같거나 또는 작을 수 있다.
또한, 보호부(140)의 평균 두께는 두 개의 보호 튜브의 두께의 합으로 정해지는데, 보호 튜브의 한 개의 두께는 보통 0.3㎜~0.6㎜이나, 이에 한정되지 않는다.
본 발명에서처럼 두 개의 보호 튜브를 사용하게 될 때, 외부에 위치한 외부 보호 튜브인 제2 보호 튜브의 두께를 내부에 위치한 내부 보호 튜브인 제1 보호 튜브 두께의 85%~90%정도로 해주는 것이 좋다. 이유는 외부 보호 튜브를 고온에서 봉지(sealing) 할 때 우수한 밀착성과 균일한 두께로 내부 보호 튜브를 감쌀 수 있다.
외부 보호 튜브의 두께가 내부 보호 튜브의 두께보다 크거나 너무 작으면 밀착성과 두께 균일성이 떨어져서 두 보호 튜브 사이에 기포가 발생하거나 외부 보호 튜브(142)에 균열(crack)이 발생하게 된다.
한 예로 보호부(140)의 평균 두께는 0.5㎜ 내지 1.2㎜일 수 있지만 이에 한정되지 않는다.
보호부(140)는 온도 센서 소자의 온도 측정 대역에 적합한 재질의 글라스를 선택하게 되는데, 통상적으로 유리 봉지 온도(sealing temperature)는 최대 측정온도 보다 최소 150oC이상 높아야 한다.
본 예에서처럼, 두 개의 보호 튜브로 구성된 보호부(140)일 경우, 내부 보호 튜브의 봉지 온도가 외부 보호 튜브의 봉지 온도보다 150℃~650℃ 높도록 선택한다.
예를 들면, 측정 온도 대역이 -50℃~1000oC인 고온용 온도 센서 소자의 경우, 외부 보호 튜브(142)의 봉지 온도는 1150℃~1650℃가 적합하며, 봉지 온도가 1150℃인 외부 보호 튜브를 선택했을 경우, 내부 보호 튜브의 봉지 온도는1300℃~1800℃일 수 있다.
이와 같이, 유리로 이루어진 보호부(140) 속에 온도 센서부(100)가 내장되어 보호되어 있고 이미 설명한 것처럼 온도 센서용 세라믹 소자(110)가 -50℃ 내지 1000℃의 온도를 감지하는 온도 센서일 수 있으므로, 본 예에 따른 온도 센서 소자는 CIG(chip in glass) 타입을 갖고 있는 1000℃급 온도 센서 소자일 수 있다.
본 예의 1000℃급 온도 센서 소자는 감지 온도가 증가할수록 저항값이 감소하는 부 온도 계수 특성을 가질 수 있지만, 이에 한정되지 않는다.
이와 같이, 온도를 감지하여 해당 상태의 전기 신호를 제1 및 제2 리드선(131, 132)을 통해 출력하는 온도 센서부(100)가 고온, 예를 들어, 1150℃ 내지 1650℃의 봉지점(sealing point)을 갖는 보호부(140)에 의해 보호되어 있으므로 온도 센서용 세라믹 소자(110)는 안정적으로 1000℃까지 고온의 온도를 감지할 수 있다.
또한, 온도 센서용 세라믹 소자(110)가 제1 보호 튜브(141)의 재질 또는 유리질과 화학적 및 기계적 접촉을 하지 않으므로 세라믹 소자(110)와 유리질과의 열팽창계수 차이에 의한 스트레스나 균열을 피할 수 있다.
또한 보호부(140)와 온도 센서부(100)가 서로 이격되게 위치하여 보호부(140)와 온도 센서부(100) 사이에 공간이 존재하므로, 제조 공정 중에 보호부(140)의 재료와 온도 센서부(100)의 세라믹 재료가 반응하여 세라믹 재료의 특성이 변하는 문제를 방지해준다.
다음, 도 4a 내지 도 4e를 참고로 하여 본 발명의 한 실시예에 따른 온도 센서 소자의 제조 방법을 설명한다.
