JPS6226696B2 - - Google Patents
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- JPS6226696B2 JPS6226696B2 JP55123424A JP12342480A JPS6226696B2 JP S6226696 B2 JPS6226696 B2 JP S6226696B2 JP 55123424 A JP55123424 A JP 55123424A JP 12342480 A JP12342480 A JP 12342480A JP S6226696 B2 JPS6226696 B2 JP S6226696B2
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- metal
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01K17/00—Measuring quantity of heat
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Measuring Temperature Or Quantity Of Heat (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は熱流量の検出端およびその製法に関す
る。さらに詳しくは、本発明は、複数の熱電対を
構成する金属要素が一枚の非導電性基板に担持さ
れて構成された熱電堆のユニツトと該熱電堆のユ
ニツトを囲繞する導体層パターンとからなる熱流
量の検出端(以下、単に“検出端”ということが
ある。)ならびに、この検出端をメツキ技法およ
びフオトエツチング技法により効率良く製造する
方法に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a heat flow detection end and a method for manufacturing the same. More specifically, the present invention comprises a thermopile unit constituted by metal elements constituting a plurality of thermocouples supported on a single non-conductive substrate, and a conductive layer pattern surrounding the thermopile unit. The present invention relates to a heat flow detection end (hereinafter sometimes simply referred to as a "detection end") and a method for efficiently manufacturing this detection end using a plating technique and a photoetching technique.
一般に熱起電力を利用した温度計は、熱電温度
計と称され広い分野で使用されている。この温度
計は熱電対から構成されており、例えば銅とコン
スタンタンといつた異なる金属線を用いてこれを
閉回路とし、方の接合点を0℃あるいは室温に保
ち、他方の接合点を被測定物に固定し、両接合点
における温度差をこれによつて生ずる起電力によ
つて測定して検知しようとするものである。この
ような熱電対には、各種の金属の組合せのものが
使用されているが、それによつて生ずる起電力は
極く僅かであり、両接合点間の温度差が大きい場
合はよいものの温度差が小さいと測定しえない難
点がある。 Thermometers that utilize thermoelectromotive force are generally called thermocouple thermometers and are used in a wide range of fields. This thermometer consists of a thermocouple, which is made into a closed circuit using wires of different metals, such as copper and constantan, with one junction kept at 0°C or room temperature, and the other junction under measurement. The device is fixed to an object and the temperature difference between the two junctions is measured and detected by the electromotive force generated thereby. These thermocouples are made of a combination of various metals, but the electromotive force generated by them is extremely small, and although it may be good if the temperature difference between the two junctions is large, the temperature difference There is a problem that it cannot be measured if it is small.
熱流計の検出端は、それ自体の存在によつて被
測定面の熱流量を乱すことになるため、その影響
を極力小さくするためには熱抵抗が小さく且つ熱
容量の小さいことが望ましく、従つて検出端の厚
さは出来るだけ薄いことが必要となり、それ故両
面の温度差は極めて小さいものとなる。そこで上
述した熱電対を多数直列に接続した熱電対列即ち
熱電堆が熱流計の検出端に用いられている。しか
しながら、従来の熱電堆は、熱抵抗基体に金属線
や金属箔を捲付けたり、埋め込んだりして製作し
ているため、工程が煩雑で極めて生産性が低く、
得られた製品の性能も安定性に欠ける等の憾みが
あつた。さらに、熱流量を測定しようとする被測
定領域の面積、形状に対応した熱電堆を製作する
自由度が殆んどないという難点があつた。 The detection end of a heat flow meter disturbs the heat flow on the surface to be measured due to its existence, so in order to minimize the effect, it is desirable that the detection end has low thermal resistance and low heat capacity. The thickness of the detection end needs to be as thin as possible, so the temperature difference between the two sides is extremely small. Therefore, a thermopile array, that is, a thermopile, in which a large number of the above-mentioned thermocouples are connected in series, is used at the detection end of the heat flow meter. However, conventional thermoelectric stacks are manufactured by wrapping or embedding metal wires or metal foils around a heat resistance base, which results in a complicated process and extremely low productivity.
There were also concerns that the performance of the obtained product lacked stability. Furthermore, there is a problem in that there is almost no freedom in manufacturing a thermoelectric pile that corresponds to the area and shape of the area to be measured in which the heat flow rate is to be measured.
従つて、本発明の一つの主要な目的は、性能が
安定した熱電堆からなる熱流量の検出端であつ
て、熱流量を測定しようとする被測定領域の面
積、形状に対応した熱流計の製作を容易にする、
熱電堆ユニツトからなる熱流量検出端を提供する
にある。 Therefore, one of the main objects of the present invention is to provide a heat flow detection end made of a thermoelectric stack with stable performance, which is a heat flow meter that corresponds to the area and shape of the area to be measured where the heat flow is to be measured. facilitates production,
The present invention provides a heat flow detection end comprising a thermopile unit.
本発明の他の主要な目的は、メツキ技法および
フオトエツチング技法を駆使して上述のような検
出端を高生産性で製造できる信頼性の高い製造方
法を提供するにある。 Another main object of the present invention is to provide a highly reliable manufacturing method that can manufacture the above-mentioned detection end with high productivity by making full use of plating and photoetching techniques.
本発明に係る熱流量検出端は、(a)各熱電対を構
成する一方の金属のセグメントと他方の金属のセ
グメントとが、熱抵抗性非導電性基板に担持され
ながら、順次交互に連絡されて構成せる少くとも
2つの熱電堆のユニツト、ならびに(b)該熱電堆の
ユニツト相互間の結合用または端子部分引出用の
リード線として作用する導体層のパターンとから
なり、該導体層のパターンが上記熱電堆のユニツ
トの少くとも一部の周辺を囲繞するように上記基
板の両面に形成されてなることを特徴とする。 In the heat flow detection end according to the present invention, (a) one metal segment and the other metal segment constituting each thermocouple are sequentially and alternately connected while being supported on a heat-resistant non-conductive substrate. (b) a pattern of a conductor layer that acts as a lead wire for coupling between the units of the thermopile or for drawing out terminal portions, the pattern of the conductor layer; are formed on both sides of the substrate so as to surround at least a portion of the thermoelectric stack unit.
以下、添付図面を参照しつつ、本発明に係る熱
流量検出端およびその製造方法について詳細に説
明する。 DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a heat flow detection end and a method for manufacturing the same according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
本発明に係る熱流計の基板は複数の熱電堆ユニ
ツトとこの熱電堆ユニツトを囲繞する導体層のパ
ターンとからなる。第1A図および第1B図は熱
電堆ユニツトの一例を示すそれぞれ表面図および
裏面図であり、第1C図は第1A図―線に沿
う拡大断面図である。第1A〜1C図において、
熱電堆1は、熱電対2を構成する方の金属のセグ
メント23と他方の金属のセグメント24とが、
基板3に担持されながら、多数交互に連結されて
なる。第1C図からわかる如く、一方の金属のセ
グメント23は、基板3の一方の面の側にメツキ
された部分と、基板3の他方の面の側にメツキさ
れた部分と、これら両部分を連通する基板に形成
された貫通孔11の内壁に沿つてメツキされた部
分とからなる。他方の金属のセグメント24も、
基板の一方の面の側にメツキされた部分と、基板
の他方の面の側にメツキされた部分と、これら両
部分を連通する基板に形成された貫通孔11の内
壁に沿つてメツキされた部分とからなる。第1A
図および第1B図に示す如く、多数の貫通孔11
は、基板面内にゴバン目状に配列し、かつセグメ
ント23と24とは交互に、基板面内をジグザグ
状に延長するように連結するのが好ましい。すな
わち、図示した態様では、図の一番左一番上に配
置したセグメント24′は直ぐ下のセグメントと
連結されている。このように下方向へ順次連結を
繰返し、基板3の一番左一番下に配置したセグメ
ントに到る。このセグメントはその直ぐ右のセグ
メントに連結されている。次いでセグメントの連
結線は基板面上を上方向に上昇する。このように
して多数のセグメント23および24は、基板面
内を上下しながら右方向にジグザグ状に延長する
如く、交互に連結され、基板の一番右一番上に配
置したセグメント23′に到る。このように構成
した熱電堆ユニツトパターンの両端のセグメント
23′および24′間の熱起電力は、このユニツト
パターンの全面を通過する熱流量に対応する。換
言すれば、基板を通過する熱流量は基板の両面の
温度差に比例し、その温度差に比例した熱起電力
が得られる。 The substrate of the heat flow meter according to the present invention consists of a plurality of thermopile units and a pattern of conductive layers surrounding the thermopile units. 1A and 1B are a front view and a back view, respectively, showing an example of a thermopile unit, and FIG. 1C is an enlarged sectional view taken along the line of FIG. 1A. In Figures 1A to 1C,
The thermopile 1 has one metal segment 23 and the other metal segment 24 constituting the thermocouple 2.
