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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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1. Technisches
Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft einen Luftdurchsatzsensor bzw. Luftmengenmesser
von einem Typ, der einen Wärmevorgang
anwendet, zum Messen eines Luftdurchsatzes mit einem Heizwiderstand.
Beispielsweise betrifft die vorliegende Erfindung bevorzugt einen
Wärmevorgang-Luftmengenmesser,
der zum Messen eines Ansaugluftdurchsatzes einer Brennkraftmaschine
verwendet wird. Die vorliegende Erfindung betrifft des weiteren
ein Verfahren zur Herstellung des Wärmevorgang-Luftmengenmessers.
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2. Beschreibung des einschlägigen Standes
der Technik
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Als
Luftmengenmesser, der in einem Ansaugluftkanal einer Brennkraftmaschine
eines Automobils vorgesehen ist, hat sich überwiegend ein Wärmevorgang-Luftmengenmesser
durchgesetzt, da es mit diesem Sensor möglich ist, einen Mengendurchsatz
unmittelbar zu erfassen. Dieser Wärmevorgang-Luftmengenmesser
ist weit verbreitet, weil der Wärmevorgang-Luftmengenmesser
mit einem Sensorbereich in Form einer Dünnschicht, der auf einem aus
Silicium (Si) bestehenden Halbleitersubstrat durch Anwendung der
Halbleiterfeinbearbeitungstechnik ausgebildet ist, relativ einfach
mit einem Massenproduktionssystem herstellbar ist, und dieser Wärmevorgang-Luftmengenmesser
des weiteren mit einer geringen elektrischen Leistung angesteuert werden
kann.
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Hinsichtlich
des Wärmevorgang-Luftmengenmessers,
der mit einem Sensorelement mit einem auf einem Halbleitersubstrat
ausgebildeten Sensorbereich in Form einer Dünnschicht versehen ist, beschreibt
die JP-Patentveröffentlichungsschrift
Nr. 9-26343 eine schwebende Haltestruktur (freitragende Haltestruktur),
bei der nur eine Seite des Sensorelementes 10 gemäß der Darstellung
in 8A mit Klebemittel 48 mit
dem Aussparungsabschnitt 32 des Sensorträgerkörpers 30 verbunden
ist.
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Wenn
die gesamte Rückseite
des Sensorelementes mit dem Sensorträgerkörper verbunden ist, besteht
die Möglichkeit,
daß der
Dünnschichtsensorbereich
während
des Klebevorgangs beschädigt wird.
Weiterhin besteht je nach der Anwendungsbedingung des Sensors eine
starke Möglichkeit,
daß der
Verklebungsabschnitt infolge eines unterschiedlichen linearen Ausdehnungskoeffizienten
des Sensorelementes und des Sensorträgerkörpers beschädigt wird, wenn der Sensor
bei der Verwendung einem Temperaturzyklus ausgesetzt ist. Daher
wird diese Art eines tragenden Aufbaus vom schwebenden Typ eingesetzt.
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In
diesem Fall verändert
sich bei dem Wärmevorgang-Luftmengenmesser
der Zustand der Luftströmung
auf der Oberfläche
des Sensorelementes, wenn eine Abstufung zwischen der Oberfläche des Sensorelementes
und der Oberfläche
des Sensorträgerkörpers ausgebildet
ist, was bei einem Massenfertigungsvorgang, bei dem an den einzelnen
Sensoren keine Justierung vorgenommen werden kann, die Ursache für eine Schwankung
der Kennlinie des Wärmevorgang-Luftmengenmessers
darstellen kann. Da bei dem in 8A gezeigten
Aufbau die Dicke des Klebemittels 48 schwankt, ist es schwierig, die
Oberfläche
des Sensorelementes 10 und die Oberfläche des Sensorträgerkörpers 30 in
einer gleichen Ebene zu halten. Die JP-Patentveröffentlichungsschrift Nr. 2001-12986
beschreibt daher einen Aufbau, bei dem eine Nut 26 auf
der Rückseite
des Sensorelementes 10 gemäß der Darstellung in 8B vorgesehen ist und das
Sensorelement 10 an dem Sensorträgerkörper 30 befestigt
wird, wenn die Nut 26 mit dem Klebemittel 48 gefüllt ist.
Da gemäß diesem
Aufbau die Rückseite
des Sensorelementes 10 unmittelbar an der Unterseite des
Aussparungsabschnitts 32 des Sensorträgerkörpers 30 anliegt, können die
Oberfläche
des Sensorelementes 10 und die Oberfläche des Sensorträgerkörpers 30 in
einer gleichen Ebene gehalten werden, solange die Tiefe D1 des Aussparungsabschnitts 32 und
die Dicke H1 des Sensorelementes 10 übereinstimmen. Um in diesem
Fall die für
eine Motorsteuerung erforderliche Erfassungsgenauigkeit sicherzustellen,
ist es nötig, eine
Abstufung beizubehalten, die zwischen der Oberfläche des Sensorelementes und
der Oberfläche
des Sensorträgerkörpers in
einem Bereich von nicht mehr als 20 bis 30 μm ausgebildet ist.
