KR101968120B1 - 열유속센서의 제조방법 및 그에 이용하는 열류발생장치 - Google Patents
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Abstract
열유속센서(10)의 제조방법에서는 히터 플레이트(206)와 냉각부(210)의 사이에 열유속센서(10)를 위치시킨다. 그리고 열유속센서(10)의 일면측에 히터 플레이트(206)를 배치하고, 타면측에 냉각부(210)를 배치하고 있다. 또한, 히터 플레이트(206)의 면 중, 열유속센서(10)가 배치된 면과 반대측의 면에 방열측정용 워크(205)를 배치하고 있다. 이와 같은 구성에서는 검사공정에 있어서, 히터 플레이트(206)가 환경온도로 되도록 히터 플레이트(206)의 온도를 제어하면 좋다. 따라서, 히터 플레이트(206)의 온도를 안정시킬 때까지 걸리는 시간이 단시간에 완료되도록 할 수 있다.
Description
본 개시는 열유속의 검출에 이용하는 열유속센서(열류센서)의 제조방법 및 그에 이용하는 열류발생장치에 관한 것이다.
종래에는 열유속센서의 검사공정에 있어서, 열유속센서에 사전에 결정된 열류를 가했을 때의 센서 출력을 측정하고, 측정결과에 기초하여 열유속센서의 특성평가를 실시하고 있다. 구체적으로는, 사전에 결정된 열류를 가한 것에 의해 발생한 열류량과 센서출력(예를 들면, 출력전압)의 관계가 원하는 관계로 되어 있는지의 여부의 판정결과에 기초하는 검사공정을 실시하고 있다. 이 특성평가의 방법에 대하여 도 19를 참조해서 설명한다.
도 19에 도시한 바와 같이, 종래의 방법에서는 외표면이 절연코팅된 시스 히터 등으로 구성되는 가열체(J1)의 주위에 동(Cu) 등의 열전도율이 양호한 전열재(J2)로 둘러싼 직육면체 블록을 준비한다. 그리고 이 직육면체 블록의 상면에 측정대상으로 하는 열유속센서(J3)를 배치한다. 또한, 열유속센서(J3)를 사이에 두고 직육면체 블록과 반대측에 펠티에소자나 냉각액을 흘림으로써 냉각 가능한 냉각부(J4)를 배치한다. 그리고 가열체(J1)에 의한 가열 및 냉각부(J4)에 의한 냉각에 의하여 발생하는 열유속을 열유속센서(J3)로 측정한다. 그 결과, 가열체(J1)에서 발생한 열류량에 대하여, 열유속센서(J3)의 측정결과인 출력전압이 원하는 관계를 만족하고 있는지의 여부의 판정결과에 기초하여 상기 검사공정을 실시하고 있다.
이와 같은 직육면체 블록을 이용하는 경우에는, 직육면체 블록의 면 중, 열유속센서(J3)가 배치되는 일면 이외의 측면이나 저면으로부터 열이 새어서, 가열체(J1)에서 발생한 열류량의 전부가 열유속센서(J3)에 전달되지 않는다. 그 때문에, 열유속센서(J3)에 전달된 열류량이 가열체(J1)에서 발생한 열류량과 동등해지지 않는다. 그 결과, 가열체(J1)에서 발생한 열류량과 열유속센서(J3)의 출력전압의 관계가 원하는 관계로 되지 않아서, 정확한 검사공정을 실시할 수 없다.
그래서 도 19에 도시한 바와 같이, 종래의 방법에서는 직육면체 블록의 측면 및 저면에 단열재(J5)를 배치하고, 열유속센서(J3)가 배치되는 일면과 다른 면으로부터의 열 누설을 억제하고 있다.
비특허문헌 1: JISA1412―1, 열절연재의 열저항 및 열전도율의 측정방법―제 1부: 보호열판법(GHP법), 일본 공업 규격, 1999년 04월 20일
그러나 상기와 같은 방법에서는 단열재(J5)를 배치했다고 해도 열 누설을 완전히 막을 수는 없다. 그 때문에, 열유속센서(J3)의 검사공정을 정확히 실시할 수 없다.
이에 대하여, 다음과 같은 방법이 생각된다. 구체적으로는, 단열재(J5)에 추가하여, 직육면체 블록의 측면 및 저면에 열류계를 배치한다. 그리고 배치한 열류계에 의해 측면 및 저면의 누설 열류량을 측정하고, 측정한 누설 열류량에 기초하여 가열체(J1)에서 발생한 열류량과 열유속센서(J3)의 출력전압의 관계를 보정한다. 또한, 직육면체 블록의 측면 및 저면에 서브 히터를 배치한다. 그리고 배치한 서브 히터의 가열에 의하여, 가열체(J1)와 단열재(J5)의 온도차를 없애서 열 누설을 막도록 한다. 이와 같은 방법에 의해 열 누설을 억제할 수 있다.
그러나 열유속센서(J3)의 검사를 실시하는 경우에는, 열유속센서(J3)에 흐르는 열류를 일정한 상태로 하는 것이 중요하다. 그 때문에, 가열체(J1)나 단열재(J5)의 온도를 안정시킬 필요가 있고, 온도를 안정시키는 데는 장시간을 요한다. 예를 들면, 75[㎜□(square millimeters)]의 열유속센서(J3)의 검사를 실시하는 경우에는, 환경온도나 서브 히터로부터의 열 누설 등의 영향에 의해 가열체(J1)나 단열재(J5)의 온도를 안정화시키는 데는 4시간 정도가 걸린다. 그리고 이 시간은 1측정마다 걸리기 때문에, 열유속과 출력전압의 관계를 복수점으로 측정하는 경우에는, 측정점만큼의 시간이 걸리게 된다. 따라서, 상기와 같은 방법에서는 열유속센서(J3)의 검사공정에 지나치게 시간이 걸려서 열유속센서(J3)의 양산이 곤란해진다는 문제가 있다.
본 개시는 열유속센서의 검사공정을 단시간에 실시할 수 있는 열유속센서의 제조방법 및 그에 이용하는 열류발생장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 개시의 하나의 양태에 관련되는 열유속센서의 제조방법에서는, 필름형상의 열유속센서를 준비하는 제 1 공정과, 발열저항체를 가지는 필름형상의 히터 플레이트와, 상기 히터 플레이트의 일면측에 배치되어, 상기 일면측으로부터의 열 누설을 측정하는 방열측정용 워크를 가지는 가열부와, 상기 히터 플레이트의 타면측에 배치되는 냉각부를 가지는 열류발생장치를 준비하는 제 2 공정; 및 상기 열유속센서를 상기 가열부와 상기 냉각부의 사이에 끼운 상태에서 상기 히터 플레이트에 의한 발열 및 상기 냉각부에 의한 냉각을 실시함으로써 상기 열유속센서를 통과하는 열류를 발생시키고, 상기 방열측정용 워크가 열 누설되어 있지 않은 것을 검출했을 때의 상기 열유속센서의 출력전압을 측정하고, 측정결과에 기초하여 상기 히터 플레이트가 발생한 열류량과 상기 열유속센서의 출력전압의 관계를 나타내는 특성을 검사하는 제 3 공정을 포함하는 검사공정을 가진다.
이와 같이, 본 개시에 있어서의 열유속센서의 제조방법에서는 가열부의 히터 플레이트와 냉각부의 사이에 끼워지도록 열유속센서를 배치하고 있다. 그리고 본 개시의 제조방법에서는 열유속센서의 일면측에 히터 플레이트를 배치하고, 타면측에 냉각부를 배치하고 있다. 또한, 본 개시의 제조방법에서는 히터 플레이트의 면 중, 열유속센서가 배치된 면과 반대측의 면에 방열측정용 워크(work)를 배치하고 있다.
상기 구성에서는 제조방법에서의 검사공정에 있어서, 히터 플레이트가 환경온도로 되도록 히터 플레이트의 온도를 제어하면 좋다(온도의 안정화제어를 실시하면 좋다). 따라서, 본 개시의 제조방법에서는 예를 들면, 히터 플레이트를 환경온도와 다른 온도로 가열하는 경우 등, 히터 플레이트의 온도를 안정시킬 필요가 있는 장면에 있어서, 온도를 안정시킬 때까지 걸리는 시간이 단시간에 완료된다. 즉, 상기 구성에서는 제조방법에서의 검사공정에 있어서, 히터 플레이트의 온도가 다소 상승했다고 해도, 환경온도를 기준으로 하는 온도의 안정화제어를 실시하면 좋다(작은 온도변화로 좋다). 그 때문에, 본 개시의 제조방법에서는 히터 플레이트를 환경온도와 다른 고온으로 안정화시키는 경우에 비하여 단시간에 온도를 안정시킬 수 있다. 따라서, 본 개시의 제조방법에서는 열유속센서의 검사공정을 단시간에 실시할 수 있다.
또한, 본 개시의 히터 플레이트는 필름형상으로 구성되어 있다. 이에 따라, 히터 플레이트의 열용량이 작아져서, 본 개시의 제조방법에서는 온도를 안정시킬 때까지 걸리는 시간의 단시간화를 도모할 수 있다. 또한, 히터 플레이트가 얇기 때문에 히터 플레이트의 외부 가장자리로부터의 열 누설에 대해서는 고려하지 않아도 좋다.
이에 따라, 히터 플레이트의 면 중, 열유속센서가 배치된 면과 반대측의 면에만 방열측정용 워크를 배치하면 좋아서, 본 개시의 제조방법에서는 히터 플레이트의 외부 가장자리의 각 변에 단열재를 배치할 필요가 없다.
도 1은 제 1 실시형태에 관련되는 열류발생장치를 이용한 검사공정이 실시되는 대상의 열유속센서를 이면보호부재측에서 본 평면도이다.
도 2는 도 1에 도시한 열유속센서를 표면보호부재에서 본 평면도이다.
도 3은 도 1 및 도 2에 도시한 Ⅲ－Ⅲ선을 따른 단면도이다.
도 4는 도 1 및 도 2에 도시한 Ⅳ－Ⅳ선을 따른 단면도이다.
도 5는 열류발생장치의 정면도이다.
도 6은 도 5에 도시한 열류발생장치의 측면도이다.
도 7은 도 5에 도시한 열류발생장치의 Ⅶ―Ⅶ선을 따른 단면 화살표시도이다.
도 8은 도 7에 도시한 Ⅷ―Ⅷ선을 따른 단면에 상당하는 가열부의 확대단면도이다.
도 9는 히터 플레이트의 상면도이다.
도 10은 열류발생장치를 이용하여 검사공정을 실시할 때의 제어기능의 구성예를 도시한 도면이다.
