WO2016181777A1 - 熱流束センサの製造方法及びそれに用いる熱流発生装置 - Google Patents

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heat
flux sensor
heat flux
heater plate
heat flow
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PCT/JP2016/062474
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倫央 郷古
坂井田　敦資
岡本　圭司
芳彦 白石
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株式会社デンソー
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    • G01N25/18—Investigating or analyzing materials by the use of thermal means by investigating thermal conductivity

Definitions

  • the present disclosure relates to a manufacturing method of a heat flux sensor (heat flow sensor) used for detecting a heat flux and a heat flow generating device used therefor.
  • a heat flux sensor heat flow sensor
  • the sensor output when a predetermined heat flow is applied to the heat flux sensor is measured, and the characteristics of the heat flux sensor are evaluated based on the measurement result. Specifically, an inspection process is performed based on the determination result of whether or not the relationship between the heat flow generated by applying a predetermined heat flow and the sensor output (for example, output voltage) is a desired relationship. Yes.
  • This characteristic evaluation method will be described with reference to FIG.
  • a heating body J1 composed of a sheath heater or the like whose outer surface is insulation-coated is surrounded by an electrothermal material J2 having good thermal conductivity such as copper (Cu).
  • a rectangular parallelepiped block and the heat flux sensor J3 made into a measuring object is arrange
  • a cooling part J4 that can be cooled by flowing a Peltier element or a cooling liquid is disposed on the opposite side of the rectangular block with the heat flux sensor J3 interposed therebetween.
  • the above inspection process is performed based on the determination result of whether or not the output voltage, which is the measurement result of the heat flux sensor J3, satisfies the desired relationship with respect to the heat flow generated in the heating element J1. ing.
  • the heat insulating material J5 is disposed on the side surface and the bottom surface of the rectangular block to suppress heat leakage from a surface different from the one surface on which the heat flux sensor J3 is disposed. ing.
  • JIS A1412-1 Method for measuring thermal resistance and thermal conductivity of thermal insulation materials-Part 1: Protection hot plate method (GHP method), Japanese Industrial Standard, April 20, 1999
  • the following method is conceivable. Specifically, in addition to the heat insulating material J5, heat flow meters are arranged on the side and bottom surfaces of the rectangular parallelepiped block. And the leakage heat flow of a side surface and a bottom is measured with the arranged heat flow meter, and the relationship between the heat flow generated in the heating element J1 and the output voltage of the heat flux sensor J3 is corrected based on the measured leakage heat flow. . Further, sub heaters are arranged on the side and bottom surfaces of the rectangular block. And the temperature difference of the heating body J1 and the heat insulating material J5 is eliminated by the heating of the arrange
  • the heat flux sensor J3 when the heat flux sensor J3 is inspected, it is important to keep the heat flow flowing through the heat flux sensor J3 in a constant state. Therefore, it is necessary to stabilize the temperature of the heating body J1 and the heat insulating material J5, and it takes a long time to stabilize the temperature.
  • the temperature of the heating element J1 and the heat insulating material J5 is stabilized by the influence of the environmental temperature, heat leakage from the sub-heater, and the like. It takes about 4 hours. Since this time is taken every measurement, when measuring the relationship between the heat flux and the output voltage at a plurality of points, it takes time for the measurement points. Therefore, the above-described method has a problem that the inspection process of the heat flux sensor J3 takes too much time and mass production of the heat flux sensor J3 becomes difficult.
  • the present disclosure aims to provide a method of manufacturing a heat flux sensor that can perform the inspection process of the heat flux sensor in a short time, and a heat flow generator used therefor.
  • a first step of preparing a film-like heat flux sensor, a film-like heater plate having a heating resistor, and one surface side of the heater plate are arranged.
  • a second step of preparing a heat flow generator comprising: a heating part having a heat radiation measuring work for measuring heat leakage from the one surface side; and a cooling part disposed on the other surface side of the heater plate; Then, in a state where the heat flux sensor is sandwiched between the heating unit and the cooling unit, by generating heat by the heater plate and cooling by the cooling unit, a heat flow passing through the heat flux sensor is generated, Measure the output voltage of the heat flux sensor when it is detected that the heat radiation measuring work is not leaking heat, and based on the measurement result, the heat flow generated by the heater plate Having a test step including a third step of inspecting the characteristics showing the relationship between the output voltage of the heat flux sensor.
  • the heat flux sensor is disposed so as to be sandwiched between the heater plate and the cooling part of the heating part.
  • the heater plate is disposed on one surface side of the heat flux sensor, and the cooling unit is disposed on the other surface side.
  • work for thermal radiation measurement is arrange
  • the temperature of the heater plate may be controlled so that the heater plate reaches the environmental temperature (temperature stabilization control may be performed). Therefore, in the manufacturing method of the present disclosure, in a case where the temperature of the heater plate needs to be stabilized, for example, when the heater plate is heated to a temperature different from the environmental temperature, it takes a short time to stabilize the temperature. That's it. That is, in the above configuration, even if the temperature of the heater plate rises somewhat in the inspection process in the manufacturing method, temperature stabilization control based on the environmental temperature may be performed (a small temperature change is sufficient).
  • the temperature can be stabilized in a short time compared to the case where the heater plate is stabilized at a high temperature different from the environmental temperature. Therefore, in the manufacturing method of the present disclosure, the inspection process of the heat flux sensor can be performed in a short time.
  • the heater plate of the present disclosure is configured in a film shape. Thereby, the heat capacity of the heater plate is reduced, and in the manufacturing method of the present disclosure, the time required to stabilize the temperature can be shortened. Further, since the heater plate is thin, it is not necessary to consider the heat leakage from the outer edge of the heater plate.
  • FIG. 1 is a plan view of a heat flux sensor to be subjected to an inspection process using the heat flow generator according to the first embodiment as viewed from the back surface protection member side.
  • FIG. 2 is a plan view of the heat flux sensor shown in FIG. 1 as viewed from the surface protection member side.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line III-III shown in FIGS.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view taken along the line IV-IV shown in FIGS.
  • FIG. 5 is a front view of the heat flow generator.
  • FIG. 6 is a side view of the heat flow generator shown in FIG. 7 is a cross-sectional view taken along the line VII-VII of the heat flow generator shown in FIG. FIG.
  • FIG. 8 is an enlarged cross-sectional view of the heating unit corresponding to the cross section taken along line VIII-VIII shown in FIG.
  • FIG. 9 is a top view of the heater plate.
  • FIG. 10 is a diagram illustrating a configuration example of a control function when an inspection process is performed using a heat flow generator.
  • FIG. 11 is a flowchart of the inspection process using the heat flow generator.
  • FIG. 12 is a diagram showing a result of measuring a temperature difference between the heater plate and the environmental temperature when the heat flow is changed by the heater plate.
  • FIG. 13: is the top view which looked at the heat flux sensor of the object by which the test
  • FIG. 14 is a layout diagram showing the positional relationship between the heating resistor and the first and second interlayer connection members.
  • FIG. 15 is a diagram showing a configuration example of the control function of the heater plate when measuring the leakage heat flow.
  • FIG. 16 is a diagram illustrating a configuration example of the control function of the work for measuring heat dissipation when measuring the leakage heat flow rate.
  • FIG. 17 is a view showing a heater plate according to another embodiment.
  • FIG. 18 is an enlarged cross-sectional view of a heating unit according to another embodiment.
  • FIG. 19 is a cross-sectional view of a conventional heat flow generator.
  • the heat flux sensor 10 detects and outputs a heat flux that is a heat flow per unit time across the unit area.
  • the heat flux sensor 10 is constituted by, for example, a thermoelectric element that outputs a heat flux as a voltage, and generates an output voltage corresponding to the heat flux.
  • the heat flux sensor 10 is configured in a film shape.
  • the heat flux sensor 10 is configured by integrating an insulating base material 100, a back surface protection member 110, and a surface protection member 120.
  • the heat flux sensor 10 is configured such that the first and second interlayer connection members 130 and 140 are alternately connected in series inside the integrated member. 1 and 2, in order to facilitate understanding of the structure of the heat flux sensor 10, the constituent members are shown as follows. In FIG. 1, the back surface protection member 110 is omitted, and in FIG. 2, the front surface protection member 120 is omitted, and in FIGS. 1 and 2, the first and second interlayer connection members 130 and 140 are hatched. .
  • the insulating substrate 100 is made of, for example, a planar rectangular thermoplastic resin film typified by polyetheretherketone (PEEK), polyetherimide (PEI), and liquid crystal polymer (LCP).
  • PEEK polyetheretherketone
  • PEI polyetherimide
  • LCP liquid crystal polymer
  • the first and second via holes 101 and 102 have a cylindrical shape with a constant hole diameter from the front surface 100a to the back surface 100b (see FIGS. 3 and 4), but are not limited thereto.
  • the first and second via holes 101 and 102 may be tapered so that the hole diameter decreases from the front surface 100a toward the back surface 100b.
  • the taper shape which a hole diameter becomes small toward the surface 100a from the back surface 100b may be sufficient.
  • it may be a rectangular tube shape instead of a tapered shape.
  • a first interlayer connection member 130 is disposed in the first via hole 101, and a second interlayer connection member 140 is disposed in the second via hole 102.
  • the first and second interlayer connection members 130 and 140 are arranged on the insulating base material 100 so as to be staggered.
  • the first and second interlayer connection members 130 and 140 are made of different metals so as to exhibit the Seebeck effect.
  • the first interlayer connecting member 130 is, for example, a metal compound (P-type Bi—Sb—Te alloy powder that is solid-phase sintered so as to maintain a crystal structure of a plurality of metal atoms before sintering. Sintered alloy).
  • the second interlayer connection member 140 includes, for example, a metal compound (N-type Bi—Te alloy powder obtained by solid-phase sintering so that a crystalline structure of a plurality of metal atoms is maintained before sintering. Sintered alloy).
  • the electromotive voltage can be increased by using a metal compound that is solid-phase sintered so as to maintain a predetermined crystal structure as the first and second interlayer connection members 130 and 140. .
  • a back surface protection composed of a flat rectangular thermoplastic resin film represented by polyether ether ketone (PEEK), polyether imide (PEI), liquid crystal polymer (LCP), etc.
  • PEEK polyether ether ketone
  • PEI polyether imide
  • LCP liquid crystal polymer
  • a member 110 is disposed on the back surface 100b of the insulating base material 100.
  • the back surface protection member 110 has the same planar shape as the insulating substrate 100.
  • a plurality of back surface patterns 111 patterned with copper foil or the like are formed on the one surface 110 a side facing the insulating substrate 100 so as to be separated from each other. Each back surface pattern 111 is electrically connected to the first and second interlayer connection members 130 and 140, respectively.
  • first and second layers of each set 150 are shown.
  • the connection members 130 and 140 are connected to the same back surface pattern 111. That is, the first and second interlayer connection members 130 and 140 of each set 150 are electrically connected via the back surface pattern 111.
  • one first interlayer connection member 130 and one second interlayer connection member 140 that are adjacent along the longitudinal direction of the insulating substrate 100 are assembled. 150.
  • the surface protection of the surface 100a of the insulating substrate 100 is made of a planar rectangular thermoplastic resin film represented by polyetheretherketone (PEEK), polyetherimide (PEI), and liquid crystal polymer (LCP).
  • a member 120 is disposed. Similarly to the back surface protection member 110, the surface protection member 120 has the same planar shape as the insulating base material 100. Further, the surface protection member 120 is formed with a plurality of surface patterns 121 patterned with copper foil and the like and two connection patterns 122 on the one surface 120a side facing the insulating substrate 100 so as to be separated from each other. . Each surface pattern 121 and the two connection patterns 122 are electrically connected to the first and second interlayer connection members 130 and 140, respectively.
  • the first interlayer connection member 130 of one set 150 and the other set 150 are connected to the same surface pattern 121. That is, the first and second interlayer connection members 130 and 140 of different sets 150 are electrically connected through the same surface pattern 121.
  • Members 130 and 140 are connected to the same surface pattern 121.
  • the first and second interlayer connection members 130 and 140 are connected in series in the longitudinal direction of the insulating substrate 100 via the front surface pattern 121 and the back surface pattern 111, and are connected in series.
  • the part is formed.
  • a plurality of series portions are formed on the insulating base material 100, and the plurality of series portions are formed to be parallel to each other.
  • the first interlayer connection member 130 located at the left end portion La / right end portion Ra of the series portion and the second interlayer connection member 140 located at the left end portion Lb / right end portion Rb of another adjacent series portion. are connected to the same surface pattern 121.
  • two adjacent serial portions are alternately connected at both left and right end portions via a surface pattern 121.
  • the plurality of series portions in which the first and second interlayer connection members 130 and 140 are connected in series in the longitudinal direction are connected so as to be folded left and right.
  • the first and second interlayer connection members 130 and 140 located at the end portions R ⁇ b> 1 and R ⁇ b> 2 of the series portion are connected to the connection pattern 122.
  • a heat transfer element or the like (not shown) is arranged on the heat flux sensor 10, and the heat flow generated from the heat transfer element or the like is transmitted to the heat flux sensor 10, thereby measuring the heat flux. Is done. 1 and 2, a portion of the heat flux sensor 10 that faces the heat transfer element or the like is shown as a region A.
  • connection patterns 122 the end opposite to the side connected to the first and second interlayer connection members 130 and 140 is drawn to the outside of the region A.
  • the surface protection member 120 is formed with a contact hole 160 that exposes an end portion of the connection pattern 122 drawn to the outside of the region A.
  • the heat flux sensor 10 can be electrically connected to a control unit (control unit or the like) provided outside via the contact hole 160.
  • a positioning hole 170 is formed at a position corresponding to a positioning pin provided in a heating unit described later.
  • the position in the plane direction of the heat flux sensor 10 with respect to each component which comprises a heating part is determined by inserting a positioning pin in the positioning hole 170 and mounting the heat flux sensor 10 in a heating part. Is done.
  • the heat flux sensor 10 configured as described above, when the heat flux passing in the thickness direction of the sensor changes, an electromotive voltage generated by the first and second interlayer connection members 130 and 140 alternately connected in series. Changes. Therefore, the heat flux sensor 10 according to the present embodiment outputs a changing electromotive voltage as a detection signal, and measures the heat flux transmitted to the heat flux sensor 10 based on the output detection signal.
