(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
フレキシブルプリント配線板と、前記フレキシブルプリント配線板に接着されかつ少なくとも一方の面に当該フレキシブルプリント配線板の配線パターンと導通する温度測定用の金属箔膜が表面にパターニングして形成された基板を有する温度検出部と、前記温度検出部を収容するパッケージングを備えた温度検出体において、
前記パッケージングは、両端部が開口したガラス管と、当該ガラス管の温度検出部の信号取り出し方向端部から前記プリント配線板を外部に延在させるとともに当該フレキシブルプリント配線板又は基板の一部の少なくとも何れか一方を基端側接着剤によって支持しながら当該ガラス管の信号取り出し方向端部を当該基端側接着剤によって密封した基端側密封部と、前記ガラス管の先端側端部に前記フレキシブルプリント配線板又は基板の少なくとも何れか一方の先端側端部を先端側接着材によって支持しながら当該ガラス管の先端側端部を当該先端側接着材によって密封した先端側密封部を備え、
前記基端側密封部と前記先端側密封部によって前記フレキシブルプリント配線板又は基板の少なくとも何れか一方を両端支持構造としたことを特徴とする温度検出体。
【請求項２】
フレキシブルプリント配線板と、前記フレキシブルプリント配線板に接着されかつ少なくとも一方の面に当該フレキシブルプリント配線板の配線パターンと導通する温度測定用の金属箔膜が表面にパターニングして形成された基板を有する温度検出部と、前記温度検出部を収容するパッケージングを備えた温度検出体において、
前記パッケージングは、一端部のみが開口したガラス管と、当該ガラス管の開口部から前記フレキシブルプリント配線板を外部に延在させるとともに当該フレキシブルプリント配線板又は基板の少なくとも何れか一方を接着材によって支持しながら当該ガラス管の開口部を当該接着材によって密封した基端側密封部と、前記ガラス管の先端側端部に前記フレキシブルプリント配線板又は基板の少なくとも何れか一方の先端側端部を支持する先端側支持部を備え、
前記基端側密封部と前記先端側支持部によって前記フレキシブルプリント配線板又は基板の少なくとも何れか一方を両端支持構造としたことを特徴とする温度検出体。
【請求項３】
フレキシブルプリント配線板と、前記フレキシブルプリント配線板に接着されかつ少なくとも一方の面に当該フレキシブルプリント配線板の配線パターンと導通する温度測定用の金属箔膜が表面にパターニングして形成された基板を有する温度検出部と、前記温度検出部を収容するパッケージングを備えた温度検出体において、
前記パッケージングは、前記温度検出部の信号取り出し方向端部が開口するとともにガラス管又は接着材により先端側端部が閉塞したガラス管と、当該ガラス管の信号取り出し方向端部側開口部から前記フレキシブルプリント配線板を外部に延在させるとともに当該フレキシブルプリント配線板又は基板の一部の少なくとも何れか一方を接着材によって支持しながら当該ガラス管の信号取り出し方向端部側開口部を当該接着材によって密封した基端側密封部を備え、
当該フレキシブルプリント配線板には長手方向所定位置に当該プリント配線板の幅方向に突出するフレキシブルプリント配線板支持部が備わり、前記フレキシブルプリント配線板及び基板は前記ガラス管内において片持ち梁状に延在するとともに、前記フレキシブルプリント配線板支持部が前記ガラス管の内周面に接触することで当該フレキシブルプリント配線板及び基板を前記ガラス管内に所定の姿勢で支持することを特徴とする温度検出体。
【請求項４】
前記基端側密封部から導出した前記フレキシブルプリント配線板の導出部及び当該フレキシブルプリント配線板と外部導出ケーブルとを電気的に接続する接続部を収容する保護管を前記温度検出体が更に備え、前記ガラス管の基端側密封部及びその近傍が前記保護管の先端部に支持されたまま、当該ガラス管の温度検出部収容部分が保護管外部に突出していることを特徴とする、請求項１乃至請求項３の何れかに記載の温度検出体。
【請求項５】
不活性ガス、セラミックス、絶縁性オイルの何れかを前記ガラス管内に充填したことを特徴とする、請求項１乃至請求項４の何れかに記載の温度検出体。
【請求項６】
前記ガラス管に代えて透明のプラスチック管を備えたことを特徴とする、請求項１乃至請求項５の何れかに記載の温度検出体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は微小な温度変化をも測定可能で、例えば半導体プロセスの温度制御などに好適に利用可能な温度検出体に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から温度制御を必要とする様々なプロセスにおいて白金（Ｐｔ）測温抵抗素子を利用した温度センサが広く利用されている（例えば、特許文献１参照）。かかる特許文献１に記載の温度センサは、白金からなる測温抵抗体をフッ素樹脂からなるコーティング部材で被覆し，このコーティング部材の周囲を僅かな隙間を介してフッ素樹脂からなる二重チューブにより囲んで外部から保護し、二重チューブ及び測温抵抗体を石英ガラス管内に挿入して構成されている。
【０００３】
そして、温度センサがこのような構成を有することで、例えば半導体デバイスの製造工程における洗浄装置の温度制御を行うに際して、保護チューブ内に薬液が浸入するのを防止し、従来から問題となっていた測温抵抗体を被覆するＳＵＳ製コーティング部材の腐食防止を図っている。
【特許文献１】特開２００１−２９６１８６号公報（４−５頁、図５）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このような従来型の白金の測温抵抗体は抵抗値が一般に１００Ωと小さく（ＪＩＳＣ１６０４）、高精度の温度測定が必要とされない場合には支障がない。
【０００５】
この場合に温度測定を行うに際してこの測温抵抗体に例えば１ｍＡの電流を流したとすると、電力Ｗ1＝100（Ω）×0.001（Ａ）×0.001（Ａ）＝0.0001（Ｗ）＝0.1（ｍＷ）相当の自己発熱が行われることになる。半導体製造プロセスの温度制御など例えば０．００１°Ｃごとの精度で厳密な温度測定を必要とする場合、このような自己発熱が生じると、例えばφ１ｍｍ程度の細い保護管では測温抵抗体自体が０．１℃上昇してしまうこともあり、対象物の流速が変化した場合などに温度測定が精度良く行えない。