A large number of them are alternately connected while being supported on the substrate 3. As can be seen from FIG. 1C, one metal segment 23 connects the plated portion on one side of the substrate 3 and the plated portion on the other side of the substrate 3, and connects these two portions. The plated portion is formed along the inner wall of the through hole 11 formed in the substrate. The other metal segment 24 is also
Plating is performed along the part plated on one side of the substrate, the part plated on the other side of the substrate, and the inner wall of the through hole 11 formed in the substrate that communicates these two parts. It consists of parts. 1st A
As shown in the figure and FIG. 1B, a large number of through holes 11
It is preferable that the segments 23 and 24 are arranged in a grid pattern within the plane of the substrate, and the segments 23 and 24 are connected alternately so as to extend in a zigzag pattern within the plane of the substrate. That is, in the illustrated embodiment, the segment 24' located at the top leftmost position in the figure is connected to the segment immediately below. In this way, the connection is repeated in order in the downward direction until the segment located at the bottom leftmost part of the board 3 is reached. This segment is connected to the segment immediately to its right. The connecting lines of the segments then rise upwardly over the substrate surface. In this way, a large number of segments 23 and 24 are alternately connected so as to extend in a zigzag pattern to the right while moving up and down within the board surface, and reach segment 23' located at the top rightmost position of the board. Ru. The thermoelectromotive force between the segments 23' and 24' at both ends of the thermopile unit pattern constructed in this way corresponds to the heat flow passing through the entire surface of the unit pattern. In other words, the heat flow passing through the substrate is proportional to the temperature difference between the two sides of the substrate, and a thermoelectromotive force proportional to the temperature difference is obtained.
基板3は、熱抵抗性非導電性でなければならな
い。また、熱電堆の応力担持部材として機能でき
るに十分な機械強度をもたなければならない。こ
の目的のためには、繊維質シートに耐熱性非導電
性の熱硬化性樹脂を含浸したプリプレグを、場合
によつては積層して、硬化したもの、たとえばガ
ラス繊維強化エポキシ樹脂板、同積層板、ガラス
繊維強化不飽和ポリエステル樹脂板、同積層板、
紙―フエノール樹脂積層板その他これに類するも
のが適切である。両面に銅箔がクラツドされた銅
張積層板も使用できる。なお、この基板3は1な
いし数mmの上述の如き板が一般的に用いられる
が、これより薄いシート状のものあるいはフイル
ム状のものでも差支えない。 The substrate 3 must be heat-resistant and non-conductive. It must also have sufficient mechanical strength to function as a stress-bearing member for the thermopile. For this purpose, a prepreg made of a fibrous sheet impregnated with a heat-resistant, non-conductive thermosetting resin is sometimes laminated and cured, such as a glass fiber-reinforced epoxy resin plate, etc. board, glass fiber reinforced unsaturated polyester resin board, same laminate,
Paper-phenolic resin laminates and the like are suitable. Copper-clad laminates with copper foil clad on both sides can also be used. The substrate 3 is generally a plate as described above with a thickness of 1 to several mm, but a thinner sheet or film may also be used.
熱電対2を構成する金属の組合せとしては、一
方をニツケル、他方を銅とするのが最も好ましい
が、これ以外の組合せとしても、たとえば銀とニ
ツケル、銅とコンスタンタン、鉄とコンスタンタ
ンおよび鉄とニツケルを挙げることができる。こ
れらの金属は、単一メツキ層として基板上に形成
されることが好ましいが、メツキの手順から下地
にこれと異なる金属が形成されていても構わな
い。しかしながら、この下地の異種金属の影響を
極力小さくするために、下地の金属の厚さをでき
るだけ薄くするかあるいは表層金属のメツキ層を
相対的に厚くする方策をとることが必要である。 As for the combination of metals constituting the thermocouple 2, it is most preferable to use nickel on one side and copper on the other, but other combinations are also possible, such as silver and nickel, copper and constantan, iron and constantan, and iron and nickel. can be mentioned. These metals are preferably formed as a single plating layer on the substrate, but a different metal may be formed on the base depending on the plating procedure. However, in order to minimize the influence of this dissimilar metal on the base, it is necessary to take measures to make the thickness of the base metal as thin as possible or to make the plating layer of the surface metal relatively thick.
第2A図および第2B図は熱電堆ユニツトの他
の一例を示すそれぞれ表面図および裏面図であ
る。第1A図および第1B図に示す熱電堆ユニツ
トでは、その方形ユニツトパターンの隣接する頂
角の部分24′および23′に一連の熱電対の両端
である端子が配設されるのと対照的に、第2A図
および第2B図に示す熱電堆ユニツトでは、その
方形ユニツトパターンの対角位置23′および2
3″に端子が配設されている。 FIGS. 2A and 2B are a front view and a back view, respectively, showing another example of the thermopile unit. In contrast to the thermopile unit shown in FIGS. 1A and 1B, where the terminals, which are the ends of a series of thermocouples, are located at adjacent apex portions 24' and 23' of the rectangular unit pattern. In the thermopile unit shown in FIGS. 2A and 2B, the diagonal positions 23' and 2 of the rectangular unit pattern are
A terminal is provided at 3″.
熱電堆ユニツトパターンの全体の形状は、第1
A〜2B図に示すような正方形または長方形のい
ずれでもよく、また、変形態様として3角形、6
角形、円形などとすることもできる。また、熱電
堆ユニツトを構成する熱電対の対数(すなわち、
熱電対の面密度)は製造技術の制約の範囲内で自
由に選択することができる。 The overall shape of the thermopile unit pattern is
It may be square or rectangular as shown in Figures A to 2B, and may be triangular or rectangular as modified forms.
It can also be square, circular, etc. Also, the logarithm of the thermocouples that make up the thermopile unit (i.e.,
The areal density of the thermocouple) can be freely selected within the constraints of manufacturing technology.
熱電堆ユニツト1を囲繞する導体層のパターン
は、第3図にその一例を示すように、格子状の導
体4(好ましくは銅)の帯であつて、熱電堆ユニ
ツトを担持する基板の両面に配設される。このよ
うな格子状の導体層パターンは、後述するよう
に、熱電対を構成する金属セグメントと同様にメ
ツキ技法およびフオトエツチング技法により形成
することが望ましい。また、第3図には4つの熱
電堆ユニツトを組合わせて用いる格子状の導体層
パターンを例示したが、導体層パターンと組合わ
すべき熱電堆ユニツトの数は2つ以上の任意の複
数とすることができる。そして、導体層パターン
の形状は熱電堆の数に応じて適宜設計することが
できる。 The pattern of the conductor layer surrounding the thermopile unit 1 is, as an example shown in FIG. will be placed. It is desirable that such a lattice-like conductor layer pattern be formed by plating and photoetching techniques in the same manner as the metal segments constituting the thermocouple, as will be described later. In addition, although FIG. 3 shows an example of a lattice-like conductor layer pattern in which four thermopile units are combined, the number of thermopile units to be combined with a conductor layer pattern may be any number greater than or equal to two. be able to. The shape of the conductor layer pattern can be appropriately designed depending on the number of thermopile stacks.
第4A図および第4B図は、第3図に示すよう
な格子状導体層パターン4と第1A図および第1
B図に示すような熱電堆ユニツト4枚1,1′,
1″および1とを組合わせてなる熱流量検出端
を示す平面図であつて、第4A図は表面図、第4
B図は裏面図である。4枚の熱電堆ユニツト1,
1′,1″および1は格子状導体層パターン4の
それぞれの格子の中に納められ、図の7,7′お
よび7″に示すユニツト間接結部分の銅メツキに
よつて4枚の熱電堆ユニツトは直列に接続されて
いる。直列に接続された一連の熱電堆の両端は熱
流計の外縁部分で端子6および6′に接合してい
る。 4A and 4B show the lattice-like conductor layer pattern 4 as shown in FIG.
