KR20180022906A - 방사열 센서 - Google Patents
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Abstract
방사열 센서(101)는 판형상 부재(10)와, 복수의 제 1 도체 패턴(41)과, 복수의 제 2 도체 패턴(42)을 가진다. 판형상 부재(10)는 제 1 면(10a)과 제 2 면(10b)을 가지고, 다른 열전 재료로 구성된 복수의 제 1 열전 부재(31)와 복수의 제 2 열전 부재(32)를 가지고, 제 1 면을 따르는 방향에서 제 1 열전 부재와 제 2 열전 부재가 이격되어 번갈아 하나씩 나열되고, 제 1 열전 부재와 제 2 열전 부재의 각각이 제 1 면의 일부를 구성한다. 복수의 제 1 도체 패턴은 제 1 면을 따라서 넓어지고, 판형상 부재의 제 1 면에, 이웃하는 하나의 제 1 열전 부재와 하나의 제 2 열전 부재에 걸쳐서 배치되어, 제 1 열전 부재와 제 2 열전 부재사이의 온접점부를 구성한다. 복수의 제 2 도체 패턴은 제 1 면을 따라서 넓어지고, 판형상 부재의 제 1 면에, 이웃하는 하나의 제 1 열전 부재와 하나의 제 2 열전 부재에 걸쳐서 배치되어, 제 1 열전 부재와 제 2 열전 부재사이의 냉접점부를 구성한다.
Description
본 출원은 2015년 8월 5일에 출원된 일본 출원번호 제2015―155131호에 기초하는 것으로, 그 우선권의 이익을 주장하는 것이고, 그 특허 출원의 모든 내용이 참조에 의해 본 명세서에 편입된다.
본 개시는 열전 변환 소자를 이용하여 방사열의 열에너지를 검출하는 방사열 센서에 관한 것이다.
방사열 센서의 일종으로서, 특허 문헌 1에 기재된 적외선 센서가 있다. 특허 문헌 1의 적외선 센서는 열전 변환 소자를 이용하여 적외선을 검출하는 것이다.
그런데 본 발명자가 열전 변환 소자를 이용한 방사열 센서의 하나로서, 도 6에 도시한 구조의 방사열 센서(J1)를 검토했다. 이하에서는, 이 방사열 센서를 검토예의 방사열 센서(J1)라 한다. 그 결과, 검토예의 방사열 센서(J1)는 하기의 이유에 의해 검출 감도가 낮은 것을 알 수 있었다.
도 6에 도시한 바와 같이, 검토예의 방사열 센서(J1)는 판형상 부재의 일면(10a)에 있어서, 제 1 열전 부재(J31)와 제 2 열전 부재(J32)가 바로 접하여 번갈아 나열되어 있다. 제 1 열전 부재(J31)와 제 2 열전 부재(J32)가 번갈아 직렬로 접속됨으로써 열전 변환 소자가 구성되어 있다. 제 1 열전 부재(J31)와 제 2 열전 부재(J32)는 판형상 부재의 일면(10a)에 2개의 접합부(J41, J42)를 가지고 있다. 2개의 접합부(J41, J42)의 한쪽이 온(溫)접점부(J41)이고, 2개의 접합부(J41, J42)의 다른쪽이 냉(冷)접점부(J42)이다.
검토예의 방사열 센서(J1)는 다음과 같이 하여 방사열의 열에너지를 검출한다. 판형상 부재의 일면(10a)측으로 방사열이 조사되면, 온접점부(J41)와 냉접점부(J42)가 방사열에 기인하는 열을 받는다. 이때, 온접점부(J41)와 냉접점부(J42)가 받는 열량이 다름으로써 온접점부(J41)와 냉접점부(J42) 사이에 온도차가 발생하게 되어 있다. 그리고 제 1 열전 부재(J31)와 제 2 열전 부재(J32)가 온도차에 따른 전기적인 출력을 발생시킨다. 이와 같이 하여, 방사열의 열에너지가 전기적인 출력에 의해서 검출된다.
온접점부(J41)와 냉접점부(J42)가 방사열에 기인하는 열을 받는 경우로서는 예를 들면, 다음의 경우를 들 수 있다. 방사열 센서(J1)가 판형상 부재의 일면(10a) 상에 방사열을 흡수하여 발열하는 수열판(51)과 방사열을 반사하는 반사판(52)을 가지고, 온접점부(J41)가 수열판(51)으로부터 열을 받고, 또한 냉접점부(J42)가 반사판(52)으로부터 열을 받는 경우이다. 이 경우, 방사열 센서(J1)로 방사열이 조사되면, 수열판(51)이 방사열을 흡수하여 열을 발생시키고, 반사판(52)이 방사열을 반사하기 때문에 온접점부(J41)가 수열판(51)으로부터 받는 열량과 냉접점부(J42)가 반사판(52)으로부터 받는 열량이 다르다.
여기에서, 검토예의 방사열 센서(J1)에서는 판형상 부재의 일면(10a)에서의 온접점부(J41)와 냉접점부(J42)의 형상이 각각 선형상이다. 이 때문에, 온접점부(J41)와 냉접점부(J42)의 각각은 수열판(51)과 반사판(52)으로부터 열을 받을 때의 수열 면적이 작다. 이에 따라, 방사열 센서(J1)로 방사열이 조사되었을 때에 발생하는 온접점부(J41)와 냉접점부(J42)의 온도차가 작아서, 제 1 열전 부재(J31)와 제 2 열전 부재(J32)가 발생하는 전기적인 출력이 작아져 버린다. 즉, 방사열 센서(J1)의 검출 감도가 낮아져 버린다.
본 개시는 열전 변환 소자를 이용한 방사열 센서로서, 검출 감도가 높은 방사열 센서를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 개시의 일 양태에 있어서,
제 1 면과, 그 반대측의 제 2 면을 가지는 판형상 부재로서, 다른 열전 재료로 구성된 복수의 제 1 열전 부재와 복수의 제 2 열전 부재를 가지고, 제 1 면을 따르는 방향에서 복수의 제 1 열전 부재와 복수의 제 2 열전 부재가 이격되어 번갈아 하나씩 나열되어 있고, 복수의 제 1 열전 부재와 복수의 제 2 열전 부재의 각각이 제 1 면의 일부를 구성하고 있는 판형상 부재와,
제 1 면을 따라서 넓어지고, 판형상 부재의 제 1 면에, 복수의 제 1 열전 부재와 복수의 제 2 열전 부재에서 이웃하는 하나의 제 1 열전 부재와 하나의 제 2 열전 부재에 걸쳐서 배치되어, 복수의 제 1 열전 부재와 복수의 제 2 열전 부재사이의 온접점부를 구성하는 복수의 제 1 도체 패턴과,
제 1 면을 따라서 넓어지고, 판형상 부재의 제 1 면에, 복수의 제 1 열전 부재와 복수의 제 2 열전 부재에서 이웃하는 하나의 제 1 열전 부재와 하나의 제 2 열전 부재에 걸쳐서 배치되어, 복수의 제 1 열전 부재와 복수의 제 2 열전 부재사이의 냉접점부를 구성하는 복수의 제 2 도체 패턴을 구비하고,
판형상 부재의 제 1 면측으로 방사열이 조사되면, 복수의 제 1 도체 패턴과 복수의 제 2 도체 패턴이 방사열에 기인하는 열을 받고, 또한 복수의 제 1 도체 패턴과 복수의 제 2 도체 패턴이 받는 열량이 다름으로써 복수의 제 1 도체 패턴과 복수의 제 2 도체 패턴사이에 온도차가 발생하고, 복수의 제 1 열전 부재와 복수의 제 2 열전 부재가 온도차에 따른 전기적인 출력을 발생시키게 되어 있다.
이에 따르면, 온접점부가 제 1 도체 패턴으로 구성되고, 냉접점부가 제 2 도체 패턴으로 구성되어 있기 때문에 온접점부와 냉접점부가 각각 제 1 열전 부재와 제 2 열전 부재를 바로 접하여 접합했을 때의 선형상의 접합부로 구성된 경우와 비교하여, 온접점부와 냉접점부의 각각이 열을 받는 수열 면적을 크게 할 수 있다. 이 때문에, 온접점부와 냉접점부의 온도차를 크게 할 수 있어서, 제 1 열전 부재와 제 2 열전 부재가 발생하는 전기적인 출력을 크게 할 수 있다. 따라서, 본 개시의 일 양태에 따르면, 검출 감도가 높은 방사열 센서를 제공할 수 있다.
또한, 본 개시의 일 양태에 있어서, 복수의 제 1 도체 패턴과 복수의 제 2 도체 패턴이 방사열에 기인하는 열을 받고, 또한 복수의 제 1 도체 패턴과 복수의 제 2 도체 패턴이 받는 열량이 다른 경우는, 하기의 경우가 포함된다.
예를 들면, 방사열 센서가 방사열을 흡수하여 발생한 열을 복수의 제 1 도체 패턴에 전달하는 수열 부재를 구비하는 경우에는, 복수의 제 1 도체 패턴이 수열 부재로부터 열을 받을 때의 온접점부의 수열 면적을 크게 할 수 있다.
또한, 방사열 센서의 복수의 제 1 도체 패턴이 복수의 제 2 도체 패턴보다도 방사열을 흡수하는 구성인 경우에는, 복수의 제 1 도체 패턴이 방사열을 받을 때의 복수의 제 1 도체 패턴의 수열 면적을 크게 할 수 있다.
또한, 청구 범위에서 기재한 각 수단의 괄호 내의 부호는 후술하는 실시 형태에 기재된 구체적 수단과의 대응 관계를 나타내는 일례이다.
본 개시에 대해서의 상기의 목적, 그 밖의 목적 및 잇점은 첨부의 도면을 참조하면서 하기의 상세한 기술에 의해 보다 명확해진다. 그 도면은,
도 1은 제 1 실시 형태에서의 방사열 측정 장치의 개략 구성을 도시한 도면이고,
도 2는 도 1의 방사열 센서의 평면도이고,
도 3은 도 2의 Ⅲ―Ⅲ선에서의 화살 표시 단면도이고,
도 4는 제 1 실시 형태의 방사열 센서의 제조 공정을 도시한 단면도이고,
도 5는 제 1 실시 형태의 방사열 센서의 주요부를 도시한 단면도이고,
도 6은 검토예의 방사열 센서의 평면도이고,
도 7은 제 2 실시 형태의 방사열 센서의 평면도이고,
도 8은 도 7의 Ⅷ―Ⅷ선에서의 화살 표시 단면도이고,
도 9는 제 3 실시 형태의 방사열 센서의 평면도이고,
도 10은 도 9의 Ⅹ―Ⅹ선에서의 화살 표시 단면도이고,
도 11은 제 3 실시 형태의 방사열 센서의 제조 공정을 도시한 단면도이고,
도 12는 제 4 실시 형태의 방사열 센서의 단면도이고,
도 13은 제 5 실시 형태의 방사열 센서의 단면도이고,
도 14는 제 5 실시 형태의 방사열 센서의 제조 공정을 도시한 단면도이고,
도 15는 제 5 실시 형태의 방사열 센서의 제조 공정을 도시한 단면도이고,
도 16은 제 5 실시 형태의 방사열 센서의 제조 공정을 도시한 단면도이고,
도 17은 제 6 실시 형태의 방사열 센서의 평면도이고,
도 18은 도 17의 ⅩⅧ―ⅩⅧ선에서의 화살 표시 단면도이고,
도 19는 도 17 중의 각 층의 평면도이고,
도 20은 제 6 실시 형태의 방사열 센서의 제조 공정을 도시한 단면도이고,
도 21은 제 6 실시 형태의 방사열 센서의 제조 공정을 도시한 단면도이고,
도 22는 제 7 실시 형태의 방사열 센서의 단면도이고,
도 23은 제 7 실시 형태의 방사열 센서의 제조 공정을 도시한 단면도이고,
도 24는 제 7 실시 형태의 방사열 센서의 제조 공정을 도시한 단면도이고,
도 25는 제 7 실시 형태의 방사열 센서의 제조 공정을 도시한 단면도이고,
도 26은 제 8 실시 형태의 방사열 센서의 단면도이고,
도 27은 제 9 실시 형태의 방사열 센서의 단면도이고,
도 28은 제 9 실시 형태의 방사열 센서의 제조 공정을 도시한 단면도이고,
도 29는 제 9 실시 형태의 방사열 센서의 단면도이고,
도 30은 제 10 실시 형태의 방사열 센서의 단면도이고,
도 31은 제 11 실시 형태의 방사열 센서의 단면도이고,
도 32는 제 12 실시 형태의 방사열 센서의 평면도이고,
도 33은 도 32의 ⅩⅩⅩⅢ―ⅩⅩⅩⅢ선에서의 화살 표시 단면도이고,
도 34는 제 12 실시 형태의 방사열 센서의 제조 공정을 도시한 단면도이고,
도 35는 제 13 실시 형태의 방사열 센서의 단면도이고,
도 36은 제 13 실시 형태의 방사열 센서의 제조 공정을 도시한 단면도이고,
도 37은 제 14 실시 형태의 방사열 센서의 단면도이고,
도 38은 제 14 실시 형태의 방사열 센서의 제조 공정을 도시한 단면도이고,
도 39는 제 15 실시 형태의 방사열 센서의 단면도이고,
도 40은 제 15 실시 형태의 방사열 센서의 제조 공정을 도시한 단면도이고,
도 41은 제 15 실시 형태의 방사열 센서의 제조 공정을 도시한 단면도이고,
도 42는 제 16 실시 형태의 방사열 센서의 단면도이고,
도 43은 제 16 실시 형태의 방사열 센서의 제조 공정을 도시한 단면도이다.