도 11은 열류발생장치를 이용한 검사공정의 흐름도이다.
도 12는 히터 플레이트에 의하여 열류량을 변화시켰을 때의 히터 플레이트와 환경온도의 온도차를 계측한 결과를 도시한 도면이다.
도 13은 제 2 실시형태에 관련되는 열류발생장치를 이용한 검사공정이 실시되는 대상의 열유속센서를 표면보호부재측에서 본 평면도이다.
도 14는 발열저항체와, 제 1 및 제 2 층간접속부재의 위치관계를 도시한 레이아웃도이다.
도 15는 누설열류량의 측정을 실시할 때의 히터 플레이트의 제어기능의 구성예를 도시한 도면이다.
도 16은 누설열류량의 측정을 실시할 때의 방열측정용 워크의 제어기능의 구성예를 도시한 도면이다.
도 17은 다른 실시형태에 관련되는 히터 플레이트를 도시한 도면이다.
도 18은 다른 실시형태에 관련되는 가열부의 확대단면도이다.
도 19는 종래의 열류발생장치의 단면도이다.
도 2는 도 1에 도시한 열유속센서를 표면보호부재에서 본 평면도이다.
도 3은 도 1 및 도 2에 도시한 Ⅲ－Ⅲ선을 따른 단면도이다.
도 4는 도 1 및 도 2에 도시한 Ⅳ－Ⅳ선을 따른 단면도이다.
도 5는 열류발생장치의 정면도이다.
도 6은 도 5에 도시한 열류발생장치의 측면도이다.
도 7은 도 5에 도시한 열류발생장치의 Ⅶ―Ⅶ선을 따른 단면 화살표시도이다.
도 8은 도 7에 도시한 Ⅷ―Ⅷ선을 따른 단면에 상당하는 가열부의 확대단면도이다.
도 9는 히터 플레이트의 상면도이다.
도 10은 열류발생장치를 이용하여 검사공정을 실시할 때의 제어기능의 구성예를 도시한 도면이다.
도 11은 열류발생장치를 이용한 검사공정의 흐름도이다.
도 12는 히터 플레이트에 의하여 열류량을 변화시켰을 때의 히터 플레이트와 환경온도의 온도차를 계측한 결과를 도시한 도면이다.
도 13은 제 2 실시형태에 관련되는 열류발생장치를 이용한 검사공정이 실시되는 대상의 열유속센서를 표면보호부재측에서 본 평면도이다.
도 14는 발열저항체와, 제 1 및 제 2 층간접속부재의 위치관계를 도시한 레이아웃도이다.
도 15는 누설열류량의 측정을 실시할 때의 히터 플레이트의 제어기능의 구성예를 도시한 도면이다.
도 16은 누설열류량의 측정을 실시할 때의 방열측정용 워크의 제어기능의 구성예를 도시한 도면이다.
도 17은 다른 실시형태에 관련되는 히터 플레이트를 도시한 도면이다.
도 18은 다른 실시형태에 관련되는 가열부의 확대단면도이다.
도 19는 종래의 열류발생장치의 단면도이다.
이하, 본 개시의 실시형태에 대하여 도면에 기초해서 설명한다. 또한, 이하의 각 실시형태에 있어서, 서로 동일 또는 균등한 부분에는 도면 중, 동일 부호를 붙이고 있고, 동일 부호의 부분에 대해서는 그 설명을 원용한다.
(제 1 실시형태)
본 개시의 제 1 실시형태에 대하여 설명한다. 구체적으로는, 도면을 참조하여 본 개시의 일실시형태에 관련되는 제조방법에 의하여 제조되는 열유속센서의 구성 및 제조방법의 검사공정에서 이용되는 열류발생장치의 구성에 대하여 설명한다. 우선, 도 1∼도 4를 참조하여 본 실시형태에 관련되는 열유속센서의 구조에 대해서 설명한다.
열유속센서(10)는 단위면적을 가로지르는 단위시간당의 열류량인 열유속을 검출하여 출력한다. 열유속센서(10)는 예를 들면, 열유속을 전압으로서 출력하는 열전소자에 의하여 구성되고, 열유속에 따른 출력전압을 발생시킨다. 본 실시형태에서는 열유속센서(10)가 필름형상으로 구성되어 있다. 도 1∼도 4에 도시된 바와 같이, 열유속센서(10)는 절연기재(100), 이면보호부재(110), 표면보호부재(120)가 일체화되어 구성되어 있다. 그리고 열유속센서(10)는, 이 일체화된 부재 내부에 있어서, 제 1 및 제 2 층간접속부재(130, 140)가 번갈아 직렬로 접속되어 구성되어 있다. 또한, 도 1, 도 2에서는 열유속센서(10)의 구조를 이해하기 쉽게 하기 위해, 구성부재를 다음과 같이 도시하고 있다. 도 1에서는 이면보호부재(110)를 생략하여 도시하고, 도 2에서는 표면보호부재(120)를 생략하여 도시하고, 도 1, 도 2에는 제 1 및 제 2 층간접속부재(130, 140)에 해칭을 실시하고 있다.
절연기재(100)는 예를 들면, 폴리에테르에테르케톤(PEEK), 폴리에테르이미드(PEI) 및 액정폴리머(LCP) 등으로 대표되는 평면직사각형상의 열가소성 수지필름에 의하여 구성되어 있다. 그리고 절연기재(100)에는 두께방향으로 관통하는 복수의 제 1 및 제 2 비아홀(101, 102)이 엇갈리게 되도록 격자패턴으로 형성되어 있다.
또한, 본 실시형태에 관련되는 제 1 및 제 2 비아홀(101, 102)은 표면(100a)으로부터 이면(100b)을 향하여 구멍직경이 일정한 원통형상으로 되어 있지만(도 3, 도 4 참조), 이에 한정되지 않는다. 제 1 및 제 2 비아홀(101, 102)은 예를 들면, 표면(100a)으로부터 이면(100b)을 향하여 구멍직경이 작아지는 테이퍼형상이어도 좋다. 또한, 이면(100b)으로부터 표면(100a)을 향하여 구멍직경이 작아지는 테이퍼형상이어도 좋다. 또한, 테이퍼형상은 아니고, 각통(角筒)형상이어도 좋다.
그리고 제 1 비아홀(101)에는 제 1 층간접속부재(130)가 배치되고, 제 2 비아홀(102)에는 제 2 층간접속부재(140)가 배치되어 있다. 즉, 절연기재(100)에는 제 1 및 제 2 층간접속부재(130, 140)가 엇갈리게 되도록 배치되어 있다.
제 1 및 제 2 층간접속부재(130, 140)는 제백(seebeck)효과를 발휘하도록 서로 다른 금속에 의하여 구성되어 있다. 제 1 층간접속부재(130)는 예를 들면, P형을 구성하는 Bi―Sb―Te합금의 분말이, 소결 전에 있어서 복수의 금속원자의 결정구조를 유지하도록 고상소결된 금속화합물(소결합금)로 구성된다. 또한, 제 2 층간접속부재(140)는 예를 들면, N형을 구성하는 Bi―Te합금의 분말이, 소결 전에 있어서 복수의 금속원자의 결정구조를 유지하도록 고상소결된 금속화합물(소결합금)로 구성된다. 이와 같이, 본 실시형태에서는 사전에 결정된 결정구조가 유지되도록 고상소결된 금속화합물을 제 1 및 제 2 층간접속부재(130, 140)로서 이용함으로써 기전압을 크게 할 수 있다.
절연기재(100)의 이면(100b)에는 폴리에테르에테르케톤(PEEK), 폴리에테르이미드(PEI) 및 액정폴리머(LCP) 등으로 대표되는 평면직사각형상의 열가소성 수지필름에 의하여 구성되는 이면보호부재(110)가 배치되어 있다. 이면보호부재(110)는 평면형상의 크기가 절연기재(100)와 같다. 또한, 이면보호부재(110)에는 절연기재(100)와 대향하는 일면(100a)측에 동박 등이 패터닝된 복수의 이면패턴(111)이 서로 이격되도록 형성되어 있다. 그리고 각 이면패턴(111)은 각각 제 1 및 제 2 층간접속부재(130, 140)와 전기적으로 접속되어 있다.
구체적으로는 도 3에 도시된 바와 같이, 인접하는 1개의 제 1 층간접속부재(130)와 1개의 제 2 층간접속부재(140)를 세트(150)로 했을 때, 각 세트(150)의 제 1 및 제 2 층간접속부재(130, 140)는 같은 이면패턴(111)과 접속되어 있다. 즉, 각 세트(150)의 제 1 및 제 2 층간접속부재(130, 140)는 이면패턴(111)을 통하여 전기적으로 접속되어 있다. 또한, 본 실시형태에서는 절연기재(100)의 길이방향(도 1, 도 3에 도시한 X방향)을 따라서 인접하는 1개의 제 1 층간접속부재(130)와 1개의 제 2 층간접속부재(140)를 세트(150)로 하고 있다.
절연기재(100)의 표면(100a)에는 폴리에테르에테르케톤(PEEK), 폴리에테르이미드(PEI) 및 액정폴리머(LCP) 등으로 대표되는 평면직사각형상의 열가소성 수지필름에 의하여 구성되는 표면보호부재(120)가 배치되어 있다. 표면보호부재(120)는 이면보호부재(110)와 마찬가지로, 평면형상의 크기가 절연기재(100)와 같다. 또한, 표면보호부재(120)에는 절연기재(100)와 대향하는 일면(120a)측에 동박 등이 패터닝된 복수의 표면패턴(121) 및 2개의 접속패턴(122)이 서로 이격되도록 형성되어 있다. 그리고 각 표면패턴(121) 및 2개의 접속패턴(122)은 각각 제 1 및 제 2 층간접속부재(130, 140)와 전기적으로 접속되어 있다.
구체적으로는 도 2, 도 3에 도시된 바와 같이, 절연기재(100)의 길이방향(X방향)에 인접하는 세트(150)에 있어서, 한쪽의 세트(150)의 제 1 층간접속부재(130)와 다른쪽의 세트(150)의 제 2 층간접속부재(140)가 같은 표면패턴(121)과 접속되어 있다. 즉, 다른 세트(150)의 제 1 및 제 2 층간접속부재(130, 140)는 같은 표면패턴(121)을 통하여 전기적으로 접속되어 있다.
