温度传感器的制造方法_2

文档序号:8500985阅读:来源:国知局
0~6000K左右),但是通过以提 高电传导性的特定金属元素替代A1位置,并且设为特定结晶结构,由此能够在非烧成条件 下得到良好的B常数和耐热性。
[0029] 因此,本发明是从上述研宄结果中得到的,薄膜热敏电阻部由通式: Ti xAlyNz(0. 70彡y/(x+y)彡0? 95,0. 4彡z彡0? 5, x+y+z = 1)所表示的金属氮化物构成, 其结晶结构为六方晶系的纤锌矿型的单相,因此在非烧成条件下可得到良好的B常数,并 且具有较高的耐热性。
[0030] 另外,若上述"yAx+y)"(即,AV(Ti+Al))小于0? 70,则得不到纤锌矿型的单相, 成为与NaCl型相的共存相或者仅NaCl型相的相,得不到充分的高电阻和高B常数。
[0031] 并且,若上述"yAx+y)"(即,AV(Ti+Al))超过0.95,则电阻率非常高,显示出极 高的绝缘性,因此无法作为热敏电阻材料而适用。
[0032] 并且,若上述"z"(即,NATi+Al+N))小于0.4,则金属的氮化量较少,因此得不到 纤锌矿型的单相,且得不到充分的高电阻和高B常数。
[0033] 并且,若上述"z"(即,NATi+Al+N))超过0. 5,则无法得到纤锌矿型的单相。这是 因为在纤锌矿型的单相中,氮位置上无缺陷的情况下的化学计量比SNATi+Al+N) = 0. 5。
[0034] 根据本发明,可发挥以下效果。
[0035] 即,根据本发明所涉及的温度传感器,绝缘性薄膜在弯曲成略U字形的状态下将 薄膜热敏电阻部配置在顶端部,且两端部固定在一对引线框架上,因此能够得到较强的弹 性及刚性,可不损伤测定对象物而测定温度,并且能够得到高响应性。
[0036] 并且,使薄膜热敏电阻部由通式:TixAlyNz(0. 70彡yAx+y)彡0? 95、 0. 4 < z < 0. 5、x+y+z = 1)所表示的金属氮化物构成,且其结晶构造为六方晶系的纤锌矿 型的单相的材料,由此,能够在非烧成条件下得到良好的B常数,并且得到高耐热性。
[0037] 因此,根据本发明的温度传感器,可实现基于具有较强的弹性和柔软性的传感器 部的稳定的面接触,并且能够以高响应性准确地测定温度,适合用来测定复印机或打印机 等的加热辊的温度。
【附图说明】
[0038] 图1是表示本发明所涉及的温度传感器的第1实施方式的俯视图及主视图。
[0039] 图2是在第1实施方式中,表示热敏电阻用金属氮化物材料的组成范围的Ti-Al-N 系三兀系相图。
[0040] 图3是在第1实施方式中,表示传感器部的俯视图及A-A线剖视图。
[0041]图4是在第1实施方式中,表示薄膜热敏电阻部形成工序的俯视图及B-B线剖视 图。
[0042] 图5是在第1实施方式中,表示电极形成工序的俯视图及C-C线剖视图。
[0043] 图6是在第1实施方式中,表示保护膜形成工序的俯视图及D-D线剖视图。
[0044]图7是在本发明所涉及的温度传感器的第1实施方式中,表示另外一例的俯视图 及主视图。
[0045] 图8是表示本发明所涉及的温度传感器的第2实施方式的俯视图及主视图。
[0046] 图9是在本发明所涉及的温度传感器的第2实施方式中,表示另外一例的俯视图 及主视图。
[0047] 图10是在本发明所涉及的温度传感器的实施例中,表示热敏电阻用金属氮化物 材料的膜评价用元件的主视图及俯视图。
[0048] 图11是在本发明所涉及的实施例及比较例中,表示25°C电阻率与B常数之间的关 系的图表。
[0049] 图12是在本发明所涉及的实施例及比较例中,表示AV(Ti+Al)比与B常数之间 的关系的图表。
[0050] 图13是在本发明所涉及的实施例中,表示设为AV(Ti+Al) = 0.84的C轴取向较 强的情况下的X射线衍射(XRD)结果的图表。
[0051] 图14是在本发明所涉及的实施例中,表示设为AV(Ti+Al) =0.83的a轴取向较 强的情况下的X射线衍射(XRD)结果的图表。
[0052] 图15是在本发明所涉及的实施例中,表示设为AV(Ti+Al) = 0. 60的情况下的X 射线衍射(XRD)结果的图表。
[0053] 图16是在本发明所涉及的实施例中,表示对a轴取向较强的实施例与c轴取向较 强的实施例进行比较的AV(Ti+Al)比与B常数之间的关系的图表。
[0054] 图17是在本发明所涉及的实施例中,表示c轴取向较强的实施例的截面SEM照 片。
