KR101793894B1 - 접촉식 시험 장치 및 환경 시험 방법 - Google Patents

Abstract

승온 가능한 승온 플레이트를 가지며, 상기 승온 플레이트 위에 피시험물을 접촉시켜 원하는 시험을 실시하는 접촉식 시험 장치에 있어서, 상기 승온 플레이트를 가열하는 가열 부재를 가지며, 상기 가열 부재는 복수조의 발열체와, 발열체에 급전하는 급전부를 가지며, 상기 발열체는 면상으로 분포하고, 상기 복수의 발열체의 1군 또는 전부는 병렬로 접속되어 있고, 상기 발열체의 일부 또는 전부는 온도/저항 특성이 급준하여 온도가 상승하면 저항값도 상승하는 것이며, 상기 가열 부재는 승온 플레이트와 대향하도록 배치되고, 승온 플레이트와 가열 부재 사이에 간극이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 접촉식 시험 장치.

Description

접촉식 시험 장치 및 환경 시험 방법{CONTACT TYPE TESTING APPARATUS AND ENVIRONMENTAL TESTING METHOD}

본 발명은 피시험물의 온도 특성의 평가를 행하는 접촉식 시험 장치에 관한 것이다. 또한, 상기 접촉식 시험 장치를 사용하여 피시험물의 온도 특성을 평가하는 환경 시험 방법에 관한 것이다.

제품 등의 성능을 평가하는 방법의 하나로서, 환경 시험이 있다. 환경 시험은 제품 등을 특정한 환경하에 두고, 성능 등의 변화를 관찰하는 것이다.

환경 시험의 하나로서, 온도 특성 평가 시험이 있다. 온도 특성 평가 시험은, 예를 들면, 프린트 기판에 실장하는 소형 디바이스에 있어서, 구성 부재의 온도 특성을 평가하는 시험이다.

온도 특성 평가 시험은, 예를 들면, 평가 대상인 프린트 기판(피시험물)을 핫플레이트 위에 탑재하고, 피시험물을 소정의 온도로 가열한 상태에서 통전함으로써, 피시험물의 온도 특성을 평가하는 것이다.

온도 특성 평가 시험은 복수의 피시험물을 한장의 핫플레이트에 탑재하여 동시에 각 피시험물을 평가하는 경우가 많다. 당연히, 신뢰성이 높은 온도 특성의 데이터를 얻기 위해서는, 모든 피시험물에 있어서 동일 조건·환경에서 평가하는 것이 필요해진다.

그래서, 온도 특성 평가 시험에 사용되는 핫플레이트에서는, 종래부터 모든 피시험물이 동일한 온도 조건하가 되도록, 피시험물의 탑재면의 온도 분포를 균일하게 하는 연구가 이루어지고 있었다.

예를 들면, 일본 공개특허공보 제2002-198302호(특허문헌 1)에 기재된 핫플레이트는 원판상의 절연성 세라믹 기판의 내부에 동심원상의 저항 발열체를 매몰하고 있다. 그리고, 저항 발열체를 절연성 세라믹 기판의 외주부의 열용량이 중앙부의 열용량에 비해 상대적으로 작게 하여, 절연성 세라믹 기판의 탑재면의 면 내의 온도 분포를 균등하게 하고 있다. 이 특허문헌 1에 의하면, 특허문헌 1에 기재된 핫플레이트는 탑재면의 표면에 있어서 어느 정도 정밀도가 양호한 온도 분포를 얻을 수 있다고 되어 있다. 피시험물 내에서의 온도 분포는, 가령 피시험물에서 열이 발생하지 않으면, 탑재면의 온도 분포와 1:1로 대응할 것으로 생각된다. 이로 인해, 특허문헌 1에 기재된 핫플레이트를 사용하면, 각각의 피시험물이 균등하게 가열되어 정확한 온도 특성의 데이터가 얻어질 것으로 추찰할 수 있다.

일본 공개특허공보 제2002-198302호

그러나, 환경 시험을 행하는 피시험물 중에는, 통전 등에 의해 자기 발열하는 기기를 구비한 피시험물이 있다. 발열하는 기기를 구비한 피시험물을 시험하는 경우에는, 기기에서 발생하는 열이 피시험물의 다른 부위의 온도 상태에 영향을 준다. 즉, 기기 근방의 온도는 기기 주위의 온도보다도 고온으로 되기 때문에, 피시험물 전체의 온도 분포가 불균일해져, 온도가 높은 부위와 낮은 부위가 생겨 버릴 가능성이 있다. 또한, 기기 자체의 온도 특성을 측정하는 경우에는, 자기 발열에 의해 시험 온도가 흐트러져 시험 온도가 일정해지지 않을 가능성이 있다.

이와 같이, 특허문헌 1에 기재된 핫플레이트에서는, 탑재면의 온도 분포가 균일해도, 각각의 피시험물의 구성 부재가 균일한 온도 조건하에 놓여지지 않아, 온도 특성을 정확하게 평가할 수 없을 우려가 있었다.

또한, 상기한 복수의 피시험물을 동시에 시험하는 경우에는, 기기의 통전량의 과다나 내부 저항의 변화 등에 의해, 피시험물 간에 기기의 발열 상태가 불균일해지는 경우가 있다. 즉, 기기의 발열량이 피시험물에 따라 상이한 경우가 있다.

이로 인해, 각 피시험물 간의 시험 환경이 불균일하여, 동일 조건·동일 환경이 되지 않으며, 개개의 피시험물의 온도 특성을 정확하게 평가할 수 없는 문제가 있었다.

그래서, 본 발명은 피시험물이 자기 발열하는지 여부에 상관없이, 피시험물 내에서의 온도의 불균일을 억제할 수 있는 접촉식 시험 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. 또한, 시험시에 피시험물의 일부가 국소적으로 발열하는 피시험물이라도, 정확하게 온도 특성을 측정할 수 있는 환경 시험 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명자들은, 다음의 것을 염두에 두고 접촉식 시험 장치를 개발하였다. 즉, 피시험물에는 자기 발열하지 않는 경우, 자기 발열하는 경우의 2가지 경우가 있다. 접촉식 시험 장치에 범용성을 갖게 하기 위해서는, 어느 경우에 있어서도 시험시의 피시험물의 온도 분포를 균일하게 할 필요가 있다.

전자의「자기 발열하지 않는 경우」에 관해서는, 종래의 구조와 마찬가지로, 피시험물을 접촉시키는 승온 플레이트의 면내의 온도 분포를 균등하게 함으로써 달성할 수 있다. 그러나, 상기한 바와 같이 후자의「자기 발열하는 경우」의 경우에는, 승온 플레이트의 면내의 온도 분포가 균등해도 피시험물의 온도 분포에 불균일이 발생한다.

그래서, 본 발명자는 승온 플레이트의 면 내의 온도 분포를 균등하게 하면서, 후자의 「자기 발열하는 경우」의 경우에 있어서, 피시험물의 발열에 대응한 발열체의 발열 상태를 조정할 수 있는 기구를 개발하였다.