도 1은 제 1 실시 형태에서의 방사열 측정 장치의 개략 구성을 도시한 도면이고,
도 2는 도 1의 방사열 센서의 평면도이고,
도 3은 도 2의 Ⅲ―Ⅲ선에서의 화살 표시 단면도이고,
도 4는 제 1 실시 형태의 방사열 센서의 제조 공정을 도시한 단면도이고,
도 5는 제 1 실시 형태의 방사열 센서의 주요부를 도시한 단면도이고,
도 6은 검토예의 방사열 센서의 평면도이고,
도 7은 제 2 실시 형태의 방사열 센서의 평면도이고,
도 8은 도 7의 Ⅷ―Ⅷ선에서의 화살 표시 단면도이고,
도 9는 제 3 실시 형태의 방사열 센서의 평면도이고,
도 10은 도 9의 Ⅹ―Ⅹ선에서의 화살 표시 단면도이고,
도 11은 제 3 실시 형태의 방사열 센서의 제조 공정을 도시한 단면도이고,
도 12는 제 4 실시 형태의 방사열 센서의 단면도이고,
도 13은 제 5 실시 형태의 방사열 센서의 단면도이고,
도 14는 제 5 실시 형태의 방사열 센서의 제조 공정을 도시한 단면도이고,
도 15는 제 5 실시 형태의 방사열 센서의 제조 공정을 도시한 단면도이고,
도 16은 제 5 실시 형태의 방사열 센서의 제조 공정을 도시한 단면도이고,
도 17은 제 6 실시 형태의 방사열 센서의 평면도이고,
도 18은 도 17의 ⅩⅧ―ⅩⅧ선에서의 화살 표시 단면도이고,
도 19는 도 17 중의 각 층의 평면도이고,
도 20은 제 6 실시 형태의 방사열 센서의 제조 공정을 도시한 단면도이고,
도 21은 제 6 실시 형태의 방사열 센서의 제조 공정을 도시한 단면도이고,
도 22는 제 7 실시 형태의 방사열 센서의 단면도이고,
도 23은 제 7 실시 형태의 방사열 센서의 제조 공정을 도시한 단면도이고,
도 24는 제 7 실시 형태의 방사열 센서의 제조 공정을 도시한 단면도이고,
도 25는 제 7 실시 형태의 방사열 센서의 제조 공정을 도시한 단면도이고,
도 26은 제 8 실시 형태의 방사열 센서의 단면도이고,
도 27은 제 9 실시 형태의 방사열 센서의 단면도이고,
도 28은 제 9 실시 형태의 방사열 센서의 제조 공정을 도시한 단면도이고,
도 29는 제 9 실시 형태의 방사열 센서의 단면도이고,
도 30은 제 10 실시 형태의 방사열 센서의 단면도이고,
도 31은 제 11 실시 형태의 방사열 센서의 단면도이고,
도 32는 제 12 실시 형태의 방사열 센서의 평면도이고,
도 33은 도 32의 ⅩⅩⅩⅢ―ⅩⅩⅩⅢ선에서의 화살 표시 단면도이고,
도 34는 제 12 실시 형태의 방사열 센서의 제조 공정을 도시한 단면도이고,
도 35는 제 13 실시 형태의 방사열 센서의 단면도이고,
도 36은 제 13 실시 형태의 방사열 센서의 제조 공정을 도시한 단면도이고,
도 37은 제 14 실시 형태의 방사열 센서의 단면도이고,
도 38은 제 14 실시 형태의 방사열 센서의 제조 공정을 도시한 단면도이고,
도 39는 제 15 실시 형태의 방사열 센서의 단면도이고,
도 40은 제 15 실시 형태의 방사열 센서의 제조 공정을 도시한 단면도이고,
도 41은 제 15 실시 형태의 방사열 센서의 제조 공정을 도시한 단면도이고,
도 42는 제 16 실시 형태의 방사열 센서의 단면도이고,
도 43은 제 16 실시 형태의 방사열 센서의 제조 공정을 도시한 단면도이다.
이하, 본 개시의 실시 형태에 대하여 도면에 기초해서 설명한다. 또한, 이하의 각 실시 형태 상호에 있어서, 서로 동일 또는 균등한 부분에는 동일 부호를 붙여서 설명을 실시한다.
(제 1 실시 형태)
본 실시 형태에서는 본 개시의 방사열 센서를 이용한 방사열 측정 장치를 설명한다.
도 1에 도시한 바와 같이, 방사열 측정 장치(100)는 방사열 센서(101)와, 연산부(102)와, 표시부(103)를 구비하고 있다. 방사열 센서(101)는 일면(101a)과, 그 반대측의 타면(10b)을 가지는 판형상의 것이고, 내부에 열전 변환 소자를 가지고 있다. 방사열 센서(101)는 방사열의 열량에 따른 전기적인 출력을 발생시킨다. 연산부(102)는 방사열 센서(101)로부터의 전기적인 출력에 기초하여, 방사열의 열량, 즉, 열유속을 연산한다. 표시부(103)는 연산부(102)에서 연산된 열유속을 표시한다.
도 2, 3에 도시한 바와 같이, 방사열 센서(101)는 복수의 절연층(10, 20)이 적층된 다층 기판으로 구성되어 있다. 도 2 중의 제 1 방향(DR1)과 제 2 방향(DR2)은 방사열 센서(101)의 평면 상에서의 직교하는 2개의 방향을 나타내고 있다. 도 3 중의 제 3 방향(DR3)은 방사열 센서(101)의 두께 방향, 즉, 절연 기재(10)의 표면(10a)에 수직인 방향을 나타내고 있다.
본 실시 형태에서 다층 기판은 2층의 절연층(10, 20)이 적층된 2층 구조이다. 2층의 절연층(10, 20)은 절연 기재(10)와 표면 보호 부재(20)이다. 표면 보호 부재(20)의 표면(20a)이 방사열 센서(101)의 표면(101a)이다.
절연 기재(10)는 표면(10a)과 이면(10b)을 가지는 판형상 부재이다. 또한, 표면(10a)이 일면이고, 판형상 부재의 제 1 면에 상당하고, 이면(10b)이 일면의 반대측인 타면이고, 판형상 부재의 제 2 면에 상당한다. 절연 기재(10)는 가요성 재료인 열가소성 수지로 구성되어 있다. 열가소성 수지로서는 예를 들면, 폴리에테르에테르케톤(PEEK), 폴리에테르이미드(PEI), 액정 폴리머(LCP)를 들 수 있다.
절연 기재(10)에는 복수의 제 1 비아홀(11)과 복수의 제 2 비아홀(12)이 형성되어 있다. 제 1, 제 2 비아홀(11, 12)은 모두 절연 기재(10)의 표면(10a)과 이면(10b)을 관통하는 관통 구멍이다. 제 1, 제 2 비아홀(11, 12)은 사전에 결정된 간격으로 번갈아 나열하여 배치되어 있다.
제 1 비아홀(11)에는 제 1 열전 부재(31)가 매립되어 있다. 제 2 비아홀(12)에 제 2 열전 부재(32)가 매립되어 있다. 제 1 열전 부재(31)와 제 2 열전 부재(32)는 제벡(seebeck) 효과를 발휘하도록 특성이 다른 열전 재료(열전 변환 재료라고도 한다)로 구성되어 있다. 본 실시 형태에서 제 1 열전 부재(31)는 P형 반도체 재료로 구성되어 있고, 제 2 열전 부재(32)는 N형 반도체 재료로 구성되어 있다. 이 P형 반도체 재료는 P형을 구성하는 Bi―Sb―Te합금의 분말이 소결 전에서의 복수의 금속 원자의 결정 구조를 유지하도록 고상 소결된 금속 화합물이다. 이 N형 반도체 재료는 N형을 구성하는 Bi―Te합금의 분말이 소결 전에서의 복수의 금속 원자의 결정 구조를 유지하도록 고상 소결된 금속 화합물이다. 또한, 열전 재료로서, 다른 반도체 재료나 금속 재료를 이용해도 좋다.
절연 기재(10)의 표면(10a) 상에 복수의 도체 패턴(41, 42)이 형성되어 있다. 복수의 도체 패턴(41, 42)은 동(銅)으로 구성된 도체층이 원하는 형상으로 패터닝된 것이다. 또한, 복수의 도체 패턴(41, 42)은 동 이외의 도전성 재료로 구성되어 있어도 좋다. 복수의 도체 패턴(41, 42)은 얇고 평평한 판형상이다. 즉, 복수의 도체 패턴(41, 42)은 일면을 따라서 넓어져 있다. 하나의 도체 패턴(41, 42)은 제 1 열전 부재(31)와 제 2 열전 부재(32)의 양쪽에 걸쳐서 배치되어 있다. 이 때문에, 이웃하는 제 1 열전 부재(31)와 제 2 열전 부재(32)는 하나의 도체 패턴(41, 42)에 의하여 전기적으로 접속되어 있다. 이 결과, 복수의 제 1 열전 부재(31)와 제 2 열전 부재(32)는 제 1 열전 부재(31)와 제 2 열전 부재(32)가 번갈아 직렬로 접속되어 있다.
이와 같이, 복수의 도체 패턴(41, 42)은 제 1 열전 부재(31)와 제 2 열전 부재(32)의 2개의 접점부(즉, 접속부)를 구성하고 있다. 복수의 도체 패턴(41, 42) 중, 열기전력의 전압순 방향에서 제 1 열전 부재(31)와 제 2 열전 부재(32)의 차례, 즉, 본 실시 형태에서는 PN의 순서로 양자를 접속하는 제 1 도체 패턴(41)이 온접점부를 구성하고 있다. 한편, 복수의 도체 패턴(41, 42) 중, 열기전력의 전압순 방향에서 제 2 열전 부재(32)와 제 1 열전 부재(31)의 순서로 양자를 접속하는 제 2 도체 패턴(42)이 냉접점부를 구성하고 있다. 또한, 열기전력의 전압순 방향이란, 방사열 센서(101)가 방사열을 받아서 센서 출력 전압을 발생시킬 때에, 발생한 전압의 양극측에서 음극측으로의 나열 방향을 의미한다. 또한, 제 1 열전 부재(31)와 제 2 열전 부재(32)의 2개의 접점부에 온도차가 발생할 때에 고온측으로 되는 접점부가 온접점부이고, 저온측으로 되는 접점부가 냉접점부이다.
여기에서, 도 2에 도시한 바와 같이, 절연 기재(10)의 표면(10a)에 있어서, 제 1, 제 2 열전 부재(31, 32)의 나열 방향을 제 1 방향(DR1)으로 하고, 제 1, 제 2 열전 부재(31, 32)의 나열 방향과 직교하는 방향을 제 2 방향(DR2)으로 한다. 이때, 하나의 도체 패턴(41, 42)의 제 2 방향(DR2)에서의 치수는 제 1, 제 2 열전 부재(31, 32)의 제 2 방향(DR2)에서의 치수와 같다. 또한, 하나의 도체 패턴(41, 42)의 제 1 방향(DR1)에서의 치수는 이웃하는 제 1 열전 부재(31)와 제 2 열전 부재(32) 사이의 간격보다도 길다. 이 때문에, 하나의 도체 패턴(41, 42)은 사전에 결정된 면적을 가진다.
도 3에 도시한 바와 같이, 제 1 열전 부재(31)와 제 2 열전 부재(32)가 번갈아 직렬로 접속되어 있는 구조체에 있어서, 하나의 제 1 도체 패턴(41)과 하나의 제 2 도체 패턴(42)을 가지는 부분이 하나의 유닛, 즉, 하나의 열전 변환 소자(UN1)를 구성하고 있다.
제 1 도체 패턴(41)의 표면 상에 수열판(51)이 형성되어 있다. 수열판(51)은 제 1 도체 패턴(41)에 바로 접해 있다. 수열판(51)은 방사열을 흡수하여 열을 발생시키는 판형상의 수열 부재이다. 수열판(51)의 평면 형상은 제 1 도체 패턴(41)과 같다. 수열판(51)은 제 1 도체 패턴(41)과는 다른 부재로 구성되어 있다.
또한, 제 2 도체 패턴(42)의 표면 상에 반사판(52)이 형성되어 있다. 반사판(52)은 제 2 도체 패턴에 바로 접해 있다. 반사판(52)은 방사열을 반사하는 판형상의 반사 부재이다. 반사판(52)의 평면 형상은 제 2 도체 패턴(42)과 같다. 반사판(52)은 제 2 도체 패턴(42)과는 다른 부재로 구성되어 있다.
본 실시 형태의 수열판(51)은 가시광선의 파장 영역의 방사열을 흡수하도록 제 1 도체 패턴(41)과 비교하여, 가시광선의 파장 영역에서의 방사열의 방사율이 높은(즉, 흡수율이 높은) 재료로 구성되어 있다. 구체적으로, 수열판(51)은 흑색의 산화동으로 구성되어 있다. 또한, 본 실시 형태의 반사판(52)은 가시광선의 파장 영역의 방사열을 반사하도록 제 2 도체 패턴(42)과 비교하여, 가시광선의 파장 영역에서의 방사열의 방사율이 낮은(즉, 반사율이 높은) 재료로 구성되어 있다. 구체적으로, 반사판(52)은 금도금으로 구성되어 있다.
표면 보호 부재(20)는 절연 기재(10)의 표면(10a)측에 적층되어 있다. 표면 보호 부재(20)는 절연 기재(10)와 마찬가지로, 가요성 재료인 열가소성 수지로 구성되어 있다. 표면 보호 부재(20)는 수열판(51) 및 반사판(25)과, 수열판(51) 및 반사판(52)으로부터 노출되는 제 1, 제 2 열전 부재(31, 32)를 덮고 있다.
또한, 절연 기재(10)의 이면(10b)에는 도전성 재료, 본 실시 형태에서는 동으로 구성된 이면 도체 패턴(61)이 형성되어 있다. 이면 도체 패턴(61)은 방사열 센서(101)의 제조 시에서의 절연 기재(10)로부터의 제 1, 제 2 열전 부재(31, 32)의 탈리 방지를 목적으로 하는 것이다.
다음으로, 도 4(a)∼(f)를 이용하여 본 실시 형태의 방사열 센서(101)의 제조 방법에 대해서 설명한다.
