JP2673549B2 - Electrical connection method and electrical connection terminal to thin film strip of thermal constant measuring device - Google Patents
Electrical connection method and electrical connection terminal to thin film strip of thermal constant measuring deviceInfo
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Description
【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] この発明は、試料の熱定数を測定する装置において、
試料表面に配置されて熱源およびセンサとして機能する
薄膜ストリップに電流を供給するための電気接続方法お
よびその電気接続端子に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial application] The present invention relates to an apparatus for measuring a thermal constant of a sample,
The present invention relates to an electric connection method and an electric connection terminal for supplying an electric current to a thin film strip arranged on a sample surface and functioning as a heat source and a sensor.
[従来の技術] 試料の熱伝導率と熱拡散率と比熱とを測定するための
熱定数測定装置には、種々のものが知られている。その
中に、パルス・トランジェント・ホット・ストリップ法
がある(J.Appl.Phys.,55[9](1984−5−1)(米
国)p.3348−3353)。この方法の概略は次の通りであ
る。試料として固体絶縁材料を使い、この試料の表面に
金属薄膜ストリップを形成する。この薄膜ストリップ
に、所定のデューティサイクルでパルス電流を流し、薄
膜ストリップの電気抵抗の変化を測定する。この測定結
果を所定の数式に代入することにより、試料の熱伝導率
と熱拡散率とを求めることができる。試料の比熱は、熱
伝導率と熱拡散率から簡単な計算で求めることができ
る。[Prior Art] Various types of thermal constant measurement devices for measuring the thermal conductivity, thermal diffusivity, and specific heat of a sample are known. Among them is the pulse transient hot strip method (J. Appl. Phys., 55 [9] (1984-5-1) (USA) p. 3348-3353). The outline of this method is as follows. A solid insulating material is used as a sample, and a thin metal film strip is formed on the surface of the sample. A pulse current is applied to the thin film strip at a predetermined duty cycle, and a change in the electrical resistance of the thin film strip is measured. The thermal conductivity and the thermal diffusivity of the sample can be obtained by substituting this measurement result into a predetermined mathematical formula. The specific heat of the sample can be obtained by a simple calculation from the thermal conductivity and the thermal diffusivity.
[発明が解決しようとする課題] このパルス・トランジェント・ホット・ストリップ法
では、薄膜ストリップと一体に形成された薄膜端子と、
パルス発生器および電圧計とを、電気的に接続する必要
がある。薄膜端子に接続端子を単に接触させるだけで
は、接触部の電気抵抗が大きくなる恐れがあるし、その
抵抗値も不安定になる。また、薄膜端子の厚さは0.1μ
m程度なので、はんだ付けを利用することもできない。[Problems to be Solved by the Invention] In this pulse transient hot strip method, a thin film terminal integrally formed with a thin film strip,
It is necessary to electrically connect the pulse generator and the voltmeter. If the thin film terminal is simply brought into contact with the connection terminal, the electric resistance of the contact portion may increase, and the resistance value becomes unstable. The thickness of the thin film terminal is 0.1μ
Since it is about m, soldering cannot be used.
この発明は、このような事情に鑑みてなされたもので
あり、その目的は、上記薄膜端子に対する電気的接続を
確実にすることができる電気接続方法および電気接続端
子を提供することである。The present invention has been made in view of such circumstances, and an object thereof is to provide an electrical connection method and an electrical connection terminal that can ensure electrical connection to the thin film terminal.
[課題を解決するための手段] 上記目的を達成するため、この発明に係る電気接続方
法は、薄膜ストリップと一体に形成した薄膜端子に、電
気接続端子の突起を接触させ、この突起の中央に形成し
た貫通孔の内部に導電性ペイントを流し込み、この導電
性ペイントの溶媒を蒸発させることによって前記薄膜端
子と電気接続端子との導通を確実にしている。[Means for Solving the Problems] In order to achieve the above object, the electrical connection method according to the present invention is such that a thin film terminal integrally formed with a thin film strip is brought into contact with a projection of the electrical connection terminal, and the projection is provided at the center of the projection. Conductive paint is poured into the formed through holes, and the solvent of the conductive paint is evaporated to ensure the conduction between the thin film terminal and the electrical connection terminal.
