JP2004186072A

JP2004186072A - 温度検知機能を有する面状発熱装置の製造方法

Info

Publication number: JP2004186072A
Application number: JP2002353747A
Authority: JP
Inventors: Masahiro Ishida; 昌弘石田
Original assignee: SHINWA RULES; Shinwa Rules Co Ltd
Current assignee: SHINWA RULES; Shinwa Rules Co Ltd
Priority date: 2002-12-05
Filing date: 2002-12-05
Publication date: 2004-07-02
Anticipated expiration: 2022-12-05
Also published as: JP3898118B2

Abstract

【課題】面状発熱装置に温度検知素子を設けても面状発熱装置を薄く形成でき、また、手間やコストをかけることなく温度検知素子を設けることができ、また、熱伝導性のムラが生じにくく、また、温度検知素子が取れたりすることもなく、更に、精度の高い温度検知を行うこともできる用途性，量産性，実用性に秀れた画期的な温度検知機能を有する面状発熱体の製造方法を提供すること。
【解決手段】フィルムや薄板などの基板部３上に金属薄箔１を配設し、この金属薄箔１を所定形状にエッチング処理することで、通電により発熱する面状発熱体１０を前記基板部３上に形成し、前記エッチング処理により前記金属薄箔１が除去された部位に前記面状発熱体１０から発する熱の温度を検知する温度検知素子５を配設し、この温度検知素子５及び前記面状発熱体１０上にフィルムや薄板などの被覆板部３’を配設する温度検知機能を有する面状発熱装置の製造方法。
【選択図】図１１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、温度検知機能を有する面状発熱装置の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、種々の用途に供される面状発熱装置が提案されている。
【０００３】
この面状発熱装置は通電することで発熱する面状発熱体３０を内蔵し、この面状発熱体３０を発熱させることで、前記面状発熱装置を付設した個所を加熱するもので、前記面状発熱体３０は例えばポリエステルフィルムやポリイミドフィルムなどの絶縁材料に挟まれた形態として使用されている。
【０００４】
ところで、この面状発熱装置は、特開２００２−１１７９５８公報にも示される以下のような製造方法で製造されている。
【０００５】
絶縁材料となる保護フィルム２３の上に接着剤２２を介してステンレス箔２１を貼着し（図１２）、このステンレス箔２１上に所望のパターンにてエッチングレジストによる保護印刷を施してエッチング液によるステンレス箔２１の溶出を防止する溶解防止材２９を配設し（図１３）、続いて塩化第二鉄溶液により溶解防止材２９の存しない部分を腐食させ（図１４）、水酸化ナトリウム溶液等により溶解防止材２９を除去し（図１５，図１６）、その上に熱可塑性接着剤２２’を塗工した絶縁材料となる保護フィルム２３’を熱プレス機にて溶融接着し（図１７）、端子加工を行って面状発熱装置を製造する。
【０００６】
また、この際、面状発熱装置には、この面状発熱装置内の面状発熱体３０から発生した熱を検知しこの面状発熱体３０の温度を調節するための温度検知素子２５を設ける。即ち、面状発熱装置の上にサーミスタなどの温度検知素子２５を接着剤２６などで貼り合せて温度検知しながら面状発熱体３０の制御を行う（図１８，１９）。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、出願人は更なる研究，検討を重ねたところ、上記従来構造には次の問題点があることを見い出した。
【０００８】
▲１▼ 面状発熱装置の厚さ、即ち、保護フィルム２３，２３’間の厚さが薄いにもかかわらずサーミスタ２５の厚み分装着スペースが制限される。
【０００９】
▲２▼ 敷設スペースに制約がある場合、面状発熱装置を付設しようとする対象物にサーミスタ２５挿入用の孔を形成する加工が必要となり、加工コストを増加させている。
【００１０】
▲３▼ サーミスタ２５を面状発熱装置の上に貼り合せる手間が発生する。