우선, 도 4(a)에 도시한 바와 같이, 이면(10b)에 원하는 형상의 이면 도체 패턴(61)이 형성된 절연 기재(10)를 준비한다. 이면 도체 패턴(61)은 절연 기재(10)의 이면(10b)에 형성된 동박을 에칭하여 형성된다. 이면 도체 패턴(61)은 도 4(b)에 도시한 바와 같이, 제 1, 제 2 비아홀(11, 12)의 형성 예정 영역과 대향하는 위치에 형성되어 있다.
이어서, 도 4(b)에 도시한 바와 같이, 절연 기재(10)에 복수의 제 1 비아홀(11)과 복수의 제 2 비아홀(12)을 형성한다.
이어서, 도 4(c)에 도시한 바와 같이, 복수의 제 1 비아홀(11)의 각각에 제 1 열전 부재(31)를 구성하는 제 1 페이스트(31a)를 충전한다. 마찬가지로, 복수의 제 2 비아홀(12)의 각각에 제 2 열전 부재(32)를 구성하는 제 2 페이스트(32a)를 충전한다. 제 1 페이스트(31a)는 금속 원자가 사전에 결정된 결정 구조를 유지하고 있는 Bi―Sb―Te합금의 분말에 유기 용제를 첨가하여 페이스트화한 것이다. 제 2 페이스트(32a)는 제 1 페이스트(31a)를 구성하는 금속 원자와 다른 금속 원자가 사전에 결정된 결정 구조를 유지하고 있는 Bi―Te합금의 분말에 유기 용제를 첨가하여 페이스트화한 것이다.
이어서, 도 4(d)에 도시한 바와 같이, 절연 기재(10)의 표면(10a)에 동을 증착하여, 제 1 도체 패턴(41) 및 제 2 도체 패턴(42)을 형성한다.
이어서, 도 4(e)에 도시한 바와 같이, 제 1 도체 패턴(41)의 표면 상에 수열판(51)을 형성한다. 구체적으로는, 동으로 구성된 제 1 도체 패턴(41)에 대하여 산화 처리를 실시한다. 이에 따라, 산화동으로 구성된 흑색의 수열판(51)이 형성된다. 또한, 제 2 도체 패턴(42)의 표면 상에 반사판(52)을 형성한다. 구체적으로는, 동으로 구성된 제 2 도체 패턴(42)에 대하여 금의 무전해 도금을 실시한다. 이에 따라, 금도금으로 구성된 반사판(52)이 형성된다.
그리고 도 4(f)에 도시한 바와 같이, 표면 보호 부재(20)를 준비하고, 이 표면 보호 부재(20)와 도 4(e)에 도시한 공정이 실시된 절연 기재(10)를 적층하여 적층체를 형성한다. 그 후, 적층체를 가열 가압한다. 이에 따라, 표면 보호 부재(20)와 절연 기재(10)가 일체화된다. 또한, 이때의 가열에 의해서 제 1 페이스트(31a)와 제 2 페이스트(32a)의 각각의 분말이 소결하여, 제 1 열전 부재(31)와 제 2 열전 부재(32)가 형성된다.
이와 같이 하여, 도 2, 3에 도시한 구성의 방사열 센서가 제조된다.
또한, 본 실시 형태에서는 수열판(51)을 산화동으로 구성했지만, 수열판(51)을 가시광선의 파장 영역에서의 방사율이 높은 다른 부재로 구성해도 좋다. 예를 들면, 수열판(51)을 흑색의 도료 피막으로 구성해도 좋다. 또한, 본 실시 형태에서는 반사판(52)을 금도금으로 구성했지만, 반사판(52)을 가시광선의 파장 영역에서의 방사율이 낮은 다른 부재로 구성해도 좋다. 예를 들면, 표면의 거칠기가 낮은 샤이니(shiny) 동으로 구성해도 좋다.
또한, 수열판(51) 및 반사판(52)을 구성하는 재료에 대해서는, 방사열 센서(101)의 검출 대상인 방사열의 파장 영역에 따라서 선택하면 좋다. 적외 영역의 방사열을 검출 대상으로 하는 경우에는, 수열판(51)을 적외 영역에서의 방사율이 높은 재료로 구성하고, 반사판(52)을 적외 영역에서의 방사율이 낮은 재료로 구성하면 좋다. 이 경우, 수열판(51) 및 반사판(52)은 도장이나 증착 등으로 형성된다.
다음으로, 본 실시 형태의 방사열 측정 장치(100)에 의한 방사열의 열량의 측정에 대하여, 도 5를 이용해서 설명한다. 도 5는 본 실시 형태의 방사열 센서(101)의 주요부를 도시한 단면도이다.
본 실시 형태의 방사열 센서(101)의 표면(101a)측으로 가시광선의 파장 영역의 방사열이 조사되면, 도 5에 도시한 바와 같이, 수열판(51)은 방사열을 흡수하고, 반사판(52)은 제 2 도체 패턴(42)을 향하여 조사되는 방사열을 반사한다. 수열판(51)은 방사열을 흡수함으로써 열이 발생한다. 수열판(51)보다도 방사열의 흡수량이 적기 때문에 수열판(51)과 비교하여 열의 발생량이 적다. 이 때문에, 수열판(51)과 반사판(52)에서 온도차가 발생한다.
이때, 제 1 도체 패턴(41)이 수열판(51)으로부터의 방사열에 기인하는 열을 받고, 또한 제 2 도체 패턴(42)이 반사판(52)으로부터의 방사열에 기인하는 열을 받는다. 이 때문에, 제 1 도체 패턴(41)과 제 2 도체 패턴(42)에서 온도차가 발생한다. 열전 변환 소자(UN1)는 제 1, 제 2 도체 패턴(41, 42)의 온도차에 따른 열기전력, 즉, 전기적인 출력을 발생시킨다. 이 전기적인 출력은 전압이다. 또한, 전기적인 출력은 전류이어도 좋다.
그리고 도 1에 도시한 연산부(102)가 방사열 센서(101)로부터 출력된 출력값(구체적으로는, 전압값)과, 미리 기억되어 있는 출력값과 열유속과의 관계에 기초하여 방사열의 열유속을 연산한다. 연산부(102)는, 그 연산 결과를 도 1에 도시한 표시부(103)로 출력한다. 이에 따라, 연산부(102)에서 연산된 열유속(W／㎡)이 표시부(103)에 표시된다.
이와 같이 하여, 본 실시 형태의 방사열 측정 장치(100)는 방사열의 열량을 측정할 수 있다.
다음으로, 본 실시 형태의 방사열 센서(101)와 도 6에 도시한 검토예의 방사열 센서(J1)를 비교한다. 도 6은 도 2에 대응해 있다. 검토예의 방사열 센서(J1)는 제 1 열전 부재(J31)와 제 2 열전 부재(J32)가 바로 접하여 접속되어 있고, 제 1 열전 부재(J31)와 제 2 열전 부재(J32)를 접속하는 도체 패턴(41, 42)을 가지고 있지 않은 점이 본 실시 형태의 방사열 센서(101)와 다르다. 제 1 열전 부재(J31)와 제 2 열전 부재(J32)는 각각 본 실시 형태의 제 1 열전 부재(31)와 제 2 열전 부재(32)와 같은 재료로 구성되어 있다. 제 1 검토예의 방사열 센서(J1)의 그 밖의 구성은 본 실시 형태의 방사열 센서(101)와 같다.
검토예의 방사열 센서(J1)에서는 도 6에 도시한 바와 같이, 절연 기재(10)의 표면(10a)에 있어서, 제 1 열전 부재(J31)와 제 2 열전 부재(J32)의 온접점부(J41)와 냉접점부(J42)가 각각 선형상의 영역으로 된다. 이 때문에, 온접점부(J41)와 냉접점부(J42)가 각각 수열판(51)과 반사판(52)으로부터 열을 받는 수열 면적이 작기 때문에 온접점부(J41)와 냉접점부(J42)에 전달되는 열에너지는 작아진다. 이 때문에, 온접점부(J41)와 냉접점부(J42)의 각각의 온도가 수열판(51)과 반사판(52)의 각각의 온도로부터 벗어나 버린다.
따라서, 검토예의 방사열 센서(J1)의 표면에 방사열이 입사했을 때의 열전 변환 소자(UN1)의 전기적인 출력이 작아져 버린다. 이 결과, 검토예의 방사열 센서(J1)는 방사열의 열량을 전기적인 출력으로서 검출할 때의 검출 감도가 낮아져 버린다.
이에 대하여, 본 실시 형태의 방사열 센서(101)는 상기의 설명과 같이, 온접점부를 제 1 도체 패턴(41)으로 구성하고, 냉접점부를 제 2 도체 패턴(42)으로 구성하고 있다. 이 때문에, 본 실시 형태의 방사열 센서(101)에 따르면, 검토예의 방사열 센서(J1)와 비교하여, 온접점부와 냉접점부의 각각의 수열 면적을 크게 할 수 있다. 예를 들면, 도 2와 도 6에 도시한 바와 같이, 본 실시 형태의 방사열 센서(101)와 검토예의 방사열 센서(J1)에 있어서, 제 1 열전 부재(31, J31)와 제 2 열전 부재(32, J32)의 각각의 제 2 방향(DR2)에서의 치수를 같게 했을 때, 본 실시 형태의 방사열 센서(101)쪽이 검토예의 방사열 센서(J1)와 비교하여, 온접점부(41)와 냉접점부(42)의 각각의 수열 면적이 크다.
이에 따라, 조사되는 방사열의 열량이 같은 경우, 본 실시 형태의 방사열 센서(101)쪽이 검토예의 방사열 센서(J1)보다도 온접점부(41)와 냉접점부(42)의 각각의 온도를 수열판(51)과 반사판(52)의 각각의 온도에 가깝게 할 수 있어서, 온접점부(41)와 냉접점부(42)의 온도차를 크게 할 수 있다.
따라서, 본 실시 형태의 방사열 센서(101)에 따르면, 검토예의 방사열 센서(J1)와 비교하여, 표면(101a)으로 방사열이 조사되었을 때의 열전 변환 소자(UN1)의 전기적인 출력을 크게 할 수 있어서, 방사열 센서(101)의 검출 감도를 높게 할 수 있다.
또한, 본 실시 형태의 방사열 센서(101)는 표면 보호 부재(20)를 구비하고 있었지만, 표면 보호 부재(20)를 구비하고 있지 않아도 좋다. 이 경우, 예를 들면, 도 4(f)에 도시한 공정에 대신하여, 제 1 페이스트(31a)와 제 2 페이스트(32a)의 각각의 분말을 소결시키기 위한 가열 공정을 실시함으로써 방사열 센서(101)가 제조된다. 이것은 하기의 각 실시 형태의 방사열 센서(101) 중, 최표면(最表面)에 표면 보호 부재(20)를 구비하는 것에 대해서도 마찬가지이다.
(제 2 실시 형태)
본 실시 형태는 제 1 실시 형태에 대하여, 방사열 센서(101)의 구조를 변경한 것이다.
도 7, 8에 도시한 바와 같이, 본 실시 형태의 방사열 센서(101)는 제 1 실시 형태의 방사열 센서(101)의 이면 도체 패턴(61)에 대신하여, 이면 보호 부재(62)를 구비하고 있다.
이면 보호 부재(62)는 절연 기재(10)의 이면(10b)측에 적층된 절연층이다. 따라서, 본 실시 형태의 방사열 센서(101)는 3층의 절연층(10, 20, 62)이 적층된 3층 구조이다. 또한, 이면 보호 부재(62)는 제 2 절연층에 대응한다.
이면 보호 부재(62)는 절연 기재(10)와 마찬가지로, 가요성 재료인 열가소성 수지로 구성되어 있다. 이면 보호 부재(62)는 제 1, 제 2 열전 부재(31, 32)를 덮고 있다. 본 실시 형태의 방사열 센서(101)에 있어서도, 제 1 실시 형태와 동일한 효과를 이룬다.
또한, 본 실시 형태에서는 이면 보호 부재(62)의 두께 치수(D2)가 이웃하는 제 1 도체 패턴(41)과 제 2 도체 패턴(42) 사이의 간격(L1)보다도 작게 설정되어 있다.
여기에서, 이면 보호 부재(62)를 구비하는 경우, 이면 보호 부재(62)의 내부에서 제 1 방향(DR1)으로 열이동이 발생하면, 제 1 도체 패턴(41)과 제 2 도체 패턴(42)의 온도차가 저감되어 버린다.
이에 대하여, 본 실시 형태에서는 이면 보호 부재(62)의 제 3 방향(DR3)에서의 두께 치수를 작게 함으로써 이면 보호 부재(62)의 내부에서 제 3 방향(DR3)으로 열이동하기 쉬워진다. 이에 따라, 제 1 도체 패턴(41)이 받은 열을 이면 보호 부재(62) 내에서 제 3 방향(DR3)으로 이동시켜서 이면 보호 부재(62)의 밖으로 빠져나가게 할 수 있다. 이 결과, 제 1 도체 패턴(41)과 제 2 도체 패턴(42)의 온도차가 저감되는 것을 억제 할 수 있어서, 방사열 센서(101)의 검출 감도를 높일 수 있다.
(제 3 실시 형태)
본 실시 형태는 제 1 실시 형태에 대하여, 방사열 센서(101)의 구조를 변경한 것이다.
도 9, 10에 도시한 바와 같이, 본 실시 형태의 방사열 센서(101)는 수열판(51) 및 반사판(52)이 표면 보호 부재(20)의 표면(20a) 상에 형성되어 있는 점이 제 1 실시 형태의 방사열 센서(101)와 다르다. 또한, 표면 보호 부재(20)는 제 1 절연층에 대응한다.
수열판(51)은 표면 보호 부재(20)의 표면(20a) 위 중에서, 제 3 방향(DR3)에서 제 1 도체(41)에 대향하는 영역에 형성되어 있다. 수열판(51)은 기반용 도체 패턴(53)의 표면 상에 형성되어 있다.
