CN107250746B - 温度差测量装置 - Google Patents

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Abstract

温度差测量装置具备：顶面侧开口的有底筒状的封装部；MEMS器件，配置在封装的内底面上，且该MEMS器件具有一个以上的热电堆，所述热电堆对因经由封装的底部流入的热量而在器件内产生的温度差进行测量；以及热量增加单元，使从MEMS器件向封装的顶面侧流出的热量增加。

Description

温度差测量装置
技术领域
本发明涉及温度差测量装置。
背景技术
作为检测从体表面流出的热流的大小并基于该检测结果来测量(计算)深部体温的方法，已知使用图10A所示的结构的传感器模块的方法(例如，参照专利文献1)和使用图10B所示的结构的传感器模块的方法(例如，参照专利文献2)。
在使用图10A所示的传感器模块、即在绝热材料的上下表面分别安装了温度传感器的一个热通量传感器的情况下，可利用下式(1)，基于由绝热材料的上表面侧的温度传感器所测量的温度Ta和由绝热材料的下表面侧的温度传感器所测量的温度Tt，来计算出深部体温Tb。
Tb＝(Tt-Ta)Rx/R1+Tt …(1)
其中，R1、Rx分别是绝热材料的热电阻、皮下组织的热电阻。
使用图10A所示的传感器模块的内部温度计算方法基本上使用固定值作为R1以及Rx的值。但是，由于Rx值是存在位置上的差异、个体差异的值，因此在使用固定值作为Rx值来利用上述式计算出的深部体温Tb中，包括对应于所使用的Rx值与实际的Rx值之差的测量误差。因此，还进行测量Tt、Ta的时间变化，根据测量结果来计算Rx的方法(参照专利文献1)。
在使用图10B所示的传感器模块而计算内部温度的情况下，通过绝热材料的热电阻不同的两个热通量传感器，分别测量表示来自体表面的热通量的温度差。若由绝热材料的热电阻不同的两个热通量传感器来测量温度差，则能够得到以下的两个数式。
Tb＝(Tt-Ta)Rx/R1+Tt …(2)
Tb＝(Tt′-Ta′)Rx/R2+Tt′ …(3)
这里，如图10B所示，R1、R2(＜R1)是各热通量传感器的绝热材料的热电阻。此外，Ta、Tt分别是由在图10B中左侧所示的热通量传感器(使用热电阻为R1的绝热材料的热通量传感器)的上表面侧、下表面侧的温度传感器所测量的温度。Ta′、Tt′分别是由在图10B中右侧所示的热通量传感器(使用热电阻为小于R1的R2的绝热材料的热通量传感器)的上表面侧、下表面侧的温度传感器所测量的温度。
若组合(2)、(3)式而消去Rx，则能够得到以下的(4)式。
[数学式1]
因此，根据图10B的传感器模块，能够不受到皮下组织的热电阻Rx的个人差的影响而计算深部体温Tb。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2002-372464号公报
专利文献2：日本特开2007-212407号公报
发明内容
发明所要解决的问题
图10A、图10B所示的传感器模块利用多个温度传感器得到Tb的计算所需的信息。并且，由于温度传感器的精度并不那么高，因此在图10A、图10B所示的传感器模块中，使用热电阻以及热容量大的绝热材料。因此，这些传感器模块的响应性差(直到得到稳定的深部体温的测量结果为止所需的时间长)。
即使是使用MEMS技术来制成若干个热电堆的器件(以下，表述为MEMS器件/芯片)，也能够得到相当于“Tt-Ta”的温度差(以下，表述为ΔT)、相当于“Tt′-Ta′”的温度差(以下，表述为ΔT′)。
若将这样的器件(以下，表述为MEMS器件或者MEMS芯片)用于ΔT的测量、或者ΔT及ΔT′的测量，则由于用于测量温度差的部分的热容量大幅减少，所以能够以响应性较好的形式测量深部体温。但是，由于从MEMS器件的热电堆输出的电压是小电压，因此期望能够进一步增大由MEMS器件的热电堆所测量的温度差的技术。
