JPH06500628A - 温度センサーおよび温度センサの製造方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 温度センサーおよび温度センサー素子の製造方法従来技術 本発明は温度センサー、例えばメインクレームに記載するような一般的な形式の ＰＴＣｍ度センサー、および温度センサーを製造するための方法に関する。

内燃エンジンの排気ガス内においては普通であるような比較的高い温度を測定す るために用いられる、温度依存性の抵抗値を持つ温度−低抗性の抵抗材料で作ら れる温度センサー素子を持つ温度センサーは広く知られている。（１９７９年に エレクトロケミカル出版社から発行された、Ｅ、Ｄ、マツクレン著の「サーミス ターズ」を参照） ＰＴＣ温度センサーは、温度が変化する時に、正の温度係数を持つ金属または半 導体の連続的な抵抗変化を使用する。ＰＴＣ温度センサーに使われることが望ま しい金属は、高い安定性および再現性の故に、プラチナおよびニッケルならびに それらの合金版である。

さらにまた、例えば、第ＥＰ−Ａ　０，１８８．９８００号および　０，１４２ ，９９３号、ならびに第ＤＥ−Ｏ５３，０１７，９４７号および　３，５４３． ７５９号から５ガス混合気のラムダ値をめるための、平坦な排気ガスセンサーが 知られており、その排気ガスセンづ′−は、セラミックフィルムおよびスクリー ン印刷技術を用いた、特に上Ｉ！利な手法で製造されることが可能である。

第ＤＥ−ＰＳ　３，７３３，１９２号からは、測定されるガスおよび周囲の大気 に関して、ＰＴＣ温度センサー素子をハーメチック的に収容することによって、 ＰＴＣ温度センサーの経年温度変化、および応答時間を改善することが出来ると いうことが知られている。

それらが一定の広がりを持フており、そしてそのためすべての点において、同じ 排気ガス温度に曝されていないということが、公知のＰＴＣ温度センサー素子の 不都合である。

本発明の利点 これに対し、メインクレームの特徴を持つ本発明による温度センサーは、同時に は小さな広がりを持つ重ね合わせ配置によって、十分に高い測定抵抗値を達成し ており、そしてそのため排気ガス中の温度傾斜にはほとんど無関係となっている 。

メインクレーム中で明確にされている温度センサー素子の長所の発展と改善は、 サブクレーム中に列挙されている方法によって可能となる。＊化アルミニウムへ −ス上にセラミックでフィルムＡおよびＢを構成し、さらに他のすべての導電性 素子、すなわち抵抗器トラック１０．２０．３０、供給用リード１１，２１．３ １、接触部１２、スルーホール１４、およびランド１５．１６、をプラチナ／酸 化アルムニウム　サーメットペースト上に構成するということが特に利点である 。

抵抗器トラック１０．２０．３０を蛇行形状に構成することは、さらに別の利点 であり、そして可能な限り小さな広がり範囲を持つようにすることに寄与してい る。本発明による構造、および請求される製造方法は、内燃エンジンの排気ガス 内において生じるような高い温度での適用分野における、高度にコンパクトなＰ ＴＣサーミスタ一温度センサーのために、特に適切なものである。またこのＰＴ Ｃ：ｍ度センサーに付けて、ＮＴＣ（ネガティブ温度係数ン温度センサーもまた 、本発明による方法によって同じ利点を持つように製造することが可能である。

図面類 本発明の２つの実施例が、以下の説明および図面類によって詳細に説明されるが ５それらの図面は、第１図は、抵抗器トラックの二重スタック（堆積体）配置を 持つＰＴＣ温度センサーの第一の実施例を示す図であり、そして 第二図は、抵抗器トラックの三重スタック（堆積体）配置を持つ本発明の第二の 実施例を示す図である。

