WO2012132342A1 - 赤外線センサ - Google Patents

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WO2012132342A1
WO2012132342A1 PCT/JP2012/001976 JP2012001976W WO2012132342A1 WO 2012132342 A1 WO2012132342 A1 WO 2012132342A1 JP 2012001976 W JP2012001976 W JP 2012001976W WO 2012132342 A1 WO2012132342 A1 WO 2012132342A1
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insulating film
film
infrared
sensor
thermal element
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PCT/JP2012/001976
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中村　賢蔵
元貴 石川
学司 魚住
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三菱マテリアル株式会社
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    • G01J5/20—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry using electric radiation detectors using resistors, thermistors or semiconductors sensitive to radiation, e.g. photoconductive devices

Definitions

  • the present invention relates to an infrared sensor that detects infrared rays from a measurement object and measures the temperature or the like of the measurement object.
  • a temperature sensor When detecting the heat generation state of electronic components (devices) on the circuit board, such as switching elements such as FETs and electrolytic capacitors, a temperature sensor is installed on the circuit board near the device, or the temperature sensor is connected to the heat sink connected to the device Is known, and the device temperature is known indirectly from the temperature of the circuit board or heat sink. In this method, since the temperature of the measurement object such as a device is indirectly detected, the detection error is large and it is difficult to detect with high accuracy. *
  • Patent Document 1 discloses a temperature sensor that measures the temperature of a heat fixing roller or the like used in a fixing device of a copying machine, and includes a resin film installed on a holder, and a holder provided on the resin film.
  • an infrared sensor including an infrared detection thermal element that detects infrared rays through a light guide portion and a temperature compensation thermal element that is provided in a light-shielding state on a resin film and detects the temperature of a holding body.
  • an infrared absorption film is formed on the inner side surface of the light guide section, and an infrared absorption material such as carbon black is included in the resin film to enhance infrared absorption.
  • a thermal element is built in a holding body which is a housing formed in a substantially block shape from a metal material such as aluminum having a high thermal conductivity and a low thermal emissivity.
  • Patent Document 2 discloses a thermal sensing element for detecting infrared rays, a thermal sensing element for temperature compensation, a resin film for tightly fixing them, a thermal sensing element for detecting infrared rays on the infrared incident window side, and a shield for shielding infrared rays.
  • An infrared detector has been proposed that includes a case having a frame in which a temperature-compensating thermosensitive element is disposed on the side of the part.
  • an infrared absorbing material such as carbon black is included in the resin film to enhance infrared absorption, and heat conduction is performed to eliminate the thermal gradient between the infrared detecting thermal element and the temperature compensating thermal element.
  • the frame is made of a good material.
  • a radial lead type thermistor in which a lead wire is connected to the thermistor is employed in the infrared detecting thermal element and the temperature compensating thermal element.
  • this infrared detector has a heat sensitive element built in a case made of resin or metal.
  • Patent Document 2 since a frame body having good thermal conductivity is adopted, heat from the infrared absorption film is also dissipated and there is a disadvantage that sensitivity is deteriorated.
  • the heat-sensitive element because of the radial lead type to which the lead wire is connected, thermal space conduction occurs between the thermistor and the lead wire.
  • the heat-sensitive element has a structure that shields infrared rays with a housing, but the shielding part absorbs infrared rays only by shielding the infrared rays, and the temperature of the shielding part changes. There was an inconvenience of being incomplete as a reference. *
  • the insulating film, the first thermal element and the second thermal element provided on one surface of the insulating film and separated from each other, and one of the insulating films A plurality of pairs of conductive wiring films formed on the surface and separately connected to the first thermal element and the second thermal element, and provided on the other surface of the insulating film facing the first thermal element.
  • An infrared sensor has been developed that includes an infrared absorbing film and an infrared reflecting film provided on the other surface of the insulating film so as to face the second thermosensitive element.
  • the portion provided with the infrared absorbing film absorbs infrared rays, and the portion provided with the infrared reflecting film reflects infrared rays, so that the first heat sensitive element and the first heat sensitive element are formed on the thin insulating film having low thermal conductivity.
  • a good temperature difference can be obtained between the second thermosensitive element. That is, even with a low thermal conductivity insulating film that does not contain an infrared absorbing material or the like in the film, the infrared absorbing film can conduct heat due to infrared absorption only to the portion directly above the first thermal element of the insulating film. .
  • the sensitivity is not deteriorated and the response is high.
  • the area of the infrared absorption film can be arbitrarily set, the viewing angle of infrared detection matched to the distance to the measurement object can be set by area, and high light receiving efficiency can be obtained.
  • the infrared ray can be reflected by the infrared reflection film to prevent the absorption of the infrared ray at the portion directly above the second heat sensitive element of the insulating film.
  • the infrared absorption film and the infrared reflection film are formed on the insulating film, the medium that conducts heat between the infrared absorption film and the infrared reflection film is between these films except for air.
  • the insulating cross-sectional area becomes small. Therefore, it is difficult for heat to be transmitted to the mutual heat-sensitive elements, so that thermal interference is reduced and detection sensitivity is improved.
  • the first heat sensitive element and the second heat sensitive element in which the influence of heat is suppressed on the insulating film having low thermal conductivity are respectively insulated from directly below the infrared absorbing film and directly below the infrared reflecting film. It has a structure for measuring the partial temperature of the adhesive film. Therefore, a good temperature difference can be obtained between the first thermosensitive element for infrared detection and the second thermosensitive element for temperature compensation, and high sensitivity can be achieved.
  • JP 2002-156284 A paragraph number 0026, FIG. 2 Japanese Patent Laid-Open No. 7-260579 (Claims, FIG. 2) Japanese Patent Laying-Open No. 2011-13213 (Claims, FIG. 1)
  • thermopile 101 As an infrared sensor on a vertically mounted substrate 102 and detect the temperature from the lateral direction of the device.
  • the thermopile 101 is made of metal. Since the structure is sealed in a can and has a large volume and is thick, there is a disadvantage that a large installation area and space are required as in each of the above patent documents.
  • thermopile 101 since the thermopile 101 is heavy, it is necessary to obtain a high support strength by a support structure such as the large support member 103 in order to stand the mounting substrate 102 perpendicular to the circuit substrate 104.
  • the mounting board 102 is used to secure the height (distance) to the detection position.
  • the present invention has been made in view of the above-described problems, and an infrared sensor that can obtain a light and stable installation state, can detect the temperature of a portion away from a circuit board with high accuracy, and can be easily attached.
  • the purpose is to provide.
  • the infrared sensor of the first invention includes an insulating film, a first thermal element and a second thermal element provided on one surface of the insulating film so as to be separated from each other, and the insulating film.
  • both ends of the insulating film are fixed and stretched, and the whole is stably supported, so that the sensor unit including the first thermal element, the second thermal element, and the infrared reflection film is removed from the connector. Even if they are arranged apart from each other, it is possible to suppress the fluctuation of the viewing angle of the sensor unit or the addition of vibration noise due to vibration.
  • the insulating film is flexible, the mounting position of the other end by the mounting hole can be shifted from directly above the connector, and the infrared detection direction can be arbitrarily changed by changing the tilt of the sensor section. is there.
  • the infrared sensor according to the first aspect, wherein a sensor unit window corresponding to the region of the first thermal element, the second thermal element, and the infrared reflecting film is formed.
  • a sensor unit reinforcing frame is provided on one surface of the insulating film so as to surround the region.
  • the infrared sensor includes a sensor portion reinforcing frame that is attached to one surface of the insulating film so as to surround the regions of the first thermal element, the second thermal element, and the infrared reflection film.
