温度传感器膜、导电膜及其制造方法与流程

1.本发明涉及一种在树脂膜基材上具备经图案化的金属薄膜的温度传感器膜、以及用于制作温度传感器膜的导电膜及其制造方法。


背景技术：

2.在电子设备中使用多个温度传感器。温度传感器一般为热电偶或芯片热敏电阻。在通过热电偶或芯片热敏电阻等测定面内多个部位的温度的情形时，需要在每个测定点分别配置温度传感器，并将各温度传感器连接于印刷布线基板等，因此制造工艺会变得繁琐。另外，为了测定面内的温度分布，需要在基板上配置多个传感器，成为成本提高的主要原因。
3.专利文献1中提出了一种温度传感器膜，其是在膜基材上设置金属膜并将金属膜图案化，形成了测温电阻部与引线部的温度传感器膜。在将金属膜图案化的方式中，能够由1层金属膜形成测温电阻部和连接于测温电阻部的引线部，不需要将各个测温传感器利用布线加以连接的操作。另外，由于使用了膜基材，因此该温度传感器膜具有可挠性优异且容易应对大面积化的优点。
4.在将金属膜图案化而形成的温度传感器中，经由引线部对测温电阻部施加电压，利用金属的电阻值随温度而变化的特性来测定温度。为了提高温度测定精度，优选选用电阻随温度变化而发生的变化大的材料。根据专利文献2的记载，镍对温度的感度(电阻变化)约为铜的2倍。
5.现有技术文献
6.专利文献
7.专利文献1：日本特开2005-91045号公报
8.专利文献2：日本特开平7-333073号公报


技术实现要素：

9.发明所要解决的问题
10.已知，镍等金属会表现出温度越高则电阻越大的特性(正特性)，对于块状的镍而言，相对于温度上升的电阻的变化率(电阻温度系数；tcr)约为6000ppm/℃。但是，金属薄膜由于表面或界面的影响，大多情形时特性与块状金属不同。
11.本发明人等通过溅射法在树脂膜基材上形成镍薄膜并对其特性进行评价后判明：电阻温度系数(tcr)仅为块状的镍的一半左右，无法获得作为温度传感器膜而使用的充分的温度测定精度。
12.鉴于该问题，本发明的目的在于，提供一种在树脂膜基材上具备电阻温度系数大的金属薄膜的导电膜及温度传感器膜。
13.解决问题的技术手段
14.本发明人等发现镍薄膜的(111)面的面间隔与tcr之间存在高的关联，从而完成了
本发明。
15.温度传感器用导电膜在树脂膜基材的一个主面上具备镍薄膜。设置在树脂膜基材上的镍薄膜优选为镍的(111)面的面间隔小于0.2040nm。
16.通过将该导电膜的镍薄膜图案化，可制作温度传感器膜。温度传感器膜在树脂膜基材的一个主面上具备经图案化的镍薄膜，镍薄膜被图案化为测温电阻部与引线部。也可以在树脂膜基材的两面设置镍薄膜。
17.测温电阻部设置于进行温度测定的部分，被图案化为细线。引线部被图案化为比测温电阻部大的线宽，引线部的一端连接于测温电阻部。引线部的另一端与外部电路等连接。也可以将连接器连接于引线部，而经由连接器与外部电路进行连接。
18.镍薄膜的电阻温度系数优选为4000ppm/℃以上。镍薄膜的厚度优选为100～500nm。也可以在树脂膜基材与镍薄膜之间设置基底层。作为基底层的材料，优选硅系薄膜等无机材料。
19.发明的效果
20.通过设置在树脂膜基材上的镍薄膜的(111)面的面间隔(镍的晶格间隔)小，可形成电阻温度系数大且温度测定精度高的温度传感器膜。
附图说明
21.图1是表示导电膜的层叠构成例的剖视图。
22.图2是表示用于测定镍薄膜的面间隔的x射线衍射的光学系统的图。
23.图3是温度传感器膜的俯视图。
24.图4是温度传感器的测温电阻部附近的放大图，a表示二线式的形状，b表示四线式的形状。
具体实施方式
25.图1是表示用于形成温度传感器膜的导电膜的层叠构成例的剖视图，在树脂膜基材50的一个主面上具备镍薄膜10。通过将该导电膜102的镍薄膜图案化，而获得图3的俯视图所示的温度传感器膜110。
26.[导电膜]
[0027]
导电膜在树脂膜基材50的一个主面上具备镍薄膜10。如图1所示，导电膜也可以在树脂膜基材50与镍薄膜10之间具备基底层20。
[0028]
《树脂膜基材》
[0029]
