(57)【要約】  サーミスタ（１）を製造する方法（１８）において、支持体フィルム（２）が金属性インク（１９）によりプリントされ、支持体フィルム（２）上にプリントされた金属性インク（１９）が熱処理され、これにより金属性インク（１９）が導体路（３）に転換される。金属性インク（１９）は、少なくとも１５％の元素プラチナからなるプラチナ成分と、２５０℃未満の気化温度を有する、少なくとも６０％の少なくとも１つの低蒸発物質（２０）からなる低蒸発成分とを有し、ここで、金属性インク（１９）におけるプラチナ成分と低蒸発成分の和は、少なくとも９９．５％である。熱処理は、３８０℃から４００℃における焼成を含み、これにより、各低蒸発物質（２０）は、焼成中に蒸発し、導体路（３）は、焼成後に少なくとも９９％のプラチナ元素からなる最終成分を有する。最大で１０μｍのフィルム層厚を有する支持体フィルム（２）と、少なくとも９９％の元素プラチナからなる最終成分を有する、支持体フィルム（２）上の導体路（３）とを備えるサーミスタ（１）は、例えばこの方法（１８）にしたがって製造することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステップ（１４〜１７）を備える、サーミスタ（１）を製造する方法（１８）であって、
プラスチック製の支持体フィルム（２）を提供するステップと、
前記支持体フィルム（２）に金属性インク（１０）をプリントするステップと、
前記支持体フィルム（２）上にプリントされた金属性インク（１９）を熱処理し、金属性インク（１９）を導体路（３）に転換するステップと、を備え、
前記金属性インク（１９）は、少なくとも１５％のプラチナ元素からなるプラチナ成分と、２５０℃未満の気化温度を有する、少なくとも６０％の少なくとも１つの低蒸発物質（２０）からなる低蒸発成分とを有し、
前記金属性インク（１９）におけるプラチナ成分と低蒸発成分の和は、少なくとも９９．５％である、
方法において、
前記熱処理は、３８０℃から４００℃における焼成を含み、各低蒸発物質（２０）は、前記焼成中に蒸発し、前記導体路（３）は、焼成後に少なくとも９９％のプラチナ元素からなる最終成分を有する、ことを特徴とする方法。
【請求項２】
前記低蒸発成分は、少なくとも８０％までが最高で１００℃の気化温度を有することを特徴とする請求項１に記載の方法（１８）。
【請求項３】
支持体フィルム（２）は、最大で１０μｍのフィルム層厚を有することを特徴とする請求項１または２に記載の方法（１８）。
【請求項４】
前記焼成は、前記支持体フィルム（２）の溶融温度またはガラス転移温度より上で行われることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の方法（１８）。
【請求項５】
前記金属性インク（１９）は、焼成のために支持体フィルム（２）よりも高い温度に加熱されることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の方法（１８）。
【請求項６】
プラスチック製の支持体フィルム（２）と、
該支持体フィルム（２）上の導体路（３）と、を備えサーミスタ（１）であって、
前記支持体フィルム（２）は、最大で１０μｍのフィルム層厚を有する、サーミスタにおいて、
前記導体路（３）は焼成されており、
前記導体路（３）は、少なくとも９９％のプラチナ元素からなる最終成分を有する、ことを特徴とするサーミスタ。
【請求項７】
前記支持体フィルム（２）は、ポリイミドフィルムであることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の方法（１８）、または請求項６に記載のサーミスタ（１）。
【請求項８】
前記支持体フィルム（２）は、前記導体路（３）が１μｍの導体路層厚および／または０．１ｍｍの導体路幅を有するようにプリントされている、またはプリントされる、ことを特徴とする、請求項１から５および７のいずれか一項に記載の方法（１８）、または請求項６または７に記載のサーミスタ（１）。
【請求項９】
前記支持体フィルム（２）は、前記導体路（３）がメアンダ形状を有するようにプリントされている、またはプリントされることを特徴とする請求項１から５、７または８のいずれか一項に記載の方法（１８）、または請求項６から８のいずれか一項に記載のサーミスタ（１）。
【請求項１０】
前記支持体フィルム（２）は、導体路間隔が導体路幅に相当するようにプリントされている、またはプリントされる、ことを特徴とする請求項９に記載の方法（１８）またはサーミスタ（１）。
【請求項１１】
カバーフィルム（９）が、プリントされた支持体フィルム（２）上に施与されている、または施与される、ことを特徴とする請求項１から５および７から１０のいずれか一項に記載の方法（１８）、または請求項６から１０のいずれか一項に記載のサーミスタ（１）。
【請求項１２】