상기의 것을 염두에 두고 도출된 본 발명의 하나의 양상은 승온 가능한 승온 플레이트를 가지며, 상기 승온 플레이트 위에 피시험물을 접촉시켜 원하는 시험을 실시하는 접촉식 시험 장치에 있어서, 상기 승온 플레이트를 가열하는 가열 부재를 가지며, 상기 가열 부재는 복수조(條)의 발열체와, 발열체에 급전하는 급전부를 가지며, 상기 발열체는 면상으로 분포하고, 상기 복수의 발열체의 1군 또는 전부는 병렬로 접속되어 있고, 상기 발열체의 일부 또는 전부는 온도/저항 특성이 급준하여 온도가 상승하면 저항값도 상승하는 것이며, 상기 가열 부재는 승온 플레이트와 대향하도록 배치되고, 승온 플레이트와 가열 부재 사이에 간극이 형성되어 있는 것이다.

여기서 말하는「온도/저항 특성」이란 온도에 대한 저항값의 관계를 말한다.

여기서 말하는「온도/저항 특성이 급준」이란, 온도 계수가 1000ppm/℃ 이상인 것을 나타낸다.

여기서 말하는「조」란, 가늘고 긴 것의 수량을 나타내며, 형상은 상관없다. 즉, 직선상이라도 좋고 곡선상이라도 좋다.

본 양상에 의하면, 가열 부재는 복수조의 발열체가 면상으로 분포되어 있고, 복수의 발열체의 1군 또는 전부는 급전부에 대해 병렬로 접속되어 있다. 즉, 가열 부재에는 가늘고 긴 복수의 발열체가 면상으로 깔려 있고, 그 각각의 1군 또는 전부가 급전부에 병렬 접속되어 있다. 이로 인해, 발열체의 병렬 접속된 일부 또는 전부는 모든 급전부에 대해 동전위가 된다.

또한, 본 양상에 의하면, 발열체의 일부 또는 전부는 온도/저항 특성이 급준하여 온도가 상승하면 저항값도 상승하는 것이다. 즉, 발열체는 온도가 상승하면 그 저항값이 급상승하고, 온도가 저하되면 저항값이 급강하하는 것이다.

즉, 병렬 접속된 각 발열체는 동전위로 되어 있기 때문에, 발열체의 일부 또는 전부는, 온도가 상승하면, 즉시 저항값이 상승하여, 발열량이 감소된다. 또한, 발열체의 일부 또는 전부는, 온도가 저하되면, 즉시 저항값이 하강하여, 발열량이 증대된다.

이와 같이 본 양상의 접촉식 시험 장치는 발열체 자체에 온도 변화에 따라 발열량을 조정하는 자동 조정 기능을 가지고 있다.

이로 인해, 예를 들면, 자기 발열하는 피시험물을 시험한 경우에는, 피시험물의 온도 변화에 맞추어, 발열체가 바로 발열량을 조정하기 때문에, 피시험물 전체에서의 온도 분포가 일어나기 어렵다.

또한, 자기 발열하지 않는 피시험물을 시험한 경우에는, 피시험물이 발열하지 않기 때문에, 피시험물의 온도가 일정하고, 그대로 발열체의 발열량에 반영된다.

여기서, 상기한 바와 같이 본 양상에 의하면, 복수의 가늘고 긴 발열체가 면상으로 분포되어 있다.

통상적으로, 열원에서 발생한 열은 열원을 중심으로 하여 동심원상으로 확산되기 때문에, 발열체에서 발생하는 열은 천지(天地) 방향(상하 방향, 승온 플레이트의 주면에 대해 직교 방향)에 있어서 발열원인 발열체를 중심으로 동심원상으로 확산될 것으로 추찰할 수 있다.

가령 승온 플레이트와 가열 부재가 직접 접촉한 상태에서 발열체가 발열한 경우에는, 발열체로부터 직접 승온 플레이트로 열이 전달되기 때문에, 발열체 바로 위의 부위와, 인접하는 발열체 간의 간극 부위에서, 승온 플레이트로 전달되는 열량이 상이하다. 즉, 승온 플레이트의 면 내에 있어서, 발열체의 열이 잘 전달되는 조밀한 부분과, 발열체의 열이 전달되기 어려운 성긴 부분이 발생한다. 이로 인해, 도 17a와 같이, 승온 플레이트의 면 내에서 온도 분포에 불균일이 발생하여, 피시험물 내에 있어서도 온도 분포에 불균일이 발생할 우려가 있다.

그래서, 본 양상에 의하면, 승온 플레이트와 가열 부재 사이에 일정한 간극이 형성되어 있다. 즉, 본 양상에 의하면, 발열체로부터 승온 플레이트까지 사이에 거리가 있고, 열이 확산되어 균일해진 상태에서 승온 플레이트로 전달된다. 이로 인해, 도 17b와 같이, 승온 플레이트의 면 내의 온도 분포가 균등해져, 피시험물 내에 있어서도 온도 분포가 균일해진다.

이상과 같이 본 양상의 접촉식 시험 장치라면, 피시험물이 자기 발열하지 않는 경우 및 자기 발열하는 경우의 어느 경우에 있어서도 원하는 온도 환경을 정밀하게 형성할 수 있어, 정확한 온도 특성을 측정할 수 있다.

바람직한 양상은, 상기 가열 부재는 기판을 가지며, 상기 발열체는 상기 기판 위에 설치되고, 상기 기판의 승온 플레이트와 대향하는 면은 제 1 피복 부재로 피복되어 있고, 발열체가 발열함으로써, 제 1 피복 부재의 표면으로부터 원적외선이 복사되는 것이다.

여기서 말하는「원적외선」이란 파장 4㎛ 내지 1㎜ 범위의 전자파를 말한다.

본 양상에 의하면, 제 1 피복 부재의 표면으로부터 복사되는 원적외선에 의해 승온 플레이트와 가열 부재 사이의 간극을 방사 전열하기 때문에, 가열 부재로부터의 열류가 시험 중 거의 변화되지 않고 유지되게 되어, 승온 플레이트를 효율적으로 가열할 수 있다.

상기한 양상은 상기 승온 플레이트 위에 복수의 피시험물을 접촉시켜 원하는 시험을 실시하는 접촉식 시험 장치로서, 상기 복수의 피시험물 중 적어도 2개의 피시험물은 자기 발열하는 것이며, 승온 플레이트를 평면으로 봤을 때, 상기 2개의 피시험물은 상기 급전부에 병렬 접속된 상이한 발열체와 중첩되도록 설치할 수 있는 것이라도 좋다.

이 양상에 의하면, 자기 발열하는 2개의 피시험물은 급전부에 병렬 접속된 상이한 발열체와 중첩되도록 설치할 수 있기 때문에, 각각의 피시험물의 발열 상태에 맞추어, 발열체가 온도 조절 기능을 발휘할 수 있다. 이로 인해, 각각의 피시험물 간의 자기 발열에 의한 온도 환경의 불균일을 억제할 수 있다.

또한 상기한 양상은, 상기 가열 부재는 기판을 가지며, 상기 발열체는 상기 기판 위에 설치되고, 상기 기판의 승온 플레이트와 대향하는 표면은 제 1 피복 부재로 피복되어 있고, 상기 제 1 피복 부재는 파장 5㎛에 있어서의 방사율이 0.4 이상 1 미만인 것이라도 좋다.

이 양상에 의하면, 제 1 피복 부재의 원적외선의 파장의 하나인 5㎛에 있어서의 방사율이 0.4 이상 1 미만이기 때문에, 열에너지를 원적외선으로서 방출하기 쉬워, 보다 효율적으로 가열할 수 있다.

상기한 양상은, 상기 제 1 피복 부재는 결정화 유리에 의해 형성되어 있는 것이라도 좋다.

바람직한 양상은, 상기 승온 플레이트는 원적외선을 흡수하기 쉬운 재료에 의해 형성되어 있는 것이다.

