JP2000028630A - ガス式センサ - Google Patents
ガス式センサInfo
- Publication number
- JP2000028630A JP2000028630A JP22849398A JP22849398A JP2000028630A JP 2000028630 A JP2000028630 A JP 2000028630A JP 22849398 A JP22849398 A JP 22849398A JP 22849398 A JP22849398 A JP 22849398A JP 2000028630 A JP2000028630 A JP 2000028630A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- gas
- heat wire
- heat
- case
- sensor
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Micromachines (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 センサ本体に作用する物理量によるガス流の
状態をそのガス流にさらされるヒートワイヤの抵抗値の
変化として電気的に検出するようにしたガス式センサに
あって、簡単な構造によってガス流の状態を検出できる
ようにする。 【構成】 ガス式センサの検出回路が実装される基板上
にＮｉなどのヒートワイヤを直接ボンディングして、そ
のヒートワイヤがガス流にさらされるような構造にす
る。
状態をそのガス流にさらされるヒートワイヤの抵抗値の
変化として電気的に検出するようにしたガス式センサに
あって、簡単な構造によってガス流の状態を検出できる
ようにする。 【構成】 ガス式センサの検出回路が実装される基板上
にＮｉなどのヒートワイヤを直接ボンディングして、そ
のヒートワイヤがガス流にさらされるような構造にす
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、センサ本体に作用する
角速度、加速度、流量などの物理量によるガス流の状態
を、そのガス流にさらされるヒートワイヤの抵抗値の変
化として電気的に検出するガス式センサに関する。
角速度、加速度、流量などの物理量によるガス流の状態
を、そのガス流にさらされるヒートワイヤの抵抗値の変
化として電気的に検出するガス式センサに関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、ガス式センサの１つとして、ポ
ンプによってセンサ本体におけるノズル孔からガス通路
内にガスを噴出させておき、センサ本体に角速度が作用
したときのガス通路内におけるガス流の偏向状態を、ガ
ス通路内に設けられたヒートワイヤ対における感熱抵抗
の変化として電気的に検出して、そのときセンサ本体に
作用している角速度の向きおよび大きさを求めるように
したガス式角速度センサがある。
ンプによってセンサ本体におけるノズル孔からガス通路
内にガスを噴出させておき、センサ本体に角速度が作用
したときのガス通路内におけるガス流の偏向状態を、ガ
ス通路内に設けられたヒートワイヤ対における感熱抵抗
の変化として電気的に検出して、そのときセンサ本体に
作用している角速度の向きおよび大きさを求めるように
したガス式角速度センサがある。
【０００３】最近、このようなガス式角速度センサにあ
っては、センサ本体がマイクロマシニング加工によって
形成された超小型のものが開発されており、そのマイク
ロチップ化されたセンサ本体を角速度検出回路のＩＣチ
ップおよびマイクロポンプとともに回路基板上に実装
し、それをガスが封入されたキャンパッケージ内に収納
して、ポンプ駆動によりガスをそのパッケージ内で循環
させるような構造のものにしている（特開平５−２９７
００８号公報参照）。
っては、センサ本体がマイクロマシニング加工によって
形成された超小型のものが開発されており、そのマイク
ロチップ化されたセンサ本体を角速度検出回路のＩＣチ
ップおよびマイクロポンプとともに回路基板上に実装
し、それをガスが封入されたキャンパッケージ内に収納
して、ポンプ駆動によりガスをそのパッケージ内で循環
させるような構造のものにしている（特開平５−２９７
００８号公報参照）。
【０００４】従来、この種のマイクロ化されたガス式セ
ンサにあって、ヒートワイヤを形成するに際して、温度
抵抗特性の良好な白金を半導体基板上にパターニングし
てヒートワイヤを平面的に形成したうえで、そのヒート
ワイヤが形成された部分の下側をエッチングにより除去
してガス通路にかかるヒートワイヤブリッジを構成する
ようにしている。
ンサにあって、ヒートワイヤを形成するに際して、温度