  • the rigidity around the region serving as the sensor portion can be increased by the portion reinforcing frame, and the stress applied to the first heat sensitive element and the second heat sensitive element during stretching can be suppressed.
  • the sensor unit reinforcement frame is used for mounting the first thermal element and the second thermal element. In addition to being unobstructed, the influence of heat conduction from the sensor portion reinforcing frame on the sensor portion is suppressed.
  • the infrared sensor according to a third aspect of the present invention is the infrared sensor according to the first or second aspect, wherein at least the sensor unit including the first thermal element, the second thermal element, and the infrared reflective film is formed on the insulating film. A plurality of terminal electrodes corresponding to these are all formed at one end of the insulating film. That is, in this infrared sensor, a plurality of sensor portions are provided on the insulating film, and terminal electrodes corresponding to them are all formed at one end portion of the insulating film, so that one end portion is inserted into the connector and fixed. By fixing the other end to an external member or the like, a plurality of sensor units can be arranged, and temperatures at a plurality of locations can be detected.
  • the infrared sensor of the present invention is suitable for detecting temperatures at a plurality of locations in, for example, a battery unit such as Li ion or the front window of an air conditioner.
  • the infrared ray of the fourth invention is characterized in that, in the second invention, a sealing material for closing the sensor part window part is attached to the sensor part reinforcing frame. That is, in this infrared sensor, since the sealing material that closes the sensor portion window is attached to the sensor portion reinforcing frame, the sensor portion can be covered with a space left by the sealing material, and air convection from the rear surface The influence of infrared rays can be reduced.
  • An infrared sensor is the infrared sensor according to any one of the first to fourth aspects, wherein the first wiring film is disposed up to the periphery of the first thermal element. It is characterized by being formed with a larger area. That is, in this infrared sensor, since the first wiring film is arranged up to the periphery of the first thermosensitive element and has a larger area than the second wiring film, the infrared ray of the insulating film is absorbed. While improving the heat collection from the part, the heat capacity is close to the part of the insulating film where the infrared reflective film is formed, so that the fluctuation error can be reduced.
  • the area and shape of the first wiring film are preferably set so that the heat capacity is substantially equal to the portion of the insulating film where the infrared reflective film is formed.
  • the present invention has the following effects. That is, according to the infrared sensor according to the present invention, a plurality of terminal electrodes that are formed at one end of the insulating film and can be fitted into an external connector, and an end reinforcing plate attached to one end of the insulating film, Since it is provided with a mounting hole formed in the other end of the insulating film, it can be easily mounted by simply inserting one end into the connector and fixing the other end using the mounting hole. It can be mounted in a small installation space, is suitable for high density, and can detect the temperature at a position away from the circuit board with high accuracy.
  • 1st Embodiment it is a rear view which shows the infrared sensor of the state which affixed the sealing member and the back view (a) which shows the infrared sensor of the state which removed the sensor part reinforcement frame and the edge part reinforcement board.
  • it is a side view which shows the thermopile in the state standing on the board
  • the infrared sensor 1 of the present embodiment includes an insulating film 2, a first thermal element 3 ⁇ / b> A and a first thermal element 3 ⁇ / b> A provided on one surface of the insulating film 2 so as to be separated from each other.
  • a pair of second wiring films 4B which are conductive metal films connected to each other, an infrared reflecting film 6 provided on the other surface of the insulating film 2 so as to face the second thermal element 3B, and a first A first terminal electrode 7A and a second terminal electrode 7B which are connected to the wiring film 4A and the second wiring film 4B and which are formed at one end of the other surface of the insulating film 2 and can be fitted into an external connector 9; Affixed to one end of one surface of insulating film 2 An end reinforcement plate 11 which is kicked, and a mounting hole 2b formed at the other end of the insulating film 2. *
  • the infrared sensor 1 includes a sensor window portion 8a corresponding to the regions of the first thermal element 3A, the second thermal element 3B, and the infrared reflective film 6, and is formed on one surface of the insulating film 2.
  • a sensor portion reinforcing frame 8 is provided so as to surround the region.
  • the pair of first wiring films 4A has a pair of first adhesive electrodes 5A formed on the insulating film 2 at one end thereof.
  • a pair of first terminal electrodes 7A formed on the opposite surface (the other surface) of the insulating film 2 is connected to the other end portion through a through hole (not shown).
  • the pair of second wiring films 4B have a pair of second adhesive electrodes 5B formed on the insulating film 2 at one end thereof, and the insulating film 2 at the other end.
  • a pair of second terminal electrodes 7B formed on the opposite surface (the other surface) are connected via a through hole (not shown). *
  • the pair of first adhesive electrodes 5A are arranged up to the periphery of the first thermosensitive element 3A and are formed with a larger area than the second adhesive electrode 5B.
  • These first adhesive electrodes 5 ⁇ / b> A are provided with the first thermosensitive element 3 ⁇ / b> A at the center of a pair and are set to have the same area as the infrared reflective film 6. That is, the first adhesive electrode 5A is set so that the heat capacity is substantially equal to the portion of the insulating film 2 where the infrared reflective film 6 is formed.
  • the terminal electrodes 3a of the first heat sensitive element 3A and the second heat sensitive element 3B are bonded to the first adhesive electrode 5A and the second adhesive electrode 5B, respectively, with a conductive adhesive such as solder. *
  • the insulating film 2 is formed of a polyimide resin sheet in a band shape, and the infrared reflecting film 6, the first wiring film 4A, the second wiring film 4B, the first terminal electrode 7A, and the second terminal electrode 7B are made of copper. It is made of foil. That is, these are double-sided flexible in which an infrared reflective film 6, a first wiring film 4A, and a copper foil electrode used as a second wiring film 4B are patterned on both surfaces of a polyimide substrate used as an insulating film 2. It is produced by a substrate. *
  • the insulating film 2 has a pair of long hole portions 2a extending around the first thermal element 3A and the second thermal element 3B so as to avoid the first wiring film 4A and the second wiring film 4B. Is formed. These long hole portions 2a are grooves that are U-shaped so as to face each other, and the first thermal element 3A and the second thermal element 3B are mounted in a region between the first hole and the first thermal element 3B.
  • the wiring film 4A, the second wiring film 4B, and the infrared reflection film 6 are formed as a central mounting region.
  • a space between the ends of the pair of long hole portions 2a facing each other is a wiring region through which the first wiring film 4A and the second wiring film 4B pass, and also serves as a support portion for the central mounting region. *
  • the infrared reflection film 6 is arranged in a square shape directly on the second heat sensitive element 3B, and a copper foil and a gold plating laminated on the copper foil. It consists of a membrane.
  • the gold plating film can function as an antioxidant film for the copper foil and improve the reflectance of infrared rays.
  • the back surface of the insulating film 2 is a polyimide resin cover that covers the entire surface including the first wiring film 4A and the second wiring film 4B except for the first terminal electrode 7A and the second terminal electrode 7B. A ray (not shown) is formed. *
  • the infrared reflection film 6 is formed of a material having an infrared reflectance higher than that of the insulating film 2 and is formed by applying a gold plating film on the copper foil as described above. In addition to the gold plating film, for example, a mirror-deposited aluminum vapor deposition film or an aluminum foil may be used.
  • the infrared reflecting film 6 is formed to cover the second thermal element 3B with a size larger than that of the second thermal element 3B. *
  • the first thermal element 3A and the second thermal element 3B are chip thermistors in which terminal electrodes 3a are formed at both ends as shown in FIG.
  • this thermistor there are thermistors such as NTC type, PTC type, CTR type, etc.