【０００６】
一方、このような不具合を解決するために、例えば特開２００２−２８６５５５号公報に記載された温度センサが提案されている。かかる温度センサは温度検出素子がアルミナ等のセラミック基板と、このセラミック基板の表面に形成された白金（Ｐｔ）などの金属箔抵抗体とから構成され、この温度検出素子がフレキシブルプリント配線板とハーメチック部品で連結され、これらが保護管内に密封収容されている。なお、保護管は、例えばＳＵＳ３０４やＳＵＳ３１６等の耐食性金属であるステンレス鋼で形成され、基端部が開放するとともに先端側が閉塞する細長い小径パイプと、この小径パイプの基端部に接合された大径パイプとから構成されている。そして、温度検出素子は先端側の金属製の小径パイプ内に密封収容されている。
【０００７】
この温度検出素子はセラミック基板上に線幅が約１０μｍ程度の白金の箔をパターニングして形成されているので、その抵抗値が１０００Ωと上述した従来の温度検出素子よりもかなり大きくなっている。この新たな温度検出素子を用いることで、金属箔抵抗体に流す電流は０．１ｍＡ程度で良くなるので、温度検出素子の電力Ｗ2＝1000（Ω）×0.0001（Ａ）×0.0001（Ａ）＝0.00001（Ｗ）＝0.01（ｍＷ）となり、従来の温度検出素子の自己発熱の１／１０となる。そのため、半導体製造プロセスの温度制御など例えば０．００１°Ｃごとの精度で厳密な温度測定を必要とする場合に温度検出素子の自己発熱による影響を最小限に抑えることができ、このような技術分野にこの新たな温度センサを好適に利用できる。
【０００８】
しかし、このような検出精度に優れた温度センサであっても以下のような解決すべき課題が残されている。
【０００９】
この温度センサは温度検出素子がセラミック基板上に線幅が約１０μｍ程度の白金の箔をパターニングして形成されているので、この周囲を空間を介さずにガラス等で直接囲繞するとガラスの溶融時による熱が温度検出素子に直接作用するため、このような温度検出素子の周囲を直接ガラスで囲繞した構造の温度センサを製造することは耐熱材料を使用したり、ガラス溶融温度に耐えられるような特別の接合材料や方法や設備等を検討したりする必要があり難しい。しかしながら、温度検出素子自体に汚れや傷が付かないようにするとともに耐食性を高めるために温度検出素子を何らかの形でパッケージングすることは必須とされている。
【００１０】
従って、提案されている温度センサのようにＳＵＳからなる金属管に温度検出素子、フレキシブルプリント基板、及びこのフレキシブルプリント基板に接続されたハーメチックシール部品を収容する必要がある。しかし、温度検出素子を金属管に収容すると、保護管内部が外部から見えないので、微細な構造を有する温度検出素子が保護管内でどのように組み付けられているか組み付け中に確認できないとともに、温度検出素子自体にゴミ等が付着しているか否かを組み付け中や組み付け後に確認できない。また、保護管が金属管であるため、温度センサの電気的導通部分が保護管に接触するおそれがあるとともにこれに関連して温度センサの耐電圧を高くとることができない。
【００１１】
また、提案されている温度センサのように温度検出素子がハーメチックシールに片持ち梁構造で支持されていると、温度センサの使用中に温度センサに加わる振動が片持ち梁構造の温度検出素子を余計に振れさせることがあり、好ましくない。
【００１２】
また、温度センサの使用中や保管中に金属製の保護管が錆びて腐食しないように常に注意を払わなければならない。
【００１３】
本発明の目的は、組み付け時に温度検出素子の組み付け状態を確認し易く使用中の振動にも強い高精度の温度検出体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上述した課題を解決するために、本発明の請求項１にかかる温度検出体は、
フレキシブルプリント配線板と、前記フレキシブルプリント配線板に接着されかつ少なくとも一方の面に当該フレキシブルプリント配線板の配線パターンと導通する温度測定用の金属箔膜が表面にパターニングして形成された基板を有する温度検出部と、前記温度検出部を収容するパッケージングを備えた温度検出体において、
前記パッケージングは、両端部が開口したガラス管と、当該ガラス管の温度検出部の信号取り出し方向端部から前記プリント配線板を外部に延在させるとともに当該フレキシブルプリント配線板又は基板の一部の少なくとも何れか一方を基端側接着剤によって支持しながら当該ガラス管の信号取り出し方向端部を当該基端側接着剤によって密封した基端側密封部と、前記ガラス管の先端側端部に前記フレキシブルプリント配線板又は基板の少なくとも何れか一方の先端側端部を先端側接着材によって支持しながら当該ガラス管の先端側端部を当該先端側接着材によって密封した先端側密封部を備え、
前記基端側密封部と前記先端側密封部によって前記フレキシブルプリント配線板又は基板の少なくとも何れか一方を両端支持構造としたことを特徴としている。
【００１５】
また、本発明の請求項２にかかる温度検出体は、
フレキシブルプリント配線板と、前記フレキシブルプリント配線板に接着されかつ少なくとも一方の面に当該フレキシブルプリント配線板の配線パターンと導通する温度測定用の金属箔膜が表面にパターニングして形成された基板を有する温度検出部と、前記温度検出部を収容するパッケージングを備えた温度検出体において、
前記パッケージングは、一端部のみが開口したガラス管と、当該ガラス管の開口部から前記フレキシブルプリント配線板を外部に延在させるとともに当該フレキシブルプリント配線板又は基板の少なくとも何れか一方を接着材によって支持しながら当該ガラス管の開口部を当該接着材によって密封した基端側密封部と、前記ガラス管の先端側端部に前記フレキシブルプリント配線板又は基板の少なくとも何れか一方の先端側端部を支持する先端側支持部を備え、
前記基端側密封部と前記先端側支持部によって前記フレキシブルプリント配線板又は基板の少なくとも何れか一方を両端支持構造としたことを特徴としている。
