CN104792432B - 温度传感器以及制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供能提高合格率的温度传感器的制造方法。温度传感器的制造方法包括：第二配置工序，该第二配置工序对热敏电阻元件(2)进行配置，使得第一引线的前端部分沿着第一侧面横切第一侧面，且第二引线的前端部分沿着第二侧面；以及固定工序，该固定工序以第一角以及第二角由第一引线以及第二引线支承的状态，使第一引线与第一外部电极电连接并固定，并使第二引线与第二外部电极电连接并固定。

Description

温度传感器以及制造方法

技术领域

本发明涉及具备热敏电阻元件的温度传感器及其制造方法。

背景技术

以往，作为这种温度传感器，有下述专利文献1所记载的温度传感器。该温度传感器按以下步骤来制造。

首先准备长度不同的两根引线。接着，将这些引线的前端切断。该切断使得各个切断面向彼此内侧呈倾斜状，且金属线从各引线的切断面露出。接着，设置热敏电阻元件，使得一个引线的侧面以和热敏电阻元件的长边方向平行的方式附着，且热敏电阻元件的端子电极由另一引线的前端支承。

接着，对各引线与对应的端子电极的接合点涂布焊料糊料。之后，利用暖风加热器进行加热，来使焊料糊料熔融。由此将热敏电阻主体固接于两引线。

接着，以覆盖两引线的前端部分以及整个热敏电阻元件的方式涂布绝缘构件，并使其固化。之后，将两引线的终端部分浸渍到高温焊料槽中，由此将覆盖该部分的绝缘覆膜剥离，并实施焊料涂覆处理。通过以上工序来完成温度传感器。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：

国际公开第2008/156082号公报

发明内容

发明所要解决的技术问题

然而，在现有的制造方法中，使热敏电阻元件附着于一根引线，而且仅由另一根引线的前端对热敏电阻元件的端子电极进行支承。由此，两引线对热敏电阻元件的保持力相对较弱，当进行焊料糊料的涂布等时，即使对热敏电阻主体施加较小的外力，热敏电阻元件也会从两引线脱落。其结果是，现有的制造方法存在合格率变低的问题。

因此，本发明的目的在于提供一种能提高合格率的温度传感器及其制造方法。

解决技术问题所采用的技术方案

为实现上述目的，本发明的第一方面在于一种温度传感器的制造方法，包括：第一配置工序，使第一引线以及第二引线横向排列配置；准备工序，准备热敏电阻元件，该热敏电阻元件的主体形成有第一外部电极以及第二外部电极，且具有彼此相对的第一侧面和第二侧面、与所述第一侧面相邻且形成第一角的第三侧面、以及在所述第一角的对角位置与所述第二侧面相邻且形成第二角的第四侧面；第二配置工序，对所述热敏电阻元件进行配置，使得所述第一引线的前端部分沿着所述第一侧面横切所述第一侧面，且所述第二引线的前端部分沿着所述第二侧面；以及固定工序，以所述第一角以及所述第二角由所述第一引线以及所述第二引线支承的状态，使所述第一引线与所述第一外部电极电连接且固定，并使所述第二引线与所述第二外部电极电连接并固定。

本发明的第二方面在于一种温度传感器，包括：热敏电阻元件，该热敏电阻元件的主体形成有第一外部电极以及第二外部电极，且至少具有彼此相对的第一侧面和第二侧面、与所述第一侧面相邻且形成第一角的第三侧面、以及在所述第一角的对角位置与所述第二侧面相邻且形成第二角的第四侧面；第一引线，该第一引线具有沿着所述第一侧面且横切该第一侧面的前端部分，并以所述第一角与所述第一外部电极电连接；以及第二引线，该第二引线具有沿着所述第二侧面的前端部分，且以所述第二角与所述第二外部电极电连接。

发明效果

根据上述方面，能提供一种合格率得以提高的温度传感器及其制造方法。

附图说明

图1是表示本发明的一个实施方式的温度传感器的完成品的立体图。

图2是图1的温度传感器的前端部分(密封构件及其周边部分)的透视图。

图3是图1的热敏电阻元件的放大图。

图4是图2的温度传感器的前端部分的放大图。

图5是表示图1的温度传感器的用途的一个示例的示意图。

图6A是表示图1的温度传感器的制造工序的第一示意图。

图6B是表示图1的温度传感器的制造工序的第二示意图。

图7A是表示图2的温度传感器的变形例的第一示意图。

图7B是表示图2的温度传感器的变形例的第二示意图。

图7C是表示图2的温度传感器的变形例的第三示意图。

具体实施方式

＜实施方式＞

下面，参照附图来说明本发明的一个实施方式所涉及的温度传感器1。在进行说明前，先定义几个附图所示的L轴、W轴、T轴。L轴、W轴以及T轴相互正交，并表示热敏电阻元件2的左右方向(长度方向)、前后方向(宽度方向)以及上下方向(高度方向)。