Four thermopile units 1, 1', as shown in Figure B
Fig. 4A is a top view showing a heat flow detection end formed by combining 1'' and 1; Fig. 4A is a surface view;
Figure B is a back view. 4 thermopile units 1,
1', 1'' and 1 are housed in the respective grids of the lattice-like conductor layer pattern 4, and the four thermoelectric stacks are connected to each other by copper plating of the connecting parts between the units as shown at 7, 7' and 7'' in the figure. The units are connected in series. The ends of the series connected thermopile are joined to terminals 6 and 6' at the outer edge of the thermometer.
第5A図および第5B図は、第3図に示すよう
な格子状導体層パターン4と第2A図および第2
B図に示すような熱電堆ユニツト4枚1,1′,
1″および1とを組合わせてなる検出端を示す
平面図であつて、第5A図は表面図、第5B図は
裏面図である。格子状導体層パターン4のそれぞ
れの格子の中に納められた4枚の熱電堆ユニツト
1,1′,1″および1はユニツト間接続部分の
銅メツキ7′(第5A図)ならびに7および7″
(第5B図)によつて直列に接続されており、ま
た、そのように接続された一連の熱電堆の両端は
熱流計の外縁部分で端子6および6′に接合して
いる。第4Aおよび4B図ならびに第5Aおよび
5B図に示す例は、いずれも正方形の熱電堆ユニ
ツトパターンを4枚用いて正方形の熱流量検出端
を構成したものであるが、製作しようとする熱流
計全体の形状・寸法に応じて、熱電堆ユニツトパ
ターンの形状・寸法および熱電堆ユニツトを囲繞
する格子状導電層パターンの形状・寸法を適宜選
定することができる。 5A and 5B show the lattice-like conductor layer pattern 4 as shown in FIG.
Four thermopile units 1, 1', as shown in Figure B
Fig. 5A is a front view, and Fig. 5B is a back view. The four thermopile units 1, 1', 1'' and 1 are connected with copper plating 7' (Fig. 5A) and 7 and 7'' at the connecting parts between the units.
(FIG. 5B), and both ends of the series of thermoelectric stacks so connected are joined to terminals 6 and 6' at the outer edge of the heat flow meter. In the examples shown in Figures 4A and 4B and Figures 5A and 5B, a square heat flow detection end is constructed using four square thermopile unit patterns. The shape and dimensions of the thermopile unit pattern and the grid-like conductive layer pattern surrounding the thermopile unit can be appropriately selected depending on the shape and dimensions of the thermopile unit.
上述のように、本発明に係る熱流量検出端は、
熱電対の周囲の少くとも一部を導電体層パターン
で囲繞せしめて構成したため次の3つの長所を有
する。 As mentioned above, the heat flow detection end according to the present invention includes:
Since the thermocouple is constructed by surrounding at least a portion of the periphery with a conductor layer pattern, it has the following three advantages.
第1の長所は、熱流量を測定しようとする被測
定領域の面積・形状に対応した熱電堆のメツキレ
ジスト・およびエツチングレジストを形成する際
に必要なパターンを表わす原画の作製が極めて容
易である。この長所は、同一形態の熱電堆ユニツ
トパターンの結合によつて熱流量検出端ができあ
がるために、単にユニツト間の接合部のみを変え
るだけで、複数の同じユニツトパターンを使用し
て面積・形状の異なる種々の熱流計を製造するこ
とができることに由来する。 The first advantage is that it is extremely easy to create an original image that represents the pattern required to form the plating resist and etching resist of the thermopile that corresponds to the area and shape of the area to be measured where the heat flow rate is to be measured. . The advantage of this is that the heat flow detection end is created by combining thermopile unit patterns of the same type, so by simply changing only the joints between units, it is possible to reduce the area and shape by using multiple identical unit patterns. This is because a variety of different heat flow meters can be manufactured.
第2の長所は、1枚の熱流計を測定の目的に応
じて予め定めた2以上の面積部分に分割し、その
各部分についての熱流量を独立して測定すること
ができ、しかも、そのような熱電堆パターンの作
成が容易な点にある。 The second advantage is that one heat flow meter can be divided into two or more predetermined area parts depending on the purpose of measurement, and the heat flow rate for each part can be measured independently. The advantage is that it is easy to create a thermopile pattern like this.
上記第2の長所は第6A図および第6B図を参
照すれば容易に理解することができる。第6A図
は熱流量検出端の表面図、第6B図は裏面図であ
る。図示の熱流量検出端において、格子状導体層
パターンは熱電堆ユニツトパターンの結合のため
のリード線または端子部分を外部に引出すための
リード線として用いられている。そして、2つの
端子6および6′間の起電力によつて、中央の4
つの熱電堆ユニツトパターンB・ロ、B・ハ、
C・ロおよびC・ハの部分の熱流量を測ることが
でき、また、2つの端子6″および6間の起電
力によつて外周部の12の熱電堆ユニツトパター
ンA・イ、A・ロ、A・ハ、A・ニ、B・ハ、
B・ニC・イ、C・ニ、D・イ、D・ロ、D・ハ
およびD・ニの部分の熱流量を測ることができ
る。 The second advantage mentioned above can be easily understood by referring to FIGS. 6A and 6B. FIG. 6A is a front view of the heat flow detection end, and FIG. 6B is a back view. In the illustrated heat flow detection end, the grid-like conductor layer pattern is used as a lead wire for coupling the thermopile unit pattern or as a lead wire for leading the terminal portion to the outside. Then, due to the electromotive force between the two terminals 6 and 6', the center 4
Two thermopile unit patterns B・B, B・C,
The heat flow in C.Ro and C.C can be measured, and the 12 thermopile unit patterns A.A, A.R. , A. Ha, A. Ni, B. Ha,
It is possible to measure the heat flow in the parts B, 2, C, i, C, ni, D, i, D, ro, D, ha, and D, ni.
第6A図および第6B図に示す例では、さらに
細分割した小さな面積部分について熱流量を測定
するこができる。すなわち、2つの端子6および
7間の起電力によつて2つの熱電堆ユニツトパタ
ーンB・ロおよびC・ロの部分、2つの端子7お
よび6′の起電力によつて2つの熱電堆ユニツト
パターンB・ハおよびC・ハの部分、2つの端子
6″および7′間の起電力によつて4つの熱電堆ユ
ニツトパターンA・イ、B・イ、C・イおよび
D・イの部分、2つの端子7′および7″間の起電
力によつて2つの熱電堆ユニツトパターンD・ロ
およびD・ハの部分、2つの端子7″および7
間の起電力によつて4つの熱電堆ユニツトパター
ンA・ニ、B・ニ、C・ニおよびD・ニの部分、
また、2つの端子7および6間の起電力によ
つて2つの熱電堆ユニツトパターンA・ロおよび
A・ハの部分の熱流量をそれぞれ測定することが
できる。 In the example shown in FIGS. 6A and 6B, the heat flow can be measured for further subdivided smaller area portions. In other words, the electromotive force between the two terminals 6 and 7 creates two thermopile unit patterns B, B and C, and the electromotive force between the two terminals 7 and 6' creates two thermopile unit patterns. The electromotive force between the two terminals 6'' and 7' creates four thermopile unit patterns A, A, B, C, C and D. The electromotive force between the two terminals 7' and 7'' causes the parts of the two thermopile unit patterns D.Ro and D.C.
Due to the electromotive force between the four thermopile unit patterns A.D., B.D., C.D. and D.D.
Further, by the electromotive force between the two terminals 7 and 6, it is possible to measure the heat flow in the two thermopile unit patterns A.B and A.C, respectively.
第6A図および第6B図に示す熱流量検出端の
全面の熱流量を測るには、2つの端子6および
6″間を短絡し、2つの端子6′および6間の起
電力を測定すればよい。なお、第6A図および第
6B図には、説明の便宜上比較的簡単なパターン
をもつ熱流検出端を例示したが、実際に用いられ
る検出端としてはより複雑なパターンをもつもの
が常用に供されるであろう。そのような実用度の
高い熱流量検出端のパターンの一例を第7A図、
第7B図および第7C図に示す。第7A図に例示
する検出端は第1A図および第2A図に示すよう
な熱電堆ユニツトパターンを6×6=36個組合わ
せたものであり、各熱堆ユニツトパターンは288
対の熱電対からなる。第7A図においては各熱電
堆ユニツトパターンを第7B図のように略示して
ある。第7A図に示す結線図において、実線は基
板表面における配線を表わし、点線は基板裏面に
おける配線を表わす。また、配線の表・裏境界点
は黒点で表わしてある。第7A図に表記したよう
な接続方法を採ることによつて、この熱流量検出
端は第7C図のA,BおよびC3部分の熱流量を
独立して測定することができる。 To measure the heat flow over the entire surface of the heat flow detection end shown in Figures 6A and 6B, short-circuit the two terminals 6 and 6'' and measure the electromotive force between the two terminals 6' and 6. 6A and 6B show examples of heat flow detection terminals with relatively simple patterns for convenience of explanation, but detection terminals with more complex patterns are usually used as detection terminals that are actually used. An example of the pattern of such a highly practical heat flow detection end is shown in Fig. 7A.
