KR20150123390A - Temperature sensor element and method for manufacturing the same - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a temperature sensor element. The temperature sensor element comprises: a temperature sensor part including a ceramic element for a temperature sensor, a first electrode located on a first surface of the ceramic element for a temperature sensor, a second electrode located on a second surface of the ceramic element for a temperature sensor located on the opposite side to the first surface, a first dummy electrode located above the first electrode, a second dummy electrode located above the second electrode, a first lead wire connected with the first dummy electrode, and a second lead wire connected with the second dummy electrode; and a protective part covering the temperature sensor part. Therefore, after a dummy electrode is formed by coating a gap between a lead wire and an electrode with a metallic material having a lower melting point than a platinum-based metallic material, and having a melting point lower than the highest welding temperature of a resistance welding method, and higher than the highest workable temperature of the temperature sensor element, the corresponding lead wire is bonded to the corresponding dummy electrode by using a resistance welding method, thereby the bonding strength between the first and the second lead wires and the first and second electrodes which are main electrodes is significantly improved.

Description

온도 센서 소자 및 그 제조 방법{TEMPERATURE SENSOR ELEMENT AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a temperature sensor element and a method of manufacturing the same.

본 발명은 온도 센서 소자 및 그 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a temperature sensor element and a method of manufacturing the same.

온도 센서 소자는 공기나 물과 같은 유체나 벽면 등의 온도에 따라 저항값이 변하여 정해진 저항값에 해당하는 전류 등과 같은 전기 신호를 출력하는 소자이다.The temperature sensor element is an element that outputs an electric signal such as a current corresponding to a predetermined resistance value by changing the resistance value according to the temperature of a fluid or a wall surface such as air or water.

이러한 온도 센서 소자의 한 종류로서는 부 온도 계수(NTC, negative temperature coefficient) 특성을 갖고 있는 서미스터(thermistor)가 존재한다.As one type of such a temperature sensor element, there is a thermistor having a negative temperature coefficient (NTC) characteristic.

다음, 도 1에 종래의 CIG(chip-in glass) 형태의 온도 센서 소자에 대한 구조를 도시한다.Next, FIG. 1 shows a structure of a conventional CIG (chip-in-glass) type temperature sensor element.

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)를 에워싸고 있는 유리질 보호부(40)를 구비한다.1, a conventional temperature sensor element includes a ceramic element 10 for a temperature sensor, first and second electrodes 21 and 22 (see, for example, FIG. 1) located on the upper and lower surfaces of the ceramic element 10 for a temperature sensor, First and second lead lines 31 and 32 connected to the first and second electrodes 21 and 22 and the ceramic element 10 for temperature sensor and the first and second electrodes 21 and 22, (21, 22) and a glassy protection portion (40) surrounding the first and second lead wires (31, 32).

이때, 온도 센서용 세라믹 소자(10)는 반도성 세라믹 재료를 소결하여 형성되며, 감지된 온도에 따라 저항값이 변한다.At this time, the ceramic element 10 for a temperature sensor is formed by sintering a semiconductive ceramic material, and the resistance value changes according to the sensed temperature.

제1 및 제2 전극(21, 22)은 주로 은(Ag), 금(Au), 백금(Pt), 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 세라믹체 소자(10)와 제1 및 제2 리드선(31, 32)과의 전기적인 접촉성을 향상시킨다.The first and second electrodes 21 and 22 are made of a conductive material having good conductive characteristics such as silver (Ag), gold (Au), platinum (Pt), and silver-palladium alloy (AgPd) Ohmic contact with the ceramic element 10 for a temperature sensor is formed to improve the electrical contactability between the ceramic element 10 for a temperature sensor and the first and second lead wires 31 and 32.

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.The first and second lead wires 31 and 32 are connected to the first and second electrodes 21 and 22 so that an electric signal of a corresponding magnitude from the outside is input to the first and second electrodes 21 and 21 Or functions as a terminal for outputting electric signals from the first and second electrodes 21 and 22.

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-철(Ni-Fe)합금계, 니켈-구리(Ni-Cu)합금계, 니켈-크롬(Ni-Cr)합금계 물질을 사용할 수 있다.The lead wires 31 and 32 are also made of a conductive material for electrical connection with the first and second electrodes 21 and 22 and may be formed of a metal such as Ni, , Platinum (Pt), a nickel-iron (Ni-Fe) alloy, a nickel-copper alloy or a nickel-chromium alloy.

온도 센서(10)와 오믹 콘택(ohmic contact)을 형성하고 있는 제1 및 제2 전극(21, 22)은 제1 및 제2 리드선(31, 32)과도 전기적인 접촉성 향상을 위해 오믹 콘택(ohmic contact)이 형성되어야 하는데, 제1 및 제2 전극(21, 22)과 제1 및 제2 리드선(31, 32) 간의 오믹 콘택을 형성하기 위해 주로 사용되는 방법으로는 열처리 접착법(heat treatment)과 저항 용접법(resistive welding)이 있다.The first and second electrodes 21 and 22 forming the ohmic contact with the temperature sensor 10 are electrically connected to the first and second lead wires 31 and 32 through ohmic contact the ohmic contact between the first and second electrodes 21 and 22 and the first and second lead wires 31 and 32 may be formed by heat treatment ) And resistive welding.

도 1에 도시한 것처럼, 종래의 CIG 형태의 온도 센서 소자의 제1 및 제2 전극(21, 22)과 제1 및 제2 리드선(31, 32) 간의 접착 방법으로는 열처리 접착법이 많이 쓰인다. 이 방법의 실시 과정은 제1 및 제2 리드선(31, 32)의 끝 단에 제1 및 제2 전극(21, 22)과 동일 소재의 도전성 페이스트를 도포한 후 온도 센서(10)를 도전성 페이스트가 도포된 제1 및 제2 리드선(31, 32)의 끝 단 사이에 삽입하여 고정시키고 600℃~1400℃ 온도에서 열처리 함으로써 도전성 페이스트 중의 유리 성분이 용융되어 리드선을 전극에 접착시키는 공정인데, 공정 단계가 많고 단계별 공정 수행에 요구되는 장비와 기구들이 많기 때문에 각 공정 수행 중 불량 요인이 개입이 많아서 제작의 효율성을 떨어뜨리는 단점이 있다. As shown in FIG. 1, a heat treatment bonding method is widely used as a bonding method between the first and second electrodes 21 and 22 and the first and second lead wires 31 and 32 of the conventional CIG type temperature sensor element . The conductive paste of the same material as the first and second electrodes 21 and 22 is applied to the ends of the first and second lead wires 31 and 32 and then the temperature sensor 10 is coated with a conductive paste Is inserted between the ends of the coated first and second lead wires 31 and 32 to fix the glass component in the conductive paste and is then heat-treated at a temperature of 600 ° C to 1400 ° C to melt the glass component in the conductive paste to bond the lead wire to the electrode. Since there are many steps and many equipments and equipments which are required for the stepwise process, there are disadvantages that the efficiency of manufacturing is deteriorated due to a lot of intervention in each process.

반면에, 저항 용접법은 온도 센서용 세라믹 소자와 오믹 콘택을 형성하고 있는 제1 및 제2 전극 위에 제1 및 제2 리드선(31, 32)을 위치시키고 저항 용접기의 단부를 해당 리드선(31, 32)의 상부면에 접촉시킨 후 순간 고전류를 인가하여 접해있는 해당 리드선에 높은 저항열(1000℃~1500℃)을 인가함으로써 해당 리드선(31,32)과 해당 전극(21, 22)의 표면을 순간 용융시켜 상호 접착시키는 방법이다. On the other hand, in the resistance welding method, the first and second lead wires 31 and 32 are placed on the first and second electrodes forming the ohmic contact with the ceramic element for the temperature sensor, and the ends of the resistance welder are connected to the corresponding lead wires 31 and 32 (1000 占 폚 to 1500 占 폚) is applied to the corresponding lead wire in contact with the upper surface of the lead wires 31 and 32 and the surfaces of the electrodes 21 and 22 by momentary high- Melting and bonding them together.

