WO2021199647A1 - 温度センサおよび温度センサアレイ - Google Patents

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WO2021199647A1
WO2021199647A1 PCT/JP2021/003499 JP2021003499W WO2021199647A1 WO 2021199647 A1 WO2021199647 A1 WO 2021199647A1 JP 2021003499 W JP2021003499 W JP 2021003499W WO 2021199647 A1 WO2021199647 A1 WO 2021199647A1
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temperature
temperature sensor
sensor
thickness
flexible substrate
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PCT/JP2021/003499
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修一 舟橋
宏明 井手
達矢 福谷
法久 青木
正和 角田
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株式会社村田製作所
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Publication date
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    • G01K1/14—Supports; Fastening devices; Arrangements for mounting thermometers in particular locations
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
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    • H01C1/1406—Terminals or electrodes formed on resistive elements having positive temperature coefficient
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    • H01C1/14—Terminals or tapping points or electrodes specially adapted for resistors; Arrangements of terminals or tapping points or electrodes on resistors
    • H01C1/1413—Terminals or electrodes formed on resistive elements having negative temperature coefficient

Definitions

  • the present invention relates to a temperature sensor array including a plurality of temperature sensors and temperature sensors.
  • a temperature sensor in which a sensor unit is formed on a flexible substrate is known.
  • Such a temperature sensor can be configured to be flexible and thin as a whole, and is used in various applications for detecting the temperature of an object to be temperature-detected.
  • Patent Document 1 an opening is provided in the flexible substrate, a flexible thermistor is embedded and mounted as a sensor portion in the opening, and the height of the surface around the opening of the flexible substrate and the height of the exposed surface of the flexible thermistor.
  • a temperature sensor that is substantially the same as the above is disclosed. More specifically, for example, referring to FIG. 5 of Patent Document 1, a flexible thermistor 1A having a metal base material 11, a thermistor layer 15 and a pair of split electrodes 21 and 22 is covered with a base layer 51, a wiring conductor layer 52 and a cover.
  • a thin film thermistor portion and a pair of comb-shaped electrodes are provided as sensor portions on the surface of an insulating film which is a flexible substrate, and at least a part of the insulating film directly under the thin film thermistor portion is provided.
  • a temperature sensor formed thinner than the rest of the insulating film is disclosed. More specifically, for example, referring to FIG. 1 of Patent Document 2, a thin film thermistor portion 3 and a pair of comb-shaped electrodes 4 are provided on the surface of the insulating film 2, and these are coated with a protective film 6 to form an insulating film.
  • a recess 2a is provided directly below the thin film thermistor portion 3 in 2.
  • a load can be applied to the temperature sensor in which the sensor portion is formed on the flexible substrate in the thickness direction thereof.
  • the temperature sensor is sufficiently brought into contact with the temperature-detected object with a certain amount of force.
  • the stress generated in the sensor part (more specifically, the thermistor layer) may cause a resistance change due to deformation of the sensor part or deterioration due to crack generation in the sensor part.
  • it may lead to a decrease in temperature detection accuracy. Under such circumstances, there is a demand for a temperature sensor having excellent load bearing performance and high temperature detection accuracy.
  • the height of the surface around the opening of the flexible substrate and the height of the exposed surface of the flexible thermistor are substantially the same, so that the thickness of the temperature sensor is substantially the same as that of the temperature sensor.
  • the load is applied to the flexible thermistor (particularly the thermistor layer) according to the ratio of the area of the exposed surface of the flexible thermistor to the total area of the contact region, the generation of stress in the thermistor layer is eliminated. It is not always possible to obtain sufficient load bearing performance, resistance changes due to deformation of the thermistor layer, and deterioration due to cracks in the thermistor layer may occur, and it is difficult to obtain high temperature detection accuracy. Focusing only on the improvement of the load-bearing performance, it is conceivable to make the area of the contact area of other parts considerably larger than the area of the exposed surface of the flexible thermistor.
  • the area of the contact area of the other part becomes too large, and the heat of the temperature-sensitive object (heat source) passes through the other part, such as the wiring or the surface opposite to the contact surface. It is conducted and lost, and high temperature detection accuracy is still not obtained.
  • the temperature sensor disclosed in Patent Document 2 at least a part directly under the thin film thermistor portion of the insulating film is formed thinner than the other portion of the insulating film (a recess is provided).
  • a load is applied to the temperature sensor in the thickness direction, more specifically, when the temperature sensor (thin film thermistor side) is brought into contact with the temperature-sensitive object and pressed against the temperature sensor, the above load is applied. It is possible to prevent (pressing pressure) from being directly applied to the thin film thermistor portion in the thickness direction.
  • the above load acts on the thin film thermistor portion in the in-plane horizontal direction of the insulating film (in particular, the protective film covers the upper surface and the entire circumference of the thin film thermistor portion and the pair of comb-shaped electrodes. When it is covered, it acts remarkably in the horizontal direction), so it is not possible to eliminate the generation of stress in the thin film thermistor part, and it is not always possible to obtain sufficient load bearing performance. It is difficult to obtain high temperature detection accuracy because resistance changes due to deformation and deterioration due to cracks in the thin film thermistor portion may occur. In addition, the heat of the object to be temperature-detected (heat source) may be conducted and lost through the entire temperature sensor, and high temperature detection accuracy cannot be obtained.
  • An object of the present invention is to provide a temperature sensor having excellent load bearing performance and high temperature detection accuracy.
  • a further object of the present invention is to provide a temperature sensor array including a plurality of such temperature sensors.
  • a temperature sensor in which a sensor unit is formed on a flexible substrate.
  • the flexible substrate is located at an end portion of the flexible substrate and is adjacent to a first portion on which the sensor portion is formed in a distal direction from the end portion and faces each other.
  • the surface of the first portion opposite to the sensor portion and the first surface of the second portion are on the same surface.
  • At least the first surface of the second part forms a detection surface that comes into contact with the temperature-sensitive object.
  • a temperature sensor in which the total thickness of the first portion and the sensor portion is smaller than the maximum thickness of the second portion.
  • the plurality of temperature sensors of the present invention are included, and the plurality of temperature sensors have a common connection portion at or near the end portion of the flexible substrate opposite to the first portion.
  • a temperature sensor array connected to is provided.
  • a temperature sensor having excellent load bearing performance and high temperature detection accuracy. Further, according to the present invention, a temperature sensor array including a plurality of such temperature sensors is provided, and the same effect as described above can be obtained.
  • FIG. 5 is a schematic cross-sectional schematic diagram illustrating a usage mode of the temperature sensor according to the embodiment of FIG. It is a schematic cross-sectional schematic diagram of the temperature sensor in another embodiment of this invention.
  • FIG. 5 is a schematic cross-sectional schematic diagram illustrating a usage mode of the temperature sensor according to the embodiment of FIG.
  • FIG. 5 is a schematic cross-sectional schematic diagram illustrating a usage mode of a modified example of the temperature sensor according to the embodiment of FIG. (A) is a schematic cross-sectional schematic diagram for explaining the usage mode of the modified example of the temperature sensor of the embodiment of FIG.
  • FIG. 7 It is a figure which shows another specific example of the temperature sensor in embodiment of FIG. 7, (a) is a schematic cross-sectional schematic diagram in the ZZ cross section of (b), and (b) is transparent to an internal structure. It is a schematic schematic top view which shows only the electrode and the extraction electrode part (c). It is a figure which shows another specific example of the temperature sensor in embodiment of FIG. 7, (a) is a schematic cross-sectional schematic diagram in the ZZ cross section of (b), and (b) is transparent to an internal structure. It is a schematic schematic top view which shows only the electrode and the extraction electrode part (c).
  • FIG. 12 It is a schematic schematic top view which shows the temperature sensor array in one Embodiment of this invention, and is the figure which shows through the internal structure excluding the sensor part and the 1st part. It is a schematic schematic perspective view explaining the usage mode of the temperature sensor array in the embodiment of FIG. 12, and is the figure which shows through a part of the internal structure.
  • (A) is a schematic top view showing a pattern of a comb-shaped electrode and a drawer electrode portion in the temperature sensor array produced in Comparative Example 1
  • (b) is a schematic schematic diagram of the temperature sensor array produced in Comparative Example 1. It is a top view.
  • (A) is a graph showing the result of the load test of Comparative Example 1
  • (b) is a graph showing the result of the load test of Example 1.
  • (A) is a schematic top view showing a pattern of a comb-shaped electrode and a drawer electrode portion in the temperature sensor array produced in Comparative Example 2 and (b) is a schematic schematic diagram of the temperature sensor array produced in Comparative Example 2. It is a top view.
  • (A) is a schematic top view showing a pattern of a comb-shaped electrode and a drawer electrode portion in the temperature sensor array produced in Example 1
  • (b) is a schematic schematic diagram of the temperature sensor array produced in Example 1. It is a top view.
  • the thickness t of the opposing object metal plate
  • the total thickness d 1 of the first portion and the sensor portion the maximum thickness d 2 of the second portion
  • A is a schematic schematic top view showing a pattern of a comb-shaped electrode and a drawer electrode portion in the temperature sensor array manufactured in Example 3
  • (b) is a schematic schematic top view of the thermistor element manufactured in Example 3. It is a figure.
  • the present embodiment relates to a temperature sensor in which a sensor portion is formed on a flexible substrate.
  • the flexible substrate 20 is located at one end X of the flexible substrate 20, and the first portion 11 and the first portion 11 on which the sensor portion 10 is formed are formed. Includes a second portion 12 having a maximum thickness d 2 between a first surface A 2 and a second surface B 2 that are distal to the end X and face each other with respect to one portion 11.
  • the "maximum thickness” means the maximum thickness of the entire temperature sensor.
  • the sensor unit 10 is formed on the first portion 11, the surface A 1 of the side opposite to the sensor portion 10 of the first portion 11, the first surface of the second portion 12 A 2 is on the same plane.
  • the fact that the two surfaces are "on the same surface” means that a common plane is formed when no load (or external force) is applied to the temperature sensor, and this is when a load is applied. It is not limited, and may be curved and / or bent, for example.
  • the total thickness d 1 of the first portion 11 and the sensor portion 10 is smaller than the maximum thickness d 2 of the second portion 12, preferably the ratio (thickness) of d 1 to d 2.
  • the total thickness d 1 of the first portion 11 and the sensor portion 10 is a dimension in the thickness direction between the surface A 1 of the first portion 11 and the exposed surface B 1 of the sensor portion 10 facing the surface A 1.
  • the sensor unit 10 is not particularly limited as long as it has a function of detecting temperature, but may include, for example, a thermistor layer and two electrodes that are in contact with the thermistor layer and are arranged apart from each other, and further include a cover layer ( Or a protective film) may or may not be included.
  • the thermistor layer and the two electrodes can be of any suitable material, of any suitable structure and arrangement, and the like.
  • the thermistor layer for example, the material disclosed in Patent Document 3 can be used.
  • the electrodes may be, for example, a pair of comb-shaped electrodes formed in contact with the thermistor layer, or a pair arranged in contact with the thermistor layer (and preferably facing a non-connecting internal electrode).
  • the first portion 11 and the second portion 12 may appropriately include two extraction electrode portions drawn from the two electrodes of the sensor portion 10, two wirings electrically connected to each of them, and the like.
  • the electrode and the extraction electrode portion may be formed separately, but preferably integrally. The number of thermistor layers, electrodes, extraction electrode portions, and wirings may be larger.
  • the temperature sensor 30 of the present embodiment can be configured to be flexible and thin as a whole.
  • the material and thickness of the flexible substrate 20 responsible for flexibility can be appropriately selected, but the maximum thickness d 2 is preferably 200 ⁇ m or less, more preferably 100 ⁇ m or less, and the lower limit is not particularly limited, but for example. It can be 60 ⁇ m or more.
  • the sensor unit 10 is arranged close to the second portion 12. Therefore, (the end face in one end portion X (embodiment illustrated the flexible substrate 20), the dimensions between the boundary of the first portion 11 and second portion 12) the length L 1 of the first portion 11 is better small It can be preferably, for example, 30 mm or less, particularly 20 mm or less, more preferably 10 mm or less, and in some cases 5 mm or less, and the lower limit is not particularly limited, but can be, for example, 1 mm or more. Although not limited to this embodiment, when d 1 / d 2 is 0.83 or less, L 1 can be 9.5 mm or less.
  • the length L 2 of the second portion 12 (in this embodiment, between the boundary between the first portion 11 and the second portion 12 and the other end Y (end face in the illustrated embodiment) of the flexible substrate 20).
  • the dimensions are not particularly limited, and may vary depending on the application of the temperature sensor 30.
  • the first side A 2 of at least the second portion 12 is used so as to contact with the temperature detection object 41.
  • the first side A 2 of at least the second portion 12 is in contact with the temperature detection object 41 (more specifically, close contact is pressed against the object to be temperature detection object 41) forms the sensing surface.
  • Surface A 1 of the sensor portion 10 and the opposite side of the first portion 11 may also be in contact with the temperature detection object 41 (which may form a detection surface), the surface A 1 is in contact always with the temperature detection object 41 It does not have to be, for example, it may "float" from the temperature-sensitive object 41.
  • the temperature sensor 30 can be used in a state of being pressed between the temperature-sensitive object 41 and the object 43 facing the temperature-detected object 41.
  • the second surface B 2 of the second portion 12 may come into contact with the opposing object 43.
  • the opposing object 43 is not particularly limited, but may be, for example, a metal plate or the like.
  • the second portion 12 on which the sensor portion 10 is not formed has a maximum thickness d 2, and therefore, when a load is applied in the thickness direction of the temperature sensor 30, when a load is applied.
