(57)【要約】【課題】  電極の腐食を抑制することができる温度センサを提供すること。【解決手段】  絶縁性基板２と、絶縁性基板の一方の面にサーミスタ材料で形成された薄膜サーミスタ部３と、薄膜サーミスタ部の上又は下に互いに対向して形成された陽極側電極４及び陰極側電極５とを備え、陽極側電極及び陰極側電極が、互いに平行に延在する複数の櫛部４ａ，５ａと、複数の櫛部の基端が接続され複数の櫛部の並ぶ方向に延在する基端接続部４ｂ，５ｂと、基端接続部の端部に接続され櫛部に沿って延在する側部延在部４ｃ，５ｃと、基端接続部または側部延在部に接続された端子部４ｄ，５ｄとを有し、陽極側電極の側部延在部が、陰極側電極の側部延在部よりも幅広で延在している。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁性基板と、
前記絶縁性基板の一方の面にサーミスタ材料で形成された薄膜サーミスタ部と、
前記薄膜サーミスタ部の上又は下に互いに対向して形成された陽極側電極及び陰極側電極とを備え、
前記陽極側電極及び前記陰極側電極が、互いに平行に延在する複数の櫛部と、
複数の前記櫛部の基端が接続され複数の前記櫛部の並ぶ方向に延在する基端接続部と、
前記基端接続部の端部に接続され前記櫛部に沿って延在する側部延在部と、
前記基端接続部または前記側部延在部に接続された端子部とを有し、
前記陽極側電極の前記側部延在部が、前記陰極側電極の前記側部延在部よりも幅広で延在していることを特徴とする温度センサ。
【請求項２】
請求項１に記載の温度センサにおいて、
前記陽極側電極の前記側部延在部が、前記陰極側電極の前記側部延在部よりも長く延在していることを特徴とする温度センサ。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の温度センサにおいて、
前記薄膜サーミスタ部が、前記陽極側電極の前記側部延在部の外縁近傍まで拡がって形成されていることを特徴とする温度センサ。
【請求項４】
請求項１又は２に記載の温度センサにおいて、
前記薄膜サーミスタ部が、前記端子部を除く前記陽極側電極の外側まで拡がって形成されていることを特徴とする温度センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、薄膜サーミスタを用いた温度センサに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ポリイミド樹脂等で形成された絶縁性フィルム上に薄膜状のサーミスタ部を形成したフィルム型の温度センサが開発されている。例えば、特許文献１には、絶縁性フィルムと、絶縁性フィルムの表面にサーミスタ材料でパターン形成された薄膜サーミスタ部と、薄膜サーミスタ部の上に複数の櫛部を有して互いに対向してパターン形成された一対の櫛型電極と、一対の櫛型電極に接続され絶縁性フィルムの表面にパターン形成された一対のパターン電極と、櫛型電極と薄膜サーミスタ部とを覆って絶縁性フィルム上に形成された保護膜とを備えている温度センサが開発されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１６−１３８７７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記従来の技術には、以下の課題が残されている。
上記従来の温度センサでは、対向電極の縁部や、薄膜サーミスタ部の縁部による対向電極の段差部にプロセス時の残渣等の汚れが残り易く、高温高湿雰囲気で通電すると電極に腐食が発生する場合があった。すなわち、残渣等が存在する部分は、腐食電位が低下して腐食電流が発生し、電荷移動に伴ってその部分の電極材料が腐食してしまう。特に陽極側の対向電極の縁部が腐食してしまう不都合があった。このような腐食電流は、陽極側の対向電極と最寄りの陰極側の対向電極との間で生じ、電極の腐食によって素子が高抵抗化してしまう場合があった。
【０００５】