이처럼 저항 용접법은 공정이 단순하고 짧기 때문에 공정 수행 중 불량 요인이 개입이 열처리 접착법보다 상대적으로 적다는 장점이 있어서 CIG 형태의 온도 센서 소자의 리드선(31, 32)과 전극(21, 22)을 접착시키는 방법으로 선호되고 있다.Since the resistance welding method has a merit and a short process, it is advantageous that the defect of the process is relatively less than that of the heat treatment adhering method, so that the lead wires 31 and 32 and the electrodes 21 and 22 of the CIG- It is preferred as a method of bonding.

하지만, 상기한 저항 용접법으로 최대 측정 온도가 1000℃인 CIG 형태의 고온용 온도 센서 소자의 리드선과 전극 간의 접착을 하는데 있어서는 문제가 따른다.However, there is a problem in bonding the lead wire of the CIG type high temperature temperature sensor element having the maximum measurement temperature of 1000 DEG C to the electrode by the above resistance welding method.

최대 측정 온도가 1000℃인 CIG 형태의 온도 센서 소자를 제작하기 위해서는 유리 보호부 봉지와 같은 1000℃이상인 고온의 열처리 공정을 거쳐야 하므로, 고온에서도 리드선 및 전극 표면의 산화 현상을 방지하기 위한 내산화성이 우수한 물질로 리드선 및 전극을 형성해야 하며, 이러한 물질로는 백금이나 백금 합금과 같은 백금계 금속이 있다. In order to fabricate a CIG type temperature sensor element with a maximum measurement temperature of 1000 ° C, it must undergo a heat treatment process at a temperature of 1000 ° C or higher, such as a glass protective bag, so that oxidation resistance to prevent oxidation of lead wires and electrode surfaces at high temperatures Lead wires and electrodes must be formed of good materials, such as platinum or platinum-based metals such as platinum alloys.

그러나, 백금이나 백금 합금계 물질의 융점이 1700℃ 이상의 매우 고온이므로 저항 용접법으로는 백금이나 백금 합금계 물질로 구성된 리드선과 전극 간의 접착이 매우 어렵고, 어렵사리 두 소재 간의 접착을 성공시켜도 접착부의 결합력이 매우 약하기 때문에 이후의 온도 센서 소자 제작 공정 중에 두 소재 간의 분리가 발생하므로 더 이상의 공정을 진행 할 수가 없다. However, since the melting point of platinum or platinum alloy material is extremely high at 1700 ° C or more, resistance welding is very difficult to bond the lead wire made of platinum or platinum alloy material to the electrode. The separation between the two materials occurs during the subsequent manufacturing process of the temperature sensor element, so that further processing can not proceed.

따라서 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 최대 측정 온도가 1000℃인고온용 온도 센서 소자를 제작하는데 있어서 저항 용접법으로 백금계 물질로 구성된 리드선과 전극 간의 결합력이 강한 접착을 만들어 줌으로써 최대 측정 온도가 1000℃인 고온용 온도 센서 소자의 제작의 효율성을 높이기 위한 것이다.Accordingly, the technical problem to be solved by the present invention is to provide a method of manufacturing a temperature sensor element having a maximum measurement temperature of 1000 占 폚, wherein the resistance welding method produces a strong bonding force between the lead wire made of a platinum- So as to improve the efficiency of manufacturing the temperature sensor element for high temperature.

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 전극 위에 위치하고 있는 제1 더미 전극, 상기 제2 전극 위에 위치하고 있는 제2 더미 전극, 상기 제1 더미 전극과 연결되어 있는 제1 리드선, 그리고 상기 제2 더미 전극과 연결되어 있는 제2 리드선을 포함하는 온도 센서부, 그리고 상기 온도 센서부를 에워싸고 있는 보호부를 포함한다.A temperature sensor element according to one aspect of the present invention includes a ceramic element for a temperature sensor, a first electrode located on a first surface of the ceramic element for temperature sensor, A first dummy electrode disposed on the second surface, a first dummy electrode disposed on the first electrode, a second dummy electrode disposed on the second electrode, a first lead wire connected to the first dummy electrode, A second lead line connected to the second dummy electrode, and a protection portion surrounding the temperature sensor portion.

상기 제1 더미 전극과 상기 제2 더미 전극은 AgPd계 금속 물질로 이루어지는 것이 좋다.The first dummy electrode and the second dummy electrode may be made of an AgPd-based metal material.

상기 제1 더미 전극과 상기 제2 더미 전극은 각각 0.1㎛ 내지 10㎛의 두께를 가질 수 있다.The first dummy electrode and the second dummy electrode may each have a thickness of 0.1 占 퐉 to 10 占 퐉.

상기 보호부는 납 유리, 붕규산계 유리, 소다 라임 규산염계 유리 또는 소듐 포타슘 바륨 규산염계 유리로 이루어질 수 있다.The protective portion may be made of lead glass, borosilicate glass, soda lime silicate glass or sodium potassium barium silicate glass.

상기 보호부는 는 0.3mm~0.6mm의 평균 두께를 가질 수 있다.The protective portion may have an average thickness of 0.3 mm to 0.6 mm.

상기 온도 센서용 세라믹 소자는 -50℃~1100℃의 측정 온도를 가질 수 있다.The ceramic element for a temperature sensor may have a measurement temperature of -50 ° C to 1100 ° C.

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, 상기 제1 전극 위와 상기 제2 전극 위에 제1 더미 전극과 제2 더미 전극을 각각 형성하는 단계, 제1 리드선을 상기 제1 더미 전극 위치시키고 상기 제2 리드선을 상기 제2 더미 전극에 위치시켜 상기 제1 리드선과 상기 제2 리드선에 저항 용접법을 이용하여 상기 제1 리드선과 상기 제2 리드선을 상기 제1 더미 전극과 상기 제2 더미 전극에 각각 접착시키는 단계, 상기 온도 센서용 세라믹 소자, 상기 제1 및 제2 전극, 상기 제1 및 제2 더미 전극, 그리고 상기 제1 및 제2 리드선을 구비한 온도 센서부에 보호 튜브를 씌우는 단계, 그리고 상기 보호 튜브를 열처리하여 상기 보호 튜브를 용융시켜 상기 온도 센서부를 밀봉하는 보호부를 형성하는 단계를 포함한다. A method of manufacturing a temperature sensor element according to another aspect of the present invention includes the steps of forming a first electrode and a second electrode on a first surface and a second surface of a ceramic element for a temperature sensor, Forming a first dummy electrode on the first dummy electrode and a second dummy electrode on the second dummy electrode to form a first dummy electrode and a second dummy electrode on the first lead wire and the second lead wire, A step of bonding the first lead wire and the second lead wire to the first dummy electrode and the second dummy electrode using a resistance welding method, respectively; a step of bonding the ceramic element for temperature sensor, the first and second electrodes, And a second dummy electrode, and a temperature sensor unit having the first and second lead wires, and melting the protection tube by heat-treating the protection tube to heat the temperature sensor unit And forming a protective portion to be sealed.

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 1000℃ 내지 1400℃에서 열처리될 수 있다.Wherein the forming of the first electrode and the forming of the second electrode comprises: printing a conductive paste on the first surface and the second surface of the ceramic element for temperature sensor, respectively; and thermally treating the conductive paste, And completing the second electrode, wherein the conductive paste can be heat-treated at 1000 ° C to 1400 ° C.

