TWM446327U - 接觸式溫度感測裝置 - Google Patents

Description

接觸式溫度感測裝置

本創作是關於一種溫度感測裝置，特別是指接觸式溫度感測裝置。

控制裝置是一電子產品的核心，控制裝置可由微控制器、電源供應器、信號感測器或傳輸模組等不同的電路單元構成。一般來說，前述的電路單元是設置在印刷電路板上且彼此電性連接。

請參考圖11所示，當控制裝置作動時，電路單元中的各式主動元件、被動元件、微控制器或功率元件等會產生熱能，其產生的熱能關係著該些電路單元的工作效能。為了掌握電路單元的工作效能與狀況，已知作法是在一待測電子元件70的旁側設置一熱敏電阻71，以感測待測電子元件70的溫度。

然而，該熱敏電阻71並未直接接觸待測電子元件70，而是隔空感測該待測電子元件70產生的溫度，因空氣本身的導熱特性不佳，使得熱敏電阻71所感應到的溫度失準，導致溫度量測的精確度無法提升。

本創作的主要目的在於提供一種接觸式溫度感測裝置，該感測裝置係接觸待測電子元件或佈線線路，待測電子元件產生的熱會直接或藉由佈線線路傳導至本創作的感測裝置，進而提升溫度感測的準確度。

本創作的接觸式溫度感測裝置包含有：一導熱基板，具有一熱接收部，供接觸一待測物；一第一電極，形成在該導熱基板上且與該熱接收部分隔開；一第二電極，形成在該導熱基板上且與該熱接收部及該第一電極分隔開；以及一熱敏元件，設置在該導熱基板上，該熱敏元件具有一第一接點與一第二接點，分别電連接該第一電極與第二電極。

本創作感測裝置可設置在印刷電路板上，該待測物可為電子元件或佈線線路，由於本創作是利用熱接收部直接接觸待測物，待測物的熱能是藉由導熱基板傳導至熱敏元件，導熱基板具有良好的導熱特性，故本創作感測溫度的精確度相對提高。

請參考圖1所示，本創作溫度感測裝置包含有一導熱基板10、至少一個熱接收部11、一第一電極21、一第二電極22與一熱敏元件30。

該導熱基板10可為氧化鋁基板或氮化鋁基板等陶瓷基板，或玻璃纖維板、酚醛樹脂板、環氧樹脂板或複合金屬薄膜板等印刷電路板。

該熱接收部11係可定義在該導熱基板10的任一部位，該熱接收部11用於接觸一待測物，請參考圖2所示，本實施例中，該待測物是一待測電子元件60的佈線線路61，該熱接收部11是定義在該導熱基板10的一 側，以供設置在鄰近待測物的位置。

該第一電極21係形成在該導熱基板10的上表面，並與該熱接收部11分隔開。

該第二電極22係形成在該導熱基板10的上表面，並與該熱接收部11及第一電極21分隔開而未接觸。

該熱敏元件30設置在該導熱基板10的上表面，進而透過導熱基板10感測佈線線路61的溫度，該熱敏元件30具有一第一接點31與一第二接點32，該兩個接點31、32分别電連接該第一電極21與第二電極22。該熱敏元件30可為負溫度係數(NTC)熱敏電阻或正溫度係數(PTC)熱敏電阻。

請參考圖1所示，該熱敏元件30可為貼片型(SMD)熱敏電阻，其第一、第二接點31、32為橫向相對設置而分別電連接第一、第二電極21、22；請參考圖3所示，該熱敏元件30可為晶片型(chip)熱敏電阻，其接點31、32為上下相對設置，其中第一接點31設置在第一電極21的表面，第二接點32則透過一導線33連接到第二電極22。

請再參考圖2所示，佈線線路61係電連接該待測電子元件60以作為電源或信號的傳輸媒介，又佈線線路61一般為銅箔線路，銅箔本身為良導熱體，故待測電子元件60產生的熱係直接傳導至佈線線路61，較靠近待測電子元件60的佈線線路61之溫度可代表待測電子元件60的溫度。待測電子元件60產生的熱能是直接藉由佈線線路61與導熱基板10傳導至熱敏元件30，其中熱敏元件30的電阻值是隨著所感應到的溫度而變化，外部的運算裝置 可電連接到該第一電極21與第二電極22，以根據該熱敏元件30的電阻值作為待測電子元件60溫度的參考依據。

