WO2022210573A1 - 温度センサ - Google Patents

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WO2022210573A1
WO2022210573A1 PCT/JP2022/015105 JP2022015105W WO2022210573A1 WO 2022210573 A1 WO2022210573 A1 WO 2022210573A1 JP 2022015105 W JP2022015105 W JP 2022015105W WO 2022210573 A1 WO2022210573 A1 WO 2022210573A1
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resistance
temperature sensor
electrode portion
electrode
sensor according
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PCT/JP2022/015105
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French (fr)
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憲路 野口
大輔 末次
裕樹 大山
一宏 神田
祐二 安岡
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パナソニックＩｐマネジメント株式会社
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Priority to JP2023511283A priority patent/JPWO2022210573A1/ja
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
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    • G01K7/00—Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements
    • G01K7/16—Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements using resistive elements
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • G01K7/18—Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements using resistive elements the element being a linear resistance, e.g. platinum resistance thermometer
    • G—PHYSICS
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    • G01K7/18—Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements using resistive elements the element being a linear resistance, e.g. platinum resistance thermometer
    • G01K7/20—Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements using resistive elements the element being a linear resistance, e.g. platinum resistance thermometer in a specially-adapted circuit, e.g. bridge circuit
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01C—RESISTORS
    • H01C7/00—Non-adjustable resistors formed as one or more layers or coatings; Non-adjustable resistors made from powdered conducting material or powdered semi-conducting material with or without insulating material
    • H01C7/02—Non-adjustable resistors formed as one or more layers or coatings; Non-adjustable resistors made from powdered conducting material or powdered semi-conducting material with or without insulating material having positive temperature coefficient

Definitions

  • the present disclosure relates generally to temperature sensors, and more particularly to temperature sensors comprising a first resistance section and a second resistance section.
  • the temperature detection device described in Patent Document 1 detects temperature based on the difference in resistance between the first resistor and the second resistor.
  • the temperature detection accuracy may deteriorate.
  • An object of the present disclosure is to provide a temperature sensor capable of suppressing deterioration in temperature detection accuracy.
  • a temperature sensor includes an alumina substrate, a planarizing film, a first resistance section, and at least one second resistance section.
  • the planarizing film contains alumina as a main component and is formed on the alumina substrate.
  • the first resistor section is formed on the planarizing film.
  • the second resistance section is formed on the planarization film and forms a bridge circuit together with the first resistance section.
  • FIG. 1 is an external perspective view of a temperature sensor according to an embodiment.
  • FIG. 2 is a plan view of the same temperature sensor.
  • FIG. 3 is an enlarged view of the A1 part in FIG. 2 regarding the same temperature sensor.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view taken along the line X1-X1 of FIG. 1 regarding the same temperature sensor.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view taken along line X2-X2 of FIG. 1, relating to the same temperature sensor.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view taken along the line Y1-Y1 of FIG. 1 regarding the same temperature sensor.
  • FIG. 7 is a schematic circuit diagram of the same temperature sensor.
  • FIG. 8 is another plan view of the temperature sensor of the same.
  • FIG. 1 to 6 and 8 referred to in the following embodiments etc. are all schematic diagrams, and the ratio of the size and thickness of each component in the diagram does not necessarily reflect the actual dimensional ratio. Not necessarily.
  • a temperature sensor 1 is an electronic component for measuring temperature.
  • the temperature sensor 1 is, for example, a surface-mounted chip component mounted on the surface (mounting surface) of an external substrate (not shown) via a plurality (for example, four) of electrode portions 16, which will be described later.
  • the external board is, for example, a printed wiring board.
  • the temperature sensor 1 as shown in FIG. 2 resistors 141 , 142 , 143 are provided.
  • the planarizing film 12 is mainly composed of alumina and is formed on the support substrate 11 .
  • the first resistor section 131 is formed on the planarization film 12 .
  • the second resistance sections 141, 142, and 143 are formed on the planarizing film 12 and form a bridge circuit together with the first resistance section 131. As shown in FIG.
  • the first resistance section 131 and the second resistance sections 141, 142, and 143 are formed on the planarization film 12 formed on the support substrate 11, as described above. Therefore, compared to the case where the first resistor portion 131 and the second resistor portions 141, 142, and 143 are formed directly on the support substrate 11 without the planarization film 12 interposed therebetween, the first resistor portion 131 and the second resistor portion 141, 142, 143 can be flattened. This makes it possible to suppress deterioration in temperature detection accuracy. Further, in the temperature sensor 1 according to the embodiment, as described above, the main component of the planarizing film 12 is alumina. Therefore, it is possible to improve the adhesion between the supporting substrate 11 made of an alumina substrate and the planarizing film 12 .
  • the term "main component of the planarizing film” refers to the component that accounts for the largest proportion in the planarizing film among the components that constitute the planarizing film.
  • the main component of the planarizing film 12 is alumina, and the proportion of alumina in the planarizing film 12 is the largest.
  • FIG. 1 Details Details of the temperature sensor 1 according to the embodiment will be described below with reference to FIGS. 1 to 7.
  • FIG. 1
  • the temperature sensor 1 is formed in a long rectangular parallelepiped shape along the first direction D1.
  • the longitudinal direction of the temperature sensor 1 is the first direction D1
  • the width direction (transverse direction) of the temperature sensor 1 is the second direction D2
  • the thickness direction of the temperature sensor 1 is the third direction D3.
  • these directions are not intended to limit the directions in which the temperature sensor 1 is used.
  • the arrows indicating "D1", “D2", and “D3" in the drawings are only shown for explanation, and none of them are substantial.
  • the first direction D1, the second direction D2, and the third direction D3 are orthogonal to each other.
  • the temperature sensor 1 includes a support substrate 11, a planarizing film 12, a first resistance layer 13, and a second resistance layer 14, as shown in FIGS. Further, the temperature sensor 1 includes a protective film 15, a plurality of (eg, four) electrode portions 16, a plurality of (four in the illustrated example) first plating layers 17, and a plurality of (four in the illustrated example) and a second plating layer 18 .
  • the support substrate 11 is, for example, a ceramic substrate.
  • the material of the ceramic substrate is, for example, an alumina sintered body having an alumina content of 96% or more. That is, the support substrate 11 is an alumina substrate made of an alumina sintered body.
  • the support substrate 11 is formed in a rectangular shape elongated in the first direction D ⁇ b>1 that is the longitudinal direction of the temperature sensor 1 when viewed from the third direction D ⁇ b>3 that is the thickness direction of the temperature sensor 1 .
  • the support substrate 11 has a first main surface 111, a second main surface 112, and an outer peripheral surface 113, as shown in FIGS.
  • Each of the first main surface 111 and the second main surface 112 is a plane along both the first direction D1 and the second direction D2, which is the width direction (transverse direction) of the temperature sensor 1 .
  • each of the first main surface 111 and the second main surface 112 is a plane intersecting (perpendicular to) the third direction D3.
  • the first main surface 111 and the second main surface 112 face each other in the third direction D3.
  • the outer peripheral surface 113 includes four side surfaces connecting the first major surface 111 and the second major surface 112 . Each of the four side surfaces is a plane along the third direction D3.
  • the planarizing film 12 is formed on the first main surface 111 of the support substrate 11, as shown in FIGS.
  • the planarizing film 12 is mainly composed of alumina (Al 2 O 3 ), for example. That is, alumina accounts for the largest proportion of the components constituting the planarizing film 12, and is, for example, 50% by mass or more.
  • the proportion of alumina in the planarizing film 12 is preferably 80% by mass or more, more preferably 90% by mass or more.
  • the planarizing film 12 contains filler.
  • the filler is at least selected from the group consisting of, for example, zinc oxide (ZnO), magnesium oxide (MgO), beryllium oxide (BeO), aluminum nitride (AlN), boron nitride (BN), silicon nitride (SiNx) and diamond. Contains 1 material. As a result, the thermal conductivity and linear expansion coefficient of the planarizing film 12 can be brought close to the thermal expansion coefficient and linear expansion coefficient of the support substrate (alumina substrate) 11 .
  • the main component of the planarizing film 12 is alumina. Therefore, when the planarization film 12 is formed on the support substrate 11 made of an alumina substrate, even if a thermal load is applied, the difference in thermal expansion coefficient between the support substrate 11 and the planarization film 12 is unlikely to occur. In addition, since the material of the support substrate 11 and the material of the planarization film 12 are similar, the planarization film 12 has excellent insulating properties and thermal conductivity like the support substrate 11 .
