CN112513599A - 温度传感器及包括温度传感器的装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种可进行薄型化的同时确保绝缘性而提高可靠性、响应性及测温精度的具有耐热性的温度传感器、包括所述温度传感器的装置。包括：感热元件(10)，具有绝缘性基板(11)、形成在所述绝缘性基板(11)上的感热膜(13)、及形成在所述绝缘性基板(11)上并与所述感热膜(13)电性连接的电极层(12a)、(12b)；引线构件(20)，具有通过焊接接合与所述电极层(12a)、(12b)电性连接的接合部(21a)、(21b)、及自所述接合部(21a)、(21b)一体地延伸出的引线部(22a)、(22b)；以及一对绝缘性膜(30a)、(30b)，自两面夹着至少所述感热元件(10)及引线构件(20)的接合部(21a)、(21b)而密封。

Description

温度传感器及包括温度传感器的装置

技术领域

本发明涉及一种适于检测被检测体的温度的温度传感器及包括温度传感器的装置。

背景技术

在复印机或打印机等办公自动化(Office Automation，OA)设备、移动通信终端或个人计算机等信息通信设备、影像设备、民用设备及汽车用电装设备等电子设备中，为了检测被检测体的温度而包括温度传感器。

最近，在此种电子设备中，要求电子设备的小型化，伴随所述要求正在进行用以实现温度传感器的薄型化的开发。

以前，构成温度传感器的感热电阻元件与引线的接合一般而言是使用焊接或导电性膏等进行。因此，在接合时使用焊膏等硬钎料或导电性膏等附加材料。在接合部位附加有附加材料的状态下进行接合的情况下，会产生如下问题：接合部位的厚度尺寸变厚而为约30μm～100μm，同时热容量变大而热响应性及测温精度变差。另外，在利用焊料的接合中，考虑到温度循环的耐热温度为150℃以下，存在无法确保200℃以上的耐热性的问题。

另一方面，为了实现温度传感器的薄型化，尝试使用柔性配线板(flexibleprinted circuit，FPC)，通过焊接将感热电阻元件接合至形成于柔性配线板上的配线图案的技术。然而，在所述情况下，对柔性配线板中的绝缘层照射基于焊接的激光光，故产生绝缘层被部分去除而绝缘性降低的课题(例如，参照专利文献2的图12)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：国际公开第2017/047512号