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Da
das Sensorelement 10 einem Polierschritt unterzogen wird,
kann die Dicke H1 innerhalb eines Toleranzbereiches von mehreren
Mikrometern im wesentlichen konstant gehalten werden. Es ist jedoch
schwierig, die Tiefe D1 des Aussparungsabschnitts 32 des
Sensorträgerkörpers 30 konstant
zu halten. Falls der Sensorträgerkörper 30 aus
Keramik gefertigt ist, ist es schwierig, die Tiefe D1 des Aussparungsabschnitts 32 während des
Brennvorgangs konstant (in einem Bereich von nicht mehr als der
Toleranz von 20 bis 30 μm)
zu halten, und die Produktivität
verschlechtert sich. Insbesondere wenn der Sensorträgerkörper aus
Harz gebildet ist, schwankt die Tiefe D1 des Aussparungsabschnitts
32 um 100 μm.
Es erweist sich daher als unmöglich,
die Abstufung in dem Bereich von nicht mehr als 20 bis 30 μm zu halten.
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KURZDARSTELLUNG
DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung wurde gemacht, um die oben erwähnten Probleme
des Standes der Technik zu lösen.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Wärmevorgang-Luftmengenmesser
zur Verfügung
zu stellen, bei dem eine zwischen der Oberfläche eines Sensorelementes und der
Oberfläche
eines Sensorträgerkörpers ausgebildete
Abstufung weggelassen ist, um eine Schwankung der Kennlinie des
Wärmevorgang-Luftmengenmessers
zu beseitigen. Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist
es, ein Verfahren zur Herstellung des Wärmevorgang-Luftmengenmessers
zur Verfügung
zu stellen.
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Um
diese Aufgabe zu lösen,
wird gemäß einem
ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung ein Wärmevorgang-Luftmengenmesser
vorgesehen, welcher aufweist: ein Erfassungselement 10,
bei dem ein Heizwiderstand 16a über eine Isolierschicht 14 auf
einem Halbleitersubstrat 12 ausgebildet ist; und einen
Trägerkörper 30 mit
einem Aussparungsabschnitt 32, in dem das Erfassungselement 10 befestigt
ist, dadurch gekennzeichnet, daß eine
Einfüllöffnung 34 zum
Einfüllen
von Klebemittel 48 von einer Unterseite 30B des
Trägerkörpers 30 her
auf der Unterseite 32BT des Aussparungsabschnitts 32 vorgesehen
ist, und die Dicke des Klebemittels 48 zum Befestigen des
Erfassungselementes 10 an der Unterseite 32BT des
Aussparungsabschnitts 32 beim Einfüllen des Klebemittels 48 durch
die Einfüllöffnung 34 so
eingestellt ist, daß eine
Oberfläche 10A des
Erfassungselementes 10 und eine Oberfläche 30A des Trägerkörpers 30 übereinstimmen
können.
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Gemäß einem
dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur
Herstellung eines Wärmevorgang-Luftmengenmessers,
welcher ein Erfassungselement 10 aufweist, bei dem ein
Heizwiderstand 16a über
eine Isolierschicht 14 auf einem Halbleitersubstrat 12 ausgebildet
ist, und des weiteren einen Trägerkörper 30 mit
einem Aussparungsabschnitt 32 aufweist, in dem das Erfassungselement 10 befestigt
ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Verfahren
zur Herstellung des Wärmevorgang-Luftmengenmessers
umfaßt:
einen Schritt des Anordnens des Erfassungselementes 10 und
des Trägerkörpers 30 auf
einer Montagevorrichtung 80, so daß in einem Zustand, in dem
das Erfassungselement 10 in dem Aussparungsabschnitt 32 des
Trägerkörpers 30 aufgenommen
ist, eine Oberfläche 10A des
Erfassungselementes 10 und eine Oberfläche 30A des Trägerkörpers 30 mit
einer flachen Oberseite der Montagevorrichtung 80 in Anlage
gebracht werden können;
einen Schritt des Einfüllens
von Klebemittel 48 zwischen eine Unterseite 10B des
Erfassungselementes 10 und eine Unterseite 32BT des
Aussparungsabschnitts 32 des Trägerkörpers 30 durch eine auf
der Unterseite 32BT des Aussparungsabschnitts 32 des
Trägerkörpers 30 vorgesehene
Einfüllöffnung 34 derart,
daß eine
Oberfläche 10A des
Erfassungselementes 10 und eine Oberfläche 30A des Trägerkörpers 30 übereinstimmen
können;
und einen Schritt des Aushärtens
des Klebemittels 48.