【００１６】
温度検出部が基板とこの基板の少なくとも一方の面に形成された金属膜からなり抵抗値を１０００Ωと大きくしたので、温度検出部の自己発熱による影響を最小限に抑えた温度測定を可能とする。
【００１７】
また、両端が接着材で密封されたガラス管に温度検出素子がパッケージングされているので、温度検出部とプリント配線板が保護管内でどのように組み付けられているかや温度検出部やプリント配線板にゴミ等が付着しているか否かを組み付け中や組み付け後に確認できる。また、温度検出体の電気的導通部分が金属製の保護管に接触して短絡するおそれが無く、温度センサの耐電圧を高くすることができる。
【００１８】
また、金属製の保護管に温度検出部とプリント配線板の一部がパッケージングされている場合のように保護管の錆びによる腐食防止に注意を払う必要もない。
【００１９】
また、温度検出素子がガラス管内に両持ち梁構造で支持されているので、片持ち梁構造の温度検出素子のように温度検出体の使用中に温度検出体に振動が加わっても温度検出素子が余計に振れたりすることはない。これによって、温度検出体の使用中に温度検出素子が振動等の影響を直接受けないで済む。
【００２０】
また、本発明の請求項３に記載の温度検出体は、
フレキシブルプリント配線板と、前記フレキシブルプリント配線板に接着されかつ少なくとも一方の面に当該フレキシブルプリント配線板の配線パターンと導通する温度測定用の金属箔膜が表面にパターニングして形成された基板を有する温度検出部と、前記温度検出部を収容するパッケージングを備えた温度検出体において、
前記パッケージングは、前記温度検出部の信号取り出し方向端部が開口するとともにガラス管又は接着材により先端側端部が閉塞したガラス管と、当該ガラス管の信号取り出し方向端部側開口部から前記フレキシブルプリント配線板を外部に延在させるとともに当該フレキシブルプリント配線板又は基板の一部の少なくとも何れか一方を接着材によって支持しながら当該ガラス管の信号取り出し方向端部側開口部を当該接着材によって密封した基端側密封部を備え、
当該フレキシブルプリント配線板には長手方向所定位置に当該プリント配線板の幅方向に突出するフレキシブルプリント配線板支持部が備わり、前記フレキシブルプリント配線板及び基板は前記ガラス管内において片持ち梁状に延在するとともに、前記フレキシブルプリント配線板支持部が前記ガラス管の内周面に接触することで当該フレキシブルプリント配線板及び基板を前記ガラス管内に所定の姿勢で支持することを特徴としている。
【００２１】
温度検出部が基板とこの基板の少なくとも一方の面に形成された金属膜からなり抵抗値を１０００Ωと大きくしたので、温度検出部の自己発熱による影響を最小限に抑えた温度測定を可能とする。
【００２２】
また、両端が接着材で密封されたガラス管に温度検出部とプリント配線板の一部がパッケージングされているので、温度検出部やプリント配線板の一部がガラス管内でどのように組み付けられているかや温度検出部やプリント配線板にゴミ等が付着しているか否かを組み付け中や組み付け後に確認できる。また、温度検出体の電気的導通部分が金属製の保護管に接触して短絡するおそれが無く、温度検出体の耐電圧を高くすることが可能である。
【００２３】
また、金属製の保護管に温度検出部とプリント配線板の一部がパッケージングされている場合のように保護管の錆びによる腐食防止に注意を払う必要もない。
【００２４】
また、温度検出部及びプリント配線板がガラス管内に片持ち梁構造で支持されていても、プリント配線板の幅方向に突出するプリント配線板支持部がガラス管の内周面に接触することで温度検出部及びプリント配線板をガラス管内に所定の姿勢で支持することができ、温度検出体が振動を受けてもこれに収容された温度検出素子の位置や姿勢がずれたり余計に振れたりすることもない。
【００２５】
また、温度検出部及びプリント配線板をガラス管の一端から挿入するだけで片持ち梁構造の温度検出部及びプリント配線板をプリント配線板支持部によってガラス管内に所定の姿勢で確実に支持できるので、請求項１及び請求項２に記載の温度検出体に較べて組み付け性が更に向上する。
【００２６】
また、本発明の請求項４に記載の温度検出体は、請求項１乃至請求項３の何れかに記載の温度検出体において、
前記基端側密封部から導出した前記フレキシブルプリント配線板の導出部及び当該フレキシブルプリント配線板と外部導出ケーブルとを電気的に接続する接続部を収容する保護管を前記温度検出体が更に備え、前記ガラス管の基端側密封部及びその近傍が前記保護管の先端部に支持されたまま、当該ガラス管の温度検出部収容部分が保護管外部に突出していることを特徴とする。
【００２７】
ガラス管は腐食しないため、先端部に金属保護管がなくても耐食性が高く、腐食性ガス中における温度検出にもこの温度検出体を問題なく使用できる。
【００２８】
なお、温度検出部は基板とこの基板の少なくとも一方の面に形成された金属膜からなるので、衝撃などを受けた際に発生する応力により検出温度がずれることがある。そのため、温度検出部自体に衝撃が加わったか否かを判断する必要がある。この温度検出部を収容するガラス管は衝撃に弱いので、ガラス管自体を金属保護管から突出させて外部にむき出すことで、ガラス管自体に衝撃が加わって割れ等が生じることで温度検出部自体にも衝撃が加わったことをその後いつでも知ることができる。
【００２９】
また、本発明の請求項５に記載の温度検出体は、請求項１乃至請求項４の何れかに記載の温度検出体において、
不活性ガス、セラミックス、絶縁性オイルの何れかを前記ガラス管内に充填したことを特徴としている。
【００３０】
好ましくは、窒素やアルゴンなどの不活性ガスをガラス管に封入することで、腐食性ガスや水分がガラス管の内部に入り込むのを防ぎ、ガラス管内部の部品（抵抗パターン、樹脂、コーティング材、電気的及び構造上の接続部）の腐食を防止することができ、より安定した温度検出特性を有する信頼性の高い温度検出体とすることができる。
【００３１】
若しくは、好ましくは真空で脱泡した化学的に安定したシリコンオイルやフッ素オイルをガラス管に充填することで、ガラス管表面から温度検出部までの熱伝導性を高め、温度検出体周囲雰囲気の温度変化に対する応答性を向上させることができる。