  • the thickness of the planarizing film 12 is preferably equal to or greater than the height of the irregularities. Specifically, it is preferable that the film thickness of the planarizing film 12 is, for example, 1.0 ⁇ m or more. This makes it possible to form the first resistance layer 13 and the second resistance layer 14 on the surface (upper surface) of the flattening film 12 in which unevenness is suppressed.
  • the first resistance layer 13 is formed on the planarizing film 12, as shown in FIGS.
  • the material of the first resistance layer 13 includes platinum (Pt), for example.
  • the first resistance layer 13 is, for example, a sputtered film formed by sputtering.
  • the first resistance layer 13 includes a first resistance section 131 as a resistance temperature detector. That is, the first resistance portion 131 is formed on the planarization film 12, and the material of the first resistance portion 131 is platinum. As shown in FIGS. 2 and 3, the first resistance portion 131 is formed in a meandering shape that meanders along the first direction D1 in plan view from the third direction D3. In other words, the first resistance portion 131 is formed in a meandering river-like shape along the first direction D1 in plan view from the third direction D3.
  • the second resistance layer 14 is formed on the planarizing film 12, as shown in FIGS.
  • the material of the second resistance layer 14 is, for example, a NiCrAlSi alloy.
  • the weight ratio of nickel (Ni) to chromium (Cr) is 44/55 or more and 55/44 or less.
  • the ratio of aluminum (Al) to the total weight is 10% by weight or more and 18% by weight or less.
  • the ratio of silicon (Si) to the total weight is 2% by weight or more and 6% by weight or less.
  • the second resistance layer 14 is, for example, a sputtered film formed by sputtering.
  • the second resistance layer 14 includes a plurality of (three in the illustrated example) second resistance parts 141, 142, and 143, as shown in FIGS. That is, the second resistance sections 141, 142, 143 are formed on the planarizing film 12, and the material of the second resistance sections 141, 142, 143 contains a NiCrAlSi alloy.
  • Each of the plurality of second resistance portions 141, 142, and 143 is formed in a rectangular shape elongated in one direction in a plan view from the third direction D3. More specifically, the second resistor portion 141 among the plurality of second resistor portions 141, 142, and 143 is formed in a rectangular shape elongated in the first direction D1.
  • Each of the two second resistance portions 142 and 143 among the plurality of second resistance portions 141, 142 and 143 is formed in a rectangular shape elongated in the second direction D2.
  • Two of the plurality of second resistance portions 141, 142, and 143 are arranged at both ends of the support substrate 11 in the first direction D1 in a plan view from the third direction D3. . That is, the two second resistance portions 142 and 143 are arranged along the first direction D1.
  • the remaining second resistance portions 141 among the plurality of second resistance portions 141, 142, and 143 are one end portion (lower end portion in FIG. 2) of the support substrate 11 in the second direction D2 in plan view from the third direction D3. are placed in
  • the above-described first resistor portion 131 is arranged at the other end portion (upper end portion in FIG. 2) of the support substrate 11 in the second direction D2. That is, the first resistance section 131 and the second resistance section 141 are arranged along the second direction D2.
  • the material of the first resistance portion 131 contains platinum as described above.
  • the material of the second resistor portions 141, 142, 143 includes NiCrAlSi alloy as described above. Therefore, in the temperature sensor 1 according to the embodiment, the temperature coefficient of resistance of the first resistor portion 131 is larger than the temperature coefficient of resistance of the second resistor portions 141 , 142 , 143 . Thereby, it is possible to detect a temperature change in the first resistance section 131 .
  • the protective film 15 is a film for protecting the first resistance layer 13 and the second resistance layer 14 .
  • the protective film 15 is formed to cover the first resistance layer 13 and the second resistance layer 14, as shown in FIGS.
  • the material of the protective film 15 is, for example, silicon dioxide (SiO 2 ).
  • SiO 2 silicon dioxide
  • the connecting portion between the first resistance portion 131 and the electrode portion 16 described below in the first resistance layer 13 is not covered with the protective film 15 .
  • the connecting portions of the second resistance layer 14 between each of the plurality of second resistance portions 141 , 142 , 143 and the electrode portion 16 are not covered with the protective film 15 .
  • Each of the plurality of electrode portions 16 is formed at the four corners of the support substrate 11, as shown in FIG.
  • the material of the plurality of electrode portions 16 is, for example, a copper-nickel (CuNi) alloy.
  • Each of the multiple electrode portions 16 includes an upper surface electrode 161 , an end surface electrode 162 and a lower surface electrode 163 .
  • the upper surface electrode 161 is formed on the first main surface 111 of the support substrate 11 and is connected to the first resistance section 131 in the first resistance layer 13 or the second resistance section 141 in the second resistance layer 14 . , 142 and 143 are connected.
  • the edge electrode 162 is formed along the longitudinal direction (first direction D1) of the support substrate 11 so as to cover the longitudinal outer peripheral surface 113 of the support substrate 11 .
  • the lower electrode 163 is formed on the second main surface 112 of the support substrate 11 .
  • Each of the plurality of electrode portions 16 is formed in a U shape in plan view from the first direction D1.
  • Each of the plurality of electrode portions 16 is, for example, a sputtered film formed by sputtering.
  • the plurality of electrode portions 16 include a first electrode portion 16A, a second electrode portion 16B, a third electrode portion 16C, and a fourth electrode portion 16D.
  • the first electrode portion 16A is, for example, a power terminal.
  • the second electrode portion 16B is, for example, a ground terminal.
  • the third electrode portion 16C is, for example, a first output terminal.
  • the fourth electrode portion 16D is, for example, a second output terminal. That is, in the temperature sensor 1 according to the embodiment, DC power is supplied from a power supply (not shown) so that the first electrode portion 16A is on the positive (plus) side and the second electrode portion 16B is on the negative (minus) side. supplied.
  • Each of the plurality of first plating layers 17 is, for example, an electrolytic copper plating layer.
  • Each of the plurality of first plating layers 17 is formed so as to cover the corresponding electrode portion 16 among the plurality of electrode portions 16 . That is, each of the plurality of first plated layers 17 covers the upper surface electrode 161 , the end surface electrode 162 and the lower surface electrode 163 of the corresponding electrode portion 16 .
  • Each of the plurality of first plating layers 17 is formed in a U shape when viewed from above in the first direction D1.
  • Each of the plurality of second plating layers 18 is, for example, an electrolytic tin plating layer. Each of the plurality of second plating layers 18 is formed to cover the corresponding first plating layer 17 among the plurality of first plating layers 17 . Each of the plurality of second plating layers 18 is formed in a U shape when viewed from above in the first direction D1.
  • the temperature sensor 1 includes a first resistance section 131 and a plurality of (three in the illustrated example) second resistance sections 141, 142, and 143.
  • the temperature sensor 1 also includes a first electrode portion 16A, a second electrode portion 16B, a third electrode portion 16C, and a fourth electrode portion 16D.
  • the first electrode portion 16A is the power terminal
  • the second electrode portion 16B is the ground terminal
  • the third electrode portion 16C is the first output terminal
  • the fourth electrode portion 16D is the second output terminal. is.
  • the first end of the first resistance section 131 is connected to the first end of the second resistance section 143 at a point P1, as shown in FIG.
  • a second end of the first resistor portion 131 is connected to a second end of the second resistor portion 142 at a point P3.
  • a second end of the second resistor portion 143 is connected to a second end of the second resistor portion 141 at a point P4.
  • a first end of the second resistor portion 141 is connected to the first end of the second resistor portion 141 at a point P2. That is, the temperature sensor 1 according to the embodiment includes three second resistance portions 141, 142, and 143 as second resistance portions.
  • the first resistance section 131 and the three second resistance sections 141, 142, 143 form a full bridge circuit. This makes it possible to amplify the detected voltage compared to the case where a half-bridge circuit is configured with the first resistance section and the second resistance section.
  • the first electrode portion 16A is connected to the first resistance portion 131 and the second resistance portion 143 via the first connection portion 132.
  • the first connection portion 132 is a connection portion between the first resistance portion 131 and the second resistance portion 143 of the first resistance layer 13 and the first electrode portion 16A.
  • the second electrode portion 16B is connected to the two second resistance portions 141 and 142 via the second connection portion 133 .
  • the second connection portion 133 is a connection portion between the two second resistance portions 141 and 142 of the second resistance layer 14 and the second electrode portion 16B.
  • the third electrode portion 16 ⁇ /b>C is connected to the first resistance portion 131 and the second resistance portion 142 via the third connection portion 134 .
  • the third connection portion 134 is a connection portion between the first resistance portion 131 and the second resistance portion 142 of the first resistance layer 13 and the third electrode portion 16C.
