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TW201813140A - 熱通量感測器模組及其製造方法 - Google Patents

熱通量感測器模組及其製造方法 Download PDF

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TW201813140A
TW201813140A TW106122253A TW106122253A TW201813140A TW 201813140 A TW201813140 A TW 201813140A TW 106122253 A TW106122253 A TW 106122253A TW 106122253 A TW106122253 A TW 106122253A TW 201813140 A TW201813140 A TW 201813140A
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TW
Taiwan
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film
sensor
heat flux
sensor module
wafers
Prior art date
Application number
TW106122253A
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English (en)
Inventor
原田敏一
坂井田敦資
谷口敏尚
郷古倫央
岡本圭司
Original Assignee
日商電裝股份有限公司
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Publication date
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Abstract

熱通量感測器模組(2)具備具有一面(21)之第1薄膜(20)；和互相隔著間隔被配置在一面(21)，且檢測出熱通量之複數感測器晶片(10)；和被疊層在第1薄膜(20)之一面(21)側，在與第1薄膜(20)之間挾持複數感測器晶片(10)之第2薄膜(30)；和被配置在相鄰之感測器晶片(10)之間，其熱傳導率較空氣高的熱傳導構件(40)。熱傳導構件(40)與第1薄膜(20)和第2薄膜(30)之雙方相接。

Description

熱通量感測器模組及其製造方法
本揭示係關於熱通量感測器模組及其製造方法。
在專利文獻1中揭示測量在被測量物的熱通量之面內分布的測量裝置。該測量裝置具備複數感測器部被一體化之感測器模組。感測器模組在一個多層基板之內部形成複數感測器部。構成複數感測器部之各個的熱電轉換元件被形成在共同的絕緣基材上。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本特開2016-11950號公報
本發明者係研究下述之構造，以作為用以測量在被測量物的熱通量之面內分布的感測器模組。
感測器模組具備檢測出熱通量之複數感測器 晶片，和複數感測器晶片被配置在表面上之基底膜，和保護複數感測器晶片之保護膜。複數感測器晶片互相隔著間隙而被配置。在基底膜和保護膜之間挾持複數感測器晶片。
但是，如此構造之熱通量感測器係在相鄰之感測器晶片之間，有在基底膜和保護膜之間存在空氣層之情形。在此情況，如下述般，藉由本發明者找出無法正確地測量在被測量物的熱通量之面內分布的課題。即是，空氣比起金屬或樹脂，其熱傳導率低。因此，當來自被測量物之熱通過熱通量感測器之時，熱不通過空氣層。熱選擇性地在複數感測器晶片之各個流通。其結果，感測器晶片之測量值較感測器晶片之處的原本熱通量之大小還大。
本揭示之技術係提供可以精度佳地測量在被測量物的熱通量之面內分布的熱通量感測器模組及其製造方法。
作為本揭示之技術之一態樣的第1熱通量感測器模組係測量熱通量之面內分布的熱通量感測器模組，具備：第1薄膜(20)，其具有一面(21)；複數感測器晶片(10)，其係互相隔著間隔而被配置在一面，檢測出熱通量；第2薄膜(30)，其係被疊層在第1薄膜之一面側，且與 第1薄膜之間挾持複數的感測器晶片；及熱傳導構件(40)，其係被配置在相鄰之感測器晶片之間，其熱傳導率較空氣高，熱傳導構件與第1薄膜和第2薄膜之雙方相接。
在該熱通量感測器模組中，被配置在相鄰之感測器晶片之間的熱傳導構件與第1薄膜和第2薄膜之雙方相接，因此，當來自被測量物之熱通過熱通量感測器模組之時，在相鄰之感測器晶片之間的部分，熱可以經由熱傳導構件，從第1薄膜和第2薄膜之一方朝另一方通過。因此，比起在相鄰之感測器晶片之間，於第1薄膜和第2薄膜之間存在空氣層之情況，可以精度佳地測量在被測量物的熱通量之面內分布。
