WO2017204034A1 - 熱流測定装置 - Google Patents

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WO2017204034A1
WO2017204034A1 PCT/JP2017/018342 JP2017018342W WO2017204034A1 WO 2017204034 A1 WO2017204034 A1 WO 2017204034A1 JP 2017018342 W JP2017018342 W JP 2017018342W WO 2017204034 A1 WO2017204034 A1 WO 2017204034A1
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thermocouple
protection member
sheet
conductor
surface protection
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PCT/JP2017/018342
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English (en)
French (fr)
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倫央 郷古
谷口　敏尚
坂井田　敦資
岡本　圭司
芳彦 白石
浅野　正裕
Original Assignee
株式会社デンソー
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Publication date
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    • G01K7/02—Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements using thermoelectric elements, e.g. thermocouples
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N25/00—Investigating or analyzing materials by the use of thermal means
    • G01N25/18—Investigating or analyzing materials by the use of thermal means by investigating thermal conductivity
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Definitions

  • the present disclosure relates to a heat flow measurement device in which a heat flux sensor and a thermocouple are integrally configured.
  • a heat flux sensor that is formed in a thin plate shape and outputs a signal corresponding to the heat flux flowing between one surface in the thickness direction and the other surface is known.
  • Patent Document 1 describes a heat flow measuring device in which a plurality of electrically independent heat flux sensors are simultaneously formed in the process of manufacturing one multilayer substrate. This heat flow measuring device reduces the individual performance differences among the plurality of heat flux sensors.
  • the heat flow measuring device described in Patent Document 1 can measure heat generated inside a measurement object by being attached to the surface of the measurement object.
  • the heat flow on the surface of the measurement object is affected by the heat generated inside the measurement object and is also affected by changes in the outside air temperature.
  • the heat flow measuring device outputs a signal corresponding to the heat generated inside the measurement object and also outputs a signal corresponding to a change in the outside air temperature. Therefore, in the heat flow measurement in which the heat flow measuring device is attached to the surface of the measurement object, a signal corresponding to a change in the outside air temperature becomes a temperature drift, so that it is difficult to detect heat generated inside the measurement object.
  • thermocouple in addition to the heat flux sensor for the heat flow measuring device. If a thermocouple is used to detect temperature changes on the surface of the object due to changes in the outside air temperature, the temperature drift from the heat flux sensor signal based on the signal output from the heat flux sensor and the signal output from the thermocouple. Can reduce the effects of
  • the thickness of the heat flow measuring device increases.
  • the airflow near the surface of the measurement object is disturbed. Therefore, the output signal of the heat flux sensor and the output signal of the thermocouple accurately correspond to the heat flow on the surface of the measurement object due to the heat generated inside the measurement object and the heat flow on the surface of the measurement object due to changes in the outside air temperature. It doesn't become a thing. Therefore, in such an arrangement, it is difficult for the heat flow measuring device to accurately detect the heat generated inside the measurement object.
  • thermocouple signal and the heat flux sensor signal do not correspond to each other. Therefore, even in such an arrangement, it is difficult for the heat flow measuring device to reduce the influence of temperature drift from the signal of the heat flux sensor.
  • This disclosure is intended to provide a heat flow measuring device capable of accurately detecting the heat flow of a measurement object.
  • the heat flow measuring device includes a heat flux sensor and a thermocouple sheet.
  • the heat flux sensor is composed of a plate-like insulating base material, a plurality of conductors embedded in a plurality of via holes that are made of metals having different thermoelectric powers and lead in the thickness direction of the insulating base material, and the insulating base material in the plurality of conductors.
  • thermocouple sheet is a thermocouple having a joint portion in which a first conductor and a second conductor made of metals having different thermoelectric powers are joined, and in a direction intersecting the direction in which the first conductor and the second conductor are arranged.
  • thermocouple sheet that covers the thermocouple from one side and a second insulating sheet that covers the thermocouple from the side opposite to the first insulating sheet are provided, and the temperature of the joint is detected.
  • the surface protection member and the back surface protection member are fixed at positions where they extend in the surface direction from the insulating base material.
  • the heat flow measuring device can accurately detect the heat flow of the measurement object by reducing temperature drift due to changes in the outside air temperature based on the output signal of the heat flux sensor and the output signal of the thermocouple.
  • thermocouple since the heat flux sensor and the thermocouple can be brought closer to the surface direction, the heat flux sensor and the thermocouple respectively detect the heat flow and temperature at substantially the same position of the measurement object. Therefore, the thermocouple signal and the heat flux sensor signal correspond to each other. Therefore, the heat flow measuring device can reduce the influence of temperature drift from the signal of the heat flux sensor.
  • FIG. 1 is a diagram schematically showing a state in which the heat flow measuring device according to the first embodiment of the present invention is attached to a measurement object
  • FIG. 2 is a schematic diagram of the II-II cross section of FIG.
  • FIG. 3 is a graph schematically showing the output characteristics of the heat flux sensor and the output characteristics of the thermocouple constituting the heat flow measuring device
  • FIG. 4 is a plan view of the heat flow measuring device according to the first embodiment
  • 5 is a cross-sectional view taken along the line VV in FIG.
  • FIG. 6 is a flowchart of the manufacturing method of the heat flow measuring device according to the first embodiment.
  • FIG. 7 is a flowchart of a method of manufacturing a thermocouple sheet constituting the heat flow measuring device
  • FIG. 8 is an explanatory diagram of a method of manufacturing a thermocouple sheet constituting the heat flow measuring device
  • 9 is a cross-sectional view taken along line IX-IX in FIG.
  • FIG. 10 is an explanatory diagram of a method of manufacturing a thermocouple sheet constituting the heat flow measuring device
  • FIG. 11 is an explanatory diagram of a method of manufacturing a thermocouple sheet constituting the heat flow measuring device
  • FIG. 12 is an explanatory diagram of a method of manufacturing a thermocouple sheet constituting the heat flow measuring device
  • FIG. 10 is an explanatory diagram of a method of manufacturing a thermocouple sheet constituting the heat flow measuring device
  • FIG. 11 is an explanatory diagram of a method of manufacturing a thermocouple sheet constituting the heat flow measuring device
  • FIG. 12 is an explanatory diagram of a method of manufacturing a thermocouple sheet constitu
  • FIG. 13 is an explanatory diagram of a method of manufacturing a thermocouple sheet constituting the heat flow measuring device
  • FIG. 14 is an explanatory diagram of a method of manufacturing a thermocouple sheet constituting the heat flow measuring device
  • FIG. 15 is a schematic view of a member for a heat flux sensor constituting the heat flow measuring device
  • FIG. 16 is an explanatory diagram of a manufacturing method of the heat flow measuring device
  • FIG. 17 is an explanatory diagram of a manufacturing method of the heat flow measuring device
  • FIG. 18 is a cross-sectional view of a heat flow measuring device according to the second embodiment of the present invention
  • 19 is a plan view in the XIX direction of FIG. FIG.
  • FIG. 20 is an explanatory diagram of a manufacturing method of the heat flow measuring device of the second embodiment.
  • FIG. 21 is a plan view of a thermocouple constituting the heat flow measuring device according to the third embodiment of the present invention
  • FIG. 22 is a plan view of a thermocouple constituting the heat flow measuring device according to the fourth embodiment of the present invention.
  • thermocouple 20 A first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. As shown in FIGS. 1 and 2, the heat flow measuring device 1 of the present embodiment is configured such that a heat flux sensor 10 and a thermocouple 20 are integrally formed.
  • the heat flux sensor 10 includes an insulating base material 100, a surface protection member 110 that covers one surface in the thickness direction of the insulating base material 100, and a back surface protection member 120 that covers the other surface.
  • the insulating base material 100 is embedded with a plurality of interlayer connection members 130 and 140 made of metals having different thermoelectric powers so as to exhibit the Seebeck effect.
  • a front surface wiring pattern 111 and a back surface wiring pattern 121 for connecting a plurality of interlayer connection members 130 and 140 in series are formed on the front surface protection member 110 and the back surface protection member 120, respectively.
  • the heat flux sensor 10 outputs a signal corresponding to the thermoelectromotive force generated in the interlayer connection members 130 and 140 according to the heat flux flowing between one surface in the thickness direction and the other surface.
  • the thickness direction of the heat flux sensor 10 is the stacking direction of the insulating base material 100, the surface protection member 110, and the back surface protection member 120. Further, the interlayer connection members 130 and 140 of the present embodiment correspond to “conductors” recited in the claims.
  • the thermocouple sheet 200 includes a thermocouple 20, a first insulating sheet 210, and a second insulating sheet 220.
  • the thermocouple 20 is obtained by joining a first conductor 21 and a second conductor 22.
  • the 1st conductor 21 and the 2nd conductor 22 are comprised from the metal foil from which thermoelectric power differs, respectively.
  • a portion where the first conductor 21 and the second conductor 22 are joined is referred to as a joint portion 23.
  • the thermocouple 20 is a thermoelectromotive force generated in the thermocouple 20 in accordance with a temperature difference between the junction 23 and the detection unit 30 connected to the first conductor 21 and the second conductor 22 through wirings 34 and 35. Output a signal according to.
  • the first insulating sheet 210 covers the thermocouple 20 from one side in a direction intersecting the direction in which the first conductor 21 and the second conductor 22 are arranged.
  • the second insulating sheet 220 covers the thermocouple 20 from the side opposite to the first insulating sheet 210. The details of the configuration of the heat flux sensor 10 and the thermocouple sheet 200 will be described later.
  • the heat flow measuring device 1 can be used by being attached to the surface 3 of the measurement object 2.
  • the heat generation source 4 inside the measurement object 2 is schematically indicated by a broken line.
  • the wires 31 and 32 connected to the pad portions 124 and 125 at the ends of the back surface wiring pattern 121 of the heat flux sensor 10 pass through the inside of the tubular shield wire 33 and are connected to the detection unit 30.
  • Wirings 34 and 35 connected to the first conductor 21 and the second conductor 22 of the thermocouple 20 also pass through the inside of the tubular shield wire 33 and are connected to the detection unit 30. Thereby, the output signal of the heat flux sensor 10 and the output signal of the thermocouple 20 are input to the detection unit 30.
  • the detection unit 30 includes a microcomputer and its peripheral devices. Based on the output signal of the heat flux sensor 10 and the output signal of the thermocouple 20, the detection unit 30 transmits heat generated in the heat generation source 4 inside the measurement object 2 from the inside of the measurement object 2 to the surface 3. The heat flow of the surface 3 can be measured.
  • the detection unit 30 may be capable of calculating the amount of heat generated by the heat generation source 4 of the measurement target 2 based on the heat flow measured on the surface 3 of the measurement target 2.
  • Shield wire 33 has a conductor for preventing electromagnetic waves from entering from the outside.
  • the conductor of the shield wire 33 is formed in a cylindrical shape so as to surround the wiring inside the shield wire 33, and is electrically connected to the measurement object 2 through the wiring 36 or the like.
  • the conductor of the shield wire 33 is preferably connected to the ground 37. Thereby, the noise with respect to the voltage signal which the heat flux sensor 10 and the thermocouple 20 output can be reduced.
  • FIG. 3 an example of an output signal of the thermocouple 20 detected by the detection unit 30 is schematically shown by a solid line A, and an example of an output signal of the heat flux sensor 10 at that time is schematically shown by a solid line B. .
  • the outside air temperature gradually increases from time t0 to time t4 and gradually decreases from time t4 to time t8. Further, the temperature of the detection unit 30 is assumed to be substantially constant from time t0 to time t8.
  • the temperature of the surface 3 of the measurement object 2 increases as the outside air temperature increases, and decreases as the outside air temperature decreases. Therefore, as shown by the solid line A, the output signal of the thermocouple 20 gradually increases from time t0 to time t4, and gradually decreases from time t4 to time t8.
  • the heat flux on the surface 3 of the measurement object 2 flows from the outside air side to the measurement object 2 side as the outside air temperature rises, and flows from the measurement object 2 side to the outside air side as the outside air temperature decreases. Therefore, as shown by the solid line B, the output signal of the heat flux sensor 10 gradually decreases from time t0 to time t4, and gradually increases from time t4 to time t8. That is, the output signal of the thermocouple 20 and the output signal of the heat flux sensor 10 exhibit behaviors opposite to the heat flow on the surface 3 of the measurement object 2 due to changes in the outside air temperature.
  • thermocouple 20 and the output signal of the heat flux sensor 10 rise between time t1 and time t2, and the output signal and heat flux of the thermocouple 20 rise between time t2 and time t3. Both of the output signals of the sensor 10 are lowered.
  • the output signal of the thermocouple 20 and the output signal of the heat flux sensor 10 both rise from time t5 to time t6, and the output signal and heat flux of the thermocouple 20 rise from time t6 to time t7. Both of the output signals of the sensor 10 are lowered. That is, the output signal of the thermocouple 20 and the output signal of the heat flux sensor 10 indicate that the heat generated by the heat generation source 4 inside the measurement object 2 is transmitted through the measurement object 2 and the surface of the measurement object 2 3 shows the same behavior for the heat flow.
  • the detection unit 30 compares the output signal of the heat flux sensor 10 with the output signal of the thermocouple 20 to remove the heat flow on the surface 3 of the measurement object 2 due to a change in the outside air temperature, and to detect the inside of the measurement object 2. Only the heat flow on the surface 3 of the measurement object 2 can be measured by the heat generated by the heat generation source 4.
  • the insulating base material 100, the front surface protection member 110, and the back surface protection member 120 are integrated.
  • the second interlayer connection members 140 are alternately connected in series.
  • the insulating substrate 100 is made of a flexible thermoplastic resin film or thermosetting resin film, and has a plate shape.
  • a plurality of first via holes 101 and a plurality of second via holes 102 are formed in the insulating base material 100 in the thickness direction.