  • the fourth electrode portion 16D is connected to the two second resistance portions 141 and 143 via the fourth connection portion 135 .
  • the fourth connection portion 135 is a connection portion between the two second resistance portions 141 and 143 of the second resistance layer 14 and the fourth electrode portion 16D.
  • the first electrode portion 16A and the second electrode portion 16B are arranged so that the first electrode portion 16A is on the positive (plus) side and the second electrode portion 16B is on the negative (minus) side.
  • a power supply (not shown) is connected between and. Then, when the DC power from the power supply is supplied between the first electrode portion 16A and the second electrode portion 16B, the detected voltage (output signal) corresponding to the detected temperature is generated between the third electrode portion 16C and the fourth electrode portion 16C. Output from the unit 16D to the outside (for example, an external substrate). Then, the measurement circuit mounted on the external board calculates the detected temperature based on the detected voltage from the temperature sensor 1 .
  • the manufacturing method of the temperature sensor 1 has 1st to 10th steps.
  • the support substrate 11 is prepared. More specifically, in the first step, a substrate main body, which is the base of the supporting substrate 11 of each of the plurality of temperature sensors 1, is prepared.
  • the substrate body is, for example, a ceramic substrate.
  • the material of the ceramic substrate as the substrate body is, for example, an alumina sintered body having an alumina content of 96% or more.
  • a planarizing film 12 is formed on the first main surface of the substrate body. More specifically, in the second step, for example, the planarizing film 12 is formed by applying a material for the planarizing film 12 onto the first main surface of the substrate body and then baking the material.
  • the first main surface of the substrate main body is a surface that becomes the first main surface 111 of each support substrate 11 of the plurality of temperature sensors 1 .
  • the first resistance layer 13 and the second resistance layer 14 of each of the plurality of temperature sensors 1 are formed. More specifically, in the third step, the first resistance layer 13 and the second resistance layer 14 are formed on the planarizing film 12 by, for example, sputtering. Further, in the third step, the first resistor portion 131 is patterned by, for example, a photolithography method so that the shape of the first resistor portion 131 in the first resistor layer 13 has a meander shape.
  • a protective film 15 is formed. More specifically, in the fourth step, for example, a paste of silicon dioxide is applied on the planarization film 12 by screen printing so as to partially cover the first resistance layer 13 and the second resistance layer 14, and then, A protective film 15 is formed by baking.
  • a protective film 15 is formed as shown in FIG.
  • a plurality of upper surface electrodes 161 for each of the plurality of temperature sensors 1 are formed on the first principal surface of the substrate body. More specifically, in the fifth step, for example, by forming a copper-nickel-based alloy film on the first main surface of the substrate body by sputtering, the plurality of upper surface electrodes 161 in each of the plurality of temperature sensors 1 are formed. .
  • a plurality of lower surface electrodes 163 for each of the plurality of temperature sensors 1 are formed on the second main surface of the substrate body. More specifically, in the sixth step, for example, by forming a copper-nickel-based alloy film on the second main surface of the substrate body by sputtering, the plurality of lower surface electrodes 163 in each of the plurality of temperature sensors 1 are formed. .
  • the second main surface of the substrate main body is the second main surface 112 of each support substrate 11 of the plurality of temperature sensors 1 .
  • the plurality of temperature sensors 1 integrally formed in the first to sixth steps are cut into individual temperature sensors 1 . More specifically, in the seventh step, for example, a laser or dicing is used to cut the integrally formed multiple temperature sensors 1 into individual temperature sensors 1 .
  • a plurality of end face electrodes 162 are formed on the individually cut temperature sensors 1 . More specifically, in the eighth step, for example, a copper-nickel-based alloy film is formed on the outer peripheral surface 113 of the support substrate 11 by sputtering, thereby forming the plurality of end face electrodes 162 in each of the plurality of temperature sensors 1. . Thereby, the plurality of upper surface electrodes 161 and the plurality of lower surface electrodes 163 are connected via the plurality of end surface electrodes 162 .
  • a plurality of first plating layers 17 are formed on each of the plurality of temperature sensors 1 . More specifically, in the ninth step, for example, a plurality of first plating layers 17 are formed so as to cover the plurality of electrode portions 16 for each of the plurality of temperature sensors 1 .
  • a plurality of second plating layers 18 are formed on each of the plurality of temperature sensors 1 . More specifically, in the tenth step, for example, a plurality of second plating layers 18 are formed so as to cover the plurality of first plating layers 17 for each of the plurality of temperature sensors 1 .
  • the temperature sensor 1 according to the embodiment can be manufactured by the first to tenth steps described above.
  • the First Electrode Portion is a Power Terminal
  • the first electrode portion 16A is a power terminal like the temperature sensor 1 according to the embodiment
  • the second electrode portion 16B is a ground terminal.
  • the adjustment part 130 is formed, and the adjustment part 140 is formed in the second resistance part 141 .
  • the adjustment portion 130 is a groove formed in the first resistance portion 131 .
  • the adjustment portion 140 is a groove formed in the second resistance portion 141 .
  • the first resistance section 131 has a plurality of (two in the illustrated example) adjustment sections 130 .
  • one of the plurality of adjusting portions 130 has an elliptical shape elongated along the first direction D1, and the other has an elliptical shape elongated along the second direction D2.
  • the second resistance section 141 has one adjustment section 140 .
  • the shape of the adjustment portion 140 is L-shaped. This makes it possible to equalize the potential of the third electrode portion 16C and the potential of the fourth electrode portion 16D.
  • the first resistance section 131 and the second resistance section 141 are specific resistance sections.
  • each of the second resistance sections 142 and 143 has one adjustment section 140 .
  • each adjusting portion 140 has an L shape. This makes it possible to equalize the potential of the third electrode portion 16C and the potential of the fourth electrode portion 16D.
  • the two second resistors 142 and 143 are specific resistors.
  • each adjusting portion 140 is formed in each.
  • the adjustment portion 140 is a groove formed in each of the second resistance portions 142 and 143 .
  • each of the second resistance sections 142 and 143 has one adjustment section 140 .
  • each adjusting portion 140 has an L shape. This makes it possible to equalize the potential of the third electrode portion 16C and the potential of the fourth electrode portion 16D.
  • the two second resistors 142 and 143 are specific resistors.
  • the first resistance section 131 has a plurality of (two in the illustrated example) adjustment sections 130 .
  • one of the plurality of adjusting portions 130 has an elliptical shape elongated along the first direction D1, and the other has an elliptical shape elongated along the second direction D2.
  • the second resistance section 141 has one adjustment section 140 .
  • the shape of the adjustment portion 140 is L-shaped. This makes it possible to equalize the potential of the third electrode portion 16C and the potential of the fourth electrode portion 16D.
  • the first resistance section 131 and the second resistance section 141 are specific resistance sections.
  • the first resistance section 131 and the plurality of second resistance sections 141 , 142 , 143 are formed on the planarization film 12 formed on the support substrate 11 . is formed in As a result, compared to the case where the first resistor section 131 and the plurality of second resistor sections 141, 142, and 143 are formed on the support substrate 11 without the planarization film 12 intervening, the first resistor section 131 and the plurality of second resistor sections 141, 142, 143 are formed. It becomes possible to planarize the two resistor portions 141, 142, and 143. As a result, since the rough surface roughness of the support substrate 11 does not directly become the surface roughness of the first resistance section 131 and the second resistance sections 141, 142, and 143, deterioration of temperature detection accuracy can be suppressed. becomes possible.
  • the planarizing film 12 contains at least one material selected from the group consisting of zinc oxide, magnesium oxide, beryllium oxide, aluminum nitride, boron nitride, silicon nitride, and diamond. I'm in. Thereby, the thermal conductivity and linear expansion coefficient of the planarizing film 12 can be brought close to the thermal conductivity and linear expansion coefficient of the support substrate 11 .
  • the material of the first resistance portion 131 contains platinum. This makes it possible to obtain a good temperature coefficient of resistance with respect to temperature.
  • the material of the second resistance portions 141, 142, 143 contains the NiCrAlSi alloy. This makes it possible to use the second resistors 141, 142, and 143 as reference resistors whose temperature coefficient of resistance is substantially zero.
  • the first resistance section 131 and the three second resistance sections 141, 142, 143 form a full bridge circuit. This makes it possible to amplify the detected voltage compared to the case where a half-bridge circuit is configured with the first resistance section and the second resistance section.
  • the temperature sensor 1 includes the third electrode portion that outputs the output signal from the full bridge circuit composed of the first resistor portion 131 and the three second resistor portions 141, 142, and 143. 16C and a fourth electrode portion 16D. This makes it possible to output the output signal from the full bridge circuit to the outside.
