JPH11304599A

JPH11304599A - 温度センサー

Info

Publication number: JPH11304599A
Application number: JP10105110A
Authority: JP
Inventors: Kiyoshi Yamagishi; 喜代志山岸; Atsushi Koike; 淳小池; Shinichi Inoue; 眞一井上; Tomoo Kobayashi; 与生小林
Original assignee: Mitsui Mining and Smelting Co Ltd
Current assignee: Mitsui Kinzoku Co Ltd
Priority date: 1998-04-15
Filing date: 1998-04-15
Publication date: 1999-11-05

Abstract

(57)【要約】【課題】局所的部所における高精度な温度測定を行う
ことができ、製造コストを低減させることができ、しか
も、耐環境特性が良好であり、容易に検出回路が破壊さ
れたり、温度特性が劣化したりしない温度センサーを提
供する。【解決手段】基板６上に感温体８を形成してなる温度
検知部２を伝熱部材３の端面に固着し、温度検知部２と
出力端子４とをボンディングワイヤー１３によって接続
する。温度検知部２、伝熱部材３及び出力端子４の半部
をモールディングして得られる被覆部材５によって被覆
し、温度センサー１を構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、冷暖房装置、給湯
装置等の適宜部所に取り付け、当該部所の温度を測定す
るために使用する温度センサーに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、冷暖房装置の冷暖気吹出口、
室内空気吸込口等の近傍における空気の温度、給湯装置
の貯水槽内に貯留された湯水の温度等を測定するため
に、サーミスターを内蔵した温度センサーが使用されて
いる。このような温度センサーとして、例えば、図８に
示すような温度センサー１０１、図９に示すような温度
センサー２０１が知られている。

【０００３】温度センサー１０１は、厚膜型サーミスタ
ー１０２の一端部に導出コード１０３の芯線１０３ａを
掛止し、掛止部を半田付け１０４することにより接続し
てある。そして、サーミスター１０２近傍部にシリコン
樹脂１０５を付着させ、ポリオレフィン樹脂製チューブ
１０６で被覆した上、さらに、チューブ１０６及び導出
コード１０３先端部にシリコン樹脂１０５を付着させ、
ポリオレフィン樹脂製チューブ１０７で被覆したもので
ある。温度センサー２０１は、厚膜型サーミスター２０
２の一端部に導出コード２０３の芯線２０３ａを半田付
け２０４することにより接続してある。そして、サーミ
スター２０２を塩化ビニル樹脂製チューブ２０５で被覆
した上、先端部を閉鎖したステンレス鋼製円管２０６内
にサーミスター２０２及び導出コード２０３先端部を挿
入し、ステンレス鋼製円管２０６内にシリコン樹脂２０
７を充填し、後半部に封止部材２０８を嵌挿させて封止
したものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記温度センサー１０
１，２０１はいずれも、芯線１０３ａ，２０３ａをサー
ミスター１０２，２０２に半田付けしたものであり、導
出コード１０３，２０３を引張った時、簡単に芯線１０
３ａ，２０３ａが切断し、半田が剥離しないように、芯
線１０３ａ，２０３ａは引張強度の高い比較的大径、
０．３〜０．５ｍｍ程度のものである必要があった。高
精度の温度測定をするためには、芯線１０３ａ，２０３
ａが比較的大径であるが故に、芯線１０３ａ，２０３ａ
を介してサーミスター１０２，２０２に流入又は流出す
る熱の影響を無視できなかった。

【０００５】このため、温度センサー１０１では、チュ
ーブ１０６及び導出コード１０３先端部にシリコン樹脂
１０５を付着させ、ポリオレフィン樹脂製チューブ１０
７で被覆することにより、温度センサー２０１では、ス
テンレス鋼製円管２０６内にサーミスター２０２及び導
出コード２０３先端部を挿入し、ステンレス鋼製円管２
０６内にシリコン樹脂２０７を充填することにより、均
等温度となる部分を長く形成して、芯線１０３ａ，２０
３ａを介する熱の流入又は流出を減少させ、測定精度へ
の影響を減少させていた。