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Gemäß einem
vierten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur
Herstellung eines Wärmevorgang-Luftmengenmessers,
welcher ein Erfassungselement 10 aufweist, bei dem ein
Heizwiderstand 16a über
eine Isolierschicht 14 auf einem Halbleitersubstrat 12 ausgebildet
ist, und des weiteren einen Trägerkörper 30 mit
einem Aussparungsabschnitt 32 aufweist, in dem das Erfassungselement 10 befestigt
ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Verfahren
zur Herstellung des Wärmevorgang-Luftmengenmessers
umfaßt:
einen Schritt des Anordnens des Erfassungselementes 10 auf
einer Montagevorrichtung 80, so daß eine Oberfläche 10A des Erfassungselementes 10 mit
einer flachen Oberseite der Montagevorrichtung 80 in Anlage
gebracht werden kann; einen Schritt des Aufbringens von Klebemittel 48 auf
eine Rückseite 10B des
Erfassungselementes 10; einen Schritt des Anordnens des
Trägerkörpers 30 auf
der Montagevorrichtung 80, so daß in einem Zustand, in dem
das Erfassungselement 10 in dem Aussparungsabschnitt 32 aufgenommen
ist, eine Oberfläche 30A des
Trägerkörpers 30 mit
einer flachen Oberseite der Montagevorrichtung 80 in Anlage
gebracht werden kann, und eine Rückseite 10B des
Erfassungselementes 10 über
das Klebemittel 48 einer Unterseite 32BT des Aussparungsabschnitts 32 gegenüberliegt;
und einen Schritt des Aushärtens
des Klebemittels 48.
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Bei
dem Wärmevorgang-Luftmengenmesser des
ersten Aspektes wird die Dicke des Klebemittels 48 zum
Befestigen des Erfassungselementes 10 an dem Aussparungsabschnitt 32 eingestellt,
indem das Klebemittel 48 durch die an der Unterseite 32BT des Aussparungsabschnitts 32 vorgesehene
Einfüllöffnung 34 so
eingefüllt
wird, daß die
Oberfläche 10A des
Erfassungselementes 10 und die Oberfläche 30A des Trägerkörpers 30 übereinstimmen
können. Infolgedessen
ist es möglich,
auf die Abstufung zwischen der Oberfläche 10A des Erfassungselementes 10 des
Wärmevorgang-Luftmengenmessers
und der Oberfläche 30A des
Sensorträgerkörpers 30 zu
verzichten, und die Schwankung der Kennlinie des Wärmevorgang-Luftmengenmessers,
die bei einem Massenfertigungsvorgang nicht individuell einstellbar
ist, kann verringert werden.
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Da
bei dem Wärmevorgang-Luftmengenmesser
des zweiten Aspektes der Trägerkörper 30 aus
Harz gefertigt ist, sind die Herstellungskosten niedrig. Die Tiefe
des Aussparungsabschnitts 32 schwankt jedoch um 100 μm. Allerdings
wird die Dicke des Klebemittels 48 eingestellt, indem das
Klebemittel 48 derart eingefüllt wird, daß die Oberfläche 10A des
Erfassungselementes 10 und die Oberfläche 30A des Trägerkörpers 30 übereinstimmen
können.
Infolgedessen ist es möglich,
auf den zwischen der Oberfläche 10A des
Erfassungselementes 10 und der Oberfläche 30A des Trägerkörpers 30 ausgebildeten
abgestuften Abschnitt zu verzichten, und die Schwankung der Kennlinie
des Wärmevorgang-Luftmengenmessers
bei einem Massenfertigungsvorgang kann verringert werden.
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Bei
dem Verfahren zur Herstellung eines Wärmevorgang-Luftmengenmessers des dritten Aspektes
ist das Erfassungselement 10 in dem Aussparungsabschnitt 32 des
Trägerkörpers 30 aufgenommen.
In einem Zustand, in dem das Erfassungselement 10 und der
Trägerkörper 30 auf
einer flachen Oberseite der Montagevorrichtung 80 angeordnet sind,
so daß die
Oberfläche 10A des
Erfassungselementes 10 und die Oberfläche 30A des Trägerkörpers 30 mit
der flachen Oberseite in Anlage gebracht werden können, wird
das Klebemittel 48 durch die Einfüllöffnung 34 zwischen
die Rückseite 10B des
Erfassungselementes 10 und die Unterseite 32BT des Aussparungsabschnitts 32 des
Trägerkörpers 30 eingefüllt. Daraufhin
wird das auf diese Weise eingefüllte
Klebemittel 48 ausgehärtet.