抵抗特性の良好な白金を半導体基板上にパターニングし
てヒートワイヤを平面的に形成したうえで、そのヒート
ワイヤが形成された部分の下側をエッチングにより除去
してガス通路にかかるヒートワイヤブリッジを構成する
ようにしている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】解決しようとする問題
点は、マイクロ化されたガス式センサにあって、温度抵
抗特性の良好な白金を半導体基板上にパターニングして
ヒートワイヤを平面的に形成したうえで、そのヒートワ
イヤが形成された部分の下側をエッチングにより除去し
てガス通路にかかるヒートワイヤブリッジを構成するの
では、その構造が複雑になっていることである。
点は、マイクロ化されたガス式センサにあって、温度抵
抗特性の良好な白金を半導体基板上にパターニングして
ヒートワイヤを平面的に形成したうえで、そのヒートワ
イヤが形成された部分の下側をエッチングにより除去し
てガス通路にかかるヒートワイヤブリッジを構成するの
では、その構造が複雑になっていることである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、センサ本体に
作用する物理量によるガス流の状態をそのガス流にさら
されるヒートワイヤの抵抗値の変化として電気的に検出
するようにしたガス式センサにあって、簡単な構造によ
ってガス流の状態を検出することができるようにするべ
く、検出回路が実装される基板上にＮｉなどのヒートワ
イヤを直接ボンディングして、そのヒートワイヤがガス
流にさらされるようにしている。
作用する物理量によるガス流の状態をそのガス流にさら
されるヒートワイヤの抵抗値の変化として電気的に検出
するようにしたガス式センサにあって、簡単な構造によ
ってガス流の状態を検出することができるようにするべ
く、検出回路が実装される基板上にＮｉなどのヒートワ
イヤを直接ボンディングして、そのヒートワイヤがガス
流にさらされるようにしている。
【０００７】
【実施例】図１および図２は、ガス式センサとして角速
度を検出するようにしたときの構成例を示している。
度を検出するようにしたときの構成例を示している。
【０００８】ここでは、角速度検出のための電気回路が
実装されるＨＩＣ基板２をガスが封入されたケース１内
に収納して、そのＨＩＣ基板２の表面に一対のヒートワ
イヤＨＷ１，ＨＷ２をボンディングによってブリッジ状
に取り付け、ＨＩＣ基板２上に設けられたマイクロポン
プ３の駆動によってケース１内でガスをオープンループ
で循環させて一対のヒートワイヤＨＷ１，ＨＷ２に向か
ってガス流（図中矢印で示す）が生ずるようにしてい
る。
実装されるＨＩＣ基板２をガスが封入されたケース１内
に収納して、そのＨＩＣ基板２の表面に一対のヒートワ
イヤＨＷ１，ＨＷ２をボンディングによってブリッジ状
に取り付け、ＨＩＣ基板２上に設けられたマイクロポン
プ３の駆動によってケース１内でガスをオープンループ
で循環させて一対のヒートワイヤＨＷ１，ＨＷ２に向か
ってガス流（図中矢印で示す）が生ずるようにしてい
る。
【０００９】図３は角速度検出回路の一例を示すもの
で、一対のヒートワイヤＨＷ１，ＨＷ２および基準抵抗
Ｒ１，Ｒ２によってブリッジ回路を構成して、ケース１
に角速度が作用したときの一対のヒートワイヤＨＷ１，
ＨＷ２に向かうガス流の偏向状態に応じたブリッジ回路
の不平衡出力を増幅回路ＡＭＰを通して取り出すように
している。
で、一対のヒートワイヤＨＷ１，ＨＷ２および基準抵抗
Ｒ１，Ｒ２によってブリッジ回路を構成して、ケース１
に角速度が作用したときの一対のヒートワイヤＨＷ１，
ＨＷ２に向かうガス流の偏向状態に応じたブリッジ回路
の不平衡出力を増幅回路ＡＭＰを通して取り出すように
している。
【００１０】基準抵抗Ｒ１，Ｒ２および増幅回路ＡＭＰ
のＩＣチップ４がＨＩＣ（セラミック）基板２の裏面に
取り付けられている。
のＩＣチップ４がＨＩＣ（セラミック）基板２の裏面に
取り付けられている。
【００１１】各ヒートワイヤＨＷ１，ＨＷ２としては、
Ａｕ等に比して温度抵抗係数の大きいＮｉワイヤを、ガ
ス流の偏向状態の検出感度を上げるようにするとともに
所望の消費電力および抵抗値となるように任意に選定さ
れた線径（例えば８〜２５μｍ）のものとしている。
Ａｕ等に比して温度抵抗係数の大きいＮｉワイヤを、ガ
ス流の偏向状態の検出感度を上げるようにするとともに
所望の消費電力および抵抗値となるように任意に選定さ
れた線径（例えば８〜２５μｍ）のものとしている。
【００１２】また、図４および図５は、ガス式センサと
して加速度を検出するようにしたときの構成例を示して
いる。
して加速度を検出するようにしたときの構成例を示して
いる。
【００１３】ここでは、加速度検出のための電気回路が