【００１１】
▲４▼ 貼り合せ方法にムラが出ると熱伝導に変化が生じ、面状発熱体３０の正確な温度を測定することができない。
【００１２】
▲５▼ サーミスタ２５への配線及び絶縁処理を行う分、製造工程数が増加する。
【００１３】
▲６▼ 万一、サーミスタ２５が剥がれた場合、面状発熱体３０が過熱して事故を引き起こす懸念がある。
【００１４】
▲７▼ 面状発熱体３０に貼着した外装フィルム２３’（保護フィルム２３’）越での温度測定となるため、サーミスタ２５などの温度検知素子による検知温度と金属薄箔（面状発熱体３０）の実温度との差異が生ずる。
【００１５】
本発明は、従来構造の上記問題点を解決した温度検知機能を有する金属薄箔を用いた面状の発熱装置の製造方法を提供することを目的としている。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
添付図面を参照して本発明の要旨を説明する。
【００１７】
フィルムや薄板などの基板部３上に金属薄箔１を配設し、この金属薄箔１を所定形状にエッチング処理することで、通電により発熱する面状発熱体１０を前記基板部３上に形成し、前記エッチング処理により前記金属薄箔１が除去された部分に前記面状発熱体１０から発する熱の温度を検知する温度検知素子５を配設し、この温度検知素子５及び前記面状発熱体１０上にフィルムや薄板などの被覆板部３’を配設することを特徴とする温度検知機能を有する面状発熱装置の製造方法に係るものである。
【００１８】
また、フィルムや薄板などの基板部３上に金属薄箔１を配設し、この金属薄箔１を所定形状にエッチング処理することで、通電により発熱する面状発熱体１０を前記基板部３上に形成する際、前記面状発熱体１０を形成しない前記基板部３上に、前記基板部３内と前記基板部３外とを通電可能に配線し得る配線路１１を前記エッチング処理により形成し、このエッチングにより前記金属薄箔１が除去された部分若しくは前記配線路１１に接続し得る位置に前記面状発熱体１０から発する熱の温度を検知する温度検知素子５を配設し、この温度検知素子５，面状発熱体１０及び配線路１１上にフィルムや薄板などの被覆板部３’を配設することを特徴とする請求項１記載の温度検知機能を有する面状発熱装置の製造方法に係るものである。
【００１９】
また、前記配線路１１を、この配線路１１間若しくはこの配線路１１上に前記温度検知素子５を配設し得る間隔をもって且つ前記配線路１１に前記温度検知素子５を接続し得る間隔をもって前記基板部３上に形成し、この配線路１１間若しくはこの配線路１１上に前記温度検知素子５を配設することでこの温度検知素子５と配線路１１とを接続することを特徴とする請求項２記載の温度検知機能を有する面状発熱装置の製造方法に係るものである。
【００２０】
また、前記温度検知素子５として、薄型チップ温度検知素子を採用することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の温度検知機能を有する面状発熱装置の製造方法に係るものである。
【００２１】
【発明の実施の形態】
好適と考える本発明の実施の形態（発明をどのように実施するか）を、図面に基づいてその作用効果を示して簡単に説明する。
【００２２】
フィルムや薄板などの基板部３上に金属薄箔１を配設し、この金属薄箔１を所定形状にエッチング処理すると、基板部３上にして前記所定形状以外の部位の金属薄箔１はこの基板部３上から除去されることとなる。
【００２３】
次いで、前記エッチング処理により前記金属薄箔１が除去された部分に面状発熱体１０から発する熱の温度を検知する温度検知素子５を配設してこの温度検知素子５及び面状発熱体１０上にフィルムや薄板などの被覆板部３’を配設する。
【００２４】
従って、例えば、エッチング処理により金属薄箔１が除去されて面状発熱体１０に対して凹んだ状態となっている基板部３上に温度検知素子５を収納配設できるため、従来のような面状発熱装置上に温度検知素子を設ける場合に比して面状発熱装置を薄く形成することができる。
【００２５】
更に言えば、従来使用されていなかったスペース、即ち、図１８に示すような、基板部となる保護フィルム２３と被覆板部となる保護フィルム２３’との間にして面状発熱体３０の隣接部位に存するデッドスペースを有効利用して温度検知素子を収納配設できることとなるため、その分、温度検知素子を含む面状発熱装置全体の厚みを薄くできることとなる。