수열판(51)은 제 1 도체 패턴(41)과 형상 및 크기가 같다. 또한, 방사열을 흡수하여 발생한 열을 제 1 도체 패턴(41)으로 전달할 수 있으면, 수열판(51)의 배치, 형상 및 크기를 변경해도 좋다. 수열판(51)의 크기를 제 1 도체 패턴(41)보다도 작게 하거나, 크게 해도 좋다. 수열판(51)의 적어도 일부가 표면 보호 부재(20)의 표면 위 중에서, 제 1 도체 패턴(41)에 대향하는 영역 내에 위치해 있으면 좋다.
마찬가지로, 반사판(52)은 표면 보호 부재(20)의 표면 위 중에서, 제 3 방향(DR3)에서 제 2 도체 패턴(42)에 대향하는 영역에 형성되어 있다. 반사판(52)은 기반용 도체 패턴(54)의 표면 상에 형성되어 있다.
반사판(52)은 제 2 도체 패턴(42)과 형상 및 크기가 같다. 또한, 제 2 도체 패턴(42)이 받는 열을 제 1 도체 패턴(41)보다도 적게 할 수 있으면, 반사판(52)의 배치, 형상 및 크기를 변경해도 좋다. 반사판(52)의 크기를 제 2 도체 패턴(42)보다도 작게 하거나, 크게 해도 좋다. 반사판(52)의 적어도 일부가 표면 보호 부재(20)의 표면 위 중에서, 제 2 도체 패턴(42)에 대향하는 영역 내에 위치해 있으면 좋다.
다음으로, 도 11(a)∼(f)를 이용하여 본 실시 형태의 방사열 센서(101)의 제조 방법에 대해서 설명한다. 도 11(a), (b), (c)에 도시한 공정은 각각 제 1 실시 형태에서 설명한 도 4(a), (b), (c)에 도시한 공정과 같다.
본 실시 형태에서는 도 11(d)에 도시한 바와 같이, 표면 보호 부재(20)와 절연 기재(10)를 준비하고, 표면 보호 부재(20)와 절연 기재(10)를 적층하여 적층체를 형성한다. 이때 준비된 표면 보호 부재(20)는 양면(20a, 20b)에 원하는 형상의 도체 패턴이 형성된 것이다. 양면에 형성된 도체 패턴은 제 1, 제 2 도체 패턴(41, 42)과, 수열판(51) 및 반사판(52)의 기반층으로 되는 기반용 도체 패턴(53, 54)이다. 준비된 절연 기재(10)는 도 11(c)에 도시한 공정이 실시된 것이다.
이어서, 도 11(e)에 도시한 바와 같이, 적층체를 가열 가압한다. 이에 따라, 표면 보호 부재(20)와 절연 기재(10)가 일체화된다. 또한, 이때의 가열에 의하여 제 1 열전 부재(31)와 제 2 열전 부재(32)가 형성된다.
그리고 도 11(f)에 도시한 바와 같이, 기반용 도체 패턴(53)의 표면 상에 수열판(51)을 형성한다. 구체적으로는, 동으로 구성된 기반용 도체 패턴(53)에 대하여 산화 처리를 실시한다. 이에 따라, 산화동으로 구성된 흑색의 수열판(51)이 형성된다. 또한, 기반용 도체 패턴(54)의 표면 상에 반사판(52)을 형성한다. 구체적으로는, 동으로 구성된 기반용 도체 패턴(54)에 대하여 금의 무전해 도금을 실시한다. 이에 따라, 금도금으로 구성된 반사판(52)이 형성된다.
이와 같이 하여, 본 실시 형태의 방사열 센서(101)가 제조된다. 본 실시 형태의 방사열 센서(101)에 있어서도, 제 1 실시 형태와 동일한 효과를 이룬다.
그런데 수열판(51)과 반사판(52)이 표면 보호 부재(20)로 덮여 있으면, 표면 보호 부재(20)가 방사열을 흡수하여 발생한 열의 영향을 받아서, 반사판(52)의 온도가 상승해 버린다. 이 때문에, 수열판(51)과 반사판(52)의 온도차가 작아져 버린다.
이에 대하여, 본 실시 형태에서는 수열판(51)과 반사판(52)이 표면 보호 부재(20)로부터 노출되어 있다. 이 때문에, 수열판(51)과 반사판(52)이 표면 보호 부재(20)로 덮여 있는 경우와 비교하여, 수열판(51)과 반사판(52)의 온도차를 크게 할 수 있다. 따라서, 본 실시 형태에 따르면, 방사열 센서(101)의 검출 감도를 높일 수 있다.
또한, 본 실시 형태에서는 수열판(51)과 제 1 도체 패턴(41) 사이에서의 표면 보호 부재(20)의 두께 치수(D1)가, 이웃하는 제 1 도체 패턴(41)과 제 2 도체 패턴(42) 사이의 간격(L1)보다도 작게 설정되어 있다. 또한, 반사판(52)과 제 2 도체 패턴(42) 사이에서의 표면 보호 부재(20)의 두께는 수열판(51)과 제 1 도체 패턴(41) 사이에서의 표면 보호 부재(20)의 두께와 같다.
여기에서, 표면 보호 부재(20)가 두꺼우면, 수열판(51)으로부터 제 1 도체 패턴(41)으로의 전열 시간이 길어져 버린다. 또한, 표면 보호 부재(20)의 내부에서 제 1 도체 패턴(41)과 제 2 도체 패턴(42)의 나열 방향(DR1)으로 열이동이 발생하면, 제 1 도체 패턴(41)과 제 2 도체 패턴(42)의 온도차가 저감되어 버린다.
이에 대하여, 본 실시 형태에서는 표면 보호 부재(20)의 두께 치수(D1)를 작게 하고 있기 때문에 표면 보호 부재(20)의 내부에서 제 3 방향(DR3)으로 열이동하기 쉽게 되어 있다. 이에 따라, 수열판(51)으로부터 제 1 도체 패턴(41)으로의 전열 시간을 단축할 수 있어서, 방사열 센서(101)의 적응성을 높일 수 있다. 또한, 제 1 도체 패턴(41)과 제 2 도체 패턴(42)의 온도차가 저감되는 것을 억제할 수 있어서, 방사열 센서(101)의 검출 감도를 높일 수 있다.
(제 4 실시 형태)
본 실시 형태는 제 1 실시 형태에 대하여, 방사열 센서(101)의 구조를 변경한 것이다.
도 12에 도시한 바와 같이, 본 실시 형태의 방사열 센서(101)는 제 3 실시 형태와 마찬가지로, 수열판(51) 및 반사판(52)이 표면 보호 부재(20)의 표면(20a) 상에 형성되어 있다. 본 실시 형태에 있어서도, 표면 보호 부재(20)의 두께 치수(D1)가 작게 설정되어 있다. 이에 따라, 제 3 실시 형태와 마찬가지로, 방사열 센서(101)의 적응성을 높일 수 있고, 또한 방사열 센서(101)의 검출 감도를 높일 수 있다.
또한, 본 실시 형태의 방사열 센서(101)는 제 2 실시 형태와 마찬가지로, 이면 보호 부재(62)를 구비하고 있다. 본 실시 형태에 있어서도, 이면 보호 부재(62)의 두께 치수(D2)가 작게 설정되어 있다. 이에 의해서도, 제 2 실시 형태와 마찬가지로, 방사열 센서(101)의 검출 감도를 높일 수 있다.
(제 5 실시 형태)
본 실시 형태는 제 1 실시 형태에 대하여, 방사열 센서(101)의 구조를 변경한 것이다. 도 13에 도시한 바와 같이, 본 실시 형태의 방사열 센서(101)는 제 1 열전 부재(31)와 제 2 열전 부재(32)의 각각의 단면 형상이 U자 형상인 점이 제 1 실시 형태의 방사열 센서(101)와 다르다. 본 실시 형태의 방사열 센서(101)의 그 밖의 구성은 제 4 실시 형태의 방사열 센서(101)와 같다.
구체적으로는, 제 1 열전 부재(31)는 제 1 연신부(311)와, 제 2 연신부(312)와, 제 1 결합부(313)를 가지는 형상이다. 제 1 연신부(311), 제 2 연신부(312) 및 제 1 결합부(313)는 같은 제 1 열전 재료로 구성되어 있다. 제 1 연신부(311)는 제 1 도체 패턴(41)에 접촉하는 제 1 접촉 단부(C1)로부터 절연 기재(10)의 이면(10b)측을 향하여 연신하는 부분이다. 제 2 연신부(312)는 제 2 도체 패턴(42)에 접촉하는 제 2 접촉 단부(C2)로부터 절연 기재(10)의 이면(10b)측을 향하여 연신하는 부분이다. 제 1 결합부(313)는 제 1 연신부(311)와 제 2 연신부(312)가 결합하도록 제 1 연신부(311)의 절연 기재(10)의 이면(10b)측의 부위로부터 제 2 연신부(312)의 절연 기재(10)의 이면(10b)측의 부위에 걸쳐서 위치한 부분이다.
그리고 제 1 연신부(311)와 제 2 연신부(312) 사이에 절연 기재(10)의 일부(13)가 존재하고 있다.
제 2 열전 부재(32)는 제 3 연신부(321)와, 제 4 연신부(322)와, 제 2 결합부(323)를 가지는 형상이다. 제 3 연신부(321), 제 4 연신부(322) 및 제 2 결합부(323)는 같은 제 2 열전 재료로 구성되어 있다. 제 3 연신부(321), 제 4 연신부(322) 및 제 2 결합부(323)는 각각 제 1 연신부(311), 제 2 연신부(312) 및 제 1 결합부(313)에 대응한다. 또한, 제 3 연신부(321)는 제 1 도체 패턴(41)에 접촉하는 제 3 접촉 단부(C3)로부터 연신해 있다. 제 4 연신부(322)는 제 2 도체 패턴(42)에 접촉하는 제 4 접촉 단부(C4)로부터 연신해 있다.
그리고 제 2 열전 부재(32)에 있어서도, 제 3 연신부(321)와 제 4 연신부(322) 사이에 절연 기재(10)의 일부(14)가 존재하고 있다.
다음으로, 도 14(a)∼(c), 도 15(a)∼(c), 도 16(a)∼(c)를 이용하여 본 실시 형태의 방사열 센서(101)의 제조 방법에 대해서 설명한다.
도 14(a)에 도시한 바와 같이, 표면 보호 부재(20)와, 제 1 절연 기재(70)와, 제 2 절연 기재(80)와, 이면 보호 부재(62)를 준비하고, 이들을 적층한 적층체를 형성한다.
준비된 표면 보호 부재(20)의 양면(20a, 20b)에는 원하는 형상의 도체 패턴이 형성되어 있다. 구체적으로는, 표면 보호 부재(20)의 이면(20b)에 제 1 도체 패턴(41) 및 제 2 도체 패턴(42)이 형성되어 있다. 표면 보호 부재(20)의 표면(20a)에 기반용 도체 패턴(53, 54)이 형성되어 있다.
준비된 제 1 절연 기재(70)는 도 15(a)∼(c)에 도시한 공정이 실시된 것이다. 즉, 도 15(a)에 도시한 바와 같이, 제 1 절연 기재(70)를 준비한다. 이어서, 도 15(b)에 도시한 바와 같이, 제 1 절연 기재(70)에 비아홀(71, 72, 73, 74)을 형성한다. 비아홀(71, 72)은 각각 제 1 연신부(311), 제 2 연신부(312)를 형성하기 위한 관통 구멍이다. 비아홀(73, 74)은 제 3 연신부(321), 제 4 연신부(322)를 형성하기 위한 관통 구멍이다. 이어서, 도 15(c)에 도시한 바와 같이, 비아홀(71, 72)에 제 1 열전 부재(31)를 구성하는 제 1 페이스트(311a, 312a)를 충전한다. 마찬가지로, 비아홀(73, 74)에 제 2 열전 부재(32)를 구성하는 제 2 페이스트(321a, 322a)를 충전한다.
준비된 제 2 절연 기재(80)는 도 16(a)∼(c)에 도시한 공정이 실시된 것이다. 즉, 도 16(a)에 도시한 바와 같이, 제 2 절연 기재(80)를 준비한다. 이어서, 도 16(b)에 도시한 바와 같이, 제 2 절연 기재(80)에 비아홀(81, 82)을 형성한다. 비아홀(81)은 제 1 결합부(313)를 형성하기 위한 관통 구멍이다. 비아홀(82)은 제 2 결합부(323)를 형성하기 위한 관통 구멍이다. 이어서, 도 16(c)에 도시한 바와 같이, 비아홀(81)에 제 1 열전 부재(31)를 구성하는 제 1 페이스트(313a)를 충전한다. 마찬가지로, 비아홀(82)에 제 2 열전 부재(32)를 구성하는 제 2 페이스트(323a)를 충전한다.
이어서, 도 14(b)에 도시한 바와 같이, 적층체를 가열 가압한다. 이에 따라, 표면 보호 부재(20)와, 제 1 절연 기재(70)와, 제 2 절연 기재(80)와, 이면 보호 부재(62)가 일체화된다. 제 1 절연 기재(70)와 제 2 절연 기재(80)가 일체화됨으로써 절연 기재(10)가 형성된다. 또한, 이때의 가열에 의하여 제 1 열전 부재(31)와 제 2 열전 부재(32)가 형성된다.
그리고 도 14(c)에 도시한 바와 같이, 기반용 도체 패턴(53)의 표면 상에 수열판(51)을 형성한다. 또한, 기반용 도체 패턴(54)의 표면 상에 반사판(52)을 형성한다.
이와 같이 하여, 본 실시 형태의 방사열 센서(101)가 제조된다.
상기와 같이, 본 실시 형태에서는 제 1 열전 부재(31)에 있어서, 제 1 연신부(311)와 제 2 연신부(312) 사이에 절연 기재(10)의 일부(13)가 존재하고 있다. 절연 기재(10)는 제 1 열전 재료보다도 열전도성이 낮은 부재, 즉, 열이동이 억제된 단열 부재이다.
이 때문에, 제 1 열전 부재(31)에서의 제 1 접촉 단부(C1)로부터 제 2 접촉 단부(C2)까지의 전열 경로는 제 1 연신부(311)로부터 제 1 결합부(313)를 거쳐서 제 2 연신부(312)에 도달하는 경로로 된다.