  • NTC type thermistors are employed as the first thermal element 3A and the second thermal element 3B.
  • This thermistor is made of a thermistor material such as a Mn—Co—Cu-based material or a Mn—Co—Fe-based material.
  • the first thermal element 3A and the second thermal element 3B are mounted on the insulating film 2 by bonding the terminal electrodes 3a onto the corresponding first adhesive electrode 5A or the second adhesive electrode 5B. Has been. *
  • the first thermal element 3A and the second thermal element 3B are formed of a ceramic sintered body containing a metal oxide of Mn, Co, and Fe, that is, an Mn—Co—Fe-based material.
  • Thermistor element is used.
  • this ceramic sintered body preferably has a crystal structure having a cubic spinel phase as a main phase.
  • a single-phase crystal structure composed of a cubic spinel phase is most desirable.
  • the reason why a crystal structure having a cubic spinel phase as a main phase is employed in the ceramic sintered body is that there is no anisotropy and no impurity layer, and therefore there is little variation in electrical characteristics in the ceramic sintered body. This is because high-precision measurement is possible with the thermal element 3A and the second thermal element 3B. In addition, since it has a stable crystal structure, it is highly reliable against the environment.
  • the sensor portion reinforcing frame 8 and the end portion reinforcing plate 11 are formed of, for example, a hard resin substrate having insulation properties such as a glass epoxy substrate. As shown in FIG. 1B, the sensor portion reinforcing frame 8 is formed with a rectangular sensor portion window portion 8 a corresponding to the sensor portion 3. The sensor portion window portion 8a is formed inside the pair of long hole portions 2a and is formed so as to surround the first adhesive electrode 5A and the second adhesive electrode 5B. *
  • a sealing material 10 that closes the sensor portion window portion 8 a is attached to the back surface of the sensor portion reinforcing frame 8.
  • the sealing material 10 is preferably capable of reflecting infrared rays from the outside, and the same film as the infrared reflection film 6 or an aluminum foil can be applied.
  • the end reinforcing plate 11 is formed in a rectangular shape corresponding to the shape of one end of the insulating film 2.
  • the infrared sensor 1 has one end portion on the connector 9 on the circuit board 104, that is, an end portion having the first terminal electrode 7A and the second terminal electrode 7B and the end reinforcing plate 11. While being inserted, the other end portion is mounted on an external member H such as a housing or a heat sink disposed above the connector 9 by using a mounting hole 2b and fixed with screws N.
  • the other end part of the insulating film 2 is flexible, it can be attached according to the direction of the attachment surface of the external member H by bending or curving.
  • the infrared sensor 1 is installed with the other surface of the insulating film 2, that is, the surface on which the infrared reflective film 6 is formed facing the measurement object S such as an electrolytic capacitor or a switching element.
  • the first terminal electrode 7A and the second terminal electrode 7B that are formed at one end portion of the other surface of the insulating film 2 and can be fitted into the external connector 9 are insulated from each other. Since it is provided with the edge part reinforcement board 11 affixed on the one end part in the one surface of the insulating film 2, and the attachment hole 2b formed in the other end part of the insulating film 2, the edge part reinforcement board 11 is provided.
  • the terminal electrodes 7A and 7B at one end which are made to be highly rigid can be easily fixed and electrically connected to the circuit board 104 by fitting into the connector 9, and external members such as a housing and a heat sink apart from the connector 9
  • the other end of the insulating film 2 can be fixed to the H by using a mounting hole 2b by screwing or the like.
  • the attachment position of the other end part by the attachment hole 2b can also be shifted from just above the connector 9, and the detection direction of infrared rays is arbitrarily changed by changing the inclination of the sensor part 3. It is also possible. Therefore, it can be easily mounted by simply inserting one end into the connector 9 mounted on the circuit board 104 by reflow and fixing the other end using the mounting hole 2b. It is also suitable for increasing the density, and the temperature at a position away from the circuit board 104 can be detected with high accuracy. *
  • the sensor portion reinforcing frame 8 is provided on one surface of the insulating film 2 so as to surround the first heat sensitive element 3A, the second heat sensitive element 3B, and the region of the infrared reflecting film 6, the sensor The portion reinforcing frame 8 can increase the rigidity around the region serving as the sensor unit 3, and can suppress the stress applied to the first heat sensitive element 3A and the second heat sensitive element 3B during tensioning.
  • the sensor portion reinforcing frame 8 since the inside of the sensor portion reinforcing frame 8 is cut out so as to provide a space in the sensor portion 3 and is used as the sensor portion window portion 8a, the sensor portion reinforcing frame 8 includes the first thermal element 3A and the second thermal element 3A. While not disturbing the mounting of the heat sensitive element 3B, the influence of heat conduction from the sensor portion reinforcing frame 8 on the sensor portion 3 is suppressed.
  • the sealing material 10 that covers the sensor portion window 8a is attached to the sensor portion reinforcing frame 8, the sensor portion 3 can be covered in a state where a space is provided by the sealing material 10, and air convection from the back surface or The influence of infrared rays can be reduced.
  • the insulating film 2 is provided with a long hole portion 2a extending around the first thermal film 3A and the second thermal element 3B so as to avoid the first wiring film 4A and the second wiring film 4B. Therefore, conduction of heat from the infrared absorption region on the first thermosensitive element 3A to the surroundings is blocked by the long hole portion 2a, and the radiant heat from the measuring object S can be thermally isolated and efficiently stored. Further, in order to prevent the temperature distribution from being disturbed by the radiant heat from the measuring object S, the heat conduction from the portion affected by the heat from the peripheral device can be blocked by the long hole portion 2a to suppress the influence. *
  • the first wiring film 4A is arranged up to the periphery of the first thermosensitive element 3A and has a larger area than the second wiring film 4B, the portion of the insulating film 2 that absorbs infrared rays As well as improving heat collection from the heat capacity, the heat capacity approaches the portion of the insulating film 2 where the infrared reflective film 6 is formed, so that the variation error can be reduced.
  • the difference between the second embodiment and the first embodiment is that in the first embodiment, the insulating film 2 is provided with only one sensor portion 3 having the first thermal element 3A and the second thermal element 3B.
  • the infrared sensor 21 according to the second embodiment includes at least the first thermal element 3A, the second thermal element 3B, and the infrared reflective film 6 as the sensor unit 3.
  • a plurality of terminals are provided on the insulating film 22, and terminal electrodes 7 ⁇ / b> A and 7 ⁇ / b> B corresponding to these are all formed at one end of the insulating film 22.
  • the insulating film 22 is longer than the first embodiment, and a plurality of (three in FIG. 6) sensor units 3 are provided at intervals in the extending direction. These sensor units 3 are connected to terminal electrodes 7A and 7B at one end via a first wiring film and a second wiring film, respectively.
  • a plurality of sensor units 3 are provided on the insulating film 22, and terminal electrodes 7 ⁇ / b> A and 7 ⁇ / b> B corresponding to these are all formed at one end of the insulating film 22. Therefore, by fixing one end portion by inserting it into the connector and fixing the other end portion to an external member or the like, a plurality of sensor portions 3 can be arranged, and temperatures at a plurality of locations can be detected. Further, since the plurality of sensor portions 3 are integrally formed on one insulating film 22, it is not necessary to dispose a plurality of temperature sensors 105 and a plurality of conductive wires 106, and the assembly process can be simplified. Also, earthquake resistance can be ensured. *
  • the infrared sensor 21 is suitable for detecting temperatures at a plurality of locations in a battery unit such as Li ion or the front window of an air conditioner.
  • a battery unit such as Li ion or the front window of an air conditioner.
