JPH11258055A

JPH11258055A - サーモパイル型温度センサ

Info

Publication number: JPH11258055A
Application number: JP10083024A
Authority: JP
Inventors: Masayoshi Higuchi; 誠良樋口; Mikifumi Danno; 幹史團野
Original assignee: Omron Corp; Omron Tateisi Electronics Co
Current assignee: Omron Corp
Priority date: 1998-03-12
Filing date: 1998-03-12
Publication date: 1999-09-24

Abstract

(57)【要約】【課題】温度計測用のサーモパイルとサーミスタのよ
うな温度計測素子とを有するサーモパイル型温度センサ
の小型化を図り、また冷接点温度を赤外線の影響を受け
ることなく正確に計測できるようにする。【解決手段】ヒートシンク２の上面にサーモパイル９
を形成し、ヒートシンク２の下面に薄膜サーミスタ１３
を設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、非接触で対象物の
温度を計測するためのサーモパイル型温度センサに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来より、熱電対に発生する起電力を利
用したサーモパイル型温度センサが用いられている。サ
ーモパイル型温度センサは、２種類の異種金属又は半導
体を接合した熱電対を直列に接続してサーモパイルを形
成し、サーモーパイルの温接点を絶縁薄膜のような熱容
量の小さな部材上に配置し、サーモパイルの冷接点をヒ
ートシンクのような熱容量の大きな部材上に配置し、温
接点を赤外線吸収体によって覆ったものである。そし
て、測定対象物から放出された赤外線が温接点上に形成
された赤外線吸収体に吸収されて熱に変換されると、冷
接点と温接点に温度差が生じることでサーモパイルの両
端に形成された電極間に起電力が生じるので、この起電
力を計測することによって対象物の温度を測定する。す
なわち、サーモパイルの温接点又は冷接点の温度がＴの
時そこに生じる熱起電力がφ（Ｔ）で表されるとする
と、温接点の温度がＴw、冷接点の温度がＴcであると
き、ｍ個の温接点とｍ個の冷接点を有するサーモパイル
の両端間には、次の(1)式で表される起電力Ｖが発生す
る。Ｖ＝ｍ［φ（Ｔw）−φ（Ｔc）］ …(1) 従って、ヒートシンクの温度Ｔcが既知であるとする
と、サーモパイルに発生する起電力Ｖを測定することで
測定対象物の温度Ｔwを非接触で計測することができ
る。

【０００３】このような原理のサーモパイル型温度セン
サで検出できるのは、温接点と冷接点の間の温度差のみ
であるから、温接点の温度を決めるためには基準となる
冷接点の温度を別途測定する必要がある。冷接点の温度
を求めるためには主としてサーミスタが用いられてお
り、サーミスタを実装基板等の上でサーモパイル型温度
センサの近辺に実装し、サーミスタの温度を冷接点温度
として検出していた。

【０００４】しかしながら、このようにサーモパイル型
温度センサの付近にサーミスタを実装したものでは、サ
ーミスタが、実装基板上で僅かではあるがサーモパイル
型温度センサから離れた位置に存在しているため、冷接
点の温度でなく温度センサを実装する実装基板の温度を
検出してしまい、正確な冷接点の検出が困難であった。

【０００５】さらに、実装基板上では、サーモパイル型
温度センサとサーミスタの各実装面積が必要であるた
め、サーモパイル型温度センサとサーミスタを実装する
ための全体としての必要面積が増大し、サーモパイル型
温度センサとサーミスタからなる温度検出器の小型化が
困難であった。そのため、細い管の内部に温度センサを
差し込んで管内部の温度を検出したい場合、管内の奥ま
で温度センサを差し込めず、正確な測定ができないとい
う問題があった。例えば、耳式体温計として用いる場合
には、温度センサを小型化しないと、一番正確な体温を
検出できる鼓膜付近まで温度センサを入れることができ
ず、正確な体温を計測することができない。