前記カバーフィルム（９）および前記支持体フィルム（２）は、同じ材料から作製されており、および／または同じフィルム層厚を有する、ことを特徴とする請求項１１に記載の方法（１８）またはサーミスタ（１）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、サーミスタの製造方法およびサーミスタに関する。サーミスタは、その抵抗値が温度に特に大きく依存する抵抗である。サーミスタの多くの適用は、温度センサとしての適用である。しかしサーミスタは加熱素子としても使用され、ヒューズと置き換えることができ、または例えば電流を制限することができる。
【背景技術】
【０００２】
とりわけ温度センサとしてのサーミスタの多くの適用に対しては、サーミスタが特に薄いと有利である。このことは、単純な機械的理由、すなわちサーミスタが薄くフレキシブルな場合、これをアクセスの困難な箇所に簡単に取り付けることができるという理由からも、薄いサーミスタは小さな熱容量を有するという理由からも当てはまる。したがって薄いサーミスタは、同様に熱容量が小さい対象物における測定に特に良く適する。測定すべき対象物の熱容量と同じ熱容量を有する温度センサ、またはそれどころかそれよりも大きな熱容量を有する温度センサは、対象物の測定すべき温度変化を正しく測定しない。極端な場合、サーミスタからの熱が測定すべき対象物の熱を支配し、そのため、測定すべき対象物の熱が実際に測定されずに、温度センサの熱が測定される。したがって非常に薄いサーミスタは、薄膜構造物、例えば太陽電池における測定に良く適する。
【０００３】
欧州特許出願公開第２５０６２６９号明細書は、ポリエチレンフテレフタレートまたはポリエチレンナフタレートのようなフレキシブルな材料からなる基材を有するフィルムサーミスタを開示し、これには銀製の電極が設けられており、電極はプリントによって基材に取り付けられる。基材に対する例として、１００μｍ厚のＭｙｌａｒ（登録商標）フィルムが挙げられている。導体路材料が電極間にプリントされる。可能な導体路材料として、亜鉛酸化物またはバナジウム酸化物のような金属酸化物、ケイ素およびゲルマニウムのような半導体、インジウム、錫、銀、ビスマス、カドミウム、鉛および亜鉛の共晶混合物、およびさらに銀およびインジウ−錫−酸化物が開示されている。サーミスタは、ポリマーフィルムまたはフレキシブルな金属フィルムにカプセル化することができる。プリントの後にサーミスタは、例として１５０℃が挙げられている、高められた温度に曝され、これにより導体路材料が溶融され、乾燥され、そして焼き戻される。欧州特許出願公開第２５０６２６９号によれば、温度を過度に高く選択してはならない。なぜなら、例えば通常のサーミスタの製造に使用される８００℃から１０００℃の間の温度は、フィルムサーミスタにおける適用に対しては、これが基材を溶融することになるため不可能だからである。
【０００４】
米国特許出願公開第２００８／０１８２０１１号明細書は、電気回路をプリントするための金属粒子を備えるインクを開示する。インクは、第１の溶融温度の金属粒子を備える第１の粉末と、第２の溶融温度の金属または金属合金の粒子を備える第２の粉末とを有し、第２の溶融温度は第１の溶融温度よりも高い。さらにインクは、ポリマーバインダおよび酸化環境を有する。インクにより回路がプリントされた後、インクは熱処理される。ここでポリマーバインダは、第１の粉末の粒子および第２の粉末の粒子と結合され、第１の粉末の溶融された粒子は酸化環境で金属酸化物からなる回路素子になる。したがって熱処理の後、第１および／または第２の粉末は回路を形成し、回路はポリマーによって取り囲まれる。ポリマーバインダは、熱処理中に蒸発することができる。熱処理は、５００℃より低い温度、または３００℃より低い温度で行われる。したがって少なくとも第１の粉末は、この温度より低い融点を有する。適切な材料として、水銀、ガリウム、カドミウム、セレン、ポロニウム、ビスマス、タリウム、鉛、亜鉛およびテルリウム、またはそれらの合金が挙げられている。第２の金属粉末の例として、アンチモン、アルミニウム、ニッケル、コバルト、イットリウム、鉄、パラジウム、チタン、プラチナおよびモリブデンのような融点の高い金属が挙げられている。第２の金属粉末は、水素、炭素、ケイ素、窒素および酸素のような添加物も含むことができる。プリント用の基材として、ガラス、セラミック、ケイ素および二酸化ケイ素が挙げられる。
【０００５】
米国特許出願公開第２００３／０１６１９５９号明細書は、サーミスタが製造される方法を開示する。例えばポリマー基材とすることのできる基材上に、前駆体材料からなる高粘度のペーストが、例えばプリントにより塗布され、熱処理により導電性にされる。前駆体材料はリガンドを含むことができ、リガンドは、熱処理中に漏出し、これによりカルボキシレート、アルコキシド、または混合金属酸化物である適切な前駆体材料が金属に反応し、カルボン酸無水物、エーテルまたはエステルが漏出する。好ましい金属として銀が挙げられている。前駆体材料は、水性溶剤または有機溶剤に溶解することができ、例えば結晶化抑制剤、増粘剤または界面活性剤のような添加物を含む。分子前駆体の他に前駆体材料は、絶縁材料の粉末を有する。
【０００６】
