TWI783247B - temperature sensing device - Google Patents
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Abstract
一種溫度感測裝置,包含第一溫度感測元件、第二溫度感測元件與信號線材,第一溫度感測元件包含第一引腳與第二引腳,第二溫度感測元件包含第三引腳與第四引腳,信號線材包含第一電線、第二電線與第三電線,第一電線連接第一溫度感測元件的第一引腳,第二電線連接第一溫度感測元件的第二引腳與第二溫度感測元件的第三引腳,第三電線連接第二溫度感測元件的第四引腳;本發明藉由該等引腳作為緩衝以吸收應力,有效避免本發明的各溫度感測元件因應力而破裂受損,且各該溫度感測元件可為通過測試篩選的元件,故本發明具有高良率的優點。A temperature sensing device includes a first temperature sensing element, a second temperature sensing element and a signal wire, the first temperature sensing element includes a first pin and a second pin, the second temperature sensing element includes a third pin and the fourth pin, the signal wire includes a first wire, a second wire and a third wire, the first wire is connected to the first pin of the first temperature sensing element, and the second wire is connected to the first pin of the first temperature sensing element The second pin is connected to the third pin of the second temperature sensing element, and the third wire is connected to the fourth pin of the second temperature sensing element; the present invention uses these pins as a buffer to absorb stress, effectively avoiding this problem. Each temperature sensing element of the invention is cracked and damaged due to stress, and each temperature sensing element can be an element that passes the test screening, so the present invention has the advantage of high yield.
Description
本發明是有關一種溫度感測裝置,特別是指可減緩應力的溫度感測裝置。The invention relates to a temperature sensing device, in particular to a temperature sensing device capable of alleviating stress.
請參考圖7,習知溫度感測裝置包含一第一溫度感測晶片71、一第二溫度感測晶片72與一信號線材73,該信號線材73包含一第一絞線731、一第二絞線732與一第三絞線733,該第一絞線731、該第二絞線732與該第三絞線733之外露於絕緣皮的尾端分別被焊錫74包覆及結合而分別成為一第一複合引線751、一第二複合引線752與一第三複合引線753。因為該等複合引線751、752、753具有硬度而提供支撐,該第一溫度感測晶片71可透過焊錫層焊接連接在該第一複合引線751與該第二複合引線752之間,而該第二溫度感測晶片72可透過焊錫層焊接連接在該第二複合引線752與該第三複合引線753之間,故由該第二複合引線752作為該第一溫度感測晶片71與該第二溫度感測晶片72之共同引線。該第一溫度感測元件71與該第二溫度感測元件72用以感測環境溫度,該信號線材73用以傳遞該第一溫度感測元件71與該第二溫度感測元件72所產生之溫度感測信號。Please refer to FIG. 7, the conventional temperature sensing device includes a first
然而,各該溫度感測晶片71、72與各該複合引線751、752、753之間為直接連接的結構,且各該複合引線751、752、753包含錫而具一定硬度,如此一來,各該溫度感測晶片71、72將直接承受從該等複合引線751、752、753傳遞而來的應力,恐導致各該溫度感測晶片71、72因應力而破裂受損。另從製程的角度來看,和各該複合引線751、752、753相比,沒有被焊錫74包覆及結合的各該絞線731、732、733是軟性而易彎折,在將該第一溫度感測晶片71焊接於該第一複合引線751與該第二複合引線752的過程中,該第一複合引線751與該第二複合引線752可能往相反方向偏擺,導致該第一溫度感測晶片71容易翻轉而不易焊接;該第二溫度感測晶片72、該第二複合引線752與該第三複合引線753亦有相同不易焊接的情形。However, each of the
有鑒於此,本發明的主要目的是提供一種溫度感測裝置,以期克服習知溫度感測裝置的應力破壞問題,以及習知溫度感測裝置的結構設計使其製程有不易焊接的缺點。In view of this, the main purpose of the present invention is to provide a temperature sensing device to overcome the stress failure problem of the conventional temperature sensing device, and the structural design of the conventional temperature sensing device makes its manufacturing process difficult to solder.