상기한 양상은, 상기 승온 플레이트는 파장 5㎛에 있어서의 흡수율이 0.3 이상 1 미만인 것이라도 좋다.

이 양상에 의하면, 승온 플레이트의 파장 5㎛에 있어서의 흡수율이 0.3 이상 1 미만이기 때문에, 발열체의 열에 의해 발생하는 가열 부재의 표면으로부터의 원적외선을 효율적으로 흡수할 수 있다. 즉, 본 양상의 접촉식 시험 장치는 승온 플레이트가 원적외선을 흡수하기 쉬워, 따뜻해지기 쉽다.

상기한 양상은, 상기 승온 플레이트는 표면에 알루마이트 가공을 실시한 알루미늄판(흑색 알루마이트를 포함) 또는 흑체 도료에 의해 형성되어 있는 것이라도 좋다.

상기한 양상은, 상기 간극은 0.5㎜ 이상 4.5㎜ 이하인 것이라도 좋다.

승온 플레이트와 가열 부재 사이의 간극이 0.5㎜ 미만인 경우, 승온 플레이트와 가열 부재의 거리가 지나치게 가까워, 상기와 같은 각 발열체에 의한 발열량에 성긴 부위와 조밀한 부위가 발생하여, 승온 플레이트가 균등하게 가열되지 않을 우려가 있다.

승온 플레이트와 가열 부재 사이의 간극이 4.5㎜ 초과인 경우, 승온 플레이트와 가열 부재의 거리가 지나치게 떨어져, 자기 발열하는 피시험물을 사용한 경우에 피시험물로부터 발생하는 열이 지나치게 확산되어 피시험물의 발열 부위의 열이 정확하게 발열체에 반영되지 않을 우려가 있다.

승온 플레이트의 면 내의 온도 분포를 균일하게 하는 관점에서, 간극은 1㎜ 이상인 것이 보다 바람직하다. 피시험물의 발열 부위를 보다 선명하게 발열체에 반영시키는 관점에서, 간극은 3㎜ 이하인 것이 보다 바람직하다.

바람직한 양상은 승온 플레이트 위에 자기 발열하는 피시험물을 접촉시켜 원하는 시험을 실시하는 접촉식 시험 장치로서, 피시험물이 발열함으로써, 승온 플레이트의 표면으로부터 가열 부재에 원적외선이 복사되는 것이다.

본 양상에 의하면, 피시험물의 발열에 의해 승온 플레이트의 표면으로부터 가열 부재에 원적외선이 복사되기 때문에, 발열체의 대응 부위가 가열되어 발열체의 발열량이 조정된다.

그런데, 가열 부재는 시험시에는 온도가 고온이 되기 때문에, 기판과 제 1 피복 부재의 열팽창 계수의 차가 큰 경우, 이 열팽창 계수의 차에 의해, 가열 부재가 변형되어 한쪽으로 휘거나, 부분적으로 파손되거나 할 우려가 있다.

그래서, 바람직한 양상은, 상기 가열 부재는 기판을 가지며, 상기 발열체는 상기 기판 위에 설치되고, 상기 기판의 승온 플레이트와 대향하는 면은 제 1 피복 부재로 피복되어 있고, 또한, 상기 기판의 승온 플레이트와 반대면은 제 2 피복 부재로 피복되어 있고, 상기 제 2 피복 부재의 열팽창 계수는 상기 제 1 피복 부재의 열팽창 계수와 동일한 값 또는 가까운 값을 취하는 것이다.

여기서 말하는「열팽창 계수가 가까운 값」이란 열팽창 계수의 차가 ±3×10^-6/℃ 이내인 것이다.

본 양상에 의하면, 기판의 표면측을 제 1 피복 부재로 피복하는 동시에, 기판의 하면측에도 제 1 피복 부재의 열팽창 계수와 동일한 값 또는 가까운 값을 취하는 제 2 피복 부재로 피복하기 때문에, 가열 부재의 휘어짐을 방지할 수 있다.

바람직한 양상은 가열 부재를 사이에 개재하여 승온 플레이트와 반대측에 방열판을 가지며, 상기 방열판은 조사된 원적외선의 대부분을 반사하는 것이며, 또한, 가열 부재와의 사이에 공간이 형성되어 있는 것이다.

여기서 말하는「조사된 원적외선의 대부분을 반사한다」란 조사된 원적외선의 80% 이상을 반사하는 것을 말한다.

본 양상에 의하면, 가열 부재측으로부터 조사된 원적외선은 방열판에 의해 반사되기 때문에, 원적외선을 가열 부재측으로 되돌리는 것이 가능하여, 에너지의 손실을 억제할 수 있다.

한편, 상기한 정의에 의하면, 방열판은 조사된 원적외선의 80% 이상을 반사하는 것이지만, 보다 에너지 손실을 억제할 수 있는 관점에서, 방열판은 조사된 원적외선의 90% 이상을 반사하는 것인 것이 바람직하며, 95% 이상을 반사하는 것인 것이 보다 바람직하다.

본 발명의 하나의 양상은 상기한 접촉식 시험 장치를 사용하여 피시험물의 환경 시험을 행하는 환경 시험 방법으로서, 상기 피시험물은 면상으로 넓은 것으로서, 그 면 내에 자기 발열하는 발열부가 존재하는 것을 특징으로 하는 환경 시험 방법이다.

본 양상에 의하면, 국소적으로 온도 분포가 발생하는 피시험물을 사용한 경우라도, 피시험물 전체를 균등한 온도 상태로 할 수 있어, 온도 조건에 있어서의 피시험물의 특성을 정확하게 측정할 수 있다.

본 발명의 접촉식 시험 장치에 의하면, 피시험물이 자기 발열하는지 여부에 상관없이, 피시험물 내에서의 온도의 불균일을 억제할 수 있다.

본 발명의 환경 시험 방법에 의하면, 시험시에 피시험물의 일부가 국소적으로 발열하는 피시험물이라도, 정확하게 온도 특성을 측정할 수 있다.

도 1은 본 발명의 제 1 실시형태에 따르는 접촉식 시험 장치의 사시도이다.
도 2는 도 1의 접촉식 시험 장치의 A-A 단면도이다.
도 3은 도 1의 접촉식 시험 장치 및 피시험물의 분해 사시도이다.
도 4는 도 3의 가열 부재의 일부 파단 사시도이다.
도 5는 도 3의 가열 부재를 모식적으로 도시하는 평면도이다.
도 6은 본 발명의 제 1 실시형태에 있어서의 접촉식 시험 장치의 가열 부재와 승온 플레이트와 피시험물의 각 온도 상황을 도시하는 설명도이며, 도 6a 내지 도 6c는 경시 변화에 의한 그래프를 각각 도시한다.
도 7은 본 발명의 제 1 실시형태에 있어서의 접촉식 시험 장치의 가열 부재와 승온 플레이트와 피시험물의 각 온도 상황을 도시하는 설명도이며, 도 7a 내지 도 7c는 경시 변화에 의한 그래프를 각각 도시한다.
도 8은 본 발명의 제 1 실시형태에 있어서의 접촉식 시험 장치의 가열 부재와 승온 플레이트와 피시험물의 각 온도 상황을 도시하는 설명도이며, 도 8a 내지 도 8c는 경시 변화에 의한 그래프를 각각 도시한다.
도 9는 본 발명의 비교예에 있어서의 접촉식 시험 장치의 가열 부재와 승온 플레이트와 피시험물의 각 온도 상황을 도시하는 설명도이다.
도 10은 본 발명의 다른 실시형태에 있어서의 가열 부재를 모식적으로 도시한 평면도이다.
도 11은 본 발명의 다른 실시형태에 있어서의 가열 부재를 모식적으로 도시한 평면도이다.
도 12는 본 발명의 다른 실시형태에 있어서의 접촉식 시험 장치를 모식적으로 도시한 평면도이다.
도 13은 본 발명의 다른 실시형태에 있어서의 접촉식 시험 장치를 모식적으로 도시한 사시도이다.
도 14는 본 발명의 다른 실시형태에 있어서의 접촉식 시험 장치를 모식적으로 도시한 사시도이다.
도 15는 본 발명의 다른 실시형태에 있어서의 가열 부재를 모식적으로 도시한 평면도이다.
도 16은 본 발명의 다른 실시형태에 있어서의 접촉식 시험 장치를 모식적으로 도시한 사시도이다.
도 17은 승온 플레이트의 온도 상황을 도시하는 설명도이고, 도 17a는 승온 플레이트에 가열 부재를 직접 접촉시킨 경우의 그래프이고, 도 17b는 승온 플레이트와 가열 부재 사이에 간극을 형성한 경우의 그래프이다.

