JPH02271226A - 温度センサ - Google Patents
温度センサInfo
- Publication number
- JPH02271226A JPH02271226A JP16104789A JP16104789A JPH02271226A JP H02271226 A JPH02271226 A JP H02271226A JP 16104789 A JP16104789 A JP 16104789A JP 16104789 A JP16104789 A JP 16104789A JP H02271226 A JPH02271226 A JP H02271226A
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- Japan
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- temperature sensor
- overhang
- temperature
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- substrate
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- Pending
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔技術分野〕
本発明は雰囲気あるいは物体の温度を検知する温度セン
サに関する。
サに関する。
（従来技術〕
現在実用されている温度センサとしては、熱起電力を利
用する熱電対式や電気抵抗の変化を利用する金属抵抗式
、サーミスタ式等がある。
用する熱電対式や電気抵抗の変化を利用する金属抵抗式
、サーミスタ式等がある。
熱電対の場合２種の金属線を接触させる必要が有るが、
それぞれの線径は最小でもφ０，５＋＋＋ｍ程度である
ため、接触部の直径は１ｍｍ程度に成ってしまう（第１
図）。又、サーミスタ等は金属酸化物焼結体が主流であ
るが、小型のものでもφｌｌ１ｌｌｓ程度である（第２
図）。ｐｔ等の抵抗変化を利用する金属抵抗式にいたっ
ては、マイカやセラミック、ガラス（第３図）等にｐｔ
腺が巻かれているため、小さいものでも直径がφ２■、
長さが２０ｍｍ程度と非常に大きい。このように従来の
温度センサは熱容量が大きく、その結果において熱時定
数も大きくなり、動作に対する時間遅れを生ずるのが実
状である。
それぞれの線径は最小でもφ０，５＋＋＋ｍ程度である
ため、接触部の直径は１ｍｍ程度に成ってしまう（第１
図）。又、サーミスタ等は金属酸化物焼結体が主流であ
るが、小型のものでもφｌｌ１ｌｌｓ程度である（第２
図）。ｐｔ等の抵抗変化を利用する金属抵抗式にいたっ
ては、マイカやセラミック、ガラス（第３図）等にｐｔ
腺が巻かれているため、小さいものでも直径がφ２■、
長さが２０ｍｍ程度と非常に大きい。このように従来の
温度センサは熱容量が大きく、その結果において熱時定
数も大きくなり、動作に対する時間遅れを生ずるのが実
状である。
本発明の目的は、微細加工により空中に〆７いた非常に
小さな張出し部上に、熱電対あるいは金属、サーミスタ
を薄膜で形成することにより熱容量を小さくし、高速応
答を可能にする温度センサを提供する点にある。
小さな張出し部上に、熱電対あるいは金属、サーミスタ
を薄膜で形成することにより熱容量を小さくし、高速応
答を可能にする温度センサを提供する点にある。
本発明は基板、その基板上に空中に張出して設けられた
電気絶縁性材料からなる張出し部、前記張出し部上に設
けられた薄膜状温度検出用素子よりなることを特徴とす
る温度センサである。
電気絶縁性材料からなる張出し部、前記張出し部上に設
けられた薄膜状温度検出用素子よりなることを特徴とす
る温度センサである。
前記薄膜状温度検出用素子としては、例えばプラズマＣ
ＶＤ法、スパッタリング法、真空蒸着法などにより形成
した金ｙ４層又は金属酸化物層よりなり、いずれも温度
変化を抵抗値変化として検知するタイプのものなど、薄
膜状で温度変化を検出できるのであればいずれでも使用
できる。
ＶＤ法、スパッタリング法、真空蒸着法などにより形成
した金ｙ４層又は金属酸化物層よりなり、いずれも温度
変化を抵抗値変化として検知するタイプのものなど、薄
膜状で温度変化を検出できるのであればいずれでも使用
できる。
また、前記張出し部を湾曲させ曲面を有する被測定物に
接近または密着させる構造をとるなど、被測定物の形状
に合わせたあるいは類似した構造をとることにより被測
定物と温度検出用素子の距離を限りなく小さくして、−
層側定精度を向上させることができる。
接近または密着させる構造をとるなど、被測定物の形状
に合わせたあるいは類似した構造をとることにより被測
定物と温度検出用素子の距離を限りなく小さくして、−