专利文献2：国际公开第2018/066473号

专利文献3：日本专利特开2000-74752号公报

专利文献4：日本专利第5707081号公报

专利文献5：日本专利第5763805号公报

专利文献6：日本专利特开2015-219396号公报

专利文献7：日本专利特开2016-45130号公报

专利文献8：实用新型注册第2505631号公报

专利文献9：日本专利特开2008-241566号公报

专利文献10：日本专利特开2010-197163号公报

发明内容

发明所要解决的问题

本发明是鉴于所述课题而完成，其目的在于提供一种可进行薄型化的同时确保绝缘性而提高可靠性、响应性及测温精度的具有耐热性的温度传感器、包括所述温度传感器的装置。

解决问题的技术手段

本发明的实施方式的温度传感器包括：

感热元件，具有绝缘性基板、形成在所述绝缘性基板上的感热膜、及形成在所述绝缘性基板上并与所述感热膜电性连接的电极层；

引线构件，具有通过焊接接合与所述电极层电性连接的接合部、及自所述接合部一体地延伸出的引线部；以及

一对绝缘性膜，自两面夹着至少所述感热元件及引线构件的接合部而密封。

发明的效果

根据本发明，能够提供可通过进行薄型化而提高响应性及测温精度、同时确保绝缘性而提高可靠性的具有耐热性的温度传感器、使用所述温度传感器的装置。

附图说明

图1是表示在本发明的第一实施方式中，感热元件被绝缘性膜绝缘包覆的状态的平面图。

图2是表示所述感热元件的平面图。

图3是表示所述感热元件的剖面图。

图4表示由绝缘性膜绝缘包覆所述感热元件之前的状态，是沿着图1中的Y-Y线的剖面图。

图5表示由绝缘性膜绝缘包覆所述感热元件之后的状态，是沿着图1中的Y-Y线的剖面图。

图6同样是表示由绝缘性膜绝缘包覆感热元件的状态的变形例(实施例1)的剖面图。

图7同样是表示由绝缘性膜绝缘包覆感热元件之前的状态的变形例(实施例2)的剖面图。

图8是表示由绝缘性膜绝缘包覆所述感热元件之后的状态的变形例(实施例2)的剖面图。

图9是表示感热元件与引线构件的接合状态的变形例，是引线构件的立体图及接合状态的剖面图。

图10是表示感热元件的另一实施方式(实施方式2)的剖面图。

图11是表示感热元件的另一实施方式(实施方式2)的剖面图。

图12是表示作为所述温度传感器的接近非接触温度传感器的平面图。

图13是表示作为所述温度传感器的接近非接触温度传感器的侧面图。

图14是表示作为所述温度传感器的接近非接触温度传感器的背面图。

图15是表示在所述温度传感器的制造方法中准备的构件的零件图。

图16是表示在所述温度传感器的制造方法中的制造工序的说明图。

图17是表示作为本发明的第二实施方式的温度传感器的红外线温度传感器的立体图。

图18是表示作为所述温度传感器的红外线温度传感器的剖面图。

图19是表示作为所述温度传感器的红外线温度传感器中的感热元件及引线构件的平面图。

图20是表示作为所述温度传感器的红外线温度传感器中的感热元件被绝缘性膜绝缘包覆的状态的平面图。

具体实施方式

以下，参照图1至图20说明本发明的实施方式的温度传感器。再者，在各图中，为了使各构件成为能够识别的大小，在说明上适宜变更各构件的比例尺。另外，对相同或相当的部分标注相同的符号，并省略重复说明。

[第一实施方式]

参照图1至图16来说明第一实施方式。图1表示感热元件被绝缘性膜绝缘包覆的温度传感器的状态，图2及图3表示感热元件，图4至图8表示由绝缘性膜绝缘包覆感热元件的状态。图9是表示感热元件与引线构件的接合状态的变形例，图10及图11表示感热元件的另一实施方式。另外，图12至图14表示温度传感器，图15及图16表示温度传感器的制造方法。

本实施方式的温度传感器如图1所示，包括感热元件10、引线构件20及绝缘性膜30。

一并参照图2及图3所示，感热元件10是表面安装型元件，具有绝缘性基板11、作为电极部的一对电极层12a、12b、感热膜13、及保护膜14。

感热元件10为感热电阻元件，具体而言为薄膜热敏电阻。感热元件10形成为大致长方体形状，横向的尺寸为1.0mm，纵向的尺寸为0.5mm，总厚度尺寸为100μm。形状及尺寸并无特别限制，可根据用途适宜选定，但经薄型小型化。

绝缘性基板11呈大致长方形形状，使用绝缘性的氧化锆、氮化硅、氧化铝或这些的至少一种的混合物等陶瓷材料形成。所述绝缘性基板11经薄型化至厚度尺寸为100μm以下、优选为50μm以下来形成。另外，绝缘性基板11的弯曲强度为690MPa以上，陶瓷材料煅烧后的平均粒径为0.1μm～2μm。通过如此设定平均粒径的范围，可确保690MPa以上的弯曲强度，从而能够抑制经薄型化的绝缘性基板11的制作时的裂纹。另外，由于绝缘性基板11的厚度尺寸薄，故可减少热容量。

一对电极层12a、12b形成于绝缘性基板11上，是电性连接感热膜13的部分，以具有规定间隔而相向的方式配置。详细而言，通过溅镀法等薄膜形成技术使金属薄膜成膜为厚度尺寸1μm以下而形成一对电极层12a、12b，其金属材料适用金(Au)、银(Ag)、铜(Cu)、铂(Pt)、钯(Pd)等贵金属或这些的合金，例如Ag-Pd合金等。

再者，一对电极层12a、12b是通过焊接而接合后述的引线构件的部分，优选使用作为低熔点金属的金(Au：熔点1064℃)、银(Ag：熔点961℃)、铜(Cu：熔点1085℃)或包含这些中的至少一种作为主要成分的合金。另外，在本实施方式中，电极层12a、电极层12b形成在感热膜13的膜下，但也可形成在感热膜13的膜上或膜中。

感热膜13为感热薄膜，是包含具有负的温度系数的氧化物半导体的热敏电阻的薄膜。关于感热膜13，通过溅镀法等薄膜形成技术而在所述电极层12a及电极层12b上成膜，并以跨越电极层12a及电极层12b的方式形成，与电极层12a及电极层12b电性连接。

感热膜13包括选自锰(Mn)、镍(Ni)、钴(Co)、铁(Fe)等过渡金属元素中的两种或两种以上的元素，并包括热敏电阻材料，所述热敏电阻材料包含具有尖晶石型结晶结构的复合金属氧化物作为主要成分。另外，为了提高特性等，也可含有副成分。主要成分、副成分的组成及含量可根据所期望的特性适宜决定。

保护膜14覆盖形成有感热膜13的区域，并且以所述电极层12a、电极层12b的至少一部分露出的方式形成露出部121a、露出部121b来覆盖电极层12a、电极层12b。保护膜14可通过溅镀法等薄膜形成技术使二氧化硅、氮化硅等成膜来形成，或者通过印刷法形成铅玻璃、硼硅玻璃及硼硅铅玻璃等。

一对引线构件20a、20b通过焊接接合并电性连接于以上的感热元件10。引线构件20a、引线构件20b是利用化学蚀刻或冲压等方法形成的具有弹性的弹性体，是板状的薄的窄幅的金属板，且是引线框架。另外，引线构件20的厚度尺寸为100μm以下，优选为30μm左右。