Shown in FIGS. 7B and 7C. The detection end illustrated in Fig. 7A is a combination of 6 x 6 = 36 thermopile unit patterns as shown in Figs. 1A and 2A, and each thermopile unit pattern has 288 thermopile unit patterns.
Consists of a pair of thermocouples. In FIG. 7A, each thermopile unit pattern is schematically shown as in FIG. 7B. In the wiring diagram shown in FIG. 7A, solid lines represent wiring on the front surface of the board, and dotted lines represent wiring on the back surface of the board. In addition, the front/back boundary points of the wiring are represented by black dots. By adopting the connection method shown in FIG. 7A, this heat flow detection end can independently measure the heat flow in portions A, B, and C3 in FIG. 7C.
一般に、従来の熱流計においては、熱流量検出
端の中央部分、例えば第6A図および第6B図の
B・ロ、B・ハ、C・ロおよびC・ハ部分、なら
びに第7C図のAおよびB部分のように閉ざされ
た部分を独立し、分離して計測しようとするとそ
のリード線を外縁部まで引出すことに設計および
製作上困難を伴う。しかしながら、本願発明のよ
うに、熱電堆のユニツトを囲繞する導体層パター
ンを熱電堆ユニツトパターンの結合のためのリー
ド線または端子部分を外部に引出すためのリード
線として用いることによつて熱流量検出端中央部
分の計測は設計および製作上なんら困難を伴わず
に達成できる。 Generally, in a conventional heat flow meter, the center part of the heat flow detection end, for example, the parts B, B, B, C, and C in FIGS. 6A and 6B, and A and C in FIG. If a closed part like part B is attempted to be measured separately, drawing out the lead wire to the outer edge is difficult in terms of design and manufacturing. However, as in the present invention, heat flow can be detected by using the conductive layer pattern surrounding the thermopile unit as a lead wire for connecting the thermopile unit pattern or as a lead wire for drawing out the terminal portion to the outside. Measurement of the center portion of the end can be accomplished without any difficulty in design or manufacturing.
本発明に係る熱流量検出端の第3の長所は、被
測定面の面積・形状に合わせた寸法に容易に截断
できる点にある。 A third advantage of the heat flow detection end according to the present invention is that it can be easily cut to a size that matches the area and shape of the surface to be measured.
本発明に係る熱流量検出端は複数の熱電堆ユニ
ツトを格子状導体層パターンで区画した構造を採
るために格子状導体層パターンに沿つて截断でき
ることは容易に理解されよう。例えば、第4A図
に示す熱流量検出端をP―P線に沿つて切断し、
2つの部分8および8′をハンダ付け等の手段で
接続すると、6および6′を端子とする検出端と
7および7″を端子とする検出端とに分割でき
る。 It will be easily understood that the heat flow detection end according to the present invention can be cut along a grid-like conductor layer pattern in order to adopt a structure in which a plurality of thermopile units are partitioned by a grid-like conductor layer pattern. For example, by cutting the heat flow detection end shown in FIG. 4A along the P-P line,
When the two parts 8 and 8' are connected by means such as soldering, they can be divided into a detection end having terminals 6 and 6' and a detection end having terminals 7 and 7''.
上記の例のように、各熱電堆ユニツトを囲繞す
る導体層パターンの格子寸法が縦方向並びに横方
向の切断基本寸法となり得ることは容易に理解さ
れるであろう。さらに本願発明の熱流量検出端は
一方向に限つてさらに細かく截断することができ
る。例えば上記第4A図、第4B図域は第5A
図、第5B図に示す熱流量検出端をQ―Q線に沿
つて切断し、2つの部分9および9′をハンダ付
け等の手段で接続すると、6および6′を端子と
する検出端と10および10′を端子とする検出
端とに分割できる。なお、第4A,4B,5A,
5B図では理解を容易ならしめるため、熱電堆の
パターンを比較的大きく画いてあるが、実際の寸
法は例えば正方形格子状導体層パターンの中心線
間寸法を75mm、貫通孔の孔ピツチを3mmとするこ
とができる。この寸法例においてはY方向につい
ては75mmの最小ピツチで、また、X方向について
は6mmの最小ピツチで截断することができる。な
お、上述のように、基板の切断に伴いハンダ付け
などによる接続が必要となるが、第4A,第5A
図に示す8および8′間の接続ならびに9および
9′間の接続は銅メツキを極めて近接した位置で
行えるようにユニツトパターンの配列が工夫され
ており、これによつて接続作業は容易に行うこと
ができる。 It will be readily appreciated that, as in the above example, the grid dimensions of the conductor layer pattern surrounding each thermopile unit can be the basic longitudinal as well as transverse cutting dimensions. Furthermore, the heat flow detection end of the present invention can be cut into smaller pieces only in one direction. For example, the area in Figures 4A and 4B above is the area in Figure 5A.
If the heat flow detection end shown in Fig. 5B is cut along the Q-Q line and the two parts 9 and 9' are connected by means such as soldering, a detection end with terminals 6 and 6' will be obtained. It can be divided into a detection end with terminals 10 and 10'. In addition, 4th A, 4B, 5A,
In Figure 5B, the thermopile pattern is drawn relatively large to make it easier to understand, but the actual dimensions are, for example, the center line dimension of the square lattice conductor layer pattern is 75 mm, and the hole pitch of the through holes is 3 mm. can do. In this dimension example, cutting can be performed with a minimum pitch of 75 mm in the Y direction and with a minimum pitch of 6 mm in the X direction. As mentioned above, connection by soldering etc. is required when cutting the board, but the 4th A and 5th A
For the connections between 8 and 8' and the connections between 9 and 9' shown in the figure, the arrangement of the unit patterns has been devised so that copper plating can be done very closely together, making the connection work easy. be able to.
以上のように被測定面の面積・形状に合わせて
截断する作業は測定の現場で容易に行うことがで
きる。一般に被測定面の大きさおよび形状はさま
ざまであるから、固定的な大きさおよび形状をも
つ熱流量検出端では実用性に乏しいが、本願発明
の検出端のように、現場で被測定面に合わせて容
易に截断できるものは極めて有用である。 As described above, cutting according to the area and shape of the surface to be measured can be easily performed at the measurement site. Generally, the size and shape of the surface to be measured varies, so a heat flow detection end with a fixed size and shape is not practical. Those that can be easily cut to fit are extremely useful.
前述のような熱流量検出端は、メツキ技法およ
びフオトエツチング技法を利用して、次のような
プロセスで製造することができる。 The heat flow detection end as described above can be manufactured by the following process using plating and photoetching techniques.
本発明による一つのプロセスでは、前記の熱流
量検出端を製造するにあたり、
(イ) 熱抵抗性非導電性基板に多数の貫通孔を所定
の位置に形成し、
(ロ) それらの貫通孔の内壁上および該基板の両面
上に無電解メツキを施し、
(ハ) 該無電解メツキ層の全面に前記一方の金属
(好ましくはニツケル)のメツキを施し、
(ニ) 該一方の金属のメツキ層上に、前記他方の金
属(好ましくは銅)のセグメントが基板の面に
形成されるべき部分および当該部分に開口する
メツキの形成された貫通孔の開孔に相当する区
域以外を被覆するメツキレジストを形成し、
(ホ) 該メツキレジストをマスクとして前記他方の
金属のメツキを施し、
(ヘ) 該メツキレジストを除去し、
(ト) 該両金属の複合メツキ層上に、前記両金属の
セグメントが基板の面に形成されるべき部分お
よび当該部分に開口するメツキの形成された貫
通孔の開孔のみを被覆するエツチングレジスト
を形成し、
(チ) 当該エツチングレジストをマスクとしてエツ
チングを施し、そして
(リ) 該エツチングレジストを除去する。 In one process according to the present invention, in manufacturing the heat flow detection end, (a) a large number of through holes are formed in a heat-resistant, non-conductive substrate at predetermined positions, and (b) the through holes are Electroless plating is applied to the inner wall and both surfaces of the substrate, (c) plating of the one metal (preferably nickel) is applied to the entire surface of the electroless plating layer, (d) the plating layer of the one metal A plating resist covering an area other than the part where the segment of the other metal (preferably copper) is to be formed on the surface of the substrate and the area corresponding to the opening of the plating formed through hole opening in the said part. (e) plating the other metal using the plating resist as a mask; (f) removing the plating resist; and (g) placing segments of the two metals on the composite plating layer of the two metals. (h) etching is performed using the etching resist as a mask, and (li) Remove the etching resist.