【００２６】
また、温度検知素子５を面状発熱装置内に収納配設するため、従来のような面状発熱装置上に温度検知素子を付設する場合に比して、外部からなんらかの力が加わってもこの温度検知素子５は損傷を受けにくく、また、面状発熱装置上から温度検知素子５が取り外れてしまうことも極めて起こりにくいこととなる。
【００２７】
また、本発明は、前述のように、金属薄箔１を除去した部分に温度検知素子５を収納配設し、この温度検知素子５及び前記面状発熱体１０上に被覆板部３’を配設するだけで形成できるため、従来のように、温度検知素子を面状発熱装置上に貼り合わせたりする手間を要しないこととなる。
【００２８】
また、温度検知素子を面状発熱装置上にフィルムなどを介して配設するのではなく、エッチング処理により基板部３上に除去されずに残った金属薄箔１に隣設する、金属薄箔１が除去された部分に温度検知素子５を収納配設するため、温度検知素子５及び面状発熱体１０間を遮るようなフィルム等が存在せず、その分、この面状発熱体１０から発せられる熱の温度をより精度良く検知（測定）できることとなる。
【００２９】
本発明は、従来に比して面状発熱装置の厚みを薄くできる上に面状発熱体から発する熱の温度をより精度良く検知（測定）することができ、しかも、簡単に製造することができる量産性，実用性に秀れた温度検知機能を有する面状発熱装置の製造方法となる。
【００３０】
また、例えば、エッチング処理により、面状発熱体１０を基板部３上に形成する際、前記面状発熱体１０を形成しない前記基板部３上に、基板部３内と基板部３外とを通電可能に配線し得る配線路１１を形成し、このエッチングにより金属薄箔１が除去された部分若しくは前記配線路１１に接続し得る位置に温度検知素子５を配設すれば、面状発熱装置内に温度検知素子５を確実に収納配設できると共に、面状発熱装置内に配設される温度検知素子５を機能させるために必要な配線の加工処理を、面状発熱体１０の形成と同時に一括して行うことができるため、極めて簡易に温度検知機能を有する面状発熱装置を製造できることとなるなど、一層実用的となる。
【００３１】
また、例えば、前記配線路１１を、この配線路１１間若しくはこの配線路１１上に前記温度検知素子５を配設し得る間隔をもって且つ前記配線路１１に前記温度検知素子５を接続し得る間隔をもって前記基板部３上に形成し、この配線路１１間若しくはこの配線路１１上に前記温度検知素子５を配設することでこの温度検知素子５と配線路１１とを接続すれば、この配線路１１間に温度検知素子５を配設し接続するだけで、温度検知素子５を機能させ得る状態にできることとなるなど、一層実用的となる。
【００３２】
また、例えば、前記温度検知素子５として、薄型チップ温度検知素子を採用すれば、面状発熱装置を一層薄く製造することができる温度検知機能を有する面状発熱装置の製造方法となるなど、一層実用的となる。
【００３３】
【実施例】
本発明の具体的な実施例について図面に基づいて説明する。
【００３４】
先ず、基板部３を構成するフィルム３の上に接着剤２を介して金属薄箔１を貼着する（図１参照）。
【００３５】
フィルム３は、接着剤２を塗布したポリエステルフィルムやポリイミドフィルムなどを採用している。
【００３６】
金属薄箔１は、ステンレス製箔（例えば日新製鋼株式会社製のＳＵＳ３０４Ｈ３０μ箔）を採用している。
【００３７】
次いで、この金属薄箔１上に、面状発熱体１０及び後述する温度検知素子５を機能させるための配線路１１の形状を表したパターンにてエッチングレジストによる保護印刷を施しエッチング液による金属薄箔１の溶出を防止する溶解防止材９を配設する（図２，図３参照）。
【００３８】
面状発熱体１０の形状は、図２に示すように、基板部３の左右両側にして中央部を介した上下方向に蛇行するようにし、基板部３の一端側にて連結され、他端側にて外部端子等に接続し得るように前記基板部３の端縁部付近まで延設した形状としている。
【００３９】
配線路１１の形状は、同じく図２示すように、基板部３の上下方向に蛇行する前記左右の面状発熱体１０間にして基板部３の一端側（図２における下方）から基板部３の略中央にかけて略直線状に二本並設された形状であり、また、前記基板部３の一端側に位置する配線路１１の端部は、外部端子等を接着剤や半田付けなどにより接続し易いように互いに所定間隔離反した形状とし、一方、前記基板部３の略中央部に位置する配線路１１の端部は、後述する温度検知素子５の巾よりもやや広い間隔で互いに離反した形状としている。具体的には、平面から見て基板部３の他端側（図２における上方）に向けてコ字形の開口部１３を形成するように、配線路１１の端部が互いに離反した形状となっている。これにより、この基板部３の略中央部に位置する配線路１１間（即ち前記開口部１３内）に後述する温度検知素子５を収納することができる。