먼저, 도 4a를 참고로 하면, 온도 센서용 세라믹 소자(110)의 상부면과 하부면 위에 각각 스크린 인쇄법(screen printing)을 이용하여 백금 페이스트(Pt paste)과 같은 도전성 페이스트를 인쇄한 후 열처리하여 온도 센서용 세라믹 소자 (110)의 상부면과 하부면 위에 바로 제1 전극(121)과 제2 전극(122)을 형성한다.
이때, 온도 센서용 세라믹 소자(110)의 크기의 한 예는 0.57㎜의 폭(W), 0.57㎜의 길이(l) 그리고 0.3㎜의 두께(t)를 가질 수 있다.
제1 및 제2 전극(121, 122)을 형성하기 위한 열처리 온도는 600℃ 내지 1400℃일 수 있고 열처리 온도는 1분 내지 30분일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
다음, 도 4b에 도시한 것처럼, 제1 예비 리드선(301)과 제2 예비 리드선(302)의 각 일측 단부를 도전성 물질(예, 백금)을 함유한 도전성 페이스트(예, 백금 페이스트)(311)가 담긴 용기 내에 담가 제1 예비 리드선(301)과 제2 예비 리드선(302)의 각 일측 단부에 도전성 페이스트(311)를 도포하여 묻힌다.
이때, 제1 및 제2 예비 리드선(301, 302)은 정해진 직경과 길이를 갖는 바 형태를 갖고 있다.
그런 다음, 도전성 페이스트(311)가 묻은 제1 및 제2 예비 리드선(301, 302)을 각각 제1 전극(121)과 제2 전극(122) 위에 위치시킨 후 도전성 페이스트(311)를 열처리하여, 제1 및 제2 예비 리드선(301, 302)을 각각 제1 및 제2 전극(121, 122)과 접착시킨다(도 4c).
도 4c에 도시한 것처럼, 도전성 페이스트(311)는 제1 및 제2 예비 리드선(301, 302)과 각 제1 및 제2 전극(121, 122) 사이 그리고 제1 및 제2 예비 리드선(301, 302) 위에 위치하며, 접착부(311a)를 형성한다.
이로 인해, 제1 예비 리드선(301)과 제2 예비 리드선(302)은 각각 제1 및 제2 전극(121, 122)과 각각 전기적 및 물리적으로 연결되어 제1 리드선(131)과 제2 리드선(131, 132)을 각각 형성한다.
따라서, 온도 센서용 세라믹 소자(110), 제1 및 제2 전극(121, 122), 제1 및 제2 리드선(131, 132) 및 접착부(311a)를 구비한 온도 센서부(100)가 완성된다.
다음, 도 4d를 참고로 하면, 온도 센서부(100)에 제1 보호 튜브(141)를 삽입한다.
본 예에서, 제1 보호 튜브(141)는 가운데가 비어 있고 서로 마주보고 있는 양 면(S11, S12) 역시 개방되어 있어 가운데 부분에 관통구가 형성된 원기둥 형상(즉, 원통형 형태)을 갖고 있다. 하지만, 이러한 제1 보호 튜브(141)는 타원 또는 육면체의 형태와 같이 다양한 형태를 가질 수 있다.
이러한 제1 보호 튜브(141)는 납 유리, 붕규산계 유리, 소다 라임 규산염계 유리 또는 소듐 포타슘 바륨 규산염계 유리 등과 같은 유리로 이루어질 수 있거나 다른 조성계의 유리, 또는 알루미나계 세라믹 소재, 지르코니아계 세라믹 소재, 마그네시아계 세라믹 소재 또는 실리카계 세라믹 소재와 같은 세라믹 소재로도 이루어 질 수 있지만, 이에 한정되지 않는다.
이미 설명한 것처럼 온도 센서부(100)는 제1 보호 튜브(141)의 빈 공간 내에 삽입되어야 하므로, 제1 보호 튜브(141)의 내부 직경(φ11)은 온도 센서부(100)의 최대 두께(TM1, 도 3 참조)보다 크며, 제1 보호 튜브(141)의 길이(L1)는 적어도 온도 센서용 세라믹 소자(110)의 길이와 같거나 이상이어야 하며 온도 센서부(100)의 최장 길이(LM1)보다 짧아야 한다.