따라서, 본 실시 형태에 따르면, 제 1 열전 부재(31)의 단면 형상이 U자 형상이 아닌 경우와 비교하여, 제 1 도체 패턴(41)으로부터 제 2 도체 패턴(42)을 향하여 제 1 열전 부재(31)의 내부를 열이 이동할 때의 열이동 거리를 길게 할 수 있다. 그 결과, 제 1 열전 부재(31)의 내부에서의 열이동에 의한 제 1 도체 패턴(41)과 제 2 도체 패턴(42)의 온도차의 저감을 억제할 수 있다.
제 2 열전 부재(32)에 있어서도, 제 1 연신부(311)와 제 2 연신부(312) 사이에 절연 기재(10)의 일부(14)가 존재하고 있다.
이 때문에, 제 2 열전 부재(32)에 있어서도, 제 2 열전 부재(32)의 단면 형상이 U자 형상이 아닌 경우와 비교하여, 제 3 접촉 단부(C3)로부터 제 4 접촉 단부(C4)를 향하여 제 2 열전 부재(32)의 내부를 열이 이동할 때의 열이동 거리를 길게 할 수 있다. 이 결과, 제 2 열전 부재(32)의 내부에서의 열이동에 의한 제 1 도체 패턴(41)과 제 2 도체 패턴(42)의 온도차의 저감을 억제할 수 있다.
따라서, 본 실시 형태에 따르면, 방사열 센서(101)의 검출 감도를 높일 수 있다.
(제 6 실시 형태)
본 실시 형태는 제 1 실시 형태에 대하여, 방사열 센서(101)의 구조를 변경한 것이다. 도 17, 18, 19에 도시한 바와 같이, 본 실시 형태의 방사열 센서(101)는 제 1 열전 부재(31)와 제 2 열전 부재(32)의 구조가 제 1 실시 형태의 방사열 센서(101)와 다르고, 그 밖의 구성은 제 4 실시 형태의 방사열 센서(101)와 같다.
구체적으로, 제 1 열전 부재(31)는 제 1 연신부(311)와, 제 2 연신부(312)와, 제 1 배선 패턴(314)을 가지는 구조이다. 제 1 연신부(311)와 제 2 연신부(312)는 같은 제 1 열전 재료로 구성되어 있다. 제 1 배선 패턴(314)은 제 1 열전 재료와는 다른 동박 등의 도체로 구성된 도체 패턴이다.
제 1 연신부(311)는 제 1 접촉 단부(C1)로부터 절연 기재(10)의 이면(10b)까지 연신하는 부분이다. 제 2 연신부(312)는 제 2 접촉 단부(C2)로부터 절연 기재(10)의 이면(10b)까지 연신하는 부분이다. 제 1 배선 패턴(314)은 절연 기재(10)의 이면(10b)에 제 1 연신부(311)와 제 2 연신부(312)의 양쪽에 걸쳐서 배치되어 있다. 이에 따라, 제 1 배선 패턴(314)은 제 1 연신부(311)와 제 2 연신부(312)를 접속시킨다.
도 19에 도시한 바와 같이, 제 1 연신부(311) 및 제 2 연신부(312)의 평면 형상은 원이다. 제 1 배선 패턴(314)의 평면 형상은 직사각형이다. 제 1 도체 패턴(41) 및 수열판(51)의 평면 형상은 직사각형이다.
이와 같이, 제 1 연신부(311)와 제 2 연신부(312)가 제 1 배선 패턴(314)으로 접속되어 있고, 또한 제 1 배선 패턴(314)이 그 평면 방향에서 온도차가 없는 상태이면, 제 1 연신부(311), 제 2 연신부(312) 및 제 1 배선 패턴(314)을 하나의 열전 부재로 간주할 수 있다.
그리고 제 1 연신부(311)와 제 2 연신부(312) 사이에 절연 기재(10)의 일부(15)가 존재하고 있다.
제 2 열전 부재(32)는 제 3 연신부(321)와, 제 4 연신부(322)와, 제 2 배선 패턴(324)을 가지는 구조이다. 제 3 연신부(321)와 제 4 연신부(322)는 같은 제 2 열전 재료로 구성되어 있다. 제 2 배선 패턴(324)은 제 2 열전 재료와는 다른 동박 등의 도체로 구성되어 있다. 제 3 연신부(321), 제 4 연신부(322) 및 제 2 배선 패턴(324)은 각각 제 1 연신부(311), 제 2 연신부(312) 및 제 1 배선 패턴(314)에 대응한다. 또한, 제 3 연신부(321)는 제 3 접촉 단부(C3)로부터 연신해 있다. 제 4 연신부(322)는 제 4 접촉 단부(C4)로부터 연신해 있다.
그리고 제 2 열전 부재(32)에 있어서도, 제 3 연신부(321)와 제 4 연신부(322) 사이에 절연 기재(10)의 일부(16)가 존재하고 있다.
다음으로, 도 20(a)∼(c), 도 21(a)∼(c)를 이용하여 본 실시 형태의 방사열 센서(101)의 제조 방법에 대해서 설명한다.
도 20(a)에 도시한 바와 같이, 표면 보호 부재(20)와, 절연 기재(10)와, 이면 보호 부재(62)를 준비하고, 이들을 적층한 적층체를 형성한다.
준비된 표면 보호 부재(20)의 양면(20a, 20b)에는 원하는 형상의 도체 패턴이 형성되어 있다. 구체적으로는, 표면 보호 부재(20)의 이면(20b)에 제 1 도체 패턴(41) 및 제 2 도체 패턴(42)이 형성되어 있다. 표면 보호 부재(20)의 표면(20a)에 기반용 도체 패턴(53, 54)이 형성되어 있다.
준비된 절연 기재(10)는 도 21(a)∼(c)에 도시한 공정이 실시된 것이다. 즉, 도 21(a)에 도시한 바와 같이, 절연 기재(10)를 준비한다. 이어서, 도 21(b)에 도시한 바와 같이, 절연 기재(10)에 비아홀(17a, 17b, 18a, 18b)을 형성한다. 비아홀(17a, 17b)은 제 1 연신부(311), 제 2 연신부(312)를 형성하기 위한 관통 구멍이다. 비아홀(18a, 18b)은 제 3 연신부(321), 제 4 연신부(322)를 형성하기 위한 관통 구멍이다. 이어서, 도 21(c)에 도시한 바와 같이, 비아홀(17a, 17b)에 제 1 열전 부재(31)를 구성하는 제 1 페이스트(311a, 312a)를 충전한다. 마찬가지로, 비아홀(18a, 18b)에 제 2 열전 부재(32)를 구성하는 제 2 페이스트(321a, 322a)를 충전한다.
준비된 이면 보호 부재(62)는 일면(62a)에 제 1 배선 패턴(314) 및 제 2 배선 패턴(324)이 형성되어 있다.
이어서, 도 20(b)에 도시한 바와 같이, 적층체를 가열 가압한다. 이에 따라, 표면 보호 부재(20)와, 절연 기재(10)와, 이면 보호 부재(62)가 일체화된다. 또한, 이때의 가열에 의하여 제 1 열전 부재(31)의 제 1 연신부(311), 제 2 연신부(312)와 제 2 열전 부재(32)의 제 3 연신부(321), 제 4 연신부(322)가 형성된다.
그리고 도 20(c)에 도시한 바와 같이, 기반용 도체 패턴(53)의 표면 상에 수열판(51)을 형성한다. 또한, 기반용 도체 패턴(54)의 표면 상에 반사판(52)을 형성한다.
이와 같이 하여, 본 실시 형태의 방사열 센서(101)가 제조된다.
본 실시 형태에 있어서도, 제 5 실시 형태와 마찬가지로, 제 1 열전 부재(31)에 있어서, 제 1 연신부(311)와 제 2 연신부(312) 사이에 절연 기재(10)의 일부(15)가 존재하고 있다. 제 2 열전 부재(32)에 있어서도, 제 1 연신부(311)와 제 2 연신부(312) 사이에 절연 기재(10)의 일부(16)가 존재하고 있다. 따라서, 본 실시 형태에 있어서도, 제 5 실시 형태와 동일한 효과를 이룬다.
(제 7 실시 형태)
본 실시 형태는 제 1 실시 형태에 대하여, 방사열 센서(101)의 구조를 변경한 것이다. 도 22에 도시한 바와 같이, 본 실시 형태의 방사열 센서(101)는 제 1 열전 부재(31) 및 제 2 열전 부재(32)가 제 6 실시 형태의 방사열 센서(101)와 동일한 구조를 가지고 있다. 다만, 본 실시 형태의 방사열 센서(101)는 이하의 점이 제 6 실시 형태의 방사열 센서(101)와 다르다.
본 실시 형태에서는 절연 기재(10)가 제 1 절연 기재(110)와 제 2 절연 기재(120)의 2층으로 구성되어 있다. 제 1 열전 부재(31)의 제 1 연신부(311), 제 2 연신부(312)는 제 1 절연 기재(110)와 제 2 절연 기재(120)의 양쪽에 형성되어 있다. 마찬가지로, 제 2 열전 부재(32)의 제 3 연신부(321), 제 4 연신부(322)는 제 1 절연 기재(110)와 제 2 절연 기재(120)의 양쪽에 형성되어 있다. 수열판(51)은 제 1 도체 패턴(41)에 바로 접해 있다. 반사판(52)은 제 2 도체 패턴(42)에 바로 접해 있다.
다음으로, 도 23(a), (b), 도 24(a)∼(d), 도 25(a)∼(c)를 이용하여 본 실시 형태의 방사열 센서(101)의 제조 방법에 대해서 설명한다.
도 23(a)에 도시한 바와 같이, 제 1 절연 기재(110)와 제 2 절연 기재(120)를 준비하고, 이들을 적층한 적층체를 형성한다.
준비된 제 1 절연 기재(110)는 하기와 같이, 도 24(a)∼(d)에 도시한 공정이 실시된 것이다. 즉, 도 24(a)에 도시한 바와 같이, 일면(110a)에 제 1 도체 패턴(41)과 제 2 도체 패턴(42)이 형성된 제 1 절연 기재(110)를 준비한다. 이어서, 도 24(b)에 도시한 바와 같이, 제 1 실시 형태와 마찬가지로, 제 1 도체 패턴(41)의 표면 상에 수열판(51)을 형성하고, 제 2 도체 패턴(42)의 표면 상에 반사판(52)을 형성한다. 이어서, 도 24(c)에 도시한 바와 같이, 비아홀(111, 112, 113, 114)을 형성한다. 비아홀(111, 112, 113, 114)은 각각 제 1 연신부(311), 제 2 연신부(312), 제 3 연신부(321), 제 4 연신부(322)를 형성하기 위한 관통 구멍이다. 이어서, 도 24(d)에 도시한 바와 같이, 비아홀(111, 112)의 각각에 제 1 열전 부재(31)를 구성하는 제 1 페이스트(311a, 312a)를 충전한다. 마찬가지로, 비아홀(113, 114)의 각각에 제 2 열전 부재(32)를 구성하는 제 2 페이스트(321a, 322a)를 충전한다.
준비된 제 2 절연 기재(120)는 하기와 같이, 도 25(a)∼(c)에 도시한 공정이 실시된 것이다. 즉, 도 25(a)에 도시한 바와 같이, 일면(120b)에 제 1 배선 패턴(314)과 제 2 배선 패턴(324)이 형성된 제 2 절연 기재(120)를 준비한다. 이어서, 도 25(b)에 도시한 바와 같이, 비아홀(211, 212, 213, 214)을 형성한다. 비아홀(211, 212, 213, 214)은 각각 제 1 연신부(311), 제 2 연신부(312), 제 3 연신부(321), 제 4 연신부(322)를 형성하기 위한 관통 구멍이다. 이어서, 도 25(c)에 도시한 바와 같이, 비아홀(211, 212)의 각각에 제 1 페이스트(311a, 312a)를 충전한다. 마찬가지로, 비아홀(213, 214)의 각각에 제 2 페이스트(321a, 322a)를 충전한다.
이어서, 도 23(b)에 도시한 바와 같이, 적층체를 가열 가압한다. 이에 따라, 제 1 절연 기재(110)와 제 2 절연 기재(120)가 일체화된다. 또한, 이때의 가열에 의하여 제 1 열전 부재(31)의 제 1 연신부(311), 제 2 연신부(312)와 제 2 열전 부재(32)의 제 3 연신부(321), 제 4 연신부(322)가 형성된다.
이와 같이 하여, 본 실시 형태의 방사열 센서(101)가 제조된다. 본 실시 형태의 방사열 센서(101)는 제 1 열전 부재(31) 및 제 2 열전 부재(32)가 제 6 실시 형태의 방사열 센서(101)와 동일한 구조를 가지고 있기 때문에 제 6 실시 형태와 동일한 효과를 이룬다.
(제 8 실시 형태)
본 실시 형태는 제 1 실시 형태에 대하여, 방사열 센서(101)의 구조를 변경한 것이다. 도 26에 도시한 바와 같이, 본 실시 형태의 방사열 센서(101)는 제 1 열전 부재(31) 및 제 2 열전 부재(32)가 제 6 실시 형태의 방사열 센서(101)와 동일한 구조를 가지고 있다. 다만, 본 실시 형태의 방사열 센서(101)는 수열판(51)이 제 1 도체 패턴(41)에 바로 접해 있는 점과, 반사판(52)이 제 2 도체 패턴(42)에 바로 접해 있는 점이 제 6 실시 형태의 방사열 센서(101)와 다르다. 본 실시 형태에 있어서도, 제 6 실시 형태와 동일한 효과를 이룬다.
또한, 본 실시 형태의 방사열 센서(101)는 제 1 배선 패턴(314) 및 제 2 배선 패턴(324)이 이면 보호 부재(62)에 덮여 있었지만, 이면 보호 부재(62)에 덮여 있지 않아도 좋다. 도 18에 도시한 제 6 실시 형태의 방사열 센서(101)에 대해서도 마찬가지이다.
