JP2023171330A - Thermal resistance measuring device - Google Patents

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竜一 神山
Ryuichi Kamiyama
良太 大津
ryota Otsu
菜摘 関口
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Abstract

To provide a thermal resistance measuring device with which it is possible to measure the thermal resistance of a measurement object composed of a planar body with higher accuracy.SOLUTION: A thermal resistance measuring device comprises: a heating body that heats one plane of a measurement object S; a high temperature side thin film thermocouple 16A that is interposed between the measurement object S and the heating body and comes into contact with the measurement object; a low temperature side thin film thermocouple 16B that comes into contact with the measurement object S at a position different from a position where the heating body heats the measurement object S; and a thermal resistance calculation processor that calculates a high temperature side surface temperature on the basis of the output signal of the high temperature side thin film thermocouple 16A, calculates a low temperature side surface temperature on the basis of the output signal of the low temperature side thin film thermocouple 16B, and calculates the thermal resistance of the measurement object S on the basis of the temperature difference between the high temperature side surface temperature and the low temperature side surface temperature.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

本発明は、熱抵抗測定装置に係り、特に、熱電対を用いた熱抵抗測定装置に関する。 The present invention relates to a thermal resistance measuring device, and particularly to a thermal resistance measuring device using a thermocouple.

近年、地球温暖化の抑制を図るために、電気自動車や再生可能エネルギーの普及に代表されるように、電力エネルギーの利用態様の多様化が進んでいる。これに伴って、様々な電力エネルギーを利用する際に用いられる電力用半導体素子の需要が増加している。
ここで、電力用半導体素子は、駆動時に発熱を伴うため、発熱対策として、放熱部材、冷却部材、又は伝熱部材とともに用いられる。
In recent years, in order to suppress global warming, the ways in which electric energy is used have been diversifying, as exemplified by the spread of electric vehicles and renewable energy. Along with this, the demand for power semiconductor devices used when utilizing various electric power energies is increasing.
Here, since power semiconductor elements generate heat when driven, they are used together with a heat radiation member, a cooling member, or a heat transfer member as a measure against heat generation.

伝熱部材として機能する熱伝導シートは、電力用半導体素子と放熱部材又は冷却部材の間に介在するように配設されて、電力用半導体素子から発生する熱を効果的に放熱し、又は冷却するために用いられている。熱伝導シートは、高い熱伝導性及び電気絶縁性を有するシリコン製シート、又はフッ素樹脂製シートが知られている。 A thermally conductive sheet that functions as a heat transfer member is placed between a power semiconductor element and a heat radiation member or a cooling member to effectively radiate or cool the heat generated from the power semiconductor element. It is used to As the thermally conductive sheet, a silicone sheet or a fluororesin sheet having high thermal conductivity and electrical insulation properties is known.

一方、熱伝導シートの普及と並行して、熱伝導シートが有する熱的特性、具体的には熱抵抗の測定に用いられる熱抵抗測定装置の開発が進められてきた。特許文献1には、複数の熱伝導シートの熱抵抗を効率的に測定可能な熱抵抗測定装置が開示されている。 On the other hand, in parallel with the spread of thermally conductive sheets, the development of thermal resistance measuring devices used to measure the thermal properties of thermally conductive sheets, specifically, thermal resistance, has been progressing. Patent Document 1 discloses a thermal resistance measuring device that can efficiently measure the thermal resistance of a plurality of thermally conductive sheets.

特開2008-134111号公報Japanese Patent Application Publication No. 2008-134111

特許文献1で開示された熱抵抗測定装置を用いることによって、熱伝導シートの熱抵抗を測定することが可能となり、該測定結果に基づいて、電力用半導体素子が発生する熱を効果的に放熱し、又は冷却することが可能となる。
しかしながら、熱抵抗測定装置に対して、測定精度の更なる向上が望まれていた。以下で、詳細に説明する。
By using the thermal resistance measuring device disclosed in Patent Document 1, it is possible to measure the thermal resistance of a thermally conductive sheet, and based on the measurement results, it is possible to effectively radiate heat generated by power semiconductor elements. or cooling.
However, it has been desired to further improve the measurement accuracy of thermal resistance measuring devices. This will be explained in detail below.

図8は、従来の熱抵抗測定装置による熱抵抗の測定原理を説明するための図である。図8に示すように、熱抵抗測定装置101は、加熱ヒータ103によって昇温された高温ロッド104と、冷却器107によって冷却された低温ロッド106によって、被測定物である熱伝導シートSを挟持する。
加熱ヒータ103によって加熱される高温ロッド104には、図8において下方から上方に向けて温度が低下する温度勾配が発生する。一方、冷却器107によって冷却される低温ロッド106は、上方から下方に向けて温度が上昇する温度勾配が発生する。
FIG. 8 is a diagram for explaining the principle of measuring thermal resistance using a conventional thermal resistance measuring device. As shown in FIG. 8, the thermal resistance measuring device 101 holds a thermally conductive sheet S, which is an object to be measured, between a high temperature rod 104 heated by a heater 103 and a low temperature rod 106 cooled by a cooler 107. do.
In the high temperature rod 104 heated by the heater 103, a temperature gradient occurs in which the temperature decreases from the bottom to the top in FIG. On the other hand, in the low-temperature rod 106 cooled by the cooler 107, a temperature gradient occurs in which the temperature increases from the top to the bottom.

高温ロッド104と低温ロッド106には、各々の温度勾配を測定するための熱電対105が取り付けられている。具体的には、高温ロッド104に第一高温熱電対105A、第二高温熱電対105B、及び第三高温熱電対105Cの3つの熱電対105が取り付けられている。低温ロッド106にも同様に、第一低温熱電対105F、第二低温熱電対105E、及び第三低温熱電対105Dの3つの熱電対105が取り付けられている。 Thermocouples 105 are attached to the high-temperature rod 104 and the low-temperature rod 106 to measure their respective temperature gradients. Specifically, three thermocouples 105 are attached to the high temperature rod 104: a first high temperature thermocouple 105A, a second high temperature thermocouple 105B, and a third high temperature thermocouple 105C. Similarly, three thermocouples 105 are attached to the low temperature rod 106: a first low temperature thermocouple 105F, a second low temperature thermocouple 105E, and a third low temperature thermocouple 105D.

複数の熱電対105と電気的に接続された算出ユニット(不図示)は、熱電対105の出力信号に基づいて、高温ロッド104と熱伝導シートSとの接触部分における温度T1と、低温ロッド106と熱伝導シートSとの接触部分における温度T2を推定する。続いて、算出ユニットは、T1とT2の温度差と、熱伝導シートSに流れた熱量Qと、に基づいて、熱伝導シートSの熱抵抗Rを算出する。
なお、図8の符号102及び符号108は、被測定物である熱伝導シートSの両側の面の間に効果的に温度差を生じさせるための断熱材である。
A calculation unit (not shown) electrically connected to the plurality of thermocouples 105 calculates the temperature T1 at the contact portion between the high temperature rod 104 and the heat conductive sheet S and the low temperature rod 106 based on the output signal of the thermocouples 105. The temperature T2 at the contact portion between the heat conductive sheet S and the heat conductive sheet S is estimated. Subsequently, the calculation unit calculates the thermal resistance R of the thermally conductive sheet S based on the temperature difference between T1 and T2 and the amount of heat Q flowing through the thermally conductive sheet S.
Note that reference numerals 102 and 108 in FIG. 8 are heat insulating materials for effectively creating a temperature difference between both sides of the heat conductive sheet S, which is the object to be measured.

以上により熱伝導シートSの熱抵抗を測定することができるものの、熱伝導シートSの両側の表面温度差を直接測定するのではなく、熱伝導シートSとは離れた位置で測温を行い、その温度勾配に基づいて表面温度を推定していたため、十分な測定精度を得ることが難しかった。 Although the thermal resistance of the thermally conductive sheet S can be measured as described above, instead of directly measuring the difference in surface temperature on both sides of the thermally conductive sheet S, the temperature is measured at a position away from the thermally conductive sheet S. Since the surface temperature was estimated based on the temperature gradient, it was difficult to obtain sufficient measurement accuracy.

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、面状体からなる被測定物の熱抵抗を、より高い精度で測定することができる熱抵抗測定装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a thermal resistance measuring device that can measure the thermal resistance of a measured object made of a planar body with higher accuracy. There is a particular thing.

前記課題は、本発明の熱抵抗測定装置によれば、面状体からなる被測定物の熱抵抗を測定するために用いられる熱抵抗測定装置であって、前記被測定物の一方の面を加熱する加熱体と、前記被測定物と前記加熱体の間に介在し、前記被測定物と当接する第一薄膜熱電対と、前記加熱体が前記被測定物を加熱する位置と異なる位置において、前記被測定物と当接する第二薄膜熱電対と、前記第一薄膜熱電対の出力信号に基づいて高温側表面温度を算出し、前記第二薄膜熱電対の出力信号に基づいて低温側表面温度を算出し、前記高温側表面温度と前記低温側表面温度の温度差に基づいて、前記被測定物の熱抵抗を算出する熱抵抗算出処理器と、を備えることにより解決される。 The above problem is solved by the thermal resistance measuring device of the present invention, which is used to measure the thermal resistance of an object to be measured consisting of a planar body, in which one side of the object to be measured is measured. a heating body to heat, a first thin film thermocouple interposed between the object to be measured and the heating body and in contact with the object to be measured, and a position at a position different from a position at which the heating body heats the object to be measured; , a second thin film thermocouple in contact with the object to be measured and a high temperature side surface temperature are calculated based on the output signals of the first thin film thermocouple, and a low temperature side surface temperature is calculated based on the output signal of the second thin film thermocouple. The problem is solved by including a thermal resistance calculation processor that calculates the temperature and calculates the thermal resistance of the object to be measured based on the temperature difference between the high temperature side surface temperature and the low temperature side surface temperature.