树脂膜基材50可以透明也可以不透明。树脂膜基材50可以为仅由树脂膜构成的树脂膜基材，也可以为如图1所示，在树脂膜5的表面具备硬涂层(固化树脂层)6的树脂膜基材。树脂膜基材的厚度并没有特别限定，一般为2～500μm左右，优选为20～300μm左右。
[0030]
在树脂膜基材50的表面(在设置有硬涂层6的情形时，为树脂膜5的表面和/或硬涂层6的表面)可设置易接合层、抗静电层等。也可以在树脂膜基材50的表面，以提高与基底层20的密合性等为目的，实施电晕放电处理、紫外线照射处理、等离子体处理、溅射蚀刻处理等处理。
[0031]
树脂膜基材50的镍薄膜10形成面的算术平均粗糙度ra优选为5nm以下，更优选为
3nm以下，进而更优选为2nm以下。通过使基材的表面粗糙度变小，从而有薄膜的覆盖性变得良好，形成致密的膜，镍薄膜10的比电阻变小的倾向。算术平均粗糙度ra是根据使用扫描式探针显微镜所观察到的1μm见方的观察图像求出。
[0032]
(树脂膜)
[0033]
作为树脂膜5的树脂材料，可例举聚对苯二甲酸乙二醇酯等聚酯、聚酰亚胺、聚烯烃、降冰片烯系等环状聚烯烃、聚碳酸酯、聚醚砜、聚芳酯等。从耐热性、尺寸稳定性、电特性、机械特性、耐化学品特性等观点而言，优选为聚酰亚胺或聚酯。树脂膜5的厚度并没有特别限定，一般为2～500μm左右，优选为20～300μm左右。
[0034]
(硬涂层)
[0035]
通过在树脂膜5的表面设置硬涂层6，导电膜的硬度提高，耐擦伤性提高。硬涂层6例如可通过在树脂膜5上涂布含有固化性树脂的溶液而形成。
[0036]
作为固化性树脂，可例举热固化型树脂、紫外线固化型树脂、电子束固化型树脂等。作为固化性树脂的种类，可例举聚酯系、丙烯酸系、氨基甲酸酯系、丙烯酸氨基甲酸酯系、酰胺系、有机硅系、硅酸盐系、环氧系、三聚氰胺系、氧杂环丁烷系、丙烯酸氨基甲酸酯系等各种树脂。
[0037]
其中，从硬度高、能够实现紫外线固化、生产性优异的观点而言，优选为丙烯酸系树脂、丙烯酸氨基甲酸酯系树脂及环氧系树脂。尤其，从与基底层中所包含的氧化铬薄膜的密合性高的观点而言，优选为丙烯酸系树脂及丙烯酸氨基甲酸酯系树脂。紫外线固化型树脂包括紫外线固化型的单体、低聚物、聚合物等。优选使用的紫外线固化型树脂例如可例举具有紫外线聚合性官能团的树脂，其中包含具有2个以上、特别是具有3～6个该官能团的丙烯酸系的单体或低聚物作为成分的树脂。
[0038]
硬涂层6中也可以包含微粒。通过使硬涂层6中包含微粒，可调整树脂膜基材50的镍薄膜10形成面(基底层20形成面)的表面形状。作为微粒，并没有特别限制，可使用：氧化硅、氧化铝、氧化钛、氧化锆、氧化钙、氧化锡、氧化铟、氧化镉、氧化锑等各种金属氧化物微粒；玻璃微粒；包含聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯、聚氨酯、丙烯酸-苯乙烯共聚物、苯并胍胺、三聚氰胺、聚碳酸酯等聚合物的交联或未交联的有机系微粒，有机硅系微粒等。
[0039]
微粒的平均粒径(平均一次粒径)优选为10nm～10μm左右。通过使硬涂层包含具有0.5μm～10μm左右，优选为0.8μm～5μm左右的亚微米或微米级平均粒径的微粒，会在硬涂层6的表面(树脂膜基材50的表面)、及设置于其上的薄膜的表面形成直径为亚微米或微米级的突起，从而有导电膜的滑动性、耐粘连性及耐擦伤性提高的倾向。
[0040]
通过硬涂层包含具有10nm～100nm左右，优选为20～80nm左右的平均粒径的微粒，会在硬涂层6的表面(树脂膜基材50的表面)形成微细的凹凸，从而有硬涂层6与基底层20及镍薄膜10的密合性提高的倾向。
[0041]
优选在用于形成硬涂层的溶液(硬涂组合物)中调配紫外线聚合引发剂。也可以使溶液中包含整平剂、触变剂、抗静电剂等添加剂。
[0042]
硬涂层6的厚度并没有特别限定，但为了实现高的硬度，优选为0.5μm以上，更优选为0.8μm以上，进而更优选为1μm以上。若考虑到利用涂布形成的容易性，硬涂层的厚度优选为15μm以下，更优选为10μm以下。
[0043]
《基底层》
[0044]
