| 【発明の名称】 |
回路板を有する電気的センサ特に温度センサ |
| 【発明者】 |
【氏名】カールハインツ・ヴィーナント
【氏名】ゲールノート・ハッケル
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| 【要約】 |
【課題】比較的簡単な構造を有し、100℃以上における精密な温度温度測定に適合し、しかも製造方法が自動可能となるべき電気的センサを提供する。
【解決手段】本発明の電気的センサ、特に温度センサは、接続ケーブルの接続導線と結合するための少なくとも二つの接続接触フィールドを具備する回路板を有し、第１の接続接触フィールドが回路板の前面上にあり、第２の接続接触フィールドが回路板の後面上にあり、そしてこの接続接触フィールドが、蛇行状の導電路を介してセンサとして働く被着された構成要素の接触片と結合される。実際にはＳＭＤ構成要素が被着され、それによりセンサの製造工程は著しくないし広範囲に自動化できる。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 電気的絶縁性表面を有する基板上に少なくとも一つの導電路（７，８）を有し、前記表面上に、接続ケーブル（４）の接続導線（１２，１３）の端部との電気的結合のため導電路と結合される少なくとも二つの接続接触フィールド（５，６）が配置された回路板（１）を具備する電気的センサ、特に温度センサにおいて、接続導線端部（１２，１３）との溶融工程による結合のため少なくとも二つの接続接触フィールド（５，６）が設けられ、回路板（１）の前面（２）上に少なくとも一つの第１の接続接触フィールドが、後面（３）上に少なくとも一つの第２の接続接触フィールド（６）が配置されていることを特徴とする電気的センサ。
【請求項２】 導電路（７，８）が少なくとも接続接触フィールド（５，６）の範囲内において平面として構成される請求項１記載の電気的センサ。
【請求項３】 基板が耐温度性物質、特にエポキシド、トリアジン、ポリイミド（ＰＩ）またはフルオリド（ＰＴＦＥ）より成る請求項１または２記載の電気的センサ。
【請求項４】 少なくとも二つの接続接触フィールド（５，６）が各一つの導電路（７，８）と結合されており、電極として構成されている請求項１〜３のいずれかに記載の電気的センサ。
【請求項５】 縦長の回路板（１）の同じ端部（１４）に接続接触フィールド（５，６）が配置され、回路板（１）の接続接触フィールド（５，６）に相対する端部（１５）の範囲に構成要素（１１）が設けられ、そして該構成要素が少なくとも二つの接触片（１６，１７）により接続フィールド（９，１０）を介して各導電路（７，８）と結合されている請求項１〜３のいずれかに記載の電気的センサ。
【請求項６】 構成要素（１１）と導電路（７，８）との接触のため平面に存する二つの接続フィールド（９，１０）が設けられ、この接続フィールドの内の一つが回路板（１）を貫く接触貫通部（１９）により回路板（１）の相対する面（３）上に存する導電路（８）と電気的に結合されている請求項５記載の電気的センサ。
【請求項７】 構成要素（１１）の接触片（１６，１７）が、溶融結合により接続フィールド（９，１０）と結合される請求項５または６記載の電気的センサ。
【請求項８】 電気的構成要素（１１）が温度センサである請求項５〜７のいずれかに記載の電気的センサ。
【請求項９】 回路板上に耐高温度性保護サック（２２）が押し込まれている請求項１〜８のいずれかに記載の電気的センサ。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電気的絶縁性表面を有する基板上に少なくとも一つの導電路を有し、前記表面上に、接続ケーブルの接続導線の端部との電気的結合のため導電路と結合される少なくとも二つの接続接触フィールドが配置された回路板を具備する電気的センサ、特に温度センサに関する。