再者，作為本揭示之技術之一態樣的第2熱通量感測器模組係測量熱通量之面內分布的熱通量感測器模組，具備：第1薄膜(20)，其具有一面(21)；複數感測器晶片(10)，其係互相隔著間隔而被配置在一面，檢測出熱通量；及第2薄膜(30)，其係被疊層在第1薄膜之一面側，且與第1薄膜之間挾持複數的感測器晶片。
第2熱通量感測器模組在相鄰之感測器晶片之間，第1薄膜和第2薄膜直接相接。
依此，當來自被測量物之熱通過熱通量感測器模組之時，在相鄰之感測器晶片之間的部分，熱可以從 第1薄膜和第2薄膜之一方朝另一方通過。因此，比起在相鄰之感測器晶片之間，於第1薄膜和第2薄膜之間存在空氣層之情況，可以精度佳地測量在被測量物的熱通量之面內分布。
再者，作為本揭示之技術之一態樣的第1製造方法係測量熱通量之面內分布的熱通量感測器模組之製造方法，具備：準備具有一面(21)之第1薄膜(20)、檢測出熱通量之複數感測器晶片(10)、第2薄膜(30)、和以其熱傳導率較空氣高之材料所構成之薄片(51)的工程(S1)；互相隔著間隔在一面配置複數感測器晶片，且以覆蓋複數感測器晶片之方式，在第1薄膜之一面側疊層薄片，在與薄片之感測器晶片側相反側疊層第2薄膜而形成疊層體(53)之工程(S2)；及在疊層體之疊層方向一面加熱疊層體一面加壓的工程(S3)，在加壓之工程中，藉由使薄片流動，於相鄰之感測器晶片之間，以與第1薄膜和第2薄膜之雙方相接之方式，形成以其熱傳導率較空氣高之材料所構成之熱傳導構件(40)。
如此一來，在第1製造方法中，可以製造具備熱傳導構件之熱通量感測器模組。若藉由該熱通量感測器模組時，如上述般，比起在相鄰之感測器晶片之間，於第 1薄膜和第2薄膜之間存在空氣層之情況，可以精度佳地測量在被測量物的熱通量之面內分布。
再者，作為本揭示之技術之一態樣的第2製造方法係測量熱通量之面內分布的熱通量感測器模組之製造方法，具備：準備具有一面(21)之第1薄膜(20)，和檢測出熱通量之複數感測器晶片(10)，和第2薄膜(30)之工程(S1)；以互相隔著間隔在一面配置複數感測器晶片，在相鄰之感測器晶片之間配置其熱傳導率較空氣高之材料(54)，且覆蓋複數感測器晶片及材料之方式，在第1薄膜之一面側疊層第2薄膜而形成疊層體(55)之工程(S2)；及在疊層體之疊層方向加壓疊層體的工程(S3)，在加壓之工程中，在相鄰之感測器晶片之間，以與第1薄膜和第2薄膜之雙方相接之方式，形成以其熱傳導率較空氣高之材料所構成之熱傳導構件(40)。
如此一來，在第2製造方法中，可以製造具備熱傳導構件之熱通量感測器模組。若藉由該熱通量感測器模組時，如上述般，比起在相鄰之感測器晶片之間，於第1薄膜和第2薄膜之間存在空氣層之情況，可以精度佳地測量在被測量物的熱通量之面內分布。
再者，作為本揭示之技術之一態樣的第3製造方法係測量熱通量之面內分布的熱通量感測器模組之製造方 法，具備：準備具有一面(21)之第1薄膜(20)，和檢測出熱通量之複數感測器晶片(10)，和第2薄膜(30)之工程(S1)；互相隔著間隔在一面配置複數感測器晶片，且以覆蓋複數感測器晶片之方式，在第1薄膜之一面側疊層第2薄膜而形成疊層體(56)之工程(S2)；及在疊層體之疊層方向一面加熱疊層體一面加壓的工程(S3)，在加壓之工程中，在用以加壓之一對加壓構件(62)之間配置疊層體(56)，同時在疊層體之第1薄膜和第2薄膜之至少一方側，於疊層體和加壓構件之間，配置較加壓構件容易變形之加壓輔助構件(64)之狀態，加壓疊層體，加壓輔助構件藉由加壓而變形，依此第1薄膜和第2薄膜之至少一方變形，成為在相鄰之感測器晶片之間，第1薄膜和第2薄膜直接相接之狀態。
如此一來，在第3製造方法中，可以製造出在相鄰之感測器晶片之間，第1薄膜和第2薄膜直接相接的熱通量感測器模組。若藉由該熱通量感測器模組時，如上述般，比起在相鄰之感測器晶片之間，於第1薄膜和第2薄膜之間存在空氣層之情況，可以精度佳地測量在被測量物的熱通量之面內分布。
另外，在本項目欄及申請專利範圍中所記載之各手段之括號內之符號係表示與記載於後述實施型態之具體性手段的對應關係之一例。
2‧‧‧感測器模組
10‧‧‧感測器晶片
20‧‧‧基底膜
30‧‧‧保護膜
40‧‧‧熱傳導構件
圖1為表示第1實施型態中之熱通量分布測量裝置的俯視圖。
圖2為在圖1之II-II線的剖面圖。
圖3為在無表面保護構件之狀態的圖1之一個感測器晶片之俯視圖。
圖4為在圖3之IV-IV線的剖面圖。
圖5為在無保護膜之狀態的圖1之感測器模組之俯視圖。
圖6為在圖5之VI-VI線的剖面圖。
圖7為表示第1實施型態中之感測器模組之製造工程的流程圖。
圖8為在第1實施型態之熱壓接工程之各構件之配置圖。