ここで、導電性ペイントとは、金属などの導電性微小
粉末を溶媒の中に混入して流動化させたものである。Here, the conductive paint is a fluid in which conductive fine powder such as metal is mixed in a solvent.
さらに、この発明に係る電気接続端子は、薄膜ストリ
ップと一体に形成された薄膜端子に接触するための突起
と、この突起の中央に形成された貫通孔とを有してい
る。Further, the electrical connection terminal according to the present invention has a protrusion for contacting the thin film terminal formed integrally with the thin film strip, and a through hole formed in the center of the protrusion.
[実施例] 次に、図面を参照してこの発明の実施例を説明する。Embodiment Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
第1図はこの発明の電気接続方法の一実施例を示す斜
視図である。熱定数を測定するための試料10の表面に
は、蒸着あるいはスパッタリングなどによって、厚さ0.
1μmの金製の金属薄膜20が形成されている。この金属
薄膜20は、正方形の二つの薄膜端子21、22と、その間の
薄膜ストリップ23とからなる。試料10は、銅製の試料台
30の上に配置される。FIG. 1 is a perspective view showing an embodiment of the electrical connection method of the present invention. The surface of the sample 10 for measuring the thermal constant has a thickness of 0.
A 1 μm gold metal thin film 20 is formed. This metal thin film 20 is composed of two square thin film terminals 21, 22 and a thin film strip 23 between them. Sample 10 is a copper sample stand
Placed over 30.
銅製の電気接続端子40は、薄膜端子21と導線54、55と
の電気的接続を図るものである。この図では、一つの電
気接続端子40だけを示してあるが、実際には、もう一方
の薄膜端子22の方にも電気接続端子を接触させる。した
がって、一対の電気接続端子を利用することになる。The electrical connection terminal 40 made of copper is intended to electrically connect the thin film terminal 21 and the conductive wires 54, 55. Although only one electric connection terminal 40 is shown in this figure, in reality, the electric connection terminal is also brought into contact with the other thin film terminal 22. Therefore, a pair of electrical connection terminals are used.
電気接続端子40の一端には、下側に突き出した突起41
(第2図参照)が形成されていて、この突起41の中央に
は貫通孔42が開けられている。電気接続端子40の中央部
分には湾曲部43があり、弾性が付与されている。電気接
続端子40の他端には、ねじ53を通すための孔44が開けら
れている。導線54、55は、はんだ56によって電気接続端
子40に固定される。なお、導線を2本接続してあるの
は、測定回路の構成上の便宜のためであり、接続を1本
だけにすることもできる。At one end of the electrical connection terminal 40, a protrusion 41 protruding downward is provided.
(See FIG. 2) is formed, and a through hole 42 is formed in the center of the protrusion 41. A curved portion 43 is provided in the central portion of the electric connection terminal 40, and elasticity is imparted. The other end of the electrical connection terminal 40 is provided with a hole 44 for passing the screw 53. The conductors 54, 55 are fixed to the electrical connection terminal 40 by solder 56. Two conductors are connected for the convenience of the configuration of the measuring circuit, and the connection may be only one.
この電気接続端子40は、ねじ53によって、試料台30に
固定することができる。すなわち、接続端子40を、シリ
コーンゴム製の二つの絶縁ワッシャ51と52で挟み、ねじ
53を、三つの孔51aと44と52aに通して、試料台30のねじ
孔31をねじ込めばよい。なお、下側の絶縁ワッシャ52の
孔52aの周囲には、環状突起52bが形成されていて、これ
が電気接続端子40の孔44に嵌まるようになっている。し
たがって、ねじ53が電気接続端子40に触れることはな
い。The electrical connection terminal 40 can be fixed to the sample table 30 with a screw 53. That is, the connection terminal 40 is sandwiched between two silicone rubber insulating washers 51 and 52, and
The 53 may be passed through the three holes 51a, 44 and 52a, and the screw holes 31 of the sample table 30 may be screwed. An annular protrusion 52b is formed around the hole 52a of the lower insulating washer 52 and is fitted in the hole 44 of the electrical connection terminal 40. Therefore, the screw 53 does not touch the electrical connection terminal 40.
