JP2003254805A - Thermal flow rate sensor and light supply method - Google Patents
Thermal flow rate sensor and light supply methodInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、発熱抵抗体を用い
て流体の流量を測定する熱式空気流量センサに関するも
のであり、特に自動車用内燃機関の吸気通路流量を測定
するのに好適な構造を有する熱式流量センサとこれを用
いた自動車用内燃機関制御装置に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a thermal air flow sensor for measuring the flow rate of a fluid using a heating resistor, and particularly to a structure suitable for measuring the intake passage flow rate of an internal combustion engine for automobiles. The present invention relates to a thermal type flow sensor having the above and an internal combustion engine controller for an automobile using the same.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来の熱式流量センサ構造として、特開
平１１−２３０８０２号に示されているような構造があ
った。2. Description of the Related Art As a conventional thermal type flow rate sensor structure, there is a structure as shown in Japanese Patent Laid-Open No. 11-230802.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】特開平１１−２３０８
０２号のような装置では、ダイアフラム表面に光触媒膜
を形成し、これによりダイアフラム表面に付着するオイ
ルを分解および／または除去し、オイル付着によるセン
サ特性の変化を防止している。しかし、一旦光触媒の処
理能力以上の速度でオイルが付着し、付着したオイルが
光を遮ることにより、触媒膜表面に光が届かなくなって
しまうと、触媒作用が充分発揮できなくなる場合がある
という課題があった。[Problems to be Solved by the Invention]
In a device such as No. 02, a photocatalyst film is formed on the surface of the diaphragm, whereby the oil adhering to the surface of the diaphragm is decomposed and / or removed, and the change in the sensor characteristics due to the oil adhesion is prevented. However, once the oil adheres at a speed higher than the processing capacity of the photocatalyst and the adhered oil blocks the light, and the light does not reach the surface of the catalyst film, the catalytic action may not be sufficiently exerted. was there.
【０００４】また、ダイアフラム表面に外界からの光の
届き難い環境で使用する場合、発熱抵抗体の上に形成さ
れた光触媒薄膜による触媒作用を活性化させるために、
発熱抵抗体を有するセンサチップと別に、このセンサチ
ップの上方に光発光素子を組み込んだ部品を設置する必
要があり、部品数および組み立て工数が増加するという
課題があった。When the diaphragm surface is used in an environment where light from the outside is hard to reach, in order to activate the catalytic action of the photocatalytic thin film formed on the heating resistor,
In addition to the sensor chip having the heating resistor, it is necessary to install a component incorporating a light emitting element above the sensor chip, which causes a problem of increasing the number of components and the number of assembly steps.
【０００５】本発明の目的は、光触媒により、良く付着
物を分解および／または除去する熱式流量センサを提供
することにある。An object of the present invention is to provide a thermal type flow rate sensor which decomposes and / or removes deposits well by a photocatalyst.
【０００６】または、他の目的は、上記目的を簡単な構
成で実現できる熱式流量センサを提供することにある。Another object of the present invention is to provide a thermal type flow sensor capable of realizing the above object with a simple structure.
【０００７】または、他の目的は、少ない光の供給で、
光触媒により付着物を分解および／または除去する熱式
流量センサの光供給方法を提供することにある。Alternatively, another purpose is to supply a small amount of light,
Another object of the present invention is to provide a light supply method for a thermal type flow sensor that decomposes and / or removes deposits by using a photocatalyst.
【０００８】[0008]
【課題を解決するための手段】上記目的は、発熱手段か
らの熱を被測定流体に伝え流量を検出する熱式流量セン
サであって、発光手段と、前記発光手段の光により光触
媒として機能する光触媒手段とを備え、前記発光手段と
前記測定流体との間に前記光触媒手段を配して構成した
ことによって達成される。The above object is a thermal type flow rate sensor for transmitting heat from a heat generating means to a fluid to be measured to detect a flow rate, and functioning as a photocatalyst by a light emitting means and light of the light emitting means. This is achieved by comprising photocatalyst means, and disposing the photocatalyst means between the light emitting means and the measurement fluid.
