TW201901124A - 溫度感測器元件 - Google Patents
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Abstract
本發明係提供一種可抑制因安裝角度等引起之溫度偵測之不均之溫度感測器元件。
於長方體形狀之絕緣基板2之主面2a上，形成有以鉑為主成分之電阻圖案3、及與電阻圖案3之兩端部連接之一對內部電極4，且以包含與該等內部電極4接合且突出至外部之一對引線5與形成於電阻圖案3上之保護膜6在內地將絕緣基板2之主面2a整體覆蓋之方式，形成有表層玻璃膜7，並且該表層玻璃膜7延伸至將與主面2a鄰接之絕緣基板2之上側各面覆蓋之部位為止。又，絕緣基板2之厚度尺寸T與引線5之線徑D相加所得之尺寸(T+D)設定為與絕緣基板2之沿短邊方向之寬度尺寸W大致相同，且感測器元件整體之厚度方向與寬度方向之比成為大致1：1。
Description
本發明係關於一種用於計測例如通過吸氣管之吸入空氣量之氣流感測器之溫度感測器元件，尤其關於一種長方體形狀之絕緣基板上形成有以鉑為主成分之電阻圖案之平板型之溫度感測器元件。
汽油引擎等內燃機係藉由設置於吸氣管內之氣流感測器來測定吸入空氣量(吸氣量)，並將該空氣量作為電氣信號傳送至引擎控制單元(ECU)，藉此，進行根據被吸入至引擎之空氣量控制燃料之噴射。
氣流感測器之檢測方式存在有多種種類，而其中具備吸氣管內配置有鉑元件(鉑熱線)之構造之被稱為熱線式(Hot Line式)者得到廣泛使用。相關之熱線式氣流感測器係使電流流入至鉑熱線，以自發熱使溫度上升，當空氣碰到該發熱部，熱能被奪去後，利用鉑熱線之電阻產生變化，檢測通過鉑熱線之電流量，從而測定所通過之空氣量。
又，著眼於氣流感測器之構造進行大致分類，已知有繞線型元件與平板型元件之2個類型。作為繞線型元件，如專利文獻1中所記載，提議有將引線固著於圓柱狀之陶瓷管之兩端部，並且於陶瓷管之外周面捲繞作為電阻體之鉑線，將該鉑線之端部連接於引線而成者。
另一方面，作為平板型元件，如專利文獻2中所記載，提出有於長方體形狀之氧化鋁基板上形成由鉑膜所構成之電阻圖案，並且形成與電阻圖 案之兩端連接之一對端子安裝電極，分別將引線接合於該等端子安裝電極後導出至外部，以保護膜覆蓋電阻圖案者。
[先行技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1]日本特開平3-268302號公報
[專利文獻2]日本特開平11-121207號公報
上述繞線型之感測器元件因呈現圓柱狀之外觀形狀，故感測器元件之投影面積不會因曝露於空氣流時之設置角度而變化，從而可抑制因空氣流擾動造成之檢測結果之不均，但存在鉑線之繞線間距不易穩定，繞線之紊亂直接關係到電阻值之不均，從而具有難以使品質穩定之類的製造方面之問題。
另一方面，上述平板型之感測器元件因可藉由光微影法而高精度地形成電阻圖案，故而，可容易地製造電阻值中無不均之製品。然而，平板型之感測器元件因呈現角柱狀之外觀形狀，且其剖面形狀為長方形，而導致感測器元件之投影面積因曝露於空氣流時之設置角度而較大地變化，因設置狀態而於元件之周圍空氣流較大地擾動，從而存在溫度之偵測結果中容易產生不均之類的問題。
本發明係鑒於如此之習知技術之實情研製而成者，其目的在於提供一種可抑制因安裝角度等引起之溫度偵測之不均之溫度感測器元件。
為達成上述目的，本發明之溫度感測器元件之特徵在於具備：長方體形狀之絕緣基板、形成於上述絕緣基板之主面上之以鉑為主成分之電阻 圖案、連接於上述電阻圖案之兩端部之一對內部電極、與上述內部電極分別接合且自上述絕緣基板之長邊方向端部朝向外部突出之一對引線、將上述電阻圖案覆蓋之保護膜、及包含上述引線在內地將上述絕緣基板之上述主面整體覆蓋之表層玻璃膜；上述表層玻璃膜以將至少與上述主面鄰接之上述絕緣基板之上側各面覆蓋之方式形成，當將上述絕緣基板之沿短邊方向之寬度尺寸設為W，上述絕緣基板之厚度尺寸設為T，上述引線之線徑設為D時，將其等之關係設定為(T+D)≒W。