【０００２】DE 39 39 165 C1から、回路ボードとしての合成物質−箔を有する温度センサであって、その導電路が一端部にて抵抗層としての薄い被覆を有し測定抵抗として働くセラミック薄板に結合される温度センサが周知である。導電路は、合成物資−箔の抵抗と反対向きの端部にはんだ接触片が用意されており、これが端子支持体の接続部と、あるいは外方に通ずる接続ケーブの導線と電気的に結合される。その際、並んで存在する導電路の代わりに、ストリップ状の合成物質−箔の相対する面上に存在する導電路を設けることも可能である。合成物質−箔は、特にポリイミド−箔より成り、他方導電路は銅または銅基材の合金より成る。この場合、比較的高価につく構造が問題となる。何故ならば、センサは、例えば高級鋼より成る保護管内に挿入されるべきだからである。
【０００３】さらに、ドイツ実用新案 295 04 105.6 から、特に熱量測定用の温度フィーラーが周知であるが、この温度フィーラは、２本の接続された絶縁電気導線を有する電気的抵抗温度センサを有し、そして抵抗温度センサと両電気導線の間に不良熱伝導性物質より成る接続ボードであってその上に電気導線の断面に関して小断面の電気伝導線条が配置された接続ボードを備えている。しかして、該電気伝導線状の長さは、抵抗温度センサと両電気導線の、接続ボードの他の端部に存在する接続位置間における接続ボードの長さよりも長い。電気導線と電気伝導線条間の接触端末は、はんだ付けにより製造されるから、この種の温度センサは、230℃の範囲のにおけるより高い温度に対しては適当でない。
【０００４】WO95/18965から、金属ハウジングを具備する測定ガス用の測定フィーラーが周知であるが、このフィーラーにあっては、センサ要素は、ハウジング内部においてセンサチップの端部にて少なくとも一つの導電性接触路と結合されている。センサチップの他端部には、電気的接続線がセンサチップに溶接されるが、その際、管の長手延在方向に実質的に平行に延在する保持部が設けられており、そして該延在保持部は、レーザ溶接によって金属化によりセンサチップの下側に結合される。ここでも、測定フィーラーの比較的費用のかかる構造が問題となる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、比較的簡単な構造を有し、100℃以上における精密な温度測定に適合し、しかも製造工程が十分に自動可能となるべき電気的センサを創作することにある。さらに、可能な限り、センサ機能用のＳＭＤ構成要素が適用されるべきである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上述の課題は、本発明に従えば、電気的絶縁性表面を有する基板上に少なくとも一つの導電路を有し、前記表面上に、接続ケーブルの接続導線の端部との電気的結合のため導電路と結合される少なくとも二つの接続接触フィールドが配置された回路板を具備する電気的センサ、特に温度センサにおいて、接続導線端部との溶融工程による結合のため少なくとも二つの接続接触フィールドが設けられ、回路板の前面上に少なくとも一つの第１の接続接触フィールドが、後面上に少なくとも一つの第２の接続接触フィールド（６）が配置されて成る電気的センサによって解決される。
【０００７】本発明の特別の利益は、ケーブルと、マイクロチップ、接続部ならびに保護サックより成るセンサ構成体とより成るケーブルセンサの非常に簡単で、それゆえに自動化可能な加工にある。
【０００８】特許請求の範囲請求項１に従う対象物の有利な実施形態は、請求項２〜９に提示されている。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下図面を参照して、本発明を好ましい具体例について説明する。図１に従うと、例えばエポキシド、トリアジン、ポリイミド（Ｐ１）またはフルオリド（ＰＴＦＥ）のような耐温度性物質を基材とする電気的絶縁性基板より成る回路板１の前面２上に第１の導電路７が設けられている。導電路７は、回路板１の上部端部１４の領域に、接続導線１２の端部のはんだ付けまたは溶接のために役立つ接続接触フィールド５と結合されている。接続導線１２は、接続ケーブル４のここでは図式的に図示されたケーブル被覆２０から、その絶縁を剥がした端部が突出している。接続接触フィールドは、5μmから500μmの範囲の厚さを有している。導電路７は、5μmから500μの厚さを有し、平面図で蛇行状に走るように形成されている。蛇行形状に基づき、接続接触フィールド５と、相対する端部１５における電気的または電子的構成要素１１に対する接続部９との間には、比較的高い熱抵抗が得られる。構成要素１１は、接触片１６および１７により、回路板の接続フィールド（９，１０）と溶融結合、好ましくはリフロー法ではんだ付けにより結合される。