  • a first interlayer connection member 130 is embedded in the first via hole 101, and a second interlayer connection member 140 is embedded in the second via hole 102. That is, the first interlayer connection member 130 and the second interlayer connection member 140 are embedded in the insulating base material 100 so as to alternate.
  • the first interlayer connection member 130 and the second interlayer connection member 140 are made of thermoelectric materials such as metals and semiconductors having different thermoelectric powers so as to exhibit the Seebeck effect.
  • the first interlayer connection member 130 is a metal compound obtained by solid-phase sintering so that Bi-Sb-Te alloy powder constituting the P-type maintains a crystal structure of a plurality of metal atoms before sintering. Composed.
  • the second interlayer connection member 140 is a metal compound obtained by solid-phase sintering so that the Bi-Te alloy powder constituting the N-type maintains the crystal structure of a plurality of metal atoms before sintering. Composed.
  • the first and second interlayer connection members 130 and 140 are hidden behind a surface wiring pattern 111 described later and cannot be seen. However, for convenience of explanation, the positions of the first and second interlayer connection members 130 and 140 are indicated by broken lines and hatched there.
  • the surface protection member 110 covers the surface 100a of the insulating base material 100.
  • the surface protection member 110 is made of a flexible thermoplastic resin film or thermosetting resin film.
  • the surface protection member 110 is formed longer in one of the surface directions than the insulating base material 100 and extends from the insulating base material 100 in one of the surface directions.
  • a plurality of surface wiring patterns 111 in which copper foil or the like is patterned are formed on the surface protection member 110 on the surface 110a side facing the insulating base material 100.
  • the positions of the plurality of surface wiring patterns 111 are indicated by solid lines on the assumption that the surface protection member 110 is transparent or translucent.
  • the plurality of surface wiring patterns 111 are electrically connected to one end portion of the first interlayer connection member 130 and one end portion of the second interlayer connection member 140 adjacent thereto.
  • the back surface protection member 120 covers the back surface 100b of the insulating base material 100.
  • the back surface protection member 120 is configured by a flexible thermoplastic resin film or a thermosetting resin film.
  • the back surface protection member 120 is formed longer in one of the surface directions than the insulating base material 100 and extends from the insulating base material 100 in one of the surface directions.
  • the back surface protection member 120 extends longer than the front surface protection member 110.
  • the back surface protection member 120 is formed with a plurality of back surface wiring patterns 121 in which a copper foil or the like is patterned on the surface 120 a side facing the insulating base material 100.
  • the plurality of backside wiring patterns 121 are electrically connected to the other end of the first interlayer connection member 130 and the other end of the second interlayer connection member 140 adjacent thereto.
  • the first interlayer connection member 130 and the second interlayer connection member 140 that are adjacent to each other are connected so as to be alternately folded by the front surface wiring pattern 111 and the back surface wiring pattern 121. In this manner, the first interlayer connection member 130 and the second interlayer connection member 140 are connected in series by the front surface wiring pattern 111 and the back surface wiring pattern 121.
  • the extension wirings 122 and 123 that are the ends of the back surface wiring pattern 121 in which the first interlayer connection member 130 and the second interlayer connection member 140 are connected in series are such that the back surface protection member 120 is more in the surface direction than the insulating substrate 100. It is provided at a location extending to one side. In the place where the back surface protection member 120 extends longer than the front surface protection member 110, the extended wirings 122 and 123 of the back surface wiring pattern 121 are exposed to the outside air. The portions where the extended wirings 122 and 123 are exposed to the outside become pad portions 124 and 125 that function as terminals for connecting the wirings.
  • thermoelectromotive force is generated in the first and second interlayer connection members 130 and 140 by the Seebeck effect.
  • the heat flux sensor 10 outputs this thermoelectromotive force as a sensor signal (for example, a voltage signal).
  • thermocouple sheet 200 firstly, the configuration of the thermocouple sheet 200 will be described.
  • the thermocouple sheet 200 has a structure in which the thermocouple 20, the first insulating sheet 210, and the second insulating sheet 220 are integrated.
  • the thermocouple 20 is formed by welding a first conductor 21 and a second conductor 22 made of metals having different thermoelectric powers so as to exhibit the Seebeck effect. A location where the first conductor 21 and the second conductor 22 are joined becomes a joint 23 for detecting temperature.
  • the 1st conductor 21 and the 2nd conductor 22 of this embodiment are comprised with the metal foil.
  • the first insulating sheet 210 is made of a flexible thermoplastic resin film or thermosetting resin film and has a plate shape.
  • the first insulating sheet 210 covers the thermocouple 20 from one side in a direction intersecting the direction in which the first conductor 21 and the second conductor 22 are arranged.
  • the second insulating sheet 220 covers the thermocouple 20 from the side opposite to the first insulating sheet 210.
  • the first insulating sheet 210 is formed longer in one of the surface directions than the second insulating sheet 220 and extends from the second insulating sheet 220 in one of the surface directions.
  • thermocouple 20 In the place where the first insulating sheet 210 extends longer than the second insulating sheet 220, the first conductor 21 and the second conductor 22 constituting the thermocouple 20 are exposed to the outside air. The portions where the first conductor 21 and the second conductor 22 are exposed to the outside air become pad portions 24 and 25 that function as terminals for connecting wiring.
  • thermocouple 20 when a temperature difference is generated between the junction 23 and the detection unit 30, a thermoelectromotive force is generated in the junction 23 due to the Seebeck effect.
  • the thermocouple 20 outputs this thermoelectromotive force as a sensor signal (for example, a voltage signal).
  • thermocouple sheet 200 is fixed at a position where the surface protection member 110 and the back surface protection member 120 extend from the insulating substrate 100 in the surface direction.
  • the insulating base material 100 constituting the heat flux sensor 10 has a recess 11 that is recessed from the side 12 on the thermocouple sheet 200 side to the interlayer connection members 130 and 140 side.
  • the joint 23 of the thermocouple 20 included in the thermocouple sheet 200 enters the recess 11 included in the insulating base material 100. Therefore, the distance between the first and second interlayer connecting members 130 and 140 of the heat flux sensor 10 and the joint 23 of the thermocouple 20 is short.
  • the back surface protection member 120 is bent toward the surface protection member 110 and is in close contact with the surface protection member 110 at a position extending in the surface direction from the insulating base material 100.
  • the thermocouple sheet 200 is fixed to the opposite side of the back surface protection member 120 to the front surface protection member 110 at a position where the front surface protection member 110 and the back surface protection member 120 are in close contact.
  • the surface 120 b opposite to the insulating base material 100, and the thermocouple sheet 200 are joined to the joint 23.
  • the thermocouple sheet 200 at the place where the is disposed is aligned with the surface 200b opposite to the back surface protection member 120.
  • two surfaces are aligned includes not only a state where the two surfaces are aligned on the same plane but also a state where the surfaces are slightly shifted due to manufacturing tolerances or aging.
  • the thickness of the thermocouple sheet 200 is the same as or thinner than that of the insulating substrate 100. Therefore, in the heat flow measuring device 1, the thickness T1 at the location where the thermocouple sheet 200 is provided is within the range of the thickness T2 where the heat flux sensor 10 is provided.
  • this manufacturing method includes a thermocouple sheet forming step S10, a heat flux sensor member preparing step S20, a laminate forming step S30, and an integrated pressing step S40.
  • thermocouple sheet forming step S10 in the manufacturing method of the heat flow measuring device 1 will be described.
  • the thermocouple sheet 200 is formed by the thermocouple preparing step S11, the thermocouple laminate forming step S12, the pressing step S13, and the cutting step S14 shown in FIG.
  • thermocouple preparation step S11 a first conductor 21 and a second conductor 22 made of metal foils having different thermoelectric powers are prepared, and the tips are joined together by welding to form a joint 23. Thereby, the thermocouple 20 is prepared.
  • the first release paper 51 and the second insulating sheet 220 are arranged on the jig base 40 formed in a predetermined size. . Further, the end positioning jig 41 and the intermediate positioning jig 42 are fixed to the jig base 40 by bolts 43 from above.
  • the first release paper 51 for example, a thermosetting resin sheet or a thermoplastic resin sheet formed from an aramid resin or the like is used.
  • the second insulating sheet 220 for example, a thermosetting resin sheet or a thermoplastic resin sheet formed from an aramid resin having an adhesive layer on the front surface and the back surface is used.
  • the end positioning jig 41 and the intermediate positioning jig 42 are provided with a plurality of grooves 44 and 45 for positioning the thermocouple 20.
  • a plurality of thermocouples 20 are arranged on the second insulating sheet 220 according to the plurality of grooves 44 and 45.
  • the plurality of thermocouples 20 are arranged in a direction in which a plurality of groove portions 44 and 45 provided in the end portion positioning jig 41 and the intermediate positioning jig 42 are arranged, and face each other with the intermediate positioning jig 42 interposed therebetween.
  • the holding jig 46 is fixed to the jig base 40 from above the first release paper 51, the second insulating sheet 220, and the thermocouple 20 with bolts 43. Thereby, the position shift of the 1st release paper 51, the 2nd insulating sheet 220, and the thermocouple 20 is prevented. Thereafter, the intermediate positioning jig 42 is removed from the jig base 40.
  • the first insulating sheet 210 is disposed on the first release paper 51, the second insulating sheet 220, and the thermocouple 20. Thereby, the laminated body of the thermocouple 20 is formed.
  • a thermosetting resin sheet or a thermoplastic resin sheet formed from an aramid resin having an adhesive layer on the front surface and the back surface is used.
  • the jig base 40 is installed in the press machine 70, and the second release paper 52 and the first buffer material 61 are further arranged on the first insulating sheet 210.
  • the second release paper 52 for example, a thermosetting resin sheet or a thermoplastic resin sheet formed from an aramid resin or the like is used.
  • the first buffer material 61 for example, Teflon (registered trademark) is used.
  • the laminated body of the thermocouple 20 is heated while being pressed in the laminating direction by the press machine 70, and the first insulating sheet 210, the thermocouple 20, and the second insulating sheet 220 are pressure-bonded.
  • the pressure of the press machine 70 at this time is 2 MPa or more, for example, and the temperature is 300 ° C. or more.
  • the integrated sheet 201 is cut at the positions indicated by the one-dot chain lines C1 to C4 in FIG. Thereby, as shown in FIG. 14, the thermocouple sheet
  • the heat flux sensor member preparing step S20 the insulating substrate 100, the front surface wiring pattern 111, the front surface protection member 110, the back surface wiring pattern 121, and the back surface protection.
  • a member 120 is prepared.
  • the insulating base material 100 includes a plurality of types of conductive pastes 131 and 141 having different thermoelectric powers embedded in a plurality of via holes 101 and 102 in order to constitute the heat flux sensor 10. It is.
  • the insulating base material 100 may be composed of a plurality of layers, or may be composed of a single layer.
  • a plurality of first via holes 101 are formed in the insulating base material 100 by a drill or a laser.
  • the plurality of first via holes 101 are filled with a first conductive paste 131 for forming a first interlayer connection member 130 by solid phase sintering.
  • a method (apparatus) for filling the first via hole 101 with the first conductive paste 131 the method (apparatus) described in Japanese Patent Application No. 2010-50356 by the present applicant may be adopted.
  • the insulating base material 100 is placed on an adsorption paper (not shown) laid on a holding table (not shown). Then, the first conductive paste 131 is filled into the first via hole 101 while the first conductive paste 131 is melted. As a result, most of the organic solvent of the first conductive paste 131 is adsorbed to the suction paper, and the alloy powder is placed in close contact with the first via hole 101.
  • the first conductive paste 131 a paste obtained by adding Bi-Sb-Te alloy powder in which metal atoms maintain a predetermined crystal structure to an organic solvent such as paraffin is used.
  • a plurality of second via holes 102 are formed in the insulating base material 100 by a drill or a laser. Each of the plurality of second via holes 102 is formed so as to be positioned between two adjacent first via holes 101 among the plurality of first via holes 101.
  • the plurality of second via holes 102 are filled with a second conductive paste 141 for forming the second interlayer connection member 140 by solid phase sintering.
  • the filling of the second conductive paste 141 can be performed by the same method as the filling method of the first conductive paste 131 described above.
  • an organic solvent such as terpine is added to Bi-Te alloy powder in which metal atoms different from the metal atoms constituting the first conductive paste 131 maintain a predetermined crystal structure.
  • the paste is used.
  • paraffin or the like may be used as the organic solvent of the second conductive paste 141.
  • the surface wiring pattern 111 is connected to one end in the thickness direction of the insulating base material 100 in the plurality of conductive pastes 131 and 141. Further, the surface protection member 110 covers one surface in the thickness direction of the insulating base material 100 and the surface wiring pattern 111. The surface protection member 110 is longer in the surface direction than the insulating base material 100.
  • a copper foil or the like is formed on at least the surface of the surface protection member 110 that faces the insulating substrate 100. Then, the surface wiring pattern 111 is formed on the surface protection member 110 by appropriately patterning the copper foil.
  • the back surface wiring pattern 121 is connected to the other ends in the thickness direction of the insulating base material 100 in the plurality of conductive pastes 131 and 141.
  • the back surface protection member 120 covers the other surface in the thickness direction of the insulating base material 100 and the back surface wiring pattern 121.
  • the back surface protection member 120 is longer in the surface direction than the insulating base material 100 and the surface protection member 110.
  • a copper foil or the like is formed on at least the surface of the back surface protection member 120 that faces the insulating substrate 100.
  • the back surface wiring pattern 121 is formed with respect to the back surface protection member 120 by patterning the copper foil suitably.
  • the third release paper 53 is disposed on the lower press plate 71 of the press machine, and the thermocouple sheet 200 illustrated in FIG. 14 is disposed thereon.
  • the back surface protection member 120 in which the back surface wiring pattern 121 is formed is laminated on the third release paper 53 disposed on the lower press plate 71 and the thermocouple sheet 200.
