紅外線傳感器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種即使在一側(cè)連接有引線，也能夠不破壞熱平衡而高精度地測定測定對(duì)象物的溫度的紅外線傳感器。本發(fā)明的紅外線傳感器具備：絕緣性薄膜(2)；第1熱敏元件(3A)及第2熱敏元件(3B)，設(shè)置于絕緣性薄膜的一面；連接于第1熱敏元件的第1配線膜(4A)及連接于第2熱敏元件的第2配線膜(4B)，所述第1配線膜及所述第2配線膜形成于絕緣性薄膜的一面；紅外線反射膜(5)，與第2熱敏元件對(duì)置而設(shè)置于絕緣性薄膜的另一面；多個(gè)端子電極(6)，設(shè)置于絕緣性薄膜的相同的端部側(cè)且連接于對(duì)應(yīng)的第1配線膜和第2配線膜；及熱電阻調(diào)整膜(7)，設(shè)置于絕緣性薄膜的另一面并且與在第1配線膜和第2配線膜中距端子電極的配線距離較長的配線膜的至少一部分對(duì)置且由散熱性比絕緣性薄膜高的材料形成。
【專利說明】紅外線傳感器【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種檢測來自測定對(duì)象物的紅外線來測定該測定對(duì)象物的溫度的紅外線傳感器。
【背景技術(shù)】
[0002]以往，作為以非接觸方式檢測通過輻射從測定對(duì)象物發(fā)射的紅外線來測定測定對(duì)象物的溫度的溫度傳感器，使用紅外線傳感器。
[0003]例如，專利文獻(xiàn)I中提出有如下紅外線溫度傳感器，其具備:樹脂薄膜，設(shè)置于保持體；紅外線檢測用熱敏元件，設(shè)置于該樹脂薄膜且經(jīng)由保持體的導(dǎo)光部檢測紅外線；及溫度補(bǔ)償用熱敏元件，以遮光狀態(tài)設(shè)置于樹脂薄膜且檢測保持體的溫度。在該紅外線溫度傳感器中，在樹脂薄膜的端部連接有多條引線。
[0004]并且，在專利文獻(xiàn)2中記載有如下非接觸溫度傳感器，其具備:第I殼體部，形成有紅外線的射入孔；第2殼體部，具有與射入孔對(duì)置的射入孔對(duì)置面部；基體，配置于第I殼體部與第2殼體部的射入孔對(duì)置面部之間，并且安裝于射入孔對(duì)置面部的第I殼體部側(cè)，并進(jìn)行從射入孔射入的紅外線的熱轉(zhuǎn)換；及第I熱敏元件，設(shè)置于基體并感知紅外線的熱量。在該非接觸溫度傳感器中，熱敏元件設(shè)置于樹脂薄膜，在該樹脂薄膜的端部連接有多條引線。
[0005]專利文獻(xiàn)1:日本專利公開2002-156284號(hào)公報(bào)
[0006]專利文獻(xiàn)2:日 本專利公開2006-118992號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]上述以往的技術(shù)中留有以下課題。
[0008]在以往的紅外線傳感器中，為了降低成本而匯集于連接器，并且為了從一側(cè)取出多條引線，使多條引線連接于樹脂薄膜的相同的端部。此時(shí)，存在如下問題:根據(jù)一對(duì)熱敏元件的配置從熱敏元件到引線的連接部的配線距離相互不同，并且來自引線的熱傳導(dǎo)不同從而靈敏度根據(jù)溫度而不同。即，存在如下不良情況:長度不同的彼此的配線膜的熱電阻不同而導(dǎo)致一對(duì)熱敏元件的熱平衡(熱流入的平衡)被破壞。因此，難以通過一對(duì)熱敏元件準(zhǔn)確地檢測溫度。為了使彼此的配線膜的熱電阻相同，也可以考慮加寬配線距離較長的配線膜的寬度的方法，但是若加寬配線膜的寬度，則容易與組裝紅外線傳感器的箱體接觸而有可能短路，因此不優(yōu)選。