详细而言，引线构件20a、引线构件20b具有接合部21a、接合部21b、以及自所述接合部21a、接合部21b一体地延伸出的引线部22a、引线部22b来形成。接合部21a、接合部21b是通过焊接与感热元件10的电极层12a、电极层12b接合的部分，配置在与电极层12a及电极层12b并排配置的方向正交的方向上。引线部22a、引线部22b自接合部21a、接合部21b向外侧弯曲，在与接合部21a、接合部21b平行的方向上延伸出。与感热元件10的电极层12a、电极层12b接合的接合部21a、接合部21b的宽度尺寸形成为较引线部22a、引线部22b的宽度尺寸窄。在所述接合部21a、接合部21b的前端部接合感热元件10并以交联状连接。

引线构件20a、引线构件20b由低熔点金属即熔点为1300℃以下的金属形成，例如使用磷青铜、康铜、锰铜等主要成分包含铜的铜合金。

例如在通过激光焊接将感热元件10的电极层12a、电极层12b与引线构件20a、引线构件20b接合的情况下，由于引线构件20a、引线构件20b的熔点为1300℃以下，故即便通过激光光等加热而熔融，也不会达到熔点1300℃以上的温度。因此，不会超过陶瓷基板的熔点1600℃～2100℃，故可抑制感热元件10的电极层12a、电极层12b和电极层12a、电极层12b正下方的绝缘性基板11的损伤而接合引线构件20a、引线构件20b。另外，在所述情况下，由于不使用凸块等附加材料，故不会在将附加材料实质上附加到连接(接合)部位的状态下进行接合，厚度尺寸不会变大，另外热容量也不会增加，从而能够加速热响应性。

以前，所述引线构件使用不锈钢、柯伐合金、镍合金等铁系金属。所述铁系金属的熔点高，例如不锈钢、柯伐合金均为铁系合金，故有时会温度上升至铁的熔点1538℃左右。若对此种高熔点金属的引线构件照射激光焊接用的激光光，则会产生引线构件及其周围被加热至高温，绝缘性基板(例如，氧化铝基板)容易受到损伤的问题。另外，在利用焊料的接合中，考虑到温度循环的耐热温度为150℃以下，存在无法确保200℃以上的耐热性的问题。

根据所述本实施方式的结构，可确保200℃以上的耐热性，可解决此种问题。再者，引线构件也可以剖面为圆形形状的圆线线材或平角线形成，在所述情况下，外径尺寸或厚度尺寸形成为100μm以下。优选为薄型化至50μm以下来形成。在此种线材的情况下，宜使用拉伸强度强的铜银合金线等。

如图1所示，在感热元件10上连接引线构件20a、引线构件20b的状态下，以自两面侧夹着至少感热元件10及引线构件20的接合部21a、接合部21b的状态由一对绝缘性膜30a、30b密封并包覆。

参照图4及图5来说明利用绝缘性膜30a、绝缘性膜30b密封感热元件10及引线构件的接合部20并绝缘包覆的状态。图4表示由绝缘性膜30a、绝缘性膜30b包覆之前的状态，图5表示包覆之后的状态。

如图4所示绝缘性膜30的基材由热硬化性聚酰亚胺树脂材料形成，是大致长方形形状的半透明膜，厚度尺寸为100μm以下，具体而言，使用12.5μm的绝缘性膜。另外，绝缘性膜30具有电性绝缘性、高刚性、耐热性或耐油性。

具体而言，绝缘性膜30成为包括热硬化性基材层31、及形成于所述热硬化性基材层31的两表面的热塑性热熔接层32的三层结构。基材层31包含热稳定的聚酰亚胺树脂，是热反应后的稳定状态的层。另一方面，热塑性热熔接层32同样地为聚酰亚胺树脂，但为热塑性状态的层。即，基材层31为热稳定状态的层，热熔接层32为具有热反应性的热塑性层。另外，热熔接层32的厚度为约2μm，是极薄的层。如此，成为在基材层31的两表面具有热熔接层32的构成。

能够使用这些构成材料，通过热压对一对绝缘性膜30a、30b进行层压加工。以将连接有引线构件20a、引线构件20b的感热元件10夹在此种绝缘性膜30a及绝缘性膜30b之间的方式配置并进行热压。再者，在图示上使感热元件10的感热膜13侧为下侧而示出。

为了利用所述方法可靠地密封来确保绝缘，作为通过焊接与引线构件20a、引线构件20b接合的感热元件10的薄膜热敏电阻并非极薄的状态时，利用约2μm的极薄的热熔接层32的材料通过热压而密封的情况下，产生大的气泡等，难以确保绝缘性能。

如图5所示，通过热压，绝缘性膜30a及绝缘性膜30b的内侧的各热熔接层32软化熔融而进行热熔接。因此，感热元件10及引线构件的接合部20由一对绝缘性膜30a、30b在热熔接的状态下自两面夹着密封而密接并进行绝缘包覆。所述感热元件10在绝缘包覆的状态下的总厚度尺寸可设为250μm以下，优选为设为100μm以下。通过在此种两面设为热塑性热熔接层32的构成，也能够容易地贴附在被检测体上。