【０００６】このように、従来の温度センサー１０１，
２０１では、長い均等温度部分を形成しているため、実
際にはある程度広範な領域における平均温度を測定する
ことになってしまい、局所的部所における高精度な温度
測定を行うことはできなかった。

【０００７】又、従来の温度センサー１０１，２０１は
いずれも、芯線１０３ａ，２０３ａを半田付けし、シリ
コン樹脂１０５，２０７を付着又は充填し、チューブ１
０６，１０７，２０５を被覆するというような、面倒
で、自動化が困難な作業を行う必要があり、製造コスト
が高くならざるを得なかった。

【０００８】厚膜型又は薄膜型サーミスターは、感温体
の体積が小さいため、高精度かつ高速応答性を有する温
度測定が可能であるが、この特徴を生かすために、プリ
ント基板にサーミスターを半田付けして実装することが
考えられる。しかし、単にプリント基板に半田付けする
だけでは、高湿度の空気中に配置された場合、サーミス
ター表面が結露した場合等に、サーミスター内に水分が
侵入して検出回路が破壊されたり、サーミスター表面に
塵埃、固体粒子等が付着した場合等に、感温体の温度特
性が劣化するという問題がある。

【０００９】本発明は、上記問題点を解決すべく為され
たものであって、その目的とするところは、局所的部所
における高精度な温度測定を行うことができ、製造コス
トを低減させることができ、しかも、耐環境特性が良好
であり、容易に検出回路が破壊されたり、温度特性が劣
化したりしない温度センサーを提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の温度センサーは、基板上に感温体を形成し
てなる温度検知部を伝熱部材の端面に固着し、前記温度
検知部と出力端子とをボンディングワイヤーによって接
続し、前記温度検知部、前記伝熱部材及び出力端子の半
部をモールディングした被覆部材によって被覆したこと
を特徴とする。

【００１１】ここで、伝熱部材は、矩形薄板であっても
よく、又、矩形薄板部の先端に薄肉円板部を固着させた
ものであってもよい。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の温度センサーの好
適な実施形態について、図面を参照しつつ説明する。

【００１３】温度センサー１は、図１に示すように、温
度検知部２、伝熱部材３、出力端子４及び被覆部材５と
からなっている。

【００１４】温度検知部２は、図２に示すように、基板
６上に順次、絶縁層７、薄膜感温体８、絶縁層９を積層
して形成したチップ状のものである。

【００１５】基板６は、シリコン、アルミナ等からなる
厚さ６００μｍ，大きさ２×３ｍｍ程度の矩形板であ
り、図３に示すように、絶縁層７，９、感温体８を積層
した反対面より、エッチング等により、深さ５５０μｍ
の凹部１０を形成してある。そして、絶縁層７，９、感
温体８を積層した反対面には、ガラスからなる膜厚５０
〜２００μｍのプレパラート１１を固着させ、前記凹部
１０を完全に封止し、ここに空気層を設けてある。

【００１６】感温体８は、膜厚０．５〜１μｍ程度で所
望形状、例えば蛇行状にパターニングした白金、ニッケ
ル等の温度係数が大きく安定な金属抵抗膜、又は酸化マ
ンガン系、炭化珪素系等のＮＴＣサーミスター、ＰＣＴ
サーミスター等からなる。絶縁層７，９は、膜厚１μｍ
程度のＳｉＯ₂からなる。