本發明溫度感測裝置包含: 一第一溫度感測元件,包含一第一引腳與一第二引腳; 一第二溫度感測元件,包含一第三引腳與一第四引腳;以及 一信號線材,包含: 一第一電線,連接該第一溫度感測元件的該第一引腳; 一第二電線,連接該第一溫度感測元件的該第二引腳與該第二溫度感測元件的該第三引腳;以及 一第三電線,連接該第二溫度感測元件的該第四引腳。The temperature sensing device of the present invention comprises: A first temperature sensing element, including a first pin and a second pin; a second temperature sensing element, including a third pin and a fourth pin; and A signal cable, including: a first wire connected to the first pin of the first temperature sensing element; a second wire, connecting the second pin of the first temperature sensing element and the third pin of the second temperature sensing element; and A third wire is connected to the fourth pin of the second temperature sensing element.
本發明包含以下技術功效:The present invention comprises following technical effects:
1、有別於先前技術所述的複合引線,本發明的該第一溫度感測元件與該第二溫度感測元件係分別通過其第一至第四引腳連接該信號線材,本發明藉由各該第一至第四引腳作為緩衝以吸收應力,有效避免本發明的各該溫度感測元件因應力而破裂受損。1. Different from the composite leads described in the prior art, the first temperature sensing element and the second temperature sensing element of the present invention are respectively connected to the signal wire through their first to fourth pins. Each of the first to fourth pins is used as a buffer to absorb stress, effectively preventing the temperature sensing elements of the present invention from being cracked and damaged due to stress.
2、透過本發明的結構設計,從製程的角度來看,本發明的各該溫度感測元件透過其引腳連接到對應的各該電線,故本發明之引腳對電線的連接方式有別於習知溫度感測裝置的晶片對複合引線的直接連接方式,自然沒有習知溫度感測裝置之晶片翻轉而不易焊接的問題。此外,本發明在將各該溫度感測元件連接到該信號線材之前,測試設備可電連接各該溫度感測元件的各該引腳以進行相關電性或溫度測試,通過測試者再與該信號線材連接,未通過測試者即被淘汰,達成篩選溫度感測元件的目的,進而提升本發明溫度感測裝置之成品的良率。2. Through the structural design of the present invention, from the point of view of the manufacturing process, each of the temperature sensing elements of the present invention is connected to the corresponding wires through its pins, so the connection methods of the pins to the wires of the present invention are different In the direct connection method of the chip of the conventional temperature sensing device to the composite lead, naturally there is no problem that the chip of the conventional temperature sensing device is turned over and is not easy to solder. In addition, before connecting each of the temperature sensing elements to the signal wires in the present invention, the test equipment can electrically connect each of the pins of each of the temperature sensing elements to perform related electrical or temperature tests, and then the tester can communicate with the The connection of the signal wires, those who fail the test will be eliminated, so as to achieve the purpose of screening the temperature sensing elements, and further improve the yield rate of the finished product of the temperature sensing device of the present invention.