  • the hole 2b for attachment is formed only in the other end part of the insulating film 22, one or several attachment holes 2b are also formed in the middle of the long insulating film 22 And you may fix to an external member etc. by screwing etc. *
  • the first heat sensitive element detects heat conducted from the insulating film that directly absorbs infrared rays, but the infrared ray is directly on the insulating film and directly above the first heat sensitive element.
  • An absorption film may be formed.
  • the infrared absorption effect in the first thermal element is further improved, and a better temperature difference between the first thermal element and the second thermal element can be obtained. That is, the infrared absorption film absorbs infrared rays due to radiation from the object to be measured, and the temperature of the first thermosensitive element immediately below is obtained by heat conduction through the insulating film from the infrared absorption film that absorbs infrared rays and generates heat. May be changed. *
  • This infrared absorption film is formed of a material having an infrared absorption rate higher than that of the insulating film.
  • a film containing an infrared absorption material such as carbon black or an infrared absorption glass film (Hockey acid containing 71% silicon dioxide)
  • a material formed of a glass film or the like can be used.
  • the infrared absorbing film is preferably an antimony-doped tin oxide (ATO) film.
  • ATO antimony-doped tin oxide
  • This ATO film has better infrared absorption and light resistance than carbon black or the like.
  • the ATO film is cured with ultraviolet rays, it has a high adhesive strength and is less likely to be peeled off than carbon black or the like.
  • it is preferable to form this infrared absorption film so as to cover it with a size larger than that of the first thermosensitive element.
  • tip thermistor are employ
  • the thermal element a thin film thermistor or a chip thermistor is used as described above, but a pyroelectric element or the like can also be used in addition to the thermistor.
  • the sensor part not only the sensor part but also a circuit part which is a sensor control detection circuit connected to the sensor part may be integrally provided on the resin film.

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Abstract

軽量でかつ安定した設置状態が得られ、回路基板から離れた部分の温度も高精度に検出できると共に容易に取り付けることができる赤外線センサを提供する。絶縁性フィルム２と、該絶縁性フィルム２の一方の面に互いに離間させて設けられた第１の感熱素子３Ａ及び第２の感熱素子３Ｂと、絶縁性フィルム２の一方の面に形成され第１の感熱素子３Ａに接続された導電性の第１の配線膜４Ａ及び第２の感熱素子３Ｂに接続された導電性の第２の配線膜４Ｂと、第２の感熱素子３Ｂに対向して絶縁性フィルム２の他方の面に設けられた赤外線反射膜６と、絶縁性フィルムの一端部に形成され外部のコネクタに嵌め込み可能な複数の端子電極７Ａ，７Ｂと、絶縁性フィルムの一方の面における一端部に貼り付けられた端部補強板１１と、絶縁性フィルムの他端部に形成された取り付け用孔２ｂとを備えている。

Description

赤外線センサ
本発明は、測定対象物からの赤外線を検知して該測定対象物の温度等を測定する赤外線センサに関する。
ＦＥＴなどのスイッチング素子や電解コンデンサなど、回路基板上の電子部品（デバイス）の発熱状態を検知する場合、デバイス近傍の回路基板上に温度センサを設置するか、デバイスに接続されたヒートシンクに温度センサを設置し、回路基板やヒートシンクの温度から間接的に素子温度を知る方法が知られている。この方法では、間接的にデバイス等の測定対象物の温度を検出するため、検出誤差が大きく高精度な検出が難しい。　
一方、従来、測定対象物から放射される赤外線を非接触で検知して測定対象物の温度を測定する温度センサとして、赤外線センサが使用されている。　例えば、特許文献１には、複写機の定着装置に使用されている加熱定着ローラ等の温度を測定する温度センサであって、保持体に設置した樹脂フィルムと、該樹脂フィルムに設けられ保持体の導光部を介して赤外線を検知する赤外線検知用感熱素子と、樹脂フィルムに遮光状態に設けられ保持体の温度を検知する温度補償用感熱素子とを備えた赤外線センサが提案されている。この赤外線センサでは、導光部の内側面に赤外線吸収膜を形成すると共に、樹脂フィルムにカーボンブラック等の赤外線吸収材料を含有させて赤外線の吸収を高めている。また、この赤外線センサでは、熱伝導率が大きく熱放射率の小さいアルミニウムなどの金属材料から略ブロック状に形成された筐体である保持体に感熱素子が内蔵されている。　