如图1所示，也可以在树脂膜基材50与镍薄膜10之间设置基底层20。基底层20可以为单层，也可以如图1所示为2层以上薄膜21、22的层叠构成。通过在树脂膜基材50上设置基底层20，并于其上形成镍薄膜10，可抑制镍薄膜10成膜时对树脂膜基材50造成的等离子体损伤。另外，通过设置基底层20，可将从树脂膜基材50产生的水分或有机气体等阻断，从而抑制杂质向镍薄膜10中混入。从抑制有机物向镍薄膜中混入的观点而言，基底层20优选为无机材料。
[0045]
基底层20可以为导电性也可以为绝缘性。在基底层20为导电性无机材料(无机导电体)的情形时，制作温度传感器膜时将基底层20与镍薄膜10一起图案化即可。在基底层20为绝缘性无机材料(无机介电体)的情形时，基底层20可以图案化，也可以不图案化。
[0046]
作为无机材料，可例举si、ge、sn、pb、al、ga、in、tl、as、sb、bi、se、te、mg、ca、sr、ba、sc、y、ti、zr、hf、v、nb、ta、cr、mo、w、mn、tc、re、fe、ru、os、co、rh、ir、pd、pt、cu、ag、au、zn、cd等金属元素或半金属元素、及它们的合金、氮化物、氧化物、氮氧化物等。从相对于树脂膜基材及镍薄膜两者的密合性优异，且抑制杂质从树脂膜基材50向镍薄膜10中混入的效果高，可促进镍薄膜的结晶生长的观点而言，作为基底层的材料，优选为硅系材料、铬系材料等。作为硅系材料，特别优选为氧化硅，作为铬系材料，特别优选为氧化铬。
[0047]
通过在镍薄膜10的正下方设置氧化硅薄膜等比电阻大的薄膜22，有布线(经图案化的镍薄膜)之间的漏电流减少，温度传感器膜的温度测定精度提高的倾向。氧化硅可以为化学计量组成(sio2)，也可以为非化学计量组成(sio
x
；x＜2)。关于非化学计量组成的氧化硅(sio
x
)，优选为1.2≤x＜2。
[0048]
也可以在硅薄膜21上形成氧化硅薄膜22作为基底层20。另外，也可以于包含各种金属、导电性氧化物、陶瓷等的无机薄膜21上形成氧化硅薄膜22。
[0049]
通过在无机基底层20上形成镍薄膜10，有镍的(111)面的面间隔变小，tcr变大的倾向。尤其，在基底层20包含硅系薄膜的情形时，有镍薄膜的tcr变大的倾向，在镍薄膜10的正下方设置有氧化硅薄膜的情形时，该倾向变得明显。另外，在基底层20为铬系薄膜21与氧化硅薄膜22的层叠构成的情形时，有镍薄膜的tcr变大的倾向，尤其，在与树脂膜基材相接的薄膜21为氧化铬薄膜的情形时，该倾向变得明显。认为镍薄膜10的tcr提高的原因之一在于，氧化铬等铬系薄膜容易形成致密且平滑性高的膜，从而形成于其上的无机薄膜22的表面平滑性也提高。
[0050]
基底层的厚度并没有特别限定。从减少对树脂膜基材造成的等离子体损伤、及提高来自树脂膜基材的排气的阻断效果的观点而言，基底层的厚度优选为1nm以上，更优选为3nm以上，进而更优选为5nm以上。从提高生产性或降低材料成本的观点而言，基底层的厚度优选为200nm以下，更优选为100nm以下，进而更优选为50nm以下。在基底层20包含多层的情形时，优选合计厚度处于上述范围。
[0051]
基底层20的形成方法并没有特别限定，干式涂布、湿式涂布均可采用。在通过溅射法形成镍薄膜的情形时，从生产性的观点而言，优选为基底层20也通过溅射法而形成。另外，从容易形成致密的膜，抑制水分或有机物从树脂膜基材50向镍薄膜10中混入的效果优异的观点而言，也优选通过溅射法形成基底层20。
[0052]
在通过溅射法形成基底层的情形时，根据基底层的材料来选择靶即可。例如，在形成硅薄膜的情形时，可使用硅靶。氧化硅薄膜的成膜可使用氧化硅靶，也可以使用硅靶通过
反应性溅射而形成氧化硅。在反应性溅射中，优选为以成为金属区域与氧化物区域的中间的过渡区域的方式调整氧气量。
[0053]
《镍薄膜》
[0054]
设置在树脂膜基材50上的镍薄膜10发挥温度传感器的温度测定的中心作用。通过将镍薄膜10图案化，而如图3所示，形成引线部11及测温电阻部12。
[0055]
镍薄膜10优选为包含镍及不可避免的杂质的薄膜，镍的比率优选为99重量％以上，更优选为99.9重量％以上。例如，通过使用镍靶的溅射制膜，而形成包含镍及不可避免的杂质的薄膜。
[0056]