  • the first resistance section 131 and the second resistance section 141 have the adjustment sections 130 and 140 as described above. This makes it possible to adjust the resistance values of the first resistance portion 131 and the second resistance portion 141, and as a result, it is possible to equalize the potential of the third electrode portion 16C and the potential of the fourth electrode portion 16D. becomes. Furthermore, since each of the adjustment portions 130 and 140 is a groove formed in the first resistance portion 131 or the second resistance portion 141, the resistance value of the first resistance portion 131 and the resistance value of the second resistance portion 141 can be easily adjusted. can be adjusted to
  • the material of the first resistance portion 131 is platinum in the above-described embodiment, the material of the first resistance portion 131 is not limited to platinum.
  • the material of the first resistor portion 131 may include, for example, nickel (Ni), copper (Cu), or nickel-cobalt (NiCo) alloy.
  • the material of the first resistance portion 131 may include two or more of platinum, nickel, copper, and nickel-cobalt alloy. In short, the material of the first resistance portion 131 should contain at least one of platinum, nickel, copper, and nickel-cobalt alloy.
  • the shapes of the adjustment portion 130 of the first resistance portion 131 and the adjustment portion 140 of the second resistance portion 141 are merely examples, and may be other shapes. In other words, the shape of the adjustment portions 130 and 140 may be any shape as long as the resistance value of the first resistance portion 131 and the resistance value of the second resistance portion 141 can be adjusted.
  • one first resistance section 131 and three second resistance sections 141, 142, and 143 form a full bridge circuit.
  • a half-bridge circuit may be configured with the resistance section.
  • two resistors are provided with the adjusters. is formed.
  • the adjustment section 130 may be formed only in the first resistance section 131, or the adjustment section 130 may be formed only in the second resistance section 141. 140 may be formed.
  • the material of the electrode portion 16 is a copper-nickel alloy, but the material of the electrode portion 16 is not limited to the copper-nickel alloy, and may be an alloy containing gold, for example.
  • a temperature sensor (1) includes an alumina substrate (11), a planarizing film (12), a first resistor (131), and at least one second resistor (141, 142, 143). ) and The planarizing film (12) is mainly composed of alumina and is formed on the alumina substrate (11). A first resistor portion (131) is formed on the planarization film (12). The second resistors (141, 142, 143) are formed on the planarization film (12) and form a bridge circuit together with the first resistors (131).
  • the planarizing film (12) contains filler.
  • the filler is at least one selected from the group consisting of zinc oxide, magnesium oxide, beryllium oxide, aluminum nitride, boron nitride, silicon nitride and diamond. Contains seed material.
  • the material of the first resistance part (131) is at least platinum, nickel, copper, nickel-cobalt alloy including one.
  • the material of the second resistance parts (141, 142, 143) contains a NiCrAlSi alloy.
  • the second resistor section (141, 142, 143) as a reference resistor whose temperature coefficient of resistance is substantially zero.
  • a temperature sensor (1) in any one of the first to fifth aspects, has three second resistance portions (141, 142 , 143).
  • the bridge circuit is a full bridge circuit composed of a first resistor (131) and three second resistors (141, 142, 143).
  • a temperature sensor (1) is, in the sixth aspect, ) and further comprising: A first electrode portion (16A) and a second electrode portion (16B) supply power to the full bridge circuit.
  • the third electrode portion (16C) and the fourth electrode portion (16D) output the output signal from the full bridge circuit to the outside.