上記構成によれば、被測定物は、加熱体によって加熱されるとともに、被測定物に当接した状態で第一薄膜熱電対が加熱体と被測定物の間に配設される。また、加熱体とは異なる位置において被測定物に当接するように、第二薄膜熱電対が配設される。そして、第一薄膜熱電対と、第二薄膜熱電対の出力信号に基づいて温度差が算出され、温度差に基づいて被測定物の熱抵抗が算出される。これにより、第一薄膜熱電対と第二薄膜熱電対を被測定物に当接させた状態で表面温度の測定を行うことができるため、被測定物と離れた位置で測定された勾配温度に基づいて表面温度を推定する場合と比べて、測定精度を向上させることが可能となる。
また、薄膜熱電対を、面状体からなる被測定物に当接させて、薄膜熱電対が被測定物に面接触した状態で表面温度を測定することにより、面状体からなる被測定物の表面を変形又は損傷させることなく、高い精度で表面温度を測定することができ、これにより熱抵抗の測定精度を向上させることが可能となる。
According to the above configuration, the object to be measured is heated by the heating element, and the first thin film thermocouple is disposed between the heating element and the object in contact with the object to be measured. Further, a second thin film thermocouple is arranged so as to come into contact with the object to be measured at a position different from that of the heating body. Then, a temperature difference is calculated based on the output signals of the first thin film thermocouple and the second thin film thermocouple, and a thermal resistance of the object to be measured is calculated based on the temperature difference. As a result, the surface temperature can be measured with the first thin film thermocouple and the second thin film thermocouple in contact with the object to be measured, so the gradient temperature measured at a distance from the object can be Compared to the case where the surface temperature is estimated based on this, it is possible to improve the measurement accuracy.
In addition, by bringing the thin film thermocouple into contact with the object to be measured consisting of a planar body and measuring the surface temperature with the thin film thermocouple in surface contact with the object to be measured, the object to be measured consisting of a planar object can be measured. The surface temperature can be measured with high accuracy without deforming or damaging the surface of the substrate, thereby making it possible to improve the measurement accuracy of thermal resistance.

また、前記加熱体は、前記被測定物と当接する高温プレートと、該高温プレートを加熱する加熱器と、を有し、前記第一薄膜熱電対は、前記高温プレートと前記被測定物の間に挟まれるように介在し、前記第二薄膜熱電対は、前記被測定物を挟んで前記高温プレートと対向するように配設された低温プレートと前記被測定物の間に挟まれるように介在すると好適である。
上記構成によれば、第一薄膜熱電対及び第二薄膜熱電対は、被測定物と高温プレート、又は低温プレートに挟まれて、被測定物と面接触した状態で表面温度を測定することができる。そのため、面状体からなる被測定物の表面を変形又は損傷させることなく、高い精度で表面温度を測定することができ、これにより熱抵抗の測定精度を向上させることが可能となる。
The heating body includes a high-temperature plate that comes into contact with the object to be measured, and a heater that heats the high-temperature plate, and the first thin film thermocouple is arranged between the high-temperature plate and the object to be measured. The second thin film thermocouple is sandwiched between the object to be measured and a low temperature plate disposed to face the high temperature plate with the object to be measured sandwiched therebetween. Then, it is suitable.
According to the above configuration, the first thin film thermocouple and the second thin film thermocouple can measure the surface temperature while being in surface contact with the measured object by being sandwiched between the measured object and the high temperature plate or the low temperature plate. can. Therefore, the surface temperature can be measured with high accuracy without deforming or damaging the surface of the object to be measured, which is a planar body, and thereby it is possible to improve the measurement accuracy of thermal resistance.

また、前記熱抵抗測定装置は、基台と、該基台の上方に設置され、前記加熱体を支持する断熱材と、前記低温プレートの上方に取り付けられて前記低温プレートを冷却する冷却器と、前記冷却器を介して前記低温プレートを被測定物側に加重する加重機構と、を備えると好適である。
上記構成によれば、加熱体は、基台の上方に配置された断熱材によって支持されているため、ヒータの熱を効果的に被測定物に伝えることが可能となる。また低温プレートは、冷却器を介して加重機構によって加重される。これにより、第一薄膜熱電対及び第二薄膜熱電対は、加重された状態で被測定物と高温プレート、又は低温プレートに挟まれて被測定物と面接触した状態で表面温度を測定する。そのため、面状体からなる被測定物の表面を変形又は損傷させることなく、高い精度で表面温度を測定することができ、これにより熱抵抗の測定精度を向上させることが可能となる。
The thermal resistance measuring device also includes a base, a heat insulating material installed above the base to support the heating element, and a cooler installed above the low temperature plate to cool the low temperature plate. It is preferable to include a weighting mechanism that loads the low temperature plate toward the object to be measured via the cooler.
According to the above configuration, since the heating body is supported by the heat insulating material disposed above the base, the heat of the heater can be effectively transmitted to the object to be measured. The cold plate is also weighted by a weighting mechanism via the cooler. Thereby, the first thin-film thermocouple and the second thin-film thermocouple measure the surface temperature while being in surface contact with the object to be measured while being sandwiched between the object to be measured and the high-temperature plate or the low-temperature plate in a weighted state. Therefore, the surface temperature can be measured with high accuracy without deforming or damaging the surface of the object to be measured, which is a planar body, and thereby it is possible to improve the measurement accuracy of thermal resistance.

また、前記熱抵抗測定装置は、前記被測定物の厚みを計測する厚み計測器と、前記加重機構による荷重を計測する荷重計測器と、を備え、前記熱抵抗算出処理器は、前記厚み計測器が出力する厚みと、前記荷重計測器が出力する荷重及び前記被測定物の熱抵抗の少なくともいずれか一方と、を互いに関連付けて出力すると好適である。
上記構成によれば、被測定物の厚みに応じた適切な荷重を把握し、被測定物を効果的に加重することができる。そのため、より精度の高い熱抵抗の測定が可能となる。
The thermal resistance measuring device includes a thickness measuring device that measures the thickness of the object to be measured, and a load measuring device that measures the load caused by the weighting mechanism, and the thermal resistance calculation processor is configured to measure the thickness of the object to be measured. It is preferable that the thickness outputted by the device and at least one of the load outputted by the load measuring device and the thermal resistance of the object to be measured are outputted in relation to each other.
According to the above configuration, it is possible to determine an appropriate load according to the thickness of the object to be measured, and to effectively apply weight to the object to be measured. Therefore, it is possible to measure thermal resistance with higher accuracy.

また、前記高温プレート及び前記低温プレートの、前記被測定物と当接する当接面は、表面粗さ(Ra)が0.022μm以下であると好適である。
上記構成によれば、面状体である被測定物と、高温プレート及び低温プレートの当接面と、の間の密着性を高めることができる。そのため、被測定物と当接面の間に空気層が形成されることが抑制され、熱抵抗の測定精度の向上を図ることが可能となる。
Further, it is preferable that the contact surfaces of the high temperature plate and the low temperature plate that contact the object to be measured have a surface roughness (Ra) of 0.022 μm or less.
According to the above configuration, it is possible to improve the adhesion between the object to be measured, which is a planar body, and the contact surfaces of the high-temperature plate and the low-temperature plate. Therefore, the formation of an air layer between the object to be measured and the contact surface is suppressed, and it becomes possible to improve the measurement accuracy of thermal resistance.

また、前記第一薄膜熱電対と前記第二薄膜熱電対の各々は、前記面状体からなる前記被測定物の両面の互いに対向する位置において前記被測定物と当接すると好適である。
上記構成によれば、面状体からなる被測定物の一方の面から他方の面に対して伝達する熱に対する熱抵抗を測定することができる。そのため、被測定物である熱伝導シートを、発熱体(例えば電力用半導体素子)と放熱部材(例えばヒートシンク)で挟持した際の熱抵抗を測定することが可能となる。
Further, it is preferable that each of the first thin film thermocouple and the second thin film thermocouple contact the object to be measured at mutually opposing positions on both sides of the object to be measured, which is made of the planar body.
According to the above configuration, it is possible to measure the thermal resistance to heat transmitted from one surface of the object to be measured made of a planar body to the other surface. Therefore, it is possible to measure the thermal resistance when a thermally conductive sheet, which is an object to be measured, is held between a heating element (for example, a power semiconductor element) and a heat dissipation member (for example, a heat sink).

また、前記被測定物と前記加熱体との間には、複数の前記第一薄膜熱電対が配設され、前記被測定物を挟んで前記複数の第一薄膜熱電対と対向する位置に、複数の前記第二薄膜熱電対が配設されると好適である。
上記構成によれば、互いに対向するように配設された複数の第一薄膜熱電対と第二薄膜熱電対によって、面状体からなる被測定物の熱抵抗分布を測定することが可能となる。
Further, a plurality of first thin film thermocouples are disposed between the object to be measured and the heating body, and at a position facing the plurality of first thin film thermocouples with the object to be measured interposed therebetween. It is preferable that a plurality of the second thin film thermocouples are provided.
According to the above configuration, it is possible to measure the thermal resistance distribution of the object to be measured consisting of a planar body by the plurality of first thin film thermocouples and second thin film thermocouples arranged so as to face each other. .

また、前記第二薄膜熱電対は、前記被測定物の前記第一薄膜熱電対が当接する面と同一の面において前記被測定物と当接すると好適である。
上記構成によれば、面状体からなる被測定物の表面に沿って熱が伝達する場合の熱抵抗を測定することが可能となる。
Preferably, the second thin film thermocouple contacts the object to be measured on the same surface as the first thin film thermocouple of the object.
According to the above configuration, it is possible to measure the thermal resistance when heat is transferred along the surface of the object to be measured made of a planar body.

本発明の熱抵抗測定装置によれば、面状体からなる被測定物の熱抵抗を、より高い精度で測定することが可能となる。 According to the thermal resistance measuring device of the present invention, it is possible to measure the thermal resistance of a measured object made of a planar body with higher accuracy.

本発明の一実施形態に係る熱抵抗測定装置の概略模式図である。1 is a schematic diagram of a thermal resistance measuring device according to an embodiment of the present invention. 薄膜熱電対の概略模式図である。FIG. 2 is a schematic diagram of a thin film thermocouple. 図2AのA-A断面図である。FIG. 2A is a sectional view taken along line AA in FIG. 2A. 熱伝導シートの両面に薄膜熱電対を対向配置した状態を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a state in which thin film thermocouples are arranged facing each other on both sides of a heat conductive sheet. 熱伝導シートの測温点の配置例を示す図である。It is a figure which shows the example of arrangement|positioning of the temperature measurement point of a thermally conductive sheet. 熱抵抗算出処理器の機能構成を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing the functional configuration of a thermal resistance calculation processor. 変形例に係る薄膜熱電対の配置例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the example of arrangement|positioning of the thin film thermocouple based on a modification. 第二実施形態に係る熱抵抗測定装置の概略模式図である。FIG. 3 is a schematic diagram of a thermal resistance measuring device according to a second embodiment. 従来の熱抵抗測定装置の測定原理を説明する図である。FIG. 2 is a diagram illustrating the measurement principle of a conventional thermal resistance measuring device.