【００３２】
若しくは、ガラス粉末やセラミック粉末をガラス管に充填することで、温度検出素子をガラス管外部から認識することは難しくなるが、温度検出素子をガラス管内でよりしっかりと支持できるようになる。なお、この場合、超音波等の振動を加えながら充填した方が良い。これによって、ガラス管内におけるこれらの粉末の充填率を高めることができる。また、この粉末の隙間に窒素やアルゴンなどの不活性ガスを封入すると、腐食性ガスや水分がガラス管の内部に入り込むのを防ぎ、ガラス管内部の部品の腐食を防止することができる。
【００３３】
また、本発明の請求項６に記載の温度検出体は、請求項１乃至請求項５の何れかに記載の温度検出体において、
前記ガラス管に代えて透明のプラスチック管を備えたことを特徴としている。
【００３４】
このような透明のプラスチック管を温度検出体が備えることで、温度検出体を腐食性ガス中で使用できなくなるが、それ以外の請求項１乃至請求項５に記載の作用をそれぞれ対応して発揮することが十分可能である。
【発明の効果】
【００３５】
本発明によると、組み付け時に温度検出素子の組み付け状態を確認し易く使用中の振動にも強い高精度の温度センサを提供することができるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３６】
以下、本発明の一実施形態に係る温度検出体について図面に基づいて説明する。本発明の一実施形態に係る温度検出体１は、図１に示すように、内部に温度検出素子（温度検出部）１５０（図２参照）を収容したガラス管１００と、ガラス管１００の基端部に連結されＳＵＳ３１６などの耐食性に優れた金属でできた金属保護管２０と、金属保護管内に収容されガラス管１００から延在したいわゆるＰＷＢ（Printed  Wire  Board）と呼ばれるプリント配線板１６０に電気的に接続された中継基板（接続部）３０と、同じく金属保護管内に一部が収容され中継基板３０と電気的に接続されかつ温度検出素子１５０からの出力信号を外部に導くケーブル４０を有している。
【００３７】
温度検出素子１５０は、図２に示すように、上面に白金（Ｐｔ）の箔からなる抵抗体１５５が形成された細長のセラミック基板１５６からなり、温度検出素子１５０のセラミック基板１５６の下面にはこの温度検出素子１５０よりも長さの長いプリント配線板１６０が接着材を介して接合されている。温度検出素子１５０の抵抗体１５５は例えば厚さ３μｍ程度の白金箔で線幅が約１０μｍ程度にパターニングして形成されており、その抵抗値は１０００Ωとなっている。
【００３８】
ガラス管１００は本実施形態の場合、石英ガラスでできており、例えばφ１ｍｍと極めて細いガラス管が用いられ、かつガラス管１００の両端が開口しており、ガラス管１００の先端側開口部１０１ではプリント配線板１６０の先端１６１をエポキシ樹脂からなる接着材によって支持しながら当該ガラス管の先端側開口部１０１をこの接着材によって密封することで先端側密封支持部１１０を形成している。
【００３９】
また、ガラス管１００の基端側開口部１０２からはプリント配線板１６０が金属保護管内の中継基板３０に向かって延在している。ガラス管１００の基端側開口部１０２ではプリント配線板１６０をこのように延在させた状態でエポキシ樹脂からなる接着材によって支持しながら基端側開口部１０２をこの接着材によって密封することで基端側密封支持部１２０を形成している。そして、ガラス管１００の内部は先端側密封支持部１１０と基端側密封支持部１２０とで完全に密封され、その内部には窒素やアルゴン等の不活性ガスが充填され、温度検出体外部の腐食性ガスや水分がガラス管内に入り込んでガラス管内部の部品（抵抗パターンや樹脂やコーティング材や電気的及び構造上の接続部）を腐食させないようになっている。
【００４０】
プリント配線板１６０には本実施形態の場合、厚さが０．２ｍｍ以下と極めて薄く十分な可撓性を有するフレキシブルプリント配線板が用いられている。そして、図３に示すプリント配線板１６０の下層に延在した２本の導体部１６５，１６６が先端でスルーホールを介して図４に示す上層の検出素子先端側接続電極１６５ａ，１６６ａとそれぞれ電気的に接続されている。この導体部１６５，１６６はその長手方向の基端側においてプリント配線板１６０の基端側端部１６３に向かって互いに離間するようにハの字状をなして延在形成され、プリント配線板１６０の基端側端部１６３において互いに間隔Ａ（図３参照）だけ隔てながらスルーホールを介して下層と上層が接続された状態でケーブル接続側電極１６５ｂ，１６６ｂを形成している。
【００４１】
また、図４に示すプリント配線板１６０の上層には検出素子先端側接続電極１６５ａ，１６６ａと温度検出素子１５０の長さに対応して離間した検出素子基端側接続電極１６７ａ，１６８ａが形成され、この検出素子基端側接続電極１６７ａ，１６８ａから互いにほぼ平行に導体部１６７，１６８がプリント配線板１６０の基端側端部１６３に向かって延在し、プリント配線板１６０の基端側端部１６３において互いに間隔Ｂを隔てながらスルーホールを介して下層と上層が接続された状態でケーブル接続側電極１６７ｂ，１６８ｂを形成している。
【００４２】
温度検出素子１５０は、上述したように上面に白金（Ｐｔ）の箔からなる抵抗体１５５が形成された例えば幅０．８ｍｍ、長さ８ｍｍ、厚さ０．２５ｍｍ程度の細長のアルミナでできたセラミック基板からなり、その製造工程は以下の通りとなっている。
【００４３】
最初に、セラミック基板に白金の箔を接着し、箔の表面処理を行い、抵抗用レジストを塗布し、抵抗用レジストパターンを作成し、抵抗パターン作成（エッチング）し、抵抗用レジストを剥離する。そして、電極用レジストを塗布し、電極用レジストパターンを作成し、電極（金）メッキを行い、電極用レジストを剥離する。そして、パターン保護用レジストを塗布し、パターン保護用レジストエッチングを行って電極部分だけ露出させる。
【００４４】