【０００６】そこで、特開平５−９０６４９号公報に開
示されているサーモパイル型温度センサ（サーモパイル
型赤外線センサ）では、サーモパイル型温度センサのチ
ップ表面にサーミスタを一体に設けている。この従来例
では、サーミスタをサーモパイル型温度センサのチップ
表面に設けているので、サーミスタと冷接点とを接近さ
せることができ、サーミスタの検出温度と冷接点の温度
との誤差は小さくなっている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかし、この従来例で
は、サーモパイルと同一面上にサーミスタが形成されて
いるので、例えば赤外線が温接点に照射された時、同時
にサーミスタや冷接点にも赤外線が照射されることがあ
る。冷接点はシリコン基板上に形成されており、シリコ
ンは赤外線を透過するので、冷接点は赤外線照射による
影響を受けにくい。これに対し、サーミスタは赤外線を
浴びると温度変化を発生する。このため、サーミスタに
赤外線が照射されると、正確に冷接点の温度を測定でき
なくなり、温度センサの計測精度や信頼性に問題があっ
た。

【０００８】また、この従来例では、サーミスタをサー
モパイル型温度センサのチップ表面に形成しているの
で、サーモパイル型温度センサとサーミスタからなる全
体のサイズを幾分か小さくすることができたかに思え
る。しかし、サーモパイルの占める領域とサーミスタの
占める領域が同一平面上に存在しているため、素子２個
分の面積が必要となり、結果としては大幅な小型化には
結び付かなかった。従って、外耳道のような細い管内に
奥まで挿入できるような小型のサーモパイル型温度セン
サを製作することができなかった。

【０００９】本発明は叙上の従来例の欠点に鑑みてなさ
れたものであり、その目的とするところは、温度計測用
のサーモパイルとサーミスタのような温度計測素子とを
有するサーモパイル型温度センサの小型化を図ることに
ある。また、本発明の別な目的は、冷接点温度を赤外線
の影響を受けることなく正確に計測できるようにするこ
とにある。

【００１０】

【発明の開示】請求項１に記載のサーモパイル型温度セ
ンサは、温接点と冷接点を有するサーモパイルをセンサ
基板上に形成されたサーモパイル型温度センサにおい
て、センサ基板の、サーモパイルが形成されている面と
反対面に、サーミスタのような温度計測素子を設けたこ
とを特徴としている。

【００１１】請求項２に記載のサーモパイル型温度セン
サは、温接点と冷接点を有するサーモパイルを形成され
たセンサ基板が、サーモパイルを形成されている面と反
対側の面をサーミスタのような温度計測素子の上に載置
され、一体化されていることを特徴としている。

【００１２】請求項１及び請求項２に記載したサーモパ
イル型温度センサは、サーミスタのような温度計測素子
とサーモパイルとが積層された構造となっているので、
温接点と冷接点の間の温度差を計測するためのサーモパ
イルと冷接点の温度を計測するための温度計測素子を備
えたサーモパイル型温度センサを小型化することができ
る。従って、センサ基板の元になる１枚の親基板（半導
体ウエハなど）から得ることができるセンサ数が多くな
り、サーモパイル型温度センサを低コスト化することが
できる。

【００１３】また、サーモパイル型温度センサを小型化
することができるので、細い管や孔などの奥までサーモ
パイル型温度センサを挿入することができ、例えば耳式
温度計に用いる場合には、外耳道内の奥深く（鼓膜の近
く）まで入れることが可能になり、正確に温度（体温）
測定をすることができる。

【００１４】さらに、サーモパイルと温度計測素子とが
互いにセンサ基板の反対面に設けられているので、サー
モパイル側に赤外線が照射されても、温度計測素子はセ
ンサ基板の裏側にあって赤外線の影響を受けにくく、冷
接点の温度を正確に計測することができる。よって、温
接点側で計測している対象物の温度も精度良く計測する
ことができる。

【００１５】もし、赤外線がサーモパイル側からセンサ
基板を透過して多少でも温度計測素子に届く恐れがある
場合には、サーモパイルと温度計測素子の中間に赤外線
遮断層を設ければ、温度計測素子における赤外線の影響
を排除することができ、より計測精度を向上させること
ができる。