実装されるＨＩＣ基板２をガスが封入されたケース１内
に収納して、そのＨＩＣ基板２の表面に、Ｘ方向検出用
のヒートワイヤ対ＨＷＸ１，ＨＷＸ２，ＨＷＸ３，ＨＷ
Ｘ４およびＹ方向検出用のヒートワイヤ対ＨＷＹ１，Ｈ
ＷＹ２，ＨＷＹ３，ＨＷＹ４をそれぞれボンディングに
よってブリッジ状に取り付け、Ｘ方向またはＹ方向の加
速度が加わったときのケース１内におけるガスの変動状
態を各ヒートワイヤ対によって検出するようにしてい
る。
実装されるＨＩＣ基板２をガスが封入されたケース１内
に収納して、そのＨＩＣ基板２の表面に、Ｘ方向検出用
のヒートワイヤ対ＨＷＸ１，ＨＷＸ２，ＨＷＸ３，ＨＷ
Ｘ４およびＹ方向検出用のヒートワイヤ対ＨＷＹ１，Ｈ
ＷＹ２，ＨＷＹ３，ＨＷＹ４をそれぞれボンディングに
よってブリッジ状に取り付け、Ｘ方向またはＹ方向の加
速度が加わったときのケース１内におけるガスの変動状
態を各ヒートワイヤ対によって検出するようにしてい
る。
【００１４】このセンサ本体に例えばＸ方向の加速度が
加わったときには、ガスがＨＷＸ１からＨＷＸ２の方向
に流れることになる。すなわち、ケース１内のガスはそ
れ自体が質量を有し、慣性の作用を受けるからである。
こうしてＨＷＸ１はＨＷＸ２よりもガス流により冷却さ
れて相測のヒートワイヤ間に電気抵抗差が生ずることに
なり、それを検出することによりＸ方向に作用する加速
度を検知することができるようになる。
加わったときには、ガスがＨＷＸ１からＨＷＸ２の方向
に流れることになる。すなわち、ケース１内のガスはそ
れ自体が質量を有し、慣性の作用を受けるからである。
こうしてＨＷＸ１はＨＷＸ２よりもガス流により冷却さ
れて相測のヒートワイヤ間に電気抵抗差が生ずることに
なり、それを検出することによりＸ方向に作用する加速
度を検知することができるようになる。
【００１５】また、そのセンサ本体にあっては、対をな
すＨＷＸ１，ＨＷＸ２が各々対向するＨＷＸ３，ＨＷＸ
４をともなっている。これはセンサ本体に加速度ではな
く回転モーメントが作用したときにそれを誤って加速度
として検出してしまうことを防止するためである。すな
わち、センサ本体に図５中矢印Ａで示す方向の回転モー
メントが加わったとき、ＨＷＸ１はＨＷＸ２よりも冷却
されてあたかもＸ方向に加速度が加わったかのような状
態を示すが、それと同時にＨＷＸ４もＨＷＸ１と同量の
冷却効果を受ける。そこで、互いに対向するＨＷＸ１，
ＨＷＸ２およびＨＷＸ３，ＨＷＸ４の間における抵抗値
の変化の関係を予め図示しないセンサ制御装置に入力し
ておくようにすれば、各ヒートワイヤ間の電気抵抗差か
ら加速度のみを確実に検出できるようになる。また、同
時に、加速度と回転モーメントの両方を検出するセンサ
として利用することも可能である。なお、図５中のＨＷ
Ｙ１〜ＨＷＹ４もＹ方向において上記と同様の作用をな
すものである。
すＨＷＸ１，ＨＷＸ２が各々対向するＨＷＸ３，ＨＷＸ
４をともなっている。これはセンサ本体に加速度ではな
く回転モーメントが作用したときにそれを誤って加速度
として検出してしまうことを防止するためである。すな
わち、センサ本体に図５中矢印Ａで示す方向の回転モー
メントが加わったとき、ＨＷＸ１はＨＷＸ２よりも冷却
されてあたかもＸ方向に加速度が加わったかのような状
態を示すが、それと同時にＨＷＸ４もＨＷＸ１と同量の
冷却効果を受ける。そこで、互いに対向するＨＷＸ１，
ＨＷＸ２およびＨＷＸ３，ＨＷＸ４の間における抵抗値
の変化の関係を予め図示しないセンサ制御装置に入力し
ておくようにすれば、各ヒートワイヤ間の電気抵抗差か
ら加速度のみを確実に検出できるようになる。また、同
時に、加速度と回転モーメントの両方を検出するセンサ
として利用することも可能である。なお、図５中のＨＷ
Ｙ１〜ＨＷＹ４もＹ方向において上記と同様の作用をな
すものである。
【００１６】図４中、６はＨＩＣ基板２に実装される各
ヒートワイヤ対とともに加速度検出回路を構成するため
のＩＣチップである。
ヒートワイヤ対とともに加速度検出回路を構成するため
のＩＣチップである。
【００１７】このＩＣチップ６は稼働時に熱を発生する
ため、各ヒートワイヤにこの熱が好適となるような配慮
がなされている。すなわち、このＩＣチップ６はヒート
ワイヤ下面の基板２上に配設され、熱は基板２の全体に
ほぼ均一に分布するようにしている。そのためにヒート
ワイヤ近傍のガスは特定の部位のみ温度上昇することが
なく、熱は常にワイヤに対して均等に拡散して、加速度
発生時にはガスの流れを的確にとらえることができるよ
うになる。
ため、各ヒートワイヤにこの熱が好適となるような配慮
がなされている。すなわち、このＩＣチップ６はヒート
ワイヤ下面の基板２上に配設され、熱は基板２の全体に
ほぼ均一に分布するようにしている。そのためにヒート
ワイヤ近傍のガスは特定の部位のみ温度上昇することが