  • the load is applied to the second portion 12, and is not directly applied to the sensor portion 10 formed in the first portion 11. Further, by applying a load to the second portion 12, stress can be propagated to the first portion 11 adjacent to the second portion 12, but the first portion 11 is located at the end X of the flexible substrate 20. Since it is free, stress can be effectively relieved.
  • the generation of stress in the sensor unit 10 can be substantially eliminated, and excellent load bearing performance can be obtained.
  • the temperature sensor 30 of the present embodiment it is possible to prevent a decrease in temperature detection accuracy due to the generation of stress in the sensor unit 10.
  • the temperature sensor 30 of this embodiment form a detection surface that first side A 2 of the second portion 12 is in contact with the temperature detection object 41, the first surface A 2 is the load (pressing force) Since the sensor unit 10 is formed in the first portion 11 adjacent to the second portion 12 and is pressed against the temperature-sensitive object 41 to be brought into close contact with the temperature-detected object 41, the temperature of the temperature-detected object 41 is raised by the sensor unit 10. It can be detected with high accuracy. That is, according to the present embodiment, there is provided a temperature sensor 30 which is excellent in load bearing performance and can obtain high temperature detection accuracy.
  • the flexible substrate 20' is located at one end X of the flexible substrate 20', and the sensor portion 10 is formed in the first portion 11 , a second portion having a maximum thickness d 2 between the first portion 11 adjacent the distal direction from the end portion X relative, and together the first surface a 2 opposite 'and the second surface B 2' 'and, second portion 12' 12 adjacent the distal direction from the end portion X relative, and between the third surface a 3 and the fourth surface B 3 opposite to each other, the maximum thickness d 2 is smaller than and a third portion 13 having a thickness d 3.
  • the first portion 11, the second portion 12', and the third portion 13 appropriately include two extraction electrode portions drawn from the two electrodes of the sensor portion 10, and two wirings electrically connected to each of them. You can stay.
  • a fourth surface B 3 of the third portion 13 second portion 12' the temperature sensor 30 of this embodiment the second surface B 2 'and it is of, on the same plane. Therefore, since the thickness d 3 of the third portion 13 is smaller than the maximum thickness d 2 of the second portion 12', the third surface A 3 of the third portion 13 is the first surface A of the second portion 12'. It is in a deep position with respect to 2'.
  • Such a flexible substrate 20' can be understood as having a substantially S-shaped cross-sectional shape as a whole composed of the first portion 11, the second portion 12', and the third portion 13.
  • the temperature sensor 30 of the present embodiment 'in (this embodiment, first portion 11 and second portion 12' length L 2 of the boundary of the second portion 12 'and the third portion
  • the dimension can be appropriately selected within the dimension that gives the minimum area required for the detection surface, which will be described later, and within the dimension that can achieve even higher temperature detection accuracy.
  • the length L 3 of the third portion 13 (the dimension between the boundary between the second portion 12'and the third portion 13 and the other end Y of the flexible substrate 20') is not particularly limited, and the temperature is not particularly limited. It can vary depending on the application of the sensor 30'.
  • Such a temperature sensor 30 'of the present embodiment at least a second part 12' first side A 2 of 'is used so as to contact with the temperature detection object 41.
  • at least a second part 12 'first side A 2 of' is in contact with the temperature detection object 41 (more specifically, close contact is pressed against the object to be temperature detection object 41) forms the sensing surface.
  • Surface A 1 of the sensor portion 10 and the opposite side of the first portion 11 may also be in contact with the temperature detection object 41 (which may form a detection surface), the surface A 1 is in contact always with the temperature detection object 41 It does not have to be, for example, it may "float" from the temperature-sensitive object 41.
  • Third surface A 3 of the third portion 13 is spaced apart from the temperature detection object 41 (not in contact), for example if the third portion 13 is curved, the third surface A 3 is the temperature It is possible that the detection object 41 may be partially contacted.
  • the temperature sensor 30' can be used in a state of being pressed between the temperature-sensitive object 41 and the object 43 facing the temperature-detected object 41.
  • the fourth surface B 3 of the third portion 13 may also be in contact with the face object 43.
  • a load pressing pressure
  • a first surface A 2 to close contact pressed against the object to be temperature detection object 41' temperature sensor 30 of the present embodiment the first side A in the temperature sensor 30 of Embodiment 1 2 since is smaller than that, hardly conducted to the thermal of the temperature detection object 41 (heat source) and the second surface B 2 'and the fourth surface B 3 (more facing the object 43), more efficient sensor 10
  • the temperature of the object to be detected 41 can be detected by the sensor unit 10 with higher accuracy. That is, according to the present embodiment, in addition to the same effects as in the first embodiment, the temperature sensor 30'that can obtain even higher temperature detection accuracy is provided.
  • the area of the first surface A 2 ' is 3% or less.
  • the temperature sensor 30' In order to further improve the temperature detection accuracy, it is preferable to adjust the heat insulating property and the heat radiating property of the temperature sensor 30'according to the temperature-sensitive object 41 (heat source).
  • the heat source of the temperature-sensitive object 41 When the heat source of the temperature-sensitive object 41 is small, the temperature sensor 30'is inserted between the temperature-detected object 41 and the opposing object 43 by suppressing heat conduction as much as possible (ensuring heat insulation). The temperature change of the temperature-sensitive object 41 can be reduced, and the temperature detection accuracy can be further improved.
  • the heat source of the temperature-sensitive object 41 When the heat source of the temperature-sensitive object 41 is large, the temperature sensor 30'is inserted between the temperature-detected object 41 and the opposing object 43 by increasing the heat conduction (ensuring heat dissipation). The temperature change of the temperature detection object 41 can be reduced, and the temperature detection accuracy can be further improved.
  • the temperature sensor 30 'shown in FIGS. 3-4 may expose the third surface A 3 of the third portion 13. This makes it possible to bring the adiabatic (other gases by or) air in the gap between the object temperature detection object 41 third surface A 3.
  • the third surface A 3 of the third portion 13 may be coated with a heat insulating material 15 in contact with the temperature detection object 41. This makes it possible to bring the adiabatic filled with thermally insulating material 15 the gap between the object temperature detection object 41 third surface A 3. If the influence on the sensor unit 10 is acceptable, the gap between the sensor unit 10 and the opposing object 43 may also be filled with the heat insulating material 15'to provide further heat insulation.
  • the heat insulating material may be any material having a low thermal conductivity, and may be, for example, a material having a thermal conductivity of 1 W / (m ⁇ K) or less.
  • the third surface A 3 of the third portion 13 may be coated with a heat dissipation material 15 to contact with the temperature detection object 41. This makes it possible to bring the heat radiation filled with heat dissipation material 15 the gap between the object temperature detection object 41 third surface A 3. If the influence on the sensor unit 10 is acceptable, the gap between the sensor unit 10 and the opposing object 43 may also be filled with the heat radiating material 15'to bring about further heat dissipation.
  • the heat-dissipating material may be any material having a high thermal conductivity, and may be, for example, a material having a thermal conductivity of 10 W / (m ⁇ K) or more.
  • FIGS. 6A to 6B when heat dissipation (cooling property) is required, as shown in FIGS. 6A to 6B, the load (pressing pressure) is increased to increase the facing object 43 and / or the temperature-sensitive object 41.
  • the opposed object 43 for example, a metal plate
  • FIG. 6 (a) shows the case of the temperature sensor 30 of the first embodiment
  • FIG. 6 (b) shows the case of the temperature sensor 30.
  • the case of the temperature sensor 30'of the second embodiment is shown).
  • the contact area between the oncoming object 43 and the temperature-sensitive object 41 may be appropriately adjusted. As a result, the heat of the temperature-sensitive object 41 can be released to the opposing object 43 to dissipate heat (cooling).
  • the sensor unit 10 is loaded by appropriately selecting the thickness t of the opposing object 43, the maximum thickness d 2 of the second portion 12 or 12', and the length L 1 of the first portion 11 (for example, it is possible to prevent the oncoming object 43 from being deformed and a load being directly applied to the sensor unit 10).
  • the temperature change of the temperature-detected object 41 due to the insertion of the temperature sensor 30'between the temperature-sensitive object 41 and the opposing object 43 can be suppressed to ⁇ 0.5 ° C. or less.
  • the second portion 12 ′′ is the first portion expansion portion 12a from the first portion 11 and the third portion 13 ′′. Includes a third partial expansion portion 12b from the above and a joint portion 12c that joins these expansion portions 12a and 12b.
  • the sensor unit 10 includes a thermistor layer 1 and two electrodes 3 that are in contact with the thermistor layer 1 and are spaced apart from each other, and further cover.
  • the layer (or protective film) 7 may or may not be included.
  • the two electrodes 3 are a pair of comb-shaped electrodes formed in contact with the thermistor layer 1, and in FIGS. 10 and 11, the two electrodes 3 are in contact with the thermistor layer 1. , And a pair of split electrodes arranged to face the non-connecting internal electrode 3'. (In FIGS.
  • the electrode 3 is integrally formed with the extraction electrode portion 5, and it is difficult to clearly define the boundary between the electrode 3 and the extraction electrode portion 5, but the electrode 3 is not.
  • the region facing the connection type internal electrode 3' may be included, and for convenience, the boundary is shown by a dotted line in FIGS. 10 (c) and 11 (d).
  • FIGS. 8 to 11 the first portion 11 is shown.
  • the reference numerals of the second portion 12 ′′, the first portion expansion portion 12a, the third portion expansion portion 12b, the third portion 13, and the like are omitted, by contrasting with FIG. 7, the symbols of these omitted members are omitted. It is grasped which part of FIGS. 8 to 11 it refers to.
  • FIGS. 8 to 11 it refers to.
  • a part of the thermistor layer 1 extends to the first part expansion part 12 of the second part 12 ′′.
  • the portion of the thermistor layer 1 existing in the first partial expansion portion 12 does not function as a sensor because the electrode 3 is not provided, and therefore is not included in the sensor portion 10. sea bream.
  • the first portion 11 and the first partial expansion portion 12a are formed on the first base material 21 and the first base material 21, and the two electrodes 3 of the sensor portion 10 are formed.
  • the third portion 13 and the third portion expansion portion 12b include a second base material 23 and two wirings 25 formed on the second base material 23.
  • the two lead electrode portions 5 and the two wirings 25 are electrically connected to each other via the joint portion 12c.
  • a cover layer 7 that covers the thermistor layer 1 and / or the electrode 3 may be provided.
  • a cover layer 27 that covers the wiring 25 may be provided.
  • connection portion such as a connector or the like.
  • connection portion and the joint portion 12c of the connector or the like can be understood as a secondary connection portion and a primary connection portion, respectively.
  • the bonding portion 12c is, for example, sealed with an anisotropic conductive film (ACF), a solder material, a conductive paste, and a curable resin at the contact portion (the periphery thereof is curable while the extraction electrode portion and the wiring are in contact with each other). Covering with resin, curing and sealing the resin), ultrasonic bonding, etc. can be mentioned.
  • ACF anisotropic conductive film
  • the second portion 12 ′′ centrally includes the extraction electrode portion 5, the wiring 25, and the joint portion 12c that joins them, so that relatively high rigidity can be obtained and the load bearing performance can be improved. Further improve.
  • the temperature sensor 30 ′′ of the present embodiment can be easily embodied.
  • the sensor unit 10 is formed in the first portion 11 and the first portion expansion portion 12a, and the third portion and the third portion expansion portion 12c are separately prepared and joined to each other. It can be manufactured by joining at the portion 12c. Therefore, according to the present embodiment, there is provided a temperature sensor 30'' which is a temperature sensor having excellent load bearing performance and high temperature detection accuracy and suitable for mass production at low cost by a simple manufacturing method. NS.
  • the temperature sensor array 40 of the present embodiment includes a plurality of temperature sensors 30A to 30C, and the plurality of temperature sensors 30A to 30C are located at the first portion 11 (position X at the end X) of the flexible substrate. It is connected to a common connection portion 31 at or near the end portion Y on the opposite side to the end portion Y.
  • the common connection portion 31 and the joint portion 12c can be understood as a secondary connection portion and a primary connection portion, respectively.
  • the end Y of the temperature sensors 30A to 30C is inserted into a common connection (for example, a connector) 31, but is not limited thereto.
  • the plurality of temperature sensors 30A to 30C are separated from each other, and the plurality of temperature sensors 30A to 30C may be manufactured by being integrally manufactured at the same time and then individually cut, and the cutting may be performed by a plurality of temperature sensors 30A to 30C. It may be carried out either before or after the connection of the temperature sensors 30A to C to the common connection portion 31.
  • the temperature sensor array 40 shows an example of a plurality of temperature sensors including three temperature sensors 30A to 30C, but the number of the plurality of temperature sensors is particularly limited as long as it is two or more. However, it can be selected according to the application of the temperature sensor array 40. Further, in the present embodiment, the temperature sensor array 40 is shown to include a plurality of temperature sensors of the third embodiment, but any of the temperature sensors of the first to third embodiments may be used.
  • the temperature sensor array 40 of the present embodiment it is possible to detect each temperature by bringing a plurality of temperature sensors 30A to 30C into contact with different temperature detection objects. According to the temperature sensor array 40 of the present embodiment, since the plurality of temperature sensors 30A to 30C are connected to the common connection portion 31, the common connection portion 31 can be used as an external device (not shown) such as a measurement circuit. By simply connecting, a plurality of temperature sensors 30A to 30C can be connected to an external device at once.
  • the temperature sensor array 40 of the present embodiment can be used for any suitable application, and for example, as shown in FIG. 13, 2 adjacent to each other with respect to a plurality of cells (batteries) 51 of the lithium ion battery module.
  • the temperature sensors 30A to 30C can be sandwiched between the cells 51 and used, whereby the temperature of each cell 51 can be detected.