以下、図1~図5を参照しながら、本発明の一実施形態(本実施形態)に係る熱抵抗測定装置1について説明する。なお、以下に説明する材料、配置、構成等は、本発明を限定するものでなく、本発明の趣旨の範囲内で種々の改変をすることができるものである。 Hereinafter, a thermal resistance measuring device 1 according to an embodiment (this embodiment) of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 5. Note that the materials, arrangement, configuration, etc. described below do not limit the present invention, and can be variously modified within the scope of the spirit of the present invention.

本発明の熱抵抗測定装置1は、面状体からなる被測定物に当接するように配置された一対の薄膜熱電対16によってその表面温度を測定し、これにより高い精度で被測定物の熱抵抗を測定するために用いられる。
ここで「面状体」とは、柔軟なシートであってもよいし、形状が変形しない板体であってもよい。すなわち、「面状体」とは、フィルム状、シート状、薄板状その他の面状の形態を有した物体をいい、厚み寸法、可撓性の有無、及び材質を問わない。
The thermal resistance measuring device 1 of the present invention measures the surface temperature of the object to be measured with a pair of thin film thermocouples 16 arranged so as to be in contact with the object to be measured, which is a planar body, and thereby measures the temperature of the object to be measured with high accuracy. Used to measure resistance.
Here, the "planar body" may be a flexible sheet or a plate whose shape does not change. That is, a "planar object" refers to an object having a film, sheet, thin plate, or other planar form, regardless of thickness, flexibility, and material.

<熱抵抗測定装置1の全体構成>
図1は、実施形態に係る熱抵抗測定装置1の概略図である。図1に示すように、熱抵抗測定装置1は、基台10と、基台10の四隅において上方に延びる4本の支柱11と、支柱11によって支持される上部プレート12と、からなる枠体を有している。
<Overall configuration of thermal resistance measuring device 1>
FIG. 1 is a schematic diagram of a thermal resistance measuring device 1 according to an embodiment. As shown in FIG. 1, the thermal resistance measuring device 1 has a frame body including a base 10, four columns 11 extending upward at the four corners of the base 10, and an upper plate 12 supported by the columns 11. have.

被測定物である熱伝導シートSは、枠体の内側に配設されている。熱伝導シートSは、発熱体から生じた熱を放熱部材、又は冷却部材へ伝達するために用いられる伝熱部材である。熱伝導シートSは、高い熱伝導性及び電気絶縁性を有する樹脂製シートである。熱伝導シートSは、例えばシリコン製シートである。熱伝導シートSは、フッ素樹脂製シートであってもよい。 The heat conductive sheet S, which is the object to be measured, is placed inside the frame. The heat conductive sheet S is a heat transfer member used to transfer heat generated from a heating element to a heat radiating member or a cooling member. The thermally conductive sheet S is a resin sheet having high thermal conductivity and electrical insulation. The thermally conductive sheet S is, for example, a silicone sheet. The heat conductive sheet S may be a fluororesin sheet.

熱伝導シートSは、加熱体と冷却体によって挟まれた状態で支持されている。加熱体は、断熱材13と、ヒータ14と、高温プレート15と、を主な構成として有し、熱伝導シートSの下面を加熱する。
断熱材13は、基台10の上に設置されたグラスウール断熱材である。断熱材13は、後述するヒータ14を支持するとともに、ヒータ14が発生する熱を高温プレート15へ効率的に伝達するために用いられる。
The thermally conductive sheet S is supported while being sandwiched between a heating body and a cooling body. The heating body mainly includes a heat insulating material 13, a heater 14, and a high temperature plate 15, and heats the lower surface of the heat conductive sheet S.
The heat insulating material 13 is a glass wool heat insulating material installed on the base 10. The heat insulating material 13 is used to support a heater 14, which will be described later, and to efficiently transmit heat generated by the heater 14 to the high temperature plate 15.

ヒータ14は、断熱材13の上に載置された抵抗発熱体である。詳細に説明すると、ヒータ14は、電気絶縁性の基板と、基板上に配置された金属箔を有し、金属箔に流れる電流によってジュール熱を発生させる。金属箔は、基板上を蛇行しながら面状に広がるパターン形状を有している。これにより、ヒータ14によって、高温プレート15をムラなく均一に加熱することが可能となる。金属箔は、パターン加工が容易なステンレス箔であるが、これに限定されない。金属箔の代わりに、ニクロム線等からなる導電線が基板上に配線されてもよい。ヒータ14は、加熱器に相当する。 The heater 14 is a resistance heating element placed on the heat insulating material 13. To explain in detail, the heater 14 has an electrically insulating substrate and a metal foil placed on the substrate, and generates Joule heat by a current flowing through the metal foil. The metal foil has a pattern shape that spreads across a plane while meandering over the substrate. This allows the heater 14 to heat the high temperature plate 15 evenly and uniformly. The metal foil is stainless steel foil, which can be easily patterned, but is not limited thereto. Instead of the metal foil, a conductive wire made of nichrome wire or the like may be wired on the substrate. The heater 14 corresponds to a heater.

高温プレート15は、熱伝導性と耐熱性に優れたアルミニウム製板状体である。高温プレート15は、ヒータ14によって昇温されて、熱伝導シートSの下面に熱を伝達する役割を担う。高温プレート15は、熱伝導シートSよりも広い平坦面を有し、熱伝導シートSの下面全体を覆うことにより、熱伝導シートSを均一に加熱することができる。高温プレート15は、アルミニウム製プレートに限定されない。ヒータ14の熱を熱伝導シートSに効率よく伝達することができる板状体であればよく、アルミニウム製以外の金属製プレートや、高い熱伝導性を有するセラミックス製プレートであってもよい。 The high temperature plate 15 is an aluminum plate with excellent thermal conductivity and heat resistance. The high temperature plate 15 is heated by the heater 14 and plays the role of transmitting heat to the lower surface of the heat conductive sheet S. The high temperature plate 15 has a wider flat surface than the heat conductive sheet S, and can heat the heat conductive sheet S uniformly by covering the entire lower surface of the heat conductive sheet S. The high temperature plate 15 is not limited to an aluminum plate. Any plate-shaped body that can efficiently transmit the heat of the heater 14 to the heat conductive sheet S may be used, and it may be a plate made of metal other than aluminum or a plate made of ceramics having high thermal conductivity.

高温プレート15は、熱伝導シートSと当接する上面において、鏡面加工処理が施されており、優れた平坦性を有している。具体的には、高温プレート15の上面は、表面粗さ(Ra)が0.022μm以下である。ここで、本明細書において、表面粗さ(Ra)は、JIS B 0601:2013に規定されている算術平均粗さを意味する。このように、高温プレート15の上面が優れた平坦性を有することにより、上面に当接する熱伝導シートSとの密着性を高めることができる。そのため、高温プレート15の上面に形成された凹凸によって上面と熱伝導シートSの間に空気の層が形成されてしまうことを抑制する。これにより、高温プレート15の熱を熱伝導シートSに効率的に伝達することができ、熱抵抗測定装置1の測定精度の向上を図ることが可能となる。高温プレート15の上面は、当接面に相当する。
なお、高温プレート15の上面は、研磨処理が施され、研磨処理によって優れた平坦性を有していてもよい。
The high-temperature plate 15 has an upper surface that contacts the heat conductive sheet S subjected to a mirror finishing treatment, and has excellent flatness. Specifically, the upper surface of the high temperature plate 15 has a surface roughness (Ra) of 0.022 μm or less. Here, in this specification, the surface roughness (Ra) means the arithmetic mean roughness defined in JIS B 0601:2013. As described above, since the upper surface of the high-temperature plate 15 has excellent flatness, it is possible to improve the adhesion with the thermally conductive sheet S that comes into contact with the upper surface. Therefore, formation of an air layer between the upper surface and the heat conductive sheet S due to the unevenness formed on the upper surface of the high temperature plate 15 is suppressed. Thereby, the heat of the high-temperature plate 15 can be efficiently transferred to the heat conductive sheet S, and the measurement accuracy of the thermal resistance measuring device 1 can be improved. The upper surface of the high temperature plate 15 corresponds to a contact surface.
Note that the upper surface of the high-temperature plate 15 may be subjected to a polishing treatment to have excellent flatness due to the polishing treatment.

冷却体は、冷却器18と、低温プレート17と、を主な構成として有し、熱伝導シートSの低温側を冷却する。
冷却器18は、冷却液がその内部を循環するアルミニウム製のブロック体である。詳細には、冷却器18は、その内部に、冷却液の循環経路が面状に広がるように形成されている。これにより、後述する低温プレート17をムラなく均一に冷却することが可能となる。冷却器18の内部を循環する冷却液は、ポンプ(不図示)によって供給される。
The cooling body mainly includes a cooler 18 and a low temperature plate 17, and cools the low temperature side of the heat conductive sheet S.
The cooler 18 is an aluminum block body in which a cooling liquid circulates. Specifically, the cooler 18 is formed such that a cooling liquid circulation path spreads out in a planar manner inside the cooler 18 . Thereby, it becomes possible to evenly and uniformly cool the low temperature plate 17, which will be described later. Coolant circulating inside the cooler 18 is supplied by a pump (not shown).

低温プレート17は、熱伝導性と耐熱性に優れたアルミニウム製板状体である。低温プレート17は、冷却器18によって冷却されて、熱伝導シートSから熱を逃がす役割を担う。低温プレート17は、熱伝導シートSよりも広い平坦面を有し、熱伝導シートSの上面全体を覆うことにより、熱伝導シートSを均一に冷却することができる。低温プレート17は、アルミニウム製プレート以外の金属製プレートや、高い熱伝導性を有するセラミックス製プレートであってもよい。 The low temperature plate 17 is an aluminum plate with excellent thermal conductivity and heat resistance. The low temperature plate 17 is cooled by the cooler 18 and plays the role of dissipating heat from the heat conductive sheet S. The low temperature plate 17 has a flat surface wider than the heat conductive sheet S, and by covering the entire upper surface of the heat conductive sheet S, the heat conductive sheet S can be cooled uniformly. The low temperature plate 17 may be a metal plate other than an aluminum plate or a ceramic plate having high thermal conductivity.