なく、熱は常にワイヤに対して均等に拡散して、加速度
発生時にはガスの流れを的確にとらえることができるよ
うになる。
【００１８】また、このＩＣチップ６はケース下面の金
属製のベース部７と接着剤８によって固着されている。
接着剤８は例えばシリコン等の高熱伝導性のものからな
り、ＩＣチップ６の熱がベース部７を通して適宜放出さ
れ、ヒートワイヤ周囲のガス雰囲気を常に一定の状態に
する機能をもかねそなえている。
属製のベース部７と接着剤８によって固着されている。
接着剤８は例えばシリコン等の高熱伝導性のものからな
り、ＩＣチップ６の熱がベース部７を通して適宜放出さ
れ、ヒートワイヤ周囲のガス雰囲気を常に一定の状態に
する機能をもかねそなえている。
【００１９】また、本発明によるガス式センサは、ガス
流の流量を検出する流量センサにあっても同様に、流量
検出のための電気回路が実装されるＨＩＣ基板上にヒー
トワイヤをボンディングによってブリッジ状に取り付け
て、ヒートワイヤをガス流にさらすような構造にするこ
とも可能である。
流の流量を検出する流量センサにあっても同様に、流量
検出のための電気回路が実装されるＨＩＣ基板上にヒー
トワイヤをボンディングによってブリッジ状に取り付け
て、ヒートワイヤをガス流にさらすような構造にするこ
とも可能である。
【００２０】
【発明の効果】以上、本発明によれば、センサ本体に作
用する物理量によるガス流の状態をそのガス流にさらさ
れるヒートワイヤの抵抗値の変化として電気的に検出す
るようにしたガス式センサにあって、検出回路が実装さ
れる基板上にＮｉなどのヒートワイヤを直接ボンディン
グして、そのヒートワイヤがガス流にさらされるように
したもので、簡単な構造によってガス流の状態を検出で
きるようになるという利点がある。
用する物理量によるガス流の状態をそのガス流にさらさ
れるヒートワイヤの抵抗値の変化として電気的に検出す
るようにしたガス式センサにあって、検出回路が実装さ
れる基板上にＮｉなどのヒートワイヤを直接ボンディン
グして、そのヒートワイヤがガス流にさらされるように
したもので、簡単な構造によってガス流の状態を検出で
きるようになるという利点がある。
【図１】本発明によるガス式センサの一実施例を示す正
断面図である。
断面図である。
【図２】その一実施例におけるガス式センサの回路基板
部分の斜視図である。
部分の斜視図である。
【図３】角速度検出のための電気回路の一例を示す図で
ある。
ある。
【図４】本発明によるガス式センサの他の実施例を示す
正断面図である。
正断面図である。
【図５】その他の実施例におけるガス式センサの回路基
板部分の斜視図である。
板部分の斜視図である。
１ ケース ２ ＨＩＣ基板 ３ マイクロポンプ ４ ＩＣチップ ５ ＩＣチップ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 平山 心祐 埼玉県和光市中央１丁目４番１号 株式会 社本田技術研究所内 (72)発明者 加藤 清 埼玉県和光市中央１丁目４番１号 株式会 社本田技術研究所内 (72)発明者 亀山 勉 埼玉県和光市中央１丁目４番１号 株式会 社本田技術研究所内 (72)発明者 松尾 祐一 埼玉県和光市中央１丁目４番１号 株式会 社本田技術研究所内
Claims (3)
- 【請求項１】 センサ本体に作用する物理量によるガス
流の状態をそのガス流にさらされるヒートワイヤの抵抗
値の変化として電気的に検出するガス式センサにあっ
て、その検出回路が実装される基板上にヒートワイヤを
ボンディングすることによって構成されたガス式セン
サ。 - 【請求項２】 ヒートワイヤがボンディングされた回路
基板をガスが封入されたケース内に収納して、ケース内
でガスをオープンループで循環させることによって、ケ
ースに作用する角速度を検出するようにしたことを特徴
とする請求項１の記載によるガス式センサ。 - 【請求項３】 ヒートワイヤがボンディングされた回路
基板をガスが封入されたケース内に収納して、ケースに
作用する加速度を検出するようにしたことを特徴とする
請求項１の記載によるガス式センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22849398A JP2000028630A (ja) | 1998-07-08 | 1998-07-08 | ガス式センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22849398A JP2000028630A (ja) | 1998-07-08 | 1998-07-08 | ガス式センサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000028630A true JP2000028630A (ja) | 2000-01-28 |