  • the temperature sensor array circuit board 55 is incorporated in the battery module circuit board 53 mounted on the stack of the plurality of cells 51, and the connection portion (for example, a connector) common to the temperature sensor array circuit board 55 is incorporated.
  • the temperature sensor array 40 is connected via 31. More specifically, the temperature sensor array 40 has an end Y inserted into the connector 31 as shown in FIG. 12, and in FIG.
  • the temperature sensor array 40 is moved toward the front from the connector 31 toward the perspective view of FIG. Although it is pulled out once, then bent, and routed along the back surface side of the battery module circuit board 51, the mode is not limited to the mode illustrated in FIG.
  • the sensor units 10A to 10C of the temperature sensors 30A to 30C sandwiched between two adjacent cells 51 may be in a state where a load is applied (pressed) between the cells 51. It is desired to show high temperature detection accuracy while withstanding the load (pressing pressure) assumed in such a state. Since the temperature sensors 30A to 30C of the temperature sensor array 40 of the present embodiment are excellent in load bearing performance and can obtain high temperature detection accuracy, they are suitably used for detecting the temperature of each cell in the lithium ion battery module. obtain.
  • Comparative Example 1 relates to a temperature sensor having an overall uniform thickness including the sensor unit.
  • This precursor structure was annealed at 250 ° C. for 10 hours to remove any residual unwanted organic matter to give the structure. Then, a precursor solution of polyamide-imide was applied to a film derived from the above sheet (a metal oxide-containing composite layer capable of functioning as a thermista layer) in the obtained structure to a thickness of 10 ⁇ m, and the temperature was 200 ° C. The polyamide-imide was heat-cured to obtain a resin base material. After that, a resist is applied to the surface of the copper foil on the opposite side of the resin base material in a predetermined pattern, exposed and developed, a predetermined portion of the copper foil is etched and removed, and the remaining resist is removed to remove the two resists.
  • a pattern was formed on the comb-shaped electrode and the extraction electrode portion drawn from each.
  • the external dimensions of the comb-toothed portion of the comb-shaped electrode 3 as viewed from above are 1.5 mm in width and 3.0 mm in length, and the comb-toothed portion is formed.
  • the handle portion and the extraction electrode portion 5 of the comb-shaped electrode 3 are set to a width of 0.5 mm and a length of 150 mm on both outer sides in the width direction of the above (the area of the sensor portion is 3.0 mm in width and 3.0 mm in length, respectively. Since the extraction electrode part is long enough, it can be understood as wiring).
  • FIG. 14 (a) is a schematic example, and the details of the comb-shaped electrode (dimensions and numbers of comb teeth of the comb-shaped electrode, pitch, etc.) may differ from those of FIG. 14 (a). The same applies to the comparative examples and the examples of the above.
  • a polyimide tape (polyimide film having an adhesive layer: thickness of about 30 ⁇ m) was attached as a cover layer on a laminate having electrodes and drawer electrodes (thickness of about 10 ⁇ m) so as to cover the copper layer (Fig.).
  • the cover layer is shown in the shaded area).
  • the structure thus obtained is cut with a dicing saw and has a width of about 3 mm and a length of about 150 mm as shown in FIGS. 14 (a) to 14 (b), and has a uniform thickness of 60 ⁇ m throughout.
  • a temperature sensor having the above was prepared.
  • the manufactured temperature sensor was subjected to a load test. More specifically, the temperature sensor is sandwiched between two iron plates having a diameter of 50 mm and a thickness of 25 mm, and pressure application at 0.5 ton (about 5000 N) is repeated 5 times to change the resistance value ( ⁇ R) at the same temperature. (-)) was measured.
  • a pressure-sensitive film manufactured by Fujifilm Co., Ltd., for "prescale” medium pressure, detection sensitivity 10 MPa, the same applies hereinafter
  • the pressure was measured by sandwiching the sensor, it was confirmed that a load of 10 MPa or more was applied to the sensor unit.
  • FIG. 15 (a) As shown in FIG. 15A, it was found that the resistance change rate in the load test was 5% or more, and the temperature detection error was larger than 5 ° C.
  • Comparative Example 2 relates to a temperature sensor in which both outer portions in the longitudinal direction excluding the sensor portion have an overall uniform thickness.
  • a dummy portion D having a length of 3.0 mm having no comb tooth portion is provided adjacent to the comb-shaped electrode 3, and a sensor portion corresponding to the comb-shaped electrode 3 is provided.
  • a temperature sensor was produced in the same manner as in Comparative Example 1 (cover layer thickness of about 30 ⁇ m) except that the cover layer was not covered with the cover layer (in FIG. 16B, the cover layer is shown in the shaded area). ..
  • the dummy portion D and the drawer electrode portion 5 were covered with a cover layer, except for the sensor portion corresponding to the comb-shaped electrode 3.
  • the thickness from the back surface of the resin base material to the highest exposed surface of the comb-shaped electrode 3 was 30 ⁇ m, whereas the thickness from the back surface of the resin base material to the outer surface of the cover layer was 60 ⁇ m.
  • the prepared temperature sensor was subjected to the same load test as in Comparative Example 1.
  • the pressure-sensitive film was sandwiched between the comb-shaped electrode (corresponding to the sensor portion) of the temperature sensor and the iron plate, and the pressure was measured. It was confirmed that it was hung. As a result, it was found that the resistance change rate in the load test was 5% or more, a satisfactory temperature detection accuracy could not be obtained, and the temperature sensor was unsuitable.
  • this temperature sensor has a structure in which a load is not directly applied to the sensor part, the cover layer is deformed in the horizontal direction due to the load, and the stress in the horizontal direction is propagated to the thermistor layer, resulting in a resistance change. it is conceivable that. As mentioned above, it was confirmed that a load of 10 MPa or more was applied to the sensor part because the sensor part was deformed by applying stress in the horizontal direction, and as a result, the load was measured in the vertical direction. Conceivable.
  • the first embodiment relates to the temperature sensor of the first embodiment described above with reference to FIGS. 1 and 2.
  • a cover layer cut to a length L 1 from the end where the comb-shaped electrode is present is used to cover the first portion of the length L 1 from the end as shown in FIGS. 17 (a) to 17 (b).
  • a temperature sensor was produced in the same manner as in Comparative Example 1 (cover layer thickness of about 30 ⁇ m) except that the layer (shown in the shaded area in FIG. 17 (b)) was not covered.
  • the length L 1 was set to 5.0 mm.
  • the thickness from the back surface of the resin base material to the highest exposed surface of the comb-shaped electrode was 30 ⁇ m, whereas the thickness from the back surface of the resin base material to the cover layer was 30 ⁇ m.
  • the thickness to the outer surface of the second portion (maximum thickness d 2 of the second portion) was 60 ⁇ m.
  • the prepared temperature sensor was subjected to the same load test as in Comparative Example 1.
  • the pressure-sensitive film is sandwiched between the comb-shaped electrode (corresponding to the sensor section) of the temperature sensor and the iron plate to measure the pressure, and it is confirmed that a load of 10 MPa or more is not applied to the sensor section. confirmed.
  • the results are shown in FIG. 15 (b).
  • the resistance change rate in the load test was 1% or less, and the temperature detection error was within 1 ° C.
  • Example 2 The second embodiment relates to the temperature sensor of the first embodiment described above with reference to FIGS. 1 and 2, and more specifically to the usage mode of FIG. 6 (a).
  • a metal plate (60 mm square SUS plate) having a thickness of t is placed on the produced temperature sensor as an opposed object (indicated by reference numeral 43 in FIG. Fluoro rubber is placed, and these are sandwiched between the upper and lower flat plates of the press machine, and a pressure of 0.5 ton is applied to apply a load to the sensor unit due to deformation of the metal plate as shown in FIG. 6 (a).
  • the application was examined. Conditions were set in which the thickness t of the metal plate, the total thickness d 1 of the first portion and the sensor portion, the maximum thickness d 2 of the second portion, and the thickness ratio d 1 / d 2 were different.
  • L 1MAX L 1MAX
  • the metal plate is substantially not deformed, all the pressure is applied to the second part (the part with the thickness d 2 ), and no matter how large L 1 is, no load of 10 MPa or more is applied to the sensor part.
  • L 1MAX is understood to be infinite.
  • the degree of deformation of the metal plate may depend on the pressure (load) and the material properties of the metal in addition to the thickness t of the metal plate, but the conditions of Example 2 (and assumed in Example 2 described later).
  • the thickness t of the metal plate decreases, the amount of deformation of the metal plate gradually increases, the load applied to the sensor portion becomes 10 MPa or more, L 1MAX appears, and as the load applied to the sensor portion increases, the L 1 MAX It is easily understood that the value gradually decreases. Then, when the thickness t of the metal plate becomes smaller and the amount of deformation of the metal plate becomes larger, the metal plate on the upper side of the temperature sensor and the object on the lower side of the temperature sensor (in the second embodiment, the lower side of the press machine). Since it is a flat plate and the contact area with the object to be temperature-detected indicated by reference numeral 41 in FIG.
  • the load from the metal plate is applied not only to the second portion and the sensor portion but also to the sensor portion.
  • the load is also applied to the lower object, and the load on the second portion and the sensor portion becomes relatively small. Therefore, when the thickness t of the metal plate becomes smaller, the load applied to the sensor portion changes from an increase to a decrease, and the value of L 1MAX changes from a decrease to an increase.
  • L 1MAX was 9.5 (No. 3 in Table 1).
  • L 1MAX (mm) -15 ⁇ d 1 / d 2 +22 (in FIG. 18 (b), The approximate straight line is shown by a dotted line, and both d 1 / d 2 (-) and L 1MAX (mm) are x and y, respectively).
  • L 1MAX (mm) is the largest L 1 in which a load of 10 MPa or more is not applied to the sensor unit
  • the sensor unit is 10 MPa or more. It is understood that it is ensured that no load is applied. More reliably, it is understood that a load of 10 MPa or more is not applied to the sensor unit within the range of satisfying d 1 / d 2 ⁇ 0.83 and L 1 ⁇ 9.5 mm.
  • L 1 MAX decreases sharply, so it is considered that it may be affected by the magnitude of the applied pressure (load), the measurement environment, and the like.
  • Table 1 The results in Table 1 are obtained by deforming a metal plate placed as an opposing object on the temperature sensor, but there is also a case where the same metal plate is placed above and below the temperature sensor and the temperature sensor is sandwiched between them. , The same result was shown. Therefore, for example, when a temperature sensor provided with a sensor unit in the first portion of L 1 ⁇ 9.5 mm is used by being sandwiched between metal plates such as between adjacent cells in a battery module, d 1 / d. It is understood that 2 is preferably 0.83 or less.
  • a 60 mm square SUS plate which is considered to be the smallest in such an application, is used, and in such an application, the SUS plate is used. Is to apply a pressure of 0.5 tons, which is considered to be the maximum (preferably assuming an actual load rather than a pressure per area), and typically the width of the sensor unit is 3.0 mm (see FIG. 17). The above results were obtained under the condition that the load applied to the sensor unit was 10 MPa or less.
  • the metal plate (SUS plate) is smaller than 60 mm square, the applied pressure is larger than 0.5 ton, the width of the sensor unit is smaller than 3 mm, and / or the upper limit of the load applied to the sensor unit is smaller than 10 MPa.
  • the third embodiment relates to the temperature sensor of the third embodiment described above with reference to FIG. 7, and more specifically to the temperature sensor of the specific example shown in FIG.
  • the pattern of the copper foil as schematically shown in FIG. 19A, the external dimensions of the comb tooth portion of the comb electrode 3 as viewed from above are 1.5 mm in width and 3.0 mm in length, and the comb tooth portion is formed.
  • the handle portion of the comb-shaped electrode 3 and the extraction electrode portion 5 were formed on both outer sides in the width direction with a width of 0.5 mm and a length of 4.5 mm (the area of the sensor portion is 3.0 mm in width and 3.0 mm in length). Met).
  • a thermistor layer is placed on the FPC so as to embed and cover the comb-shaped electrode 3, and the height from the upper surface of the comb-shaped electrode 3 is increased in the same manner as in the method for forming the metal oxide-containing complex layer described above in Comparative Example 1. It was formed to have a thickness of 10 ⁇ m. The external dimensions of the thermistor layer as seen from the upper surface were about 3.0 mm in width and about 3.0 mm in length.
  • a polyimide tape polyimide film having an adhesive layer: thickness of about 30 ⁇ m
  • FIGS. 19A to 19B the sensor portion is covered with a cover layer (shown in the shaded area in FIG. 19B), and the extraction electrode portion 5 is exposed.
  • a thermistor element was manufactured.
  • FFC fluorescence-activated carbonate
  • an anisotropic conductive film having a width of 3 mm and a length of 1 mm is formed between the exposed wiring region of the FFC and the region not covered with the cover layer of the thermistor element produced above. They were arranged and overlapped (in the region of length L2 shown in FIG. 19B) and joined at 180 ° C. while applying a load of 2 MPa. As a result, the two extraction electrode portions 5 of the thermistor element and the two wirings of the FFC were electrically connected to each other to fabricate a temperature sensor. In the temperature sensor, the thickness of the portion of the joint portion derived from ACF between the extraction electrode portion 5 and the wiring was 10 ⁇ m.
  • the thickness from the back surface of the polyimide substrate of the thermistor element to the outer surface of the cover layer of the thermistor element was 60 ⁇ m, whereas it was 60 ⁇ m.
  • the thickness from the back surface of the polyimide substrate of the thermistor element to the outer surface of the polyimide substrate of the FFC including the joint portion was 140 ⁇ m.