상기 제1 더미 전극과 상기 제2 더미 전극의 형성 단계는 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 위에 각각 AgPd계 페이스트를 인쇄하는 단계, 그리고 상기 AgPd계 페이스트를 열처리하여 상기 제1 더미 전극과 상기 제2 더미 전극을 완성하는 단계를 포함하고, 상기 AgPd계 페이스트는 800℃ 내지 1100℃에서 열처리될 수 있다.Wherein the forming of the first dummy electrode and the second dummy electrode comprises: printing an AgPd-based paste on the first electrode and the second electrode, respectively; and heat-treating the AgPd-based paste to form the first dummy electrode and the second dummy electrode, 2 dummy electrode, and the AgPd-based paste can be heat-treated at 800 ° C to 1100 ° C.

상기 보호 튜브는 각각 납 유리, 붕규산계 유리, 소다 라임 규산염계 유리 또는 소듐 포타슘 바륨 규산염계 유리로 이루어질 수 있다.The protective tube may be made of lead glass, borosilicate glass, soda lime silicate glass or sodium potassium barium silicate glass.

상기 보호 튜브는 1100℃ 내지 1900℃로 열처리될 수 있다.The protective tube may be thermally treated at 1100 ° C to 1900 ° C.

이러한 특징에 따르면, 백금계 금속 물질보다 녹는점이 낮고, 또한 저항 용접법의 최고 용접 온도보다도 낮으면서 온도 센서 소자의 최고 사용 온도보다는 높은 녹는점을 갖고 있는 금속 물질을 리드선과 전극 사이에 도포하여 더미 전극을 형성한 후, 저항 용접법을 이용하여 해당 리드선을 해당 더미 전극에 접착시키므로, 제1 및 제2 리드선과 주 전극인 제1 및 제2 전극 간의 접착 강도가 크게 향상된다.According to this feature, a metal material having a melting point lower than that of the platinum-based metal material and lower than the maximum welding temperature of the resistance welding method and having a melting point higher than the maximum use temperature of the temperature sensor element is applied between the lead wire and the electrode, The adhesive strength between the first and second lead wires and the first and second electrodes, which are the main electrodes, is greatly improved.

이로 인해, 리드선이 온도 센서로부터 이탈되는 현상이 감소하여 이후의 온도 센서 소자 제작 공정의 효율성을 높여준다.As a result, the phenomenon that the lead wire is separated from the temperature sensor is reduced, thereby improving the efficiency of the subsequent manufacturing process of the temperature sensor element.

또한, 열처리 접착법보다 불량율이 낮고 시간과 비용이 감소하는 저항 용접법을 이용하여 리드선의 부착이 행해지므로, 온도 센서 소자의 생산성이 향상되고 제조 비용이 감소된다.In addition, since the lead wire is attached by using the resistance welding method in which the defect rate is lower than that of the heat treatment bonding method and the time and cost are reduced, the productivity of the temperature sensor element is improved and the manufacturing cost is reduced.

이에 더하여, 고온 내산화성이 매우 우수한 백금계 금속을 이용하여 리드선과 전극을 형성하므로 1000℃의 고온 측정이 가능한 온도 센서 소자의 제작이 가능하다.In addition, since a lead wire and an electrode are formed using a platinum-based metal having excellent oxidation resistance at high temperature, it is possible to manufacture a temperature sensor element capable of high temperature measurement at 1000 캜.

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.1 is a side view of a conventional temperature sensor element.
2 is a perspective view of a temperature sensor element according to an embodiment of the present invention.
Fig. 3 is a cross-sectional view of the temperature sensor element shown in Fig. 2 cut along the line III-III.
4A to 4E are views sequentially illustrating a method of manufacturing a temperature sensor element according to an embodiment of the present invention.

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.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art can easily carry out the present invention. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. In order to clearly illustrate the present invention, parts not related to the description are omitted, and similar parts are denoted by like reference characters throughout the specification.

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.In the drawings, the thickness is enlarged to clearly represent the layers and regions. When a layer, film, region, plate, or the like is referred to as being "on" another portion, it includes not only the case directly above another portion but also the case where there is another portion in between. Conversely, when a part is "directly over" another part, it means that there is no other part in the middle.

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.It is to be understood that when an element is referred to as being "connected" or "connected" to another element, it may be directly connected or connected to the other element, but it should be understood that there may be other elements in between do. On the other hand, when an element is referred to as being "directly connected" or "directly connected" to another element, it should be understood that there are no other elements in between.

그러면 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 한 실시예에 따른 온도 센서 소자 및 그 제조 방법에 대하여 설명한다.Hereinafter, a temperature sensor element and a method of manufacturing the same according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

먼저, 도 2 및 도 3을 참고로 하여 본 발명의 한 실시예에 따른 온도 센서 소자에 대하여 상세하게 설명한다.First, a temperature sensor element according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 2 and 3. FIG.

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) 위에 위치하는 제1 더미 전극(123), 제2 전극(122) 위에 위치하는 제2 더미 전극(124), 제1 더미 전극(123)과 연결되어 있는 제1 리드선(131), 제2 더미 전극(124)과 연결되어 있는 제2 리드선(132), 제1 리드선(131)과 제1 더미 전극(123) 사이 그리고 제2 리드선132)과 제2 더미 전극(124) 사이에 위치한 접합부(311a), 그리고 온도 센서용 세라믹 소자(110), 제1 및 제2 전극(121, 122), 제1 및 제2 더미 전극(123, 124), 제1 및 제2 리드선(131, 132)및 접합부(311a)를 구비하고 있는 온도 센서부(100)를 에워싸고 있는 보호부(140)를 구비한다.The temperature sensor element according to an embodiment of the present invention shown in FIGS. 2 and 3 includes a ceramic element 110 for a temperature sensor, a ceramic element 110 for a temperature sensor, A second electrode 121 positioned on a lower surface (e.g., a second surface) of the ceramic sensor 110 for a temperature sensor, a first dummy electrode 123 positioned on the first electrode 121, A second dummy electrode 124 positioned on the second electrode 122, a first lead line 131 connected to the first dummy electrode 123, and a second lead line A bonding portion 311a positioned between the first lead line 131 and the first dummy electrode 123 and between the second lead line 132 and the second dummy electrode 124 and a ceramic element 110 for a temperature sensor, A temperature sensor unit 100 having first and second electrodes 121 and 122, first and second dummy electrodes 123 and 124, first and second lead lines 131 and 132, and a junction 311a. And a protective portion 140 surrounding the protection portion 140 do.

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.The ceramic element 110 for a temperature sensor has a rectangular planar shape such as a rectangle or a square, has a rectangular parallelepiped shape or a cubic shape, and is made of a semiconductive ceramic material.

온도 센서용 세라믹 소자(110)는 구성하는 재료의 한 예는 NiO, Cr2O3, Mn3O4, Al2O3, Fe2O3, Y2O3, CaO, Yb2O3, Lu2O3, SiO2, TiO2, SrO 등 일 수 있지만, 이에 한정되지 않는다.An example of a material constituting the temperature sensor ceramic element 110 is NiO, Cr 2 O 3, Mn 3 O 4, Al 2 O 3, Fe 2 O 3, Y 2 O 3, CaO, Yb 2 O 3, Lu 2 O 3 , SiO 2 , TiO 2 , SrO, and the like.

이러한 온도 센서용 세라믹 소자(110)는 최대 측정 온도가 1000℃인 고온용 온도 센서용 세라믹 소자(110)일 수 있다. 한 예로서, 본 예에 따른 온도 센서용 세라믹 소자(110)는 -50℃~500℃ 미만의 저온 대역뿐만 아니라 500℃~1000℃의 고온 대역의 온도를 감지할 수 있지만, 이에 한정되지 않는다.The ceramic element 110 for a temperature sensor may be a ceramic element 110 for a high temperature temperature sensor having a maximum measurement temperature of 1000 占 폚. As an example, the ceramic element 110 for a temperature sensor according to this example can detect not only a low temperature range of less than -50 DEG C to 500 DEG C but also a temperature of a high temperature range of 500 DEG C to 1000 DEG C, but is not limited thereto.

