CN108027267B

CN108027267B - 流量传感器

Info

Publication number: CN108027267B
Application number: CN201680052519.1A
Authority: CN
Inventors: 羽迫义浩; 山本洋太
Original assignee: Mitsumi Electric Co Ltd
Current assignee: Mitsumi Electric Co Ltd
Priority date: 2015-09-30
Filing date: 2016-09-23
Publication date: 2020-08-04
Anticipated expiration: 2036-09-23
Also published as: EP3339816A1; JP6669957B2; JP2017067643A; WO2017057176A1; US10739176B2; US20190154484A1; CN108027267A; EP3339816A4

Abstract

本流量传感器(1)具备加热电阻(40)及多个温度检测器(30～33)，在使上述加热电阻(40)加热的状态下，基于各个上述温度检测器(30～33)的温度检测结果来检测在上述温度检测器(30～33)上流动的流体的流量，该流量传感器具有：具备开口部的框状的半导体基板；设于上述半导体基板上的膜片部(20)；以及设于上述膜片部(20)的加热电阻(40)及多个温度检测器(30～33)，上述膜片部(20)具备堵塞上述开口部的薄膜构造体部(20t)，在俯视视角下，在上述薄膜构造体部(20t)上，在上述加热电阻(40)的周围配置有多个上述温度检测器(30～33)。

Description

流量传感器

技术领域

本发明涉及流量传感器。

背景技术

一直以来，已知有测量空气等流体的流量的流量传感器。作为这种流量传感器，例如具有在温度传感器使用了热电偶的热电堆方式、在温度传感器使用了多晶硅的电阻变化式等。另外，提出了将电阻的温度系数较高的氧化钒用于温度传感器的方案(例如，参照专利文献1)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开第4299303号

发明内容

发明所要解决的课题

但是，目前，虽然进行了适合用于温度传感器的材料等的探讨，但是对于在测量流体的流量时，怎样配置温度传感器(温度检测器)更合适呢未充分进行探讨。因此，不能说流量的检测灵敏度充分。

本发明鉴于上述的点而做成，以提供通过合适地配置温度传感器提高了流量的检测灵敏度的流量传感器为课题。

用于解决课题的方案

本流量传感器(1)具备加热电阻(40)及多个温度检测器(30～33)，在使上述加热电阻(40)加热的状态下，基于各个上述温度检测器(30～33)的温度检测结果来检测在上述温度检测器(30～33)上流动的流体的流量，该流量传感器的主旨在于，具有：具备开口部(10x)的框状的半导体基板(10)；设于上述半导体基板(10)上的膜片部(20)；以及设于上述膜片部(20)的加热电阻(40)及多个温度检测器(30～33)，上述膜片部(20)具备堵塞上述开口部(10x)的薄膜构造体部(20t)，在俯视视角下，在上述薄膜构造体部(20t)上，在上述加热电阻(40)的周围配置有多个上述温度检测器(30～33)。

此外，上述括弧内的参照符号是为了使理解变得容易而标注的，只是一例，并非限定于图示的方案。

发明的效果

根据公开的技术，能够提供通过合适地配置温度检测器而提高了流量的检测灵敏度的流量传感器。

附图说明

图1是示例第一实施方式的流量传感器的俯视透视图。

图2是沿图1的A－A线的剖视图。

图3是示例流量传感器的制造工序的图(之一)。

图4是示例流量传感器的制造工序的图(之二)。

图5是示例流量传感器的制造工序的图(之三)。

图6是示例流量传感器的制造工序的图(之四)。

图7是示例流量传感器的制造工序的图(之五)。

图8是示例流量传感器的制造工序的图(之六)。

图9是示例流量传感器的制造工序的图(之七)。

图10是示例流量传感器的制造工序的图(之八)。

图11是示例第一实施方式的变形例1的流量传感器的俯视透视图。

图12是示例第一实施方式的变形例2的流量传感器的俯视透视图。

图13是示例第一实施方式的变形例3的流量传感器的俯视透视图。

具体实施方式

以下，参照附图，对用于实施发明的方案进行说明。在各附图中，有时对相同结构部分标注相同的符号，省略重复的说明。

〈第一实施方式〉

[流量传感器的构造]