또한, 도 2, 도 4에 도시된 바와 같이, 절연기재(100)의 외부 가장자리에서는 길이방향과 직교하는 방향(도 2, 도 4에 도시한 Y방향)을 따라서 인접하는 제 1 및 제 2 층간접속부재(130, 140)가 같은 표면패턴(121)과 접속되어 있다. 구체적으로는 도 2에 도시한 바와 같이, 제 1 및 제 2 층간접속부재(130, 140)가 표면패턴(121) 및 이면패턴(111)을 통하여 절연기재(100)의 길이방향으로 직렬로 접속되어, 직렬부가 형성되어 있다. 직렬부는 절연기재(100)의 위에 복수개 형성되고, 복수개의 직렬부는 서로 평행하게 되도록 형성되어 있다. 그리고 길이방향에 있어서, 직렬부의 좌단부(La)／우단부(Ra)에 위치하는 제 1 층간접속부재(130)와, 인접하는 다른 직렬부의 좌단부(Lb)／우단부(Rb)에 위치하는 제 2 층간접속부재(140)가 같은 표면패턴(121)과 접속되어 있다. 또한, 이웃하는 2개의 직렬부는 좌우 양단부가 표면패턴(121)을 통하여 번갈아 접속되어 있다. 이와 같이, 제 1 및 제 2 층간접속부재(130, 140)가 길이방향으로 직렬로 접속된 복수의 직렬부는 좌우로 되꺾이도록 접속되어 있다.
또한, 도 2, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 직렬부의 단부(R1, R2)에 위치하는 제 1 및 제 2 층간접속부재(130, 140)는 접속패턴(122)과 접속되어 있다. 또한, 열유속센서(10)에서는 열유속센서(10)의 위에 전열소자들(도시하지 않음)이 배치되고, 전열소자들로부터 발생하는 열류가 열유속센서(10)에 전달됨으로써 열유속의 측정이 실시된다. 또한, 도 1, 도 2에는 열유속센서(10)에 있어서, 전열소자들과 대향하는 부분이 영역(A)으로서 도시되어 있다.
2개의 접속패턴(122)은 제 1 및 제 2 층간접속부재(130, 140)에 접속되는 측과 반대측의 단부가 영역(A)의 외측까지 인출되어 있다. 그리고 도 3에 도시된 바와 같이, 표면보호부재(120)에는 영역(A)의 외측까지 인출된 접속패턴(122)의 단부를 노출시키는 콘택트홀(160)이 형성되어 있다. 이와 같은 구성에 의해, 열유속센서(10)는 콘택트홀(160)을 통하여 외부에 구비된 제어부(제어유닛 등)와 전기적으로 접속이 가능하게 되어 있다.
또한, 열유속센서(10)에는 후술하는 가열부가 구비하는 위치결정핀에 대응하는 위치에 위치결정구멍(170)이 형성되어 있다. 이에 따라, 본 실시형태에서는 위치결정구멍(170)에 위치결정핀을 삽입하고, 열유속센서(10)를 가열부에 탑재함으로써 가열부를 구성하는 각 부품에 대한 열유속센서(10)의 평면방향에서의 위치가 결정된다.
이상이 본 실시형태에 관련되는 열유속센서(10)의 구성이다. 이와 같이 구성된 열유속센서(10)에서는 해당 센서의 두께방향으로 통과하는 열유속이 변화하면, 번갈아 직렬접속된 제 1 및 제 2 층간접속부재(130, 140)에 의하여 발생되는 기전압이 변화한다. 그래서 본 실시형태에 관련되는 열유속센서(10)에서는 변화하는 기전압을 검출신호로서 출력하고, 출력한 검출신호에 기초하여 열유속센서(10)에 전달된 열유속을 측정한다.
이와 같은 열유속센서(10)는 PALAP(Patterned prepreg Lay-Up Process의 약칭; 등록상표)제법으로 제조되는 다층프린트기판에 의하여 구성된다. 즉, 상기 제조방법에서는 우선, 절연기재(100)에 제 1 및 제 2 비아홀(101, 102)을 형성하고, 형성한 제 1 및 제 2 비아홀(101, 102)에 제 1 및 제 2 층간접속부재(130, 140)를 구성하는 도전성 페이스트를 충전한다. 다음으로, 이면패턴(111)이 형성된 이면보호부재(110)와, 표면패턴(121) 및 접속패턴(122)이 형성된 표면보호부재(120)를 준비한다. 그리고 제 1 및 제 2 비아홀(101, 102)에 충전된 도전성 페이스트가 표면패턴(121) 및 이면패턴(111)과 접촉하도록 이면보호부재(110), 절연기재(100), 표면보호부재(120)를 차례로 적층한다. 이에 따라, 이면보호부재(110), 절연기재(100), 표면보호부재(120)를 가지는 적층체가 형성된다. 그 후, 적층체를 가열하면서 적층방향으로 가압하고, 이면보호부재(110), 절연기재(100), 표면보호부재(120)를 일체화한다. 동시에, 제 1 및 제 2 비아홀(101, 102)에 충전된 도전성 페이스트가 제 1 및 제 2 층간접속부재(130, 140)를 구성한다. 이와 같이, 열유속센서(10)는 상기 제조방법에 의하여 제조된다.
그리고 이와 같은 방법으로 제조된 열유속센서(10)는 상기한 바와 같이, 절연기재(100), 표면보호부재(120) 및 이면보호부재(110)가 열가소성 수지로 구성되어 있기 때문에 가요성을 가진다. 이에 따라, 본 실시형태에서는 후술하는 열류발생장치에 있어서, 열유속센서(10)의 검사공정을 실시할 때에 열유속센서(10)를, 검사대상을 설치하는 설치면 등에 간극 없이 밀착시켜서 설치하는 것이 가능하게 된다.
이어서, 열유속센서(10)의 검사공정을 실시하는 열류발생장치(본 실시형태에 관련되는 열류발생장치)(20)에 대하여 도 5∼도 9를 참조해서 설명한다.
도 5∼도 7에 도시된 바와 같이, 열류발생장치(20)는 가열부(200), 냉각부(210), 냉각팬(220), 리니어 가이드(230), 실린더(240), 이송기구(250) 및 지지반(260) 등을 가지는 구성으로 되어 있다.
도 8에 도시된 바와 같이, 가열부(200)는 기대(201)를 가지고, 기대(201)에 열유속센서(10)를 적재하고, 열유속센서(10)에 대하여 열류를 가함으로써 열유속에 대응하는 출력전압을 발생시킨다. 구체적으로, 가열부(200)는 기대(201), 단열재(202), 탄성평판(203, 204), 방열측정용 워크(205) 및 히터 플레이트(206) 등을 가지는 구성으로 되어 있다.
도 5, 도 6에 도시한 바와 같이, 가열부(200)는 후술하는 이송기구(250)가 구비하는 이송대(253)의 위에 탑재된다.
기대(201)는 이송대(253)에 고정된 판형상 부재이다. 가열부(200)는 이와 같은 기대(201)에 대하여, 단열재(202), 탄성평판(203, 204), 방열측정용 워크(205) 및 히터 플레이트(206) 등의 각 부품이 탑재됨으로써 구성되어 있다. 기대(201)의 사전에 결정된 위치에는 위치결정핀(201a)이 세워 설치되어 있다. 본 실시형태에서는 위치결정핀(201a)을 기준으로 하여 가열부(200)를 구성하는 각 부품의 위치나 열유속센서(10)의 평면방향의 위치가 결정된다.
단열재(202)는 해당 단열재(202)의 위에 탑재되는 탄성평판(203, 204)이나 방열측정용 워크(205) 등의 각 부품의 하면측으로부터의 방열을 억제한다. 이에 따라, 본 실시형태에서는 하면측에서의 냉각제어를 실시하기 쉽게 한다. 단열재(202)는 예를 들면, 단열수지재에 의하여 구성되어 있고, 탄성평판(203, 204) 등보다도 열전달률이 낮은 재료에 의하여 구성되어 있다.
탄성평판(203, 204)은 표리면이 평탄하고, 고무 스펀지 등의 탄성부재에 의하여 구성되어 있다. 탄성평판(203, 204)은 탄성부재에 의하여 구성되어 있기 때문에, 물체가 접촉하는 표리면이, 접촉하는 물체 표면의 요철에 따라서 변형된다. 이에 따라, 본 실시형태에서는 탄성평판(203, 204)의 전체면에 의해서 물체를 누르는 것이 가능하다. 구체적으로 본 실시형태에서는, 탄성평판(203, 204)의 사이에 방열측정용 워크(205)가 배치되어 있다. 따라서, 탄성평판(203, 204)은 방열측정용 워크(205)의 표리면의 요철에 따라서 변형되고, 간극 없이 밀착하도록 방열측정용 워크(205)를 끼워 넣어서 누른다. 마찬가지로, 본 실시형태에서는 탄성평판(204)의 위에 히터 플레이트(206)가 배치된다. 본 실시형태에서는 열류발생장치(20)에 있어서, 열유속센서(10)의 검사공정을 실시할 때에, 이와 같이 구성된 가열부(200)의 위에(히터 플레이트(206)의 위에) 열유속센서(10)가 적재된다. 이 때문에, 본 실시형태에서는 냉각부(210)에 의하여 열유속센서(10) 및 히터 플레이트(206)를 누르면, 탄성평판(204)이 간극 없이 밀착하도록 열유속센서(10) 및 히터 플레이트(206)를 누른다.
방열측정용 워크(205)는 히터 플레이트(206)의 이면, 즉, 열유속센서(10)가 배치되는 면과 반대측의 면으로부터의 열 누설을 측정한다. 본 실시형태에서는 상기 열유속센서(10)와 같은 구성의 방열측정용 워크(205)를 이용하고 있다.
히터 플레이트(206)는 열유속센서(10) 중, 제 1 및 제 2 층간접속부재(130, 140)가 형성된 영역 전역을 가열한다. 본 실시형태에서는 예를 들면, 열유속센서(10)를 사용할 때에 전열소자가 배치되는 영역(A)을 포함하는 범위를 가열한다. 또한, 본 실시형태에서는 히터 플레이트(206)가 필름형상으로 구성되어 있다.