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.The first electrode 121 is positioned directly on the upper surface of the ceramic element 110 for the temperature sensor and the second electrode 122 is positioned on the opposite side of the upper surface and the ceramic element 110 for temperature sensor facing the upper surface ) On the lower surface of the housing.

이러한 제1 및 제2 전극(121, 122)은 동일한 재료로 이루어져 있고 백금(Pt)과 같은 도전성 물질로 이루어져 있다.The first and second electrodes 121 and 122 are made of the same material and made of a conductive material such as platinum (Pt).

이러한 제1 및 제2 전극(121, 122)은 온도 센서용 세라믹 소자(110)와 오믹 콘택(ohmic contact)을 형성한다. The first and second electrodes 121 and 122 form an ohmic contact with the ceramic element 110 for a temperature sensor.

본 예에서, 제1 및 제2 전극(121, 122)은 각각 1㎛ 내지 5㎛의 두께를 가질 수 있다.In this example, the first and second electrodes 121 and 122 may each have a thickness of 1 탆 to 5 탆.

제1 더미 전극(123)은 제1 전극(121) 위에 바로 위치하고 제2 더미 전극(124) 역시 제2 전극(122) 위에 바로 위치한다.The first dummy electrode 123 is positioned directly on the first electrode 121 and the second dummy electrode 124 is also positioned directly on the second electrode 122.

이러한 제1 더미 전극(123)와 제2 더미 전극(124)은 도전성 물질인 AgPd계 합금 물질로 이루어져 있고, 이로 인해, 제1 더미 전극(123)은 그 하부에 위치한 제1 전극(121)과 물리적 및 전기적으로 연결되어 있고, 제2 더미 전극(124) 역시 그 하부에 위치한 제2 전극(122)과 물리적 및 전기적으로 연결되어 있다.The first dummy electrode 123 and the second dummy electrode 124 are made of an AgPd alloy material which is a conductive material. The first dummy electrode 123 has a first electrode 121 located below the first dummy electrode 123, And the second dummy electrode 124 is also physically and electrically connected to the second electrode 122 located at the lower portion thereof.

AgPd계 합금 물질은 1100℃ 내지 1300℃의 녹는점(즉, 융점)을 갖고 있어 1700℃이상인 백금계 금속 물질의 녹는점보다 낮고, 저항 용접기의 저항열에도 용이하게 녹는다.The AgPd alloy material has a melting point of 1100 DEG C to 1300 DEG C (that is, a melting point), which is lower than the melting point of the platinum-based metal material of 1700 DEG C or higher and easily dissolves in the resistance heat of the resistance welding machine.

이러한 AgPd계 합금 물질은 예를 들어 AgPd6:1, AgPd6:4 또는 AgPd7:3 등일 수 있다.Such an AgPd-based alloy material may be, for example, AgPd6: 1, AgPd6: 4 or AgPd7: 3.

이처럼, 제1 및 제2 더미 전극(123, 124)은 제1 및 제2 전극(121, 122)과 제1 및 제2 리드선(131, 132) 사이의 접착력을 향상시키고 접착 동작을 용이하게 실행하도록 하는 것이므로, 제1 및 제2 더미 전극(123, 124)은 용접 접착제로서 기능한다.  As described above, the first and second dummy electrodes 123 and 124 improve adhesion between the first and second electrodes 121 and 122 and the first and second lead wires 131 and 132, The first and second dummy electrodes 123 and 124 function as a welding adhesive.

이러한 제1 및 제2 더미 전극(123, 124)은 각각 0.1㎛ 내지 10㎛의 두께를 가질 수 있다.Each of the first and second dummy electrodes 123 and 124 may have a thickness of 0.1 占 퐉 to 10 占 퐉.

제1 리드선(131)은 제1 더미 전극(123)과 직접 연결되어 있고, 제2 리드선(132)은 제2 더미 전극(124)과 직접 연결되어 있다.The first lead line 131 is directly connected to the first dummy electrode 123 and the second lead line 132 is directly connected to the second dummy electrode 124.

이때, 제1 및 제2 리드선(131, 132)은 각각 저항 용접법을 이용하여 용접 접착제인 제1 및 제2 더미 전극(123, 124)에 접착되고, 접착 부분에는 접합부(311a)가 형성되어 제1 및 제2 리드선(131, 132)과 제1 및 제2 더미 전극(123, 124)의 접착 상태를 유지시킨다.At this time, the first and second lead wires 131 and 132 are bonded to the first and second dummy electrodes 123 and 124, which are welding adhesives, by using resistance welding, and a bonding portion 311a is formed at the bonding portion, 1 and the second lead lines 131 and 132 and the first and second dummy electrodes 123 and 124 are maintained.

따라서, 제1 리드선(131)과 제2 리드선(133) 사이의 간격은 온도 센서용 세라믹 소자(110)의 두께, 제1 및 제2 전극(121, 122) 및 제1 및 제2 더미 전극(123, 124)의 두께에 따라 정해진다.The distance between the first lead line 131 and the second lead line 133 is determined by the thickness of the ceramic element 110 for the temperature sensor and the thicknesses of the first and second electrodes 121 and 122 and the first and second dummy electrodes 123, and 124, respectively.

본 예에서, 제1 리드선(131)과 제2 리드선(132)은 서로 동일한 형태로 이루어져 있고 일 예로 해당 방향으로 길게 뻗어 있는 원통형 또는 육면체형 등 여러 모양의 바(bar) 형태로 이루어 질 수 있지만, 이에 한정되지 않는다.In this example, the first lead wire 131 and the second lead wire 132 are formed in the same shape as each other. For example, the first lead wire 131 and the second lead wire 132 may have various bar shapes such as a cylindrical or hexahedral shape extending in a corresponding direction , But is not limited thereto.

본 예의 제1 및 제2 리드선(131, 132)은 약 1000℃ 이상의 고온에서 내산화성이 양호한 백금계 금속 물질로 이루어져 있다.The first and second lead wires 131 and 132 of the present embodiment are made of a platinum-based metal material having good oxidation resistance at a high temperature of about 1000 ° C or higher.

이러한 제1 리드선(131)과 제2 리드선(132)의 직경과 길이는 온도 센서용 세라믹 소자(110)의 크기 및 용도에 따라 정해진다.The diameter and the length of the first lead line 131 and the second lead line 132 are determined according to the size and use of the ceramic element 110 for a temperature sensor.

이미 설명한 것처럼, 해당 리드선(131, 132)과 해당 전극(121, 122) 사이에 접착력을 향상시키는 해당 더미 전극(123, 124)이 존재하므로, 해당 더미 전극(123, 124)을 통해 해당 전극(121, 122)과 연결된 리드선(131, 132)의 접착력이 크게 증가한다.The dummy electrodes 123 and 124 are provided between the corresponding lead lines 131 and 132 and the corresponding electrodes 121 and 122 to improve the adhesive force. The adhesion of the lead wires 131 and 132 connected to the electrodes 121 and 122 greatly increases.

또한, 더미 전극(123, 124)의 녹는점이 백금계 금속 물질보다 훨씬 낮으므로 저항 용접법을 이용하여 용이하고 신속하게 리드선(131, 132)을 해당 더미 전극(123, 124)과 접착이 가능해진다.Further, since the melting points of the dummy electrodes 123 and 124 are much lower than those of the platinum-based metal material, the lead wires 131 and 132 can be easily and quickly bonded to the dummy electrodes 123 and 124 by resistance welding.