【００１０】図２に従うと、回路板１の後面３上に、第２の接続導線端部１３に対する他の接続接触フィールド６が設けられているが、この接続接触フィールド６もまた蛇行状導電路８と結合され、そして導電路８自体の方は、接触貫通部１９を介して構成要素１１との結合のため図１に従う接続フィールド１０と結合される。基板１は0.1〜1mmの範囲の厚さを有し、他方導電路７，８の層は銅より成り、そして好ましい具体例においてほぼ３５μm厚である。
【００１１】構成要素１１はＳＭＤチップとして構成されるが、図１および２に従うと、この構成要素は、その二つの接触片１６，１７で各接続フィールド９，１０を介して両蛇行状導電路７，８と結合され、そして該導電路自体の方は接続接触フィールド５，６を介して接続ケーブルの一部である接続導線１２，１３の各端部と結合される。回路板１の基板は、好ましくは、エポキシド、トリアジン、ポリイミド（ＰＩ）またはフルオリド（ＰＴＦＥ）のような耐温度性物質から成るのがよいが、例えばガラスまたはアルミニウム酸化物のような他の物質を適用することも可能である。温度センサとしては、現在の技術状態から、例えばDT 25 27 739A1から周知である基板上に被着された白金を基材とする抵抗層が適用されるのがよい。
【００１２】図３に従うと、接触片１６，１７をもつＳＭＤ原理に従う構成要素１１が回路板１１の接続フィールド９，１０上に配置されているが、このこの配置にあっては、電気的および機械的に堅固な結合がはんだ付けによって得られる。接続フィールド９には、蛇行状に構成された導電路７が接続されており、そしてこの導電路７は、その比較的長い行程と薄い断面により、センサとして働く構成要素１１と接続接触フィールド５との間に十分な熱絶縁が配慮されている。接続接触フィールド５上には、接続ケーブル４の接続導線端部１２の絶縁を剥がした端部が載置され、これが溶融結合、好ましくははんだ付けにより接続接触フィールド５と結合されている。
【００１３】図４を参照すると、この図には、回路板１の後面３に存在する蛇行導電路８が示されており、そしてこの導電路８も同様に、その蛇行構造と薄い導体断面に基づき、図３の構成要素１１の接続フィールド１０に対する接触貫通部１９と、接続ケーブル４の接続導線端部１３に対する接続接触フィールド６との間に高い熱絶縁が配慮されている。回路板１は、その後面の範囲に、温度センサとして働く構成要素１１をできるだけ広く周囲雰囲気に曝し、膨張の相違による機械的ストレスを最小化し、起こり得るフラックスの沈積を避けるため、切欠き２１を有している。
【００１４】さらに、図４に示すように、回路板１上に保護サック２２を矢印２３の方向に押し込むことが可能である。ここでは、図を簡潔にするためにこの保護サックを断片的にのみ示してあるが、実際には、保護サック２２は回路板１の端部１５から相対する端部１４まで達し、接続接触フィールド５および６をも接続ケーブル４の接続導線端部１２および１３とともに包み込む。
【００１５】以上本発明を好ましい具体例に説明したが、本発明はここに図示説明される具体例に限定されるものでなく、特許請求の範囲に記載される本発明の技術思想から逸脱することなく、種々の変更、変形をないし得ることは当業者には容易に理解できよう。
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| 【出願人】 |
【識別番号】５９８０９９１８７
【氏名又は名称】ヘレウス・ゼンゾールナイト・インターナショナル
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| 【出願日】 |
平成１０年（１９９８）９月２５日 |
| 【代理人】 |
【弁理士】
【氏名又は名称】倉内 基弘 （外１名）
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| 【公開番号】 |
特開平１１−１６０１６３ |
| 【公開日】 |
平成１１年（１９９９）６月１８日 |
| 【出願番号】 |
特願平１０−２７１１１９ |
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