低温プレート17は、熱伝導シートSと当接する下面において、鏡面加工処理が施されており、優れた平坦性を有している。低温プレート17の下面は、表面粗さ(Ra)が0.022μm以下である。これにより、高温プレート15の上面と同様に、熱伝導シートSとの密着性を高めることができ、熱抵抗測定装置1の測定精度の向上を図ることが可能となる。低温プレート17の上面は、当接面に相当する。 The lower surface of the low temperature plate 17 that contacts the heat conductive sheet S is mirror-finished and has excellent flatness. The lower surface of the low temperature plate 17 has a surface roughness (Ra) of 0.022 μm or less. Thereby, like the upper surface of the high temperature plate 15, it is possible to improve the adhesion with the heat conductive sheet S, and it is possible to improve the measurement accuracy of the thermal resistance measuring device 1. The upper surface of the low temperature plate 17 corresponds to a contact surface.

冷却体の上方には、冷却体を、下方、すなわち熱伝導シートSに向けて加重する加重機構が配設されている。加重機構は、操作部21と、加重ねじ20と、ロードセル19と、を主な構成として有している。
操作部21は、加重ねじ20に対して回転運動を生じさせる回転操作体である。操作部21の外周には、ローレット加工が施されている。これにより、操作部21を操作する際に操作部21を指で確実に挟持して回転させることが可能となる。
A weighting mechanism is disposed above the cooling body to load the cooling body downward, that is, toward the heat conductive sheet S. The weighting mechanism mainly includes an operating section 21, a weighting screw 20, and a load cell 19.
The operating section 21 is a rotary operating body that causes rotational movement to the weighted screw 20 . The outer periphery of the operating portion 21 is knurled. Thereby, when operating the operating section 21, it becomes possible to reliably hold and rotate the operating section 21 between the fingers.

加重ねじ20は、軸部材であって、その外周面にねじ加工が施されている。加重ねじ20は、上部プレート12に形成された貫通孔を貫通する。加重ねじ20は、貫通孔の内周面に形成されたねじ溝と螺合する。これにより、加重ねじ20は、操作部21の回転運動を上下運動に変換し、上述した冷却体を熱伝導シートS側に加重する。そのため、熱伝導シートSを加熱体及び冷却体によって適切な挟持力で挟持することができ、熱抵抗の測定精度及び再現性の向上を図ることが可能となる。 The weighted screw 20 is a shaft member, and its outer peripheral surface is threaded. The weighting screw 20 passes through a through hole formed in the upper plate 12. The weighted screw 20 is threaded into a threaded groove formed on the inner circumferential surface of the through hole. Thereby, the weighting screw 20 converts the rotational movement of the operating part 21 into an up-and-down movement, and loads the above-mentioned cooling body toward the heat conductive sheet S side. Therefore, the thermally conductive sheet S can be held between the heating body and the cooling body with an appropriate clamping force, and it is possible to improve the measurement accuracy and reproducibility of thermal resistance.

ロードセル19は、歪センサを内蔵し、加重ねじ20が発生する荷重によって生じる歪みを検知して出力することができる。これにより、加熱体及び冷却体による挟持力を適切に管理することが可能となる。ロードセル19は、荷重計測器に相当する。 The load cell 19 has a built-in strain sensor and can detect and output the strain caused by the load generated by the weighted screw 20. Thereby, it becomes possible to appropriately manage the clamping force by the heating body and the cooling body. The load cell 19 corresponds to a load measuring device.

加熱体によって加熱された熱伝導シートSの高温側の表面温度は、高温側薄膜熱電対16Aを用いて計測される。一方、冷却体によって冷却された熱伝導シートSの低温側の表面温度は、低温側薄膜熱電対16Bを用いて計測される。高温側薄膜熱電対16Aは、第一薄膜熱電対に相当し、低温側薄膜熱電対16Bは、第二薄膜熱電対に相当する。
高温側薄膜熱電対16A及び低温側薄膜熱電対16Bは、同一の形状、寸法、及び構成を有しているため、以下の説明において、高温側薄膜熱電対16Aと低温側薄膜熱電対16Bとを特に区別する必要がない場合には、単に「薄膜熱電対16」として説明する。薄膜熱電対16については、図2A及び図2Bを参照して後述する。
The surface temperature on the high temperature side of the heat conductive sheet S heated by the heating body is measured using the high temperature side thin film thermocouple 16A. On the other hand, the surface temperature on the low temperature side of the heat conductive sheet S cooled by the cooling body is measured using the low temperature side thin film thermocouple 16B. The high temperature side thin film thermocouple 16A corresponds to a first thin film thermocouple, and the low temperature side thin film thermocouple 16B corresponds to a second thin film thermocouple.
Since the high-temperature side thin-film thermocouple 16A and the low-temperature side thin-film thermocouple 16B have the same shape, size, and configuration, in the following description, the high-temperature side thin-film thermocouple 16A and the low-temperature side thin-film thermocouple 16B will be referred to as the same. If there is no particular need to distinguish, it will be simply referred to as a "thin film thermocouple 16." The thin film thermocouple 16 will be described later with reference to FIGS. 2A and 2B.

高温側薄膜熱電対16A及び低温側薄膜熱電対16Bは、熱抵抗算出処理器30と電気的に接続されている。熱抵抗算出処理器30は、高温側薄膜熱電対16Aの出力信号に基づいて、熱伝導シートSの下面の表面温度(高温側表面温度)を算出する。また、熱抵抗算出処理器30は、低温側薄膜熱電対16Bの出力信号に基づいて、熱伝導シートSの上面の表面温度(低温側表面温度)を算出する。そして、熱抵抗算出処理器30は、高温側表面温度と低温側表面温度の温度差を算出し、該温度差に基づいて熱伝導シートSの熱抵抗を算出する。熱抵抗の算出方法については、図5を参照して後述する。 The high temperature side thin film thermocouple 16A and the low temperature side thin film thermocouple 16B are electrically connected to the thermal resistance calculation processor 30. The thermal resistance calculation processor 30 calculates the surface temperature of the lower surface of the heat conductive sheet S (high temperature side surface temperature) based on the output signal of the high temperature side thin film thermocouple 16A. The thermal resistance calculation processor 30 also calculates the surface temperature of the upper surface of the heat conductive sheet S (low temperature side surface temperature) based on the output signal of the low temperature side thin film thermocouple 16B. Then, the thermal resistance calculation processor 30 calculates the temperature difference between the high temperature side surface temperature and the low temperature side surface temperature, and calculates the thermal resistance of the heat conductive sheet S based on the temperature difference. A method for calculating the thermal resistance will be described later with reference to FIG. 5.

<薄膜熱電対16>
次に、熱伝導シートSの表面温度を測定するために用いられる薄膜熱電対16について説明する。
図2A及び図2Bは、薄膜熱電対16の概略図である。薄膜熱電対16は、基板161上に第一導電性薄膜162及び第二導電性薄膜163を有し、その一端に被測定物の測温用である測温接点164、及び他端に開放端となる各薄膜パターンの接続端部166が形成されている。
<Thin film thermocouple 16>
Next, the thin film thermocouple 16 used to measure the surface temperature of the heat conductive sheet S will be explained.
2A and 2B are schematic diagrams of the thin film thermocouple 16. The thin film thermocouple 16 has a first conductive thin film 162 and a second conductive thin film 163 on a substrate 161, a temperature measuring junction 164 for measuring the temperature of the object to be measured at one end, and an open end at the other end. Connection ends 166 of each thin film pattern are formed.

基板161には、ガラス、フィルム、金属などを用いることができる。但し、基板161を金属等の導電性材料とする場合には、予め金属表面にSiO、Al等の絶縁膜を形成した上で薄膜熱電対16を形成する必要がある。したがって、フィルムが好適である。フィルムは、その可撓性により、基板161の強度を高めることができる。さらに好適には、基板161は、ポリイミドフィルムを用いると良い。ポリイミドフィルムは、折り曲げることが可能で、基板161を数十ミクロンの厚さにしても壊れにくく取り扱いが容易である点と、200℃を超える温度でも比較的安定している点において、薄膜熱電対16の基板として適した材料である。 The substrate 161 can be made of glass, film, metal, or the like. However, when the substrate 161 is made of a conductive material such as metal, it is necessary to form an insulating film such as SiO 2 or Al 2 O 3 on the metal surface in advance and then form the thin film thermocouple 16 thereon. Therefore, films are preferred. The film can increase the strength of the substrate 161 due to its flexibility. More preferably, the substrate 161 is made of polyimide film. Polyimide film is suitable for thin film thermocouples because it can be bent, is difficult to break even when the substrate 161 is several tens of microns thick, and is easy to handle, and is relatively stable even at temperatures exceeding 200°C. This material is suitable as a substrate of 16.

基板161の厚さは、1μm以上150μm以下とすることが好ましく、より好ましくは1μm以上50μm以下、特に好ましくは1μm以上18μm以下であるとよい。 The thickness of the substrate 161 is preferably 1 μm or more and 150 μm or less, more preferably 1 μm or more and 50 μm or less, particularly preferably 1 μm or more and 18 μm or less.

薄膜熱電対16の第一導電性薄膜162及び第二導電性薄膜163を構成する異種金属の組み合わせとしては、クロメル-アルメル、PtRh-Pt、クロメル-コンスタンタン、ナイクロシル-ナイシル、Cu-コンスタンタン、Fe-コンスタンタン、Ir-IrRh、W-Re、Au-Pt、Pt-Pd、Bi-Sbなどを用いることができる。特に、使用温度範囲が広く、温度と熱起電力の関係が直線的である、クロメル-アルメルの組み合わせを用いると好適である。 Combinations of different metals constituting the first conductive thin film 162 and the second conductive thin film 163 of the thin film thermocouple 16 include chromel-alumel, PtRh-Pt, chromel-constantan, nicrosil-nisyl, Cu-constantan, Fe- Constantan, Ir-IrRh, W-Re, Au-Pt, Pt-Pd, Bi-Sb, etc. can be used. In particular, it is preferable to use a combination of chromel and alumel, which can be used over a wide temperature range and has a linear relationship between temperature and thermoelectromotive force.