보호부(140)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, 온도 센서 소자의 용도에 따라 다른 계열의 유리로 이루어 질 수도 있다.The protective portion 140 may be formed of glass such as lead glass, borosilicate glass, soda lime silicate glass, or sodium potassium barium silicate glass. Or may be made of other series of glasses depending on the use of the temperature sensor element.

이러한 보호부(140)는 이미 설명한 것처럼 온도 센서부(100)를 에워싸고 있어 온도 센서부(100)를 외부 충격이나 외부 환경으로부터 보호한다.The protection unit 140 surrounds the temperature sensor unit 100 as described above to protect the temperature sensor unit 100 from an external impact or an external environment.

이때 보호부(140)는 온도 센서용 세라믹 소자(110), 제1 및 제2 전극(121, 122) 및 제1 및 제2 더미 전극(123, 124)을 완전히 에워싸고 있지만 제1 및 제2 더미 전극(123, 124)에 부착된 제1 및 제2 리드선(131, 132)은 각각 일부만을 에워싸고 있다.At this time, the protective portion 140 completely surrounds the ceramic element 110 for temperature sensor, the first and second electrodes 121 and 122 and the first and second dummy electrodes 123 and 124, The first and second lead wires 131 and 132 attached to the dummy electrodes 123 and 124 are only partially surrounded.

보호부(140)는 자신이 에워싸여져 있는 온도 센서부(100)와 접해 있어 보호부(140)의 외부면과 온도 센서부(100) 사이에는 보호부(140)로 채워져 있다.The protection unit 140 is in contact with the temperature sensor unit 100 surrounded by the protection unit 140 so that the protection unit 140 is filled between the outer surface of the protection unit 140 and the temperature sensor unit 100.

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 기능하다.2, the first lead line 131 and the second lead line 132 are disposed on the first electrode 121 and the second electrode 122, and a portion adjacent to the ceramic element 110 for temperature sensor And the remaining portions of the first lead wire 131 and the second lead wire 132 are not surrounded by the protection portion 140 but are exposed to the outside of the protection portion 140. [ Therefore, the first lead wire 131 and the second lead wire 132 exposed to the outside function as a terminal to be installed at a desired position of the desired device through a soldering operation or the like.

이미 설명한 것처럼, 보호부(140)에 에워싸여져 있는 온도 센서부(100)가 보호부(140)에 의해 접하게 감싸져 있으므로 보호부(140) 내부에 위치한 온도 센서부(100)는 흔들림 없이 정해진 위치에 안정적으로 고정된다.Since the temperature sensor unit 100 surrounded by the protection unit 140 is wrapped around the protection unit 140 in a tangential manner, the temperature sensor unit 100 located inside the protection unit 140 can be moved to a predetermined position As shown in Fig.

또한, 보호부(140)의 평균 두께는 0.3mm~0.6mm이나, 이에 한정되지 않는다.In addition, the average thickness of the protective portion 140 is 0.3 mm to 0.6 mm, but is not limited thereto.

본 예에서, 보호부(140)의 봉지 온도(sealing temperature)는 1100℃ 이상이고, 예를 들어, 1100℃ 내지 1900℃일 수 있다.In this example, the sealing temperature of the protective portion 140 may be 1100 ° C or higher, for example, 1100 ° C to 1900 ° C.

이와 같이, 유리로 이루어진 보호부(140) 속에 온도 센서부(100)가 내장되어 보호되어 있고 이미 설명한 것처럼 온도 센서용 세라믹 소자(110)의 최대 측정 온도가 1000℃인 고온용 온도 센서용 세라믹 소자일 수 있으므로, 본 예에 따른 온도 센서 소자는 CIG(chip in glass) 타입을 갖고 있는 1000℃급 고온용 온도 센서 소자일 수 있다.As described above, the temperature sensor part 100 is built in the protective part 140 made of glass and is protected. As described above, the ceramic element 110 for a temperature sensor has a maximum measurement temperature of 1000 占 폚, The temperature sensor element according to this embodiment may be a temperature sensor element for high temperature of 1000 占 폚 having a chip in glass (CIG) type.

본 예의 고온용 온도 센서 소자는 감지 온도가 증가할수록 저항값이 감소하는 부 온도 계수 특성을 가질 수 있지만, 이에 한정되지 않는다.The high temperature temperature sensor element of this example may have a negative temperature coefficient characteristic in which the resistance value decreases as the sensing temperature increases, but is not limited thereto.

이와 같이, 온도를 감지하여 해당 상태의 전기 신호를 제1 및 제2 리드선(131, 132)을 통해 출력하는 온도 센서부(100)가 고온, 예를 들어, 1100℃ 이상의 봉지 온도를 갖는 보호부(140)에 의해 보호되어 있으므로 온도 센서용 세라믹 소자(110)는 안정적으로 최대 1000℃까지의 고온의 온도를 감지할 수 있다.The temperature sensor unit 100 that senses the temperature and outputs the electric signal through the first and second lead lines 131 and 132 in this manner is a protection unit having a high temperature, The ceramic element 110 for a temperature sensor can stably detect a high temperature up to 1000 占 폚.

다음, 도 4a 내지 도 4e를 참고로 하여 본 발명의 한 실시예에 따른 온도 센서 소자의 제조 방법을 설명한다.Next, a method of manufacturing a temperature sensor element according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 4A to 4E. FIG.

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.First, referring to FIG. 4A, a conductive paste such as a Pt paste is printed on the upper and lower surfaces of the ceramic element 110 for a temperature sensor using a screen printing method, The first electrode 121 and the second electrode 122 are formed directly on the upper surface and the lower surface of the ceramic element 110 for a temperature sensor.

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.At this time, an example of the size of the ceramic element 110 for a temperature sensor may have a width W of 0.57 mm, a length l of 0.57 mm, and a thickness t of 0.3 mm.

제1 및 제2 전극(121, 122)을 형성하기 위한 열처리 온도는 1000℃ 내지 1400℃일 수 있고 열처리 온도는 1분 내지 30분일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.The heat treatment temperature for forming the first and second electrodes 121 and 122 may be 1000 ° C. to 1400 ° C. and the heat treatment temperature may be 1 to 30 minutes, but is not limited thereto.

다음, 도 4b에 도시한 것처럼, AgPd계 금속 물질(예, AgPd6:1)을 함유한 페이스트(예, AgPd6:1 페이스트)를 스크린 인쇄법으로 제1 및 제2 전극(121, 122) 위에 각각 인쇄한 후 벨트 타입 로(belt type furnace)에서 열처리하여 제1 및 제2 전극(121, 122) 위에 각각 제1 및 제2 더미 전극(123, 124)을 형성한다.Next, as shown in FIG. 4B, a paste (for example, AgPd6: 1 paste) containing an AgPd-based metal material (for example, AgPd6: 1) is applied onto the first and second electrodes 121 and 122 After printing, the first and second dummy electrodes 123 and 124 are formed on the first and second electrodes 121 and 122 by heat treatment in a belt type furnace.

이때, 열 처리 온도는 약 800℃ 내지 11000℃일 수 있고 벨트의 이동 속도는 50rpm 내지 60rmp일 수 있다.At this time, the heat treatment temperature may be about 800 ° C to 11000 ° C, and the moving speed of the belt may be 50rpm to 60rpm.

그런 다음, 도 4c에 도시한 것처럼, 제1 및 제2 리드선(131, 132)을 각각 제1 및 제2 더미 전극(123, 124) 위에 위치시킨 다음 저항 용접기(200)의 단부를 해당 리드선(131, 132)의 상부면에 접촉시킨 후 전류를 인가하여 접해있는 해당 리드선(131, 132)에 저항열을 인가하여, 각 리드선(131, 132)과 각 더미 전극(123, 124)을 접착시키는 접착부(311a)를 형성한다.Then, as shown in FIG. 4C, the first and second lead wires 131 and 132 are positioned on the first and second dummy electrodes 123 and 124, respectively, and then the end of the resistance welder 200 is connected to the corresponding lead wire 131 and 132 and applying a current to the corresponding lead wires 131 and 132 to bond the lead wires 131 and 132 to the dummy electrodes 123 and 124 Thereby forming a bonding portion 311a.