도 9에 도시한 바와 같이, 히터 플레이트(206)는 예를 들면, 절연기재(100)와 동일 재료의 열가소성 수지에 의하여 구성되는 수지필름(206a)을 표면보호부재(120) 및 이면보호부재(110)로서 이용하고 있다. 그리고 히터 플레이트(206)는 발열저항체(206b)를 수지필름(206a)으로 끼워 넣음으로써 구성되어 있다. 발열저항체(206b)는 예를 들면, 금속판에 대하여 에칭 또는 레이저가공을 실시함으로써 패턴형성되어 있다(금속판을 패턴가공하여 형성되어 있다). 본 실시형태에서는 예를 들면, 두께 0.1[㎜]의 스테인레스판으로 제조된, 경로길이 2[m] 및 경로폭 1[㎜]이고 약 15[Ω]의 저항값을 가지는 발열저항체(206b)를 이용하고 있다. 이와 같이 하여 제조된 발열저항체(본 실시형태에 관련되는 발열저항체)(206b)의 형상은 도 9에 도시한 바와 같은 특징을 가진다. 발열저항체(206b)는 서로 나란하게 되도록(스트라이프형상) 나열된 선형상부의 양단 중의 일단이 이웃하는 2개의 선형상부 중의 한쪽의 선형상부의 일단에 접속되어 있다. 또한, 선형상부의 양단 중의 타단이 이웃하는 2개의 선형상부 중의 다른쪽의 선형상부의 타단에 접속되어 있다. 이와 같이, 발열저항체(206b)는 이웃하는 2개의 선형상부의 양단이 번갈아 접속되어, 좌우로 되꺾이도록(꾸불꾸불한 형상으로) 형성되어 있다. 이와 같은 특징을 가지는 발열저항체(206b)에서는 예를 들면, 4[V]의 전압을 인가하면 1[W]의 발열량으로 된다.
또한, 발열저항체(206b)의 양단은 인출배선(206c)과 접속되어 있다. 인출배선(206c)은 수지필름(206a)으로부터 인출되어 있다. 이와 같은 구성에 의해 발열저항체(206b)에는 인출배선(206c)을 통하여 외부로부터 전력을 공급할 수 있다. 또한, 여기에서는 인출배선(206c)을 수지필름(206a)으로부터 인출하고, 발열저항체(206b)에 대하여 외부로부터 전력이 공급 가능한 구성에 대하여 설명하였지만, 이에 한정되지 않는다. 예를 들면, 다른 구성으로서는, 수지필름(206a)의 표면에 패드부를 설치하여 발열저항체(206b)에 접속되도록 해도 좋다.
히터 플레이트(206)에는 열유속센서(10)와 마찬가지로, 위치결정핀(201a)에 대응하는 위치에 위치결정구멍(206d)이 형성되어 있다. 이에 따라, 본 실시형태에서는 위치결정구멍(206d)에 위치결정핀(201a)을 삽입하고, 히터 플레이트(206)를 가열부(200)에 탑재함으로써 가열부(200)를 구성하는 각 부품에 대한 히터 플레이트(206)의 평면방향에서의 위치가 결정된다.
또한, 히터 플레이트(206)에 대해서도, 열유속센서(10)와 마찬가지로, PALAP제법에 의하여 제조할 수 있다. 히터 플레이트(206)는 PALAP제법으로 제조함으로써 플레이트의 두께를 얇게 할 수 있다. 또한, 변형 가능한 구성으로 할 수 있다. 이에 따라, 본 실시형태에서는 열류발생장치(20)에 있어서, 히터 플레이트(206)를 열유속센서(10)나 탄성평판(204)(히터 플레이트(206)를 설치하는 설치면)의 표면 등에 간극 없이 밀착시켜서 설치하는 것이 가능하게 된다.
열류발생장치(20)에서는 히터 플레이트(206)를 가열시키면, 히터 플레이트(206)와 냉각부(210)의 온도차에 의하여 히터 플레이트(206)의 열이 냉각부(210)에 흡열된다. 그 결과, 히터 플레이트(206)측으로부터 냉각부(210)측으로의 열류가 발생한다. 열류발생장치(20)에서는 이때 발생한 열류의 열유속(열류량)을 열유속센서(10)에서 검출한다. 그리고 열류발생장치(20)에서는 히터 플레이트(206)의 가열에 의하여 발생한 열류량과 열유속센서(10)의 검출결과인 출력전압의 관계가 원하는 관계를 만족하고 있는지의 여부의 판정결과에 기초하여 열유속센서(10)의 검사공정을 실시하고 있다.
냉각부(210)는 예를 들면, 펠티에소자를 이용하는 구조나 냉각액을 흘리는 구조에 의하여 냉각을 실시한다. 냉각부(210)는 가열부(200)의 위쪽에 배치되어 있고, 가열부(200)의 위에 적재된 열유속센서(10)를 위쪽으로부터 냉각한다. 즉, 냉각부(210)는 가열부(200)에 대하여 열유속센서(10)를 사이에 두고 반대측에 구비되어 있고, 가열부(200)와 함께 열유속센서(10)를 사이에 둔 위치에 배치되어 있다. 따라서, 본 실시형태에서는 열류발생장치(20)에 있어서, 가열부(200)에 의해 열유속센서(10)의 한쪽의 면을 가열하면서 냉각부(210)에 의해 열유속센서(10)의 다른쪽의 면(가열면에 대하여 반대측의 면)을 냉각할 수 있다. 이에 따라, 본 실시형태에서는 가열부(200)와 냉각부(210)의 온도차에 의하여 가열부(200)에서 발생한 열이 냉각부(210)에 흡열되고, 가열부(200)측으로부터 냉각부(210)측으로의 열류가 발생한다. 본 실시형태에서는 발생한 열류의 열유속이 가열부(200)의 위에 적재된 열유속센서(10)를 통과하도록 하고 있다.
냉각부(210)는 예를 들면, 직사각형판상의 형상으로 되어 있고, 냉각팬(220)에 대하여 나사고정 등에 의해 고정되어 있다. 이에 따라, 냉각부(210)는 냉각팬(220)과 일체화되고, 가열부(200)의 위쪽에 배치되어, 열류발생장치(20)에 탑재된다. 냉각부(210)는 가열부(200)에 대향하는 하면이 평탄면으로 되어 있고, 이 하면이 가열부(200)의 대향면에 대고 눌려진다.
냉각팬(220)은 냉각부(210)에 맞닿고, 냉각부(210)의 면 중, 가열부(200)의 대향면으로 압박되는 면에 대하여 반대측의 면으로부터 방열을 실시한다. 구체적으로, 냉각팬(220)은 대략 입방체형상의 방열블록(221)과 팬부(222)를 가지는 구성으로 하고 있다.
방열블록(221)은 열전도율이 높은 알루미늄 등의 금속에 의하여 구성되어 있다. 방열블록(221)의 내부에는 팬부(222)의 동작에 동반하여 발생하는 기류의 방향을 따라서 개구한 공기통로(221a)가 형성되어 있다. 또한, 방열효율을 높이기 위해, 공기통로(221a)를 따라서 복수의 팬(221b)이 배치되어 있다. 본 실시형태에서는 핀(221b)으로서, 길이방향으로 연장설치된 종형 핀을 이용하고 있다.
팬부(222)는 방열블록(221)에 있어서, 공기통로(221a)에 대향하는 위치에 지지되어 있다. 팬부(222)는 사전에 결정된 전기배선을 통하여 공급된 전력에 의해 구동하고, 공기통로(221a)로부터 주위의 공기를 흡입하고, 방열블록(221)과 반대측을 향하여 배출한다. 이에 따라, 냉각부(210)에서는 공기통로(221a) 내를 지나는 공기와 방열블록(221)의 사이에서 열교환이 실시되고, 방열블록(221)으로부터의 방열이 실시된다. 본 실시형태에서는 이와 같이 하여 냉각부(210)에 의한 방열을 실시하고 있다.
리니어 가이드(230)는 냉각부(210) 및 냉각팬(220)을 상하이동시키는 이동기구이다. 열류발생장치(20)에서는 리니어가이드(230)에 의하여 냉각부(210) 및 냉각팬(220)을 상하이동시킨다. 이에 따라, 본 실시형태에서는 열류발생장치(20)에 있어서, 가열부(200)의 위에 적재된 열유속센서(10)에 대고 냉각부(210)를 눌러서, 가열부(200)와 냉각부(210)의 사이에 끼워 넣는다.
구체적으로, 리니어 가이드(230)는 상판(231), 하판(232) 및 지지샤프트(233)를 가지는 구성으로 하고 있다.
상판(231)은 상면이 직사각형상인 판형상 부재로 구성되어 있다. 상판(231)에는 냉각팬(220)이 고정되어 있다. 냉각팬(220)은 방열블록(221)의 면 중, 냉각부(210)가 고정된 면에 대하여 반대측의 면이 접하도록 상판(231)에 고정되어 있다. 본 실시형태에서는 상판(231)과 냉각팬(220)을 나사(234)에 의하여 고정하고 있다. 또한, 상판(231)은 지지샤프트(233)의 양단 중, 위쪽에 위치하는 일단에 나사(231a)를 통하여 고정되어 있다.
하판(232)은 상판(231)과 동일한 형상을 하고 있다. 하판(232)은 지지샤프트(233)의 양단 중, 아래쪽에 위치하는 타단(상판(231)이 고정된 선단과 반대측의 선단)에 고정되어 있다.
지지샤프트(233)는 원기둥형상의 부재이고, 4개 구비되어 있다. 지지샤프트(233)는 상판(231) 및 하판(232)의 네 모퉁이를 지지하고, 또한 냉각부(210) 및 냉각팬(220)과 함께 상판(231)을 상하이동시키는 기구이다. 지지샤프트(233)는 후술하는 지지반(260)을 관통하도록 구비된 슬라이드통(261) 내에 끼워져 통과하고, 슬라이드통(261) 내를 슬라이딩함으로써 상하이동 가능하게 구성되어 있다.
이와 같이, 리니어 가이드(230)는 도 5에 도시된 바와 같이, 상판(231), 하판(232) 및 지지샤프트(233)에 의하여 직사각형의 테두리체형상으로 구성되어 있다. 이에 따라, 본 실시형태에서는 열류발생장치(20)에 있어서, 테두리체형상의 상태에서 리니어 가이드(230)가 상하로 이동 가능하다.
실린더(240)는 상하이동 가능한 리니어 가이드(230)를 아래쪽으로 가압한다. 이에 따라, 실린더(240)는 리니어 가이드(230)와 함께 상하이동하는 냉각부(210)의 일면을 가열부(200)의 대향면으로 압박하는 힘을 발생시킨다. 예를 들면, 실린더(240)에는 에어실린더를 이용한다. 그리고 로드(241)는 일단이 실린더(240)에 내장되고, 타단이 하판(232)에 고정되어 있다. 본 실시형태에서는 이와 같은 구성에 있어서, 실린더(240) 내에 공기압이 가해지고, 그 결과, 로드(241)가 아래쪽으로 가압된다. 이에 따라, 본 실시형태에서는 하판(232)에 고정된 지지샤프트(233) 및 해당 지지샤프트(233)에 고정된 상판(231)을 통하여 냉각부(210)가 아래쪽으로 가압된다. 이와 같이, 본 실시형태에서는 열류발생장치(20)에 있어서, 실린더(240)가 냉각부(210)를 가열부(200)측으로 압박하는 힘을 발생시킨다.