镍薄膜10的厚度并没有特别限定，从低电阻化的观点(尤其是使引线部的电阻变小的观点)而言，优选为20nm以上，更优选为40nm以上，进而更优选为50nm以上。另一方面，从缩短成膜时间及提高图案化精度等观点而言，镍薄膜10的厚度优选为500nm以下，更优选为300nm以下，进而更优选为250nm以下。
[0057]
镍薄膜10的电阻温度系数(tcr)优选为3000ppm/℃以上，更优选为3500ppm/℃以上，进而更优选为4000ppm/℃以上。tcr是相对于温度上升的电阻的变化率。镍具有电阻随温度上升而线性增加的特性(正特性)。具有正特性的材料的tcr可根据温度t0时的电阻值r0与温度t1时的电阻值r1通过下述式来算出。
[0058]
tcr＝{(r
1-r0)/r0}/(t
1-t0)
[0059]
在本说明书中，将根据t0＝25℃及t1＝5℃时的电阻值而算出的tcr与根据t0＝25℃及t1＝45℃时的电阻值而算出的tcr的平均值设为镍薄膜的tcr。
[0060]
tcr越大则电阻随温度变化而发生的变化越大，温度传感器膜的温度测定精度越高。因此，镍薄膜的tcr越大越好，但难以使tcr比块状的镍大，镍薄膜的tcr一般为6000ppm/℃以下。
[0061]
镍薄膜10中，通过x射线衍射而求出的镍的(111)面的面间隔优选小于0.2040nm。在x射线衍射中，如图2所示，利用以相对于镍薄膜的膜面的法线方向而入射光学系统(x射线源)与受光光学系统(检测器9)成为对称的方式配置的光学系统进行2θ/θ扫描，测定晶格面面的法线与膜面平行的结晶1c的晶格面间隔。在以cukα射线(波长：0.15418nm)为x射线源的x射线衍射图中，在2θ＝44.5
°
附近，出现镍的(111)面的峰。根据该峰最大的角度2θ，基于bragg定律，算出(111)面的面间隔。结晶的面间隔一般而言不依赖于测定方向，但若以镍薄膜成膜时或其后的制造工艺为起因而结晶具有各向异性，则有面间隔产生各向异性的情形。例如，卷对卷式制造工艺中的搬运张力、以及膜基材的尺寸变化率及杨氏模量等各向异性会成为面间隔产生各向异性的主要原因。在结晶的面间隔具有各向异性的情形时，将从任意的第一方向入射x射线测定出的面间隔d1、和从与第一方向正交的第二方向入射x射线测定出的面间隔d2的平均值(d1 d2)/2设为镍薄膜的结晶的面间隔。
[0062]
存在(111)面的面间隔越小，则镍薄膜的tcr越大的倾向。镍的(111)面的面间隔也可以为0.2039nm以下，0.2038nm以下，或0.2037nm以下。镍的(111)面的面间隔一般为0.2030nm以上。镍的单晶是晶格常数为0.3524nm的立方晶，(111)面的面间隔为0.2035nm。形成在树脂膜基材上的镍薄膜与单晶相比晶格常数大，且(111)面的面间隔也变大的倾向。尤其，在面间隔为0.2040nm以上的情形时，可以说结晶的畸变大。
[0063]
物质的电阻值受物质中的电子密度及电子的迁移率影响，电子密度越小、电子的
迁移率越小，则电阻越大。镍等金属由于存在丰富的自由电子，因此电子的迁移率成为支配电阻的主要原因。关于散射机构，已知：存在由与原子核的碰撞所致的散射(晶格振动散射)、由杂质或晶格缺陷所致的散射(杂质散射)、磁性散射等，其中晶格振动散射及磁性散射的温度依赖性大，杂质散射的温度依赖性小。
[0064]
(111)面的面间隔小于0.2040nm，接近ni单晶的(111)面的面间隔0.2035nm，意味着结晶的紊乱(晶格缺陷)小。即，认为在镍薄膜的(111)面的面间隔小的情形时，由于杂质散射的影响小，晶格振动散射及磁性散射的影响相对变大，因此电阻的温度依赖性(tcr)变大。
[0065]
如上所述，通过在树脂膜基材50上设置基底层20，并在基底层20上形成镍薄膜，从而有镍的(111)面的面间隔变小，tcr变大的倾向。通过设置基底层20，基底层作为缓和镍的晶格间隔失配的缓冲层发挥作用，且具有促进镍的结晶化而减少晶格缺陷的作用，认为其有助于减小晶格间隔。
[0066]