請參考圖1,本發明溫度感測裝置的實施例包含兩個溫度感測元件10、20與一信號線材30,該兩溫度感測元件10、20分別為一第一溫度感測元件10與一第二溫度感測元件20,該第一溫度感測元件10與該第二溫度感測元件20可用以感測環境溫度,該信號線材30電連接該第一溫度感測元件10與該第二溫度感測元件20,用以傳遞該第一溫度感測元件10與該第二溫度感測元件20所產生之溫度感測信號。Please refer to FIG. 1, an embodiment of the temperature sensing device of the present invention includes two
舉例來說,本發明可供應用於體溫計,透過兩個溫度感測元件10、20的並行進行量測溫度比對確認,避免防範其中之一溫度感測元件10、20誤差值過大而導致量測失真。For example, the present invention can be applied to thermometers, through the parallel measurement and comparison of the two
該第一溫度感測元件10包含兩支引腳,其分別為一第一引腳(lead)11與一第二引腳12,該第一引腳11與該第二引腳12為可導電且可彎折的軟性條狀體,本發明的實施例中,請參考圖2,該第一溫度感測元件10可包含一第一溫度感測晶片13,該第一溫度感測晶片13包含兩個導電接點,應用上,舉例來說,其中之一導電接點可供接地,但不以接地為限。該第一溫度感測晶片13的該兩導電接點分別為一第一導電接點131與一第二導電接點132,該第一導電接點131與該第二導電接點132外露於該第一溫度感測晶片13的相對表面而彼此分離相對設置,該第一引腳11與該第一導電接點131連接,該第二引腳12與該第二導電接點132連接。該第一溫度感測元件10可包含一第一包封體14,該第一溫度感測晶片13設置於該第一包封體14內,該第一包封體14例如可為(但不限於)樹脂、鐵氟龍、聚醯亞胺(PI)或玻璃所製成的構件;其中,該第一引腳11可包含一內端與一外端,該第一引腳11的該內端位於該第一包封體14內而連接該第一導電接點131,類似的,該第二引腳12可包含一內端與一外端,該第二引腳12的該內端位於該第一包封體14內而連接該第二導電接點132。The first
該第二溫度感測元件20包含兩支引腳,其分別為一第三引腳21與一第四引腳22,該第三引腳21與該第四引腳22為可導電且可彎折的軟性條狀體。本發明的實施例中,請參考圖2,該第二溫度感測元件20可包含一第二溫度感測晶片23,該第二溫度感測晶片23包含兩個導電接點,應用上,舉例來說,其中之一導電接點可供接地,但不以接地為限。該第二溫度感測晶片23的該兩導電接點分別為一第三導電接點231與一第四導電接點232,該第三導電接點231與該第四導電接點232外露於該第二溫度感測晶片23的相對表面而彼此分離相對設置,該第三引腳21與該第三導電接點231連接,該第四引腳22與該第四導電接點232連接。該第二溫度感測元件20可包含一第二包封體24,該第二溫度感測晶片23設置於該第二包封體24內,該第二包封體24例如可為(但不限於)樹脂、鐵氟龍、聚醯亞胺(PI)或玻璃所製成的構件;其中,該第三引腳21可包含一內端與一外端,該第三引腳21的該內端位於該第二包封體24內而連接該第三導電接點231,類似的,該第四引腳22可包含一內端與一外端,該第四引腳22的該內端位於該第二包封體24內而連接該第四導電接點232。The second
前述中,該第一包封體14與該第二包封體24可使該兩溫度感測晶片13、23彼此絕緣而不造成短路,還可以牢固該兩溫度感測晶片13、23分別與其引腳11、12、21、22的接合,亦可將該兩溫度感測晶片13、23隔離於外在環境以提供保護,例如可避免該兩溫度感測晶片13、23受到水氣的影響。In the foregoing, the first encapsulating
該第一溫度感測晶片13可選自正溫度系數電阻晶片(PTC thermistor)與負溫度系數電阻晶片(NTC thermistor)的其中之一,同樣的,該第二溫度感測晶片23亦可選自正溫度系數電阻晶片與負溫度系數電阻晶片的其中之一,故可實施不同的組合。舉例來說,該第一溫度感測晶片13與該第二溫度感測晶片23可皆是正溫度系數電阻晶片;或者,該第一溫度感測晶片13與該第二溫度感測晶片23可皆是負溫度系數的電阻晶片;或者,該第一溫度感測晶片13是正溫度系數電阻晶片,該第二溫度感測晶片23是負溫度系數電阻晶片;或者,該第一溫度感測晶片13是負溫度系數電阻晶片,該第二溫度感測晶片23是正溫度系數電阻晶片。The first
請參考圖1,該信號線材30包含複數電線,該複數電線包含一第一電線31、一第二電線32與一第三電線33,該第一電線31連接該第一溫度感測元件10的該第一引腳11,該第二電線32連接該第一溫度感測元件10的該第二引腳12與該第二溫度感測元件20的該第三引腳21,該第三電線33連接該第二溫度感測元件20的該第四引腳22。Please refer to FIG. 1, the