이하에 본 발명의 제 1 실시형태에 관해서 상세하게 설명한다.

또한, 이하의 설명에 있어서, 특별히 언급하지 않는 한, 상하의 위치 관계는 통상의 설치 위치(도 1)를 기준으로 설명한다. 또한, 특별히 언급이 없는 한, 물성은 표준 상태를 기준으로 한다.

본 발명의 제 1 실시형태의 접촉식 시험 장치(1)는 원하는 온도 환경을 형성하는 환경 시험 장치이다. 접촉식 시험 장치(1)는 특히 피시험물(2)의 온도 특성을 측정하는 온도 특성 평가 시험에 적합하게 사용되는 것이다.

또한, 접촉식 시험 장치(1)는 구체적으로는 핫플레이트이며, 피시험물(2)을 상온보다도 높은 온도 조건하에 노출시키는 것이다. 즉, 접촉식 시험 장치(1)는 1 또는 복수의 피시험물(2)을 승온 플레이트(3)에 접촉시키고, 승온 플레이트(3)를 승온시켜 사용되는 것이다.

접촉식 시험 장치(1)는 통전함으로써 자기 발열하는 피시험물(2)을 측정할 때 온도 분포 자동 조정 기능을 가지고 있는 것을 특징의 하나로 한다.

이로 인해, 이하의 설명에 있어서는, 통전함으로써 자기 발열하는 피시험물(2)을 사용한 경우에 관해서 설명하고, 자기 발열하지 않는 피시험물을 사용하는 경우에 관해서는 설명을 생략한다.

접촉식 시험 장치(1)는, 도 1과 같이, 공지의 단열 상자(4) 안에 넣어 사용되는 것이다. 즉, 접촉식 시험 장치(1)는 단열 상자(4)와 조합하여 원하는 환경을 형성하는 것이다.

접촉식 시험 장치(1)는, 도 2, 도 3에 도시되는 바와 같이, 승온 플레이트(3)와, 가열 부재(5)와, 방열판(6)을 가지고 있다.

피시험물(2)은 환경 시험의 평가 대상이고, 소형 디바이스를 실장하는 반도체 기판이다. 구체적으로는, 피시험물(2)은, 도 1과 같이, 면상으로 넓은 에폭시 기판 등의 기판(30) 위에 통전에 의해 열을 발생하는 공시체 발열부(31)(발열부)를 실장한 것이다. 즉, 피시험물(2)에는 그 면 내에 자기 발열하는 부위가 존재한다.

승온 플레이트(3)는, 도 3과 같이, 면상으로 넓은 판상 부재이다. 승온 플레이트(3)는 원형 또는 다각 형상을 하고 있고, 본 실시형태에서는 대략 사각 형상을 하고 있다.

승온 플레이트(3)는, 도 1, 도 2, 도 3과 같이, 탑재부(7)를 가지고 있다.

탑재부(7)는 복수의 피시험물(2)을 탑재하는 부위이고, 본 실시형태에서는, 최대 4개까지의 피시험물(2)을 탑재 가능하게 되어 있다.

탑재부(7)의 적어도 하면(가열 부재(5)와 대향하는 면)은 원적외선을 흡수하기 쉬운 재료로 형성되어 있다.

구체적으로는, 탑재부(7)의 적어도 하면은 파장 5㎛에 있어서의 흡수율이 0.3 이상 1 미만인 재료에 의해 형성되어 있다. 탑재부(7)의 적어도 하면은, 파장 5㎛에 있어서의 흡수율이 0.5 이상 1 미만인 재료에 의해 형성되어 있는 것이 바람직하다. 파장 5㎛에 있어서의 흡수율이 0.8 이상 1 미만인 재료에 의해 형성되어 있는 것이 보다 바람직하다.

본 실시형태에서는 탑재부(7) 전체가 동일한 재료, 즉, 원적외선을 흡수하기 쉬운 재료로 형성되어 있다.

승온 플레이트(3)의 적어도 하면은 표면에 알루마이트 가공을 실시한 알루미늄판(흑색 알루마이트를 포함) 또는 흑체 도료에 의해 형성되어 있는 것이 바람직하다.

탑재부(7)의 피시험물(2)의 탑재 부위의 평균 두께는 5 내지 10㎜인 것이 바람직하다. 본 실시형태에서는, 탑재부(7)의 두께는 균일하며 8㎜ 정도이다.

가열 부재(5)는 승온 플레이트(3)를 가열하는 부재이고, 도 4, 도 5로부터 알 수 있는 바와 같이 복수조의 발열체(22)와, 발열체(22)에 급전하는 급전부(26, 27)를 가지고 있다.

발열체(22)는, 도 5에 도시되는 바와 같이, 가늘고 길게 연신된 전열선이고, 급전부(26, 27)로부터 급전함으로써 발열하는 것이다.

발열체(22)는 면상으로 분포되어 있고, 각 발열체(22)는 소정의 간격을 두고 각각 대략 평행해지도록 병렬되어 있다.

또한, 각 발열체(22)의 단부는 각각 급전부(26, 27)에 접속되어 있고, 급전부(26, 27)에 대해 전기적으로 병렬 접속되어 있다.

즉, 가열 부재(5)의 각 발열체(22) 및 급전부(26, 27)는 기판(20) 위를 빗상으로 분포하고 있다. 즉, 급전부(26, 27)는 소정의 방향으로 연신되어 있고, 각 발열체(22)는 급전부(26, 27)로부터 급전부(26, 27)에 대해 직교하는 방향으로 연신되어 있다.

구체적으로는, 급전부(26, 27)는 기판(20)의 대향하는 2변과 평행한 방향으로 연신되어 있고, 각 발열체(22)는 나머지 2변과 평행한 방향으로 연신되어 있다.

발열체(22)는 온도/저항 특성이 급준하여 온도가 상승하면 저항값도 상승하는 성질을 가지고 있다.

구체적으로는, 발열체(22)는 온도 계수가 1000ppm/℃ 이상 2000ppm/℃ 이하의 성질을 가진다.

발열체(22)는 온도의 반영 용이성의 관점에서 온도 계수가 1000ppm/℃ 이상의 성질을 갖는 것이 바람직하며, 1500ppm/℃ 이상의 성질을 갖는 것이 보다 바람직하다.

