JP2003202257A - Sensor with thin film structure - Google Patents

Sensor with thin film structure

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JP2003202257A
JP2003202257A JP2002000493A JP2002000493A JP2003202257A JP 2003202257 A JP2003202257 A JP 2003202257A JP 2002000493 A JP2002000493 A JP 2002000493A JP 2002000493 A JP2002000493 A JP 2002000493A JP 2003202257 A JP2003202257 A JP 2003202257A
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thin film
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To appropriately prevent dust collision from breaking a membrane while preventing the characteristics of the membrane from being damaged in the case of a sensor with a thin film structure having a membrane for fluid measurement. <P>SOLUTION: The sensor with a thin film structure for fluid measurement has the membrane 20 and a reinforcing part 30 for membrane reinforcement so as to bestride an outer peripheral part of the membrane 20. The reinforcing part 30 is formed so that the reinforcement strength is larger on the downstream side than on the upstream side of a fluid flow. <P>COPYRIGHT: (C)2003,JPO

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、メンブレンを有す
る薄膜構造センサに関し、特に、フローセンサやガスセ
ンサ等といった流体を測定するセンサに用いて好適であ
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a thin film structure sensor having a membrane, and is particularly suitable for use as a sensor for measuring a fluid such as a flow sensor or a gas sensor.

【0002】[0002]

【従来の技術】薄膜構造センサは、半導体基板等の基板
に薄膜部としてのメンブレンを形成し、このメンブレン
にセンシング部を形成するとともに、メンブレンによる
熱絶縁性確保や熱容量低減を実現することで、センサ特
性の向上を図っている。このような薄膜構造センサは、
例えば、フローセンサやガスセンサ等に適用されてい
る。
2. Description of the Related Art A thin film structure sensor has a membrane as a thin film portion formed on a substrate such as a semiconductor substrate, a sensing portion is formed on this membrane, and at the same time, the membrane ensures heat insulation and reduces heat capacity. The sensor characteristics are being improved. Such a thin film structure sensor
For example, it is applied to a flow sensor, a gas sensor, or the like.

【0003】例えば、従来の薄膜構造センサとしてのフ
ローセンサを斜視図を図17に示す。図17に示すよう
に、基板10の表面に導体膜が絶縁膜で挟まれてなる薄
膜層が形成され、基板10の裏面側から薄膜層を残して
空洞部11が形成され、空洞部11上の薄膜層によりメ
ンブレン20が構成されている。
For example, a perspective view of a flow sensor as a conventional thin film structure sensor is shown in FIG. As shown in FIG. 17, a thin film layer in which a conductor film is sandwiched between insulating films is formed on the surface of the substrate 10, and a cavity 11 is formed from the back surface side of the substrate 10 leaving the thin film layer on the cavity 11. The membrane 20 is composed of the thin film layer.

【0004】メンブレン20においては、導体膜からな
るヒータ21が形成されており、このヒータ21に対し
て、図17中の白抜き矢印で示される流体の流れの上流
側に導体膜で構成された測温体22が形成されている。
A heater 21 made of a conductor film is formed in the membrane 20, and the heater 21 is made of a conductor film on the upstream side of the fluid flow indicated by a white arrow in FIG. A temperature sensing element 22 is formed.

【0005】また、測温体22の上流側の基板10上に
は、導体膜で構成された流体温度計23が形成されてい
る。また、基板10上には、ヒータ21、測温体22、
及び流体温度計23の各々と電気的に接続されたリード
部24が形成されている。
A fluid thermometer 23 made of a conductor film is formed on the substrate 10 upstream of the temperature measuring element 22. Further, on the substrate 10, the heater 21, the temperature measuring element 22,
And a lead portion 24 electrically connected to each of the fluid thermometers 23.

【0006】このようなフローセンサでは、流体温度計
23から得られる流体温度よりも高い温度になるように
ヒータ21を駆動する。そして、流体がメンブレン20
上を流れることにより、測温体22の温度が変化し、こ
の測温体22と流体温度計23との温度差から流体の流
量等が検出される。
In such a flow sensor, the heater 21 is driven to a temperature higher than the fluid temperature obtained from the fluid thermometer 23. Then, the fluid is the membrane 20.
By flowing upward, the temperature of the temperature measuring element 22 changes, and the flow rate of the fluid or the like is detected from the temperature difference between the temperature measuring element 22 and the fluid thermometer 23.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記薄膜構
造センサにおいては、測定環境中のダスト等の異物が衝
突した際に、メンブレンが破壊することが問題となって
いる。このような問題に対して、従来では、メンブレン
の膜厚を全体的に厚くしたり、メンブレンサイズ(面
積)を小さくすることで、ダスト衝突によるメンブレン
破損を予防する等の対策を施している。
In the thin film structure sensor, however, there is a problem that the membrane is broken when foreign matter such as dust in the measurement environment collides. In order to deal with such a problem, conventionally, measures such as preventing the damage of the membrane due to dust collision by increasing the thickness of the membrane as a whole or reducing the membrane size (area) are taken.

【0008】しかしながら、このような対策では、メン
ブレン特性の低下すなわちメンブレンにおける熱絶縁性
の悪化や熱容量の増加を招き、センサの応答性や感度が
低下してしまうという問題がある。そのため、メンブレ
ン膜厚やサイズの変更には限界がある。
However, such a measure has a problem that the membrane characteristics are deteriorated, that is, the heat insulation property of the membrane is deteriorated and the heat capacity is increased, and the response and sensitivity of the sensor are deteriorated. Therefore, there are limits to changing the membrane thickness and size.

【0009】一方、特許第2633124号明細書に記
載されているように、静的圧力負荷によりメンブレン
(ダイアフラム)が非対称的に変形するのを防止するた
め、メンブレン補強用の補強部としての薄膜パターン
を、メンブレンの外周部にてメンブレンの輪郭を跨ぐよ
うに対称的に配置することが行われている。
On the other hand, as described in Japanese Patent No. 2633124, in order to prevent the membrane (diaphragm) from being asymmetrically deformed by a static pressure load, a thin film pattern as a reinforcing portion for reinforcing the membrane. Are symmetrically arranged so as to straddle the contour of the membrane at the outer peripheral portion of the membrane.

【0010】この方法では、メンブレンの全体ではなく
周縁部に補強部を設けた構成であるため、メンブレンに
よる熱絶縁性確保や熱容量低減は確保される。しかしな
がら、メンブレンのうち、上記薄膜パターンの無い周縁
部や、例えば上記図17におけるヒータ21や測温体2
2といった流体測定用の配線部が形成されていない空き
領域は依然として剛性が弱いままであるから、ダスト衝
突に対しては破壊防止の効果が薄い。
According to this method, since the reinforcing portion is provided not on the entire membrane but on the peripheral portion, it is possible to secure the heat insulation property and the heat capacity reduction by the membrane. However, in the membrane, the peripheral portion without the thin film pattern, the heater 21 and the temperature sensing element 2 in FIG.
Since the rigidity of the empty area where the wiring portion for fluid measurement such as 2 is not formed is still weak, the effect of preventing destruction against dust collision is small.

【0011】本発明は上記諸事情に鑑みてなされたもの
であり、メンブレンを有する流体測定用の薄膜構造セン
サにおいて、メンブレン特性を損なうことなく、ダスト
衝突によるメンブレン破壊を適切に防止することを目的
とする。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and it is an object of the present invention to appropriately prevent membrane destruction due to dust collision in a thin film structure sensor for fluid measurement having a membrane without impairing membrane characteristics. And

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明者等はダスト衝突によるメンブレンの変形に
ついて検討を行った。
In order to achieve the above object, the present inventors have examined the deformation of the membrane due to dust collision.