图1是示例第一实施方式的流量传感器的俯视透视图，图2是沿图1的A－A线的剖视图。

参照图1及图2，第一实施方式的流量传感器1具有半导体基板10、膜片部20、X轴温度检测器30及31、Y轴温度检测器32及33、加热电阻40、测温电阻50、配线60～69、虚拟配线70及71以及焊盘80～89(接合焊盘)。

流量传感器1是在使加热电阻40加热的状态下基于各温度检测器(X轴温度检测器30及31、Y轴温度检测器32及33)的温度检测结果来检测在温度检测器上流动的流体的流量的传感器。但是，流量传感器1也能够检测流向、流速。流量传感器1例如能够用于空调设备的流量控制、汽车的发动机内的空气的流量控制等。

半导体基板10形成为具备开口部10x的框状(镜框状)。作为半导体基板10，例如能够使用硅基板(Si基板)、SOI(Silicon on Insulator)基板等。

膜片部20是依次层叠绝缘膜21～25的构造，以堵塞开口部10x的方式设于半导体基板10上。膜片部20的平面形状例如为正方形。在膜片部20中，将与半导体基板10不相接的区域(堵塞开口部10x的区域)特别地称为薄膜构造体部20t。薄膜构造体部20t的平面形状例如为正方形。薄膜构造体部20t因为未与半导体基板10相接，所以做成热容量小且温度容易上升的构造。

此外，在图1及图2中，将与膜片部20的上表面20a的四个边缘20e的一个平行的轴设为X轴，将在与膜片部20的上表面20a平行的面内与X轴正交的轴设为Y轴，将膜片部20的厚度方向设为Z轴。X轴、Y轴以及Z轴相互正交。在此，俯视视野是指从膜片部20的上表面20a的法线方向观察对象物。另外，平面形状是指从膜片部20的上表面20a的法线方向观察对象物的形状。

图2为了方便将半导体基板10的厚度T1和膜片部20的厚度T2描绘成同程度，但是实际上，半导体基板10的厚度T1相对较厚，膜片部20的厚度T2相对较薄。半导体基板10的厚度T1例如能够设为50～300μm左右。另外，膜片部20的厚度T2例如能够设为0.5～5μm左右。

此外，有时将流量传感器1固定于基板上进行使用，该情况下，若流体碰撞流量传感器1的侧壁(主要是半导体基板10的侧壁)，则产生乱流，存在不能正确检测流量的问题。从该观点出发，优选半导体基板10的厚度T1更薄。通过减薄半导体基板10的厚度T1，能够缩小在与基板之间产生的阶差，能够抑制乱流的发生。

在膜片部20，在绝缘膜22上设有X轴温度检测器30及31以及Y轴温度检测器32及33。X轴温度检测器30及31以及Y轴温度检测器32及33被发挥保护膜功能的绝缘膜23覆盖。绝缘膜23上，加热电阻40及测温电阻50例如呈锯齿状形成。此外，将加热电阻40及测温电阻50形成为锯齿状是为了使加热电阻40及测温电阻50的电阻值增大。加热电阻40及测温电阻50被发挥保护膜功能的绝缘膜24覆盖。

在绝缘膜24上设有配线60～69、虚拟配线70及71以及焊盘80～89。配线60～69中的预定的配线和加热电阻40、X轴温度检测器30及31、Y轴温度检测器32及33以及测温电阻50经由形成于绝缘膜23及24的垂直配线(未图示)而连接。配线60～69、虚拟配线70及71以及焊盘80～89被发挥保护膜功能的绝缘膜25覆盖。但是，焊盘80～89的上表面的至少一部分露出在设于绝缘膜25的开口部25x内，能够进行流量传感器1的与外部的连接。

X轴温度检测器30及31形成于与X轴平行的线上。Y轴温度检测器32及33形成于与Y轴平行的线上。X轴温度检测器30及31是检测X轴方向的温度变化的部分，Y轴温度检测器32及33是检测Y轴方向的温度变化的部分。X轴温度检测器30及31、以及Y轴温度检测器32及33例如能够由氧化钒形成。

X轴温度检测器30的一端经由配线62与焊盘83连接，另一端经由配线63与焊盘82连接。另外，X轴温度检测器31的一端经由配线64与焊盘84连接，另一端经由配线65与焊盘85连接。