【００１６】

【発明の実施の形態】（第１の実施形態）図１及び図２
は本発明の一実施形態によるサーモパイル型温度センサ
１のセンサ取付基板１６への実装前と実装後の状態を示
す断面図である。図１に示すように、シリコン基板から
なるヒートシンク（センサ基板）２の上面中央部には、
皿状ないし擦り鉢状をした凹部３が形成されており、凹
部３の上面には電気的な絶縁性を有する温接点支持膜
（絶縁薄膜）４が平面状に張られている。温接点支持膜
４は、Ｓｉ０₂やＳｉＮなどによって形成されており、
熱容量を小さくするため数ミクロンの厚みにしている。
なお、図には示していないが、温接点支持膜４の一部に
は、シリコン基板をエッチングして凹部３を形成するす
るために用いた微小な孔もしくはスリットがあいてい
る。

【００１７】ヒートシンク２の上面と温接点支持膜４の
上面の間には、図３に示すように、第１熱電材料５と第
２熱電材料６が交互に配線されており、ヒートシンク２
上面で第１及び第２熱電材料５，６を接合させて熱電対
の冷接点７を設け、温接点支持膜４上面で第１及び第２
熱電材料５，６を接合させて熱電対の温接点８を設け、
これによって熱電対が直列に接続された温度計測用のサ
ーモパイル９を形成している。また、サーモパイル９の
両端には、それぞれ電極１０が設けられている。なお、
温接点８の上は赤外線吸収体により覆ってもよい。従っ
て、温接点８に赤外線が照射されると、温接点８に熱起
電力が発生し、サーモパイル９の両端の電極１０からは
温接点８と冷接点７との温度差に応じた起電力が出力さ
れる。

【００１８】ヒートシンク２の下面全面には、アルミニ
ウム薄膜１１を形成してあり、アルミニウム薄膜１１は
絶縁薄膜１２で全体を覆われている。なお、赤外線遮断
層としては、アルミニウム薄膜１１以外の金属薄膜や多
層反射膜を用いてもよいが、安価なアルミニウム薄膜１
１が好ましい。この絶縁薄膜１２の表面には、図４に示
すような薄膜サーミスタ１３が形成されており、薄膜サ
ーミスタ１３の両端には引出し配線１４，１５が設けら
れている。ヒートシンク２は熱容量が大きいので、温度
変化が小さく、冷接点７とヒートシンク２の温度は等し
い。従って、薄膜サーミスタ１３によりヒートシンク２
の温度を測定することにより、冷接点７の温度を計測す
ることができる。

【００１９】サーモパイル型温度センサ１を実装するた
めのセンサ取付基板１６の上面には、図１及び図５に示
すように、薄膜サーミスタ１３と対向する領域が一段低
くなっていて凹所１７が形成されており、その両側に薄
膜サーミスタ１３の引出し配線１４，１５と接続するた
めの配線パターン１８が形成されている。しかして、図
２に示すように、サーモパイル型温度センサ１をセンサ
取付基板１６上に載置し、薄膜サーミスタ１３の引出し
配線１４，１５を導電性接着剤１９でセンサ取付基板１
６の配線パターン１８にダイボンドすることにより、サ
ーモパイル型温度センサ１をセンサ取付基板１６に固定
すると共に薄膜サーミスタ１３の引出し配線１４，１５
と配線パターン１８とを電気的に接続される。

【００２０】さらに、サーモパイル９の両電極１０にボ
ンディングワイヤ（図示せず）を結線してサーモパイル
９の出力（温度変化）をセンサ取付基板１６上へ、ある
いはセンサ取付基板１６外へ取り出すことができるよう
にし、センサ取付基板１６の配線パターン１８から出力
回路に配線をつなぐことで薄膜サーミスタ１３の出力
（冷接点７の温度）を取り出すことができる。

【００２１】このサーモパイル型温度センサ１は、上記
のような構造を有しているから、次のような特徴があ
る。ヒートシンク２のサーモパイル形成面と対向する面
に薄膜サーミスタ１３を形成しているので、サーモパイ
ル９と同程度の占有面積でサーモパイル９及び薄膜サー
ミスタ１３を配置することができ、サーモパイル型温度
センサ１のチップサイズを非常に小さくすることができ
る。特に、耳式体温計として用いる場合には、サーモパ
イル型温度センサ１を小型化することにより、一番正確
な体温が検出できる鼓膜付近まで温度センサ１を入れる
ことができ、正確に体温を図ることができる。さらに、
チップサイズを小さくすることができるので、１枚のシ
リコンウエハから得ることのできるチップ個数が増加
し、温度センサ１のコストを安価にすることができる。