因此，本发明的课题在于，提供一种能够进一步增大由MEMS器件的热电堆所测量的温度差的技术。
解决问题的技术方案
为了解决上述课题，本发明的温度差测量装置具备：顶面侧开口的有底筒状的封装部；MEMS器件，配置在所述封装部的内底面上，且所述MEMS器件具有一个以上的热电堆，所述热电堆对因经由所述封装部的底部流入的热量而在所述MEMS器件内产生的温度差进行测量；以及热量增加单元，使从所述MEMS器件向所述顶面侧流出的热量增加。
即，本发明的温度差测量装置具备“使从所述MEMS器件向所述顶面侧流出的热量增加的热量增加单元”。若从MEMS器件向封装部的顶面(与底部相反侧的面)侧流出的热量增加，则由MEMS器件的热电堆所测量的温度差增大。因此，若使用本发明的温度差测量装置，则能够实现(制造)与具备相同的MEMS器件且不具备热量增加单元的内部温度测量装置或热通量测量装置相比，由MEMS器件的热电堆所测量的温度差更大的内部温度测量装置或热通量测量装置。此外，本发明的温度差测量装置具有在有底筒状的封装部内配置了MEMS器件的结构。因此，若使用本发明的温度差测量装置，则与在印刷线路板上直接配置MEMS器件的情况相比，能够容易地(以制造所需的工序数少的方式)制造内部温度测量装置或热通量测量装置。
本发明的温度差测量装置中的“顶面侧开口的有底筒状的封装部”只要是有底圆筒状、有底椭圆筒状、有底方筒状等的具备底部和围绕该底部的周围的侧壁部的封装部即可。作为本发明的温度差测量装置的热量增加单元，能够采用各种结构。例如，作为热量增加单元，也可以采用“覆盖所述封装部的顶面且比该顶面还大的顶板部”或“覆盖所述封装部的顶面且具有一个以上的散热片的顶板部”。另外，在作为热量增加单元，采用了如上述的顶板部的情况下，由于顶板部的散热性提高，顶板部的温度下降。并且，作为其结果，由MEMS器件(MEMS器件的一个以上的热电堆)所测量的温度差增大。
此外，作为热量增加单元，也可以采用“隔着预定的间隔与所述MEMS器件相对的红外线吸收部件”、或包括这样的红外线吸收部件和“配设有所述红外线吸收部件且覆盖所述封装部的开口的顶板部”的结构、或包括这样的红外线吸收部件和“配设有所述红外线吸收部件且以使所述封装部的底部露出的方式覆盖所述封装部的外壳”的结构。若作为热量增加单元而采用如上所述的结构，则促进了向位于MEMS器件的上方的部件(红外线吸收部件自身、配设有红外线吸收部件的顶板部、外壳)的热传递，作为其结果，由MEMS器件所测量的温度差增大。
也可以在包括顶板部的热量增加单元中包括“配置在所述顶板部和所述封装部的上端面之间的绝热性部件”。若采用这个结构，则能够抑制由通过了封装部的侧壁的热量所导致的顶板部的温度上升，所以由MEMS器件所测量的温度差进一步增大。此外，为了抑制由光的入射所导致的顶板部的温度上升，也可以在本发明的温度差测量装置中采用“所述顶板部的不与所述封装部相对的一侧的面是光反射面”这样的结构。
此外，也可以在本发明的温度差测量装置中采用“还具备配置在所述封装部的内底面上的第二MEMS器件，所述第二MEMS器件具有一个以上的热电堆，所述热电堆对因经由所述封装部的底部流入的热量而在所述第二MEMS器件内产生的温度差进行测量，作为所述热量增加单元，具备隔着第一间隔与所述MEMS器件相对的第一顶板部以及隔着比所述第一间隔更大的第二间隔与所述第二MEMS器件相对的第二顶板部”的结构。
若采用这个结构，则能够使第二顶板部的温度低于第一顶板部的温度。因此，能够增大由位于第二顶板部的下方的MEMS芯片所测量的温度差。
发明效果