本發明的實施例中,如圖1所示,該第一電線31包含一第一導線311與包覆該第一導線311的一第一絕緣線皮312,該第一導線311的一端部為一第一連接段313,該第一連接段313外露於該第一絕緣線皮312且連接該第一溫度感測元件10的該第一引腳11的該外端;該第二電線32包含一第二導線321與包覆該第二導線321的一第二絕緣線皮322,該第二導線321的一端部為一第二連接段323,該第二連接段323外露於該第二絕緣線皮322且連接該第一溫度感測元件10的該第二引腳12的該外端與該第二溫度感測元件20的該第三引腳21的該外端;該第三電線33包含一第三導線331與包覆該第三導線331的一第三絕緣線皮332,該第三導線331的一端部為一第三連接段333,該第三連接段333外露於該第三絕緣線皮332且連接該第二溫度感測元件20的該第四引腳22的該外端。其中,請參考圖1,該第一電線31、該第二電線32與該第三電線33可併排而為一排線,且可以該第二絕緣線皮322併排地連接在該第一絕緣線皮312與該第三絕緣線皮332之間,但不限於前述排線之構造。此外,該等導線311、321、331可分別為如圖1所示的絞線,或於其他實施例中,該等導線311、321、331可分別為單芯線,而當各該導線311、321、331為單芯線時,可供應用於更小尺寸的溫度感測晶片,優化溫度反應時間。In the embodiment of the present invention, as shown in FIG. 1, the first electric wire 31 includes a
關於各該導線311、321、331與對應之各該引腳11、12、21、22的連接結構,請配合參考圖1,本發明的實施例中,可透過焊接手段(soldering),使該第一連接段313與該第一引腳11的該外端透過一第一焊接體41彼此連接;該第二連接段323、該第二引腳12的該外端與該第三引腳21的該外端透過一第二焊接體42彼此連接;該第三連接段333與該第四引腳22的該外端透過一第三焊接體43彼此連接。其中,該第一焊接體41、該第二焊接體42與該第三焊接體43可為焊錫,但不以焊錫為限。另請參考圖3,本發明的另一實施例中,可不需透過焊接體,而可透過直接熔接手段,使該第一連接段313與該第一引腳11的該外端可彼此熔合成一體,該第二連接段323、該第二引腳12的該外端與該第三引腳21的該外端可彼此熔合成一體,該第三連接段333與該第四引腳22的該外端可彼此熔合成一體。是以,本發明可透過如前所述的焊接手段或直接熔接手段,將各該導線311、321、331與對應之各該引腳11、12、21、22形成的連接結構。Regarding the connection structure of each of the
該第一至該第四引腳11、12、21、22的粗細可彼此相同、彼此不同或部分相而部分不同,舉例來說,同為連接到該第二導線321的該第二引腳12與該第三引腳21的直徑小於該第一引腳11與該第四引腳22的直徑,亦即該第二引腳12與該第三引腳21較細,可有助於縮小本發明溫度感測裝置的體積。The thickness of the first to the
為確保該第一溫度感測晶片13與該第二溫度感測晶片23所產生的感測信號的一致性,如圖4所示,該第一溫度感測晶片13與該第二溫度感測晶片23彼此相鄰設置,其中,該信號線材30沿著一第一軸向延伸,而該第一溫度感測晶片13與該第二溫度感測晶片23沿著一第二軸向排列;該第一軸向垂直於該第二軸向,例如該第一軸向為Y軸向而該第二軸向為X軸向。如此一來,該第一溫度感測晶片13與該第二溫度感測晶片23的位置對齊一直線L而齊平(該直線L平行於X軸向),若一目標物50的位置是在沿著該第一軸向的該第一溫度感測晶片13與該第二溫度感測晶片23的前方,該第一溫度感測晶片13與該目標物50的相對距離D1相當於該第二溫度感測晶片23與該目標物50的相對距離D2,使該第一溫度感測晶片13與該第二溫度感測晶片23相對於該目標物50的熱時間常數(thermal time constant)相同,確保該第一溫度感測晶片13與該第二溫度感測晶片23所產生的感測信號的一致性,有效避免位置差異造成溫度感測誤差。In order to ensure the consistency of the sensing signals generated by the first
請參考圖5,本發明的實施例可進一步包含一外殼60,該外殼60完全包覆該第一溫度感測元件10與該第二溫度感測元件20,其中,該第一絕緣線皮312、該第二絕緣線皮322與該第三絕緣線皮332的末端可位於該外殼60內,換言之,該外殼60與各該絕緣線皮312、322、332係局部重疊而彼此連接,可有效防止水或水氣入侵,達到防水的功效。其中,該外殼60可為塑膠構件、金屬構件或環氧樹脂構件,其中,當該外殼60為金屬構件,可於該外殼60的內壁面與被該外殼60所包覆之該兩溫度感測元件10、20及各該導線311、321、331之間的空間進行點膠作業以填入絕緣膠,避免短路。該外殼60的外型可為長方柱型、圓柱型或淚滴型。Please refer to FIG. 5 , an embodiment of the present invention may further include a
以下簡述本發明的製程,以輔助說明本發明的結構特徵。請參考圖6,「切腳」步驟係將各該溫度感測元件10、20的引腳裁剪為適當長度;「截線」步驟係對該信號線材30進行剝線以使各該導線311、321、331外露;「連接」步驟係透過如前所述的焊接手段(例如烙鐵焊)或直接熔接手段(例如電流焊或雷射焊)結合各該溫度感測元件10、20與該信號線材30;「封裝」步驟可透過插殼、點膠封裝或塗裝方式設置如前所述的該外殼60,形成本發明溫度感測裝置的實施例。最後,進行相關電性或溫度測試,通過測試者即為成品供使用。其中,在進行「連接」步驟前,可先對溫度感測元件進行檢測,淘汰檢測為不良品的溫度感測元件,而連接通過檢測的溫度感測元件,進而提升成品的良率。The manufacturing process of the present invention is briefly described below to assist in explaining the structural features of the present invention. Please refer to FIG. 6 , the step of "cutting the feet" is to cut the pins of each of the