米国特許第２００９／０２２６６０５号明細書は、金属性インクによるプラスチックフィルムのプリントによって回路を作製する方法を開示する。この金属性インクは、０．５％から３５％、好ましくは２０％の重量割合でプラチナナノ粒子を、アルコール、水、エチレングリコール、ジエチレングリコールまたはプロピレングリコールのような溶剤中に有する。溶剤は、金属性インクの後の焼き戻し中に完全に除去される。焼き戻しは、２００℃未満の温度で１〜３０分間行われる。
【０００７】
米国特許出願公開第２０１６／０３７０２１０号明細書は、モジュール式センサアセンブリを開示する。このセンサアセンブリは、一方でフレキシブルな結合要素を、他方でフレキシブルまたは剛性の温度センサを有する。結合要素は支持体材料を有し、この支持体材料は、厚さが１００μｍ未満のポリイミドフィルムである。支持体材料はプラチナにより被覆され、これに基づきプラチナは、レーザ切除により部分的に除去され、導体路が形成される。温度センサは、導体路が焼成されているセラミック基材を有する。結合要素とセンサは、好ましくは互いに独立して作製され、引き続き結合される。これにより、ポリイミドフィルムを備える結合要素を、温度センサの導体路の焼成の際に発生する温度に曝す必要がない。
【０００８】
欧州特許出願公開第０９５５６４２号明細書は、支持体フィルムを備える抵抗を開示する。この支持体フィルムは、ポリイミド製であり、１０μｍ未満の層厚を有する。化学的気相析出によってその上に電気接触性のストライプが施与され、このストライプは、９５〜９９．５％までのプラチナ製であり、４０Åから５０μｍの厚さである。
【０００９】
米国特許出願公開第２００９／０１８１１７７号明細書は、金属ナノ粒子を有するインクによりプラスチックフィルムをプリントすることによって電子回路を作製する方法を開示する。さらにインクは安定化物質を含む。プリント後にインクには非安定化物質が添加され、引き続き安定化物質が洗浄により、または１８０℃までの温度の加熱により除去される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】欧州特許出願公開第２５０６２６９号明細書
【特許文献２】米国特許出願公開第２００８／０１８２０１１号明細書
【特許文献３】米国特許出願公開第２００３／０１６１９５９号明細書
【特許文献４】米国特許第２００９／０２２６６０５号明細書
【特許文献５】米国特許出願公開第２０１６／０３７０２１０号明細書
【特許文献６】欧州特許出願公開第０９５５６４２号明細書
【特許文献７】米国特許出願公開第２００９／０１８１１７７号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明の基礎とする課題は、非常に薄いサーミスタの簡単な製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の課題は、独立請求項の特徴により本発明にしたがって解決される。さらなる好ましい本発明の構成は、従属請求項に記載されている。
【００１３】
本発明は、サーミスタの製造方法に関する。この方法は、支持体フィルムを提供することから始まる。支持体フィルムは、金属性インクによりプリントされる。引き続き、支持体フィルムにプリントされた金属性インクが熱処理され、これにより金属性インクは導体路に転換される。
【００１４】
金属性インクは、プラチナ元素からなる少なくとも１５％のプラチナ成分と、蒸発温度が２５０℃未満の一つの低蒸発物質または複数の低蒸発物質からなる少なくとも６０％の低蒸発成分とを有する。ここで、金属性インクにおけるプラチナ成分と低蒸発成分の和は、少なくとも９９．５％である。
【００１５】
金属性インクにおけるプラチナ成分と低蒸発成分の和は、少なくとも９９．８％または９９．９％、そして１００％までであってよく、したがって金属性インクは、４０％までの、好ましくは少なくとも２０％、または少なくとも２５％のプラチナ成分と、８５％までの、好ましくは少なくとも７４％、少なくとも７５％、少なくとも７９％、または少なくとも８０％の低蒸発成分を有することができる。ここではプラチナ元素および低蒸発物質以外の全ての物質であると理解される添加物は、金属性インク全体で多くとも０．５％である。ここで全てのパーセント表示は、これより前でも以降でも、体積分率ではなく重量分率として理解される。
【００１６】
熱処理は、３８０℃から４００℃までの焼成温度における焼成である。またはそのような焼成を含む。焼成中に一つまたは複数の低蒸発物質が蒸発し、したがって焼成後に導体路は、少なくとも９９％の元素プラチナからなる最終成分を有する。添加物は、焼成中に蒸発せず、導体路に残る。したがって導体路における添加物の残余成分は、約１％までとすることができる。好ましくは添加物の残余成分は１％未満である。導体路におけるプラチナ元素の最終成分は、一つまたは複数の低蒸発物質が完全に蒸発し、同時に添加物が存在しない場合、１００％までとすることができる。
【００１７】
したがって焼成は、多目的に役立つ。一方では、一つまたは複数の低蒸発物質が金属性インクから駆逐される。金属性インク中のプラチナ元素と低蒸発物質は合わせて少なくとも９９．５％までなので、焼成後にはほぼ純粋なプラチナが残り、添加物は多くとも導体路の１％である。粒子状の元素プラチナから流動性の金属性インクを作る低蒸発物質は、プリント後はもはや必要なく、したがって焼成中に可及的に完全に駆逐される。