  • the insulating base material 100 and the surface protection member 110 on which the front surface wiring pattern 111 is formed are sequentially laminated on the back surface wiring pattern 121.
  • the fourth release paper 54 and the second cushioning material 62 are disposed on the surface protection member 110.
  • the thermosetting resin sheet or thermoplastic resin sheet formed for example from an aramid resin etc.
  • the second buffer material 62 for example, Teflon is used.
  • thermocouple sheet 200 is disposed on the opposite side of the back surface protection member 120 to the front surface protection member 110 at a position where the front surface protection member 110 and the back surface protection member 120 extend in the surface direction from the insulating base material 100.
  • the Rukoto At this time, a portion where at least the conductive pastes 131 and 141 are disposed on the surface 120b of the back surface protection member 120 on the opposite side to the insulating base material 100 and the back surface protection member 120 on the thermocouple sheet 200 on the opposite side. It is set as the state which aligned with the location where the junction part 23 is arrange
  • thermocouple sheet 200 opposite to the back surface protection member 120 are aligned. Is preferred. Further, the joining portion 23 and the conductive pastes 131 and 141 are arranged close to each other so that the joining portion 23 of the thermocouple 20 included in the thermocouple sheet 200 enters the recess 11 included in the insulating base material 100. In this way, a laminate is formed.
  • a state where two places are aligned when it is referred to as “a state where two places are aligned,” it includes a state where the two positions are slightly aligned due to manufacturing tolerances in addition to aligning the two positions on the same plane.
  • the case where “the entire surface is aligned” includes not only the alignment of the entire surface on the same plane but also a slight shift due to manufacturing tolerances.
  • the integrated pressing step S40 the laminate disposed between the lower press plate 71 and the upper press plate 72 of the press is heated while being pressed in the stacking direction in a vacuum.
  • the pressure of the press machine at this time is, for example, 10 MPa or more, and the temperature is 320 ° C. or more.
  • the plurality of first and second conductive pastes 131 and 141 embedded in the plurality of via holes 101 and 102 of the insulating base material 100 are solid-sintered to be a plurality of first and second interlayer connection members 130, 140.
  • first and second interlayer connection members 130 and 140, the front surface wiring pattern 111, and the back surface wiring pattern 121 are electrically connected. Furthermore, the insulating base material 100, the surface protection member 110, the back surface protection member 120, and the thermocouple sheet 200 are pressure-bonded. By this one-time integrated pressing step S40, the laminated body is integrated, and the heat flux sensor 10 and the thermocouple 20 are integrally formed.
  • the heat flow measuring device 1 according to the first embodiment described above has the following operational effects.
  • thermocouple sheet 200 is fixed at a position where the surface protection member 110 or the back surface protection member 120 extends from the insulating base material 100 in the surface direction.
  • the thickness of the heat flow measuring device 1 can be reduced as compared with the configuration in which the heat flux sensor 10 and the thermocouple 20 are stacked in the thickness direction. Therefore, when the heat flow measuring device 1 is attached to the surface 3 of the measurement object 2, the turbulence of the airflow in the vicinity of the surface 3 of the measurement object 2 is suppressed. Therefore, the heat flow measuring device 1 can accurately detect the heat flow of the measurement object 2 by reducing temperature drift due to changes in the outside air temperature based on the output signal of the heat flux sensor 10 and the output signal of the thermocouple 20.
  • thermocouple sheet 200 by fixing the thermocouple sheet 200 at a position where the front surface protection member 110 or the back surface protection member 120 extends from the insulating base material 100 in the surface direction, the heat flux sensor 10 and the thermocouple 20 are brought closer to each other in the surface direction. It becomes possible to provide. Therefore, each of the heat flux sensor 10 and the thermocouple 20 detects the heat flow and temperature at substantially the same position of the measurement object 2. Therefore, the signal of the thermocouple 20 and the signal of the heat flux sensor 10 correspond to each other. As a result, the heat flow measuring device 1 can reduce the influence of temperature drift from the signal of the heat flux sensor 10.
  • seat the surface 120b opposite to the back surface protection member 120 of the thermocouple sheet 200 at the place where the joint portion 23 is disposed at 200 is aligned.
  • the heat flow measuring device 1 when the heat flow measuring device 1 is attached to the surface 3 of the measurement object 2, the heat flux sensor 10 and the joint 23 of the thermocouple 20 are brought close to the surface 3 of the measurement object 2, and the measurement object The heat flux sensor 10 and the thermocouple sheet 200 can be brought into close contact with the surface 3 of 2. Therefore, the heat flow measuring device 1 can accurately detect the heat flow characteristics of the measurement object 2 based on the output signal of the heat flux sensor 10 and the output signal of the thermocouple 20.
  • the thickness T1 of the location where the thermocouple sheet is provided is within the range of the thickness T2 of the location where the heat flux sensor 10 is provided.
  • the thickness of the heat flow measuring device 1 can be reduced within the range of the thickness T2 of the heat flux sensor 10. Therefore, when the heat flow measuring device 1 is attached to the surface 3 of the measurement object 2, the turbulence of the airflow in the vicinity of the surface 3 of the measurement object 2 can be suppressed.
  • the heat flow measuring device 1 allows the heat flow and temperature at substantially the same location of the measurement object 2 by reducing the distance between the interlayer connection members 130 and 140 of the heat flux sensor 10 and the joint 23 of the thermocouple 20. Can be measured. Therefore, the heat flow measuring device 1 can accurately detect the heat flow characteristics of the measurement object 2 based on the output signal of the heat flux sensor 10 and the output signal of the thermocouple 20.
  • the manufacturing method of the heat flow measuring device 1 of the first embodiment has the following operational effects.
  • a thermocouple sheet 200 is disposed on the opposite side of 110 to form a laminated body, and the laminated body is heated while being pressurized in the laminating direction.
  • the conductive pastes 131 and 141 are solid-sintered to form interlayer connection members 130 and 140.
  • the interlayer connection members 130 and 140, the front surface wiring pattern 111, and the back surface wiring pattern 121 are electrically connected, and the insulating base material 100, the front surface protection member 110, the back surface protection member 120, and the thermocouple sheet 200 are pressure-bonded. To do. Thereby, the heat flux sensor 10 and the thermocouple 20 are integrally formed.
  • the thickness of the location of the heat flux sensor 10 provided in the heat flow measuring device 1 and the thickness of the location of the thermocouple sheet 200 can be made uniform, and the thickness of the heat flow measuring device 1 can be reduced. Therefore, when the heat flow measuring device 1 is attached to the surface 3 of the measurement object 2, the turbulence of the airflow in the vicinity of the surface 3 of the measurement object 2 is suppressed. Therefore, the heat flow measuring device 1 can accurately detect the heat flow of the measurement object 2 by reducing temperature drift due to changes in the outside air temperature based on the output signal of the heat flux sensor 10 and the output signal of the thermocouple 20.
  • the heat flow measuring device 1 can be formed by pressing the insulating base material 100, the surface protection member 110, the back surface protection member 120, the thermocouple sheet 200, and the like once. Therefore, it is possible to suppress the formation of wrinkles or gaps in members such as the insulating base material 100, the surface protection member 110, the back surface protection member 120, and the thermocouple sheet 200.
  • the heat flow measuring device 1 when the heat flow measuring device 1 is attached to the surface 3 of the measurement object 2, the heat flux sensor 10 and the joint 23 of the thermocouple 20 are brought closer to the surface 3 of the measurement object 2 and the measurement is performed.
  • the heat flux sensor 10 and the thermocouple sheet 200 can be brought into close contact with the surface 3 of the object 2. Therefore, the heat flow measuring device 1 can accurately detect the heat flow characteristics of the measurement object 2 based on the output signal of the heat flux sensor 10 and the output signal of the thermocouple 20.
  • the heat flow measuring device 1 can accurately detect the heat flow characteristics of the measurement object 2 based on the output signal of the heat flux sensor 10 and the output signal of the thermocouple 20.
  • the first insulating sheet 210 is disposed on one side of the thermocouple 20 and the second insulating sheet 220 is disposed on the other side in the thermocouple sheet forming step S10.
  • the laminated body of the thermocouple 20 formed in this manner is heated while being pressed in the laminating direction, and the first insulating sheet 210, the thermocouple 20, and the second insulating sheet 220 are pressure bonded.
  • thermocouple sheet 200 when the thermocouple sheet 200 is disposed at a position where the front surface protection member 110 and the back surface protection member 120 extend in the plane direction from the insulating base material 100, the thermocouple sheet 200 can be accurately and easily positioned with respect to the heat flux sensor 10. It can be carried out.
  • thermocouple sheet 200 is changed with respect to the first embodiment, and the other parts are the same as those in the first embodiment. Therefore, only different portions from the first embodiment will be described. .
  • the thermocouple sheet 200 constituting the heat flow measuring device 1 of the second embodiment is a position where the surface protection member 110 and the back surface protection member 120 extend from the insulating base material 100 in the surface direction. In FIG. 5, it is fixed between the front surface protection member 110 and the back surface protection member 120. In this state, of the back surface protection member 120 where the plurality of interlayer connection members 130 and 140 are disposed in the heat flux sensor 10, the surface 120 b opposite to the insulating base material 100, and the thermocouple sheet 200 are joined to the joint 23. Of the back surface protection member 120 at the place where is disposed, the surface 120b opposite to the thermocouple sheet 200 is aligned.
  • a short-circuit preventing insulating sheet 230 is provided between the thermocouple sheet 200 and the back surface protection member 120.
  • This insulating sheet 230 for short circuit prevention includes the pad portions 24 and 25 of the thermocouple 20 included in the thermocouple sheet 200 and the pad portions 124 and 125 where the back surface wiring pattern 121 is exposed from the second insulating sheet 220 included in the thermocouple sheet 200. And prevent short circuit.
  • thermocouple sheet 200 and the short-circuit prevention insulating sheet 230 is the same as or thinner than the thickness of the insulating substrate 100. Therefore, in the heat flow measuring device 1, the thickness T1 at the location where the thermocouple sheet 200 is provided is within the range of the thickness T2 where the heat flux sensor 10 is provided.
  • the manufacturing method of the second embodiment also includes a thermocouple sheet forming step S10, a heat flux sensor member preparing step S20, a laminate forming step S30, and an integrated pressing step S40, as in the first embodiment.
  • the thermocouple sheet forming step S10, the heat flux sensor member preparing step S20, and the integrated pressing step S40 are the same as the steps described in the first embodiment.
  • a protective member 120 is disposed.
  • the insulating base material 100 and the thermocouple sheet 200 are arranged side by side on the back surface protection member 120, and the surface protection member 110 on which the surface wiring pattern 111 is formed is further disposed thereon.
  • Release paper 54 and second cushioning material 62 are arranged.
  • thermocouple sheet 200 is disposed between the front surface protection member 110 and the rear surface protection member 120 at a position where the front surface protection member 110 and the rear surface protection member 120 extend in the surface direction from the insulating base material 100. It becomes. At this time, at least the portion where the conductive pastes 131 and 141 are disposed on the surface 120b located on the opposite side of the insulating base material 100 in the back surface protection member 120 and the side opposite to the thermocouple sheet 200 in the back surface protection member 120. Of the surface 120b, at least a portion where the joint portion 23 is disposed is in a state substantially aligned on the same plane.
  • thermocouple sheet 200 the entire surface 120b of the back surface protection member 120 opposite to the insulating substrate 100 and the entire surface 120b of the back surface protection member 120 opposite to the thermocouple sheet 200 are aligned. Is preferred. Further, the joining portion 23 and the conductive pastes 131 and 141 are arranged close to each other so that the joining portion 23 of the thermocouple 20 included in the thermocouple sheet 200 enters the recess 11 included in the insulating base material 100. In this way, a laminate is formed.
  • the laminated body disposed between the lower press plate 71 and the upper press plate 72 of the press is heated while being pressurized in the lamination direction in a vacuum.
  • the plurality of first and second conductive pastes 131 and 141 embedded in the plurality of via holes 101 and 102 of the insulating base material 100 are solid-sintered to be a plurality of first and second interlayer connection members 130, 140.
  • the first and second interlayer connection members 130 and 140, the front surface wiring pattern 111, and the back surface wiring pattern 121 are electrically connected.
  • the insulating base material 100, the surface protection member 110, the back surface protection member 120, and the thermocouple sheet 200 are pressure-bonded.
  • thermocouple sheet 200 of the back surface protection member 120 is aligned.
  • thermocouple 20 is stacked on the surface opposite to the measurement target 2 in the heat flux sensor 10
  • the joint 23 of the thermocouple 20 is connected to the measurement target 2. It is possible to approach the surface 3. Further, the heat flux sensor 10 and the thermocouple sheet 200 can be brought into close contact with the surface 3 of the measurement object 2. Therefore, the heat flow measuring device 1 can accurately detect the heat flow characteristics of the measurement object 2 based on the output signal of the heat flux sensor 10 and the output signal of the thermocouple 20.
  • thermocouple 20 which the thermocouple sheet
  • seat 200 has with respect to 1st Embodiment, Since it is the same as that of 1st, 2nd Embodiment about others, 1st, Only parts different from the second embodiment will be described.
  • FIG. 21 shows only the thermocouple 20 included in the thermocouple sheet 200 constituting the heat flow measuring device 1.
  • the thermocouple 20 is formed by welding a first conductor 21 and a second conductor 22 made of metal foils having different thermoelectric powers by welding or the like. A location where the first conductor 21 and the second conductor 22 are joined becomes a joint 23 for detecting temperature.
  • the first conductor 21 has a first pad portion 24 for wiring connection at the end opposite to the joint portion 23.
  • the second conductor 22 has a second pad portion 25 for wiring connection at the end opposite to the joint portion 23.