  • the specific resistance portion eg, the first resistance portion 131 and the second resistance portion 141 is the specific resistance portion has an adjustment part (130, 140) for adjusting the resistance value of The specific resistance section is at least one of the first resistance section (131) and the second resistance section (141, 142, 143).
  • the temperature sensor (1) alone can correct the potential difference between the detection electrodes of the bridge circuit, zero point correction after mounting on the external substrate is unnecessary.
  • the adjustment units (130, 140) are formed in the specific resistance units (eg, the first resistance unit 131 and the second resistance unit 141). It is a groove.
  • the configurations according to the second to ninth aspects are not essential to the temperature sensor (1) and can be omitted as appropriate.
  • first resistance portion specific resistance portion
  • second resistance unit specific resistance unit

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Abstract

本開示の課題は、温度の検出精度の劣化を抑制することである。本開示に係る温度センサ（１）は、アルミナ基板と、平坦化膜（１２）と、第１抵抗部（１３１）と、少なくとも１つの第２抵抗部（１４１，１４２，１４３）と、を備える。平坦化膜（１２）は、アルミナを主成分とし、アルミナ基板上に形成されている。第１抵抗部（１３１）は、平坦化膜（１２）上に形成されている。第２抵抗部（１４１，１４２，１４３）は、平坦化膜（１２）上に形成されており、第１抵抗部（１３１）とブリッジ回路を構成する。

Description

温度センサ
　本開示は、一般に温度センサに関し、より詳細には、第１抵抗部と第２抵抗部とを備える温度センサに関する。
　特許文献１には、ホウ素処理された第１の抵抗体（第１抵抗部）と、第１の抵抗体よりも温度係数の絶対値が大きい第２の抵抗体（第２抵抗部）と、を備える温度検出装置（温度センサ）が記載されている。
　特許文献１に記載の温度検出装置では、第１の抵抗体と第２の抵抗体との抵抗値の差に基づいて温度を検出する。
　特許文献１に記載の温度検出装置では、温度の検出精度が劣化する場合がある。
国際公開第２０１４／２０００１１号
　本開示の目的は、温度の検出精度の劣化を抑制することが可能な温度センサを提供することにある。
　本開示の一態様に係る温度センサは、アルミナ基板と、平坦化膜と、第１抵抗部と、少なくとも１つの第２抵抗部と、を備える。前記平坦化膜は、アルミナを主成分とし、前記アルミナ基板上に形成されている。前記第１抵抗部は、前記平坦化膜上に形成されている。前記第２抵抗部は、前記平坦化膜上に形成されており、前記第１抵抗部とブリッジ回路を構成する。
図１は、実施形態に係る温度センサの外観斜視図である。 図２は、同上の温度センサの平面図である。 図３は、同上の温度センサに関し、図２のＡ１部拡大図である。 図４は、同上の温度センサに関し、図１のＸ１－Ｘ１線断面図である。 図５は、同上の温度センサに関し、図１のＸ２－Ｘ２線断面図である。 図６は、同上の温度センサに関し、図１のＹ１－Ｙ１線断面図である。 図７は、同上の温度センサの概略回路図である。 図８は、同上の温度センサの別の平面図である。
　以下、実施形態に係る温度センサ１について、図１～図８を参照して説明する。以下の実施形態等において参照する図１～図６及び図８は、いずれも模式的な図であり、図中の各構成要素の大きさや厚さそれぞれの比が、必ずしも実際の寸法比を反映しているとは限らない。
　（実施形態）
　（１）概要
　実施形態に係る温度センサ１は、温度を測定するための電子部品である。温度センサ１は、例えば、後述の複数（例えば４つ）の電極部１６を介して、外部基板（図示せず）の表面（実装面）に実装される表面実装型のチップ部品である。外部基板は、例えば、プリント配線板である。
　実施形態に係る温度センサ１は、図１に示すように、支持基板１１（アルミナ基板）と、平坦化膜１２と、第１抵抗部１３１と、少なくとも１つ（図示例では３つ）の第２抵抗部１４１，１４２，１４３と、を備える。平坦化膜１２は、アルミナを主成分とし、支持基板１１上に形成されている。第１抵抗部１３１は、平坦化膜１２上に形成されている。第２抵抗部１４１，１４２，１４３は、平坦化膜１２上に形成されており、第１抵抗部１３１とブリッジ回路を構成する。
　実施形態に係る温度センサ１では、上述したように、第１抵抗部１３１及び第２抵抗部１４１，１４２，１４３は、支持基板１１上に形成された平坦化膜１２上に形成されている。そのため、第１抵抗部１３１及び第２抵抗部１４１，１４２，１４３が平坦化膜１２を介さずに支持基板１１上に直接形成される場合に比べて、第１抵抗部１３１及び第２抵抗部１４１，１４２，１４３を平坦化することが可能となる。これにより、温度の検出精度の劣化を抑制することが可能となる。また、実施形態に係る温度センサ１では、上述したように、平坦化膜１２の主成分はアルミナである。そのため、アルミナ基板からなる支持基板１１と平坦化膜１２との密着性を向上させることが可能となる。
　本開示において、「平坦化膜の主成分」とは、平坦化膜を構成する成分のうち、平坦化膜に占める割合が最も大きい成分をいう。実施形態に係る温度センサ１では、平坦化膜１２の主成分はアルミナであり、平坦化膜１２に占めるアルミナの割合が最も大きい。
　（２）詳細
　以下、実施形態に係る温度センサ１の詳細について、図１～図７を参照して説明する。
　（２．１）温度センサの構造
　まず、実施形態に係る温度センサ１の構造について、図１～図６を参照して説明する。
　実施形態に係る温度センサ１は、図１に示すように、第１方向Ｄ１に沿って長い直方体状に形成されている。以下では、温度センサ１の長手方向が第１方向Ｄ１であり、温度センサ１の幅方向（短手方向）が第２方向Ｄ２であり、温度センサ１の厚さ方向が第３方向Ｄ３であるとして説明するが、これらの方向は温度センサ１の使用時の方向を限定する趣旨ではない。また、図面中の「Ｄ１」、「Ｄ２」、「Ｄ３」を示す矢印は、説明のために表記しているに過ぎず、いずれも実体を伴わない。本実施形態では、第１方向Ｄ１と第２方向Ｄ２と第３方向Ｄ３とが互いに直交している。
　実施形態に係る温度センサ１は、図１～図６に示すように、支持基板１１と、平坦化膜１２と、第１抵抗層１３と、第２抵抗層１４と、を備える。また、温度センサ１は、保護膜１５と、複数（例えば、４つ）の電極部１６と、複数（図示例では４つ）の第１めっき層１７と、複数（図示例では４つ）の第２めっき層１８と、を更に備える。
　支持基板１１は、例えば、セラミック基板である。セラミック基板の材料は、例えば、アルミナ含有率が９６％以上のアルミナ焼結体である。すなわち、支持基板１１は、アルミナ焼結体を材料とするアルミナ基板である。支持基板１１は、温度センサ１の厚さ方向である第３方向Ｄ３からの平面視において、温度センサ１の長手方向である第１方向Ｄ１に長い矩形状に形成されている。支持基板１１は、図４～図６に示すように、第１主面１１１と、第２主面１１２と、外周面１１３と、を有する。第１主面１１１及び第２主面１１２の各々は、第１方向Ｄ１、及び温度センサ１の幅方向（短手方向）である第２方向Ｄ２の両方に沿った平面である。言い換えると、第１主面１１１及び第２主面１１２の各々は、第３方向Ｄ３に交差（直交）する平面である。第１主面１１１と第２主面１１２とは、第３方向Ｄ３において互いに対向している。外周面１１３は、第１主面１１１と第２主面１１２とをつなぐ４つの側面を含む。４つの側面の各々は、第３方向Ｄ３に沿った平面である。
　平坦化膜１２は、図４～図６に示すように、支持基板１１の第１主面１１１上に形成されている。平坦化膜１２は、例えば、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）を主成分とする。すなわち、平坦化膜１２を構成する成分のうちアルミナが占める割合が最も大きく、例えば、５０質量％以上である。平坦化膜１２に占めるアルミナの割合は、好ましくは８０質量％以上、さらに好ましくは９０質量％以上であるのがよい。実施形態に係る温度センサ１では、平坦化膜１２は、フィラーを含む。フィラーは、例えば、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）、酸化ベリリウム（ＢｅＯ）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、窒化ホウ素（ＢＮ）、窒化シリコン（ＳｉＮｘ）及びダイヤモンドからなる群から選択される少なくとも１種の材料を含む。これにより、平坦化膜１２の熱伝導率及び線膨張係数を、支持基板（アルミナ基板）１１の熱膨張率及び線膨張係数に近づけることが可能となる。