제1 보호 튜브(141)의 평균 두께는 사용되는 제1 보호 튜브(141)의 종류, 재질 및 온도 센서부(100)의 크기 중 적어도 하나에 따라 정해진다.
또한, 제1 보호 튜브(141)는 제1 및 제2 리드선(131, 132)의 일부를 에워싸지 않고 개방된 한 면(예, S12)을 통과시켜 외부로 노출시킨다.
다음, 도 4e에 도시한 것처럼, 제1 보호 튜브(141) 위에 제2 보호 튜브(142)를 삽입한다.
이때, 제2 보호 튜브(142) 역시 제1 보호 튜브(141)와 크기만 상이할 뿐 동일한 형상을 갖고 있으므로, 제2 보호 튜브(142) 역시 양 면(S21, S22)이 개방되어 있고 가운데 부분에 관통구가 형성된 원기둥 형상을 갖고 있다.
이러한 제2 보호 튜브(142)는 제1 보호 튜브(141)와 다른 재료로 이루어져 있다. 따라서, 제2 보호 튜브(142)는 납 유리, 붕규산계 유리, 소다 라임 규산염계 유리 또는 소듐 포타슘 바륨 규산염계 유리로 이루어질 수 있거나 다른 조성계의 유리로도 이루어 질 수 있지만, 이에 제한되지 않는다.
또한, 제2 보호 튜브(142)는 봉지 온도가 450℃~950℃, 650℃~1150℃ 또는 1150℃~1600℃일 수 있는 유리 재료로 형성된 튜브이고, 제1 보호 튜브(141)의 봉지 온도는 상기 제2 보호 튜브(142)의 봉지 온도가 어느 경우가 되든 제2 보호 튜브(142)의 봉지 온도보다 150oC~650oC 높은 유리 재료로 형성된 튜브이어야 한다.
또한, 제2 보호 튜브(142)는 제1 보호 튜브(141)를 완전히 덮어야 하므로, 제2 보호 튜브(142)는 제1 보호 튜브(141)보다 긴 길이(L21)와 큰 내경(φ21)을 갖고 있다.
예를 들면, 제2 보호 튜브(142)의 길이(L21)는 적어도 제1 보호 튜브(141)의 길이(L11)보다 3배~5배 길고, 제2 보호 튜브(142)의 내경(φ21)은 적어도 제1 보호 튜브(142)의 외경(φ11)보다 1.1배~2배 큰 것이 좋으나, 이에 한정되지 않는다.
이 경우에도 제1 리드선(131)의 일부와 제2 리드선(132)의 일부는 해당 면(예, S22)를 관통하여 제2 보호 튜브(142) 외부로 노출되어 있다.
이처럼, 온도 센서부(100) 위에 차례로 제1 보호 튜브(141)와 제2 보호 튜브(142)가 씌워지면, 벨트 타입의 로(belt-type furnace)에서 제1 및 제2 보호 튜브(141, 142)가 씌워진 온도 센서부(100)를 열처리하여 제2 보호 튜브(142)로 제1 보호 튜브(141)와 온도 센서부(100)를 밀봉(sealing)한다.
이때, 이미 설명한 것처럼, 제2 보호 튜브(142) 외부로 제1 리드선(131)의 일부와 제2 리드선(132)의 일부가 노출되므로, 제2 보호 튜브(142)의 밀봉 동작에 의해서도 제1 리드선(131)의 일부와 제2 리드선(132)의 일부는 제2 보호 튜브(142) 외부로 노출된다.
이때, 벨트 타입의 로(belt-type furnace)에서 열처리 온도는 고체의 제2 보호 튜브(142)를 점도가 낮은(104 dPa·s) 상태로 변경하기 위한 온도로서, 이 온도는 제2 보호 튜브(142)로 제1 보호 튜브(141)와 온도 센서부(100)를 완전히 밀봉하기 위한 온도인 봉지 온도(sealing temperature)라 한다.