【0013】図18はダスト衝突によるメンブレンの変
形の様子を示す図である。図18に示すように、白抜き
矢印方向から測定流体が流れてくるが、この流れに沿っ
てダストも飛来してくる。
FIG. 18 is a diagram showing how the membrane is deformed by dust collision. As shown in FIG. 18, the measurement fluid flows in the direction of the white arrow, and dust also flies along this flow.

【0014】そして、このダストが、流体の流れの上流
側に位置するメンブレン20の周縁部(図18(a)参
照)に衝突した場合よりも、流体の流れの下流側に位置
するメンブレン20の周縁部(図18(b)参照)に衝
突した場合のほうが、メンブレン20の曲がりが大き
く、ひずみも大きくなる。
Then, the dust on the membrane 20 located on the downstream side of the fluid flow is higher than when the dust collides with the peripheral edge of the membrane 20 located on the upstream side of the fluid flow (see FIG. 18A). When the membrane 20 collides with the peripheral portion (see FIG. 18B), the bending of the membrane 20 is larger and the strain is also larger.

【0015】そのため、ダスト衝突によるメンブレン破
壊は、流体流れの下流側に位置するメンブレンの周縁部
付近から生じる可能性が高い。なお、流体の流れとは、
双方向の場合、頻度や強度的に大きいほうの流れ(順
流)のことである。請求項1の発明は、この知見に鑑み
てなされたものである。
Therefore, the membrane breakage due to the dust collision is likely to occur near the peripheral portion of the membrane located on the downstream side of the fluid flow. The flow of fluid is
In the case of bidirectional, it is the flow (forward flow) that is greater in frequency and intensity. The invention of claim 1 has been made in view of this finding.

【0016】すなわち、請求項1に記載の発明は、メン
ブレン(20)と、このメンブレンの外周縁部に跨るよ
うにメンブレン補強用の補強部(30)とを有する流体
測定用の薄膜構造センサにおいて、補強部は、流体の流
れの上流側よりも下流側のほうがメンブレンの補強強度
が大きくなるように、形成されていることを特徴とす
る。
That is, the invention described in claim 1 is a thin film structure sensor for fluid measurement, which has a membrane (20) and a reinforcing portion (30) for reinforcing the membrane so as to extend over the outer peripheral edge portion of the membrane. The reinforcing portion is formed so that the reinforcing strength of the membrane is higher on the downstream side than on the upstream side of the fluid flow.

【0017】本発明のセンサは、上記従来と同様、メン
ブレンの外周縁部に跨るようにメンブレン補強用の補強
部を配するため、メンブレン特性の低下は極力抑えられ
る。そして、流体流れの下流側に位置するメンブレン周
縁部のほうが、上流側のメンブレン周縁部よりも、ダス
ト衝突による受圧荷重を受けやすい現状に適応して、メ
ンブレンが変形、破壊することのないように強度補強す
ることができる。
In the sensor of the present invention, as in the conventional case, since the reinforcing portion for reinforcing the membrane is arranged so as to extend over the outer peripheral portion of the membrane, deterioration of the membrane characteristics can be suppressed as much as possible. Then, the membrane peripheral portion located on the downstream side of the fluid flow is more susceptible to the pressure-bearing load due to the dust collision than the upstream membrane peripheral portion so that the membrane is not deformed or destroyed. Strength can be reinforced.

【0018】よって、本発明によれば、メンブレン特性
を損なうことなく、ダスト衝突によるメンブレン破壊を
適切に防止することのできる薄膜構造センサを提供する
ことができる。
Therefore, according to the present invention, it is possible to provide a thin film structure sensor capable of appropriately preventing the membrane destruction due to the dust collision without impairing the membrane characteristics.

【0019】ここで、請求項2に記載の発明のように、
メンブレン(20)に、流体測定用の配線部(21、2
2)が形成されている場合、補強部(30)は配線部と
は切り離されて配置されていることが好ましい。
Here, as in the invention described in claim 2,
The wiring part (21, 2) for fluid measurement is attached to the membrane (20).
When 2) is formed, it is preferable that the reinforcing part (30) is arranged separately from the wiring part.

【0020】それによれば、配線部と補強部とが切り離
されているので、配線部から補強部への熱移動を防止す
ることができ、センサの消費電力等を低減することがで
きる。
According to this, since the wiring portion and the reinforcing portion are separated from each other, heat transfer from the wiring portion to the reinforcing portion can be prevented, and power consumption of the sensor can be reduced.

【0021】また、請求項3に記載の発明のように、補
強部(30)は、内部応力が引張である薄膜により形成
されていることが好ましい。それによれば、メンブレン
の変形を好適に抑制し、強度補強することができる。
Further, as in the invention described in claim 3, it is preferable that the reinforcing portion (30) is formed of a thin film whose internal stress is tensile. According to this, the deformation of the membrane can be suitably suppressed and the strength can be reinforced.

【0022】また、請求項4に記載の発明では、メンブ
レン(20)を有し、メンブレンの領域が、流体測定用
の配線部(21、22)が配設された配線形成領域と配
線部が配設されていない空き領域とに分かれている薄膜
構造センサにおいて、空き領域には、メンブレンの強度
を補強するためのダミーパターン(40)が形成されて
おり、ダミーパターンの両端がメンブレンの外周縁部に
跨るように配置されていることを特徴とする。
Further, in the invention as set forth in claim 4, there is provided a membrane (20), and a region of the membrane includes a wiring forming region in which wiring portions (21, 22) for fluid measurement are arranged and a wiring portion. In a thin film structure sensor which is divided into an unoccupied empty area, a dummy pattern (40) for reinforcing the strength of the membrane is formed in the empty area, and both ends of the dummy pattern are outer peripheral edges of the membrane. It is characterized in that it is arranged so as to straddle the section.

【0023】上述の図17に示すフローセンサのよう
に、メンブレン20の領域が、流体測定用の配線部2
1、22が配設された配線形成領域と当該配線部が配設
されていない空き領域とに分かれている場合、比較的強
度の弱い空き領域にてメンブレン破壊が起こりやすい。
As in the flow sensor shown in FIG. 17 described above, the area of the membrane 20 is the wiring portion 2 for fluid measurement.
When the wiring forming area in which the wirings 1 and 22 are arranged and the vacant area in which the wiring portion is not arranged are divided, the membrane breakage is likely to occur in the vacant area where the strength is relatively weak.

【0024】その点、本発明によれば、メンブレンのう
ち比較的強度の弱い空き領域にダミーパターンを形成し
ているので、この空き領域の強度を補強することができ
る。しかも、ダミーパターンの両端がメンブレンの外周
縁部に跨るように配置されているため、ダミーパターン
はメンブレン上に橋渡しされた形になり、補強性に優れ
る。
On the other hand, according to the present invention, since the dummy pattern is formed in the empty area of the membrane having a relatively low strength, the strength of the empty area can be reinforced. Moreover, since both ends of the dummy pattern are arranged so as to straddle the outer peripheral edge of the membrane, the dummy pattern has a shape bridging on the membrane and is excellent in reinforcement.

【0025】ちなみに、上記した従来の特許第2633
124号明細書に記載のセンサでは、補強部である薄膜
パターンは、メンブレンの外周縁部を跨いではいるが、
メンブレン上では途切れており、メンブレン上に橋渡し
された形とはなっていない。そのため、本発明のダミー
パターンよりも補強性は劣る。
Incidentally, the above-mentioned conventional patent No. 2633.
In the sensor described in Japanese Patent No. 124, although the thin film pattern that is the reinforcing portion straddles the outer peripheral edge portion of the membrane,
It is discontinuous on the membrane and does not form a bridge on the membrane. Therefore, the reinforcing property is inferior to that of the dummy pattern of the present invention.

