JP6256454B2 - ヒータプレート、このヒータプレートを用いる熱流束センサの製造装置、このヒータプレートの製造方法、及び、このヒータプレートの製造装置 - Google Patents

Description

本発明は、信号を出力可能な端子を複数有するシート状の検査対象を加熱しつつ端子が出力する信号を外部に出力可能なヒータプレート、このヒータプレートを用いる熱流束センサの製造装置、このヒータプレートの製造方法、及び、このヒータプレートの製造装置に関する。

従来、一方の側から他方の側へ単位時間に単位面積を横切る熱量である熱流束を測定する熱流束センサが知られている。例えば、特許文献１には、複数のビアホールを有する平板の基板、並びに、当該基板の略平行な二つの平面のそれぞれにビアホールに形成される導電層を介して電気的に接続され基板の一方の側から他方の側に流れる熱量の大きさに応じて発生する電圧を外部に出力する出力回路部を備える熱流束センサが記載されている。

特開２００７−２０８２６２号公報

特許文献１に記載の熱流束センサは、基板としてのポリイミドなどの軟質フィルムとソルダレジストなどの絶縁層とが積層されている平板状の部材に熱流束センサの信号を出力する複数の出力回路部が設けられている。このため、特許文献１に記載の熱流束センサを製造する過程において熱流束センサの特性を検査する場合、所定の大きさの熱流を当該熱流束センサの一方の側から他方の側に流しつつ、かつ、複数の出力回路部が出力するそれぞれの電圧を高精度に測定する必要がある。

熱流束センサに所定の熱量を流す場合、熱流束センサの一方の側に加熱用ヒータを設け、熱流束センサの他方の側に冷却部を設ける。これにより、熱流束センサの一方の側から他方の側に流れる熱流が形成される。このとき、加熱用ヒータと冷却部との間に挟まれている熱流束センサが出力する電圧と流れる熱量の大きさとの関係から当該熱流束センサの特性を検査する。熱流束センサを流れる熱量の大きさは当該加熱用ヒータに供給される電力から算出することが可能だが、加熱用ヒータで発生する熱は加熱用のヒータからみて冷却部の方向だけでなく四方に拡散する。このため、熱流束センサを実際に通過した熱量の大きさを高精度に把握することは難しい。

そこで、加熱用ヒータを可能な限り薄くしシート状とすることで加熱用ヒータからみて冷却部の方向、及び、冷却部とは反対側の方向以外の方向への熱の拡散を無視することができるようにし、熱流束センサの特性を検査することが考えられる。
このとき、加熱用ヒータからみて冷却部とは反対側には加熱用ヒータと熱流束センサとの密着性を高めつつ断熱を確保するため、弾性材料からなる支持台が設けられる。しかしながら、熱流束センサの特性を検査するとき出力回路部に外部の検査用プローブを押し当てると、当該押し当ての力によって支持台が撓むため、加熱用ヒータと熱流束センサとの間に隙間ができる。このため、加熱用ヒータと熱流束センサとを十分に密着させることができなくなるおそれがある。
また、特許文献１に記載されている熱流束センサのように、一枚の基板に複数の出力回路部が設けられている場合、複数の検査用プローブを複数の出力回路部に押し当てるため、さらに撓みが大きくなり、加熱用ヒータと熱流束センサとの密着性がさらに悪化する。このため、熱流束センサを流れる熱量を高精度に把握することができなくなり、検査精度が悪化する。

本発明は、上記の問題を鑑みてなされたものであり、その目的は、信号を出力可能な端子を有する検査対象に所定の熱量が流れるよう検査対象を高精度に加熱しつつ当該端子が出力する信号を確実に外部に出力可能なヒータプレートを提供することにある。

本発明は、信号を出力可能な端子を有するシート状の検査対象を加熱しつつ端子が出力する信号を外部出力可能なヒータプレートであって、シート状発熱部材、保護膜、出力回路部、及び、突出部形成膜を備える。
シート状発熱部材は、通電されると発熱する。
保護膜は、シート状発熱部材の一方の面側に設けられ、シート状発熱部材を保護する。
出力回路部は、保護膜のシート状発熱部材とは反対側の面に設けられ、端子に当接可能なようシート状発熱部材とは反対側の方向に突出する突出部、及び、突出部と電気的に接続し突出部に入力される信号を外部に出力可能な外部出力部を有する。
突出部形成膜は、保護膜とシート状発熱部材との間に設けられ、突出部に対応する位置に突起を有する。
本発明のヒータプレートは、シート状発熱部材、保護膜、出力回路部、及び、突出部形成膜は、一体に形成されている。

本発明のヒータプレートでは、保護膜とシート状発熱部材との間に設けられている突出部形成膜は、出力回路部が有する突出部に対応する位置に突起を有している。これにより、突起の位置に対応する保護膜及び出力回路部が突起の形状に沿ってシート状発熱部材とは反対側の方向に突出し、出力回路部の突出部が形成される。この突起を所望の形状とすることによって突出部を所望の形状とすることができるため、ヒータプレートを検査対象に密着させることによって発熱体が発生する熱を確実に検査対象に伝えつつ、検査対象が有する端子との電気的な接続を確実に行うことができる。したがって、本発明のヒータプレートは、検査対象に所定の熱量を流しつつ、端子が出力する信号を確実に外部に出力することができる。