また、特許文献２には、赤外線検知用感熱素子と、温度補償用感熱素子と、これらを密着固定する樹脂フィルムと、赤外線の入射窓側に赤外線検知用感熱素子を配置すると共に赤外線を遮蔽する遮蔽部側に温度補償用感熱素子を配置した枠体を有するケースとを備えた赤外線検出器が提案されている。この赤外線検出器では、樹脂フィルムにカーボンブラック等の赤外線吸収材料を含有させて赤外線の吸収を高めていると共に、赤外線検知用感熱素子と温度補償用感熱素子との熱勾配を無くすために熱伝導の良い材料で枠体を形成している。また、赤外線検知用感熱素子及び温度補償用感熱素子には、リード線がサーミスタに接続されたラジアルリード型のサーミスタが採用されている。さらに、この赤外線検出器は、樹脂または金属で形成されたケースに感熱素子が内蔵されている。　
これら特許文献１及び２の赤外線センサでは、樹脂フィルムにカーボンブラック等の赤外線吸収材料を含有させると共に一方の感熱素子側を温度補償用に遮光する構造が採用されているが、赤外線吸収材料を含有した樹脂フィルムの熱伝導が高く、赤外線検知用と温度補償用との感熱素子間で温度差分が生じ難いという不都合があった。また、これら感熱素子間で温度差分を大きくするためには、感熱素子間の距離を大きくする必要があり、全体形状が大きくなってしまい、小型化が困難になる問題がある。さらに、温度補償用の感熱素子を遮光する構造をケース自体に設ける必要があるため、高価になってしまう。　また、特許文献２では、熱伝導の良い枠体を採用しているため、赤外線吸収膜からの熱も放熱されてしまい感度が劣化する不都合がある。また、リード線が接続されたラジアルリード型のため、サーミスタとリード線との間で熱の空間伝導が生じてしまう。　さらに、一方の感熱素子について赤外線を筐体で遮光する構造を採用しているが、赤外線を遮っているだけで遮蔽部分が赤外線を吸収してしまい、遮蔽部分の温度が変化してしまうことからリファレンスとして不完全となってしまう不都合があった。　
そのため、特許文献３に示すように、絶縁性フィルムと、該絶縁性フィルムの一方の面に互いに離間させて設けられた第１の感熱素子及び第２の感熱素子と、絶縁性フィルムの一方の面に形成され第１の感熱素子及び第２の感熱素子に別々に接続された複数対の導電性の配線膜と、第１の感熱素子に対向して絶縁性フィルムの他方の面に設けられた赤外線吸収膜と、第２の感熱素子に対向して絶縁性フィルムの他方の面に設けられた赤外線反射膜とを備えている赤外線センサが開発されている。　
この赤外線センサでは、赤外線吸収膜を設けた部分では赤外線を吸収し、赤外線反射膜を設けた部分では赤外線を反射することにより、薄く熱伝導性の低い絶縁性フィルム上で第１の感熱素子と第２の感熱素子との間に、良好な温度差分を得ることができる。すなわち、フィルムに赤外線吸収材料等を含有させていない低熱伝導性の絶縁性フィルムでも、赤外線吸収膜によって絶縁性フィルムの第１の感熱素子の直上部分のみに赤外線吸収による熱を伝導させることができる。特に、薄い絶縁性フィルムを挟んで赤外線吸収膜の熱が伝導されるため、感度の劣化がなく、高い応答性を有している。また、赤外線吸収膜の面積を任意に設定可能であるため、測定対象物との距離に合わせた赤外線検出の視野角を面積で設定でき、高い受光効率を得ることができる。また、赤外線反射膜によって絶縁性フィルムの第２の感熱素子の直上部分における赤外線を反射してその吸収を阻止することができる。なお、絶縁性フィルム上に赤外線吸収膜と赤外線反射膜とを形成しているので、赤外線吸収膜と赤外線反射膜との間の熱を伝導する媒体が、空気以外にはこれら膜が対向した間の絶縁性フィルムのみとなり、伝導する断面積が小さくなる。したがって、相互の感熱素子への熱が伝わり難くなり、熱干渉が少なくなって検出感度が向上する。このように、低熱伝導性の絶縁性フィルム上で互いに熱の影響が抑制された第１の感熱素子と第２の感熱素子とが、それぞれ赤外線吸収膜の直下と赤外線反射膜の直下との絶縁性フィルムの部分的な温度を測定する構造を有している。したがって、赤外線検知用とされる第１の感熱素子と温度補償用とされる第２の感熱素子との間に良好な温度差分を得られ、高感度化を図ることができる。
特開２００２－１５６２８４号公報（段落番号００２６、図２） 特開平７－２６０５７９号公報（特許請求の範囲、図２） 特開２０１１－１３２１３号公報（特許請求の範囲、図１）
上記従来の技術には、以下の課題が残されている。　特許文献１から３に記載の赤外線センサを取り付ける場合、ブロック状の筐体またはケースを取り付けるために大きな専用の取り付け構造および支持構造を採用する必要があり、広い設置スペースを確保しなければならないと共に高コストになってしまう不都合があった。　また、例えば、図７に示すように、赤外線センサとしてサーモパイル１０１を垂直に立てた実装基板１０２に固定してデバイスの横方向から温度を検出することも考えられるが、この場合、サーモパイル１０１が金属缶に封止された構造であり、大きな容積を有して厚いために上記各特許文献と同様に広い設置面積および空間が必要になるという不都合があった。このため、赤外線センサが搭載される装置または回路基板全体の小型化および高密度化が困難になってしまう問題があった。また、サーモパイル１０１が重いため、実装基板１０２を回路基板１０４に垂直に立てるには、大きな支持部材１０３等の支持構造により高い支持強度を得る必要があった。特に、図８に示すように、測定対象物Ｓの温度を測定したい部分Ｓ１が回路基板１０４の表面から離れている場合、検出位置までの高さ（距離）を確保するために実装基板１０２が長くなり、車載用などでは、振動によって回路基板１０４への実装基板１０２の固定が緩むおそれがあると共に、実装基板１０２が振れて赤外線の視野角がぶれたり、振動雑音が加わって検出精度が劣化する不都合があった。さらに、サーモパイル１０１の半田付けなどが必要になり、取り付け工程が多くなり、コストの増大を招いてしまうという問題があった。　
本発明は、前述の課題に鑑みてなされたもので、軽量でかつ安定した設置状態が得られ、回路基板から離れた部分の温度も高精度に検出できると共に容易に取り付けることができる赤外線センサを提供することを目的とする。
本発明は、前記課題を解決するために以下の構成を採用した。すなわち、第１の発明の赤外線センサは、絶縁性フィルムと、該絶縁性フィルムの一方の面に互いに離間させて設けられた第１の感熱素子及び第２の感熱素子と、前記絶縁性フィルムの一方の面に形成され前記第１の感熱素子に接続された導電性の第１の配線膜及び前記第２の感熱素子に接続された導電性の第２の配線膜と、前記第２の感熱素子に対向して前記絶縁性フィルムの他方の面に設けられた赤外線反射膜と、前記第１の配線膜および前記第２の配線膜に接続され前記絶縁性フィルムの他方の面における一端部に形成され外部のコネクタに嵌め込み可能な複数の端子電極と、前記絶縁性フィルムの一方の面における一端部に貼り付けられた端部補強板と、前記絶縁性フィルムの他端部に形成された取り付け用孔とを備えていることを特徴とする。　