【００１８】
同時にプラチナが焼結し、その結果、とりわけナノ粒子とすることのできるプラチナ粒子が互いに結合し、確実な、持続性の導電性接続を形成する。同時にプラチナは、焼結中に支持体フィルムとも堅固に結合する。この作用はさらに支援できる。すなわち、支持体フィルムが導体路の領域で軽く溶融され、その結果、プラチナが支持体フィルムに僅かに埋め込まれ、これにより支持体フィルムと導体路との間に堅固な結合が達成されることによってさらに支援することができる。
【００１９】
この作用が同時に発生するようにするため、焼成温度は支持体フィルムに整合させることができる。焼成温度は、プラチナの焼結が可能である範囲内において、支持体フィルムがいずれの場合でも完全に溶融するのではなく（そして損傷されることもなく）、せいぜい導体路の領域で軽く溶融するように変化させることができる。したがって本発明の方法は、有利には、プラチナの焼成温度が、典型的なプラスチックフィルムの融点またはガラス転移温度の近傍にあり、通常はそれより下方に、せいぜい直下にあるという状況を利用し、したがって例えば欧州特許出願公開第２５０６２６８号に引用される当業者の先入観、すなわち、導体路を焼成するために必要な温度がプラスチックフィルムの融点（あるいはガラス転移温度）よりもはるか上にあるため、非常に薄いサーミスタは作製することができないという先入観を克服する。したがってこの先入観によれば、とりわけ支持体フィルムと導体路を備えるサーミスタを、例えばプラチナのような融点の高い金属から作製するのは不可能なことになる。これに対して本発明の方法は、融点またはガラス転移温度が焼成温度より下にある支持体フィルムによってでも実施することができる。この場合、例えばフォトニクス（フラッシュ）焼成またはレーザ焼成のような焼成方法を使用することができ、この焼成方法では、プリントされた金属性インクだけが局所的に熱処理され、一方、支持体フィルムは加熱されないか、または僅かにしか加熱されない。
【００２０】
本発明の金属性インクは、最大でも０．５％の添加物の他に、作用構成成分としてプラチナ元素と低蒸発物質だけを含み、低蒸発物質は、プラチナ粒子から流動性のインクを形成する。流動性のインクは、低蒸発物質の蒸発とプラチナの焼結によってだけ導体路に転換される。さらなる複雑な化学反応は必要ない。金属性インクは、金属性インク中で必然的に経過する化学プロセスのために、例えば特定の、例えば酸化性の、化学結合を提供する複数の反応物を含む複雑な組成を有する必要はない。熱処理のために複雑なプロセスは不要である。最も簡単な場合、プリントされた支持体フィルムは、焼成温度に一度加熱され、引き続き冷却される。結合剤も必要なく、とりわけ熱処理後に導体路には添加物がほぼ残らない。したがって導体路は、純粋なプラチナの全ての特質を有する。
【００２１】
プリントされる導体路のための材料としてプラチナを使用することは、種々の理由から有利である。1つには、貴金属としてのプラチナは、高い長期安定性を有し、とりわけ腐食耐性がある。もう1つには、プラチナの温度に依存する抵抗変化は、関連の測定領域においてほぼ線形である。これら２つの特質に基づき、プラチナの温度特性は非常に良好に再現可能であり、したがって温度センサに対する材料として特に良く適する。さらに、プラチナは、プリントされる導体路のための材料として公知の銀よりも格段に大きな比抵抗を有する。したがってプラチナの抵抗は、同じ所定の抵抗値のために銀の抵抗よりもより小型に構成することができる。
【００２２】
本方法により、非常に薄い支持体フィルムをプリントすることができる。従来技術によれば、サーミスタ用の支持体フィルムは１００μｍの範囲の厚さを有する。三菱マテリアル株式会社は、厚さ７０μｍのサーミスタを“世界最薄フレキシブルサーミスタセンサ”として宣伝している（http://www.mmc.co.jp/corporate/en/news/2014/news20140310b.html）。本発明のサーミスタに関しては、さらに薄いフィルム層厚のフィルムをプリントすることができる。支持体フィルムのフィルム層厚は１０μｍ未満とすることができる。
【００２３】
同時に本発明のサーミスタは、要求範囲に応じて、非常に異なるサーミスタ面積で作製することができる。プラチナの比抵抗が高いことに基づき、導体路を非常にコンパクトに構成することができる。例えばサーミスタが１０００Ωの抵抗を有すべき場合、典型的なプリンタにより達成される導体路層厚が１μｍに、導体路幅が０．１ｍｍに選択されるときには、導体路は約０．９ｍの導体路長を有しなければならない。導体路が、例えばメアンダ幅が２ｃｍ、導体路間隔が０．１ｍｍのメアンダとしてプリントされる場合、１０００Ωの抵抗を達成するためには０．９ｃｍのメアンダ長で十分である。
【００２４】