圖9為在第1實施型態之疊層前之狀態的基底膜之俯視圖。
圖10為在第1實施型態之熱壓接前之疊層狀態之基底膜和感測器晶片之剖面圖(與圖6對應之圖)。
圖11係比較例1之感測器模組之剖面圖，示意性表示從基底膜側朝向保護膜側通過感測器模組之熱流的圖示。
圖12係比較例1之感測器模組之剖面圖，示意性表示從保護膜側朝向基底膜側通過感測器模組之熱流的圖示。
圖13係在第1實施型態之感測器模組之剖面圖，示意性表示從基底膜側朝向保護膜側通過感測器模組之熱流的圖示。
圖14係在第1實施型態之感測器模組之剖面圖，示意性表示從保護膜側朝向基底膜側通過感測器模組之熱流的圖示。
圖15A為表示第2實施型態中之感測器模組之製造工程的圖示。
圖15B為表示第2實施型態中之感測器模組之製造工程的圖示。
圖15C為表示第2實施型態中之感測器模組之製造工程的圖示。
圖16為表示第3實施型態中之熱通量分布測量裝置的俯視圖。
圖17為在圖16之XVII-XVII線的剖面圖。
圖18為在第3實施型態之熱壓接工程之各構件之配置圖。
圖19係在第3實施型態之感測器模組之剖面圖，示意性表示從基底膜側朝向保護膜側通過感測器模組之熱流的圖示。
圖20係在第3實施型態之感測器模組之剖面圖，示意性表示從保護膜側朝向基底膜側通過感測器模組之熱流的圖示。
圖21為在第4實施型態之熱壓接工程之各構件之配置 圖。
圖22為藉由第4實施型態中之感測器模組之剖面圖。
圖23為其他實施型態中之感測器模組之俯視圖。
圖24為其他實施型態中之感測器模組之俯視圖。
以下，針對本揭示之技術的實施型態，根據圖面予以說明。另外，在以下之各實施型態互相中，對互相相同或均等之部分賦予相同符號而進行說明。
(第1實施型態)
如圖1例示般，本實施型態之熱通量分布測量裝置1具備熱通量感測器模組(以下，稱為「感測器模組」)2和演算裝置3。
感測器模組2係測量熱通量分布之測量部。感測器模組2係檢測出熱通量之複數感測器晶片10被一體化。感測器模組2之平面形狀為長方形。感測器模組2經纜線4被連接於演算裝置3。感測器模組2輸出感測器訊號。
演算裝置3具備微電腦、記憶體、其他周邊電路(例如，CPU、RAM、ROM、I/O等)。演算裝置3依照事先設定之程式(例如，被記憶於ROM之程式)進行特定演算。演算裝置3根據來自感測器模組2之感測器訊號而演算熱通量分布。演算裝置3係使演算出的熱通量分布顯示於顯示裝置(非圖示)。
如圖2例示般，感測器模組2具備基底膜20、複數感測器晶片10和保護膜30。基底膜20相當於第1薄膜。保護膜30相當於第2薄膜。
基底膜20係由熱可塑性之聚醯亞胺所構成。基底膜20具有一面21和其相反側之另一面22。一面21與複數感測器晶片10相接。
複數感測器晶片10被配置在基底膜20之一面21。複數感測器晶片10在一列排列成直線狀。複數感測器晶片10分別互相隔著間隙而被配置。複數感測器晶片10分別輸出因應通過感測器晶片10之內部之熱的熱通量之大小的感測器訊號。一個感測器晶片10之平面形狀為四角形。
複數之感測器晶片10如同後述，在各個的絕緣基材形成第1、第2熱電構件。複數感測器晶片10分別互相隔著間隙而被配置。因此，複數感測器晶片10之各個的絕緣基材，互相分離被配置。
保護膜30被疊層在基底膜20之一面21側。保護膜30覆蓋複數感測器晶片10。即是，保護膜30係在與基底膜20之間挾持複數感測器晶片10。保護膜30係由熱可塑性之聚醯亞胺所構成。保護膜30具有一面31和其相反側之另一面32。一面31與感測器晶片10接合。
基底膜20和保護膜30構成感測器模組2之外形。雖然基底膜20和保護膜30以熱可塑性之聚醯亞胺所構成，但是即使以除此之外的熱可塑性樹脂所構成亦可。
如圖3、圖4例示般，感測器晶片10係絕緣基 材100、表面保護構件110、背面保護構件120被一體化。而且，在該被一體化之內部，具有第1、第2熱電構件130、140交互串連連接之構造。表面保護構件110之外側之表面為感測器晶片10之一面10a。表面保護構件120之外側之表面為感測器晶片10之另一面10b。
絕緣基材100、表面保護構件110、背面保護構件120為薄膜狀。而且，以具有熱可塑性樹脂等之可撓性的樹脂材料所構成。
絕緣基材100具有表面100a和背面100b。絕緣基材100形成在其厚度方向貫通之複數第1、第2導孔101、102。第1、第2導孔101、102掩埋有以互相不同之熱電材料所構成之第1、第2熱電構件130、140。作為熱電材料，可舉出例如半導體材料或金屬材料等。
在絕緣基材100，藉由被配置在表面100a之表面導體圖案111，構成第1、第2熱電構件130、140之一方的連接部。在絕緣基材100，藉由被配置在背面100b之背面導體圖案121，構成第1、第2熱電構件130、140之另一方的連接部。