<温度传感器1的基本结构>

如图1、图2所示，温度传感器1大致包括热敏电阻元件2、第一引线31、第二引线32、密封构件4、以及固接构件5。这里，由于热敏电阻元件2、引线31、32的前端被密封构件4密封，因此未在图1中示出。此外，图2中，仅密封构件4的轮廓线由虚线示出，热敏电阻元件2、引线31、32的前端以透视状态来表示。

热敏电阻元件2例如是层叠型的贴片热敏电阻，如图3所示，包含热敏电阻主体21、第一外部电极22、以及第二外部电极23。

主体21包含在T轴方向上层叠多个陶瓷层而构成的层叠体。此外，在T轴方向上相邻的陶瓷层之间可能设有一个内部电极。

此外，主体21具有电阻值会随着周围温度的变化而大幅变化的温度特性。本实施方式中，主体21采用电阻值随着温度上升而变小的NTC热敏电阻。该NTC热敏电阻例如可以由将从锰(Mn)、镍(Ni)、铁(Fe)、钴(Co)、以及铜(Cu)等过渡元素的组中选出的二到四种氧化物混合并烧结得到的氧化物烧结体(陶瓷烧结体)制作而成。

此外，主体21例如具有由JIS(日本工业标准)所标准化后的尺寸。主体21的尺寸并未特别限定，作为一个例子，主体21采用1005尺寸。该情况下，L轴方向的尺寸(即L尺寸)为1.0mm，W轴方向的尺寸(即W尺寸)为0.5mm。此外，T轴方向的尺寸(即、T尺寸)并非由JIS标准来确定，例如为0.5mm。这里，L尺寸、W尺寸、以及T尺寸均为设计目标值，并不一定要正好是1.0mm、0.5mm以及0.5mm。即，L尺寸、W尺寸、以及T尺寸都具有公差。

主体21如图3右侧的虚线圆内所示，具有由第一主面M1、第二主面M2、第一侧面S1、第二侧面S2、第三侧面S3、以及第四侧面S4构成的大致长方体形状。主面M1、M2是主体21的底面以及顶面，在T轴方向上隔开T尺寸相对。侧面S1、S2是主体21的正面以及背面，在W轴方向上隔开W尺寸相对。侧面S3、S4是主体21的右侧面以及左侧面，在L轴方向上隔开L尺寸相对。

外部电极22、23例如由以银(Ag)为主成分的基底层、形成在基底层上的镍(Ni)镀层、以及形成在Ni镀层上的锡(Sn)镀层构成。

外部电极22例如覆盖主体21的右端部。具体而言，外部电极22在本实施方式中除了覆盖主体21的整个侧面S3以外，还覆盖主面M1、M2以及侧面S1、S2各自的右端部分。

外部电极23例如覆盖主体21的左端部。具体而言，外部电极23在本实施方式中除了覆盖主体21的整个侧面S4以外，还覆盖主面M1、M2以及侧面S1、S2各自的左端部分。该外部电极23以外部电极22为基准，在L轴负方向侧隔开规定距离设置。

接着，参照图4，对作为热敏电阻元件2的第一侧面S1'、第二侧面S2'、第三侧面S3'、以及第四侧面S4'进行说明。图4是从T轴方向俯视图2的热敏电阻元件2的局部时的示意图。侧面S1'是从W轴负方向侧俯视热敏电阻元件2时观察到的面，由主体21的侧面S1以及外部电极22、23的正面构成。侧面S2'是从W轴正方向侧俯视观察到的面，由主体21的侧面S2以及外部电极22、23的背面构成。侧面S3'是从L轴正方向侧俯视观察到的面，由外部电极22的右侧面构成。侧面S4'是从L轴负方向侧俯视观察到的面，由外部电极23的左侧面构成。

侧面S3’前侧的边与侧面S1'右侧的边实质相同。即，侧面S1'、S3'共用该边并彼此相邻，形成大约90°的第一角θ1。侧面S4'后侧的边与侧面S2'左侧的边实质相同。即，侧面S2'、S4'共用该边并彼此相邻，形成大约90°的第二角θ2。这里，角θ1、θ2位于从T轴方向俯视时相互成对角的位置。此外，侧面S1'、S4'也在正面侧相邻，形成约90°的第三角θ3。