또한, 실린더(240)는 해당 실린더(240) 내에 공기압이 가해져 있는 동안, 계속적으로 냉각부(210)를 가열부(200)측으로 압박하는 힘을 발생시킨다. 이 때문에, 열류발생장치(20)에서는 열유속센서(10)의 검사공정의 기간 중, 계속하여 열유속센서(10)를 가열부(200)측으로 압박한 상태에서 검사를 실시할 수 있다.
이송기구(250)는 지지반(260) 상에 구비되어 있다. 이송기구(250)는 예를 들면, 도 6의 화살표 M으로 도시된 바와 같이, 가열부(200)를 열류발생장치(20)에서의 사전에 결정된 위치로부터 냉각부(210)나 냉각팬(220)의 아래쪽 위치로 이송하는 기구이다. 열류발생장치(20)에서는 우선, 냉각부(210)나 냉각팬(220)의 아래쪽 위치로부터 사전에 결정된 양만큼 어긋난 장소에 가열부(200)가 위치해 있을 때에, 해당 가열부(200) 상에 열유속센서(10)를 탑재한다. 그리고 열류발생장치(20)에서는 열유속센서(10)를 탑재한 가열부(200)를 이송기구(250)에 의하여 냉각부(210)나 냉각팬(220)의 아래쪽 위치로 이송한다. 이에 따라, 본 실시형태에서는 열류발생장치(20)에 있어서, 검사대상의 열유속센서(10)를 가열부(200) 상에 탑재한 상태에서 냉각부(210)나 냉각팬(220)의 아래쪽 위치에 배치할 수 있다.
본 실시형태에서는 이송기구(250)를 리니어 모션 가이드에 의하여 구성하고 있다. 구체적으로, 이송기구(250)는 레일(251), 슬라이더(252), 이송대(253) 및 케이블 베어(등록상표)(254)를 가지는 구성으로 되어 있다.
레일(251)은 가열부(200)의 이송방향(도 6에 도시한 M방향)을 따라서 연장설치되고, 지지반(260) 상에 고정되어 있다. 슬라이더(252)는 레일(251) 상을 슬라이드 가능한 슬라이딩기구이다. 슬라이더(252)의 내부에는 예를 들면, 볼 등의 전동체가 구비되어 있고, 적은 슬라이딩저항으로 레일(251) 상을 슬라이드 가능하게 되어 있다. 또한, 슬라이더(252)는 복수개 구비되어 있고, 복수개의 슬라이더(252) 상에 이송대(253)가 탑재되어 있다. 이송대(253)는 슬라이더(252) 상에 탑재되고, 슬라이더(252)와 함께 레일(251) 상을 슬라이드한다. 가열부(200)는 이와 같이 슬라이드 가능한 이송대(253)의 위에 고정되어 있다. 케이블 베어(254)는 지지반(260)과 이송대(253)를 연결하도록 설치되어 있다. 케이블 베어(254)의 내부에는 가열부(200)에 전력 공급을 실시하기 위한 배선이나 열유속센서(10) 및 방열측정용 워크(250)로부터 출력전압을 취득하기 위한 배선 등이 수용되어 있다.
지지반(260)은 상기와 같이 구성된 각 부품을 지지하는 대(臺)이다. 지지반(260)은 상면이 평탄면인 판형상 부재로 구성되어 있다. 지지반(260)에서는 이와 같은 상면에 레일(251)이 연장설치되고, 각 부품이 설치되어 있다. 지지반(260)에는 지지샤프트(233)나 실린더(240)에 대응하는 위치에 관통구멍(262, 263)이 형성되어 있다. 그리고 지지샤프트(233)에 대응하는 위치에 형성된 관통구멍(262)은, 그 주위가 슬라이드통(261)으로 둘러싸여 있다. 슬라이드통(261)의 내부에는 지지샤프트(233)가 끼워져 통과된다. 슬라이드통(261)의 내부에는 예를 들면, 볼 등의 전동체가 구비되어 있고, 적은 슬라이딩저항으로 슬라이드통(261) 내를 지지샤프트(233)가 슬라이딩 가능하게 되어 있다. 또한, 실린더(240)에 대응하는 위치에 형성된 관통구멍(263)에는 로드(241)가 끼워져 통과된다. 로드(241)는 관통구멍(263)을 통하여 아래쪽으로 이동함으로써 하판(232)을 아래쪽으로 가압한다.
본 실시형태에 관련되는 열류발생장치(20)는 이상과 같은 각 부품에 의하여 구성되어 있다. 다음으로, 이와 같은 구성의 열류발생장치(20)를 이용한 열유속센서(10)의 검사공정에 대하여 설명한다. 또한, 본 실시형태에 관련되는 열류발생장치(20)를 이용한 열유속센서(10)의 검사공정은 열유속센서(10)의 제조방법 중의 하나의 공정으로서, 상기 구성의 열류발생장치(20) 및 열유속센서(10)를 준비한 후에 실시되는 공정이다. 또한, 본 검사공정에서는 검사대상의 열유속센서(10)가 센서로서 바람직한 특성(이하, 편의상 “원하는 특성”이라 한다)으로 되도록 교정(이하, 편의상 “특성의 교정”이라 한다)을 실시한다. 또한, 본 검사공정에서는 원하는 특성이 얻어져 있는지의 여부의 판정(이하, 편의상 “양품／불량품 판정”이라 한다)을 실시한다.
또한, 여기에서 말하는 "원하는 특성"이란, 가열에 의해 발생한 열류량에 대하여, 열유속센서(10)의 측정결과인 출력전압이 원하는 관계를 만족하고 있는 것을 의미하고 있다. 또한, "특성의 교정"이란, 상정하고 있는 원하는 특성(열류량과 출력전압의 관계)에 대하여, 실제의 제품의 특성에 어긋남이 발생한 경우, 그 어긋남을 가미한 특성을 실제의 특성으로 하여, 양품으로 판정되는 원하는 특성을 교정(보정)하는 것을 의미하고 있다. 이때의 원하는 특성에는, 제품 사이의 불균일을 가미한 사전에 결정된 범위가 마련되어 있다. 한편, 양품／불량품 판정에서는 교정 후의 원하는 특성이 얻어져 있는 제품을 양품으로 판정하고, 얻어져 있지 않은 제품을 불량품으로 판정한다. 그 결과, 본 검사공정에서는 양품／불량품 판정의 결과에 기초하여, 불량품으로 판정된 제품을 제조라인으로부터 제거함으로써 불량품이 제품으로서 출하되는 것을 방지한다. 또한, 불량품으로서는 예를 들면, 절연기재(100), 이면보호부재(110), 또는 표면보호부재(120)의 크랙 등과 같은, 열유속센서(10)를 구성하는 전기회로 내의 단선이 발생한 제품이 해당된다.
본 검사공정에서는 우선, 열류발생장치(20) 및 열유속센서(10)를 준비한다(제 1 및 제 2 공정에 상당). 그리고 본 검사공정에서는 도 10에 도시된 바와 같이, 열류발생장치(20)의 일부 구성부품 및 열유속센서(10)를 검사용의 각종 기기에 접속한다. 본 검사공정에서는 이들의 기기를 제어함으로써 열류발생장치(20)를 이용한 열유속센서(10)의 검사를 실시한다. 또한, 도 10에는 히터 플레이트(206)와 방열측정용 워크(205)가 직접 접촉해 있는 구성이 도시되어 있지만, 이것은 설명을 간략화하기 위한 편의상의 표현이다. 도 8에 도시한 바와 같이, 본 실시형태에서는 히터 플레이트(206)와 방열측정용 워크(205)의 사이에 탄성평판(204)이 설치되어 있다. 또한, 탄성평판(204)은 방열측정용 워크(205)와 히터 플레이트(206)를 밀착시키기 위한 부재이다. 따라서, 본 실시형태에 관련되는 열류발생장치(20)가 가지는 가열부(200)의 부재로서 필수는 아니다. 그 때문에, 도 10에 도시된 바와 같이, 본 실시형태에서는 히터 플레이트(206)와 방열측정용 워크(205)가 직접 접촉하는 구성으로 해도 좋다.
이하에, 본 검사공정에 대하여 상세히 서술한다. 냉각부(210)에는 냉각컨트롤러(300)가 접속되어 있다. 냉각컨트롤러(300)는 냉각부(210)에 의한 흡열량의 조정을 실시한다. 또한, 열유속센서(10) 및 방열측정용 워크(205)에는 전압계(310, 320)가 접속되어 있다. 전압계(310, 320)는 히터 플레이트(206)에 의하여 열류를 발생시켰을 때의 열유속센서(10) 및 방열측정용 워크(205)로부터의 출력전압을 측정한다. 또한, 히터 플레이트(206)에는 전력조정기(330)가 접속되어 있다. 전력조정기(330)는 히터 플레이트(206)에 인가되는 전압 및 전류를 조정한다. 본 검사공정에서는 히터 플레이트(206)에 인가되는 전압 및 전류를 전력조정기(330)에 피드백함으로써 히터 플레이트(206)의 소비전력을 산출한다. 그 결과, 본 검사공정에서는 산출결과(소비전력)에 기초하여 히터 플레이트(206)의 가열량을 제어한다. 그리고 본 검사공정에서는 도 11에 도시된 처리를 실행한다.
우선, 본 검사공정에서는 전력조정기(330)에 의하여 히터 플레이트(206)를 사전에 결정된 발열량으로 한다(S100). 이때, 전력조정기(330)는 전력 공급을 실시함으로써 히터 플레이트(206)를 가열하고, 히터 플레이트(206)가 사전에 결정된 발열량으로 되도록 제어한다. 그리고 본 검사공정에서는 방열측정용 워크(205)의 출력전압이 열유속센서(10)의 출력전압의 오차 미만인지의 여부를 판정한다(S110). 또한, 방열측정용 워크(205)의 출력전압이 열유속센서(10)의 출력전압의 오차 미만인 상태란, 방열측정용 워크(205)에 의하여 열유속이 측정되어 있지 않은 상황을 의미하고 있다. 또한, 본 실시형태에서는 방열측정용 워크(205)를 열유속센서(10)와 같은 구성으로 하고 있다. 이 때문에, 방열측정용 워크(205)의 출력전압이 열유속센서(10)의 출력전압의 오차 미만(오차의 범위 내)인 경우, 방열측정용 워크(205)의 출력전압의 값은 방열측정용 워크(205)를 열류가 통과하고 있지 않을 때의 값으로 간주할 수 있다. 이와 같이, 방열측정용 워크(205)의 출력전압이 열유속센서(10)의 출력전압의 오차의 범위 내인 상태는 히터 플레이트(206)의 이면(열유속센서(10)가 배치되는 면과 반대측의 면)으로부터 열이 누설되어 있지 않은 상황(열 누설이 발생하고 있지 않은 상황)을 의미하고 있다.