以從一面10a朝向另一面10b之方向，熱流通過感測器晶片10。此時，在感測器晶片10之一面10a側和另一面10b產生溫度差。即是，在第1、第2熱電構件130、140之一方之連接部和另一方之連接部產生溫度差。其結果，藉由塞貝克效應(Seebeck effect)，在第1、第2熱電構件130、140產生熱電動勢。感測器晶片10輸出該熱電動勢 作為感測器訊號。具體而言，將電壓當作感測器訊號予以輸出。另外，即使將此時發生之電流當作感測器訊號使用亦可。
如圖5例示般，在基底膜20之一面21形成複數配線23。複數配線23係與複數感測器晶片10的各個做電性連接。
複數配線23係例如銅箔被形成期待配線圖案。另外，複數配線23即使藉由其他金屬被構成亦可。
複數配線23係將複數感測器晶片10各配置成對演算裝置3做並聯連接。具體而言，一個感測器晶片10與兩條配線23a、23b連接。兩條配線之一方為基準電位線23a。兩條配線之另一方為輸出線23b。基準電位線23a以複數感測器晶片10而成為共通。輸出線23b被形成在複數感測器晶片10的每個上。
如圖5、6例示般，晶片感測器10經由連接部24而與配線23連接。連接部24係由銀錫合金之金屬燒結體所構成。連接部24被連接於感測器晶片10之晶片側端子(無圖示)。連接部24與配線23連接。
如圖2例示般，感測器模組2更具備熱傳導構件40。熱傳導構件40係在相鄰之感測器晶片10之間，被配置在基底膜20和保護膜30之間。熱傳導構件40係在基底膜20和保護薄30之間中，被配置在除感測器晶片10之外的部位。
熱傳導構件40係其熱傳導率較空氣高的構 件。在本實施型態中，熱傳導構件40係由聚醚醯亞胺所構成。熱傳導構件40即使由其他熱可塑性樹脂所構成亦可。作為其他熱可塑性樹脂，可舉出例如聚乙二醇、聚醯亞胺等。空氣之熱傳導率為0.024[W/(m．K)]左右。聚醚醯亞胺之熱傳導率為0.22[W/(m．K)]。聚乙二醇之熱傳導率為0.41[W/(m．K)]。聚醯亞胺之熱傳導率為0.28~0.34[W/(m．K)]。
熱傳導構件40與基底膜20和保護膜30之雙方相接。更具體而言，熱傳導構件40之基底膜20側之表面其全區域與基底膜20之一面21相接。熱傳導構件40之保護膜30側之表面其全區域與保護膜30之一面31相接。
再者，熱傳導構件40與兩鄰之感測器晶片10相接。具體而言，熱傳導構件40與感測器晶片10之側面之全區域相接。
如此一來，熱傳導構件40密接於基底膜20、保護膜30、感測器晶片10。因此，在相鄰的感測器晶片10之間無間隙不存在空氣。
接著，針對與本實施型態之感測器模組2之製造方法予以說明。
如圖7例示般，在本實施型態之製造方法中，依序進行準備工程S1、疊層工程S2和熱壓接工程S3。
在準備工程S1中，如圖8例示般，準備基底膜20、複數感測器晶片10、保護膜30和熱傳導構件40用之薄片51。
此時，如圖9例示般，基底膜20準備在表面上配置複數配線23、作為形成連接部之連接部材料的銀錫膏52者。複數配線23係被導體箔蝕刻加工而被形成。銀錫膏52係在銀粉末和錫粉末之金屬粉末加入溶劑而成為膏狀者。
複數感測器晶片10準備靈敏度係數(即是，校正係數)為事先被測量者。薄片51係藉由熱壓接工程S3成為熱傳導構件40之薄片狀的熱傳導材料。薄片51係由例如聚醚醯亞胺所構成。
在疊層工程S2中，如圖8例示般，從下方依序疊層基底膜20、複數感測器晶片10、薄片51和保護膜30而形成疊層體53。
此時，如圖10例示般，成為經由銀錫膏52而使感測器晶片10和配線23接觸的狀態。即是，成為銀錫膏52被挾持在感測器晶片10和基底膜20之間的狀態。
在熱壓接工程S3中，如圖8例示般，藉由加熱加壓機，一面加熱疊層體53一面在疊層方向加壓。此時，成為在疊層體53之基底膜20側和保護膜30側之兩側，配置離型膜61及壓板62的狀態。作為離型膜61，使用例如以聚四氟乙烯所構成之薄膜等。在該狀態下，疊層體53被加熱加壓機之熱盤63挾持。加熱溫度係保護膜30和基底膜20和薄片51軟化之溫度。具體而言，加熱溫度為210~350[℃]。壓力為1~10[MPa]。
在該熱壓接工程S3中，薄片51軟化而在相鄰 之感測器晶片10之間流動。依此，如圖2例示般，在相鄰之感測器晶片10之間，形成熱傳導構件40。熱傳導構件40與基底膜20和保護膜30之雙方密接。感測器10之一面10a與保護膜30密接。感測器晶片10之另一面10b與基底膜20密接。如此一來，基底膜20、複數感測器晶片10、熱傳導構件40和保護膜30被熱壓接。
而且，銀錫膏52之銀粉末和錫粉末之金屬粉末固相燒結。依此，形成以銀錫合金之金屬燒結體所構成之連接部24。
接著，針對使用本實施型態之熱通量分布測量裝置1之被測量物之熱通量分布之測量方法予以說明。