本発明の一実施形態による熱流束センサの検査装置の模式図である。 本発明の一実施形態による熱流束センサの検査装置の検査対象となる熱流束センサシートの模式図である。 本発明の一実施形態による熱流束センサの検査装置で検査される熱流束センサの模式図である。 図３のＩＶ−ＩＶ線断面図である。 本発明の一実施形態による熱流束センサの検査装置が備えるヒータプレートの模式図である。 図５のＶＩ−ＶＩ線断面図である。 本発明の一実施形態のヒータプレートとセンサシートとを重ね合わせた状態の模式図である。 本発明の一実施形態によるヒータプレートの製造装置の模式図である。 本発明の一実施形態によるヒータプレートの製造方法を示すフローチャートである。 本発明の一実施形態によるヒータプレートの製造方法を説明する模式図である。 本発明の一実施形態によるヒータプレートの製造方法を説明する模式図であって、図１０とは異なる工程のヒータプレートの製造方法を説明する模式図である。 本発明の一実施形態によるヒータプレートの製造方法を説明する模式図であって、図１０、１１とは異なる工程のヒータプレートの製造方法を説明する模式図である。 本発明のその他の実施形態によるヒータプレートの製造方法を説明する模式図である。

以下、本発明の実施形態について図面に基づいて説明する。

（一実施形態）
本発明の一実施形態によるヒータプレート、ヒータプレートを用いる熱流束センサの製造装置、ヒータプレートの製造方法、及び、ヒータプレートの製造装置を図１〜１２に基づいて説明する。

最初に、「検査対象」としての熱流束センサについて図２〜４に基づいて説明する。熱流束センサ１０は、単位時間に単位面積を横切る熱量である熱流束を検出可能なセンサである。熱流束センサ１０では、検出した熱流束を、例えば、電圧として出力する。熱流束センサ１０は、図４に示すように、絶縁基材１１、裏面保護部材１２、表面保護部材１３、第一層間接続部材１４、第二層間接続部材１５などから構成されている。本実施形態では、図２に示すように、熱流束センサ１０は、一枚のシート（以下、「センサシート８」という）に一括して複数形成される。本発明の一実施形態による「熱流束センサの製造装置」としての熱流束センサの検査装置１は、熱流束センサ１０を製造する過程において、センサシート８に形成されている複数の熱流束センサ１０の特性を同時に測定することが可能である。ここでは、一つの熱流束センサ１０（図２の領域Ａ１０に含まれる熱流束センサ１０）の構成について説明するが、図２に示すセンサシート８に形成される複数の熱流束センサ１０は、それぞれ同じ構成を有する。なお、図４は、熱流束センサ１０の構成を分かりやすくするため、実際の形状に比べて縦横比を変更している。

絶縁基材１１は、熱可塑性樹脂からなるフィルムから形成されている。絶縁基材１１は、厚さ方向に貫通する複数のビアホール１１１を有する。ビアホール１１１には、第一層間接続部材１４または第二層間接続部材１５が設けられている。第一層間接続部材１４が設けられているビアホール１１１の隣には第二層間接続部材１５が設けられるビアホール１１１が設けられている。すなわち、絶縁基材１１には、第一層間接続部材１４と第二層間接続部材１５とが互い違いになるように配置されている。

裏面保護部材１２は、熱可塑性樹脂からなるフィルムから形成され、絶縁基材１１の裏面１１２に設けられている。裏面保護部材１２は、大きさが絶縁基材１１と同じ大きさとなるよう形成され、絶縁基材１１側の面１２１に銅箔などがパターニングされた複数の裏面パターン１１４が設けられている。裏面パターン１１４は、裏面保護部材１２側で第一層間接続部材１４と第二層間接続部材１５とを電気的に接続している。

表面保護部材１３は、熱可塑性樹脂からなるフィルムから形成され、絶縁基材１１の表面１１３に設けられている。裏面保護部材１２は、大きさが絶縁基材１１と同じ大きさとなるよう形成され、絶縁基材１１側の面１３１に銅箔などがパターニングされた複数の表面パターン１１５が形成されている。表面パターン１１５は、表面保護部材１３側で第一層間接続部材１４と第二層間接続部材１５とを電気的に接続している。

複数の第一層間接続部材１４と複数の第二層間接続部材１５とは、ゼーベック効果を発揮するよう互いに異なる金属で構成されている。例えば、第一層間接続部材１４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から形成されている。また、第二層間接続部材１５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所定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から形成されている。第一層間接続部材１４と第二層間接続部材１５とは、裏面パターン１１４及び表面パターン１１５によって交互に直列されている。