여기에서, 상기 S110의 판정처리를 실시하는 이유에 대하여 설명한다. 방열측정용 워크(205)는 히터 플레이트(206)에 대하여 열유속센서(10)의 반대측에 구비되어 있다. 한편, 히터 플레이트(206)에 대하여 열유속센서(10)측에는 냉각부(210)가 배치되어 있다. 이에 따라, 히터 플레이트(206)에서 발생한 열은 냉각부(210)측으로 전달된다. 그 결과, 히터 플레이트(206)에서 발생한 열류의 열유속은 열유속센서(10)를 통과한다. 이때, 히터 플레이트(206)에 대하여 열유속센서(10)의 반대측의 면에도 열이 전달된다.
그러나 히터 플레이트(206)가 열을 발생하고 있었다고 해도, 냉각부(210)의 냉각에 의하여 히터 플레이트(206)의 온도가 환경온도(예를 들면, 25[℃] 정도의 실온)와 동등한 경우에는, 히터 플레이트(206)로부터 방열측정용 워크(205)측으로의 열류가 발생하지 않는다.
따라서, 방열측정용 워크(205)에 있어서, 열유속이 측정되어 있지 않을 때에 상당하는 전압값이 출력되어 있는 경우에는, 히터 플레이트(206)의 온도가 환경온도와 동등해져 있다고 생각된다. 그리고 이 경우에는 히터 플레이트(206)로부터 열유속센서(10)측에 모든 열류가 발생하고, 방열측정용 워크(205)측에는 발생하고 있지 않다고 할 수 있다.
이로부터, 본 검사공정에서는 방열측정용 워크(205)의 출력전압이 열유속센서(10)의 출력전압 미만(오차의 범위 내)인지의 여부를 판정한다(S110). 그리고 본 검사공정에서는 방열측정용 워크(205)의 출력전압이 열유속센서(10)의 출력전압 미만(오차의 범위 내)으로 판정된 경우(S110: YES), 열 누설이 발생하고 있지 않다고 판정하고, 열유속센서(10)의 출력전압을 측정한다(S120). 이에 따라, 본 검사공정에서는 히터 플레이트(206)가 발생한 열류의 모든 열유속이 열유속센서(10)를 통과하는 상황 하에서 열유속센서(10)의 출력전압을 측정한다. 그 결과, 본 검사공정에서는 히터 플레이트(206)로부터 방열측정용 워크(205)측으로의 액 누설의 영향을 받지 않고, 열유속센서(10)의 출력전압의 측정을 실시할 수 있다. 본 검사공정에서는 상기 측정결과(열유속센서(10)의 출력전압)에 기초하여 히터 플레이트(206)가 발생한 열류량과 열유속센서(10)의 출력전압의 관계를 나타내는 특성을 검사한다(제 3 공정에 상당). 따라서, 본 검사공정에서는 히터 플레이트(206)의 발열량에 대응하는 열류량과, 해당 열류량에 대한 열유속센서(10)의 측정결과인 출력전압의 관계가 정밀도 좋게 얻어진다. 그리고 본 검사공정에서는 얻어진 관계에 기초하여 열유속센서(10)의 특성의 교정 및 양품／불량품 판정을 실시한다. 이에 따라, 본 검사공정에서는 열 누설의 영향을 받지 않고, 열유속센서(10)의 특성의 교정 및 양품／불량품 판정을 실시할 수 있다.
한편, 본 검사공정에서는 방열측정용 워크(205)의 출력전압이 열유속센서(10)의 출력전압보다 크다(오차의 범위 외)라고 판정된 경우(S110: NO), 열 누설이 발생하고 있다고 판정하고, 방열측정용 워크(205)를 흐르는 열류가 방열방향인지의 여부를 판정한다(S130). 여기에서 말하는 "열류가 방열방향인 경우"란, 히터 플레이트(206)의 온도가 환경온도보다도 높고, 히터 플레이트(206)의 발열에 동반하는 열류가 방열측정용 워크(205)를 통과하여 주위로 전달되는 방향에 발생하고 있는 경우를 의미하고 있다. 반대로, "열류가 방열방향이 아닌 경우"란, 히터 플레이트(206)의 온도가 환경온도보다도 낮고, 환경온도에 의하여 히터 플레이트(206)가 데워지고, 열류가 방열측정용 워크(205)를 통과하는 방향에 발생하고 있는 경우를 의미하고 있다.
열류가 방열방향인 경우에는, 히터 플레이트(206)로부터 방열측정용 워크(205)측으로 열이 누설되고 있는 상황(열 누설이 발생하고 있는 상황)이다. 즉, 냉각부(210)에 의한 흡열이 불충분한 상황이다. 따라서, 본 검사공정에서는 방열측정용 워크(205)를 흐르는 열류가 방열방향이라고 판정된 경우(S130: YES), 냉각부(210)의 흡열량을 상승시키는 제어를 실시한다(S140). 구체적으로는, 냉각컨트롤러(300)가 냉각을 강화하도록 냉각부(210)를 제어한다. 한편, 열류가 방열방향은 아닌 경우에는, 히터 플레이트(206)가 환경 온도에 의하여 데워지는 상황이다. 즉, 냉각부(210)에 의한 흡열이 과잉한 상황이다. 따라서, 본 검사공정에서는 방열측정용 워크(205)를 흐르는 열류가 방열방향이 아니라고 판정된 경우(S130: NO), 냉각부(210)의 흡열량을 저하시키는 제어를 실시한다(S150). 구체적으로는, 냉각컨트롤러(300)가 냉각을 완화하도록 냉각부(210)를 제어한다. 그리고 본 검사공정에서는 이들의 제어를 실시한 후에, S110의 판정처리로 이행한다. 이와 같이, 본 검사공정에서는 냉각부(210)의 상기 제어를 실시하여, 방열측정용 워크(205)의 출력전압이 S110의 판정처리에서 긍정판정되는 상태에 가깝게 되어 간다. 그리고 본 검사공정에서는 열유속센서(10)의 출력전압의 측정을 실시할 수 있도록 하고 있다.
이상 설명한 바와 같이, 본 실시형태에 관련되는 열유속센서(10)의 제조방법에서는 열류발생장치(20)에 있어서, 히터 플레이트(206)와 냉각부(210)의 사이에 위치되도록 열유속센서(10)를 배치하고 있다. 그리고 본 제조방법에서는 열유속센서(10)의 일면측에 히터 플레이트(206)를 배치하고, 타면측에 냉각부(210)를 배치하고 있다. 또한, 본 제조방법에서는 히터 플레이트(206)의 면 중, 열유속센서(10)가 배치된 면과 반대측의 면에 방열측정용 워크(205)를 배치하고 있다.
상기 구성에서는 본 제조방법의 검사공정에 있어서, 히터 플레이트(206)가 환경온도로 되도록 온도를 제어하면 좋다(온도의 안정화제어를 실시하면 좋다). 따라서, 본 제조방법에서는 예를 들면, 히터 플레이트(206)를 환경온도와 다른 온도로 가열하는 경우 등, 온도를 안정시킬 필요가 있는 장면에 있어서, 온도를 안정시킬 때까지 걸리는 시간이 단시간에 완료된다. 즉, 상기 구성에서는 본 제조방법의 검사공정에 있어서, 히터 플레이트(206)의 온도가 다소 상승했다고 해도, 환경온도를 기준으로 하는 온도의 안정화제어를 실시하면 좋다(작은 온도 변화로 좋다). 그 때문에, 본 제조방법에서는 히터 플레이트(206)를 환경온도보다도 고온에서 안정화시키는 경우에 비하여, 단시간에 온도를 안정시킬 수 있다. 따라서, 본 제조방법에서는 열유속센서(10)의 검사공정을 단시간에 실시할 수 있다.
또한, 본 실시형태에 관련되는 히터 플레이트(206)는 필름형상으로 구성되어 있다. 이에 따라, 히터 플레이트(206)의 열용량이 작아져서, 본 제조방법에서는 온도를 안정시킬 때까지 걸리는 시간의 단시간화를 도모할 수 있다. 또한, 히터 플레이트(206)가 얇기 때문에 히터 플레이트(206)의 외부 가장자리로부터의 열 누설에 대해서는 고려하지 않아도 좋다. 이에 따라, 히터 플레이트(206)의 면 중, 열유속센서(10)가 배치된 면과 반대측의 면에만 방열측정용 워크(205)를 배치하면 좋아서, 본 제조방법에서는 히터 플레이트(206)의 외부 가장자리의 각 변에 단열재를 배치할 필요가 없다.
본 발명자는 실제로 상기와 같은 본 검사공정을 실시한 경우(본 실시형태에 관련되는 열류발생장치(20)를 이용하여 열유속센서(10)의 검사공정을 실시한 경우)에, 히터 플레이트(206)의 온도가 환경온도로 되어 있는지를 확인하는 테스트(참고검증)를 실시했다. 구체적으로, 본 테스트에서는 히터 플레이트(206)의 가열에 의하여 열류량을 1∼5[kW／㎡]로 변화시킨 경우에 있어서의 히터 플레이트(206)의 온도와 환경온도의 온도차를 계측했다. 그 결과를 도 12에 도시한다.
도 12에 도시된 바와 같이, 본 테스트의 결과에서는 히터 플레이트(206)의 가열에 의하여 열류량이 커짐에 따라서 히터 플레이트(206)의 온도와 환경온도의 온도차가 커졌다. 이것은 열류량이 커질수록 히터 플레이트(206)의 온도를 환경온도에 가깝게 하는 제어가 어렵기 때문이다. 그 때문에, 열류량이 커짐에 따라서 온도차도 커진다고 생각된다. 그리고 열류량이 5[kW／㎡]인 때에는, 온도차는 약 5[℃]로 되었다.
이때의 누설 열류량은 다음과 같이 하여 계산된다. 우선, 열이 새는 방향에 위치하는 단열재(202)의 열전도율이 0.25[W／mK], 두께가 10[㎜]이었다고 하자. 이 경우, 단열재(202)의 두께 1[m]당의 열전도율은 하기 식 (1)로 계산할 수 있다.
0.25／0.01＝25[W／㎡K]…(1)
또한, 공기의 열전달률은 약 5[W／㎡K]이다. 따라서, 단열재(202)와 공기의 합계의 열전달률은 하기 식 (2)로 계산할 수 있다.