【０００９】また、上記目的は、光触媒を備え、内燃機
関の吸気管に設けられた熱式空気流量センサの光供給方
法において、前記内燃機関の停止後に、前記光触媒に光
を供給し、ある時間経過後に、前記光の供給を停止する
ことによって達成される。Further, the above object is to provide a light supply method for a thermal air flow sensor provided with an intake pipe of an internal combustion engine, which comprises a photocatalyst, wherein light is supplied to the photocatalyst after stopping the internal combustion engine for a certain time. This is achieved by stopping the light supply after the elapse.
【００１０】[0010]
【発明の実施の形態】本発明の一実施例について、図面
を用いて説明する。図３は本発明の一実施例の上面図、
図２は図３のＡ−Ａ断面、図１は図２を縦方向に拡大し
た図を示している。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION An embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 3 is a top view of an embodiment of the present invention,
2 shows an AA cross section of FIG. 3, and FIG. 1 shows an enlarged view of FIG. 2 in the vertical direction.
【００１１】図１において、基板１の上には、多層膜２
が形成および支持され、これらを含めて１つのセンサチ
ップ３が構成される。多層膜２は、下から抵抗体下絶縁
膜４，抵抗体膜５，抵抗体上絶縁膜６，発光膜７，電極
下絶縁膜８，電極膜９，電極膜上絶縁膜１０，光触媒膜
１１の順に形成される。抵抗体膜５は、図３に示すよう
に、上から見て抵抗体パッド１４を結ぶコの字パターン
に形成される。電極膜９は抵抗体膜５のパターンの先端
を覆い、またパッド１４に接続されるようなパターンに
形成される。In FIG. 1, a multilayer film 2 is formed on a substrate 1.
Are formed and supported, and one sensor chip 3 is configured including them. The multilayer film 2 includes a resistor lower insulating film 4, a resistor film 5, a resistor upper insulating film 6, a light emitting film 7, an electrode lower insulating film 8, an electrode film 9, an electrode film upper insulating film 10, and a photocatalytic film 11 from the bottom. Are formed in this order. As shown in FIG. 3, the resistor film 5 is formed in a U-shaped pattern connecting the resistor pads 14 when viewed from above. The electrode film 9 is formed in a pattern that covers the tip of the pattern of the resistor film 5 and is connected to the pad 14.
【００１２】図１に示すように、基板１は部分的に取り
除かれ、窪み１６が形成さる。この部分では前記多層膜
２が残されることにより、ダイアフラム１７が形成され
る。As shown in FIG. 1, the substrate 1 is partially removed to form a recess 16. The diaphragm 17 is formed by leaving the multilayer film 2 in this portion.
【００１３】次に、本実施例のパッケージ部について、
図４と図５を用いて説明する。図４は、パッケージ部の
側面断面図であり、図５は図４のＢ−Ｂ断面である。Next, regarding the package part of this embodiment,
This will be described with reference to FIGS. 4 and 5. 4 is a side sectional view of the package portion, and FIG. 5 is a BB sectional view of FIG.
【００１４】このセンサチップ３は、図４と図５に示す
ように、パッケージ２１に組み込まれる。すなわち、セ
ンサチップ３はタブ２２の上に接着剤２３により接着さ
れ、リード２４とセンサチップ３の上の電極１４との間
はワイヤ２５により接続される。さらに、樹脂２６でモ
ールドされる。ここで、センサチップ３は、図４に示す
ように、表面が外に露出し、側面が樹脂に埋まる形に組
み込まれる。これによって、センサチップ３の表面を測
定対象である空気が流れることを可能とするとともに、
センサチップ３の樹脂２６からの剥がれを防止してい
る。また、樹脂２６のモールド時にコネクタ部２７が同
時に形成される。さらに、このパッケージ２１の先端部
分に整流壁２８が接着材２９で接着される。さらに、こ
のパッケージ２１は、図６に示すようにエンジンの吸気
通路３１に組み込まれる。The sensor chip 3 is incorporated in a package 21 as shown in FIGS. That is, the sensor chip 3 is bonded onto the tab 22 with the adhesive 23, and the lead 24 and the electrode 14 on the sensor chip 3 are connected with the wire 25. Further, it is molded with resin 26. Here, as shown in FIG. 4, the sensor chip 3 is incorporated in such a manner that the surface is exposed to the outside and the side surface is embedded in the resin. This allows the air to be measured to flow on the surface of the sensor chip 3, and
The sensor chip 3 is prevented from peeling off from the resin 26. Further, the connector portion 27 is simultaneously formed when the resin 26 is molded. Further, the flow regulating wall 28 is adhered to the tip portion of the package 21 with an adhesive material 29. Further, the package 21 is incorporated in the intake passage 31 of the engine as shown in FIG.