必要に応じて、プラチナ製の導体路を備えるサーミスタを、非常に薄くするだけではなく、非常に小さな面積によっても形成することができる。しかしこれとは対照的に、必要とされる場合には、サーミスタは非常に大きな面積により形成することもできる。例えば太陽電池の下方の温度を測定することが望ましい場合もある。この場合、太陽電池の面積と同等の大きさを有し、最大でも太陽電池と同じ大きさの面積を有するサーミスタを使用するのが有利であり、これにより、太陽電池の面積の大部分にわたり、またはそれどころか太陽電池の全面積にわたり温度を平均化して測定することができる。同じように複数の太陽電池からなるソーラーモジュールの部分面積または全面積にわたっても平均化して測定することもできる。したがってこれらの場合、導体路が可及的に大きな面積を占め、サーミスタが、例えば数平方センチメートルの面積を有するように導体路を意図的に配置することができる。
【００２５】
サーミスタは、簡単には正方形または一般的に矩形とすることができる。しかし特定の適用に必要な任意の特定の幾何形状を実現することもできる。したがって例えば、個別の太陽電池ストライプに形成された太陽電池において温度を測定すべき場合、サーミスタも同様に長手に伸長するストライプ形状に構成することができ、これによりサーミスタの面積は、測定すべき太陽電池ストライプに可及的に一致する。したがって本発明の方法により、サーミスタ幾何形状を外部の要求に適合させる際に非常に大きな柔軟性が可能になる。
【００２６】
一つの低蒸発物質だけを使用することも可能である。しかし低蒸発物質は、種々の低蒸発物質の混合物を有することもでき、種々の低蒸発物質は異なる気化温度を有することができる。金属性インクにおける低蒸発成分は、最高でも１００℃（通常圧において）の気化温度を備える物質の少なくとも８０％までとすることができる。簡単には例えば水を、低蒸発物質として使用することができる。金属性インクにおける低蒸発成分は、２００℃未満、９０℃未満、または８０℃未満の気化温度を備える物質の少なくとも８０％までとすることもできる。このような物質として、例えば一連のアルコール、例えば７８℃の気化温度を備えるエタノール、または８３℃の気化温度を備えるイソプロパノールが考えられる。さらに、８２℃の気化温度を備えるアセトニトリルのような他の有機溶剤も考えられる。気化温度が１００℃超の場合、例えば、１９７℃の気化温度を備えるエチレングリコール、１８８℃の気化温度を備えるプロピレングリコール、または２４４℃の気化温度を備えるジエチレングリコールなどのグリコールが考えられる。例えば低蒸発成分は、約２０％までのグリコールと、約８０％までの他の有機溶剤とすることができる。
【００２７】
支持体フィルムは、最大で１０μｍのフィルム層厚を有することができる。支持体フィルムはまた、最大で８μｍ、最大で７．５μｍ、またはそれどころか最大で５μｍのフィルム層厚を有することもできる。そのような層厚の薄いフィルムベースのサーミスタを製造することはできないという当業者の先入観は、サーミスタ製造のために従来技術において使用される方法では、フィルム、とりわけプラスチックフィルムが溶融してしまうことによる。しかし本発明の方法は、フィルムをプリントによって特に機械的な負荷に曝さず、熱処理の間は、支持体フィルムが損傷なしで硬化する温度にだけ加熱されることにより、フィルムに対して極めて優しいので、本発明によれば非常に薄い支持体フィルムを使用することができる。
【００２８】
さらに本発明は、プリントされた支持体フィルムと、支持体フィルム上の導体路とを備えるサーミスタに関し、支持体フィルムは最大で１０μｍのフィルム層厚を有し、導体路は、少なくとも９９％のプラチナ元素からなる最終成分、すなわち最終的な成分を有する。先行の記載から分かるように、このようなサーミスタは、本発明の方法により製造することができる。
【００２９】
支持体フィルムの材料は、所望の薄い層厚にすることができなければならない。そしてこの薄い層厚において、十分に機械的かつ化学的な安定性を有しており、プリントされる。さらに支持体フィルムは、導電性であってはならない。したがって支持体フィルムに対してはプラスチックが適する。支持体フィルムが加熱されない、またはほとんど加熱されない焼成方法が選択される場合、適切なプラスチックは、とりわけ２軸配向されたポリエステルフィルム（例えば市販名Ｍｙｌａｒ（登録商標）の下での“ｂｏＰＥＴ”）としての、例えばポリエチレンテレフタレートである。支持体フィルムに対しては、とりわけ高い溶融温度ないし高いガラス転移温度を有するプラスチックも適する。支持体フィルムは、例えばポリイミドフィルムとすることができる。例えば市販名Ｋａｐｔｏｎ（登録商標）の下でのポリイミドは、市販されているフィルム材料であり、約４００℃まで耐熱性がある。したがって３８０℃から４００℃までの焼成の際に、適切なポリイミドフィルムは溶融しないか、または僅かにしか溶融しない。それどころか僅かな溶融は有利であり得る。なぜなら、これにより導体路が支持体フィルムに部分的に埋め込まれることによって、上に記載したように導体路が支持体フィルムと良好に結合されるからである。ポリイミドフィルムが使用可能であり（例えば製造業者ＵＢＥ  ＩＮＤＵＳＴＲＩＥＳ，  ＬＴＤ．のＵＰＩＬＥＸ（登録商標））、このポリイミドフィルムは、表面処理されており、これにより表面に、ある程度の熱可塑性特性を有する。例えばこのポリイミドフィルムは、導体路を部分的に埋め込むために適する。
