温度传感器元件的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种温度传感器元件。
【背景技术】
[0002] 温度传感器元件是根据空气或水等流体或墙面等的温度改变电阻值，以输出对应 于规定电阻值的电流等电信号的元件。
[0003] 作为所述温度传感器元件的一种，有具有负温度系数（NTC，negative temperature coefficient)特性的热敏电阻（thermistor)。
[0004] 下面，通过图1表示现有技术的CIG(chip_in glass)形式的温度传感器元件的结 构。
[0005] 如图1所示，现有技术的温度传感器元件，包括：温度传感器用陶瓷部10 ;第一电 极21和第二电极22,其分别位于温度传感器用陶瓷部10的上部面和下部面；第一导线31 和第二导线（lead line) 32,其分别连接于第一电极21和第二电极22;以及玻璃质保护部 40,其围绕温度传感器用陶瓷部10、第一电极21和第二电极22及第一导线31和第二导线 32〇
[0006] 此时，温度传感器用陶瓷部10烧结半导体陶瓷材料制作而成，根据检测到的温度 改变电阻值。
[0007] 第一电极21和第二电极22主要由银（Ag)、金（Au)、银-钯合金（AgPd)、铂（Pt) 类物质等具有良好的导电特性的导电性物质构成，形成与温度传感器用陶瓷部10的欧姆 接触（ohmic contact)以提高温度传感器用陶瓷部10和第一导线31及第二导线32的电 接触性。
[0008] 第一导线31和第二导线32分别连接于第一电极21和第二电极22,用作从外部将 相应大小的电信号输入至第一电极21和第二电极22,或输出来自第一电极21和第二电极 22的电信号的端子。
[0009] 所述导线31、32同样为与第一电极21和第二电极22的电连接而由导电性物质构 成，可使用镍（Ni)、铜（Cu)、铁-镍（Fe-Ni)、镍-铜（Ni-Cu)合金类物质。在现有技术的温 度传感器元件中主要使用称为杜美丝（dumet)的材料，具体而言是在铁-镍合金上涂布铜 并在表面涂布有硼砂的线。
[0010] 玻璃质保护部40由透明且具有绝缘性的玻璃构成，用于保护温度传感器用陶瓷 部10并固定附着于温度传感器用陶瓷部10的第一导线31和第二导线32的位置。
[0011] 当使用温度传感器元件测量温度时，因第一导线31和第二导线32薄弱的抗氧化 性，可测量的最高温度约为500°C左右。
[0012] 因此，用如图1所示的温度传感器元件无法测量500°C以上的高温，如1000°C的高 温。
[0013] 为制作可在500°C以上的测量温度使用的温度传感器元件，需经过高温的热处理 工艺，因此，需用可在高温也能防止导线31、32表面的氧化现象的抗氧化性好的物质制造 第一导线31和第二导线32,而这种物质有铂或铂类合金等金属物质。
[0014] 但是，因铂类金属物质价格昂贵，若用铂类金属物质制造第一导线31和第二导线 32时，温度传感器元件的制造费用大幅上升。
【发明内容】
[0015] (一）要解决的技术问题
[0016] 因此，本发明所要解决的技术问题是降低可在500°C以上的温度中使用的高温用 温度传感器元件的制造费用。
[0017] (二）技术方案
[0018] 根据本发明的一个特征的温度传感器元件，包括：温度传感器部；保护部，其围绕 所述温度传感器部，所述温度传感器部包括：温度传感器用陶瓷部；第一电极，其位于所述 温度传感器用陶瓷部的第一面；第二电极，其位于所述第一面的相反面的所述温度传感器 用陶瓷部的第二面；第一媒介电极，其连接于所述第一电极；第二媒介电极，其连接于所述 第二电极；第一导线，其通过所述第一媒介电极与所述第一电极连接；及第二导线，其通过 所述第二媒介电极与所述第二电极连接，其中，所述第一导线和所述第二导线分别包括由 不同物质构成的导线中心部和作为涂布层的第二层。