  • Such a heat flux sensor 10 is constituted by a multilayer printed circuit board manufactured by a PALAP (Patterned prepreg Lay-Up Process abbreviation; registered trademark) manufacturing method. That is, in the above manufacturing method, first, the first and second via holes 101, 102 are formed in the insulating base material 100, and the first and second interlayer connection members 130, 102 are formed in the formed first and second via holes 101, 102. The conductive paste constituting 140 is filled. Next, the back surface protection member 110 on which the back surface pattern 111 is formed and the surface protection member 120 on which the surface pattern 121 and the connection pattern 122 are formed are prepared.
  • PALAP Patterned prepreg Lay-Up Process abbreviation; registered trademark
  • the back surface protection member 110, the insulating base material 100, and the surface protection member 120 are stacked in order so that the conductive paste filled in the first and second via holes 101 and 102 comes into contact with the surface pattern 121 and the back surface pattern 111.
  • the laminated body which has the back surface protection member 110, the insulating base material 100, and the surface protection member 120 is formed.
  • the laminated body is heated and pressed in the laminating direction to integrate the back surface protection member 110, the insulating base material 100, and the surface protection member 120.
  • the conductive paste filled in the first and second via holes 101 and 102 constitutes the first and second interlayer connection members 130 and 140.
  • the heat flux sensor 10 is manufactured by the above manufacturing method.
  • the heat flux sensor 10 manufactured by such a method is flexible because the insulating base material 100, the surface protection member 120, and the back surface protection member 110 are made of a thermoplastic resin as described above. Have thereby, in this embodiment, when the inspection process of the heat flux sensor 10 is performed in the heat flow generator described later, the heat flux sensor 10 is installed in close contact with an installation surface or the like on which the inspection object is installed. It becomes possible.
  • heat flow generation device 20 that performs the inspection process of the heat flux sensor 10 will be described with reference to FIGS.
  • the heat flow generator 20 includes a heating unit 200, a cooling unit 210, a cooling fan 220, a linear guide 230, a cylinder 240, a transfer mechanism 250, a support plate 260, and the like. ing.
  • the heating unit 200 has a base 201, and the heat flux sensor 10 is mounted on the base 201, and the heat flux is applied to the heat flux sensor 10 to cope with the heat flux.
  • the heating unit 200 includes a base 201, a heat insulating material 202, elastic flat plates 203 and 204, a heat radiation measuring work 205, a heater plate 206, and the like.
  • the heating unit 200 is mounted on a transfer table 253 provided in a transfer mechanism 250 described later.
  • the base 201 is a plate-like member fixed to the transfer table 253.
  • the heating unit 200 is configured by mounting components such as a heat insulating material 202, elastic flat plates 203 and 204, a heat radiation measuring work 205, and a heater plate 206 on the base 201.
  • a positioning pin 201 a is erected at a predetermined position of the base 201. In the present embodiment, the position of each component constituting the heating unit 200 and the position in the planar direction of the heat flux sensor 10 are determined based on the positioning pin 201a.
  • the heat insulating material 202 suppresses heat radiation from the lower surface side of each component such as the elastic flat plates 203 and 204 and the heat radiation measuring work 205 mounted on the heat insulating material 202. Thereby, in this embodiment, it becomes easy to perform the cooling control in the lower surface side.
  • the heat insulating material 202 is made of, for example, a heat insulating resin material, and is made of a material having a lower heat transfer coefficient than the elastic flat plates 203 and 204.
  • the elastic flat plates 203 and 204 have flat front and back surfaces and are made of an elastic member such as a rubber sponge. Since the elastic flat plates 203 and 204 are formed of an elastic member, the front and back surfaces that come into contact with the object are deformed according to the unevenness of the surface of the object that comes into contact. Thereby, in this embodiment, it is possible to push an object on the whole surface of the elastic flat plates 203 and 204. Specifically, in this embodiment, a heat radiation measuring work 205 is disposed between the elastic flat plates 203 and 204.
  • the elastic flat plates 203 and 204 are deformed according to the unevenness of the front and back surfaces of the heat radiation measuring work 205, and sandwich and press the heat radiation measuring work 205 so as to be in close contact with each other without a gap.
  • the heater plate 206 is disposed on the elastic flat plate 204.
  • the heat flux sensor 10 when performing the inspection process of the heat flux sensor 10 in the heat flow generator 20, the heat flux sensor 10 is placed on the heating unit 200 thus configured (on the heater plate 206). Placed. For this reason, in this embodiment, when the heat flux sensor 10 and the heater plate 206 are pressed down by the cooling unit 210, the heat flux sensor 10 and the heater plate 206 are pressed so that the elastic flat plate 204 comes into close contact with no gap.
  • the heat radiation measuring work 205 measures heat leakage from the back surface of the heater plate 206, that is, the surface opposite to the surface on which the heat flux sensor 10 is disposed.
  • a heat radiation measuring work 205 having the same configuration as that of the heat flux sensor 10 is used.
  • the heater plate 206 heats the entire region of the heat flux sensor 10 where the first and second interlayer connection members 130 and 140 are formed. In the present embodiment, for example, when the heat flux sensor 10 is used, a range including the region A where the heat transfer element is disposed is heated. In the present embodiment, the heater plate 206 is formed in a film shape.
  • the heater plate 206 uses, for example, a resin film 206 a made of a thermoplastic resin of the same material as the insulating base material 100 as the surface protection member 120 and the back surface protection member 110.
  • the heater plate 206 is configured by sandwiching the heating resistor 206b between the resin films 206a.
  • the heating resistor 206b is patterned by performing etching or laser processing on a metal plate (formed by patterning the metal plate).
  • a heating resistor 206b manufactured from a stainless steel plate having a thickness of 0.1 [mm] and having a resistance value of about 15 [ ⁇ ] with a path length of 2 [m] and a path width of 1 [mm]. Is used.
  • the shape of the heat generating resistor (heat generating resistor according to this embodiment) 206b manufactured in this way has the characteristics shown in FIG.
  • the heating resistor 206b one end of both ends of the linear portions arranged in a stripe (parallel to each other) is connected to one end of one of the two adjacent linear portions.
  • the other end of the both ends of a linear part is connected to the other end of the other linear part of two adjacent linear parts.
  • the heating resistor 206b is formed so that both ends of two adjacent linear portions are alternately connected and folded back and forth (in a meandering manner).
  • a voltage of 4 [V] is applied, a heating value of 1 [W] is obtained.
  • both ends of the heating resistor 206b are connected to the lead wiring 206c.
  • the lead wiring 206c is drawn from the resin film 206a. With such a configuration, power can be supplied to the heating resistor 206b from the outside via the lead wiring 206c.
  • a configuration has been described in which the lead-out wiring 206c is drawn from the resin film 206a and power can be supplied from the outside to the heating resistor 206b, but this is not restrictive.
  • a pad portion may be provided on the surface of the resin film 206a so as to be connected to the heating resistor 206b.
  • a positioning hole 206d is formed in the heater plate 206 at a position corresponding to the positioning pin 201a.
  • the positioning pin 201a is inserted into the positioning hole 206d, and the heater plate 206 is mounted on the heating unit 200, whereby the position of the heater plate 206 in the planar direction with respect to each component constituting the heating unit 200 is changed. It is determined.
  • the heater plate 206 can be manufactured by the PALAP manufacturing method as in the heat flux sensor 10.
  • the heater plate 206 can be made thin by manufacturing it by the PALAP manufacturing method. Furthermore, it can be configured to be deformable. Thereby, in this embodiment, in the heat flow generator 20, it is possible to install the heater plate 206 in close contact with the surface of the heat flux sensor 10 or the elastic flat plate 204 (installation surface on which the heater plate 206 is installed) without any gap. It becomes.
  • the heat flow generator 20 when the heater plate 206 is heated, the heat of the heater plate 206 is absorbed by the cooling unit 210 due to a temperature difference between the heater plate 206 and the cooling unit 210. As a result, a heat flow from the heater plate 206 side to the cooling unit 210 side is generated.
  • the heat flux (heat flow rate) of the heat flow generated at this time is detected by the heat flux sensor 10. And in the heat flow generator 20, based on the determination result whether the relationship between the heat flow rate generated by the heating of the heater plate 206 and the output voltage as the detection result of the heat flux sensor 10 satisfies the desired relationship. Thus, the inspection process of the heat flux sensor 10 is performed.
  • the cooling unit 210 performs cooling by, for example, a structure using a Peltier element or a structure in which a coolant flows.
  • the cooling unit 210 is disposed above the heating unit 200 and cools the heat flux sensor 10 placed on the heating unit 200 from above. That is, the cooling unit 210 is provided on the opposite side of the heating unit 200 with the heat flux sensor 10 in between, and is disposed at a position with the heating unit 200 in between the heat flux sensor 10. Therefore, in the present embodiment, in the heat flow generator 20, while the heating unit 200 heats one surface of the heat flux sensor 10, the cooling unit 210 causes the other surface of the heat flux sensor 10 (with respect to the heating surface). The opposite side) can be cooled.
  • the heat generated in the heating unit 200 is absorbed by the cooling unit 210, and a heat flow from the heating unit 200 side to the cooling unit 210 side is generated. To do.
  • the heat flux of the generated heat flow passes through the heat flux sensor 10 placed on the heating unit 200.
  • the cooling unit 210 has, for example, a rectangular plate shape, and is fixed to the cooling fan 220 by screws or the like. As a result, the cooling unit 210 is integrated with the cooling fan 220, arranged above the heating unit 200, and mounted on the heat flow generator 20.
  • the cooling unit 210 has a flat bottom surface facing the heating unit 200, and the bottom surface is pressed against the facing surface of the heating unit 200.
  • the cooling fan 220 is in contact with the cooling unit 210 and radiates heat from the surface of the cooling unit 210 opposite to the surface pressed against the opposing surface of the heating unit 200.
  • the cooling fan 220 is configured to include a substantially cubic heat dissipation block 221 and a fan unit 222.
  • the heat dissipation block 221 is made of a metal such as aluminum having a high thermal conductivity. Inside the heat dissipation block 221, an air passage 221 a is formed that opens along the direction of airflow generated by the operation of the fan unit 222. Furthermore, a plurality of fins 221b are arranged along the air passage 221a in order to increase the heat dissipation efficiency. In the present embodiment, vertical fins extending in the vertical direction are used as the fins 221b.
  • the fan unit 222 is supported at a position facing the air passage 221a in the heat dissipation block 221.
  • the fan unit 222 is driven by electric power supplied via predetermined electrical wiring, sucks ambient air from the air passage 221a, and discharges the air toward the side opposite to the heat dissipation block 221.
  • heat exchange is performed between the air passing through the air passage 221a and the heat dissipation block 221, and heat dissipation from the heat dissipation block 221 is performed.
  • heat is radiated by the cooling unit 210 in this way.
  • the linear guide 230 is a moving mechanism that moves the cooling unit 210 and the cooling fan 220 up and down.
  • the cooling unit 210 and the cooling fan 220 are moved up and down by the linear guide 230. Accordingly, in the present embodiment, in the heat flow generator 20, the cooling unit 210 is pressed against the heat flux sensor 10 placed on the heating unit 200 and is sandwiched between the heating unit 200 and the cooling unit 210.
  • the linear guide 230 includes an upper plate 231, a lower plate 232, and a support shaft 233.
  • the upper plate 231 is composed of a plate-like member whose upper surface is rectangular.
  • a cooling fan 220 is fixed to the upper plate 231.
  • the cooling fan 220 is fixed to the upper plate 231 so that the surface on the opposite side of the surface of the heat dissipation block 221 with respect to the surface to which the cooling unit 210 is fixed is in contact.
  • the upper plate 231 and the cooling fan 220 are fixed by screws 234.
  • the upper plate 231 is fixed to one end located above the both ends of the support shaft 233 via screws 231a.
  • the lower plate 232 has the same shape as the upper plate 231.
  • the lower plate 232 is fixed to the other end (the tip opposite to the tip to which the upper plate 231 is fixed) of the both ends of the support shaft 233.
  • the support shaft 233 is a cylindrical member and is provided with four pieces.
  • the support shaft 233 is a mechanism that supports the four corners of the upper plate 231 and the lower plate 232 and moves the upper plate 231 up and down together with the cooling unit 210 and the cooling fan 220.
  • the support shaft 233 is inserted into a slide cylinder 261 provided so as to penetrate a support plate 260 described later, and is configured to be movable up and down by sliding in the slide cylinder 261.
  • the linear guide 230 is configured in a rectangular frame shape by the upper plate 231, the lower plate 232, and the support shaft 233. Thereby, in this embodiment, in the heat flow generator 20, the linear guide 230 can move up and down in the state of a frame.
  • the cylinder 240 urges the linear guide 230 that can move up and down downward. Accordingly, the cylinder 240 generates a force that presses one surface of the cooling unit 210 that moves up and down together with the linear guide 230 against the opposing surface of the heating unit 200.
  • an air cylinder is used as the cylinder 240.
  • the rod 241 has one end built in the cylinder 240 and the other end fixed to the lower plate 232. In this embodiment, in such a configuration, air pressure is applied to the cylinder 240, and as a result, the rod 241 is biased downward.
  • the cooling unit 210 is urged downward through the support shaft 233 fixed to the lower plate 232 and the upper plate 231 fixed to the support shaft 233.
  • the cylinder 240 generates a force that presses the cooling unit 210 toward the heating unit 200.
  • the cylinder 240 continuously generates a force for pressing the cooling unit 210 against the heating unit 200 while air pressure is applied to the cylinder 240. For this reason, in the heat flow generator 20, it can test
  • the transfer mechanism 250 is provided on the support board 260.
  • the transfer mechanism 250 is a mechanism for transferring the heating unit 200 from a predetermined position in the heat flow generator 20 to a lower position of the cooling unit 210 or the cooling fan 220, for example, as indicated by an arrow M in FIG.
  • the heat flux sensor 10 is mounted on the heating unit 200.
  • the heating unit 200 on which the heat flux sensor 10 is mounted is transferred to a position below the cooling unit 210 and the cooling fan 220 by the transfer mechanism 250.
  • the heat flux sensor 10 to be inspected can be disposed below the cooling unit 210 and the cooling fan 220 while being mounted on the heating unit 200.
  • the transfer mechanism 250 is configured by a linear motion guide.