綜上所述,該第一溫度感測元件10與該第二溫度感測元件20係分別通過該等引腳11、12、21、22連接該信號線材30,該等引腳11、12、21、22具可彎折性及軟性,對於該第一溫度感測晶片13與該第二溫度感測晶片23來說,從該信號線材30傳來的應力被該等引腳11、12、21、22吸收,故由該等引腳11、12、21、22作為緩衝,有效避免該第一溫度感測晶片13與該第二溫度感測晶片23因應力而破裂受損。In summary, the first
另一方面,因圖7中各該溫度感測晶片71、72與各該複合引線751、752、753之間透過焊錫層連接,整體而言包含四個焊錫層(即:第一溫度感測晶片71與第一複合引線751之間的焊錫層,第一溫度感測晶片71與第二複合引線752之間的焊錫層,第二溫度感測晶片72與第二複合引線752之間的焊錫層,及第二溫度感測晶片72與第三複合引線753之間的焊錫層),導致圖7所示習知溫度感測裝置的寬度無法有較進一步限縮,故其體積小型化程度有限。將本發明和圖7所示習知溫度感測裝置的構造相比,如圖1所示,本發明該等引腳11、12、21、22的直徑可小於該等導線311、321、331的直徑,且本發明之引腳對電線的連接方式有別於習知溫度感測裝置的晶片對複合引線的直接連接方式,故本發明溫度感測裝置的寬度更短,有助於體積有效小型化。On the other hand, since each of the
10:第一溫度感測元件 11:第一引腳 12:第二引腳 13:第一溫度感測晶片 131:第一導電接點 132:第二導電接點 14:第一包封體 20:第二溫度感測元件 21:第三引腳 22:第四引腳 23:第二溫度感測晶片 231:第三導電接點 232:第四導電接點 24:第二包封體 30:信號線材 31:第一電線 311:第一導線 312:第一絕緣線皮 313:第一連接段 32:第二電線 321:第二導線 322:第二絕緣線皮 323:第二連接段 33:第三電線 331:第三導線 332:第三絕緣線皮 333:第三連接段 41:第一焊接體 42:第二焊接體 43:第三焊接體 50:目標物 60:外殼 71:第一溫度感測晶片 72:第二溫度感測晶片 73:信號線材 731:第一絞線 732:第二絞線 733:第三絞線 74:焊錫 751:第一複合引線 752:第二複合引線 753:第三複合引線10: The first temperature sensing element 11: The first pin 12: Second pin 13: The first temperature sensing chip 131: the first conductive contact 132: the second conductive contact 14: The first encapsulation body 20: Second temperature sensing element 21: The third pin 22: The fourth pin 23: Second temperature sensing chip 231: the third conductive contact 232: the fourth conductive contact 24: Second encapsulation body 30: Signal wire 31: First wire 311: first wire 312: the first insulating sheath 313: The first connection segment 32: Second wire 321: second wire 322: Second insulation sheath 323: The second connection segment 33: The third wire 331: The third wire 332: The third insulating sheath 333: The third connection segment 41: The first welded body 42: Second welding body 43: The third welding body 50: Target 60: shell 71: the first temperature sensing chip 72: Second temperature sensing chip 73:Signal wire 731: the first stranded wire 732: Second stranded wire 733: The third strand 74: Solder 751: First Composite Lead 752: second composite lead 753: The third composite lead
圖1:本發明溫度感測裝置之一實施例的平面示意圖。 圖2:本發明中該第一溫度感測元件與該第二溫度感測元件的局部剖面示意圖。 圖3:本發明溫度感測裝置之另一實施例的平面示意圖。 圖4:本發明溫度感測裝置與一目標物之相對位置狀態的平面示意圖。 圖5:本發明溫度感測裝置之再一實施例的平面示意圖。 圖6:本發明溫度感測裝置的製程流程示意圖。 圖7:習知溫度感測裝置的平面示意圖。