この赤外線センサでは、絶縁性フィルムの一端部に形成され外部のコネクタに嵌め込み可能な複数の端子電極と、絶縁性フィルムの一端部に貼り付けられた端部補強板と、絶縁性フィルムの他端部に形成された取り付け用孔とを備えているので、端部補強板で高剛性とされた一端部の端子電極をコネクタに嵌め込むことで容易に回路基板等に固定および電気的接続ができると共に、コネクタから離れた他の外部部材に取り付け用孔を用いて絶縁性フィルムの他端部をネジ止め等によって固定することができる。これにより、絶縁性フィルムの両端部が固定され張設状態となり、全体が安定的に支持されることで、第１の感熱素子、第２の感熱素子および赤外線反射膜を含むセンサ部がコネクタから離れて配されていても、振動によりセンサ部の視野角がぶれたり、振動雑音が加わったりすることを抑制することができる。また、絶縁性フィルムが柔軟であるので、取り付け用孔による他端部の取り付け位置をコネクタ直上からずらすこともでき、センサ部の傾きを変えて赤外線の検出方向を任意に変更することも可能である。したがって、回路基板上にリフローで実装したコネクタに一端部を差し込むと共に他端部を取り付け用孔を用いて固定するだけで容易に取り付け可能であり、狭い設置スペースでも実装可能で、高密度化にも適しており、さらに回路基板から離れた位置の温度も高精度で検出可能になる。　
また、第２の発明の赤外線センサは、第１の発明において、前記第１の感熱素子、前記第２の感熱素子および前記赤外線反射膜の領域に対応したセンサ部用窓部が形成されて前記絶縁性フィルムの一方の面に前記領域を囲んで貼り付けられたセンサ部補強枠を備えていることを特徴とする。　すなわち、この赤外線センサでは、絶縁性フィルムの一方の面に第１の感熱素子、第２の感熱素子および赤外線反射膜の領域を囲んで貼り付けられたセンサ部補強枠を備えているので、センサ部補強枠によってセンサ部となる上記領域の周囲の剛性を高め、張設時に第１の感熱素子および第２の感熱素子に加わる応力を抑制することができる。なお、センサ部補強枠内は、センサ部に空間を設けるようにくり抜かれてセンサ部用窓部とされているので、センサ部補強枠が第１の感熱素子および第２の感熱素子の実装の邪魔にならないと共に、センサ部に対してセンサ部補強枠からの熱伝導による影響が抑制される。　
また、第３の発明の赤外線センサは、第１または第２の発明において、少なくとも前記第１の感熱素子、前記第２の感熱素子および前記赤外線反射膜からなるセンサ部が、前記絶縁性フィルムに複数設けられ、これらに対応する前記端子電極が全て前記絶縁性フィルムの一端部に形成されていることを特徴とする。　すなわち、この赤外線センサでは、センサ部が、絶縁性フィルムに複数設けられ、これらに対応する端子電極が全て絶縁性フィルムの一端部に形成されているので、一端部
をコネクタに差し込んで固定すると共に他端部を外部部材などに固定することで、複数のセンサ部を配置でき、複数個所の温度を検出可能になる。また、複数のセンサ部が一つの絶縁性フィルムに一体に形成されているので、多数の導電線を配設する必要が無く、組み立て工程も簡略化できると共に、耐震性も確保することができる。したがって、本発明の赤外線センサは、例えばＬｉイオン等のバッテリーユニットやエアコンディショナーのフロントウィンドウなどにおける複数個所の温度検出に好適である。　
また、第４の発明の赤外線は、第２の発明において、前記センサ部用窓部を塞ぐシール材が前記センサ部補強枠に貼り付けられていることを特徴とする。　すなわち、この赤外線センサでは、センサ部用窓部を塞ぐシール材がセンサ部補強枠に貼り付けられているので、シール材によって空間を空けた状態でセンサ部をカバーでき、背面からの空気対流や赤外線の影響を軽減することができる。　
また、第５の発明の赤外線センサは、第１から第４の発明のいずれかにおいて、前記第１の配線膜が、前記第１の感熱素子の周囲にまで配されて前記第２の配線膜よりも大きな面積で形成されていることを特徴とする。　すなわち、この赤外線センサでは、第１の配線膜が、第１の感熱素子の周囲にまで配されて第２の配線膜よりも大きな面積で形成されているので、絶縁性フィルムの赤外線を吸収した部分からの熱収集を改善すると共に、絶縁性フィルムの赤外線反射膜が形成された部分と熱容量が近づくので、変動誤差を小さくすることができる。なお、第１の配線膜の面積及び形状は、絶縁性フィルムの赤外線反射膜が形成された部分と熱容量がほぼ等しくなるように設定することが好ましい。
本発明によれば、以下の効果を奏する。　すなわち、本発明に係る赤外線センサによれば、絶縁性フィルムの一端部に形成され外部のコネクタに嵌め込み可能な複数の端子電極と、絶縁性フィルムの一端部に貼り付けられた端部補強板と、絶縁性フィルムの他端部に形成された取り付け用孔とを備えているので、コネクタに一端部を差し込むと共に他端部を取り付け用孔を用いて固定するだけで容易に取り付け可能であり、狭い設置スペースでも実装可能で、高密度化にも適しており、さらに回路基板から離れた位置の温度も高精度で検出可能になる。
本発明に係る赤外線センサの第１実施形態を示す正面図およびシール材を外した状態の背面図である。 第１実施形態において、第１の感熱素子が接着された部分（ａ）と第２の感熱素子が接着された部分（ｂ）とを示す要部の拡大正面図である。 第１実施形態において、設置状態の赤外線センサを示す正面図および側面図である。 第１実施形態において、センサ部補強枠および端部補強板を外した状態の赤外線センサを示す背面図（ａ）およびシール材を貼り付けた状態の赤外線センサを示す背面図である。 複数の温度センサを用いた従来例を示す簡易的な構成図である。 本発明に係る赤外線センサの第２実施形態を示す正面図である。 本発明に係る参考例において、基板上に立設させた状態のサーモパイルを示す側面図である。 本発明に係る参考例において、基板上に立設された赤外線センサの振動時の状態を説明するための斜視図である。
以下、本発明に係る赤外線センサの第１実施形態を、図１から図４を参照しながら説明する。なお、以下の説明に用いる各図面では、各部材を認識可能又は認識容易な大きさとするために縮尺を適宜変更している。　
本実施形態の赤外線センサ１は、図１から図４に示すように、絶縁性フィルム２と、該絶縁性フィルム２の一方の面に互いに離間させて設けられた第１の感熱素子３Ａ及び第２の感熱素子３Ｂと、絶縁性フィルム２の一方の面に形成され第１の感熱素子３Ａに接続された導電性金属膜である一対の第１の配線膜４Ａ及び第２の感熱素子３Ｂに接続された導電性金属膜である一対の第２の配線膜４Ｂと、第２の感熱素子３Ｂに対向して絶縁性フィルム２の他方の面に設けられた赤外線反射膜６と、第１の配線膜４Ａおよび第２の配線膜４Ｂに接続され絶縁性フィルム２の他方の面における一端部に形成され外部のコネクタ９に嵌め込み可能な第１の端子電極７Ａおよび第２の端子電極７Ｂと、絶縁性フィルム２の一方の面における一端部に貼り付けられた端部補強板１１と、絶縁性フィルム２の他端部に形成された取り付け用孔２ｂとを備えている。　
また、この赤外線センサ１は、第１の感熱素子３Ａ、第２の感熱素子３Ｂおよび赤外線反射膜６の領域に対応したセンサ部用窓部８ａが形成されて絶縁性フィルム２の一方の面に前記領域を囲んで貼り付けられたセンサ部補強枠８を備えている。　
一対の第１の配線膜４Ａは、図１および図４の（ａ）に示すように、その一端部にそれぞれ絶縁性フィルム２上に形成された一対の第１の接着電極５Ａを有していると共に、他端部にそれぞれ絶縁性フィルム２の反対面（他方の面）に形成された一対の第１の端子電極７Ａがスルーホール（図示略）を介して接続されている。　また、一対の第２の配線膜４Ｂは、その一端部にそれぞれ絶縁性フィルム２上に形成された一対の第２の接着電極５Ｂを有していると共に、他端部にそれぞれ絶縁性フィルム２の反対面（他方の面）に形成された一対の第２の端子電極７Ｂがスルーホール（図示略）を介して接続されている。　
一対の第１の接着電極５Ａは、第１の感熱素子３Ａの周囲にまで配されて第２の接着電極５Ｂよりも大きな面積で形成されている。これらの第１の接着電極５Ａは、一対の略中央に第１の感熱素子３Ａを配し、一対で赤外線反射膜６と略同じ面積に設定されている。すなわち、第１の接着電極５Ａは、絶縁性フィルム２の赤外線反射膜６が形成された部分と熱容量がほぼ等しくなるように設定している。　なお、上記第１の接着電極５Ａ及び第２の接着電極５Ｂには、それぞれ第１の感熱素子３Ａ及び第２の感熱素子３Ｂの端子電極３ａが半田等の導電性接着剤で接着される。　