此处，再次参照图1、图2。引线31、32是彼此种类相同的引线，在L轴方向上具有约15mm～约150mm的长度、以及约0.3mm的线径。这里，为了降低温度传感器1的成本，引线31、32优选为单线。更具体而言，引线31如图4所示，由被搪瓷311包覆的芯线312构成。引线32也同样，由被搪瓷321包覆的芯线322构成。这里，芯线312、322的材质优选为低热传导率的金属材料。该金属材料有铜及镍的合金。这里，要求热敏电阻元件2检测自身的周围温度。因此，出于检测周围温度的观点，从引线31、32向热敏电阻元件2的热传导并不优选。出于该观点，芯线312、322不使用热传导率相对较高的铜，而使用铜和镍的合金。

上述那样的引线31、32例如横向排列配置在W轴方向上。以该引线31、32的前端部分夹着热敏电阻元件2的状态来固定。以下，对热敏电阻元件2的安装进行更详细的说明。

出于提高制造工序的合格率的观点，引线31的前端部分如图4所示，以沿着侧面S1'上方且从侧面S1'的左端向右端横切的方式延伸。引线31的前端部分进一步通过焊料与外部电极22电连接，并固接于外部电极22。由此，在引线31的前端部分，至少与外部电极22相连的部位的搪瓷311的包覆被去除。此外，在引线31的前端部分，侧面S1'的沿着主体21以及外部电极23上的部分的搪瓷311的包覆被保留。由此，引线31与外部电极23的电绝缘得以确保。此外，出于提高合格率的观点，引线31的前端部分更优选为以角θ1朝向侧面S3'一侧，并以稍小于90°的角度弯曲。

另一方面，引线32的前端部分以沿着侧面S2'上且侧面S2'的外部电极23的部分从左端向右端横切的方式延伸。引线32的前端部分进一步通过焊料与外部电极23电连接，并固接于外部电极23。由此，在引线32的前端部分，至少与外部电极23相连的部位的搪瓷321的包覆被去除。

此外，引线32的前端部分更优选为以角θ2朝向侧面S4'一侧，并以稍小于90°的角度弯曲。

此外，关于引线31、32，各自从后端到例如约5mm位置的范围内的搪瓷311、321的包覆被去除，且涂覆有焊料。

密封构件4由具有电绝缘性的树脂材料形成，对热敏电阻元件2以及引线31、32的前端部分进行密封来保护热敏电阻元件2。

固接构件5设置在比引线31、32的各后端部分的焊料涂覆部更前端侧的位置。该固接构件5例如为树脂制粘接剂，并以引线31、32不分开的方式相互固接。

<温度传感器1的用途例>

上述那样的温度传感器1能应用于各种用途，若举一个例子，则如图5所示，测定电子设备6的电路基板61以及壳体62之间的空间温度。

<温度传感器1的制造方法>

接着，参照图6A以及图6B对上述温度传感器1的制造方法进行说明。首先，在第一配置工序中，如图6A左端所示，横向排列配置引线31、32。接着，如图6A左起第二张图所示，以引线31比引线32稍长的方式进行切割。接着，如图6A左起第三张图所示，将引线31、32的两前端的搪瓷包覆去除。接着，如图6A左起第四张图所示，在弯曲工序中，引线31、32的前端部分被弯曲。更具体而言，引线31的前端部分在***热敏电阻元件2时以角θ1朝向侧面S3'一侧的方式弯曲。并且，引线32的前端在***热敏电阻元件2时以角θ2朝向侧面S4'一侧的方式弯曲。

接着，如图6A左起第五张图所示，在弯曲工序中，使引线31的前端与引线32的前端彼此内侧相向并靠近。

接着，如图6A左起第六张图所示，在准备工序中，准备在主体21上形成有外部电极22、23的热敏电阻元件2(参照图4)。如上所述，该热敏电阻元件2具有形成角θ1的侧面S1'、S3'、以及在角θ1的对角位置形成角θ2的侧面S2'、S4'。上述侧面S1'、S4'进一步形成角θ3。