このようにして製造された温度検出素子１５０を用いた温度検出体１の組み付け方法について以下に説明する。まず、温度検出素子１５０の下面に形成された電極１５０ａとプリント配線板１６０の電極（図５（ａ）では電極１６５ａを代表的に図示）を図５（ａ）に示すように半田接合するか、図５（ｂ）に示すように温度検出素子１５０の上面に形成された電極１５０ｂとプリント配線板１６０の電極（図５（ｂ）では電極１６５ａを代表的に図示）とを金（Ａｕ）のワイヤ１７１でワイヤボンディングしてこれらの電極間を電気的に接続した後、この周囲をエポキシ樹脂などの補強用樹脂１７２で囲繞することで外部からの絶縁を図ると共に電気接続部の補強を図る。
【００４５】
図６は上述のように互いに接合された温度検出素子とプリント配線板を４枚並べた状態を示している。このように、温度検出素子１５０とプリント配線板１６０を一度に纏めて接合すると温度検出体１の製造効率を高めることができる。
【００４６】
そして、この温度検出素子１５０及びこれが接合されたプリント配線板１６０を両端が開放した透明のガラス管１００に挿入し、当該ガラス管の基端側開口部１０２からプリント配線板１６０を一部外部に延在させた状態でガラス管１００の両端部をエポキシ樹脂からなる接着材によって封止して、先端側密封支持部１１０と基端側密封支持部１２０を形成する（図７参照）。これによって、温度検出素子１５０の接合されたプリント配線板１６０はガラス管１００内で両端支持構造のまま密封収容される。
【００４７】
次いで、図８（ａ）に示すように、プリント配線板の端部にプリント配線板１６０のケーブル接続側電極１６５ｂ，１６６ｂ（図８（ａ）では図示せず）と中継基板３０を半田等公知の電気的接続手段によって接続した後、この接続部をエポキシ樹脂などの補強用樹脂８１によって囲繞する。ケーブル被覆部４１から露出した導線４２，４３を半田等によって中継基板３０に接続する。そして、図８（ｂ）に示すように、熱収縮チューブ８３をプリント配線板１６０の基端側端部１６３、中継基板３０、導線４２，４３、及びケーブル被覆部４１の端部まで被せ、加熱して熱収縮チューブ８３を収縮させ、外部からの絶縁性を高める。これと共に、ケーブルの被覆部先端近傍にケーブル抜け防止用のスプライス（抜け止め具）８２を加締める。
【００４８】
次いで、金属保護管内全体に図１に示すエポキシ樹脂８５を充填し、ガラス管１００及びこれから一部延在したプリント配線板１６０と中継基板３０、ケーブル４０の一部を金属保護管２０にその拡径側端部開口部（図１中右側）から挿入する。そして、ガラス管１００がその基端部を除いて金属保護管２０の先端から外部に突出するまでこれらを挿入する。そして、ガラス管１００から導出したプリント配線板１６０、中継基板３０、ケーブル４０を金属保護管２０に収容したまま、エポキシ樹脂８５を硬化させる。この際、プリント配線板１６０はフレキシブルで可撓性を有するので、プリント配線板１６０が金属保護管内で適度に撓んで中継基板３０やケーブル４０に関する金属保護管内の配置の自由度を高めることができる。なお、エポキシ樹脂８５が硬化した後は、スプライス８２のアンカー効果により金属保護管２０からこれらの部品が脱抜するのを確実に防止する。
【００４９】
上述のようにして組み付けられた温度検出体１は、以下のような作用を生じる。まず、温度検出素子１５０がセラミック基板１５６とこのセラミック基板１５６の上面に形成された白金箔の抵抗体１５５からなるので、温度検出素子１５０の抵抗値を例えば１０００Ωと従来の温度検出素子に較べてかなり高抵抗にできる。そのため、温度検出に当たって温度検出素子１５０に流す電流を例えば０．１ｍＡと小さくすることができ、その結果、温度検出素子１５０の自己発熱時において温度検出素子周辺の気体の対流が生じても検出対象物の温度上昇を最小限に抑えることができ、温度検出素子１５０の自己発熱による影響を受けずに温度測定を行うことが可能となる。
【００５０】
更に、先端側密封支持部１１０と基端側密封支持部１２０により両端が接着材で密封されたガラス管１００に温度検出素子１５０がパッケージングされているので、温度検出素子１５０の大きさが非常の小さいにも関わらずガラス管内でどのように組み付けられているかや温度検出素子１５０へのゴミ等の付着の有無を組み付け中及び組み付け後に確認できる。また、温度検出素子１５０がガラス管内に収容されているので、温度検出素子１５０の電気的導通部分が金属保護管２０に接触して短絡するおそれが無く、温度検出体１の耐電圧を高めることが可能である。
【００５１】
また、金属保護管に温度検出素子全体がパッケージングされて金属保護管自体を腐食性雰囲気中に晒す場合のように金属保護管の錆びによる腐食防止に注意を払う必要もない。
【００５２】
また、温度検出素子１５０が接合されたプリント配線板１６０がガラス管１００の両端の先端側密封支持部１１０と基端側密封支持部１２０により両持ち梁構造で支持されているので、片持ち梁構造の温度検出素子のように温度検出体の使用中に温度検出体に加わった振動により温度検出素子が余計に振れることがなく、振動等の影響を直接受けないで済む。
【００５３】
また、温度検出素子１５０はセラミック基板１５６とこのセラミック基板１５６の一方の面に形成された白金箔の抵抗体１５５からなるので、衝撃などを受けた際に発生する応力により検出温度がずれることがある。そのため、温度検出素子自体に衝撃が加わったか否かを判断する必要がある。そして、本実施形態にかかる温度検出体１は金属製の保護管２０の先端部からガラス管１００が外部雰囲気に晒されたまま突出した構成となっており、ガラス管自体は衝撃に弱いので、ガラス管１００に衝撃が加わって割れることで、温度検出素子自体にも衝撃が加わったことをその後にいつでも知ることができる。
【００５４】
なお、上述の実施形態においては中継基板３０を介してプリント配線板１６０とケーブル４０の導線４２，４３とを電気的に接続していたが、必ずしもこれに限定されず、中継基板を省略してプリント配線板の電極部に外部配線を直接接続しても構わない。
【００５５】
続いて、上述の実施形態の幾つかの変形例について説明する。係る各変形例は上述の実施形態のガラス管内における温度検出素子及びプリント配線板の支持構造のみを変更したもので、その他の構成については上述した実施形態と同様であるので、ガラス管、温度検出素子、及びプリント配線板については対応する符号を付して詳細な説明を省略し、その他の構成、即ち金属保護管、中継基板、及びケーブルについては図示を省略する。また、これらの変形例においても中継基板を必ずしも必要としないことは上述の実施形態の場合と同様である。