焊盘82和焊盘84在流量传感器1的外部连接。另外，焊盘83在流量传感器1的外部与GND(或电源)连接，焊盘85在流量传感器1的外部与电源(或GND)连接。由此，X轴温度检测器30和X轴温度检测器31在GND与电源之间串联连接，能够从焊盘82与焊盘84的连接部获得中间电位。

Y轴温度检测器32的一端经由配线67与焊盘87连接，另一端经由配线66与焊盘86连接。另外，焊盘86经由配线69与Y轴温度检测器33的一端连接，Y轴温度检测器33的另一端经由配线68与焊盘88连接。也就是，Y轴温度检测器32和Y轴温度检测器33经由配线66及69并联连接。

焊盘87在流量传感器1的外部与GND(或电源)连接，焊盘88在流量传感器1的外部与电源(或GND)连接。由此，Y轴温度检测器32和Y轴温度检测器33在GND与电源之间并联连接，能够从焊盘86得到中间电位。

加热电阻40的一端经由配线60与焊盘80连接，另一端经由配线61与焊盘81连接。当在焊盘80和焊盘81之间施加电压时，在加热电阻40流动电流而加热。

此外，加热电阻40的材料和配线60及61的材料使用不同种类的材料，适于使选择加热电阻40的比电阻大于配线60及61的比电阻的材料。由此，电力集中于加热电阻40，加热电阻40的温度上升变得较大，因此，上游的温度检测器和下游的温度检测器的检测到的温度差变大，能够提高流量的检测灵敏度。

加热电阻40例如能够由白金(Pt)、镍铬铁合金(NiCr)、多晶硅(p－Si)等形成。该情况下，作为配线60及61的材料，优选使用比电阻比它们小的铝(Al)、金(Au)等。

测温电阻50的一端连接于焊盘80，另一端连接于焊盘89。测温电阻50经由焊盘80及89连接于流量传感器1的外部的电阻桥电路，成为构成桥的电阻之一。通过该电路结构，能够基于测温电阻50的电阻变化检测流体的温度。测温电阻50例如能够由白金(Pt)、镍铬铁合金(NiCr)、多晶硅(p－Si)等形成。

[薄膜构造体部中的各温度检测器、加热电阻、配线的布局]

在此，对薄膜构造体部20t中的X轴温度检测器30及31、Y轴温度检测器32及33、加热电阻40、配线60～69以及虚拟配线70及71的布局的特征进行说明。

在薄膜构造体部20t中，在俯视视角下，X轴温度检测器30及31、Y轴温度检测器32及33以及配线60～69、虚拟配线70及71相对于加热电阻40点对称地配置。换言之，也可以说，为了将薄膜构造体部20t内的各要素设为点对称，设有虚拟配线70及71。

此外，在此所谓的点对称不只是完全点对称的情况，也包括在不损害提高流量的检测灵敏的本发明的效果的范围内大致点对称的情况。对于正交、平行、中心、正方形、圆形、对角线上等用语，也同样。

具体而言，加热电阻40配置于膜片部20的中心(薄膜构造体部20t的中心)。另外，X轴温度检测器30及31、Y轴温度检测器32及33均匀地配置于加热电阻40的周围。也就是，X轴温度检测器30及31、Y轴温度检测器32及33配置为相距加热电阻40等距离。另外，隔着加热电阻40而相互对置的X轴温度检测器30及31沿与X轴平行的方向配置。另外，隔着加热电阻40而相互对置的Y轴温度检测器32及33沿与Y轴平行的方向配置。

另外，从加热电阻40的一端引出的配线60及从另一端引出的配线61配置于膜片部20的一个对角线上。

而且，从X轴温度检测器30引出的配线63和从Y轴温度检测器33引出的配线69在从加热电阻40引出的配线61的两侧与配线61平行地配置。配线61与配线63的间隔和配线61与配线69的间隔大致相同。

同样地，从X轴温度检测器31引出的配线64和从Y轴温度检测器32引出的配线67在从加热电阻40引出的配线60的两侧与配线60平行地配置。配线60与配线64的间隔和配线60与配线67的间隔大致相同。