(제 9 실시 형태)
본 실시 형태는 제 1 실시 형태에 대하여, 방사열 센서(101)의 구조를 변경한 것이다. 도 27에 도시한 바와 같이, 본 실시 형태의 방사열 센서(101)는 도 18에 도시한 제 6 실시 형태의 방사열 센서(101)와 동일한 구조를 가지고 있다.
또한, 본 실시 형태의 방사열 센서(101)는 이면 보호 부재(62)의 제 1, 제 2 배선 패턴(314, 324)측과는 반대측의 면(62b)에 배치된 열전도 부재(63, 64, 65, 66)를 구비하고 있다. 열전도 부재(63, 64, 65, 66)는 이면 보호 부재(62)보다도 열전도성이 높은 부재이다. 본 실시 형태에서는 열전도 부재로서, 동으로 구성된 기반용 도체 패턴(63, 64)과, 기반용 도체 패턴(63, 64)의 표면에 형성된 금도금층(65, 66)을 이용하고 있다.
기반용 도체 패턴(63) 및 그 표면의 금도금층(65)은 제 1 배선 패턴(314)과 형상 및 크기가 같고, 제 3 방향(DR3)에서 제 1 배선 패턴(314)과 정면 대향해 있다. 기반용 도체 패턴(63) 및 그 표면의 금도금층(65)이 제 1 열전도 부재를 구성하고 있다.
마찬가지로, 기반용 도체 패턴(64) 및 그 표면의 금도금층(66)은 제 2 배선 패턴(324)과 형상 및 크기가 같고, 제 3 방향(DR3)에서 제 2 배선 패턴(324)과 정면 대향해 있다. 기반용 도체 패턴(64) 및 그 표면의 금도금층(66)이 제 2 열전도 부재를 구성하고 있다.
다음으로, 도 28(a)∼(c)를 이용하여 본 실시 형태의 방사열 센서(101)의 제조 방법에 대해서 설명한다.
도 28(a)에 도시한 바와 같이, 표면 보호 부재(20)와, 절연 기재(10)와, 이면 보호 부재(62)를 준비하고, 이들을 적층한 적층체를 형성한다.
이때 준비된 표면 보호 부재(20) 및 절연 기재(10)는 도 20(a)에 도시한 표면 보호 부재(20) 및 절연 기재(10)와 같은 것이다. 이때 준비된 이면 보호 부재(62)는 한쪽의 면(62a)에 제 1 배선 패턴(314) 및 제 2 배선 패턴(324)이 형성되고, 다른쪽의 면(62b)에 기반용 도체 패턴(63, 64)이 형성되어 있다.
이어서, 도 28(b)에 도시한 바와 같이, 적층체를 가열 가압한다. 이 공정은 도 20(b)에 도시한 공정과 같다.
그리고 도 28(c)에 도시한 바와 같이, 기반용 도체 패턴(53)의 표면 상에 수열판(51)을 형성한다. 또한, 기반용 도체 패턴(54)의 표면 상에 반사판(52)을 형성한다. 또한, 기반용 도체 패턴(63, 64)의 표면에 금도금층(65, 66)을 형성한다.
이와 같이 하여, 본 실시 형태의 방사열 센서(101)가 제조된다.
그런데 제 1 열전 부재(31)의 구조를 제 1 연신부(311)와 제 2 연신부(312)가 제 1 배선 패턴(314)으로 접속된 구조로 한 경우, 제 1 배선 패턴(314)과 제 연신부(311)의 제 1 접속부(D1)와, 제 1 배선 패턴(314)과 제 2 연신부(312)의 제 2 접속부(D2)의 2개의 접속부에 온도차가 발생하면, 제벡 효과가 발생해 버린다. 제 2 열전 부재(32)의 구조를 제 3 연신부(321)와 제 4 연신부(322)가 제 2 배선 패턴(324)으로 접속된 구조로 한 경우에도 마찬가지이다. 제 2 배선 패턴(324)과 제 3 연신부(321)의 제 3 접속부(D3)와, 제 2 배선 패턴(324)과 제 4 연신부(322)의 제 4 접속부(D4)의 2개의 접속부에 온도차가 발생하면, 제벡 효과가 발생해 버린다. 이와 같이, 제벡 효과가 발생하면, 방사열 센서(101)의 검출 정밀도가 저하해 버린다.
그래서 본 실시 형태의 방사열 센서(101)에서는 이면 보호 부재(62)의 면(62b)에 열전도 부재(63, 64, 65, 66)를 배치하고 있다. 열전도 부재(63, 64, 65, 66)는 제 1 배선 패턴(314) 및 제 2 배선 패턴(324)을 균열화(均熱化)하는 균열 부재로서 기능한다. 이 때문에, 제 1 열전도 부재(63, 65)에 의하여 제 1 접속부(D1)와 제 2 접속부(D2)를 동일 온도에 가깝게 할 수 있다. 제 2 열전도 부재(64, 66)에 의하여 제 3 접속부(D3)와 제 4 접속부(D4)를 동일 온도에 가깝게 할 수 있다.
따라서, 본 실시 형태의 방사열 센서(101)에 따르면, 열전도 부재(63, 64, 65, 66)를 구비하고 있지 않은 경우와 비교하여, 검출 정밀도를 향상시킬 수 있다.
또한, 본 실시 형태에서는 제 1 열전도 부재(63, 65)가 이면 보호 부재(62)의 면(62b) 중, 제 1 배선 패턴(314) 전체와 정면 대향하는 영역에 배치되어 있었지만, 제 1 열전도 부재(63, 65)의 배치 장소는 이에 한정되지 않는다. 제 1 열전도 부재(63, 65)는 제 1 접속부(D1)의 적어도 일부에 대하여 절연 기재(10)의 표면(10a)에 수직인 방향에서 대향하는 위치로부터 제 2 접속부(D2)의 적어도 일부에 대하여 절연 기재(10)의 표면(10a)에 수직인 방향에서 대향하는 위치에 걸친 영역에 배치되어 있으면 좋다. 제 1 열전도 부재(63, 65)를 이와 같이 배치함으로써 제 1 접속부(D1)와 제 2 접속부(D2)를 동일 온도에 가깝게 할 수 있다.
마찬가지로, 제 2 열전도 부재(64, 66)도 제 3 접속부(D3)의 적어도 일부에 대하여 절연 기재(10)의 표면(10a)에 수직인 방향에서 대향하는 위치로부터 제 4 접속부(D4)의 적어도 일부에 대하여 절연 기재(10)의 표면(10a)에 수직인 방향에서 대향하는 위치에 걸친 영역에 배치되어 있으면 좋다. 제 2 열전도 부재(64, 66)를 이와 같이 배치함으로써 제 3 접속부(D3)와 제 4 접속부(D4)를 동일 온도에 가깝게 할 수 있다.
따라서, 제 1 열전도 부재(63, 65)와 제 2 열전도 부재(64, 66)가 연결되어 있어도 좋다. 즉, 도 29에 도시한 바와 같이, 이면 보호 부재(62)의 면(62b)의 전역에 걸쳐서 열전도 부재(67)가 배치되어 있어도 좋다. 또한, 도 29에 도시한 열전도 부재(67)는 동박 등의 1층의 도체로 구성되어 있다. 이와 같이, 열전도 부재는 1층으로 구성되어 있어도 좋다.
(제 10 실시 형태)
본 실시 형태는 제 1 실시 형태에 대하여, 방사열 센서(101)의 구조를 변경한 것이다. 도 30에 도시한 바와 같이, 본 실시 형태의 방사열 센서(101)는 도 26에 도시한 제 8 실시 형태의 방사열 센서(101)에 대하여, 이면 보호 부재(62)와 열전도 부재(67)를 추가한 것이다. 열전도 부재(67)는 제 9 실시 형태에서 설명한 것과 같은 목적의 것이다. 열전도 부재(67)는 이면 보호 부재(62)의 면(62b)의 전역에 걸쳐서 배치되어 있다. 열전도 부재(67)가 이와 같이 배치되어 있어도 제 9 실시 형태와 동일한 효과를 이룬다.
(제 11 실시 형태)
본 실시 형태는 제 1 실시 형태에 대하여, 방사열 센서(101)의 구조를 변경한 것이다. 도 31에 도시한 바와 같이, 본 실시 형태의 방사열 센서(101)는 도 18에 도시한 제 6 실시 형태의 방사열 센서(101)와 동일한 구조를 가지고 있다. 또한, 본 실시 형태의 방사열 센서(101)는 제 9, 제 10 실시 형태의 방사열 센서(101)와 마찬가지로, 이면 보호 부재(62)의 면(62b)에 배치된 열전도 부재(67)를 구비하고 있다.
또한, 본 실시 형태의 방사열 센서(101)에서 제 1 도체 패턴(41)의 표면 상에는 표면 보호 부재(20)가 존재한다. 표면 보호 부재(20)는 제 1 도체 패턴(41)보다도 방사열의 방사율이 높은 열가소성 수지로 구성되어 있다. 이 때문에, 본 실시 형태에서는 표면 보호 부재(20)가 방사열을 흡수하여 발생한 열을 제 1 도체 패턴(41)으로 전달하는 수열 부재로서 기능한다.
한편, 제 2 도체 패턴(42)의 표면 상에는 표면 보호 부재(20)를 통하여 반사판(52)이 존재한다. 이 때문에, 제 2 도체 패턴(42)을 향하여 조사되는 방사열은 반사판(52)에 의하여 반사된다.
따라서, 본 실시 형태의 방사열 센서(101)의 표면(101a)측으로 방사열이 조사되면, 표면 보호 부재(20)가 방사열을 흡수하고, 반사판(52)이 방사열을 반사한다. 제 1 도체 패턴(41)이 표면 보호 부재(20)로부터 열을 받고, 제 2 도체 패턴(42)이 반사판(52)으로부터 받는 열이 적기 때문에 제 1 도체 패턴(41)과 제 2 도체 패턴(42) 사이에 큰 온도차가 발생한다. 이 때문에, 본 실시 형태의 방사열 센서(101)에 의해서도 제 1 실시 형태의 방사열 센서(101)와 마찬가지로, 방사열 센서(101)의 검출 감도를 높게 할 수 있다.
또한, 본 실시 형태의 방사열 센서(101)는 제 6 실시 형태에서 설명한 도 20(a)∼(c)에 도시한 방사열 센서(101)의 제조 공정을 다음과 같이 변경함으로써 제조된다.
도 20(a)에 도시한 공정에서는 일면(20b)에 제 1 도체 패턴(41) 및 제 2 도체 패턴(42)이 형성되고, 일면(20a)에 기반용 도체 패턴(54)이 형성된 표면 보호 부재(20)를 준비한다. 또한, 일면(62a)에 제 1 배선 패턴(314) 및 제 2 배선 패턴(324)이 형성되고, 일면(62b)에 열전도 부재(67)로서의 동박이 형성된 이면 보호 부재(62)를 준비한다. 도 20(c)에 도시한 공정에서는 기반용 도체 패턴(44)의 표면 상에 반사판(52)을 형성한다.
(제 12 실시 형태)
본 실시 형태는 제 1 실시 형태에 대하여, 방사열 센서(101)의 구조를 변경한 것이다. 도 32, 33에 도시한 바와 같이, 본 실시 형태의 방사열 센서(101)는 제 1 도체 패턴(41A)이 수열 부재를 겸하고 있고, 제 2 도체 패턴(42A)이 반사 부재를 겸하고 있는 점이 제 1 실시 형태의 방사열 센서(101)와 다르다. 그 밖의 구성은 제 1 실시 형태의 방사열 센서(101)와 같다.
본 실시 형태의 제 1 도체 패턴(41A) 및 제 2 도체 패턴(42A)은 방사율이 다른 도전성 재료로 구성되어 있다. 제 1 도체 패턴(41A)은 제 2 도체 패턴(42A)보다도 가시광선의 파장 영역에서의 방사열의 방사율이 높은 도전성 재료로 구성되어 있다. 예를 들면, 가시광선의 파장 영역에 있어서, 방사열의 방사율이 높은 도전성 재료로서는, 탄소를 들 수 있고, 방사율이 낮은 도전성 재료로서는, 금, 은을 들 수 있다. 또한, 방사열 센서(101)가 적외 영역의 방사열을 검출 대상으로 하는 경우에, 제 1 도체 패턴(41A)은 제 2 도체 패턴(42A) 보다도 적외 영역에서의 방사율이 높은 도전성 재료로 구성된다.
또한, 본 실시 형태에 있어서는, 표면 보호 부재(20)의 방사열의 흡수율이 낮게 설정되어 있는 것이 바람직하다. 예를 들면, 표면 보호 부재(20)의 두께가 얇게 설정되어 있거나, 표면 보호 부재(20)가 방사율이 낮은 재료로 구성되어 있는 것이 바람직하다. 보다 구체적으로, 방사열 센서(101)가 가시광 영역의 방사열을 검출 대상으로 하는 경우에는, 표면 보호 부재(20)가 투명한 수지로 구성되어 있는 것이 바람직하다.
다음으로, 도 34(a)∼(f)를 이용하여 본 실시 형태의 방사열 센서(101)의 제조 방법에 대해서 설명한다. 도 34(a)∼(c)에 도시한 공정은 제 1 실시 형태의 도 4(a)∼(c)에 도시한 공정과 같다.
도 34(d)에 도시한 공정에서, 절연 기재(10)의 표면(10a)에 방사율이 높은 도전성 재료를 증착하여 제 1 도체 패턴(41A)을 형성한다. 절연 기재(10)의 표면(10a)에 방사율이 낮은 도전성 재료를 증착하여 제 2 도체 패턴(42A)을 형성한다.
이어서, 도 34(e)에 도시한 바와 같이, 표면 보호 부재(20)를 준비하고, 이 표면 보호 부재(20)와 도 34(d)에 도시한 공정이 실시된 절연 기재(10)를 적층하여 적층체를 형성한다. 그 후, 도 34(f)에 도시한 바와 같이, 적층체를 가열 가압한다. 이에 따라, 본 실시 형태의 방사열 센서(101)가 제조된다.