図３に示すように、複数の第一層間接続部材１４のうち一つの第一層間接続部材１４０は、端子１４１と電気的に接続している。また、複数の第二層間接続部材１５のうち一つの第二層間接続部材１５０は、端子１５１と電気的に接続している。端子１４１、１５１は、図３に示すように、一つの熱流束センサ１０内で裏面パターン１１４、第一層間接続部材１４、表面パターン１１５、及び、第二層間接続部材１５が蛇行するよう接続されている両端に位置している（図３の二点鎖線Ｌ３参照）。端子１４１、１５１は、表面保護部材１３が有する開口１３２を介して外部に露出している。これにより、端子１４１、１５１は、後述する熱流束センサの検査装置１が備えるヒータプレート２０の突出部２５１と当接可能である。

本実施形態では、センサシート８には２４個の熱流束センサ１０が形成されている。また、図２に示すように、センサシート８には、二つの端子１４１、１５１の組み合わせが六組ずつ四列に並ぶよう形成されている。また、センサシート８は、後述するヒータプレートが有する位置決めピンに対応する位置に形成された位置決め穴１７０を有する。

熱流束センサ１０では、熱流束センサ１０の厚さ方向に流れる熱量の大きさが変化すると、交互に直列接続された第一層間接続部材１４及び第二層間接続部材１５において発生する起電圧が変化する。熱流束センサ１０では、この電圧を検出信号として出力し、この検出信号に基づいて熱流束センサ１０に伝えられた熱流束が測定される。

次に、熱流束センサの検査装置１の構成を説明する。熱流束センサの検査装置１は、ヒータプレート２０、「温度調節部」としての冷却部４０、温度検出部４５、温度制御部５０、特性測定部６０などから構成されている。

ヒータプレート２０は、熱流束センサ１０に当接可能に設けられている。具体的には、ヒータプレート２０は、熱流束センサの検査装置１にセットされている熱流束センサ１０の温度検出部４５側に設けられている。ヒータプレート２０は、図６に示すように、発熱体２１、絶縁部２２、保護膜２３、２４、出力回路部２５、突出部形成膜２６などから構成されている。発熱体２１、絶縁部２２、保護膜２３、２４、出力回路部２５、及び、突出部形成膜２６は、一体に形成されている。なお、図６は、ヒータプレート２０の構成を分かりやすくするため、実際の形状に比べて縦横比を変更している。

発熱体２１は、発熱部２１０、接続部２１１、２１２などを有する。
発熱部２１０は、例えば、厚みが５０μｍ程度のＳＵＳから形成されている。発熱部２１０は、図５に示すように、一平面上において蛇行するよう形成されている。発熱部２１０は、通電すると発熱する。
接続部２１１、２１２は、発熱部２１０の両端に設けられる。接続部２１１、２１２は、図示しない外部の電源と接続している。

絶縁部２２は、例えば、絶縁性が高くかつ流動性が高いポリエーテルイミド（以下、「ＰＥＩ」という）から形成されている。絶縁部２２は、発熱体２１が形成されている平面と同一平面上に位置する。絶縁部２２は、一平面上において蛇行するよう形成されている発熱体２１の隣り合う発熱体２１の間に位置し、隣り合う発熱体２１の絶縁を維持する。以下、便宜的に発熱体２１と絶縁部２２とから形成される板状の部材をシート状発熱部材２００という。

保護膜２３、２４は、例えば、ポリエーテルエーテルケトン（以下、「ＰＥＥＫ」という）から形成されている。保護膜２３、２４は、シート状発熱部材２００を覆うよう形成されている。保護膜２３は、シート状発熱部材２００の一平面に平行な一方の面２０１側に設けられている。保護膜２４は、シート状発熱部材２００の一平面に平行な他方の面２０２側に設けられている。保護膜２３、２４は、シート状発熱部材２００を外力から保護する。保護膜２３は、特許請求の範囲に記載の「保護膜」に相当する。

出力回路部２５は、保護膜２３のシート状発熱部材２００とは反対側の面２３１に設けられている。出力回路部２５は、複数の突出部２５１、複数の配線部２５２、及び、複数の外部出力部２５３を有する。出力回路部２５は、金属からなる一枚のシートをパターニングすることによって形成される。

突出部２５１は、センサシート８に形成されている複数の熱流束センサ１０のそれぞれが有する端子１４１、１５１に当接可能なよう形成されている。突出部２５１は、シート状発熱部材２００とは反対の方向に突出している。本実施形態では、センサシート８が有する２４個の熱流束センサ１０に対して４８個の突出部２５１が形成されている。

配線部２５２は、複数の突出部２５１のそれぞれと電気的に接続するよう突出部２５１の数と同じ数形成されている。具体的には、本実施形態では、センサシート８に対して４８本形成されている。配線部２５２は、保護膜２３の面２３１上に薄膜状に形成され、複数の突出部２５１からヒータプレート２０の外周に向かって延びるよう形成されている。配線部２５２の突出部２５１と接続する側とは反対側の端部には外部出力部２５３が設けられている。