【0026】また、このダミーパターンはパターニング
されたものであるため、上記空き領域に形成したとして
も、空き領域全部を占めるものではない。そのため、メ
ンブレン全面に補強膜を形成するような場合とは異な
り、メンブレン特性の低下は極力抑えられる。
Since this dummy pattern is patterned, it does not occupy the entire empty area even if it is formed in the empty area. Therefore, unlike the case where the reinforcing film is formed on the entire surface of the membrane, deterioration of the membrane characteristics can be suppressed as much as possible.

【0027】したがって、本発明によれば、メンブレン
特性を損なうことなく、ダスト衝突によるメンブレン破
壊を適切に防止することのできる薄膜構造センサを提供
することができる。
Therefore, according to the present invention, it is possible to provide a thin film structure sensor capable of appropriately preventing the membrane destruction due to dust collision without impairing the membrane characteristics.

【0028】また、請求項5に記載の発明では、請求項
4に記載のセンサにおいて、ダミーパターン(40)
が、流体の流れの上流側よりも下流側のほうがメンブレ
ン(20)の補強強度が大きくなるように形成されてい
ることを特徴とする。
Further, in the invention described in claim 5, in the sensor described in claim 4, the dummy pattern (40) is provided.
However, the downstream side of the fluid flow is formed so that the reinforcing strength of the membrane (20) is greater.

【0029】それによれば、上記請求項4の発明の効果
に加えて、上記請求項1の発明の効果も発揮することの
できる薄膜構造センサを提供することができる。
According to this, it is possible to provide a thin film structure sensor which can exert the effect of the invention of claim 1 in addition to the effect of the invention of claim 4.

【0030】請求項6に記載の発明は、請求項5に記載
のセンサの具体的手段を提供するものであり、ダミーパ
ターン(40)を、複数本のものであって流体の流れの
上流側よりも下流側のほうが密に配置されたものにした
ことを特徴とする。
The invention according to claim 6 provides a concrete means of the sensor according to claim 5, wherein a plurality of dummy patterns (40) are provided and the dummy pattern (40) is on the upstream side of the fluid flow. The feature is that it is arranged more densely on the downstream side.

【0031】それによれば、複数本のダミーパターン
が、メンブレンの空き領域において流体の流れの上流側
よりも下流側のほうが密に配置されているため、流体の
流れの上流側よりも下流側のほうがメンブレンの補強強
度が大きくなるように形成されたダミーパターンを、適
切に実現できる。
According to this, since the plurality of dummy patterns are more densely arranged on the downstream side than the upstream side of the fluid flow in the empty area of the membrane, the dummy patterns on the downstream side of the upstream side of the fluid flow are denser. A dummy pattern formed so that the reinforcing strength of the membrane becomes larger can be appropriately realized.

【0032】また、請求項7に記載の発明では、ダミー
パターン(40)は、流体の流れの方向とは直交する方
向にメンブレン(20)を跨いでいるものであることを
特徴とする。
Further, the invention according to claim 7 is characterized in that the dummy pattern (40) straddles the membrane (20) in a direction orthogonal to the direction of fluid flow.

【0033】この種の薄膜構造センサを、上記図17に
代表されるようなフローセンサに適用した場合、流体の
流れ方向に沿ったメンブレンの温度分布変化に基づいて
センシングを行う。もし、ダミーパターンが、流体の流
れの方向に沿ってメンブレンを跨いでいるものとした場
合、ダミーパターンを介して流体の流れの方向に沿った
熱移動が生じるため、上記温度分布変化を阻害しやすく
なる。
When this type of thin film structure sensor is applied to the flow sensor represented by FIG. 17, the sensing is performed based on the temperature distribution change of the membrane along the flow direction of the fluid. If the dummy pattern straddles the membrane along the direction of fluid flow, heat transfer occurs along the direction of fluid flow through the dummy pattern, which hinders the above temperature distribution change. It will be easier.

【0034】その点、本発明によれば、そのような問題
を回避することができ、センサ特性を良好な状態に確保
することができる。
On the other hand, according to the present invention, such a problem can be avoided and the sensor characteristics can be ensured in a good state.

【0035】また、請求項8に記載の発明のように、請
求項4または請求項5に記載の薄膜構造センサにおいて
は、ダミーパターン(40)は網目状パターンをなすも
のであっても良い。網目状パターンとすることで、メン
ブレン強度の向上にとっては有効である。
Further, as in the invention described in claim 8, in the thin film structure sensor according to claim 4 or 5, the dummy pattern (40) may be a mesh pattern. The mesh pattern is effective for improving the membrane strength.

【0036】また、請求項9に記載の発明のように、ダ
ミーパターン(40)を配線部(21、22)とは切り
離されて配置したものにすれば、配線部からダミーパタ
ーンへの熱移動を防止することができ、センサの消費電
力等を低減することができる。
When the dummy pattern (40) is arranged separately from the wiring portions (21, 22) as in the invention described in claim 9, heat transfer from the wiring portion to the dummy pattern is performed. Can be prevented and the power consumption of the sensor can be reduced.

【0037】なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述
する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一
例である。
The reference numerals in parentheses of the above-mentioned means are examples showing the correspondence with the concrete means described in the embodiments described later.

【0038】[0038]

【発明の実施の形態】以下、本発明を図に示す実施形態
について説明する。なお、限定するものではないが、以
下の各実施形態は、本発明の薄膜構造センサをフローセ
ンサに適用したものとして説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments of the present invention shown in the drawings will be described. Although not limited, the following embodiments will be described assuming that the thin film structure sensor of the present invention is applied to a flow sensor.

【0039】そして、各実施形態のフローセンサは、上
記図17に示したフローセンサを基本構造とし、これを
変形したものであり、互いに同一部分には、図中、同一
符号を付してある。また、以下の各図のうち平面図にお
いては、ヒータ21や測温体11、補強部30、ダミー
パターン40に便宜的にハッチングを施してある。
The flow sensor of each embodiment has the flow sensor shown in FIG. 17 as a basic structure and is a modification of the basic structure. The same parts are designated by the same reference numerals in the drawing. . Further, in the plan view of each of the following drawings, the heater 21, the temperature sensing element 11, the reinforcing portion 30, and the dummy pattern 40 are hatched for convenience.

【0040】(第1実施形態)本発明の第1実施形態に
係るフローセンサの要部を図1〜図6に示す。これら図
1〜図6は、上記図17に示すフローセンサにおけるメ
ンブレン20近傍の構成を示す種々の例である。
(First Embodiment) The essential parts of a flow sensor according to the first embodiment of the present invention are shown in FIGS. 1 to 6 are various examples showing the configuration near the membrane 20 in the flow sensor shown in FIG.

【0041】本実施形態は、メンブレン20と、このメ
ンブレン20の外周縁部に跨るようにメンブレン補強用
の補強部30とを有する流体測定用のフローセンサにお
いて、図中の白抜き矢印で示す流体の流れの上流側より
も下流側のほうがメンブレン20の補強強度が大きくな
るように、補強部30を形成したものである。
The present embodiment is a flow sensor for fluid measurement, which has a membrane 20 and a reinforcing portion 30 for reinforcing the membrane so as to straddle the outer peripheral edge portion of the membrane 20, and a fluid indicated by an outlined arrow in the figure. The reinforcing portion 30 is formed so that the reinforcing strength of the membrane 20 becomes higher on the downstream side than on the upstream side of the flow.

【0042】[第1の例]図1は本第1実施形態の第1
の例を示す平面図、図2(a)は図1中のA−A概略断
面図である。また、図2(b)は本例におけるメンブレ
ン剛性の様子を模式的に示す図であり、ヒータ21、測
温体22の本数は簡略化してある。
[First Example] FIG. 1 shows a first example of the first embodiment.
2A is a schematic cross-sectional view taken along the line AA in FIG. Further, FIG. 2B is a diagram schematically showing the state of membrane rigidity in this example, and the numbers of the heaters 21 and the temperature measuring elements 22 are simplified.