본 실시 형태의 방사열 센서(101)는 제 1 도체 패턴(41A)이 제 2 도체 패턴(42A)보다도 방사열의 방사율이 높은 재료로 구성되어 있다. 이 때문에, 방사열 센서(101)의 표면(101a)으로 방사열이 조사되면, 제 1 도체 패턴(41A)이 제 2 도체 패턴(42A)보다도 방사열을 많이 흡수한다. 이 결과, 제 1 도체 패턴(41A)쪽이 제 2 도체 패턴(42A)보다도 흡수하여 발생하는 열량이 많아져서, 온도가 높아진다. 이와 같이, 본 실시 형태의 방사열 센서(101)에서는 제 1 도체 패턴(41A)과 제 2 도체 패턴(42A)이 방사열에 기인하는 열을 받고, 또한 제 1 도체 패턴(41A)과 제 2 도체 패턴(42A)이 받는 열량이 다르다. 그리고 열전 변환 소자(UN1)는 제 1, 제 2 도체 패턴(41A, 42A)의 온도차에 따른 전기적인 출력을 발생시킨다.
본 실시 형태의 방사열 센서(101)에 있어서도, 검토예의 방사열 센서(J1)와 비교하여, 온접점부(41)와 냉접점부(42)의 각각이 방사열을 받을 때의 수열 면적을 크게 할 수 있다. 따라서, 본 실시 형태에 있어서도, 제 1 실시 형태와 동일한 효과를 이룬다.
(제 13 실시 형태)
본 실시 형태는 제 1 실시 형태에 대하여, 방사열 센서(101)의 구조를 변경한 것이다. 도 35에 도시한 바와 같이, 본 실시 형태의 방사열 센서(101)는 제 12 실시 형태의 방사열 센서(101)와 마찬가지로, 제 1 도체 패턴(41A)이 수열 부재를 겸하고 있고, 제 2 도체 패턴(42A)이 반사 부재를 겸하고 있다. 그 밖의 구성은 도 13의 제 5 실시 형태의 방사열 센서(101)와 같다.
다음으로, 도 36(a)∼(d)를 이용하여 본 실시 형태의 방사열 센서(101)의 제조 방법에 대해서 설명한다.
도 36(a)에 도시한 바와 같이, 제 1 절연 기재(70)와, 제 2 절연 기재(80)와, 이면 보호 부재(62)를 준비하고, 이들을 적층한 적층체를 형성한다.
준비된 제 1 절연 기재(70)는 제 5 실시 형태와 마찬가지로, 도 15(a)∼(c)에 도시한 공정이 실시된 것이다. 준비된 제 2 절연 기재(80)는 제 5 실시 형태와 마찬가지로, 도 16(a)∼(c)에 도시한 공정이 실시된 것이다.
이어서, 도 36(b)에 도시한 바와 같이, 적층체를 가열 가압한다. 이에 따라, 제 1 절연 기재(70)와, 제 2 절연 기재(80)와, 이면 보호 부재(62)가 일체화된다. 제 1 절연 기재(70)와 제 2 절연 기재(80)가 일체화됨으로써 절연 기재(10)가 형성된다. 또한, 이때의 가열에 의하여 제 1 열전 부재(31)와 제 2 열전 부재(32)가 형성된다.
이어서, 도 36(c)에 도시한 바와 같이, 절연 기재(10)의 표면(10a)에 방사율이 높은 도전성 재료를 증착하여 제 1 도체 패턴(41A)을 형성한다. 절연 기재(10)의 표면(10a)에 방사율이 낮은 도전성 재료를 증착하여 제 2 도체 패턴(42A)을 형성한다.
이어서, 도 36(d)에 도시한 바와 같이, 표면 보호 부재(20)를 준비하고, 이 표면 보호 부재(20)와 도 36(c)에 도시한 공정이 실시된 절연 기재(10)를 적층하여 적층체를 형성한다. 그 후, 적층체를 가열 가압한다. 이에 따라, 본 실시 형태의 방사열 센서(101)가 제조된다.
본 실시 형태의 방사열 센서(101)에 따르면, 제 5, 제 12 실시 형태의 방사열 센서(101)와 동일한 효과를 이룬다.
(제 14 실시 형태)
본 실시 형태는 제 1 실시 형태에 대하여, 방사열 센서(101)의 구조를 변경한 것이다. 도 37에 도시한 바와 같이, 본 실시 형태의 방사열 센서(101)는 제 12 실시 형태의 방사열 센서(101)와 마찬가지로, 제 1 도체 패턴(41A)이 수열 부재를 겸하고 있고, 제 2 도체 패턴(42A)이 반사 부재를 겸하고 있다. 그 밖의 구성은 도 18의 제 6 실시 형태의 방사열 센서(101)와 같다.
다음으로, 도 38(a)∼(d)를 이용하여 본 실시 형태의 방사열 센서(101)의 제조 방법에 대해서 설명한다.
도 38(a)에 도시한 바와 같이, 절연 기재(10)와 이면 보호 부재(62)를 준비하고, 이들을 적층한 적층체를 형성한다. 준비된 절연 기재(10)는 도 21(a)∼(c)에 도시한 공정이 실시된 것이다. 준비된 이면 보호 부재(62)는 일면에 제 1 배선 패턴(314) 및 제 2 배선 패턴(324)이 형성되어 있다.
그리고 적층체를 가열 가압한다. 이에 따라, 절연 기재(10)와 이면 보호 부재(62)가 일체화된다. 또한, 이때의 가열에 의하여 제 1 열전 부재(31)의 제 1 연신부(311), 제 2 연신부(312)와 제 2 열전 부재(32)의 제 3 연신부(321), 제 4 연신부(322)가 형성된다.
이어서, 도 38(b)에 도시한 바와 같이, 절연 기재(10)의 표면(10a)에 방사율이 높은 도전성 재료를 증착하여 제 1 도체 패턴(41A)을 형성한다. 절연 기재(10)의 표면(10a)에 방사율이 낮은 도전성 재료를 준비하여 제 2 도체 패턴(42A)을 형성한다.
이어서, 도 38(c)에 도시한 바와 같이, 표면 보호 부재(20)를 준비하고, 이 표면 보호 부재(20)와 도 38(b)에 도시한 공정이 실시된 절연 기재(10) 및 이면 보호 부재(62)를 적층하여 적층체를 형성한다. 그 후, 적층체를 가열 가압한다. 이와 같이 하여 본 실시 형태의 방사열 센서(101)가 제조된다.
본 실시 형태의 방사열 센서(101)에 따르면, 제 6, 제 12 실시 형태의 방사열 센서(101)와 동일한 효과를 이룬다.
(제 15 실시 형태)
본 실시 형태는 제 1 실시 형태에 대하여, 방사열 센서(101)의 구조를 변경한 것이다. 도 39에 도시한 바와 같이, 본 실시 형태의 방사열 센서(101)는 제 12 실시 형태의 방사열 센서(101)와 마찬가지로, 제 1 도체 패턴(41A)이 수열 부재를 겸하고 있고, 제 2 도체 패턴(42A)이 반사 부재를 겸하고 있다. 그 밖의 구성은 도 22의 제 7 실시 형태의 방사열 센서(101)와 같다.
다음으로, 도 40(a), (b), 도 41(a)∼(d)를 이용하여 본 실시 형태의 방사열 센서(101)의 제조 방법에 대해서 설명한다.
도 40(a)에 도시한 바와 같이, 제 1 절연 기재(110)와 제 2 절연 기재(120)를 준비하고, 이들을 적층한 적층체를 형성한다.
준비된 제 1 절연 기재(110)는 하기와 같이, 도 41(a)∼(d)에 도시한 공정이 실시된 것이다. 즉, 도 41(a)에 도시한 바와 같이, 일면(110a)에 형성된 동박을 에칭하여 원하는 형상으로 패터닝된 도체 패턴(41, 42)을 형성한다. 이어서, 도 41(b)에 도시한 바와 같이, 도체 패턴(41, 42) 중, 도체 패턴(41)만을 산화 처리하여 산화동으로 구성된 제 1 도체 패턴(41A)과 동으로 구성된 제 2 도체 패턴(42A)을 형성한다. 이와 같이, 도체 패턴(41, 42)의 한쪽만을 화학 처리함으로써 제 1 도체 패턴(41A)을 제 2 도체 패턴(42A)보다도 방사열의 방사율이 높은 재료로 구성할 수 있다. 이어서, 도 41(c), (d)에 도시한 바와 같이, 비아홀(111, 112, 113, 114)을 형성하고, 제 1 페이스트(311a, 312a), 제 2 페이스트(321a, 322a)를 충전한다. 도 41(c), (d)에 도시한 공정은 도 24(c), (d)에 도시한 공정과 같다.
준비된 제 2 절연 기재(120)는 제 7 실시 형태의 도 25(a)∼(c)에 도시한 공정이 실시된 것이다.
이어서, 도 40(b)에 도시한 바와 같이, 적층체를 가열 가압한다. 이에 따라, 제 1 절연 기재(110)와 제 2 절연 기재(120)가 일체화된다. 또한, 이때의 가열에 의하여 제 1 열전 부재(31)의 제 1 연신부(311), 제 2 연신부(312)와 제 2 열전 부재(32)의 제 3 연신부(321), 제 4 연신부(322)가 형성된다. 이와 같이 하여 본 실시 형태의 방사열 센서(101)가 제조된다.
본 실시 형태의 방사열 센서(101)에 따르면, 제 7, 제 12 실시 형태의 방사열 센서(101)와 동일한 효과를 이룬다.
(제 16 실시 형태)
본 실시 형태는 제 1 실시 형태에 대하여, 방사열 센서(101)의 구조를 변경한 것이다. 도 42에 도시한 바와 같이, 본 실시 형태의 방사열 센서(101)는 제 12 실시 형태의 방사열 센서(101)와 마찬가지로, 제 1 도체 패턴(41A)이 수열 부재를 겸하고 있고, 제 2 도체 패턴(42A)이 반사 부재를 겸하고 있다. 그 밖의 구성은 도 27의 제 9 실시 형태의 방사열 센서(101)와 같다.
다음으로, 도 43(a)∼(c)를 이용하여 본 실시 형태의 방사열 센서(101)의 제조 방법에 대해서 설명한다.
도 43(a)에 도시한 바와 같이, 절연 기재(10)와 이면 보호 부재(62)를 준비하고, 이들을 적층한 적층체를 형성한다.
준비된 절연 기재(10)는 도 21(a)∼(c)에 도시한 공정이 실시된 것이다.
준비된 이면 보호 부재(62)는 일면에 제 1 배선 패턴(314) 및 제 2 배선 패턴(324)이 형성되어 있다. 준비된 이면 보호 부재(62)는 다른 한쪽의 일면(62b)에 기반용 도체 패턴(63, 64) 및 금도금층(65, 66)이 형성되어 있다.
그리고 적층체를 가열 가압한다. 이에 따라, 절연 기재(10)와 이면 보호 부재(62)가 일체화된다. 이때의 가열에 의하여 제 1 열전 부재(31)의 제 1 연신부(311), 제 2 연신부(312)와 제 2 열전 부재(32)의 제 3 연신부(321), 제 4 연신부(322)가 형성된다.
이어서, 도 43(b)에 도시한 바와 같이, 절연 기재(10)의 표면(10a)에 방사율이 높은 도전성 재료를 증착하여 제 1 도체 패턴(41A)을 형성한다. 절연 기재(10)의 표면(10a)에 방사율이 낮은 도전성 재료를 증착하여 제 2 도체 패턴(42A)을 형성한다.
이어서, 도 43(c)에 도시한 바와 같이, 표면 보호 부재(20)를 준비하고, 이 표면 보호 부재(20)와 도 43(b)에 도시한 공정이 실시된 절연 기재(10) 및 이면 보호 부재(62)를 적층하여 적층체를 형성한다. 그 후, 적층체를 가열 가압한다. 이와 같이 하여 본 실시 형태의 방사열 센서(101)가 제조된다.
본 실시 형태의 방사열 센서(101)에 따르면, 제 9, 제 12 실시 형태의 방사열 센서(101)와 동일한 효과를 이룬다.
(다른 실시 형태)
본 개시는 상기한 실시 형태에 한정되는 것은 아니고, 하기와 같이, 본 개시의 범위 내에서 적절히 변경이 가능하다.
(1) 상기 각 실시 형태에서는 절연 기재(10)가 열가소성 수지로 구성되어 있었지만, 절연 기재(10)는 열가소성 수지 이외의 가요성 재료로 구성되어 있어도 좋다. 또한, 절연 기재(10)는 가요성 재료에 한정되지 않고, 세라믹스 등의 절연 재료로 구성되어 있어도 좋다. 표면 보호 부재(20)나 이면 보호 부재(62)에 대해서도 마찬가지이다.
(2) 상기 각 실시 형태에서는 절연 기재(10)에 형성된 제 1, 제 2 비아홀(11, 12) 등의 비아홀에 제 1, 제 2 열전 재료를 매립함으로써 제 1, 제 2 열전 부재(31, 32)를 형성했지만, 다른 방법으로 제 1, 제 2 열전 부재(31, 32)를 형성해도 좋다. 예를 들면, 제 1 열전 부재와 제 2 열전 부재를, 절연 부재를 통하여 번갈아 나열하여 접합해서 일면과, 그 반대측의 타면을 가지는 판형상 부재를 형성해도 좋다.
(3) 제 1∼제 10 실시 형태의 방사열 센서(101)는 수열판(51)과 반사판(52)의 양쪽을 구비하고 있었지만, 수열판(51)과 반사판(52)의 한쪽만을 구비하고 있어도 좋다. 이 경우이어도, 제 1 도체 패턴(41)과 제 2 도체 패턴(42) 사이에 온도차를 발생시킬 수 있다.