[0055] 图18是在本发明所涉及的实施例中,表示a轴取向较强的实施例的截面Sffl照 片。
【具体实施方式】
[0056] 以下,参考图1至图7,对本发明所涉及的温度传感器中的第1实施方式进行说明。 另外,在以下说明中所使用的附图中,为了将各部设为能够识别或容易识别的大小,根据需 要适当地变更了比例尺。
[0057] 如图1所示,本实施方式的温度传感器1具备:一对引线框架2;传感器部3,与一 对引线框架2连接;及绝缘性保持部4,固定在一对引线框架2并保持引线框架2。
[0058] 上述一对引线框架2由铜系合金、铁系合金或不锈钢等合金形成,通过树脂制的 保持部4以彼此保持一定间隔的状态被支承。另外,一对引线框架2在保持部4内与一对 引线5连接。并且,在保持部4形成有安装孔4a。
[0059] 如图3所示,上述传感器部3具备:带状的绝缘性薄膜6 ;薄膜热敏电阻部7,在该 绝缘性薄膜6的表面的中央部以热敏电阻材料被图案形成;一对梳状电极8,在薄膜热敏电 阻部7的上方具有多个梳齿部8a且相互对置地被图案形成;及一对图案电极9, 一端与一 对梳状电极8连接,并且另外一端在绝缘性薄膜6的两端部与一对引线框架2连接,并在绝 缘性薄膜6的表面被图案形成。
[0060] 上述绝缘性薄膜6在弯曲成略U字形的状态下将薄膜热敏电阻部7配置在顶端 部,且两端部固定在一对引线框架2上。
[0061] 并且,本实施方式的温度传感器1具备保护膜10,其除了配置有图案电极9的基端 部(粘结用垫部9a)的绝缘性薄膜6的两端部以外,覆盖形成在绝缘性薄膜6上的薄膜热 敏电阻部7、梳状电极8及图案电极9。
[0062] 另外,在本实施方式中,虽然是在薄膜热敏电阻部7的上方形成梳状电极8,但也 可以在薄膜热敏电阻部7的下方形成梳状电极。
[0063] 并且,一对图案电极9是从配置在绝缘性薄膜6中央部的薄膜热敏电阻部7上的 梳齿部8a延伸至绝缘性薄膜6的两端附近。另外,在图案电极9的绝缘性薄膜6的两端附 近,形成有粘结用垫部9a。
[0064] 而且,一对引线框架2的顶端部在绝缘性薄膜6的两端部与图案电极9连接。艮口, 引线框架2的顶端侧是通过焊料或导电特性树脂粘结剂等而与形成在绝缘性薄膜6上的图 案电极9的粘结用垫部9a粘结。
[0065] 如上所述,绝缘性薄膜6在弯曲成略U字形的状态下将薄膜热敏电阻部7配置在 顶端部,且固定在引线框架2上,但在本实施方式中,是以朝引线框架2的突出方向突出的 状态被弯曲。即,传感器部3是以薄膜热敏电阻部7为中心而被弯曲,以朝引线框架2的突 出方向延伸的状态,横跨一对引线框架2的顶端而被安装。并且,绝缘性薄膜6配置在引线 框架2的内侧面,粘结用垫部9a与引线框架2的内侧面粘结。
[0066] 上述绝缘性薄膜6,例如是以厚度50~125 ym的聚酰亚胺树脂薄片形成为带状。 另外,绝缘性薄膜6的厚度若比上述范围薄,则即使弯曲成略U字形也难以得到充分的刚 性,而若比上述范围厚,则响应性可能会变低。并且,作为绝缘性薄膜6,也可以用PET :聚对 苯二甲酸乙二酯,PEN:聚萘二甲酸乙二酯等来制作,但为了用于测定加热辊的温度,最高使 用温度较高、为180°C,因此优选聚酰亚胺薄膜。
[0067] 上述薄膜热敏电阻部7配置在绝缘性薄膜6的中央部,由TiAIN的热敏电阻材料 形成。尤其,薄膜热敏电阻部7是由通式:Ti xAlyNz (0. 70彡yAx+y)彡0. 95,0. 4彡z彡0. 5, x+y+z = 1)所表示的金属氮化物构成,其结晶结构为六方晶系的纤锌矿型的单相。
[0068] 上述图案电极9及梳状电极8具有形成在薄膜热敏电阻部7上的膜厚5~100nm 的Cr或NiCr接合层、及在该接合层上由Au等贵金属以50~lOOOnm的膜厚形成的电极层。
[0069] -对梳状电极8成为以相互对置状态配置且梳齿部8a交替排列的梳状图案。
[0070] 另外,梳齿部8a沿着绝缘性薄膜6的延伸方向延伸。即,使作为顶端部的薄膜热 敏电阻部7侧接触旋转的加热辊来进行温度测定,但在绝缘性薄膜6的延伸方向上具有曲 率地被弯曲成U字形,因此对薄膜热敏电阻部7也在同一方向上施加弯曲应力。此时,由于 梳齿部8a在同一方向上延伸,因此通过加强薄膜热敏电阻部7,能够抑制裂纹的产生。
[0071] 上述保护膜10为绝缘性树脂膜等,例如采用厚度为20 ym的聚酰亚胺薄膜。该
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