【００３０】
支持体フィルムは、導体路が１μｍの導体路層厚および／または０．１ｍｍの導体路幅を有するようにプリントすることができる、またはプリントされ得る。この２つの値は、市販の３Ｄプリンタの可能性に対応する。ここでこの導体路層厚と導体路幅から導体路断面積が生じ、この導体路断面積は、導体路の抵抗と線形の関係にある。したがって導体路層厚と導体路幅は、互いに依存して、かつ得ようとする導体路長に（そしてサーミスタ幾何形状にも）依存して、プラチナの所定の比抵抗においてサーミスタの所望の抵抗が達成されるように選択することができる。
【００３１】
導体路に関しては任意の幾何形状が可能である。ここで導体路の幾何形状は、個別の要求にそれぞれ応じて、作製されるサーミスタに適合することができる。最も簡単な場合、導体路は直線としてプリントすることができる。サーミスタを特に小型にすべき場合、しかしそれでも大面積のサーミスタを可及的に均等に導体路により覆わなければならない場合、サーミスタを例えば導体路を持つメアンダ形状（Ｍａｅａｎｄｅｒｆｏｒｍ）にプリントすることができる、またはプリントされ得る。メアンダ形状は、ここでは導体路の部分が互いに平行に配置されており、隣接する部分が交互にそれらの一方の端部と他方の端部で、導体路のさらなる直線状または湾曲状の部分によって互いに接続されていることであると理解される。メアンダ形状により、簡単かつ効率的に、サーミスタの支持体フィルム全体を導体路に上張りすることもでき、これによりサーミスタの測定特性は全面にわたって同じになる。支持体フィルムは、導体路間隔が導体路幅に相当するように、例えばメアンダ形状にプリントすることができる、またはプリントされ得る。
【００３２】
プリントされた支持体フィルムにはカバー層を施与することができる、または施与され得る。カバー層は、任意の絶縁材料から作製することができる。例えばシリコン酸化物（ＳｉＯｘ）、水晶、セラミック、酸化セラミック、溶融シリカセラミックまたはポリシラザンが考えられ、これらは絶縁性材料として市販されている。カバー層は、電子技術から公知のような絶縁スラック（Ｉｓｏｌａｔｉｏｎｓｌａｃｋ）により作製することもできる。
【００３３】
カバー層として、プリントされた支持体フィルムにカバーフィルムを施与することができ、または施与され得る。カバーフィルムは、支持体フィルムとは別の材料から形成することができる。しかしカバーフィルムは、支持体フィルムと同じ材料から作製することもでき、とりわけ支持体フィルムと一体的に構成することができる。カバーフィルムと支持体フィルムは、これらが一体的に構成されている場合には、もちろん同じフィルム層厚を有することもできる。カバーフィルムと支持体フィルムが一体的に構成されている場合、フィルム全体のうちの、支持体フィルムを形成することになる部分をまず導体路と共にプリントし、カバーフィルムを形成することになる第２の部分はプリントしないままにすることができる。熱処理の前、好ましくは後に、カバーフィルムは支持体フィルム上に折り畳まれる。カバーフィルムと支持体フィルムは、例えば縁部に溶接、とりわけ熱溶接、または接着することができ、これにより導体路はカバーフィルムと支持体フィルムとの間に堅固に封じ込められる。カバー層またはカバーフィルムには排気孔を設けることができる。
【００３４】
カバー層またはカバーフィルムは、サーミスタを汎用に使用可能にする。サーミスタが、導体路がプリントされた支持体フィルムだけを有する場合、サーミスタの使用時には、測定を誤らないために、または最悪の場合にはサーミスタが例えば短絡により破壊されないようにするために、他の導体が導体路に接触しないように常に用心しなければならない。カバーフィルムは、導体路が他の導体と接触するのを阻止する。サーミスタは、カバーフィルムがあっても非常に薄くすることができる。例えば支持体フィルムとカバーフィルムがそれぞれ７．５μｍのフィルム層厚を有し、導体路が１μｍの導体路層厚を有する場合、比較的に厚い接着層と支持体フィルムおよびカバーフィルムが接着されても、接着層厚が５０μｍであれば、サーミスタの全体厚は６６μｍである。これは、すでに引用した７０μｍの「世界最薄」サーミスタよりも相変わらず薄い。したがってサーミスタの厚さに対する決定要因は接着層である。接着層がさらに薄く選択されれば、サーミスタがカバーフィルムを有してもさらに格段に薄くすることができる。とりわけサーミスタを温度センサとして、それ自体非常に薄い測定対象物に使用すべき場合、導体路を測定対象物に直接接触させることが有利であり得る。ここでは測定対象物自体が、カバー層またはカバーフィルムの機能を引き受けることができる。ここで接着剤は、同時に熱伝導性とすることができ、したがってサーミスタ内の熱伝導を改善する。
【００３５】