(4) 상기 각 실시 형태에서는 본 개시의 방사열 센서를 방사열 측정 장치에 적용했지만, 본 개시의 방사열 센서는 방사열 센서의 검출 결과에 따라서 여러 가지의 작동을 실시하는 다른 장치로의 적용이 가능하다.
(5) 상기 각 실시 형태는 서로 관계 없는 것은 아니고, 조합이 명백히 불가능한 경우를 제외하고, 적절히 조합이 가능하다. 예를 들면, 도 18에 도시한 제 6 실시 형태, 도 26에 도시한 제 8 실시 형태, 도 27, 29에 도시한 제 9 실시 형태, 도 30에 도시한 제 10 실시 형태, 도 31에 도시한 제 11 실시 형태에 대하여 도 8에 도시한 제 2 실시 형태를 조합할 수 있다. 즉, 제 6, 제 8, 제 9, 제 10, 제 11 실시 형태에 있어서, 이면 보호 부재(62)의 두께 치수(D2)를 이웃하는 제 1 도체 패턴(41)과 제 2 도체 패턴(42) 사이의 간격(L1)보다도 작게 설정한다. 이에 따라, 제 2 실시 형태와 동일한 효과가 얻어진다.
(6) 상기 각 실시 형태에 있어서, 실시 형태를 구성하는 요소는 특별히 필수라고 명시한 경우 및 원리적으로 명백히 필수라고 생각되는 경우 등을 제외하고, 반드시 필수의 것이 아닌 것은 말할 것도 없다.
본 개시는 실시 형태에 준거하여 기술되었지만, 본 개시는 해당 실시 형태나 구조에 한정되는 것은 아니라고 이해된다. 본 개시는 여러 가지 변형예나 균등 범위 내의 변형도 포함한다. 덧붙여서, 여러 가지 조합이나 형태, 나아가서는 그들의 일 요소만, 그 이상, 또는 이하를 포함하는 다른 조합이나 형태도 본 개시의 범주나 사상 범위에 들어가는 것이다.
Claims (15)
- 제 1 면(10a)과, 그 반대측의 제 2 면(10b)을 가지는 판형상 부재(10)로서, 다른 열전 재료로 구성된 복수의 제 1 열전 부재(31)와 복수의 제 2 열전 부재(32)를 가지고, 상기 제 1 면을 따르는 방향에서 상기 복수의 제 1 열전 부재와 상기 복수의 제 2 열전 부재가 이격되어 번갈아 하나씩 나열되어 있고, 상기 복수의 제 1 열전 부재와 상기 복수의 제 2 열전 부재의 각각이 상기 제 1 면의 일부를 구성하고 있는 판형상 부재와,
상기 제 1 면을 따라서 넓어지고, 상기 판형상 부재의 제 1 면에, 상기 복수의 제 1 열전 부재와 상기 복수의 제 2 열전 부재에서 이웃하는 하나의 제 1 열전 부재와 하나의 제 2 열전 부재에 걸쳐서 배치되어, 상기 복수의 제 1 열전 부재와 상기 복수의 제 2 열전 부재사이의 온접점부를 구성하는 복수의 제 1 도체 패턴(41, 41A)과,
상기 제 1 면을 따라서 넓어지고, 상기 판형상 부재의 제 1 면에, 상기 복수의 제 1 열전 부재와 상기 복수의 제 2 열전 부재에서 이웃하는 하나의 제 1 열전 부재와 하나의 제 2 열전 부재에 걸쳐서 배치되어, 상기 복수의 제 1 열전 부재와 상기 복수의 제 2 열전 부재사이의 냉접점부를 구성하는 복수의 제 2 도체 패턴(42, 42A)을 구비하고,
상기 판형상 부재의 상기 제 1 면측으로 방사열이 조사되면, 상기 복수의 제 1 도체 패턴과 상기 복수의 제 2 도체 패턴이 상기 방사열에 기인하는 열을 받고, 또한 상기 복수의 제 1 도체 패턴과 상기 복수의 제 2 도체 패턴이 받는 열량이 다름으로써 상기 복수의 제 1 도체 패턴과 상기 복수의 제 2 도체 패턴사이에 온도차가 발생하고, 상기 복수의 제 1 열전 부재와 상기 복수의 제 2 열전 부재가 상기 온도차에 따른 전기적인 출력을 발생시키게 되어 있는
방사열 센서.
- 제1항에 있어서,
상기 복수의 제 1 도체 패턴(41)보다도 방사열의 방사율이 높은 재료로 구성되고, 상기 제 1 면으로 조사되는 방사열을 흡수하여 발생한 열을 상기 복수의 제 1 도체 패턴으로 전달하는 수열 부재(51, 20)를 구비하고,
상기 제 1 면측으로 방사열이 조사되면, 상기 복수의 제 1 도체 패턴이 상기 수열 부재로부터 열을 받음으로써 상기 복수의 제 1 도체 패턴과 상기 복수의 제 2 도체 패턴이 받는 열량이 다른
방사열 센서.
- 제2항에 있어서,
상기 수열 부재는 상기 복수의 제 1 도체 패턴에 바로 접하여 형성되어 있는
방사열 센서. - 제2항에 있어서,
상기 판형상 부재의 상기 제 1 면에 배치되어, 상기 복수의 제 1 도체 패턴을 덮는 제 1 절연층(20)을 구비하고,
상기 수열 부재는 상기 제 1 절연층의 상기 복수의 제 1 도체 패턴측과는 반대측의 면에 형성되어 있는
방사열 센서.
- 제4항에 있어서,
상기 제 1 절연층 중, 상기 복수의 제 1 도체 패턴과 상기 수열 부재사이에 위치하는 부위의 두께 치수(D1)는 상기 복수의 제 1 도체 패턴과 상기 복수의 제 2 도체 패턴에서 이웃하는 하나의 제 1 도체 패턴과 하나의 제 2 도체 패턴사이의 간격(L1)보다도 작은
방사열 센서.
- 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 복수의 제 2 도체 패턴(42)보다도 방사열의 방사율이 낮은 재료로 구성되고, 상기 제 1 면으로 조사되는 방사열을 반사하는 반사 부재(52)를 구비하고,
상기 제 1 면측으로 방사열이 조사되면, 상기 복수의 제 2 도체 패턴을 향하여 조사되는 방사열을 반사함으로써 상기 복수의 제 1 도체 패턴과 상기 복수의 제 2 도체 패턴이 받는 열량이 다른
방사열 센서.
- 제1항에 있어서,
상기 복수의 제 1 도체 패턴(41A)은 상기 복수의 제 2 도체 패턴(42A)보다도 방사열의 방사율이 높은 재료로 구성되고,
상기 제 1 면측으로 방사열이 조사되면, 상기 복수의 제 1 도체 패턴이 상기 복수의 제 2 도체 패턴보다도 방사열을 많이 흡수함으로써 상기 복수의 제 1 도체 패턴과 상기 복수의 제 2 도체 패턴이 받는 열량이 다른
방사열 센서.
- 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 판형상 부재의 상기 제 2 면에 배치되어, 상기 복수의 제 1 열전 부재 및 상기 복수의 제 2 열전 부재를 덮는 제 2 절연층(62)을 구비하고,
상기 제 2 절연층의 두께 치수(D2)는 상기 복수의 제 1 도체 패턴과 상기 복수의 제 2 도체 패턴에서 이웃하는 하나의 제 1 도체 패턴과 하나의 제 2 도체 패턴사이의 간격(L1)보다도 작은
방사열 센서.
- 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 복수의 제 1 열전 부재는,
제 1 열전 재료로 구성되어, 상기 복수의 제 1 도체 패턴에 접촉하는 제 1 접촉 단부(C1)로부터 상기 판형상 부재의 상기 제 2 면측을 향하여 연신하는 제 1 연신부(311)와,
상기 제 1 열전 재료로 구성되어, 상기 복수의 제 2 도체 패턴에 접촉하는 제 2 접촉 단부(C2)로부터 상기 판형상 부재의 상기 제 2 면측을 향하여 연신하는 제 2 연신부(312)와,
상기 제 1 열전 재료로 구성되어, 상기 제 1 연신부의 상기 판형상 부재의 상기 제 2 면측의 부위로부터 상기 제 2 연신부의 상기 판형상 부재의 상기 제 2 면측의 부위에 걸쳐서 위치하고, 상기 제 1 연신부와 상기 제 2 연신부를 결합시키는 제 1 결합부(313)를 가지고,
상기 제 1 면을 따르는 방향에서의 상기 제 1 연신부와 상기 제 2 연신부사이에 상기 복수의 제 1 열전 부재보다도 열전도성이 낮은 단열 부재(13)가 배치되어 있는
방사열 센서. - 제9항에 있어서,
상기 복수의 제 2 열전 부재는,
제 2 열전 재료로 구성되어, 상기 복수의 제 1 도체 패턴에 접촉하는 제 3 접촉 단부(C3)로부터 상기 판형상 부재의 상기 제 2 면을 향하여 연신하는 제 3 연신부(321)와,
상기 제 2 열전 재료로 구성되어, 상기 복수의 제 2 도체 패턴에 접촉하는 제 4 접촉 단부(C4)로부터 상기 판형상 부재의 상기 제 2 면측을 향하여 연신하는 제 4 연신부(322)와,
상기 제 2 열전 재료로 구성되어, 상기 제 3 연신부의 상기 판형상 부재의 상기 제 2 면측의 부위로부터 상기 제 4 연신부의 상기 판형상 부재의 상기 제 2 면측의 부위에 걸쳐서 위치하고, 상기 제 3 연신부와 상기 제 4 연신부를 결합시키는 제 2 결합부(323)를 가지고,
상기 제 1 면을 따르는 방향에서의 상기 제 1 연신부와 상기 제 2 연신부사이에 상기 제 2 열전 부재보다도 열전도성이 낮은 단열 부재(14)가 배치되어 있는
방사열 센서.
- 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 복수의 제 1 열전 부재는,
제 1 열전 재료로 구성되어, 상기 복수의 제 1 도체 패턴에 접촉하는 제 1 접촉 단부(C1)로부터 상기 판형상 부재의 상기 제 2 면까지 연신하는 제 1 연신부(311)와,
상기 제 1 열전 재료로 구성되어, 상기 복수의 제 2 도체 패턴에 접촉하는 제 2 접촉 단부(C2)로부터 상기 판형상 부재의 상기 제 2 면까지 연신하는 제 2 연신부(312)와,
상기 판형상 부재의 상기 제 2 면에 있어서, 상기 제 1 연신부와 상기 제 2 연신부에 걸쳐서 배치되어, 상기 제 1 연신부와 상기 제 2 연신부를 전기적으로 접속하는 제 1 배선 패턴(314)을 가지고,
상기 제 1 면을 따르는 방향에서의 상기 제 1 연신부와 상기 제 2 연신부사이에 상기 복수의 제 1 열전 부재보다도 열전도성이 낮은 단열 부재(15)가 배치되어 있는
방사열 센서.
- 제11항에 있어서,
상기 복수의 제 2 열전 부재는,
제 2 열전 재료로 구성되어, 상기 복수의 제 1 도체 패턴에 접촉하는 제 3 접촉 단부(C3)로부터 상기 판형상 부재의 상기 제 2 면까지 연신하는 제 3 연신부(321)와,
상기 제 2 열전 재료로 구성되고, 상기 복수의 제 2 도체 패턴에 접촉하는 제 4 접촉 단부(C4)로부터 상기 판형상 부재의 상기 제 2 면까지 연신하는 제 4 연신부(332)와,
상기 판형상 부재의 상기 제 2 면에 있어서, 상기 제 3 연신부와 상기 제 4 연신부에 걸쳐서 배치되어, 상기 제 3 연신부와 상기 제 4 연신부를 전기적으로 접속하는 제 2 배선 패턴(324)을 가지고,
상기 제 1 면을 따르는 방향에서의 상기 제 3 연신부와 상기 제 4 연신부사이에 상기 복수의 제 2 열전 부재보다도 열전도성이 낮은 단열 부재(16)가 배치되어 있는
방사열 센서.
- 제11항에 있어서,
상기 복수의 제 1 배선 패턴의 상기 판형상 부재측과는 반대측에 배치된 절연층(62)과,
상기 절연층의 상기 제 1 배선 패턴측과는 반대측의 면에 배치되어, 상기 절연층보다도 열전도성이 높은 제 1 열전도 부재(63, 65, 67)를 구비하고,
상기 제 1 열전도 부재는 상기 복수의 제 1 배선 패턴과 상기 제 1 연신부사이의 제 1 접속부(D1)의 적어도 일부에 대하여 상기 제 1 면에 수직인 방향에서 대향하는 위치로부터 상기 복수의 제 1 배선 패턴과 상기 제 2 연신부사이의 제 2 접속부(D2)의 적어도 일부에 대하여 상기 제 1 면에 수직인 방향에서 대향하는 위치에 걸친 영역에 배치되어 있는
방사열 센서.
- 제12항에 있어서,
상기 복수의 제 2 배선 패턴의 상기 판형상 부재측과는 반대측에 배치된 절연층(62)과,
상기 절연층의 상기 복수의 제 2 배선 패턴측과는 반대측의 면에 배치되어, 상기 절연층보다도 열전도성이 높은 제 2 열전도 부재(64, 66, 67)를 구비하고,
상기 제 2 열전도 부재는 상기 복수의 제 2 배선 패턴과 상기 제 3 연신부사이의 제 3 접속부(D3)의 적어도 일부에 대하여 상기 제 1 면에 수직인 방향에서 대향하는 위치로부터 상기 복수의 제 2 배선 패턴과 상기 제 4 연신부사이의 제 4 접속부(D4)의 적어도 일부에 대하여 상기 제 1 면에 수직인 방향에서 대향하는 위치에 걸친 영역에 배치되어 있는
방사열 센서.
- 제13항 또는 제14항에 있어서,
상기 절연층의 두께 치수(D2)는 상기 복수의 제 1 도체 패턴과 상기 복수의 제 2 도체 패턴에서 이웃하는 하나의 제 1 도체 패턴과 하나의 제 2 도체 패턴사이의 간격(L1)보다도 작은
방사열 센서.
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