請參考圖4A與4B所示，分別為第二較佳實施例的正面與背面參考圖，該熱接收部11是定義在該導熱基板10的一端，該第一電極21與第二電極22分別形成在該導熱基板10的相對側邊，且可從導熱基板10的上表面延伸到下表面。

本創作溫度感測裝置可進一步包含有一導熱層40，該導熱層40係形成在該熱接收部11上，且可從熱接收部11的上表面延伸到下表面，該導熱層40可為銀、鎳、鉻、銅、鐵或鋁等金屬層或前述金屬的合金層，所述合金層為良好的導熱體，更可將佈線線路61的熱能傳導至熱敏元件30，藉此提升檢感測溫度的精確度。

請參考圖5A與圖5B所示，分別為第三較佳實施例的正面與背面參考圖，該第一電極21與第二電極22係設置在該導熱基板10的同一側邊，該熱敏元件30的第一接點31與第二接點32是分别透過第一、第二連接線路211、221電連接到該第一電極21與第二電極22。

所述導熱基板10、熱接收部11與電極21、22的構造可對應待測電子元件60之佈線線路61位置或形狀而為不同的態樣。請參考圖6A~9B所示，為四種態樣之導熱基板10的正面與背面參考圖。

請參考圖6A與6B所示，該導熱基板10的一側具有一個缺口100，該第一電極21與第二電極22設置在該導熱基板10具有缺口100的一側而由該缺口100分隔開， 該熱敏元件30的第一接點31與第二接點32分别透過第一、第二連接線路211、221而電連接到該第一電極21與第二電極22。

請參考圖7A與7B所示，該導熱基板10的兩側分別具有一缺口100。

請參考圖8A與8B所示，該導熱基板10一側具有一缺口100，另一側係側向延伸而形成該熱接收部11，該第一、第二電極21、22設置在該導熱基板10具有缺口100的一側而由該缺口100隔開，該熱敏元件30的第一接點31與第二接點32分别透過第一、第二連接線路211、221而電連接到該第一電極21與第二電極22。

請參考圖9A與9B所示，該導熱基板10的兩側分別側向延伸而形成兩個熱接收部11，該熱敏元件30的第一接點31與第二接點32分别透過第一、第二連接線路211、221而電連接到該第一電極21與第二電極22。

以上所述導熱基板10、熱接收部11與所述電極21、22的構造僅是本創作的較佳實施例，並非對本創作做任何形式上的限制。

請參考圖10所示，本創作溫度感測裝置進一步包含有一保護層50與兩個連接層52。

該保護層50可為玻璃層或高分子材料層，如環氧樹脂層或酚醛樹脂層等。該保護層50形成在該導熱基板10與第一、第二電極21、22的表面，且對應該第一電極21與第二電極22的區域具有兩個開口51。該兩連接層52分別形成在該兩開口51中而分別電連接第一、第二電極 21、22，其中該連接層52可為焊錫層或銀膠層。該熱敏元件30設置在該保護層50上，其第一、第二接點31、32分別連接所述連接層52，進而與第一、第二電極21、22構成連接。

綜上所述，該熱接收部11是供設置在鄰近待測物的位置，該導熱基板10具有良好的導熱性，且該導熱基板10、佈線線路61及熱敏元件30彼此接觸，故該導熱基板10可有效將佈線線路61的熱直接傳導至熱敏元件30，故本創作感測溫度的精確度有效提升。