本発明は、前述の課題に鑑みてなされたもので、高温高湿雰囲気で使用しても電極の腐食を抑制することができる温度センサを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、前記課題を解決するために以下の構成を採用した。すなわち、第１の発明に係る温度センサは、絶縁性基板と、前記絶縁性基板の一方の面にサーミスタ材料で形成された薄膜サーミスタ部と、前記薄膜サーミスタ部の上又は下に互いに対向して形成された陽極側電極及び陰極側電極とを備え、前記陽極側電極及び前記陰極側電極が、互いに平行に延在する複数の櫛部と、複数の前記櫛部の基端が接続され複数の前記櫛部の並ぶ方向に延在する基端接続部と、前記基端接続部の端部に接続され前記櫛部に沿って延在する側部延在部と、前記基端接続部または前記側部延在部に接続された端子部とを有し、前記陽極側電極の前記側部延在部が、前記陰極側電極の前記側部延在部よりも幅広で延在していることを特徴とする。
【０００７】
この温度センサでは、陽極側電極の側部延在部が、陰極側電極の側部延在部よりも幅広で延在しているので、陰極側電極から陽極側電極の側部延在部の外縁までの距離が遠くなり、陽極側電極の側部延在部の外縁における腐食の進行が抑制され腐食し難くなる。
【０００８】
第２の発明に係る温度センサは、第１の発明において、前記陽極側電極の前記側部延在部が、前記陰極側電極の前記側部延在部よりも長く延在していることを特徴とする。
すなわち、この温度センサでは、陽極側電極の側部延在部が、陰極側電極の側部延在部よりも端子部側に長く延在しているので、陽極側電極の側部延在部における少なくとも一方の端部の外縁も陰極側電極から離れることで、腐食し易い陽極側電極の側部延在部における端部の外縁も腐食の進行が抑制され腐食し難くなる。
【０００９】
第３の発明に係る温度センサは、第１又は第２の発明において、前記薄膜サーミスタ部が、前記陽極側電極の前記側部延在部の外縁近傍まで拡がって形成されていることを特徴とする。
すなわち、この温度センサでは、薄膜サーミスタ部が、陽極側電極の側部延在部の外縁近傍まで拡がって形成されているので、薄膜サーミスタ部の外縁による陽極側電極の側部延在部の段差部が陰極側電極から離れることで、段差部における腐食の進行が抑制され腐食し難くなる。
【００１０】
第４の発明に係る温度センサは、第１又は第２の発明において、前記薄膜サーミスタ部が、前記端子部を除く前記陽極側電極の外側まで拡がって形成されていることを特徴とする。
すなわち、この温度センサでは、薄膜サーミスタ部が、端子部を除く陽極側電極の外側まで拡がって形成されているので、薄膜サーミスタ部の外縁部による陽極側電極の段差部が端子部を除いて生じず、段差部による腐食が発生しない。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、以下の効果を奏する。
すなわち、本発明に係る温度センサによれば、陽極側電極の側部延在部が、陰極側電極の側部延在部よりも幅広で延在しているので、陰極側電極から陽極側電極の側部延在部の外縁までの距離が遠くなり、陽極側電極の側部延在部の外縁における腐食の進行が抑制され腐食し難くなる。
したがって、本実施形態の温度センサでは、腐食の発生に伴う高抵抗化を抑制し、良好なサーミスタ特性を安定して維持することができ、高い信頼性を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明に係る温度センサの第１実施形態を示す平面図である。
【図２】本発明に係る温度センサの第２実施形態を示す平面図である。
【図３】本発明に係る温度センサの第３実施形態を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明に係る温度センサにおける第１実施形態を、図１を参照しながら説明する。なお、以下の説明に用いる図面の一部では、各部を認識可能又は認識容易な大きさとするために必要に応じて縮尺を適宜変更している。
【００１４】
本実施形態の温度センサ１は、図１に示すように、絶縁性基板２と、絶縁性基板２の一方の面にサーミスタ材料で形成された薄膜サーミスタ部３と、薄膜サーミスタ部３の上又は下に互いに対向して形成された陽極側電極４及び陰極側電極５とを備えている。なお、本実施形態では、陽極側電極４及び陰極側電極５が、薄膜サーミスタ部３の上に形成されている。
【００１５】
上記陽極側電極４及び陰極側電極５は、互いに平行に延在する複数の櫛部４ａ，５ａと、複数の櫛部４ａ，５ａの基端が接続され複数の櫛部４ａ，５ａの並ぶ方向に延在する基端接続部４ｂ，５ｂと、基端接続部４ｂ，５ｂの端部に接続され櫛部４ａ，５ａに沿って延在する側部延在部４ｃ，５ｃと、側部延在部４ｃ，５ｃ又は基端接続部４ｂ，５ｂに接続された端子部４ｄ，５ｄとを有している。