  • the width W 1 of the first conductor 21 excluding the first pad portion 24 is narrower than the width W 2 of the first pad portion 24.
  • the width W 3 of the second conductor 22 excluding the second pad portion 25 is narrower than the width W 4 of the second pad portion 25.
  • the heat capacity of the first conductor 21 excluding the first pad portion 24 can be reduced, and the heat capacity of the second conductor 22 excluding the second pad portion 25 can be reduced. Therefore, in the thermocouple 20, when a temperature difference occurs between the joint portion 23 and the detection portion 30, the heat of the joint portion 23 is suppressed from being transmitted to the first conductor 21 and the second conductor 22. Therefore, since the thermoelectromotive force generated at the joint 23 is suppressed from being reduced by heat transfer from the joint 23 to the first conductor 21 and the second conductor 22, the thermocouple 20 reduces the temperature of the joint 23. It can be detected accurately.
  • the thermocouple sheet 200 is formed by covering the thermocouple 20 from both sides with the first insulating sheet 210 and the second insulating sheet 220. The Therefore, even when the width W1 of the first conductor 21 excluding the first pad portion 24 and the width W3 of the second conductor 22 excluding the second pad portion 25 are made thin, the thermocouple sheet 200 is easily handled. Is possible. Therefore, when the thermocouple sheet 200 is disposed at a position where the surface protection member 110 and the back surface protection member 120 extend in the plane direction from the insulating base material 100, the thermocouple sheet 200 can be accurately and easily positioned with respect to the heat flux sensor 10. It can be carried out.
  • thermocouple 20 included in the thermocouple sheet 200 is changed with respect to the first embodiment, and the others are the same as those in the first and second embodiments. Only parts different from the second embodiment will be described.
  • FIG. 22 shows only the thermocouple 20 included in the thermocouple sheet 200 constituting the heat flow measuring device 1.
  • the thermocouple 20 is obtained by joining a first conductor 21 and a second conductor 22 made of linear members having different thermoelectric powers by welding or the like. A location where the first conductor 21 and the second conductor 22 are joined becomes a joint 23 for detecting temperature.
  • a first pad 26 for wiring connection is attached to the first conductor 21 at the end opposite to the joint 23 by welding or the like.
  • a second pad 27 for wiring connection is attached to the second conductor 22 at the end opposite to the joint 23 by welding or the like.
  • the width W5 of the first conductor 21 made of a linear member is narrower than the width W6 of the first pad 26.
  • the width W7 of the second conductor 22 made of a linear member is narrower than the width W8 of the second pad 27.
  • the heat capacity of the first conductor 21 can be reduced, and the heat capacity of the second conductor 22 can be reduced. Therefore, in the thermocouple 20, when a temperature difference occurs between the joint portion 23 and the detection portion 30, the heat of the joint portion 23 is suppressed from being transmitted to the first conductor 21 and the second conductor 22. Therefore, the thermocouple 20 can accurately detect the temperature of the junction 23 because the thermoelectromotive force generated in the junction 23 due to heat transfer to the first conductor 21 and the second conductor 22 is suppressed. .
  • the thermocouple sheet 200 is formed by covering the thermocouple 20 from both sides with the first insulating sheet 210 and the second insulating sheet 220. The Therefore, even when the width W5 of the first conductor 21 and the width W7 of the second conductor 22 are reduced, the thermocouple sheet 200 can be easily handled. Therefore, when the thermocouple sheet 200 is disposed at a position where the front surface protection member 110 and the back surface protection member 120 extend in the plane direction from the insulating base material 100, the thermocouple sheet 200 can be accurately and easily positioned with respect to the heat flux sensor 10. It can be carried out.
  • the heat flow measurement device is used by being attached to the surface of the measurement object.
  • the heat flow measurement device may be used by being embedded in the measurement object.
  • a heat flow measuring apparatus is provided with a heat flux sensor and a thermocouple sheet
  • the heat flux sensor has a plurality of conductors, a front surface wiring pattern, a back surface wiring pattern, a front surface protection member, and a back surface protection member, and detects a heat flux flowing between one surface in the thickness direction and the other surface.
  • the plurality of conductors are embedded in a plurality of via holes made of a plate-like insulating base material and metals having different thermoelectric powers and leading to the thickness direction of the insulating base material.
  • the surface wiring pattern is connected to one end in the thickness direction of the insulating base material in the plurality of conductors.
  • the back surface wiring pattern is connected to the other ends in the thickness direction of the insulating base material in the plurality of conductors.
  • the surface protection member covers one surface in the thickness direction of the insulating substrate and the surface wiring pattern.
  • the back surface protection member covers the other surface in the thickness direction of the insulating base material and the back surface wiring pattern.
  • the thermocouple sheet includes a thermocouple, a first insulating sheet, and a second insulating sheet, and detects the temperature of the joint.
  • the thermocouple has a joint portion in which a first conductor and a second conductor made of metals having different thermoelectric powers are joined.
  • the first insulating sheet covers the thermocouple from one side in a direction intersecting the direction in which the first conductor and the second conductor are arranged.
  • the second insulating sheet covers the thermocouple from the side opposite to the first insulating sheet.
  • the thermocouple sheet is fixed at a position where the front surface protection member and the rear surface protection member extend in the surface direction from the insulating base material.
  • thermocouple sheet is fixed to the opposite side of the back surface protection member to the front surface protection member at a position where the front surface protection member and the back surface protection member extend in the surface direction from the insulating base material. .
  • the back surface protection member of the back surface protection member at the position where the plurality of conductors are disposed on the heat flux sensor, the surface opposite to the insulating base material, and the back surface protection member of the thermocouple sheet at the position where the joint portion is disposed on the thermocouple sheet The opposite side is aligned.