若使用本发明的温度差测量装置，则能够容易得到由MEMS器件的热电堆所测量的温度差较大的内部温度测量装置等。
附图说明
图1是使用了本发明的第一实施方式的温度差测量装置的内部温度测量装置的概略结构图。
图2是第一实施方式的温度差装置具备的封装部的立体图。
图3A是具备用于测量ΔT的热电堆和用于测量ΔT′的热电堆的MEMS芯片的俯视图。
图3B是图3A所示的MEMS芯片的、图3A中的III-III线剖视图。
图4A是不具备用于测量ΔT′的热电堆的MEMS芯片的俯视图。
图4B是图4A所示的MEMS芯片的、图4A中的IV-IV线剖视图。
图5是本发明的第二实施方式的温度差测量装置的概略结构图。
图6是本发明的第三实施方式的温度差测量装置的概略结构图。
图7是本发明的第四实施方式的温度差测量装置的概略结构图。
图8是第三实施方式的温度差测量装置的变形例的说明图。
图9是第四实施方式的温度差测量装置的变形例的说明图。
图10A是为了测量(计算)深部体温而被使用的、具备一个热通量传感器的传感器模块的说明图。
图10B是为了测量(计算)深部体温而被使用的、具备两个热通量传感器的传感器模块的说明图。
具体实施方式
以下，参照附图说明本发明的实施方式。
《第一实施方式》
图1表示使用了本发明的第一实施方式的温度差测量装置1的内部温度测量装置的概略结构图。
该内部温度测量装置是用于测量在表面附近存在非发热体的被测量物体(人体等)的内部温度的装置。如图所示，内部温度测量装置具有将温度差测量装置1插入到设置在印刷电路板30中的贯通孔内的结构。
印刷电路板30是将运算电路32a等各种器件32(电阻、电容器等)安装在印刷线路板31上的单元。运算电路32a是根据温度差测量装置1(后述的MEMS芯片20以及ASIC26)的温度差、温度的测量结果来计算并输出测量对象物的内部温度的电路。
在印刷电路板30的印刷线路板31上，设置有用于插入温度差测量装置1的贯通孔。在该贯通孔的周围，以与插入到贯通孔的传感器封装体10的各引线13相对的方式设置有多个焊盘(省略图示)。
温度差测量装置1是对内部温度的计算所需的值(温度和一个以上的温度差)进行测量的装置。如图所示，温度差测量装置1具备传感器封装体10和顶板15作为主要的构成元素。
传感器封装体10是在具备多根引线13的有底筒状的封装部11内配置了MEMS芯片20以及ASIC26的模块。
以下，具体说明传感器封装体10的结构。
图2表示封装部11的结构。如图所示，封装部11具有大致带底四方筒状的框体12贯通框体12的相对的侧壁12a、12b的多根引线13。封装部11的各引线13与框体12的下表面之间的间隔被如下确定(参照图1)：在印刷电路板30(印刷线路板31)的贯通孔中插入了温度差测量装置1(传感器封装体10)的底部侧时，温度差测量装置1的下表面从印刷电路板30的下表面突出。
在封装部11的框体12的底部(以下，也表述为框体底部)，配设有导热垫14。导热垫14是由导热性比框体底部的除导热垫14以外的其他部分更高的材料(本实施方式中为金属)构成的、且厚度与该其他部分大致相同的部件。除框体底部的导热垫14以外的部分的构成材料以及框体12的各侧壁的构成材料只要是导热性比较差的材料即可，则可以是相同的材料，也可以是不同的材料。此外，封装部11的制造过程也不受特别地限定。但是，若使用模具成型(嵌件成型)，则能够容易制造具有上述结构的封装部11。因此，为了能够通过模具成型来制造封装部11，优选将框体12的除导热垫14以外的部分的构成材料以及框体12的各侧壁的构成材料设为相同的树脂。
MEMS芯片20(图1)是使用MEMS技术制造而成的、具备对因经由封装部11的框体底部流入的热通量而在芯片内产生的温度差进行测量的一个以上的热电堆的小型温度差传感器(热通量传感器)。