10‧‧‧導熱基板

100‧‧‧缺口

11‧‧‧熱接收部

21‧‧‧第一電極

211‧‧‧第一連接線路

22‧‧‧第二電極

221‧‧‧第二連接線路

30‧‧‧熱敏元件

31‧‧‧第一接點

32‧‧‧第二接點

33‧‧‧導線

40‧‧‧導熱層

50‧‧‧保護層

51‧‧‧開口

52‧‧‧連接層

60‧‧‧待測電子元件

61‧‧‧佈線線路

70‧‧‧待測電子元件

71‧‧‧熱敏電阻

圖1：本創作較佳實施例的立體外觀圖。

圖2：本創作較佳實施例的使用狀態參考圖。

圖3：本創作較佳實施例的立體外觀圖。

圖4A：本創作第二較佳實施例正面示意圖。

圖4B：本創作第二較佳實施例的背面示意圖。

圖5A：本創作第三較佳實施例的正面示意圖。

圖5B：本創作第三較佳實施例的背面示意圖。

圖6A：本創作第四較佳實施例的正面示意圖。

圖6B：本創作第四較佳實施例的背面示意圖。

圖7A：本創作第五較佳實施例的正面示意圖。

圖7B：本創作第五較佳實施例的背面示意圖。

圖8A：本創作第六較佳實施例的正面示意圖。

圖8B：本創作第六較佳實施例的背面示意圖。

圖9A：本創作第七較佳實施例的正面示意圖。

圖9B：本創作第七較佳實施例的背面示意圖。

圖10：本創作較佳實施例的局部剖視圖。

圖11：已知熱敏電阻的使用狀態參考圖。

10‧‧‧導熱基板

11‧‧‧熱接收部

21‧‧‧第一電極

22‧‧‧第二電極

30‧‧‧熱敏元件

31‧‧‧第一接點

32‧‧‧第二接點

Claims (19)

1. 一種接觸式溫度感測裝置，包含有：一導熱基板，具有一熱接收部，供接觸一待測物；一第一電極，形成在該導熱基板上且與該熱接收部分隔開；一第二電極，形成在該導熱基板上且與該熱接收部及該第一電極分隔開；以及一熱敏元件，設置在該導熱基板上，該熱敏元件具有一第一接點與一第二接點，分别電連接該第一電極與第二電極。
2. 如請求項1所述之接觸式溫度感測裝置，包含有一導熱層，該導熱層設置在該導熱基板的熱接收部上。
3. 如請求項2所述之接觸式溫度感測裝置，包含有：一保護層，形成在該導熱基板與第一、第二電極的表面，且對應該第一電極與第二電極的區域分別具有兩個開口；兩個連接層，分別形成在該兩開口中而分別電連接第一、第二電極；該熱敏元件設置在該保護層上，其第一、第二接點分別連接所述連接層。
4. 如請求項3所述之接觸式溫度感測裝置，該導熱基板的一側係側向延伸而形成該熱接收部。
5. 如請求項3所述之接觸式溫度感測裝置，該導熱基板的一側具有一個缺口，該第一電極與第二電極設置在該導熱基板具有缺口的一側而由該缺口分隔開。
6. 如請求項1或2所述之接觸式溫度感測裝置，該熱敏元件的第一、第二接點為橫向相對設置而分別電連接第一、第二電極。
7. 如請求項6所述之接觸式溫度感測裝置，該熱敏元件的第一接點與第二接點分别透過一第一連接線路與一第二連接線路而電連接到該第一電極與第二電極。
8. 如請求項1或2所述之接觸式溫度感測裝置，該熱敏元件的第一、第二接點為上下相對設置，其中該第一接點設置在第一電極的表面，該第二接點透過一導線連接到該第二電極。
9. 如請求項2至5中任一項所述之接觸式溫度感測裝置，其中：該導熱層是從該導熱基板的上表面延伸到下表面；該第一電極與第二電極是從該導熱基板的上表面延伸到下表面。
10. 如請求項9所述之接觸式溫度感測裝置，該導熱層為合金層。
11. 如請求項9所述之接觸式溫度感測裝置，該導熱層為金屬層。
12. 如請求項1至5中任一項所述之接觸式溫度感測裝置，該熱敏元件為負溫度係數熱敏電阻。
13. 如請求項1至5中任一項所述之接觸式溫度感測裝置，該熱敏元件為正溫度係數熱敏電阻。
14. 如請求項3所述之接觸式溫度感測裝置，該連接層為焊錫層。
15. 如請求項3所述之接觸式溫度感測裝置，該連接層為銀膠層
16. 如請求項3所述之接觸式溫度感測裝置，該保護層為玻璃層。
17. 如請求項3所述之接觸式溫度感測裝置，該保護層為高分子材料層。
18. 如請求項3所述之接觸式溫度感測裝置，該保護層為環氧樹脂層。
19. 如請求項3所述之接觸式溫度感測裝置，該保護層為酚醛樹脂層。