在被測量物安裝感測器模組2。例如，感測器模組2之表面接合黏接片。經由黏接片，將感測器模組2貼合在被測量物之表面。再者，在被測量物和散熱構件之間挾持感測器模組2。依此，可以開始熱通量分布之測量。
當將感測器模組2安裝於被測量物時，從複數感測器晶片10各輸出感測器訊號。演算裝置3根據該些之感測器訊號求出熱通量分布。顯示裝置顯示演算裝置3求出之熱通量分布。
接著，針對本實施型態之效果進行說明。
(1)比較本實施型態之感測器膜組2和比較例1之感測器模組J2。如圖11、12所示般，比較例1之感測器模組J2不具有熱傳導構件40之點，與本實施型態之感測器模組2不同。
感測器模組J2係藉由使疊層基底膜20、複數感測器晶片10、保護膜30之疊層體一體化而被製造出。在疊層體之一體化後，基底膜20及保護膜30成為接近平坦的形狀。因此，感測器模組J2係在相鄰之感測器晶片10之間，在基底膜20和保護膜30之間存在空氣層70。
在此，一般的金屬熱傳導率為數十[W/(m．K)]~數百[W/(m．K)]。空氣之熱傳導率為0.024[W/(m．K)]左右。即是，空氣比起金屬或樹脂，其熱傳導率低很多。
因此，在使用感測器模組J2之情況，無法正確測量在被測量物的熱通量之面內分布。即是，在感測器模組J2中，如圖11、12所示般，來自被測量物之熱通過感測器模組J2之時，熱不通過空氣層70。熱選擇地在複數感測器晶片10之各個流通。其結果，各個感測器晶片10之測量值較在各個感測器晶片10之處的原本熱通量之大小還大。另外，圖11係表示感測器模組J2之基底膜20側為被測量物之時的熱流之圖示。圖12係表示感測器模組J2之保護膜30側為被測量物側之時的熱流之圖示。
如此一來，當使用比較例1之感測器模組J2時，來自被測量物之熱的流動方式，於通過感測器模組J2之時改變。因此，以比較例1之感測器模組J2測量到的熱通量之面內分布與被測量物之熱通量之面內分布不同。尤其，在相鄰之感測器晶片10之間隔為不均等之狀態，以比較例1之感測器模組J2所測量到之熱通量之面內分布與被測量物之熱通量之面內分布大不相同。
對此，本實施型態之感測器模組2係被配置在相鄰之感測器晶片10之間的熱傳導構件40與基底膜20和保護膜30之雙方相接。因此，如圖13例示般，來自被測量物之熱通過感測器模組2之時，在相鄰的感測器晶片10之間的部分，熱可以經由熱傳導構件40而從基底膜20側朝保護膜30側通過。圖13係表示感測器模組2之基底膜20側為被測量物之時的熱流之圖示。同樣，如圖14例示般，在相鄰的感測器晶片10之間的部分，熱可以經由熱傳導構件40從保護膜30側朝基底膜20側通過。圖14係表示感測器模組2之保護膜30側為被測量物側之時的熱流之圖示。
如此一來，本實施型態之感測器模組2並非如比較例1般選擇性，而係可以使熱一樣地通過感測器晶片10。因此，本實施型態之感測器模組2與比較例1之感測器模組J2做比較，可以精度佳地測量在被測量物的熱通量之面內分布。
(2)本實施型態之感測器模組2使用複數感測器晶片10。如此一來，藉由配置複數感測器晶片10，可以容易製造大面積的感測器模組2。再者，於將複數感測器晶片10與基底膜20及保護膜30一體化之前，可以檢查感測器晶片10。依此，一體化之前，可以排除在內部構造產生初期不良之感測器晶片10。再者，於一體化之前，可以測量複數感測器晶片10之各個的靈敏度係數。依此，於一體化之前，可以選擇具有期待之靈敏度係數的感測器晶片10而予以配置。
(3)在本實施型態中，在感測器模組2之製造中，使用銀錫膏52作為用以形成連接部24之連接部材料。在熱壓接工程S3，使銀錫膏52之銀粉末和錫粉末之金屬粉末予以燒結。依此，形成以銀錫合金之金屬燒結體所構成之連接部24。
在此，與本實施型態不同，作為連接部材料，使用焊材。在此情況，藉由熱壓接工程S3之加熱，焊材熔融，藉由加壓在感測器晶片10產生偏移。
對此，在本實施型態中，在熱壓接工程S3中，連接部材料不熔融。因此，可以抑制感測器晶片10相對於基底膜20及保護膜30的偏移。
(第2實施型態)
本實施型態係感測器模組2之製造方法與第1實施型態不同。
在疊層工程S2中，如圖15A例示般，在壓板62上配置離型膜61、基底膜20。之後，在基底膜20之一面21上配置複數感測器晶片10。
之後，如圖15B例示般，藉由網版印刷選擇性地塗佈其熱傳導率較空氣高的熱傳導材料54。此時，選擇性地塗佈之處，係基底膜20之一面21中，無配置複數感測器晶片10之區域。換言之，選擇性地塗佈之處，係基底膜20之一面21中，相鄰的感測器晶片10之間。在本實施型態中，作為熱傳導材料54，使用例如A階段狀之環氧樹脂。 A階段意味著熱硬化性樹脂之未硬化狀態。另外，作為熱傳導材料，即使使用其他之熱硬化性樹脂亦可。
之後，如圖15C例示般，在基底膜20之一面21側，配置保護膜30。依此，形成疊層體55。