MEMS芯片20的具体结构被设置为与为计算内部温度而使用的计算方法相对应的结构。具体而言，如在“背景技术”栏中所说明的，在内部温度的计算方法中，有需要两个温度差(Tt-Ta、Tt′-Ta′)的方法(参照(4)式)和只需要一个温度差的方法(参照(1)式)。
在内部温度的计算中使用前者的方法的情况下，使用具备用于测量ΔT(相当于“Tt-Ta”的温度差)的一个以上的热电堆和用于测量ΔT′(相当于“Tt′-Ta′”的温度差)的一个以上的热电堆的MEMS芯片20。此外，在内部温度的计算中使用后者的方法的情况下，使用具备用于测量ΔT(一种温度差)的一个以上的热电堆的MEMS芯片20。
这里，使用图3A、图3B、图4A以及图4B，说明MEMS芯片20的具体例(MEMS芯片20a、20b)。另外，图3A是具备用于测量ΔT的热电堆24a和用于测量ΔT′的热电堆24b的MEMS芯片20a的俯视图。图3B是MEMS芯片20a的、图3A中的III-III线剖视图。此外，图4A是具备用于测量ΔT的两个热电堆24c的MEMS芯片20b(MEMS芯片20b不具备用于测量ΔT′的热电堆24)的俯视图。图4B是MEMS芯片20b的、图4A中的IV-IV线剖视图。
如图3B、图4B所示，各MEMS芯片20(20a、20b)具备顶面部21和支撑部22。顶面部21是使用各种半导体工艺(成膜、抗蚀剂图案形成、蚀刻等)而在硅基板上形成的部分。支撑部22是通过从背面侧对形成了顶面部21的硅基板进行蚀刻而形成的部分。
如图3B、图4B所示，各MEMS芯片20的支撑部22具有到达顶面部21的一个空洞(被蚀刻的部分)。以下，将位于支撑部22的空洞上的、顶面部21的部分表述为膜(Membrane)部。此外，将支撑部22的各单点划线框25内的部分(位于成为热电堆24的测温对象的顶面部21的部分下方的支撑部22的部分)表述为脚部23。进一步，将图3A、图4B中的左、右简记为左、右。
如图3A、图3B所示，在MEMS芯片20a的顶面部21内，设置有将多个热电偶进行了串联连接的热电堆24a以及24b。另外，虽然省略图示，但在各MEMS芯片20的顶面部21的上表面(图3B、图4B中的上侧的面)上，设置有电极用于获取各热电堆24的输出。
构成热电堆24a的各热电偶和构成热电堆24b的各热电偶是大致相同的长度。如图3A所示，构成热电堆24a的各热电偶的热接点、冷接点分别配置在MEMS芯片20a的左侧的脚部23(支撑部22的左侧的单点划线框25内的部分)、膜部内的MEMS芯片20a的左右方向的大致中央部分。此外，构成热电堆24b的各热电偶的温接点、冷接点分别被配置在MEMS芯片20a的右侧的脚部23、膜部内的MEMS芯片20a的左右方向的大致中央部分。
MEMS芯片20的支撑部22所具有的空洞的左右方向的中心，位于MEMS芯片20的左右方向的中心的左侧。其结果，MEMS芯片20a的从左侧的脚部23的下表面到达设置有热电堆24a的冷接点组的顶面部21的部分的热通道的热电阻，大于从右侧的脚部23的下表面到达设置有热电堆24b的冷接点组的顶面部21的部分的热通道的热电阻。
因此，MEMS芯片20a是由热电堆24a测量ΔT且由热电堆24b测量ΔT′(＜ΔT)的器件。
此外，比较图4B和图3B可知，MEMS芯片20b为只有空洞的位置与MEMS芯片20a不同的器件。并且，由于MEMS芯片20b的空洞的左右方向的中心与MEMS芯片20的左右方向的中心一致，所以MEMS芯片20b成为能够由各热电堆24c测量相同的温度差ΔT的器件。
返回到图1，继续说明传感器封装体10。