【００２２】また、薄膜サーミスタ１３はサーモパイル
９と反対側の面に設けられているので、サーモパイル９
に赤外線が照射されても、ヒートシンク２が赤外線を通
さない場合にはヒートシンク２や温接点支持膜４によっ
て赤外線が遮断され、ヒートシンク２が赤外線に対して
透明である場合には、この実施形態のようにアルミニウ
ム薄膜１１を設けることによって赤外線を遮断すること
ができる。従って、薄膜サーミスタ１３は赤外線の影響
を全く受けることなく、正確に冷接点７の温度を検出す
ることができ、サーモパイル型温度センサ１の温度計測
精度も向上する。

【００２３】さらに、センサ取付基板１６の上面には、
凹所１７を設けて薄膜サーミスタ１３とセンサ取付基板
１６とが接触しないようにしているので、センサ取付基
板１６に万一温度変化が起きても薄膜サーミスタ１３は
センサ取付基板１６に影響されることなく、冷接点７温
度を正確に検出できる。

【００２４】また、ヒートシンク２下面の温度計測素子
として薄膜サーミスタ１３を用いているので、サーモパ
イル９を形成するヒートシンク２とほぼ等しい体積でサ
ーモパイル型温度センサ１を製作することが可能にな
る。つまり、冷接点７の温度を計測するための素子をヒ
ートシンク２に一体化してもサーモパイル型温度センサ
１が大きくならず、小型で、かつ測定精度の高いサーモ
パイル型温度センサ１が得られる。

【００２５】また、サーモパイル型温度センサ１をセン
サ取付基板１６に実装する際、導電性接着剤１９を用い
れば、サーモパイル型温度センサ１のセンサ取付基板１
６への固定と薄膜サーミスタ１３と配線パターン１８と
の電気的接続とを同時に行うことができ、作業工程を削
減できる。

【００２６】つぎに、上記サーモパイル型温度センサ１
の製造プロセスを図６（ａ）〜（ｇ）により説明する。
まず、ヒートシンク２となるシリコン基板２０の裏面に
アルミニウムをスパッタリングし、アルミニウム薄膜１
１を形成する［図６（ａ）］。ついで、ＣＶＤ装置など
によりシリコン基板２０の両面にシリコン酸化膜やシリ
コン窒化膜等の絶縁薄膜４ａ，１２を堆積させ［図６
（ｂ）］、絶縁薄膜１２の上に薄膜サーミスタ１３とそ
の引出し配線１４，１５を形成し、パターニングする
［図６（ｃ）］。この後、シリコン基板２０の表面に異
種金属、例えばポリシリコン（第１熱電材料５）とアル
ミニウム（第２熱電材料６）等を直列に接続して温接点
８と冷接点７を有するサーモパイル９を形成する［図６
（ｄ）］。さらに、シリコン基板２０の両面にＣＶＤ装
置などにより酸化膜を堆積させて、表裏両面を酸化膜２
１で覆った［図６（ｅ）］後、シリコン基板２０表面
の、サーモパイル９下の領域をウエットエッチングによ
り一部除去する［図６（ｆ）］。このとき、図では省略
してあるが、表面の絶縁薄膜４ａには微小な孔やスリッ
ト等を開口してあり、その隙間からエッチング液がシリ
コン基板２０に接触し、シリコン基板２０に凹部３がエ
ッチングされ、その上に絶縁膜４ａの一部からなる温接
点支持膜４が形成される。最後に、基板表面に堆積して
いる酸化膜２１をフッ酸等でウエットエッチング除去す
ると、サーモパイル型温度センサ１が完成する［図６
（ｇ）］。

【００２７】（第２の実施形態）図７及び図８は本発明
の別な実施形態によるサーモパイル型温度センサ３１の
センサ取付基板１６への実装前と実装後の状態を示す断
面図である。このサーモパイル型温度センサ３１は、薄
膜サーミスタ１３の一方の引出し配線１５がヒートシン
ク２を介してその上面のサーミスタ用パッド（ワイヤボ
ンディング用パッド）３２と導通している点が特徴であ
る。