[0009]本發(fā)明是鑒于上述課題而完成的，其目的在于提供一種即使在一側(cè)連接有引線，也能夠不破壞熱平衡而高精度地測定測定對(duì)象物的溫度的紅外線傳感器。
[0010]本發(fā)明為了解決上述課題而采用了以下結(jié)構(gòu)。即，第I發(fā)明所涉及的紅外線傳感器的特征在于，具備:絕緣性薄膜；第I熱敏元件及第2熱敏元件，在該絕緣性薄膜的一面上彼此隔開而設(shè)置；連接于所述第I熱敏元件的導(dǎo)電性的第I配線膜及連接于所述第2熱敏元件的導(dǎo)電性的第2配線膜，所述第I配線膜及所述第2配線膜形成于所述絕緣性薄膜的一面；紅外線反射膜，與所述第2熱敏元件對(duì)置而設(shè)置于所述絕緣性薄膜的另一面；多個(gè)端子電極，設(shè)置于所述絕緣性薄膜的相同的端部側(cè)且連接于對(duì)應(yīng)的所述第I配線膜和所述第2配線膜；及熱電阻調(diào)整膜，設(shè)置于所述絕緣性薄膜的另一面并且與在所述第I配線膜和所述第2配線膜中距所述端子電極的配線距離較長的配線膜的至少一部分對(duì)置且由散熱性比所述絕緣性薄膜高的材料形成。
[0011]在該紅外線傳感器中，具備熱電阻調(diào)整膜，該熱電阻調(diào)整膜設(shè)置于絕緣性薄膜的另一面并且與在第I配線膜和第2配線膜中距端子電極的配線距離較長的配線膜的至少一部分對(duì)置且由散熱性比絕緣性薄膜高的材料形成，因此能夠設(shè)定為根據(jù)熱電阻調(diào)整膜的配置、形狀及面積，調(diào)整配線距離的較長的一配線膜的熱電阻以使其與另一配線膜的熱電阻相同，從而能夠得到良好的熱平衡。即，由散熱性比絕緣性薄膜高的金屬膜等材料形成的熱電阻調(diào)整膜具有作為使對(duì)置的配線距離較長的一配線膜根據(jù)配置、形狀及面積而散熱的散熱板的效果，由此能夠調(diào)整熱流入的平衡。因此，相對(duì)于連接于端子電極的引線在一對(duì)熱敏元件之間能夠使熱電阻平衡，因此能夠改善溫度特性。并且，無需加寬配線膜的寬度，因此也不會(huì)發(fā)生因配線膜與箱體的接觸而引起的短路。而且，熱電阻調(diào)整膜形成于與配線膜相反側(cè)的絕緣性薄膜的另一面，因此配置位置、形狀及面積等設(shè)計(jì)自由度較高，并且通過絕緣性薄膜與配線膜電絕緣，因此也不會(huì)短路。
[0012]第2發(fā)明所涉及的紅外線傳感器的特征在于，在第I發(fā)明中，所述熱電阻調(diào)整膜由與所述紅外線反射膜相同的材料圖案形成。
[0013]S卩，在該紅外線傳感器中，熱電阻調(diào)整膜由與紅外線反射膜相同的材料形成，因此在形成紅外線反射膜時(shí)也能夠同時(shí)圖案形成熱電阻調(diào)整膜，從而能夠?qū)崿F(xiàn)制造工序的減少。
[0014]第3發(fā)明所涉及的紅外線傳感器的特征在于，在第I或者第2發(fā)明中，所述第I配線膜配置至所述第I熱敏元件的周圍，且以大于所述第2配線膜的面積形成，所述熱電阻調(diào)整膜形成于除了與在所述第I配線膜的所述第I熱敏元件的周圍配置的部分對(duì)置的區(qū)域以外的區(qū)域。