  • the transfer mechanism 250 includes a rail 251, a slider 252, a transfer table 253, and a cable bear (registered trademark) 254.
  • the rail 251 extends along the transfer direction (M direction shown in FIG. 6) of the heating unit 200 and is fixed on the support plate 260.
  • the slider 252 is a sliding mechanism that can slide on the rail 251. Inside the slider 252, a rolling element such as a ball is provided, and can slide on the rail 251 with a small sliding resistance.
  • a plurality of sliders 252 are provided, and a transfer table 253 is mounted on the plurality of sliders 252.
  • the transfer table 253 is mounted on the slider 252 and slides on the rail 251 together with the slider 252.
  • the heating unit 200 is fixed on the slidable transfer table 253 as described above.
  • the cable bear 254 is provided so as to connect the support board 260 and the transfer table 253. In the cable bear 254, wiring for supplying power to the heating unit 200, wiring for acquiring an output voltage from the heat flux sensor 10 and the heat radiation measuring work 205, and the like are accommodated.
  • the support board 260 is a table that supports each component configured as described above.
  • the support board 260 is configured by a plate-like member having a flat upper surface.
  • the rail 251 is extended on such an upper surface, and each component is installed.
  • Through holes 262 and 263 are formed in the support plate 260 at positions corresponding to the support shaft 233 and the cylinder 240.
  • the periphery of the through hole 262 formed at a position corresponding to the support shaft 233 is surrounded by the slide cylinder 261.
  • a support shaft 233 is inserted into the slide cylinder 261.
  • a rolling element such as a ball is provided inside the slide cylinder 261, and the support shaft 233 can slide inside the slide cylinder 261 with a small sliding resistance.
  • a rod 241 is inserted through a through hole 263 formed at a position corresponding to the cylinder 240. The rod 241 urges the lower plate 232 downward by moving downward through the through hole 263.
  • the heat flow generator 20 according to the present embodiment is composed of the above components.
  • the inspection process of the heat flux sensor 10 using the heat flow generator 20 having such a configuration will be described.
  • the inspection process of the heat flux sensor 10 using the heat flow generator 20 according to the present embodiment is one process in the manufacturing method of the heat flux sensor 10, and the heat flow generator 20 and the heat flux sensor 10 having the above-described configuration. This process is performed after preparing the above.
  • calibration hereinafter referred to as “characteristic calibration” for convenience
  • the heat flux sensor 10 to be inspected has desirable characteristics as a sensor (hereinafter referred to as “desired characteristics” for convenience).
  • it is determined whether or not desired characteristics are obtained hereinafter referred to as “non-defective / defective product determination” for convenience).
  • the desired characteristic referred to here means that the output voltage, which is the measurement result of the heat flux sensor 10, satisfies the desired relationship with respect to the heat flow rate generated by heating.
  • calibration of characteristics means that if there is a deviation in the actual product characteristics with respect to the expected desired characteristic (relationship between heat flow rate and output voltage), the characteristic taking into account the deviation is actually As a characteristic, it means that a desired characteristic determined as a non-defective product is calibrated (corrected). The desired characteristics at this time are provided with a predetermined range in consideration of variations between products.
  • the non-defective / defective product determination a product that has obtained desired characteristics after calibration is determined as a good product, and a product that is not obtained is determined as a defective product.
  • the defective product is prevented from being shipped as a product by removing the product determined to be defective from the production line based on the result of the non-defective product / defective product determination.
  • produced corresponds, for example. .
  • FIG. 10 shows a configuration in which the heater plate 206 and the heat radiation measuring work 205 are in direct contact with each other, but this is a convenient expression for simplifying the description.
  • an elastic flat plate 204 is provided between the heater plate 206 and the heat radiation measuring work 205.
  • the elastic flat plate 204 is a member for bringing the heat radiation measuring work 205 and the heater plate 206 into close contact with each other. Therefore, it is not essential as a member of the heating unit 200 included in the heat flow generator 20 according to the present embodiment. Therefore, as shown in FIG. 10, in the present embodiment, the heater plate 206 and the heat radiation measuring work 205 may be in direct contact with each other.
  • a cooling controller 300 is connected to the cooling unit 210.
  • the cooling controller 300 adjusts the amount of heat absorbed by the cooling unit 210.
  • voltmeters 310 and 320 are connected to the heat flux sensor 10 and the heat radiation measuring work 205.
  • the voltmeters 310 and 320 measure output voltages from the heat flux sensor 10 and the heat radiation measuring work 205 when a heat flow is generated by the heater plate 206.
  • a power regulator 330 is connected to the heater plate 206.
  • the power regulator 330 adjusts the voltage and current applied to the heater plate 206.
  • the voltage and current applied to the heater plate 206 are fed back to the power regulator 330 to calculate the power consumption of the heater plate 206.
  • the heating amount of the heater plate 206 is controlled based on the calculation result (power consumption).
  • the process shown in FIG. 11 is executed.
  • the heater plate 206 is set to a predetermined heat generation amount by the power regulator 330 (S100). At this time, the power regulator 330 heats the heater plate 206 by supplying power, and controls the heater plate 206 to have a predetermined heat generation amount. In this inspection step, it is determined whether or not the output voltage of the heat radiation measuring work 205 is less than the error of the output voltage of the heat flux sensor 10 (S110). Note that the state where the output voltage of the heat radiation measuring work 205 is less than the error of the output voltage of the heat flux sensor 10 means that the heat flux is not measured by the heat radiation measuring work 205. In the present embodiment, the heat radiation measuring work 205 has the same configuration as the heat flux sensor 10.
  • the value of the output voltage of the heat radiation measuring work 205 is the value of the heat radiation measuring work 205. It can be regarded as the value when the heat flow does not pass.
  • the state in which the output voltage of the heat radiation measuring work 205 is within the error range of the output voltage of the heat flux sensor 10 is the back surface of the heater plate 206 (on the side opposite to the surface on which the heat flux sensor 10 is disposed). This means a situation where no heat is leaking from the surface (a situation where no heat leaks).
  • the heat radiation measuring work 205 is provided on the opposite side of the heat flux sensor 10 with respect to the heater plate 206.
  • a cooling unit 210 is arranged on the heat flux sensor 10 side with respect to the heater plate 206.
  • the heat generated in the heater plate 206 is transmitted to the cooling unit 210 side.
  • the heat flux of the heat flow generated by the heater plate 206 passes through the heat flux sensor 10.
  • heat is also transmitted to the opposite surface of the heat flux sensor 10 with respect to the heater plate 206.
  • the heater plate 206 Even if the heater plate 206 generates heat, if the temperature of the heater plate 206 is equal to the environmental temperature (for example, room temperature of about 25 [° C.]) due to the cooling of the cooling unit 210, the heater plate 206 No heat flow to the heat radiation measuring work 205 is generated.
  • the environmental temperature for example, room temperature of about 25 [° C.]
  • the heat radiation measuring work 205 when the corresponding voltage value is output when the heat flux is not measured, it is considered that the temperature of the heater plate 206 is equal to the environmental temperature. In this case, it can be said that all the heat flow is generated from the heater plate 206 to the heat flux sensor 10 side, but not to the heat radiation measuring work 205 side.
  • this inspection step it is determined whether or not the output voltage of the heat radiation measuring work 205 is less than the output voltage of the heat flux sensor 10 (within an error range) (S110).
  • S110 the output voltage of the heat radiation measuring work 205 is less than the output voltage of the heat flux sensor 10 (within an error range) (S110: YES)
  • S110: YES the output voltage of the heat flux sensor 10 is measured (S120).
  • the output voltage of the heat flux sensor 10 is measured under the situation where all the heat fluxes generated by the heater plate 206 pass through the heat flux sensor 10.
  • the output voltage of the heat flux sensor 10 can be measured without being affected by heat leakage from the heater plate 206 to the heat radiation measuring work 205 side.
  • a characteristic indicating the relationship between the heat flow generated by the heater plate 206 and the output voltage of the heat flux sensor 10 is inspected based on the measurement result (the output voltage of the heat flux sensor 10) (third step). Equivalent). Therefore, in this inspection process, the relationship between the heat flow corresponding to the heat generation amount of the heater plate 206 and the output voltage that is the measurement result of the heat flux sensor 10 with respect to the heat flow is obtained with high accuracy.
  • the calibration of the characteristics of the heat flux sensor 10 and the non-defective / defective product determination are performed based on the obtained relationship. Thereby, in this inspection process, the calibration of the characteristics of the heat flux sensor 10 and the non-defective / defective product determination can be performed without being affected by heat leakage.
  • the temperature of the heater plate 206 is lower than the environmental temperature, the heater plate 206 is warmed by the environmental temperature, and the heat flow is generated in the direction of passing through the heat radiation measuring work 205. It means if you are.
  • control is performed to reduce the heat absorption amount of the cooling unit 210 (S150).
  • the cooling controller 300 controls the cooling unit 210 so as to weaken the cooling. And in this inspection process, after performing these controls, it shifts to judgment processing of S110.
  • the above-described control of the cooling unit 210 is performed, and the output voltage of the heat radiation measuring work 205 is brought closer to a state in which an affirmative determination is made in the determination process of S110. In this inspection process, the output voltage of the heat flux sensor 10 can be measured.
  • the heat flux sensor 10 is disposed so as to be sandwiched between the heater plate 206 and the cooling unit 210 in the heat flow generator 20. .
  • the heater plate 206 is disposed on one surface side of the heat flux sensor 10 and the cooling unit 210 is disposed on the other surface side.
  • the heat radiation measuring work 205 is disposed on the surface of the heater plate 206 opposite to the surface on which the heat flux sensor 10 is disposed.
  • the temperature in the inspection process of the present manufacturing method, the temperature may be controlled so that the heater plate 206 becomes the ambient temperature (temperature stabilization control may be performed). Therefore, in the present manufacturing method, for example, in a case where the temperature needs to be stabilized, such as when the heater plate 206 is heated to a temperature different from the environmental temperature, it takes a short time to stabilize the temperature. That is, in the above configuration, even if the temperature of the heater plate 206 slightly rises in the inspection process of the present manufacturing method, temperature stabilization control based on the environmental temperature may be performed (a small temperature change may be sufficient). Therefore, in this manufacturing method, the temperature can be stabilized in a short time compared to the case where the heater plate 206 is stabilized at a temperature higher than the environmental temperature. Therefore, in this manufacturing method, the inspection process of the heat flux sensor 10 can be performed in a short time.
  • the heater plate 206 according to the present embodiment is formed in a film shape. As a result, the heat capacity of the heater plate 206 is reduced, and in this manufacturing method, it is possible to shorten the time required to stabilize the temperature. Further, since the heater plate 206 is thin, it is not necessary to consider the heat leakage from the outer edge of the heater plate 206. Thus, the heat radiation measuring work 205 may be disposed only on the surface of the heater plate 206 opposite to the surface on which the heat flux sensor 10 is disposed. In this manufacturing method, each of the outer edges of the heater plate 206 is disposed. There is no need to place insulation on the sides.
  • the temperature of the heater plate 206 is determined.
  • a test reference verification was carried out to confirm whether or not the ambient temperature was reached. Specifically, in this test, the temperature difference between the temperature of the heater plate 206 and the ambient temperature when the heat flow rate was changed to 1 to 5 [kW / m 2 ] by heating the heater plate 206 was measured. The result is shown in FIG.
  • the temperature difference between the temperature of the heater plate 206 and the ambient temperature increased as the heat flow rate increased due to the heating of the heater plate 206. This is because the control of bringing the temperature of the heater plate 206 closer to the environmental temperature becomes more difficult as the heat flow rate increases. Therefore, it is considered that the temperature difference increases as the heat flow rate increases. When the heat flow rate was 5 [kW / m 2 ], the temperature difference was about 5 [° C.].
  • the temperature of the heater plate 206 is controlled to such an extent that the leakage heat flow falls within the error range. Therefore, in this inspection process, the temperature of the heater plate 206 is controlled so as to approach the environmental temperature within the range of the leakage heat flow.
  • the heat flux sensor 10 is configured by one thermoelectric element in which the first and second interlayer connection members 130 and 140 are connected in series.
  • the heat flux sensor 10 includes a plurality of thermoelectric elements. Specifically, as shown by the one-dot chain line in FIG. 13, the first and second interlayer connecting members 130 and 140 are connected in series in each of the regions B1 to B6 divided into a plurality of regions, and the regions are separated for each region.
  • a thermoelectric element is configured.
  • Two connection patterns 122 are provided in each of the thermoelectric elements in the regions B1 to B6.
  • each of the thermoelectric elements in the regions B1 to B6 can be electrically connected to the outside separately via the connection pattern 122 provided in each of the regions. Thereby, in the heat flux sensor 10 according to the present embodiment, a voltage value (measurement result) corresponding to the heat flux passing through each of the regions B1 to B6 is output from the thermoelectric element provided for each region.
  • the heat flux sensor 10 can be composed of a plurality of thermoelectric elements.
  • the heat flux sensor 10 having such a configuration may be applied as a single sensor capable of detecting the heat flux in each of the regions B1 to B6, for example. Further, the heat flux sensor 10 may be cut at each of the regions B1 to B6 to form a plurality of sensors.
  • the heat flux sensor 10 is arranged so that the area A shown in FIG. 13 matches the area A in the heater plate 206 shown in FIG. It is laid out. In other words, all the thermoelectric elements included in the heat flux sensor 10 are laid out so as to overlap the heating resistor 206b included in the heater plate 206. More specifically, as shown in FIG. 14, the pattern of the heating resistor 206 b included in the heater plate 206 and the first and second interlayer connection members 130 and 140 included in the heat flux sensor 10 overlap each other. Preferably it is laid out.
  • the first and second layers constituting the thermoelectric element are configured so as not to deviate from the main flow of the heat flow from the heating resistor 206 b of the heater plate 206 to the cooling unit 210 by laying out as described above.
  • Connection members 130 and 140 are arranged. Thereby, a more accurate inspection process can be performed on the heat flux sensor 10 according to the present embodiment.
  • the heat radiation measuring work 205 has the same configuration as the heat flux sensor 10 including a plurality of thermoelectric elements.
  • the leakage heat flow for each region of the heat flux sensor 10 is detected using the heat radiation measuring work 205 having such a configuration.