【００２８】このためには、まず一方の引出し配線１５
をヒートシンク２と電気的に接続する必要がある。すな
わち、ヒートシンク２と薄膜サーミスタ１３の一方の引
出し配線１５とは、つぎのようにして電気的に導通させ
ている。例えばヒートシンク２となるシリコン基板とし
てｎ型のものを使用する場合には、シリコン基板（ヒー
トシンク２）の裏面にリン（Ｐ）をドープしてｎ⁺層を
形成しておく。このｎ⁺層の上にアルミニウム薄膜１１
を形成した後、熱処理によりシリコン基板とアルミニウ
ム薄膜１１をオーミック接続させる。また、アルミニウ
ム薄膜１１の上に形成された絶縁薄膜１２に薄膜サーミ
スタ１３及び引出し配線（アルミニウム電極）１４，１
５を形成する際、一方の引出し配線１５の位置で絶縁薄
膜１２に窓を開口しておくことにより、薄膜サーミスタ
１３の一方の引出し配線１５をアルミニウム薄膜１１に
接続する。これによって、薄膜サーミスタ１３の一方の
引出し配線１５がヒートシンク２と電気的に導通させら
れる。

【００２９】一方、ヒートシンク２の上面に形成された
絶縁薄膜４ａを開口し、その上にサーミスタ用パッド３
２を設け、熱処理によりサーミスタ用パッド３２とヒー
トシンク２をオーミック接合させる。こうして、ヒート
シンク２の下面に形成された薄膜サーミスタ１３の一方
の引出し配線１５は、ヒートシンク２上面のサーミスタ
用パッド３２と電気的に導通する。また、絶縁薄膜１２
の上に形成された薄膜サーミスタ１３の表面はさらに絶
縁薄膜１２で覆われており、他方の引出し配線１４だけ
が絶縁薄膜１２から露出している。

【００３０】この実施形態のセンサ取付基板１６には、
凹所１７はなく、フラットな表面に帯状の配線パターン
１８が設けられている。しかして、図７に示すように、
センサ取付基板１６上面の配線パターン１８の通過して
いる領域にサーモパイル型温度センサ３１の面積程度の
広さに導電性接着剤１９を塗布し、図８に示すように、
その上にサーモパイル型温度センサ３１を接着固定す
る。

【００３１】このような構造では、サーモパイル型温度
センサ３１の下面には引出し配線１４が１個しかないた
め、サーモパイル型温度センサ３１をセンサ取付基板１
６にダイボンドする際にシビアな位置合わせが不要とな
り、作業が容易になると共に作業効率が向上する。ま
た、センサ取付基板１６に特別な加工が不要となるの
で、コストダウンにつながる。なお、この実施形態のサ
ーモパイル型温度センサ３１を図５に示したようなセン
サ取付基板１６に実装してもよい。

【００３２】また、一方の引出し配線１５は、アルミニ
ウム薄膜１１に接続することによってヒートシンク２に
導通させているので、薄膜サーミスタ１３の形状にかか
わらず、引出し配線１５を任意の位置で容易にアルミニ
ウム薄膜１１に接続することができる。

【００３３】（第３の実施形態）図９及び図１０は本発
明のさらに別な実施形態によるサーモパイル型温度セン
サ４１のセンサ取付基板１６への実装前と実装後の状態
を示す断面図である。このサーモパイル型温度センサ４
１では、ヒートシンク２の上面の凹部３と対向させて下
面にも凹部４２を形成してあり、下面の凹部４２内の天
面にアルミニウム薄膜１１及び絶縁薄膜１２を介して薄
膜サーミスタ１３を設けている。この薄膜サーミスタ１
３の一方の引出し配線１５は、第２の実施形態の場合と
同じ方法により、ヒートシンク２を介してその上面のサ
ーミスタ用パッド３２に導通させられており、他方の引
出し配線１４は凹部３の外のヒートシンク２の下面に導
かれている。

【００３４】この実施形態では、センサ取付基板１６と
して金属基板を用いた場合を示してあり、このセンサ取
付基板１６の上面に導電性接着剤１９を塗布してサーモ
パイル型温度センサ４１をダイボンドすることにより、
サーモパイル型温度センサ４１を接着固定すると共に、
下面の引出し配線１４をセンサ取付基板１６に導通させ
ている。