以此方式構成之溫度感測器元件中，形成於絕緣基板之主面上之電阻圖案被保護膜覆蓋，且因包含該保護膜與引線在內地將絕緣基板之主面整體覆蓋之表層玻璃膜至少將與主面鄰接之絕緣基板之上側各面覆蓋，既形成長方體形狀之絕緣基板之主面上形成有電阻圖案之平板型之感測器元件，且絕緣基板之主面覆蓋之表層玻璃膜亦成為無邊緣部之帶弧度之剖面形狀。並且，絕緣基板之厚度尺寸T與引線之線徑D相加所得之尺寸(T+D)設定為與絕緣基板之沿短邊方向之寬度尺寸W大致相同，且感測器元件整體之厚度方向與寬度方向之比成為大致1：1，因此，即便曝露於空氣流時之設置角度產生變化，與感測器元件接觸之空氣流中亦難以產生擾動，從而可抑制因空氣流之擾動引起之檢測結果之不均。
於上述構成之溫度感測器元件中，當將絕緣基板之沿長邊方向之長度尺寸設為L時，若引線以尺寸L之1/6以上之長度接合於內部電極，則一對引線之接合區域占絕緣基板之長邊方向之全長L之比例成為1/3以上，表層玻璃膜容易遍及絕緣基板之長邊方向整體，成為帶弧度之剖面形狀。
又，於上述構成之溫度感測器元件中，若表層玻璃膜包含與主面相對之背面在內地將絕緣基板之整面覆蓋，則可設為於外表面之全部無邊緣部之帶弧度之剖面形狀。
根據本發明之溫度感測器元件，既形成於長方體形狀之絕緣基板上形成有電阻圖案之平板型之感測器元件，亦可抑制因安裝角度等引起之溫度偵測之不均。
1、10‧‧‧溫度感測器元件
2‧‧‧絕緣基板
2a‧‧‧主面
3‧‧‧電阻圖案
4‧‧‧內部電極
5‧‧‧引線
6‧‧‧保護膜
7、8‧‧‧表層玻璃膜
圖1係本發明之第1實施形態例之溫度感測器元件之縱剖面圖。
圖2係該溫度感測器元件之橫剖面圖。
圖3係圖1之沿III-III線之剖面圖。
圖4係本發明之第2實施形態例之溫度感測器元件之縱剖面圖。
圖5係圖1之沿V-V線之剖面圖。
對於發明之實施形態，參照圖式進行說明，如圖1~圖3所示，本發明之第1實施形態例之溫度感測器元件1構成為具備長方體形狀之絕緣基板2、形成於絕緣基板2之主面(表面)2a上之長邊方向中央部之電阻圖案3、以與該電阻圖案3之兩端部連接之方式形成於絕緣基板2之主面2a之長邊方向兩端部之一對內部電極4、接合於該等內部電極4上且朝向絕緣基板2之外部突出之一對引線5、將電阻圖案3覆蓋之保護膜6、及包含引線5或保護膜6在內地將絕緣基板2之主面2a整體覆蓋之表層玻璃膜7。
絕緣基板2係由氧化鋁或氧化鋯等所構成之陶瓷基板，且將沿該長邊方向之長度尺寸設為L，沿短邊方向之寬度尺寸設為W，厚度尺寸設為T時，如圖3所示，絕緣基板2之沿短邊方向之剖面形狀成為厚度尺寸T短於寬度尺寸W之長方形。
電阻圖案3係將鉑作為主成分(純度99.99%)之薄膜電阻膜，且如圖2所示，該電阻圖案3以蜿蜒形狀形成於絕緣基板2之主面2a之中央部。
一對內部電極4係將含鉑(含有率為約80%)之電極膏進行網版印刷後再進行乾燥、煅燒，成為其厚度為例如12μm~22μm之薄膜電極。
一對引線5係例如鎳芯線之鉑被覆線，且該等引線5藉由焊接而接合於對應之內部電極4上。此處，若將引線5之線徑設為D，則絕緣基板2之厚度尺寸T與引線5之線徑D相加所得之尺寸(T+D)設定為與絕緣基板2之沿短邊方向之寬度尺寸W大致相同，即設定為(T+D)≒W之關係。又，若將引線5與內部電極4之接合部分之長度設為L1，則L1成為絕緣基板2之長度尺寸L之1/6以上，且於絕緣基板2之長邊方向兩端部將一對引線5分別接合於內部電極4，故而，一對引線5之接合區域占到絕緣基板2之全長L之1/3以上。
保護膜6係將結晶玻璃等之玻璃膏進行網版印刷後再進行乾燥、煅燒，於圖2中將保護膜6省略了圖示，但該保護膜6係以將電阻圖案3之整體覆蓋之方式形成於絕緣基板2之主面2a上。
表層玻璃膜7係將結晶玻璃等之玻璃膏利用分注器塗佈後進行乾燥、煅燒，且該表層玻璃膜7不僅包含一對引線5與保護膜6在內地將絕緣基板2之主面2a整體覆蓋，而且形成至將與主面2a鄰接之絕緣基板2之上側各面(兩端面與兩側面)覆蓋之部位為止。藉此，包圍主面2a之絕緣基板2之上側4邊(2個長邊與2個短邊)之邊緣部被表層玻璃膜7所覆蓋，因此，如圖2所示，沿絕緣基板2之長邊方向之表層玻璃膜7之剖面形狀成為於兩端部帶弧度之扁平狀，且如圖3所示，沿絕緣基板2之短邊方向之表層玻璃膜7之剖面形狀成為於各頂部帶弧度之三角形狀。