ASIC26是在其上面设置有输入输出用的多个电极的集成电路。ASIC26内置温度传感器。此外，ASIC26具有将温度传感器的输出以及MEMS芯片20的各热电堆24的输出进行放大的功能和将放大后的各输出进行数字数据化的功能。作为该ASIC26，例如能够使用如下集成电路：具备输出与绝对温度成比例的电压的PTAT(与绝对温度成比例(ProportionalTo Absolute Temperature))电压源(即，作为温度计来发挥作用的电压源)，且PTAT电压源的构成元素作为温度传感器来发挥作用。
ASIC26以及MEMS芯片20配置在封装部11(框体12)的导热垫14上。并且，传感器封装体10将MEMS芯片20和ASIC26之间、引线13和ASIC26之间通过引线键合而电连接。
以下，说明本实施方式的温度差测量装置1的除传感器封装体10以外的部分的结构。
如图1所示，温度差测量装置1具备配置在传感器封装体10的上端面上的绝热性部件17、配置在绝热性部件17上的顶板15、配设在顶板15的下表面的红外线吸收部件16。
绝热性部件17是由导热性差的材料(发泡塑料等)制成的在平面上看四方环状的部件。绝热性部件17形成为在传感器封装体10的四方环状的上端面(参照图2)上能够以包围传感器封装体10的开口的方式配置。顶板15是由导热性好的材料(金属、陶瓷等)制成的板状部件。顶板15具有比传感器封装体10的上表面还大的尺寸，且以其中心与传感器封装体10的上表面的中心大致一致的方式配置在绝热性部件17上。
红外线吸收部件16是具有红外线吸收功能的部件(树脂部件等，其含有锑掺杂氧化锡颗粒等)。如图所示，红外线吸收部件16配设在顶板15的下表面的、与传感器封装体10的开口相对的区域内。此外，红外线吸收部件16具有被收纳在传感器封装体10的开口内的形状。
以上，如所说明，本实施方式的温度差测量装置1的传感器封装体10的开口被比传感器封装体10的上表面还大的尺寸的顶板15、即散热性高的顶板15覆盖。因此，在温度差测量装置1中，顶板15的温度上升受到抑制。此外，在温度差测量装置1的顶板15和传感器封装体10的上端面之间，设置有绝热性部件17。因此，在温度差测量装置1中，由通过了传感器封装体10的侧壁的热传递到顶板15而导致的顶板15的温度上升也受到抑制。并且，由于顶板15的温度越低则从MEMS芯片20向上方流出的热量变得越多，因此根据上述结构，与顶板的温度上升没有受到抑制的情况相比，能够增大由各热电堆24所测量的温度差。
进一步，在温度差测量装置1的顶板15的下表面，设置有与MEMS芯片20的上表面相对的红外线吸收部件16。因此，在温度差测量装置1中，MEMS芯片20和顶板15间的热传递通过红外线吸收部件16而被促进，从而由各热电堆24所测量的温度差增大。
此外，温度差测量装置1具有在有底筒状的封装部内配置了MEMS器件的结构。因此，若使用温度差测量装置1，则与在印刷线路板上直接配置MEMS器件的情况相比，能够容易地(以制造所需的工序数少的方式)制造内部温度测量装置、热通量测量装置。
《第二实施方式》
以下，以与上述的第一实施方式的温度差测量装置1不同的部分为中心，说明本发明的第二实施方式的温度差测量装置的结构。
图5表示第二实施方式的温度差测量装置2的概略结构。比较该图5和图1可知，本实施方式的温度差测量装置2成为将温度差测量装置1的顶板15置换为在与传感器封装体10的上表面大致相同尺寸的板状部件上设置了多个散热片15a的顶板15′的装置。
具有上述结构的顶板15′的散热性也与顶板15同样地高。因此，根据在第二实施方式的温度差测量装置2中采用的结构，也能够增大由MEMS芯片20的各热电堆24所测量的温度差。
《第三实施方式》
图6表示本发明的第三实施方式的温度差测量装置3的概略结构。以下，使用该图，以与上述的温度差测量装置1不同的部分为中心，说明第三实施方式的温度差测量装置3的结构。另外，在以下的说明中，将图6中的上、下简记为上、下。