【００３５】なお、図では、赤外線カット用のアルミニ
ウム薄膜１１を介して薄膜サーミスタ１３の引出し配線
１５をヒートシンク２に接続しているが、引出し配線１
５としてアルミニウム電極を用いれば、アルミニウム薄
膜１１のない箇所で直接ヒートシンク２に接合させるこ
とが可能である。また、薄膜サーミスタ１３とヒートシ
ンク２の間のアルミニウム薄膜１１を省略し、サーミス
タ１３の引出し配線１５にアルミ電極を用いて直接ヒー
トシンク２と電気的接続をとるようにすれば、赤外線照
射の影響は受けるが、作製工程を削減することが可能と
なる。

【００３６】この実施形態では、センサ取付基板１６と
して金属基板を用いているので、薄膜サーミスタ１３の
引出し配線１４の接続個所が自由となり、接続作業も容
易になる。また、センサ取付基板１６に一切の加工が不
要となり、市販のセンサ取付基板１６（センサステム）
を使用することが可能になる。なお、第１及び第２の実
施形態で、センサ取付基板１６として金属基板を用いて
も同様の効果が得られる。

【００３７】また、ヒートシンク２下面に凹部４２を設
け、この凹部４２内に薄膜サーミスタ１３を設けている
ので、センサ取付基板１６に凹所１７などを設けずと
も、薄膜サーミスタ１３がセンサ取付基板１６と接触す
ることがなく、薄膜サーミスタ１３により冷接点温度を
正確に検出することができる。

【００３８】なお、この実施形態のサーモパイル型温度
センサ４１の製造方法については、はじめにシリコン基
板の下面に凹部４２を形成しておけば、その後は図６に
示した方法と同様な方法によって製造することができ
る。

【００３９】（第４の実施形態）図１１及び図１２はそ
れぞれ本発明のさらに別な実施形態によるサーモパイル
型温度センサ５１，６１の構造を示す断面図である。こ
のサーモパイル型温度センサ５１、６１にあっては、ヒ
ートシンク２の上面にサーモパイル９を形成したセンサ
チップ５２を市販のサーミスタ５３の上面に接合してい
る。

【００４０】図１１のサーモパイル型温度センサ５１の
ようにヒートシンク２とサーミスタ５３のチップサイズ
がほぼ同じである場合には、センサチップ５２をサーミ
スタ５３上にダイボンドする際、センサチップ５２のヒ
ートシンク２下面に設けられたアルミニウム薄膜１１を
サーミスタ５３の上面電極と導電性接着剤５４で接続
し、センサチップ５２の上面のサーミスタ用パッド３２
に引き出す。サーミスタ５３の下面電極も、同様に導電
性接着剤１９によりセンサ取付基板１６に固定するとと
もに電気的に接続する。

【００４１】あるいは、図１２のサーモパイル型温度セ
ンサ６１ようにセンサチップ５２に比ベてサーミスタ５
３のチップサイズが大きな場合には、サーミスタ５３が
センサチップ５２からはみ出るので、サーミスタ５３の
上面電極は、センサチップ５２からはみ出た部分６２で
ワイヤボンディングにより直接取り出すことが可能とな
る。

【００４２】図１２の場合のように、サーミスタ５３の
形状がセンサチップ５２よりも大きい場合には、センサ
チップ５２として従来のサーモパイル型温度センサを使
用することが可能になる。従来のセンサをサーミスタ５
３の上に実装することでセンサ全体のダイボンド必要面
積が縮小し、サーミスタ５３上部の電極取り出しをサー
ミスタ５３から直接ワイヤボンディングにて行うことに
より、製造工程が簡略化される。例えば、サーミスタ５
３とセンサチップ５２の間に赤外線カット用のアルミニ
ウム薄膜１１を形成する場合でも、アルミニウム薄膜１
１とヒートシンク２を熱処理によりオーミック接続する
必要がなくなる。

【００４３】市販のサーミスタ５３で、大量購入などに
より低廉な価格で購入できるものがあれば、この実施形
態のような構造を採用すれば、ヒートシンク２の下面に
薄膜サーミスタ１３を形成するより全体のコストが安く
なることも考えられる。コストの算出は容易に可能であ
るため、市販のサーミスタ５３を使用するかセンサ基板
に薄膜サーミスタ１３を使用するかを使い分けることに
より、低コストのサーモパイル型温度センサを提供する
ことが可能となる。