Mit anderen Worten, da das Erfassungselement 10 und der
Trägerkörper 30 auf
der Montagevorrichtung 80 in einem Zustand miteinander
verbunden werden, in dem die Oberfläche 10A des Erfassungselementes 10 und
die Oberfläche 30A des
Trägerkörpers 30 übereinstimmen,
ist es möglich,
auf den zwischen der Oberfläche 10A des
Erfassungselementes 10 und der Oberfläche 30A des Trägerkörpers 30 ausgebildeten
abgestuften Abschnitt zu verzichten, und die Schwankung der Kennlinie
des Wärmevorgang-Luftmengenmessers bei
einem Massenfertigungsvorgang kann verringert werden.
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Bei
dem Verfahren zur Herstellung eines Wärmevorgang-Luftmengenmessers des vierten Aspektes
wird das Klebemittel 48 in einem Zustand, in dem das Erfassungselement 10 auf
der Montagevorrichtung 80 angeordnet ist, so daß die Oberfläche 10A des
Erfassungselementes 10 mit einer flachen Oberseite der
Montagevorrichtung 80 in Anlage gebracht werden kann, auf
die Rückseite 10B des
Erfassungselementes 10 aufgebracht. In einem Zustand, in
dem das Erfassungselement 10 in dem Aussparungsabschnitt 32 aufgenommen
ist, und die Rückseite 10B des
Erfassungselementes 10 über das
Klebemittel 48 der Unterseite 32BT des Aussparungsabschnitts 32 gegenüberliegt,
wird der Trägerkörper 30 auf
der flachen Oberseite der Montagevorrichtung 80 angeordnet,
so daß die
Oberfläche 30A des
Trägerkörpers 30 mit
der flachen Oberseite der Montagevorrichtung 80 in Anlage
gebracht werden kann. In dem obenstehend beschriebenen Zustand wird
das Klebemittel 48 ausgehärtet. Mit anderen Worten wird
das Verkleben auf der Montagevorrichtung 80 in einem Zustand
vorgenommen, in dem die Oberfläche 10A des
Erfassungselementes 10 und die Oberfläche 30A des Trägerkörpers 30 übereinstimmen.
Daher ist es möglich,
auf die zwischen der Oberfläche 10A des
Erfassungselementes 10 des Wärmevorgang-Luftmengenmessers
und der Oberfläche 30A des
Trägerkörpers 30 ausgebildete
Abstufung zu verzichten, und die Schwankung der Kennlinie des Wärmevorgang-Luftmengenmessers bei
einem Massenfertigungsvorgang kann verringert werden.
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Bei
dem fünften
Aspekt wird das Aushärten des
Klebemittels 48 in einem Zustand durchgeführt, in
dem die Oberfläche 10A des
Erfassungselementes 10 und die Ober fläche 30A des Trägerkörpers 30 an
der flachen Oberseite der Montagevorrichtung 80 anliegen.
Da das Klebemittel 48 in einem Zustand ausgehärtet wird,
in dem die Oberfläche 10A des
Erfassungselementes 10 und die Oberfläche 30A des Trägerkörpers 30 übereinstimmen,
ist es möglich,
auf die zwischen der Oberfläche 10A des
Erfassungselementes 10 des Wärmevorgang-Luftmengenmessers und
der Oberfläche 30A des
Trägerkörpers 30 ausgebildete
Abstufung zu verzichten, und die Schwankung der Kennlinie des Wärmevorgang-Luftmengenmessers
bei einem Massenfertigungsvorgang kann verringert werden.
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Ein
vollständigeres
Verständnis
der vorliegenden Erfindung ergibt sich aus der nachfolgend gegebenen
Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen
der Erfindung in Verbindung mit der beigefügten Zeichnung.
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KURZBESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNG
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Es
zeigt:
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1 eine
Querschnittansicht eines Wärmevorgang-Luftmengenmessers
der ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
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2 eine
Draufsicht auf den in 1 gezeigten Wärmevorgang-Luftmengenmesser;
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3 eine
Draufsicht auf die Rückseite
des in 1 gezeigten Sensorelementes;
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4 eine
teilweise Draufsicht, die einen Zustand auf der Rückseite
des in 3 gezeigten Sensorelementes vor dem Zerteilen
in Chips zeigt;
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5A bis 5D Vorgangsdarstellungen, die
einen Vorgang zum Anbringen des Sensorelementes am Sensorträgerkörper der
ersten Ausführungsform
zeigen;
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6 eine
Querschnittansicht eines Wärmevorgang-Luftmengenmessers
der zweiten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
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7A bis 7D Vorgangsdarstellungen, die
einen Vorgang des Anbringens des Sensorelementes am Sensorträgerkörper der
zweiten Ausführungsform
zeigen; und
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8A und 8B Querschnittansichten eines
Wärmevorgang-Luftmengenmessers
des Standes der Technik.