如图6所示，温度差测量装置3具备在印刷电路板30的贯通孔上插入了传感器封装体10的装置、外壳18和红外线吸收部件16。
温度差测量装置3的印刷电路板30、传感器封装体10分别与温度差测量装置1的印刷电路板30、传感器封装体10相同。红外线吸收部件16也与温度差测量装置1的红外线吸收部件16相同。但是，如图所示，红外线吸收部件16配设在外壳18的下表面的、与传感器封装体10的开口相对的部分。
外壳18是能够将在印刷电路板30的贯通孔上插入了传感器封装体10的装置以传感器封装体10的下表面露出的形式收纳的形状的部件。外壳18可以由单一的材料构成，也可以由多种材料构成。但是，从图6可知，外壳18是上方侧的部分作为向外部排热的部件(相当于顶板15的部件)来发挥作用的部件。因此，在将外壳18由单一的材料制成的情况下，优选将外壳18的构成材料设为导热性好且加工性好的材料。此外，在将外壳18由多种材料构成的情况下，优选将外壳18的上方侧的部分(例如，上半部、配设有红外线吸收部件16的部分及其周边的部分)的构成材料设为导热性好的材料，将外壳18的剩余部分的构成材料设为导热性差的材料。
以上，如所说明，与温度差测量装置1同样地，本实施方式的温度差测量装置3也具备与MEMS芯片20的上表面相对的红外线吸收部件16。因此，在该温度差测量装置3中，MEMS芯片20和外壳18的上方侧的部分之间的热传递也通过红外线吸收部件16而被促进，从而由各热电堆24所测量的温度差增大。
《第四实施方式》
图7表示本发明的第四实施方式的温度差测量装置4的概略结构。以下，使用该图，以与温度差测量装置1不同的部分为中心，说明第四实施方式的温度差测量装置4的结构。
温度差测量装置4是作为利用ΔT以及ΔT′来测量内部温度的内部温度测量装置的构成元素而被使用的装置。另外，如已说明(定义)，ΔT′是(4)式中的相当于“Tt′-Ta′”的温度差，ΔT是(4)式中的相当于“Tt-Ta”的温度差。
如图7所示，温度差测量装置4具备传感器封装体10′、顶板151以及152、红外线吸收部件161以及162、绝热性部件17′。
传感器封装体10′相当于将传感器封装体10(图1)的MEMS芯片20置换为MEMS芯片201以及202。MEMS芯片201、MEMS芯片202分别是用于测量ΔT′、ΔT(＞ΔT′)的MEMS芯片。另外，作为MEMS芯片201、202，例如使用空洞的左右方向的长度比MEMS芯片20b(图4A以及图4B)更窄的MEMS芯片和MEMS芯片20b。
如图所示，MEMS芯片201配置在将传感器封装体10′(封装部11)的底面在左右方向上进行了二分割的两个区域中的左侧的区域内。此外，MEMS芯片202配置在该两个区域中的右侧的区域内。
与顶板15同样地，顶板151以及152是由导热性好的材料制成的平板状部件。与红外线吸收部件16同样地，红外线吸收部件161以及162也是具有红外线吸收功能的部件。
与绝热性部件17同样地，绝热性部件17′(在图6中，标上网格的部分)是为了抑制热量通过封装部11的侧壁而传递到顶板151以及152而设置的、由导热性差的材料制成的部件。只要是能够将顶板151、152固定在顶板152和MEMS芯片202间的间隔比顶板151和MEMS芯片201间的间隔更宽的位置，则绝热性部件17′既可以是在俯视图上看形状为“日”字状等的一个部件，也可以是多个部件的集合体。
以下，说明在本实施方式的温度差测量装置4中采用上述结构的理由。
顶板(顶板15等)的温度优选与外部气温一致。但实际上，由于经由传感器封装体的底部而流入到温度差测量装置内的来自测量对象物的热量，顶板的温度上升。而且，若采用上述结构，则由来自测量对象物的热量导致的顶板152的温度上升的量会小于顶板151的温度上升的量。即，顶板152的温度会低于顶板151的温度。