外部出力部２５３は、複数の配線部２５２のそれぞれと電気的に接続するよう配線部２５２の数と同じ数形成されている。具体的には、本実施形態では、センサシート８に対して４８個形成されている。外部出力部２５３のそれぞれは、特性測定部６０と電気的に接続している。外部出力部２５３は、熱流束センサ１０が出力し突出部２５１に入力される電圧を特性測定部６０に出力することが可能である。

突出部形成膜２６は、保護膜２３とシート状発熱部材２００との間に設けられている。突出部形成膜２６は、所定の温度における流動性が保護膜２３を形成する材料に比べ高い材料、例えば、ＰＥＩから形成されている。突出部形成膜２６は、突出部２５１に対応する位置に突起２６１を有する。

冷却部４０は、図１に示すように、センサシート８のヒータプレート２０とは反対側に設けられている。冷却部４０は、センサシート８のヒータプレート２０とは反対側の温度を温度制御部５０の指令に基づいて調節可能に形成されている。

温度検出部４５は、ヒータプレート２０のセンサシート８とは反対側の温度を検出可能に設けられている。本実施形態では、温度検出部４５は、ヒータ支持台４６、シート支持台４７、熱流束検出用シート９、及び、温度算出部４８などを有する。
ヒータ支持台４６は、ヒータプレート２０のセンサシート８と反対側に設けられている。ヒータ支持台４６は、ヒータプレート２０を支持する。
シート支持台４７は、ヒータ支持台４６との間で熱流束検出用シート９を支持する。
熱流束検出用シート９は、熱流束センサの検査装置１において特性が検査されるセンサシート８と同じロットにおいて製造されたセンサシートであって、ヒータプレート２０からシート支持台４７に流れる熱量の大きさを検出する。当該熱量の大きさに応じて熱流束検出用シート９が出力する電圧は、温度算出部４８に出力される。
温度算出部４８は、熱流束検出用シート９が出力する電圧に基づいてヒータプレート２０からセンサシート８とは反対側に流れる熱量の大きさを算出する。算出された熱量の大きさに応じた信号は、温度制御部５０に出力される。

温度制御部５０は、ヒータプレート２０、冷却部４０及び温度検出部４５と電気的に接続している。温度制御部５０には、温度検出部４５が出力する信号が入力される。温度制御部５０では、当該信号に基づいてヒータプレート２０の加熱の度合い及び冷却部４０の冷却の度合いを制御する。
熱流束センサの検査装置１では、温度制御部５０は、ヒータプレート２０からセンサシート８とは反対側に流れる熱量の大きさが０となるよう、すなわち、温度検出部４５の温度が熱流束センサの検査装置１が置かれている環境温度と同じ温度となるようヒータプレート２０及び冷却部４０を制御する。これにより、ヒータプレート２０で発生した熱は、全て熱流束センサ１０を通って冷却部４０に流れていると考えることができるため、ヒータプレート２０の発熱体２１にかかる電圧から熱流束センサ１０を通った熱流の大きさを高精度に算出することができる。

特性測定部６０は、センサシート８と電気的に接続している。センサシート８が出力する信号に基づいてセンサシート８に形成されている複数の熱流束センサ１０のそれぞれにおける熱流束の大きさと出力される電圧との関係を導出する。導出された結果が熱流束センサ１０の特性となる。

次に、ヒータプレート２０の製造装置及び製造方法について説明する。
最初に、「ヒータプレートの製造装置」としてのヒータプレート製造装置２について図８に基づいて説明する。図８は、ヒータプレート２０を構成する複数の部材をプレスする前のヒータプレート製造装置２の状態を示した模式図である。ヒータプレート製造装置２は、プレス台７０、「突出部形成用プレス部材」としてのプレス部材８０、駆動部９０などを備える。なお、図８には、ヒータプレート製造装置２の天地方向を示す「天」側、及び、「地」側を示す。

プレス台７０は、ヒータプレート製造装置２の地側に設けられる。プレス台７０は、プレス台本体７１、ヒータ７２などから形成されている。
プレス台本体７１は、天側の面７１１にヒータプレート２０において保護膜２４となる地側樹脂膜３４、シート状発熱部材２００、突出部形成膜２６となる流動膜３６、保護膜２３となる「被覆膜」としての天側樹脂膜３３、及び、出力回路部２５となる金属シート３５を天側の面７１１から順に置くことが可能なよう形成されている。ここでは、プレス台本体７１に置かれる地側樹脂膜３４、シート状発熱部材２００、流動膜３６、天側樹脂膜３３、及び、金属シート３５の積層体を、便宜的に、ヒータプレート用積層体３００という。
ヒータ７２は、プレス台本体７１のヒータプレート用積層体３００とは反対側に設けられている。ヒータ７２は、プレス台本体７１を介してヒータプレート用積層体３００を加熱可能に形成されている。ヒータ７２には図示しない温度センサが設けられており、当該温度センサの検出結果に基づいてヒータ７２は自身の温度が制御される。