또한 발열체(22)는 저항의 변화량을 적량으로 제어하는 관점에서 2000ppm/℃ 이하의 성질을 가지고 있는 것이 바람직하며, 1750ppm/℃ 이하의 성질을 가지고 있는 것이 보다 바람직하다.

본 실시형태의 발열체(22)는 1000ppm/℃의 은-팔라듐 합금(Ag-Pd)에 의해 형성되어 있다.

발열체(22)의 형성 방법은, 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면, 스크린 인쇄법에 의해 형성할 수 있다.

도 5에 도시되는 인접하는 발열체(22, 22) 간의 간격(S1)은 1 내지 10㎜인 것이 바람직하다.

간격(S1)이 1㎜보다도 좁아지면, 인접하는 발열체(22)에서 발생하는 열의 영향을 받아 온도 분포 자동 조정 기능을 충분히 발휘할 수 없게 될 우려가 있다. 간격(S1)이 10㎜보다도 넓어지면, 승온 플레이트(3)를 균등하게 가열할 수 없을 우려가 있다.

급전부(26, 27)는 외부 전원에 전기적으로 접속되어, 발열체(22)에 대해 전류를 공급하는 것이다.

급전부(26, 27)는 도전체로 형성되어 있다. 또한, 급전부(26, 27)는 발열체(22)와 동일한 재료에 의해 형성되어 있어도 좋다.

가열 부재(5)는, 도 2, 도 4에 도시되는 바와 같이, 기판(20) 위의 한쪽 주면(승온 플레이트(3)와 대향하는 측의 면)에, 제 1 피복 부재(25)가 적층되어 있다. 또한 가열 부재(5)는 기판(20) 위의 다른쪽 주면(승온 플레이트(3)와 반대측의 면)에 절연층(21), 발열체(22), 및 제 2 피복 부재(23)(피복 부재)가 이 순서로 적층된 단면 구조를 가지고 있다.

즉, 기판(20)의 한쪽 주면(상면)은 제 1 피복 부재(25)에 의해 피복되어 있다. 또한 기판(20)의 다른쪽 주면(하면)은 절연층(21)에 의해 피복되어 있고, 그 외측에 발열체(22)가 형성되어 있다. 또한, 절연층(21) 및 발열체(22)의 외측을 제 2 피복 부재(23)가 피복하고 있다.

기판(20)은 가열 부재(5)의 골격을 형성하는 판상 부재이고, 예를 들면 스테인리스스틸에 의해 형성되어 있다.

기판(20)은 승온 플레이트(3)와 대략 동일 형상을 하고 있고, 본 실시형태에서는, 승온 플레이트(3)와 같이, 대략 사각 형상을 하고 있다.

기판(20)의 크기는 승온 플레이트(3)와 거의 동일한 정도의 크기이다.

절연층(21)은 기판(20)과 발열체(22)의 직접 접촉을 방지하는 것이다. 즉, 발열체(22)를 통과하는 전류가 기판(20)으로 도망치는 것을 방지하는 절연막이다.

절연층(21)은 내열성 및 절연성을 갖는 것이면, 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면, 결정화 유리 등을 사용할 수 있다.

절연층(21)은 기판(20)의 한쪽 주면 위의 전면에 형성되어 있다.

제 1 피복 부재(25)는 발열체(22)에서 발생한 열을 승온 플레이트(3)에 방사 전열하는 부재이다.

제 1 피복 부재(25)의 적어도 상면(승온 플레이트(3)와 대면하는 면)은 원적외선을 조사하기 쉬운 재료에 의해 형성되어 있다.

구체적으로는, 제 1 피복 부재(25)는 파장 5㎛에 있어서의 방사율이 0.4 이상 1 미만인 재료에 의해 적어도 상면이 형성되어 있다.

제 1 피복 부재(25)는 열에너지를 원적외선으로 효율적으로 변환하는 관점에서, 파장 5㎛에 있어서의 방사율이 0.6 이상 1 미만인 재료에 의해 상면이 형성되어 있는 것이 바람직하다.

또한, 제 1 피복 부재(25)의 적어도 상면은 원적외선을 조사하기 쉬운 재료에 의해 형성되어 있는 것이 바람직하다.

본 실시형태에서는, 제 1 피복 부재(25) 전체가 원적외선을 조사하기 쉬운 재료에 의해 형성되어 있고, 구체적으로는, 결정화 유리에 의해 형성되어 있다.

제 2 피복 부재(23)는 제 1 피복 부재(25)와 동일 또는 가까운 열팽창 계수를 갖는 재료에 의해 형성되어 있다.

본 실시형태에서는, 제 2 피복 부재(23)는 제 1 피복 부재(25)와 동일 재료에 의해 형성되어 있다. 즉, 제 2 피복 부재(23)도 결정화 유리에 의해 형성되어 있다.

또한, 본 실시형태에서는, 제 2 피복 부재(23)는 제 1 피복 부재(25)와 동일한 재료에 의해 형성되어 있기 때문에, 원적외선을 조사하기 쉽다.

방열판(6)은 가열 부재(5)측으로부터 발생한 원적외선을 반사하는 판상체이다. 방열판(6)의 크기는, 도 2에 도시되는 바와 같이, 가열 부재(5)의 제 2 피복 부재(23)의 전면을 피복할 정도의 크기로 되어 있다.

방열판(6)은 조사된 원적외선의 대부분을 반사하는 재료에 의해 형성되어 있다. 방열판(6)은 조사된 원적외선의 90% 이상 100% 이하를 반사하는 것인 것이 바람직하며, 95% 이상 100% 이하를 반사하는 것인 것이 보다 바람직하다.

구체적으로는, 방열판(6)은 두께가 1㎜ 정도인 스테인리스스틸제의 박판으로 형성되어 있는 것이 바람직하다.

계속해서, 접촉식 시험 장치(1)의 각 부위의 위치 관계에 관해서 설명한다.

가열 부재(5)는, 도 2에 도시되는 바와 같이, 승온 플레이트(3)의 하방에 위치하고 있고, 승온 플레이트(3)의 하면과 가열 부재(5)의 상면은 소정의 간격을 두고 대면하고 있다. 즉, 승온 플레이트(3)의 하면과 가열 부재(5)의 상면 사이에는 일정한 간극(D1)이 형성되어 있다. 또한, 승온 플레이트(3)의 하면과 가열 부재(5)의 최상부를 형성하는 제 1 피복 부재(25)의 상면은 서로 대면하고 있다.

승온 플레이트(3)와 가열 부내(5) 사이의 간극(D1)(높이(상하 방향의 길이))은 0.5mm 이상 4.5mm 이하인 것이 바람직하다.

이 범위이면, 피시험물(2)의 공시체 발열부(31)의 열을 발열체(22)로 전열시키는 동시에, 승온 플레이트(3)를 균등하게 가열할 수 있다.

승온 플레이트(3)의 면 내의 온도 분포를 보다 균일하게 하는 관점에서, D1은 1mm 이상인 것이 보다 바람직하다. 피시험물(2)의 발열 부위를 보다 선명하게 발열체(22)에 반영시키는 관점에서, D1은 3mm 이하인 것이 보다 바람직하다.