另外，在膜片部20的另一个对角线上，在加热电阻40的两侧配置有虚拟配线70及71。

而且，从X轴温度检测器30引出的配线62和从Y轴温度检测器32引出的配线66在虚拟配线70的两侧与虚拟配线70平行地配置。虚拟配线70与配线62的间隔和虚拟配线70与配线66的间隔大致相同。

同样地，从X轴温度检测器31引出的配线65和从Y轴温度检测器33引出的配线68在虚拟配线71的两侧与虚拟配线71平行地配置。虚拟配线71与配线65的间隔和虚拟配线71与配线68的间隔大致相同。

此外，有时将从加热电阻40的一端及另一端引出的配线称为加热电阻配线，将从各温度检测器引出的配线称为温度检测器配线。

这样，配线60、64及67和配线61、63及69配置于膜片部20的一个对角线上，配线70、62及66和配线71、65及68配置于膜片部20的另一个对角线上。

将这些配线配置于对角线上的理由是因为流体主要在X轴上和Y轴上流动，但流体在配线上流动时，加热电阻的热难以从配线散发。换言之，若配线的方向与X轴或Y轴(流体流动的方向)平行，则流体在配线上流动，导致加热电阻的热从配线散发，因此使配线延伸的方向与流体流(X轴上、Y轴上)不一致。

已经确认了，针对薄膜构造体部20t的热应力集中于包含薄膜构造体部20t的各边缘(与半导体基板10的上表面内缘部相接的部分)的中央部的四个区域(图1的四个应力集中部B)。

因此，在流量传感器1中，配线60～69以及虚拟配线70及71配置于除了四个应力集中部B的区域。如上所述，将配线配置于对角线上，因此容易避开应力集中部B配置。

薄膜构造体部20t上的配线的宽度为了缓和应力而比薄膜构造体部20t的周围(半导体基板10上)的配线细，为1～10μm左右。通过将配线宽度较细的薄膜构造体部20t上的配线避开应力集中部B而配置，能够降低因热应力而断线的问题。

[流量传感器的动作]

接下来，对流量传感器1的动作进行说明。在此，流量传感器1连接于预定的控制电路。控制电路能够基于测温电阻50的电阻变化检测流体的温度，计算适于加热电阻40的加热量，且将基于此的电压施加至焊盘80与焊盘81之间，从而在加热电阻40流动电流而进行加热。

另外，通过与控制电路的连接，如上述地，X轴温度检测器30和X轴温度检测器31在GND与电源之间并联连接，能够从焊盘82与焊盘84的连接部得到中间电位(设为中间电位X)。另外，Y轴温度检测器32和Y轴温度检测器33在GND与电源之间并联连接，能够从焊盘86得到中间电位(设为中间电位Y)。

当在加热电阻40流动电流进行加热时，薄膜构造体部20t的温度上升。此时，在未流动成为探测对象的流体(例如空气、气体等)的情况下，X轴温度检测器30和X轴温度检测器31的输出平衡，因此作为中间电位X，得到GND与电源中间的电位(设为初始值X₀)。同样地，因为Y轴温度检测器32和Y轴温度检测器33的输出平衡，所以作为中间电位Y，得到GND与电源中间的电位(设为初始值Y₀)。

另一方面，在流体在流量传感器1的表面侧(膜片部20的上表面20a侧)流动的情况下，在流量传感器1的表面侧产生温度分布(上游侧成为比下游侧低温)。因此，配置于上游侧的温度检测器的电阻值与配置于下游侧的温度检测器的电阻值的平衡被破坏，中间电位X及Y发生变化。

根据中间电位X及Y相对于初始值X₀及Y₀向GND侧或电源侧的哪一个的方向变化了，控制电路能够360°检测流体流动的方向。另外，根据中间电位X及Y相对于初始值X₀及Y₀变化了多少，控制电路能够测量流量。此外，中间电位X及Y变化的方向、变化的量与流向、流量的关系例如能够作为表格预先存储于控制电路内。

[流量传感器的制造方法]

接下来，对流量传感器1的制造方法进行说明。图3～图10是示例流量传感器的制造工序的图。在图3～图10中，因为示出了对应于图2的截面，所以未图示流量传感器1的结构要素的一部。