第一導電性薄膜162及び第二導電性薄膜163の厚さは、10nm以上1μm以下とすることが好ましく、より好ましくは100nm以上700nm以下、より好ましくは150nm以上550nm以下であるとよい。 The thickness of the first conductive thin film 162 and the second conductive thin film 163 is preferably 10 nm or more and 1 μm or less, more preferably 100 nm or more and 700 nm or less, and more preferably 150 nm or more and 550 nm or less.

第一導電性薄膜162及び第二導電性薄膜163の形成方法としては、スパッタリング法、電子ビーム蒸着法、加熱蒸着法等の真空成膜法や、塗布法等を用いることができる。好ましくは、より薄く均一に薄膜を形成できる真空成膜法を用いるのが良い。さらに好ましくは、蒸着物質との原子組成のずれが少なく、均一に成膜ができるスパッタリング法を用いるのが良い。 As a method for forming the first conductive thin film 162 and the second conductive thin film 163, a vacuum film forming method such as a sputtering method, an electron beam evaporation method, a heating evaporation method, a coating method, etc. can be used. Preferably, a vacuum film forming method is used, which allows a thinner and more uniform thin film to be formed. More preferably, a sputtering method is used, which has little difference in atomic composition from the vapor deposition material and can form a uniform film.

薄膜熱電対16は、保護膜165により覆われていることが望ましい。保護膜165は、薄膜熱電対16の耐環境性を高めるとともに、薄膜熱電対16が外力により変形した際に懸念されるクラックの発生を防ぐ効果もあるためである。適用可能な保護膜165は、SiO、Alなどを蒸着法、スパッタリング法、ディッピング法等により形成した絶縁膜、スクリーン印刷法によるポリイミドフィルムなどである。好ましくは、耐熱性及び耐薬品性が高く、接着性の高いポリイミドフィルムを用いるのがよい。 It is desirable that the thin film thermocouple 16 be covered with a protective film 165. This is because the protective film 165 not only enhances the environmental resistance of the thin film thermocouple 16 but also has the effect of preventing the occurrence of cracks that may occur when the thin film thermocouple 16 is deformed by external force. Applicable protective films 165 include an insulating film formed of SiO 2 , Al 2 O 3 or the like by a vapor deposition method, a sputtering method, a dipping method, etc., a polyimide film formed by a screen printing method, or the like. Preferably, a polyimide film having high heat resistance, high chemical resistance, and high adhesiveness is used.

図2Bに示すように、基板161の接続端部166において、補強部材167が設けられていると好ましい。補強部材167の材質は、特に限定されるものではなく、例えば、エポキシガラスを用いることが可能である。補強部材167によれば、薄膜熱電対16の強度が向上し、コネクタ(不図示)との接続性が向上する。 As shown in FIG. 2B, it is preferable that a reinforcing member 167 is provided at the connection end 166 of the substrate 161. The material of the reinforcing member 167 is not particularly limited, and for example, epoxy glass can be used. According to the reinforcing member 167, the strength of the thin film thermocouple 16 is improved, and the connectivity with a connector (not shown) is improved.

図3は、熱伝導シートSに、高温側薄膜熱電対16Aと、低温側薄膜熱電対16Bとを当接させた状態を示している。図3に示すように、熱伝導シートSの高温側には、高温側薄膜熱電対16Aが面接触した状態で当接するように配設される。一方、熱伝導シートSの低温側には、低温側薄膜熱電対16Bが面接触した状態で当接するように配設される。
このように、被測定物である熱伝導シートSに対して、高温側薄膜熱電対16Aと低温側薄膜熱電対16Bを面接触させることによって、熱伝導シートSの表面温度を、高い精度で測定することが可能となる。
FIG. 3 shows a state in which a high temperature side thin film thermocouple 16A and a low temperature side thin film thermocouple 16B are brought into contact with the heat conductive sheet S. As shown in FIG. 3, a high temperature side thin film thermocouple 16A is disposed on the high temperature side of the heat conductive sheet S so as to be in surface contact therewith. On the other hand, a low temperature side thin film thermocouple 16B is disposed on the low temperature side of the heat conductive sheet S so as to be in surface contact therewith.
In this way, the surface temperature of the heat conductive sheet S can be measured with high accuracy by bringing the high temperature side thin film thermocouple 16A and the low temperature side thin film thermocouple 16B into surface contact with the heat conductive sheet S which is the object to be measured. It becomes possible to do so.

ここで、熱伝導シートSの厚み寸法は、例えば1mmである。これに対して、薄膜熱電対16の厚み寸法は、約10μmである。したがって、上述したように加熱体及び冷却体によって熱伝導シートSを挟み込み、加重機構による荷重を与えても、熱伝導シートSが薄膜熱電対16によって変形し、又は損傷させることなく熱伝導シートSの表面温度を高い精度で測定することが可能となる。 Here, the thickness dimension of the heat conductive sheet S is, for example, 1 mm. On the other hand, the thickness of the thin film thermocouple 16 is approximately 10 μm. Therefore, as described above, even if the heat conductive sheet S is sandwiched between the heating body and the cooling body and a load is applied by the loading mechanism, the heat conductive sheet S will not be deformed or damaged by the thin film thermocouple 16. It becomes possible to measure the surface temperature of the surface with high accuracy.

また、熱伝導シートSに対して一対の薄膜熱電対16を当接させるだけで表面温度の測定が可能となるため、熱抵抗測定装置1の構成を簡素化し、製造コストを抑制することが可能となる。 In addition, since surface temperature can be measured by simply bringing a pair of thin film thermocouples 16 into contact with the thermally conductive sheet S, the configuration of the thermal resistance measuring device 1 can be simplified and manufacturing costs can be reduced. becomes.

図3において、薄膜熱電対16は、熱伝導シートSの略中心に配置されて、熱伝導シートSの中心部の表面温度を計測している状態を示しているが、これに限定されない。薄膜熱電対16は、熱伝導シートSの任意の位置にある測温点の表面温度を計測することができるとともに、複数の薄膜熱電対16を熱伝導シートSに当接させることによって、複数の測温点の表面温度を計測することができる。 In FIG. 3, the thin film thermocouple 16 is shown disposed approximately at the center of the heat conductive sheet S to measure the surface temperature at the center of the heat conductive sheet S, but the present invention is not limited thereto. The thin film thermocouples 16 can measure the surface temperature of a temperature measuring point located at an arbitrary position on the heat conductive sheet S, and by bringing the plural thin film thermocouples 16 into contact with the heat conductive sheet S, The surface temperature of the temperature measurement point can be measured.

図4は、熱伝導シートSの測温点Mの一例を示している。図4に示すように、熱伝導シートSの任意の測温点Mの両面に薄膜熱電対16の測温接点164を位置させることによって、任意の位置における熱抵抗を測定することができる。また、複数の薄膜熱電対16を同時に熱伝導シートSに当接させて、複数の測温点Mにおける熱抵抗の同時測定が行われてもよい。これにより、熱伝導シートSの複数の測温点Mにおける熱抵抗分布を、効率的に測定することが可能となる。 FIG. 4 shows an example of temperature measurement points M on the thermally conductive sheet S. As shown in FIG. 4, by positioning the temperature measuring contacts 164 of the thin film thermocouple 16 on both sides of an arbitrary temperature measuring point M of the heat conductive sheet S, the thermal resistance at an arbitrary position can be measured. Alternatively, a plurality of thin film thermocouples 16 may be brought into contact with the thermally conductive sheet S at the same time to simultaneously measure the thermal resistance at a plurality of temperature measurement points M. Thereby, it becomes possible to efficiently measure the thermal resistance distribution at the plurality of temperature measuring points M of the thermally conductive sheet S.

図4において、熱伝導シートSに対して測温点Mを格子状に配置した例を示しているが、測温点は図4に示す配置に限定されない。測温点Mは、熱伝導シートSの中心から放射状に広がるように配置されていてもよい。 Although FIG. 4 shows an example in which the temperature measurement points M are arranged in a grid pattern on the heat conductive sheet S, the temperature measurement points are not limited to the arrangement shown in FIG. The temperature measurement points M may be arranged so as to radiate from the center of the heat conductive sheet S.

<熱抵抗算出処理器の機能構成>
次に、熱抵抗算出処理器30の機能構成と、熱抵抗算出処理器30による熱抵抗の算出処理について説明する。
図5は、熱抵抗算出処理器30の機能構成を示している。熱抵抗算出処理器30は、プロセッサと、揮発性メモリと、不揮発性メモリと、を有している。熱抵抗算出処理器30のプロセッサが、不揮発性メモリに格納されたプログラムを実行することによって、熱抵抗算出処理器30は、入力受付部31、表面温度測定部32、熱流束測定部33、熱抵抗測定部34、出力部35、として機能する。
<Functional configuration of thermal resistance calculation processor>
Next, the functional configuration of the thermal resistance calculation processor 30 and the calculation process of thermal resistance by the thermal resistance calculation processor 30 will be explained.
FIG. 5 shows the functional configuration of the thermal resistance calculation processor 30. Thermal resistance calculation processor 30 includes a processor, volatile memory, and nonvolatile memory. The processor of the thermal resistance calculation processor 30 executes the program stored in the non-volatile memory, so that the thermal resistance calculation processor 30 receives the input reception section 31, the surface temperature measurement section 32, the heat flux measurement section 33, and the heat flux measurement section 33. It functions as a resistance measuring section 34 and an output section 35.

入力受付部31は、熱抵抗算出処理器30に対するユーザの操作入力を受け付ける。より詳細には、入力受付部31は、熱抵抗の測定に必要な測定パラメータの入力操作や、測定を開始するための測定開始操作、測定結果を出力するための出力操作を受け付ける。入力受付部31は、キーボードやマウス、操作ボタン、タッチパネル等の公知の入力手段を用いた入力を受け付けることができる。 The input receiving unit 31 receives a user's operation input to the thermal resistance calculation processor 30. More specifically, the input receiving unit 31 receives input operations for measurement parameters necessary for measuring thermal resistance, measurement start operations for starting measurements, and output operations for outputting measurement results. The input reception unit 31 can receive input using a known input means such as a keyboard, a mouse, an operation button, a touch panel, or the like.