【0043】基板10は、シリコン基板等の半導体基板
等からなり、図2(a)に示すように、基板10の表面
10aには、パターニングされた導体膜21、22、2
4が下部絶縁膜25と上部絶縁膜26とに挟まれてなる
薄膜層27が形成されている。そして、基板10の裏面
10b側に形成された空洞部11上の薄膜層27がメン
ブレン20として構成されている。
The substrate 10 is made of a semiconductor substrate such as a silicon substrate. As shown in FIG. 2A, the surface 10a of the substrate 10 has patterned conductor films 21, 22, 2 formed thereon.
A thin film layer 27 is formed by sandwiching 4 between a lower insulating film 25 and an upper insulating film 26. The thin film layer 27 on the cavity 11 formed on the back surface 10b side of the substrate 10 is configured as the membrane 20.

【0044】下部絶縁膜25および上部絶縁膜26は、
シリコン窒化膜やシリコン酸化膜等からなり、導体膜2
1、22、24はPt等の金属膜等からなる。導体膜の
うちメンブレン20に位置するヒータ21および測温体
22は、図1に示すように、本例では折り返し形状にパ
ターニングされている。
The lower insulating film 25 and the upper insulating film 26 are
Conductor film 2 made of silicon nitride film or silicon oxide film
1, 22, and 24 are made of a metal film such as Pt. In the conductor film, the heater 21 and the temperature measuring element 22 located on the membrane 20 are patterned in a folded shape in this example, as shown in FIG.

【0045】また、リード部24は、その一端部側がヒ
ータ21および測温体22に一体に接続されており、他
端部は上記図17に示すように、メンブレン20の外部
まで引き出されて、基板10の外部とワイヤボンディン
グ等により電気的に接続可能となっている。
Further, the lead portion 24 has one end side integrally connected to the heater 21 and the temperature measuring body 22, and the other end portion is pulled out to the outside of the membrane 20 as shown in FIG. It can be electrically connected to the outside of the substrate 10 by wire bonding or the like.

【0046】また、図1、図2(a)に示すように、上
下絶縁膜25、26に挟まれた補強部30が、流体の流
れの下流側に位置するメンブレン20の外周縁部に跨る
ように形成されている。この補強部30は、上記導体膜
21、22、24と同様の材料からなる膜により形成す
ることができる。
Further, as shown in FIGS. 1 and 2A, the reinforcing portion 30 sandwiched between the upper and lower insulating films 25 and 26 extends over the outer peripheral edge portion of the membrane 20 located on the downstream side of the fluid flow. Is formed. The reinforcing portion 30 can be formed by a film made of the same material as the conductor films 21, 22, 24.

【0047】図2(a)に示すように、この補強部30
によって、流体の流れの上流側に位置するメンブレン2
0の周縁部よりも下流側に位置するメンブレン20の周
縁部のほうが肉厚なものとなっている。そのため、図2
(b)に示すように、流体の流れの上流側よりも下流側
のほうがメンブレン20の剛性が大きく、補強部30に
よる補強強度も大きくなっている。
As shown in FIG. 2A, this reinforcing portion 30
The membrane 2 located upstream of the fluid flow by
The peripheral portion of the membrane 20 located on the downstream side of the peripheral portion of 0 is thicker. Therefore,
As shown in (b), the rigidity of the membrane 20 is higher on the downstream side than on the upstream side of the fluid flow, and the reinforcing strength by the reinforcing portion 30 is also higher.

【0048】ここで、図示例では、補強部30は、上下
絶縁膜25、26に挟まれ、上記導体膜21、22、2
4と同一平面に位置したものであるが、例えば、絶縁膜
にて構成されたものとして下部絶縁膜25または上部絶
縁膜26の一部を肉厚にした形としても良い。
Here, in the illustrated example, the reinforcing portion 30 is sandwiched between the upper and lower insulating films 25, 26, and the conductor films 21, 22, 2,
Although it is positioned on the same plane as 4, the lower insulating film 25 or the upper insulating film 26 may be made thicker as a part of the insulating film.

【0049】また、補強部30は内部応力が引張である
薄膜により形成されていることが好ましい。具体的に
は、減圧CVD法により成膜された多結晶シリコン、シ
リコン窒化膜や、上記導体膜21、22、24の材料と
しても使用されるPt、Ti、TiW、Ni、Au等の
膜を補強部30として採用することができる。
The reinforcing portion 30 is preferably formed of a thin film whose internal stress is tensile. Specifically, a polycrystalline silicon film formed by a low pressure CVD method, a silicon nitride film, or a film of Pt, Ti, TiW, Ni, Au or the like which is also used as a material for the conductor films 21, 22, 24 is used. It can be adopted as the reinforcing portion 30.

【0050】この図1、図2(a)に示すようなフロー
センサは、例えば、次のようにして製造することができ
る。シリコン基板10の表面10a上に、CVD法、ス
パッタ法等を用いて下部絶縁膜25を形成し、その上に
蒸着法等を用いて導体膜を成膜する。
The flow sensor as shown in FIGS. 1 and 2A can be manufactured, for example, as follows. A lower insulating film 25 is formed on the surface 10a of the silicon substrate 10 by a CVD method, a sputtering method, or the like, and a conductor film is formed thereon by a vapor deposition method or the like.

【0051】次に、この導体膜をフォトリソグラフ法、
エッチング等を駆使してパターニングすることでヒータ
21、測温体22、流体温度計23(図17参照)、リ
ード部24および補強部30を同時に形成する。その上
に、CVD法、スパッタ法等を用いて上部絶縁膜26を
形成する。なお、上部絶縁膜26にはコンタクトホール
を形成する等により、リード部24と外部とを接続可能
な状態とする。
Next, this conductor film is formed by photolithography,
The heater 21, the temperature measuring element 22, the fluid thermometer 23 (see FIG. 17), the lead portion 24, and the reinforcing portion 30 are simultaneously formed by patterning by making full use of etching or the like. An upper insulating film 26 is formed thereon by using the CVD method, the sputtering method, or the like. The lead portion 24 and the outside can be connected by forming a contact hole in the upper insulating film 26.

【0052】次に、基板10の裏面10b側から異方性
エッチング等を行うことにより、薄膜層27を残して空
洞部11を形成する。こうしてメンブレン20が形成さ
れ、本第1実施形態の第1の例としてのフローセンサが
できあがる。
Next, anisotropic etching or the like is performed from the back surface 10b side of the substrate 10 to form the cavity 11 while leaving the thin film layer 27. Thus, the membrane 20 is formed, and the flow sensor as the first example of the first embodiment is completed.

【0053】なお、補強部30を絶縁膜にて構成する場
合には、下部絶縁膜25を形成する際、あるいは上部絶
縁膜26を形成する際に、補強部30を形成すべき部分
に、絶縁膜を周囲よりも厚く形成するようにすれば良
い。
When the reinforcing portion 30 is made of an insulating film, when the lower insulating film 25 is formed or the upper insulating film 26 is formed, the portion where the reinforcing portion 30 is to be formed is insulated. The film may be formed thicker than the surroundings.

【0054】ところで、この第1の例のフローセンサ
は、上記した従来のものと同様、メンブレン20の外周
縁部に跨るようにメンブレン補強用の補強部30を配し
ているため、メンブレン20における熱絶縁性の悪化や
熱容量の増加といったメンブレン特性の低下は極力抑え
られる。
By the way, in the flow sensor of the first example, the reinforcement portion 30 for reinforcing the membrane is arranged so as to straddle the outer peripheral edge portion of the membrane 20, as in the above-described conventional one, so that in the membrane 20. Deterioration of membrane properties such as deterioration of heat insulation and increase of heat capacity can be suppressed as much as possible.