首先，在图3所示的工序中，准备由硅基板等构成的半导体基板10，在半导体基板10的上表面依次层叠绝缘膜21及22。作为绝缘膜21的材料，例如，能够使用二氧化硅膜(SiO₂)等。作为绝缘膜22的材料，例如能够使用氮化硅膜(Si₃N₄)等。绝缘膜21及22例如能够通过热氧化法、低温CVD(chemical vapor deposition)法等形成。

然后，在图4所示的工序中，在绝缘膜22的上表面形成X轴温度检测器30及31以及Y轴温度检测器32及33。作为X轴温度检测器30及31以及Y轴温度检测器32及33的材料，例如能够使用氧化钒等。X轴温度检测器30及31以及Y轴温度检测器32及33例如能够通过溶胶-凝胶法等形成。

在使用溶胶-凝胶法的情况下，首先制作成为温度检测器的溶胶-凝胶液(前躯体液)，在绝缘膜22的上表面整面通过旋转涂敷形成涂布膜。然后，加热涂布膜，使溶剂蒸发而干燥，成为固体膜。然后，通过蚀刻去除固体膜的多余的部分，形成X轴温度检测器30及31以及Y轴温度检测器32及33。

这样，在溶胶-凝胶法中，通过旋转涂敷形成涂布膜，因此优选形成涂布膜的面平坦。因此，X轴温度检测器30及31以及Y轴温度检测器32及33优选形成于比加热电阻40、配线62等靠下层。相反，若在比各温度检测器靠下层具有加热电阻40等，则即使在其之上形成绝缘膜，也在绝缘膜的表面残留凹凸，平坦性变低，因此不建议作为进行旋转涂敷的面。

然后，在图5所示的工序中，在绝缘膜22的上表面以覆盖X轴温度检测器30及31以及Y轴温度检测器32及33的方式形成绝缘膜23。作为绝缘膜23的材料，例如能够使用二氧化硅膜(SiO₂)等。绝缘膜23例如能够通过喷溅涂覆法、等离子CVD法等形成。

然后，在图6所示的工序中，在绝缘膜23的上表面形成加热电阻40及测温电阻50。作为加热电阻40及测温电阻50的材料，例如能够使用白金(Pt)、镍铬铁合金(NiCr)、多晶硅(p－Si)等。加热电阻40及测温电阻50例如能够通过喷溅涂覆法等形成。

然后，在图7所示的工序中，在绝缘膜23的上表面以覆盖加热电阻40及测温电阻50的方式形成绝缘膜24。作为绝缘膜24的材料，例如能够使用二氧化硅膜(SiO₂)等。绝缘膜24例如通过喷溅涂覆法、等离子CVD法等形成。

然后，在图8所示的工序中，在绝缘膜24的上表面形成配线60～69、虚拟配线70及71以及焊盘80～89。作为配线60～69、虚拟配线70及71以及焊盘80～89的材料，例如，能够使用铝(Al)、金(Au)等。配线60～69、虚拟配线70及71以及焊盘80～89例如能够通过喷溅涂覆法等形成。此外，在将配线60～69连接于下层的加热电阻40等的部分蚀刻绝缘膜，形成连接孔，在连接孔内形成由铝(Al)、金(Au)等构成的垂直配线。

然后，在图9所示的工序中，在绝缘膜24的上表面以覆盖配线60～69、虚拟配线70及71以及焊盘80～89的方式形成绝缘膜25。作为绝缘膜25的材料，例如能够使用二氧化硅膜(SiO₂)、氮化硅膜(Si₃N₄)等。绝缘膜25例如能够通过喷溅涂覆法、等离子CVD法等形成。然后，以使焊盘80～89的每一个的上表面的至少一部分从绝缘膜25露出的方式通过干法蚀刻等形成开口部25x。

然后，在图10所示的工序中，在半导体基板10的中央部形成开口部10x。由此，在开口部10x内露出绝缘膜21的下表面，形成薄膜构造体部20t。开口部10x例如能够通过DRIE形成。开口部10x也可以通过使用四甲基氢氧化铵(TMAH)、氢氧化钾(KOH)等作为蚀刻液的湿法蚀刻形成。通过以上的工序，完成图1及图2所示的流量传感器1。