再者，热熔接层32只要形成在至少一表面(内侧的面)上即可。另外，构成绝缘性膜的材料作为热塑性材料不限定于聚酰亚胺树脂。作为进一步提高绝缘性能的方法，也可为比聚酰亚胺树脂柔软的材料。在所述情况下，例如通过使用聚酰胺树脂，具有改善形状追随性，与聚酰亚胺树脂相比而气泡等变得更小的优点。

再者，为了能够实现构件的通用化，一对绝缘性膜30a、30b优选为相同的形状或尺寸关系。但是，未必需要相同的形状或尺寸关系，形状等也可不同。另外，通过利用具有生物适应性的材料构成绝缘性膜30a、绝缘性膜30b，可将所述感热元件适合用于医疗设备的领域。聚酰亚胺树脂是被确认有生物适应性的材料。

如以上般，绝缘性膜30a、绝缘性膜30b进行热压的情况下，基材层31不会软化熔融，因此可仅使热塑性热熔接层32发生软化熔融的反应而进行热熔接。因此，可将感热元件10可靠地密封并进行绝缘包覆。

其次，对如图6所示使用热硬化性膜35时的变形例(实施例1)进行说明。在绝缘性膜30a、绝缘性膜30b之间介隔存在热硬化性膜35作为热硬化层。热硬化性膜35的厚度尺寸优选为40μm以下。

在本实施例的情况下，绝缘性膜30a、绝缘性膜30b由热硬化性基材层31的一层形成。基材层31是热反应后稳定状态的层。另外，热硬化性膜35通过热压而软化熔融，将绝缘性膜30a、绝缘性膜30b及感热元件10一体化，密封感热元件10而进行绝缘包覆。再者，热硬化性膜35可设为在热稳定的绝缘性膜30a、绝缘性膜30b的任一者形成层而接合的材料。

在以前的方法中，制成使用两张厚度尺寸为约40μm的热硬化性或热塑性膜，上下夹着利用焊料等与引线构件接合的感热元件的构成。在所述情况下，因焊料的接合材料(附加材料)的影响而难以变薄，故若不使用两张厚度尺寸为约40μm的热硬化性或热塑性膜，则无法进行气泡少的良好的密封。

根据本实施例，可进行薄型化并将感热元件10可靠地密封而进行绝缘包覆。

热硬化性膜35也可介隔存在红外线放射率高的热硬化性膜35。热硬化性膜35是含有填料的环氧树脂，可将红外线区域的放射率设为90％以上。因此通过介隔存在热硬化性膜35，感热元件10的光接收能量变大，可实现相对于红外线的感度的提高。

其次，参照图7及图8对使用金属箔36时的变形例(实施例2)进行说明。在至少一个绝缘性膜30a、绝缘性膜30b的外表面设置例如由铝材料形成的金属箔36。所述金属箔36通过热压与绝缘性膜30a的外侧的热熔接层32热熔接。再者，金属箔36可设置在两个绝缘性膜30a、绝缘性膜30b的外表面。

根据本实施例，红外线被金属箔36反射，因此能够减轻干扰的红外光的影响而进行准确的温度的检测。进而通过在两面设置金属箔36，能够减轻红外光的影响，构成适于测定空气温度的温度传感器。

继而，参照图9对感热元件10与引线构件20的接合的变形例进行说明。引线构件20a、引线构件20b的接合部21a、接合部21b的前端部利用半蚀刻等方法形成有厚度尺寸比其他部分薄的凹部23a、凹部23b。在所述凹部23a、凹部23b配置感热元件10，感热元件10的电极层12a、电极层12b与引线构件20a、引线构件20b的接合部21a、接合部21b通过焊接而电性连接。

进而，参照图10(实施方式1)及图11(实施方式2)对感热元件的另一实施方式进行说明。在未特别提及的情况下，与所述的感热元件10的构成相同。

(实施方式1)

如图10所示，在本实施方式中包括与电极层12a、电极层12b的露出部连接且形成于绝缘性基板11上的一对外电极部12c、12d。所述外电极部12c、外电极部12d是通过焊接而接合引线构件20a、引线构件20b的接合部21a、接合部21b的部分，使用作为低熔点金属的金(Au)、银(Ag)、铜(Cu)或者包含这些中的至少一种作为主要成分的合金。

(实施方式2)

本实施方式的感热元件10中由多层膜形成电极部12c、电极部12d，可抑制绝缘性基板11的损伤，并通过焊接而接合引线构件20a、引线构件20b的接合部21a、接合部21b。