　上述したように、平坦化膜１２の主成分はアルミナである。そのため、アルミナ基板からなる支持基板１１上に平坦化膜１２を形成した場合に、熱負荷を受けても支持基板１１と平坦化膜１２との間で熱膨張係数の差が生じにくい。また、支持基板１１の材質と平坦化膜１２の材質とが似ているため、平坦化膜１２は、支持基板１１と同様、優れた絶縁性と熱伝導性とを有する。
　ここで、一般的なアルミナ基板の表面には、アルミナ焼結体を構成するアルミナの粒子の形状に起因して、数百ｎｍから数千ｎｍの凹凸が存在する。そのため、平坦化膜１２の膜厚は、上記凹凸の高さ以上であることが好ましい。具体的には、平坦化膜１２の膜厚は、例えば、１．０μｍ以上であることが好ましい。これにより、凹凸が抑制された平坦化膜１２の表面（上面）に、第１抵抗層１３及び第２抵抗層１４を形成することが可能となる。
　第１抵抗層１３は、図４～図６に示すように、平坦化膜１２上に形成されている。第１抵抗層１３の材料は、例えば、白金（Ｐｔ）を含む。第１抵抗層１３は、例えば、スパッタリングにより形成されたスパッタ膜である。
　第１抵抗層１３は、測温抵抗体としての第１抵抗部１３１を含む。すなわち、第１抵抗部１３１は平坦化膜１２上に形成されており、第１抵抗部１３１の材料は白金である。第１抵抗部１３１は、図２及び図３に示すように、第３方向Ｄ３からの平面視において、第１方向Ｄ１に沿って蛇行するミアンダ形状に形成されている。言い換えると、第１抵抗部１３１は、第３方向Ｄ３からの平面視において、第１方向Ｄ１に沿って蛇行した川のような形状に形成されている。
　第２抵抗層１４は、図４～図６に示すように、平坦化膜１２上に形成されている。第２抵抗層１４の材料は、例えば、ＮｉＣｒＡｌＳｉ合金である。第２抵抗層１４では、例えば、クロム（Ｃｒ）に対するニッケル（Ｎｉ）の重量比は、４４／５５以上で、かつ５５／４４以下である。また、第２抵抗層１４では、例えば、全重量に対するアルミニウム（Ａｌ）の割合は、１０重量％以上で、かつ１８重量％以下である。また、第２抵抗層１４では、例えば、全重量に対するシリコン（Ｓｉ）の割合は、２重量％以上で、かつ６重量％以下である。第２抵抗層１４は、例えば、スパッタリングにより形成されたスパッタ膜である。
　第２抵抗層１４は、図１及び図２に示すように、複数（図示例では３つ）の第２抵抗部１４１，１４２，１４３を含む。すなわち、第２抵抗部１４１，１４２，１４３は平坦化膜１２上に形成されており、第２抵抗部１４１，１４２，１４３の材料はＮｉＣｒＡｌＳｉ合金を含む。複数の第２抵抗部１４１，１４２，１４３の各々は、第３方向Ｄ３からの平面視において、一方向に長い矩形状に形成されている。より詳細には、複数の第２抵抗部１４１，１４２，１４３のうち第２抵抗部１４１は、第１方向Ｄ１に長い矩形状に形成されている。また、複数の第２抵抗部１４１，１４２，１４３のうち２つの第２抵抗部１４２，１４３の各々は、第２方向Ｄ２に長い矩形状に形成されている。
　複数の第２抵抗部１４１，１４２，１４３のうち２つの第２抵抗部１４２，１４３は、第３方向Ｄ３からの平面視において、第１方向Ｄ１における支持基板１１の両端部に配置されている。すなわち、２つの第２抵抗部１４２，１４３は、第１方向Ｄ１に沿って並んでいる。複数の第２抵抗部１４１，１４２，１４３のうち残りの第２抵抗部１４１は、第３方向Ｄ３からの平面視において、第２方向Ｄ２における支持基板１１の一端部（図２の下端部）に配置されている。第２方向Ｄ２における支持基板１１の他端部（図２の上端部）には、上述の第１抵抗部１３１が配置されている。すなわち、第１抵抗部１３１と第２抵抗部１４１とは、第２方向Ｄ２に沿って並んでいる。
　ここで、第１抵抗部１３１の材料は、上述したように、白金を含む。また、第２抵抗部１４１，１４２，１４３の材料は、上述したように、ＮｉＣｒＡｌＳｉ合金を含む。したがって、実施形態に係る温度センサ１では、第１抵抗部１３１の抵抗温度係数は、第２抵抗部１４１，１４２，１４３の抵抗温度係数より大きい。これにより、第１抵抗部１３１にて温度変化を検出することが可能となる。
　保護膜１５は、第１抵抗層１３及び第２抵抗層１４を保護するための膜である。保護膜１５は、図４～図６に示すように、第１抵抗層１３及び第２抵抗層１４を覆うように形成されている。保護膜１５の材料は、例えば、二酸化シリコン（ＳｉＯ２）である。実施形態に係る温度センサ１では、第１抵抗層１３のうち第１抵抗部１３１と後述の電極部１６との接続部分については保護膜１５により覆われていない。また、温度センサ１では、第２抵抗層１４のうち複数の第２抵抗部１４１，１４２，１４３の各々と電極部１６との接続部分については保護膜１５により覆われていない。
　複数の電極部１６の各々は、図１に示すように、支持基板１１の四隅に形成されている。複数の電極部１６の材料は、例えば、銅ニッケル（ＣｕＮｉ）系合金である。複数の電極部１６の各々は、上面電極１６１と、端面電極１６２と、下面電極１６３と、を含む。上面電極１６１は、支持基板１１の第１主面１１１上に形成されており、第１抵抗層１３における第１抵抗部１３１との接続部分、又は、第２抵抗層１４における第２抵抗部１４１，１４２，１４３との接続部分に接続されている。端面電極１６２は、支持基板１１の長手方向（第１方向Ｄ１）に沿って支持基板１１の長手方向の外周面１１３を覆うように形成されている。下面電極１６３は、支持基板１１の第２主面１１２上に形成されている。複数の電極部１６の各々は、第１方向Ｄ１からの平面視において、Ｕ字状に形成されている。複数の電極部１６の各々は、例えば、スパッタリングにより形成されたスパッタ膜である。
　複数の電極部１６は、第１電極部１６Ａと、第２電極部１６Ｂと、第３電極部１６Ｃと、第４電極部１６Ｄと、を含む。第１電極部１６Ａは、例えば、電源端子である。第２電極部１６Ｂは、例えば、グランド端子である。第３電極部１６Ｃは、例えば、第１出力端子である。第４電極部１６Ｄは、例えば、第２出力端子である。すなわち、実施形態に係る温度センサ１では、第１電極部１６Ａが正極（プラス）側、第２電極部１６Ｂが負極（マイナス）側となるように、電源装置（図示せず）から直流電力が供給される。
　複数の第１めっき層１７の各々は、例えば、電解銅めっき層である。複数の第１めっき層１７の各々は、複数の電極部１６のうち対応する電極部１６を覆うように形成されている。すなわち、複数の第１めっき層１７の各々は、対応する電極部１６の上面電極１６１、端面電極１６２及び下面電極１６３を覆っている。複数の第１めっき層１７の各々は、第１方向Ｄ１からの平面視において、Ｕ字状に形成されている。
　複数の第２めっき層１８の各々は、例えば、電解錫めっき層である。複数の第２めっき層１８の各々は、複数の第１めっき層１７のうち対応する第１めっき層１７を覆うように形成されている。複数の第２めっき層１８の各々は、第１方向Ｄ１からの平面視において、Ｕ字状に形成されている。
　（２．２）温度センサの回路構成
　次に、実施形態に係る温度センサ１の回路構成について、図７を参照して説明する。
　実施形態に係る温度センサ１は、図７に示すように、第１抵抗部１３１と、複数（図示例では３つ）の第２抵抗部１４１，１４２，１４３と、を備える。また、温度センサ１は、第１電極部１６Ａと、第２電極部１６Ｂと、第３電極部１６Ｃと、第４電極部１６Ｄと、を備える。上述したように、第１電極部１６Ａは電源端子であり、第２電極部１６Ｂはグランド端子であり、第３電極部１６Ｃは第１出力端子であり、第４電極部１６Ｄは第２出力端子である。
　第１抵抗部１３１の第１端は、図７に示すように、点Ｐ１において第２抵抗部１４３の第１端に接続されている。第１抵抗部１３１の第２端は、点Ｐ３において第２抵抗部１４２の第２端に接続されている。第２抵抗部１４３の第２端は、点Ｐ４において第２抵抗部１４１の第２端に接続されている。第２抵抗部１４１の第１端は、点Ｐ２において第２抵抗部１４１の第１端に接続されている。すなわち、実施形態に係る温度センサ１は、第２抵抗部として３つの第２抵抗部１４１，１４２，１４３を備えている。そして、第１抵抗部１３１及び３つの第２抵抗部１４１，１４２，１４３は、フルブリッジ回路を構成している。これにより、第１抵抗部と第２抵抗部とでハーフブリッジ回路を構成する場合に比べて、検出電圧を増幅することが可能となる。
　また、実施形態に係る温度センサ１では、図７に示すように、第１電極部１６Ａは、第１接続部１３２を介して第１抵抗部１３１と第２抵抗部１４３とに接続されている。第１接続部１３２は、第１抵抗層１３のうち、第１抵抗部１３１及び第２抵抗部１４３と第１電極部１６Ａとの接続部分である。また、温度センサ１では、第２電極部１６Ｂは、第２接続部１３３を介して２つの第２抵抗部１４１，１４２に接続されている。第２接続部１３３は、第２抵抗層１４のうち、２つの第２抵抗部１４１，１４２と第２電極部１６Ｂとの接続部分である。また、温度センサ１では、第３電極部１６Ｃは、第３接続部１３４を介して第１抵抗部１３１と第２抵抗部１４２とに接続されている。第３接続部１３４は、第１抵抗層１３のうち、第１抵抗部１３１及び第２抵抗部１４２と第３電極部１６Ｃとの接続部分である。また、温度センサ１では、第４電極部１６Ｄは、第４接続部１３５を介して２つの第２抵抗部１４１，１４３に接続されている。第４接続部１３５は、第２抵抗層１４のうち、２つの第２抵抗部１４１，１４３と第４電極部１６Ｄとの接続部分である。