【0055】そして、流体流れの下流側に位置するメン
ブレン20の周縁部のほうが、上流側のメンブレン20
の周縁部よりも、ダスト衝突による受圧荷重を受けやす
い現状に適応して、メンブレン20が変形、破壊するこ
とのないように強度補強することができる。
The peripheral portion of the membrane 20 located on the downstream side of the fluid flow is closer to the upstream membrane 20.
It is possible to reinforce the strength so as to prevent the membrane 20 from being deformed or destroyed by adapting to the present situation in which the pressure receiving load due to the dust collision is more likely to be received than the peripheral portion of the.

【0056】よって、本例によれば、メンブレン特性を
損なうことなく、ダスト衝突によるメンブレン破壊を適
切に防止することのできるフローセンサ(薄膜構造セン
サ)を提供することができる。
Therefore, according to this example, it is possible to provide the flow sensor (thin film structure sensor) capable of appropriately preventing the membrane destruction due to the dust collision without impairing the membrane characteristics.

【0057】ここで、メンブレン20に流体測定用の配
線部21、22が形成されているが、本例では、図1に
示すように、補強部30は配線部21、22とは切り離
されて配置されている。配線部21、22と補強部30
とが切り離されているので、配線部21、22から補強
部30への熱移動を防止することができ、センサの消費
電力等を低減することができる。
Here, wiring portions 21 and 22 for fluid measurement are formed on the membrane 20, but in this example, the reinforcing portion 30 is separated from the wiring portions 21 and 22 as shown in FIG. It is arranged. Wiring portions 21 and 22 and reinforcing portion 30
Since and are separated from each other, heat transfer from the wiring portions 21 and 22 to the reinforcing portion 30 can be prevented, and power consumption of the sensor and the like can be reduced.

【0058】また、上述したように、補強部30は、内
部応力が引張である薄膜により形成されていることが好
ましい。それによれば、補強部30を内部応力が圧縮で
ある薄膜により形成する場合に比べて、メンブレン20
の変形を好適に抑制し、強度補強することができる。
Further, as described above, the reinforcing portion 30 is preferably formed of a thin film whose internal stress is tensile. According to this, as compared with the case where the reinforcing portion 30 is formed of a thin film whose internal stress is compression, the membrane 20
Can be suitably suppressed and the strength can be strengthened.

【0059】次に、本第1実施形態の第2の例〜第8の
例について述べるが、これら各例では、補強部30の配
置形態を変形したものであり、第1の例に述べた製法に
準じて製造することができる。また、基本的に第1の例
と同様の効果を持つことは言うまでもない。
Next, the second to eighth examples of the first embodiment will be described. In each of these examples, the arrangement of the reinforcing portion 30 is modified, which is described in the first example. It can be manufactured according to the manufacturing method. Further, it goes without saying that basically the same effect as the first example is obtained.

【0060】[第2の例]図3は、本第1実施形態の第
2の例を示す平面図である。本例では、上記図1に示す
第1の例に比べて、補強部30が、流体の流れの下流側
に位置するメンブレン20の外周縁部をより広い範囲で
跨るように形成されている。それにより、第1の例より
も大きな剛性向上効果が得られる。
[Second Example] FIG. 3 is a plan view showing a second example of the first embodiment. In this example, as compared with the first example shown in FIG. 1, the reinforcing portion 30 is formed so as to extend over a wider range over the outer peripheral edge portion of the membrane 20 located on the downstream side of the fluid flow. As a result, a greater rigidity improving effect than that of the first example can be obtained.

【0061】[第3の例]図4は、本第1実施形態の第
3の例を示す平面図である。本例では、リード部24の
うちメンブレンの外周縁部を跨ぐ部分を、上記図1に示
す第1の例や図3に示す第2の例に比べて幅広とするこ
とで補強部30を構成し、下流側に位置するメンブレン
20の外周縁部をさらに広い範囲で補強している。
[Third Example] FIG. 4 is a plan view showing a third example of the first embodiment. In the present example, the reinforcing portion 30 is configured by making the portion of the lead portion 24 straddling the outer peripheral edge portion of the membrane wider than that of the first example shown in FIG. 1 and the second example shown in FIG. However, the outer peripheral edge portion of the membrane 20 located on the downstream side is reinforced in a wider range.

【0062】[第4の例]図5は、本第1実施形態の第
4の例を示す平面図である。本例は、図4に示す第3の
例を変形したもので、当該第3の例に比べて、補強部3
0が分断された箇所を少なくして、剛性向上の効果をよ
り大きくしている。
[Fourth Example] FIG. 5 is a plan view showing a fourth example of the first embodiment. This example is a modification of the third example shown in FIG. 4, and is different from the third example in that
By reducing the number of places where 0 is divided, the effect of improving rigidity is further enhanced.

【0063】[第5の例]図6は、本第1実施形態の第
5の例を示す平面図である。本例は、図6中の白抜き矢
印に示すように、流体が双方向に流れるが、一方の流れ
(順流)が他方の流れ(逆流)に比べ頻度や強度的に大
きい場合に適したものである。
[Fifth Example] FIG. 6 is a plan view showing a fifth example of the first embodiment. This example is suitable for the case where the fluid flows bidirectionally as shown by the white arrow in FIG. 6, but one flow (forward flow) is larger in frequency and strength than the other flow (backflow). Is.

【0064】この場合、補強部30は、小さい方の流れ
(図中、右から左への流れ)の下流側に位置するメンブ
レン20の周縁部に形成されたもののほうが、大きいほ
うの流れ(図中、左から右への流れ)に位置するメンブ
レン20の周縁部に形成されたものよりも面積が小さ
い。
In this case, the reinforcing portion 30 formed on the peripheral portion of the membrane 20 located on the downstream side of the smaller flow (flow from right to left in the figure) has a larger flow (FIG. The area is smaller than that formed on the peripheral portion of the membrane 20 located in the middle, flow from the left to the right).

【0065】また、この場合、通常の流体の流れすなわ
ち順流は大きいほうの流れ(図中、左から右への流れ)
であり、図6に示す構成とすることで、順流において下
流側のほうが上流側よりもメンブレン20の補強強度が
大きくなるように、補強部30が形成された形となって
いる。
In this case, the normal fluid flow, that is, the forward flow, is the larger flow (flow from left to right in the figure).
With the configuration shown in FIG. 6, the reinforcement portion 30 is formed so that the reinforcement strength of the membrane 20 is higher on the downstream side than on the upstream side in the forward flow.

【0066】さらに、本例では、小さいほうの流れすな
わち逆流によって飛来してくるダストの衝突に対して
も、補強部30の存在により十分に対処でき、メンブレ
ン20の変形や破壊を防止することが可能である。
Further, in the present example, the collision of the dust that comes in due to the smaller flow, that is, the reverse flow, can be sufficiently dealt with by the presence of the reinforcing portion 30, and the deformation and breakage of the membrane 20 can be prevented. It is possible.

【0067】[第6の例、第7の例、第8の例]図7、
図8、図9は、それぞれ本第1実施形態の第6の例、第
7の例、第8の例を示す平面図である。
[Sixth Example, Seventh Example, Eighth Example] FIG.
8 and 9 are plan views showing a sixth example, a seventh example, and an eighth example of the first embodiment, respectively.

【0068】これら第6から第8の例では、各図に示す
ように、補強部30を分割することで、補強部30を介
したメンブレン20の熱伝導をさらに低く抑えることが
できるとともに、剛性向上が必要なメンブレン20の部
分に補強部30を適切に配置することが可能である。
In these sixth to eighth examples, as shown in each figure, by dividing the reinforcing portion 30, the heat conduction of the membrane 20 through the reinforcing portion 30 can be further suppressed and the rigidity can be reduced. It is possible to appropriately arrange the reinforcing portion 30 on the portion of the membrane 20 that needs to be improved.