次に、この電気接続端子40の使用方法を説明する。薄
膜20を形成した試料10を、試料台30の上に置き、電気接
続端子40をねじ53により試料台30に固定する。このと
き、突起41は薄膜端子21に押し付けられる。この状態
で、第2図に示すように、シルバーペイント70を、突起
41の貫通孔42の中に流し込む。ここで、シルバーペイン
トとは、銀の微小粉末を溶媒の中に混入して流動化させ
たものである。この実施例で使用したものは、溶媒とし
て、酢酸ブチルが使われている。溶媒が蒸発すると、銀
粉末により薄膜端子20と突起21との導通が確実になる。Next, a method of using this electric connection terminal 40 will be described. The sample 10 on which the thin film 20 is formed is placed on the sample table 30, and the electrical connection terminal 40 is fixed to the sample table 30 with the screw 53. At this time, the protrusion 41 is pressed against the thin film terminal 21. In this state, as shown in FIG.
It is poured into the through hole 42 of 41. Here, the silver paint is a fluid in which fine silver powder is mixed in a solvent. The one used in this example uses butyl acetate as the solvent. When the solvent evaporates, the silver powder ensures the conduction between the thin film terminal 20 and the protrusion 21.
同様にして、もう一方の電気接続端子を、試料台30の
別のねじ孔32に固定し、この電気接続端子と、もう一方
の薄膜端子22とを接続する。Similarly, the other electric connection terminal is fixed to another screw hole 32 of the sample table 30, and this electric connection terminal and the other thin film terminal 22 are connected.
以上のようにして試料のセットが完了したら、一対の
電気接続端子を介して薄膜ストリップ23に所定のパルス
電流を流し、このときの薄膜端子21、22間の電圧変化を
測定する。この測定電圧を所定の数式に代入すれば、試
料10の熱定数が求まる。When the setting of the sample is completed as described above, a predetermined pulse current is passed through the thin film strip 23 through the pair of electrical connection terminals, and the voltage change between the thin film terminals 21 and 22 at this time is measured. By substituting this measured voltage into a predetermined mathematical formula, the thermal constant of the sample 10 can be obtained.
次に、金属薄膜20について詳しく説明する。この金属
薄膜20は、第3図に示すように、マスク60を試料10に被
せて、蒸着あるいはスパッタリングなどの薄膜堆積方法
を利用して、形成する。金属薄膜20の材質としては、上
述の金のほかに、銀、白金、ニッケル、ステンレス鋼、
アルミニウム、タンタルなどが使用できる。Next, the metal thin film 20 will be described in detail. As shown in FIG. 3, the metal thin film 20 is formed by covering the sample 10 with the mask 60 and utilizing a thin film deposition method such as vapor deposition or sputtering. As the material of the metal thin film 20, in addition to the above-mentioned gold, silver, platinum, nickel, stainless steel,
Aluminum, tantalum, etc. can be used.
マスク60には、金属薄膜の形状に対応した空間が形成
されている。すなわち、薄膜端子形成孔61、62と、薄膜
ストリップ形成溝63とが形成されている。薄膜端子形成
孔61、62は、一辺の長さAが5mmの正方形であり、両者
の間隔Lは0.5mmである。このLが薄膜ストリップの長
さに相当する。溝63の幅Wは25μmである。したがっ
て、第1図の薄膜ストリップ23の寸法は、長さが0.5m
m、幅が25μm、厚さが0.1μmとなる。A space corresponding to the shape of the metal thin film is formed in the mask 60. That is, the thin film terminal forming holes 61 and 62 and the thin film strip forming groove 63 are formed. The thin film terminal forming holes 61, 62 are squares having a side length A of 5 mm, and the distance L between them is 0.5 mm. This L corresponds to the length of the thin film strip. The width W of the groove 63 is 25 μm. Therefore, the dimensions of the thin film strip 23 in FIG.
m, width 25 μm, thickness 0.1 μm.
第4図はマスクの別の例を示す。このマスク160は、
四つの薄膜端子形成孔161、162、163、164と、三つの薄
膜ストリップ形成溝165、166、167とが形成されてい
る。三つの溝の幅Wはそれぞれ異なり、第1の溝165の
幅が15μm、第2の溝166が25μm、第3の溝167が50μ
mである。寸法AとLは、第3図のものと同じである。
このマスクを利用すると、3種類の幅の薄膜ストリップ
を同時に試料表面に形成できる。試料の熱定数測定を行
う場合は、どれか一つの薄膜ストリップを使うことにな
り、その両側の薄膜端子に電気接続端子を接続すること
になる。3種類の薄膜ストリップのそれぞれを利用して
試料の熱定数を測定すれば、薄膜ストリップの幅の影響
を考察することができる。FIG. 4 shows another example of the mask. This mask 160
Four thin film terminal forming holes 161, 162, 163, 164 and three thin film strip forming grooves 165, 166, 167 are formed. The widths W of the three grooves are different, the width of the first groove 165 is 15 μm, the width of the second groove 166 is 25 μm, and the width of the third groove 167 is 50 μm.
m. The dimensions A and L are the same as in FIG.