  • the heat flow measuring device when the heat flow measuring device is attached to the surface of the measurement object, the heat flux sensor and the thermocouple junction are brought close to the surface of the measurement object, and the heat flux sensor and The thermocouple sheet can be brought into close contact. Therefore, the heat flow measuring device can accurately detect the heat flow characteristics of the measurement object based on the output signal of the heat flux sensor and the output signal of the thermocouple.
  • thermocouple sheet is fixed between the front surface protection member and the rear surface protection member at a position where the front surface protection member and the rear surface protection member extend in the surface direction from the insulating base material.
  • thermocouple junction closer to the surface of the object to be measured, compared to the structure in which the thermocouple is stacked on the surface opposite to the object to be measured. It is. Further, the heat flux sensor and the thermocouple sheet can be brought into close contact with the surface of the measurement object. Therefore, the heat flow measuring device can accurately detect the heat flow characteristics of the measurement object based on the output signal of the heat flux sensor and the output signal of the thermocouple.
  • seat was provided is in the range of the thickness of the location in which the heat flux sensor was provided.
  • the thickness of the heat flow measuring device can be reduced within the range of the thickness of the heat flux sensor. Therefore, when the heat flow measuring device is attached to the surface of the measurement object, the turbulence of the air current near the surface of the measurement object can be suppressed.
  • the insulating base material has a recess that is recessed from the side on the thermocouple sheet side to the conductor side.
  • the thermocouple bonding portion of the thermocouple sheet enters the recess of the insulating base material.
  • the heat flow measuring device can measure the heat flow and temperature at almost the same location of the measurement object by reducing the distance between the conductor of the heat flux sensor and the junction of the thermocouple. Therefore, the heat flow measuring device can accurately detect the heat flow characteristics of the measurement object based on the output signal of the heat flux sensor and the output signal of the thermocouple.
  • the first conductor and the second conductor of the thermocouple are made of metal foil.
  • the 1st conductor has the 1st pad part for wiring connection in the edge part on the opposite side to a junction part.
  • the 2nd conductor has the 2nd pad part for wiring connection in the edge part on the opposite side to a junction part.
  • the width of the first conductor excluding the first pad portion is narrower than the width of the first pad portion.
  • the width of the second conductor excluding the second pad portion is narrower than the width of the second pad portion.
  • the heat capacity of the first conductor excluding the first pad portion can be reduced, and the heat capacity of the second conductor excluding the second pad portion can be reduced. Therefore, it is suppressed that the heat of a junction part is transmitted to the 1st conductor and the 2nd conductor. Therefore, the thermocouple can accurately detect the temperature of the junction.
  • the first conductor and the second conductor of the thermocouple are composed of linear members.
  • a first pad for wiring connection is attached to the first conductor at the end opposite to the joint.
  • a second pad for wiring connection is attached to the end of the second conductor opposite to the joint.
  • thermocouple can accurately detect the temperature of the junction.

Abstract

熱流測定装置１は、熱流束センサ１０および熱電対シート２００を備える。熱流束センサ１０は、絶縁基材１００、複数の層間接続部材１３０、１４０、表面配線パターン１１１、裏面配線パターン１２１、表面保護部材１１０および裏面保護部材１２０を有する。熱電対シート２００は、熱電対２０、第１絶縁シート２１０および第２絶縁シート２２０を有し、表面保護部材１１０および裏面保護部材１２０が絶縁基材１００から面方向に延びた位置に固定されている。

Description

熱流測定装置 関連出願の相互参照
　本出願は、２０１６年５月２５日に出願された日本出願番号２０１６－１０４５０１号に基づくものであって、その優先権の利益を主張するものであり、その特許出願のすべての内容が、参照により本明細書に組み入れられる。
　本開示は、熱流束センサと熱電対とを一体に構成した熱流測定装置に関する。
　従来、薄い板状に形成され、厚み方向の一方の面と他方の面との間を流れる熱流束に応じた信号を出力する熱流束センサが知られている。
　特許文献１には、１個の多層基板を製造する工程で、電気的に独立した複数の熱流束センサを同時に形成した熱流測定装置が記載されている。この熱流測定装置は、複数の熱流束センサの性能個体差を小さくしたものである。
特開２０１６－１１９５０号公報
　特許文献１に記載の熱流測定装置は、測定対象物の表面に取り付けられることにより、測定対象物の内部で発生する熱を測定できる。しかし、測定対象物の表面の熱流は、測定対象物の内部で発生する熱の影響を受けると共に、外気温の変化による影響も受ける。そのため、熱流測定装置は、測定対象物の内部で発生する熱に応じた信号を出力すると共に、外気温の変化に応じた信号も出力する。したがって、熱流測定装置を測定対象物の表面に取り付けた熱流測定では、外気温の変化に応じた信号が温度ドリフトとなるため、測定対象物の内部で発生する熱の検出が困難になる。
　その対策として、熱流測定装置に対し、熱流束センサに加え、熱電対を設けることが考えられる。熱電対を用いて外気温の変化による対象物の表面の温度変化を検出すれば、熱流束センサから出力される信号と熱電対から出力される信号とに基づき、熱流束センサの信号から温度ドリフトの影響を低減できる。
　熱流測定装置に対して熱流束センサと熱電対とを設ける場合、次の問題がある。
　（１）仮に熱流束センサと熱電対とを厚み方向に積み重ねて配置すると、熱流測定装置の厚みが大きくなる。このような熱流測定装置を測定対象物の表面に取り付けた場合、その測定対象物の表面近傍の気流が乱れる。そのため、熱流束センサの出力信号および熱電対の出力信号が、測定対象物の内部で発生する熱による測定対象物表面の熱流や、外気温の変化による測定対象物表面の熱流に正確に対応したものとならない。したがって、このような配置とした場合、熱流測定装置は、測定対象物の内部で発生する熱を正確に検出することが困難である。
　（２）仮に熱流束センサと熱電対とを面方向に離れた位置に配置すると、熱流束センサが検出する熱流と熱電対が検出する温度変化とがそれぞれ測定対象物の異なる位置の熱流および温度変化となる。その場合、熱電対の信号と熱流束センサの信号とが対応したものにならない。したがって、このような配置とした場合にも、熱流測定装置は、熱流束センサの信号から温度ドリフトの影響を低減することが困難である。
　本開示は、測定対象物の熱流を正確に検出できる熱流測定装置を提供することを目的とする。
　本開示の第一の態様において、熱流測定装置は、熱流束センサおよび熱電対シートを備える。熱流束センサは、板状の絶縁基材、熱電能が異なる金属から構成されて絶縁基材の厚み方向に通じる複数のビアホールに埋め込まれた複数の導電体、複数の導電体における絶縁基材の厚み方向の一方の端部同士に接続する表面配線パターン、複数の導電体における絶縁基材の厚み方向の他方の端部同士に接続する裏面配線パターン、絶縁基材の厚み方向の一方の面と表面配線パターンとを覆う表面保護部材、および絶縁基材の厚み方向の他方の面と裏面配線パターンとを覆う裏面保護部材を有し、厚み方向の一方の面と他方の面との間を流れる熱流束を検出する。熱電対シートは、熱電能が異なる金属から構成された第１導体と第２導体とが接合された接合部を有する熱電対、第１導体と第２導体とが並ぶ方向に対し交差する方向の一方の側から熱電対を覆う第１絶縁シート、および第１絶縁シートとは反対側から熱電対を覆う第２絶縁シートを有し、接合部の温度を検出する。この熱電対シートは、表面保護部材および裏面保護部材が絶縁基材から面方向に延びた位置に固定されている。
　これによれば、仮に熱流束センサと熱電対とを厚み方向に重ねて配置した構成と比較して、熱流測定装置の厚みを薄くできる。そのため、測定対象物の表面に熱流測定装置を取り付けたとき、その測定対象物の表面近傍の気流の乱れが抑制される。したがって、熱流測定装置は、熱流束センサの出力信号と熱電対の出力信号とに基づき、外気温の変化等による温度ドリフトを低減し、測定対象物の熱流を正確に検出できる。
　また、熱流束センサと熱電対とを面方向に近づけることが可能になるので、熱流束センサと熱電対とはそれぞれ、測定対象物のほぼ同じ位置の熱流および温度を検出する。そのため、熱電対の信号と熱流束センサの信号とが対応したものとなる。したがって、熱流測定装置は、熱流束センサの信号から温度ドリフトの影響を低減できる。
　本開示についての上記目的およびその他の目的、特徴や利点は、添付の図面を参照しながら下記の詳細な記述により、より明確になる。その図面は、
図１は、本発明の第１実施形態に係る熱流測定装置を測定対象物に取り付けた状態を模式的に示す図であり、 図２は、図１のＩＩ－ＩＩ断面の模式図であり、 図３は、熱流測定装置を構成する熱流束センサの出力特性と熱電対の出力特性とを模式的に示すグラフであり、 図４は、第１実施形態に係る熱流測定装置の平面図であり、 図５は、図４のＶ－Ｖ断面図であり、 図６は、第１実施形態に係る熱流測定装置の製造方法のフローチャートであり、 図７は、熱流測定装置を構成する熱電対シートの製造方法のフローチャートであり、 図８は、熱流測定装置を構成する熱電対シートの製造方法の説明図であり、 図９は、図８のＩＸ－ＩＸ断面図であり、 図１０は、熱流測定装置を構成する熱電対シートの製造方法の説明図であり、 図１１は、熱流測定装置を構成する熱電対シートの製造方法の説明図であり、 図１２は、熱流測定装置を構成する熱電対シートの製造方法の説明図であり、 図１３は、熱流測定装置を構成する熱電対シートの製造方法の説明図であり、 図１４は、熱流測定装置を構成する熱電対シートの製造方法の説明図であり、 図１５は、熱流測定装置を構成する熱流束センサ用の部材の模式図であり、 図１６は、熱流測定装置の製造方法の説明図であり、 図１７は、熱流測定装置の製造方法の説明図であり、 図１８は、本発明の第２実施形態に係る熱流測定装置の断面図であり、 図１９は、図１８のＸＩＸ方向の平面図であり、 図２０は、第２実施形態の熱流測定装置の製造方法の説明図であり、 図２１は、本発明の第３実施形態に係る熱流測定装置を構成する熱電対の平面図であり、 図２２は、本発明の第４実施形態に係る熱流測定装置を構成する熱電対の平面図である。
　以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、同一符号を付して説明する。
　（第１実施形態）
　本発明の第１実施形態について図面を参照しつつ説明する。図１および図２に示すように、本実施形態の熱流測定装置１は、熱流束センサ１０と熱電対２０とが一体に構成されたものである。
　熱流束センサ１０は、絶縁基材１００と、その絶縁基材１００の厚み方向の一方の面を覆う表面保護部材１１０と、他方の面を覆う裏面保護部材１２０とを有する。絶縁基材１００には、ゼーベック効果を発揮するように互いに熱電能が異なる金属から構成された複数の層間接続部材１３０、１４０が埋め込まれている。表面保護部材１１０と裏面保護部材１２０にはそれぞれ、複数の層間接続部材１３０、１４０を直列接続するための表面配線パターン１１１および裏面配線パターン１２１が形成されている。熱流束センサ１０は、その厚み方向の一方の面と他方の面との間を流れる熱流束に応じて層間接続部材１３０、１４０に発生する熱起電力に応じた信号を出力する。なお、熱流束センサ１０の厚み方向とは、絶縁基材１００、表面保護部材１１０および裏面保護部材１２０の積層方向のことである。また、本実施形態の層間接続部材１３０、１４０は、特許請求の範囲に記載の「導電体」に相当する。