本発明の有利な発展形態は、特許請求の範囲、明細書および図面から得られる。明細書に述べた特徴および複数の特徴の組み合わせの利点は単なる例であり、択一的にまたは累積的に作用することができ、これらの利点は本発明の実施形態により必然的に達成する必要はない。これにより添付された特許請求の範囲が変更されることなく、元の出願書類および特許の開示内容に関して以下のことが当てはまる。さらなる特徴は、図面、とりわけ図示の幾何形状および複数の構成部材の互いの相対的寸法並びにそれらの相対的配置と作用接続から理解される。本発明の種々の実施形態の特徴の組み合わせ、または種々の特許請求項の特徴の組み合わせは、特許請求項の選択された引用関係から異なっても同様に可能であり、ここにおいて提案される。このことは、別個の図面に示される特徴、または図面の説明において述べられる特徴にも該当する。これらの特徴は、異なる特許請求項の特徴と組み合わせることもできる。同様に特許請求の範囲に挙げられた特徴は、本発明のさらなる実施形態に対しても当てはまる。
【００３６】
特許請求の範囲および明細書に挙げた特徴は、それらの数に関して、副詞「少なくとも」を明示的に使用する必要なく、ちょうどその数であり、または前記数よりも大きい数が存在していると理解すべきである。したがって例えば導体路について述べる場合、これはちょうど１つの導体路、２つの導体路または複数の導体路が存在することであると理解すべきである。これらの特徴は、別の特徴により補完することができ、またはそれぞれの製品を構成するただ１つの特徴であってもよい。
【００３７】
特許請求の範囲に含まれる参照符号は、特許請求の範囲により保護される対象の範囲を制限するものではない。参照符号は、特許請求の範囲を容易に理解する目的のためにだけ用いられる。
【００３８】
以下、本発明を、図面に示された好ましい実施例に基づき更に説明し、記述する。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明のサーミスタの第１実施形態における平面図である。
【図２】本発明のサーミスタの第２実施形態における平面図である。
【図３】本発明のサーミスタの第３実施形態における平面図であり、この実施形態では支持体フィルムにより同時にカバーフィルムが形成されている。
【図４】本発明の方法のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００４０】
図１は、本発明のサーミスタ１を平面図に示す。サーミスタは、支持体フィルム２を有し、これは非常に薄い。例えば支持体フィルム２は、１０μｍ以下のフィルム層厚を有する。支持体フィルム２上には導体路３がプリントされている。導体路３は、接点領域４とメアンダ領域５を有する。導体路３は、少なくとも９９％のプラチナ元素からなる最終成分、すなわち最終的な成分を有し、特に簡単な場合には、接点領域４とメアンダ領域５とを導体路３の同じ組成により形成することができる。しかし接点領域４において導体路３は、メアンダ領域５とは異なる組成を有することもできる。接点領域４は、サーミスタ１の電気接続のために設けられている。さらに接点領域４には４つの接点フィールド６ａ〜ｄが形成されている。ここで電流は、導体路３の一方の端部における接点フィールド６ａ，６ｂと、他方の端部における接点フィールド６ｃ，６ｄの間で流れ、メアンダ領域５は、導体路３に沿って２回反対方向に通されている。ここで接点６ａと６ｃは、測定電流のための電流に用いられ、接点６ｂと６ｄは電圧測定に用いられる。
【００４１】
メアンダ領域５（およびこれに所属する支持体フィルム２の部分）は、ここでは部分的にだけ図示されており、メアンダ領域における導体路のターンの実際の数は、何倍も多くすることができる。導体路３およびとりわけメアンダ領域の幾何形状は、サーミスタ１が、その横伸長部８よりも格段に大きな長手伸長部７を有するように選択されている。したがってサーミスタ１は、“細長く”あるいはストライプ形状である。したがってサーミスタ１は、例えばストライプ形状の構造を有する構成部材、例えばストライプ形状の太陽電池において温度センサとして適用するのに特に適する。この場合、太陽電池アレイにある各ストライプ形状の太陽電池には、このようなストライプ形状のサーミスタ１を直接配設することができ、太陽電池とサーミスタ１の面積は対応することができる。
【００４２】
図２のサーミスタ１は、図１のサーミスタと基本的に同じ構造を有する。しかしメアンダ領域５の幾何形状が異なって選択されている。メアンダの個々のターンは、格段に大きな幅と格段に大きな間隔によって行われ、したがってメアンダ領域５における導体路３は、全体として図１のものよりも低い密度で支持体フィルム２上に配置されている。それに応じて支持体フィルム２は比較的に大きく、したがってサーミスタ１は、その長手伸長部７’と比較して、図１のサーミスタよりもさらに大きな横伸長部８’を有する。
【００４３】
図２のサーミスタは、例えば大面積の適用に対して図１のサーミスタよりも良く適する。したがって図１のサーミスタは温度センサとしてストライプ形状の個別の太陽電池に使用することができるが、図２のサーミスタは、例えば温度センサとして太陽電池アレイ全体に対して使用することができる。
【００４４】