之後，在熱壓接工程S3中，如圖15C例示般，藉由加熱加壓機，一面加熱疊層體55一面加壓。此時之加熱溫度為160~350[℃]。壓力為1~10[MPa]。
依此，熱傳導材料54硬化。其結果，如圖2例示般，在相鄰之感測器晶片10之間，形成熱傳導構件40。如此一來即使藉由本實施型態之製造方法，亦可以製造圖2例示之構造之感測器模組2。
(第3實施型態)
如圖16、17例示般，本實施型態係感測器模組2之構造與第1實施型態不同。
如圖17例示般，本實施型態之感測器模組2係在相鄰之感測器晶片10之間，基底膜20和保護膜30直接相接。換言之，在無配置有複數感測器晶片10之區域，基底膜20之一面21和保護膜30之一面31直接相接。保護膜30係無間隙地密接於複數感測器晶片10及基底膜20。
本實施型態之感測器模組2之製造方法如下述般變更第1實施型態。
在準備工程S1中，如圖18例示般，準備基底膜20、複數感測器晶片10和保護膜30。
在疊層工程S2中，如圖18例示般，從下方依序疊層基底膜20、複數感測器晶片10和保護膜30而形成疊層體56。
在熱壓接工程S3中，如圖18例示般，藉由加熱加壓機，一面加熱疊層體56一面在疊層方向加壓。此時，成為在疊層體56之基底膜20側和保護膜30側之兩側，配置離型膜61及壓板62的狀態。而且，成為在保護膜30側，於離型膜61和壓板62之間配置緩衝材64之狀態。在該狀態下，疊層體56被加熱加壓機之熱盤63挾持。加熱溫度係保護膜30和基底膜20軟化之溫度。具體而言，加熱溫度為280~350[℃]。壓力為1~10[MPa]。
緩衝材64係輔助朝保護膜30之加壓的加壓輔助構件。即是，緩衝材64係用以使加熱加壓機之壓力分散而加壓保護膜30之構件。緩衝材64具有在保護膜30之軟化溫度不變質之高耐熱性。
緩衝材64係在熱壓接工程S3之加壓時變形。即是，緩衝材64係相對於1~10[MPa]之壓力，具有緩衝效果的構件。作為緩衝材64，可舉出例如使用金屬纖維之布即是日本精線公司製造的產品名「耐素龍(註冊商標)」、三菱製紙公司製造之產品名「RAB」、日本戈爾(Gore)公司製造之產品名「Hyper-Sheet(註冊商標)」等。
在熱壓接工程S3中，藉由緩衝材64，保護膜30中，感測器晶片10和非接觸之區域被推壓至基底膜20側。依此，保護膜30因應感測器晶片10之形狀而變形。其 結果，如圖17例示般，保護膜30與感測器晶片10和基底膜20之雙方密接。
本實施型態之感測器模組2係在相鄰之感測器晶片10之間，基底膜20和保護膜30直接相接。因此，如圖19例示般，來自被測量物之熱通過感測器模組2之時，在相鄰的感測器晶片10之間的部分，熱可以從基底膜20朝保護膜30通過。圖19係表示感測器模組2之基底膜20側為被測量物之時的熱流之圖示。因此，如圖20例示般，來自被測量物之熱通過熱通量感測器模組2之時，在相鄰的感測器晶片10之間的部分，熱可以從保護膜30朝基底膜20通過。圖20係表示感測器模組2之保護膜30側為被測量物側之時的熱流之圖示。因此，即使在本實施型態中，亦可以取得與第1實施型態相同之效果。
再者，在本實施型態中，在熱壓接工程S3中，在疊層體56之保護膜30側配置緩衝材64。在疊層體56之基底膜20側不配置緩衝材64。疊層體56之基底膜20側藉由平滑之壓板62被加壓。因此，可以使感測器膜組2之基底膜20側之表面平坦。依此，在配置被測量物之感測器模組2之設置面為平坦之情況，可以使被測量物和感測器模組2密接。依此，能夠正確地測量熱通量之面內分布。
(第4實施型態)
本實施型態係感測器模組2之製造方法與第3實施型態不同。
在熱壓接工程S3中，如圖21例示般，在疊層體56之基底膜20側和保護膜30側之兩側配置緩衝材64。
依此，如圖22例示般，在無配置有感測器晶片10之區域，保護膜30和基底膜20之雙方變形，保護膜30之一面31和基底膜20之一面21密接。
在本實施型態中，即使感測器晶片10厚到保護膜30之變形都無法對應於感測器晶片10之厚度之情況，亦可以使保護膜30和基底膜20接觸。
(其他之實施型態)
(1)在上述各實施型態中，雖然在感測器模組2直線狀地配置複數感測器晶片10，但是並不限定於此。如圖23例示般，即使複數感測器晶片10配置成圓狀亦可。此時，可以將感測器模組2之平面形狀設為圓環形狀。如圖24例示般，即使複數感測器晶片10配置成面狀(矩陣狀)亦可。在此情況，可以將感測器模組2之平面形狀設為四角形狀。
(2)在第2實施型態中，雖然藉由熱壓接，使基底膜20、複數感測器晶片10、熱傳導構件40及保護膜30一體化，但是並不限定於此。即使藉由不伴隨加熱的加壓，使一體化亦可。在此情況，例如若藉由黏接劑使該些一體化即可。