【0069】特に、図7〜図9に示す例では、補強部3
0を流体の流れ方向(図中の白抜き矢印方向)に沿った
方向にて分割している。フローセンサでは、流体の流れ
方向に沿ったメンブレン20の温度分布変化に基づいて
センシングを行うが、このような分割により、補強部3
0を介した流体の流れの方向への熱移動を抑制すること
ができ、上記温度分布変化をほとんど阻害することが無
いため、センサ特性を良好な状態に確保することができ
る。
In particular, in the example shown in FIGS. 7 to 9, the reinforcing portion 3
0 is divided in the direction along the flow direction of the fluid (the direction of the white arrow in the figure). In the flow sensor, sensing is performed based on the change in the temperature distribution of the membrane 20 along the flow direction of the fluid. Due to such division, the reinforcing portion 3
It is possible to suppress the heat transfer in the direction of the flow of the fluid through 0 and hardly hinder the above-mentioned temperature distribution change, so that the sensor characteristics can be ensured in a good state.

【0070】(第2実施形態)本発明の第2実施形態に
係るフローセンサの要部を図10〜図16に示す。これ
ら図10〜図16は、上記図17に示すフローセンサに
おけるメンブレン20近傍の構成を示す種々の例であ
る。以下、上記第1実施形態と異なるところについて主
として述べる。
(Second Embodiment) FIGS. 10 to 16 show the main parts of a flow sensor according to a second embodiment of the present invention. 10 to 16 are various examples showing the configuration near the membrane 20 in the flow sensor shown in FIG. Hereinafter, differences from the first embodiment will be mainly described.

【0071】本実施形態は、メンブレン20を有し、メ
ンブレン20の領域が、流体測定用の配線部21、22
が配設された配線形成領域と配線部21、22が配設さ
れていない空き領域とに分かれているフローセンサにお
いて、空き領域に、メンブレンの強度を補強するための
ダミーパターン40を形成し、このダミーパターン40
を、その両端がメンブレン20の外周縁部に跨るように
配置することで、ダミーパターン40をメンブレン20
上に橋渡した形としたものである。
The present embodiment has the membrane 20, and the region of the membrane 20 has wiring portions 21 and 22 for fluid measurement.
In the flow sensor divided into a wiring formation region where the wirings are arranged and a vacant region where the wiring portions 21 and 22 are not arranged, a dummy pattern 40 for reinforcing the strength of the membrane is formed in the vacant region, This dummy pattern 40
Are arranged so that both ends thereof straddle the outer peripheral edge portion of the membrane 20, so that the dummy pattern 40 is formed on the membrane 20.
It is the one bridged above.

【0072】[第1の例]図10は、本第2実施形態の
第1の例を示す平面図である。本例では、ヒータ21
は、折り返し形状の1本のものではなく、並列に配置さ
れた複数本のものから構成されている。
[First Example] FIG. 10 is a plan view showing a first example of the second embodiment. In this example, the heater 21
Is not a folded-back one, but a plurality of parallel-arranged ones.

【0073】ダミーパターン40は、上記第1実施形態
における補強部と同様の材質および形成方法とすること
ができるものであり、上下絶縁膜25、26に挟まれた
上記導体膜21、22、24と同様の材料からなる膜に
より形成したり、下部絶縁膜25または上部絶縁膜26
の一部を肉厚にした形の絶縁膜として形成することがで
きる。
The dummy pattern 40 can be made of the same material and method as the reinforcing portion in the first embodiment, and the conductor films 21, 22, 24 sandwiched between the upper and lower insulating films 25, 26 can be used. And a lower insulating film 25 or an upper insulating film 26.
Can be formed as an insulating film having a thickened part.

【0074】図10に示すように、ダミーパターン40
は、メンブレン20の空き領域に形成されており、配線
部21、22の延びる方向に平行に延びる複数本のもの
から構成されている。そして、各ダミーパターン40
は、その両端がメンブレン20の外周縁部に跨るように
配置されることで、メンブレン20上に橋渡しされた形
となっている。
As shown in FIG. 10, the dummy pattern 40
Is formed in a vacant area of the membrane 20, and is composed of a plurality of pieces extending in parallel to the extending direction of the wiring portions 21 and 22. Then, each dummy pattern 40
Is arranged so that both ends thereof straddle the outer peripheral edge portion of the membrane 20, and thus has a form bridging on the membrane 20.

【0075】本例によれば、メンブレン20のうち比較
的強度の弱い空き領域にダミーパターン40を形成して
いるので、この空き領域の強度を補強することができ
る。しかも、ダミーパターン40はメンブレン20上に
橋渡しされた形となっているため、補強性に優れたもの
となっている。
According to this example, since the dummy pattern 40 is formed in the empty region of the membrane 20 where the strength is relatively weak, the strength of this empty region can be reinforced. Moreover, since the dummy pattern 40 is bridged on the membrane 20, the dummy pattern 40 is excellent in reinforcement.

【0076】また、図10から明らかなように、このダ
ミーパターン40はパターニングされたものであり、空
き領域全部を占めていないため、メンブレンの全面に補
強膜を形成するような場合とは異なり、メンブレン特性
の低下を極力抑えることができる。
Further, as is apparent from FIG. 10, since the dummy pattern 40 is patterned and does not occupy the entire empty area, unlike the case where the reinforcing film is formed on the entire surface of the membrane, It is possible to suppress deterioration of membrane characteristics as much as possible.

【0077】したがって、本例によっても、上記第1実
施形態と同様、メンブレン特性を損なうことなく、ダス
ト衝突によるメンブレン破壊を適切に防止することので
きるフローセンサ(薄膜構造センサ)を提供することが
できる。
Therefore, according to the present example as well, similar to the first embodiment, it is possible to provide a flow sensor (thin film structure sensor) capable of appropriately preventing membrane destruction due to dust collision without impairing the membrane characteristics. it can.

【0078】また、図10に示すように、ダミーパター
ン40は、ヒータ21や測温体22の延びる方向すなわ
ち図10中の白抜き矢印に示す流体の流れの方向(本例
では双方向)とは直交する方向に、メンブレン20を跨
いで橋渡しされている。
Further, as shown in FIG. 10, the dummy pattern 40 has a direction in which the heater 21 and the temperature measuring element 22 extend, that is, a direction of fluid flow indicated by a white arrow in FIG. 10 (bidirectional in this example). Are bridged in a direction orthogonal to each other across the membrane 20.

【0079】上述したが、フローセンサでは、流体の流
れ方向に沿ったメンブレン20の温度分布変化に基づい
てセンシングを行う。もし、ダミーパターンが、流体の
流れの方向に沿ってメンブレンを跨いでいるものとした
場合、ダミーパターンを介して流体の流れの方向に沿っ
た熱移動が生じるため、上記したメンブレン20の温度
分布変化を阻害しやすくなる。
As described above, the flow sensor performs sensing based on the change in the temperature distribution of the membrane 20 along the flow direction of the fluid. If the dummy pattern straddles the membrane along the direction of fluid flow, heat transfer occurs along the direction of fluid flow through the dummy pattern, so the temperature distribution of the membrane 20 described above. It becomes easier to prevent changes.

【0080】その点、本例によれば、ダミーパターン4
0を介した流体の流れの方向への熱移動を抑制すること
ができ、流体の流れ方向に沿ったメンブレン20の温度
分布変化をほとんど阻害することが無いため、センサ特
性を良好な状態に確保することができる。
In this respect, according to this example, the dummy pattern 4
It is possible to suppress the heat transfer in the direction of the fluid flow through 0 and hardly inhibit the temperature distribution change of the membrane 20 along the direction of the fluid flow, so that the sensor characteristics are ensured in a good state. can do.