Family
ID=16877332
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22849398A Pending JP2000028630A (ja) | 1998-07-08 | 1998-07-08 | ガス式センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000028630A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2018179764A1 (ja) * | 2017-03-31 | 2018-10-04 | 株式会社ミクニ | 自動二輪車の転倒検出装置 |
-
1998
- 1998-07-08 JP JP22849398A patent/JP2000028630A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2018179764A1 (ja) * | 2017-03-31 | 2018-10-04 | 株式会社ミクニ | 自動二輪車の転倒検出装置 |
| JP2018171973A (ja) * | 2017-03-31 | 2018-11-08 | 株式会社ミクニ | 自動二輪車の転倒検出装置 |
| CN110461696A (zh) * | 2017-03-31 | 2019-11-15 | 株式会社三国 | 摩托车倾倒检测装置 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101057148B (zh) | 加速度传感器装置 | |
| JP4955334B2 (ja) | 加速度センサ | |
| JPH1194506A (ja) | センサ | |
| JP3825242B2 (ja) | フローセンサ | |
| JP2002519687A (ja) | 半導体マイクロアネモメータ | |
| JPH11295172A (ja) | 半導体圧力センサ | |
| JP3223849B2 (ja) | 半導体加速度センサ | |
| JP2000028630A (ja) | ガス式センサ | |
| JPH09171033A (ja) | 加速度センサ | |
| CN111595322A (zh) | 一种“十”字型推挽流微机械三轴薄膜陀螺 | |
| CN111595317A (zh) | 一种“一”字型推挽流微机械单轴薄膜陀螺 | |
| JPH0660906B2 (ja) | 半導体加速度センサ | |
| JPH01203957A (ja) | 温度感応性半導体デバイスを備えるセンサ装置に対する吊り構造 | |
| JP3386250B2 (ja) | 熱依存性検出装置 | |
| CN115417370A (zh) | 一种压力传感器芯片的封装结构及其封装方法 | |
| EP0514873A1 (en) | Heater type hybrid integrated circuit | |
| JP3420847B2 (ja) | 熱依存性検出装置及びその製造方法 | |
| JPH1010148A (ja) | 半導体姿勢センシングチップ | |
| CN111595320A (zh) | 一种“十”字型推挽流微机械双轴薄膜陀螺 | |
| JPH07280832A (ja) | 加速度検出装置 | |
| JPH08122162A (ja) | 熱依存性検出装置 | |
| JP3785052B2 (ja) | フローセンサ | |
| JP3387659B2 (ja) | 熱依存性検出器および製造方法 | |
| JP3044583B2 (ja) | 半導体流体センサ | |
| JP2000028629A (ja) | ガス式角速度センサ |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Effective date: 20041201 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Effective date: 20060628 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20070605 |
|
| A521 | Written amendment |
Effective date: 20070801 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Effective date: 20071023 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 |