【００５６】
まず、本実施形態に係る温度検出体の第１変形例について説明する。この第１変形例にかかる温度検出体２は、図９に示すように、セラミック基板の先端側をガラス管２００の先端側開口部２０１から僅かに突出させたままエポキシ樹脂の接着材によって支持しかつこの接着材によってガラス管２００の先端側開口部２０１を密封して先端側密封支持部２１０を形成している。また、ガラス管２００の基端側開口部２０２は上述の実施形態と同様にこの基端側開口部２０２から金属保護管２０に向かって延在したプリント配線板２６０をエポキシ樹指の接着材によって支持しかつこの接着材によってガラス管２００の基端側開口部２０２を密封して基端側密封支持部２２０を形成している。このような構成を有するガラス管２００に上述した温度検出体の製造方法に基づいて中継基板３０やケーブル４０を接続し、これらを金属保護管２０に取り付けて温度検出体２を完成させる。
【００５７】
このような構成を有する温度検出体２によっても、上述した実施形態と同様の作用、即ち温度検出素子２５０の自己発熱による影響を最小限に抑えた温度測定を可能とする。また、温度検出素子２５０がガラス管内でどのように組み付けられているか、温度検出素子自体にゴミ等が付着しているか否かを組み付け中及び組み付け後に確認できる。また、温度検出素子２５０の電気的導通部分が金属保護管２０に接触して短絡するおそれが無く温度検出体２の耐電圧を高くすることができる。
【００５８】
また、金属保護管に温度検出素子全体がパッケージングされて金属保護管自体を腐食性雰囲気中に晒す場合のように金属保護管の錆びによる腐食防止に注意を払う必要もない。
【００５９】
また、片持ち梁構造の温度検出素子のように温度検出体の使用中に温度検出体に加わった振動により温度検出素子が余計に振れることがなく、振動等の影響を受けるのを防止できる。
【００６０】
また、ガラス管自体に衝撃が加わって割れが生じることで温度検出素子自体にも衝撃が加わったことをその後いつでも知ることができる。
【００６１】
続いて、本実施形態に係る温度検出体の第２変形例について説明する。この第２変形例にかかる温度検出体３は、図１０に示すように、セラミック基板３５６の先端側をガラス管３００の先端側開口部３０１から僅かに突出させたまま接着材によって支持しかつこの接着材によってガラス管３００の先端側開口部３０１を密封することで先端側密封支持部３１０を形成している。また、ガラス管３００の基端側開口部３０２においてはセラミック基板３５６の基端側端部をガラス管３００の基端側開口部３０２から若干突出させたままこのセラミック基板３５６に接合され金属保護管２０に向かって延在したプリント配線板３６０とともにエポキシ樹脂の接着材によって支持しかつこの接着材によってガラス管３００の基端側開口部３０２を密封することで基端側密封支持部３２０を形成している。そして、このような構成を有するガラス管３００に上述した温度検出体１，２の製造方法に基づいて中継基板３０やケーブル４０を接続し、これを金属保護管２０に取り付けて温度検出体３を完成させている。
【００６２】
このような構成を有する温度検出体３によっても、上述した実施形態及びその変形例と同様の作用、即ち高精度の温度測定を行うことが可能となる。また、温度検出素子３５０の組み付け状態やゴミ等付着の有無を組み付け中及び組み付け後に確認できる。また、温度検出体３の耐電圧を高くすることができる。また、金属保護管の錆びによる腐食防止に注意を払う必要もない。また、温度検出体３に加わる振動等の影響を温度検出素子３５０が直接受けるのを防止できる。また、ガラス管３００が割れることで温度検出素子自体にも衝撃が加わったことをその後いつでも知ることができる。
【００６３】
続いて、本実施形態に係る温度検出体の第３変形例について説明する。この第３変形例にかかる温度検出体４では、図１１に示すように、上述の実施形態及びその第１変形例及び第２変形例と異なり、温度検出体先端側が元々閉塞し、温度検出体基端側のみが開口した片端開口のガラス管４００を使用している。
【００６４】
そして、プリント配線板４６０の先端をガラス管先端底部においてエポキシ樹脂の接着材を固着して形成された先端側支持部４１０を介して支持するとともに、ガラス管４００の基端側開口部４０２は上述の実施形態と同様にこの基端側開口部４０２から金属保護管２０に向かって延在したプリント配線板４６０をエポキシ樹脂の接着材によって支持しかつこの接着材によってガラス管の基端側開口部４０２を密封することで基端側密封支持部４２０を形成している。そして、このような構成を有するガラス管４００に上述した温度検出体の製造方法に基づいて中継基板３０やケーブル４０を接続し、これを金属保護管２０に取り付けて温度検出体４を完成させている。なお、先端側支持部４１０を構成するエポキシ樹脂をプリント配線板４６０及び温度検出素子４５０をガラス管内に挿入する前にガラス管４００の先端側底部にくっ付けておいても良く、このエポキシ樹脂をプリント配線板４６０の先端に予めくっ付けておいてプリント配線板４６０とともにガラス管内に挿入しても良い。
【００６５】
このような構成を有する温度検出体４によっても、上述した実施形態及びその変形例と同様の作用、即ち高精度の温度測定を行うことが可能となる。また、温度検出素子４５０の組み付け状態やゴミ等付着の有無を組み付け中及び組み付け後に確認できる。また、温度検出体４の耐電圧を高くすることができる。また、金属保護管２０の錆びによる腐食防止に注意を払う必要がない。また、温度検出体４に加わる振動等の影響を温度検出素子４５０が直接受けるのを防止できる。
【００６６】
これに加えて、ガラス管４００の先端部が元々閉塞しているので、温度検出体４５０の組み付け時にこの部分の密封性を確認する必要がない。また、ガラス管４００が割れることで温度検出素子自体にも衝撃が加わったことをその後にいつでも知ることができる。
【００６７】