  • the leakage heat flow rate for each region can be measured. Therefore, in the present embodiment, it is possible to measure the heat flow rate generated in each of the regions C1 to C6 as the heater plate 206 generates heat. Further, in the present embodiment, the thermoelectric element in each of the regions B1 to B6 can be inspected by the heat radiation measuring work 205.
  • the heat radiation measuring work 205 according to the present embodiment has the same structure as the heat flux sensor 10 described in the second embodiment. Therefore, in FIG. 16 showing the heat radiation measuring work 205 according to the present embodiment, the same reference numerals as those of the heat flux sensor 10 according to the second embodiment shown in FIG. 13 are used.
  • the heater plate 206 when measuring the leakage heat flow rate has a plurality of lead wires 206ca ⁇ to the heating resistor 206b formed so as to be folded back and forth (meandering). 206 cg are provided at equal intervals. In the present embodiment, among the plurality of lead wirings 206ca to 206cg, the lead wiring 206ca provided at one end of the meandering pattern in the heating resistor 206b is used as the GND lead wiring. In this embodiment, lead wires 206cb to 206cg are provided in order from the GND lead wire 206ca.
  • the current flowing through the heating resistor 206b is measured by the ammeter 400, and the potential differences V A to V E between the lead wires 206cb to 206cg and the GND lead wire 206ca are measured by the voltmeters 401 to 405. .
  • the power regulator 406 adjusts the voltage and current applied to the heater plate 206.
  • the heat radiation measurement work 205 when measuring the leakage heat flow rate includes a first interlayer connection member 130 or a second interlayer connection member constituting the thermoelectric elements of the regions B1 to B6.
  • a plurality of connection patterns 122a to 122m are provided.
  • the connection pattern 122a located at the end of the plurality of connection patterns 122a to 122m is used as the reference connection pattern.
  • connection patterns 122b to 122m are provided in order from the reference connection pattern 122a.
  • the adjacent connection patterns (for example, the connection pattern 122b and the connection pattern 122c) are connected by the same wiring in the thermoelectric elements in the adjacent regions (for example, the thermoelectric element in the region B1 and the thermoelectric element in the region B2). is doing.
  • the voltages M A to M F between the wirings thus connected and the reference connection pattern 122a are measured by the voltmeters 501 to 506.
  • thermoelectric elements provided in the heat radiation measuring work 205 and the heating resistors 206b provided in the heater plate 206 are overlapped (the area A shown in FIG. 15 and the area A shown in FIG. 16 coincide with each other). To overlap). In this state, in this embodiment, electric power is supplied to the heating resistor 206b to cause the heater plate 206 to generate heat.
  • the inspection process of the thermoelectric element for each region in the heat flux sensor 10 will be described using the region B1 as an example.
  • the amount of heat generated in the region B1 (the heat flow generated by the heating resistor 206b) is measured by the ammeter 400 and the voltmeter 401. Further, the leakage heat flow at that time is measured by a voltmeter 501.
  • temperature control of the heater plate 206 is performed based on the heat generation amount and leakage heat flow rate of the region B1 measured in this way.
  • region B1 among the heat flux sensors 10 can be implemented.
  • the thermoelectric element inspection process corresponding to the sizes of the regions B2 to B6 in the heat flux sensor 10 can be performed.
  • the heat radiation measuring work 205 has the same configuration as that of the heat flux sensor 10, but this is not restrictive.
  • the heat radiation measuring work 205 may be configured to measure heat leakage from the surface of the heater plate 206 opposite to the surface on which the heat flux sensor 10 is disposed.
  • the heat leakage can be easily measured by using the heat radiation measuring work 205 having the same configuration as that of the heat flux sensor 10. More specifically, the heat leakage can be measured only by determining whether or not the output voltage of the heat radiation measuring work 205 is less than the error of the output voltage of the heat flux sensor 10 (within the error range). For this reason, it is more preferable that the heat radiation measuring work 205 has the same configuration as that of the heat flux sensor 10 than a different configuration.
  • the environmental temperature is described by taking a typical room temperature of about 25 [° C.] as an example, but this is not a limitation.
  • the ambient temperature may be a temperature other than the general room temperature.
  • a general room temperature of about 25 [° C.] is used as the environmental temperature, it is not necessary to provide a cooling mechanism or a heating mechanism for changing the environmental temperature when performing the inspection process of the heat flux sensor 10. Further, the heat flow generator 20 including the heater plate 206 is unlikely to become high temperature or low temperature.
  • a general room temperature of about 25 [° C.] is used as the environmental temperature, it is easy to handle the inspector.
  • the environmental temperature when a temperature other than a general room temperature of about 25 [° C.] is used as the environmental temperature, the following example is given.
  • the inspection process of the heat flux sensor 10 is performed in a cold greenhouse.
  • the characteristics of the heat flux sensor 10 under a low temperature condition can be inspected by using the temperature in the cold greenhouse as the environmental temperature.
  • the inspection process of the heat flux sensor 10 is performed in a high temperature chamber.
  • the characteristics of the heat flux sensor 10 under high temperature conditions can be inspected by using the temperature in the high temperature room as the environmental temperature.
  • the characteristics of the heat flux sensor 10 can be inspected at various environmental temperatures.
  • the cooling unit 210 is moved relative to the heating unit 200 and one surface of the cooling unit 210 is pressed against the opposite surface of the heating unit 200.
  • the heating unit 200 may be configured to be movable relative to the cooling unit 210.
  • both the heating unit 200 and the cooling unit 210 may be movable.
  • the elastic flat plate 204 is disposed between the heat radiation measuring work 205 and the heater plate 206, but this is not restrictive.
  • a configuration may be adopted in which nothing is arranged between the heat radiation measuring work 205 and the heater plate 206.
  • the heat radiation measuring work 205 and the heater plate 206 may be overlapped to form an integrated configuration. That is, it is sufficient if the heat radiation measuring work 205 and the heater plate 206 are in close contact with each other.