実施例の説明 実施例１ ２つの酸化アルミニウムＡ　Ｉ　、０．セラミックフィルムを含むＰＴＣ温度セ ンサー素子である、本発明による第一の実施例を製造するための方法が、概略的 に第一図に示されている。いずれも０．３ｍｍの厚さを持つ２つのフィルムが用 いられる。プレート貫通用の穴１４は、初期的にフィルムＡにスタンプされる。

プラチナ／ｉｌｌ化アルミニウム　ペーストは、スルホールを導くように、その 穴を通して吸い込まれる。蛇行形状の抵抗器トラック１０、プラチナ／酸化アル ミニウム／サーメットペーストを含む供給用リード１１およびランド１５は、次 にフィルムＡの一方の大きな表面上に印刷される。増加させられたフラックスコ ンポーネントを持つ酸化アルミニウムを含む接着用層が、次にフィルムＡの反対 側の大きな表面上に、フィルムＡのスルーホールは露出されたまま、印刷され、 そしてプラチナ／酸化アルミニウム接触部１２が、その後にスルーホールの領域 内に印刷される。

続いて酸化アルミニウム絶縁層１８が、抵抗器トラックＩＯが印刷されているフ ィルムＡの大きな表面上に、ウィンドウエアは露出されたまま、印刷され、そし て、抵抗器トラック２０．＃船用リード２１そして、もし必要ならば、付加ラン ド１５がその上に印刷される。ｌｌ化アルミニウムベース上の成層間バインダー を含む層１９が次に、そして最終的に第２の酸化アルミニウムフィルムＢが付け られる。得られた堆積体（スタック）は、互いに薄板にされ、そして約３時間の 間１６００℃の温度に加熱されることによって、焼結される。

得られた温度センサー素子は、第ＤＥ−Ｏ３３゜２０６．９０３号から知られる 形式の、示されてはいない、ハウジング内に挿入され、そして内燃エンジンの排 気ガスの温度を測定するために使用される。

実施例２ ｊＩ２図に概略的に示されるように、絶縁層１８が初期的にフィルムＡの一方の 大きな表面上に、ウィンドウ１７は露出されたまま、印刷され、その絶縁層１８ は、その１部分として、本発明によるさらに別のＰＴＣｉｉ度センサー素子を製 造するためにその上に印刷された抵抗器トラック２０を持つようにされる０次に 第２絶縁層１８’が、第１の絶縁層１８に、同様にウィンドウ１７′は露出され たまま、付けられ、そして抵抗器トラック３０、供給用リード３１、および付加 的なランド１５’　が同様にその上に印刷される。ＰＴＣ温度センサーの二重堆 積（スタック）配置構成体は、このようにして達成される。

実施例１に関して説明されたように、インターラミネートバインダー１９および 第２フイルムＢが付けられ、そしてこのようにして得られたスタックは互いに薄 板とさね、焼結されて温度センサーを完成させる。

このＰＴＣ温度センサー素子は、第ＤＥ−０３３゜２０６．９０３号から知られ るような形式の、示されていない、ハウジング内に挿入され、そして内燃エンジ ンの排気ガスの温度を測定するために用いられる。

測定抵抗器の３次元における集約度は、一つが他の上に配置され、そして中間に 設けられた絶縁層を持つ抵抗器トラックの数をさらに増加させることによって、 さらに増加させることが出来る。この場合、配置は原理的には、実施例２（３重 スタック配置）に関して説明されたのと同様であり、対応した分だけ、上に印刷 された抵抗器トラックを持つ絶縁層１８の数が増加するのである。

このようにして、本発明による抵抗器トラックの堆積体配置構成は、ちいさな広 がり範囲を可能とし、そのため十分に高い抵抗測定値と、そして排気ガス中の温 度傾斜からの大幅な独立性の両方を獲得することができる。