[0015]即，在該紅外線傳感器中，第I配線膜配置至第I熱敏元件的周圍，且以大于第2配線膜的面積形成，因此較大面積的第I配線膜能夠阻擋透過絕緣性薄膜并照射于箱體和安裝基板的紅外線，并且能夠阻擋從箱體和安裝基板發(fā)射的輻射熱而抑制對(duì)絕緣性薄膜造成的熱影響。而且，改善來自絕緣性薄膜的吸收了紅外線的部分的集熱，并且與絕緣性薄膜的形成有紅外線反射膜的部分的熱容接近，因此能夠減少變動(dòng)誤差。因此，由于對(duì)周圍的溫度變動(dòng)反應(yīng)敏感，所以受到輻射熱的部分與未受到輻射熱的部分的追隨性良好，檢測精度進(jìn)一步得到改善。另外，第I配線膜的面積和形狀優(yōu)選設(shè)定為使其熱容與絕緣性薄膜的形成有紅外線反射膜的部分的熱容大致相等。
[0016]而且，所述配線距離較長的配線膜為第I配線膜，熱電阻調(diào)整膜形成于除了與在第I配線膜的第I熱敏元件的周圍配置的部分對(duì)置的區(qū)域以外的區(qū)域，因此根據(jù)配置至第I熱敏元件的周圍的部分調(diào)整熱電阻調(diào)整膜與形成有紅外線反射膜的部分的熱容時(shí)，能夠抑制熱電阻調(diào)整膜造成的影響。
[0017]根據(jù)本發(fā)明，得到以下效果。
[0018]S卩，根據(jù)本發(fā)明所涉及的紅外線傳感器，具備熱電阻調(diào)整膜，該熱電阻調(diào)整膜設(shè)置于絕緣性薄膜的另一面并且與在第I配線膜和第2配線膜中距端子電極的配線距離較長的配線膜的至少一部分對(duì)置而形成，因此能夠設(shè)定為使彼此的配線膜的熱電阻相同，從而能夠得到良好的熱平衡。
[0019]因此，即使將引線連接于一側(cè)也能夠高精度地測定溫度，因此本發(fā)明的紅外線傳感器在細(xì)長的區(qū)域等中也易設(shè)置，尤其適于作為在檢測結(jié)構(gòu)細(xì)長的復(fù)印機(jī)等的定影輥的溫度中使用的溫度傳感器。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]圖1是在本發(fā)明所涉及的紅外線傳感器的一實(shí)施方式中表示卸下熱敏元件后的紅外線傳感器的后視圖(a)及俯視圖(b)。
[0021]圖2是在本實(shí)施方式中表示沿著第I配線膜截?cái)喽玫降闹饕糠值钠室晥D。
[0022]圖3是在本實(shí)施方式中表示粘接有熱敏元件的絕緣性薄膜的簡單的立體圖。
【具體實(shí)施方式】
[0023]以下，參考圖1?圖3對(duì)本發(fā)明所涉及的紅外線傳感器的一實(shí)施方式進(jìn)行說明。另夕卜，在以下說明中使用的各附圖中，為了將各部件設(shè)為能夠識(shí)別或容易識(shí)別的大小而適當(dāng)?shù)馗淖兙植勘壤摺?br> [0024]如圖1?圖3所示，本實(shí)施方式的紅外線傳感器I具備:絕緣性薄膜2 ;第I熱敏元件3A及第2熱敏元件3B，在該絕緣性薄膜2的一面(下表面或者背面)上彼此隔開而設(shè)置；連接于第I熱敏元件3A的導(dǎo)電性的第I配線膜4A及連接于第2熱敏元件3B的導(dǎo)電性的第2配線膜4B，所述第I配線膜4A和所述第2配線膜4B以銅箔等圖案形成于絕緣性薄膜2的一面；紅外線反射膜5，與第2熱敏元件3B對(duì)置而設(shè)置于絕緣性薄膜2的另一面；多個(gè)端子電極6，設(shè)置于絕緣性薄膜2的相同的端部側(cè)且連接于對(duì)應(yīng)的第I配線膜4A和第2配線膜4B ;及熱電阻調(diào)整膜7，設(shè)置于絕緣性薄膜2的另一面并且與在第I配線膜4A和第2配線膜4B中距端子電極6的配線距離較長的配線膜的至少一部分對(duì)置且由散熱性比絕緣性薄膜2高的材料形成。