第8図AないしIは、前記プロセスの一例の工
程を説明するための拡大端面図である。第8図A
は、両面に銅箔21が形成された厚さ1.6mmのガ
ラス繊維強化エポキシ樹脂基板3に0.7mmφの貫
通孔11を形成した状態を示している。次にこの
基板3に無電解銅メツキを施し、貫通孔11の内
壁を含めて基板3の全面に無電解銅22を析出さ
せる(第8図B)。この無電解銅メツキは、既知
の例えば脱脂工程や触媒化工程などの前処理工程
を経て行なわれる。なお、この工程におけるメツ
キは従来無電解銅メツキが一般に行なわれていた
が、無電解ニツケルメツキとすることもできる。
引続きこの無電解銅メツキ層22の上に、一方の
金属としてニツケルメツキ層23を形成させる
(第8図C)が、この場合前処理として硫酸処理
を施したのち、たとえばスルフアミン酸ニツケル
を主体とするメツキ浴に浸漬しニツケルメツキを
行なう。次に、他方の金属と導電体層のパター
ン、すなわち銅メツキを所要部分にだけ形成させ
るためのメツキレジスト12を形成する。メツキ
レジストとしては、たとえばデユポン社の感光樹
脂「リストン」を使用できる。このメツキレジ
スト12は、第8図Dに示すように銅メツキを施
したくない部分だけを覆うように形成するが、こ
れにはまず第8図Cの状態にある基板の両表面
に、感光樹脂フイルム層あるいはゼラチン膜を形
成し、この上に所望のパターンを表わした写真フ
イルムを載せて露光し、未感光部分を有機溶剤た
とえばトリクロルエタンで溶出する。したがつ
て、第8図Dのメツキレジスト12はパターンに
合致するように感光されて硬化した膜からなつて
いる。このような状態になつた基板を、脱脂工
程、加硫安処理工程および硫酸処理工程の前処理
を施したのち、ピロリン酸銅系のメツキ浴あるい
は硫酸銅系のメツキ浴に浸漬し、電気銅メツキを
施す。この銅メツキを施すと、第8図Eの如くニ
ツケルメツキ層23が露出している部分にのみ銅
メツキ層24および4が形成されることとなる。
次に、第8図Dの工程で形成したメツキレジスト
12を、しかるべき有機溶剤、たとえば二塩化メ
チレン系のもので溶解して除去する(第8図
F)。次に一方および他方の金属の不要部分を除
去する。これにはまず第8図Gの如く、上述した
メツキレジスト12同様なエツチングレジスト1
3を形成する。このエツチングレジスト13は、
エツチングによつて除去したくない部分を覆うよ
うにし、次いでしかるべきエツチング液たとえば
塩化第二鉄溶液によつてエツチングすると、エツ
チングレジストの無い部分の金属が全て溶出さ
れ、第8図Hの如く基板の不連続部分14が形成
される。最後に上記のエツチングレジスト13を
除去する。このようにして、前記他方の金属のセ
グメント24と、これと同一金属からなる前記導
体層のパターン4とが同時に形成され、第8図I
の如き熱流計基板が製作される。 FIGS. 8A to 8I are enlarged end views for explaining steps of an example of the process. Figure 8A
1 shows a state in which a 0.7 mmφ through hole 11 is formed in a 1.6 mm thick glass fiber reinforced epoxy resin substrate 3 with copper foil 21 formed on both sides. Next, this substrate 3 is subjected to electroless copper plating, and electroless copper 22 is deposited on the entire surface of the substrate 3 including the inner wall of the through hole 11 (FIG. 8B). This electroless copper plating is performed through known pretreatment steps such as a degreasing step and a catalytic step. Incidentally, plating in this step has conventionally been generally performed by electroless copper plating, but electroless nickel plating can also be used.
Subsequently, a nickel plating layer 23 is formed as one of the metals on this electroless copper plating layer 22 (FIG. 8C), but in this case, after a sulfuric acid treatment is performed as a pretreatment, a nickel plating layer 23 is formed using nickel sulfamate as the main material, for example. Dip in a nickel plating bath and perform nickel plating. Next, a pattern of the other metal and conductor layer, that is, a plating resist 12 is formed to form copper plating only in required portions. As the plating resist, for example, DuPont's photosensitive resin "Riston" can be used. This plating resist 12 is formed so as to cover only the areas where copper plating is not desired, as shown in FIG. 8D. A film layer or gelatin film is formed, a photographic film showing a desired pattern is placed thereon and exposed, and unexposed areas are eluted with an organic solvent such as trichloroethane. Therefore, the plating resist 12 shown in FIG. 8D is made of a film that is exposed to light and hardened to match the pattern. The board in this state is subjected to pre-treatment for the degreasing process, ammonium vulcanization treatment process, and sulfuric acid treatment process, and then immersed in a copper pyrophosphate plating bath or copper sulfate plating bath, and electrolytic copper plating. administer. When this copper plating is applied, copper plating layers 24 and 4 are formed only on the exposed portions of the nickel plating layer 23, as shown in FIG. 8E.
Next, the plating resist 12 formed in the step of FIG. 8D is dissolved and removed with an appropriate organic solvent, for example, a dichloride-based solvent (FIG. 8F). Next, remove unnecessary parts of the metal from one side and the other side. First, as shown in FIG. 8G, an etching resist 1 similar to the plating resist 12 described above is applied.
form 3. This etching resist 13 is
By etching to cover the parts that do not want to be removed, and then etching with a suitable etching solution, such as a ferric chloride solution, all the metal in the parts where there is no etching resist is eluted, and the substrate is removed as shown in Figure 8H. A discontinuous portion 14 is formed. Finally, the etching resist 13 mentioned above is removed. In this way, the segment 24 of the other metal and the pattern 4 of the conductor layer made of the same metal are formed simultaneously, as shown in FIG.
A heat flow meter board like this is manufactured.
この第8図Iは第5A図および第5B図の―
線に沿う拡大断面図である。第8図Iにおい
て、同図左端の表面銅層4は熱電堆ユニツトを囲
繞する銅パターンである。なお、この熱流量検出
端は、必要に応じて両表面に保護層が形成され、
さらに外形加工等が施される。 This Figure 8I is the same as that of Figures 5A and 5B.
FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view taken along the line. In FIG. 8I, the surface copper layer 4 at the left end of the figure is a copper pattern surrounding the thermopile unit. In addition, this heat flow detection end has a protective layer formed on both surfaces as necessary.
Furthermore, external processing etc. are performed.