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BESCHREIBUNG
BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Unter
Bezugnahme auf die beigefügte
Zeichnung wird die erste Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung nachfolgend erläutert.
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1 ist
eine Querschnittansicht eines Zustandes, in dem das Sensorelement 10 der
ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung mit dem Klebemittel 48 an dem
Sensorträgerkörper 30 angebracht
ist. 2 ist eine Draufsicht. 1 ist eine
Querschnittansicht entlang der Linie A–A in 2. Das Sensorelement 10 wird
mit dem Halbleiterherstellungsverfahren hergestellt, indem die elektrische
Isolierschicht 14 auf dem Einkristall-Siliciumsubstrat 12 ausgebildet
wird, und mindestens ein Heizwiderstand 16a und Lufttemperatur-Meßwiderstand 16b auf
der elektrischen Isolierschicht 14 vorgesehen werden. Die
Schutzschicht 22 wird auf den Heizwiderstand 16a und
den Lufttemperatur-Meßwiderstand 16b aufgetragen.
Unterhalb des Bereichs dieses Heizwiderstandes 16a wird
der Höhlungsabschnitt
(der Aussparungsabschnitt) 18 ausgebildet, indem das Einkristall-Siliciumsubstrat 12 durch Ätzen abgetragen
wird. Infolge dieses Aufbaus ist es möglich zu verhindern, daß die vom
Heizwiderstand 16a erzeugte Wärme durch Wärmeleitung durch das Einkristall-Siliciumsubstrat 12 abgegeben
wird.
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Der
Heizwiderstand 16a und der Lufttemperatur-Meßwiderstand 16b des
Sensorelementes 10 sind mit der Elektrode 20 auf
der Seite des Sensorelementes verbunden. Diese Elektrode und die
Elektrode 50, die in der Signalverarbeitungsschaltung vorgesehen
ist, welche auf dem aus Harz gefertigten elektrisch isolierenden
Substrat ausgebildet ist, sind mittels Bonden der Golddrähte 52 miteinander
verbunden. Durch diese Signalverarbeitungsschaltung werden dem Sensorelement 10 ein
elektrischer Strom und Spannung durch das an sich bekannte Regelsystem
zugeführt.
Ferner wird diese Signalverarbeitungsschaltung zum Ausgeben eines
elektrischen Signals vom Sensorelement 10 verwendet. Beispielsweise
ist der Sensorträgerkörper 30,
an dem das Sensorelement 10 angebracht ist, so befestigt,
daß das
Sensorelement 10 in der Nebenpassage im Ansaugluftkanal
einer Brennkraftmaschine angeordnet werden kann. Wie in 2 dargestellt
ist, wird der Luftstrom 60 auf die lange Seite des Sensorelementes 10 beaufschlagt.
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In
diesem Fall besitzt in dem in der Zeichnung gezeigten Beispiel die
lange Seite des Sensorelementes 10 eine Länge von
6 mm, die kurze Seite eine Länge
von 2,5 mm, und die Dicke beträgt
0,3 mm. Weiterhin ist der Sensorträgerkörper 30 aus Harz gefertigt.
Im Sensorträgerkörper 30 ist
der Aussparungsabschnitt 32 ausgebildet, und die Einfüllöffnung zum
Einfüllen
des Klebemittels 48 ist unmittelbar unterhalb des Aussparungsabschnittes 32 ausgebildet.
Das Klebemittel 48 wird zwischen die vorstehende Unterseite 32BT des
Aussparungsabschnitts 32 und die Rückseite 10B des Sensorelementes 10 zugegeben.
Der Aussparungsabschnitt 32 ist in einer Form ausgebildet,
in welcher das Sensorelement 10 vollständig aufgenommen werden kann. Die
Tiefe D2 des Aussparungsabschnitts 32 (die Tiefe auf der
vorstehenden Unterseite 32BT zum Tragen des Sensorelementes
in dem Aussparungsabschnitt 32) ist geringfügig größer als
die Dicke H2 des Sensorelementes 10; beispielsweise beträgt die Tiefe
D2 des Aussparungsabschnitts 32 in dem in der Zeichnung
gezeigten Beispiel ca. 0,32 mm. Zwischen der Seitenwand des Aussparungsabschnitts 32 und
dem Sensorelement 10 sind die Spalte 62a, 62b, 62c gebildet.
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Bei
dem Wärmevorgang-Luftmengenmesser der
ersten Ausführungsform
ist das Sensorelement 10 an der vorstehenden Unterseite 32BT des
unteren Abschnitts des im Sensorträgerkörper 30 vorgesehenen
Aussparungsabschnitts 32 durch das Klebemittel 48 befestigt.