なお、本実施形態では、陽極側電極４の端子部４ｄが、側部延在部４ｃ及び基端接続部４ｂの基端部に接続され、陰極側電極５の端子部５ｄが、側部延在部５ｃの基端部に接続されている。
【００１６】
上記陽極側電極４の側部延在部４ｃは、陰極側電極５の側部延在部５ｃよりも幅広で延在している。すなわち、側部延在部４ｃの幅Ｈ１は、側部延在部５ｃの幅Ｈ２よりも広く、側部延在部４ｃは、陰極側電極５から離間する方向（図１中の二点鎖線矢印方向）に拡がって形成されている。
また、陽極側電極４の側部延在部４ｃは、陰極側電極５の側部延在部５ｃよりも端子部４ｄ側に長く延在している。すなわち、側部延在部４ｃの長さＬ１は、側部延在部５ｃの長さＬ２より基端側に長く設定されている。
【００１７】
上記薄膜サーミスタ部３は矩形状に形成され、その外周縁は、基端接続部４ｂ，５ｂと側部延在部４ｃ，５ｃとに厚さ方向で対向して配されている。すなわち、基端接続部４ｂ，５ｂと側部延在部４ｃ，５ｃとは、薄膜サーミスタ部３の外周縁の直上を覆って形成されている。
薄膜サーミスタ部３の外縁のうち、陽極側電極４の側部延在部４ｃ下にある部分３ａは、櫛部４ａ，５ａ側に寄って配されている。
なお、図中、陽極側電極４及び陰極側電極５には、ハッチングを施している。
【００１８】
また、本実施形態の温度センサ１は、絶縁性基板２の一方の面に陽極側電極４及び陰極側電極５と薄膜サーミスタ部３とを覆って形成された絶縁性保護膜８を備えている。
上記絶縁性保護膜８は、スクリーン印刷等によりポリイミド樹脂で矩形状にパターン形成されている。
【００１９】
上記絶縁性基板２は、長方形とされた絶縁性フィルムであり、例えば厚さ７．５〜１２５μｍのポリイミド樹脂シートで形成されている。なお、絶縁性基板２の絶縁性フィルムは、他にＰＥＴ：ポリエチレンテレフタレート，ＰＥＮ：ポリエチレンナフタレート，ＬＣＰ：液晶ポリマー等でも作製できる。
【００２０】
上記薄膜サーミスタ部３は、フレキシブル性を有したサーミスタ膜であって、例えばスパッタリングで成膜されたＭ−Ａ−Ｎ膜（但し、ＭはＴｉ，Ｖ，Ｃｒ，Ｍｎ，Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉ及びＣｕの少なくとも１種を示すと共に、ＡはＡｌ又は（Ａｌ及びＳｉ）を示す）である。
すなわち、薄膜サーミスタ部３は、一般式：ＭｘＡｙＮｚ（但し、ＭはＴｉ，Ｖ，Ｃｒ，Ｍｎ，Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉ及びＣｕの少なくとも１種を示すと共に、ＡはＡｌ又は（Ａｌ及びＳｉ）を示す。０．７０≦ｙ／（ｘ＋ｙ）≦０．９８、０．４≦ｚ≦０．５、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１）で示される金属窒化物からなり、その結晶構造が、六方晶系のウルツ鉱型の単相である。なお、これらの膜については、フレキシブル性と良好なサーミスタ特性とが確認されている。また、薄膜サーミスタ部３には、サーミスタ特性を大きく変えない範囲内において、酸素が含まれていてもよい。
【００２１】
なお、本実施形態では、特にＴｉ−Ａｌ−Ｎのサーミスタ材料で矩形状に形成された薄膜サーミスタ部３を採用している。すなわち、薄膜サーミスタ部３は、一般式：ＴｉｘＡｌｙＮｚ（０．７０≦ｙ／（ｘ＋ｙ）≦０．９５、０．４≦ｚ≦０．５、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１）で示される金属窒化物からなり、その結晶構造が、六方晶系のウルツ鉱型の単相である。
【００２２】
上記陽極側電極４及び陰極側電極５は、互いに対向して櫛型状にパターン形成された櫛型電極であり、陽極側電極４の櫛部４ａと陰極側電極５の櫛部５ａとが、交互に配されている。
これら陽極側電極４及び陰極側電極５は、例えば膜厚５〜１００ｎｍのＣｒ又はＮｉＣｒの接合層と、該接合層上にＡｕ等の貴金属で膜厚５０〜１０００ｎｍ形成された電極層とを有している。
【００２３】
このように本実施形態の温度センサ１では、陽極側電極４の側部延在部４ｃが、陰極側電極５の側部延在部５ｃよりも幅広で延在しているので、陰極側電極５から陽極側電極４の側部延在部４ｃの外縁までの距離が遠くなり、陽極側電極４の側部延在部４ｃの外縁における腐食の進行が抑制され腐食し難くなる。