本発明による他の一つのプロセスでは前記の熱
流量検出端を製造するにあたり、
(イ) 熱抵抗性非導電性基板に多数の貫通孔を所定
の位置に形成し、
(ロ) それらの貫通孔の内壁上および該基板の両面
上に無電解メツキを施し、
(ハ) 該無電解メツキ層の全面に前記一方の金属
(好ましくはニツケル)のメツキを施し、
(ニ) 該一方の金属のメツキ層の全面に前記他方の
金属(好ましくは銅)のメツキを施し、
(ホ) 該両金属の複合メツキ層上に、前記両金属の
セグメントが基板の面に形成されるべき部分お
よび当該部分に開口するメツキの形成された貫
通孔の開孔のみを被覆する第一のエツチングレ
ジストを形成し、
(ヘ) 該、第一のエツチングレジストをマスクとし
てエツチングを施し、
(ト) 該第一のエツチングレジストを除去し、
(チ) 残つた複合メツキ層上に、前記他方の金属の
セグメントが基板の面に形成されるべき部分お
よび当該部分に開口するメツキの形成された貫
通孔の開口に相当する区域を被覆する第二のエ
ツチングレジストを形成し、
(リ) 該第2のエツチングレジストをマスクとして
エツチングを施しこれにより前記一方の金属を
所定のところで露出させ、そして、
(ヌ) 該第二のエツチングレジストを除去する。 In another process according to the present invention, in manufacturing the heat flow detection end, (a) a large number of through holes are formed in a heat-resistant non-conductive substrate at predetermined positions, and (b) the through holes are (c) plating the one metal (preferably nickel) on the entire surface of the electroless plating layer; (d) plating the one metal; plating the other metal (preferably copper) on the entire surface of the layer; (e) on the composite plating layer of both metals, segments of both metals are to be formed on the surface of the substrate and on the portions thereof; forming a first etching resist that covers only the opening of the through hole in which the opening plating is formed; (f) performing etching using the first etching resist as a mask; (g) etching the first etching resist; (h) on the remaining composite plating layer, a portion of the other metal segment is to be formed on the surface of the substrate, and a portion corresponding to the opening of the plating-formed through hole opening in that portion; forming a second etching resist covering the area; (i) etching using the second etching resist as a mask, thereby exposing the one metal at a predetermined location; Remove the etching resist.
第9図AないしJは、この方法の工程を説明す
るための拡大端面図である。第9図Aないし第9
図Cは第8図AないしCと同じ工程、すなわち第
9図Aが銅箔21を接合してある基板3に貫通孔
11を形成する工程、第9図Bが無電解銅メツキ
22を形成する工程、第9図Cがさらに一方の金
属であるニツケル23を電気メツキによつて形成
する工程をそれぞれ示している。次いで、この方
法ではニツケルメツキ層23の全面に、他方の金
属のセグメント24および前記導電体層のパター
ン4を形成すべき銅を電気銅メツキ法によつて形
成する(第9図D)。次にこれらの金属の不要部
分を除去するための第1のエツチングレジスト1
3を形成し(第9図E)、引続きエツチングを行
ない不連続部分14を形成(第9図F)し、さら
にこの第1のエツチングレジスト13を除去する
(第9図G)。続いて他方の金属である銅メツキ層
24のうち不要な部分を除去するために、これに
相当するパターンに第2のエツチングレジスト1
3′を形成し(第9図H)、しかるべきエツチング
液たとえばアンモニア系アルカリエツチヤントま
たは過硫酸アンモン系エツチヤントで銅の所定部
分だけを除去する。この状態では第9図Iの如く
銅を除去した部分に一方の金属であるニツケルメ
ツキ層23が露出している。最後に第9図Jの如
く第2のエツチングレジスト13′を除去する。
このようにして、前記他方の金属のセグメント2
4と、これと同一金属からなる前記導電体層のパ
ターン4とが同時に形成され、目的とする熱流量
検出端が得られる。なお、第9図Jは第6A図
―線拡大端面図を示している。第9図Jにおい
て、同図左端の表面銅層4は熱電堆ユニツトを囲
繞する銅パターンである。このプロセスの場合
も、最後に必要に応じて保護層の形成、外形加工
が施される。 FIGS. 9A to 9J are enlarged end views illustrating the steps of this method. Figure 9 A to 9
Figure C is the same process as Figures 8A to C, that is, Figure 9A is the process of forming the through hole 11 in the substrate 3 to which the copper foil 21 is bonded, and Figure 9B is the process of forming the electroless copper plating 22. FIG. 9C shows a step of forming one of the metals, nickel 23, by electroplating. Next, in this method, copper, on which the other metal segment 24 and the pattern 4 of the conductor layer are to be formed, is formed on the entire surface of the nickel plating layer 23 by electrolytic copper plating (FIG. 9D). Next, a first etching resist 1 is applied to remove unnecessary parts of these metals.
Then, etching is performed to form a discontinuous portion 14 (FIG. 9F), and the first etching resist 13 is removed (FIG. 9G). Next, in order to remove unnecessary portions of the copper plating layer 24, which is the other metal, a second etching resist 1 is applied to the corresponding pattern.
3' (FIG. 9H), and only a predetermined portion of the copper is removed with a suitable etchant, such as an ammonia-based alkaline etchant or an ammonium persulfate-based etchant. In this state, as shown in FIG. 9I, one of the metals, the nickel plating layer 23, is exposed in the area where the copper has been removed. Finally, the second etching resist 13' is removed as shown in FIG. 9J.
In this way, the other metal segment 2
4 and the pattern 4 of the conductive layer made of the same metal are formed at the same time to obtain the intended heat flow detection end. Note that FIG. 9J shows an enlarged end view of FIG. 6A. In FIG. 9J, the surface copper layer 4 at the left end of the figure is a copper pattern surrounding the thermopile unit. In the case of this process as well, a protective layer is formed and external processing is performed at the end, if necessary.
上記2つのプロセスのうちいずれを採用するか
は目的に応じて決められる。 Which of the above two processes to adopt is determined depending on the purpose.
上述のプロセスはメツキ技法に基づくため、強
度的に安定で比較的均質な金属層が形成でき、ひ
いては、性能の安定した製品を効率よく製造する
ことができる。しかも、熱電堆ユニツトのパター
ンの配列、粗密の程度も任意に変えることができ
る。 Since the above-described process is based on the plating technique, it is possible to form a metal layer that is stable in strength and relatively homogeneous, and as a result, it is possible to efficiently produce a product with stable performance. Furthermore, the pattern arrangement and degree of density of the thermopile units can be changed as desired.
なお本願発明の特徴は特許請求の範囲に記載の
とおりであるが、下記の実施態様を包含する。 Note that the features of the present invention are as described in the claims, and include the following embodiments.
(1) 各熱電対を構成する各金属セグメントは前記
基板の一方の面の側にメツキされた部分と前記
基板の他方の面の側にメツキされた部分と該両
部分を連通する前記基板に形成された貫通孔の
内壁に沿つてメツキされた部分とからなり、且
つ、熱電堆のユニツトを囲繞する導体層がメツ
キにより形成された層である特許請求の範囲第
1項記載の熱流量検出端。(1) Each metal segment constituting each thermocouple has a plated portion on one side of the substrate, a plated portion on the other side of the substrate, and a portion of the substrate that communicates the two portions. The heat flow detection method according to claim 1, wherein the conductive layer surrounding the thermoelectric stack unit is a layer formed by plating. end.
(2) 熱電堆のユニツトを囲繞する導体層のパター
ンが格子状に形成され、各格子の中に熱電対が
基板面内にジグザグ状に延長するように連結さ
れている特許請求の範囲第1項に記載の熱流量
検出端。(2) The pattern of the conductor layer surrounding the thermopile unit is formed in a grid, and thermocouples are connected in each grid so as to extend in a zigzag pattern within the plane of the substrate. The heat flow detection end described in section.
(3) 一方の金属がニツケルで他方の金属が銅であ
り、前記熱電堆を囲繞する導体層が銅からなる
特許請求の範囲第1項に記載の熱流量検出端。(3) The heat flow detection end according to claim 1, wherein one metal is nickel and the other metal is copper, and the conductor layer surrounding the thermopile is made of copper.
(4) 熱電堆のユニツトが四辺形をなし、その隣接
頂角部分に端子が形成されている特許請求の範
囲第1項に記載の熱流量検出端。(4) The heat flow detection end according to claim 1, wherein the thermoelectric stack unit has a quadrilateral shape, and terminals are formed at adjacent vertex portions.
(5) 熱電堆のユニツトが四辺形をなし、その対角
位置部分に端子が形成されている特許請求の範
囲第1項に記載の熱流量検出端。(5) The heat flow detection end according to claim 1, wherein the thermoelectric stack unit has a quadrilateral shape, and terminals are formed at diagonal positions thereof.
(6) 導体層のパターンが熱電堆ユニツトの周辺全
体を囲繞するように形成されている特許請求の
範囲第1項に記載の熱流量検出端。(6) The heat flow detection end according to claim 1, wherein the pattern of the conductor layer is formed so as to surround the entire periphery of the thermopile unit.
(7) 導体層のパターが熱電堆ユニツトの周辺の一
部を囲繞するように形成されている特許請求の
範囲第1項に記載の熱流量検出端。(7) The heat flow detection end according to claim 1, wherein the pattern of the conductor layer is formed so as to surround a part of the periphery of the thermopile unit.