続いて、本実施形態にかかる温度検出体の第４変形例について説明する。この第４変形例にかかる温度検出体５においても、上述の第３変形例と同様に、温度検出体先端側が元々閉塞し、温度検出体のガラス管の基端側が開口した片端開口のガラス管５００を使用している。
【００６８】
そして、図１２に示すように、セラミック基板５５６の先端をガラス管先端底部において接着材を固着して形成された先端側支持部５１０を介して支持するとともに、ガラス管５００の基端側開口部５６２では、第２変形例と同様にセラミック基板５５６の基端側端部をガラス管５００の基端側開口部５０２から若干突出させたままこのセラミック基板５５６に接合され金属保護管２０に向かって延在したプリント配線板５６０とともにエポキシ樹脂の接着材で支持し、かつこの接着材によってガラス管５００の基端側開口部５０２を密封することで基端側密封支持部５２０を形成している。
【００６９】
このような構成によっても、上述した実施形態及びその変形例と同様の作用、即ち高精度の温度測定を行うことが可能となる。また、温度検出素子５５０の組み付け状態やゴミ等付着の有無を組み付け中及び組み付け後に確認できる。また、温度検出体５の耐電圧を高めることができる。また、金属保護管の錆びによる腐食防止に注意を払う必要がない。また、温度検出体５に加わる振動等の影響を温度検出素子５５０が直接受けるのを防止できる。
【００７０】
また、第３変形例と同様に、ガラス管５００の先端部が元々閉塞しているので、温度検出体５の組み付け時にこの部分の密封性を確認する必要がない。また、ガラス管５００が割れることで温度検出素子自体にも衝撃が加わったことをその後いつでも知ることができる。
【００７１】
図１３は、本実施形態に係る温度検出体の第５変形例を示している。この温度検出体６の場合も、第３変形例及び第４変形例と同様に、一端のみが開口されたガラス管６００を用いているが、セラミック基板６５６の先端側をガラス管６００の先端底部に形成された先端側支持部６１０を介して支持するとともに、プリント配線板６６０を支持しながらガラス管６００の基端側開口部６０２を基端側密封支持部６２０で密封している点で構成が異なっている。しかしながら、この作用については第３変形例及び第４変形例と同様となっている。
【００７２】
なお、上述の実施形態及びその各種変形例のように温度検出素子又はプリント配線板の先端をガラス管の先端に接着材で固定する代わりに、図１４に示すような長手方向所定位置に幅方向に突出するプリント配線板支持部７６１〜７６４が備わったプリント配線板７６０を用い、このプリント配線板支持部を図１５（ａ）及び図１５（ｂ）に示すように、各ガラス管の内周面に接触させることで当該プリント配線板内に所定の姿勢で支持するようにしても良い。
【００７３】
プリント配線板支持部は図１５（ａ）に示すプリント配線板支持部歩７６１〜７６４のように或る程度の突出量に抑えても良く、図１５（ｂ）に示すプリント配線板支持部７６５〜７６８のようにかなり突出してガラス管内周面に沿って一定距離延在するようにしても良い。なお、図１５（ａ）はプリント基板支持部７６１〜７６４の突出量が小さく、予め決まった内径のガラス管内にプリント配線板７６０と温度検出素子７５０を支持する場合を示し、図１５（ｂ）はプリント基板支持部７６５〜７６８の突出量が大きく、様々な内径のガラス管内にプリント配線板７６０と温度検出素子７５０を支持する場合を示している。
【００７４】
ガラス管内のプリント配線板７６０の支持構造をこのようにすることによっても、上述した実施形態及びその変形例と同様の作用、即ち高精度の温度測定を行うことが可能となる。また、温度検出素子の組み付け状態の確認やゴミ等付着の有無を組み付け中及び組み付け後に確認できる。また、温度検出体７の耐電圧を高くすることができる。また、金属保護管の錆びによる腐食防止に注意を払う必要もない。
【００７５】
また、温度検出素子がガラス管内に片持ち梁構造で支持されていても、プリント配線板の幅方向に突出するプリント配線板支持部がガラス管の内周面に接触することで当該ガラス管内に所定の姿勢で支持することができ、温度検出体が振動を受けてもこれに収容されたプリント配線板が余計に振れたりすることなく、振動の影響を温度検出素子に直接及ぼさずに済む。
【００７６】
また、このような構造とすることによって、上述した実施形態及びその変形例と異なり、すなわち温度検出素子７５０及びこれが接合されたプリント配線板７６０をガラス管の一端から挿入するだけで片持ち梁構造の温度検出素子７５０及びプリント配線板７６０をプリント配線板支持部７６１〜７６４（７６５〜７６８）によってガラス管内に所定の姿勢で確実に支持できるので、上述した実施形態及びその変形例にかかる温度検出体に較べて組み付け性を更に向上させることができる。
【００７７】
また、上述のプリント配線板支持部の突出量を適当に調整することで、プリント配線板７６０とこれに接合した温度検出素子７５０をガラス管７００の中心軸線に対して好ましい方向に偏倚させることも可能である。
【００７８】
以上説明した実施形態及びその変形例にかかる温度検出体１〜６は、ガラス管の内部に窒素やアルゴン等の不活性ガスを充填し、温度検出体外部の腐食性ガスや水分がガラス管内に入り込んでガラス管内部の部品（抵抗パターンや樹脂やコーティング材や電気的及び構造上の接続部）を腐食させないようになっていたが、必ずしもこれに限定されず、ガラス管内に真空で脱泡した熱伝導性の良い化学的に安定したシリコンオイルやフッ素オイルを充填しても良い。これによって、温度検出体周囲の雰囲気の温度変化を温度検出素子に迅速に伝え、温度変化に対する応答性を向上させることができる。
【００７９】
また、上述の実施形態及びその各種変形例の温度検出体１〜６について、ガラス管内にガラス粉末やセラミック粉末を充填した構造としても良い。これによって、温度検出素子の外部からの認識は難しくなるが、絶縁性を高めつつ温度検出素子をガラス管内でよりしっかりと支持できるようになる。また、熱伝導性を高めるので、上述のシリコンオイルやフッ素オイルを充填した場合と同様に温度検出体周囲の雰囲気の温度の変化に対する検出応答性が向上する。なお、この場合、好ましくは超音波等の振動を加えながらガラス粉末やセラミック粉末を充填するのが良い。これによって、ガラス管内におけるこれらの粉末の充填率を高めることができる。また、この粉末の隙間に窒素やアルゴンなどの不活性ガスを封入すると、腐食性ガスや水分がガラス管内に入り込むのを確実に防止し、ガラス管内部の部品の腐食を防止することができるようになる。