　このように構成された温度センサ１では、第１電極部１６Ａが正極（プラス）側、第２電極部１６Ｂが負極（マイナス）側となるように、第１電極部１６Ａと第２電極部１６Ｂとの間に電源装置（図示せず）が接続される。そして、電源装置からの直流電力が第１電極部１６Ａと第２電極部１６Ｂとの間に供給されると、検出温度に対応する検出電圧（出力信号）が第３電極部１６Ｃ及び第４電極部１６Ｄから外部（例えば、外部基板）に出力される。そして、外部基板に実装された測定回路では、温度センサ１からの検出電圧に基づいて検出温度を算出する。
　（３）温度センサの製造方法
　次に、実施形態に係る温度センサ１の製造方法について説明する。
　温度センサ１の製造方法は、第１工程～第１０工程を有している。
　第１工程では、支持基板１１を準備する。より詳細には、第１工程では、複数の温度センサ１の各々の支持基板１１の元となる基板本体を準備する。基板本体は、例えば、セラミック基板である。基板本体となるセラミック基板の材料は、例えば、アルミナ含有率が９６％以上のアルミナ焼結体である。
　第２工程では、基板本体の第１主面上に平坦化膜１２を形成する。より詳細には、第２工程では、例えば、基板本体の第１主面上に平坦化膜１２の材料を塗布した後、焼成することにより平坦化膜１２を形成する。基板本体の第１主面は、複数の温度センサ１の各々の支持基板１１の第１主面１１１となる面である。
　第３工程では、複数の温度センサ１の各々の第１抵抗層１３及び第２抵抗層１４を形成する。より詳細には、第３工程では、例えば、スパッタリングにより、平坦化膜１２上に第１抵抗層１３及び第２抵抗層１４を形成する。また、第３工程では、第１抵抗層１３における第１抵抗部１３１の形状がミアンダ形状となるように、例えば、フォトリソ工法により第１抵抗部１３１をパターニングする。
　第４工程では、保護膜１５を形成する。より詳細には、第４工程では、例えば、第１抵抗層１３及び第２抵抗層１４の一部を覆うように、平坦化膜１２上にスクリーン印刷にて二酸化シリコンのペーストを塗布した後、焼成することにより保護膜１５を形成する。ここで、第４工程では、少なくとも第１抵抗部１３１と電極部１６との接続部分、及び、第２抵抗部１４１，１４２，１４３の各々と電極部１６との接続部分を除いた領域を覆うように、保護膜１５を形成する。
　第５工程では、複数の温度センサ１の各々における複数の上面電極１６１を基板本体の第１主面上に形成する。より詳細には、第５工程では、例えば、スパッタリングによって基板本体の第１主面上に銅ニッケル系合金膜を形成することにより、複数の温度センサ１の各々における複数の上面電極１６１を形成する。
　第６工程では、複数の温度センサ１の各々における複数の下面電極１６３を基板本体の第２主面上に形成する。より詳細には、第６工程では、例えば、スパッタリングによって基板本体の第２主面上に銅ニッケル系合金膜を形成することにより、複数の温度センサ１の各々における複数の下面電極１６３を形成する。基板本体の第２主面は、複数の温度センサ１の各々の支持基板１１の第２主面１１２となる面である。
　第７工程では、第１工程～第６工程によって一体に形成された複数の温度センサ１を個々の温度センサ１に切断する。より詳細には、第７工程では、例えば、レーザ又はダイシングを用いて、一体に形成された複数の温度センサ１を個々の温度センサ１に切断する。
　第８工程では、個々に切断された温度センサ１に対して、複数の端面電極１６２を形成する。より詳細には、第８工程では、例えば、スパッタリングによって支持基板１１の外周面１１３上に銅ニッケル系合金膜を形成することにより、複数の温度センサ１の各々における複数の端面電極１６２を形成する。これにより、複数の上面電極１６１と複数の下面電極１６３とが、複数の端面電極１６２を介して接続される。
　第９工程では、複数の温度センサ１の各々において複数の第１めっき層１７を形成する。より詳細には、第９工程では、例えば、複数の温度センサ１の各々に対して、複数の電極部１６を覆うように、複数の第１めっき層１７を形成する。
　第１０工程では、複数の温度センサ１の各々において複数の第２めっき層１８を形成する。より詳細には、第１０工程では、例えば、複数の温度センサ１の各々に対して、複数の第１めっき層１７を覆うように、複数の第２めっき層１８を形成する。
　以上説明した第１工程～第１０工程によって、実施形態に係る温度センサ１を製造することが可能となる。
　（４）抵抗値の調整（トリミング）
　次に、実施形態に係る温度センサ１の抵抗値の調整について、図２、図３及び図８を参照して説明する。
　（４．１）第１電極部が電源端子である場合
　実施形態に係る温度センサ１のように、第１電極部１６Ａが電源端子である場合、第２電極部１６Ｂはグランド端子である。
　第１出力端子としての第３電極部１６Ｃの電位が、第２出力端子としての第４電極部１６Ｄの電位よりも大きい場合、図２及び図３に示すように、第１抵抗部１３１に調整部１３０を形成し、かつ、第２抵抗部１４１に調整部１４０を形成する。調整部１３０は、第１抵抗部１３１に形成されている溝である。また、調整部１４０は、第２抵抗部１４１に形成されている溝である。図２及び図３の例では、第１抵抗部１３１は、複数（図示例では２つ）の調整部１３０を有する。第３方向Ｄ３からの平面視において、複数の調整部１３０の一方の形状は第１方向Ｄ１に沿って長い楕円形状であり、他方の形状は第２方向Ｄ２に沿って長い楕円形状である。図２及び図３の例では、第２抵抗部１４１は、１つの調整部１４０を有する。第３方向Ｄ３からの平面視において、調整部１４０の形状はＬ字状である。これにより、第３電極部１６Ｃの電位と第４電極部１６Ｄの電位とを等しくすることが可能となる。この場合、第１抵抗部１３１及び第２抵抗部１４１が特定抵抗部である。
　一方、第４電極部１６Ｄの電位が、第３電極部１６Ｃの電位よりも大きい場合、図８に示すように、２つの第２抵抗部１４２，１４３の各々に調整部１４０を形成する。調整部１４０は、第２抵抗部１４２，１４３の各々に形成されている溝である。図８の例では、第２抵抗部１４２，１４３の各々は、１つの調整部１４０を有する。第３方向Ｄ３からの平面視において、各調整部１４０の形状はＬ字状である。これにより、第３電極部１６Ｃの電位と第４電極部１６Ｄの電位とを等しくすることが可能となる。この場合、２つの第２抵抗部１４２，１４３が特定抵抗部である。
　（４．２）第２電極部が電源端子である場合
　第２電極部１６Ｂが電源端子である場合、第１電極部１６Ａはグランド端子である。
　第１出力端子としての第３電極部１６Ｃの電位が、第２出力端子としての第４電極部１６Ｄの電位よりも大きい場合、図８に示すように、２つの第２抵抗部１４２，１４３の各々に調整部１４０を形成する。調整部１４０は、第２抵抗部１４２，１４３の各々に形成されている溝である。図８の例では、第２抵抗部１４２，１４３の各々は、１つの調整部１４０を有する。第３方向Ｄ３からの平面視において、各調整部１４０の形状はＬ字状である。これにより、第３電極部１６Ｃの電位と第４電極部１６Ｄの電位とを等しくすることが可能となる。この場合、２つの第２抵抗部１４２，１４３が特定抵抗部である。
　一方、第４電極部１６Ｄの電位が、第３電極部１６Ｃの電位よりも大きい場合、図２及び図３に示すように、第１抵抗部１３１に調整部１３０を形成し、かつ、第２抵抗部１４１に調整部１４０を形成する。調整部１３０は、第１抵抗部１３１に形成されている溝である。また、調整部１４０は、第２抵抗部１４１に形成されている溝である。図２及び図３の例では、第１抵抗部１３１は、複数（図示例では２つ）の調整部１３０を有する。第３方向Ｄ３からの平面視において、複数の調整部１３０の一方の形状は第１方向Ｄ１に沿って長い楕円形状であり、他方の形状は第２方向Ｄ２に沿って長い楕円形状である。図２及び図３の例では、第２抵抗部１４１は、１つの調整部１４０を有する。第３方向Ｄ３からの平面視において、調整部１４０の形状はＬ字状である。これにより、第３電極部１６Ｃの電位と第４電極部１６Ｄの電位とを等しくすることが可能となる。この場合、第１抵抗部１３１及び第２抵抗部１４１が特定抵抗部である。
　（５）効果
　実施形態に係る温度センサ１では、上述したように、第１抵抗部１３１及び複数の第２抵抗部１４１，１４２，１４３は、支持基板１１上に形成された平坦化膜１２上に形成されている。これにより、平坦化膜１２を介さずに支持基板１１上に第１抵抗部１３１及び複数の第２抵抗部１４１，１４２，１４３を形成する場合に比べて、第１抵抗部１３１及び複数の第２抵抗部１４１，１４２，１４３を平坦化することが可能となる。その結果、支持基板１１の粗い表面粗さが直接的に第１抵抗部１３１及び第２抵抗部１４１，１４２，１４３の表面粗さとなることがないため、温度の検出精度の劣化を抑制することが可能となる。
　実施形態に係る温度センサ１では、上述したように、平坦化膜１２は、酸化亜鉛、酸化マグネシウム、酸化ベリリウム、窒化アルミニウム、窒化ホウ素、窒化シリコン及びダイヤモンドからなる群の少なくとも１種の材料を含んでいる。これにより、平坦化膜１２の熱伝導率及び線膨張係数を、支持基板１１の熱伝導率及び線膨張係数に近づけることが可能となる。
　実施形態に係る温度センサ１では、上述したように、第１抵抗部１３１の材料は、白金を含む。これにより、温度に対して良好な抵抗温度係数を得ることが可能となる。
　実施形態に係る温度センサ１では、上述したように、第２抵抗部１４１，１４２，１４３の材料は、ＮｉＣｒＡｌＳｉ合金を含む。これにより、抵抗温度係数が実質的にゼロである基準抵抗として第２抵抗部１４１，１４２，１４３を用いることが可能となる。
