溫度傳感器元件的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種溫度傳感器元件。
【背景技術(shù)】
[0002] 溫度傳感器元件是根據(jù)空氣或水等流體或墻面等的溫度改變電阻值，以輸出對應(yīng) 于規(guī)定電阻值的電流等電信號的元件。
[0003] 作為所述溫度傳感器元件的一種，有具有負溫度系數(shù)（NTC，negative temperature coefficient)特性的熱敏電阻（thermistor)。
[0004] 下面，通過圖1表示現(xiàn)有技術(shù)的CIG(chip_in glass)形式的溫度傳感器元件的結(jié) 構(gòu)。
[0005] 如圖1所示，現(xiàn)有技術(shù)的溫度傳感器元件，包括：溫度傳感器用陶瓷部10 ;第一電 極21和第二電極22,其分別位于溫度傳感器用陶瓷部10的上部面和下部面；第一導(dǎo)線31 和第二導(dǎo)線（lead line) 32,其分別連接于第一電極21和第二電極22;以及玻璃質(zhì)保護部 40,其圍繞溫度傳感器用陶瓷部10、第一電極21和第二電極22及第一導(dǎo)線31和第二導(dǎo)線 32〇
[0006] 此時，溫度傳感器用陶瓷部10燒結(jié)半導(dǎo)體陶瓷材料制作而成，根據(jù)檢測到的溫度 改變電阻值。
[0007] 第一電極21和第二電極22主要由銀（Ag)、金（Au)、銀-鈀合金（AgPd)、鉑（Pt) 類物質(zhì)等具有良好的導(dǎo)電特性的導(dǎo)電性物質(zhì)構(gòu)成，形成與溫度傳感器用陶瓷部10的歐姆 接觸（ohmic contact)以提高溫度傳感器用陶瓷部10和第一導(dǎo)線31及第二導(dǎo)線32的電 接觸性。
[0008] 第一導(dǎo)線31和第二導(dǎo)線32分別連接于第一電極21和第二電極22,用作從外部將 相應(yīng)大小的電信號輸入至第一電極21和第二電極22,或輸出來自第一電極21和第二電極 22的電信號的端子。
[0009] 所述導(dǎo)線31、32同樣為與第一電極21和第二電極22的電連接而由導(dǎo)電性物質(zhì)構(gòu) 成，可使用鎳（Ni)、銅（Cu)、鐵-鎳（Fe-Ni)、鎳-銅（Ni-Cu)合金類物質(zhì)。在現(xiàn)有技術(shù)的溫 度傳感器元件中主要使用稱為杜美絲（dumet)的材料，具體而言是在鐵-鎳合金上涂布銅 并在表面涂布有硼砂的線。
[0010] 玻璃質(zhì)保護部40由透明且具有絕緣性的玻璃構(gòu)成，用于保護溫度傳感器用陶瓷 部10并固定附著于溫度傳感器用陶瓷部10的第一導(dǎo)線31和第二導(dǎo)線32的位置。
[0011] 當(dāng)使用溫度傳感器元件測量溫度時，因第一導(dǎo)線31和第二導(dǎo)線32薄弱的抗氧化 性，可測量的最高溫度約為500°C左右。
[0012] 因此，用如圖1所示的溫度傳感器元件無法測量500°C以上的高溫，如1000°C的高 溫。
[0013] 為制作可在500°C以上的測量溫度使用的溫度傳感器元件，需經(jīng)過高溫的熱處理 工藝，因此，需用可在高溫也能防止導(dǎo)線31、32表面的氧化現(xiàn)象的抗氧化性好的物質(zhì)制造 第一導(dǎo)線31和第二導(dǎo)線32,而這種物質(zhì)有鉑或鉑類合金等金屬物質(zhì)。
[0014] 但是，因鉑類金屬物質(zhì)價格昂貴，若用鉑類金屬物質(zhì)制造第一導(dǎo)線31和第二導(dǎo)線 32時，溫度傳感器元件的制造費用大幅上升。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0015] (一）要解決的技術(shù)問題
[0016] 因此，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是降低可在500°C以上的溫度中使用的高溫用 溫度傳感器元件的制造費用。
[0017] (二）技術(shù)方案
[0018] 根據(jù)本發(fā)明的一個特征的溫度傳感器元件，包括：溫度傳感器部；保護部，其圍繞 所述溫度傳感器部，所述溫度傳感器部包括：溫度傳感器用陶瓷部；第一電極，其位于所述 溫度傳感器用陶瓷部的第一面；第二電極，其位于所述第一面的相反面的所述溫度傳感器 用陶瓷部的第二面；第一媒介電極，其連接于所述第一電極；第二媒介電極，其連接于所述 第二電極；第一導(dǎo)線，其通過所述第一媒介電極與所述第一電極連接；及第二導(dǎo)線，其通過 所述第二媒介電極與所述第二電極連接，其中，所述第一導(dǎo)線和所述第二導(dǎo)線分別包括由 不同物質(zhì)構(gòu)成的導(dǎo)線中心部和作為涂布層的第二層。