上記絶縁性フィルム２は、ポリイミド樹脂シートで帯状に形成され、赤外線反射膜６、第１の配線膜４Ａ、第２の配線膜４Ｂ、第１の端子電極７Ａおよび第２の端子電極７Ｂが銅箔で形成されている。すなわち、これらは、絶縁性フィルム２とされるポリイミド基板の両面に、赤外線反射膜６、第１の配線膜４Ａ及び第２の配線膜４Ｂとされる銅箔の電極がパターン形成された両面フレキシブル基板によって作製されたものである。　
この絶縁性フィルム２には、第１の感熱素子３Ａおよび第２の感熱素子３Ｂの周囲に第１の配線膜４Ａおよび第２の配線膜４Ｂを避けて延在する一対の長孔部２ａが形成されている。これらの長孔部２ａは、互いに対向させてコ字状にくり抜いた溝であり、互いの間の領域が、第１の感熱素子３Ａおよび第２の感熱素子３Ｂが実装されると共に、第１の配線膜４Ａ、第２の配線膜４Ｂおよび赤外線反射膜６が形成される中央実装領域とされる。なお、互いに対向する一対の長孔部２ａの端部間は、第１の配線膜４Ａおよび第２の配線膜４Ｂが通る配線領域とされると共に、中央実装領域の支持部となっている。　
さらに、上記赤外線反射膜６は、図１の（ａ）に示すように、第２の感熱素子３Ｂの直上に四角形状で配されており、銅箔と、該銅箔上に積層された金メッキ膜とで構成されている。この場合、金メッキ膜が、銅箔の酸化防止膜として機能すると共に赤外線の反射率を向上させることができる。なお、絶縁性フィルム２の背面には、第１の端子電極７Ａ及び第２の端子電極７Ｂを除いて第１の配線膜４Ａ及び第２の配線膜４Ｂを含む面全体を覆うポリイミド樹脂のカバーレイ（図示略）が形成されている。　
この赤外線反射膜６は、絶縁性フィルム２よりも高い赤外線反射率を有する材料で形成され、上述したように、銅箔上に金メッキ膜が施されて形成されている。なお、金メッキ膜の他に、例えば鏡面のアルミニウム蒸着膜やアルミニウム箔等で形成しても構わない。この赤外線反射膜６は、第２の感熱素子３Ｂよりも大きなサイズでこれを覆うように形成されている。　
上記第１の感熱素子３Ａ及び第２の感熱素子３Ｂは、図２に示すように、両端部に端子電極３ａが形成されたチップサーミスタである。このサーミスタとしては、ＮＴＣ型、ＰＴＣ型、ＣＴＲ型等のサーミスタがあるが、本実施形態では、第１の感熱素子３Ａ及び第２の感熱素子３Ｂとして、例えばＮＴＣ型サーミスタを採用している。このサーミスタは、Ｍｎ－Ｃｏ－Ｃｕ系材料、Ｍｎ－Ｃｏ－Ｆｅ系材料等のサーミスタ材料で形成されている。なお、これら第１の感熱素子３Ａ及び第２の感熱素子３Ｂは、各端子電極３ａを対応する第１の接着電極５Ａ上又は第２の接着電極５Ｂ上に接合させて絶縁性フィルム２に実装されている。　
特に、本実施形態では、第１の感熱素子３Ａおよび第２の感熱素子３Ｂとして、Ｍｎ，ＣｏおよびＦｅの金属酸化物を含有するセラミックス焼結体、すなわちＭｎ－Ｃｏ－Ｆｅ系材料で形成されたサーミスタ素子を採用している。さらに、このセラミックス焼結体は、立方晶スピネル相を主相とする結晶構造を有していることが好ましい。特に、セラミックス焼結体としては、立方晶スピネル相からなる単相の結晶構造が最も望ましい。立方晶スピネル相を主相とする結晶構造を上記セラミックス焼結体に採用する理由は、異方性もなく、また不純物層がないので、セラミックス焼結体内で電気特性のバラツキが小さく、第１の感熱素子３Ａと第２の感熱素子３Ｂとで高精度な測定が可能になるためである。また、安定した結晶構造のため、耐環境に対する信頼性も高い。　
上記センサ部補強枠８および端部補強板１１は、例えばガラスエポキシ基板などの絶縁性を有した硬質な樹脂基板等で形成されている。センサ部補強枠８は、図１の（ｂ）に示すように、センサ部３に対応した矩形状のセンサ部用窓部８ａが形成されている。このセンサ部用窓部８ａは、一対の長孔部２ａの内側に形成され、第１の接着電極５Ａおよび第２の接着電極５Ｂを囲むように形成されている。　
また、センサ部補強枠８には、図４の（ｂ）に示すように、センサ部用窓部８ａを塞ぐシール材１０が背面に貼り付けられている。このシール材１０は、外部からの赤外線を反射可能なものが好ましく、上記赤外線反射膜６と同じ膜やアルミニウム箔などが適用可能である。　上記端部補強板１１は、絶縁性フィルム２の一端部の形状に対応して長方形状に形成されている。　
この赤外線センサ１は、図３に示すように、回路基板１０４上のコネクタ９に一端部、すなわち第１の端子電極７Ａおよび第２の端子電極７Ｂと端部補強板１１とを有する端部を差し込むと共に、他端部をコネクタ９の上方に配された筐体やヒートシンクなどの外部部材Ｈに取り付け用孔２ｂを用いてネジＮで固定して実装される。なお、絶縁性フィルム２の他端部は柔軟であるので、折り曲げたり、湾曲させたりすることで、外部部材Ｈの取り付け面の向きに対応して取り付け可能である。また、この際、絶縁性フィルム２の他方の面、すなわち赤外線反射膜６が形成された面を、電解コンデンサやスイッチング素子等の測定対象物Ｓに向けて赤外線センサ１が設置される。　
このように本実施形態の赤外線センサ１では、絶縁性フィルム２の他方の面における一端部に形成され外部のコネクタ９に嵌め込み可能な第１の端子電極７Ａおよび第２の端子電極７Ｂと、絶縁性フィルム２の一方の面における一端部に貼り付けられた端部補強板１１と、絶縁性フィルム２の他端部に形成された取り付け用孔２ｂとを備えているので、端部補強板１１で高剛性とされた一端部の端子電極７Ａ，７Ｂをコネクタ９に嵌め込むことで容易に回路基板１０４に固定および電気的接続ができると共に、コネクタ９から離れた筐体やヒートシンクなどの外部部材Ｈに取り付け用孔２ｂを用いて絶縁性
フィルム２の他端部をネジ止め等によって固定することができる。　
これにより、絶縁性フィルム２の両端部が固定され張設状態となり、全体が安定的に支持されることで、第１の感熱素子３Ａ、第２の感熱素子３Ｂおよび赤外線反射膜６を含むセンサ部３がコネクタ９から離れて配されていても、振動によりセンサ部３の視野角がぶれたり、振動雑音が加わったりすることを抑制することができる。すなわち、図３の（ｂ）に示すように、測定対象物Ｓで温度を測定したい部分Ｓ１が回路基板１０４から離れた位置であっても、その部分Ｓ１にセンサ部３を対向状態に安定に配することが容易となる。　
また、絶縁性フィルム２が柔軟であるので、取り付け用孔２ｂによる他端部の取り付け位置をコネクタ９直上からずらすこともでき、センサ部３の傾きを変えて赤外線の検出方向を任意に変更することも可能である。したがって、回路基板１０４上にリフローで実装したコネクタ９に一端部を差し込むと共に他端部を取り付け用孔２ｂを用いて固定するだけで容易に取り付け可能であり、狭い設置スペースでも実装可能で、高密度化にも適しており、さらに回路基板１０４から離れた位置の温度も高精度で検出可能になる。　
また、絶縁性フィルム２の一方の面に第１の感熱素子３Ａ、第２の感熱素子３Ｂおよび赤外線反射膜６の領域を囲んで貼り付けられたセンサ部補強枠８を備えているので、センサ部補強枠８によってセンサ部３となる上記領域の周囲の剛性を高め、張設時に第１の感熱素子３Ａおよび第２の感熱素子３Ｂに加わる応力を抑制することができる。なお、センサ部補強枠８内は、センサ部３に空間を設けるようにくり抜かれてセンサ部用窓部８ａとされているので、センサ部補強枠８が第１の感熱素子３Ａおよび第２の感熱素子３Ｂの実装の邪魔にならないと共に、センサ部３に対してセンサ部補強枠８からの熱伝導による影響が抑制される。　
さらに、センサ部用窓部８ａを塞ぐシール材１０がセンサ部補強枠８に貼り付けられているので、シール材１０によって空間を空けた状態でセンサ部３をカバーでき、背面からの空気対流や赤外線の影響を軽減することができる。　