방열판(6)은, 도 2와 같이, 가열 부재(5)의 하방에 위치하고 있고, 가열 부재(5)의 하면과 방열판(6)의 상면은 소정의 간격을 두고 대면하고 있다. 즉, 가열 부재(5)와 방열판(6) 사이에는 일정한 공간이 형성되어 있고, 가열 부재(5)의 최하부를 형성하는 제 2 피복 부재(23)와 방열판(6)은 서로 대면하고 있다. 또한, 방열판(6)은 가열 부재(5)를 사이에 개재하여 승온 플레이트(3)와 대향하는 위치에 있다.

가열 부재(5)와 방열판(6)의 간격(D2)은 5 내지 15㎜인 것이 바람직하다. 본 실시형태에서는, 간격(D2)은 10㎜ 정도이다.

계속해서, 접촉식 시험 장치(1)를 사용하여 복수의 피시험물(2)의 환경 시험을 동시에 행하는 경우의 환경 시험 방법에 관해서 각 부재의 위치 관계와 함께 설명한다.

우선, 승온 플레이트(3) 위에 복수의 피시험물(2)을 탑재한다.

이 때, 피시험물(2)은 승온 플레이트(3)를 평면에서 봤을 때, 도 5와 같이 급전부(26, 27)에 병렬 접속된 복수의 발열체(22)로 이루어지는 그룹과 중첩되도록 설치되어 있다. 즉, 피시험물(2)은 병렬 접속된 복수의 발열체(22)에 걸치도록 배치되어 있다.

또한, 각각의 피시험물(2)은 상이한 발열체(22)와 중첩되도록 설치되어 있다.

그 후, 피시험물(2)을 설치한 접촉식 시험 장치(1)를 승온 플레이트(3)가 수평 방향을 향한 가로 자세로 단열 상자(4)에 도입하고, 각 발열체(22)에 급전하여 가열한다.

이 때, 발열체(22)에 급전부(26, 27)로부터 급전되면, 발열체(22) 내의 저항에 의해, 발열체(22)가 발열한다. 발열체(22)가 발열하면, 발열체(22)의 상방(승온 플레이트(3)측)에서는, 발열체(22)의 열이 기판(20), 절연층(21)을 개재하여 제 1 피복 부재(25)로 전열되어, 제 1 피복 부재(25)의 온도가 올라간다. 제 1 피복 부재(25)의 온도가 올라가면, 제 1 피복 부재(25)의 표면(상면)으로부터 승온 플레이트(3)를 향하여 원적외선이 복사된다. 제 1 피복 부재(25)의 표면(상면)으로부터 복사된 원적외선은 승온 플레이트(3)의 표면(하면)에서 흡수되어, 승온 플레이트(3)의 온도가 상승한다. 승온 플레이트(3)의 온도가 상승하면 피시험물(2)의 온도가 상승하여, 피시험물(2)이 원하는 환경하에 놓여진다.

한편, 발열체(22)의 하방(방열판(6)측)에서는, 발열체(22)의 열이 제 2 피복 부재(23)로 전열되고, 제 2 피복 부재(23)의 온도가 올라간다. 제 2 피복 부재(23)의 온도가 올라가면, 제 2 피복 부재(23)의 표면(하면)으로부터 방열판(6)을 향하여 원적외선이 복사된다. 제 2 피복 부재(23)의 표면(하면)으로부터 복사된 원적외선은 방열판(6)의 표면(상면)에서 반사되고, 제 2 피복 부재(23)의 표면(하면)에서 흡수된다. 원적외선이 제 2 피복 부재(23)의 표면(하면)에서 흡수되면, 제 2 피복 부재(23)의 온도가 상승하여, 기판(20), 절연층(21)을 개재하여 제 1 피복 부재(25)로 전열된다.

이와 같이, 발열체(22)에서 발생한 열은 그 대부분이 승온 플레이트(3)로 전달되기 때문에, 열에너지의 손실이 적다.

원하는 환경이 형성되면, 공지의 측정 장치로 피시험물(2)의 특성을 측정하여 평가한다.

본 실시형태의 접촉식 시험 장치(1)는 상기한 바와 같이 온도 분포 자동 조정 기능을 구비하고 있고, 이 온도 분포 자동 조정 기능은 피시험물(2)이 자기 발열하는 것에 있어서 발휘된다. 이 온도 분포 자동 조정 기능에 관해서, 종래의 핫플레이트와 비교하면서 설명한다.

종래의 핫플레이트의 경우, 도 9와 같이, 피시험물(2)의 공시체 발열부(31)의 자기 발열에 의해, 피시험물(2)의 온도는, 피시험물(2)의 면 내에 있어서, 공시체 발열부(31)에 대응하는 위치를 피크 톱으로 하고, 피크 톱으로부터 외측을 향하여 점차 저하되어 간다(도 9의 굵은선 C). 또한, 종래의 핫플레이트에서는 발열체(22)의 가열 온도는 일정하기 때문에(도 9의 실선 A), 공시체 발열부(31)의 자기 발열을 받아 승온 플레이트(3)에 있어서도 피시험물(2)의 공시체 발열부(31)에 대응하는 위치를 피크 톱으로 하고, 승온 플레이트(3)의 온도는 피크 톱으로부터 외측을 향하여 점차 저하되어 간다(도 9의 파선 B).

이와 같이, 종래의 핫플레이트의 경우에는, 도 9의 굵은선 C와 같이, 피시험물(2)의 면 내에 있어서 온도에 불균일이 발생하여, 정확한 온도 특성을 측정할 수 없었다.

또한, 승온 플레이트(3) 위에 피시험물(2)을 밀집시켜 설치한 경우에는, 상기한 바와 같이 공시체 발열부(31)의 자기 발열을 받아 승온 플레이트(3)의 온도 분포가 흐트러지기 때문에, 다른 피시험물(2)의 측정에도 영향을 줄 우려가 있었다.

한편, 본 실시형태의 접촉식 시험 장치(1)의 경우에는, 발열 당초에는, 종래의 핫플레이트와 같이, 도 6a와 같이 피시험물(2)의 공시체 발열부(31)의 자기 발열에 의해, 피시험물(2)의 면 내에 있어서, 공시체 발열부(31)에 대응하는 위치를 피크 톱으로 한 온도 분포가 형성된다.

그 후, 도 6b와 같이, 발열체(22)가 이 온도 상승을 받아, 발열 당초에 비해 발열체(22) 내의 저항이 증대되어, 부분적으로 발열체(22)의 발열량이 감소된다(도 6b의 실선 A). 발열체(22)의 발열량이 감소되어 가면(도 6b의 실선 A), 발열체(22)의 발열량에 추수(追隨)하여 승온 플레이트(3)의 피크 톱은 저하되어 가며(도 6b의 파선 B), 피시험물(2)의 공시체 발열부(31)의 피크 톱도 저하되어 간다(도 6b의 굵은선 C). 또한, 피시험물(2)의 공시체 발열부(31)의 열이 주위의 온도가 낮은 부위로 흘러가 균열화되어 간다.

그리고, 발열체(22)의 발열량이 어느 일정값을 초과하여 더욱 감소되어 가면(도 6c의 실선 A), 승온 플레이트(3)의 온도 분포의 양음(正負)이 역전되어, 피시험물(2)의 공시체 발열부(31)와의 대응 부위를 피크 보텀으로 한 분포를 취한다(도 6c의 파선 B). 발열체(22)의 발열량이 더욱 감소되어 가면(도 7a의 실선 A), 피시험물(2)에서는 공시체 발열부(31)에 대응하는 위치를 피크 보텀으로 한 온도 분포가 형성된다(도 7a의 굵은선 C). 즉, 피시험물(2)의 공시체 발열부(31)의 부위가 주위의 온도에 비해 낮은 온도가 된다.