如图11所示，感热元件10包括：绝缘性基板11、形成于绝缘性基板11上的一对电极层12a、12b、分别与一对电极层12a、12b电性连接的电极部12c、电极部12d、形成于绝缘性基板11上的感热膜13、及形成于感热膜13上的保护膜14。电极部12c、电极部12d在绝缘性基板11上以夹着感热膜13而相向的方式设置有一对。一对电极部12c、12d的各个经由形成于绝缘性基板11上的电极层12a、电极层12b而与感热膜13电性连接。

电极部12c、电极部12d是多层膜且在功能上具有三个层。即，电极部12c、电极部12d包含：活性层15，形成在绝缘性基板11上，将高熔点金属作为主要成分，且具有接着性；阻挡层16，作为与活性层15一体的层或独立的层而形成在活性层15上，且将高熔点金属作为主要成分；以及接合层17，形成在阻挡层16上，且将低熔点金属作为主要成分。此处所述的高熔点是指比低熔点金属的熔点高。

活性层15附着在绝缘性基板11的表面上来形成，具有如下功能：提高陶瓷等材料的绝缘性基板11与电极部12c、电极部12d之间的接着强度，在引线构件20a、引线构件20b与电极部12c、电极部12d接合时可实现优异的拉伸强度。此外，活性层15满足其熔点高这一条件，具体而言，具有1300℃以上、优选为1400℃以上的熔点。此种材料可兼具在将引线构件20a、引线构件20b与电极部12c、电极部12d接合的焊接工序时不熔融的特征。满足活性层15的所述功能及所述条件的材料是钛、铬、锆、钨、钼、锰、钴、镍、钽的任一者，或者这些的合金或氧化物。例如钛由于其熔点为1688℃，因此可使用纯金属钛。另一方面，例如锰由于其熔点为1246℃，因此在特殊的形态中可以作为氧化物的氧化锰(熔点为1945℃)的形态来使用。

特别是在以前，为了确保充分的拉伸强度，必须在与引线构件20a、引线构件20b的接合部位配置具有数十μm厚度的银膏或金凸块等减轻热损伤的附加材料，进而设置玻璃保护层。另一方面，在本实施方式中，通过在电极部12c、电极部12d上设置活性层15，可不设置凸块、银膏及玻璃保护层的任一者，而以薄的构成实现充分的拉伸强度。

活性层15的厚度并无特别限制，但能够在可保持接着功能的范围内尽可能地设为小的膜厚，例如在金属钛的情况下可变薄至0.01μm为止。如钛那样的活性金属由于活性极高，因此即便是极薄的薄膜，也可作为具有接着性的功能膜发挥功能。

将高熔点金属作为主要成分的阻挡层16以在引线构件20a、引线构件20b向电极部12c、电极部12d的接合工序时不到达熔点的方式管理工序，从而在工序中不熔融而作为阻挡层发挥功能。在发挥所述功能方面，高熔点金属的阻挡层16满足其熔点至少为1300℃以上、优选为1400℃以上的条件。符合所述条件的适合的材料是铂、钒、铪、铑、钌、铼、钨、钼、镍、钽的任一者，或这些的合金。顺便说一下，铂的熔点为1768℃，钼的熔点为2622℃。

高熔点金属的阻挡层16一般而言作为叠加在活性层15上的独立的层来形成。例如，在包含钛的活性层15上形成包含铂的高熔点金属的阻挡层16。但是，高熔点金属的阻挡层16也可作为与活性层15相同的材质或一体的层来形成。

例如，也可为在包含钼的活性层15上，使同样包含钼的高熔点金属的阻挡层16一体地或独立地成膜的构成。在所述情况下，活性层15与高熔点金属的阻挡层16通过相同的工艺来形成。

高熔点金属的阻挡层16的厚度尺寸也无特别限制，但在所述实施方式中设为0.1μm～0.4μm。其原因在于：若膜厚变得比0.1μm薄，则熔点因合金化而下降，有可能在焊接工序时发生熔融。例如在将铂作为材质的情况下，由于是高价的材料，因此理想的是极力变薄，最合适的厚度尺寸例如可设为0.15μm。

接合层17作为叠加在高熔点金属的阻挡层16上的独立的层来形成。接合层17在引线构件20a、引线构件20b对于接合电极部16的焊接工序中熔融，由此形成与引线构件20a、引线构件20b的接合结构。此时，高熔点金属除阻挡层16的合金化部分以外全部不熔融。在焊接工序中，若自外部经由引线构件20a、引线构件20b而供给热或能量，例如激光焊接、点焊、脉冲加热等的能量，则接合层17迅速地熔融。如此，接合层17具有通过熔融接合而与引线构件20a、引线构件20b焊接的功能。在发挥所述功能方面，低熔点金属的接合层17将其熔点低于1300℃作为条件。满足所述条件的适合的低熔点金属的材料是包含金(熔点为1064℃)、银(熔点为961℃)及铜(熔点为1085℃)的至少一者作为主要成分的纯金属或合金。