【００４０】
次いで、塩化第二鉄溶液により溶解防止材９の存しない金属薄箔１を腐食させ、水酸化ナトリウム溶液により前記溶解防止材９を除去することで、前述した形状の面状発熱体１０及び配線路１１を形成する（図４，図５参照）。
【００４１】
次いで、基板部３の中央部に位置する配線路１１間にして前記基板部３上に温度検知素子５を接続する（図６，図８参照）。
【００４２】
温度検知素子５は、薄型チップ温度検知素子を採用している。
【００４３】
温度検知素子５の接続は、導電接着剤６若しくは半田付けにより行う。即ち、前記開口部１３内にして基板部３上に温度検知素子５を収納し、この温度検知素子５と配線路１１とを導電接着剤６若しくは半田付けにより接続する。これにより、配線路１１の端部に温度検知素子５を単に収納し、導電接着剤６若しくは半田付けにより接着するだけで、温度検知素子５を機能させる回路が形成される。
【００４４】
次いで、温度検知素子５，面状発熱体１０及び配線路１１を含む基板部３上に被覆板部３’を構成するフィルム３’を配設する（図７参照）。
【００４５】
即ち、温度検知素子５，面状発熱体１０及び配線路１１を含む基板部３上全体に熱可塑性接着剤２’を塗布したフィルム３’を配し、熱プレス機により溶融接着する。
【００４６】
次いで、面状発熱体１０及び配線路１１の端部に端子加工を施し、面状発熱装置を形成する（図８参照）。
【００４７】
図９〜図１１は、本実施例の配線路１１に対する温度検知素子５の配設形態の別例を示したもので、配線路１１上に温度検知素子５を接着剤６を介して付設したものである。即ち、基板部３の略中央部に位置する配線路１１端部の夫々の間隔、即ち開口部１３の開口大きさを、温度検知素子５が有する一方巾（縦巾又は横巾）よりも狭く設定し、この配線路１１上に温度検知素子５を接着剤６を介して単に載置するだけで付設できるものである。
【００４８】
本実施例は上記方法であるから次の特徴を有する。
【００４９】
▲１▼ 温度検知素子５が面状発熱装置に内蔵（収納配設）されているため、従来のように温度検知素子を面状発熱装置上（保護フィルム上）に貼り付ける手間が省け、また、貼り合わせ加工費を低減化できる。
【００５０】
▲２▼ 温度検知素子５用の配線路１１が内蔵（収納配設）されているため、配線加工・絶縁加工する手間が省け、また、その費用を低減化できる（内蔵コストについても所定位置（基板端部）への電気的接続だけで済む）。
【００５１】
▲３▼ 薄型の温度検知素子５を使うことで従来の面状発熱装置の厚み、即ち、温度検知素子２５を付設しない面状発熱装置のみの厚みとほとんど変わりない厚みとなるため、温度検知素子２５を取り付けるために必要なスペースも発生せず小型軽量化が可能となる。
【００５２】
▲４▼ 温度検知素子５が面状発熱装置に内蔵（収納配設）されているため、温度検知素子５が剥がれる等して取れてしまうことが無く、安全に使用することができる。
【００５３】
▲５▼ 温度検知素子５が面状発熱装置に内蔵（収納配設）されているため、面状発熱体１０そのもの若しくは極めて近傍での温度測定ができるため検知精度が向上する。
【００５４】
尚、本発明は、本実施例に限られるものではなく、各構成要件の具体的な工程は適宜設計し得るものである。
【００５５】
【発明の効果】
本発明は上述のようにするから、面状発熱装置に温度検知素子を設けても面状発熱装置を薄く形成でき、また、温度検知素子を手間やコストをかけることなく設けることができ、また、熱伝導性のムラが生じにくく、また、温度検知素子が取れたりすることもなく、更に、精度の高い温度検知を行うこともできる用途性，量産性，実用性に秀れた画期的な温度検知機能を有する面状発熱体の製造方法となる。
【００５６】
即ち、本発明は、例えば面状発熱装置の上面に温度検知素子を設けるのではなく、エッチング処理により金属薄箔が除去された部分、即ち、従来デッドスペースとなっていた部位に温度検知素子を収納するように配設するため、従来に比してより薄い面状発熱装置を製造することができる用途性，量産性，実用性に秀れた画期的な温度検知機能を有する面状発熱体の製造方法となる。