이러한 봉지 온도는 제2 보호 튜브(142)의 녹는점보다 낮은 온도, 예를 들어, 통상 녹는점보다 300℃ 내지 500℃ 낮은 온도, 예를 들어, 1150℃ 내지 1650℃일 수 있고, 밀봉하기 위한 열처리 시간은 봉지 온도에 따라 달라지며 예를 들어 3분 내지 5분일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
이미 설명한 것처럼, 제1 보호 튜브(141)의 봉지 온도는 제2 보호 튜브(142)의 봉지 온도보다 높고, 예를 들어 150℃ 내지 650℃ 높을 수 있다.
따라서, 제2 보호 튜브(142)가 낮은 점도의 변경 가능한 상태로 변하더라도 제1 보호 튜브(141)의 상태는 고체 상태(점도>108 dPa·s)를 그대로 유지하게 된다.
이러한 열처리 동작에 의해 제2 보호 튜브(142)가 낮은 점도의 변형 가능한 상태로 바뀜에 따라 제2 보호 튜브(142)와 제1 보호 튜브(141) 사이의 빈 공간(K1)은 제2 보호 튜브(142)의 유리질로 메워진다.
이로 인해, 제2 보호 튜브(142)는 제1 보호 튜브(141)가 접하게 되어 보호 유리질층(142a)을 형성하고 제1 보호 튜브(141)와 보호 유리질층(142a)은 하나의 몸체를 형성해 보호부(140)를 형성하며, 또한, 서로 마주보고 있는 개방된 제2 보호 튜브(142)의 양쪽 면(S21, S22) 역시 각각 막히게 된다.
따라서, 보호부(140)의 두께는 서로 접하여 하나의 몸체를 이루는 제1 보호튜브(141)와 제2 보호 튜브(142)의 두께에 의해 결정되므로, 보호부(140)의 두께는 제1 보호튜브(141) 또는 제2 보호 튜브(142)의 두께보다 두꺼워지고 최대 제1 보호튜브(141)의 두께와 제2 보호 튜브(142)의 두께의 합까지 증가하게 된다.
이때, 개방된 면(S21, S22)의 막힘 동작에 의해 해당 면(S12)을 통과해 제2 보호 튜브(142) 외부로 노출된 제1 및 제2 리드선(131, 132)의 일부는 제2 보호 튜브(142)와 접하게 되고 제2 보호 튜브(142)의 냉각 동작에 의해 제2 보호 튜브(142)와의 접합 부분에서 제1 및 제2 리드선(131, 132)과 제2 보호 튜브(142)는 서로 단단히 접하여 고정된다.
하지만, 이미 설명한 것처럼, 제1 보호 튜브(141)의 봉지 온도가 제2 보호 튜브(142)의 봉지 온도보다 높기 때문에 제1 보호 튜브(141)는 밀봉 동작을 위한 열처리 동작에도 상태가 변하지 않고 고체 상태를 유지한다.
이로 인해, 제1 보호 튜브(141)와 온도 센서부(100) 사이의 빈 공간(K)은 유지되어, 보호부(140)와 서로 접합하고 있는 제1 및 제2 리드선(131, 132)의 부분을 제외하고 보호부(140)와 온도 센서부(100)는 서로 이격되게 위치한다.
이처럼, 제1 보호 튜브(141)의 역할에 의해 저 점도 상태의 제2 보호 튜브(142)의 재료가 온도 센서용 세라믹 소자(110)를 구성하는 물질 또는 결정 구조로 침투하지 못하므로, 제2 보호 튜브(142)로 인한 온도 센서용 세라믹 소자(110)의 특성 변화는 발생하지 않게 된다.
이러한 제2 보호 튜브(142)의 밀봉 동작에 의해 보호부(140)에 의해 온도 센서부(100)가 밀폐되어 있는 온도 센서 소자가 완성된다(도 2 및 도 3 참조).
제2 보호 튜브(142)의 밀봉 동작이 완료되면 제2 보호 튜브(142)는 유리질층으로 바뀌게 되고, 보호부(140)의 외관은 구(sphere) 또는 타원구(elliptical sphere)의 형태를 가질 수 있지만, 이에 한정되지 않는다.
다음, [표 1]을 참고로 하여, 제2 보호 튜브(142)를 이용한 봉지 동작 전 후의 온도 센서용 세라믹 소자(110)의 저항 변화율을 살펴본다.
