(57)【要約】【課題】  溶接部直下において電極パッド部と絶縁性フィルムとの高い密着性が得られるリードフレーム接続構造及びその製造方法並びに温度センサを提供すること。【解決手段】  絶縁性フィルム２と、絶縁性フィルム上に金属膜で形成された電極パッド部３と、電極パッド部上に溶接されたリードフレーム４とを備えたリードフレーム接続構造であって、リードフレームと電極パッド部との溶接部Ｗの直下における絶縁性フィルムと電極パッド部との間に、接着剤層５が形成されている。【選択図】図１
2017150832.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁性フィルムと、
前記絶縁性フィルム上に金属膜で形成された電極パッド部と、
前記電極パッド部上に溶接されたリードフレームとを備えたリードフレーム接続構造であって、
前記リードフレームと前記電極パッド部との溶接部の直下における前記絶縁性フィルムと前記電極パッド部との間に、接着剤層が形成されていることを特徴とするリードフレーム接続構造。
【請求項２】
請求項１に記載のリードフレーム接続構造において、
前記絶縁性フィルムと前記接着剤層とが、ポリイミド樹脂で形成されていることを特徴とするリードフレーム接続構造。
【請求項３】
一対のリードフレームと、一対の前記リードフレームに接続され感熱素子を有するセンサ部とを備え、
前記センサ部が、絶縁性フィルムと、
前記絶縁性フィルムの一方の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、
前記薄膜サーミスタ部の上及び下の少なくとも一方に互いに対向して形成された一対の対向電極と、
一端が一対の前記対向電極に接続され前記絶縁性フィルムの一方の面に形成された一対のパターン電極とを備え、
一対の前記パターン電極が、その他端に一対の前記リードフレームが接続された一対の電極パッド部を有し、
前記リードフレームと前記電極パッド部と前記絶縁性フィルムとが、請求項１又は２に記載のリードフレーム接続構造により接合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に記載のリードフレーム接続構造を製造する方法であって、
絶縁性フィルム上に金属膜で形成された電極パッド部上に、リードフレームを溶接する溶接工程と、
前記リードフレームと前記電極パッド部との溶接部の直下において前記絶縁性フィルムと前記電極パッド部との間に生じた剥離部分に、接着剤を注入し、前記接着剤層を形成する接着剤注入工程とを有していることを特徴とするリードフレーム接続構造の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リードフレームと電極パッド部との溶接部において高い信頼性を有したリードフレーム接続構造及びその製造方法並びに温度センサに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、柔軟性に優れると共に全体を薄くすることができるフィルム型温度センサとして、絶縁性フィルム上に薄膜サーミスタを形成した温度センサが開発されている。例えば、特許文献１には、一対のリードフレームと、一対のリードフレームに接続されたセンサ部と、一対のリードフレームに固定されてリードフレームを保持する絶縁性の保持部とを備えた温度センサが提案されている。
【０００３】
この温度センサは、センサ部が、絶縁性フィルムと、該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及び下の少なくとも一方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を備えている。この温度センサでは、一対のリードフレームが、一対のパターン電極のパッド部に溶接されて接続されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１４−５２２２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記従来の技術には、以下の課題が残されている。
リードフレームと電極パッド部とを抵抗溶接等の溶接で接合する場合、溶接部の直下において電極パッド部と絶縁性フィルムとの間に剥離が生じ、リードフレームとセンサ部との接合強度に影響を与えるおそれがあった。
【０００６】