(3)在第1、第2實施型態中，即使在熱壓接工程S3中，與第3、第4實施型態之熱壓接工程S3相同，使用緩衝材64亦可。藉由使用緩衝材64，可以緩少間隙。
(4)在上述各實施型態中，雖然使用銀錫膏52作為連接部材料，但是並不限定於此。作為連接部材料，即使使用銀粉末和錫粉末之組合以外的其他金屬粉末亦可。即是，連接部24即使由銀錫合金以外之金屬燒成體所構成亦可。另外，為了抑制在熱壓接工程S3之感測器晶片10之偏移，以使用固相燒結者，作為金屬粉末為佳。
(5)在第1、第2實施型態中，雖然在相鄰之感測器晶片10之間，不存在空氣，但是並不限定於此。若空氣非層狀，即使存在些許空氣亦可。即是，即使在熱傳導構件40和各薄膜20、30之間，或熱傳導構件40和感測器晶片10之間存在間隙亦可。即使在此情況，若熱傳導構件40至少與基底膜20和保護膜30之雙方相接時，亦可取得與第1實施型態相同之效果。另外，為了減少感測器10和熱傳導構件40之間之間隙，如第1、第2實施型態般，以熱傳導構件40與感測器晶片10相接為佳。
(6)本揭示之技術並不限定於上述實施型態，能夠在申請專利範圍所記載之範圍內適當變更，也包含各種變形例或均等範圍內之變形。再者，上述各實施型態並非互相無關係者，除了顯然不能組合的情況外，皆能夠予以適當組合。再者，在上述各實施型態中，構成實施型態之要素除了特別明確表示為必要之情況及認為在原理上顯然為必要之情況等之外，當然不一定為必要。再者，在上述各實施型態中，在實施型態之構成要素之個數、數值、量、範圍等之數值除了特別明確表示之情況，及原則上清 楚地被限定於特定之數之情況等之外，並不限定於其特定之數。再者，在上述各實施型態中，除了構成要素等之材質、形狀、位置關係等在特別明確表示之情況，及原則上被限定於特定之材質、形狀位置關係等之情況等，並不限定於其材質、形狀、位置關係等。
(總結)
若藉由在上述各實施型態之一部分或全部所示之第1觀點時，熱通量感測器模組具備第1薄膜、複數感測器晶片、第2薄膜、熱傳導構件。熱傳導構件與第1薄膜和第2薄膜之雙方相接。
再者，若藉由第2觀點時，熱傳導構件與感測器晶片相接。若藉由此，可以減少感測器晶片和熱傳導構件之間的間隙。
再者，若藉由第3觀點，熱通量感測器模組具備第1薄膜、複數感測器晶片和第2薄膜。熱通量感測器模組在相鄰之感測器晶片之間，第1薄膜和第2薄膜直接相接。
再者，若藉由第4觀點，在第1薄膜之一面形成與複數之感測器晶片之各個連接的複數配線。感測器晶片經由以金屬燒結體所構成之連接部與配線連接。
該連接部於加熱加壓第1薄膜、複數感測器晶片、第2薄膜之疊層體之時，藉由金屬粉末燒結而形成。藉由以金屬燒結體構成連接部，可以抑制於加熱加壓疊層 體之時，感測器晶片對第1、第2薄膜偏移之情形。
再者，若藉由第5觀點時，熱通量感測器模組之製造方法具有準備之工程，和形成疊層體之工程，和一面加熱疊層體一面加壓之工程。在準備之工程中，準備第1薄膜、複數感測器晶片、第2薄膜和薄片。在形成疊層體之工程中，在第1薄膜之一面配置複數感測器晶片。而且，在第1薄膜之一面側疊層薄片，且在與薄片之感測器晶片側相反側疊層第2薄膜。在加壓之工程中，藉由使薄片流動，於相鄰之感測器晶片之間，以與第1薄膜和第2薄膜之雙方相接之方式，形成熱傳導構件。
再者，若藉由第6觀點，熱通量感測器模組之製造方法在準備之工程中，準備第1薄膜、複數感測器晶片和第2薄膜。在形成疊層體之工程中，將複數感測器晶片互相隔著間隙而配置在一面。在相鄰之感測器晶片之間配置其熱傳導率較空氣高的材料。而且，以覆蓋複數感測器晶片及材料之方式，在第1薄膜之一面側疊層第2薄膜。在加壓之工程中，在相鄰之感測器晶片之間，與第1薄膜和第2薄膜之雙方相接之方式，形成熱傳導構件。
再者，若藉由第7觀點，在第6觀點中，於加壓之工程中，一面加熱一面加壓。即使如此亦可。
再者，若藉由第8觀點，熱通量感測器模組之製造方法在準備之工程中，準備第1薄膜、複數感測器晶片和第2薄膜。在形成疊層體之工程中，將複數感測器晶片互相隔著間隙而配置在一面。而且，以覆蓋複數感測器 晶片之方式，在第1薄膜之一面側疊層第2薄膜。在加壓之工程中，在用以加壓之一對加壓構件之間配置疊層體。在疊層體之第1薄膜和第2薄膜之至少一方側，於疊層體和加壓構件之間，配置較加壓構件容易變形之加壓輔助構件。在該狀態，加壓疊層體。藉由該加壓，加壓輔助構件變形。依此，成為第1薄膜和第2薄膜之至少一方變形，而在相鄰感測器晶片之間，第1薄膜和第2薄膜直接相接之狀態。
再者，若藉由第9觀點，在第5、第7、第8觀點中之準備工程中，準備被連接於複數感測器晶片之複數配線被形成在一面的第1薄膜。在形成疊層體之工程中，使配線和感測器晶片經由金屬粉末接觸。在加壓之工程中，藉由燒結金屬粉末，形成以連接感測器晶片和配線之金屬燒結體所構成之連接部。