Fig. 1: A schematic plan view of an embodiment of the temperature sensing device of the present invention. FIG. 2 : a schematic partial cross-sectional view of the first temperature sensing element and the second temperature sensing element in the present invention. FIG. 3 : a schematic plan view of another embodiment of the temperature sensing device of the present invention. FIG. 4 : A schematic plan view of the relative position of the temperature sensing device of the present invention and an object. FIG. 5 : A schematic plan view of another embodiment of the temperature sensing device of the present invention. Fig. 6: Schematic diagram of the process flow of the temperature sensing device of the present invention. Fig. 7: A schematic plan view of a conventional temperature sensing device.
10:第一溫度感測元件10: The first temperature sensing element
11:第一引腳11: The first pin
12:第二引腳12: Second pin
14:第一包封體14: The first encapsulation body
20:第二溫度感測元件20: Second temperature sensing element
21:第三引腳21: The third pin
22:第四引腳22: The fourth pin
24:第二包封體24: Second encapsulation body
30:信號線材30: Signal wire
31:第一電線31: First wire
311:第一導線311: first wire
312:第一絕緣線皮312: the first insulating sheath
313:第一連接段313: The first connection segment
32:第二電線32: Second wire
321:第二導線321: second wire
322:第二絕緣線皮322: Second insulation sheath
323:第二連接段323: The second connection segment
33:第三電線33: The third wire
331:第三導線331: The third wire
332:第三絕緣線皮332: The third insulating sheath
333:第三連接段333: The third connection segment
41:第一焊接體41: The first welded body
42:第二焊接體42: Second welding body
43:第三焊接體43: The third welding body
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TW109125922A TWI783247B (en) | 2020-07-31 | 2020-07-31 | temperature sensing device |
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TW (1) | TWI783247B (en) |
Citations (4)
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---|---|---|---|---|
TW201428247A (en) * | 2012-11-16 | 2014-07-16 | Dust Networks Inc | Precision temperature measurement devices, sensors, and methods |
JP2020009537A (en) * | 2018-07-03 | 2020-01-16 | 矢崎総業株式会社 | Fitting structure of temperature sensor |
TW202012898A (en) * | 2018-07-23 | 2020-04-01 | 加拿大商Ifd內部故障感測器公司 | Temperature sensor and indicator |
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-
2020
- 2020-07-31 TW TW109125922A patent/TWI783247B/en active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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TW201428247A (en) * | 2012-11-16 | 2014-07-16 | Dust Networks Inc | Precision temperature measurement devices, sensors, and methods |
JP2020009537A (en) * | 2018-07-03 | 2020-01-16 | 矢崎総業株式会社 | Fitting structure of temperature sensor |
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