本発明は、前述の課題に鑑みてなされたもので、溶接部直下において電極パッド部と絶縁性フィルムとの高い密着性が得られるリードフレーム接続構造及びその製造方法並びに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】
【０００７】
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の発明に係るリードフレーム接続構造は、絶縁性フィルムと、前記絶縁性フィルム上に金属膜で形成された電極パッド部と、前記電極パッド部上に溶接されたリードフレームとを備えたリードフレーム接続構造であって、前記リードフレームと前記電極パッド部との溶接部の直下における前記絶縁性フィルムと前記電極パッド部との間に、接着剤層が形成されていることを特徴とする。
【０００８】
本発明のリードフレーム接続構造では、リードフレームと電極パッド部との溶接部の直下における絶縁性フィルムと電極パッド部との間に、接着剤層が形成されているので、溶接時に溶接部直下において剥離が生じた領域が接着剤層で接合されることで、溶接部の直下において絶縁性フィルムと電極パッド部との高い密着性を得ることができる。
【０００９】
第２の発明に係るリードフレーム接続構造は、第１の発明において、前記絶縁性フィルムと前記接着剤層とが、ポリイミド樹脂で形成されていることを特徴とする。
すなわち、このリードフレーム接続構造では、絶縁性フィルムと接着剤層とが、ポリイミド樹脂で形成されているので、絶縁性フィルムと同じポリイミド樹脂の接着剤層によって、さらに高い密着性を得ることができると共に高い耐熱性も得ることができる。
【００１０】
第３の発明に係る温度センサは、一対のリードフレームと、一対の前記リードフレームに接続され感熱素子を有するセンサ部とを備え、前記センサ部が、絶縁性フィルムと、前記絶縁性フィルムの一方の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、前記薄膜サーミスタ部の上及び下の少なくとも一方に互いに対向して形成された一対の対向電極と、一端が一対の前記対向電極に接続され前記絶縁性フィルムの一方の面に形成された一対のパターン電極とを備え、一対の前記パターン電極が、その他端に一対の前記リードフレームが接続された一対の電極パッド部を有し、前記リードフレームと前記電極パッド部と前記絶縁性フィルムとが、上記第１又は第２の発明のリードフレーム接続構造により接合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、リードフレームと電極パッド部と絶縁性フィルムとが、上記リードフレーム接続構造により接合されているので、センサ部とリードフレームとの高い接合強度を維持することができ、良好な信頼性を得ることができる。
【００１１】
第４の発明に係るリードフレーム接続構造の製造方法は、第１又は第２の発明のリードフレーム接続構造を製造する方法であって、絶縁性フィルム上に金属膜で形成された電極パッド部上に、リードフレームを溶接する溶接工程と、前記リードフレームと前記電極パッド部との溶接部の直下において前記絶縁性フィルムと前記電極パッド部との間に生じた剥離部分に、接着剤を注入し、前記接着剤層を形成する接着剤注入工程とを有していることを特徴とする。
すなわち、このリードフレーム接続構造の製造方法では、リードフレームと電極パッド部との溶接部の直下において絶縁性フィルムと電極パッド部との間に生じた剥離部分に、接着剤を注入し、接着剤層を形成する接着剤注入工程を有しているので、剥離部分に接着剤を充填することで隙間を無くし、接着剤層によって絶縁性フィルムと電極パッド部とを高い密着性で接合することができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、以下の効果を奏する。
すなわち、本発明に係るリードフレーム接続構造及びその製造方法によれば、リードフレームとパッド部との溶接部の直下における絶縁性フィルムと電極パッド部との間に、接着剤層が形成されるので、溶接部の直下において絶縁性フィルムと電極パッド部との高い密着性を得ることができる。
したがって、本発明のリードフレーム接続構造を有した温度センサは、絶縁性フィルムと電極パッド部との高い密着性によって、良好な信頼性を得ることができ、車載機器や複写機等の定着ローラの温度測定用センサとしても好適である。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明に係るリードフレーム接続構造及びその製造方法並びに温度センサの一実施形態において、リードフレーム接続構造を示す断面図である。
