JPH01199481A - サ−モパイル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、小なる放射エネルギー入射領域に極めて多数
の温接点を多層配置したサーモパイルを提供するもので
ある。

電気回路部分等の異常発熱を検知する為に、放射温度針
により、その表面温度を非接触で測定するのが便利であ
るが、近年部品の小型化が著しく、Ｌ記測定における検
知精度の向上が望まれていた。

この為には、放射温度計に使われているサーモパイルの
検知面積をＪ〜さくシ、かつ高感度にする必要がある。

従来のサーモパイルは第１図に示す如く構成されていた
。

即ち、電気絶縁性基板１の表面に複数対の熱電対第１物
質ａ及び第２物質すを交互に配置して、中央部を温接点
群、外周部を冷接点群としていた。

このような構成においては、第１物質ａ及び第２物質す
の線幅を一定とすると、温接点群の占有する検知面積は
サーモカップルの素子数の線幅倍の円周以下には小さく
できない。

また、線幅を小言＜シ、サーモカップルの素子数を一定
として検知面積を小さくすると、全体の電気抵抗が線幅
に反比例して大きくなるから、熱擾乱Ｈの増加を招き劣
悪なＳ／Ｎ比となる為、微小信号出力を扱う上述の目的
に使月できないという欠点を有してした。

本発明はかかる欠点を解消すべく検討した結果、Ｓ／Ｎ
比を低下することなく小検知面積に温接点を配置した高
感度のサーモパイル並びにこれを信−頼性高く製造する
ことのできる方法を提供するに至った。

以下本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第２図は、本発明実施例の一例を示したものである。

第２図は第−層の配線パ°ターンであり、第１図と同様
、電気絶縁性基板（例えばアルミナ基板）１の表面に第
１物質ａ及び第２物質すを交互に配置し、それぞれ中央
部と外周部を直列に継いでいる。

ここで温接点部は検知面積を小さくする為、素子数の数
を減らし、中心部近くまで伸ばしている。

このままでは素子数の減少による感度の低下を招く。

そこで、第−層パターンを形成した後、その上面Ｃ，″
第３図で示す如く、第−暦の絶縁薄膜Ｃをオーバーフー
トする。

続いてこの第一層絶縁薄膜Ｅに、第二層のパターンを形
成することができる。

ここで第−層パターンと第二層パターンは直列に接続し
、素子数を２倍にとることができる。

同様にしてさらに複数の層を形成し素子数を増やし、従
来なみ、或いはそれ以上の感度を得ることができる。

但し、層の数が増えるに従って、下層への赤外線透過量
が減る為、限界がある。

この実施例において、熱電材料としては第１物質ａ、第
２物質すのゼーベック係数の差を大きくとること、熱伝
導度が大きいこと、電気伝導度が小さいことが必要であ
る。

この３条件を考慮してＢ　ｉｌＳ　ｂが用いられる。

これ等は真空蒸着法でヒートシンクを兼ねたアルミナ基
板上に複数の熱電対パターンを形成する。

この時、第３図に示した可溶性フィルムｄをアルミナ基
板開口部に貼り着けておき、多層薄膜形成後溶剤で取り
除くこともできる。

温接点はできるだけヒートロスのないことが必要である
。

次に各層の絶縁薄膜は、前記ヒートロスを少なくする為
、熱伝導の少ない高分子膜又は一般的にＳ＋Ｏ＊＊を用
いることができる。

さらに赤外線エネルギーを有効に熱に変換し、温接点部
分のみを高温にする為に、温接点の上部に赤外線吸収膜
ｅ（金魚、ＩｎＳｂ等）を形成する。

このようにして製造したサーモパイルは、円筒の中心部
微小領域に温接点を配し、か−〕従来より多くの素子数
を設けることが可能となり、微小光源からの赤外線エネ
ルギー情報に対しても高感度でＳ／Ｎ比も大きく、きら
に断線、ショート等の不良原因を少なくし、信頼性の飛
躍的向上を実現することが可能となった。

次に、本発明の目的をきらに有効ならしめる為に、上記
実施例に加えて次のことを行なうことにより、高感度化
が達成きれる。

上記実施例において、赤外線が温接点領域のみならず他
の部分にも照射される時、その一部が熱に変換し、この
熱により冷接点部分を温めることが観察された。これは
、温接点と冷接点の熱起電力の差を小さくし、感度の低
下をひきおこす。

そこで第５図に示す如く、温接点領域以外の部分に赤外
線反射膜ｒをコーティングし、赤外線が熱に変換するこ
とを防いでいる。

第６図では、入射してくる赤外線をレンズ２（フレネル
レンズ等）によって温接点領域に集光し、冷接点部分の
温度上昇を防ぐとともに温接点部分へ入射するエネルギ
ー量を増やし、より高い感度の向上を実現している。

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来用いられてきたサーモパイルのパターン
図を示し、第２図は本発明におけるす〜モバイルの第１
層目のパターン図を示す。 第３図は、第２図のサーモパイルの第１層目パターン上
に形成きれる第２層目のパターンを示す。 第３層目以後も同様のパターンを形成することが可能と
なる。 また第４図は本発明におけるサーモパイルの断面図を示
す。 第５図、第６図はそれぞれ円筒の中心位置に集中させた
温接点の微小領域のみに赤外線を照射させる方法を示す
。 １−１気絶磁性基板、ａ〜第１物質。 ｂ−第２物質、Ｃ−絶縁薄膜。 ｄ−可溶性フィルム、Ｃ−赤外線吸収膜。 ｒ−赤外線反射膜、２−レンズ 藁１図 夏２２ 冨３図 万４図　　　　　　　　　　　　　冨５図平成元年　３
月１４日 １、事件の表示　　昭和６２年特許願第１８５９６６号
３、補正をする者 事件との関係　　特許出願人 ５、補正の対象 明細書の図面の簡単な説明の欄 ６、補正の内容 第７頁第５行から同頁第８行を削除する。 第７頁第９行 「第４図」を「第３図」に訂正する。 第７頁第１１行 「第５図、第６図」を「第４図、第５図」に訂正する。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）電気絶縁性物質から成る円筒状ヒートシンク上に
   冷接点を有し、かつ円筒の中心位置に温接点を有するサ
   ーモパイルにおいて、円筒の直径にほぼ等しい長さを持
   つ単一サーモカップルを複数対、出力が増加するように
   直列接続されたことを特徴とするサーモパイル。
2. （２）前記サーモパイルを構成した後、電気的絶縁薄膜
   を介して、その上に更にサーモパイルを構成し前記サー
   モパイルと出力が増加するように直列接続されたことを
   特徴とする多層サーモパイル。
3. （３）円筒の中心位置に集中させた温接点の微小領域を
   除いた他の赤外線入射領域に赤外線反射薄をコーティン
   グしたことを特徴とする前記第２項のサーモパイル。
4. （４）円筒の中心位置に集中させた温接点の微小領域の
   みに入射してきた赤外線を集光させ得るようレンズを設
   けたことを特徴とする前記第２項のサーモパイル。