이때, 가해지는 전류의 크기와 전류 인가 시간에 따라 리드선(131, 132)의 접착력을 달라진다.At this time, the adhesive force of the lead wires 131 and 132 varies depending on the magnitude of the applied current and the current application time.

본 예에서, 해당 리드선(131, 132)에 가해지는 전류의 크기는 350A~355A일 수 있고 저항열의 온도는 1000℃ 내지 1500℃일 수 있고 가열 시간은 수백 ㎳일 수 있다.In this example, the magnitude of the current applied to the lead lines 131 and 132 may be 350 A to 355 A, the temperature of the resistance heat may be 1000 to 1500 ° C, and the heating time may be several hundreds of milliseconds.

이로 인해, 해당 리드선(131, 132)을 통과하여 저항열이 리드선(131, 132) 하부에 위치한 더미 전극(123, 124)에 인가되어 해당 더미 전극(123, 124)의 부분이 용융 되어 해당 리드선(131, 132)은 해당 전극(121, 122)과 융착되어, 해당 리드선(131, 132)은 해당 전극(121, 122)과 전기적 및 물리적으로 연결된다.The resistive heat is applied to the dummy electrodes 123 and 124 located below the lead wires 131 and 132 to melt the portions of the dummy electrodes 123 and 124, The lead wires 131 and 132 are fused to the electrodes 121 and 122 so that the lead wires 131 and 132 are electrically and physically connected to the electrodes 121 and 122.

이때, 하나의 저항 용접기(200)를 이용하여 하나의 리드선(131, 132)과 해당 전극(121, 122)을 용착시켜 차례로 두 개의 리드선(131, 132)을 해당 전극(121, 122)에 차례로 연결시킬 수 있다.In this case, one lead wire 131 and 132 and the corresponding electrodes 121 and 122 are welded together using one resistance welder 200 so that two lead wires 131 and 132 are sequentially connected to the corresponding electrodes 121 and 122 Can be connected.

이처럼, 바로 저항열만을 이용하여 리드선(131, 132)을 해당 전극(121, 122)에 접착하므로 용이하고 신속하게 리드선(131, 132)의 접착 동작이 행해진다.As described above, since the lead wires 131 and 132 are bonded to the electrodes 121 and 122 using only the resistance heat, the lead wires 131 and 132 can be easily and quickly bonded.

한 예로, 제1 및 제2 리드선(1311, 132)의 각각의 직경은 약 0.3φ일 수 있고 길이는 약 10㎜이다.As an example, the diameter of each of the first and second lead wires 1311 and 132 may be about 0.3 ?, and the length is about 10 mm.

따라서, 온도 센서용 세라믹 소자(110), 제1 및 제2 전극(121, 122), 제1 및 제2 더미 전극(123, 124) 그리고 제1 및 제2 리드선(131, 132)을 구비한 온도 센서부(100)가 완성된다. The first and second electrodes 121 and 122 and the first and second dummy electrodes 123 and 124 and the first and second lead wires 131 and 132 The temperature sensor unit 100 is completed.

다음, 도 4d를 참고로 하면, 온도 센서부(100)에 보호 튜브(141)를 삽입한다.Next, referring to FIG. 4D, the protective tube 141 is inserted into the temperature sensor unit 100. FIG.

보호 튜브(141)는 가운데가 비어 있고 서로 마주보고 있는 양 면(S11, S12) 역시 개방되어 있어 가운데 부분에 관통구가 형성된 원기둥 형상을 갖고 있다. The protective tube 141 is hollow in its center, and both surfaces S11 and S12 facing each other are also open, so that the protective tube 141 has a cylindrical shape with a through-hole formed in the center thereof.

이러한 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 유리로도 이루어 질 수 있지만, 이에 한정되지 않는다.The protective tube 141 may be made of glass such as lead glass, borosilicate glass, soda lime silicate glass or sodium potassium barium silicate glass, or may be made of glass of another composition system, but is not limited thereto.

이미 설명한 것처럼 온도 센서부(100)는 보호 튜브(141)의 빈 공간 내에 삽입되어야 하므로, 보호 튜브(141)의 내부 직경(φ11)은 온도 센서부(100)의 최대 두께(TM1)보다 크며, 보호 튜브(141)의 길이(L1)는 온도 센서부(100)의 최장 길이(LM1)보다 짧을 수 있다.The inner diameter 11 of the protective tube 141 is larger than the maximum thickness TM1 of the temperature sensor unit 100 and the inner diameter 11 of the protective tube 141 is larger than the maximum thickness TM1 of the temperature sensor unit 100, The length L1 of the protection tube 141 may be shorter than the maximum length LM1 of the temperature sensor unit 100. [

보호 튜브(141)의 평균 두께는 사용되는 보호 튜브(141)의 종류, 재질 및 온도 센서부(100)의 크기 중 적어도 하나에 따라 정해진다. 한 예로, 보호 튜브(141)의 평균 두께는 0.3㎜~0.6㎜ 일 수 있다.The average thickness of the protective tube 141 is determined according to at least one of the type, the material, and the size of the temperature sensor unit 100 of the protective tube 141 to be used. As an example, the average thickness of the protective tube 141 may be 0.3 mm to 0.6 mm.

또한, 보호 튜브(141)는 제1 및 제2 리드선(131, 132)의 일부를 에워싸지 않고 개방된 한 면(예, S12)을 통과시켜 외부로 노출시킨다. Also, the protective tube 141 exposes a part of the first and second lead wires 131 and 132 to the outside through one open surface (for example, S12) without surrounding it.

다음, 도 4e에 도시한 것처럼, 벨트 타입의 로에서 보호 튜브(141)가 씌워진 온도 센서부(100)를 열처리하여 보호 튜브(141)로 온도 센서부(100)를 밀봉한다. Next, as shown in FIG. 4E, the temperature sensor part 100 covered with the protection tube 141 is heat-treated in the belt type furnace to seal the temperature sensor part 100 with the protection tube 141.

이때, 이미 설명한 것처럼, 보호 튜브(141) 외부로 제1 리드선(131)의 일부와 제2 리드선(132)의 일부가 노출되므로, 보호 튜브(141)의 밀봉 동작에 의해서도 제1 리드선(131)의 일부와 제2 리드선(132)의 일부는 보호 튜브(141) 외부로 노출된다.A part of the first lead wire 131 and a part of the second lead wire 132 are exposed to the outside of the protective tube 141 and the first lead wire 131 is also sealed by the sealing operation of the protective tube 141, And a part of the second lead wire 132 are exposed to the outside of the protective tube 141. [

이때, 열처리 온도는 고체의 보호 튜브(141)를 저 점도(104dPa·s) 상태로 변경하기 위한 온도로서, 이 온도는 보호 튜브(141)를 저 점도 상태로 변화시켜 보호 튜브(141)로 온도 센서부(100)를 완전히 밀봉하기 위한 온도인 봉지 온도(sealing temperature)라 한다.At this time, the heat treatment temperature is a temperature for changing the solid protective tube 141 to a low viscosity (10 4 dPa · s) state, which is a state in which the protective tube 141 is changed to a low viscosity state, Which is a temperature for completely sealing the temperature sensor unit 100. [

이러한 보호 튜브(141)의 봉지 온도는 보호 튜브(141)의 녹는점보다 낮은 온도, 예를 들어, 녹는점보다 300℃ 내지 500℃ 낮은 온도이고, 보호 튜브(141)의 봉지 온도는 1100℃이상, 예를 들어, 1100℃ 내지 1900℃일 수 있고, 밀봉하기 위한 열처리 시간은 봉지 온도에 따라 달라지며 예를 들어 1분 내지 20분일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.The sealing temperature of the protective tube 141 is lower than the melting point of the protective tube 141, for example, 300-500 ° C lower than the melting point, and the sealing temperature of the protective tube 141 is 1100 ° C or higher For example, from 1100 DEG C to 1900 DEG C, and the heat treatment time for sealing varies depending on the sealing temperature, and can be, for example, from 1 minute to 20 minutes, but is not limited thereto.