存在镍薄膜的厚度越大，则(111)面的面间隔越小，tcr越高的倾向。为了获得具有4000ppm/℃以上的tcr的导电膜，镍薄膜的厚度优选为80nm以上，更优选为100nm以上，进而更优选为120nm以上。
[0067]
《镍薄膜的形成方法》
[0068]
镍薄膜的形成方法并没有特别限定，例如，可采用溅射法、真空蒸镀法、电子束蒸镀法、化学气相蒸镀法(cvd)、化学溶液析出法(cbd)、镀覆法等成膜方法。其中，从可成膜出膜厚均匀性优异的薄膜的观点而言，优选为溅射法。尤其，通过使用卷对卷式溅射装置，一边使长条状的树脂膜基材沿长度方向连续地移动一边进行成膜，可提高导电膜的生产性。
[0069]
优选在向溅射装置内装填卷状的树脂膜基材后且开始溅射成膜前，对溅射装置内进行排气，而形成从树脂膜基材产生的水分或有机气体的杂质已被去除的气体环境。通过事先将装置内及树脂膜基材中的气体去除，而有镍薄膜中的杂质浓度降低，(111)面的面间隔变小的倾向。开始溅射成膜前的溅射装置内的真空度(到达真空度)例如为1
×
10-2
pa以下，优选为5
×
10-3
pa以下，更优选为1
×
10-3
pa以下，进而更优选为5
×
10-4
pa以下，特别优选为5
×
10-5
pa以下。
[0070]
在镍薄膜的溅射成膜中，使用金属ni靶，一边导入氩气等不活泼气体一边进行成膜。镍薄膜的成膜条件并没有特别限定，优选为以减少起因于来自树脂膜基材的水分或有机气体的杂质混入的方式选择成膜条件。作为降低镍薄膜中的杂质量的方法，可例举：(1)如上所述，溅射成膜前在真空下对树脂膜基材进行处理，将树脂膜基材中的水分或有机气体去除；(2)减少溅射成膜时对树脂膜基材造成的损伤；(3)在树脂膜基材上设置氧化硅薄膜等基底层，而对来自树脂膜基材的水分或有机气体进行阻断等。
[0071]
作为减少溅射成膜时对树脂膜基材造成的损伤的方法，可例举降低成膜时的基板温度、降低放电功率密度等。例如，在树脂膜基材上直接形成镍薄膜的情形时，从抑制从树脂膜基材产生水分或有机气体的观点而言，基板温度优选为80℃以下，更优选为60℃以下，进而更优选为50℃以下。
[0072]
在树脂膜基材上设置基底层并于其上形成镍薄膜的情形时，即使基板温度为高温，基底层也具有对来自树脂膜基材的水分或有机气体进行阻断的作用。因此，镍薄膜成膜时的基板温度能够在树脂膜基材具有耐热性的范围内适当进行设定。另外，存在基板温度
越高，则镍的(111)面的面间隔越小的倾向。因此，在树脂膜基材上设置基底层并于其上形成镍薄膜的情形时，基板温度优选为30℃以上，更优选为50℃以上，进而更优选为70℃以上。基板温度也可以为100℃以上、120℃以上或130℃以上。
[0073]
从使等离子体放电稳定且抑制对树脂膜基材造成的损伤的观点而言，放电功率密度优选为0.1～5.0w/cm2，更优选为1.0～3.5w/cm2。
[0074]
《加热处理》
[0075]
在将镍薄膜成膜之后，也可以实施加热处理。通过将在树脂膜基材上具备镍薄膜的导电膜加热，而有镍的结晶性提高，并且(111)面的面间隔变小，tcr提高的倾向。认为若利用加热的镍的结晶化进展，则通过原子的再排列而晶格缺陷减少等有助于减小晶格间隔。
[0076]
在进行加热处理的情形时，加热温度优选为80℃以上，更优选为100℃以上，进而更优选为120℃以上。加热温度的上限考虑到树脂膜基材的耐热性加以决定即可，一般为200℃以下或180℃以下。在使用聚酰亚胺膜等高耐热性膜基板的情形时，加热温度也可以高于上述范围。加热时间优选为1分钟以上，更优选为5分钟以上，进而更优选为10分钟以上。进行加热处理的时机只要为成膜出镍薄膜之后即可，并没有特别限定。例如，也可以在将镍薄膜图案化之后实施加热处理。
[0077]
[温度传感器膜]
[0078]
通过将导电膜的镍薄膜10图案化，而形成温度传感器膜。如图3所示，在温度传感器膜中，镍薄膜具有形成为布线状的引线部11、及连接于引线部11的一端的测温电阻部12。引线部11的另一端连接于连接器19。
[0079]
测温电阻部12是作为温度传感器而发挥作用的区域，经由引线部11对测温电阻部12施加电压，并根据其电阻值而算出温度，由此进行温度测定。通过在温度传感器膜110的面内设置多个测温电阻部，可同时测定多个部位的温度。例如图4所示的方式中，在面内的5个部位设置有测温电阻部12。