[표 1]에서 비교예에 사용된 복수의 샘플(샘플1 내지 샘플 10)은 0.57㎜(w)×0.57㎜(l)×0.3㎜(t) 크기의 온도 센서용 세라믹 소자(110)의 상부면과 하부면에 백금(Pt)으로 이루어진 제1 및 제2 전극(121, 122)을 1350℃에서 20분간 열처리하여 형성하고, 백금계 리드선(직경: 0.3φ, 길이: 10㎜)(131, 132)의 단부에 백금(Pt) 페이스트를 도포하여 묻힌 후, 상기의 백금계 리드선(131, 132)의 단부를 제1 및 제2 전극(121, 122) 위에 고정시킨 다음 1150℃에서 10분간 소부하여 접착한 후, 붕규산계 보호 튜브(외경2.45φ×내경1.49φ×길이5mm)를 온도 센서부(100)에 씌운 후에 1165℃의 봉지 온도에서 4분 30초 동안 보호 튜브에 열처리한 후 냉각시켜 온도 센서부(100)의 밀봉 동작을 실시하여 제작하였다.
반면, 실시예에 따른 복수의 샘플(샘플1 내지 샘플 10)은 비교예의 경우와 동일한 방법으로 제1 및 제2 리드선(131, 132)을 제1 및 제2 전극(121, 122) 위에 접착 한 후, 붕규산계 유리로 이루어진 제1 보호 튜브(141)(외경1.95φ×내경1.15φ×길이1.5㎜)와 붕규산계 유리로 이루어진 제2 보호 튜브(142)(외경2.45φ×내경1.49φ×길이5㎜)를 차례로 온도 센서부(100)에 씌운 후 1165℃에서 4분 30초간 열처리하여 제2 보호 튜브(142)의 점도(104 dPa·s)를 낮춰서 온도 센서부(100)의 밀봉 동작을 실시하여 완성한 CIG 타입의 온도 센서 소자들이다.
[표 1]은 비교예와 실시예에 따른 온도 센서 소자(샘플 1 내지 샘플 10)들의 보호 튜브를 이용한 밀봉 동작 전과 후의 25℃에서의 전기 저항값을 측정하여 기재하였다.
Figure 112014039284768-pat00001
[표 1]에 도시한 것처럼 제1 및 제2 보호 튜브(141, 142)를 이용하여 온도 센서부(100)의 밀봉 동작을 행한 실시예의 경우 측정된 저항 변화율은 +0.379%였고 비교예의 경우 봉지 전/후의 저항 변화율은 +973.6%이었다.
또한, 실시예의 경우 밀봉 동작 후 온도 센서 소자(샘플 1 내지 샘플 10)들 간의 저항 편차도 -1.51%~1.32%이지만, 비교예의 경우 -11%~10.66%로 실시예의 경우보다 매우 컸다.
이처럼, 실시예에서 저항의 변화율과 저항 편차가 거의 없는 것은 이미 설명한 것처럼 제1 및 제2 보호 튜브(141, 142)를 이용하여 밀봉 동작을 실시할 때, 제2 보호 튜브(142)의 재료가 온도 센서용 세라믹 소자(110)의 결정 구조로 침투하는 것을 제1 보호 튜브(141)가 방지하는 방지막으로 작용하여, 제2 보호 튜브(142)의 재료로 인한 온도 센서용 세라믹 소자(110)의 저항 변화를 방지한 것으로 해석된다.
반면, 비교예의 경우, 한 장의 보호 튜브를 이용하여 밀봉 동작을 실시함에 따라 방지막 역할을 하는 제1 보호 튜브(141)가 존재하지 않으므로, 용융된 한 장의 보호 튜브의 재료가 온도 센서용 세라믹 소자(110)의 결정 구조로 침투하여 온도 센서용 세라믹 소자(110)의 저항 특성을 변경시켜, 밀봉 동작을 행하기 전보다 밀봉 동작이 행한 후 저항 변화가 크게 발생한 것으로 해석된다.
다음, 본 예에 따른 온도 센서 소자의 보호부(140)의 내열 충격 특성, 즉, 내열 충격 시험 후 보호부(140)의 파손(crack) 강도를 측정하여 [표 2]에 기재하였다.