(8) 複数対の端子が形成されている特許請求の範
囲第1項に記載の熱流量検出端。(8) The heat flow detection end according to claim 1, in which a plurality of pairs of terminals are formed.
(9) 1対の端子が形成されている特許請求の範囲
第1項に記載の熱流量検出端。(9) The heat flow detection end according to claim 1, in which a pair of terminals is formed.
(10) 一方の金属がニツケルで他方の金属が銅であ
る特許請求の範囲第2項または第3項記載の熱
流量検出端の製法。(10) The method for manufacturing a heat flow detection end according to claim 2 or 3, wherein one metal is nickel and the other metal is copper.
(11) 前記(イ)ないし(リ)または(イ)ないし(ヌ)の工程
によ
つて得られた熱流量検出端をさらに導体層上で
切断して複数の熱流量検出端に分割することか
らなる特許請求の範囲第2項または第3項記載
の熱流量検出端の製法。(11) Further cutting the heat flow detection end obtained by the steps (a) to (li) or (a) to (n) above on the conductor layer to divide it into a plurality of heat flow detection ends. A method for manufacturing a heat flow detection end according to claim 2 or 3, comprising:
(12) 前記(イ)ないし(リ)または(イ)ないし(ヌ)の工程
によ
つて得られた熱流量検出端を、さらに、一部の
熱電堆ユニツトの内部で切断して複数の熱流量
検出端に分割することからなる特許請求の範囲
第2項または第3項記載の熱流量検出端の製
法。(12) The heat flow detection end obtained by the steps (a) to (li) or (a) to (n) above is further cut inside some of the thermoelectric stack units to generate multiple heat sources. A method for manufacturing a heat flow rate detection end according to claim 2 or 3, which comprises dividing the heat flow rate detection end into flow rate detection ends.
第1A図および第1B図は熱電堆ユニツトの一
例を示すそれぞれ表面図および裏面図であり、第
1C図は第1A図―線に沿う拡大断面図であ
る。第2A図および第2B図は熱電堆ユニツトの
他の一例を示すそれぞれ表面図および裏面図であ
る。第3図は熱電堆ユニツトを囲繞する格子状導
体層パターンの1例を示す平面図である。第4A
図および第4B図は、それぞれ、第3図に示す格
子状導体層パターンと第1A図および第1B図に
示す熱電堆ユニツトを組合わせて構成された熱流
量検出端を示す表面図および裏面図である。第5
A図および第5B図は、それぞれ、第3図に示す
格子状導体層パターンと第2A図および第2B図
に示す熱電堆ユニツトを組合わせて構成された熱
流量検出端を示す表面図および裏面図である。第
6A図および第6B図は、熱流量検出端の他の一
例を示すそれぞれ表面図および裏面図である。第
7A図は熱流量検出端の結線状態の一例を示す図
であり、第7B図は第7A図中の一つの熱電堆ユ
ニツトを示す記号であり、第7C図は第7A図に
示す検出端の分割された測定面を示す略図であ
る。第8図は、熱流量検出端の一つの製造方法の
工程を説明する拡大断面図であつて、(A)銅箔を接
着した基板へ貫通孔を形成した状態を示す端面
図、(B)貫通孔も含めて無電解銅メツキを施した状
態を示す端面図、(C)ニツケルメツキを施した状態
を示す端面図、(D)メツキレジストを形成した状態
を示す端面図、(E)銅メツキを施した状態を示す端
面図、(F)メツキレジストを除去した状態を示す端
面図、(G)エツチングレジストを形成した状態を示
す端面図、(H)エツチングを施した状態を示す端面
図、(I)エツチングレジストを除去した状態を示す
端面図、である。第9図は他の一つの製造方法の
工程を説明する断面図であつて、(A)銅箔を接着し
た基板へ貫通孔を施した状態を示す端面図、(B)貫
通孔も含めて無電解銅メツキを施した状態を示す
端面図、(C)ニツケルメツキを施した状態を示す端
面図、(D)銅メツキを施して状態を示す端面図、(E)
エツチングレジストを形成した状態を示す端面
図、(F)エツチングを施した状態を示す端面図、(G)
エツチングレジストを除去した状態を示す端面
図、(H)(銅除去用の)エツチングレジストを形成
した状態を示す端面図、(I)エツチングを施した状
態を示す端面図、(J)エツチングレジストを除去し
た状態を示す端面図である。
1,1′,1″,1…熱電堆のユニツト、2…
熱電対、3…熱電対を担持する基板、4…熱電堆
ユニツトを囲繞する導体層パターン、6,6′,
6″,6,7,7′,7″,7…端子、11…
貫通孔、12…メツキレジスト、13…エツチン
グレジスト、21…銅箔、22…無電解銅メツキ
層、23…一方の金属のメツキ層、24…他方の
金属のメツキ層。
1A and 1B are a front view and a back view, respectively, showing an example of a thermopile unit, and FIG. 1C is an enlarged sectional view taken along the line of FIG. 1A. FIGS. 2A and 2B are a front view and a back view, respectively, showing another example of the thermopile unit. FIG. 3 is a plan view showing an example of a grid-like conductor layer pattern surrounding the thermopile unit. 4th A
Figures 4 and 4B are a front view and a back view, respectively, showing a heat flow detection end constructed by combining the lattice conductor layer pattern shown in Figure 3 and the thermopile unit shown in Figures 1A and 1B. It is. Fifth
Figures A and 5B are a front view and a back view, respectively, showing a heat flow detection end configured by combining the lattice conductor layer pattern shown in Figure 3 and the thermopile unit shown in Figures 2A and 2B. It is a diagram. FIGS. 6A and 6B are a front view and a back view, respectively, showing another example of the heat flow detection end. Fig. 7A is a diagram showing an example of the connection state of the heat flow detection terminal, Fig. 7B is a symbol indicating one thermopile unit in Fig. 7A, and Fig. 7C is a diagram showing an example of the connection state of the heat flow detection end. 2 is a schematic diagram showing a divided measurement plane of FIG. FIG. 8 is an enlarged sectional view illustrating the process of one manufacturing method for a heat flow detection end, in which (A) an end view showing a state in which a through hole is formed in a substrate to which copper foil is bonded; (B) End view showing the state with electroless copper plating including through holes, (C) End view showing the state with nickel plating, (D) End view showing the state with plating resist formed, (E) Copper plating (F) An end view showing the state with the plating resist removed; (G) An end view showing the state with the etching resist formed; (H) An end view showing the state with the etching applied. (I) An end view showing a state with the etching resist removed. FIG. 9 is a cross-sectional view illustrating the steps of another manufacturing method, including (A) an end view showing a state in which a through hole is formed in a substrate to which copper foil is bonded, and (B) a view including the through hole. (C) End view showing the state with electroless copper plating, (C) End view showing the state with nickel plating, (D) End view showing the state with copper plating, (E)
(F) End view showing the state with etching resist formed, (G) End view showing the state with etching applied.
(H) End view showing the state with etching resist (for copper removal) formed; (I) End view showing the state after etching; (J) End view showing the state with etching resist formed. (J) End view showing the state with etching resist formed. FIG. 3 is an end view showing a removed state. 1, 1', 1'', 1... thermoelectric stack unit, 2...
Thermocouple, 3... A substrate carrying the thermocouple, 4... A conductor layer pattern surrounding the thermopile unit, 6, 6',
6″, 6, 7, 7′, 7″, 7…Terminal, 11…
Through hole, 12... plating resist, 13... etching resist, 21... copper foil, 22... electroless copper plating layer, 23... plating layer of one metal, 24... plating layer of the other metal.