발열체(22)는 피시험물(2)의 공시체 발열부(31)의 대응 부위의 온도의 저하(도 7a의 굵은선 C)를 수용하여, 발열체(22) 내의 저항이 감소되어, 부분적으로 발열체(22)의 발열량이 증가되어 간다(도 7b의 실선 A). 발열체(22)의 발열량이 증가되어 가면(도 7c의 실선 A), 승온 플레이트(3)의 온도 분포의 피크는 상승되어 가고(도 7c의 파선 B), 피시험물(2)의 온도 분포의 피크도 상승한다(도 7c의 굵은선 C).

그리고, 발열체(22)의 발열량이 어느 일정값을 초과하여 더욱 증가되어 가면(도 8a의 실선 A), 승온 플레이트(3)의 온도 분포의 양음이 역전되어, 피시험물(2)의 공시체 발열부(31)와의 대응 부위를 피크 톱으로 한 분포를 취한다(도 8a의 파선 B).

발열체(22)의 발열량이 더욱 증가되어 가면(도 8B의 실선 A), 피시험물(2)에서는 공시체 발열부(31)에 대응하는 위치를 피크 톱으로 한 온도 분포가 형성된다(도 8b의 굵은선 C). 즉, 피시험물(2)의 공시체 발열부(31)의 부위가 주위의 온도에 비해 높은 온도가 된다.

이와 같이, 접촉식 시험 장치(1)의 경우에는, 발열체(22)의 발열량의 증감이 반복되어, 도 8c와 같이, 승온 플레이트(3) 및 피시험물(2)의 전체 온도가 소정의 값으로 수속되어, 균등해진다.

그리고, PID 제어에 의해 피시험물(2)의 전체 온도가 원하는 온도가 되도록 유지한다.

본 실시형태의 접촉식 시험 장치(1)에 의하면, 발열체(22) 위에 원적외선을 조사하기 쉬운 제 1 피복 부재(25)를 피복하고, 승온 플레이트(3)의 제 1 피복 부재(25)와 대면하는 부위를, 원적외선을 흡수하기 쉬운 것으로 형성하고 있다. 이로 인해, 원적외선에 의한 방사 전열이 스무스하게 되어, 온도 제어를 하기 쉽다.

본 실시형태의 접촉식 시험 장치(1)에 의하면, 가열 부재(5)의 표리면이 동일 재질의 제 1 피복 부재(25)와 제 2 피복 부재(23)로 형성되어 있기 때문에, 열팽창에 의한 가열 부재(5)의 휘어짐을 억제할 수 있다.

본 실시형태의 접촉식 시험 장치(1)에 의하면, 가열 부재(5)의 승온 플레이트(3)를 향하는 면과 반대측의 면에 제 2 피복 부재(23)가 형성되어 있고, 제 2 피복 부재(23)는 제 1 피복 부재(25)와 같은 원적외선을 조사하기 쉬운 재질로 형성되어 있다. 이로 인해, 온도 상승에 의해, 제 2 피복 부재(23)로부터의 원적외선의 조사량이 증가하여, 열에너지가 손실될 우려가 있다.

그리고, 본 실시형태의 접촉식 시험 장치(1)에 의하면, 제 2 피복 부재(23)와 대면하도록, 원적외선을 반사하기 쉬운 방열판(6)이 설치되어 있기 때문에, 제 2 피복 부재(23)로부터 조사된 원적외선은 방열판(6)에서 반사되어, 제 2 피복 부재(23)로 되돌아간다. 이로 인해, 제 2 피복 부재(23)로부터의 원적외선의 조사에 의해, 열에너지의 손실을 억제할 수 있다.

상기한 실시형태에서는 접촉식 시험 장치(1)를 사용하여 자기 발열하는 피시험물(2)에 관해서 시험한 경우에 관해서 설명했지만, 본 발명은 이것으로 한정되는 것은 아니며, 접촉식 시험 장치(1)는 자기 발열하지 않는 피시험물(2)에 관해서도 사용할 수 있다.

상기한 실시형태에서는, 피시험물(2)로서, 하나의 공시체 발열부(31)를 구비한 기판(30)을 사용했지만, 본 발명은 이것으로 한정되는 것은 아니며, 복수의 공시체 발열부(31)를 구비한 기판(30)을 사용해도 좋다. 복수의 공시체 발열부(31)를 구비하고 있는 경우, 피시험물(2) 내에서 온도 분포가 발생하기 쉽기 때문에, 본 발명의 효과가 크다.

상기한 실시형태에서는 가열 부재(5)에 설치된 발열체(22) 전체가 급전부(26, 27)에 대해 병렬 접속되어 있었지만, 본 발명은 이것으로 한정되는 것은 아니며, 피시험물(2)이 탑재되는 부위에 대응하는 발열체(22)로 군(群)을 형성하고, 그 하나 또는 복수군의 발열체(22)를 각각 급전부(26, 27)에 대해 병렬로 접속해도 좋다.

요약하자면, 도 10과 같이, 피시험물(2)이 탑재되는 부위에 대응하는 발열체(22) 각각을 급전부(26, 27)에 대해 병렬 접속하면, 그 밖의 부위에서는, 발열체(91)는 급전부(26, 27)에 대해 병렬로 접속하지 않아도 좋다.

상기한 실시형태에서는 발열체(22)의 전부를 온도/저항 특성이 급준(急峻)하여 온도가 상승하면 저항값도 상승하는 것으로 형성하고 있었지만, 본 발명은 이것으로 한정되는 것은 아니며, 발열체(22)의 일부를 온도/저항 특성이 급준하여 온도가 상승하면 저항값도 상승하는 것으로 형성해도 좋다.

예를 들면, 도 11에 도시되는 바와 같이, 복수조의 발열체(22) 중 피시험물(2)을 탑재하는 부위의 발열체(22)를 온도/저항 특성이 급준하여 온도가 상승하면 저항값도 상승하는 것으로 형성하고, 피시험물(2)을 탑재하지 않는 부위에 대응하는 발열체(90)를 다른 재료로 형성해도 좋다.

상기한 실시형태에서는, 1장의 승온 플레이트(3)당 1개의 가열 부재(5)를 설치하고 있었지만, 본 발명은 이것으로 한정되는 것은 아니며, 도 12와 같이, 1장의 승온 플레이트(3)당 복수의 가열 부재(5)를 설치하고 있어도 좋다.

또한, 도 13과 같이, 1개의 가열 부재(5)에 대해 복수의 승온 플레이트(3)를 설치하고 있어도 좋다. 이렇게 함으로써, 각 피시험물(2) 간의 발열 상태의 불균일의 영향을 보다 저감시킬 수 있다. 또한, 승온 플레이트(3)와 가열 부재(5)를 복수씩 갖는 것이라도 좋다.

상기한 실시형태에서는, 승온 플레이트(3)의 탑재부(7)의 두께는 균일했지만, 본 발명은 이것으로 한정되는 것은 아니며, 부분적으로 두께가 상이해도 좋다. 예를 들면, 도 14와 같이 피시험물(2)을 탑재하는 부위의 두께를 두껍게 하고, 그 이외의 두께를 얇게 해도 좋다. 또한, 반대로 피시험물(2)을 탑재하는 부위의 두께를 얇게 하고, 그 이외의 두께를 두껍게 해도 좋다.