[0019] 所述导线中心部由镍、钛、钽、钼、铌、钨、铬镍铁合金、镍-铬合金、铁-铬合金、 镍-铁合金、铁-镍-钴合金、镍-钼-铬-钨合金或镍-铬-铁合金构成。
[0020] 作为涂布层的所述第二层由包括铂、钯、铂-钯合金、铂-铱合金、铂-铑合金在内 的铂类金属物质或陶瓷构成。
[0021] 当所述第二层由所述钼类金属物质构成时，所述第二层可具备〇. 5 μπι~15 μπι的 厚度。
[0022] 当所述第二层由所述陶瓷构成时，所述第二层可具备5 μπι~30 μπι的厚度。
[0023] 在所述导线中心部和所述第二层之间可形成第三层，以提高两种物质的粘接力。
[0024] 所述保护部可由玻璃化温度（Tg)为500°C以上的高温型玻璃构成。例如，SiOjP Al2O3乃至Ca0、Sr0、Ba0构成主要成分，且含有SnO 2的高温型玻璃的玻璃化温度为740°C左 右，可在IKKTC以下的温度进行封接。
[0025] 所述保护部还可由具有玻璃陶瓷特性的成分构成。所述具有玻璃陶瓷特性的玻 璃，在封接时可在例如l〇〇〇°C以下的比较低的温度下进行封接，但在封接后对其进行结晶 化处理，从而在结晶化之后保护层的物理机械特性趋于稳定，由此使使用温度扩大到800°C 以上。即，可用于检测封接或结晶化温度以下的最高温度区域的温度。
[0026] 优选地，所述保护部具有650°C至1250°C的封接温度。若封接温度达到1100°C以 上时，为充分防止被涂布的导线中心部的氧化，需将封接氛围形成为非空气的惰性或还原 性氛围。
[0027] 所述温度传感器元件可检测最高1000°C的温度。
[0028] 所述保护部还可由玻璃化温度为500°C以上的具有玻璃陶瓷特性的成分构成。这 种具有玻璃陶瓷特性的玻璃，在封接时可在例如ll〇〇°C以下的比较低的温度下进行封接， 但在封接后对其进行结晶化处理，从而在结晶化之后保护层的物理机械特性趋于稳定，由 此使使用温度扩大到800°C以上。即，可检测高于初期玻璃化温度，且为封接温度或重结晶 化温度以下的最高温度范围的温度。
[0029] (三）有益效果
[0030] 根据所述特性，相比与电极连接的导线的整体用铂类金属物质形成，取而代之用 比铂类金属物质低廉的导电性物质形成导线中心部，并在导线中心部之上形成用于防止在 高温中产生氧化膜的如铂类金属等第二层（即，耐热性金属涂层或陶瓷涂层），从而降低导 线的制造费用。
[0031] 在此，在导线中心部和耐热性金属涂层之间还可以使用增加结合力的第三层的材 质。
[0032] 因此，与所有导线都使用铂类金属等材质的情况相比，可降低温度传感器元件的 制造费用。
【附图说明】
[0033] 图1是表示现有的温度传感器元件的侧视图；
[0034] 图2是表示本发明一个实施例的温度传感器的立体图；
[0035] 图3是表示沿III - III线切割图2所示的温度传感器元件的剖视图；
[0036] 图4a至图4f是依次表示本发明一个实施例的温度传感器元件的制造方法的图。
【具体实施方式】
[0037] 下面，结合附图对本发明的实施例进行详细说明，以帮助本领域技术人员更好地 理解本发明。本发明可通过各种不同的形式实现，不限于此说明的实施例。为了更明确地 说明本发明，省略与说明无关的内容，而且，在整个说明书中的类似的结构使用了类似的附 图标记。
[0038] 为了更明确地表明各层及区域，附图中放大表示了厚度。当描述层、膜、区域、板等 部分位于其他部分"之上"时，这不仅包括直接位于"之上"的情况，而且，还包括其中间具备 其他部分的情况。与此相反，当描述某个部分直接在"之上"时，意味着中间没有其他部分。
[0039] 当提及一个组成构件"连接"或"接入"另一个组成构件是指直接连接或接入另一 个组成构件或通过其他组成构件连接或接入。与此相反，一个组成构件与另一个组成构件 "直接连接"或"直接接入"是指中间不存在其他组成构件。
[0040] 下面，结合附图对本发明的一个实施例的温度传感器元件及其制造方法进行说 明。
[0041] 首先，结合图2及图