一一一＋　１−−一一――−−−−―　＋　命　−ＦＩｏ、２ 国際調査報告 国際調萱報告

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. １．ハウジング内に配置されることが望ましい、そして測定されるガスおよび周 りの大気に関してハーメチック的に封じ込められたセラミックフィルムの薄い複 合材（Ａ，Ｂ）を含む多層構造を持つ、センサー素子を有する、内燃エンジンの 排気ガス装置内で用いられることが望ましい温度センサー、例えばＰＴＣ温度セ ンサー、において、 相互に上下に配置され、そして互いに電気的に絶縁されている、少なくとも２つ の抵抗器トラックないし抵抗路（１０，２０）によって形成されている、抵抗器 、例えばＰＴＣサーミスター、が小さな広がり範囲を持っていることを特徴とす るような温度センサー。
2. ２．一方が他の上に重ね合わせられ、そして互いに電気的に絶縁されているよう な抵抗器トラック（１０，２０，３０）を有するような請求の範囲第１項記載の 温度センサー。
3. ３．抵抗器トラックが、蛇行状の形状に構成されているような、請求の範囲の１ 又は２に記載の温度センサー。
4. ４．温度センサー素子の低抗器トラック（１０，２０）が絶縁材セラミックベー ス上の少なくとも２つのフィルムに正確に付着されており、 少なくとも１つのベースフィルム（Ａ）は、厚膜技術を用いてその上に印刷され た、そして供給用リード（１１）を持つ、抵抗器トラック（１０）を持ち、そこ に付けられた、そしてその上に印刷された低抗器トラック（２０，３０）を持つ 、少なくとも１つの絶縁層（１８）を持ち、 そしてベースフィルム（Ａ）とともに成層化され、焼結された別のフィルム（Ｂ ）を持つような、請求項１から３までのいずれか１項記載の請求の範囲。
5. ５．セラミックフイルム（Ａ，Ｂ）および絶縁層（１８）が、Ａ１２Ｏ２ベース 上に構成されているような、請求の範囲第４項記載の温度センサー。
6. ６．最後に付けられる絶縁層（１８）が、成層相互間（インターラミネート）バ インダーによってカバーフィルム（Ｂ）と共に成層化されるような、請求項１か ら５までのいずれか１項記載の温度センサー。
7. ７．抵抗器トラック（１０，２０，３０，）、供給用リード（１１）、接続部（ １２）、スループレートホール（１４）、ランド（１５）、および付加ランド（ １６）がサーメックベーストによって形成されるような請求項１から６までのい ずれか１項記載の温度センサー。
8. ８．サーメックベーストが、プラチナ／酸化アルミニウムペーストであるような 請求の範囲第７項記載の温度センサー。
9. ９．増加されたフラックスコンポーネントを持つ、酸化アルミニウムからなるこ とが望ましいボンディングエージェント層が、抵抗器トラック（１０）の反対側 のフィルム（Ａ）の大きな面積に接続部（１２）の領域内で付けられるような、 請求項１から８までのいずれか１項記載の抵抗測定センサー。
10. １０．前出いずれかの１つに記載の温度センサーを製造する方法において、 最初にプレート貫通用の穴（１４）がセラミックフィルム（Ａ）にスタンプされ 、スルーホールが製造され、低抗器トラック（１０）、供給用リード（１１）、 およびランド（１５）がフィルム（Ａ）の一方の大きな表面上に印刷され、そし て接触部（１２）がフイルム（Ａ）の反対側の大きな表面上に印刷され、もし必 要であれば、ボンディングエージェント層（１３）を付けた後に、引き続いて少 なくとも１つの絶縁層（１８）が抵抗器トラック（１０）が印刷されているフィ ルム（Ａ）の大きな表面に、ウィンドウ（１７）は露出されたまま、付けられ、 抵抗器トラック（２０，３０）が絶縁層（１８）上に印刷され、そして供給用リ ード（２１，３１）がフィルム（Ａ）から最も遠い絶縁層（１８）上に印刷され 、ボンディングエージェント（１９）がもし必要であれば付けられ、そして続い て第２フィルム（Ｂ）と共に互いに成層化され、焼結されて抵抗器の堆積体配置 が製造されることを特徴とする温度センサー製造方法。