【００１５】動作時には、図１の抵抗体５は、電流が流
されることにより発熱し、温度が上昇する。図６の吸気
通路３１に空気の流れ３２が生じると、図５のセンサチ
ップ３の表面に向かって、空気の流れ３２が生じ、図１
の抵抗体５の上への空気の流れ３２が生じることにな
る。これにより、抵抗体５が冷やされ、抵抗体５の温度
が変化することにより、抵抗体５の材料の抵抗温度係数
に依存して、抵抗体５の抵抗値が変化する。この変化を
検出することにより、空気の流量を検出することができ
る。In operation, the resistor 5 shown in FIG. 1 generates heat due to the flow of current and the temperature rises. When the air flow 32 is generated in the intake passage 31 of FIG. 6, the air flow 32 is generated toward the surface of the sensor chip 3 of FIG.
A flow of air 32 over the resistor 5 will occur. As a result, the resistor 5 is cooled and the temperature of the resistor 5 changes, so that the resistance value of the resistor 5 changes depending on the temperature coefficient of resistance of the material of the resistor 5. By detecting this change, the flow rate of air can be detected.
【００１６】ここで、流入する空気３２に含まれるオイ
ル分子が、センサのダイアフラムの上に吸着し、発熱抵
抗体からの熱の放散挙動を変化させることにより、セン
サ特性を変化させる可能性があるが、ダイアフラム表面
に光触媒膜を形成し、これに光を照射することにより、
オイルを除去できることは、特開平１１−230802号の明
細書に示されている。しかし、従来の装置では、特開平
１１−２３０８０２号の図２に示されるようにダイアフ
ラムの表面側から光が照射されるため、本明細書の図７
に示すように、オイル４１が一度に多量に付着すると、
光４２がオイル４１に遮られて光触媒膜１１の表面に到
達できないため、光触媒膜１１の表面の活性度が低くな
り、オイル４１が分解されず残ってしまう場合があっ
た。Here, the oil molecules contained in the inflowing air 32 may be adsorbed on the diaphragm of the sensor to change the heat dissipation behavior of the heat generating resistor, thereby changing the sensor characteristics. However, by forming a photocatalytic film on the diaphragm surface and irradiating it with light,
The fact that oil can be removed is shown in the specification of JP-A-11-230802. However, in the conventional device, as shown in FIG. 2 of Japanese Patent Laid-Open No. 11-230802, light is emitted from the front surface side of the diaphragm, and therefore, as shown in FIG.
As shown in, when a large amount of oil 41 adheres at one time,
Since the light 42 is blocked by the oil 41 and cannot reach the surface of the photocatalyst film 11, the activity of the surface of the photocatalyst film 11 becomes low, and the oil 41 may remain without being decomposed.
【００１７】これに対して、本実施例では、素子の膜構
成が図１に示すようになっており、抵抗体５と電極膜９
の間に電圧を印加することにより、発光膜を発光させ、
この光４２を発光膜７の上に有る電極膜下絶縁膜８，電
極膜９，電極膜上絶縁膜１０，光触媒膜１１を透過さ
せ、光触媒膜１１の表面に到達させ、光触媒膜の表面で
触媒作用を起させることができる。すなわち、図７に示
すように、光４２が光触媒膜１１の下側から照射される
ため、オイル４１が一度に多量に付着した場合にも、触
媒膜１１の表面に光４２が到達するため、触媒膜１１の
表面の活性度を高く保つことができ、オイル４１を分解
することが可能となる。光触媒膜１１としては、ＴｉＯ
2 膜を用い、その厚さを０.２μｍ 以下とすることによ
り、下から照射された光４２が光触媒膜１１を透過し、
光触媒膜１１の表面を充分活性化させるようにできるこ
とがわかった。On the other hand, in this embodiment, the film structure of the element is as shown in FIG. 1, and the resistor 5 and the electrode film 9 are used.