【００１７】伝熱部材３は、銅、ジュラルミン、銅−タ
ングステン合金等の熱伝導性の良好な材料からなり、厚
さ２００μｍ、幅２ｍｍ程度の矩形薄板である。

【００１８】温度検知部２は、図１に示すように、伝熱
部材３の上端面に、絶縁層７，９、感温体８を積層した
面を対向させて、銀ペースト等の接合材１２を介して固
着してある。そして、温度検知部２と出力端子４とをボ
ンディングワイヤー１３によって接続し、温度検知部
２、伝熱部材３の上半部及び出力端子４の下半部をモー
ルディングして得られる被覆部材５によって被覆してあ
る。ここで、ボンディングワイヤー１３の径は１０〜５
０μｍであるのが好ましく、出力端子４と伝熱部材３と
の距離は０．２ｍｍ以上、特には、１ｍｍ以上であるの
が好ましい。

【００１９】このように、本発明の温度センサー１は、
温度検知部２と出力端子４とをボンディングワイヤー１
３によって接続してあり、ボンディングワイヤー１３は
極めて小径であるから、ボンディングワイヤー１３を介
して温度検知部２に流入又は流出する熱量も極めて少な
い。よって、従来の温度センサーように、長い均等温度
部分を形成する必要はないから、矩形薄板である伝熱部
材３が被覆部材５より突出した部分の近傍、すなわち、
局所的部所における空気、湯水等の温度を高精度に測定
することができる。

【００２０】又、本発明の温度センサー１は、温度検知
部２、伝熱部材３の上半部及び出力端子４の下半部を被
覆部材５によって被覆してあるから、温度検知部２内に
水分が侵入して検出回路が破壊されたり、温度検知部２
表面に塵埃、固体粒子等が付着して温度特性が劣化する
ということもない。

【００２１】さらに、本実施例のように、基板６に凹部
１０を形成し、断熱効果の高い空気層を設けるととも
に、伝熱部材３の上端面に、絶縁層７，９、感温体８を
積層した面を対向させて、温度検知部２を固着し、感温
体８が被覆部材５に接触する面積を極力少なくすれば、
感温体８の保有する熱量、又、伝熱部材３を伝達する熱
量が被覆部材５へと流出又は流入することが極めて少な
くなるから、より高精度の温度測定が可能となる。

【００２２】温度センサー１の製造方法としては、種々
の方法を採用することができるが、伝熱部材３と出力端
子４とを一体化するようにしても良い。例えば、図４に
示すように、プレート素材１４をエッチングして所定形
状のプレート基材１５を形成した後、順次、温度検知部
２を接合する部分を銀メッキ処理し、銀ペーストを塗布
して温度検知部２を固着し、温度検知部２と出力端子４
とをワイヤーボンディングによって接続し、伝熱部材３
に相当する部分をニッケルメッキする。そして、温度検
知部２、伝熱部材３の上半部及び出力端子４の下半部を
エポキシ樹脂によってモールディングし、図５に示すよ
うな温度センサー１を製造するようにしてもよい。

【００２３】このように、本発明の温度センサー１にお
いては、プレート素材１４をエッチングし、銀メッキ処
理し、温度検知部２を固着し、ワイヤーボンディングに
よって接続し、ニッケルメッキし、エポキシ樹脂によっ
てモールディングするという製造方法を採用することが
でき、これによれば、全工程を自動化することができる
から、製造コストを大幅に低減することができる。

【００２４】次に、本発明の温度センサー１の使用方法
を、導管内を流通するフロンガスの温度を測定する場合
について説明する。

【００２５】例えば、図６に示すような測定用ケーシン
グ１６を使用する。測定用ケーシング１６は、塩化ビニ
ル樹脂等の合成樹脂製本体部１７及びこれに着脱自在な
蓋体部１８とからなり、本体部１７には銅等の金属製導
管１９を貫通させてある。導管１９は、両端部にフラン
ジ部２０，２０を、中間部に隆起部２１を形成してあ
り、隆起部２１にはネジ孔２１ａを螺刻してある。一
方、温度センサー１の伝熱部材３には、予め、挿通孔３
ａを穿設しておく。