接合层17的厚度也无特别限制，但在所述实施方式中，能够尽可能地使膜厚变薄，例如在将金作为材质的情况下，可变薄至0.1μm～0.4μm为止。

若将以上的三个层各自的膜厚设为活性层15为0.01μm、阻挡层0.15μm及接合层0.2μm，则可使电极部12c、电极部12d的总厚度极薄而为0.36μm。如此，可容易地以1μm以下的膜厚来构成。

继而，对通过焊接而将引线构件20a、引线构件20b接合于具有所述构成的感热元件10的电极部12c、电极部12d(接合层17)的方式进行说明。

在电极部12c、电极部12d的接合层17上，通过接受接合加工而接合引线构件20a、引线构件20b。此处，在引线构件20a、引线构件20b针对电极部12c、电极部12d所接受的接合加工中能够广泛采用各种焊接。在此种焊接中例如广泛包含作为接触接合的电阻焊接、超声波焊接、摩擦焊接等、或作为非接触接合的激光焊接、电子束焊接等。

引线构件20a、引线构件20b经由接合层17而焊接于电极部12c、电极部12d。引线构件20a、引线构件20b具有如下功能：在引线构件20a、引线构件20b的焊接工序中，使高熔点金属的阻挡层16全部或大部分不熔化，吸收自外部供给的热或能量(例如，激光光的能量)来对接合层17进行加热，与接合层17一同熔融、或者仅使接合层17熔融来进行焊接。在满足所述条件的方面适合的材料是具有低熔点金属的金、银及铜作为主要成分的金属或合金，特别适合的合金是磷青铜、铍铜、黄铜、白铜、锌白铜、康铜、铜银合金、铜铁合金、铜金合金。顺便说一下，磷青铜的熔点为1000℃，康铜的熔点为1225℃～1300℃。

其次，参照图12至图14对连接引线构件20a、引线构件20b并安装有被绝缘性膜30a、绝缘性膜30b包覆的感热元件10的温度传感器40进行说明。图12是温度传感器的平面图，图13是温度传感器的侧面图，图14是温度传感器的背面图。温度传感器是非接触型的温度传感器，是接近非接触温度传感器。例如用于检测复印机或打印机等定影装置所使用的加热辊的表面温度，并进行加热辊的温度控制。

温度传感器40包括：作为保持体的固持器41、一对导电性构件即窄幅金属板42a、42b、及感热元件10。再者，所述引线构件20a、引线构件20b及绝缘性膜30a、绝缘性膜30b以与固持器41的尺寸一致的方式适宜切断来调整尺寸。

固持器41由绝缘性的树脂材料形成为横长的大致长方体形状，在其大致中央部具有长方形形状的开口部41a而形成为框状。另外，在固持器41的长边方向的一端侧形成有钩挂孔部41b，在另一端侧形成有螺纹孔41c。所述钩挂孔部41b及螺纹孔41c例如用于将温度传感器40安装于定影装置的情况。进而，在另一端侧形成有一对槽部41d、41e，在所述槽部41d、槽部41e配设一对外部引出线43a、43b。具体而言，外部引出线43a、外部引出线43b是经绝缘包覆的引线。

固持器41上固定并保持一对窄幅金属板42a、42b。窄幅金属板42a、窄幅金属板42b是利用化学蚀刻或冲压等方法形成的具有弹性的弹性体，由低熔点金属形成，例如使用磷青铜、康铜、锰铜等主要成分包含铜的铜合金。窄幅金属板42a、窄幅金属板42b利用嵌入成形等方法而保持于固持器41。

详细而言，窄幅金属板42a、窄幅金属板42b具有：固定部421a、固定部421b，以沿着长边方向的方式配设在固持器41的两侧壁41f、41g上；以及环状部422a、环状部422b，以自所述固定部421a、固定部421b的一端侧向开口部41a分别相互相向的方式延伸出。引线构件20a、引线构件20b的引线部22a、引线部22b通过焊接等而接合在所述环状部422a、环状部422b。由此，被绝缘性膜30a、绝缘性膜30b包覆的感热元件10位于开口部41a内。因此，感热元件10位于作为形成有框状固持器41的开口部41a的空间部。再者，固定部421a、固定部421b的另一端侧埋设在固持器41中，与外部引出线43a、外部引出线43b连接。所述外部引出线43a、外部引出线43b经由未图示的连接器等与定影装置等装置侧连接。

其次，参照图15及图16对温度传感器的制造方法的一例进行说明。通过焊接将感热元件10与引线构件20接合，然后通过一对绝缘性膜30a、30b自两面侧夹着感热元件10及引线构件20的接合部21a、接合部21b，对一对绝缘性膜30a、30b进行热熔接，并绝缘包覆感热元件10来制作温度传感器40。

如图15所示，作为引线构件的原材料，准备引线框架原材料2、感热元件10、及绝缘性膜30a、绝缘性膜30b。引线框架原材料2是通过化学蚀刻等将主成分包含铜的铜合金加以成形而成，可由所述引线框架原材料2制作多个引线构件20。引线框架原材料2是引线构件20在横向排列并通过两侧的作为连结构件的带状部2a、带状部2b连结的状态。