[0080]
图4a是二线式的温度传感器的测温电阻部附近的放大图。测温电阻部12通过镍薄膜被图案化为细线状所成的传感器布线122、123而形成。传感器布线中，将多个纵电极122在其端部经由横布线123连结而形成发夹状的屈曲部，从而具有重复弯曲状的图案。
[0081]
形成测温电阻部12的图案形状的细线的线宽越小(截面面积越小)、从测温电阻部12的传感器布线的一端121a至另一端121b的线长越大，则两点间的电阻越大，且伴随温度变化的电阻变化量也越大，因此温度测定精度提高。通过形成为如图4所示的重复弯曲状的布线图案，可使测温电阻部12的面积小且使传感器布线的长度(从一端121a至另一端121b的线长)大。需要说明的是，温度测定部的传感器布线的图案形状并不限定于如图4所示的方式，也可以为螺旋状等图案形状。
[0082]
传感器布线122(纵布线)的线宽、及相邻的布线间的距离(间隔宽度)根据光刻法的图案化精度来设定即可。线宽及间隔宽度一般为1～150μm左右。从防止传感器布线断线的观点而言，线宽优选为3μm以上，更优选为5μm以上。从使电阻变化较大而提高温度测定精度的观点而言，线宽优选为100μm以下，更优选为70μm以下。从同样的观点而言，间隔宽度优选为3～100μm，更优选为5～70μm。
[0083]
测温电阻部12的传感器布线的两端121a、121b分别连接于引线部11a、11b的一端。
2条引线部11a、11b以略微隔开间隙而对置的状态，形成为细长的图案状，引线部的另一端连接于连接器19。为了确保充分的电流容量，引线部形成为比测温电阻部12的传感器布线更宽。引线部11a、11b的宽度例如为0.5～10mm左右。引线部的线宽优选为测温电阻部12的传感器布线122的线宽的3倍以上，更优选为5倍以上，进而更优选为10倍以上。
[0084]
连接器19上设置有多个端子，多个引线部分别连接于不同的端子。连接器19与外部电路连接，通过对引线部11a与引线部11b之间施加电压，而使引线部11a、测温电阻部12及引线部11b中流通电流。根据施加规定电压时的电流值、或以电流成为规定值的方式施加电压时的施加电压来算出电阻值。基于所获得的电阻值与预先求出的温度的关系式、或记录有电阻值与温度的关系的表格等，根据电阻值来算出温度。
[0085]
此处所求出的电阻值除了测温电阻部12的电阻以外，也包含引线部11a及引线部11b的电阻，但由于测温电阻部12的电阻较引线部11a、11b的电阻大得多，因此所求出的测定值可视为测温电阻部12的电阻。需要说明的是，从降低由引线部的电阻所致的影响的观点而言，也可以将引线部设为四线式。
[0086]
图4b是四线式的温度传感器的测温电阻部附近的放大图。测温电阻部12的图案形状与图4a相同。四线式中，在1个测温电阻部12连接有4条引线部11a1、11a2、11b1、11b2。引线部11a1、11b1是电压测定用引线，引线部11a2、11b2是电流测定用引线。电压测定用引线11a1及电流测定用引线11a2连接于测温电阻部12的传感器布线的一端121a，电压测定用引线11b1及电流测定用引线11b2连接于测温电阻部12的传感器布线的另一端121b。四线式中，由于可将引线部的电阻排除在外而仅测定测温电阻部12的电阻值，因此能够实现误差更少的测定。除了二线式及四线式以外，也可以采用三线式。
[0087]
镍薄膜的图案化方法并没有特别限定。从容易图案化、精度高的观点而言，优选通过光刻法进行图案化。光刻法中，在镍薄膜的表面，形成与上述引线部及测温电阻部的形状对应的抗蚀剂，将未形成抗蚀剂的区域的镍薄膜通过湿式蚀刻去除之后，剥离抗蚀剂。镍薄膜的图案化也可以通过激光加工等干式蚀刻来实施。
[0088]
上述实施方式中，在树脂膜基材50上通过溅射法等形成镍薄膜10，并将镍薄膜图案化，由此可在基板面内形成多个引线部及测温电阻部。将连接器19连接于该温度传感器膜的引线部11的端部，由此获得温度传感器元件。该实施方式中，在多个测温电阻部连接有引线部，将多个引线部与1个连接器19连接即可。因此，可简便地形成能够测定面内多个部位的温度的温度传感器元件。