By applying a voltage between, the light emitting film is caused to emit light,
The light 42 is transmitted through the under-electrode film insulating film 8, the electrode film 9, the electrode film upper insulating film 10, and the photocatalyst film 11 on the light-emitting film 7 to reach the surface of the photocatalyst film 11, and the light 42 It can be catalyzed. That is, as shown in FIG. 7, since the light 42 is irradiated from the lower side of the photocatalyst film 11, the light 42 reaches the surface of the catalyst film 11 even if a large amount of the oil 41 adheres at one time. The activity of the surface of the catalyst film 11 can be kept high, and the oil 41 can be decomposed. As the photocatalyst film 11, TiO
By using two films and setting the thickness to 0.2 μm or less, the light 42 irradiated from the bottom passes through the photocatalyst film 11,
It was found that the surface of the photocatalyst film 11 can be sufficiently activated.
【００１８】本実施例の構造においては、光触媒膜の上
に一旦多量のオイルがついても触媒作用を生じさせるこ
とができるから、発光膜を常に発光させておく必要はな
い。エンジンをオフにする時だけ一時的に電圧をかけ、
発光膜を発光させることにより、オイルを充分除去する
ことができる。したがって、発光のための電力の節約に
もなる。一回の発光時間は３０分以下で十分であること
がわかった。In the structure of this embodiment, even if a large amount of oil is once deposited on the photocatalyst film, the catalytic action can be generated, so that it is not necessary to make the light emitting film always emit light. Apply voltage temporarily only when turning off the engine,
By making the light emitting film emit light, oil can be sufficiently removed. Therefore, it also saves power for light emission. It was found that one emission time of 30 minutes or less is sufficient.
【００１９】また、従来の構造では、発熱抵抗体を形成
したチップと別に発光チップを組み込んだ部品を装置に
組み込む必要があり、部品数および組み立て工数が増加
するという課題があった。これに対して本実施例では、
図１に示すように、光触媒膜１１の下に発光膜７がある
ため、発光部品をセンサチップ３と別に用意し、組み立
てる必要がないため、部品数および組み立て工数の低減
が可能である。Further, in the conventional structure, it is necessary to incorporate a component in which the light emitting chip is incorporated into the device in addition to the chip in which the heating resistor is formed, which causes a problem that the number of components and the number of assembling steps increase. On the other hand, in this embodiment,
As shown in FIG. 1, since the light emitting film 7 is under the photocatalyst film 11, it is not necessary to prepare and assemble a light emitting component separately from the sensor chip 3, so that the number of components and the number of assembling steps can be reduced.
【００２０】また、本実施例では、発光膜７を活性化さ
せるための下側の電極膜として抵抗体膜５を活用してい
るため、別に下側電極膜を形成する場合に比べ、膜の層
の数を節約し、センサチップ３の製造工数を低減でき
る。Further, in this embodiment, since the resistor film 5 is utilized as the lower electrode film for activating the light emitting film 7, as compared with the case where the lower electrode film is separately formed, The number of layers can be saved and the number of manufacturing steps of the sensor chip 3 can be reduced.
【００２１】図１において、基板１にはシリコン単結晶
を、抵抗体膜５には、Ｐをドープした多結晶シリコンを
用いる。抵抗体下絶縁膜４，抵抗体上絶縁膜６，電極膜
下絶縁膜８と電極膜上絶縁膜９には、ＣＶＤによるＳｉ
Ｏ2 とＳｉ3Ｎ4の複合膜を用いることにより、高い絶縁
性を得ている。発光膜７にはスパッタ法によるＺｎＳ膜
を用いることにより、充分な発光量を得ている。電極膜
９には、ＣＶＤによるＳｎＯ2 膜を用い、光触媒膜１１
としてはデイップ法によるＴｉＯ2 膜を用いる。In FIG. 1, the substrate 1 is made of silicon single crystal, and the resistor film 5 is made of P-doped polycrystalline silicon. The insulating film below the resistor 4, the insulating film above the resistor 6, the insulating film below the electrode film 8 and the insulating film above the electrode film are made of Si by CVD.