  • the formation pattern of the component parts in the heat flux sensor 10, the heat radiation measuring work 205, and the heater plate 206 has been described.
  • the formation pattern of the component shown in the above embodiment is merely an example, and may be changed as appropriate.
  • the meandering pattern may be formed by bending the center position of the straight line portion of the heating resistor 206b.

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Abstract

熱流束センサ１０の製造方法では、ヒータプレート２０６と冷却部２１０との間に熱流束センサ１０を挟む。そして、熱流束センサ１０の一面側にヒータプレート２０６を配置し、他面側に冷却部２１０を配置している。また、ヒータプレート２０６の面のうち、熱流束センサ１０が配置された面と反対側の面に放熱測定用ワーク２０５を配置している。このような構成では、検査工程において、ヒータプレート２０６が環境温度となるように、ヒータプレート２０６の温度を制御すればよい。よって、ヒータプレート２０６の温度を安定させるまでに掛かる時間が短時間で済むようにできる。

Description

熱流束センサの製造方法及びそれに用いる熱流発生装置
　本開示は、熱流束の検出に用いる熱流束センサ（熱流センサ）の製造方法及びそれに用いる熱流発生装置に関する。
　従来では、熱流束センサの検査工程において、熱流束センサに所定の熱流を加えたときのセンサ出力を測定し、測定結果に基づいて、熱流束センサの特性評価を行っている。具体的には、所定の熱流を加えたことで発生した熱流量とセンサ出力（例えば出力電圧）との関係が、所望の関係となっているか否かの判定結果に基づく検査工程を実施している。この特性評価の方法について、図１９を参照して説明する。
　図１９に示すように、従来の方法では、外表面が絶縁コートされたシースヒータなどで構成される加熱体Ｊ１の周囲に、銅（Ｃｕ）などの熱伝導率の良好な電熱材Ｊ２で囲んだ長方体ブロックを用意する。そして、この長方体ブロックの上面に、測定対象とする熱流束センサＪ３を配置する。また、熱流束センサＪ３を挟んで長方体ブロックと反対側に、ペルチェ素子や冷却液を流すことで冷却可能な冷却部Ｊ４を配置する。そして、加熱体Ｊ１による加熱、及び、冷却部Ｊ４による冷却によって発生する熱流束を、熱流束センサＪ３で測定する。その結果、加熱体Ｊ１で発生した熱流量に対して、熱流束センサＪ３の測定結果である出力電圧が、所望の関係を満たしているか否かの判定結果に基づいて、上記検査工程を実施している。
　このような長方体ブロックを用いる場合には、長方体ブロックの面のうち、熱流束センサＪ３が配置される一面以外の側面や底面から熱が漏れ、加熱体Ｊ１で発生した熱流量のすべてが、熱流束センサＪ３に伝わらない。そのため、熱流束センサＪ３に伝えられた熱流量が、加熱体Ｊ１で発生した熱流量と等しくならない。その結果、加熱体Ｊ１で発生した熱流量と熱流束センサＪ３の出力電圧との関係が、所望の関係にならず、正確な検査工程を実施できない。
　そこで、図１９に示すように、従来の方法では、長方体ブロックの側面及び底面に、断熱材Ｊ５を配置し、熱流束センサＪ３が配置される一面と異なる面からの熱漏れを抑制している。
ＪＩＳＡ１４１２－１、熱絶縁材の熱抵抗及び熱伝導率の測定方法－第１部：保護熱板法（ＧＨＰ法）、日本工業規格、１９９９年０４月２０日
　しかしながら、上述のような方法では、断熱材Ｊ５を配置したとしても、熱漏れを完全に防ぐことはできない。そのため、熱流束センサＪ３の検査工程を正確に実施できない。
　これに対して、次のような方法が考えられる。具体的には、断熱材Ｊ５に加えて、長方体ブロックの側面及び底面に熱流計を配置する。そして、配置した熱流計により、側面及び底面の漏れ熱流量を測定し、測定した漏れ熱流量に基づいて、加熱体Ｊ１で発生した熱流量と熱流束センサＪ３の出力電圧との関係を補正する。さらに、長方体ブロックの側面及び底面にサブヒータを配置する。そして、配置したサブヒータの加熱によって、加熱体Ｊ１と断熱材Ｊ５との温度差をなくして熱漏れを防ぐようにする。このような方法により、熱漏れを抑制できる。
　しかしながら、熱流束センサＪ３の検査を行う場合には、熱流束センサＪ３に流れる熱流を一定の状態とすることが重要である。そのため、加熱体Ｊ１や断熱材Ｊ５の温度を安定させる必要があり、温度を安定させるには長時間を要する。例えば、７５［ｍｍ□（square　millimeters）］の熱流束センサＪ３の検査を行う場合には、環境温度やサブヒータからの熱漏れなどの影響により、加熱体Ｊ１や断熱材Ｊ５の温度を安定化させるには４時間程度が掛かる。そして、この時間は、１測定ごとに掛かることから、熱流束と出力電圧との関係を複数点で測定する場合には、測定点分の時間が掛かることになる。したがって、上述のような方法では、熱流束センサＪ３の検査工程に時間が掛かり過ぎて、熱流束センサＪ３の量産が困難になるという問題がある。
　本開示は、熱流束センサの検査工程を短時間で行える熱流束センサの製造方法及びそれに用いる熱流発生装置を提供することを目的とする。
　本開示の一態様に係る熱流束センサの製造方法では、フィルム状の熱流束センサを用意する第１工程と、発熱抵抗体を有するフィルム状のヒータプレートと、前記ヒータプレートの一面側に配置され、前記一面側からの熱漏れを測定する放熱測定用ワークと、を有する加熱部と、前記ヒータプレートの他面側に配置される冷却部と、を有する熱流発生装置を用意する第２工程と、前記熱流束センサを前記加熱部と前記冷却部との間に挟んだ状態で、前記ヒータプレートによる発熱及び前記冷却部による冷却を行うことによって、前記熱流束センサを通過する熱流を発生させ、前記放熱測定用ワークが熱漏れしていないことを検出したときの前記熱流束センサの出力電圧を測定し、測定結果に基づいて、前記ヒータプレートが発生した熱流量と前記熱流束センサの出力電圧との関係を示す特性を検査する第３工程と、を含む検査工程を有する。
　このように、本開示における熱流束センサの製造方法では、加熱部のヒータプレートと冷却部との間に挟まれるように熱流束センサを配置している。そして、本開示の製造方法では、熱流束センサの一面側にヒータプレートを配置し、他面側に冷却部を配置している。また、本開示の製造方法では、ヒータプレートの面のうち、熱流束センサが配置された面と反対側の面に放熱測定用ワークを配置している。
　上記構成では、製造方法における検査工程において、ヒータプレートが環境温度となるように、ヒータプレートの温度を制御すればよい（温度の安定化制御を行えばよい）。よって、本開示の製造方法では、例えば、ヒータプレートを環境温度と異なる温度に加熱する場合など、ヒータプレートの温度を安定させる必要がある場面において、温度を安定させるまでに掛かる時間が短時間で済む。すなわち、上記構成では、製造方法における検査工程において、ヒータプレートの温度が多少上昇したとしても、環境温度を基準とする温度の安定化制御を行えばよい（小さな温度変化でよい）。そのため、本開示の製造方法では、ヒータプレートを環境温度と異なる高温で安定化させる場合に比べて、短時間で温度を安定させられる。したがって、本開示の製造方法では、熱流束センサの検査工程を短時間で行える。
　また、本開示のヒータプレートは、フィルム状で構成されている。これにより、ヒータプレートの熱容量が小さくなり、本開示の製造方法では、温度を安定させるまでに掛かる時間の短時間化を図れる。また、ヒータプレートが薄いために、ヒータプレートの外縁からの熱漏れについては、考慮しなくてもよい。
　これにより、ヒータプレートの面のうち、熱流束センサが配置された面と反対側の面にのみ放熱測定用ワークを配置すればよく、本開示の製造方法では、ヒータプレートの外縁の各辺に断熱材を配置する必要がない。
図１は、第１実施形態に係る熱流発生装置を用いた検査工程が行われる対象の熱流束センサを裏面保護部材側から視た平面図である。 図２は、図１に示す熱流束センサを表面保護部材側から視た平面図である。 図３は、図１及び図２に示すIII－III線の断面図である。 図４は、図１及び図２に示すIV－IV線の断面図である。 図５は、熱流発生装置の正面図である。 図６は、図５に示す熱流発生装置の側面図である。 図７は、図５に示す熱流発生装置のVII－VII線断面矢視図である。 図８は、図７に示すVIII－VIII線断面に相当する加熱部の拡大断面図である。 図９は、ヒータプレートの上面図である。 図１０は、熱流発生装置を用いて検査工程を実施するときの制御機能の構成例を示した図である。 図１１は、熱流発生装置を用いた検査工程のフローチャートである。 図１２は、ヒータプレートによって熱流量を変化させたときのヒータプレートと環境温度との温度差を計測した結果を示す図である。 図１３は、第２実施形態に係る熱流発生装置を用いた検査工程が行われる対象の熱流束センサを表面保護部材側から視た平面図である。 図１４は、発熱抵抗体と、第１及び第２層間接続部材との位置関係を示したレイアウト図である。 図１５は、漏れ熱流量の測定を行うときのヒータプレートの制御機能の構成例を示した図である。 図１６は、漏れ熱流量の測定を行うときの放熱測定用ワークの制御機能の構成例を示した図である。 図１７は、他の実施形態に係るヒータプレートを示した図である。 図１８は、他の実施形態に係る加熱部の拡大断面図である。 図１９は、従来の熱流発生装置の断面図である。
　以下、本開示の実施形態について図面に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態において、互いに同一もしくは均等である部分には、図中、同一符号を付しており、同一符号の部分についてはその説明を援用する。
　（第１実施形態）
　本開示の第１実施形態について説明する。具体的には、図面を参照して、本開示の一実施形態に係る製造方法によって製造される熱流束センサの構成、及び、製造方法の検査工程において用いられる熱流発生装置の構成について説明する。まず、図１～図４を参照して、本実施形態に係る熱流束センサの構造について説明する。
　熱流束センサ１０は、単位面積を横切る単位時間あたりの熱流量である熱流束を検出し出力する。熱流束センサ１０は、例えば、熱流束を電圧として出力する熱電素子によって構成され、熱流束に応じた出力電圧を発生させる。本実施形態では、熱流束センサ１０がフィルム状に構成されている。図１～図４に示されるように、熱流束センサ１０は、絶縁基材１００、裏面保護部材１１０、表面保護部材１２０が一体化され構成されている。そして、熱流束センサ１０は、この一体化された部材内部において、第１及び第２層間接続部材１３０，１４０が、交互に直列に接続され構成されている。なお、図１，２では、熱流束センサ１０の構造を理解しやすくするために、構成部材を次のように示している。図１では裏面保護部材１１０を省略して示し、図２では表面保護部材１２０を省略して示し、図１、図２には第１及び第２層間接続部材１３０，１４０にハッチングを施してある。
　絶縁基材１００は、例えば、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、及び液晶ポリマー（ＬＣＰ）などに代表される平面矩形状の熱可塑性樹脂フィルムによって構成されている。そして、絶縁基材１００には、厚さ方向に貫通する複数の第１及び第２ビアホール１０１，１０２が、互い違いとなるように千鳥パターンで形成されている。
　なお、本実施形態に係る第１及び第２ビアホール１０１，１０２は、表面１００ａから裏面１００ｂに向かって穴径が一定の円筒状となっているが（図３，図４参照）、これに限定されない。第１及び第２ビアホール１０１，１０２は、例えば、表面１００ａから裏面１００ｂに向かって穴径が小さくなるテーパ状であってもよい。また、裏面１００ｂから表面１００ａに向かって穴径が小さくなるテーパ状であってもよい。また、テーパ状ではなく、角筒状であってもよい。
　そして、第１ビアホール１０１には第１層間接続部材１３０が配置され、第２ビアホール１０２には第２層間接続部材１４０が配置されている。つまり、絶縁基材１００には、第１及び第２層間接続部材１３０，１４０が、互い違いとなるように配置されている。
　第１及び第２層間接続部材１３０，１４０は、ゼーベック効果を発揮するように、互いに異なる金属によって構成されている。第１層間接続部材１３０は、例えば、Ｐ型を構成するＢｉ－Ｓｂ－Ｔｅ合金の粉末が、焼結前において複数の金属原子の結晶構造を維持するように固相焼結された金属化合物（焼結合金）で構成される。また、第２層間接続部材１４０は、例えば、Ｎ型を構成するＢｉ－Ｔｅ合金の粉末が、焼結前において複数の金属原子の結晶構造を維持するように固相焼結された金属化合物（焼結合金）で構成される。このように、本実施形態では、所定の結晶構造が維持されるように固相焼結された金属化合物を、第１及び第２層間接続部材１３０，１４０として用いることにより、起電圧を大きくできる。
　絶縁基材１００の裏面１００ｂには、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、及び液晶ポリマー（ＬＣＰ）などに代表される平面矩形状の熱可塑性樹脂フィルムによって構成される裏面保護部材１１０が配置されている。裏面保護部材１１０は、平面形状の大きさが絶縁基材１００と同じである。また、裏面保護部材１１０には、絶縁基材１００と対向する一面１１０ａ側に、銅箔等がパターニングされた複数の裏面パターン１１１が、互いに離間するように形成されている。そして、各裏面パターン１１１は、それぞれ第１及び第２層間接続部材１３０，１４０と電気的に接続されている。
　具体的には、図３に示されるように、隣接する１つの第１層間接続部材１３０と１つの第２層間接続部材１４０とを組１５０としたとき、各組１５０の第１及び第２層間接続部材１３０，１４０は、同じ裏面パターン１１１と接続されている。つまり、各組１５０の第１及び第２層間接続部材１３０，１４０は、裏面パターン１１１を介して電気的に接続されている。なお、本実施形態では、絶縁基材１００の長手方向（図１，図３に示すＸ方向）に沿って隣接する１つの第１層間接続部材１３０と１つの第２層間接続部材１４０とを組１５０としている。
　絶縁基材１００の表面１００ａには、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、及び液晶ポリマー（ＬＣＰ）などに代表される平面矩形状の熱可塑性樹脂フィルムによって構成される表面保護部材１２０が配置されている。表面保護部材１２０は、裏面保護部材１１０と同様に、平面形状の大きさが絶縁基材１００と同じである。また、表面保護部材１２０には、絶縁基材１００と対向する一面１２０ａ側に、銅箔等がパターニングされた複数の表面パターン１２１及び２つの接続パターン１２２が、互いに離間するように形成されている。そして、各表面パターン１２１及び２つの接続パターン１２２は、それぞれ第１及び第２層間接続部材１３０，１４０と電気的に接続されている。
　具体的には、図２，図３に示されるように、絶縁基材１００の長手方向（Ｘ方向）に隣接する組１５０において、一方の組１５０の第１層間接続部材１３０と他方の組１５０の第２層間接続部材１４０とが同じ表面パターン１２１と接続されている。つまり、異なる組１５０の第１及び第２層間接続部材１３０，１４０は、同じ表面パターン１２１を介して電気的に接続されている。