Using this mask, thin film strips of three different widths can be simultaneously formed on the sample surface. When measuring the thermal constant of the sample, one of the thin film strips is used, and the electrical connection terminals are connected to the thin film terminals on both sides thereof. The effect of the width of the thin film strip can be considered by measuring the thermal constant of the sample using each of the three types of thin film strips.
なお、第4図において、溝の幅を5μm、10μm、15
μmとしたものについても、実際にマスクを製作し、こ
れを用いて金属薄膜を形成した。In FIG. 4, the widths of the grooves are 5 μm, 10 μm, 15
A mask having a thickness of μm was actually manufactured, and a metal thin film was formed using the mask.
[発明の効果] 以上説明したように本発明は、薄膜端子に突起を接触
させ、この突起の中央に形成した貫通孔の内部に導電性
ペイントを流し込んでいるので、非常に薄い薄膜端子と
電気接続端子との電気接続を確実にすることができる。EFFECTS OF THE INVENTION As described above, according to the present invention, the projection is brought into contact with the thin film terminal, and the conductive paint is poured into the through hole formed in the center of the projection. The electrical connection with the connection terminal can be ensured.
第1図は本発明の方法の一実施例を示す斜視図、 第2図は電気接続端子の断面図、 第3図は薄膜形成マスクの斜視図、 第4図は薄膜形成マスクの別の例を示す平面図である。 10……試料 20……金属薄膜 21、22……薄膜端子 23……薄膜ストリップ 40……電気接続端子 41……突起 42……貫通孔 70……シルバーペイント FIG. 1 is a perspective view showing an embodiment of the method of the present invention, FIG. 2 is a sectional view of an electrical connection terminal, FIG. 3 is a perspective view of a thin film forming mask, and FIG. 4 is another example of a thin film forming mask. FIG. 10 …… Sample 20 …… Metal thin film 21, 22 …… Thin film terminal 23 …… Thin film strip 40 …… Electrical connection terminal 41 …… Projection 42 …… Through hole 70 …… Silver paint
Claims (2)
の電流を流し、この薄膜ストリップの電気抵抗の変化を
測定することによって試料の熱定数を測定する方法にお
いて、 前記薄膜ストリップと一体に形成した薄膜端子に、電気
接続端子の突起を接触させ、この突起の中央に形成した
貫通孔の内部に導電性ペイントを流し込み、この導電性
ペイントの溶媒を蒸発させることによって前記薄膜端子
と電気接続端子との導通を確実にする電気接続方法。1. A method for measuring a thermal constant of a sample by applying a predetermined current to a thin film strip arranged on the surface of a sample and measuring a change in electric resistance of the thin film strip, which is formed integrally with the thin film strip. The projection of the electrical connection terminal is brought into contact with the thin film terminal, the conductive paint is poured into the through hole formed in the center of the projection, and the thin film terminal and the electrical connection terminal are formed by evaporating the solvent of the conductive paint. Electrical connection method that ensures the continuity of.
の電流を流し、この薄膜ストリップの電気抵抗の変化を
測定することによって試料の熱定数を測定する装置にお
いて、 前記薄膜ストリップと一体に形成された薄膜端子に接触
するための突起と、この突起の中央に形成された貫通孔
とを有することを特徴とする電子接続端子。2. An apparatus for measuring a thermal constant of a sample by applying a predetermined current to the thin film strip arranged on the surface of the sample and measuring a change in electric resistance of the thin film strip, which is formed integrally with the thin film strip. An electronic connection terminal, comprising: a protrusion for contacting the thin film terminal; and a through hole formed in the center of the protrusion.
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JP18456588A JP2673549B2 (en) | 1988-07-26 | 1988-07-26 | Electrical connection method and electrical connection terminal to thin film strip of thermal constant measuring device |
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