　熱電対シート２００は、熱電対２０、第１絶縁シート２１０および第２絶縁シート２２０を有する。熱電対２０は、第１導体２１と第２導体２２とが接合されたものである。第１導体２１と第２導体２２とは、それぞれ熱電能が異なる金属箔から構成されている。第１導体２１と第２導体２２とが接合された部分を接合部２３という。熱電対２０は、その接合部２３と、第１導体２１および第２導体２２に配線３４、３５を通じて接続される検出部３０との間の温度差に応じて熱電対２０に発生する熱起電力に応じた信号を出力する。第１絶縁シート２１０は、第１導体２１と第２導体２２とが並ぶ方向に対し交差する方向の一方の側から熱電対２０を覆っている。第２絶縁シート２２０は、第１絶縁シート２１０とは反対側から熱電対２０を覆っている。なお、熱流束センサ１０および熱電対シート２００の構成の詳細については後述する。
　熱流測定装置１は、測定対象物２の表面３に取り付けて使用することが可能である。なお、図２では、測定対象物２の内部の熱発生源４を模式的に破線で示している。
　熱流束センサ１０が有する裏面配線パターン１２１の端部のパッド部１２４、１２５にそれぞれ接続する配線３１、３２は、チューブ状のシールド線３３の内側を通り、検出部３０に接続されている。熱電対２０が有する第１導体２１と第２導体２２にそれぞれ接続する配線３４、３５も、チューブ状のシールド線３３の内側を通り、検出部３０に接続されている。これにより、熱流束センサ１０の出力信号と、熱電対２０の出力信号とは、検出部３０に入力される。
　検出部３０は、マイクロコンピュータおよびその周辺機器などから構成されている。検出部３０は、熱流束センサ１０の出力信号と熱電対２０の出力信号とに基づき、測定対象物２の内部の熱発生源４で発生した熱が測定対象物２の内部から表面３に伝わり、その表面３の熱流を測定できる。検出部３０は、この測定対象物２の表面３で測定される熱流に基づき、測定対象物２の熱発生源４で発生した熱量を算出できるものであってもよい。
　シールド線３３は外部からの電磁波の侵入を防ぐための導体を有している。シールド線３３が有する導体は、シールド線３３の内部で配線を囲うように筒状に形成され、配線３６などを通じて測定対象物２に電気的に接続されている。シールド線３３が有する導体は、グランド３７に接続されることが好ましい。これにより、熱流束センサ１０および熱電対２０が出力する電圧信号に対するノイズを低減できる。
　図３では、検出部３０において検出される熱電対２０の出力信号の一例を実線Ａに模式的に示し、その際の熱流束センサ１０の出力信号の一例を実線Ｂに模式的に示している。
　この例では、外気温が、時刻ｔ０から時刻ｔ４にかけて次第に上昇し、時刻ｔ４から時刻ｔ８にかけて次第に下降しているものとする。また、検出部３０の温度は、時刻ｔ０から時刻ｔ８に亘りほぼ一定であるとする。
　測定対象物２の表面３の温度は、外気温の上昇に伴って上昇し、外気温の低下に伴って低下する。そのため、実線Ａに示すように、熱電対２０の出力信号は、時刻ｔ０から時刻ｔ４にかけて次第に上昇し、時刻ｔ４から時刻ｔ８にかけて次第に下降している。
　一方、測定対象物２の表面３の熱流束は、外気温の上昇に伴って外気側から測定対象物２側に流れ、外気温の低下に伴って測定対象物２側から外気側に流れる。そのため、実線Ｂに示すように、熱流束センサ１０の出力信号は、時刻ｔ０から時刻ｔ４にかけて次第に下降し、時刻ｔ４から時刻ｔ８にかけて次第に上昇している。すなわち、熱電対２０の出力信号と熱流束センサ１０の出力信号とは、外気温の変化によって測定対象物２の表面３の熱流に対して逆向きの挙動を示す。
　ここで、時刻ｔ１から時刻ｔ２の間、および、時刻ｔ５から時刻ｔ６の間に、測定対象物２の内部の熱発生源４で熱が発生したものとする。このとき、熱発生源４で発生した熱は測定対象物２の内部から表面３に伝わり、その表面３に熱流が生じる。そのため、時刻ｔ１から時刻ｔ２の間で、熱電対２０の出力信号と熱流束センサ１０の出力信号とはいずれも上昇し、時刻ｔ２から時刻ｔ３の間で、熱電対２０の出力信号と熱流束センサ１０の出力信号とはいずれも下降している。また、時刻ｔ５から時刻ｔ６の間で、熱電対２０の出力信号と熱流束センサ１０の出力信号とはいずれも上昇し、時刻ｔ６から時刻ｔ７の間で、熱電対２０の出力信号と熱流束センサ１０の出力信号とはいずれも下降している。すなわち、熱電対２０の出力信号と熱流束センサ１０の出力信号とは、測定対象物２の内部の熱発生源４で発生した熱が測定対象物２の内部を伝わり、測定対象物２の表面３の熱流に対して同じ向きの挙動を示す。
　したがって、検出部３０は、熱流束センサ１０の出力信号と熱電対２０の出力信号とを比べることで、外気温の変化によって測定対象物２の表面３の熱流を除き、測定対象物２の内部の熱発生源４で発生した熱により測定対象物２の表面３の熱流のみを測定できる。
　次に、熱流測定装置１が備える熱流束センサ１０および熱電対シート２００の構成について説明する。
　図４および図５に示すように、熱流束センサ１０は、絶縁基材１００、表面保護部材１１０、裏面保護部材１２０が一体化され、この一体化されたものの内部で第１層間接続部材１３０と、第２層間接続部材１４０とが交互に直列に接続された構造を有する。
　絶縁基材１００は、可撓性を有する熱可塑性樹脂フィルムまたは熱硬化性樹脂フィルムから構成され、板状を有している。絶縁基材１００には、厚み方向に通じる複数の第１ビアホール１０１および複数の第２ビアホール１０２が形成されている。
　第１ビアホール１０１には第１層間接続部材１３０が埋め込まれ、第２ビアホール１０２には第２層間接続部材１４０が埋め込まれている。つまり、絶縁基材１００には、第１層間接続部材１３０と第２層間接続部材１４０とが互い違いになるように埋め込まれている。
　第１層間接続部材１３０と第２層間接続部材１４０とは、ゼーベック効果を発揮するように、熱電能が互いに異なる金属や半導体等の熱電材料で構成されている。例えば、第１層間接続部材１３０は、Ｐ型を構成するＢｉ－Ｓｂ－Ｔｅ合金の粉末が、焼結前における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で構成される。また、例えば、第２層間接続部材１４０は、Ｎ型を構成するＢｉ－Ｔｅ合金の粉末が、焼結前における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で構成される。
　なお、図４では、第１および第２層間接続部材１３０、１４０は、後述する表面配線パターン１１１に隠れて見えないものである。しかし、説明の便宜上、第１および第２層間接続部材１３０、１４０の位置を破線で示し、そこにハッチングを施してある。
　表面保護部材１１０は、絶縁基材１００の表面１００ａを覆っている。表面保護部材１１０は、可撓性を有する熱可塑性樹脂フィルムまたは熱硬化性樹脂フィルムから構成されている。また、表面保護部材１１０は、絶縁基材１００よりも面方向の一方に長く形成されており、絶縁基材１００から面方向の一方に延びている。
　表面保護部材１１０には、絶縁基材１００に向き合う面１１０ａ側に銅箔等がパターニングされた複数の表面配線パターン１１１が形成されている。なお、図４では、表面保護部材１１０が透明または半透明のものであるとして、複数の表面配線パターン１１１の位置を実線にて記載している。この複数の表面配線パターン１１１は、第１層間接続部材１３０の一方の端部と、それに隣り合う第２層間接続部材１４０の一方の端部とに電気的に接続している。
　裏面保護部材１２０は、絶縁基材１００の裏面１００ｂを覆っている。裏面保護部材１２０は、可撓性を有する熱可塑性樹脂フィルムまたは熱硬化性樹脂フィルムにて構成されている。また、裏面保護部材１２０は、絶縁基材１００よりも面方向の一方に長く形成されており、絶縁基材１００から面方向の一方に延びている。なお、裏面保護部材１２０は、表面保護部材１１０よりも長く延びている。
　裏面保護部材１２０には、絶縁基材１００に向き合う面１２０ａ側に銅箔等がパターニングされた複数の裏面配線パターン１２１が形成されている。この複数の裏面配線パターン１２１は、第１層間接続部材１３０の他方の端部と、それに隣り合う第２層間接続部材１４０の他方の端部とに電気的に接続している。
　互いに隣接する第１層間接続部材１３０と第２層間接続部材１４０とは、表面配線パターン１１１と裏面配線パターン１２１とによって交互に折り返されるようにして接続されている。このようにして、第１層間接続部材１３０と第２層間接続部材１４０とは、表面配線パターン１１１と裏面配線パターン１２１によって直列接続されている。
　裏面配線パターン１２１のうち第１層間接続部材１３０と第２層間接続部材１４０とを直列接続したものの端部となる延長配線１２２、１２３は、裏面保護部材１２０が絶縁基材１００よりも面方向の一方に延びている箇所に設けられている。裏面保護部材１２０が表面保護部材１１０よりもさらに長く延びた箇所において、裏面配線パターン１２１の延長配線１２２、１２３は外気に露出する。その延長配線１２２、１２３が外気に露出した箇所は、配線を接続するための端子として機能するパッド部１２４、１２５となる。
　熱流束センサ１０は、その厚み方向の一方の面と他方の面との間を熱流束が生じると、第１および第２層間接続部材１３０、１４０の一方の端部と他方の端部に温度差が生じる。その際、ゼーベック効果によって第１および第２層間接続部材１３０、１４０に熱起電力が発生する。熱流束センサ１０は、この熱起電力をセンサ信号（例えば、電圧信号）として出力する。
　続いて、熱電対シート２００の構成について説明する。
　熱電対シート２００は、熱電対２０、第１絶縁シート２１０および第２絶縁シート２２０が一体化された構造を有する。熱電対２０は、ゼーベック効果を発揮するように、互いに熱電能が異なる金属からなる第１導体２１と第２導体２２とが溶接などにより接合されたものである。第１導体２１と第２導体２２とが接合された箇所が、温度を検出するための接合部２３となる。なお、本実施形態の第１導体２１と第２導体２２とは、金属箔で構成されている。
　第１絶縁シート２１０は、可撓性を有する熱可塑性樹脂フィルムまたは熱硬化性樹脂フィルムから構成され、板状を有している。第１絶縁シート２１０は、第１導体２１と第２導体２２とが並ぶ方向に対し交差する方向の一方の側から熱電対２０を覆っている。第２絶縁シート２２０は、第１絶縁シート２１０とは反対側から熱電対２０を覆っている。第１絶縁シート２１０は、第２絶縁シート２２０よりも面方向の一方に長く形成されており、第２絶縁シート２２０から面方向の一方に延びている。
　第１絶縁シート２１０が第２絶縁シート２２０よりも長く延びた箇所において、熱電対２０を構成する第１導体２１と第２導体２２とは外気に露出する。その第１導体２１と第２導体２２が外気に露出した箇所は、配線を接続するための端子として機能するパッド部２４、２５となる。
　熱電対２０は、接合部２３と検出部３０との間に温度差が生じると、ゼーベック効果によって接合部２３に熱起電力が発生する。熱電対２０は、この熱起電力をセンサ信号（例えば、電圧信号）として出力する。
　熱電対シート２００は、表面保護部材１１０および裏面保護部材１２０が絶縁基材１００から面方向に延びた位置に固定されている。ここで、熱流束センサ１０を構成する絶縁基材１００は、熱電対シート２００側の辺１２から層間接続部材１３０、１４０側へ凹む凹部１１を有している。熱電対シート２００が有する熱電対２０の接合部２３は、絶縁基材１００が有する凹部１１に入り込んでいる。そのため、熱流束センサ１０の第１および第２層間接続部材１３０、１４０と、熱電対２０の接合部２３との距離は近いものとなっている。
　また、本実施形態では、裏面保護部材１２０は、絶縁基材１００から面方向に延びた位置において、表面保護部材１１０側に曲げられ、表面保護部材１１０に密着している。熱電対シート２００は、表面保護部材１１０と裏面保護部材１２０とが密着した位置において、裏面保護部材１２０のうち表面保護部材１１０とは反対側に固定されている。この状態において、熱流束センサ１０に複数の層間接続部材１３０、１４０が配置される箇所における裏面保護部材１２０のうち絶縁基材１００とは反対側の面１２０ｂと、熱電対シート２００に接合部２３が配置される箇所における熱電対シート２００のうち裏面保護部材１２０とは反対側の面２００ｂとは揃っている。
　なお、本明細書において「２つの面が揃っている」という場合、２つの面が同一平面上に揃っている状態に加え、製造公差または経年変化などにより僅かにずれている状態も含むものである。
　熱電対シート２００の厚みは、絶縁基材１００の厚みと同じであるか、またはそれより薄い。そのため、熱流測定装置１は、熱電対シート２００が設けられた箇所の厚みＴ１が、熱流束センサ１０が設けられた箇所の厚みＴ２の範囲内となっている。
　次に、熱流測定装置１の製造方法について説明する。なお、この製造方法は、複数の熱流測定装置を同時に製造するものである。
　図６に示すように、この製造方法は、熱電対シート形成工程Ｓ１０、熱流束センサ用部材用意工程Ｓ２０、積層体形成工程Ｓ３０および一体プレス工程Ｓ４０を含んでいる。
　まず、熱流測定装置１の製造方法のうち、熱電対シート形成工程Ｓ１０について説明する。熱電対シート形成工程Ｓ１０では、図７に示した熱電対用意工程Ｓ１１、熱電対積層体形成工程Ｓ１２、プレス工程Ｓ１３および切断工程Ｓ１４により、熱電対シート２００を形成する。
　熱電対用意工程Ｓ１１では、互いに熱電能の異なる金属箔から構成される第１導体２１と第２導体２２を用意し、その先端同士を溶接により接合して接合部２３を形成する。これにより、熱電対２０が用意される。
　次に、熱電対積層体形成工程Ｓ１２では、図８および図９に示すように、所定のサイズに形成された治具ベース４０の上に第１離型紙５１と第２絶縁シート２２０を配置する。さらに、その上から治具ベース４０に対し端部位置決め治具４１および中間位置決め治具４２をボルト４３により固定する。第１離型紙５１として、例えばアラミド樹脂などから形成される熱硬化性樹脂シートまたは熱可塑性樹脂シートが使用される。第２絶縁シート２２０として、例えば表面と裏面に粘着層を有するアラミド樹脂などから形成される熱硬化性樹脂シートまたは熱可塑性樹脂シートが使用される。また、端部位置決め治具４１および中間位置決め治具４２には、熱電対２０を位置決めするための複数の溝部４４、４５が設けられている。その複数の溝部４４、４５に合わせて、第２絶縁シート２２０の上に複数の熱電対２０を配置する。なお、複数の熱電対２０は、端部位置決め治具４１および中間位置決め治具４２にそれぞれ設けられた複数の溝部４４、４５が並ぶ方向に配置されると共に、中間位置決め治具４２を挟んで向き合うように配置される。
　続いて、図１０に示すように、第１離型紙５１と第２絶縁シート２２０と熱電対２０の上から治具ベース４０に対し、押さえ治具４６をボルト４３により固定する。これにより、第１離型紙５１と第２絶縁シート２２０と熱電対２０の位置ずれが防がれる。その後、中間位置決め治具４２を治具ベース４０から取り外す。
　次に、図１１に示すように、第１離型紙５１と第２絶縁シート２２０と熱電対２０の上に、第１絶縁シート２１０を配置する。これにより、熱電対２０の積層体が形成される。第１絶縁シート２１０として、例えば表面と裏面に粘着層を有するアラミド樹脂などから形成される熱硬化性樹脂シートまたは熱可塑性樹脂シートが使用される。
　続いて、図１２に示すように、治具ベース４０をプレス機７０に設置し、第１絶縁シート２１０の上にさらに第２離型紙５２と第１緩衝材６１を配置する。第２離型紙５２として、例えばアラミド樹脂などから形成される熱硬化性樹脂シートまたは熱可塑性樹脂シートが使用される。第１緩衝材６１として、例えばテフロン（登録商標）が使用される。
　次に、プレス工程Ｓ１３では、プレス機７０により熱電対２０の積層体を積層方向に加圧しつつ加熱し、第１絶縁シート２１０と熱電対２０と第２絶縁シート２２０とを圧着する。このときのプレス機７０の圧力は例えば２ＭＰａ以上、温度は３００℃以上である。これにより、第１絶縁シート２１０と第２絶縁シート２２０が有する粘着層同士が接合し、図１３に示した状態の一体シート２０１となる。
　続いて、切断工程Ｓ１４では、図１３の一点鎖線Ｃ１～Ｃ４で示した位置で一体シート２０１を切断する。これにより、図１４に示すように、所定の実装寸法に成形された熱電対シート２００が形成される。
　次に、熱流測定装置１の製造方法のうち、熱流束センサ用部材用意工程Ｓ２０について説明する。
　図１５（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）に示すように、熱流束センサ用部材用意工程Ｓ２０では、絶縁基材１００、表面配線パターン１１１、表面保護部材１１０、裏面配線パターン１２１および裏面保護部材１２０を用意する。