　また、図２，図４に示されるように、絶縁基材１００の外縁では、長手方向と直交する方向（図２，図４に示すＹ方向）に沿って隣接する第１及び第２層間接続部材１３０，１４０が同じ表面パターン１２１と接続されている。具体的には、図２に示すように、第１及び第２層間接続部材１３０，１４０が、表面パターン１２１及び裏面パターン１１１を介して、絶縁基材１００の長手方向に直列に接続され、直列部が形成されている。直列部は、絶縁基材１００の上に複数形成され、複数の直列部は、互いに平行となるように形成されている。そして、長手方向において、直列部の左端部Ｌａ／右端部Ｒａに位置する第１層間接続部材１３０と、隣接する他の直列部の左端部Ｌｂ／右端部Ｒｂに位置する第２層間接続部材１４０とが、同じ表面パターン１２１と接続されている。また、隣り合う２つの直列部は、左右両端部が表面パターン１２１を介して交互に接続されている。このように、第１及び第２層間接続部材１３０，１４０が長手方向に直列に接続された複数の直列部は、左右に折り返されるように接続されている。
　さらに、図２，図３に示されるように、上記直列部の端部Ｒ１，Ｒ２に位置する第１及び第２層間接続部材１３０，１４０は、接続パターン１２２と接続されている。なお、熱流束センサ１０では、熱流束センサ１０の上に伝熱素子等（非図示）が配置され、伝熱素子等から発生する熱流が熱流束センサ１０に伝えられることによって、熱流束の測定が行われる。なお、図１，図２には、熱流束センサ１０において、伝熱素子等と対向する部分が領域Ａとして示されている。
　２つの接続パターン１２２は、第１及び第２層間接続部材１３０，１４０に接続される側と反対側の端部が、領域Ａの外側まで引き出されている。そして、図３に示されるように、表面保護部材１２０には、領域Ａの外側まで引き出された接続パターン１２２の端部を露出させるコンタクトホール１６０が形成されている。このような構成により、熱流束センサ１０は、コンタクトホール１６０を介して、外部に備えられた制御部（制御ユニット等）と電気的な接続が可能となっている。
　なお、熱流束センサ１０には、後述する加熱部が備える位置決めピンに対応する位置に、位置決め穴１７０が形成されている。これにより、本実施形態では、位置決め穴１７０に位置決めピンを挿入し、熱流束センサ１０を加熱部に搭載することによって、加熱部を構成する各部品に対する熱流束センサ１０の平面方向における位置が決定される。
　以上が本実施形態に係る熱流束センサ１０の構成である。このように構成された熱流束センサ１０では、当該センサの厚さ方向に通過する熱流束が変化すると、交互に直列接続された第１及び第２層間接続部材１３０，１４０によって発生される起電圧が変化する。そこで、本実施形態に係る熱流束センサ１０では、変化する起電圧を検出信号として出力し、出力した検出信号に基づいて、熱流束センサ１０に伝えられた熱流束を測定する。
　このような熱流束センサ１０は、ＰＡＬＡＰ（Patterned　prepreg　Lay-Up　Processの略称；登録商標）製法で製造される多層プリント基板によって構成される。すなわち、上記製造方法では、まず、絶縁基材１００に第１及び第２ビアホール１０１，１０２を形成し、形成した第１及び第２ビアホール１０１，１０２に、第１及び第２層間接続部材１３０，１４０を構成する導電性ペーストを充填する。次に、裏面パターン１１１が形成された裏面保護部材１１０と、表面パターン１２１及び接続パターン１２２が形成された表面保護部材１２０とを用意する。そして、第１及び第２ビアホール１０１，１０２に充填された導電性ペーストが、表面パターン１２１及び裏面パターン１１１と接触するように、裏面保護部材１１０、絶縁基材１００、表面保護部材１２０を順に積層する。これにより、裏面保護部材１１０、絶縁基材１００、表面保護部材１２０を有する積層体が形成される。その後、積層体を加熱しながら積層方向に加圧し、裏面保護部材１１０、絶縁基材１００、表面保護部材１２０を一体化する。同時に、第１及び第２ビアホール１０１，１０２に充填された導電性ペーストが、第１及び第２層間接続部材１３０，１４０を構成する。このように、熱流束センサ１０は、上記製造方法によって製造される。
　そして、このような方法で製造された熱流束センサ１０は、上述したように、絶縁基材１００、表面保護部材１２０、及び裏面保護部材１１０が熱可塑性樹脂で構成されているため、可撓性を有する。これにより、本実施形態では、後述する熱流発生装置において、熱流束センサ１０の検査工程を実施する際に、熱流束センサ１０を、検査対象を設置する設置面などに隙間なく密着させて設置することが可能となる。
　続いて、熱流束センサ１０の検査工程を実施する熱流発生装置（本実施形態に係る熱流発生装置）２０について、図５～図９を参照して説明する。
　図５～図７に示されるように、熱流発生装置２０は、加熱部２００、冷却部２１０、冷却ファン２２０、リニアガイド２３０、シリンダ２４０、移送機構２５０、及び支持盤２６０などを有する構成となっている。
　図８に示されるように、加熱部２００は、基台２０１を有し、基台２０１に熱流束センサ１０を載置し、熱流束センサ１０に対して熱流を加えることによって、熱流束に対応する出力電圧を発生させる。具体的には、加熱部２００は、基台２０１、断熱材２０２、弾性平板２０３，２０４、放熱測定用ワーク２０５、及びヒータプレート２０６などを有する構成となっている。
　図５，図６に示すように、加熱部２００は、後述する移送機構２５０が備える移送台２５３の上に搭載される。
　基台２０１は、移送台２５３に固定された板状部材である。加熱部２００は、このような基台２０１に対して、断熱材２０２、弾性平板２０３，２０４、放熱測定用ワーク２０５、及びヒータプレート２０６などの各部品が搭載されることによって構成されている。基台２０１の所定位置には、位置決めピン２０１ａが立設されている。本実施形態では、位置決めピン２０１ａを基準として、加熱部２００を構成する各部品の位置や熱流束センサ１０の平面方向の位置が決定される。
　断熱材２０２は、当該断熱材２０２の上に搭載される弾性平板２０３，２０４や放熱測定用ワーク２０５などの各部品の下面側からの放熱を抑制する。これにより、本実施形態では、下面側における冷却制御を行いやすくする。断熱材２０２は、例えば、断熱樹脂材によって構成されており、弾性平板２０３，２０４などよりも熱伝達率の低い材料によって構成されている。
　弾性平板２０３，２０４は、表裏面が平坦であり、ゴムスポンジなどの弾性部材によって構成されている。弾性平板２０３，２０４は、弾性部材によって構成されていることから、物体が接触する表裏面が、接触する物体表面の凹凸に応じて変形する。これにより、本実施形態では、弾性平板２０３，２０４の全面で物体を押さることが可能である。具体的には、本実施形態では、弾性平板２０３，２０４の間に、放熱測定用ワーク２０５が配置されている。したがって、弾性平板２０３，２０４は、放熱測定用ワーク２０５の表裏面の凹凸に応じて変形し、隙間なく密着するように放熱測定用ワーク２０５を挟み込んで押圧する。同様に、本実施形態では、弾性平板２０４の上にヒータプレート２０６が配置される。本実施形態では、熱流発生装置２０において、熱流束センサ１０の検査工程を実施する際に、このように構成された加熱部２００の上に（ヒータプレート２０６の上に）、熱流束センサ１０が載置される。このため、本実施形態では、冷却部２１０によって熱流束センサ１０及びヒータプレート２０６を押下すると、弾性平板２０４が、隙間なく密着するように熱流束センサ１０及びヒータプレート２０６を押圧する。
　放熱測定用ワーク２０５は、ヒータプレート２０６の裏面、すなわち熱流束センサ１０が配置される面と反対側の面からの熱漏れを測定する。本実施形態では、上記熱流束センサ１０と同じ構成の放熱測定用ワーク２０５を用いている。
　ヒータプレート２０６は、熱流束センサ１０のうち、第１及び第２層間接続部材１３０，１４０が形成された領域全域を加熱する。本実施形態では、例えば、熱流束センサ１０を使用する際に、伝熱素子が配置される領域Ａを含む範囲を加熱する。また、本実施形態では、ヒータプレート２０６がフィルム状に構成されている。
　図９に示すように、ヒータプレート２０６は、例えば、絶縁基材１００と同材料の熱可塑性樹脂によって構成される樹脂フィルム２０６ａを、表面保護部材１２０及び裏面保護部材１１０として用いている。そして、ヒータプレート２０６は、発熱抵抗体２０６ｂを樹脂フィルム２０６ａで挟み込むことによって構成されている。発熱抵抗体２０６ｂは、例えば、金属板に対して、エッチング又はレーザ加工を施すことによってパターン形成されている（金属板をパターン加工し形成されている）。本実施形態では、例えば、厚み０．１［ｍｍ］のステンレス板から製造された、経路長２［ｍ］及び経路幅１［ｍｍ］で約１５［Ω］の抵抗値を有する発熱抵抗体２０６ｂを用いている。このようにして製造された発熱抵抗体（本実施形態に係る発熱抵抗体）２０６ｂの形状は、図９に示すような特徴を有する。発熱抵抗体２０６ｂは、互いに並行となるように（ストライプ状）に並べられた線状部の両端のうちの一端が、隣り合う２つの線状部のうちの一方の線状部の一端に接続されている。また、線状部の両端のうちの他端が、隣り合う２つの線状部のうちの他方の線状部の他端に接続されている。このように、発熱抵抗体２０６ｂは、隣り合う２つの線状部の両端が交互に接続され、左右に折り返されるように（蛇行状に）形成されている。このような特徴を有する発熱抵抗体２０６ｂでは、例えば、４［Ｖ］の電圧を印加すると１［Ｗ］の発熱量となる。
　また、発熱抵抗体２０６ｂの両端は、引出配線２０６ｃと接続されている。引出配線２０６ｃは、樹脂フィルム２０６ａから引き出されている。このような構成により、発熱抵抗体２０６ｂには、引出配線２０６ｃを介して、外部から電力を供給できる。なおここでは、引出配線２０６ｃを樹脂フィルム２０６ａから引き出し、発熱抵抗体２０６ｂに対して外部から電力が供給可能な構成について説明を行ったが、この限りでない。例えば、他の構成としては、樹脂フィルム２０６ａの表面にパッド部を設けて発熱抵抗体２０６ｂに接続されるようにしてもよい。
　ヒータプレート２０６には、熱流束センサ１０と同様に、位置決めピン２０１ａに対応する位置に、位置決め穴２０６ｄが形成されている。これにより、本実施形態では、位置決め穴２０６ｄに位置決めピン２０１ａを挿入し、ヒータプレート２０６を加熱部２００に搭載することによって、加熱部２００を構成する各部品に対するヒータプレート２０６の平面方向における位置が決定される。
　また、ヒータプレート２０６についても、熱流束センサ１０と同様に、ＰＡＬＡＰ製法によって製造できる。ヒータプレート２０６は、ＰＡＬＡＰ製法で製造することによって、プレートの厚さを薄くできる。さらに、変形可能な構成にできる。これにより、本実施形態では、熱流発生装置２０において、ヒータプレート２０６を熱流束センサ１０や弾性平板２０４（ヒータプレート２０６を設置する設置面）の表面などに隙間なく密着させて設置することが可能となる。
　熱流発生装置２０では、ヒータプレート２０６が加熱させると、ヒータプレート２０６と冷却部２１０との温度差によって、ヒータプレート２０６の熱が冷却部２１０に吸熱される。その結果、ヒータプレート２０６側から冷却部２１０側への熱流が発生する。熱流発生装置２０では、このとき発生した熱流の熱流束（熱流量）を熱流束センサ１０で検出する。そして、熱流発生装置２０では、ヒータプレート２０６の加熱によって発生した熱流量と、熱流束センサ１０の検出結果である出力電圧との関係が、所望の関係を満たしているか否かの判定結果に基づいて、熱流束センサ１０の検査工程を実施している。
　冷却部２１０は、例えば、ペルチェ素子を用いる構造や冷却液を流す構造によって冷却を行う。冷却部２１０は、加熱部２００の上方に配置されており、加熱部２００の上に載置された熱流束センサ１０を上方から冷却する。つまり、冷却部２１０は、加熱部２００に対して、熱流束センサ１０を挟んで反対側に備えられており、加熱部２００とともに熱流束センサ１０を挟む位置に配置されている。よって、本実施形態では、熱流発生装置２０において、加熱部２００により、熱流束センサ１０の一方の面を加熱しながら、冷却部２１０により、熱流束センサ１０の他方の面（加熱面に対して反対側の面）を冷却できる。これにより、本実施形態では、加熱部２００と冷却部２１０との温度差によって、加熱部２００で発生した熱が冷却部２１０に吸熱され、加熱部２００側から冷却部２１０側への熱流が発生する。本実施形態では、発生した熱流の熱流束が、加熱部２００の上に載置された熱流束センサ１０を通過するようにしている。
　冷却部２１０は、例えば、矩形板状の形状をしており、冷却ファン２２０に対してネジ止めなどにより固定されている。これにより、冷却部２１０は、冷却ファン２２０と一体化され、加熱部２００の上方に配置されて、熱流発生装置２０に搭載される。冷却部２１０は、加熱部２００に対向する下面が平坦面となっており、この下面が、加熱部２００の対向面に押し当てられる。
　冷却ファン２２０は、冷却部２１０に当接し、冷却部２１０の面のうち、加熱部２００の対向面に押し当てられる面に対して反対側の面から放熱を行う。具体的には、冷却ファン２２０は、略立方体形状の放熱ブロック２２１と、ファン部２２２とを有する構成としている。
　放熱ブロック２２１は、熱伝導率の高いアルミなどの金属によって構成されている。放熱ブロック２２１の内部には、ファン部２２２の動作に伴い発生する気流の方向に沿って開口した空気通路２２１ａが形成されている。さらに、放熱効率を高めるために、空気通路２２１ａに沿って複数のフィン２２１ｂが配置されている。本実施形態では、フィン２２１ｂとして、縦方向に延設された縦型フィンを用いている。
　ファン部２２２は、放熱ブロック２２１において、空気通路２２１ａに対向する位置に支持されている。ファン部２２２は、所定の電気配線を介して供給された電力により駆動し、空気通路２２１ａから周囲の空気を吸い込み、放熱ブロック２２１と反対側に向けて排出する。これにより、冷却部２１０では、空気通路２２１ａ内を通る空気と放熱ブロック２２１との間において熱交換が行われ、放熱ブロック２２１からの放熱が行われる。本実施形態では、このようにして冷却部２１０による放熱を行っている。
　リニアガイド２３０は、冷却部２１０及び冷却ファン２２０を上下移動させる移動機構である。熱流発生装置２０では、リニアガイド２３０によって冷却部２１０及び冷却ファン２２０を上下移動させる。これにより、本実施形態では、熱流発生装置２０において、加熱部２００の上に載置された熱流束センサ１０に冷却部２１０を押し当て、加熱部２００と冷却部２１０との間に挟み込む。
　具体的には、リニアガイド２３０は、上板２３１、下板２３２、及び支持シャフト２３３を有する構成としている。
　上板２３１は、上面が長方形状の板状部材で構成されている。上板２３１には、冷却ファン２２０が固定されている。冷却ファン２２０は、放熱ブロック２２１の面のうち、冷却部２１０が固定された面に対して反対側の面が接するように、上板２３１に固定されている。本実施形態では、上板２３１と冷却ファン２２０とをネジ２３４によって固定している。また、上板２３１は、支持シャフト２３３の両端のうち、上方に位置する一端にネジ２３１ａを介して固定されている。
　下板２３２は、上板２３１と同様の形状をしている。下板２３２は、支持シャフト２３３の両端のうち、下方に位置する他端（上板２３１が固定された先端と反対側の先端）に固定されている。
　支持シャフト２３３は、円柱状の部材であり、４本備えられている。支持シャフト２３３は、上板２３１及び下板２３２の四隅を支持し、且つ、冷却部２１０及び冷却ファン２２０とともに上板２３１を上下移動させる機構である。支持シャフト２３３は、後述する支持盤２６０を貫通するように備えられたスライド筒２６１内に挿通され、スライド筒２６１内を摺動することによって上下移動可能に構成されている。
　このように、リニアガイド２３０は、図５に示されるように、上板２３１、下板２３２、及び支持シャフト２３３によって、長方形の枠体形状に構成されている。これにより、本実施形態では、熱流発生装置２０において、枠体形状の状態で、リニアガイド２３０が上下に移動可能である。