[0025]如圖1及圖2所示，上述第I配線膜4A配置至第I熱敏元件3A的周圍，且具有以大于第2配線膜4B的面積圖案形成的寬幅部4a。在這些第I配線膜4A的一對(duì)寬幅部4a的中央配置第I熱敏元件3A，并以這些寬幅部4a的一對(duì)設(shè)定為外形與紅外線反射膜5大致相同的四角形。即，第I配線膜4A的面積和形狀設(shè)定為使其熱容與絕緣性薄膜2的形成有紅外線反射膜5的部分的熱容大致相等。另外，在圖1中，用陰影圖示紅外線反射膜5等的由金屬箔圖案形成的部分。
[0026]在一對(duì)第I配線膜4A中，在其一端部分別連接有圖案形成于絕緣性薄膜2上的第I粘接電極8A，并且在另一端部分別連接有圖案形成于絕緣性薄膜2上的上述端子電極6。
[0027]并且，一對(duì)第2配線膜4B形成為線狀或者帶狀，在其一端部分別連接有圖案形成于絕緣性薄膜2上的第2粘接電極SB，并且在另一端部分別連接有圖案形成于絕緣性薄膜2上的上述端子電極6。
[0028]另外，在上述第I粘接電極8A及第2粘接電極8B上分別通過焊錫等導(dǎo)電性粘接劑粘接有第I熱敏元件3A及第2熱敏元件3B的芯片端子電極3a。[0029]并且，各端子電極6通過焊錫等導(dǎo)電性粘接劑連接于對(duì)應(yīng)的引線L。
[0030]上述端子電極6設(shè)置有3個(gè)，分別連接于第I配線膜4A的一側(cè)、第2配線膜4B的一側(cè)，及第I配線膜4A的另一側(cè)和第2配線膜4B的另一側(cè)。
[0031]上述絕緣性薄膜2由聚酰亞胺樹脂片形成，紅外線反射膜5、熱電阻調(diào)整膜7、及第I配線膜4A和第2配線膜4B由銅箔形成。即，這些由兩面可撓性基板制作而成，該兩面可撓性基板為在設(shè)為絕緣性薄膜2的聚酰亞胺基板的兩面以銅箔圖案形成有紅外線反射膜
5、熱電阻調(diào)整膜7、及第I配線膜4A和第2配線膜4B的基板。
[0032]而且，如圖1所示，在第2熱敏元件3B的正上方以四角形配置上述紅外線反射膜5，并且所述紅外線反射膜5由上述銅箔和層疊于該銅箔上的鍍金膜構(gòu)成。
[0033]該紅外線反射膜5由具有高于絕緣性薄膜2的紅外線反射率的材料形成，如上所述，其在銅箔上施加鍍金膜而形成。另外，除了鍍金膜之外，也可由例如鏡面的鋁蒸鍍膜或鋁箔等形成。該紅外線反射膜5形成為以比第2熱敏元件3B更大的尺寸將其覆蓋。
[0034]如圖3所示，上述第I熱敏元件3A及第2熱敏元件3B為在兩端部形成有芯片端子電極3a的芯片熱敏電阻。作為該熱敏電阻有NTC型、PTC型、CTR型等熱敏電阻，但在本實(shí)施方式中，作為第I熱敏電阻3A及第2熱敏電阻3B采用例如NTC型熱敏電阻。該熱敏電阻由Mn-Co-Cu系材料、Mn-Co-Fe系材料等熱敏電阻材料形成。
[0035]尤其，本實(shí)施方式中，作為第I熱敏元件3A及第2熱敏元件3B，采用由含有Mn、Co及Fe的金屬氧化物的陶瓷燒結(jié)體即Mn-Co-Fe系材料形成的熱敏電阻元件。而且，該陶瓷燒結(jié)體優(yōu)選具有以立方尖晶石相為主相的結(jié)晶結(jié)構(gòu)。尤其，作為陶瓷燒結(jié)體，最優(yōu)選為由立方尖晶石相構(gòu)成的單相的結(jié)晶結(jié)構(gòu)。
[0036]在本實(shí)施方式中，第I熱敏元件3A配置于比第2熱敏元件3B更遠(yuǎn)離端子電極6的一側(cè)，第I配線膜4A設(shè)定為配線距離比第2配線膜4B更長。
[0037]并且，上述熱電阻調(diào)整膜7形成于除了與在第I配線膜4A的第I熱敏元件3A的周圍配置的部分(寬幅部4a)對(duì)置的區(qū)域以外的區(qū)域。即，熱電阻調(diào)整膜7為從寬幅部4a的兩側(cè)向形成有端子電極6的端部側(cè)延伸的一對(duì)大致梯形的圖案。