  • the length L 1 of the first portion is 3.5 mm
  • the length L 2 of the second portion is 1.0 mm
  • the area of surface A') was 3 mm 2 .
  • the prepared temperature sensor was subjected to the same load test as in Comparative Example 1. Similar to the result of Example 1 shown in FIG. 15B, the result of Example 3 has a resistance change rate of 1% or less in the load test, and a temperature detection error of 1 ° C. or less can be realized. rice field.
  • the back surface of the polyimide substrate of the thermistor element of the temperature sensor, attached to the surface of the heater of 10mm angle set to 50 ° C. (actual temperature T h of the heater), the surface of the polyimide substrate of the FFC of the temperature sensor, It was brought into contact with a 10 mm square and 10 mm thick aluminum plate, and the measured value of the temperature sensor was obtained as the temperature of the heater surface (measured temperature T m 1 ). Temperature difference T m1 -T h in 1 hour elapsed time was within 0.5 ° C..
  • the area to be measured (heated area in this example) of the heater which is the temperature-detected object, was 100 mm 2 , whereas the first surface A'in contact with the temperature-detected object in the second part of the temperature sensor.
  • the area was 3 mm 2 .
  • the back surface of the polyimide substrate of the thermistor element of the temperature sensor is attached to the surface of a 60 mm square heater set at 50 ° C.
  • the surface of the FFC polyimide base material of the temperature sensor is 60 mm square and 1 mm thick aluminum.
  • a 1 mm thick fluororubber is placed on the outside of the aluminum plate, sandwiched between presses, and a pressure of 0.5 ton is applied (as shown in FIG. 6B).
  • the plate was deformed and brought into contact with the surface of the heater), the measured value of the temperature sensor was acquired as the temperature of the surface of the heater (measurement temperature T m1 ), and the temperature of the surface of this aluminum plate was measured with another temperature measuring device.
  • Measurement temperature T m2 Measurement temperature T m2 .
  • a 60 mm square aluminum plate having a thickness of 1 mm is brought into contact with the surface of a 60 mm square heater set at 50 ° C., and a 1 mm thick fluororubber is placed outside the aluminum plate. Then, these were sandwiched between presses and a pressure of 0.5 tons was applied, and the temperature of the surface of the aluminum plate was measured with another temperature measuring device (measurement temperature T m0 ) (note that the loss of thermal resistance was taken into consideration. Then, it should be noted that it is generally assumed that T m0 ⁇ T m2 ⁇ T m1).
  • a 1 mm thick fluororubber is placed on the outside of the aluminum plate, sandwiched between presses, and a pressure of 0.5 ton is applied (as shown in FIG. 6B).
  • the measured value of the temperature sensor was acquired as the temperature of the surface of the heater (measurement temperature T m1 ), and the temperature of the surface of this aluminum plate was measured with another temperature measuring device (measurement temperature T m1).
  • Measurement temperature T m2 Measurement temperature T m2 ).
  • the temperature difference T m0 -T m2, T m0 -T m1, T m2 -T m1 was within both 0.5 ° C..
  • the thickness of the polyimide substrate (thickness of the first portion (and the first portion expanded portion)) existing between the sensor portion and the temperature-sensitive object to be detected. It was found that () does not substantially affect the temperature detection accuracy.
  • Example 3 The effect shown in Example 3 is that the structure of the sensor unit is changed when the arrangement of the thermistor layer and the electrode is changed as in Example 1, or a split electrode or a flat electrode is applied instead of the comb-shaped electrode. In some cases, it is considered that the same can be obtained.
  • the fourth embodiment relates to the temperature sensor array of the fourth embodiment described above with reference to FIG.
  • thermistor elements were produced in the same manner as in Example 3.
  • FFC FFC
  • the cover layer was not provided with a length of 3 mm from the end, exposing six wires.
  • a reinforcing plate was provided on the surface of the polyimide base material on the side opposite to the exposed wiring region.
  • the connector can be connected to the measurement circuit board, and high temperature detection accuracy was obtained in all three sensor units as in Example 3.
  • Example 3 may also apply to the temperature sensor array in Example 4.
  • the temperature sensor and temperature sensor array of the present invention can be configured flexibly and thinly as a whole, and can be used for various purposes for detecting the temperature of a temperature-detected object. For example, it is suitable for detecting the temperature of a temperature-detected object in a state of being in contact with and pressed against the temperature-detected object (particularly, a state of being pressed between the temperature-detected object and an object facing the temperature-detected object). Can be used.

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Abstract

耐荷重性能に優れ、高い温度検知精度が得られる温度センサを提供する。フレキシブル基板にセンサ部が形成されている温度センサであって、前記フレキシブル基板が、該フレキシブル基板の端部に位置し、かつ前記センサ部が形成されている第１部分と、該第１部分に対して前記端部から遠位方向に隣接し、かつ互いに対向する第１面および第２面の間において最大厚さを有する第２部分とを含み、前記第１部分の前記センサ部と反対側の面と、前記第２部分の前記第１面とが、同一面上にあり、少なくとも前記第２部分の前記第１面が、被温度検知物と接触する検知面を成し、前記第１部分および前記センサ部の合計厚さが、前記第２部分の前記最大厚さより小さい厚さを有する、温度センサ。

Description

温度センサおよび温度センサアレイ
　本発明は、温度センサおよび温度センサを複数含む温度センサアレイに関する。
　従来、フレキシブル基板にセンサ部が形成されている温度センサが知られている。かかる温度センサは、全体としてフレキシブルかつ薄く構成することができ、被温度検知物の温度を検知するための様々な用途に利用されている。
　例えば、特許文献１には、フレキシブル基板に開口部を設け、この開口部にセンサ部としてフレキシブルサーミスタを埋設実装し、フレキシブル基板の開口部の周囲の表面の高さと、フレキシブルサーミスタの露出面の高さとを実質的に同じにした温度センサが開示されている。より詳細には、例えば特許文献１の図５を参照して、金属基材１１、サーミスタ層１５および一対の分割電極２１、２２を有するフレキシブルサーミスタ１Ａを、ベース層５１、配線導体層５２およびカバー層５３を有するフレキシブル基板５Ａの開口部に埋設して、はんだ層５４により配線導体層５２上に実装し、カバー層５３の表面の高さと、フレキシブルサーミスタ１Ａの露出面の高さとを実質的に同じにしている。