并且，如图6A左起第六张图所示，在第二配置工序中，在引线31、32的前端彼此之间***热敏电阻元件2。此时，如参照图4说明的那样，对热敏电阻元件2进行配置，使得作为引线31的部分的前端部分沿着热敏电阻元件2的第一侧面S1'横切第一侧面S1'，且作为引线32的部分的前端部分沿着第二侧面S2'。此外，在本实施方式中，作为优选结构，使引线31、32的前端部分弯曲。该情况下，引线31的前端上弯曲的部分对热敏电阻元件2的角度θ1进行保持，引线32的前端上弯曲的部分对热敏电阻元件2的角度θ2进行保持。

接着，如图6B左端所示，在固定工序中，热敏电阻元件2通过焊料固定于引线31、32的两个前端。更具体而言，以引线31、32的前端支承热敏电阻元件2的角θ1、θ2的状态，利用焊料使引线31与外部电极22电连接并固定。大致与此同时，利用焊料使引线32与外部电极23电连接并固定。此时，作为更优选的方式，利用引线31对热敏电阻元件2的角θ3也进行支承。

接着，如图6B左起第二张图所示，为了形成密封构件4，利用绝缘性树脂材料覆盖热敏电阻元件2以及引线31、32的前端部分。之后根据需要涂布绝缘性树脂材料，然后使其固化。

接着，如图6B左起第三张图所示，将引线31、32的后端部分浸渍到高温的焊料中，将该部分的搪瓷包覆去除，并对要成为引线31、32的后端的部分实施焊料涂覆。之后，如图6B左起第四张图所示，利用粘接剂等对引线31、32上较焊料涂覆层更前端侧的部分进行固定，从而形成固定构件5。

<温度传感器1的作用、效果>

如上所述，在本温度传感器1的制造方法中，利用弯曲工序使引线31、32的前端彼此相互内侧相向并靠近。之后，在第二配置工序中，在引线31、32的两前端之间***热敏电阻元件2。此时，如参照图4说明的那样，对热敏电阻元件2进行配置，使得引线31的前端部分沿着热敏电阻元件2的第一侧面S1'横切第一侧面S1'，且作为引线32的部分的前端部分沿着第二侧面S2'。

因此，在第二配置工序之后，由引线31、32的前端从W轴的正方向以及负方向侧夹持热敏电阻元件2的角θ1、θ2来进行支承。这里，由于引线31的前端横切侧面S1'，且引线32的前端沿着侧面S2'，因此能使引线31、32与侧面S1'、S2'的接触面积比以往要大。由此，能进一步增大引线31、32的夹持力。其结果，能减少固定工序等中热敏电阻元件2从引线31、32脱落的情况，因此能提供合格率更高的温度传感器1的制造方法。

此外，在本实施方式中，作为优选结构，使引线31的前端部分向侧面S3'弯曲，使引线32的前端部分向侧面S4'弯曲。因此，以引线31上弯曲的部分覆盖角θ1的方式进行保持，以引线32上弯曲的部分覆盖角θ2的方式进行保持。其结果，引线31、32能更稳定地保持热敏电阻元件2，因此能减少固定工序等中热敏电阻元件2从引线31、32脱落的情况，能提供合格率更高的温度传感器1的制造方法。

<附记事项1>

上述实施方式中，热敏电阻元件2为NTC热敏电阻。然而并不限于此，热敏电阻元件2也可以是PTC热敏电阻。该情况下，主体21通常由向钛酸钡(BaTiO₃)混合规定量的稀土元素并进行烧结而成的陶瓷烧结体构成。

<附记事项2>

上述实施方式中，假设热敏电阻元件2为层叠型贴片热敏电阻来进行说明。然而并不限于此，热敏电阻元件2也可以是单板型的贴片热敏电阻。

<附记事项3>

此外，热敏电阻元件2并不限于1005尺寸，也可以是3225尺寸、3216尺寸、2012尺寸、1608尺寸、0603尺寸、0402尺寸。关于这些尺寸、L尺寸等如下表1所述。

[表1]

表1：热敏电阻元件2的尺寸

尺寸	L尺寸[mm]	W尺寸[mm]	T尺寸[mm]
				3225	3.2	2.5	1.0
3216	3.2	1.6	1.0
				2012	2.0	1.2	1.0
1608	1.6	0.8	0.4
				1005	1.0	0.5	0.25
0603	0.6	0.3	0.15
				0402	0.4	0.2	0.1