【図２】本実施形態において、溶接工程を示す説明図である。
【図３】本実施形態において、溶接後の断面図（ａ）及び注入工程時の断面図（ｂ）である。
【図４】本実施形態において、温度センサを示す平面図である。
【図５】本実施形態において、センサ部を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明に係るリードフレーム接続構造及びその製造方法並びに温度センサにおける一実施形態を、図１から図５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。
【００１５】
本実施形態のリードフレーム接続構造１は、図１に示すように、絶縁性フィルム２と、絶縁性フィルム２上に金属膜で形成された電極パッド部３と、電極パッド部３上に溶接されたリードフレーム４とを備えたリードフレーム接続構造であって、リードフレーム４と電極パッド部３との溶接部Ｗの直下における絶縁性フィルム２と電極パッド部３との間に、接着剤層５が形成されている。
【００１６】
上記リードフレーム４は、例えば厚さ１００μｍのステンレス（ＳＵＳ）で形成されている。
また、上記絶縁性フィルム２と接着剤層５とは、ポリイミド樹脂で形成されている。
例えば、絶縁性フィルム２は、厚さ５０μｍのポリイミド樹脂シートで形成されている。
【００１７】
上記電極パッド部３は、絶縁性フィルム２上に形成された膜厚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からなる第１層３ａと、Ｎｉ等で形成された第２層３ｂとを有している。例えば、電極パッド部３は、絶縁性フィルム２上に形成された膜厚２０ｎｍのＣｒ膜の接合層と該接合層上に形成された膜厚２００ｎｍのＡｕ膜の電極層とからなる第１層３ａと、第１層３ａ上に形成された膜厚３０μｍのＮｉめっき膜である第２層３ｂとで構成されている。
【００１８】
本実施形態のリードフレーム接続構造１を作製する方法は、絶縁性フィルム２上に金属膜で形成された電極パッド部３上に、リードフレーム４を溶接する溶接工程と、リードフレーム４と電極パッド部３との溶接部Ｗの直下において絶縁性フィルム２と電極パッド部３との間に生じた剥離部分Ｓに、接着剤Ｂを注入し、接着剤層５を形成する接着剤注入工程とを有している。
【００１９】
上記溶接工程では、図２に示すように、抵抗溶接機６の一対の電極棒６ａを、電極パッド部３の直上であってリードフレーム４上に当接された状態で、抵抗溶接を行う。この際、図２に示すルートＲを介して、電流がリードフレーム４と電極パッド部３との間で流れ、図３の（ａ）に示すように、リードフレーム４と電極パッド部３とが溶接されて溶接部Ｗが形成される。
【００２０】
また、溶接時に、溶接部Ｗの直下であって絶縁性フィルム２と電極パッド部３との間に剥離部分Ｓが生じる。
このため上記接着剤注入工程において、図３の（ｂ）に示すように、注射器の針Ｎを裏面側から絶縁性フィルム２に刺し、剥離部分Ｓ内に溶融状態のポリイミド樹脂の接着剤Ｂを注入する。
この後、剥離部分Ｓ内で硬化した接着剤Ｂによって接着剤層５が形成されることで、接着剤層５を介して絶縁性フィルム２と電極パッド部３とが再び接着されることで、図１に示すリードフレーム接続構造１が作製される。
【００２１】
次に、本実施形態のフレーム接続構造１を有した温度センサ１１は、図４に示すように、一対のリードフレーム４と、一対のリードフレーム４に接続され感熱素子を有するセンサ部１３とを備えている。
上記センサ部１３は、図５に示すように、絶縁性フィルム２と、絶縁性フィルム２の一方の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１６と、薄膜サーミスタ部１６の上に互いに対向して形成された一対の対向電極１７と、一端が一対の対向電極１７に接続され絶縁性フィルム２の一方の面に形成された一対のパターン電極１８とを備えている。
【００２２】
一対のパターン電極１８は、その他端に一対のリードフレーム４が接続された一対の電極パッド部３を有している。
なお、本発明では、絶縁性フィルム２の一方の面側を、表面側又は上面側として記載している。