此處，介置於絕緣基板2之主面2a與引線5之間之內部電極4係可幾乎忽視厚度之薄膜電極，且如前所述，絕緣基板2之厚度尺寸T與引線5之線 徑D相加所得之尺寸(T+D)設定為與絕緣基板2之沿短邊方向之寬度尺寸W大致相同，因此，包含表層玻璃膜7之感測器元件整體之厚度方向與寬度方向之比成為大致1：1。
如以上所說明，第1實施形態例之溫度感測器元件1係於絕緣基板2之主面2a上形成有以鉑為主成分之電阻圖案3、及連接於電阻圖案3之兩端部之一對內部電極4，且以包含接合於該等內部電極4並突出至外部之一對引線5與形成於電阻圖案3上之保護膜6在內地將絕緣基板2之主面2a整體覆蓋之方式，形成有表層玻璃膜7，並且該表層玻璃膜7延伸至將與主面2a鄰接之絕緣基板2之上側各面覆蓋之部位為止，因此，既形成於長方體形狀之絕緣基板2之主面2a上形成有電阻圖案3之平板型之感測器元件，亦可形成表層玻璃膜7之外表面設為無邊緣部之帶弧度之剖面形狀。並且，絕緣基板2之厚度尺寸T與引線5之線徑D相加所得之尺寸(T+D)設定為與絕緣基板2之沿短邊方向之寬度尺寸W大致相同，感測器元件整體之厚度方向與寬度方向之比成為大致1：1，因此，即便曝露於空氣流時之設置角度產生變化，與感測器元件接觸之空氣流中亦難以產生擾動，從而可抑制因空氣流之擾動引起之檢測結果之不均。
又，第1實施形態例之溫度感測器元件1中，引線5以絕緣基板2之長度尺寸L之1/6以上之長度接合於對應之內部電極4，且一對引線5之接合區域占到絕緣基板2之全長L之1/3以上，因此，當利用分注器塗佈表層玻璃膜7之材料即玻璃膏時，可防止玻璃膏於一對引線5間之保護膜6上形成凹狀地凹陷，從而可容易地遍及絕緣基板2之長邊方向整體，形成帶弧度之剖面形狀之表層玻璃膜7。
其次，對於本發明之第2實施形態例之溫度感測器元件10，參照圖4及圖5進行說明。再者，於該等圖4、5中，對於與圖1~圖3對應之部分，藉由標註同一符號而適當省略重複說明。
第2實施形態例之溫度感測器元件10與第1實施形態例之溫度感測器元件1不同之處在於表層玻璃膜8以不僅將與主面2a鄰接之絕緣基板2之上側各面覆蓋，而且包含與主面2a相對之背面在內地將絕緣基板2之整面覆蓋之方式形成，除此以外之構成基本上相同。即，將絕緣基板2之主面2a整體覆蓋之表層玻璃膜8係以不僅將主面2a，而且將絕緣基板2之剩餘5面(2個端面與2個側面及底面)全部覆蓋之方式形成，藉由如此之表層玻璃膜8而實現於外表面之整面具有無邊緣部之帶弧度之剖面形狀之溫度感測器元件10。另外，如此形狀之表層玻璃膜8可藉由例如將玻璃膏重疊多次進行塗佈而形成。
亦於如此地構成之第2實施形態例之溫度感測器元件10中，既形成於長方體形狀之絕緣基板2之主面2a上形成有電阻圖案3之平板型之感測器元件，亦可形成於表層玻璃膜8之外表面整面無邊緣部之帶弧度之剖面形狀，並且，感測器元件整體之厚度方向與寬度方向之比成為大致1：1，因此，即便曝露於空氣流時之設置角度產生變化，與感測器元件接觸之空氣流中亦不易產生擾動，從而可抑制因空氣流之擾動引起之檢測結果之不均。
Claims (3)
- 一種溫度感測器元件，其特徵在於具備：長方體形狀之絕緣基板、形成於上述絕緣基板之主面上之以鉑為主成分之電阻圖案、連接於上述電阻圖案之兩端部之一對內部電極、與上述一對內部電極分別接合且自上述絕緣基板之長邊方向端部朝向外部突出之引線、將上述電阻圖案覆蓋之保護膜、及包含上述引線在內地將上述絕緣基板之上述主面整體覆蓋之表層玻璃膜；上述表層玻璃膜以將至少與上述主面鄰接之上述絕緣基板之上側各面覆蓋之方式形成，當將上述絕緣基板之沿短邊方向之寬度尺寸設為W，上述絕緣基板之厚度尺寸設為T，上述引線之線徑設為D時，將其等之關係設定為(T+D)≒W。
- 如請求項1所述之溫度感測器元件，其中當將上述絕緣基板之沿長邊方向之長度尺寸設為L時，上述引線以尺寸L之1/6以上接合於上述內部電極。
- 如請求項1所述之溫度感測器元件，其中上述表層玻璃膜係包含與上述主面相對之背面在內地將上述絕緣基板之整面覆蓋。
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