此外，以上作为制作单独的流量传感器1的工序进行了说明，但是若采用在半导体晶片上形成成为流量传感器1的多个区域，然后通过切割等进行个体化，从而同时形成多个流量传感器1的工序，则也是有效的。

这样，在第一实施方式的流量传感器1中，在薄膜构造体部20t中，在俯视视角下，将X轴温度检测器30及31、Y轴温度检测器32及33以及配线60～69、虚拟配线70及71相对于加热电阻40点对称地配置。由此，来自加热电阻40的热在薄膜构造体部20t均匀地传递，相对于流体流动的朝向(流向)，温度分布的偏差变小，因此能够提高流量的检测灵敏度。

另外，通过将加热电阻配线和温度检测器配线相互平行地配置，从加热电阻40产生的热容易在薄膜构造体部20t上分布，上游的温度检测器和下游的温度检测器检测到的温度差变大。由此，能够提高流量的检测灵敏度。

另外，加热电阻40的材料和加热电阻配线(配线60及61)的材料使用不同种类材料，通过选择使加热电阻40的比电阻大于加热电阻配线的比电阻的材料，电力集中于加热电阻40，加热电阻40的温度上升变大。因此，上游的温度检测器和下游的温度检测器检测到的温度差变大，能够提高流量的检测灵敏度。

通过在薄膜构造体部20t的应力集中部B不配置配线，从而能够缓解因对薄膜构造体部20t的热应力而产生的影响，提高配线和薄膜构造体部的机械强度。

另外，通过在各温度检测器使用氧化钒，能够提高流量的检测灵敏度，并且能够使加热电阻低耗电化以及温度检测器小型化。

〈第一实施方式的变形例1〉

在第一实施方式的变形例1中示出了在薄膜构造体部设置狭缝的例。此外，在第一实施方式的变形例1中，有时省略与已经说明了的实施方式相同的结构部的说明。

图11是示例第一实施方式的变形例1的流量传感器的俯视透视图。如图11所示，流量传感器2与流量传感器1(参照图1)的不同点在于，在薄膜构造体部20t设有八个狭缝20x。狭缝20x的平面形状例如能够做成细长状(例如，长方形、椭圆形等)。

具体而言，狭缝20x设于配线60和在配线60的两侧与配线60平行地配置的配线64及67之间。另外，设于配线61、和在配线61的两侧与配线61平行地配置的配线63及69之间。

同样地，设于虚拟配线70、和在虚拟配线70的两侧与虚拟配线70平行地配置的配线62及66之间。另外，设于虚拟配线71、和在虚拟配线71的两侧与虚拟配线71平行地配置的配线65及68之间。

这样，通过在薄膜构造体部20t设置狭缝20x，能够降低薄膜构造体部20t的热容量。由此，加热电阻40的温度上升变大，因此上游的温度检测器和下游的温度检测器检测到的温度差变大，能够进一步提高流量的检测灵敏度。此外，狭缝也可以对称地设于薄膜构造体部20t的其它部分。

〈第一实施方式的变形例2〉

在第一实施方式的变形例2中示出了将薄膜构造体部的平面形状改变后的例。此外，在第一实施方式的变形例2中，有时省略与已经说明了的实施方式相同的结构部的说明。

图12是示例第一实施方式的变形例2的流量传感器的俯视透视图。如图12所示，流量传感器3与流量传感器1(参照图1)的不同点在于，薄膜构造体部20t被置换成薄膜构造体部20u。

在流量传感器3中，半导体基板10的开口部10x的平面形状为圆形。其结构，薄膜构造体部20u的平面形状也是圆形。此外，薄膜构造体部20u除了平面形状成为圆形以外，与薄膜构造体部20t相同。

这样，通过设置圆形的薄膜构造体部20u，消除应力集中部B，因此能够进一步提高配线和薄膜构造体部的机械强度。

〈第一实施方式的变形例3〉

在第一实施方式的变形例3中示出了单轴流量传感器的例。此外，在第一实施方式的变形例3中，有时省略与已经说明了的实施方式相同的结构部的说明。

图13是示例第一实施方式的变形例3的流量传感器的俯视透视图。如图13所示，流量传感器4与流量传感器1(参照图1)的不同点在于，仅配置有Y轴温度检测器32及33，未配置X轴温度检测器。在流量传感器4中，仅能够检测Y轴方向的流量。这样，也能够实现单轴的流量传感器。