首先，如图16(a)所示，将感热元件10设置在未图示的夹具上，在感热元件10的电极层12a、电极层12b的位置配置引线构件20的接合部21a、接合部21b(配置工序)。继而，通过激光焊接等将电极层12a、电极层12b与接合部21a、接合部21b焊接接合(焊接工序)。继而，切断并去除引线框架原材料2的两侧的作为连结构件的带状部2a、带状部2b(切断工序)。由此，如图16(b)所示，制作引线构件20与感热元件10电性连接的构件。然后，如图16(c)及图16(d)所示，将所述构件夹在绝缘性膜30a、绝缘性膜30b之间而配置在加热器板的模具M上进行热压(热压工序)。通过所述热压，绝缘性膜30a及绝缘性膜30b的内侧的各热熔接层32软化熔融并进行热熔接。

在以上的工序中，一对绝缘性膜30a、30b进行热熔接，可绝缘包覆感热元件10及引线构件20的接合部21a、接合部21b。

[第二实施方式]

其次，参照图17至图20对第二实施方式进行说明。图17表示温度传感器的立体图，图18表示温度传感器的剖面图。另外，图19表示引线构件与感热元件接合的状态，图20表示感热元件被绝缘性膜绝缘包覆的状态。再者，对与第一实施方式相同或相当的部分标注相同的符号，并省略重复说明。

本实施方式的温度传感器是红外线温度传感器，是以非接触方式检测来自被检测体的红外线并测定被检测体的温度的非接触型温度传感器。与第一实施方式同样地，是通过焊接将感热元件与引线构件接合，利用一对绝缘性膜自两面夹着感热元件及引线构件的接合部进行包覆的方式。

如图17及图18所示，红外线温度传感器50包括：作为保持体的壳体52、红外线检测用感热元件10a及温度补偿用感热元件10b、引线构件20、以及绝缘性膜30。

壳体52包括第一壳体53与第二壳体54。第一壳体53在图示上包括：向上侧突出的大致长方体形状的本体部53a、以及形成在所述本体部53a的周围的大致长方形形状的凸缘部53b。在本体部53a上形成有引导红外线的导光部55及遮蔽红外线的遮蔽部56。

导光部55在前表面侧具有开口部53b，由侧壁53c及分隔壁53d形成为大致长方体形状的筒状。分隔壁53d位于导光部55与遮蔽部56的边界部，起到将导光部55与遮蔽部56隔开的作用。

遮蔽部56与导光部55邻接配置，形成为以分隔壁53d为轴而与导光部55大致对称的形态。遮蔽部56在图示上在上侧具有遮蔽壁56a，由侧壁53c及分隔壁53d形成大致长方体形状的空间部56b。另外，与遮蔽壁56a相向的背面侧开口。

第二壳体54在图示上包括：向下侧突出的大致长方体形状的本体部54a、以及形成在所述本体部54a的周围的大致长方形形状的凸缘部54b。本体部54a形成为与第一壳体53中的本体部53a的背面侧的形状大致一致的形态，在内侧形成有与所述导光部55和遮蔽部56对应地连续的空间部54c。

如图19所示，引线构件20形成为构成用以连接红外线检测用感热元件10a及温度补偿用感热元件10b的配线路径，在引线构件20的终端形成有外部引出端子20c。在所述外部引出端子20c连接有外部引出线。

与第一实施方式同样地，引线构件20是利用化学蚀刻或冲压等方法形成的具有弹性的弹性体，是板状的薄的窄幅的金属板，且是引线框架。红外线检测用感热元件10a及温度补偿用感热元件10b通过焊接接合并电性连接于所述引线构件20。

红外线检测用感热元件10a检测来自被检测体的红外线，并测定被检测体的温度。温度补偿用感热元件10b检测周围温度，并测定周围温度。这些红外线检测用感热元件10a及温度补偿用感热元件10b至少包括具有大致相等的温度特性的感热元件。

如图20所示，通过焊接接合了红外线检测用感热元件10a及温度补偿用感热元件10b的引线构件20以自两面侧夹着至少红外线检测用感热元件10a、温度补偿用感热元件10b及引线构件的接合部20的状态由一对绝缘性膜30a、30b包覆。

夹着并包覆所述红外线检测用感热元件10a、温度补偿用感热元件10b及引线构件的接合部21a、接合部21b的绝缘性膜30通过与第一壳体53和第二壳体54组合并结合，而介隔存在于第一壳体53的凸缘部53b与第二壳体54的凸缘部54b之间进行固定。另外，在所述情况下，红外线检测用感热元件10a配设在与导光部55对应的位置，温度补偿用感热元件10b配设在与遮蔽部56对应的位置。因此，红外线检测用感热元件10a及温度补偿用感热元件10b位于形成有壳体52的空间部。