　また例えば、特許文献２には、フレキシブル基板である絶縁性フィルムの表面に、センサ部として、薄膜サーミスタ部および一対の櫛型電極を設け、絶縁性フィルムにおける薄膜サーミスタ部の直下の少なくとも一部を、絶縁性フィルムの他の部分よりも薄く形成した温度センサが開示されている。より詳細には、例えば特許文献２の図１を参照して、絶縁性フィルム２の表面に薄膜サーミスタ部３および一対の櫛型電極４を設け、これらを保護膜６で被覆し、絶縁性フィルム２における薄膜サーミスタ部３の直下に凹部２ａを設けている。
国際公開第２０１２／０９３５７２号 特開２０１６－９０２６２号公報 国際公開第２０１９／００９３２０号
　フレキシブル基板にセンサ部が形成されている温度センサは、その厚さ方向に荷重が印加され得る。高い温度検知精度を実現するためには、温度センサを被温度検知物に対してある程度の力で十分に接触させることが好ましい。しかしながら、温度センサのセンサ部に荷重が印加されると、センサ部（より詳細にはサーミスタ層）に生じる応力によって、センサ部の変形による抵抗変化や、センサ部でのクラック発生による劣化が起こり得、かえって温度検知精度の低下を招き得る。かかる状況下、耐荷重性能に優れ、高い温度検知精度が得られる温度センサが求められている。
　特許文献１に開示される温度センサでは、フレキシブル基板の開口部の周囲の表面の高さと、フレキシブルサーミスタの露出面の高さとを実質的に同じにしているので、かかる温度センサに対して厚さ方向に荷重が印加された場合には、より詳細には、特許文献１の図７に示すように温度センサを被温度検知物に接触させて押し付けた場合には、上記荷重（押圧力）は、温度センサと被温度検知物との接触領域の全体（フレキシブルサーミスタの露出面の全領域と、その周囲のフレキシブル基板の表面の接触領域との合計）に亘って均等に印加されることとなり、フレキシブルサーミスタの露出面のみに印加されることを回避できる。しかしながら、上記荷重は、接触領域の全体の面積に対するフレキシブルサーミスタの露出面の面積の比に応じて、フレキシブルサーミスタ（特にサーミスタ層）に印加されることとなるので、サーミスタ層における応力の発生をなくすことはできず、必ずしも十分な耐荷重性能が得られず、サーミスタ層の変形による抵抗変化や、サーミスタ層でのクラック発生による劣化が起こり得、高い温度検知精度を得ることは困難である。耐荷重性能の向上だけに着目すれば、フレキシブルサーミスタの露出面の面積に対して、他の部分の接触領域の面積を相当大きくすることが考えられる。しかしながら、この場合には、他の部分の接触領域の面積が大きくなり過ぎて、被温度検知物（熱源）の熱が、他の部分を経由して、配線や接触面と反対側の面などに伝導して失われ、依然として、高い温度検知精度は得られない。
　また、特許文献２に開示される温度センサでは、絶縁性フィルムにおける薄膜サーミスタ部の直下の少なくとも一部を、絶縁性フィルムの他の部分よりも薄く形成している（凹部を設けている）ので、かかる温度センサに対して厚さ方向に荷重が印加された場合には、より詳細には、温度センサ（薄膜サーミスタ部側）を被温度検知物に接触させて押し付けた場合には、上記荷重（押圧力）が、薄膜サーミスタ部に対して厚さ方向に直接印加されることを防止できる。しかしながら、上記荷重は、薄膜サーミスタ部に対して絶縁性フィルムの面内方向に水平な方向に作用することとなる（とりわけ、薄膜サーミスタ部および一対の櫛型電極の上面および全周を保護膜が被覆している場合に、水平な方向に顕著に作用することとなる）ので、薄膜サーミスタ部における応力の発生をなくすことはできず、必ずしも十分な耐荷重性能が得られず、薄膜サーミスタ部の変形による抵抗変化や、薄膜サーミスタ部でのクラック発生による劣化が起こり得、高い温度検知精度を得ることは困難である。加えて、被温度検知物（熱源）の熱が、温度センサ全体を通じて伝導して失われ得、高い温度検知精度が得られない。
　本発明の目的は、耐荷重性能に優れ、高い温度検知精度が得られる温度センサを提供することにある。本発明の更なる目的は、かかる温度センサを複数含む温度センサアレイを提供することにある。
　本発明の１つの要旨によれば、フレキシブル基板にセンサ部が形成されている温度センサであって、
　前記フレキシブル基板が、該フレキシブル基板の端部に位置し、かつ前記センサ部が形成されている第１部分と、該第１部分に対して前記端部から遠位方向に隣接し、かつ互いに対向する第１面および第２面の間において最大厚さを有する第２部分とを含み、
　前記第１部分の前記センサ部と反対側の面と、前記第２部分の前記第１面とが、同一面上にあり、
　少なくとも前記第２部分の前記第１面が、被温度検知物と接触する検知面を成し、
　前記第１部分および前記センサ部の合計厚さが、前記第２部分の前記最大厚さより小さい、温度センサが提供される。
　本発明のもう１つの要旨によれば、本発明の上記温度センサを複数含み、該複数の温度センサが、前記フレキシブル基板の前記第１部分と反対側の端部またはその近傍において共通の接続部に接続されている、温度センサアレイが提供される。
　本発明によれば、耐荷重性能に優れ、高い温度検知精度が得られる温度センサが提供される。更に、本発明によれば、かかる温度センサを複数含む温度センサアレイが提供され、上記と同様の効果を奏し得る。
本発明の１つの実施形態における温度センサの概略断面模式図である。 図１の実施形態の温度センサの使用態様を説明する概略断面模式図である。 本発明のもう１つの実施形態における温度センサの概略断面模式図である。 図２の実施形態の温度センサの使用態様を説明する概略断面模式図である。 図２の実施形態の温度センサの改変例の使用態様を説明する概略断面模式図である。 （ａ）は、図１の実施形態の温度センサの改変例の使用態様を説明する概略断面模式図であり、（ｂ）は、図２の実施形態の温度センサの改変例の使用態様を説明する概略断面模式図である。 本発明のもう１つの実施形態における温度センサの概略断面模式図である。 図７の実施形態における温度センサの１つの具体例を示す図であり、（ａ）は、（ｂ）のＺ－Ｚ断面における概略断面模式図であり、（ｂ）は、内部構造を透過して示す概略模式上面図である。 図７の実施形態における温度センサのもう１つの具体例を示す図であり、（ａ）は、（ｂ）のＺ－Ｚ断面における概略断面模式図であり、（ｂ）は、内部構造を透過して示す概略模式上面図である。 図７の実施形態における温度センサのもう１つの具体例を示す図であり、（ａ）は、（ｂ）のＺ－Ｚ断面における概略断面模式図であり、（ｂ）は、内部構造を透過して示す概略模式上面図であり、（ｃ）は電極および引出電極部のみを示す概略模式上面図である。 図７の実施形態における温度センサのもう１つの具体例を示す図であり、（ａ）は、（ｂ）のＺ－Ｚ断面における概略断面模式図であり、（ｂ）は、内部構造を透過して示す概略模式上面図であり、（ｃ）は電極および引出電極部のみを示す概略模式上面図である。 本発明の１つの実施形態における温度センサアレイを示す概略模式上面図であって、センサ部および第１部分を除く内部構造を透過して示す図である。 図１２の実施形態における温度センサアレイの使用態様を説明する概略模式斜視図であって、一部の内部構造を透過して示す図である。 （ａ）は、比較例１で作製した温度センサアレイにおける櫛型電極および引出電極部のパターンを示す概略模式上面図であり、（ｂ）は、比較例１で作製した温度センサアレイの概略模式上面図である。 （ａ）は、比較例１の荷重試験の結果を示すグラフであり、（ｂ）は、実施例１の荷重試験の結果を示すグラフである。 （ａ）は、比較例２で作製した温度センサアレイにおける櫛型電極および引出電極部のパターンを示す概略模式上面図であり、（ｂ）は、比較例２で作製した温度センサアレイの概略模式上面図である。 （ａ）は、実施例１で作製した温度センサアレイにおける櫛型電極および引出電極部のパターンを示す概略模式上面図であり、（ｂ）は、実施例１で作製した温度センサアレイの概略模式上面図である。 実施例２の試験において、対向物体（金属板）の厚さｔ、第１部分およびセンサ部の合計厚さｄ１、第２部分の最大厚さｄ２、ならびに厚さ比ｄ１／ｄ２を種々変更したときに、センサ部に１０ＭＰａ以上の荷重がかからないＬ１ＭＡＸを調べた結果を示すグラフであって、（ａ）は、ｄ１＝０．０６ｍｍ、かつｄ１／ｄ２＝０．５または０．８３としたときのＬ１ＭＡＸとｔの関係を示すグラフであり、（ｂ）は、ｔ＝２．０ｍｍ、かつｄ１＝０．０６ｍｍとしたときのＬ１ＭＡＸとｄ１／ｄ２の関係を示すグラフであり、（ｃ）は、ｔ＝２．０ｍｍ、かつｄ１／ｄ２＝０．５または０．８３としたときのＬ１ＭＡＸとｄ１の関係を示すグラフである。 （ａ）は、実施例３で作製した温度センサアレイにおける櫛型電極および引出電極部のパターンを示す概略模式上面図であり、（ｂ）は、実施例３で作製したサーミスタ素子の概略模式上面図である。
　以下、本発明を複数の実施形態を通じて図面を参照しながら詳細に説明するが、本発明はこれら実施形態に限定されない。
（実施形態１）
　本実施形態は、フレキシブル基板にセンサ部が形成されている温度センサに関する。
　図１を参照して、本実施形態の温度センサ３０において、フレキシブル基板２０は、フレキシブル基板２０の一方の端部Ｘに位置し、かつセンサ部１０が形成されている第１部分１１と、第１部分１１に対して端部Ｘから遠位方向に隣接し、かつ互いに対向する第１面Ａ２および第２面Ｂ２の間において最大厚さｄ２を有する第２部分１２とを含む。本発明において「最大厚さ」とは、温度センサ全体のうちで最大となる厚さを意味する。第２部分が、第１部分に対して端部Ｘから「遠位方向に隣接する」とは、第２部分が、第１部分が存在する一方の端部Ｘから他方の端部Ｙに向かう方向に、第１部分に隣接していることを意味する。換言すれば、第１部分に対して遠位方向以外の方向には、最大厚さｄ２を有する第２部分は存在しない。
　本実施形態の温度センサ３０において、センサ部１０は第１部分１１の上に形成されており、第１部分１１のセンサ部１０と反対側の面Ａ１と、第２部分１２の第１面Ａ２とが、同一面上にある。本発明において２つの面が「同一面上」にあるとは、温度センサに荷重（または外力）が加わっていない状態において共通の平面を形成することを意味し、荷重が加わった状態においてはこの限りでなく、例えば湾曲および／または屈曲していてもよい。
　本実施形態の温度センサ３０において、第１部分１１およびセンサ部１０の合計厚さｄ１は、第２部分１２の最大厚さｄ２より小さく、好ましくは、ｄ２に対するｄ１の割合（厚さ比ｄ１／ｄ２）は、０．８３（＝約５／６）以下であり得、下限は特に限定されないが、例えば０．１（＝１／１０）以上とされ得る。第１部分１１およびセンサ部１０の合計厚さｄ１は、第１部分１１の面Ａ１およびこれに対向するセンサ部１０の露出面Ｂ１の間の厚さ方向寸法である。
　センサ部１０は、温度を検知する機能を有する限り特に限定されないが、例えばサーミスタ層と、サーミスタ層に接触し、かつ互いに離間して配置された２つの電極とを含み得、更に、カバー層（または保護膜）を含んでいてもいなくてもよい。かかるサーミスタ層および２つの電極は、任意の適切な材料から成り得、任意の適切な構造および配置等であり得る。サーミスタ層は、例えば、特許文献３に開示される材料などを利用できる。電極は、例えば、サーミスタ層に接触して形成された一対の櫛型電極であってよく、または、サーミスタ層に接触して（かつ好ましくは非接続型内部電極と対向して）配置された一対の分割電極であってよく、またあるいは、サーミスタ層を挟持した一対の平面電極であってもよい。第１部分１１および第２部分１２は、適宜、センサ部１０の２つの電極から引き出された２つの引出電極部およびこれらに各々電気接続された２つの配線等を含んでいてよい。電極および引出電極部は別個に形成されていてもよいが、好ましくは一体的に形成され得る。なお、サーミスタ層、電極、引出電極部および配線の数は、より多く存在してもよい。
　本実施形態の温度センサ３０は、全体としてフレキシブルかつ薄く構成することができる。フレキシブル性を担うフレキシブル基板２０の材料および厚さは適宜選択され得るが、最大厚さｄ２は、好ましくは２００μｍ以下とされ、より好ましくは１００μｍ以下であり得、下限は特に限定されないが、例えば６０μｍ以上であり得る。
　本実施形態の温度センサ３０において、センサ部１０は第２部分１２に近接して配置される。よって、第１部分１１の長さＬ１（フレキシブル基板２０の一方の端部Ｘ（図示する態様では端面）と、第１部分１１および第２部分１２の境界との間の寸法）は小さいほうが好ましく、例えば３０ｍｍ以下、特に２０ｍｍ以下、より好ましくは１０ｍｍ以下、場合により５ｍｍ以下であり得、下限は特に限定されないが、例えば１ｍｍ以上であり得る。本実施形態を限定するものではないが、ｄ１／ｄ２が０．８３以下である場合、Ｌ１は９．５ｍｍ以下であり得る。他方、第２部分１２の長さＬ２（本実施形態では、第１部分１１および第２部分１２の境界と、フレキシブル基板２０の他方の端部Ｙ（図示する態様では端面）との間の寸法）は、特に限定されず、温度センサ３０の用途に応じて様々であり得る。
　かかる本実施形態の温度センサ３０は、図２に示すように、少なくとも第２部分１２の第１面Ａ２が被温度検知物４１と接触するようにして使用される。換言すれば、少なくとも第２部分１２の第１面Ａ２が、被温度検知物４１と接触する（より詳細には、被温度検知物４１に押し付けられて密着する）検知面を成す。第１部分１１のセンサ部１０と反対側の面Ａ１も、被温度検知物４１と接触し得る（検知面を成し得る）が、面Ａ１は被温度検知物４１と必ずしも接触していなくてよく、例えば被温度検知物４１から「浮いて」いてもよい。特に、温度センサ３０は、図２に示すように、被温度検知物４１とこれに対向する物体４３との間で押圧された状態で使用され得る。第２部分１２の第２面Ｂ２は、対向物体４３と接触し得る。対向物体４３は特に限定されないが、例えば金属板などであり得る。