因此，若采用上述结构，则能够增大由位于顶板152下方的MEMS芯片202所测量的温度差ΔT。并且，在使用ΔT以及ΔT′而计算内部温度的情况下，“ΔT-ΔT′”的值越大则能够越准确地计算内部温度，所以在温度差测量装置4中采用上述结构。
以下，关于各实施方式的温度差测量装置，补充几个事项。
各实施方式的温度差测量装置能够进行各种变形。例如，封装部11(框体12)的形状只要是有底筒状，即具备底部和围绕该底部的周围的侧壁部的形状即可。因此，也可以将封装部11(框体12)的形状设为不是有底四方筒状的有底方筒状、有底圆筒状、有底椭圆筒状等。此外，能够将第一～第三实施方式的温度差测量装置1～3变形为用于热通量的测量的装置。另外，热通量是在其计算中不需要温度的值。因此，在将各实施方式的温度差测量装置变形为用于热通量的测量的装置的情况下，能够从温度差测量装置去除温度的测量功能。
也可以采用为了防止温度差测量装置内的空气温度上升、内压上升，作为绝热性部件(17、17′)，在上表面和/或下表面上形成作为空气的出入口来发挥作用的若干槽的结构，或形成作为空气的出入口来发挥作用的若干贯通孔的结构。
此外，也可以将第一、第二、第四实施方式的温度差测量装置1、2、4变形为顶板(15、151、152)直接固定在传感器封装体(10、10′)上的装置(换言之，不使用绝热性部件17、17′的装置)。另外，将温度差测量装置4变形为顶板151、152直接固定在传感器封装体10′上的装置，例如能够通过采用在上表面上有台阶的封装部11来实现。此外，在将温度差测量装置1、2、4变形为顶板直接固定在传感器封装体上的装置(不使用绝热性部件的装置)的情况下，也可以代替在绝热性部件上设置槽等，在传感器封装体的上端面、顶板的下表面上设置作为空气的出入口来发挥作用的若干槽。
也可以在温度差测量装置1、2、4中采用上表面成为反射光(尤其是红外光)的光反射面的顶板。若采用这样的顶板，则由光的入射所导致的顶板的温度上升得到抑制。因此，若采用上表面成为光反射面的顶板，则即使光入射到顶板，也能够测量准确的温度差，能够得到在回流等的热处理时内部温度难以上升的温度差测量装置1、2、4。另外，上表面成为光反射面的顶板，例如能够通过在金属板等的基体上形成光反射面(光反射层)而实现。
为了使装置内的空气温度稳定，也可以由黑色的部件，例如黑色的涂料、黑色的树脂来覆盖各实施方式的温度差测量装置(封装部11、框体12)的内表面。
此外，在用于人体的深部体温的测量的情况下，也可以在传感器封装体10的下表面固定具有生物相容性的绝缘性的膜、树脂部件等。此外，为了使与测量对象物之间的热量的接触性变得良好，也可以如下制造传感器封装体，即，下表面成为中央部分向下方突出的曲面状或者在下表面存在多个由曲面构成的凸结构。
此外，温度差测量装置3(图6)是使来自测量对象物的热量能够通过外壳18、印刷电路板30以及引线13而流入传感器封装体10内的装置。热量通过引线13等而流入传感器封装体10内时测量误差变大，因此，为了降低通过引线13等而流入传感器封装体10内的热量，也可以将温度差测量装置3变形为具有图8所示的结构的温度差测量装置3′。
即，也可以将温度差测量装置3变形为，用部件19a将印刷电路板30固定在外壳18的上部侧的内表面以使印刷电路板30离开外壳18的内底面的温度差测量装置3′。另外，图8所示的部件19b是为了防止印刷电路板30和/或外壳18产生变形而导致印刷电路板30离开部件19a的部件。此外，将部件19b作为不对印刷电路板30的下表面进行固定的部件，是为了防止来自外壳18的热量经由部件19b而流入印刷电路板30。