Claims (1)
トと他方の金属のセグメントとが、熱抵抗性非導
電性基板に担持されながら、順次交互に連絡され
て構成せる少くとも2つの熱電堆のユニツト、な
らびに(b)該熱電堆のユニツト相互間の結合用また
は端子部分引出用のリード線として作用する導体
層のパターンとからなり、該導体層のパターンが
上記熱電堆のユニツトの少くとも一部の周辺を囲
繞するように上記基板の両面に形成されてなるこ
とを特徴とする熱流量検出端。 2 一方の金属のセグメントと他方の金属のセグ
メントとが、熱抵抗性非導電性基板に担持されな
がら、順次交互に連絡されて少くとも2つの熱電
堆のユニツトが構成され、且つ、該熱電堆のユニ
ツト相互間の結合用または端子部分引出用のリー
ド線として作用する導体層のパターンが上記熱電
堆のユニツトの少くとも一部の周辺を囲繞するよ
うに上記基板の両面に形成されてなる熱流量検出
端の製法において、 (イ) 熱抵抗性非導電性基板3に多数の貫通孔11
を所定の位置に形成し、 (ロ) それらの貫通孔11の内壁上および該基板3
の両面上に無電解メツキ22を施し、 (ハ) 該無電解メツキ層22の全面に前記一方の金
属のメツキ23を施し、 (ニ) 当該一方の金属のメツキ層23上に、前記他
方の金属のセグメント24および前記導電体層
のパターン4が基板の面に形成されるべき部分
および当該部分に開口するメツキの形成された
貫通孔の開孔11に相当する区域以外を被覆す
るメツキレジスト12を形成し、 (ホ) 該メツキレジスト12をマスクとして前記他
方の金属のメツキ24を施すと同時に、これと
同一金属からなる前記導電体層パターン4のメ
ツキを施し、 (ヘ) 該メツキレジスト12を除去し、 (ト) 該両金属の複合メツキ層上に、前記両金属の
セグメント23,24および前記導電体層のパ
ターン4が基板の面に形成されるべき部分およ
び当該部分に開口するメツキの形成された貫通
孔の開孔11のみを被覆するエツチングレジス
ト13を形成し、 (チ) 該エツチングレジスト13をマスクとしてエ
ツチングを施し、そして (リ) 該エツチングレジスト13を除去する工程を
含んでなることを特徴とする熱流量検出端の製
法。 3 一方の金属のセグメントと他方の金属のセグ
メントとが、熱抵抗性非導電性基板に担持されな
がら、順次交互に連絡されて少くとも2つの熱電
堆のユニツトが構成され、且つ、該熱電堆のユニ
ツト相互間の結合用または端子部分引出用のリー
ド線として作用する導体層のパターンが上記熱電
堆のユニツトの少くとも一部の周辺を囲繞するよ
うに上記基板の両面に形成されてなる熱流量検出
端の製法において、 (イ) 熱抵抗性非導電性基板3に多数の貫通孔11
を所定の位置に形成し、 (ロ) それらの貫通孔11の内壁上および該基板3
の両面上に無電解メツキ22を施し、 (ハ) 該無電解メツキ層22の全面に前記一方の金
属のメツキ23を施し、 (ニ) 該一方の金属のメツキ層23の全面に前記他
方の金属のセグメント24およびこれと同一金
属からなる前記導電体層のパターン4を形成す
べきメツキを施し、 (ホ) 該両金属の複合メツキ層上に、前記両金属の
セグメント23,24および前記導電体層のパ
ターン4が基板の面に形成されるべき部分およ
び当該部分に開口するメツキの形成された貫通
孔の開孔11のみを被覆する第一のエツチング
レジスト13を形成し、 (ヘ) 該第一のエツチングレジスト13をマスクと
してエツチングを施し、 (ト) 該第一のエツチングレジスト13を除去し、 (チ) 残つた複合メツキ層上に、前記他方の金属の
セグメント24および前記導電体層のパターン
4が基板の面に形成されるべき部分および当該
部分に開口するメツキの形成された貫通孔の開
孔11に相当する区域を被覆する第二のエツチ
ングレジスト13′を形成し、 (リ) 該第二のエツチングレジスト13′をマスク
としてエツチングを施しこれにより前記一方の
金属23を所定のところで露出させ、そして (ヌ) 該第二のエツチングレジスト13′を除去し
て、前記他方の金属のセグメント24および前
記導電体層のパターン4を同時に露出させる工
程を含んでなることを特徴とする熱流量検出端
の製法。[Scope of Claims] 1 (a) One metal segment and the other metal segment constituting each thermocouple are supported on a heat-resistant non-conductive substrate and are successively and alternately connected. It consists of at least two thermoelectric stack units, and (b) a pattern of a conductive layer that acts as a lead wire for coupling between the units of the thermoelectric stack or for drawing out terminal parts, and the pattern of the conductive layer is connected to the thermoelectric stack. A heat flow detection end, characterized in that it is formed on both sides of the substrate so as to surround at least a part of the periphery of the unit. 2. Segments of one metal and segments of the other metal are supported on a heat-resistant non-conductive substrate and are successively and alternately connected to constitute at least two thermopile units, and A conductive layer pattern is formed on both sides of the substrate so as to surround at least a part of the units of the thermopile, and the pattern acts as a lead wire for coupling between the units or for drawing out the terminal portion. In the manufacturing method of the flow rate detection end, (a) a large number of through holes 11 are formed in the heat-resistant non-conductive substrate 3;
(b) on the inner walls of those through holes 11 and on the substrate 3;
(c) plating the one metal 23 on the entire surface of the electroless plating layer 22; (d) plating the other metal on the plating layer 23 of the one metal; A plating resist 12 that covers areas other than the areas where the metal segments 24 and the pattern 4 of the conductive layer are to be formed on the surface of the substrate and the areas corresponding to the openings 11 of the through holes in which the plating is formed opening in these areas. (e) using the plating resist 12 as a mask, plating the other metal 24 and plating the conductive layer pattern 4 made of the same metal; (f) plating the plating resist 12 (g) On the composite plating layer of both metals, place a portion where the segments 23 and 24 of the two metals and the pattern 4 of the conductive layer are to be formed on the surface of the substrate, and a plating opening in the portion. forming an etching resist 13 that covers only the opening 11 of the through hole in which the etching resist 13 is formed; (h) performing etching using the etching resist 13 as a mask; and (li) removing the etching resist 13. A method for manufacturing a heat flow detection end characterized by: 3 Segments of one metal and segments of the other metal are supported on a heat-resistive non-conductive substrate and are sequentially and alternately connected to constitute at least two thermopile units; A conductive layer pattern is formed on both sides of the substrate so as to surround at least a part of the units of the thermopile, and the pattern acts as a lead wire for coupling between the units or for drawing out the terminal portion. In the manufacturing method of the flow rate detection end, (a) a large number of through holes 11 are formed in the heat-resistant non-conductive substrate 3;
(b) on the inner walls of those through holes 11 and on the substrate 3;
(c) plating the one metal 23 on the entire surface of the electroless plating layer 22; (d) plating the other metal on the entire surface of the one metal plating layer 22; plating to form metal segments 24 and the pattern 4 of the conductive layer made of the same metal; (e) on the composite plating layer of both metals, the segments 23, 24 of both metals and the conductive (f) forming a first etching resist 13 that covers only the portion where the pattern 4 of the body layer is to be formed on the surface of the substrate and the opening 11 of the through hole in which the plating is formed; Etching is performed using the first etching resist 13 as a mask, (g) the first etching resist 13 is removed, and (h) the other metal segment 24 and the conductor layer are placed on the remaining composite plating layer. A second etching resist 13' is formed to cover the area where the pattern 4 is to be formed on the surface of the substrate and the area corresponding to the opening 11 of the plated through hole opening in the area. ) Etching is performed using the second etching resist 13' as a mask, thereby exposing the one metal 23 at a predetermined location, and (v) removing the second etching resist 13' and etching the other metal 23. A method for manufacturing a heat flow detection end, comprising the step of simultaneously exposing the segments 24 and the pattern 4 of the conductor layer.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP55123424A JPS5748625A (en) | 1980-09-08 | 1980-09-08 | Detecting end for quantity of heat flow rate and its production |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP55123424A JPS5748625A (en) | 1980-09-08 | 1980-09-08 | Detecting end for quantity of heat flow rate and its production |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5748625A JPS5748625A (en) | 1982-03-20 |
| JPS6226696B2 true JPS6226696B2 (en) | 1987-06-10 |
Family
ID=14860208
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP55123424A Granted JPS5748625A (en) | 1980-09-08 | 1980-09-08 | Detecting end for quantity of heat flow rate and its production |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5748625A (en) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0640031B2 (en) * | 1985-10-23 | 1994-05-25 | 英弘精機産業株式会社 | Heat flow sensor and manufacturing method thereof |
| JP5598035B2 (en) * | 2010-03-16 | 2014-10-01 | 富士通株式会社 | Thermoelectric converter |
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Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2413646A1 (en) * | 1978-01-02 | 1979-07-27 | Saint Gobain | THERMAL FLUXMETER |
-
1980
- 1980-09-08 JP JP55123424A patent/JPS5748625A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5748625A (en) | 1982-03-20 |
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