　シリンダ２４０は、上下移動可能なリニアガイド２３０を下方に付勢する。これにより、シリンダ２４０は、リニアガイド２３０とともに上下移動する冷却部２１０の一面を、加熱部２００の対向面に押し付ける力を発生させる。例えば、シリンダ２４０には、エアシリンダを用いる。そして、ロッド２４１は、一端がシリンダ２４０に内蔵され、他端が下板２３２に固定されている。本実施形態では、このような構成において、シリンダ２４０内に空気圧が加えられ、その結果、ロッド２４１が下方に付勢される。これにより、本実施形態では、下板２３２に固定された支持シャフト２３３、及び、該支持シャフト２３３に固定された上板２３１を介して、冷却部２１０が下方に付勢される。このように、本実施形態では、熱流発生装置２０において、シリンダ２４０が冷却部２１０を加熱部２００側に押し付ける力を発生させる。
　なお、シリンダ２４０は、当該シリンダ２４０内に空気圧が加えられている間、継続的に冷却部２１０を加熱部２００側に押し付ける力を発生させる。このため、熱流発生装置２０では、熱流束センサ１０の検査工程の期間中、継続して熱流束センサ１０を加熱部２００側に押し当てた状態で検査を実施できる。
　移送機構２５０は、支持盤２６０上に備えられている。移送機構２５０は、例えば、図６の矢印Ｍに示されるように、加熱部２００を、熱流発生装置２０における所定位置から冷却部２１０や冷却ファン２２０の下方位置に移送する機構である。熱流発生装置２０では、まず、冷却部２１０や冷却ファン２２０の下方位置から所定量ずれた場所に加熱部２００が位置しているときに、該加熱部２００上に熱流束センサ１０を搭載する。そして、熱流発生装置２０では、熱流束センサ１０を搭載した加熱部２００を、移送機構２５０によって、冷却部２１０や冷却ファン２２０の下方位置に移送する。これにより、本実施形態では、熱流発生装置２０において、検査対象の熱流束センサ１０を、加熱部２００上に搭載した状態で、冷却部２１０や冷却ファン２２０の下方位置に配置できる。
　本実施形態では、移送機構２５０をリニアモーションガイドによって構成している。具体的には、移送機構２５０は、レール２５１、スライダー２５２、移送台２５３及びケーブルベア（登録商標）２５４を有する構成としている。
　レール２５１は、加熱部２００の移送方向（図６に示すＭ方向）に沿って延設され、支持盤２６０上に固定されている。スライダー２５２は、レール２５１上をスライド可能な摺動機構である。スライダー２５２の内部には、例えばボールなどの転動体が備えられており、少ない摺動抵抗でレール２５１上をスライド可能となっている。また、スライダー２５２は、複数備えられており、複数のスライダー２５２上に移送台２５３が搭載されている。移送台２５３は、スライダー２５２上に搭載され、スライダー２５２とともにレール２５１上をスライドする。加熱部２００は、このようにスライド可能な移送台２５３の上に固定されている。ケーブルベア２５４は、支持盤２６０と移送台２５３とを連結するように設けられている。ケーブルベア２５４の内部には、加熱部２００に電力供給を行うための配線や、熱流束センサ１０及び放熱測定用ワーク２０５から出力電圧を取得するための配線などが収容されている。
　支持盤２６０は、上記のように構成された各部品を支持する台である。支持盤２６０は、上面が平坦面の板状部材で構成されている。支持盤２６０では、このような上面にレール２５１が延設され、各部品が設置されている。支持盤２６０には、支持シャフト２３３やシリンダ２４０に対応する位置に、貫通孔２６２，２６３が形成されている。そして、支持シャフト２３３に対応する位置に形成された貫通孔２６２は、その周囲がスライド筒２６１で囲まれている。スライド筒２６１の内部には、支持シャフト２３３が挿通されている。スライド筒２６１の内部には、例えばボールなどの転動体が備えられており、少ない摺動抵抗でスライド筒２６１内を支持シャフト２３３が摺動可能となっている。また、シリンダ２４０に対応する位置に形成された貫通孔２６３には、ロッド２４１が挿通されている。ロッド２４１は、貫通孔２６３を通して下方に移動することによって、下板２３２を下方に付勢する。
　本実施形態に係る熱流発生装置２０は、以上のような各部品によって構成されている。次に、このような構成の熱流発生装置２０を用いた熱流束センサ１０の検査工程について説明する。なお、本実施形態に係る熱流発生装置２０を用いた熱流束センサ１０の検査工程は、熱流束センサ１０の製造方法のうちの１工程であり、上記構成の熱流発生装置２０及び熱流束センサ１０を用意した後に実施される工程である。なお、本検査工程では、検査対象の熱流束センサ１０が、センサとして望ましい特性（以下便宜上「所望の特性」という）となるように校正（以下便宜上「特性の校正」という）を行う。さらに、本検査工程では、所望の特性が得られているか否かの判定（以下便宜上「良品／不良品判定」という）を行う。
　なおここで言う、所望の特性とは、加熱により発生した熱流量に対して、熱流束センサ１０の測定結果である出力電圧が、所望の関係を満たしていることを意味している。また、特性の校正とは、想定している所望の特性（熱流量と出力電圧との関係）に対して、実際の製品の特性にズレが生じた場合、そのズレを加味した特性を実際の特性として、良品と判定される所望の特性を校正（補正）することを意味している。このときの所望の特性には、製品間のバラツキを加味した所定の範囲が設けられている。一方、良品／不良品判定では、校正後の所望の特性が得られている製品を良品と判定し、得られていない製品を不良品と判定する。その結果、本検査工程では、良品／不良品判定の結果に基づいて、不良品と判定された製品を製造ラインから取り除くことによって、不良品が製品として出荷されることを防止する。なお、不良品としては、例えば、絶縁基材１００、裏面保護部材１１０、又は表面保護部材１２０のクラックなどのような、熱流束センサ１０を構成する電気回路内の断線が発生した製品が該当する。
　本検査工程では、まず、熱流発生装置２０及び熱流束センサ１０を用意する（第１及び第２工程に相当）。そして、本検査工程では、図１０に示されるように、熱流発生装置２０の一部構成部品及び熱流束センサ１０を、検査用の各種機器に接続する。本検査工程では、これらの機器を制御することによって、熱流発生装置２０を用いた熱流束センサ１０の検査を実施する。なお、図１０には、ヒータプレート２０６と放熱測定用ワーク２０５とが直接接触している構成が示されているが、これは説明を簡略化するための便宜上の表現である。図８に示したように、本実施形態では、ヒータプレート２０６と放熱測定用ワーク２０５との間に弾性平板２０４が設けられている。なお、弾性平板２０４は、放熱測定用ワーク２０５とヒータプレート２０６とを密着させるための部材である。よって、本実施形態に係る熱流発生装置２０が有する加熱部２００の部材として必須ではない。そのため、図１０に示されるように、本実施形態では、ヒータプレート２０６と放熱測定用ワーク２０５とが直接接触する構成としてもよい。
　以下に、本検査工程について詳述する。冷却部２１０には、冷却コントローラ３００が接続されている。冷却コントローラ３００は、冷却部２１０による吸熱量の調整を行う。また、熱流束センサ１０及び放熱測定用ワーク２０５には、電圧計３１０，３２０が接続されている。電圧計３１０，３２０は、ヒータプレート２０６によって熱流を発生させたときの熱流束センサ１０及び放熱測定用ワーク２０５からの出力電圧を測定する。さらに、ヒータプレート２０６には、電力調整器３３０が接続されている。電力調整器３３０は、ヒータプレート２０６に印加される電圧及び電流を調整する。本検査工程では、ヒータプレート２０６に印加される電圧及び電流を電力調整器３３０にフィードバックすることによって、ヒータプレート２０６の消費電力を算出する。その結果、本検査工程では、算出結果（消費電力）に基づいて、ヒータプレート２０６の加熱量を制御する。そして、本検査工程では、図１１に示される処理を実行する。
　まず、本検査工程では、まず、電力調整器３３０によって、ヒータプレート２０６を所定の発熱量にする（Ｓ１００）。このとき電力調整器３３０は、電力供給を行うことによってヒータプレート２０６を加熱し、ヒータプレート２０６が所定の発熱量となるように制御する。そして、本検査工程では、放熱測定用ワーク２０５の出力電圧が、熱流束センサ１０の出力電圧の誤差未満であるか否かを判定する（Ｓ１１０）。なお、放熱測定用ワーク２０５の出力電圧が、熱流束センサ１０の出力電圧の誤差未満である状態とは、放熱測定用ワーク２０５によって熱流束が測定されていない状況を意味している。なお、本実施形態では、放熱測定用ワーク２０５を熱流束センサ１０と同じ構成としている。このため、放熱測定用ワーク２０５の出力電圧が、熱流束センサ１０の出力電圧の誤差未満（誤差の範囲内）の場合、放熱測定用ワーク２０５の出力電圧の値は、放熱測定用ワーク２０５を熱流が通過していないときの値とみなせる。このように、放熱測定用ワーク２０５の出力電圧が、熱流束センサ１０の出力電圧の誤差の範囲内である状態は、ヒータプレート２０６の裏面（熱流束センサ１０が配置される面と反対側の面）から熱が漏れていない状況（熱漏れが生じていない状況）を意味している。
　ここで、上記Ｓ１１０の判定処理を行う理由について説明する。放熱測定用ワーク２０５は、ヒータプレート２０６に対して熱流束センサ１０の反対側に備えられている。一方、ヒータプレート２０６に対して熱流束センサ１０側には、冷却部２１０が配置されている。これにより、ヒータプレート２０６で発生した熱は、冷却部２１０側に伝わる。その結果、ヒータプレート２０６で発生した熱流の熱流束は、熱流束センサ１０を通過する。このとき、ヒータプレート２０６に対して熱流束センサ１０の反対側の面にも熱が伝わる。
　しかしながら、ヒータプレート２０６が熱を発生していたとしても、冷却部２１０の冷却によって、ヒータプレート２０６の温度が環境温度（例えば２５［℃］程度の室温）と等しい場合には、ヒータプレート２０６から放熱測定用ワーク２０５側への熱流が発生しない。
　したがって、放熱測定用ワーク２０５において、熱流束が測定されていないときに相当する電圧値が出力されている場合には、ヒータプレート２０６の温度が環境温度と等しくなっていると考えられる。そして、この場合には、ヒータプレート２０６から熱流束センサ１０側に、すべての熱流が発生し、放熱測定用ワーク２０５側には、発生していないと言える。
　このようなことから、本検査工程では、放熱測定用ワーク２０５の出力電圧が、熱流束センサ１０の出力電圧未満（誤差の範囲内）であるか否かを判定する（Ｓ１１０）。そして、本検査工程では、放熱測定用ワーク２０５の出力電圧が、熱流束センサ１０の出力電圧未満（誤差の範囲内）と判定された場合（Ｓ１１０：ＹＥＳ）、熱漏れが生じていないと判定し、熱流束センサ１０の出力電圧を測定する（Ｓ１２０）。これにより、本検査工程では、ヒータプレート２０６が発生した熱流のすべて熱流束が熱流束センサ１０を通過する状況下において、熱流束センサ１０の出力電圧を測定する。その結果、本検査工程では、ヒータプレート２０６から放熱測定用ワーク２０５側への熱漏れの影響を受けることなく、熱流束センサ１０の出力電圧の測定が行える。本検査工程では、上記測定結果（熱流束センサ１０の出力電圧）に基づいて、ヒータプレート２０６が発生した熱流量と熱流束センサ１０の出力電圧との関係を示す特性を検査する（第３工程に相当）。よって、本検査工程では、ヒータプレート２０６の発熱量に対応する熱流量と、該熱流量に対する熱流束センサ１０の測定結果である出力電圧との関係が、精度よく得られる。そして、本検査工程では、得られた関係に基づいて、熱流束センサ１０の特性の校正及び良品／不良品判定を行う。これにより、本検査工程では、熱漏れの影響を受けることなく、熱流束センサ１０の特性の校正及び良品／不良品判定が行える。
　一方、本検査工程では、放熱測定用ワーク２０５の出力電圧が、熱流束センサ１０の出力電圧より大きい（誤差の範囲外）と判定された場合（Ｓ１１０：ＮＯ）、熱漏れが生じていると判定し、放熱測定用ワーク２０５を流れる熱流が放熱方向であるか否かを判定する（Ｓ１３０）。ここで言う、熱流が放熱方向である場合とは、ヒータプレート２０６の温度が環境温度よりも高く、ヒータプレート２０６の発熱に伴う熱流が、放熱測定用ワーク２０５を通過して周囲に伝わる方向に発生している場合を意味している。逆に、熱流が放熱方向ではない場合とは、ヒータプレート２０６の温度が環境温度よりも低く、環境温度によってヒータプレート２０６が温められ、熱流が、放熱測定用ワーク２０５を通過する方向に発生している場合を意味している。
　熱流が放熱方向である場合には、ヒータプレート２０６から放熱測定用ワーク２０５側へ熱が漏れている状況（熱漏れが生じている状況）である。つまり、冷却部２１０による吸熱が不十分な状況である。したがって、本検査工程では、放熱測定用ワーク２０５を流れる熱流が放熱方向であると判定された場合（Ｓ１３０：ＹＥＳ）、冷却部２１０の吸熱量を上昇させる制御を行う（Ｓ１４０）。具体的には、冷却コントローラ３００が、冷却を強めるように冷却部２１０を制御する。一方、熱流が放熱方向ではない場合には、ヒータプレート２０６が環境温度によって温められる状況である。つまり、冷却部２１０による吸熱が過剰な状況である。したがって、本検査工程では、放熱測定用ワーク２０５を流れる熱流が放熱方向でないと判定された場合（Ｓ１３０：ＮＯ）、冷却部２１０の吸熱量を低下させる制御を行う（Ｓ１５０）。具体的には、冷却コントローラ３００が、冷却を弱めるように冷却部２１０を制御する。そして、本検査工程では、これらの制御を行った後に、Ｓ１１０の判定処理へ移行する。このように、本検査工程では、冷却部２１０の上記制御を行い、放熱測定用ワーク２０５の出力電圧をＳ１１０の判定処理で肯定判定される状態に近づけていく。そして、本検査工程では、熱流束センサ１０の出力電圧の測定が行えるようにしている。
　以上説明したように、本実施形態に係る熱流束センサ１０の製造方法では、熱流発生装置２０において、ヒータプレート２０６と冷却部２１０との間に挟まれるように熱流束センサ１０を配置している。そして、本製造方法では、熱流束センサ１０の一面側にヒータプレート２０６を配置し、他面側に冷却部２１０を配置している。また、本製造方法では、ヒータプレート２０６の面のうち、熱流束センサ１０が配置された面と反対側の面に放熱測定用ワーク２０５を配置している。
　上記構成では、本製造方法の検査工程において、ヒータプレート２０６が環境温度となるように温度を制御すればよい（温度の安定化制御を行えばよい）。よって、本製造方法では、例えば、ヒータプレート２０６を環境温度と異なる温度に加熱する場合など、温度を安定させる必要がある場面において、温度を安定させるまでに掛かる時間が短時間で済む。すなわち、上記構成では、本製造方法の検査工程において、ヒータプレート２０６の温度が多少上昇したとしても、環境温度を基準とする温度の安定化制御を行えばよい（小さな温度変化でよい）。そのため、本製造方法では、ヒータプレート２０６を環境温度よりも高温で安定化させる場合に比べて、短時間で温度を安定させられる。したがって、本製造方法では、熱流束センサ１０の検査工程を短時間で行える。
　また、本実施形態に係るヒータプレート２０６は、フィルム状で構成されている。これにより、ヒータプレート２０６の熱容量が小さくなり、本製造方法では、温度を安定させるまでに掛かる時間の短時間化を図れる。また、ヒータプレート２０６が薄いために、ヒータプレート２０６の外縁からの熱漏れについては、考慮しなくてもよい。これにより、ヒータプレート２０６の面のうち、熱流束センサ１０が配置された面と反対側の面にのみ放熱測定用ワーク２０５を配置すればよく、本製造方法では、ヒータプレート２０６の外縁の各辺に断熱材を配置する必要がない。
　本発明者は、実際に上記のような本検査工程を実施した場合（本実施形態に係る熱流発生装置２０を用いて熱流束センサ１０の検査工程を実施した場合）に、ヒータプレート２０６の温度が環境温度になっているかを確認するテスト（参考検証）を行った。具体的には、本テストでは、ヒータプレート２０６の加熱によって熱流量を１～５［ｋＷ／ｍ2］に変化させた場合におけるヒータプレート２０６の温度と環境温度との温度差を計測した。その結果を図１２に示す。