High insulation is obtained by using a composite film of O 2 and Si 3 N 4 . A sufficient amount of light is obtained by using a ZnS film by the sputtering method for the light emitting film 7. A SnO 2 film formed by CVD is used for the electrode film 9, and a photocatalyst film 11 is used.
For this, a TiO 2 film formed by the dip method is used.
【００２２】ダイアフラム１７の膜構成をこのようにす
ることにより、発光膜７で発生した光を充分に透過させ
ることを可能としている。また、ダイアフラム１７の全
体としての残留応力をわずかに引張り側として、膜の平
面度を保つことを可能としている。これにより、ダイア
フラム１７の上を流れる空気の流れ３２に乱れが生じる
ことを防ぎ、測定の精度を確保することを可能としてい
る。By configuring the diaphragm 17 in this way, the light generated in the light emitting film 7 can be sufficiently transmitted. Further, the residual stress of the diaphragm 17 as a whole is set to be slightly on the tensile side, so that the flatness of the film can be maintained. As a result, it is possible to prevent turbulence from occurring in the air flow 32 flowing over the diaphragm 17 and ensure the measurement accuracy.
【００２３】また、本実施例において、図１に示すよう
に、窪み１６は、ダイアフラム１７が、電極膜９のパタ
ーンの内側に位置するように、基板１のエッチングによ
り形成される。これにより、ダイアフラム１７の領域を
覆う領域に電極膜９が形成され、ここに電圧を加えるこ
とができるため、発光膜７のダイアフラム１７の領域で
発光を生じ、この領域の光触媒膜１１を効果的に活性化
させ、センサ特性に影響の大きいダイアフラム１７の領
域に付着したオイルを分解除去できるため、充分なセン
サ特性変化防止の効果を効率的に得ることを可能として
いる。Further, in the present embodiment, as shown in FIG. 1, the recess 16 is formed by etching the substrate 1 so that the diaphragm 17 is located inside the pattern of the electrode film 9. As a result, the electrode film 9 is formed in a region covering the region of the diaphragm 17 and a voltage can be applied thereto, so that light is generated in the region of the diaphragm 17 of the light emitting film 7 and the photocatalyst film 11 in this region is effective. Since the oil adhering to the region of the diaphragm 17 which has a great influence on the sensor characteristics can be decomposed and removed by the activation, the sufficient effect of preventing the sensor characteristic change can be efficiently obtained.
【００２４】ダイアフラム１７の厚さについては、これ
を厚くすると抵抗体５で生じた熱が、基板１に逃げてし
まうため、空気の流れ３２による抵抗体５の温度変化が
生じなくなり、流量の測定ができなくなってしまう。種
々の厚さについて検討した結果、測定のためには、２μ
ｍ以下の厚さとすることが、適当であることがわかっ
た。本実施例では、１.５μｍ とし、十分高い測定精度
を確保している。With respect to the thickness of the diaphragm 17, since the heat generated in the resistor 5 escapes to the substrate 1 when it is thickened, the temperature change of the resistor 5 due to the air flow 32 does not occur and the flow rate is measured. Will not be possible. As a result of studying various thicknesses, 2μ was required for measurement.
It has been found that a thickness of m or less is suitable. In this embodiment, it is set to 1.5 μm to ensure a sufficiently high measurement accuracy.
【００２５】基板１の厚さＨについては、チップハンド
リング性との関係について検討した結果、ハンドリング
性を確保するためには１５０μｍ以上が適切であること
がわかった。本実施例では、２００μｍを採用してい
る。As for the thickness H of the substrate 1, as a result of examining the relationship with the chip handling property, it was found that 150 μm or more is suitable for ensuring the handling property. In this embodiment, 200 μm is adopted.