[0089]
上述实施方式中，在树脂膜基材的一个主面上设置镍薄膜，但也可以在树脂膜基材的两面设置镍薄膜。另外，也可以在树脂膜基材的一个主面上设置镍薄膜，在另一主面设置由不同材料形成的薄膜。
[0090]
温度传感器膜的引线部与外部电路的连接方法并不限定为经由连接器而连接的方式。例如，也可以于温度传感器膜上设置用于对引线部施加电压而测定电阻的控制器。另外，也可以不经由连接器而通过焊接等将引线部与来自外部电路的引线布线连接。
[0091]
温度传感器膜是在树脂膜基材上设置有薄膜的简单构成，生产性优异，并且容易加工，也可以应用于曲面。另外，由于镍薄膜中的ni结晶的面间隔小，tcr大，因此能够实现精度更高的温度测定。
[0092]
实施例
[0093]
以下，例举实施例对本发明更详细地进行说明，但本发明并不限定于以下实施例。
[0094]
[实施例1]
[0095]
在卷对卷式溅射装置内设置150μm厚度的聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)膜(东丽制造的“lumirror 149uns”，表面的算术平均粗糙度ra：1.6nm)的卷，将溅射装置内排气至到达真空度达到5.0
×
10-3
pa后，以基板温度150℃，在pet膜上通过dc溅射依次成膜5nm厚度的硅薄膜、10nm厚度的氧化硅薄膜、及270nm厚度的镍薄膜。si层及sio2层的形成使用掺杂b的si靶。对于si层而言，导入氩气作为溅射气体，以压力0.3pa、功率密度1.0w/cm2的条件进行成膜。对于sio2层而言，除了作为溅射气体的氩气以外还导入氧气作为反应性气体(o2/ar＝0.12/1.0)，以压力0.3pa、功率密度1.8w/cm2的条件进行成膜。镍薄膜的形成使用金属镍靶，以压力0.25pa、功率密度5.6w/cm2的条件进行成膜。
[0096]
[实施例2]
[0097]
将实施例1的导电膜在155℃的热风烘箱中加热60分钟，制作导电膜。
[0098]
[比较例1]
[0099]
不进行硅薄膜的成膜及氧化硅薄膜的成膜，以与实施例1相同的条件，在pet膜上形成厚度230nm的镍薄膜，制作与pet膜上相接具备镍薄膜的导电膜。
[0100]
[比较例2]
[0101]
除了将镍薄膜的厚度改变为180nm以外，与比较例1相同地制作导电膜。
[0102]
[比较例3]
[0103]
除了将镍薄膜的厚度改变为160nm以外，与实施例1相同地制作导电膜。
[0104]
[实施例3]
[0105]
将比较例3的导电膜在155℃的热风烘箱中加热60分钟，制作导电膜。
[0106]
[实施例4]
[0107]
除了代替硅薄膜形成厚度5nm的金属铬薄膜以外，与实施例3相同地，制作在pet膜上隔着作为基底层的铬薄膜及氧化硅薄膜而具备镍薄膜的导电膜。铬薄膜的形成使用金属铬靶，导入氩气作为溅射气体，以压力0.25pa、功率密度0.74w/cm2的条件进行成膜。
[0108]
[实施例5]
[0109]
将实施例4的导电膜在155℃的热风烘箱中加热60分钟，制作导电膜。
[0110]
[比较例4]
[0111]
除了代替硅薄膜形成厚度5nm的氧化铬薄膜以外，与实施例3同样地，制作在pet膜上隔着作为基底层的氧化铬薄膜及氧化硅薄膜而具备镍薄膜的导电膜。氧化铬薄膜的形成使用金属铬靶，作为溅射气体，除了氩气以外还导入氧气(o2/ar＝0.12/1.0)，以压力0.19pa、功率密度1.82w/cm2的条件进行成膜。
[0112]
[实施例6]
[0113]
将比较例4的导电膜在155℃的热风烘箱中加热60分钟，制作导电膜。
[0114]
[实施例7]
[0115]
除了代替硅薄膜形成厚度5nm的掺杂铝的氧化锌(azo)薄膜以外，与实施例3同样地，在pet膜上成膜作为基底层的azo薄膜及氧化硅薄膜，并于其上成膜镍薄膜。azo薄膜的形成使用掺杂氧化铝的氧化锌的烧结靶，作为溅射气体，除了氩气以外还导入氧气(o2/ar＝0.12/1.0)，以压力0.19pa、功率密度1.82w/cm2的条件进行成膜。将所获得的导电膜在