1／(1／5＋1／25)＝4.2[W／㎡K]…(2)
여기에서, 히터 플레이트(206)의 온도와 환경온도의 온도차는 5[℃]이다. 이에 따라, 누설 열류량은 하기 식 (3)으로 계산할 수 있다.
5×4.2＝21[W／㎡]…(3)
이 누설 열류량(21[W／㎡])은 하기 식 (4)에 나타나는 바와 같이, 히터 플레이트(206)의 열류량(5[kW／㎡])의 0.4[％}이다.
21／5000＝0.004…(4)
이 값은 요구되는 교정 정밀도(예를 들면, 2[％] 이내)를 만족하고 있고, 충분히 작은 값이라고 할 수 있다. 이와 같이, 본 테스트의 결과로부터는, 누설 열류량이 오차의 범위에 들어갈 정도로 히터 플레이트(206)의 온도가 제어되어 있는 것을 알 수 있다. 따라서, 본 검사공정에서는 누설 열류량이 오차의 범위 내에 있어서, 히터 플레이트(206)의 온도가 환경온도에 가까워지도록 제어되어 있다.
(제 2 실시형태)
본 개시의 제 2 실시형태에 대하여 설명한다. 본 실시형태는 열유속센서의 구성이 제 1 실시형태와 다르다. 그 밖에 대해서는, 제 1 실시형태와 동일하다. 그 때문에, 이후의 설명에서는 제 1 실시형태와 다른 부분에 대해서만 설명한다.
상기 제 1 실시형태에서는 제 1 및 제 2 층간접속부재(130, 140)가 직렬로 접속된 1개의 열전소자에 의하여 열유속센서(10)를 구성하는 예를 나타냈다. 이에 대하여, 본 실시형태에서는 열유속센서(10)가 복수의 열전소자를 구비하는 구성으로 되어 있다. 구체적으로는, 도 13의 일점쇄선으로 도시된 바와 같이, 복수로 구획된 각 영역(B1∼B6)에 있어서, 제 1 및 제 2 층간접속부재(130, 140)를 직렬로 접속하고, 영역마다 별도의 열전소자를 구성하고 있다. 영역(B1∼B6)의 각 열전소자에는 2개의 접속패턴(122)이 설치되어 있다. 따라서, 영역(B1∼B6)의 각 열전소자는 각각에 설치된 접속패턴(122)을 통하여 따로 따로 외부와 전기적으로 접속이 가능하게 되어 있다. 이에 따라, 본 실시형태에 관련되는 열유속센서(10)에서는 각 영역(B1∼B6)을 통과하는 열유속에 따른 전압값(측정결과)이 영역마다 구비된 열전소자로부터 출력된다.
이상 설명한 바와 같이, 열유속센서(10)는 복수의 열전소자에 의하여 구성할 수 있다. 이와 같은 구성의 열유속센서(10)는 예를 들면, 각 영역(B1∼B6)의 열유속을 검출 가능한 단일센서로서 적용해도 좋다. 또한, 열유속센서(10)를 각 영역(B1∼B6)에서 절단하여, 복수의 센서로 해도 좋다.
또한, 복수의 열전소자를 구비하는 열유속센서(10)의 경우이어도, 열유속센서(10)는 도 13에 도시된 영역(A)이 도 9에 도시한 히터 플레이트(206)에서의 영역(A)과 일치하도록 레이아웃되어 있다. 즉, 열유속센서(10)가 구비하는 모든 열전소자가, 히터 플레이트(206)가 구비하는 발열저항체(206b)와 겹치도록 레이아웃되어 있다. 보다 구체적으로는 도 14에 도시된 바와 같이, 히터 플레이트(206)가 구비하는 발열저항체(206b)의 패턴과, 열유속센서(10)가 구비하는 제 1 및 제 2 층간접속부재(130, 140)가 겹치도록 레이아웃되는 것이 바람직하다. 열유속센서(10)에서는 상기와 같이 레이아웃함으로써 히터 플레이트(206)의 발열저항체(206b)로부터 냉각부(210)측으로의 열류의 주류에서 어긋나지 않도록 열전소자를 구성하는 제 1 및 제 2 층간접속부재(130, 140)가 배치된다. 이에 따라, 본 실시형태에 관련되는 열유속센서(10)에 대해서는, 보다 정확한 검사공정을 실시할 수 있다.
(제 3 실시형태)
본 개시의 제 3 실시형태에 대하여 설명한다. 본 실시형태는 히터 플레이트의 구성 및 열유속센서의 검사공정이 제 2 실시형태와 다르다. 그 밖에 대해서는, 제 2 실시형태와 동일하다. 그 때문에, 이후의 설명에서는 제 2 실시형태와 다른 부분에 대해서만 설명한다.
본 실시형태에 관련되는 방열측정용 워크(205)는 복수의 열전소자를 구비하는 열유속센서(10)와 동일한 구성으로 되어 있다. 본 실시형태에서는 이와 같은 구성의 방열측정용 워크(205)를 이용하여 열유속센서(10)의 영역마다의 누설 열류량을 검출한다. 구체적으로는 도 15에 도시된 바와 같이, 열유속센서(10)에서의 각 영역(C1∼C6)에 대한 검사공정에 있어서, 영역마다의 누설 열류량을 측정 가능하게 한다. 그래서 본 실시형태에서는 히터 플레이트(206)의 발열에 동반하여 각 영역(C1∼C6)에 발생한 열류량을 측정 가능하게 하고 있다. 또한, 본 실시형태에서는 방열측정용 워크(205)에 의하여 각 영역(B1∼B6)의 열전소자를 검사 가능하게 하고 있다. 또한, 본 실시형태에 관련되는 방열측정용 워크(205)는 제 2 실시형태에서 설명을 실시한 열유속센서(10)와 같은 구조이다. 그 때문에, 본 실시형태에 관련되는 방열측정용 워크(205)를 도시한 도 16에 있어서는, 도 13에 도시한 제 2 실시형태에 관련되는 열유속센서(10)와 같은 부호를 이용하고 있다.
도 15에 도시한 바와 같이, 누설 열류량의 측정을 실시할 때의 히터 플레이트(206)에는 좌우로 되꺾이도록(꾸불꾸불한 형상으로) 형성된 발열저항체(206b)에 대하여, 복수의 인출배선(206ca∼206cg)이 등간격으로 설치되어 있다. 본 실시형태에서는 복수의 인출배선(206ca∼206cg) 중, 발열저항체(206b)에 있어서의 꾸불꾸불한 형상 패턴의 일단에 설치된 인출배선(206ca)을 GND인출배선으로 하고 있다. 그리고 본 실시형태에서는 GND인출배선(206ca)으로부터 차례로 인출배선(206cb∼206cg)이 설치되어 있다. 본 실시형태에서는 발열저항체(206b)에 흐르는 전류를 전류계(400)에 의하여 계측하고, 각 인출배선(206cb∼206cg)과 GND인출배선(206ca)의 사이의 전위차(VA∼VE)를 전압계(401∼405)에 의하여 계측한다. 그리고 본 실시형태에서는 전력조정부(406)에 의하여 히터 플레이트(206)에 인가되는 전압 및 전류의 조정을 실시한다.
한편, 도 16에 도시된 바와 같이, 누설 열류량의 측정을 실시할 때의 방열측정용 워크(205)에는 각 영역(B1∼B6)의 열전소자를 구성하는 제 1 층간접속부재(130) 또는 제 2 층간접속부재(140)에 대하여, 복수의 접속패턴(122a∼122m)이 설치되어 있다. 본 실시형태에서는 복수의 접속패턴(122a∼122m) 중, 가장 끝에 위치하는 접속패턴(122a)을 기준접속패턴으로 하고 있다. 그리고 본 실시형태에서는 기준접속패턴(122a)으로부터 차례로 접속패턴(122b∼122m)이 설치되어 있다. 또한, 본 실시형태에서는 이웃하는 영역의 열전소자끼리(예를 들면, 영역(B1)의 열전소자와 영역(B2)의 열전소자)에 있어서, 이웃하는 접속패턴끼리(예를 들면, 접속패턴(122b)과 접속패턴(122c))를 같은 배선으로 접속하고 있다. 본 실시형태에서는 이와 같이 접속된 각 배선과 기준접속패턴(122a)의 사이의 전압(MA∼MF)을 전압계(501∼506)에 의하여 계측한다.
그리고 본 실시형태에서는 방열측정용 워크(205)가 구비하는 모든 열전소자와 히터 플레이트(206)가 구비하는 발열저항체(206b)를 중첩한다(도 15에 도시한 영역(A)과 도 16에 도시한 영역(A)이 일치하도록 중첩한다). 이 상태에서 본 실시형태에서는 발열저항체(206b)에 대하여 전력을 공급하여, 히터 플레이트(206)를 발열시킨다.
이하에, 열유속센서(10)에서의 영역마다의 열전소자의 검사공정에 대하여 영역(B1)을 예로 설명한다. 예를 들면, 히터 플레이트(206)의 영역(B1)에 대해서는, 해당 영역(B1)의 발열량(발열저항체(206b)가 발생한 열류량)을 전류계(400) 및 전압계(401)에 의하여 측정한다. 또한, 그때의 누설열류량을 전압계(501)에 의하여 측정한다. 본 실시형태에서는 이와 같이 하여 측정한 영역(B1)의 발열량 및 누설열류량에 기초하여 히터 플레이트(206)의 온도제어를 실시한다. 이에 따라, 본 실시형태에서는 열유속센서(10) 중, 영역(B1)의 크기에 대응하는 열전소자의 검사공정을 실시할 수 있다. 히터 플레이트(206)의 각 영역(B2∼B6)에 대해서도 동일한 방법을 이용함으로써 열유속센서(10) 중, 각 영역(B2∼B6)의 크기에 대응하는 열전소자의 검사공정을 실시할 수 있다.
(다른 실시형태)
본 발명은 상기 실시형태의 내용에 한정되지 않는다. 본 발명은 본 개시의 기술적인 요지를 일탈하지 않는 범위 내에서 적절히 변경이 가능하다.
상기 실시형태에서는 방열측정용 워크(205)를 열유속센서(10)와 동일한 구성으로 하고 있지만, 이에 한정되지 않는다. 방열측정용 워크(205)는 히터 플레이트(206)의 면 중, 열유속센서(10)가 배치되는 면과 반대측의 면으로부터의 열 누설을 측정할 수 있는 구성이면 좋다. 다만, 검사공정에서는 열유속센서(10)와 동일한 구성의 방열측정용 워크(205)를 이용함으로써 용이하게 열 누설을 측정할 수 있다. 보다 구체적으로는, 방열측정용 워크(205)의 출력전압이 열유속센서(10)의 출력전압의 오차 미만(오차의 범위 내)인지의 여부의 판정만으로 열 누설을 측정할 수 있다. 이 때문에, 방열측정용 워크(205)는 열유속센서(10)와 동일한 구성인 쪽이 다른 구성보다 바람직하다.