プレス部材８０は、プレス台７０に対して天地方向に往復移動可能に設けられている。プレス部材８０は、プレス本体部８１、加工部８２、ヒータ８３などから形成されている。
プレス本体部８１は、ヒータプレート用積層体３００の全面をプレス可能な大きさを有する熱伝導性が比較的高い材料から形成されている。
加工部８２は、プレス本体部８１のプレス台７０側の面８１１に設けられている。加工部８２は、図８に示すように、所定の位置に複数の貫通孔を有する。加工部８２は、プレス本体部８１とは別に形成され、レーザ加工やエッチングなどによって所定の位置に貫通孔が形成されてからプレス本体部８１に組み付けられる。これにより、当該貫通孔は、プレス部材８０のヒータプレート用積層体３００側に形成される窪み８２１となる。
ヒータ８３は、プレス本体部８１のヒータプレート用積層体３００とは反対側に設けられている。ヒータ８３は、プレス本体部８１を介して加工部８２を加熱可能に形成されている。ヒータ８３に図示しない温度センサが設けられており、当該温度センサの検出結果に基づいてヒータ８３は自身の温度が制御される。

駆動部９０は、プレス台７０及びプレス部材８０に接続している。駆動部９０は、プレス台７０に対してプレス部材８０を駆動可能な駆動力を発生し、プレス部材８０に伝達可能に設けられている。また、駆動部９０は、ヒータ７２、８３に発熱のための電力を供給可能に設けられている。

次に、ヒータプレート製造装置２を用いたヒータプレート２０の製造方法について、図９〜１２を参照して説明する。図９には、ヒータプレート２０の製造方法のフローチャートを示す。図１０〜１２は、ヒータプレート２０の製造方法におけるそれぞれ過程でのヒータプレート２０となる部材の断面図を示す。なお、図１０〜１２では、ヒータプレート用積層体３００の構成を分かりやすくするため、実際の形状に比べて縦横比を変更している。

最初に、「シート状発熱部材形成段階」としてのステップ（以下、単に「Ｓ」という）１０１において、シート状発熱部材２００を形成する。具体的には、図１０（ａ）に示すように、別々に用意された線状の発熱体３１とシート状の絶縁部材３２とを白抜き矢印Ａ３１、Ａ３２の方向から当接させつつ加熱する。線状の発熱体３１は、一平面上に蛇行するようＳＵＳから形成されている線状の部材であって、ヒータプレート２０の発熱体２１となる。また、絶縁部材３２は、ＰＥＩから形成されており、ヒータプレート２０の絶縁部２２となる。加熱によって流動が可能な状態となる絶縁部材３２は、発熱体３１の隙間に入り込む。これにより、図１０（ｂ）に示すような一枚のシート状発熱部材２００が形成される。

次に、「積層体段階」としてのＳ１０２において、図１１に示すように、プレス台７０の天側の面７１１に地側樹脂膜３４、Ｓ１０１において形成されたシート状発熱部材２００、流動膜３６、天側樹脂膜３３、及び、金属シート３５を天側の面７１１から順に置く。
地側樹脂膜３４は、ＰＥＥＫから平板状に形成されている。地側樹脂膜３４は、ヒータプレート２０の保護膜２４となる。
流動膜３６は、シート状発熱部材２００と天側樹脂膜３３との間に設けられる。流動膜３６は、所定の温度における流動性が天側樹脂膜３３に比べて高いＰＥＩから平板状に形成されている。流動膜３６は、ヒータプレート２０の突出部形成膜２６となる。
天側樹脂膜３３は、ＰＥＥＫから平板状に形成されている。天側樹脂膜３３は、流動膜３６を覆うよう設けられる。天側樹脂膜３３は、ヒータプレート２０の保護膜２３となる。
金属シート３５は、天側樹脂膜３３のシート状発熱部材２００とは反対側に設けられる。金属シート３５は、天側樹脂膜３３上に回路を形成可能なようパターニングされた金属から形成されている。金属シート３５は、ヒータプレート２０の出力回路部２５となる。

次に、「突出部形成段階」としてのＳ１０３において、プレス台７０とプレス部材８０とによってヒータプレート用積層体３００を加熱しつつプレスする。具体的には、プレス台７０及びプレス部材８０の温度をそれぞれが有する温度センサによって所定の温度、例えば、２３０度に維持しつつ、ヒータプレート用積層体３００の両側から、例えば、６ＭＰａの圧力によってプレスする。

ヒータプレート用積層体３００は、プレス台７０及びプレス部材８０によって２３０度まで加熱されると流動膜３６が流動性を有するようになる。このとき、シート状発熱部材２００と天側樹脂膜３３とに挟まれている流動膜３６の一部は、プレスされている圧力によってプレス部材８０の窪み８２１に移動する。これにより、図１２に示すように、流動膜３６の窪み８２１に対応する部位は、プレス部材８０側に突出する突起３６１となる。突起３６１のプレス部材８０側への突出によって突起３６１上の天側樹脂膜３３の部位３３１、及び、天側樹脂膜３３の部位３３１に対応する金属シート３５の部位３５１は、プレス部材８０側の方向に押し出され突出する。このとき、金属シート３５の突出した部位３５１は、金属シート３５の突出しなかった部位３５２のプレス部材８０側の面３５３から突出した部位３５１のプレス本体部８１側の頂点３５４までの高さＨ３５１がプレス部材８０の窪み８２１の深さＤ８２１（図１１参照）とほぼ同じ長さとなるよう形成される。これにより、金属シート３５の突出した部位３５１は、その断面形状が略半円形状となる。