　図１５（Ｂ）に示すように、絶縁基材１００は、熱流束センサ１０を構成するために熱電能が異なる複数種の導電性ペースト１３１、１４１が複数のビアホール１０１、１０２に埋め込まれたものである。絶縁基材１００は、複数層で構成されたものであってもよく、または単層で構成されたものであってもよい。
　この絶縁基材１００の製造方法の一例を説明する。まず、絶縁基材１００に対し、ドリルまたはレーザなどにより複数の第１ビアホール１０１を形成する。この複数の第１ビアホール１０１に対し、固相焼結により第１層間接続部材１３０を形成するための第１導電性ペースト１３１を充填する。なお、第１ビアホール１０１に第１導電性ペースト１３１を充填する方法（装置）としては、本出願人による特願２０１０－５０３５６号に記載の方法（装置）を採用すると良い。
　簡単に説明すると、図示しない保持台上に敷いた図示しない吸着紙の上に絶縁基材１００を配置する。そして、第１導電性ペースト１３１を溶融させつつ、第１ビアホール１０１に第１導電性ペースト１３１を充填する。これにより、第１導電性ペースト１３１の有機溶剤の大部分が吸着紙に吸着され、第１ビアホール１０１に合金の粉末が密接して配置される。
　なお、第１導電性ペースト１３１としては、金属原子が所定の結晶構造を維持しているＢｉ－Ｓｂ－Ｔｅ合金の粉末をパラフィン等の有機溶剤を加えてペースト化したものが用いられる。
　次に、絶縁基材１００に対し、ドリルまたはレーザなどにより複数の第２ビアホール１０２を形成する。複数の第２ビアホール１０２のそれぞれは、複数の第１ビアホール１０１のうちの隣り合う２つの第１ビアホール１０１の間に位置するように形成される。この複数の第２ビアホール１０２に対し、固相焼結により第２層間接続部材１４０を形成するための第２導電性ペースト１４１を充填する。第２導電性ペースト１４１の充填は、上述した第１導電性ペースト１３１の充填方法と同じ方法で行うことができる。
　なお、第２導電性ペースト１４１としては、第１導電性ペースト１３１を構成する金属原子と異なる金属原子が所定の結晶構造を維持しているＢｉ－Ｔｅ合金の粉末をテレピネ等の有機溶剤を加えてペースト化したものが用いられる。なお、第２導電性ペースト１４１の有機溶剤として、パラフィン等を使用してもよい。
　図１５（Ａ）に示すように、表面配線パターン１１１は、複数の導電性ペースト１３１、１４１における絶縁基材１００の厚み方向の一方の端部同士に接続するものである。また、表面保護部材１１０は、絶縁基材１００の厚み方向の一方の面と表面配線パターン１１１とを覆うものである。表面保護部材１１０は、絶縁基材１００よりも面方向に長い。
　この表面配線パターン１１１と表面保護部材１１０の製造方法の一例を説明する。まず、表面保護部材１１０のうち少なくとも絶縁基材１００と対向する面に銅箔等を形成する。そして、その銅箔を適宜パターニングすることにより、表面保護部材１１０に対し表面配線パターン１１１を形成する。
　図１５（Ｃ）に示すように、裏面配線パターン１２１は、複数の導電性ペースト１３１、１４１における絶縁基材１００の厚み方向の他方の端部同士に接続するものである。また、裏面保護部材１２０は、絶縁基材１００の厚み方向の他方の面と裏面配線パターン１２１とを覆うものである。裏面保護部材１２０は、絶縁基材１００および表面保護部材１１０よりも面方向に長い。
　この裏面配線パターン１２１と裏面保護部材１２０の製造方法の一例を説明する。まず、裏面保護部材１２０のうち少なくとも絶縁基材１００と対向する面に銅箔等を形成する。そして、その銅箔を適宜パターニングすることにより、裏面保護部材１２０に対し裏面配線パターン１２１を形成する。
　続いて、熱流測定装置１の製造方法のうち、積層体形成工程Ｓ３０について説明する。
　図１６および図１７に示すように、プレス機の下側プレス板７１の上に、第３離型紙５３を配置し、その上に図１４で示した熱電対シート２００を配置する。続いて、下側プレス板７１の上に配置された第３離型紙５３の上と熱電対シート２００の上に裏面配線パターン１２１が形成された裏面保護部材１２０を積層する。その後、裏面配線パターン１２１の上に絶縁基材１００、および、表面配線パターン１１１が形成された表面保護部材１１０を順に積層する。さらに、表面保護部材１１０の上に第４離型紙５４と第２緩衝材６２を配置する。なお、第３および第４離型紙５３、５４として、例えばアラミド樹脂などから形成される熱硬化性樹脂シートまたは熱可塑性樹脂シートが使用される。また、第２緩衝材６２として、例えばテフロンが使用される。
　これにより、熱電対シート２００は、表面保護部材１１０と裏面保護部材１２０とが絶縁基材１００から面方向に延びた位置において、裏面保護部材１２０のうち表面保護部材１１０とは反対側に配置されることとなる。このとき、裏面保護部材１２０における絶縁基材１００とは反対側に位置する面１２０ｂのうち少なくとも導電性ペースト１３１、１４１が配置された箇所と、熱電対シート２００における裏面保護部材１２０とは反対側の面２００ｂのうち少なくとも接合部２３が配置された箇所とを揃えた状態とする。なお、裏面保護部材１２０における絶縁基材１００とは反対側に位置する面１２０ｂの全面と、熱電対シート２００における裏面保護部材１２０とは反対側の面２００ｂの全面とを揃えた状態とすることが好ましい。また、熱電対シート２００が有する熱電対２０の接合部２３を、絶縁基材１００が有する凹部１１に入り込ませるようにして、接合部２３と導電性ペースト１３１、１４１とを近づけて配置する。このようにして、積層体が形成される。
　なお、本明細書において「２つの箇所を揃えた状態とする」という場合、２つの箇所を同一平面上に揃えることに加え、製造公差などにより僅かにずれている状態も含むものである。また、「全面を揃えた状態とする」という場合も、全面を同一平面上に揃えることに加え、製造公差などにより僅かにずれている状態も含むものである。
　次に、熱流測定装置１の製造方法のうち、一体プレス工程Ｓ４０について説明する。一体プレス工程Ｓ４０では、プレス機の下側プレス板７１と上側プレス板７２との間に配置された積層体を真空中で積層方向に加圧しつつ加熱する。このときのプレス機の圧力は例えば１０ＭＰａ以上、温度は３２０℃以上である。これにより、絶縁基材１００の複数のビアホール１０１、１０２に埋め込まれた複数の第１および第２導電性ペースト１３１、１４１は、固体焼結して複数の第１および第２層間接続部材１３０、１４０となる。また、第１および第２層間接続部材１３０、１４０と表面配線パターン１１１と裏面配線パターン１２１とが電気的に接続する。さらに、絶縁基材１００と表面保護部材１１０と裏面保護部材１２０と熱電対シート２００とが圧着される。この１回の一体プレス工程Ｓ４０により、積層体が一体化し、熱流束センサ１０と熱電対２０とが一体に形成される。
　なお、上述した製造方法により製造された複数の熱流測定装置は、後の工程で単一の熱流測定装置１に分割される。
　以上説明した第１実施形態の熱流測定装置１は、次の作用効果を奏する。
　（１）第１実施形態の熱流測定装置１は、熱電対シート２００が、表面保護部材１１０または裏面保護部材１２０が絶縁基材１００から面方向に延びた位置に固定されている。
　これによれば、仮に熱流束センサ１０と熱電対２０とを厚み方向に積み重ねて配置した構成と比較して、熱流測定装置１の厚みを薄くできる。そのため、測定対象物２の表面３に熱流測定装置１を取り付けたとき、その測定対象物２の表面３の近傍の気流の乱れが抑制される。したがって、熱流測定装置１は、熱流束センサ１０の出力信号と熱電対２０の出力信号とに基づき、外気温の変化等による温度ドリフトを低減し、測定対象物２の熱流を正確に検出できる。
　また、表面保護部材１１０または裏面保護部材１２０が絶縁基材１００から面方向に延びた位置に熱電対シート２００を固定することで、熱流束センサ１０と熱電対２０とを面方向において近い位置に設けることが可能になる。そのため、熱流束センサ１０と熱電対２０とはそれぞれ、測定対象物２のほぼ同じ位置の熱流および温度を検出する。したがって、熱電対２０の信号と熱流束センサ１０の信号とが対応したものとなる。その結果、熱流測定装置１は、熱流束センサ１０の信号から温度ドリフトの影響を低減できる。
　（２）第１実施形態では、熱流束センサ１０に複数の層間接続部材１３０、１４０が配置される箇所における裏面保護部材１２０のうち絶縁基材１００とは反対側の面１２０ｂと、熱電対シート２００に接合部２３が配置される箇所における熱電対シート２００のうち裏面保護部材１２０とは反対側の面２００ｂとが揃っている。
　これによれば、熱流測定装置１を測定対象物２の表面３に取り付けたとき、測定対象物２の表面３に熱流束センサ１０と熱電対２０の接合部２３とを近づけると共に、測定対象物２の表面３に熱流束センサ１０と熱電対シート２００とを密着させることが可能である。したがって、熱流測定装置１は、熱流束センサ１０の出力信号と熱電対２０の出力信号とに基づき、測定対象物２の熱流特性を正確に検出できる。
　（３）第１実施形態では、熱電対シートが設けられた箇所の厚みＴ１は、熱流束センサ１０が設けられた箇所の厚みＴ２の範囲内となっている。
　これによれば、熱流測定装置１の厚みを熱流束センサ１０の厚みＴ２の範囲内で薄くできる。そのため、測定対象物２の表面３に熱流測定装置１を取り付けたとき、その測定対象物２の表面３の近傍の気流の乱れを抑制できる。
　（４）第１実施形態では、熱電対シート２００が有する熱電対２０の接合部２３は、絶縁基材１００が有する凹部１１に入り込んでいる。
　これによれば、熱流測定装置１は、熱流束センサ１０の層間接続部材１３０、１４０と熱電対２０の接合部２３との距離を近づけることで、測定対象物２のほぼ同一箇所の熱流および温度を測定できる。したがって、熱流測定装置１は、熱流束センサ１０の出力信号と熱電対２０の出力信号とに基づき、測定対象物２の熱流特性を正確に検出できる。
　第１実施形態の熱流測定装置１の製造方法は、次の作用効果を奏する。
　（５）第１実施形態による熱流測定装置１の製造方法では、表面保護部材１１０と裏面保護部材１２０とが絶縁基材１００から面方向に延びた位置において、裏面保護部材１２０のうち表面保護部材１１０とは反対側に熱電対シート２００を配置して積層体を形成し、その積層体を積層方向に加圧しつつ加熱する。このとき、導電性ペースト１３１、１４１を固体焼結させて層間接続部材１３０、１４０とする。さらに、層間接続部材１３０、１４０と表面配線パターン１１１と裏面配線パターン１２１とを電気的に接続し、且つ、絶縁基材１００と表面保護部材１１０と裏面保護部材１２０と熱電対シート２００とを圧着する。これにより、熱流束センサ１０と熱電対２０とが一体に形成される。
　これによれば、熱流測定装置１が備える熱流束センサ１０の箇所の厚みと熱電対シート２００の箇所の厚みとを揃え、且つ、熱流測定装置１の厚みを薄くできる。そのため、測定対象物２の表面３に熱流測定装置１を取り付けた場合、その測定対象物２の表面３の近傍の気流の乱れが抑制される。したがって、熱流測定装置１は、熱流束センサ１０の出力信号と熱電対２０の出力信号とに基づき、外気温の変化等による温度ドリフトを低減し、測定対象物２の熱流を正確に検出できる。
　また、この製造方法によれば、絶縁基材１００、表面保護部材１１０、裏面保護部材１２０および熱電対シート２００等に対し１回のプレス加工をすることで、熱流測定装置１を形成できる。そのため、絶縁基材１００、表面保護部材１１０、裏面保護部材１２０および熱電対シート２００等の部材にしわや隙間などができることを抑制できる。
　（６）第１実施形態の製造方法では、積層体に対して一体プレス工程Ｓ４０を行う際、裏面保護部材１２０における絶縁基材１００とは反対側に位置する面１２０ｂのうち少なくとも導電性ペースト１３１、１４１が配置された箇所と、熱電対シート２００における裏面保護部材１２０とは反対側の面２００ｂのうち少なくとも接合部２３が配置された箇所とを揃えた状態とする。
　これによれば、熱流測定装置１を測定対象物２の表面３に取り付けた場合、測定対象物２の表面３に対して熱流束センサ１０と熱電対２０の接合部２３とを近づけると共に、測定対象物２の表面３に熱流束センサ１０と熱電対シート２００とを密着させることが可能である。したがって、熱流測定装置１は、熱流束センサ１０の出力信号と熱電対２０の出力信号とに基づき、測定対象物２の熱流特性を正確に検出できる。
　（７）第１実施形態の製造方法では、積層体形成工程Ｓ３０を行う際、熱電対シート２００が有する熱電対２０の接合部２３を絶縁基材１００が有する凹部１１に入り込ませる。
　これによれば、熱流測定装置１は、熱流束センサ１０の層間接続部材１３０、１４０と熱電対２０の接合部２３との距離が近くなるので、測定対象物２のほぼ同一箇所の熱流および温度を測定できる。したがって、熱流測定装置１は、熱流束センサ１０の出力信号と熱電対２０の出力信号とに基づき、測定対象物２の熱流特性を正確に検出できる。
　（８）第１実施形態の製造方法では、熱電対シート形成工程Ｓ１０の際、熱電対２０の一方の側に第１絶縁シート２１０を配置し、他方の側に第２絶縁シート２２０を配置して形成した熱電対２０の積層体を積層方向に加圧しつつ加熱して、第１絶縁シート２１０と熱電対２０と第２絶縁シート２２０とを圧着する。
　これによれば、熱電対２０として細いものを使用した場合でも、その取り扱いを容易に行うことが可能である。そのため、表面保護部材１１０と裏面保護部材１２０とが絶縁基材１００から面方向に延びた位置に熱電対シート２００を配置する際、熱流束センサ１０に対する熱電対シート２００の位置決めを正確且つ容易に行うことができる。
　（第２実施形態）
　本発明の第２実施形態について説明する。第２実施形態は、第１実施形態に対して熱電対シート２００の配置を変更したものであり、その他については第１実施形態と同様であるため、第１実施形態と異なる部分についてのみ説明する。
　図１８および図１９に示すように、第２実施形態の熱流測定装置１を構成する熱電対シート２００は、表面保護部材１１０と裏面保護部材１２０とが絶縁基材１００から面方向に延びた位置において、表面保護部材１１０と裏面保護部材１２０との間に固定されている。この状態において、熱流束センサ１０に複数の層間接続部材１３０、１４０が配置される箇所における裏面保護部材１２０のうち絶縁基材１００とは反対側の面１２０ｂと、熱電対シート２００に接合部２３が配置される箇所における裏面保護部材１２０のうち熱電対シート２００とは反対側の面１２０ｂとは揃っている。
　なお、熱電対シート２００と裏面保護部材１２０の間には、短絡防止用絶縁シート２３０が設けられている。この短絡防止用絶縁シート２３０は、熱電対シート２００が有する熱電対２０のパッド部２４、２５と、裏面配線パターン１２１が熱電対シート２００の有する第２絶縁シート２２０から露出したパッド部１２４、１２５とが短絡することを防ぐ。
　熱電対シート２００と短絡防止用絶縁シート２３０とを合わせた厚みは、絶縁基材１００の厚みと同じであるか、またはそれより薄い。そのため、熱流測定装置１は、熱電対シート２００が設けられた箇所の厚みＴ１が、熱流束センサ１０が設けられた箇所の厚みＴ２の範囲内となっている。
　次に、第２実施形態の熱流測定装置１の製造方法について説明する。
　第２実施形態の製造方法も第１実施形態と同様に、熱電対シート形成工程Ｓ１０、熱流束センサ用部材用意工程Ｓ２０、積層体形成工程Ｓ３０および一体プレス工程Ｓ４０を含んでいる。熱電対シート形成工程Ｓ１０と熱流束センサ用部材用意工程Ｓ２０と一体プレス工程Ｓ４０は、第１実施形態で説明した工程と同じである。
　第２実施形態の積層体形成工程Ｓ３０では、図２０に示すように、プレス機の下側プレス板７１の上に配置した第３離型紙５３の上に、裏面配線パターン１２１が形成された裏面保護部材１２０を配置する。裏面保護部材１２０の上に、絶縁基材１００と熱電対シート２００とを並べて配置し、その上に、表面配線パターン１１１が形成された表面保護部材１１０を配置し、さらにその上に、第４離型紙５４と第２緩衝材６２を配置する。
　これにより、熱電対シート２００は、表面保護部材１１０と裏面保護部材１２０とが絶縁基材１００から面方向に延びた位置において、表面保護部材１１０と裏面保護部材１２０との間に配置されることとなる。このとき、裏面保護部材１２０における絶縁基材１００とは反対側に位置する面１２０ｂのうち少なくとも導電性ペースト１３１、１４１が配置された箇所と、裏面保護部材１２０における熱電対シート２００とは反対側の面１２０ｂのうち少なくとも接合部２３が配置された箇所とをほぼ同一平面上に揃えた状態とする。なお、裏面保護部材１２０における絶縁基材１００とは反対側に位置する面１２０ｂの全面と、裏面保護部材１２０における熱電対シート２００とは反対側の面１２０ｂの全面とを揃えた状態とすることが好ましい。また、熱電対シート２００が有する熱電対２０の接合部２３を、絶縁基材１００が有する凹部１１に入り込ませるようにして、接合部２３と導電性ペースト１３１、１４１とを近づけて配置する。このようにして、積層体が形成される。