また、リードフレーム４と電極パッド部３と絶縁性フィルム２とは、上記リードフレーム接続構造１により接合されている。本実施形態では、一対のリードフレーム４の先端部４ａにそれぞれ２カ所の溶接部Ｗを形成している。
【００２３】
また、本実施形態の温度センサ１１は、一対のリードフレーム４の基端側に固定されて一対のリードフレーム４を保持する絶縁性の保持部１４を備えている。なお、保持部１４には、取付孔１４ａが形成されている。
【００２４】
上記一対の対向電極１７は、薄膜サーミスタ部１６の上に互いに対向して櫛型状にパターン形成され、複数の櫛部１７ａを有している。
電極パッド部３は、リードフレーム４の先端部４ａを接続するためにパターン電極１８の一端側よりも幅広に形成されている。なお、図５において、電極パッド部３にハッチングを施して図示している。
また、電極パッド部３を除いたパターン電極１８，薄膜サーミスタ部１６及びパターン電極１８を覆う絶縁性の保護膜２０が絶縁性フィルム２上に形成されている。
【００２５】
上記絶縁性フィルム２は、長方形状とされ、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、絶縁性フィルム２としては、他にＬＣＰ：液晶ポリマー，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等でも作製できるが、定着ローラの温度測定用としては、最高使用温度が２３０℃と高いためポリイミドフィルムや液晶ポリマーが望ましい。
【００２６】
上記薄膜サーミスタ部１６は、絶縁性フィルム２の基端側に配され、例えばＴｉＡｌＮのサーミスタ材料で矩形状に形成されている。特に、薄膜サーミスタ部１６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。
【００２７】
上記パターン電極１８は、薄膜サーミスタ部１６上に形成された膜厚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からなる第１層３ａで構成されている。なお、電極パッド部３は、さらに第１層３ａ上に、膜厚３０μｍのＮｉめっき膜の第２層３ｂが形成されている。
【００２８】
このように本実施形態のリードフレーム接続構造１では、リードフレーム４と電極パッド部３との溶接部Ｗの直下における絶縁性フィルム２と電極パッド部３との間に、接着剤層５が形成されているので、溶接時に溶接部Ｗ直下において剥離が生じた領域（剥離部分Ｓ）が接着剤層５で接合されることで、溶接部Ｗの直下において絶縁性フィルム２と電極パッド部３との高い密着性を得ることができる。
【００２９】
また、絶縁性フィルム２と接着剤層５とが、ポリイミド樹脂で形成されているので、絶縁性フィルム２と同じポリイミド樹脂の接着剤層５によって、さらに高い密着性を得ることができると共に高い耐熱性も得ることができる。
また、本実施形態のリードフレーム接続構造１の製造方法では、リードフレーム４と電極パッド部３との溶接部Ｗの直下において絶縁性フィルム２と電極パッド部３との間に生じた剥離部分Ｓに、接着剤Ｂを注入し、接着剤層５を形成する接着剤注入工程を有しているので、剥離部分Ｓに接着剤Ｂを充填することで隙間を無くし、接着剤層５によって絶縁性フィルム２と電極パッド部３とを高い密着性で接合することができる。
【００３０】
したがって、本実施形態のリードフレーム接続構造１を有した温度センサ１１では、センサ部１３とリードフレーム４との高い接合強度を維持することができ、良好な信頼性を得ることができる。
【００３１】
なお、本発明の技術範囲は上記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、上記実施形態では、薄膜サーミスタ部の上に一対の対向電極を形成しているが、薄膜サーミスタ部の下、すなわち絶縁性フィルムの一方の面上に一対の対向電極を形成し、その上に薄膜サーミスタ部を形成しても構わない。
【符号の説明】
【００３２】
１…リードフレーム接続構造、２…絶縁性フィルム、３…電極パッド部、４…リードフレーム、５…接着剤層、１１…温度センサ、１３…センサ部、１６…薄膜サーミスタ部、
１７…対向電極、１８…パターン電極、Ｂ…接着剤、Ｓ…剥離部分
【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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