将框体底部的配置有MEMS芯片20以及ASIC26的部分作为高导热性的导热垫14(参照图1)是因为原则上框体底部的厚度方向的导热性越好则能够越准确地测量温度差。但是，在根据ΔT以及ΔT′来计算内部温度的情况下，由于导热垫14的横向(与厚度方向垂直的方向)的导热性好，有时也会导致内部温度的估计误差(内部温度的计算结果和实际的内部温度之差)变大。因此，也可以不在框体底部设置导热垫14，而是将框体底部由导热性比较差的材料形成。
此外，为了防止根据框体底部的横向的导热而内部温度的估计误差增大的情况，在使用具有ΔT测量用的热电堆24和ΔT′测量用的热电堆24的MEMS芯片20的温度差测量装置中，也可以将框体底部在MEMS芯片20的ΔT测量用的热电堆24的热接点侧的脚部23的下方和在ΔT′测量用的热电堆24的热接点侧的脚部23的下方分别设置导热垫14，并由导热性差的部件来隔离这些导热垫14之间。此外，在具备ΔT测量用的MEMS芯片20和ΔT′测量用的MEMS芯片20的温度差测量装置，例如温度差测量装置4(图7)中，也可以如图9所示，在各MEMS芯片20的下方设置导热垫14，并由导热性差的部件19来隔离这些导热垫14之间。
附图标记说明
1～4 温度差测量装置
10 传感器封装体
11 封装部
12 框体
12a、12b 侧壁
13 引线
14 导热垫
15 顶板
18 外壳
20 MEMS芯片
21 顶面部
22 支撑部
23 脚部
24、24a、24b、24c 热电堆
26 ASIC
30 印刷电路板
31 印刷线路板
32 器件
32a 运算电路

Claims (10)

1.一种温度差测量装置，其特征在于，具备：
顶面侧开口的有底筒状的封装部；
第一MEMS器件，配置在所述封装部的内底面上，且所述第一MEMS器件具有一个以上的热电堆，所述热电堆对因经由所述封装部的底部流入的热量而在所述第一MEMS器件内产生的温度差进行测量；以及
热量增加单元，使从所述第一MEMS器件向所述顶面侧流出的热量增加。
2.如权利要求1所述的温度差测量装置，其特征在于，
作为所述热量增加单元，具备覆盖所述封装部的顶面且比所述顶面还大的顶板部。
3.如权利要求1所述的温度差测量装置，其特征在于，
作为所述热量增加单元，具备覆盖所述封装部的顶面且具有一个以上的散热片的顶板部。
4.如权利要求1所述的温度差测量装置，其特征在于，
作为所述热量增加单元，具备隔着预定的间隔与所述第一MEMS器件相对的红外线吸收部件。
5.如权利要求4所述的温度差测量装置，其特征在于，
所述热量增加单元包括配设有所述红外线吸收部件且覆盖所述封装部的开口的顶板部。
6.如权利要求4所述的温度差测量装置，其特征在于，
所述热量增加单元包括配设有所述红外线吸收部件且以使所述封装部的底部露出的方式覆盖所述封装部的外壳。
7.如权利要求2、3以及5中任一项所述的温度差测量装置，其特征在于，
所述热量增加单元包括配置在所述顶板部和所述封装部的顶面之间的绝热性部件。
8.如权利要求2、3以及5中任一项所述的温度差测量装置，其特征在于，
所述顶板部的不与所述封装部相对的一侧的面是光反射面。
9.如权利要求7所述的温度差测量装置，其特征在于，
所述顶板部的不与所述封装部相对的一侧的面是光反射面。
10.如权利要求1所述的温度差测量装置，其特征在于，
还具备配置在所述封装部的内底面上的第二MEMS器件，所述第二MEMS器件具有一个以上的热电堆，所述热电堆对因经由所述封装部的底部流入的热量而在所述第二MEMS器件内产生的温度差进行测量，
作为所述热量增加单元，具备隔着第一间隔与所述第一MEMS器件相对的第一顶板部以及隔着比所述第一间隔更大的第二间隔与所述第二MEMS器件相对的第二顶板部。
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