如此一來，使用金屬粉末，作為形成連接部之材料。於一面加熱疊層體一面加壓之時，使該金屬粉末燒結而形成連接部。依此，可以抑制於一面加熱疊層體一面加壓之時，感測器晶片對第1薄膜、第2薄膜偏移之情形。

Claims (9)

  1. 一種熱通量感測器模組，其係測量熱通量之面內分布的熱通量感測器模組，其特徵在於具備：第1薄膜(20)，其具有一面(21)；複數感測器晶片(10)，其係互相隔著間隔而被配置在上述一面，檢測出熱通量；及第2薄膜(30)，其係被疊層在上述第1薄膜之上述一面側，且與上述第1薄膜之間挾持上述複數的感測器晶片；及熱傳導構件(40)，其係被配置在相鄰之上述感測器晶片之間，其熱傳導率較空氣高，上述熱傳導構件與上述第1薄膜和上述第2薄膜之雙方相接。
  2. 如請求項1所記載之熱通量感測器模組，其中上述熱傳導構件與上述感測器晶片相接。
  3. 一種熱通量感測器模組，其係測量熱通量之面內分布的熱通量感測器模組，其特徵在於具備：第1薄膜(20)，其具有一面(21)；複數感測器晶片(10)，其係互相隔著間隔而被配置在上述一面，檢測出熱通量；及第2薄膜(30)，其係被疊層在上述第1薄膜之上述一面 側，且與上述第1薄膜之間挾持上述複數的感測器晶片，在相鄰之上述感測器晶片之間，上述第1薄膜和上述第2薄膜直接相接。
  4. 如請求項1至3中之任一項所記載之熱通量感測器模組，其中在上述一面形成與上述複數感測器晶片之各個連接的複數配線(23)，上述感測器晶片經由以金屬燒結體所構成之連接部(24)與上述配線連接。
  5. 一種熱通量感測器模組之製造方法，其係測量熱通量之面內分布的熱通量感測器模組之製造方法，其特徵在於具備：準備具有一面(21)之第1薄膜(20)、檢測出熱通量之複數感測器晶片(10)、第2薄膜(30)、和以其熱傳導率較空氣高之材料所構成之薄片(51)的工程(S1)；互相隔著間隔在上述一面配置上述複數感測器晶片，且以覆蓋上述複數感測器晶片之方式，在上述第1薄膜之上述一面側疊層上述薄片，在與上述薄片之上述感測器晶片側相反側疊層上述第2薄膜而形成疊層體(53)之工程(S2)；及在上述疊層體之疊層方向一面加熱上述疊層體一面加壓的工程(S3)， 在上述加壓之工程中，藉由使上述薄片流動，於相鄰之上述感測器晶片之間，以與上述第1薄膜和上述第2薄膜之雙方相接之方式，形成以上述材料所構成之熱傳導構件(40)。
  6. 一種熱通量感測器模組之製造方法，其係測量熱通量之面內分布的熱通量感測器模組之製造方法，其特徵在於具備：準備具有一面(21)之第1薄膜(20)，和檢測出熱通量之複數感測器晶片(10)，和第2薄膜(30)之工程(S1)；以互相隔著間隔在上述一面配置上述複數感測器晶片，在相鄰之上述感測器晶片之間配置其熱傳導率較空氣高之材料(54)，且覆蓋上述複數感測器晶片及上述材料之方式，在上述第1薄膜之上述一面側疊層上述第2薄膜而形成疊層體(55)之工程(S2)；及在上述疊層體之疊層方向加壓上述疊層體的工程(S3)，在上述加壓之工程中，於相鄰之上述感測器晶片之間，以與上述第1薄膜和上述第2薄膜之雙方相接之方式，形成以上述材料所構成之熱傳導構件(40)。
  7. 如請求項6所記載之熱通量感測器模組之製造方法，其中在上述加壓之工程中，一面加熱一面加壓。
  8. 一種熱通量感測器模組之製造方法，其係測量熱通量之面內分布的熱通量感測器模組之製造方法，其特徵在於具備：準備具有一面(21)之第1薄膜(20)，和檢測出熱通量之複數感測器晶片(10)，和第2薄膜(30)之工程(S1)；互相隔著間隔在上述一面配置上述複數感測器晶片，且以覆蓋上述複數感測器晶片之方式，在上述第1薄膜之上述一面側疊層上述第2薄膜而形成疊層體(56)之工程(S2)；及在上述疊層體之疊層方向一面加熱上述疊層體一面加壓的工程(S3)，在上述加壓之工程中，在用以加壓之一對加壓構件(62)之間配置上述疊層體，同時在上述疊層體之上述第1薄膜和上述第2薄膜之至少一方側，於上述疊層體和上述加壓構件之間，配置較上述加壓構件容易變形之加壓輔助構件(64)之狀態，加壓上述疊層體，上述加壓輔助構件藉由上述加壓而變形，依此上述第1薄膜和上述第2薄膜之至少一方變形，成為在相鄰之上述感測器晶片之間，上述第1薄膜和上述第2薄膜直接相接之狀態。
  9. 如請求項5、7、8中之任一項所記載之熱通量感測器模組之製造方法，其中在上述準備之工程中，準備在上述一面形成被連接於 上述複數感測器晶片之複數配線(23)的上述第1薄膜，在形成上述疊層體之工程中，使上述配線和上述感測器晶片經由金屬粉末(52)接觸，在上述加壓之工程中，藉由使上述金屬粉末燒結，形成以連接上述感測器晶片和上述配線之金屬燒結體所構成之連接部(24)。
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