　実施形態に係る温度センサ１では、上述したように、第１抵抗部１３１と３つの第２抵抗部１４１，１４２，１４３とでフルブリッジ回路を構成している。これにより、第１抵抗部と第２抵抗部とでハーフブリッジ回路を構成する場合に比べて、検出電圧を増幅することが可能となる。
　実施形態に係る温度センサ１は、上述したように、第１抵抗部１３１と３つの第２抵抗部１４１，１４２，１４３とで構成されるフルブリッジ回路からの出力信号を出力する第３電極部１６Ｃ及び第４電極部１６Ｄを更に備えている。これにより、フルブリッジ回路からの出力信号を外部に出力することが可能となる。
　実施形態に係る温度センサ１では、上述したように、第１抵抗部１３１及び第２抵抗部１４１は、調整部１３０，１４０を有している。これにより、第１抵抗部１３１及び第２抵抗部１４１の抵抗値を調整することが可能となり、その結果、第３電極部１６Ｃの電位と第４電極部１６Ｄの電位とを等しくすることが可能となる。さらに、調整部１３０，１４０の各々は、第１抵抗部１３１又は第２抵抗部１４１に形成された溝であるため、第１抵抗部１３１の抵抗値及び第２抵抗部１４１の抵抗値を容易に調整することが可能となる。
　（６）変形例
　上述の実施形態は、本開示の様々な実施形態の一つにすぎない。上述の実施形態は、本開示の目的を達成できれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。以下、上述の実施形態の変形例を列挙する。以下に説明する変形例は、適宜組み合わせて適用可能である。
　上述の実施形態では、第１抵抗部１３１の材料が白金であるが、第１抵抗部１３１の材料は白金に限らない。第１抵抗部１３１の材料は、例えば、ニッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃｕ）又はニッケル－コバルト（ＮｉＣｏ）合金が含まれていてもよい。また、第１抵抗部１３１の材料は、白金、ニッケル、銅及びニッケル－コバルト合金のうち２つ以上が含まれていてもよい。要するに、第１抵抗部１３１の材料は、白金、ニッケル、銅及びニッケル－コバルト合金の少なくとも１つが含まれていればよい。
　上述の実施形態において、第１抵抗部１３１の調整部１３０及び第２抵抗部１４１の調整部１４０の形状は一例であって、他の形状であってもよい。すなわち、調整部１３０，１４０の形状は、第１抵抗部１３１の抵抗値及び第２抵抗部１４１の抵抗値を調整可能な形状であればよい。
　上述の実施形態では、１つの第１抵抗部１３１と３つの第２抵抗部１４１，１４２，１４３とでフルブリッジ回路を構成しているが、例えば、１つの第１抵抗部と１つの第２抵抗部とでハーフブリッジ回路を構成してもよい。
　上述の実施形態では、２つの抵抗部（第１抵抗部１３１及び第２抵抗部１４１、又は、２つの第２抵抗部１４２，１４３）に調整部を形成しているが、少なくとも一方に調整部が形成されていればよい。例えば、第１抵抗部１３１と第２抵抗部１４１とが特定抵抗部である場合、第１抵抗部１３１のみに調整部１３０が形成されていてもよいし、第２抵抗部１４１のみに調整部１４０が形成されていてもよい。
　上述の実施形態では、電極部１６の材料が銅ニッケル系合金であるが、電極部１６の材料は、銅ニッケル系合金に限らず、例えば、金を含む合金であってもよい。
　（態様）
　本明細書には、以下の態様が開示されている。
　第１の態様に係る温度センサ（１）は、アルミナ基板（１１）と、平坦化膜（１２）と、第１抵抗部（１３１）と、少なくとも１つの第２抵抗部（１４１，１４２，１４３）と、を備える。平坦化膜（１２）は、アルミナを主成分とし、アルミナ基板（１１）上に形成されている。第１抵抗部（１３１）は、平坦化膜（１２）上に形成されている。第２抵抗部（１４１，１４２，１４３）は、平坦化膜（１２）上に形成されており、第１抵抗部（１３１）とブリッジ回路を構成する。
　この態様によれば、温度の検出精度の劣化を抑制することが可能となる。
　第２の態様に係る温度センサ（１）では、第１の態様において、平坦化膜（１２）は、フィラーを含む。
　この態様によれば、平坦化膜（１２）の熱伝導率及び線膨張係数を、アルミナ基板（１１）の熱伝導率及び線膨張係数に近づけることが可能となる。
　第３の態様に係る温度センサ（１）では、第２の態様において、フィラーは、酸化亜鉛、酸化マグネシウム、酸化ベリリウム、窒化アルミニウム、窒化ホウ素、窒化シリコン及びダイヤモンドからなる群から選択される少なくとも１種の材料を含む。
　この態様によれば、平坦化膜（１２）の熱伝導率及び線膨張係数を、アルミナ基板（１１）の熱伝導率及び線膨張係数に近づけることが可能となる。
　第４の態様に係る温度センサ（１）では、第１～第３の態様のいずれか１つにおいて、第１抵抗部（１３１）の材料は、白金、ニッケル、銅、ニッケル－コバルト合金の少なくとも１つを含む。
　この態様によれば、温度に対して良好な抵抗温度係数を得ることが可能となる。
　第５の態様に係る温度センサ（１）では、第１～第４の態様のいずれか１つにおいて、第２抵抗部（１４１，１４２，１４３）の材料は、ＮｉＣｒＡｌＳｉ合金を含む。
　この態様によれば、抵抗温度係数が実質的にゼロである基準抵抗として第２抵抗部（１４１，１４２，１４３）を用いることが可能となる。
　第６の態様に係る温度センサ（１）は、第１～第５の態様のいずれか１つにおいて、第２抵抗部（１４１，１４２，１４３）として、３つの第２抵抗部（１４１，１４２，１４３）を備える。ブリッジ回路は、第１抵抗部（１３１）と３つの第２抵抗部（１４１，１４２，１４３）とで構成されるフルブリッジ回路である。
　この態様によれば、ブリッジ回路がハーフブリッジである場合に比べて、検出電圧を増幅することが可能となる。
　第７の態様に係る温度センサ（１）は、第６の態様において、第１電極部（１６Ａ）及び第２電極部（１６Ｂ）と、第３電極部（１６Ｃ）及び第４電極部（１６Ｄ）と、を更に備える。第１電極部（１６Ａ）及び第２電極部（１６Ｂ）は、フルブリッジ回路に電力を供給する。第３電極部（１６Ｃ）及び第４電極部（１６Ｄ）は、フルブリッジ回路からの出力信号を外部に出力する。
　この態様によれば、第３電極部（１６Ｃ）及び第４電極部（１６Ｄ）により出力信号を外部に出力することが可能となる。
　第８の態様に係る温度センサ（１）では、第１～第７の態様のいずれか１つにおいて、特定抵抗部（例えば、第１抵抗部１３１及び第２抵抗部１４１）は、特定抵抗部の抵抗値を調整するための調整部（１３０，１４０）を有する。特定抵抗部は、第１抵抗部（１３１）及び第２抵抗部（１４１，１４２，１４３）の少なくとも１つの抵抗部である。
　この態様によれば、温度センサ（１）単体でブリッジ回路の検出電極間の電位差を補正できるため、外部基板への実装後のゼロ点補正が不要になる。
　第９の態様に係る温度センサ（１）では、第８の態様において、調整部（１３０，１４０）は、特定抵抗部（例えば、第１抵抗部１３１及び第２抵抗部１４１）に形成されている溝である。
　この態様によれば、特定抵抗部に溝を形成するだけで特定抵抗部の抵抗値を調整することが可能となる。
　第２～第９の態様に係る構成については、温度センサ（１）に必須の構成ではなく、適宜省略可能である。
１　温度センサ
１１　支持基板（アルミナ基板）
１２　平坦化膜
１６Ａ　第１電極部
１６Ｂ　第２電極部
１６Ｃ　第３電極部
１６Ｄ　第４電極部
１３０　調整部
１３１　第１抵抗部（特定抵抗部）
１４０　調整部
１４１，１４２，１４３　第２抵抗部（特定抵抗部）

Claims (9)

  1. 　アルミナ基板と、
    　アルミナを主成分とし、前記アルミナ基板上に形成されている平坦化膜と、
    　前記平坦化膜上に形成されている第１抵抗部と、
    　前記平坦化膜上に形成されており、前記第１抵抗部とブリッジ回路を構成する少なくとも１つの第２抵抗部と、を備える、
    　温度センサ。
  2. 　前記平坦化膜は、フィラーを含む、
    　請求項１に記載の温度センサ。
  3. 　前記フィラーは、酸化亜鉛、酸化マグネシウム、酸化ベリリウム、窒化アルミニウム、窒化ホウ素、窒化シリコン及びダイヤモンドからなる群から選択される少なくとも１種の材料を含む、
    　請求項２に記載の温度センサ。
  4. 　前記第１抵抗部の材料は、白金、ニッケル、銅、ニッケル－コバルト合金の少なくとも１つを含む、
    　請求項１～３のいずれか１項に記載の温度センサ。
  5. 　前記第２抵抗部の材料は、ＮｉＣｒＡｌＳｉ合金を含む、
    　請求項１～４のいずれか１項に記載の温度センサ。
  6. 　前記第２抵抗部として、３つの第２抵抗部を備え、
    　前記ブリッジ回路は、前記第１抵抗部と前記３つの第２抵抗部とで構成されるフルブリッジ回路である、
    　請求項１～５のいずれか１項に記載の温度センサ。
  7. 　前記フルブリッジ回路に電力を供給する第１電極部及び第２電極部と、
    　前記フルブリッジ回路からの出力信号を外部に出力する第３電極部及び第４電極部と、を更に備える、
    　請求項６に記載の温度センサ。
  8. 　前記第１抵抗部及び前記第２抵抗部の少なくとも１つの抵抗部である特定抵抗部は、前記特定抵抗部の抵抗値を調整するための調整部を有する、
    　請求項１～７のいずれか１項に記載の温度センサ。
  9. 　前記調整部は、前記特定抵抗部に形成されている溝である、
    　請求項８に記載の温度センサ。
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