層側定精度を向上させることができる。
張出し部は、架橋構造でも、片持ち梁構造でも、いずれ
でもよい。
でもよい。
第４〜６図は本発明にかかる温度センサのうち、片持ち
梁構造が採用されたものの例である。
梁構造が採用されたものの例である。
ここではほぼ正方形の形状をした基板１上に電気絶縁性
材料から成る張出し部２が空中に浮いた格好の片持ち梁
構造として設けられているが、必要に応じてこの張出し
部はいくつあってもよい。
材料から成る張出し部２が空中に浮いた格好の片持ち梁
構造として設けられているが、必要に応じてこの張出し
部はいくつあってもよい。
第７〜９図は本発明にかかる温度センサのうち、架橋構
造が採用された例である。
造が採用された例である。
基板はアンダーカッ１−エツチングが容易で高温でも変
形しない材料、例えばＳｉ、ＡＩ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｃｒ等
が使用され、好ましくは５ｉ（ｉｏｏ）が用いられる。
形しない材料、例えばＳｉ、ＡＩ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｃｒ等
が使用され、好ましくは５ｉ（ｉｏｏ）が用いられる。
（１００）面を使用する理由は、アンダーカットエツチ
ングする際に公知の異方性エツチング液を使用するため
である。張出し部の材料としてはＳｉＯ２，Ａ１□ｏ、
、’ｒａ２０６等が考えられるが、好ましくはＳ ｉ
Ｏ２が用いられる。基板のアンダーカットエツチングに
より形成されたこの張出し部の寸法は、幅１０μｍ、長
さ１００μｍ、厚さ１μｍ程度と非常に小さくすること
が可能である。
ングする際に公知の異方性エツチング液を使用するため
である。張出し部の材料としてはＳｉＯ２，Ａ１□ｏ、
、’ｒａ２０６等が考えられるが、好ましくはＳ ｉ
Ｏ２が用いられる。基板のアンダーカットエツチングに
より形成されたこの張出し部の寸法は、幅１０μｍ、長
さ１００μｍ、厚さ１μｍ程度と非常に小さくすること
が可能である。
第４図は、張出し部上に２種類の導体層を有し、それら
の一端を温度に対して最も敏感な張出し部先端付近で電
気的に接続し、温度変化による熱起電力変化を検知する
熱雷対式の温度センサである。導体３，４の材料として
は表１の組合せが例示できる。形成方法としてはスパッ
タリングや蒸着法等の一般的な方法でよい。
の一端を温度に対して最も敏感な張出し部先端付近で電
気的に接続し、温度変化による熱起電力変化を検知する
熱雷対式の温度センサである。導体３，４の材料として
は表１の組合せが例示できる。形成方法としてはスパッ
タリングや蒸着法等の一般的な方法でよい。
表 １
第５図は、張出し部上先端付近に金属酸化物層３′を有
し、温度変化による抵抗変化を検知するサーミスタ式の
温度センサである。金ｒｉｔａ化物の材料としてはＭｎ
、Ｇｏ、Ｎｉ、ＣｕｒＡｌの合金酸化物やＺｒ、Ｙの合
金酸化物が代表的であり、現在サーミスタの材料として
使用されている物ならば何でも良い。この金属酸化物層
の形成方法としては、スパッタリングや蒸着法あるいは
本発明者の一人である太田が発明したＦＨ膜蒸着装置、
！ｌ （特開昭５９−８９７６３号）を用いた方法など
種々あるがどの方法であっても良い。検出リード４′の
材料としてはｐｔ、、ｐｄ、Ａｕ等が好ましい。
し、温度変化による抵抗変化を検知するサーミスタ式の
温度センサである。金ｒｉｔａ化物の材料としてはＭｎ
、Ｇｏ、Ｎｉ、ＣｕｒＡｌの合金酸化物やＺｒ、Ｙの合
金酸化物が代表的であり、現在サーミスタの材料として
使用されている物ならば何でも良い。この金属酸化物層
の形成方法としては、スパッタリングや蒸着法あるいは
本発明者の一人である太田が発明したＦＨ膜蒸着装置、
！ｌ （特開昭５９−８９７６３号）を用いた方法など
種々あるがどの方法であっても良い。検出リード４′の
材料としてはｐｔ、、ｐｄ、Ａｕ等が好ましい。
第６図は、張出し部上に金属層を有し温度変化による抵
抗値変化を検知する金属抵抗式の温度センサである。金
属の材料としてはＰｔ、Ｎｉ、Ｃｕ等が代表的である。
抗値変化を検知する金属抵抗式の温度センサである。金
属の材料としてはＰｔ、Ｎｉ、Ｃｕ等が代表的である。
張出し部上先端付近が最も温度に対し敏感であるため、
先端近付で抵抗が大きくなるような第６図のようなバタ
ンか好ましい。金飄層の形成方法としてはスパッタリン
グや蒸着法等の一般的な方法でよい。
先端近付で抵抗が大きくなるような第６図のようなバタ
ンか好ましい。金飄層の形成方法としてはスパッタリン
グや蒸着法等の一般的な方法でよい。
第４〜９図において、更に信頼性を向上させるだめに張
出し部上の温度検出素子の上全体を５ｉ０２等で被覆し
、外気を遮断することが望ましい。又、検出信号は電極
パッド５より、検出リードと同材料あるいは補償導線に
より外部へ引き出す。