[0038]該熱電阻調(diào)整膜7可由散熱性比絕緣性薄膜2高的材料形成，尤其在本實(shí)施方式中，由與紅外線反射膜5相同的材料圖案形成。即，熱電阻調(diào)整膜7為由銅箔和層疊于該銅箔上的鍍金膜構(gòu)成且未連接于配線膜的電浮動(dòng)的浮子電極。
[0039]如此在本實(shí)施方式的紅外線傳感器I中，具備熱電阻調(diào)整膜7，該熱電阻調(diào)整膜7設(shè)置于絕緣性薄膜2的另一面并且與在第I配線膜4A和第2配線膜4B中距端子電極6的配線距離較長的配線膜的至少一部分對(duì)置而形成，因此根據(jù)熱電阻調(diào)整膜7的配置、形狀及面積，能夠設(shè)定為通過調(diào)整配線距離較長的一配線膜的熱電阻來使其與另一配線膜的熱電阻相同，從而能夠得到良好的熱平衡。
[0040]S卩，由金屬膜等形成的熱電阻調(diào)整膜7具有作為使對(duì)置的配線距離較長的一配線膜根據(jù)配置、形狀及面積而散熱的散熱板的效果，由此能夠調(diào)整熱流入的平衡。因此，相對(duì)于連接于端子電極6的引線L能夠在一對(duì)熱敏元件3A、3B之間使熱電阻平衡，因此能夠改善溫度特性。
[0041]并且無需加寬配線膜的寬度，因此不會(huì)發(fā)生因容納紅外線傳感器I的箱體與配線膜的接觸而引起的短路。而且，熱電阻調(diào)整膜7形成于與配線膜4A、4B相反側(cè)的絕緣性薄膜2的另一面，因此配置位置、形狀及面積等的設(shè)計(jì)自由度較高，并且通過絕緣性薄膜2與配線膜4A、4B電絕緣，因此也不會(huì)短路。
[0042]而且，熱電阻調(diào)整膜7由與紅外線反射膜5相同的材料圖案形成，因此在形成紅外線反射膜5時(shí)也能夠同時(shí)圖案形成熱電阻調(diào)整膜7，從而能夠?qū)崿F(xiàn)制造工序的減少。
[0043]并且，第I配線膜4A配置至第I熱敏元件3A的周圍，且以大于第2配線膜4B的面積形成，因此較大面積的第I配線膜4A能夠阻擋透過絕緣性薄膜2而照射到箱體和安裝基板的紅外線，并且能夠阻擋從箱體和安裝基板發(fā)射的輻射熱而抑制對(duì)絕緣性薄膜2造成的熱影響。而且，改善來自絕緣性薄膜2的吸收了紅外線的部分的集熱，并且與絕緣性薄膜2的形成有紅外線反射膜5的部分的熱容接近，因此能夠減少溫度變動(dòng)誤差。
[0044]因此，由于對(duì)周圍的溫度變動(dòng)反應(yīng)敏感，所以受到輻射熱的部分與未受到輻射熱的部分的追隨性良好，檢測精度進(jìn)一步得到改善。另外，第I配線膜4A的面積及形狀優(yōu)選設(shè)定為使其熱容與絕緣性薄膜2的形成有紅外線反射膜5的部分的熱容大致相等。
[0045]而且，熱電阻調(diào)整膜7形成于除了與在第I配線膜4A的第I熱敏元件3A的周圍配置的部分對(duì)置的區(qū)域以外的區(qū)域，因此根據(jù)配置至第I熱敏元件3A的周圍的部分調(diào)整其與形成有紅外線反射膜5的部分的熱容時(shí)，能夠抑制熱電阻調(diào)整膜7造成的影響。
[0046]另外，本發(fā)明的技術(shù)范圍并非限定于上述實(shí)施方式，在不脫離本發(fā)明宗旨的范圍內(nèi)能夠加以各種變更。