[표 2]에 기재된 비교예와 실시예는 [표 1]에 기재된 비교예와 실시예와 동일한 샘플들을 1000℃에서 5분 동안 유지 후 25℃ 에서 5분 간 방치, 다시 1000℃ 에서 5분 동안 유지 후 25℃ 에서 5분 간 방치하는 방법으로 열충격 반복 시험을 300회 실시한 후 각 샘플들의 보호부(140)의 파손 강도를 측정하여 열충격 시험 전의 파손 강도와 비교한 내용이다.
보호부(140)의 파손 강도는 인장력 시험기를 이용하여 제1 및 제2 리드선(131, 132)를 서로 반대 방향으로 잡아 당겨, 제1 및 제2 리드선(131, 132)과 접하고 있는 보호부(140)의 두 개의 지점 중 적어도 한 개의 지점이 파괴되는 시점의 강도를 측정하였다. 이때, 제1 및 제2 리드선(131, 132)의 당김 속도는 1분에 5㎜이었다.
Figure 112014039284768-pat00002
[표 2]에 기재된 것처럼, 열충격 시험 전의 실시예와 비교예에 따른 온도 센서 소자들의 보호부(140)의 평균 파손 강도는 각각 257.93gf와 258.52gf로서 거의 차이 나지 않는다.
하지만, 열충격 반복 시험 300회 실시 후 실시예에 따른 온도 센서 소자의 보호부(140)의 평균 파손 강도는 254.45gf로서 비교예의 경우보다(141.81gf) 1.79배 높은 것으로 나타났다.
실시예에 따른 온도 센서 소자의 보호부(140)의 이러한 내열 충격 특성 향상은 보호부(140)와 온도 센서용 세라믹 소자(110)가 서로 이격되어 있는 구조로 인해 양자 간의 열팽창 계수 차이에서 발생하는 내부 응력 및 미세 균열이 보호부(40)에 발생하는 것을 막았기 때문이다.
이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
100: 온도 센서부 110: 온도 센서용 세라믹 소자
121, 122: 전극 131, 132: 리드선
140: 보호부 141, 142: 보호 튜브
K, K1: 공간 142a: 보호 유리질층

Claims (16)

  1. 온도 센서용 세라믹 소자, 상기 온도 센서용 세라믹 소자의 제1 면에 위치하고 있는 제1 전극, 상기 제1 면의 반대편에 위치하는 상기 온도 센서용 세라믹 소자의 제2 면에 위치하고 있는 제2 전극, 상기 제1 전극과 연결되어 있는 제1 리드선, 그리고 상기 제2 전극과 연결되어 있는 제2 리드선을 포함하는 온도 센서부, 그리고
    상기 온도 센서부와 이격되게 상기 온도 센서부를 에워싸고 있으며, 상기 온도 센서부에 인접하게 위치한 제1 보호 튜브와 상기 제1 보호 튜브 위에 위치하여 상기 제1 보호 튜브와 접해 있는 제2 보호 유리질층을 포함하는 보호부
    를 포함하는 온도 센서 소자.
  2. 삭제
  3. 제1항에서,
    상기 제1 보호 튜브는 납 유리, 붕규산계 유리, 소다 라임 규산염계 유리 또는 소듐 포타슘 바륨 규산염계 유리, 소듐 포타슘 바륨 규산염계 유리, 알루미나계 세라믹 소재, 지르코니아계 세라믹 소재, 마그네시아계 세라믹 소재, 또는 실리카계 세라믹 소재로 이루어져 있는 온도 센서 소자.
  4. 제1항 또는 제3항에서,
    상기 제2 보호 유리질층은 납 유리, 붕규산계 유리, 소다 라임 규산염계 유리 또는 소듐 포타슘 바륨 규산염계 유리로 이루어져 있는 온도 센서 소자.
  5. 제1항에서,
    상기 제1 보호 튜브의 길이는 적어도 상기 온도 센서용 세라믹 소자의 길이와 같거나 이상이고, 온도 센서부의 길이보다는 짧은 온도 센서 소자.
  6. 제1항에서,
    상기 제1 보호 튜브는 원통, 타원 또는 육면체의 형태를 갖는 온도 센서 소자.