상기 실시형태에서는 환경온도에 대하여, 25[℃] 정도의 일반적인 실온을 예로 들어서 설명을 실시했지만, 이에 한정되지 않는다. 다른 예로서는, 환경온도가 상기 일반적인 실온 이외의 온도이어도 좋다. 25[℃] 정도의 일반적인 실온을 환경온도로서 이용하는 경우에는, 열유속센서(10)의 검사공정을 실시할 때에 환경온도를 변화시키기 위한 냉각기구 또는 가열기구를 구비할 필요가 없다. 또한, 히터 플레이트(206)를 포함하는 열류발생장치(20)가 고온 또는 저온으로 되기 어렵다. 이와 같이, 25[℃] 정도의 일반적인 실온을 환경온도로서 이용하는 경우에는, 검사자의 취급이 용이해진다는 특징이 있다. 이에 대하여, 25[℃] 정도의 일반적인 실온 이외의 온도를 환경온도로서 이용하는 경우에는, 다음과 같은 예를 들 수 있다. 예를 들면, 냉온실 내에 있어서, 열유속센서(10)의 검사공정을 실시하는 경우이다. 이 경우에는, 냉온실 내의 온도를 환경온도로서 이용함으로써 저온조건 하에서의 열유속센서(10)의 특성을 검사할 수 있다. 마찬가지로, 고온실 내에 있어서, 열유속센서(10)의 검사공정을 실시하는 경우이다. 이 경우에는, 고온실 내의 온도를 환경온도로서 이용함으로써 고온조건 하에서의 열유속센서(10)의 특성을 검사할 수 있다. 이와 같이, 본 개시의 열류발생장치(20) 및 해당 열류발생장치(20)를 이용한 검사공정에서는 여러 가지 환경온도에 있어서 열유속센서(10)의 특성을 검사할 수 있다.
상기 실시형태에서는 냉각부(210)를 가열부(200)에 대하여 상대이동시켜서 냉각부(210)의 일면을 가열부(200)의 대향면으로 압박하는 구성으로 하고 있다. 이에 따라, 상기 실시형태에서는 냉각부(210)와 가열부(200)의 사이에 열유속센서(10)를 끼워 넣어서 누르기 가능한 구성으로 하고 있지만, 이에 한정되지 않는다. 다른 예로서는, 가열부(200)를 냉각부(210)에 대하여 상대이동 가능한 구성으로 해도 좋다. 또는, 가열부(200) 및 냉각부(210)의 양쪽이 이동 가능한 구성으로 해도 좋다.
상기 실시형태에서는 방열측정용 워크(205)와 히터 플레이트(206)의 사이에 탄성평판(204)을 배치하는 구성으로 하고 있지만, 이에 한정되지 않는다. 다른 예로서는, 방열측정용 워크(205)와 히터 플레이트(206)의 사이에 아무 것도 배치하지 않는 구성으로 해도 좋다. 이 경우에는 예를 들면, 도 18에 도시된 바와 같이, 방열측정용 워크(205)와 히터 플레이트(206)를 중첩하여 일체구성으로 해도 좋다. 즉, 방열측정용 워크(205)와 히터 플레이트(206)가 밀착한 구성이면 좋다. 이와 같은 구성이면, 본 개시의 열류발생장치(20) 및 해당 열류발생장치(20)를 이용한 검사공정에서는 누설 열류량의 측정에서 신뢰성의 향상을 도모할 수 있다.
상기 실시형태에서는 열유속센서(10), 방열측정용 워크(205) 및 히터 플레이트(206)에서의 구성부품의 형성패턴에 대하여 설명을 실시했지만, 이에 한정되지 않는다. 상기 실시형태에서 나타낸 구성부품의 형성패턴은 일례에 불과하고, 적절히 변경해도 좋다. 히터 플레이트(206)에서의 다른 예로서는 예를 들면, 도 17에 도시한 바와 같이, 발열저항체(206b)에서의 직선부의 중앙위치를 구부려서 꾸불꾸불한 형상 패턴을 형성하도록 해도 좋다.
10: 열유속센서
20: 열류발생장치
100: 절연기재
110: 이면보호부재
120: 표면보호부재
130: 제 1 층간접속부재
140: 제 2 층간접속부재
200: 가열부
203. 204: 탄성평판
205: 방열측정용 워크
206: 히터 플레이트
206a: 수지필름
206b: 발열저항체
210: 냉각부
220: 냉각팬
230: 리니어 가이드
240: 실린더
250: 이송기구
260: 지지반
20: 열류발생장치
100: 절연기재
110: 이면보호부재
120: 표면보호부재
130: 제 1 층간접속부재
140: 제 2 층간접속부재
200: 가열부
203. 204: 탄성평판
205: 방열측정용 워크
206: 히터 플레이트
206a: 수지필름
206b: 발열저항체
210: 냉각부
220: 냉각팬
230: 리니어 가이드
240: 실린더
250: 이송기구
260: 지지반
Claims (11)
- 필름형상의 열유속센서(10)를 준비하는 제 1 공정;
발열저항체(206b)를 가지는 필름형상의 히터 플레이트(206)와, 상기 히터 플레이트의 일면측에 배치되어, 상기 일면측으로부터의 열 누설을 측정하는 방열측정용 워크(205)를 가지는 가열부(200)와, 상기 히터 플레이트의 타면측에 배치되는 냉각부(210)를 가지는 열류발생장치(20)를 준비하는 제 2 공정; 및
상기 열유속센서를 상기 가열부와 상기 냉각부의 사이에 위치시킨 상태에서 상기 히터 플레이트에 의한 발열 및 상기 냉각부에 의한 냉각을 실시함으로써 상기 열유속센서를 통과하는 열류를 발생시키고, 상기 방열측정용 워크가 열 누설되어 있지 않은 것을 검출하고, 상기 히터 플레이트의 온도가 환경온도와 동등한 때의 상기 열유속센서의 출력전압을 측정하고, 측정결과에 기초하여 상기 히터 플레이트가 발생한 열류량과 상기 열유속센서의 출력전압의 관계를 나타내는 특성을 검사하는 제 3 공정을 포함하는 검사공정을 가지고,
상기 검사공정에서는,
상기 방열측정용 워크에 의해 측정되는 열 누설에 따라서 냉각컨트롤러(300)가 상기 냉각부의 흡열량을 제어하고, 상기 히터 플레이트의 온도가 상기 환경온도와 동등해지도록 하는
열유속센서의 제조방법.
- 제1항에 있어서,
상기 제 2 공정에서는 상기 열유속센서와 같은 구성의 상기 방열측정용 워크를 이용하는
열유속센서의 제조방법.
- 제2항에 있어서,
상기 제 3 공정에서는 상기 방열측정용 워크의 출력전압이 상기 열유속센서의 출력전압의 오차범위 내인 때를 열 누설되지 않는다고 판정하는
열유속센서의 제조방법.
- 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제 2 공정에서는 금속판을 가공하여 패턴형성된 상기 발열저항체를 열가소성 수지에 의하여 구성되는 수지필름(206a)으로 끼워 넣은 상기 히터 플레이트를 이용하는
열유속센서의 제조방법.
- 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제 3 공정에서는 상기 히터 플레이트와 상기 방열측정용 워크의 사이에 탄성평판(204)이 배치되어 설치되어 있는
열유속센서의 제조방법.
- 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제 1 공정에서는 복수로 구획된 영역(B1∼B6)마다 별도의 열전소자가 구비된 상기 열유속센서를 준비하고,
상기 제 2 공정에서는 상기 열유속센서의 상기 영역마다의 열 누설을 측정하는 상기 방열측정용 워크를 준비하고,
상기 제 3 공정에서는 상기 열유속센서의 상기 영역마다 상기 발열저항체가 발생시킨 열류량을 측정하고, 또한 누설 열류량을 측정함으로써 상기 특성을 검사하는
열유속센서의 제조방법.
- 발열저항체(206b)를 가지는 필름형상의 히터 플레이트(206)와, 상기 히터 플레이트의 면 중, 열유속센서(10)가 배치되는 면에 대하여 반대측의 면에 배치되어, 상기 히터 플레이트로부터의 열 누설을 측정하는 방열측정용 워크(205)를 가지는 가열부(200);
상기 히터 플레이트에 대하여, 상기 열유속센서를 사이에 두고 반대측에 배치되어, 상기 열유속센서를 냉각하는 냉각부(210); 및
상기 냉각부 및 상기 가열부의 적어도 한쪽을 이동시키는 이동기구(230)를 구비하고,
상기 이동기구에 의하여 상기 냉각부 및 상기 가열부의 적어도 한쪽을 이동시키고, 상기 냉각부와 상기 가열부의 사이에서 상기 열유속센서를 누르고,
상기 히터 플레이트의 온도가 환경온도와 동등해지도록 상기 방열측정용 워크에 의해 측정되는 열 누설에 따라서 상기 냉각부의 흡열량이 제어되는
열류발생장치.
- 삭제
- 제4항에 있어서,
상기 제 3 공정에서는 상기 히터 플레이트와 상기 방열측정용 워크의 사이에 탄성평판(204)이 배치되어 설치되어 있는
열유속센서의 제조방법.
- 제4항에 있어서,
상기 제 1 공정에서는 복수로 구획된 영역(B1∼B6)마다 별도의 열전소자가 구비된 상기 열유속센서를 준비하고,
상기 제 2 공정에서는 상기 열유속센서의 상기 영역마다의 열 누설을 측정하는 상기 방열측정용 워크를 준비하고,
상기 제 3 공정에서는 상기 열유속센서의 상기 영역마다 상기 발열저항체가 발생시킨 열류량을 측정하고, 또한 누설 열류량을 측정함으로써 상기 특성을 검사하는
열유속센서의 제조방법.
- 제5항에 있어서,
상기 제 1 공정에서는 복수로 구획된 영역(B1∼B6)마다 별도의 열전소자가 구비된 상기 열유속센서를 준비하고,
상기 제 2 공정에서는 상기 열유속센서의 상기 영역마다의 열 누설을 측정하는 상기 방열측정용 워크를 준비하고,
상기 제 3 공정에서는 상기 열유속센서의 상기 영역마다 상기 발열저항체가 발생시킨 열류량을 측정하고, 또한 누설 열류량을 측정함으로써 상기 특성을 검사하는
열유속센서의 제조방법.
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