在此种红外线温度传感器50中，自被检测体的表面放射的红外线自导光部55中的开口部53b入射，由导光部55引导，通过导光部55到达绝缘性膜30。到达所述绝缘性膜30的红外线被绝缘性膜30吸收而转换为热能。

转换后的热能被传递到红外线检测用感热元件10a，使红外线检测用感热元件10a的温度上升。红外线检测用感热元件10a与温度补偿用感热元件10b具有大致相等的温度特性，因此红外线检测用感热元件10a的电阻值因来自被检测体的红外线而发生变化。因此，红外线检测用感热元件10a与温度补偿用感热元件10b相对于周围的温度变化同样地变化，可防止相对于热干扰的影响，能够可靠地检测来自被检测体的红外线引起的温度变化。

再者，第一实施方式中说明的变形例或感热元件的另一实施方式等当然也可适用于所述第二实施方式。

以上说明的各实施方式的接近非接触温度传感器40及红外线温度传感器50可配备适用于各种装置上，以检测复印机或打印机等的定影装置、移动通信终端或个人计算机等信息通信设备、影像设备、民用设备及汽车用电装设备等电子设备的温度。特别适用的装置并无限定。

根据本发明的实施方式，能够提供可进行薄型化的同时确保绝缘性而提高可靠性的温度传感器40、温度传感器50、包括这些温度传感器40、温度传感器50的装置。

再者，本发明并不限定于所述各实施方式的构成，能够在不脱离发明主旨的范围内进行各种变形。另外，所述实施方式是作为一个例子而提出的，并不意图限定发明的范围。这些新颖的实施方式能够以其他各种方式实施，可进行各种省略、替换、变更。这些实施方式及其变形包含在发明的范围或主旨中，同时包含在权利要求所记载的发明及其均等的范围内。

符号的说明

10：感热元件

10a：红外线检测用感热元件

10b：温度补偿用感热元件

11：绝缘性基板

12a、12b：电极部(电极层)

12c、12d：外电极部、电极部

13：感热膜

14：保护膜

15：活性层

16：阻挡层

17：接合层

20(20a、20b)：引线构件

30(30a、30b)：绝缘性膜

21a、21b：接合部

22a、22b：引线部

31：基材层

32：热熔接层

40：温度传感器(接近非接触温度传感器)

50：温度传感器(红外线温度传感器)

41：固持器

41a：开口部

52：壳体

55：导光部

56：遮蔽部

Claims (16)

1.一种温度传感器，其特征在于包括：

感热元件，具有绝缘性基板、形成在所述绝缘性基板上的感热膜、及形成在所述绝缘性基板上并与所述感热膜电性连接的电极层；

引线构件，具有通过焊接接合与所述电极层电性连接的接合部、及自所述接合部一体地延伸出的引线部；以及

一对绝缘性膜，自两面夹着至少所述感热元件及引线构件的接合部而密封。

2.根据权利要求1所述的温度传感器，其特征在于：将所述感热元件及引线构件的接合部由一对绝缘性膜自两面夹着而进行密封的状态下的总厚度尺寸为230μm以下。

3.根据权利要求1或2所述的温度传感器，其特征在于：所述绝缘性基板的厚度尺寸为100μm以下，弯曲强度为690MPa以上。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的温度传感器，其特征在于：所述感热元件中的电极层的厚度尺寸为1μm以下。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的温度传感器，其特征在于：所述引线构件的厚度尺寸或外径尺寸为100μm以下。

6.根据权利要求1至5中任一项的温度传感器，其特征在于：在所述绝缘性膜的至少一表面上具有热熔接层。

7.根据权利要求1至5中任一项所述的温度传感器，其特征在于：热硬化层介隔存在于所述一对绝缘性膜之间。

8.根据权利要求7所述的温度传感器，其特征在于：所述热硬化层是红外线放射率高的膜。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的温度传感器，其特征在于：在所述一对绝缘性膜的至少一个的外表面设置有金属箔。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的温度传感器，其特征在于：所述感热元件是薄膜热敏电阻。

11.根据权利要求1至10中任一项所述的温度传感器，其特征在于：所述感热元件中的电极层包括：活性层，将高熔点金属作为主要成分；阻挡层，形成在所述活性层上，且将高熔点金属作为主要成分；以及接合层，形成在所述阻挡层上，且将低熔点金属作为主要成分。

12.根据权利要求1至11中任一项所述的温度传感器，其特征在于：所述引线构件的热传导率为25W/(m·K)以下。

13.根据权利要求1至12中任一项所述的温度传感器，其特征在于：所述引线构件由熔点为1300℃以下的金属材料形成。

14.根据权利要求1至13中任一项所述的温度传感器，其特征在于：所述绝缘性基板由陶瓷材料形成。

15.根据权利要求1至14中任一项所述的温度传感器，其特征在于：所述绝缘性膜包括具有生物适应性的材料。

16.一种包括温度传感器的装置，其特征在于：包括如权利要求1至15中任一项所述的温度传感器。

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