상기한 실시형태에서는 접촉식 시험 장치(1)를 단열 상자(4) 중에 넣어 사용했지만, 본 발명은 이것으로 한정되는 것은 아니며, 접촉식 시험 장치(1)를 항온 항습 장치와 조합하여 사용해도 좋고, 접촉식 시험 장치(1)만으로 사용해도 좋다.

상기한 실시형태에서는, 승온 플레이트(3)에 복수의 피시험물(2)을 탑재할 수 있는 것에 관해서 설명했지만, 본 발명은 이것으로 한정되는 것은 아니며, 승온 플레이트(3)에 대해 하나의 피시험물(2)만을 탑재할 수 있는 것으로 해도 좋다.

상기한 실시형태에서는, 각 발열체(22)는 급전부(26, 27)에 대해 빗상으로 분포하고 있었지만, 본 발명은 이것으로 한정되는 것은 아니며, 각 발열체(22)의 분포 형상은 특별히 한정되지 않는다. 예를 들면, 소용돌이상으로 분포하고 있어도 좋다.

상기한 실시형태에서는 띠상으로 연신된 급전부(26, 27)에 발열체(22)가 접속되어 있었지만, 본 발명은 이것으로 한정되는 것은 아니며, 도 15와 같이 점상의 급전부(26, 27)에 발열체(22)가 접속되어 있어도 좋다.

상기한 실시형태에서는, PID 제어에 의해 피시험물(2) 전체의 온도가 원하는 온도가 되도록 제어하고 있었지만, 본 발명은 이것으로 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, ON-OFF 제어에 의해 제어해도 좋다.

상기한 실시형태에서는 원적외선에 의해 승온 플레이트(3)를 가열했지만, 본 발명은 이것으로 한정되는 것은 아니며, 그 밖의 전자파에 의해 가열해도 좋다.

상기한 실시형태에서는 가열 부재(5)의 상방에 승온 플레이트(3)를 구비하고, 또한 승온 플레이트(3)의 상면에 피시험물(2)이 탑재되는 위치 관계였지만, 본 발명은 이것으로 한정되는 것은 아니며, 천지(天地) 역전하고 있어도 좋다. 이 경우, 피시험물(2)은 도시하지 않는 고정 수단에 의해 승온 플레이트(3)에 고정된다.

상기한 실시형태에서는, 접촉식 시험 장치(1)는 승온 플레이트(3)가 수평 방향을 향한 가로 자세로 단열 상자(4)에 설치되는 것이었지만, 본 발명은 이것으로 한정되는 것은 아니며, 도 16과 같이 승온 플레이트(3)가 연직 방향을 향한 세로 자세로 단열 상자(4)에 설치되어도 좋다. 이 경우, 피시험물(2)은 도시하지 않는 고정 수단에 의해 승온 플레이트(3)에 고정된다.

상기한 실시형태에서는 가열 부재(5)를 승온 플레이트(3)의 피시험물(2)과의 접촉면과 반대측에 설치하고 있었지만, 본 발명은 이것으로 한정되는 것은 아니며, 가열 부재(5)를 승온 플레이트(3)의 상방측(피시험물(2)측)에 설치해도 좋다.

상기한 실시형태에서는 기판(20)의 하면측(방열판(6)과 대향하는 측)에 발열체(22)가 형성되어 있었지만, 본 발명은 이것으로 한정되는 것은 아니며, 기판(20)의 상면측(승온 플레이트(3)와 대향하는 측)에 발열체(22)가 형성되어 있어도 좋다. 이 경우, 스루홀 등을 설치하여, 발열체(22)와 급전부(26, 27)를 기판(20)의 하면측에서 접속하는 것이 바람직하다.

상기한 실시형태에서는 단열 상자(4)에 한 세트의 승온 플레이트(3)와 가열 부재(5)와 방열판(6)을 설치하고 있지만, 본 발명은 이것으로 한정되는 것은 아니며, 수평 탑재, 수직 탑재에 상관없이, 다단·다열 구조로 배치해도 좋다. 즉, 단열 상자(4)에 복수 세트의 승온 플레이트(3)와 가열 부재(5)와 방열판(6)을 설치해도 좋다.

1 접촉식 시험 장치
2 피시험물
3 승온 플레이트
5 가열 부재
6 방열판
7 탑재부
20 기판
22 발열체
23 제 2 피복 부재
25 제 1 피복 부재
26, 27 급전부
31 공시체 발열부(발열부)

Claims (7)

1. 승온 가능한 승온 플레이트를 가지고, 상기 승온 플레이트 위에 피시험물을 접촉시켜 원하는 시험을 실시하는 접촉식 시험 장치에 있어서,
   상기 승온 플레이트를 가열하는 가열 부재를 가지며,
   상기 가열 부재는 복수조의 발열체와, 발열체에 급전하는 급전부를 가지며,
   상기 발열체는 면상으로 분포하고, 상기 복수의 발열체의 일부 또는 전부는 병렬로 접속되어 있고,
   상기 발열체의 일부 또는 전부는 온도와 저항과의 상관 관계가 급준하여 온도가 상승하면 저항값도 상승하는 것이며,
   상기 가열 부재는 승온 플레이트와 대향하도록 배치되고, 승온 플레이트와 가열 부재 사이에 간극이 형성되어 있고,
   상기 발열체의 일부 또는 전부는 온도 계수가 1000ppm/℃ 이상인 것을 특징으로 하는 접촉식 시험 장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 가열 부재는 기판을 가지며,
   상기 발열체는 상기 기판 위에 설치되고, 상기 기판의 승온 플레이트와 대향하는 면은 제 1 피복 부재로 피복되어 있고,
   발열체가 발열함으로써, 제 1 피복 부재의 표면으로부터 원적외선이 복사되는 것을 특징으로 하는 접촉식 시험 장치.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 승온 플레이트는 원적외선을 흡수하기 쉬운 재료에 의해 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 접촉식 시험 장치.
4. 제 1 항에 있어서, 승온 플레이트 위에 자기 발열하는 피시험물을 접촉시켜 원하는 시험을 실시하는 접촉식 시험 장치로서,
   피시험물이 발열함으로써, 승온 플레이트의 표면으로부터 가열 부재에 원적외선이 복사되는 것을 특징으로 하는 접촉식 시험 장치.
5. 제 1 항에 있어서, 상기 가열 부재는 기판을 가지며,
   상기 발열체는 상기 기판 위에 설치되고, 상기 기판의 승온 플레이트와 대향하는 면은 제 1 피복 부재로 피복되어 있고,
   또한, 상기 기판의 승온 플레이트와 반대면은 제 2 피복 부재로 피복되어 있고,
   상기 제 2 피복 부재의 열팽창 계수는 상기 제 1 피복 부재의 열팽창 계수와 동일한 값 또는 상기 제 1 피복 부재의 열팽창 계수와의 차이가 ±3×10^-6/℃ 인 값을 취하는 것을 특징으로 하는 접촉식 시험 장치.
6. 제 1 항에 있어서, 가열 부재를 사이에 개재하여 승온 플레이트와 반대측에 방열판을 가지며,
   상기 방열판은 조사된 원적외선의 80% 이상을 반사하는 것으로서, 또한, 가열 부재와의 사이에 공간이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 접촉식 시험 장치.
7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 기재된 접촉식 시험 장치를 사용하여 피시험물의 환경 시험을 행하는 환경 시험 방법으로서,
   상기 피시험물은 면상의 영역을 갖는 것으로서, 그 면 내에 자기 발열하는 발열부가 존재하는 것을 특징으로 하는 환경 시험 방법.
   

Images