本実施形態では、このようにして、ヒータプレート用積層体３００を加熱しつつプレスすることで金属シート３５に突出する部位３５１を形成する。これにより、地側樹脂膜３４を保護膜２４とし、流動膜３６を突出部形成膜２６とし、天側樹脂膜３３を保護膜２３とし、金属シート３５の突出している部位３５１を出力回路部２５の突出部２５１とするヒータプレート２０が製造される。

ヒータプレート２０では、保護膜２３とシート状発熱部材２００との間に設けられている突出部形成膜２６は、出力回路部２５が有する突出部２５１に対応する位置に突起２６１を有している。これにより、突起２６１の位置に対応する保護膜２３の部位及び出力回路部２５の部位が突出し、突出部２５１が形成される。この突起２６１を所望の形状とすることによって突出部２５１を所望の形状とすることができるため、熱流束センサ１０の端子１４１、１５１と突出部２５１との電気的な接続を確実することができる。また、熱流束センサ１０を加熱する発熱体２１は、突出部２５１を有する出力回路部２５と一体に形成されているため、ヒータプレート２０を熱流束センサ１０に密着させることによって発熱体２１が発生する熱を確実に熱流束センサ１０に伝えつつ突出部２５１を端子１４１、１５１に確実に当接させることができる。したがって、ヒータプレート２０は、熱流束センサ１０に所定の熱量を流しつつ、端子１４１、１５１が出力する信号を確実に外部に出力することができる。

ヒータプレート２０では、突出部２５１を形成する突起２６１を有する突出部形成膜２６は、「所定の温度」である２３０度における流動性が同じ温度における保護膜２３の流動性に比べて高いＰＥＩから形成されている。これにより、ヒータプレート２０を製造するとき、突起２６１の形状を比較的容易に所望の形状とすることができる。したがって、突出部２５１の高さを端子１４１、１５１と確実に接触可能な高さとすることによって、端子１４１、１５１が出力する信号を確実に外部に出力することができる。

また、本実施形態のヒータプレート２０の製造方法では、突出部２５１に対応する位置に窪み８２１を有するプレス部材８０を用いてヒータプレート用積層体３００を加熱しつつプレスする。これにより、加熱によって流動性を有するようになった流動膜３６の窪み８２１に対応する部位が窪み８２１に移動し突起３６１を形成する。突起３６１が形成されると、突起３６１に対応する天側樹脂膜３３の部位３３１及び天側樹脂膜３３の部位３３１に対応する金属シート３５の部位３５１が突出し、ヒータプレート２０の突出部２５１が形成される。これにより、窪み８２１を加工するときに窪み８２１の深さＤ８２１を調整することによって突出部２５１の高さＨ３５１を任意の高さに高精度に調節することができる。したがって、熱流束センサ１０の端子１４１、１５１に確実に当接可能な突出部２５１を有するヒータプレート２０を製造することができる。

また、ヒータプレート製造装置２では、プレス部材８０を構成する加工部８２は、プレス本体部８１と別体に形成されている。これにより、加工部８２に加工される貫通孔が突出部２５１を形成する窪み８２１となるため、窪み８２１の加工精度を向上させることができる。したがって、ヒータプレート２０における突出部２５１の高さでもある金属シート３５の突出した部位３５１の高さＨ３５１を高精度に設定することができる。

（他の実施形態）
上述の実施形態では、ヒータプレートは、シート状に形成される熱流束センサの特性を検査する装置に用いられるとした。しかしながら、上述のヒータプレート、上述の製造方法及び製造装置によって製造されるヒータプレートが適用される装置はこれに限定されない。信号を出力可能な端子を有するシート状の検査対象を加熱しつつ端子が出力する信号を外部に出力することで当該検査対象を検査する装置に備えられればよい。

上述の実施形態では、ヒータプレート用積層体がプレス台及びプレス部材によってプレスされるとき、金属シートの突出した部位は、金属シートの突出しなかった部位のプレス部材側の面から突出した部位のプレス本体部側の頂点までの高さがプレス部材の窪みの深さとほぼ同じ長さとなるよう形成されるとした。しかしながら、金属シートが突出する長さはこれに限定されない。窪みの深さより長く突出するようプレスしてもよい。この場合、図１３に示すように、金属シート３５の突出する部位３５１は、窪み８２１の底面８２２に当接するため、プレス本体部８１側に比較的平坦な当接面３５５を有するよう形成される。すなわち、本願のヒータプレート製造装置では、プレス部材８０が有する窪み８２１の深さＤ８２１を変更することによって突出部２５１の形状を変更することができる。例えば、深さＤ８２１を比較的深くすると、一実施形態の図１２に示すように、金属シート３５の突出する部位３５１の先端の断面形状は曲線状となる。また、図１３に示すように、深さＤ８２１を比較的浅くすると金属シート３５の突出する部位３５１が比較的平坦な当接面３５５を有するよう形成される。金属シート３５の突出する部位３５１が平坦な当接面３５５を有するよう形成されると、熱流束センサ１０の端子１４１、１５１と出力回路部２５とをさらに確実に接触させることができる。