이러한 열처리 동작에 의해 보호 튜브(141)가 저 점도 상태로 바뀜에 따라 보호 튜브(141)와 온도 센서부(100) 사이의 빈 공간(K1)은 보호 튜브(141)의 유리질로 메워져, 보호 튜브(141)로 에워싸여진 온도 센서부(100)는 보호 튜브(141) 속에 매립되고 서로 마주보고 있는 개방된 보호 튜브(141)의 양쪽 면(S11, S12) 역시 각각 막히게 된다.The empty space K1 between the protective tube 141 and the temperature sensor unit 100 is filled with the glass of the protective tube 141 as the protective tube 141 is changed to a low viscosity state by the heat treatment operation, The temperature sensor unit 100 enclosed by the protective film 141 is buried in the protective tube 141 and both sides S11 and S12 of the open protective tube 141 facing each other are also clogged.

이로 인해, 보호부(140) 속에 매립된 온도 센서부(100)는 보호부(140)에 의해 위치가 안정적으로 고정된다.Accordingly, the position of the temperature sensor unit 100 embedded in the protection unit 140 is stably fixed by the protection unit 140.

이러한 보호 튜브(141)의 밀봉 동작에 의해 보호부(140)에 의해 온도 센서부(100)가 밀봉되어 있는 CIG 형태의 온도 센서 소자가 완성된다(도 2 및 도 3 참조).By the sealing operation of the protection tube 141, a CIG type temperature sensor element in which the temperature sensor portion 100 is sealed by the protection portion 140 is completed (see FIGS. 2 and 3).

다음, [표 1]을 참고로 하여, 본 예에 따라 제작된 온도 센서 소자의 리드선(131, 132)과 전극(121, 122)간의 접착 강도를 살펴본다.Next, with reference to [Table 1], the adhesive strength between the lead wires 131 and 132 and the electrodes 121 and 122 of the temperature sensor element manufactured according to this example will be examined.

[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 소자의 상부면과 하부면에 백금(Pt)으로 이루어진 제1 및 제2 전극을 1350℃에서 20분간 열처리하여 형성하고, 백금으로 이루어진 리드선(직경: 0.3φ, 길이: 10㎜)을 제1 및 제2 전극(121, 122) 위에 열처리 접착법을 이용해 접착한다. The plurality of samples (Sample 1 to Sample 10) used in the comparative example in Table 1 are the upper surface and the lower surface of the ceramic element for temperature sensor of 0.57 mm (w) x 0.57 mm (l) x 0.3 mm (Diameter: 0.3 mm, length: 10 mm) made of platinum was formed on the first and second electrodes 121 and 121 by heat treatment at 1350 ° C for 20 minutes, and the first and second electrodes made of platinum (Pt) 122) by heat treatment adhesion method.

상기 열처리 접착법으로 접착된 제1 및 제2 전극(121, 122)과 제1 및 제2 리드선(131, 132)의 접착부의 접착 강도를 측정하기 위해 보호 튜브를 온도 센서부(100)에 씌워 봉지하는 공정은 생략하였다.A protective tube is placed on the temperature sensor part 100 to measure the adhesive strength of the bonding portion between the first and second electrodes 121 and 122 and the first and second lead wires 131 and 132 bonded by the heat treatment bonding method The sealing process is omitted.

이때, 열처리 용접을 위해 제1 및 제2 리드선의 단부에 묻혀지는 페이스트는 백금 페이스트이었다. At this time, the paste buried in the ends of the first and second lead wires for the heat treatment welding was a platinum paste.

반면, 실시예 1에 따른 복수의 샘플(샘플1 내지 샘플 10)은 비교예와 달리 제1 및 제2 전극 위에 각 AgPd6:1 페이스트를 스크린 인쇄법으로 제1 및 제2 전극 위에 각각 제1 및 제2 더미 전극을 형성한 후, 제1 및 제2 더미 전극 위에 각 제1 및 제2 리드선을 위치시킨 후 저항 용접법으로 제1 및 제2 리드선과 제1 및 제2 전극을 용착시킨 것을 제외하면 비교예와 동일하다. On the other hand, a plurality of samples (sample 1 to sample 10) according to the first embodiment are different from the comparative example in that each AgPd6: 1 paste is applied on the first and second electrodes by screen printing to the first and second electrodes on the first and second electrodes, Except that after forming the second dummy electrode and positioning the first and second lead wires on the first and second dummy electrodes and then welding the first and second lead wires and the first and second electrodes by resistance welding Which is the same as the comparative example.

이때, 제1 및 제2 전극을 형성하기 위한 열처리는 1350℃에서 20분간 행해졌고 제1 및 제2 더미 전극을 위한 열처리는 850℃의 온도에서 55rpm속도로 시료를 이동시키면서 행해졌다. 또한, 저항 용접을 위해 1차로 가해지는 전류의 크기와 시간은 각각 355A와 240㎳이었고, 2차로 가해지는 전류의 크기와 시간은 각각 350A와 220㎳이었다.At this time, the heat treatment for forming the first and second electrodes was performed at 1350 캜 for 20 minutes, and the heat treatment for the first and second dummy electrodes was performed while moving the sample at a temperature of 850 캜 at a speed of 55 rpm. Also, the magnitude and time of the current applied first for resistance welding were 355 A and 240 ms, respectively, and the magnitude and time of the second current were 350 A and 220 ms, respectively.

리드선의 부착력을 측정하기 위해 접합 강도 시험기(예, DAEGE4000)를 사용하였고, 강도 시험기에 장착되어 있는 전단 프로브(probe)의 직경은 0.25㎜이었다. 전단 프로브를 온도 센서용 세라믹 소자에 부착된 제1 및 제2 리드선 사이에 삽입한 후 전단 프로브를 온도 센서용 세라믹 소자 쪽으로 이동시키면서 힘을 가해 온도 센서용 세라믹 소자와 제1 및 제2 리드선을 분리시켰고, 제1 리드선과 제2 리드선 중 적어도 하나가 분리될 때의 힘을 측정하였다. A bond strength tester (eg, DAEGE4000) was used to measure the bond strength of the lead wires, and the diameter of the shear probe mounted on the tester was 0.25 mm. The shear probe is inserted between the first and second lead wires attached to the ceramic element for temperature sensor, and then the shear probe is moved toward the ceramic element for temperature sensor while separating the ceramic element for temperature sensor and the first and second lead wires And the force when at least one of the first lead wire and the second lead wire were separated was measured.

Figure pat00001
Figure pat00001

[표 1]에 도시한 것처럼, 실시예의 평균 접착 강도는 4.916N이었고, 이는 비교예의 평균 접착 강도(4.054N)보다 높았다. As shown in Table 1, the average bonding strength of the examples was 4.916N, which was higher than the average bonding strength of the comparative example (4.054N).