【００４４】（第５の実施形態）図１３は本発明のさら
に別な実施形態によるサーモパイル型温度センサ７１の
構造を示す断面図である。この実施形態は、市販のサー
ミスタ５３の中でも小さなサーミスタ５３を使用した場
合を示している。小さなサーミスタ５３の上にセンサチ
ップ５２を重ねると不安定にあるので、以下に述べるよ
うな構造にしている。

【００４５】センサチップ５２のヒートシンク２下面
に、サーミスタ５３の高さとほぼ等しい深さの凹部４２
を形成し、この凹部４２の天面に赤外線カット用のアル
ミニウム薄膜１１を成膜して熱処理によりアルミニウム
薄膜１１をヒートシンク２と電気的に接続する。また、
ヒートシンク２の上面には、サーモパイル９と共に、ヒ
ートシンク２に導通したサーミスタ用パッド３２を設け
ておく。そして、センサ取付基板（金属基板）１６の上
に導電性接着剤７２を塗布し、導電性接着剤７２により
サーミスタ５３の下面電極をセンサ取付基板１６に固定
するとともに電気的接続する。ついで、センサ取付基板
１６とサーミスタ５３上面にそれぞれ導電性接着剤５
４，７２を塗布しておき、センサチップ５２下面のアル
ミニウム薄膜１１をサーミスタ５３の上面電極に接着し
て電気的に導通させると共に、センサチップ５２下面を
センサ取付基板１６に接着してセンサチップ５２を固定
する。この時、センサチップ５２とセンサ取付基板１６
が接触する位置には、センサチップ５２側に絶縁薄膜４
が形成されているので、センサチップ５２とセンサ取付
基板１６は電気的に絶縁されている。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態によるサーモパイル型温度
センサのセンサ取付基板への実装前の断面図である。

【図２】同上のサーモパイル型温度センサのセンサ取付
基板への実装後の断面図である。

【図３】同上のサーモパイル型温度センサの上面図であ
る。

【図４】同上のサーモパイル型温度センサの下面図であ
る。

【図５】同上のセンサ取付基板の平面図である。

【図６】（ａ）〜（ｇ）は同上のサーモパイル型温度セ
ンサの製造工程説明図である。

【図７】本発明の別な実施形態によるサーモパイル型温
度センサのセンサ取付基板への実装前の断面図である。

【図８】同上のサーモパイル型温度センサのセンサ取付
基板への実装後の断面図である。

【図９】本発明のさらに別な実施形態によるサーモパイ
ル型温度センサのセンサ取付基板への実装前の断面図で
ある。

【図１０】同上のサーモパイル型温度センサのセンサ取
付基板への実装後の断面図である。

【図１１】本発明のさらに別な実施形態によるサーモパ
イル型温度センサのセンサ取付基板への実装後の断面図
である。

【図１２】本発明のさらに別な実施形態によるサーモパ
イル型温度センサのセンサ取付基板への実装後の断面図
である。

【図１３】本発明のさらに別な実施形態によるサーモパ
イル型温度センサのセンサ取付基板への実装後の断面図
である。

【符号の説明】

２ヒートシンク４絶縁薄膜７冷接点８温接点９サーモパイル１１アルミニウム薄膜１３薄膜サーミスタ１６センサ取付基板１９導電性接着剤２０シリコン基板４２凹所５３サーミスタ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】温接点と冷接点を有するサーモパイルを
センサ基板上に形成されたサーモパイル型温度センサに
おいて、センサ基板の、サーモパイルが形成されている面と反対
面に、サーミスタのような温度計測素子を設けたことを
特徴とするサーモパイル型温度センサ。
【請求項２】温接点と冷接点を有するサーモパイルを
形成されたセンサ基板が、サーモパイルを形成されてい
る面と反対側の面をサーミスタのような温度計測素子の
上に載置され、一体化されていることを特徴とするサー
モパイル型温度センサ。
【請求項３】前記サーモパイルと前記温度計測素子の
中間に、赤外線遮断層を設けたことを特徴とする、請求
項１又は２に記載のサーモパイル型温度センサ。