In diesem Fall wird die Dicke des Klebemittels 48, welches
das Sensorelement 10 an der vorstehenden Unterseite 32BT des
Aussparungsabschnitts 32 befestigt, durch Einfüllen des
Klebemittels 48 durch die an der vorstehenden Unterseite 32BT vorgesehene
Einfüllöffnung 34 so
eingestellt, daß die Oberfläche 10A des
Sensorelementes 10 und die Oberfläche 30A des Sensorträgerkörpers 30 übereinstimmen
können.
Somit ist es möglich,
auf einen zwischen der Oberfläche 10A des
Sensorelementes 10 und der Oberfläche 30A des Sensorträgerkörpers 30 ausgebildeten
abgestuften Abschnitt zu verzichten, und eine Schwankung der Kennlinien
eines in einem Massenproduktionssystem hergestellten Wärmevorgang-Luftmengenmessers
kann verringert werden.
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Da
bei dem Wärmevorgang-Luftmengenmesser
der ersten Ausführungsform
der Sensorträgerkörper 30 aus
Harz gefertigt ist, sind die Herstellungskosten niedrig. Andererseits
schwankt die Tiefe des Aussparungsabschnitts 32 um 100 μm. Die Dicke des
Klebemittels 48 wird jedoch durch Einfüllen des Klebemittels 48 eingestellt,
so daß die
Oberfläche 10A des
Sensorelementes 10 und die Oberfläche 30A des Sensorträgerkörpers 30 übereinstimmen können. Infolgedessen
kann der abgestufte Abschnitt zwischen der Oberfläche 10A des
Sensorelementes 10 und der Oberfläche 30A des Sensorträgerkörpers 30 weggelassen
werden. In diesem Zusammenhang ist der Sensorträgerkörper 30 in der ersten
Ausführungsform
aus Harz gefertigt, jedoch kann der Sensorträgerkörper 30 auch aus Keramik
wie etwa Aluminiumoxid gefertigt sein.
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Nachfolgend
wird das Verfahren zur Herstellung des Sensorelementes 10 erläutert.
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3 ist
eine Draufsicht auf die Rückseite des
in 1 gezeigten Sensorelementes 10, und 4 ist
eine teilweise Draufsicht, die einen Zustand auf der Rückseite
des in 3 gezeigten Sensorelementes 10 vor dem
Trennen der Chips zeigt. Auf dem Einkristall-Siliciumsubstrat 12 wird eine
Siliciumdioxidschicht als die elektrische Isolierschicht 14 mittels thermischer
Oxidation oder CVD (Chemical Vapor Deposition) gebildet. Danach
wird eine Siliciumnitridschicht mittels CVD gebildet. Als nächstes wird
eine Schicht aus polykristallinem Silicium mittels CVD gebildet,
und Phosphorverunreinigungen werden mittels Thermodiffusion or Ioneninjektion
eindotiert. Danach wird eine Resistschicht mit einer vorgegebenen Form
mit dem allgemein bekannten Verfahren der Fotolithografie ausgebildet.
Wenn an der Schicht aus polykristallinem Silicium ein Strukturieren
mit dem Verfahren des reaktiven Ionenätzens vorgenommen wird, werden
der Heizwiderstand 16a und der Lufttemperatur-Meßwiderstand 16b gebildet.
Als nächstes wird
als die Schutzschicht 22 eine Schicht aus Siliciumnitrid
mittels CVD gebildet, und dann wird eine Siliciumdioxidschicht mittels
CVD gebildet. Danach wird die Schutzschicht in dem Abschnitt, in
dem die Elektrode 20 ausgebildet ist, durch Ätzen abgetragen,
und die Elektrode 20 wird aus Aluminium gebildet. Schließlich wird
zum Ausbilden des Höhlungsabschnitts 18 auf
der Oberfläche
des Einkristall-Siliciumsubstrats 12, auf welcher der Heizwiderstand 16a nicht
ausgebildet ist, eine Siliciumnitridschicht mittels CVD gebildet,
und eine Resistschicht wird mit einer vorgegebenen Form mit dem
allgemein bekannten Verfahren der Fotolithografie unter Verwendung
einer Maske (nicht gezeigt) gebildet. Daraufhin wird eine Strukturierung
mittels Ionenätzen
vorgenommen. Danach wird anisotropes Ätzen durchgeführt, um
den Höhlungsabschnitt 18 (in 4 gezeigt)
auszubilden. Danach wird die Trennung in Chips durch Ritzen vorgenommen
(in 3 gezeigt).
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Unter
Bezugnahme auf 5 wird im nachfolgenden
die Anbringung des Sensorelementes 10 am Sensorträgerkörper 30 erläutert.