測定パラメータには、被測定物に対して印加されるエネルギー量(又は上述したヒータ14に印加される電圧、及びヒータ14を流れる電流値)や、被測定物の表面積(又は被測定物の幅、長さ、及び厚み寸法)が含まれる。
入力受付部31は、測定開始操作を受け付けると、加熱体による加熱を開始させるように制御する。また、入力受付部31は、加熱が開始された後に、表面温度測定部32、熱流束測定部33、及び熱抵抗測定部34による測定を開始させる。
The measurement parameters include the amount of energy applied to the object to be measured (or the voltage applied to the heater 14 mentioned above and the current value flowing through the heater 14), the surface area of the object to be measured (or the width of the object to be measured) , length, and thickness dimensions).
Upon receiving the measurement start operation, the input receiving unit 31 controls the heating body to start heating. Further, the input receiving unit 31 causes the surface temperature measuring unit 32, the heat flux measuring unit 33, and the thermal resistance measuring unit 34 to start measurements after heating is started.

表面温度測定部32は、薄膜熱電対16の出力信号を取得するとともに、該出力信号に基づいて、被測定物の表面温度を算出する。より詳細には、表面温度測定部32は、第一導電性薄膜162及び第二導電性薄膜163の出力電圧差と、予め定められた所定の演算式とに基づいて、測温接点164における温度を算出する。表面温度測定部32は、測定した表面温度を、後述する熱抵抗測定部34に出力する。 The surface temperature measuring section 32 acquires the output signal of the thin film thermocouple 16 and calculates the surface temperature of the object to be measured based on the output signal. More specifically, the surface temperature measurement unit 32 measures the temperature at the temperature measurement junction 164 based on the output voltage difference between the first conductive thin film 162 and the second conductive thin film 163 and a predetermined calculation formula. Calculate. The surface temperature measuring section 32 outputs the measured surface temperature to a thermal resistance measuring section 34, which will be described later.

熱流束測定部33は、被測定物を通過する熱流束を算出する。より詳細には、熱流束測定部33は、加熱体から被測定物に対して与えられた熱量をQとし、被測定物の表面積をaとすると、以下の式(1)によって熱流束qを算出する。熱流束測定部33は、算出した熱流束を、後述する熱抵抗測定部34に出力する。
q=Q/a (1)
ここで、Qは、抵抗発熱体からなるヒータ14が熱伝導シートSに対して与えるエネルギー量であって、抵抗発熱体に印加される電圧値と、抵抗発熱体を流れる電流値に基づいて算出することができる。抵抗発熱体に印加される電圧値、及び抵抗発熱体を流れる電流値は、上述した入力受付部31を介して入力される。
被測定物の表面積aは、熱伝導シートSの幅W及び長さLに基づいて、以下の式(2)によって算出することができる。熱伝導シートSの幅W、及び長さLは、上述した入力受付部31を介して入力される。
a=W×L (2)
The heat flux measurement unit 33 calculates the heat flux passing through the object to be measured. More specifically, the heat flux measurement unit 33 calculates the heat flux q by the following equation (1), where Q is the amount of heat given to the object to be measured from the heating body, and a is the surface area of the object to be measured. calculate. The heat flux measuring section 33 outputs the calculated heat flux to a thermal resistance measuring section 34, which will be described later.
q=Q/a (1)
Here, Q is the amount of energy given to the heat conductive sheet S by the heater 14 made of a resistance heating element, and is calculated based on the voltage value applied to the resistance heating element and the current value flowing through the resistance heating element. can do. The voltage value applied to the resistive heating element and the current value flowing through the resistive heating element are inputted via the input receiving section 31 described above.
The surface area a of the object to be measured can be calculated using the following equation (2) based on the width W and length L of the thermally conductive sheet S. The width W and length L of the thermally conductive sheet S are input via the input receiving section 31 described above.
a=W×L (2)

熱抵抗測定部34は、表面温度測定部32が測定した被測定物の高温側表面温度Thと低温側表面温度Tlの温度差と、熱流束測定部33が測定した熱流束に基づいて、被測定物の熱抵抗を算出する。より詳細には、熱抵抗測定部34は、被測定物の表面温度の温度差をΔT(=Th-Tl)、熱流束をqとすると、以下の式(3)によって熱抵抗Rを算出する。熱抵抗測定部34は、算出した熱抵抗を、後述する出力部35に出力する。
R=ΔT/q (3)
ここで、温度差ΔTは、熱伝導シートSの高温側表面温度Thから低温側表面温度Tlを差し引くことによって得られる温度差であって、上述した表面温度測定部32の出力値に基づいて算出することができる。
熱流束qは、熱伝導シートSを通過する熱流束であって、熱流束測定部33が式(1)に基づいて算出した値である。
The thermal resistance measurement section 34 determines the temperature of the object to be measured based on the temperature difference between the high temperature side surface temperature Th and the low temperature side surface temperature Tl of the object measured by the surface temperature measurement section 32 and the heat flux measured by the heat flux measurement section 33. Calculate the thermal resistance of the measured object. More specifically, the thermal resistance measurement unit 34 calculates the thermal resistance R using the following formula (3), where the temperature difference between the surface temperatures of the object to be measured is ΔT (=Th - Tl) and the heat flux is q. . The thermal resistance measurement section 34 outputs the calculated thermal resistance to an output section 35, which will be described later.
R=ΔT/q (3)
Here, the temperature difference ΔT is a temperature difference obtained by subtracting the low temperature side surface temperature Tl from the high temperature side surface temperature Th of the thermally conductive sheet S, and is calculated based on the output value of the surface temperature measuring section 32 described above. can do.
The heat flux q is a heat flux passing through the thermally conductive sheet S, and is a value calculated by the heat flux measurement unit 33 based on equation (1).

熱抵抗測定部34は、表面温度測定部32が測定した被測定物の高温側表面温度と低温側表面温度の温度差ΔTを監視し、温度差ΔTが所定の収束条件を満たすか否かを判定し、収束条件を満たすと判定した後に被測定物の熱抵抗を測定する。これにより、熱抵抗の測定精度及び信頼性の向上が可能となる。 The thermal resistance measurement unit 34 monitors the temperature difference ΔT between the high temperature side surface temperature and the low temperature side surface temperature of the object measured by the surface temperature measurement unit 32, and determines whether the temperature difference ΔT satisfies a predetermined convergence condition. After determining that the convergence condition is satisfied, the thermal resistance of the object to be measured is measured. This makes it possible to improve the measurement accuracy and reliability of thermal resistance.

出力部35は、熱抵抗測定部34が算出した熱抵抗を出力する。より詳細には、出力部35は、熱抵抗を表示装置(不図示)に表示出力することができるとともに、HDD(Hard Disk Drive)又はSSD(Solid State Drive)からなる記憶装置(不図示)に保存出力することができる。また、出力部35は、通信回線(不図示)を介して接続された外部の情報通信端末に対して熱抵抗を送信出力することとしてもよい。 The output unit 35 outputs the thermal resistance calculated by the thermal resistance measurement unit 34. More specifically, the output unit 35 can display and output the thermal resistance to a display device (not shown), and can also output the thermal resistance to a storage device (not shown) consisting of an HDD (Hard Disk Drive) or an SSD (Solid State Drive). Can be saved and output. Further, the output unit 35 may transmit and output the thermal resistance to an external information communication terminal connected via a communication line (not shown).

図4を参照して上述したように、複数の薄膜熱電対16を用いて複数の測温点Mにおける熱抵抗を測定した場合には、出力部35は、熱抵抗分布図を出力することとしてもよい。これにより、被測定物の熱抵抗のばらつき具合を、視覚的に認識することが可能となる。 As described above with reference to FIG. 4, when the thermal resistance at a plurality of temperature measurement points M is measured using a plurality of thin film thermocouples 16, the output unit 35 outputs a thermal resistance distribution diagram. Good too. This makes it possible to visually recognize the degree of variation in the thermal resistance of the object to be measured.

本発明の一実施形態に係る熱抵抗測定装置1について説明してきたが、上述した実施形態は、本発明の理解を容易にするための一例に過ぎず、本発明を限定するものではない。すなわち、本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得るとともに、本発明にはその等価物が含まれることは勿論である。 Although the thermal resistance measuring device 1 according to one embodiment of the present invention has been described, the above-described embodiment is only an example for facilitating understanding of the present invention, and does not limit the present invention. That is, the present invention can be modified and improved without departing from the spirit thereof, and it goes without saying that the present invention includes equivalents thereof.

<変形例>
上述した実施形態では、高温側薄膜熱電対16Aと低温側薄膜熱電対16Bは、熱伝導シートSの上下に対向するように配置されて、上面と下面の間の熱抵抗が測定されることとして説明したが、これに限定されない。高温側薄膜熱電対16Aと低温側薄膜熱電対16Bを、上面及び下面のいずれか一方の同一面に当接させて、同一面内の異なる位置における熱抵抗が測定されることとしてもよい。
<Modified example>
In the embodiment described above, the high temperature side thin film thermocouple 16A and the low temperature side thin film thermocouple 16B are arranged to face each other above and below the heat conductive sheet S, and the thermal resistance between the upper surface and the lower surface is measured. Although described above, the invention is not limited thereto. The high temperature side thin film thermocouple 16A and the low temperature side thin film thermocouple 16B may be brought into contact with the same surface, either the upper surface or the lower surface, and the thermal resistance at different positions within the same surface may be measured.

図6は、変形例に係る熱抵抗測定装置201と、薄膜熱電対216の配置例を示す模式図である。被測定物である熱伝導シートSは、加熱体及び冷却体と、断熱材213と、によって挟まれた状態で支持されている。加熱体は、ヒータ214を主な構成として有している。ヒータ214は、上述した実施形態と同様に、面状体からなる抵抗発熱体である。ヒータ214は、高温プレート15を介することなく、熱伝導シートSに直接、当接して、熱伝導シートSを加熱している。 FIG. 6 is a schematic diagram showing an arrangement example of a thermal resistance measuring device 201 and a thin film thermocouple 216 according to a modification. The thermally conductive sheet S, which is the object to be measured, is supported while being sandwiched between the heating body, the cooling body, and the heat insulating material 213. The heating body has a heater 214 as a main component. The heater 214 is a resistance heating element made of a planar body, similar to the embodiment described above. The heater 214 directly contacts the heat conductive sheet S without using the high temperature plate 15 to heat the heat conductive sheet S.