また、絶縁性フィルム２に、第１の感熱素子３Ａおよび第２の感熱素子３Ｂの周囲に第１の配線膜４Ａおよび第２の配線膜４Ｂを避けて延在する長孔部２ａが形成されているので、第１の感熱素子３Ａ上の赤外線吸収領域から周囲への熱の伝導が長孔部２ａにより遮断され、測定対象物Ｓからの輻射熱を熱隔離して効率良く蓄えることができる。また、測定対象物Ｓからの輻射熱によって温度分布が乱されないように、周辺装置からの熱の影響を受けた部分からの熱伝導を長孔部２ａで遮断して影響を抑制することができる。　
また、第１の配線膜４Ａが、第１の感熱素子３Ａの周囲にまで配されて第２の配線膜４Ｂよりも大きな面積で形成されているので、絶縁性フィルム２の赤外線を吸収した部分からの熱収集を改善すると共に、絶縁性フィルム２の赤外線反射膜６が形成された部分と熱容量が近づくので、変動誤差を小さくすることができる。　
次に、本発明に係る赤外線センサの第２実施形態について、図５および図６を参照して以下に説明する。なお、以下の実施形態の説明において、上記実施形態において説明した同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明は省略する。　
第２実施形態と第１実施形態との異なる点は、第１実施形態では、絶縁性フィルム２に第１の感熱素子３Ａと第２の感熱素子３Ｂとを有するセンサ部３が一つだけ設けられているのに対し、第２実施形態の赤外線センサ２１は、図６に示すように、少なくとも第１の感熱素子３Ａ、第２の感熱素子３Ｂおよび赤外線反射膜６からなるセンサ部３が、絶縁性フィルム２２に複数設けられ、これらに対応する端子電極７Ａ，７Ｂが全て絶縁性フィルム２２の一端部に形成されている点である。　
すなわち、第２実施形態では、絶縁性フィルム２２が第１実施形態よりも長く、互いに延在方向に間隔を開けて複数（図６では３つ）のセンサ部３が設けられている。これらセンサ部３は、それぞれ第１の配線膜および第２の配線膜を介して一端部の端子電極７Ａ，７Ｂに接続されている。　
従来、複数個所の温度を検出するために、例えば図５に示すように、複数の温度センサ１０５とこれらに接続された複数の導電線１０６とを各所に配設する必要があり、導電線１０６の取り回しや取り付け工程が面倒であると共に、耐震性を確保するために導電線１０６として太い線材が必要であるという不都合があった。　
これに対し、第２実施形態の赤外線センサ２１では、センサ部３が、絶縁性フィルム２２に複数設けられ、これらに対応する端子電極７Ａ，７Ｂが全て絶縁性フィルム２２の一端部に形成されているので、一端部をコネクタに差し込んで固定すると共に他端部を外部部材などに固定することで、複数のセンサ部３を配置でき、複数個所の温度を検出可能になる。また、複数のセンサ部３が一つの絶縁性フィルム２２に一体に形成されているので、複数の温度センサ１０５と複数の導電線１０６とを配設する必要が無く、組み立て工程も簡略化できると共に、耐震性も確保することができる。　
したがって、この赤外線センサ２１は、例えばＬｉイオン等のバッテリーユニットやエアコンディショナーのフロントウィンドウなどにおける複数個所の温度検出に好適である。　なお、上記第２実施形態では、取り付け用孔２ｂが絶縁性フィルム２２の他端部だけに形成されているが、長い絶縁性フィルム２２の途中にも一つまたは複数の取り付け用孔２ｂを形成して外部部材等にネジ止め等で固定しても構わない。　
なお、本発明の技術範囲は上記各実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。　
例えば、上記各実施形態では、第１の感熱素子が赤外線を直接吸収した絶縁性フィルムから伝導される熱を検出しているが、第１の感熱素子の直上であって絶縁性フィルム上に赤外線吸収膜を形成しても構わない。この場合、さらに第１の感熱素子における赤外線吸収効果が向上して、第１の感熱素子と第２の感熱素子とのより良好な温度差分を得ることができる。すなわち、この赤外線吸収膜によって測定対象物からの輻射による赤外線を吸収するようにし、赤外線を吸収し発熱した赤外線吸収膜から絶縁性フィルムを介した熱伝導によって、直下の第１の感熱素子の温度が変化するようにしてもよい。　
この赤外線吸収膜は、絶縁性フィルムよりも高い赤外線吸収率を有する材料で形成され、例えば、カーボンブラック等の赤外線吸収材料を含むフィルムや赤外線吸収性ガラス膜（二酸化珪素を７１％含有するホーケー酸ガラス膜など）で形成されているもの等が採用可能である。特に、赤外線吸収膜は、アンチモンドープ酸化錫（ＡＴＯ）膜であることが望ましい。このＡＴＯ膜は、カーボンブラック等に比べて赤外線の吸収率が良いと共に耐光性に優れている。また、ＡＴＯ膜は、紫外線で硬化させるので、接着強度が強く、カーボンブラック等に比べて剥がれ難い。　なお、この赤外線吸収膜は、第１の感熱素子よりも大きなサイズでこれを覆うように形成することが好ましい。　
また、チップサーミスタの第１の感熱素子及び第２の感熱素子を採用しているが、薄膜サーミスタで形成された第１の感熱素子及び第２の感熱素子を採用しても構わない。　なお、感熱素子としては、上述したように薄膜サーミスタやチップサーミスタが用いられるが、サーミスタ以外に焦電素子等も採用可能である。　さらに、樹脂フィルムに上記センサ部だけでなく、該センサ部に接続されたセンサ制御用の検出回路である回路部も一体に設けても構わない。
１，２１…赤外線センサ、２，２２…絶縁性フィルム、２ａ…長孔部、２ｂ…取り付け用孔、３…センサ部、３Ａ…第１の感熱素子、３Ｂ…第２の感熱素子、４Ａ…第１の配線膜、４Ｂ…第２の配線膜、５Ａ…第１の端子電極、５Ｂ…第２の端子電極、６…赤外線反射膜、７Ａ…第１の端子電極、７Ｂ…第２の端子電極、８…センサ部補強枠、８ａ…センサ部用窓部、９…コネクタ、１０…シール材、１１…端部補強板、Ｈ…外部部材

Claims (5)

  1. 絶縁性フィルムと、　該絶縁性フィルムの一方の面に互いに離間させて設けられた第１の感熱素子及び第２の感熱素子と、　前記絶縁性フィルムの一方の面に形成され前記第１の感熱素子に接続された導電性の第１の配線膜及び前記第２の感熱素子に接続された導電性の第２の配線膜と、　前記第２の感熱素子に対向して前記絶縁性フィルムの他方の面に設けられた赤外線反射膜と、　前記第１の配線膜および前記第２の配線膜に接続され前記絶縁性フィルムの他方の面における一端部に形成され外部のコネクタに嵌め込み可能な複数の端子電極と、　前記絶縁性フィルムの一方の面における一端部に貼り付けられた端部補強板と、　前記絶縁性フィルムの他端部に形成された取り付け用孔とを備えていることを特徴とする赤外線センサ。
  2. 請求項１に記載の赤外線センサにおいて、　前記第１の感熱素子、前記第２の感熱素子および前記赤外線反射膜の領域に対応したセンサ部用窓部が形成されて前記絶縁性フィルムの一方の面に前記領域を囲んで貼り付けられたセンサ部補強枠を備えていることを特徴とする赤外線センサ。
  3. 請求項１に記載の赤外線センサにおいて、　少なくとも前記第１の感熱素子、前記第２の感熱素子および前記赤外線反射膜からなるセンサ部が、前記絶縁性フィルムに複数設けられ、これらに対応する前記端子電極が全て前記絶縁性フィルムの一端部に形成されていることを特徴とする赤外線センサ。
  4. 請求項２に記載の赤外線センサにおいて、　前記センサ部用窓部を塞ぐシール材が前記センサ部補強枠に貼り付けられていることを特徴とする赤外線センサ。
  5. 請求項１に記載の赤外線センサにおいて、　前記第１の配線膜が、前記第１の感熱素子の周囲にまで配されて前記第２の配線膜よりも大きな面積で形成されていることを特徴とする赤外線センサ。
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