　図１２に示されるように、本テストの結果では、ヒータプレート２０６の加熱によって熱流量が大きくなるにつれて、ヒータプレート２０６の温度と環境温度との温度差が大きくなった。これは、熱流量が大きくなるほど、ヒータプレート２０６の温度を環境温度に近づける制御が難しいからである。そのため、熱流量が大きくなるにつれて、温度差も大きくなると考えられる。そして、熱流量が５［ｋＷ／ｍ2］のときには、温度差は約５［℃］となった。
　このときの漏れ熱流量は、次のようにして計算される。まず、熱が漏れる方向に位置する断熱材２０２の熱伝導率が０．２５［Ｗ／ｍＫ］、厚みが１０［ｍｍ］であったとする。この場合、断熱材２０２の厚さ１［ｍ］あたりの熱伝達率は、下記式（１）で計算できる。
０．２５／０．０１＝２５［Ｗ／ｍ2Ｋ］…（１）
また、空気の熱伝達率は、約５［Ｗ／ｍ2Ｋ］である。よって、断熱材２０２と空気との合計の熱伝達率は、下記式（２）で計算できる。
１／（１／５＋１／２５）＝４．２［Ｗ／ｍ2Ｋ］…（２）
ここで、ヒータプレート２０６の温度と環境温度との温度差は、５［℃］である。これにより、漏れ熱流量は、下記式（３）で計算できる。
５×４．２＝２１［Ｗ／ｍ2］…（３）
この漏れ熱流量（２１［Ｗ／ｍ2］）は、下記式（４）に示されるように、ヒータプレート２０６の熱流量（５［ｋＷ／ｍ2］）の０．４［％］である。
２１／５０００＝０．００４…（４）
この値は、要求される校正精度（例えば２［％］以内）を満たしており、十分に小さい値であると言える。このように、本テストの結果からは、漏れ熱流量が誤差の範囲に収まる程度に、ヒータプレート２０６の温度が制御されていることが分かる。よって、本検査工程では、漏れ熱流量が誤差の範囲内において、ヒータプレート２０６の温度が環境温度に近づくように制御されている。
　（第２実施形態）
　本開示の第２実施形態について説明する。本実施形態は、熱流束センサの構成が第１実施形態と異なる。その他については第１実施形態と同様である。そのため、以降の説明では、第１実施形態と異なる部分についてのみ説明する。
　上記第１実施形態では、第１及び第２層間接続部材１３０，１４０が直列に接続された１つの熱電素子によって熱流束センサ１０を構成する例を示した。これに対して、本実施形態では、熱流束センサ１０が複数の熱電素子を備える構成としている。具体的には、図１３の一点鎖線で示されるように、複数に区画された各領域Ｂ１～Ｂ６において、第１及び第２層間接続部材１３０，１４０を直列に接続し、領域ごとに別々の熱電素子を構成している。領域Ｂ１～Ｂ６の各熱電素子には、２つの接続パターン１２２が設けられている。よって、領域Ｂ１～Ｂ６の各熱電素子は、それぞれに設けられた接続パターン１２２を介して、別々に外部と電気的に接続が可能となっている。これにより、本実施形態に係る熱流束センサ１０では、各領域Ｂ１～Ｂ６を通過する熱流束に応じた電圧値（測定結果）が、領域ごとに備えられた熱電素子から出力される。
　以上説明したように、熱流束センサ１０は、複数の熱電素子によって構成できる。このような構成の熱流束センサ１０は、例えば、各領域Ｂ１～Ｂ６の熱流束を検出可能な単一センサとして適用してもよい。また、熱流束センサ１０を各領域Ｂ１～Ｂ６で切断し、複数のセンサとしてもよい。
　なお、複数の熱電素子を備える熱流束センサ１０の場合であっても、熱流束センサ１０は、図１３に示される領域Ａが、図９に示したヒータプレート２０６における領域Ａと一致するようにレイアウトされている。つまり、熱流束センサ１０が備えるすべての熱電素子が、ヒータプレート２０６が備える発熱抵抗体２０６ｂと重なるようにレイアウトされている。より具体的には、図１４に示されるように、ヒータプレート２０６が備える発熱抵抗体２０６ｂのパターンと、熱流束センサ１０が備える第１及び第２層間接続部材１３０，１４０とが、重なるようにレイアウトされるのが好ましい。熱流束センサ１０では、上記のようにレイアウトすることによって、ヒータプレート２０６の発熱抵抗体２０６ｂから冷却部２１０側への熱流の主流からずれないように、熱電素子を構成する第１及び第２層間接続部材１３０，１４０が配置される。これにより、本実施形態に係る熱流束センサ１０に対しては、より正確な検査工程を実施できる。
　（第３実施形態）
　本開示の第３実施形態について説明する。本実施形態は、ヒータプレートの構成及び熱流束センサの検査工程が第２実施形態と異なる。その他については第２実施形態と同様である。そのため、以降の説明では、第２実施形態と異なる部分についてのみ説明する。
　本実施形態に係る放熱測定用ワーク２０５は、複数の熱電素子を備える熱流束センサ１０と同様の構成をしている。本実施形態では、このような構成の放熱測定用ワーク２０５を用いて、熱流束センサ１０の領域ごとの漏れ熱流量を検出する。具体的には、図１５に示されるように、熱流束センサ１０における各領域Ｃ１～Ｃ６に対する検査工程において、領域ごとの漏れ熱流量を測定可能にする。そこで、本実施形態では、ヒータプレート２０６の発熱に伴い各領域Ｃ１～Ｃ６に発生した熱流量を測定可能としている。さらに、本実施形態では、放熱測定用ワーク２０５によって、各領域Ｂ１～Ｂ６の熱電素子を検査可能としている。なお、本実施形態に係る放熱測定用ワーク２０５は、第２実施形態において説明を行った熱流束センサ１０と同じ構造である。そのため、本実施形態に係る放熱測定用ワーク２０５を示す図１６においては、図１３に示した第２実施形態に係る熱流束センサ１０と同じ符号を用いている。
　図１５に示すように、漏れ熱流量の測定を行うときのヒータプレート２０６には、左右に折り返されるように（蛇行状に）形成された発熱抵抗体２０６ｂに対して、複数の引出配線２０６ｃａ～２０６ｃｇが等間隔に設けられている。本実施形態では、複数の引出配線２０６ｃａ～２０６ｃｇのうち、発熱抵抗体２０６ｂにおける蛇行状パターンの一端に設けられた引出配線２０６ｃａを、ＧＮＤ引出配線としている。そして、本実施形態では、ＧＮＤ引出配線２０６ｃａから順に、引出配線２０６ｃｂ～２０６ｃｇが設けられている。本実施形態では、発熱抵抗体２０６ｂに流れる電流を電流計４００によって計測し、各引出配線２０６ｃｂ～２０６ｃｇとＧＮＤ引出配線２０６ｃａとの間の電位差ＶＡ～ＶＥを電圧計４０１～４０５によって計測する。そして、本実施形態では、電力調整器４０６によって、ヒータプレート２０６に印加される電圧及び電流の調整を行う。
　一方、図１６に示されるように、漏れ熱流量の測定を行うときの放熱測定用ワーク２０５には、各領域Ｂ１～Ｂ６の熱電素子を構成する第１層間接続部材１３０又は第２層間接続部材１４０に対して、複数の接続パターン１２２ａ～１２２ｍが設けられている。本実施形態では、複数の接続パターン１２２ａ～１２２ｍのうち、最も端に位置する接続パターン１２２ａを基準接続パターンとしている。そして、本実施形態では、基準接続パターン１２２ａから順に、接続パターン１２２ｂ～１２２ｍが設けられている。また、本実施形態では、隣り合う領域の熱電素子同士（例えば領域Ｂ１の熱電素子と領域Ｂ２の熱電素子）において、隣り合う接続パターン同士（例えば接続パターン１２２ｂと接続パターン１２２ｃ）を同じ配線で接続している。本実施形態では、このように接続された各配線と基準接続パターン１２２ａとの間の電圧ＭＡ～ＭＦを電圧計５０１～５０６によって計測する。
　そして、本実施形態では、放熱測定用ワーク２０５が備えるすべての熱電素子と、ヒータプレート２０６が備える発熱抵抗体２０６ｂとを重ね合わせる（図１５に示す領域Ａと図１６に示す領域Ａとが一致するように重ね合わせる）。この状態で、本実施形態では、発熱抵抗体２０６ｂに対して電力を供給し、ヒータプレート２０６を発熱させる。
　以下に、熱流束センサ１０における領域ごとの熱電素子の検査工程について、領域Ｂ１を例に説明する。例えば、ヒータプレート２０６の領域Ｂ１については、当該領域Ｂ１の発熱量（発熱抵抗体２０６ｂが発生した熱流量）を電流計４００及び電圧計４０１によって測定する。また、そのときの漏れ熱流量を電圧計５０１によって測定する。本実施形態では、このようにして測定した領域Ｂ１の発熱量及び漏れ熱流量に基づいて、ヒータプレート２０６の温度制御を行う。これにより、本実施形態では、熱流束センサ１０のうち、領域Ｂ１の大きさに対応する熱電素子の検査工程を実施できる。ヒータプレート２０６の各領域Ｂ２～Ｂ６についても同様の手法を用いることによって、熱流束センサ１０のうち、各領域Ｂ２～Ｂ６の大きさに対応する熱電素子の検査工程を実施できる。
　（他の実施形態）
　本発明は、上記実施形態の内容に限定されない。本発明は、本開示の技術的な要旨を逸脱しない範囲内において適宜変更が可能である。
　上記実施形態では、放熱測定用ワーク２０５を熱流束センサ１０と同様の構成としているが、この限りでない。放熱測定用ワーク２０５は、ヒータプレート２０６の面のうち、熱流束センサ１０が配置される面と反対側の面からの熱漏れを測定可能な構成であればよい。ただし、検査工程では、熱流束センサ１０と同様の構成の放熱測定用ワーク２０５を用いることによって、容易に熱漏れを測定できる。より具体的には、放熱測定用ワーク２０５の出力電圧が、熱流束センサ１０の出力電圧の誤差未満（誤差の範囲内）であるか否かの判定のみで、熱漏れを測定できる。このため、放熱測定用ワーク２０５は、熱流束センサ１０と同様の構成である方が、異なる構成より好ましい。
　上記実施形態では、環境温度について、２５［℃］程度の一般的な室温を例に挙げて説明を行ったが、この限りでない。他の例としては、環境温度が上記一般的な室温以外の温度であってもよい。２５［℃］程度の一般的な室温を環境温度として用いる場合には、熱流束センサ１０の検査工程を実施する上で、環境温度を変化させるための冷却機構又は加熱機構を備える必要がない。また、ヒータプレート２０６を含む熱流発生装置２０が、高温又は低温になりにくい。このように、２５［℃］程度の一般的な室温を環境温度として用いる場合には、検査者の取り扱いが容易になるという特徴がある。これに対して、２５［℃］程度の一般的な室温以外の温度を環境温度として用いる場合には、次のような例が挙げられる。例えば、冷温室内において、熱流束センサ１０の検査工程を実施する場合である。この場合には、冷温室内の温度を環境温度として用いることによって、低温条件下における熱流束センサ１０の特性を検査できる。同様に、高温室内において、熱流束センサ１０の検査工程を実施する場合である。この場合には、高温室内の温度を環境温度として用いることによって、高温条件下における熱流束センサ１０の特性を検査できる。このように、本開示の熱流発生装置２０及び当該熱流発生装置２０を用いた検査工程では、様々な環境温度において、熱流束センサ１０の特性を検査できる。
　上記実施形態では、冷却部２１０を加熱部２００に対して相対移動させて、冷却部２１０の一面を、加熱部２００の対向面に押し付ける構成としている。これにより、上記実施形態では、冷却部２１０と加熱部２００との間に熱流束センサ１０を挟み込み押圧可能な構成としているが、この限りでない。他の例としては、加熱部２００を冷却部２１０に対して相対移動可能な構成としてもよい。または、加熱部２００及び冷却部２１０の双方が移動可能な構成としてもよい。
　上記実施形態では、放熱測定用ワーク２０５とヒータプレート２０６との間に弾性平板２０４を配置する構成としているが、この限りでない。他の例としては、放熱測定用ワーク２０５とヒータプレート２０６との間に何も配置しない構成としてもよい。この場合には、例えば、図１８に示されるように、放熱測定用ワーク２０５とヒータプレート２０６とを重ね合わせて一体構成としてもよい。つまり、放熱測定用ワーク２０５とヒータプレート２０６とが密着した構成であればよい。このような構成であれば、本開示の熱流発生装置２０及び当該熱流発生装置２０を用いた検査工程では、漏れ熱流量の測定において信頼性の向上が図れる。
　上記実施形態では、熱流束センサ１０、放熱測定用ワーク２０５、及びヒータプレート２０６における構成部品の形成パターンについて説明を行ったが、この限りでない。上記実施形態で示した構成部品の形成パターンは、一例に過ぎず、適宜変更してもよい。ヒータプレート２０６における他の例としては、例えば、図１７に示すように、発熱抵抗体２０６ｂにおける直線部の中央位置を折り曲げて、蛇行状パターンを形成するようにしてもよい。
　１０　　　熱流束センサ
　１００　　絶縁基材
　１１０　　裏面保護部材
　１２０　　表面保護部材
　１３０　　第１層間接続部材
　１４０　　第２層間接続部材
　２０　　　熱流発生装置
　２００　　加熱部
　２０３，２０４　　弾性平板
　２０５　　放熱測定用ワーク
　２０６　　ヒータプレート
　２０６ａ　樹脂フィルム
　２０６ｂ　発熱抵抗体
　２１０　　冷却部
　２２０　　冷却ファン
　２３０　　リニアガイド
　２４０　　シリンダ
　２５０　　移送機構
　２６０　　支持盤

Claims (8)

  1. 　フィルム状の熱流束センサ（１０）を用意する第１工程と、
    　発熱抵抗体（２０６ｂ）を有するフィルム状のヒータプレート（２０６）と、前記ヒータプレートの一面側に配置され、前記一面側からの熱漏れを測定する放熱測定用ワーク（２０５）と、を有する加熱部（２００）と、前記ヒータプレートの他面側に配置される冷却部（２１０）と、を有する熱流発生装置（２０）を用意する第２工程と、
    　前記熱流束センサを前記加熱部と前記冷却部との間に挟んだ状態で、前記ヒータプレートによる発熱及び前記冷却部による冷却を行うことによって、前記熱流束センサを通過する熱流を発生させ、前記放熱測定用ワークが熱漏れしていないことを検出したときの前記熱流束センサの出力電圧を測定し、測定結果に基づいて、前記ヒータプレートが発生した熱流量と前記熱流束センサの出力電圧との関係を示す特性を検査する第３工程と、を含む検査工程を有する、熱流束センサの製造方法。
  2. 　前記第２工程では、前記熱流束センサと同じ構成の前記放熱測定用ワークを用いる、請求項１に記載の熱流束センサの製造方法。
  3. 　前記第３工程では、前記放熱測定用ワークの出力電圧が前記熱流束センサの出力電圧の誤差範囲内のときを、熱漏れしていないと判定する、請求項２に記載の熱流束センサの製造方法。
  4. 　前記第２工程では、金属板を加工しパターン形成された前記発熱抵抗体を、熱可塑性樹脂によって構成される樹脂フィルム（２０６ａ）で挟み込んだ前記ヒータプレートを用いる、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の熱流束センサの製造方法。
  5. 　前記第３工程では、前記ヒータプレートと前記放熱測定用ワークとの間に弾性平板（２０４）が挟んで設けられている、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の熱流束センサの製造方法。
  6. 　前記第１工程では、複数に区画された領域（Ｂ１～Ｂ６）ごとに、別々の熱電素子が備えられた前記熱流束センサを用意し、
    　前記第２工程では、前記熱流束センサの前記領域ごとの熱漏れを測定する前記放熱測定用ワークを用意し、
    　前記第３工程では、前記熱流束センサの前記領域ごとに、前記発熱抵抗体が発生した熱流量を測定するとともに、漏れ熱流量を測定することで、前記特性を検査する、請求項１乃至５のいずれか一項に記載の熱流束センサの製造方法。
  7. 　発熱抵抗体（２０６ｂ）を有するフィルム状のヒータプレート（２０６）と、前記ヒータプレートの面のうち、熱流束センサ（１０）が配置される面に対して反対側の面に配置され、前記ヒータプレートからの熱漏れを測定する放熱測定用ワーク（２０５）と、を有する加熱部（２００）と、
    　前記ヒータプレートに対して、前記熱流束センサと挟んで反対側に配置され、前記熱流束センサを冷却する冷却部（２１０）と、を備える、熱流発生装置。
  8. 　前記冷却部及び前記加熱部の少なくとも一方を移動させる移動機構（２３０）を有し、前記移動機構によって、前記冷却部及び前記加熱部の少なくとも一方を移動させ、前記冷却部と前記加熱部との間において前記熱流束センサを押圧する、請求項７に記載の熱流発生装置。
     
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