【0081】また、本例においても、上記第1実施形態
における補強部と同様、ダミーパターン40を、配線部
21、22とは切り離して配置したものにしているた
め、配線部21、22からダミーパターン40への熱移
動を防止することができ、センサの消費電力等を低減す
ることができる。
Also in this example, since the dummy pattern 40 is arranged separately from the wiring portions 21 and 22 as in the reinforcing portion in the first embodiment, the dummy portions 40 are dummy from the wiring portions 21 and 22. Heat transfer to the pattern 40 can be prevented, and the power consumption of the sensor can be reduced.

【0082】また、本例において、ヒータ21、測温体
22、ダミーパターン40を、導体膜のエッチングによ
り同時にパターニング形成する場合には、流体の流れ方
向におけるこれらパターン21、22、40の線幅Lお
よび各線の間隔(パターン間隔)Sの比L/Sはそろえ
ることが好ましい。例えばL=5μm、S=5μmとす
る。
Further, in the present example, when the heater 21, the temperature measuring element 22, and the dummy pattern 40 are simultaneously formed by patterning by etching the conductor film, the line width of these patterns 21, 22, 40 in the fluid flow direction. It is preferable that the ratio L / S of L and the interval (pattern interval) S of each line be the same. For example, L = 5 μm and S = 5 μm.

【0083】全てのパターン21、22、40のL/S
をそろえることにより、エッチングの面内ばらつきを抑
え、抵抗比やTCR(抵抗温度係数)の面内ばらつきを
向上させることができる。
L / S of all patterns 21, 22, 40
By adjusting the above, it is possible to suppress the in-plane variation of etching and improve the in-plane variation of the resistance ratio and TCR (temperature coefficient of resistance).

【0084】[第2の例]図11は、本第2実施形態の
第2の例を示す平面図である。本例は、ダミーパターン
40を、図中の白抜き矢印で示す流体の流れ(順流)の
上流側よりも下流側のほうがメンブレン20の補強強度
が大きくなるように形成したものである。
[Second Example] FIG. 11 is a plan view showing a second example of the second embodiment. In this example, the dummy pattern 40 is formed such that the reinforcement strength of the membrane 20 is higher on the downstream side than on the upstream side of the fluid flow (forward flow) indicated by the white arrow in the figure.

【0085】本例では、間隔を空けて配置された複数本
のダミーパターン40において、当該間隔を流体の流れ
の上流側よりも下流側のほうが狭くなるようにすること
で、ダミーパターン40を、上流側よりも下流側のほう
が密となるように配置している。
In this example, in the plurality of dummy patterns 40 arranged at intervals, the intervals are made smaller on the downstream side than on the upstream side of the fluid flow, so that the dummy patterns 40 are It is arranged so that the downstream side is denser than the upstream side.

【0086】それにより、第1の例にて述べた本第2実
施形態の効果に加えて、上記第1実施形態と同様、下流
側に位置するメンブレン周縁部のほうが、ダスト衝突に
よる受圧荷重を受けやすい現状に適応して、メンブレン
20を補強することができる。
As a result, in addition to the effects of the second embodiment described in the first example, as in the first embodiment, the peripheral edge of the membrane located on the downstream side is more susceptible to the pressure load due to dust collision. The membrane 20 can be reinforced by adapting to the current susceptibility.

【0087】[第3の例]図12は、本第2実施形態の
第3の例を示す平面図である。本例も、第2の例と同
様、ダミーパターン40を、図中の白抜き矢印で示す流
体の流れ(順流)の上流側よりも下流側のほうがメンブ
レン20の補強強度が大きくなるように形成したもので
ある。
[Third Example] FIG. 12 is a plan view showing a third example of the second embodiment. Also in this example, as in the second example, the dummy pattern 40 is formed such that the reinforcement strength of the membrane 20 is greater on the downstream side than on the upstream side of the fluid flow (forward flow) indicated by the outlined arrow in the figure. It was done.

【0088】上記図11に示した第2の例では、配線部
21、22を挟んで上流側と下流側とで、下流側のほう
のダミーパターン40の間隔を狭くしているが、上流側
のみを見た場合および下流側のみを見た場合では、ダミ
ーパターン40の間隔は均一である。
In the second example shown in FIG. 11, the distance between the dummy patterns 40 on the downstream side is narrowed between the upstream side and the downstream side with the wiring portions 21 and 22 sandwiched between them. The intervals of the dummy patterns 40 are uniform when only looking at and when only looking at the downstream side.

【0089】それに対して、本例では、図12に示すよ
うに、ダミーパターン40の間隔を上流側から下流側に
かけてだんだんと狭くなっていくようにしたものであ
る。そして、本例においても、本第2実施形態の第2の
例と同様の効果を得ることができる。
On the other hand, in this example, as shown in FIG. 12, the intervals of the dummy patterns 40 are gradually narrowed from the upstream side to the downstream side. Also in this example, the same effect as that of the second example of the second embodiment can be obtained.

【0090】[第4の例]図13は、本第2実施形態の
第4の例を示す平面図である。本例では、ダミーパター
ン40を網目状パターンとすることで、メンブレン強度
のさらなる向上を図ることができる。
[Fourth Example] FIG. 13 is a plan view showing a fourth example of the second embodiment. In this example, by forming the dummy pattern 40 into a mesh pattern, it is possible to further improve the membrane strength.

【0091】[第5の例]図14は、本第2実施形態の
第5の例を示す平面図である。本例では、上記図10に
示すものに比べて、ダミーパターン40において、メン
ブレン20の外周縁部に跨る両端を太くして強度をさら
に向上させている。
[Fifth Example] FIG. 14 is a plan view showing a fifth example of the second embodiment. In this example, as compared with the one shown in FIG. 10, both ends of the dummy pattern 40 extending over the outer peripheral edge of the membrane 20 are made thicker to further improve the strength.

【0092】[第6の例]図15は、本第2実施形態の
第6の例を示す平面図である。本例では、上記図10に
示すものに比べて、ヒータ21内に温度計28を設けた
ものである。この温度計28は、ヒータ21の温度を測
定し、それをヒータ21にかける電圧にフィードバック
するためのものである。つまり、ヒータ21の温度制御
を精度良く行うことが可能になる。
[Sixth Example] FIG. 15 is a plan view showing a sixth example of the second embodiment. In this example, a thermometer 28 is provided in the heater 21 as compared with that shown in FIG. The thermometer 28 is for measuring the temperature of the heater 21 and feeding it back to the voltage applied to the heater 21. That is, it is possible to accurately control the temperature of the heater 21.

【0093】[第7の例]図16は、本第2実施形態の
第7の例を示す平面図である。本例では、上記図10に
示すものに比べて、ヒータ21を細くしてかつ抵抗値を
十分小さくするために、並列するヒータ21を数回折り
曲げて抵抗値を調節したものである。
[Seventh Example] FIG. 16 is a plan view showing a seventh example of the second embodiment. In this example, in order to make the heater 21 thinner and to make the resistance value sufficiently smaller than that shown in FIG. 10, the resistance values are adjusted by bending the heaters 21 in parallel several times.

【0094】(他の実施形態)なお、本発明は上記フロ
ーセンサ以外にも、メンブレンを有する流体測定用の薄
膜構造センサであれば適用でき、例えばガスセンサ等で
も良い。
(Other Embodiments) The present invention can be applied to a thin film structure sensor for fluid measurement having a membrane other than the above flow sensor, for example, a gas sensor or the like.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の第1実施形態の第1の例としてのフロ
ーセンサの要部を示す平面図である。
FIG. 1 is a plan view showing a main part of a flow sensor as a first example of a first embodiment of the present invention.