또한, 실시예의 샘플간 접착 강도 편차가 -2.92%~3.99%임에 반해서 비교예의 샘플간 접착 강도 편차는 -21%~25.8%로 실시예의 경우보다 훨씬 큼을 알 수 있었고, 이는 비교예에 행해졌던 열처리 접착법을 이용하여 백금 리드선과 백금 전극간의 접착 강도를 균일하게 만들어주기가 어렵다는 것을 알 수 있었다.In addition, it was found that the adhesive strength deviation between the samples of the comparative example was -21% to 25.8%, which is much higher than that of the example, while the adhesive strength deviation between the samples of the examples was -2.92% to 3.99% It was found that it is difficult to make the bonding strength between the platinum lead wire and the platinum electrode uniform by using the heat treatment bonding method.

반면, 실시예의 경우 녹는점이 높은 금속(예, 백금계 금속)에 대한 접착력을 향상시켰고 균일하게 높은 접착 강도를 갖는 온도 센서 소자의 제작이 가능하므로 온도 센서 소자 제작의 효율성을 증가시킬 수 있음을 알 수 있었다.On the other hand, in the case of the embodiment, since it is possible to manufacture a temperature sensor element having improved adhesion to a metal having a high melting point (e.g., a platinum metal) and uniformly high bonding strength, I could.

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.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, It belongs to the scope of right.

100: 온도 센서부 110: 온도 센서용 세라믹 소자
121, 122: 전극 123, 124: 더미 전극
131, 132: 리드선 140: 보호부
141: 보호 튜브 K1: 공간 100: Temperature sensor unit 110: Ceramic device for temperature sensor
121, 122: electrode 123, 124: dummy electrode
131, 132: lead wire 140:
141: Protection tube K1: Space

Claims (11)

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 전극 위에 위치하고 있는 제1 더미 전극, 상기 제2 전극 위에 위치하고 있는 제2 더미 전극, 상기 제1 더미 전극과 연결되어 있는 제1 리드선, 그리고 상기 제2 더미 전극과 연결되어 있는 제2 리드선을 포함하는 온도 센서부, 그리고
상기 온도 센서부를 에워싸고 있는 보호부
를 포함하는 온도 센서 소자.A first electrode located on a first surface of the ceramic element for temperature sensor, a second electrode located on a second surface of the ceramic element for temperature sensor located on the opposite side of the first surface, A first dummy electrode positioned on the first electrode, a second dummy electrode positioned on the second electrode, a first lead line connected to the first dummy electrode, and a second lead line connected to the second dummy electrode, A temperature sensor section including
And a protective portion surrounding the temperature sensor portion
. 제1항에서,
상기 제1 더미 전극과 상기 제2 더미 전극은 AgPd계 금속 물질로 이루어져 있는 온도 센서 소자. The method of claim 1,
Wherein the first dummy electrode and the second dummy electrode are made of an AgPd-based metal material. 제1항에서,
상기 제1 더미 전극과 상기 제2 더미 전극은 각각 0.1㎛ 내지 10㎛의 두께를 갖는 온도 센서 소자.The method of claim 1,
Wherein the first dummy electrode and the second dummy electrode each have a thickness of 0.1 占 퐉 to 10 占 퐉. 제1항에서,
상기 보호부는 납 유리, 붕규산계 유리, 소다 라임 규산염계 유리 또는 소듐 포타슘 바륨 규산염계 유리로 이루어져 있는 온도 센서 소자.The method of claim 1,
Wherein the protective portion comprises lead glass, borosilicate glass, soda lime silicate glass or sodium potassium barium silicate glass. 제1항에서,
상기 보호부는 는 0.3mm~0.6mm의 평균 두께를 갖는 온도 센서 소자.The method of claim 1,
And the protector has an average thickness of 0.3 mm to 0.6 mm. 제1항에서,
상기 온도 센서용 세라믹 소자는 -50℃~1100℃의 측정 온도를 갖는 온도 센서 소자.The method of claim 1,
Wherein the ceramic element for a temperature sensor has a measurement temperature of -50 ° C to 1100 ° C. 온도 센서용 세라믹 소자의 제1 면과 제2 면에 각각 제1 전극과 제2 전극을 형성하는 단계,
상기 제1 전극 위와 상기 제2 전극 위에 제1 더미 전극과 제2 더미 전극을 각각 형성하는 단계,
제1 리드선을 상기 제1 더미 전극 위치시키고 상기 제2 리드선을 상기 제2 더미 전극에 위치시켜 상기 제1 리드선과 상기 제2 리드선에 저항 용접법을 이용하여 상기 제1 리드선과 상기 제2 리드선을 상기 제1 더미 전극과 상기 제2 더미 전극에 각각 접착시키는 단계,
상기 온도 센서용 세라믹 소자, 상기 제1 및 제2 전극, 상기 제1 및 제2 더미 전극, 그리고 상기 제1 및 제2 리드선을 구비한 온도 센서부에 보호 튜브를 씌우는 단계, 그리고
상기 보호 튜브를 열처리하여 상기 보호 튜브를 용융시켜 상기 온도 센서부를 밀봉하는 보호부를 형성하는 단계
를 포함하는 온도 센서 소자의 제조 방법.Forming a first electrode and a second electrode on a first surface and a second surface of a ceramic element for a temperature sensor, respectively;
Forming a first dummy electrode and a second dummy electrode on the first electrode and the second electrode,
The first lead wire is positioned at the first dummy electrode, the second lead wire is positioned at the second dummy electrode, and the first lead wire and the second lead wire are connected to the first lead wire and the second lead wire, Bonding the first dummy electrode and the second dummy electrode,
Depositing a protective tube on the temperature sensor portion including the ceramic element for a temperature sensor, the first and second electrodes, the first and second dummy electrodes, and the first and second lead wires, and
Forming a protective portion for sealing the temperature sensor portion by melting the protective tube by heat-treating the protective tube;
Wherein the temperature sensor element is formed of a thermosetting resin. 제7항에서,
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 1000℃ 내지 1400℃에서 열처리되는
온도 센서 소자의 제조 방법.8. The method of claim 7,
Wherein forming the first electrode and the second electrode comprises:
Printing a conductive paste on the first surface and the second surface of the ceramic element for temperature sensor, respectively, and
Completing the first electrode and the second electrode by heat-treating the conductive paste
Lt; / RTI >
The conductive paste is heat-treated at 1000 ° C to 1400 ° C
A method of manufacturing a temperature sensor element. 제7항에서,
상기 제1 더미 전극과 상기 제2 더미 전극의 형성 단계는,
상기 제1 전극과 상기 제2 전극 위에 각각 AgPd계 페이스트를 인쇄하는 단계, 그리고
상기 AgPd계 페이스트를 열처리하여 상기 제1 더미 전극과 상기 제2 더미 전극을 완성하는 단계
를 포함하고,
상기 AgPd계 페이스트는 800℃ 내지 1100℃에서 열처리되는
온도 센서 소자의 제조 방법.8. The method of claim 7,
Wherein the forming of the first dummy electrode and the second dummy electrode comprises:
Printing an AgPd-based paste on the first electrode and the second electrode, respectively, and
A step of heat-treating the AgPd-based paste to complete the first dummy electrode and the second dummy electrode
Lt; / RTI >
The AgPd-based paste is heat-treated at 800 ° C to 1100 ° C
A method of manufacturing a temperature sensor element. 제7항에서,
상기 보호 튜브는 각각 납 유리, 붕규산계 유리, 소다 라임 규산염계 유리 또는 소듐 포타슘 바륨 규산염계 유리로 이루어져 있는 온도 센서 소자의 제조 방법.8. The method of claim 7,
Wherein the protective tube is made of lead glass, borosilicate glass, soda lime silicate glass or sodium potassium barium silicate glass. 제7항에서,
상기 보호 튜브는 1100℃ 내지 1900℃로 열처리되는 온도 센서 소자의 제조 방법.8. The method of claim 7,
Wherein the protective tube is heat-treated at a temperature of 1100 캜 to 1900 캜.
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