　温度センサ３０を使用するときに、温度センサ３０には、その厚さ方向に荷重（押圧力）が印加される。本実施形態の温度センサ３０によれば、センサ部１０が形成されていない第２部分１２が最大厚さｄ２を有するので、温度センサ３０の厚さ方向に荷重が印加された場合には、この第２部分１２に荷重が印加されることとなり、第１部分１１に形成されたセンサ部１０には直接印加されない。更に、第２部分１２に荷重が印加されることにより、第２部分１２に隣接した第１部分１１に応力が伝播し得るが、第１部分１１はフレキシブル基板２０の端部Ｘに位置し、フリーであるので、応力を効果的に緩和することができる。これらの結果、センサ部１０における応力の発生を実質的になくすことができ、優れた耐荷重性能を得ることができる。加えて、本実施形態の温度センサ３０によれば、センサ部１０における応力の発生に起因する温度検知精度の低下を防止することができる。更に、本実施形態の温度センサ３０によれば、第２部分１２の第１面Ａ２が被温度検知物４１と接触する検知面を成し、荷重（押圧力）により第１面Ａ２が被温度検知物４１に押し付けられて密着し、そして、この第２部分１２に隣接した第１部分１１にセンサ部１０が形成されているので、被温度検知物４１の温度をセンサ部１０により高精度に検知することができる。すなわち、本実施形態によれば、耐荷重性能に優れ、高い温度検知精度が得られる温度センサ３０が提供される。
（実施形態２）
　本実施形態は、実施形態１の温度センサの改変例に関し、特に断りのない限り、実施形態１と同様の説明が当て嵌まり得る。
　図３を参照して、本実施形態の温度センサ３０’において、フレキシブル基板２０’は、フレキシブル基板２０’の一方の端部Ｘに位置し、かつセンサ部１０が形成されている第１部分１１と、第１部分１１に対して端部Ｘから遠位方向に隣接し、かつ互いに対向する第１面Ａ２’および第２面Ｂ２’の間において最大厚さｄ２を有する第２部分１２’と、第２部分１２’に対して端部Ｘから遠位方向に隣接し、かつ、互いに対向する第３面Ａ３および第４面Ｂ３の間において、最大厚さｄ２より小さい厚さｄ３を有する第３部分１３とを含む。第１部分１１、第２部分１２’および第３部分１３は、適宜、センサ部１０の２つの電極から引き出された２つの引出電極部およびこれらに各々電気接続された２つの配線等を含んでいてよい。
　本実施形態の温度センサ３０’において、第３部分１３の第４面Ｂ３と、第２部分１２’の第２面Ｂ２’とが、同一面上にある。よって、第３部分１３の厚さｄ３は第２部分１２’の最大厚さｄ２より小さいことから、第３部分１３の第３面Ａ３は、第２部分１２’の第１面Ａ２’に対して奥まった位置にある。かかるフレキシブル基板２０’は、第１部分１１、第２部分１２’および第３部分１３から構成される全体として略Ｓ字状の断面形状を有するものとして理解され得る。
　本実施形態の温度センサ３０’において、第２部分１２’の長さＬ２’（本実施形態では、第１部分１１および第２部分１２’の境界と、第２部分１２’および第３部分１３の境界との間の寸法）は、後述する検知面に必要な最小面積を与える寸法以上、かつ、より一層高い温度検知精度を達成し得る寸法以内で適宜選択され得る。他方、第３部分１３の長さＬ３（第２部分１２’および第３部分１３の境界と、フレキシブル基板２０’の他方の端部Ｙとの間の寸法）は、特に限定されず、温度センサ３０’の用途に応じて様々であり得る。
　かかる本実施形態の温度センサ３０’は、図４に示すように、少なくとも第２部分１２’の第１面Ａ２’が被温度検知物４１と接触するようにして使用される。換言すれば、少なくとも第２部分１２’の第１面Ａ２’が、被温度検知物４１と接触する（より詳細には、被温度検知物４１に押し付けられて密着する）検知面を成す。第１部分１１のセンサ部１０と反対側の面Ａ１も、被温度検知物４１と接触し得る（検知面を成し得る）が、面Ａ１は被温度検知物４１と必ずしも接触していなくてよく、例えば被温度検知物４１から「浮いて」いてもよい。第３部分１３の第３面Ａ３は、被温度検知物４１から離間している（接触していない）が、例えば第３部分１３が湾曲した場合には、第３面Ａ３が被温度検知物４１に部分的に接触することがあり得る。特に、温度センサ３０’は、図４に示すように、被温度検知物４１とこれに対向する物体４３との間で押圧された状態で使用され得る。第２部分１２’の第２面Ｂ２’に加えて、第３部分１３の第４面Ｂ３も、対向物体４３と接触し得る。
　温度センサ３０’を使用するときに、温度センサ３０’には、その厚さ方向に荷重（押圧力）が印加される。本実施形態の温度センサ３０’によれば、荷重（押圧力）により被温度検知物４１に押し付けられて密着する第１面Ａ２’が、実施形態１の温度センサ３０における第１面Ａ２に比べて小さくなっているので、被温度検知物４１（熱源）の熱が第２面Ｂ２’および第４面Ｂ３（更に対向物体４３）などに伝導し難く、より効率的にセンサ１０へ伝導させることができ、被温度検知物４１の温度をセンサ部１０により更に高精度に検知することができる。すなわち、本実施形態によれば、実施形態１と同様の効果に加えて、より一層高い温度検知精度が得られる温度センサ３０’が提供される。
　より一層高い温度検知精度を達成し得るには、被温度検知物４１の被測定対象面積に対して、第１面Ａ２’の面積が３％以下であることが好ましい。被温度検知物４１（熱源）の熱が第２面Ｂ２’および第４面Ｂ３（更に対向物体４３）などに伝導するのを防止することによって、被温度検知物４１の実際の温度に対して±０．５℃以内の精度で温度検知できる。
　温度検知精度を更に向上させるには、被温度検知物４１（熱源）に応じて、温度センサ３０’の断熱性および放熱性を調節することが好ましい。被温度検知物４１の熱源が小さい場合には、熱伝導を極力抑える（断熱性を確保する）ことにより、温度センサ３０’を被温度検知物４１と対向物体４３との間に挿入することによる被温度検知物４１の温度変化を低減することができ、温度検知精度を更に向上させることができる。被温度検知物４１の熱源が大きい場合には、熱伝導を高める（放熱性を確保する）ことにより、温度センサ３０’を被温度検知物４１と対向物体４３との間に挿入することによる被温度検知物４１の温度変化を低減することができ、温度検知精度を更に向上させることができる。
　断熱性が要求される場合、図３～４に示す温度センサ３０’のように、第３部分１３の第３面Ａ３を露出させてよい。これにより、被温度検知物４１と第３面Ａ３との隙間において空気（または場合により他のガス）断熱をもたらすことができる。
　あるいは、断熱性が要求される場合、図５に示すように、第３部分１３の第３面Ａ３を、被温度検知物４１と接触する断熱性材料１５で被覆してよい。これにより、被温度検知物４１と第３面Ａ３との隙間を断熱性材料１５で埋めて断熱をもたらすことができる。センサ部１０への影響が許容可能である場合には、センサ部１０と対向物体４３との隙間も断熱性材料１５’で埋めて更なる断熱をもたらすようにしてもよい。なお、断熱性材料は、熱伝導率が低い材料であればよく、例えば、熱伝導率が１Ｗ／（ｍ・Ｋ）以下の材料であり得る。
　放熱性（冷却性）が要求される場合、図５に示すように、第３部分１３の第３面Ａ３を、被温度検知物４１と接触する放熱性材料１５で被覆してよい。これにより、被温度検知物４１と第３面Ａ３との隙間を放熱性材料１５で埋めて放熱をもたらすことができる。センサ部１０への影響が許容可能である場合には、センサ部１０と対向物体４３との隙間も放熱性材料１５’で埋めて更なる放熱をもたらすようにしてもよい。なお、放熱性材料は、熱伝導率が高い材料であればよく、例えば、熱伝導率が１０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上の材料であり得る。
　あるいは、放熱性（冷却性）が要求される場合、図６（ａ）～（ｂ）に示すように、荷重（押圧力）を大きくして、対向物体４３および／または被温度検知物４１を変形させて、対向物体４３（例えば金属板）を被温度検知物４１に接触させてよい（図６（ａ）は、実施形態１の温度センサ３０の場合を示し、図６（ｂ）は、実施形態２の温度センサ３０’の場合を示す）。対向物体４３と被温度検知物４１との接触面積は適宜調節してよい。これにより、被温度検知物４１の熱を対向物体４３に逃がして放熱（冷却）をもたらすことができる。この場合、対向物体４３の厚さｔ、第２部分１２または１２’の最大厚さｄ２、第１部分１１の長さＬ１を適切に選択することによって、センサ部１０に負荷がかかる（例えば、対向物体４３が変形して、センサ部１０に荷重が直接印加される）ことを防止できる。
　いずれの場合にも、温度センサ３０’を被温度検知物４１と対向物体４３との間に挿入することによる被温度検知物４１の温度変化を±０．５℃以下に抑えることができる。
（実施形態３）
　本実施形態は、実施形態２の温度センサの具体例に関し、特に断りのない限り、実施形態１～２と同様の説明が当て嵌まり得る。
　図７を参照して、本実施形態の温度センサ３０’’のフレキシブル基板２０’’において、第２部分１２’’は、第１部分１１からの第１部分拡張部１２ａと、第３部分１３からの第３部分拡張部１２ｂと、これら拡張部１２ａおよび１２ｂを接合する接合部１２ｃとを含む。
　より詳細には、図８～１１を参照して、センサ部１０は、サーミスタ層１と、サーミスタ層１に接触し、かつ互いに離間して配置された２つの電極３とを含み、更に、カバー層（または保護膜）７を含んでいてもいなくてもよい。図８および図９では、２つの電極３は、サーミスタ層１に接触して形成された一対の櫛型電極であり、図１０および図１１では、２つの電極３は、サーミスタ層１に接触し、かつ非接続型内部電極３’と対向して配置された一対の分割電極である。（図１０および図１１中、電極３は引出電極部５と一体的に形成されており、電極３と引出電極部５との境界を明確に定めることは困難であるが、電極３は、非接続型内部電極３’と対向する領域を含めばよく、便宜的に、図１０（ｃ）および図１１（ｄ）に上記境界を点線にて示す。図８～１１では、第１部分１１、第２部分１２’’、第１部分拡張部１２ａ、第３部分拡張部１２ｂ、第３部分１３等の符号を省略しているが、図７と対照させることにより、これら省略した部材の符号が図８～１１のどの部分を指すものであるかが把握される。なお、図９～１０において、サーミスタ層１の一部が第２部分１２’’の第１部分拡張部１２に及んで存在しているが、第１部分拡張部１２に存在するサーミスタ層１の部分には、電極３が設けられていないため、センサとして機能せず、よって、センサ部１０に含まれないことに留意されたい。
　そして、図７～１１を参照して、第１部分１１および第１部分拡張部１２ａは、第１基材２１と、第１基材２１上に形成され、かつセンサ部１０の２つの電極３から引き出された２つの引出電極部５とを含む。第３部分１３および第３部分拡張部１２ｂは、第２基材２３と、第２基材２３上に形成された２つの配線２５とを含む。そして２つの引出電極部５および２つの配線２５が、接合部１２ｃを介して各々電気接続される。第１部分１１において、サーミスタ層１および／または電極３を被覆するカバー層７が設けられていてよい。また、第３部分１３において、配線２５を被覆するカバー層２７が設けられていてよい。本実施形態に必須ではないが、第３部分１３の端部Ｙおよびその近傍において、カバー層２７を除去して配線２５を露出させ、これと反対側の第２基材２３の表面に補強板２９を設けて、例えばコネクタ等の接続部（図示せず）に接続可能としてもよい。この場合、コネクタ等の接続部および接合部１２ｃは、それぞれ二次接続部および一次接続部と理解され得る。
　接合部１２ｃには、２つの引出電極部５および２つの配線２５を各々電気接続できる限り（好ましくは薄く、かつ電気的および強度的に十分に接合できる限り）、任意の適切な材料および工法を利用できる。接合部１２ｃは、例えば、異方導電性フィルム（ＡＣＦ）、はんだ材料、導電性ペースト、接触部の硬化性樹脂による封止（引出電極部と配線とを接触させた状態でその周囲を硬化性樹脂で覆い、樹脂を硬化させて封止する）、超音波接合などが挙げられる。
　本実施形態によれば、第２部分１２’’が、引出電極部５および配線２５ならびにこれらを接合する接合部１２ｃを集中させて含むことにより、比較的高い剛性が得られ、耐荷重性能が更に向上する。
　本実施形態の温度センサ３０’’によれば、図８～１１に示すように、実施形態２の温度センサ３０’を容易に具体化することが可能となる。本実施形態の温度センサ３０’’は、第１部分１１および第１部分拡張部１２ａにセンサ部１０を形成し、別途、第３部分および第３部分拡張部１２ｃを準備して、これらを接合部１２ｃで接合することより製造可能である。よって、本実施形態によれば、耐荷重性能に優れ、高い温度検知精度が得られる温度センサであって、簡便な製造方法により低コストで量産するのに適した温度センサ３０’’が提供される。
（実施形態４）
　本実施形態は、実施形態３の温度センサを複数含む温度センサアレイに関し、特に断りのない限り、実施形態１～３と同様の説明が当て嵌まり得る。
　図１２を参照して、本実施形態の温度センサアレイ４０は、複数の温度センサ３０Ａ～３０Ｃを含み、かかる複数の温度センサ３０Ａ～３０Ｃが、フレキシブル基板の第１部分１１（端部Ｘに位置する）と反対側の端部Ｙまたはその近傍において共通の接続部３１に接続されている。この場合、共通の接続部３１および接合部１２ｃは、それぞれ二次接続部および一次接続部と理解され得る。図示する例では、温度センサ３０Ａ～３０Ｃの端部Ｙが、共通の接続部（例えばコネクタ）３１に挿入されているが、これに限定されない。複数の温度センサ３０Ａ～３０Ｃは、互いに分離されており、かかる複数の温度センサ３０Ａ～３０Ｃは、一体的に同時に作製した後に個々に切断することにより製造されていてよく、この切断は、複数の温度センサ３０Ａ～Ｃの共通の接続部３１への接続の前および後のいずれで実施してもよい。
　図示する態様では、温度センサアレイ４０が、複数の温度センサとして、例示的に３つの温度センサ３０Ａ～３０Ｃを含むものを示しているが、複数の温度センサの数は２以上であれば特に限定されず、温度センサアレイ４０の用途に応じて選択され得る。また、本実施形態では、温度センサアレイ４０が、実施形態３の温度センサを複数含むものとして示しているが、実施形態１～３のいずれの温度センサを用いてもよい。
　本実施形態の温度センサアレイ４０によれば、複数の温度センサ３０Ａ～３０Ｃをそれぞれ別の被温度検知物に接触させて各温度を検知することができる。本実施形態の温度センサアレイ４０によれば、複数の温度センサ３０Ａ～３０Ｃが共通の接続部３１に接続されているので、共通の接続部３１を測定回路等の外部装置（図示せず）に接続するだけで、複数の温度センサ３０Ａ～３０Ｃを一度に外部装置に接続できる。