【００５７】
また、請求項２記載の発明については、請求項１記載の発明同様、従来デッドスペースとなっていた部位に温度検知素子を収納するように配設でき、しかも、面状発熱装置内に配設される温度検知素子を機能させるために必要な配線の加工処理を、面状発熱体の形成と同時に一括して行うことができる極めて加工性，作業性に秀れた画期的な温度検知機能を有する面状発熱装置となる。
【００５８】
また、請求項３記載の発明については、配線路間若しくはこの配線路上に温度検知素子を配設し接続するだけで、温度検知素子を機能させ得る状態とすることができる極めて加工性，作業性に秀れた画期的な温度検知機能を有する面状発熱装置となる。
【００５９】
また、請求項４記載の発明については、面状発熱装置を一層薄く製造することができる一層用途性，実用性に秀れた画期的な温度検知機能を有する面状発熱装置の製造方法となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施例の製造工程の説明図である。
【図２】本実施例の製造工程の説明図である。
【図３】本実施例の製造工程の説明図である。
【図４】本実施例の製造工程の説明図である。
【図５】本実施例の製造工程の説明図である。
【図６】本実施例の製造工程の説明図である。
【図７】本実施例の面状発熱装置を示す説明断面図である。
【図８】本実施例の面状発熱装置を示す説明図である。
【図９】本実施例の温度検知素子の付設形態の別例を示す説明図である。
【図１０】本実施例の温度検知素子の付設形態の別例を示す説明図である。
【図１１】本実施例の温度検知素子の付設形態の別例を示す説明図である。
【図１２】従来例の製造工程の説明図である。
【図１３】従来例の面状発熱体となる金属薄箔を側方から見た（図１６における面状発熱体の左右どちらか一方側を側方から見た）製造工程の説明断面図である。
【図１４】従来例の面状発熱体となる金属薄箔を側方から見た（図１６における面状発熱体の左右どちらか一方側を側方から見た）製造工程の説明断面図である。
【図１５】従来例の面状発熱体となる金属薄箔を側方から見た（図１６における面状発熱体の左右どちらか一方側を側方から見た）製造工程の説明断面図である。
【図１６】従来例の製造工程の説明図である。
【図１７】従来例の製造工程の説明図である。
【図１８】従来例の面状発熱装置を示す説明断面図である。
【図１９】従来例の面状発熱装置を示す説明図である。
【符号の説明】
１金属薄箔
３基板部
３’ 被覆板部
５温度検知素子
１０面状発熱体
１１配線路

Claims

フィルムや薄板などの基板部上に金属薄箔を配設し、この金属薄箔を所定形状にエッチング処理することで、通電により発熱する面状発熱体を前記基板部上に形成し、前記エッチング処理により前記金属薄箔が除去された部分に前記面状発熱体から発する熱の温度を検知する温度検知素子を配設し、この温度検知素子及び前記面状発熱体上にフィルムや薄板などの被覆板部を配設することを特徴とする温度検知機能を有する面状発熱装置の製造方法。
フィルムや薄板などの基板部上に金属薄箔を配設し、この金属薄箔を所定形状にエッチング処理することで、通電により発熱する面状発熱体を前記基板部上に形成する際、前記面状発熱体を形成しない前記基板部上に、前記基板部内と前記基板部外とを通電可能に配線し得る配線路を前記エッチング処理により形成し、このエッチングにより前記金属薄箔が除去された部分若しくは前記配線路に接続し得る位置に前記面状発熱体から発する熱の温度を検知する温度検知素子を配設し、この温度検知素子，面状発熱体及び配線路上にフィルムや薄板などの被覆板部を配設することを特徴とする温度検知機能を有する面状発熱装置の製造方法。
前記配線路を、この配線路間若しくはこの配線路上に前記温度検知素子を配設し得る間隔をもって且つ前記配線路に前記温度検知素子を接続し得る間隔をもって前記基板部上に形成し、この配線路間若しくはこの配線路上に前記温度検知素子を配設することでこの温度検知素子と配線路とを接続することを特徴とする請求項２記載の温度検知機能を有する面状発熱装置の製造方法。
前記温度検知素子として、薄型チップ温度検知素子を採用することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の温度検知機能を有する面状発熱装置の製造方法。