　次に、一体プレス工程Ｓ４０において、プレス機の下側プレス板７１と上側プレス板７２との間に配置された積層体を真空中で積層方向に加圧しつつ加熱する。これにより、絶縁基材１００の複数のビアホール１０１、１０２に埋め込まれた複数の第１および第２導電性ペースト１３１、１４１は、固体焼結して複数の第１および第２層間接続部材１３０、１４０となる。また、第１および第２層間接続部材１３０、１４０と表面配線パターン１１１と裏面配線パターン１２１とが電気的に接続する。さらに、絶縁基材１００と表面保護部材１１０と裏面保護部材１２０と熱電対シート２００とが圧着される。この１回の一体プレス工程Ｓ４０により、積層体が一体化し、熱流束センサ１０と熱電対２０とが一体に形成される。
　以上説明した第２実施形態の熱流測定装置１は、熱流束センサ１０に複数の層間接続部材１３０、１４０が配置される箇所における裏面保護部材１２０のうち絶縁基材１００とは反対側の面１２０ｂと、熱電対シート２００に接合部２３が配置される箇所における裏面保護部材１２０のうち熱電対シート２００とは反対側の面１２０ｂとが揃っている。
　この構成によっても、仮に熱流束センサ１０のうち測定対象物２とは反対側の面に熱電対２０を積み重ねて設けた構成と比較して、熱電対２０の接合部２３を測定対象物２の表面３に近づけることが可能である。また、測定対象物２の表面３に熱流束センサ１０と熱電対シート２００とを密着させることが可能である。したがって、熱流測定装置１は、熱流束センサ１０の出力信号と熱電対２０の出力信号とに基づき、測定対象物２の熱流特性を正確に検出できる。
　（第３実施形態）
　本発明の第３実施形態について説明する。第３実施形態は、第１実施形態に対して熱電対シート２００が有する熱電対２０の構成を変更したものであり、その他については第１、第２実施形態と同様であるため、第１、第２実施形態と異なる部分についてのみ説明する。
　図２１では、熱流測定装置１を構成する熱電対シート２００が有する熱電対２０のみを示している。熱電対２０は、互いに熱電能が異なる金属箔から構成された第１導体２１と第２導体２２とが溶接などにより接合されたものである。第１導体２１と第２導体２２とが接合された箇所が、温度を検出するための接合部２３となる。第１導体２１は、接合部２３とは反対側の端部に配線接続用の第１パッド部２４を有している。また、第２導体２２は、接合部２３とは反対側の端部に配線接続用の第２パッド部２５を有している。ここで、第３実施形態の熱電対２０は、第１パッド部２４を除く第１導体２１の幅Ｗ１が、第１パッド部２４の幅Ｗ２より細い。また、第２パッド部２５を除く第２導体２２の幅Ｗ３が、第２パッド部２５の幅Ｗ４より細い。熱電対２０は、接合部２３と検出部３０との間に温度差が生じると、ゼーベック効果によって接合部２３に発生する熱起電力をセンサ信号として出力する。
　第３実施形態では、上記の構成により、第１パッド部２４を除く第１導体２１の熱容量を小さくし、第２パッド部２５を除く第２導体２２の熱容量を小さくできる。そのため、熱電対２０は、接合部２３と検出部３０との間に温度差が生じたとき、その接合部２３の熱が第１導体２１と第２導体２２に伝わることが抑制される。したがって、接合部２３に発生する熱起電力が接合部２３から第１導体２１と第２導体２２への伝熱によって小さくなることが抑制されるので、熱電対２０は、接合部２３の温度を正確に検出できる。
　なお、第３実施形態においても、第１、第２実施形態と同様に、第１絶縁シート２１０と第２絶縁シート２２０とによって熱電対２０を両面から覆うことで、熱電対シート２００が形成される。そのため、第１パッド部２４を除く第１導体２１の幅Ｗ１と、第２パッド部２５を除く第２導体２２の幅Ｗ３とを細くした場合でも、熱電対シート２００の取り扱いを容易に行うことが可能である。したがって、表面保護部材１１０と裏面保護部材１２０とが絶縁基材１００から面方向に延びた位置に熱電対シート２００を配置する際、熱流束センサ１０に対する熱電対シート２００の位置決めを正確且つ容易に行うことができる。
　（第４実施形態）
　本発明の第４実施形態について説明する。第４実施形態も、第１実施形態に対して熱電対シート２００が有する熱電対２０の構成を変更したものであり、その他については第１、第２実施形態と同様であるため、第１、第２実施形態と異なる部分についてのみ説明する。
　図２２では、熱流測定装置１を構成する熱電対シート２００が有する熱電対２０のみを示している。熱電対２０は、互いに熱電能が異なる線状部材から構成された第１導体２１と第２導体２２とが溶接などにより接合されたものである。第１導体２１と第２導体２２とが接合された箇所が、温度を検出するための接合部２３となる。第１導体２１には、接合部２３とは反対側の端部に配線接続用の第１パッド２６が溶接などにより取り付けられている。また、第２導体２２には、接合部２３とは反対側の端部に配線接続用の第２パッド２７が溶接などにより取り付けられている。線状部材から構成された第１導体２１の幅Ｗ５は、第１パッド２６の幅Ｗ６より細い。また、線状部材から構成された第２導体２２の幅Ｗ７は、第２パッド２７の幅Ｗ８より細い。熱電対２０は、接合部２３と検出部３０との間に温度差が生じると、ゼーベック効果によって接合部２３に発生する熱起電力をセンサ信号として出力する。
　第４実施形態では、上記の構成により、第１導体２１の熱容量を小さくし、第２導体２２の熱容量を小さくできる。そのため、熱電対２０は、接合部２３と検出部３０との間に温度差が生じたとき、その接合部２３の熱が第１導体２１と第２導体２２に伝わることが抑制される。したがって、第１導体２１と第２導体２２への伝熱によって接合部２３に発生する熱起電力が小さくなることが抑制されるので、熱電対２０は、接合部２３の温度を正確に検出できる。
　なお、第４実施形態においても、第１～第３実施形態と同様に、第１絶縁シート２１０と第２絶縁シート２２０とによって熱電対２０を両面から覆うことで、熱電対シート２００が形成される。そのため、第１導体２１の幅Ｗ５と第２導体２２の幅Ｗ７とを細くした場合でも、熱電対シート２００の取り扱いを容易に行うことが可能である。そのため、表面保護部材１１０と裏面保護部材１２０とが絶縁基材１００から面方向に延びた位置に熱電対シート２００を配置する際、熱流束センサ１０に対する熱電対シート２００の位置決めを正確且つ容易に行うことができる。
　（他の実施形態）
　本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した範囲内において適宜変更が可能である。また、上記各実施形態は、互いに無関係なものではなく、組み合わせが明らかに不可な場合を除き、適宜組み合わせが可能である。また、上記各実施形態において、実施形態を構成する要素は、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。また、上記各実施形態において、実施形態の構成要素の個数、数値、量、範囲等の数値が言及されている場合、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されるものではない。また、上記各実施形態において、構成要素等の形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に特定の形状、位置関係等に限定される場合等を除き、その形状、位置関係等に限定されるものではない。
　例えば、上述した実施形態では熱流測定装置は測定対象物の表面に取り付けて使用するものとしたが、熱流測定装置は測定対象物の内部に埋め込んで使用してもよい。
　（まとめ）
　上述の実施形態の一部または全部で示された第１の観点によれば、熱流測定装置は、熱流束センサおよび熱電対シートを備える。熱流束センサは、複数の導電体、表面配線パターン、裏面配線パターン、表面保護部材、および裏面保護部材を有し、厚み方向の一方の面と他方の面との間を流れる熱流束を検出する。複数の導電体は、板状の絶縁基材、熱電能が異なる金属から構成されて絶縁基材の厚み方向に通じる複数のビアホールに埋め込まれている。表面配線パターンは、複数の導電体における絶縁基材の厚み方向の一方の端部同士に接続する。裏面配線パターンは、複数の導電体における絶縁基材の厚み方向の他方の端部同士に接続する。表面保護部材は、絶縁基材の厚み方向の一方の面と表面配線パターンとを覆う。裏面保護部材は、絶縁基材の厚み方向の他方の面と裏面配線パターンとを覆う。熱電対シートは、熱電対、第１絶縁シート、および第２絶縁シートを有し、接合部の温度を検出する。熱電対は、熱電能が異なる金属から構成された第１導体と第２導体とが接合された接合部を有する。第１絶縁シートは、第１導体と第２導体とが並ぶ方向に対し交差する方向の一方の側から熱電対を覆う。第２絶縁シートは、第１絶縁シートとは反対側から熱電対を覆う。その熱電対シートは、表面保護部材および裏面保護部材が絶縁基材から面方向に延びた位置に固定されている。
　第２の観点によれば、熱電対シートは、表面保護部材と裏面保護部材とが絶縁基材から面方向に延びた位置において、裏面保護部材のうち表面保護部材とは反対側に固定される。熱流束センサに複数の導電体が配置される箇所における裏面保護部材のうち絶縁基材とは反対側の面と、熱電対シートに接合部が配置される箇所における熱電対シートのうち裏面保護部材とは反対側の面とが揃っている。
　これによれば、熱流測定装置を測定対象物の表面に取り付けたとき、測定対象物の表面に対し熱流束センサと熱電対の接合部とを近づけると共に、測定対象物の表面に熱流束センサと熱電対シートとを密着させることが可能である。したがって、熱流測定装置は、熱流束センサの出力信号と熱電対の出力信号とに基づき、測定対象物の熱流特性を正確に検出できる。
　第３の観点によれば、熱電対シートは、表面保護部材と裏面保護部材とが絶縁基材から面方向に延びた位置において、表面保護部材と裏面保護部材との間に固定される。熱流束センサに複数の導電体が配置される箇所における裏面保護部材のうち絶縁基材とは反対側の面と、熱電対シートに接合部が配置される箇所における裏面保護部材のうち熱電対シートとは反対側の面とが揃っている。
　この構成によっても、仮に熱流束センサのうち測定対象物とは反対側の面に熱電対を積み重ねて設けた構成と比較して、熱電対の接合部を測定対象物の表面に近づけることが可能である。また、測定対象物の表面に熱流束センサと熱電対シートとを密着させることが可能である。したがって、熱流測定装置は、熱流束センサの出力信号と熱電対の出力信号とに基づき、測定対象物の熱流特性を正確に検出できる。
　第４の観点によれば、熱電対シートが設けられた箇所の厚みは、熱流束センサが設けられた箇所の厚みの範囲内となっている。
　これによれば、熱流測定装置の厚みを熱流束センサの厚みの範囲内で薄くできる。そのため、測定対象物の表面に熱流測定装置を取り付けたとき、その測定対象物の表面近傍の気流の乱れを抑制できる。
　第５の観点によれば、絶縁基材は、熱電対シート側の辺から導電体側へ凹む凹部を有している。熱電対シートが有する熱電対の接合部は、絶縁基材が有する凹部に入り込んでいる。
　これによれば、熱流測定装置は、熱流束センサの導電体と熱電対の接合部との距離を近づけることで、測定対象物のほぼ同一箇所の熱流および温度を測定できる。したがって、熱流測定装置は、熱流束センサの出力信号と熱電対の出力信号とに基づき、測定対象物の熱流特性を正確に検出できる。
　第６の観点によれば、熱電対の第１導体と第２導体とは金属箔から構成されている。第１導体は、接合部とは反対側の端部に配線接続用の第１パッド部を有する。第２導体は、接合部とは反対側の端部に配線接続用の第２パッド部を有する。第１パッド部を除く第１導体の幅は、第１パッド部の幅より細い。第２パッド部を除く第２導体の幅は、第２パッド部の幅より細い。
　これによれば、第１パッド部を除く第１導体の熱容量を小さくし、第２パッド部を除く第２導体の熱容量を小さくできる。そのため、接合部の熱が第１導体と第２導体に伝わることが抑制される。したがって、熱電対は、接合部の温度を正確に検出できる。
　第７の観点によれば、熱電対の第１導体と第２導体とは線状部材から構成されている。第１導体には、接合部とは反対側の端部に配線接続用の第１パッドが取り付けられている。第２導体には、接合部とは反対側の端部に配線接続用の第２パッドが取り付けられている。
　これによれば、第１導体と第２導体の熱容量が小さくなるので、接合部の熱が第１導体と第２導体に伝わることが抑制される。したがって、熱電対は、接合部の温度を正確に検出できる。

Claims (7)

  1. 　板状の絶縁基材（１００）、熱電能が異なる金属から構成されて前記絶縁基材の厚み方向に通じる複数のビアホール（１０１、１０２）に埋め込まれた複数の導電体（１３０、１４０）、複数の前記導電体における前記絶縁基材の厚み方向の一方の端部同士に接続する表面配線パターン（１１１）、複数の前記導電体における前記絶縁基材の厚み方向の他方の端部同士に接続する裏面配線パターン（１２１）、前記絶縁基材の厚み方向の一方の面（１００ａ）と前記表面配線パターンとを覆う表面保護部材（１１０）、および前記絶縁基材の厚み方向の他方の面（１００ｂ）と前記裏面配線パターンとを覆う裏面保護部材（１２０）を有し、厚み方向の一方の面と他方の面との間を流れる熱流束を検出する熱流束センサ（１０）と、
    　熱電能が異なる金属から構成された第１導体（２１）と第２導体（２２）とが接合された接合部を有する熱電対（２０）、前記第１導体と前記第２導体とが並ぶ方向に対し交差する方向の一方の側から前記熱電対を覆う第１絶縁シート（２１０）、および前記第１絶縁シートとは反対側から前記熱電対を覆う第２絶縁シート（２２０）を有し、前記接合部の温度を検出する熱電対シート（２００）と、を備え、
    　前記熱電対シートは、前記表面保護部材および前記裏面保護部材が前記絶縁基材から面方向に延びた位置に固定されている熱流測定装置。
  2. 　前記熱電対シートは、前記表面保護部材と前記裏面保護部材とが前記絶縁基材から面方向に延びた位置において、前記裏面保護部材のうち前記表面保護部材とは反対側に固定されており、
    　前記熱流束センサに複数の前記導電体が配置される箇所における前記裏面保護部材のうち前記絶縁基材とは反対側の面（１２０ｂ）と、前記熱電対シートに前記接合部が配置される箇所における前記熱電対シートのうち前記裏面保護部材とは反対側の面（２００ｂ）とが揃っている請求項１に記載の熱流測定装置。
  3. 　前記熱電対シートは、前記表面保護部材と前記裏面保護部材とが前記絶縁基材から面方向に延びた位置において、前記表面保護部材と前記裏面保護部材との間に固定されており、
    　前記熱流束センサに複数の前記導電体が配置される箇所における前記裏面保護部材のうち前記絶縁基材とは反対側の面と、前記熱電対シートに前記接合部が配置される箇所における前記裏面保護部材のうち前記熱電対シートとは反対側の面とが揃っている請求項１に記載の熱流測定装置。
  4. 　前記熱電対シートが設けられた箇所の厚み（Ｔ１）は、前記熱流束センサが設けられた箇所の厚み（Ｔ２）の範囲内となっている請求項１ないし３のいずれか１つに記載の熱流測定装置。
  5. 　前記絶縁基材は、前記熱電対シート側の辺（１２）から前記導電体側へ凹む凹部（１１）を有しており、
    　前記熱電対シートが有する前記熱電対の前記接合部は、前記絶縁基材が有する前記凹部に入り込んでいる請求項１ないし４のいずれか１つに記載の熱流測定装置。
  6. 　前記熱電対の前記第１導体と前記第２導体とは金属箔から構成されており、
    　前記第１導体は、前記接合部とは反対側の端部に配線接続用の第１パッド部（２４）を有し、
    　前記第２導体は、前記接合部とは反対側の端部に配線接続用の第２パッド部（２５）を有し、
    　前記第１パッド部を除く前記第１導体の幅は、前記第１パッド部の幅より細く、
    　前記第２パッド部を除く前記第２導体の幅は、前記第２パッド部の幅より細い請求項１ないし５のいずれか１つに記載の熱流測定装置。
  7. 　前記熱電対の前記第１導体と前記第２導体とは線状部材から構成されており、
    　前記第１導体には、前記接合部とは反対側の端部に配線接続用の第１パッド（２６）が取り付けられ、
    　前記第２導体には、前記接合部とは反対側の端部に配線接続用の第２パッド（２７）が取り付けられている請求項１ないし５のいずれか１つに記載の熱流測定装置。
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