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Als
erstes wird das Sensorelement 10 auf der Montagevorrichtung 80 angeordnet,
so daß die Oberfläche 10A des
Sensorelementes 10 auf einer flachen Oberseite der Montagevorrichtung 80 (in 5A gezeigt)
angeordnet werden kann. Als nächstes
wird der Sensorträgerkörper 30 auf
der Montagevorrichtung 80 angeordnet, so daß das Sensorelement 10 in
dem Aussparungsabschnitt 32 aufgenommen werden kann, und
die Oberfläche 30A des
Sensorträgerkörpers 30 mit
einer Oberseite der Montagevorrichtung 80 (in 5B gezeigt)
in Anlage gebracht werden kann. Bei dieser Sachlage kann ein zwischen
der Oberfläche 30A des
Sensorträgerkörpers und
der Oberfläche 10A des
Sensorelementes 10 ausgebildeter abgestufter Abschnitt
weggelassen werden, und eine Neigung des Sensorelementes 10 bezüglich des
Sensorträgerkörpers 30 kann
auf Null eingestellt werden. Danach wird das Klebemittel 48 durch
die auf der vorstehenden Unterseite 32BT des Aussparungsabschnitts 32 des
Sensorträgerkörpers 30 vorgesehene
Einfüllöffnung 34 so
zwischen die Rückseite 10B des
Sensorelementes 10 und die vorstehende Unterseite 32BT des
Aussparungsabschnitts 32 eingefüllt, daß die Oberfläche 10A des Sensorelementes 10 und
die Oberfläche 30A des Sensorträgerkörpers 30 übereinstimmen
können.
In diesem Zustand wird das Klebemittel 48 ausgehärtet (in 5C gezeigt).
Wenn das Sensorelement 10 und der Sensorträgerkörper 30 von
der Montagevorrichtung 80 abgenommen und umgedreht werden,
ist die Anbringung des Sensorelementes 10 am Sensorträgerkörper 30 abgeschlossen
(in 5D gezeigt). In diesem Zusammenhang ist es im
Hinblick auf das Klebemittel 48 möglich, ein Harz vom wärmeaushärtenden
Typ wie ein Epoxidharz zu verwenden. In diesem Fall ist ein zwischen
der Rückseite 10B des
Sensorelementes 10 und der vorstehenden Unterseite 32BT des
Aussparungsabschnitts 32 gebildeter Luftspalt gering. Wenn
das Klebemittel 48 zwischen die Rückseite 10B des Sensorelementes 10 und
die vorstehende Unterseite 32BT des Aussparungsabschnitts 32 eingefüllt wird,
kann das Klebemittel 48 daher aufgrund des Kapillareffektes
gleichförmig
eingefüllt
werden, ohne Luft zwischen der Rückseite 10B des
Sensorelementes 10 und der vorstehenden Unterseite 32BT des
Aussparungsabschnitts 32 zu lassen. Da die vorstehende
Unterseite 32BT geringfügig
von dem anderen unteren Abschnitt des Aussparungsabschnitts 32 vorsteht,
wird das Verfließen des
Klebemittels 48 am Endabschnitt der vorstehenden Unterseite 32BT angehalten.
Außer
wenn während
des Vorgangs des Einfüllens
des Klebemittels 48 ein zu starker Druck auf das Klebemittel 48 ausgeübt wird,
gibt es somit keine Möglichkeit,
daß das
Klebemittel über
den Endabschnitt der vorstehenden Unterseite 32BT hinausfließt.
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Gemäß dem Verfahren
zur Herstellung eines Wärmevorgang-Luftmengenmessers
der ersten Ausführungsform
wird das Sensorelement 10 in dem Aussparungsabschnitt 32 des
Sensorträgerkörpers 30 aufgenommen.
In einem Zustand, in dem das Sensorelement 10 und der Sensorträgerkörper 30 auf
der Montagevorrichtung 80 angeordnet sind, so daß die Oberfläche 10A des
Sensorelementes 10 und die Oberfläche 30A des Sensorträgerkörpers 30 mit
einer flachen Oberseite der Montagevorrichtung 80 in Anlage
gebracht werden können,
wird das Klebemittel 48 durch die Einfüllöffnung 34 zwischen
die Rückseite 10B des
Sensorelementes 10 und die vorstehende Unterseite 32BT des
Aussparungsabschnitts 32 des Sensorträgerkörpers 30 zugegeben, woraufhin
das Klebemittel 48 ausgehärtet wird. Mit anderen Worten
wird die Haftverbindung in einem Zustand hergestellt, in dem die
Oberfläche 10A des Sensorelementes 10 und
die Oberfläche 30A des Sensorträgerkörpers 30 übereinstimmen
und das Sensorelement 10 bezüglich des Sensorträgerkörpers 30 überhaupt
keine Neigung aufweist. Daher ist es möglich, auf den abgestuften
Abschnitt zwischen der Oberfläche 10A des
Sensorelementes 10 des Wärmevorgang-Luftmengenmessers
und der Oberfläche 30A des
Sensorträgerkörpers 30 zu
verzichten, und des weiteren ist es möglich, eine Neigung des Sensorelementes 10 zu
beseitigen. Demgemäß kann eine
Schwankung der Kennlinien des Wärmevorgang-Luftmengenmessers
bei einem Massenfertigungsvorgang verringert werden.