[0047]例如，在上述實(shí)施方式中，由第I熱敏元件對(duì)從直接吸收了紅外線的絕緣性薄膜傳導(dǎo)的熱進(jìn)行檢測，但也可在第I熱敏元件的正上方且絕緣性薄膜上形成紅外線吸收膜。此時(shí)，通過進(jìn)一步提高第I熱敏元件中的紅外線吸收效果，能夠獲得第I熱敏元件與第2熱敏元件的更良好的溫度差量。即，也可以通過該紅外線吸收膜吸收基于來自測定對(duì)象物的輻射的紅外線，使正下方的第I熱敏元件的溫度通過從吸收紅外線并發(fā)熱的紅外線吸收膜經(jīng)由絕緣性薄膜的熱傳導(dǎo)而發(fā)生變化。
[0048]該紅外線吸收膜由具有高于絕緣性薄膜的紅外線吸收率的材料形成，例如能夠采用由包含炭黑等紅外線吸收材料的薄膜或紅外線吸收性玻璃膜(含有71%的二氧化硅的硼硅酸玻璃膜等)形成的膜等。尤其，紅外線吸收膜優(yōu)選為銻摻雜氧化錫(ATO)膜。與炭黑等相比，該ATO膜的紅外線吸收率良好并且耐光性優(yōu)異。并且，ATO膜因紫外線固化，因此粘接強(qiáng)度較強(qiáng)，與炭黑等相比不易剝離。
[0049]另外，該紅外線吸收膜優(yōu)選形成為以大于第I熱敏元件的尺寸將其覆蓋。并且，在設(shè)置紅外線吸收膜時(shí)，需要包括各配線膜而設(shè)定面積和形狀，以使與紅外線反射膜側(cè)的熱容大致相等。
[0050]并且，雖然采用了芯片熱敏電阻的第I熱敏元件及第2熱敏元件，但也可以采用由薄膜熱敏電阻形成的第I熱敏元件及第2熱敏元件。
[0051]另外，如上所述，作為熱敏元件使用薄膜熱敏電阻或芯片熱敏電阻，但除熱敏電阻以外還能夠采用熱釋電元件等。
[0052]符號(hào)說明
[0053]1-紅外線傳感器，2-絕緣性薄膜，3A-第I熱敏元件，3B-第2熱敏元件，4A-第I配線膜，4B-第2配線膜，5-紅外線反射膜，6-端子電極，7-熱電阻調(diào)整膜，L-引線。
【權(quán)利要求】
1.一種紅外線傳感器，其特征在于，具備: 絕緣性薄膜； 第I熱敏元件及第2熱敏元件，在該絕緣性薄膜的一面上彼此隔開而設(shè)置； 連接于所述第I熱敏元件的導(dǎo)電性的第I配線膜及連接于所述第2熱敏元件的導(dǎo)電性的第2配線膜，所述第I配線膜及所述第2配線膜形成于所述絕緣性薄膜的一面； 紅外線反射膜，與所述第2熱敏元件對(duì)置而設(shè)置于所述絕緣性薄膜的另一面； 多個(gè)端子電極，設(shè)置于所述絕緣性薄膜的相同的端部側(cè)，且連接于對(duì)應(yīng)的所述第I配線膜和所述第2配線膜；及 熱電阻調(diào)整膜，設(shè)置于所述絕緣性薄膜的另一面，并且與在所述第I配線膜和所述第2配線膜中距所述端子電極的配線距離較長的配線膜的至少一部分對(duì)置，且由散熱性比所述絕緣性薄膜高的材料形成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的紅外線傳感器，其特征在于， 所述熱電阻調(diào)整膜由與所述紅外線反射膜相同的材料圖案形成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的紅外線傳感器，其特征在于， 所述第I配線膜配置至所述第I熱敏元件的周圍，且以大于所述第2配線膜的面積形成， 所述配線距離較長的配線膜為所述第I配線膜， 所述熱電阻調(diào)整膜形成于除了與在所述第I配線膜的所述第I熱敏元件的周圍配置的部分對(duì)置的區(qū)域以外的區(qū)域。
【文檔編號(hào)】H01L37/02GK104011519SQ201380004514
【公開日】2014年8月27日 申請(qǐng)日期:2013年1月29日 優(yōu)先權(quán)日:2012年2月1日
【發(fā)明者】田里和義, 石川元貴, 白田敬治, 中村賢蔵 申請(qǐng)人:三菱綜合材料株式會(huì)社