  7. 삭제
  8. 제1항에서,
    상기 온도 센서 소자는 -50℃~300℃의 온도를 감지하는 온도 센서인 저온용 온도 센서 소자, 300℃~500℃의 온도를 감지하는 온도 센서인 중온용 온도 센서 소자, 500℃~1000℃의 온도를 감지하는 온도 센서인 고온용 온도 센서 소자, 또는 -50℃~1100℃의 온도를 감지하는 온도 센서인 광대역 온도 센서 소자인 온도 센서 소자.
  9. 온도 센서용 세라믹 소자의 제1 면과 제2 면에 각각 제1 전극과 제2 전극을 형성하는 단계,
    제1 예비 리드선의 일측 단부와 상기 제2 예비 리드선의 일측 단부에 각각 도전성 페이스트를 묻히는 단계,
    상기 제1 전극과 상기 제2 전극 위에 각각 상기 도전성 페이스트가 묻은 상기 제1 예비 리드선과 상기 제2 예비 리드선을 위치시키는 단계,
    상기 제1 예비 리드선의 상기 도전성 페이스트와 상기 제2 예비 리드선의 상기 도전성 페이스트를 열처리하여 상기 제1 예비 리드선을 상기 제1 전극과 접착시키고 상기 제2 예비 리드선을 상기 제2 전극과 접착시켜, 상기 제1 전극과 연결된 제1 리드선과 상기 제2 전극과 연결된 제2 리드선을 형성하는 단계,
    상기 온도 센서용 세라믹 소자, 상기 제1 및 제2 전극과 상기 제1 및 제2 리드선을 구비한 온도 센서부에 제1 보호 튜브를 씌우는 단계,
    상기 제1 보호 튜브 위에 제2 보호 튜브를 씌우는 단계, 그리고
    상기 제2 보호 튜브를 열처리하여 상기 제2 보호 튜브의 점도를 감소시켜 상기 온도 센서부를 밀봉하는 보호부를 형성하는 단계
    를 포함하는 온도 센서 소자의 제조 방법.
  10. 제9항에서,
    상기 제1 전극과 상기 제2 전극의 형성 단계는,
    상기 온도 센서용 세라믹 소자의 상기 제1 면과 상기 제2 면에 각각 도전성 페이스트를 인쇄하는 단계, 그리고
    상기 도전성 페이스트를 열처리하여 상기 제1 전극과 상기 제2 전극을 완성하는 단계
    를 포함하고,
    상기 도전성 페이스트는 600℃ 내지 1400℃에서 열처리되는
    온도 센서 소자의 제조 방법.
  11. 제9항에서,
    상기 제1 보호 튜브는 납 유리, 붕규산계 유리, 소다 라임 규산염계 유리, 소듐 포타슘 바륨 규산염계 유리, 알루미나계 세라믹 소재, 지르코니아계 세라믹 소재, 마그네시아계 세라믹 소재, 또는 실리카계 세라믹 소재로 이루어져 있는 온도 센서 소자의 제조 방법.
  12. 제9항에서,
    상기 제2 보호 튜브는 납 유리, 붕규산계 유리, 소다 라임 규산염계 유리 또는 소듐 포타슘 바륨 규산염계 유리로 이루어져 있는 온도 센서 소자의 제조 방법.
  13. 제9항에서,
    상기 제2 보호 튜브는 상기 제1 보호 튜브의 봉지 온도보다 150℃~650℃ 낮은 봉지온도로 열처리되는 유리 재료로 형성된 튜브를 사용하는 온도 센서 소자의 제조 방법.
  14. 제13항에서,
    상기 제2 보호 튜브는 봉지 온도가 450℃~950℃, 650℃~1150℃ 또는 1150℃~ 1600℃인 유리 재료로 형성된 튜브를 사용하는 온도 센서 소자의 제조 방법.
  15. 제9항에서,
    상기 제2 보호 튜브의 길이는 적어도 상기 제1 보호 튜브의 길이보다 3배~5배인 온도 센서 소자의 제조 방법.
  16. 제9항에서,
    상기 제2 보호 튜브의 내경은 적어도 상기 제1 보호 튜브의 외경보다 1.1배~2배 큰 온도 센서 소자의 제조 방법.
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