　本実施形態の温度センサアレイ４０は、任意の適切な用途に利用され得るが、例えば、図１３に示すように、リチウムイオン電池モジュールの複数のセル（電池）５１に対して、互いに隣接する２つのセル５１間に温度センサ３０Ａ～３０Ｃを１つずつ挟み込んで利用でき、これにより、各セル５１の温度を検知することができる。図１３では、複数のセル５１のスタックに載置された電池モジュール回路基板５３に温度センサアレイ用回路基板５５が組み込まれており、温度センサアレイ用回路基板５５に共通の接続部（例えばコネクタ）３１を介して温度センサアレイ４０が接続されている。より詳細には、温度センサアレイ４０は、図１２のように端部Ｙがコネクタ３１に挿入されており、図１３では温度センサアレイ４０がコネクタ３１から、図１３の斜視図に向かって手前に一旦引き出された後に折り曲げられて、電池モジュール回路基板５１の裏面側に沿って引き廻されているが、図１３に例示する態様に限定されない。リチウムイオン電池モジュール５０において、隣接する２つのセル５１間に挟まれた温度センサ３０Ａ～３０Ｃのセンサ部１０Ａ～１０Ｃは、セル５１間で荷重が印加された（押圧された）状態になり得、かかる状態で想定される荷重（押圧力）に耐えつつ、高い温度検知精度を示すことが望まれる。本実施形態の温度センサアレイ４０の各温度センサ３０Ａ～３０Ｃは、耐荷重性能に優れ、高い温度検知精度が得られるので、リチウムイオン電池モジュールにおいて各セルの温度を検知するのに好適に利用され得る。
（比較例１）
　比較例１は、センサ部を含めて、全体的に均一な厚さを有する温度センサに関する。
　Ｍｎ：Ｎｉを４：１（原子比）の割合で含む、平均粒径約０．２μｍの金属酸化物粒子に、マンガンアセチルアセトネートを１０質量％（金属酸化物粒子の全質量に対して）の割合で添加し、エタノールを溶媒として原料混合物を調製し、１６時間混合した。これにより得られたスラリーの形態の原料混合物を、厚さ１０μｍの銅箔上にドクターブレード法により厚さ１０μｍのシートの形態で供給した。このシートを１００℃で１０時間乾燥させた後、加熱プレス機を用いて１００ＭＰａの加圧下にて２５０℃で３０分間加熱して、前駆構造体を得た。この前駆構造体を２５０℃で１０時間アニールして、残存し得る不要な有機物を除去して、構造体を得た。その後、得られた構造体のうち上記シートに由来する膜（サーミスタ層として機能し得る金属酸化物含有複合体層）の上にポリアミドイミドの前駆体液を１０μｍの厚さで塗布して、２００℃で１時間加熱して、ポリアミドイミドを熱硬化させて樹脂基材とした。その後、樹脂基材と反対側の銅箔の表面にレジストを所定のパターンで塗布して、露光および現像し、銅箔の所定部分をエッチング除去し、残っているレジストを除去して、２つの櫛型電極およびそれぞれから引き出された引出電極部をパターン形成した。銅箔のパターンは、図１４（ａ）に模式的に示すように、櫛型電極３の櫛歯部分を上から見た外形寸法を幅１．５ｍｍおよび長さ３．０ｍｍとし、櫛歯部分の幅方向両外側のそれぞれに櫛型電極３の柄部分および引出電極部５を幅０．５ｍｍおよび長さ１５０ｍｍとした（センサ部の面積は幅３．０ｍｍおよび長さ３．０ｍｍであり、引出電極部は十分長いので配線としても理解され得る）。なお、図１４（ａ）の櫛型電極は模式的例示であり、櫛型電極の詳細（櫛型電極の各櫛歯の寸法および数ならびにピッチ等）は図１４（ａ）と異なり得る（以下の比較例および実施例においても同様である）。これにより得られた樹脂基材（厚さ約１０μｍ）および金属酸化物含有複合体層（サーミスタ層：厚さ約１０μｍ）の積層体であって、その上面にパターン形成された銅層（櫛型電極および引出電極部：厚さ約１０μｍ）を有する積層体の上に、銅層を被覆するように、カバー層としてポリイミドテープ（粘着層を有するポリイミドフィルム：厚さ約３０μｍ）を貼った（図１４（ｂ）中、カバー層を斜線領域にて示す）。これにより得られた構造体をダイシングソーでカットして、図１４（ａ）～（ｂ）に示すように、幅約３ｍｍおよび長さ約１５０ｍｍであり、全体に亘って均一な６０μｍの厚さを有する温度センサを作製した。
　作製した温度センサを荷重試験に付した。より詳細には、温度センサを直径５０ｍｍおよび厚さ２５ｍｍの２つの鉄板の間に挟み、０．５トン（約５０００Ｎ）での圧力印加を５回繰り返して、同一温度での抵抗値変化（ΔＲ（－））を測定した。なお、圧力印加時、感圧フィルム（富士フイルム株式会社製、「プレスケール」中圧用、検出感度１０ＭＰａ、以下同様）を、温度センサの櫛型電極（センサ部に対応する）と鉄板との間に挟んで圧力を測定したところ、センサ部に１０ＭＰａ以上の荷重がかかっていることが確認された。結果を図１５（ａ）に示す。図１５（ａ）に示すように、荷重試験での抵抗変化率が５％以上で、温度検知の誤差が５℃より大きくなることがわかった。
（比較例２）
　比較例２は、センサ部を除く長手方向両外側部分が、全体的に均一な厚さを有する温度センサに関する。
　図１６（ａ）～（ｂ）に示すように、櫛型電極３に隣接して、櫛歯部分を有しない長さ３．０ｍｍのダミー部Ｄを設け、櫛型電極３に対応するセンサ部をカバー層で被覆しなかったこと以外は、比較例１と同様にして（カバー層の厚さ約３０μｍ）温度センサを作製した（図１６（ｂ）中、カバー層を斜線領域にて示す）。この温度センサにおいては、櫛型電極３に対応するセンサ部を除いて、ダミー部Ｄおよび引出電極部５をカバー層で被覆した。樹脂基材の裏面から櫛型電極３の最も高い露出表面までの厚さは３０μｍであったのに対して、樹脂基材の裏面からカバー層の外表面までの厚さは６０μｍであった。
　作製した温度センサを比較例１と同様の荷重試験に付した。なお、圧力印加時、感圧フィルムを、温度センサの櫛型電極（センサ部に対応する）と鉄板との間に挟んで圧力を測定したところ、比較例２でも、センサ部に１０ＭＰａ以上の荷重がかかっていることが確認された。この結果、荷重試験での抵抗変化率が５％以上となり、満足できる温度検知精度が得られず、温度センサとして不適格であることがわかった。この温度センサでは、センサ部に荷重が直接的にかからない構造にしたものの、荷重によりカバー層が水平方向に変形し、水平方向の応力がサーミスタ層に伝播し、この結果、抵抗変化が起きたものと考えられる。上記の通りセンサ部に１０ＭＰａ以上の荷重がかかっていることが確認されたのは、センサ部に水平方向に応力がかかり変形することで、結果的に、垂直方向に荷重が測定されたものと考えられる。
（実施例１）
　実施例１は、図１～２を参照して上述した実施形態１の温度センサに関する。
　櫛型電極が存在する端部から長さＬ１でカットしたカバー層を使用して、図１７（ａ）～（ｂ）に示すように上記端部から長さＬ１の第１部分をカバー層（図１７（ｂ）中、斜線領域にて示す）で被覆しなかったこと以外は、比較例１と同様にして（カバー層の厚さ約３０μｍ）温度センサを作製した。この温度センサにおいては、長さＬ１を５．０ｍｍとした。樹脂基材の裏面から櫛型電極の最も高い露出表面までの厚さ（第１部分およびセンサ部の合計厚さｄ１）は３０μｍであったのに対して、樹脂基材の裏面からカバー層の外表面までの厚さ（第２部分の最大厚さｄ２）は６０μｍであった。
　作製した温度センサを比較例１と同様の荷重試験に付した。なお、圧力印加時、感圧フィルムを、温度センサの櫛型電極（センサ部に対応する）と鉄板との間に挟んで圧力を測定し、センサ部に１０ＭＰａ以上の荷重がかかっていないことを確認した。結果を図１５（ｂ）に示す。図１５（ｂ）に示すように、荷重試験での抵抗変化率が１％以下で、温度検知の誤差１℃以内を実現することができた。
（実施例２）
　実施例２は、図１～２を参照して上述した実施形態１の温度センサに関し、より詳細には、図６（ａ）の使用態様に関する。
　樹脂基材の厚さ、カバー層を貼る位置、カバー層の厚さ（表面側に１枚または２枚以上積層し、場合により、樹脂基材の裏面全体に１枚または２枚以上を積層する等）を種々異ならせたこと以外は、実施例１と同様にして温度センサを作製した。これにより、第１部分およびセンサ部の合計厚さｄ１、第２部分の最大厚さｄ２および第１部分の長さＬ１を変化させた。
　作製した温度センサの上に、対向物体（図６（ａ）中、符号４３にて示す）として厚さｔの金属板（６０ｍｍ角のＳＵＳ板）を配置し、更にその外側上に厚さ１ｍｍのフッ素ゴムを配置し、これらをプレス機の上下平板間に挟んで０．５トンの圧力を印加して、図６（ａ）に示すような金属板の変形に伴うセンサ部への荷重の印加を調べた。金属板の厚さｔ、第１部分およびセンサ部の合計厚さｄ１、第２部分の最大厚さｄ２、ならびに厚さ比ｄ１／ｄ２が異なる条件を設定した。そして、圧力印加時、感圧フィルムを、温度センサと金属板との間の全面を覆うように挟んで圧力を測定し、各条件で、センサ部に１０ＭＰａ以上の荷重がかからない最も大きいＬ１（以下、「Ｌ１ＭＡＸ」と言う）を調べた。結果を表１および図１８（ａ）～（ｃ）に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　図１８（ａ）は、ｄ１＝０．０６ｍｍ、かつｄ１／ｄ２＝０．５または０．８３としたときのＬ１ＭＡＸとｔの関係を示すグラフである。図１８（ａ）から理解されるように、ｄ１＝０．０６ｍｍでは、ｄ１／ｄ２＝０．５および０．８３の双方の場合において（即ち、ｄ１／ｄ２によらずに）、Ｌ１ＭＡＸは、ｔ＝２．０ｍｍにおいて極小値を示した。これは次のように理解される。例えば図２に示すように、対向物体（図２中、符号４３にて示す）として、厚さｔが十分に大きい金属板を使用することを想定した場合、かかる金属板に圧力を印加しても金属板は実質的に変形せず、全ての圧力は第２部分（厚さｄ２の部分）に印加され、Ｌ１をいかに大きくしても、センサ部に１０ＭＰａ以上の荷重がかからず、理論的には、Ｌ１ＭＡＸは無限大であると理解される。金属板の厚さｔが小さくなるにつれて、金属板が変形し易くなり、図２に模式的に示す状態から、図６（ａ）に模式的に示す状態へと移行する。なお、金属板の変形の程度は、金属板の厚さｔのほか、圧力（荷重）と金属の材料特性にも依存し得るが、実施例２の条件（および後述する、実施例２で想定している使用用途）では、これらによって大きく影響されないので、厚さｔによる影響のみを考えればよい。金属板の厚さｔが小さくなるにつれて、金属板の変形量が次第に大きくなり、センサ部にかかる荷重が１０ＭＰａ以上となってＬ１ＭＡＸが現れ、センサ部にかかる荷重が増加するにつれて、Ｌ１ＭＡＸの値が次第に減少することは容易に理解される。そして、金属板の厚さｔが更に小さくなり、金属板の変形量がより一層大きくなると、温度センサの上側の金属板と、温度センサの下側の物体（実施例２ではプレス機の下側平板であり、図６（ａ）中、符号４１にて示す被温度検知物に対応する）との接触面積が増えることにより、金属板からの荷重は、第２部分およびセンサ部だけでなく、かかる下側物体にもかかるようになり、第２部分およびセンサ部への荷重が相対的に小さくなる。よって、金属板の厚さｔが更に小さくなると、センサ部にかかる荷重が増加から減少に転じ、Ｌ１ＭＡＸの値が減少から増加に転じることとなる。この結果、Ｌ１ＭＡＸの値は、金属板の厚さｔとの関係において極小値を示すこととなり、実施例２では、図１８（ａ）に示すように、Ｌ１ＭＡＸは、ｔ＝２．０ｍｍにおいて極小値を示したものと理解される。
　図１８（ｂ）は、ｔ＝２．０ｍｍ、かつｄ１＝０．０６ｍｍとしたときのＬ１ＭＡＸとｄ１／ｄ２の関係を示すグラフである。図１８（ｂ）に示すように、ｄ１＝０．０６ｍｍの場合、Ｌ１ＭＡＸが極小値を示すｔ＝２．０ｍｍにおいて、Ｌ１ＭＡＸは、ｄ１／ｄ２が増えるにつれて（ｄ１／ｄ２＝０．５０～０．８３のデータにて）直線的に減少するが、ｄ１／ｄ２が０．８３を超えると（ｄ１／ｄ２＝０．９２のデータにて）急激に減少した。ｄ１／ｄ２＝０．８３のとき、Ｌ１ＭＡＸは９．５であった（表１のＮｏ．３）。ｄ１／ｄ２＝０．５０～０．８３のデータから直線近似式を求めたところ、Ｌ１ＭＡＸ（ｍｍ）＝－１５×ｄ１／ｄ２＋２２であった（図１８（ｂ）中、近似直線を点線にて示し、ｄ１／ｄ２（－）およびＬ１ＭＡＸ（ｍｍ）をそれぞれｘおよびｙとした直線近似式を共に示す）。上述の通り、Ｌ１ＭＡＸ（ｍｍ）は、センサ部に１０ＭＰａ以上の荷重がかからない最も大きいＬ１とし、図１８（ｂ）は、Ｌ１ＭＡＸが極小値を示すｔ＝２．０ｍｍにおけるデータである。よって、図１８（ｂ）の結果から、ｄ１／ｄ２≦０．８３、かつ、Ｌ１（ｍｍ）≦－１５×ｄ１／ｄ２＋２２を満たす範囲であれば、センサ部に１０ＭＰａ以上の荷重がかからないことが確保されると理解される。更に確実には、ｄ１／ｄ２≦０．８３、かつ、Ｌ１≦９．５ｍｍを満たす範囲で、センサ部に１０ＭＰａ以上の荷重がかからないことが理解される。なお、ｄ１／ｄ２＞０．８３では、Ｌ１ＭＡＸが急激に減少するため、印加される圧力（荷重）の大きさや測定環境等の影響を受け得ると考えられる。
　図１８（ｃ）は、ｔ＝２．０ｍｍ、かつｄ１／ｄ２＝０．５または０．８３としたときのＬ１ＭＡＸとｄ１の関係を示すグラフである。図１８（ｃ）では、Ｌ１ＭＡＸが極小値を示すｔ＝２．０ｍｍにおいて、Ｌ１ＭＡＸは、ｄ１／ｄ２が一定（図示する例では０．５または０．８３）であれば、ｄ１によらずほぼ一定（ほぼ横ばい）であった。よって、図１８（ａ）および（ｂ）から理解される事項は、ｄ１＝０．０６ｍｍである場合のみならず、ｄ１が他の値である場合にも同様に当て嵌まると考えて差し支えないことが確認された。
　表１の結果は、温度センサの上に対向物体として配置した金属板を変形させたものであるが、温度センサの上下に同じ金属板を配置してこれらの間に温度センサを挟んだ場合も、これと同様の結果を示した。よって、例えば、Ｌ１≦９．５ｍｍの第１部分にセンサ部が設けられた温度センサが、電池モジュールにおいて隣接するセル間などの金属板間に挟まれて使用される場合、ｄ１／ｄ２は０．８３以下とすることが好ましいことが理解される。