<附记事项4>

在上述实施方式中，引线31、32通过固接构件5彼此固接。然而并不限于此，也可以将引线31、32聚拢使其相互不分离。

<附记事项5>

在上述实施方式中，引线31、32的芯线312、322被搪瓷311、321包覆。然而并不限于此，引线31、32的搪瓷311、321也可以进一步被乙烯基等包覆。

<变形例>

接着，参照图7A～图7C，对温度传感器1的几个变形例进行说明。在图4的例子中，引线31的前端部分以角θ1向侧面S3'弯曲，引线32的前端部分以角θ2向侧面S4'弯曲。然而并不限于此，也可以如图7A左端所示，温度传感器1中，除上述特征以外，引线31的前端部分还以角θ3向侧面S4’弯曲比90°要小的角度。由此，引线31、32能更良好地保持热敏电阻元件2。

此外，在图4的例子中，引线32的前端部分以沿着侧面S2'上且侧面S2'的外部电极23的部分从左端向右端横切的方式延伸。然而并不限于此，也可以如图7A中央所示，只要不与外部电极22相抵接，也可以使引线32的前端部分延伸到侧面S2'上的外部电极22与主体21的边界附近。由此，引线32的保持力得以提高。

此外，在图4的例子中，引线31的前端部分以角θ1向侧面S3'弯曲。然而，也可以如图7A右端所示，引线31的前端部分以角θ1弯曲。

此外，在上述例子中，在热敏电阻元件2上，外部电极22、23在L轴方向上相对。然而并不限于此，也可以如图7B所示，外部电极22、23在W轴方向上相对。此外，该情况下，也可以如图7C所示，在引线31、32的前端部分，从外部电极22、23上的部分去除搪瓷311、321。

工业上的实用性

本发明的温度传感器以及制造方法能提高合格率，适用于电子设备等。

标号说明

1 温度传感器

2 热敏电阻元件

21 热敏电阻主体

22、23 第一外部电极、第二外部电极

31、32 第一引线、第二引线

4 密封构件

Claims (9)

1.一种温度传感器的制造方法，其特征在于，包括：

第一配置工序，其使第一引线以及第二引线横向排列配置；

准备工序，其准备热敏电阻元件，该热敏电阻元件的主体形成有第一外部电极以及第二外部电极，且具有彼此相对的第一侧面和第二侧面、与所述第一侧面相邻且形成第一角的第三侧面、以及在所述第一角的对角位置与所述第二侧面相邻且形成第二角的第四侧面；

第二配置工序，其对所述热敏电阻元件进行配置，使得所述第一引线的前端部分沿着所述第一侧面横切所述第一侧面，且所述第二引线的前端部分沿着所述第二侧面；以及

固定工序，其以所述第一角以及所述第二角分别由所述第一引线以及所述第二引线支承的状态，使所述第一引线与所述第一外部电极电连接且固定，并使所述第二引线与所述第二外部电极电连接并固定。

2.如权利要求1所述的温度传感器的制造方法，其特征在于，所述第一侧面还与所述第四侧面相邻并形成第三角，

在所述固定工序中，所述第一角以及所述第三角双方均由所述第一引线来支承，

所述第二角由所述第二引线来支承。

3.如权利要求1或2所述的温度传感器的制造方法，其特征在于，在所述第二配置工序之前，还包括使所述第一引线的前端部分以所述第一角向所述第三侧面一侧弯曲的弯曲工序。

4.如权利要求3所述的温度传感器的制造方法，其特征在于，在所述弯曲工序中，还使所述第二引线的前端部分以所述第二角向所述第四侧面弯曲。

5.一种温度传感器，其特征在于，包括：热敏电阻元件，该热敏电阻元件的主体形成有第一外部电极以及第二外部电极，且至少具有彼此相对的第一侧面和第二侧面、与所述第一侧面相邻且形成第一角的第三侧面、以及在所述第一角的对角位置与所述第二侧面相邻且形成第二角的第四侧面；

第一引线，该第一引线具有沿着所述第一侧面且横切该第一侧面的前端部分，并以所述第一角与所述第一外部电极电连接；以及

第二引线，该第二引线具有沿着所述第二侧面的前端部分，且以所述第二角与所述第二外部电极电连接。

6.如权利要求5所述的温度传感器，其特征在于，所述第一引线的前端部分以所述第一角向所述第三侧面一侧弯曲。

7.如权利要求5或6所述的温度传感器，其特征在于，所述第二引线以所述第二角向所述第四侧面弯曲。

8.如权利要求5或6所述的温度传感器，其特征在于，所述第一引线以及所述第二引线分别为单线。

9.如权利要求7所述的温度传感器，其特征在于，所述第一引线以及所述第二引线分别为单线。