【００８０】
また、上述の実施形態及びその各種変形例の温度検出体１〜６がガラス管に代えて透明のプラスチック管を備えていても良い。
【００８１】
このような透明のプラスチック管を温度検出体が備えることで、腐食性ガス中においてこの温度検出体を使用できなくなるが、それ以外では温度検出体がガラス管を備えた場合と同等の作用を発揮することができる。
【００８２】
なお、上述したガラス管は透明で外部からガラス管内部を確認できれば良く、その材質はホウ珪酸ガラスや鉛ガラス、石英ガラス等の何れであっても良い。
【００８３】
また、ガラス管の基端側密封支持部や先端側密封支持部を構成する接着材は本実施形態及びその変形例においてエポキシ樹脂の接着材として紹介したが、必ずしもこれに限定されることはなく、シリコーン系、ポリイミド系等の接着材であっても良い。
【００８４】
また、温度検出素子を構成する基板は本実施形態及びその変形例においてセラミック基板を使用したが、この場合のセラミック基板はアルミナやジルコニア等何れの材料でできていても良い。また、セラミック基板の代わりに同じく絶縁性を有するガラス基板などの無機材料でできた基板を用いても良い。
【００８５】
また、上述の実施形態及びその変形例に関する温度検出体の温度検出素子にはセラミック基板上面に白金（Ｐｔ）の箔をパターニングしたが、必ずしもこれに限定されず公知のエッチング技術によって白金の薄膜を温度検出素子の上面にパターニングしても良い。また、白金の代わりにニッケル（Ｎｉ）の箔や薄膜をセラミック基板の上面にパターンニングしても良い。
【００８６】
また、上述の実施形態及びその各変形例においては、接着材でできた先端側密封支持部又は先端側支持部にセラミック基板又はプリント配線板の何れか一方を支持した。しかしながら、この支持部でセラミック基板及びプリント配線板の両方を支持しても良いことは言うまでもない。また、例えば本実施形態の第１変形例において、白金の箔からなる抵抗体をセラミック基板（図９における上下面側）に形成しても良い。
【図面の簡単な説明】
【００８７】
【図１】本発明の一実施形態に係る温度検出体を長手方向中心軸線に沿って切断した側方断面図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る温度検出体の温度検出素子及びプリント配線板のガラス管内における支持構造を示す断面図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る温度検出体のプリント配線板の上層を示す上面図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る温度検出体のプリント配線板の下層を示す下面図である。
【図５】図１に示した温度検出素子とプリント配線板の接続状態の一形態を概略的に示す側方断面図（図５（ａ））、及びそれらの接続状態の別形態を概略的に示す側方断面図（図５（ｂ））である。
【図６】図１に示したプリント配線板に温度検出素子を接合したものを４つ並列に並べて示す平面図である。
【図７】温度検出素子の接合されたプリント配線板をガラス管に挿入して支持した状態を示す長手方向断面図である。
【図８】図１に示した温度検出体の組み付け工程の一部を図８（ａ）〜図８（ｂ）の順に示す側面図である。
【図９】図２に示した温度検出素子の支持構造の第１変形例を示した断面図である。
【図１０】図２に示した温度検出素子の支持構造の第２変形例を示した断面図である。
【図１１】図２に示した温度検出素子の支持構造の第３変形例を示した断面図である。
【図１２】図２に示した温度検出素子の支持構造の第４変形例を示した断面図である。
【図１３】図２に示した温度検出素子の支持構造の第５変形例を示した断面図である。
【図１４】図２に示した温度検出素子の支持構造の更なる変形例に用いるプリント配線板の上層を示す上面図である。
【図１５】図２に示した更なる変形例の支持構造をガラス管の管径方向に示した断面図であり、支持突出部の突出量が小さいプリント配線板を図１５（ａ）に示し、支持突出部の突出量が大きいプリント配線板を図１５（ｂ）に示している。
【符号の説明】
【００８８】
１〜６    温度検出体
２０    金属保護管
３０    中継基板
４０    ケーブル
４１  ケーブル被覆部
４２，４３    導線
８１    補強用樹脂
８２    スプライス
８３    熱収縮チューブ
８５    エポキシ樹脂
１００，２００，３００，４００，５００，６００，７００    ガラス管
１０１，２０１，３０１    先端側開口部
１０２，２０２，３０２，４０２，５０２    基端側開口部
１１０，２１０，３１０    先端側密封支持部
１２０，２２０，３２０，４２０，５２０，６２０    基端側密封支持部
１５０，２５０，３５０，４５０，５５０，７５０    温度検出素子
１５０ａ    電極
１５０ｂ    電極
１５６，３５６，５５６，６５６    セラミック基板
１６０，２６０，３６０，４６０，５６０，６６０，７６０    プリント配線板
１６１    先端
１６３    基端側端部
１６５，１６６    導体部
１６５ａ    電極
１６５ａ，１６６ａ    検出素子先端側接続電極
１６５ｂ，１６６ｂ    ケーブル接続側電極
１６７，１６８    導体部
１６７ａ，１６８ａ    検出素子基端側接続電極
１６７ｂ，１６８ｂ    ケーブル接続側電極
１７１    ワイヤ
１７２    補強用樹脂
４１０，５１０，６１０    先端側支持部
７６１〜７６８    プリント配線板支持部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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