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Als
nächstes
wird nachstehend unter Bezugnahme auf die 6 und 7 das Verfahren zur Herstellung eines Wärmevorgang-Luftmengenmessers der
zweiten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung erläutert.
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6 ist
eine Querschnittansicht, die einen Zustand zeigt, in dem das Sensorelement 10 der zweiten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung durch das Klebemittel 48 an
dem Sensorträgerkörper 30 angebracht
ist.
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In
der obenstehend unter Bezugnahme auf 1 beschriebenen
ersten Ausführungsform
ist die Einfüllöffnung zum
Einfüllen
des Klebemittels im Sensorträgerkörper 30 vorgesehen.
Bei der zweiten Ausführungsform
ist die Einfüllöffnung jedoch
weggelassen.
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Im
nachfolgenden wird die Anbringung des Sensorelementes 10 am
Sensorträgerkörper 10 in der
zweiten Ausführungsform
unter Bezugnahme auf 7 erläutert.
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Zuerst
wird das Sensorelement 10 auf der Montagevorrichtung 80 angeordnet,
so daß die
Oberfläche 10A des
Sensorelementes 10 mit einer flachen Oberseite der Montagevorrichtung 80 in
Anlage gebracht werden kann, woraufhin das Klebemittel 48 auf
die Rückseite 10B aufgebracht
wird (in 7A gezeigt). Als nächstes wird
der Sensorträgerkörper 30 derart
auf der Montagevorrichtung angeordnet, daß die Oberfläche 30A des
Sensorträgerkörpers 30 auf
einer Oberseite der Montagevorrichtung 80 angeordnet ist,
so daß der
Sensor 10 in dem Aussparungsabschnitt 32 (in 7B gezeigt)
aufgenommen werden kann. In diesem Fall breitet sich das Klebemittel 48 in
einem Zustand, in dem die Oberfläche 10A des
Sensorelementes 10 und die Oberfläche 30A des Sensorträgerkörpers 30 übereinstimmen, zwischen
der Rückseite 10B des
Sensorelementes 10 und der vorstehenden Unterseite 32BT des
Aussparungsabschnitts 32 aus. Danach wird das Klebemittel 48 in
diesem Zustand ausgehärtet
(in 7C gezeigt). Hiermit ist die Anbringung des Sensor elementes 10 am
Sensorträgerkörper 30 abgeschlossen (7D).
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Gemäß dem Wärmevorgang-Luftmengenmesser
der zweiten Ausführungsform
wird das Klebemittel 48 in einem Zustand, in dem das Sensorelement 10 so
auf der Montagevorrichtung 80 angeordnet ist, daß die Oberfläche 10A des
Sensorelementes 10 mit einer flachen Oberseite der Montagevorrichtung 80 in
Anlage gebracht werden kann, auf die Rückseite 10B des Sensorelementes 10 aufgebracht.
In einem Zustand, in dem der Sensorträgerkörper 30 auf der Montagevorrichtung
so angeordnet ist, daß das
Sensorelement 10 in dem Aussparungsabschnitt 32 aufgenommen
ist, und die Rückseite 10B des
Sensorelementes 10 der Unterseite 32BT des Aussparungsabschnitts 32 über das
Klebemittel 48 gegenüberliegt
und die Oberfläche 30A des
Sensorträgerkörpers 30 an
der flachen Oberseite der Montagevorrichtung 80 anliegt,
wird das Klebemittel 48 ausgehärtet. Mit anderen Worten wird
die Haftverbindung in einem Zustand hergestellt, in dem die Oberfläche 10A des
Sensorelementes 10 und die Oberfläche 30A des Sensorträgerkörpers 30 auf
der Montagevorrichtung 80 übereinstimmen. Somit ist es möglich, auf
einen zwischen der Oberfläche 10A des Sensorelementes 10 des
Wärmevorgang-Luftmengenmessers
und der Oberfläche 30A des
Sensorträgerkörpers 30 ausgebildeten
abgestuften Abschnitt zu verzichten. Eine Schwankung der Kennlinien
des Wärmevorgang-Luftmengenmessers
bei einem Massenfertigungsvorgang kann somit verringert werden.
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Obgleich
die Erfindung unter Bezugnahme auf konkrete Ausführungsformen beschrieben wurde, die
zum Zweck der Veranschaulichung gewählt wurden, dürfte verständlich sein,
daß zahlreiche
Modifikationen durch einen Fachmann daran vorgenommen werden können, ohne
den Grundgedanken und den Schutzbereich der Erfindung zu verlassen.