以上，对本发明优选的实施方式进行了详细说明，但本发明不限于上述的实施方式，在不脱离本发明的范围内，能够对上述的实施方式进行各种变形及置换。

本国际申请主张基于2015年9月30日申请的日本国专利申请2015－194417号的优先权，且将日本国专利申请2015－194417号的全部内容引用至本国际申请。

符号说明

1、2、3、4—流量传感器，10—半导体基板，10x、25x—开口部，20—膜片部，20a—膜片部的上表面，20e—膜片部的边缘，20t、20u—薄膜构造体部，20x—狭缝，21～25—绝缘膜，30、31—X轴温度检测器，32、33—Y轴温度检测器，40—加热电阻，50—测温电阻，60～69—配线，70、71—虚拟配线，80～89—焊盘。

Claims

1.一种流量传感器，具备加热电阻及多个温度检测器，且在使上述加热电阻加热的状态下，基于各个上述温度检测器的温度检测结果来检测在上述温度检测器上流动的流体的流量，

上述流量传感器的特征在于，具有：

具备开口部的框状的半导体基板；

设于上述半导体基板上的膜片部；以及

设于上述膜片部的加热电阻及多个温度检测器，

上述膜片部具备堵塞上述开口部的薄膜构造体部，

在俯视视角下，在上述薄膜构造体部上，在上述加热电阻的周围配置有多个上述温度检测器，

多个上述温度检测器是由氧化钒形成的通过溶胶-凝胶法形成的固体膜，上述薄膜构造体部具有包含多个绝缘膜的多层构造，上述温度检测器形成在第一绝缘膜上，上述加热电阻形成在比上述第一绝缘膜靠上层的第二绝缘膜上。

2.根据权利要求1所述的流量传感器，其特征在于，

在上述薄膜构造体部中，多个上述温度检测器及从多个上述温度检测器引出的温度检测器配线相对于上述加热电阻点对称地配置。

3.根据权利要求2所述的流量传感器，其特征在于，

多个上述温度检测器包含相距上述加热电阻等距离地配置的四个温度检测器。

4.根据权利要求3所述的流量传感器，其特征在于，

上述膜片部的平面形状是正方形，

上述加热电阻配置于上述膜片部的中心，

在将与上述膜片部的四个边缘的一个平行的轴设为X轴，且将在与上述膜片部的上表面平行的面内与X轴正交的轴设为Y轴时，相互对置的两个上述温度检测器沿与上述X轴平行的方向配置，相互对置的另外两个上述温度检测器沿与上述Y轴平行的方向配置。

5.根据权利要求4所述的流量传感器，其特征在于，

在上述薄膜构造体部中，

从上述加热电阻的一端及另一端引出的加热电阻配线配置于上述膜片部的一个对角线上，

上述温度检测器配线包括在上述加热电阻配线的两侧与上述加热电阻配线平行地配置的配线。

6.根据权利要求5所述的流量传感器，其特征在于，

在上述薄膜构造体部中，

在上述膜片部的另一个对角线上，在上述加热电阻的两侧配置有虚拟配线，

上述温度检测器配线包括在上述虚拟配线的两侧与上述虚拟配线平行地配置的配线。

7.根据权利要求6所述的流量传感器，其特征在于，

在上述加热电阻配线和在上述加热电阻配线的两侧与上述加热电阻配线平行地配置的配线之间、以及上述虚拟配线和在上述虚拟配线的两侧与上述虚拟配线平行地配置的配线之间设有狭缝。

8.根据权利要求5所述的流量传感器，其特征在于，

上述加热电阻配线及上述温度检测器配线配置于除了应力集中部以外的区域。

9.根据权利要求8所述的流量传感器，其特征在于，

在俯视视角下，上述薄膜构造体部是正方形，

上述应力集中部是包含上述薄膜构造体部的各边缘的中央部的四个区域。

10.根据权利要求5所述的流量传感器，其特征在于，

上述加热电阻的比电阻大于上述加热电阻配线的比电阻。

11.根据权利要求1所述的流量传感器，其特征在于，

在俯视视角下，上述薄膜构造体部是圆形。