上述の実施形態では、熱流束センサは、図４に示すような構成を有するものとしたが、熱流束センサの構成はこれに限定されない。

上述の実施形態では、ヒータプレートの突出部形成膜がＰＥＩから形成され、保護膜がＰＥＥＫから形成されるとした。しかしながら、突出部形成膜及び保護膜を形成する材料はこれに限定されない。所定の温度における流動性が保護膜に比べ突出部形成膜の方が高いことが望ましいが、これにも限定されない。

上述の実施形態では、ヒータプレート用積層体を加熱しつつプレスするとき、プレス台及びプレス部材を２３０度まで加熱しつつ６ＭＰａの圧力によってプレスするとした。しかしながら、ヒータプレート用積層体を加熱する温度及び圧力はこれに限定されない。温度は、流動膜が流動可能であって、天側樹脂膜が流動しない程度の温度であればよい。また、圧力は、流動状態の流動膜が窪みに移動可能な程度の圧力であればよい。

上述の実施形態では、ヒータプレートは、シート状発熱部材の出力回路部とは反対側にシート状発熱部材を保護する保護膜を有するとした。しかしながら、シート状発熱部材の出力回路部とは反対側の保護膜はなくてもよい。

上述の実施形態では、ヒータプレート製造装置のプレス台が有するヒータは、プレス台本体のヒータプレート用積層体と反対側に設けられるとした。また、プレス部材が有するヒータは、プレス本体部のヒータプレート用積層体とは反対側に設けられるとした。しかしながら、プレス台本体とヒータとの位置関係、及び、プレス本体部とヒータとの位置関係はこれに限定されない。

上述の実施形態では、シート状発熱部材は、平面上において蛇行するよう形成されている発熱体、及び、発熱体の隣り合う発熱体の間に位置し隣り合う発熱体の絶縁を維持する絶縁部から形成されるとした。しかしながら、シート状発熱部材の構成はこれに限定されない。

上述の実施形態では、温度検出部は、熱流束センサの検査装置において特性が検査されるセンサシートと同じロットにおいて製造されたセンサシートを用いてヒータプレートからセンサシートとは反対側への熱流の大きさを算出するとした。しかしながら、温度検出部の構成はこれに限定されない。熱電対などで温度を検出してもよい。

上述の実施形態では、プレス部材を構成する加工部は、プレス本体部と別体に形成されるとした。しかしながら、一体に形成されてもよい。

以上、本発明はこのような実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の形態で実施可能である。

２０・・・ヒータプレート
２３・・・保護膜
２５・・・出力回路部
２６・・・突出部形成膜
２００・・・シート状発熱部材
２５１・・・突出部
２５３・・・外部出力部
２６１・・・突起

Claims (9)