【００２６】先ず、導管１９のフランジ部２０，２０を
フロンガスが流通する導管２２，２２のフランジ部２
３，２３に当接し、ボルトを締結して、導管２２，２２
の間に測定用ケーシング１６を配置、固定する。次に、
温度センサー１の伝熱部材３を導管１９の隆起部２１に
載置し、挿通孔３ａにネジ２４を挿通し、ネジ孔２１ａ
に螺合させる。これにより、導管２２から流入して導管
１９内を流通していくフロンガスの保有する熱量はネジ
２４及び隆起部２１を介して伝熱部材３に伝達され、温
度検知部２がこの熱量を検知するので、フロンガスの温
度を測定できる。

【００２７】上記実施例においては、伝熱部材を矩形薄
板としたが、図７に示すように、矩形薄板部２５ａの先
端に薄肉円板部２５ｂを固着させた伝熱部材２５として
もよい。この温度センサー２６では、薄肉円板部２５ａ
を被測定流体が流通する導管の壁面に当接させて、又
は、被覆部材５の小径部５ａを被測定流体中に位置させ
る等して、被測定流体の温度を測定することができる。
このように、被測定流体の熱量を効果的に伝達できる限
り、伝熱部材の形状、寸法等は特に問わないものであ
る。

【００２８】又、上記実施例においては、基板６に凹部
１０を形成し、プレパラート１１により封止して空気層
を設けるとともに、伝熱部材３の上端面に、絶縁層７，
９、感温体８を積層した面を対向させて、温度検知部２
を固着しているが、必ずしもこのような構成をとらなく
ともよい。

【００２９】さらに、上記実施例においては、温度セン
サー１の被覆部材５を大径部及び小径部とからなるもの
としたが、被覆部材５の形状、寸法等は、装着状態を考
慮して適宜変更してもかまわないこと、勿論である。

【００３０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の温度セン
サーによれば、局所的部所における高精度な温度測定を
行うことができるとともに、製造コストも低減すること
ができ、耐環境特性も向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の温度センサーの一実施形態を示す
（Ａ）は正面断面図、（Ｂ）は側面断面図である。

【図２】本発明の温度センサーの一実施形態の温度検知
部の分解斜視図である。

【図３】同・縦断面図である。

【図４】本発明の温度センサーの一実施形態の製造工程
を示す説明図である。

【図５】本発明の温度センサーの一実施形態の斜視図で
ある。

【図６】本発明の温度センサーを使用して、導管内を流
通する流体の温度を測定する方法を示す縦断面図であ
る。

【図７】本発明の温度センサーの他実施形態の斜視図で
ある。

【図８】冷暖房装置用に使用されている従来の温度セン
サーの縦断面図である。

【図９】給湯装置用に使用されている従来の温度センサ
ーの縦断面図である。

【符号の説明】

１温度センサー２温度検知部３伝熱部材４出力端子５被覆部材６基板８感温体１３ボンディングワイヤー２５伝熱部材２５２５ａ矩形薄板部２５ｂ薄肉円板部

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【手続補正書】

【提出日】平成１０年４月２０日

【手続補正１】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】全図

【補正方法】変更

【補正内容】

【図３】

【図８】

【図９】

【図１】

【図２】

【図４】

【図５】

【図６】

【図７】

フロントページの続き (72)発明者小林与生埼玉県浦和市沼影１−17−17 三井金属鉱業株式会社サーミスタ事業部内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基板上に感温体を形成してなる温度検知
部を伝熱部材の端面に固着し、前記温度検知部と出力端
子とをボンディングワイヤーによって接続し、前記温度
検知部、前記伝熱部材及び出力端子の半部をモールディ
ングした被覆部材によって被覆したことを特徴とする温
度センサー。
【請求項２】前記伝熱部材は、矩形薄板であることを
特徴とする請求項１に記載の温度センサー。
【請求項３】前記伝熱部材は、矩形薄板部の先端に薄
肉円板部を固着させたものであることを特徴とする請求
項２に記載の温度センサー。