冷却体は、冷却器(不図示)と、ヒータ214が熱伝導シートSを加熱する位置と異なる位置において、熱伝導シートSの低温側と当接する低温プレート217と、を主な構成として有している。低温プレート217は、ヒータ214の両側において、互いに等しい所定の間隔を隔てた位置に配設されている。 The cooling body mainly includes a cooler (not shown) and a low temperature plate 217 that comes into contact with the low temperature side of the heat conductive sheet S at a position different from the position where the heater 214 heats the heat conductive sheet S. ing. The cold plates 217 are disposed on both sides of the heater 214 at equal predetermined intervals.

断熱材213は、グラスウール断熱材である。断熱材213は、熱伝導シートSの上面を被覆し、ヒータ14の熱が熱伝導シートSの上面から逃げることを抑制している。 The insulation material 213 is a glass wool insulation material. The heat insulating material 213 covers the upper surface of the heat conductive sheet S, and prevents the heat of the heater 14 from escaping from the upper surface of the heat conductive sheet S.

ヒータ214によって加熱された熱伝導シートSの高温側の表面温度は、高温側薄膜熱電対216Aを用いて計測される。一方、冷却体によって冷却された熱伝導シートSの低温側の表面温度は、低温側薄膜熱電対216Bを用いて計測される。 The surface temperature on the high temperature side of the heat conductive sheet S heated by the heater 214 is measured using the high temperature side thin film thermocouple 216A. On the other hand, the surface temperature on the low temperature side of the heat conductive sheet S cooled by the cooling body is measured using the low temperature side thin film thermocouple 216B.

熱流束測定部33は、熱伝導シートSの表面に沿った熱流束(矢印A)を、上述した式(1)によって算出する。
このとき、表面積aは、熱伝導シートSの長さL(図6の奥行方向の寸法)及び厚さDに基づいて、以下の式(4)によって算出することができる。熱伝導シートSの長さL、及び厚さDは、上述した入力受付部31を介して入力される。
a=L×D (4)
熱抵抗測定部34は、上述した式(3)によって熱伝導シートSの熱抵抗を算出する。
The heat flux measurement unit 33 calculates the heat flux (arrow A) along the surface of the heat conductive sheet S using the above-mentioned equation (1).
At this time, the surface area a can be calculated by the following equation (4) based on the length L (dimension in the depth direction in FIG. 6) and thickness D of the heat conductive sheet S. The length L and thickness D of the thermally conductive sheet S are input via the input receiving section 31 described above.
a=L×D (4)
The thermal resistance measurement unit 34 calculates the thermal resistance of the thermally conductive sheet S using the above-mentioned equation (3).

以上のように、低温側薄膜熱電対216Bを、ヒータ214の加熱位置と異なる位置で熱伝導シートSに当接させることによって、さまざまな位置における熱抵抗を、容易に計測することが可能となる。 As described above, by bringing the low temperature side thin film thermocouple 216B into contact with the heat conductive sheet S at a position different from the heating position of the heater 214, it becomes possible to easily measure the thermal resistance at various positions. .

上述した実施形態において、電気絶縁性を有するシリコン製シートからなる熱伝導シートSを被測定物とした場合を例として説明したが、これに限定されない。導電性を有する面状体を被測定物とし、その熱抵抗を測定するために本発明を適用することができる。また、被測定物を金属製プレートとし、金属製プレートの熱抵抗を測定するために本発明を適用することができる。 In the above-described embodiment, the case where the object to be measured is the thermally conductive sheet S made of a silicone sheet having electrical insulation properties has been described as an example, but the present invention is not limited thereto. The present invention can be applied to a conductive planar object as an object to be measured and its thermal resistance measured. Further, the present invention can be applied to use a metal plate as the object to be measured and measure the thermal resistance of the metal plate.

<第二実施形態>
次に、第二実施形態に係る熱抵抗測定装置301について説明する。
図7は、第二実施形態に係る熱抵抗測定装置301の概略図である。第二実施形態に係る熱抵抗測定装置301は、熱伝導シートSの厚みを計測可能なダイヤルゲージ322を備えている。
熱抵抗算出処理器330は、ダイヤルゲージ322が出力する熱伝導シートSの厚みを取得する。また、熱抵抗算出処理器330は、ロードセル19が出力する加重ねじ20の荷重を取得する。そして、熱抵抗算出処理器330は、厚みと、荷重と、熱抵抗算出処理器330が算出する熱抵抗と、を互いに関連付けて表示出力する。そのため、第二実施形態に係る熱抵抗測定装置301によれば、熱伝導シートSの厚みに応じた適切な荷重を把握し、熱伝導シートSを効果的に加重することができる。そのため、より精度の高い熱抵抗の測定が可能となる。
<Second embodiment>
Next, a thermal resistance measuring device 301 according to a second embodiment will be described.
FIG. 7 is a schematic diagram of a thermal resistance measuring device 301 according to the second embodiment. The thermal resistance measuring device 301 according to the second embodiment includes a dial gauge 322 that can measure the thickness of the thermally conductive sheet S.
The thermal resistance calculation processor 330 acquires the thickness of the thermally conductive sheet S output by the dial gauge 322. Further, the thermal resistance calculation processor 330 obtains the load of the weighted screw 20 output by the load cell 19. Then, the thermal resistance calculation processor 330 associates the thickness, the load, and the thermal resistance calculated by the thermal resistance calculation processor 330 with each other, and displays and outputs them. Therefore, according to the thermal resistance measuring device 301 according to the second embodiment, an appropriate load can be determined according to the thickness of the thermally conductive sheet S, and the thermally conductive sheet S can be effectively loaded. Therefore, it is possible to measure thermal resistance with higher accuracy.

図7に示すように、ダイヤルゲージ322は、冷却器18に固定されている。また、基台310の上には、測定テーブル323が固定されている。そのため、測定テーブル323に被測定物である熱伝導シートSを載置して、ダイヤルゲージ322のスピンドル322Bの下端を熱伝導シートSの上面に当接させることにより、熱伝導シートSの厚みを計測することができる。より詳細に説明すると、スピンドル322Bは、昇降可能にダイヤルゲージ本体322Aに取り付けられている。そして、スピンドル322Bの昇降運動は、ダイヤルゲージ本体322Aの内部に配設された検出機構によって計測値(厚み)に変換される。計測値は、表示器322Cに出力されるとともに、熱抵抗算出処理器330に出力される。ダイヤルゲージ322は、厚み計測器に相当する。 As shown in FIG. 7, the dial gauge 322 is fixed to the cooler 18. Furthermore, a measurement table 323 is fixed on the base 310. Therefore, the thickness of the thermally conductive sheet S is measured by placing the thermally conductive sheet S, which is the object to be measured, on the measurement table 323 and bringing the lower end of the spindle 322B of the dial gauge 322 into contact with the upper surface of the thermally conductive sheet S. It can be measured. To explain in more detail, the spindle 322B is attached to the dial gauge main body 322A so as to be movable up and down. The vertical movement of the spindle 322B is converted into a measured value (thickness) by a detection mechanism disposed inside the dial gauge main body 322A. The measured value is output to the display 322C and also to the thermal resistance calculation processor 330. The dial gauge 322 corresponds to a thickness measuring device.

熱抵抗算出処理器330は、ダイヤルゲージ322が出力する熱伝導シートSの厚みを取得する。また、熱抵抗算出処理器330は、ロードセル19が出力する加重ねじ20の荷重を取得する。
熱抵抗算出処理器330の出力部35は、熱伝導シートSの厚みと、加重ねじ20の荷重と、熱伝導シートSの熱抵抗と、を互いに関連付けて出力する。具体的には、出力部35は、厚みと、荷重と、熱抵抗と、を表示装置(不図示)に同時に表示出力することができるとともに、記憶装置(不図示)に保存出力することができる。また、出力部35は、通信回線を介して接続された外部の情報通信端末に対して、厚みと、荷重と、熱抵抗と、を送信出力することとしてもよい。これにより、熱伝導シートSの厚みと、荷重と、熱抵抗と、の関係を把握することができ、熱伝導シートSの厚み寸法に応じた適切な荷重を把握し、熱伝導シートSを効果的に加重することができる。そのため、より精度の高い熱抵抗の測定が可能となる。
The thermal resistance calculation processor 330 acquires the thickness of the thermally conductive sheet S output by the dial gauge 322. Further, the thermal resistance calculation processor 330 obtains the load of the weighted screw 20 output by the load cell 19.
The output unit 35 of the thermal resistance calculation processor 330 outputs the thickness of the thermally conductive sheet S, the load of the weighted screw 20, and the thermal resistance of the thermally conductive sheet S in relation to each other. Specifically, the output unit 35 can display and output the thickness, load, and thermal resistance simultaneously to a display device (not shown), and can also save and output the information to a storage device (not shown). . Further, the output unit 35 may transmit and output the thickness, load, and thermal resistance to an external information communication terminal connected via a communication line. This makes it possible to grasp the relationship between the thickness, load, and thermal resistance of the heat conductive sheet S, and to grasp the appropriate load according to the thickness dimension of the heat conductive sheet S, making it possible to effectively control the heat conductive sheet S. can be weighted accordingly. Therefore, it is possible to measure thermal resistance with higher accuracy.

以上、第二実施形態に係る熱抵抗測定装置301は、熱伝導シートSの厚み寸法を測定するためにダイヤルゲージ322を備えていることとして説明したが、これに限定されない。熱伝導シートSの厚み寸法を十分な精度で取得することができればよく、熱抵抗測定装置301は、ダイヤルゲージ322に代えて、超音波を用いた厚み計測器を採用してもよい。
また、ダイヤルゲージ322は、冷却器18に対して固定されていることとして説明したが、これに限定されない。ダイヤルゲージ322は、支柱11に対して固定されていてもよいし、基台310に対して固定されていてもよい。
Although the thermal resistance measuring device 301 according to the second embodiment has been described above as including the dial gauge 322 in order to measure the thickness dimension of the thermally conductive sheet S, the present invention is not limited to this. It is only necessary to be able to obtain the thickness dimension of the thermally conductive sheet S with sufficient accuracy, and the thermal resistance measuring device 301 may employ a thickness measuring device using ultrasonic waves instead of the dial gauge 322.
Further, although the dial gauge 322 has been described as being fixed to the cooler 18, the present invention is not limited thereto. The dial gauge 322 may be fixed to the support column 11 or may be fixed to the base 310.