したがって図１と２は、本発明のサーミスタ１を、いずれの適用領域に対しても個別に構成できることを示している。このことは、例えばその長手伸長部７，７’と横伸長部８，８’を選択し、ここでは特にそのメアンダ領域５における導体路３の幾何形状およびサーミスタの形状自体を適合することにより行われる。支持体フィルム２に導体路３がプリントされることにより、このことは特に簡単に可能である。なぜなら、例えば製造機械を置き換える必要はなく、単にプリント設定を相応に選択すればよいからである。さらに支持体フィルム２を任意の形状にすることができ、相応にプリントすることができる。したがってサーミスタは、通常とは異なる形状、それどころか独特の形状、例えば円形状または不規則な形状を有することができる。
【００４５】
図３は、支持体フィルム２が同時にカバーフィルム９を形成するサーミスタ１を示す。ここで支持体フィルム２は、支持領域１０、カバー領域１１、および突き出し領域１２を形成し、カバー領域において支持体フィルムはカバーフィルム９を形成する。導体路３は大部分が支持領域１０に配置されており、接点領域４の一部は突き出し領域１２まで伸長している。支持領域１０と突き出し領域１２は、折畳軸１３の一方の側に配置されており、カバー領域１１は折畳軸１３の他方の側に配置されている。ここでカバー領域１１の寸法は、支持領域１０に相当し、折畳軸１３を越えて支持領域に対向するように配置されている。
【００４６】
したがって折畳軸１３を中心にして、カバー領域１１は支持領域１０の上に折り畳むことができる。そしてカバー領域１１は、支持領域１０を覆い、したがって導体路３の大部分、すなわちメアンダ領域５を完全に覆い、接点領域４の一部を覆う。突き出し領域１２だけが、すなわち突き出し領域１２に配置された接点領域４の一部だけがカバー領域１１によって覆われない。これらは露出しており、したがってサーミスタ１はこの領域で接触接続することができる。支持領域１０とカバー領域１１、あるいは支持体フィルム２とカバーフィルム９は、例えばそれらの外周に沿って、または例えばカバーフィルム９の３つの辺に沿って互いに溶接することができ、折畳軸１３に沿っては溶接または接着されない。支持体フィルム２および／またはカバーフィルム９は、排気口（図示せず）を有することもできる。
【００４７】
カバーフィルム９により、サーミスタ１が導体、とりわけ電流を流す導体と接触する際に、短絡が発生することが阻止される。なぜなら導体はメアンダ領域５に接触することができず、接点は接点領域４にだけ形成することができるからである。
【００４８】
図４は、サーミスタ１を製造するための本発明の方法１８のフローチャートを示す。ステップ１４で、フィルム層厚が例えば１０μｍ以下の支持体フィルム２、例えばポリイミドフィルムが提供される。このフィルムは、サーミスタ１の形状に相当する形状をすでに有することができる。最も簡単な場合、これは矩形とすることができる。とりわけ支持体フィルム２によりカバーフィルム９も形成すべき場合、支持体フィルム２は複雑な形状を有することができる。基本的に支持体フィルム２は、任意の形状を有することができる。
【００４９】
ステップ１５では、支持体フィルム２に金属性インク１９がプリントされる。金属性インク１９は、少なくとも１５％のプラチナ元素からなるプラチナ成分と、気化温度が２５０℃未満の、少なくとも６０％の低蒸発物質２０または複数の低蒸発物質２０からなる低蒸発成分とを有する。ここでプラチナ元素のプラチナ成分と、低蒸発物質２０または複数の低蒸発物質２０の低蒸発成分との和は少なくとも９９．５％である。
【００５０】
ステップ１６では、プリントされた支持体フィルム２の熱処理が３８０℃から４００℃で行われる。その際に金属性インク１９が導体路３に転換される。このことは、低蒸発物質２０が蒸発し、プラチナが焼結することにより行われる。したがってステップ１６での焼成の後、導体路３は、少なくとも９９％のプラチナ元素からなる最終成分を有する。かくて支持体フィルム２と導体路３は、サーミスタ１を形成する。
【００５１】
任意選択のステップ１７では、サーミスタにカバー層またはカバーフィルム９を設けることができる。例えばこのことは、図３に関連して説明したように、支持体フィルム２の一部分をカバーフィルム９として導体路３の部分上に折り畳むことにより行うことができる。しかし別のやり方でカバー層を施与することもできる。例えばさらなるフィルムをカバーフィルム９として施与するか、または任意の絶縁材料製のカバー層、例えば人工樹脂製の塗料からなるカバー層を導体路３の上、および支持体フィルム２の少なくとも一部分の上に施与することによって行うことができる。
【符号の説明】
【００５２】
１  サーミスタ
２  支持体フィルム
３  導体路
４  接点領域
５  メアンダ領域
６  接点面
７  長手伸長部
８  横伸長部
９  カバーフィルム
１０  支持領域
１１  カバー領域
１２  突き出し領域
１３  折畳軸
１４  ステップ
１５  ステップ
１６  ステップ
１７  ステップ
１８  方法
１９  金属性インク
２０  低蒸発物質
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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