また、陽極側電極４の側部延在部４ｃが、陰極側電極５の側部延在部５ｃよりも長く延在しているので、陽極側電極４の側部延在部４ｃにおける少なくとも一方の端部の外縁も陰極側電極５から離れることで、腐食し易い陽極側電極４の側部延在部４ｃにおける端部の外縁も腐食の進行が抑制され腐食し難くなる。
【００２４】
次に、本発明に係る温度センサの第２及び第３実施形態について、図２及び図３を参照して以下に説明する。なお、以下の各実施形態の説明において、上記実施形態において説明した同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明は省略する。
【００２５】
第２実施形態と第１実施形態との異なる点は、第１実施形態では、薄膜サーミスタ部３の外周縁のうち、陽極側電極４の側部延在部４ｃ下にある部分が、櫛部４ａ，５ａ側に寄って配されているのに対し、第２実施形態の温度センサ２１では、図２に示すように、薄膜サーミスタ部２３の外周縁のうち、陽極側電極４の側部延在部４ｃ下にある部分２３ａが、側部延在部４ｃの外周縁（櫛部４ａ，５ａと反対側）に寄って配されている点である。
【００２６】
すなわち、第２実施形態では、薄膜サーミスタ部２３が、陽極側電極４の側部延在部４ｃの外縁近傍まで拡がって形成されている。
薄膜サーミスタ部２３の外周縁のうち、陽極側電極４の側部延在部４ｃ下にある部分２３ａが、側部延在部４ｃの外縁近傍において外縁に沿って配されている。そのため、第１実施形態の薄膜サーミスタ部３は矩形状に形成されているが、第２実施形態の薄膜サーミスタ部２３は、陽極側電極４の側部延在部４ｃのうち陰極側電極５の側部延在部５ｃよりも端子部４ｄ側に長く延在している部分にも拡がって形成された凸部２３ｂを有している。
【００２７】
このように第２実施形態の温度センサ２１では、薄膜サーミスタ部２３が、陽極側電極４の側部延在部４ｃの外縁近傍まで拡がって形成されているので、薄膜サーミスタ部２３の外縁による陽極側電極４の側部延在部４ｃの段差部が陰極側電極５から離れることで、段差部における腐食の進行が抑制され腐食し難くなる。
【００２８】
次に、第３実施形態と第２実施形態との異なる点は、第２実施形態では、薄膜サーミスタ部２３の外縁が、電極間を除いて全体が陽極側電極４及び陰極側電極５の直下に配されているのに対し、第３実施形態の温度センサ３１では、図３に示すように、薄膜サーミスタ部３３が、端子部４ｄを除く陽極側電極４の外側まで拡がって形成されている点である。
【００２９】
すなわち、第３実施形態では、薄膜サーミスタ部３３の外縁のうち陽極側電極４の側部延在部４ｃ側の部分３３ａが、側部延在部４ｃよりも外側に配されている。また、薄膜サーミスタ部３３の外縁のうち陽極側電極４の基端接続部４ｂ側の部分３３ｂが、基端接続部４ｂよりも外側に配されている。さらに、薄膜サーミスタ部３３の外縁のうち陰極側電極５の基端接続部５ｂ側の部分３３ｃが、基端接続部５ｂよりも外側に配されている。
【００３０】
したがって、第３実施形態では、薄膜サーミスタ部３３の外縁が、陽極側電極４と重なっている部分は端子部４ｄだけである。また、その部分も第２実施形態に比べて陰極側電極５から離間している。
なお、第３実施形態の薄膜サーミスタ部３３は、矩形状に形成されている。
【００３１】
このように第３実施形態の温度センサ３１では、薄膜サーミスタ部３３が、端子部４ｄを除く陽極側電極４の外側まで拡がって形成されているので、薄膜サーミスタ部３３の外縁部による陽極側電極４の段差部が端子部４ｄを除いて生じず、段差部による腐食が発生しない。
【００３２】
なお、本発明の技術範囲は上記各実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、上記各実施形態では、薄膜サーミスタ部の上に陽極側電極及び陰極側電極が形成されているが、薄膜サーミスタ部の下に陽極側電極及び陰極側電極を形成しても構わない。
【符号の説明】
【００３３】
１，２１，３１…温度センサ、２…絶縁性基板、３，２３，３３…薄膜サーミスタ部、４…陽極側電極、４ａ，５ａ…櫛部、４ｂ，５ｂ…基端接続部、４ｃ，５ｃ…側部延在部、４ｄ，５ｄ…端子部、５…陰極側電極
【図１】
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【図２】
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【図３】
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