　実施例２では、温度センサを、電池モジュールにおいて隣接するセル間に挟んで使用する場合を想定して、かかる使用用途において最小と考えられる６０ｍｍ角のＳＵＳ板を使用し、かつ、かかる使用用途においては最大と考えられる０．５トンの圧力（面積あたりの圧力ではなく実荷重を想定するのが好ましい）を印加するものとし、代表的にセンサ部の幅を３．０ｍｍ（図１７参照）として、センサ部にかかる荷重が１０ＭＰａ以下となる条件で、上記の結果を得た。しかしながら、金属板（ＳＵＳ板）が６０ｍｍ角より小さく、印加される圧力が０．５トンより大きく、センサ部の幅が３ｍｍよりも小さく、および／またはセンサ部にかかる荷重の上限が１０ＭＰａより小さい場合には、ｄ１／ｄ２＝０．８３となるＬ１ＭＡＸの値（換言すれば、ｄ１／ｄ２≦０．８３の場合のＬ１の好ましい上限値）は、９．５ｍｍより小さくなり得、実施例２と同様の試験により求めることができる。
（実施例３）
　実施例３は、図７を参照して上述した実施形態３の温度センサ、より詳細には図８に示した具体例の温度センサに関する。
　厚さ１０μｍのポリイミド基板上に厚さ１０μｍの銅箔が所定のパターンで形成されたフレキシブルプリント基板（ＦＰＣ）を準備した。銅箔のパターンは、図１９（ａ）に模式的に示すように、櫛型電極３の櫛歯部分を上から見た外形寸法を幅１．５ｍｍおよび長さ３．０ｍｍとし、櫛歯部分の幅方向両外側のそれぞれに櫛型電極３の柄部分および引出電極部５を幅０．５ｍｍおよび長さ４．５ｍｍで形成した（センサ部の面積は幅３．０ｍｍおよび長さ３．０ｍｍであった）。このＦＰＣ上に、櫛型電極３を埋設被覆するようにサーミスタ層を、比較例１にて上述した金属酸化物含有複合体層の形成方法と同様にして、櫛型電極３の上面からの高さが１０μｍとなる厚さで形成した。サーミスタ層を上面からみた外形寸法は幅約３．０ｍｍおよび長さ約３．０ｍｍとした。サーミスタ層の上面全体に、カバー層としてポリイミドテープ（粘着層を有するポリイミドフィルム：厚さ約３０μｍ）を貼った。これにより、図１９（ａ）～（ｂ）に模式的に示すように、センサ部がカバー層（図１９（ｂ）中、斜線領域にて示す）で被覆され、引出電極部５が露出したサーミスタ素子を作製した。
　他方、厚さ１００μｍのポリイミド基材に、厚さ１０μｍの２つの銅配線が２ｍｍピッチで形成され、その上を被覆するようにポリイミドフィルムのカバー層が形成された全体厚さ１３５μｍのフレキシブルフラットケーブル（ＦＦＣ）を準備した。このＦＦＣの一方の端部において、カバー層が該端部から長さ３ｍｍで設けられておらず、２つの配線が露出していた。
　そして、このＦＦＣの配線露出領域と、上記で作製したサーミスタ素子のカバー層で被覆していない領域とを、これらの間に、幅３ｍｍおよび長さ１ｍｍの異方導電性フィルム（ＡＣＦ）を（図１９（ｂ）に示される長さＬ２の領域に）配置して重ね合わせて、２ＭＰａの荷重を印加しながら１８０℃で接合した。これにより、上記サーミスタ素子の２つの引出電極部５と、上記ＦＦＣの２つの配線とを各々電気接続して、温度センサを作製した。温度センサにおいて、ＡＣＦに由来する接合部のうち、引出電極部５と配線との間の部分の厚さは１０μｍであった。またこの温度センサにおいて、サーミスタ素子のポリイミド基板の裏面からサーミスタ素子のカバー層の外表面までの厚さ（第１部分およびセンサ部の合計厚さｄ１）は６０μｍであったのに対して、サーミスタ素子のポリイミド基板の裏面から接合部を含んでＦＦＣのポリイミド基材の外表面までの厚さ（第２部分の最大厚さｄ２）は１４０μｍであった。またこの温度センサにおいて、第１部分の長さＬ１は３．５ｍｍ、第２部分の長さＬ２は１．０ｍｍ、接合部の面積（第２部分の被温度検知物と接触する第１面Ａ’の面積）は３ｍｍ２であった。
　作製した温度センサを比較例１と同様の荷重試験に付した。この実施例３の結果は、図１５（ｂ）に示す実施例１の結果と同様に、荷重試験での抵抗変化率が１％以下で、温度検知の誤差１℃以内を実現することができた。
　また、この温度センサのうちサーミスタ素子のポリイミド基板の裏面を、５０℃に設定した１０ｍｍ角のヒーター表面に貼り（ヒーターの実温度Ｔｈ）、温度センサのうちＦＦＣのポリイミド基材の表面を、１０ｍｍ角で厚さ１０ｍｍのアルミ板に接触させて、ヒーター表面の温度として温度センサの測定値を取得した（測定温度Ｔｍ１）。１時間経過時点におけるＴｍ１－Ｔｈの温度差は０．５℃以内であった。被温度検知物であるヒーターの被測定対象面積（この例では加熱面積）が１００ｍｍ２であったのに対して、温度センサの第２部分の被温度検知物と接触する第１面Ａ’の面積は３ｍｍ２であった。よって、被温度検知物の被測定対象面積に対して、第１面Ａ２’の面積を３％以下にすることにより、高い温度検知精度が得られることが示された。
　また、この温度センサのうちサーミスタ素子のポリイミド基板の裏面を、５０℃に設定した６０ｍｍ角のヒーター表面に貼り、温度センサのうちＦＦＣのポリイミド基材の表面を、６０ｍｍ角で厚さ１ｍｍのアルミ板に接触させ、更にアルミ板の外側に厚さ１ｍｍのフッ素ゴムを配置し、これらをプレス機に挟んで０．５トンの圧力を印加して（図６（ｂ）に示すように、アルミ板を変形させてヒーター表面に接触させた）、ヒーター表面の温度として温度センサの測定値を取得するとともに（測定温度Ｔｍ１）、このアルミ板の表面の温度を別の温度測定器で測定した（測定温度Ｔｍ２）。また、温度センサを用いなかった場合として、５０℃に設定した６０ｍｍ角のヒーター表面に、６０ｍｍ角で厚さ１ｍｍのアルミ板を接触させ、更にアルミ板の外側に厚さ１ｍｍのフッ素ゴムを配置し、これらをプレス機に挟んで０．５トンの圧力を印加して、アルミ板の表面の温度を別の温度測定器で測定した（測定温度Ｔｍ０）（なお、熱抵抗のロスを考慮すると一般に、Ｔｍ０≧Ｔｍ２≧Ｔｍ１と想定されることに留意されたい）。この結果、Ｔｍ０－Ｔｍ２、Ｔｍ０－Ｔｍ１、Ｔｍ２－Ｔｍ１の温度差がいずれも０．５℃以内であった。よって、放熱性を必要とする場合にも、高い温度検知精度が得られることが示された。
　上述した温度センサの作製方法のうち、サーミスタ素子の作製において、サーミスタ層の上面全体にカバー層としてポリイミドテープを貼らずに、下記（ａ）～（ｄ）の改変を行ったこと以外は同様にして、合計４つの温度センサを更に作製した。
　（ａ）サーミスタ素子のポリイミド基板（厚さ１０μｍ）の裏面をそのままとした（よって、ｄ１＝３０μｍおよびｄ２＝１４０μｍ）
　（ｂ）サーミスタ素子のポリイミド基板（厚さ１０μｍ）の裏面全体に、厚さ３０μｍのポリイミドテープ（粘着層を有するポリイミドフィルム）を貼った（よって、ｄ１＝６０μｍおよびｄ２＝１７０μｍ）
　（ｃ）サーミスタ素子のポリイミド基板（厚さ１０μｍ）の裏面全体に、厚さ６０μｍのポリイミドテープ（粘着層を有するポリイミドフィルム）を貼った（よって、ｄ１＝９０μｍおよびｄ２＝２００μｍ）
　（ｄ）サーミスタ素子のポリイミド基板（厚さ１０μｍ）の裏面全体に、厚さ９０μｍのポリイミドテープ（粘着層を有するポリイミドフィルム）を貼った（よって、ｄ１＝１２０μｍおよびｄ２＝２３０μｍ）
　これら４つの温度センサの各々を上記と同様に評価した。すなわち、温度センサを、サーミスタ素子のポリイミド基板の裏面を、５０℃に設定した６０ｍｍ角のヒーター表面に貼り、温度センサのうちＦＦＣのポリイミド基材の表面を、６０ｍｍ角で厚さ１ｍｍのアルミ板に接触させ、更にアルミ板の外側に厚さ１ｍｍのフッ素ゴムを配置し、これらをプレス機に挟んで０．５トンの圧力を印加して（図６（ｂ）に示すように、アルミ板を変形させてヒーター表面に接触させた）、ヒーター表面の温度として温度センサの測定値を取得するとともに（測定温度Ｔｍ１）、このアルミ板の表面の温度を別の温度測定器で測定した（測定温度Ｔｍ２）。この結果、これら４つの温度センサのいずれにおいても、Ｔｍ０－Ｔｍ２、Ｔｍ０－Ｔｍ１、Ｔｍ２－Ｔｍ１の温度差がいずれも０．５℃以内であった。よって、最大厚さｄ２が２３０μｍ以下、特に２００μｍ以下である場合、センサ部と被温度検知物との間に存在するポリイミド基板の厚さ（第１部分（および第１部分拡張部）の厚さ）は、温度検知精度に実質的に影響しないことがわかった。
　実施例３で示された効果は、センサ部の構造を、実施例１のようにサーミスタ層と電極との配置を変更した場合や、櫛型電極の代わりに、分割電極や平面電極を適用した場合にも同様に得られるものと考えられる。
（実施例４）
　実施例４は、図１２を参照して上述した実施形態４の温度センサアレイに関する。
　実施例３と同様にして、サーミスタ素子を３個作製した。他方、ポリイミド基材に、厚さ１０μｍの６つの銅配線が２ｍｍおよび１ｍｍの交互ピッチで形成され、その上を被覆するようにポリイミドフィルムのカバー層が形成された全体厚さ１３５μｍのフレキシブルフラットケーブル（ＦＦＣ）を準備した。このＦＦＣの両方の端部において、カバー層が該端部から長さ３ｍｍで設けられておらず、６つの配線が露出していた。このＦＦＣの他方の端部において、配線露出領域と反対側のポリイミド基材の表面に補強板が設けられていた。
　そして、このＦＦＣの配線露出領域（補強板がないほうの一方の端部）と、上記で作製した３つのサーミスタ素子のカバー層で被覆していない領域とを、これらの間に、幅９ｍｍおよび長さ１ｍｍの異方導電性フィルム（ＡＣＦ）を配置して重ね合わせて、２ＭＰａの荷重を印加しながら１８０℃で接合した。これにより、上記３つのサーミスタ素子のそれぞれ２つの引出電極部５と、上記ＦＦＣの６つの配線とを各々電気接続した。これにより得られた構造体を、ＦＦＣの６つの配線が２つずつとなるように、補強版が存在する他方の端部側部分を残して３分割した。その後、補強版が存在する他方の端部側部分を、市販の１ｍｍピッチの９ピンのコネクタに挿入して接続した。これにより、図１２に模式的に示すような温度センサアレイを作製した。
　作製した温度センサアレイは、コネクタを測定用回路基板に接続することが可能であり、３つのセンサ部の全部において、実施例３と同様に高い温度検知精度が得られた。
　その他、実施例３で上述した説明が、実施例４の温度センサアレイにも当て嵌まり得る。
　本発明の温度センサおよび温度センサアレイは、全体としてフレキシブルかつ薄く構成することができ、被温度検知物の温度を検知するための様々な用途に利用され得る。例えば、被温度検知物に接触させて押し付けた状態（特に、被温度検知物とこれに対向する物体との間で押圧された状態）で、被温度検知物の温度を検知する場合に好適に利用され得る。
　本願は、２０２０年３月３１日付けで日本国にて出願された特願２０２０－６４３４３に基づく優先権を主張し、その記載内容の全てが、参照することにより本明細書に援用される。
　　１　サーミスタ層
　　３、３’　電極
　　５　引出電極部
　　７　カバー層
　　１０　センサ部
　　１１　第１部分
　　１２、１２’　第２部分
　　１２ａ　第１部分拡張部
　　１２ｂ　第３部分拡張部
　　１２ｃ　接合部
　　１３　第３部分
　　１５、１５’　断熱性材料または放熱性材料
　　２０、２０’、２０’’　フレキシブル基板
　　２１　第１基材
　　２３　第２基材
　　２５　配線
　　２７　カバー層
　　２９　補強板
　　３０、３０’、３０’’、３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ　温度センサ
　　３１　共通の接続部
　　４０　温度センサアレイ
　　４１　被温度検知物
　　４３　対向物体
　　５０　リチウムイオン電池モジュール
　　５１　セル
　　５３　電池モジュール回路基板
　　５５　温度センサアレイ用回路基板
　　Ａ１　センサ部と反対側の面
　　Ｂ１　センサ部の露出面
　　Ａ２、Ａ２’　’第１面
　　Ｂ２、Ｂ２’　第２面
　　Ａ３　第３面
　　Ｂ３　第４面
　　ｄ１、ｄ２、ｄ３　厚さ
　　Ｘ、Ｙ　端部

Claims (9)

  1. 　フレキシブル基板にセンサ部が形成されている温度センサであって、
    　前記フレキシブル基板が、該フレキシブル基板の端部に位置し、かつ前記センサ部が形成されている第１部分と、該第１部分に対して前記端部から遠位方向に隣接し、かつ互いに対向する第１面および第２面の間において最大厚さを有する第２部分とを含み、
    　前記第１部分の前記センサ部と反対側の面と、前記第２部分の前記第１面とが、同一面上にあり、
    　少なくとも前記第２部分の前記第１面が、被温度検知物と接触する検知面を成し、
    　前記第１部分および前記センサ部の合計厚さが、前記第２部分の前記最大厚さより小さい、温度センサ。
  2. 　前記第２部分の前記最大厚さに対する、前記第１部分および前記センサ部の合計厚さの割合が、０．８３以下であり、かつ前記第１部分の長さが、９．５ｍｍ以下である、請求項１に記載の温度センサ。
  3. 　前記フレキシブル基板が、前記第２部分に対して前記端部から遠位方向に隣接し、かつ、互いに対向する第３面および第４面の間において、前記最大厚さより小さい厚さを有する第３部分を更に含み、
    　前記第３部分の前記第４面と、前記第２部分の前記第２面とが、同一面上にある、請求項１または２に記載の温度センサ。
  4. 　前記第３部分の前記第３面が露出している、請求項３に記載の温度センサ。
  5. 　前記第３部分の前記第３面が、前記被温度検知物と接触する断熱性材料または放熱性材料で被覆されている、請求項３に記載の温度センサ。
  6. 　前記第２部分が、前記第１部分からの拡張部と、前記第３部分からの拡張部と、これら拡張部を接合する接合部とを含む、請求項３～５のいずれかに記載の温度センサ。
  7. 　前記第１部分および前記第１部分からの拡張部が、第１基材と、該第１基材上に形成され、かつ前記センサ部から引き出された２つの電極部とを含み、
    　前記第３部分および前記第３部分からの拡張部が、第２基材と、該第２基材上に形成された２つの配線とを含み、
    　前記２つの電極部および前記２つの配線が、前記接合部を介して各々電気接続されている、請求項６に記載の温度センサ。
  8. 　前記センサ部が、サーミスタ層と、該サーミスタ層に接触し、かつ互いに離間して配置された２つの電極と、存在する場合にはカバー層とを含む、請求項１～７のいずれかに記載の温度センサ。
  9. 　請求項１～８のいずれかに記載の温度センサを複数含み、該複数の温度センサが、前記フレキシブル基板の前記第１部分と反対側の端部またはその近傍において共通の接続部に接続されている、温度センサアレイ。
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