【図2】(a)は図1中のA−A概略断面図、(b)は
図1に示すフローセンサにおけるメンブレン剛性の様子
を示す図である。
2A is a schematic cross-sectional view taken along the line AA in FIG. 1, and FIG. 2B is a diagram showing a state of membrane rigidity in the flow sensor shown in FIG.

【図3】第1実施形態の第2の例としてのフローセンサ
の要部を示す平面図である。
FIG. 3 is a plan view showing a main part of a flow sensor as a second example of the first embodiment.

【図4】第1実施形態の第3の例としてのフローセンサ
の要部を示す平面図である。
FIG. 4 is a plan view showing a main part of a flow sensor as a third example of the first embodiment.

【図5】第1実施形態の第4の例としてのフローセンサ
の要部を示す平面図である。
FIG. 5 is a plan view showing a main part of a flow sensor as a fourth example of the first embodiment.

【図6】第1実施形態の第5の例としてのフローセンサ
の要部を示す平面図である。
FIG. 6 is a plan view showing a main part of a flow sensor as a fifth example of the first embodiment.

【図7】第1実施形態の第6の例としてのフローセンサ
の要部を示す平面図である。
FIG. 7 is a plan view showing a main part of a flow sensor as a sixth example of the first embodiment.

【図8】第1実施形態の第7の例としてのフローセンサ
の要部を示す平面図である。
FIG. 8 is a plan view showing a main part of a flow sensor as a seventh example of the first embodiment.

【図9】第1実施形態の第8の例としてのフローセンサ
の要部を示す平面図である。
FIG. 9 is a plan view showing a main part of a flow sensor as an eighth example of the first embodiment.

【図10】本発明の第2実施形態の第1の例としてのフ
ローセンサの要部を示す平面図である。
FIG. 10 is a plan view showing a main part of a flow sensor as a first example of a second embodiment of the present invention.

【図11】第2実施形態の第2の例としてのフローセン
サの要部を示す平面図である。
FIG. 11 is a plan view showing a main part of a flow sensor as a second example of the second embodiment.

【図12】第2実施形態の第3の例としてのフローセン
サの要部を示す平面図である。
FIG. 12 is a plan view showing a main part of a flow sensor as a third example of the second embodiment.

【図13】第2実施形態の第4の例としてのフローセン
サの要部を示す平面図である。
FIG. 13 is a plan view showing a main part of a flow sensor as a fourth example of the second embodiment.

【図14】第2実施形態の第5の例としてのフローセン
サの要部を示す平面図である。
FIG. 14 is a plan view showing a main part of a flow sensor as a fifth example of the second embodiment.

【図15】第2実施形態の第6の例としてのフローセン
サの要部を示す平面図である。
FIG. 15 is a plan view showing a main part of a flow sensor as a sixth example of the second embodiment.

【図16】第2実施形態の第7の例としてのフローセン
サの要部を示す平面図である。
FIG. 16 is a plan view showing a main part of a flow sensor as a seventh example of the second embodiment.

【図17】従来の薄膜構造センサとしてのフローセンサ
を示す斜視図である。
FIG. 17 is a perspective view showing a flow sensor as a conventional thin film structure sensor.

【図18】ダスト衝突によるメンブレンの変形の様子を
示す図である。
FIG. 18 is a diagram showing how the membrane is deformed by dust collision.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

20…メンブレン、21…ヒータ、22…測温体、30
…補強部、40…ダミーパターン。
20 ... Membrane, 21 ... Heater, 22 ... Thermometer, 30
... Reinforcement part, 40 ... Dummy pattern.

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 メンブレン(20)と、このメンブレン
の外周縁部に跨るようにメンブレン補強用の補強部(3
0)とを有する流体測定用の薄膜構造センサにおいて、 前記補強部は、前記流体の流れの上流側よりも下流側の
ほうが前記メンブレンの補強強度が大きくなるように、
形成されていることを特徴とする薄膜構造センサ。
1. A membrane (20) and a reinforcing portion (3) for reinforcing the membrane so as to extend over an outer peripheral edge portion of the membrane (20).
0) and a thin-film structure sensor for fluid measurement, wherein the reinforcing portion has a greater reinforcing strength of the membrane on the downstream side than on the upstream side of the fluid flow,
A thin film structure sensor characterized by being formed.
【請求項2】 前記メンブレン(20)には、前記流体
測定用の配線部(21、22)が形成されており、 前記補強部(30)は前記配線部とは切り離されて配置
されていることを特徴とする請求項1に記載の薄膜構造
センサ。
2. The membrane (20) is provided with wiring portions (21, 22) for measuring the fluid, and the reinforcing portion (30) is arranged separately from the wiring portion. The thin film structure sensor according to claim 1, wherein:
【請求項3】 前記補強部(30)は、内部応力が引張
である薄膜により形成されていることを特徴とする請求
項1または2に記載の薄膜構造センサ。
3. The thin film structure sensor according to claim 1, wherein the reinforcing portion (30) is formed of a thin film whose internal stress is tensile.
【請求項4】 メンブレン(20)を有し、前記メンブ
レンの領域が、流体測定用の配線部(21、22)が配
設された配線形成領域と前記配線部が配設されていない
空き領域とに分かれている薄膜構造センサにおいて、 前記空き領域には、前記メンブレンの強度を補強するた
めのダミーパターン(40)が形成されており、 前記ダミーパターンの両端が前記メンブレンの外周縁部
に跨るように配置されていることを特徴とする薄膜構造
センサ。
4. A wiring forming area having a membrane (20), wherein the area of the membrane is provided with wiring portions (21, 22) for fluid measurement and an empty area where the wiring portion is not provided. In the thin film structure sensor divided into, a dummy pattern (40) for reinforcing the strength of the membrane is formed in the empty area, and both ends of the dummy pattern straddle the outer peripheral edge of the membrane. A thin film structure sensor characterized by being arranged in the following manner.
【請求項5】 前記ダミーパターン(40)は、前記流
体の流れの上流側よりも下流側のほうが前記メンブレン
(20)の補強強度が大きくなるように形成されている
ことを特徴とする請求項4に記載の薄膜構造センサ。
5. The dummy pattern (40) is formed so that the reinforcement strength of the membrane (20) is higher on the downstream side than on the upstream side of the flow of the fluid. 4. The thin film structure sensor described in 4.
【請求項6】 前記ダミーパターン(40)は複数本の
ものからなり、前記流体の流れの上流側よりも下流側の
ほうが密に配置されたものであることを特徴とする請求
項5に記載の薄膜構造センサ。
6. The dummy pattern (40) comprises a plurality of dummy patterns (40), wherein the downstream side of the fluid flow is more densely arranged than the upstream side of the fluid flow. Thin film structure sensor.
【請求項7】 前記ダミーパターン(40)は、前記流
体の流れの方向とは直交する方向に前記メンブレン(2
0)を跨いでいるものであることを特徴とする請求項4
ないし6のいずれか一つに記載の薄膜構造センサ。
7. The dummy pattern (40) is formed on the membrane (2) in a direction orthogonal to a flow direction of the fluid.
0) straddling 0).
7. The thin film structure sensor according to any one of items 1 to 6.
【請求項8】 前記ダミーパターン(40)は網目状パ
ターンをなすものであることを特徴とする請求項4また
は5に記載の薄膜構造センサ。
8. The thin film structure sensor according to claim 4, wherein the dummy pattern (40) has a mesh pattern.
【請求項9】 前記ダミーパターン(40)は前記配線
部(21、22)とは切り離されて配置されていること
を特徴とする請求項4ないし8のいずれか一つに記載の
薄膜構造センサ。
9. The thin film structure sensor according to claim 4, wherein the dummy pattern (40) is arranged separately from the wiring part (21, 22). .
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