155℃的热风烘箱中加热60分钟。
[0116]
[评价]
[0117]
《x射线衍射》
[0118]
使用粉末x射线衍射装置(理学制造的“smartlab”)，以下述条件，利用图2所示的光学系统，将膜面的法线方向作为θ＝0
°
实施2θ/θ扫描，测定晶格面的法线朝向镍薄膜的膜面的(111)面的面间隔。以x射线的照射方向(包含x射线的入射光学系统与受光光学系统的平面)与md方向(溅射成膜时的搬运方向)平行的方式进行md方向的测定，此外，将试样台旋转90
°
进行td方向(与md方向正交的方向)的测定。md方向及td方向各自根据所获得的x射线衍射图案的2θ＝44.5
°
附近的衍射峰(ni(fcc)的(111)面衍射峰)的峰角度，算出(111)面的面间隔。
[0119]
x射线源：cukα射线(波长：0.15418nm)，45kv，200ma
[0120]
光学系统：平行光束光学系统
[0121]
入射狭缝：1.0mm
[0122]
入射psa：0.5
°
[0123]
长边限制狭缝：10mm
[0124]
受光psa：0.114
°
[0125]
受光狭缝1：20mm
[0126]
受光狭缝2：20.1mm
[0127]
扫描轴：2θ/θ
[0128]
步进宽度：0.04
°
[0129]
扫描范围：40
°
～46
°
[0130]
《电阻温度系数(tcr)》
[0131]
(温度传感器膜的制作)
[0132]
将导电膜按10mm
×
200mm的尺寸切裁，通过激光图案化，将镍层图案加工成线宽为30μm的条纹形状，形成图4a所示的形状的测温电阻部。在图案化时，以整体的布线电阻成为约10kω，测温电阻部的电阻成为引线部的电阻的30倍的方式，调整图案的长度，制作温度传感器膜。
[0133]
(电阻温度系数的测定)
[0134]
利用小型加热冷却烘箱，使温度传感器膜的测温电阻部为5℃、25℃、45℃。将引线部的一前端与另一前端连接于测试器，流过恒定电流，读取电压，由此测定各温度时2个端子的电阻。将根据5℃及25℃时的电阻值而计算出的tcr与根据25℃及45℃时的电阻值而计算出的tcr的平均值设为镍层的tcr。
[0135]
[评价结果]
[0136]
表1中示出实施例及比较例的导电膜的层叠构成及成膜后的加热处理条件、以及导电膜的特性(ni(111)面的面间隔及tcr)。
[0137]
[表1]
[0138][0139]
若着眼于ni(111)面的面间隔与tcr的关系，则观察到面间隔越小，则tcr越大的倾向，可知在面间隔小于0.2040nm的情形时，tcr高于4000ppm/℃。
[0140]
由比较例1与比较例2的对比、实施例1与比较例3的对比、及实施例2与实施例3的对比，观察到镍薄膜的厚度越大，则ni(111)面的面间隔越小，tcr越高的倾向。另一方面，由比较例1、2与比较例3、实施例4及比较例4的对比，观察到即使在镍薄膜的厚度小的情形时，通过在树脂膜基材与镍薄膜之间设置基底层，依然有ni(111)面的面间隔变小，tcr变高的倾向。另外，观察到通过在成膜后进行加热处理，而有ni(111)面的面间隔变小，tcr变高的倾向。
[0141]
根据比较例3、4及实施例3～7的结果，不仅设置于镍薄膜的正下方的薄膜对镍薄膜的结晶性及tcr带来影响，而且设置于其下的薄膜的种类也对镍薄膜的结晶性及tcr带来影响，尤其是在基底层为氧化铬与氧化硅的层叠构成的情形时，ni(111)面的面间隔小，tcr变高。
[0142]
由这些结果可知，通过向树脂膜基材上形成基底层、增加镍薄膜的膜厚、镍薄膜的成膜后的加热处理等，而获得镍的结晶的晶格间隔小、具有高的tcr、且面向温度传感器膜的应用性优异的导电膜。
[0143]
附图标记说明
[0144]
50：树脂膜基材
[0145]
5：树脂膜
[0146]
6：硬涂层
[0147]
20：基底层
[0148]
10：镍薄膜
[0149]
11：引线部
[0150]
12：测温电阻部
[0151]
122、123：传感器布线
[0152]
19：连接器
[0153]
102：导电膜
[0154]
110：温度传感器膜