また、第二実施形態に係る熱抵抗算出処理器330は、ダイヤルゲージ322が出力する熱伝導シートSの厚み及びロードセル19が出力する加重ねじ20の荷重を直接取得することとして説明したが、これに限定されない。ダイヤルゲージ322の計測値及びロードセル19の計測値を読み取ったユーザが、読み取り値を熱抵抗算出処理器330に入力することによって熱伝導シートSの厚み及び加重ねじ20の荷重を取得することとしてもよい。 Furthermore, although the thermal resistance calculation processor 330 according to the second embodiment has been described as directly acquiring the thickness of the thermally conductive sheet S output from the dial gauge 322 and the load of the weighted screw 20 output from the load cell 19, this but not limited to. The user who has read the measured values of the dial gauge 322 and the load cell 19 may obtain the thickness of the thermally conductive sheet S and the load of the weighted screw 20 by inputting the read values into the thermal resistance calculation processor 330. good.

1 熱抵抗測定装置
10 基台
11 支柱
12 上部プレート
13 断熱材
14 ヒータ(加熱体、加熱器)
15 高温プレート(加熱体)
16 薄膜熱電対
16A 高温側薄膜熱電対(第一薄膜熱電対)
16B 低温側薄膜熱電対(第二薄膜熱電対)
161 基板
162 第一導電性薄膜
163 第二導電性薄膜
164 測温接点
165 保護膜
166 接続端部
167 補強部材
17 低温プレート
18 冷却器
19 ロードセル(荷重計測器)
20 加重ねじ
21 操作部
30 熱抵抗算出処理器
31 入力受付部
32 表面温度測定部
33 熱流束測定部
34 熱抵抗測定部
35 出力部
101 熱抵抗測定装置
102 断熱材
103 加熱ヒータ
104 高温ロッド
105A 第一高温熱電対
105B 第二高温熱電対
105C 第三高温熱電対
105D 第三低温熱電対
105E 第二低温熱電対
105F 第一低温熱電対
106 低温ロッド
107 冷却器
108 断熱材
201 熱抵抗測定装置
213 断熱材
214 ヒータ
216 薄膜熱電対(加熱体、加熱器)
216A 高温側薄膜熱電対(第一薄膜熱電対)
216B 低温側薄膜熱電対(第二薄膜熱電対)
217 低温プレート
301 熱抵抗測定装置
310 基台
322 ダイヤルゲージ(厚み計測器)
322A ダイヤルゲージ本体
322B スピンドル
322C 表示器
323 測定テーブル
330 熱抵抗算出処理器
M 測温点
S 熱伝導シート(被測定物)
1 Thermal resistance measuring device 10 Base 11 Support column 12 Upper plate 13 Heat insulating material 14 Heater (heating body, heater)
15 High temperature plate (heating body)
16 Thin film thermocouple 16A High temperature side thin film thermocouple (first thin film thermocouple)
16B Low temperature side thin film thermocouple (second thin film thermocouple)
161 Substrate 162 First conductive thin film 163 Second conductive thin film 164 Temperature measuring contact 165 Protective film 166 Connection end 167 Reinforcement member 17 Low temperature plate 18 Cooler 19 Load cell (load measuring device)
20 Weighted screw 21 Operation unit 30 Thermal resistance calculation processor 31 Input reception unit 32 Surface temperature measurement unit 33 Heat flux measurement unit 34 Thermal resistance measurement unit 35 Output unit 101 Thermal resistance measurement device 102 Insulation material 103 Heater 104 High temperature rod 105A No. First high temperature thermocouple 105B Second high temperature thermocouple 105C Third high temperature thermocouple 105D Third low temperature thermocouple 105E Second low temperature thermocouple 105F First low temperature thermocouple 106 Low temperature rod 107 Cooler 108 Insulating material 201 Thermal resistance measuring device 213 Heat insulation Material 214 Heater 216 Thin film thermocouple (heating body, heater)
216A High temperature side thin film thermocouple (first thin film thermocouple)
216B Low temperature side thin film thermocouple (second thin film thermocouple)
217 Low temperature plate 301 Thermal resistance measuring device 310 Base 322 Dial gauge (thickness measuring device)
322A Dial gauge body 322B Spindle 322C Display 323 Measurement table 330 Thermal resistance calculation processor M Temperature measurement point S Thermal conductive sheet (object to be measured)

Claims (8)

面状体からなる被測定物の熱抵抗を測定するために用いられる熱抵抗測定装置であって、
前記被測定物の一方の面を加熱する加熱体と、
前記被測定物と前記加熱体の間に介在し、前記被測定物と当接する第一薄膜熱電対と、
前記加熱体が前記被測定物を加熱する位置と異なる位置において、前記被測定物と当接する第二薄膜熱電対と、
前記第一薄膜熱電対の出力信号に基づいて高温側表面温度を算出し、前記第二薄膜熱電対の出力信号に基づいて低温側表面温度を算出し、前記高温側表面温度と前記低温側表面温度の温度差に基づいて、前記被測定物の熱抵抗を算出する熱抵抗算出処理器と、を備えることを特徴とする熱抵抗測定装置。
A thermal resistance measuring device used to measure the thermal resistance of a measured object consisting of a planar body,
a heating element that heats one surface of the object to be measured;
a first thin film thermocouple interposed between the object to be measured and the heating body and in contact with the object to be measured;
a second thin film thermocouple that comes into contact with the object to be measured at a position different from the position where the heating body heats the object to be measured;
A high temperature side surface temperature is calculated based on the output signal of the first thin film thermocouple, a low temperature side surface temperature is calculated based on the output signal of the second thin film thermocouple, and the high temperature side surface temperature and the low temperature side surface temperature are calculated. A thermal resistance measuring device comprising: a thermal resistance calculation processor that calculates the thermal resistance of the object to be measured based on a temperature difference.
前記加熱体は、前記被測定物と当接する高温プレートと、該高温プレートを加熱する加熱器と、を有し、
前記第一薄膜熱電対は、前記高温プレートと前記被測定物の間に挟まれるように介在し、
前記第二薄膜熱電対は、前記被測定物を挟んで前記高温プレートと対向するように配設された低温プレートと前記被測定物の間に挟まれるように介在することを特徴とする請求項1に記載の熱抵抗測定装置。
The heating body includes a high temperature plate that comes into contact with the object to be measured, and a heater that heats the high temperature plate,
The first thin film thermocouple is sandwiched between the high temperature plate and the object to be measured,
2. The second thin film thermocouple is interposed between the object to be measured and a low-temperature plate disposed to face the high-temperature plate with the object to be measured interposed therebetween. 1. The thermal resistance measuring device according to 1.
前記熱抵抗測定装置は、
基台と、
該基台の上方に設置され、前記加熱体を支持する断熱材と、
前記低温プレートの上方に取り付けられて前記低温プレートを冷却する冷却器と、
前記冷却器を介して前記低温プレートを被測定物側に加重する加重機構と、を備えることを特徴とする請求項2に記載の熱抵抗測定装置。
The thermal resistance measuring device includes:
The base and
a heat insulating material installed above the base and supporting the heating body;
a cooler mounted above the cold plate to cool the cold plate;
3. The thermal resistance measuring device according to claim 2, further comprising a weighting mechanism that loads the cold plate toward the object to be measured via the cooler.
前記熱抵抗測定装置は、前記被測定物の厚みを計測する厚み計測器と、前記加重機構による荷重を計測する荷重計測器と、を備え、
前記熱抵抗算出処理器は、前記厚み計測器が出力する厚みと、前記荷重計測器が出力する荷重及び前記被測定物の熱抵抗の少なくともいずれか一方と、を互いに関連付けて出力することを特徴とする請求項3に記載の熱抵抗測定装置。
The thermal resistance measuring device includes a thickness measuring device that measures the thickness of the object to be measured, and a load measuring device that measures the load caused by the weighting mechanism,
The thermal resistance calculation processor is characterized in that the thickness outputted by the thickness measuring device, and at least one of the load outputted by the load measuring device and the thermal resistance of the object to be measured are correlated and outputted. The thermal resistance measuring device according to claim 3.
前記高温プレート及び前記低温プレートの、前記被測定物と当接する当接面は、表面粗さ(Ra)が0.022μm以下であることを特徴とする請求項3に記載の熱抵抗測定装置。 The thermal resistance measuring device according to claim 3, wherein the contact surfaces of the high temperature plate and the low temperature plate that contact the object to be measured have a surface roughness (Ra) of 0.022 μm or less. 前記第一薄膜熱電対と前記第二薄膜熱電対の各々は、前記面状体からなる前記被測定物の両面の互いに対向する位置において前記被測定物と当接することを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の熱抵抗測定装置。 1 . The first thin film thermocouple and the second thin film thermocouple are each in contact with the object to be measured at mutually opposing positions on both surfaces of the object to be measured made of the planar body. Or the thermal resistance measuring device according to claim 2. 前記被測定物と前記加熱体との間には、複数の前記第一薄膜熱電対が配設され、
前記被測定物を挟んで前記複数の第一薄膜熱電対と対向する位置に、複数の前記第二薄膜熱電対が配設されることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の熱抵抗測定装置。
A plurality of the first thin film thermocouples are disposed between the object to be measured and the heating body,
The thermocouple according to claim 1 or 2, wherein a plurality of the second thin film thermocouples are arranged at positions facing the plurality of first thin film thermocouples with the object to be measured interposed therebetween. Resistance measuring device.
前記第二薄膜熱電対は、前記被測定物の前記第一薄膜熱電対が当接する面と同一の面において前記被測定物と当接することを特徴とする請求項1に記載の熱抵抗測定装置。 The thermal resistance measuring device according to claim 1, wherein the second thin film thermocouple contacts the object to be measured on the same surface as the surface of the object to be measured that the first thin film thermocouple contacts. .
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117607198A (en) * 2024-01-24 2024-02-27 宁波纺织仪器厂 Fabric thermal resistance measuring device and measuring equipment

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