[0019] 所述導(dǎo)線中心部由鎳、鈦、鉭、鉬、鈮、鎢、鉻鎳鐵合金、鎳-鉻合金、鐵-鉻合金、 鎳-鐵合金、鐵-鎳-鈷合金、鎳-鉬-鉻-鎢合金或鎳-鉻-鐵合金構(gòu)成。
[0020] 作為涂布層的所述第二層由包括鉑、鈀、鉑-鈀合金、鉑-銥合金、鉑-銠合金在內(nèi) 的鉑類金屬物質(zhì)或陶瓷構(gòu)成。
[0021] 當(dāng)所述第二層由所述鉬類金屬物質(zhì)構(gòu)成時，所述第二層可具備〇. 5 μπι~15 μπι的 厚度。
[0022] 當(dāng)所述第二層由所述陶瓷構(gòu)成時，所述第二層可具備5 μπι~30 μπι的厚度。
[0023] 在所述導(dǎo)線中心部和所述第二層之間可形成第三層，以提高兩種物質(zhì)的粘接力。
[0024] 所述保護部可由玻璃化溫度（Tg)為500°C以上的高溫型玻璃構(gòu)成。例如，SiOjP Al2O3乃至Ca0、Sr0、Ba0構(gòu)成主要成分，且含有SnO 2的高溫型玻璃的玻璃化溫度為740°C左 右，可在IKKTC以下的溫度進行封接。
[0025] 所述保護部還可由具有玻璃陶瓷特性的成分構(gòu)成。所述具有玻璃陶瓷特性的玻 璃，在封接時可在例如l〇〇〇°C以下的比較低的溫度下進行封接，但在封接后對其進行結(jié)晶 化處理，從而在結(jié)晶化之后保護層的物理機械特性趨于穩(wěn)定，由此使使用溫度擴大到800°C 以上。即，可用于檢測封接或結(jié)晶化溫度以下的最高溫度區(qū)域的溫度。
[0026] 優(yōu)選地，所述保護部具有650°C至1250°C的封接溫度。若封接溫度達到1100°C以 上時，為充分防止被涂布的導(dǎo)線中心部的氧化，需將封接氛圍形成為非空氣的惰性或還原 性氛圍。
[0027] 所述溫度傳感器元件可檢測最高1000°C的溫度。
[0028] 所述保護部還可由玻璃化溫度為500°C以上的具有玻璃陶瓷特性的成分構(gòu)成。這 種具有玻璃陶瓷特性的玻璃，在封接時可在例如ll〇〇°C以下的比較低的溫度下進行封接， 但在封接后對其進行結(jié)晶化處理，從而在結(jié)晶化之后保護層的物理機械特性趨于穩(wěn)定，由 此使使用溫度擴大到800°C以上。即，可檢測高于初期玻璃化溫度，且為封接溫度或重結(jié)晶 化溫度以下的最高溫度范圍的溫度。
[0029] (三）有益效果
[0030] 根據(jù)所述特性，相比與電極連接的導(dǎo)線的整體用鉑類金屬物質(zhì)形成，取而代之用 比鉑類金屬物質(zhì)低廉的導(dǎo)電性物質(zhì)形成導(dǎo)線中心部，并在導(dǎo)線中心部之上形成用于防止在 高溫中產(chǎn)生氧化膜的如鉑類金屬等第二層（即，耐熱性金屬涂層或陶瓷涂層），從而降低導(dǎo) 線的制造費用。
[0031] 在此，在導(dǎo)線中心部和耐熱性金屬涂層之間還可以使用增加結(jié)合力的第三層的材 質(zhì)。
[0032] 因此，與所有導(dǎo)線都使用鉑類金屬等材質(zhì)的情況相比，可降低溫度傳感器元件的 制造費用。
【附圖說明】
[0033] 圖1是表示現(xiàn)有的溫度傳感器元件的側(cè)視圖；
[0034] 圖2是表示本發(fā)明一個實施例的溫度傳感器的立體圖；
[0035] 圖3是表示沿III - III線切割圖2所示的溫度傳感器元件的剖視圖；
[0036] 圖4a至圖4f是依次表示本發(fā)明一個實施例的溫度傳感器元件的制造方法的圖。
【具體實施方式】
[0037] 下面，結(jié)合附圖對本發(fā)明的實施例進行詳細說明，以幫助本領(lǐng)域技術(shù)人員更好地 理解本發(fā)明。本發(fā)明可通過各種不同的形式實現(xiàn)，不限于此說明的實施例。為了更明確地 說明本發(fā)明，省略與說明無關(guān)的內(nèi)容，而且，在整個說明書中的類似的結(jié)構(gòu)使用了類似的附 圖標記。
[0038] 為了更明確地表明各層及區(qū)域，附圖中放大表示了厚度。當(dāng)描述層、膜、區(qū)域、板等 部分位于其他部分"之上"時，這不僅包括直接位于"之上"的情況，而且，還包括其中間具備 其他部分的情況。與此相反，當(dāng)描述某個部分直接在"之上"時，意味著中間沒有其他部分。
[0039] 當(dāng)提及一個組成構(gòu)件"連接"或"接入"另一個組成構(gòu)件是指直接連接或接入另一 個組成構(gòu)件或通過其他組成構(gòu)件連接或接入。與此相反，一個組成構(gòu)件與另一個組成構(gòu)件 "直接連接"或"直接接入"是指中間不存在其他組成構(gòu)件。
[0040] 下面，結(jié)合附圖對本發(fā)明的一個實施例的溫度傳感器元件及其制造方法進行說 明。
[0041] 首先，結(jié)合圖2及圖