1. 信号を出力可能な端子（１４１、１５１）を有するシート状の検査対象（１０）を加熱しつつ前記端子が出力する信号を外部に出力可能なヒータプレート（２０）であって、
   通電されると発熱するシート状発熱部材（２００）と、
   前記シート状発熱部材の一方の面（２０１）側に設けられ、前記シート状発熱部材を保護する保護膜（２３）と、
   前記保護膜の前記シート状発熱部材とは反対側の面（２３１）に設けられ、前記端子に当接可能なよう前記シート状発熱部材とは反対側の方向に突出する突出部（２５１）、及び、前記突出部と電気的に接続し前記突出部に入力される信号を外部に出力可能な外部出力部（２５３）を有する出力回路部（２５）と、
   前記保護膜と前記シート状発熱部材との間に設けられ、前記突出部に対応する位置に突起（２６１）を有する突出部形成膜（２６１）と、
   を備え、
   前記シート状発熱部材、前記保護膜、前記出力回路部、及び、前記突出部形成膜は、一体に形成されているヒータプレート。
2. 所定の温度における前記突出部形成膜の流動性は、前記所定の温度における前記保護膜の流動性に比べ高い請求項１に記載のヒータプレート。
3. 前記シート状発熱部材は、一平面上に形成される線状の発熱体（２１）、及び、絶縁材料から形成され前記一平面上において隣り合う前記発熱体の絶縁を維持するよう隣り合う前記発熱体の間に位置する絶縁部（２２）から形成される請求項１または２に記載のヒータプレート。
4. 前記突出部は、平面状に形成され前記端子と当接可能な当接面（３５５）を有する請求項１〜３のいずれか一項に記載のヒータプレート。
5. 前記突出部が突出する側に前記検査対象としての熱流束センサ（１０）を置くことが可能な請求項１〜４のいずれか一項に記載のヒータプレートと、
   前記熱流束センサの前記ヒータプレートとは反対側に設けられ、前記熱流束センサの前記ヒータプレートとは反対側の温度を調節可能な温度調節部（４０）と、
   前記ヒータプレートの前記熱流束センサとは反対側に設けられ、前記ヒータプレートの前記熱流束センサとは反対側の温度を検出し、当該温度に基づく信号を外部に出力する温度検出部（４５）と、
   前記ヒータプレート、前記温度検出部、及び、前記温度調節部と電気的に接続し、前記温度検出部が出力する前記ヒータプレートの前記熱流束センサとは反対側の温度に基づいて、前記ヒータプレートに供給する電力、及び、前記温度調節部の作動を制御する温度制御部（５０）と、
   前記出力回路部と電気的に接続し、前記出力回路部が出力する信号に基づいて前記熱流束センサの特性を測定する特性測定部（６０）と、
   を備える熱流束センサの製造装置。
6. 信号を出力可能な端子（１４１、１５１）を有するシート状の検査対象（１０）を加熱しつつ前記端子が出力する信号を外部に出力可能なヒータプレート（２０）の製造方法であって、
   通電されると発熱するシート状発熱部材（２００）、所定の温度において流動性を有する流動膜（３６）、前記所定の温度における流動性が前記流動膜に比べ低い材料から形成され前記流動膜の前記シート状発熱部材とは反対側を覆うことが可能な被覆膜（３３）、並びに、前記端子に当接可能なよう前記シート状発熱部材とは反対側の方向に突出する突出部（２５１）及び前記突出部と電気的に接続し前記突出部に入力される信号を外部に出力可能な外部出力部（２５３）を有する出力回路部（２５）を形成可能な金属シート（３５）を前記シート状発熱部材、前記流動膜、前記被覆膜、及び、前記金属シートの順で重ね、ヒータプレート用積層体（３００）を形成する積層体形成段階と、
   前記積層体形成段階の後、窪み（８２１）を有する突出部形成用プレス部材（８０）を前記ヒータプレート用積層体の前記金属シートが設けられている側の面に当接させつつ前記ヒータプレート用積層体を前記所定の温度まで加熱しつつプレスし、前記流動膜の前記窪みに対応する部位を前記窪みの方向に突出する突起（３６１）として形成し、前記突起に対応する前記被覆膜の部位（３３１）、及び、前記突起に対応する前記金属シートの部位（３５１）を前記シート状発熱部材とは反対方向に突出させる突出部形成段階と、
   を含むヒータプレートの製造方法。
7. 前記積層体形成段階の前に、一平面に沿うよう形成されている線状の発熱体（３１）と、絶縁材料から形成され前記一平面上において隣り合う前記発熱体の絶縁を維持するよう隣り合う前記発熱体の間に位置することが可能な絶縁部材（３２）とを当接させつつ加熱し前記シート状発熱部材を形成するシート状発熱部材形成段階をさらに含む請求項６に記載のヒータプレートの製造方法。
8. 信号を出力可能な端子（１４１、１５１）を有するシート状の検査対象（１０）を加熱しつつ前記端子が出力する信号を外部に出力可能なヒータプレート（２０）の製造装置であって、
   通電されると発熱するシート状発熱部材（２００）、所定の温度において流動性を有する流動膜（３６）、前記所定の温度における流動性が前記流動膜に比べ低い材料から形成され前記流動膜の前記シート状発熱部材とは反対側を覆うことが可能な被覆膜（３３）、並びに、前記端子に当接可能なよう前記シート状発熱部材とは反対側の方向に突出する突出部（２５１）及び前記突出部と電気的に接続し前記突出部に入力される信号を外部に出力可能な外部出力部（２５３）を有する出力回路部（２５）を形成可能な金属シート（３５）から形成されるヒータプレート用積層体（３００）を置くことが可能なプレス台（７０）と、
   前記プレス台に対して相対移動可能に設けられ、前記プレス台との間に前記ヒータプレート用積層体を挟み込むことが可能な突出部形成用プレス部材（８０）と、
   前記プレス台及び前記突出部形成用プレス部材の少なくとも一方を駆動可能な駆動部（９０）と、
   を備え、
   前記突出部形成用プレス部材は、前記プレス台上の前記ヒータプレート用積層体の前記金属シートが設けられる側に設けられ、前記突出部に対応する位置に窪み（８２１）を有し、
   前記プレス台及び前記突出部形成用プレス部材の少なくとも一方は、前記ヒータプレート用積層体を間に挟み込みつつ前記ヒータプレート用積層体を加熱可能なヒータプレートの製造装置。
9. 前記突出部形成用プレス部材は、前記金属シートの全面をプレス可能なプレス本体部（８１）、及び、前記プレス本体部の一方の面（８１１）に設けられ貫通孔を有する加工部（８２）を有し、
   前記プレス本体部と前記加工部とは別体である請求項８に記載のヒータプレートの製造装置。

Images