出し部上の温度検出素子の上全体を５ｉ０２等で被覆し
、外気を遮断することが望ましい。又、検出信号は電極
パッド５より、検出リードと同材料あるいは補償導線に
より外部へ引き出す。
このように、本発明による温度センサの熱検知部の体積
は従来のものに比較し桁違いに小さくすることが可能で
あり、従来にない高速応答可能な温度センサを実現する
６ さらに、第１０図のように張出し部を湾曲させることに
より、局面を有する被測定物に密着させることができ、
より高精度な温度測定が可能と成る。この図では熱電対
式で張出し部が凸に成っているが、他の方式であっても
、張出し部が凹であってもよい。
は従来のものに比較し桁違いに小さくすることが可能で
あり、従来にない高速応答可能な温度センサを実現する
６ さらに、第１０図のように張出し部を湾曲させることに
より、局面を有する被測定物に密着させることができ、
より高精度な温度測定が可能と成る。この図では熱電対
式で張出し部が凸に成っているが、他の方式であっても
、張出し部が凹であってもよい。
本発明は、前述のような構造をとることにより、温度セ
ンサを小型化することができ、それにともない熱容量が
小さくなり、応答性がいちじるしく向上した。
ンサを小型化することができ、それにともない熱容量が
小さくなり、応答性がいちじるしく向上した。
第１図〜第３図は従来型の温度センサを示すものであり
、第４図〜第１０図は本発明の温度センサの構造を示す
ものである。第４図〜第９図のＡは上面図、Ｂはそれを
ｘ−ｘ’線、Ｙ−Ｙ’線、ｚ−ｚ’線で切った断面図で
ある。第１０図Ａは斜視図、Ｂはそれをｘ−ｘ’線で切
った断面図である。 ０・・・空洞 １・・・基板２・・・張出
し部 ３・・導体３′・・・金属層化物１
３’・・・金属層４・・・導体 ４′・・
・検出リード５・・・電極パッド 第１図 第２図 第３図 第４図 （Ａ） 、７ｘ′ ／′ × 第５図 （Ａ） ７” ／′ （Ｂ） 第７図 ＣＢ） （Ｂ） 第９図 （Ｂ） 第１０図 （Ａ） コ
、第４図〜第１０図は本発明の温度センサの構造を示す
ものである。第４図〜第９図のＡは上面図、Ｂはそれを
ｘ−ｘ’線、Ｙ−Ｙ’線、ｚ−ｚ’線で切った断面図で
ある。第１０図Ａは斜視図、Ｂはそれをｘ−ｘ’線で切
った断面図である。 ０・・・空洞 １・・・基板２・・・張出
し部 ３・・導体３′・・・金属層化物１
３’・・・金属層４・・・導体 ４′・・
・検出リード５・・・電極パッド 第１図 第２図 第３図 第４図 （Ａ） 、７ｘ′ ／′ × 第５図 （Ａ） ７” ／′ （Ｂ） 第７図 ＣＢ） （Ｂ） 第９図 （Ｂ） 第１０図 （Ａ） コ
Claims (1)
- １、基板、その基板上に空中に張出して設けられた電気
絶縁性材料からなる張出し部、前記張出し部上に設けら
れた薄膜状温度検出用素子よりなることを特徴とする温
度センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16104789A JPH02271226A (ja) | 1989-06-23 | 1989-06-23 | 温度センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16104789A JPH02271226A (ja) | 1989-06-23 | 1989-06-23 | 温度センサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02271226A true JPH02271226A (ja) | 1990-11-06 |
Family
ID=15727595
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16104789A Pending JPH02271226A (ja) | 1989-06-23 | 1989-06-23 | 温度センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02271226A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000183372A (ja) * | 1998-12-10 | 2000-06-30 | Osaka Gas Co Ltd | 火炎センサ |
-
1989
- 1989-06-23 JP JP16104789A patent/JPH02271226A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000183372A (ja) * | 1998-12-10 | 2000-06-30 | Osaka Gas Co Ltd | 火炎センサ |
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