【００２６】図４において、タブ２２とリード２４に
は、Ｆｅ−Ｎｉ合金を用い、接着剤２３と２９、及び樹
脂２６にはエポキシを用いている。これにより、タブ２
２，リード２４とパッケージ樹脂２６の界面の強度が確
保され、剥がれが防止される。整流板２８にもエポキシ
を用いている。これにより、整流板２８のゆがみを防止
している。電極１４とワイヤ２５には、Ａｌを用いてい
る。これにより、高い接続強度を得ている。In FIG. 4, Fe--Ni alloy is used for the tabs 22 and leads 24, and epoxy is used for the adhesives 23 and 29 and the resin 26. This allows tab 2
2. The strength of the interface between the lead 24 and the package resin 26 is secured and peeling is prevented. Epoxy is also used for the current plate 28. This prevents distortion of the current plate 28. Al is used for the electrode 14 and the wire 25. Thereby, high connection strength is obtained.
【００２７】また本実施例では、図６に示すように自動
車用内燃機関３６の吸気通路３１の空気流量が、これま
でに説明したセンサ２１により測定され、この信号を基
に、コントロールユニット３７で適切な燃料噴射時期と
量が演算され、これに基づいて、信号が燃料噴射装置３
８に伝えられ、燃料噴射装置３８で燃料噴射が行われ
る。精度が高く劣化のないセンサが使われているため、
精度の高い燃料噴射の制御を長期間保つことが可能とな
り、燃料消費量の節約および大気汚染物質排出量の低減
にも効果がある。Further, in this embodiment, as shown in FIG. 6, the air flow rate in the intake passage 31 of the internal combustion engine 36 for an automobile is measured by the sensor 21 described above, and the control unit 37 is based on this signal. An appropriate fuel injection timing and amount are calculated, and based on this, a signal is sent to the fuel injection device 3
8 and the fuel is injected by the fuel injection device 38. Since a sensor with high accuracy and no deterioration is used,
It becomes possible to maintain highly accurate control of fuel injection for a long period of time, which is effective in saving fuel consumption and reducing air pollutant emissions.
【００２８】本発明の別の実施例を図９を用いて説明す
る。本実施例においては、センサチップ５１と別に発光
チップ５２が用いられるが、発光チップ５２がセンサチ
ップ５１のダイアフラム５９の下側に設置されているた
め、ダイアフラム５９の上にオイルが付着したとき、こ
れらによって光が遮られることがないため、一時的に速
い速度でオイルが付着しても、これを分解除去できる効
果が得られることは、前の実施例の場合と同じである。Another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In this embodiment, the light emitting chip 52 is used separately from the sensor chip 51. However, since the light emitting chip 52 is installed below the diaphragm 59 of the sensor chip 51, when oil adheres onto the diaphragm 59, Since light is not blocked by these, even if oil adheres temporarily at a high speed, the effect that it can be decomposed and removed can be obtained as in the case of the previous embodiment.
【００２９】本実施例においては、図９のセンサチップ
５１においては、第１の実施例の図１の多層膜２の構成
において、発光膜７，電極膜下絶縁膜８，電極膜９と電
極膜上絶縁膜１０が除かれた膜構成となっている。これ
によって、センサチップ５１の製造工程の単純化をはか
ることができる。発光チップ５２としては、発光ダイオ
ードチップを用いることにより、充分な発光量を得てい
る。In this embodiment, in the sensor chip 51 of FIG. 9, in the structure of the multilayer film 2 of FIG. 1 of the first embodiment, the light emitting film 7, the sub-electrode insulating film 8, the electrode film 9 and the electrode The film structure is such that the on-film insulating film 10 is removed. Thereby, the manufacturing process of the sensor chip 51 can be simplified. A sufficient amount of light is obtained by using a light emitting diode chip as the light emitting chip 52.
【００３０】本実施例においては、ベースチップ５３の
上に発光チップ５２がはんだで接合され、発光チップ５
２の発光方向にセンサチップ５１のダイアフラム部５９
が位置するように、ベースチップ５３の上の位置にセン
サチップ５１が接着される。In this embodiment, the light emitting chip 52 is soldered onto the base chip 53,
2, the diaphragm portion 59 of the sensor chip 51 in the light emitting direction
The sensor chip 51 is adhered to a position above the base chip 53 so that the position is located.
【００３１】一方、リード５４は樹脂でモールドされる
ことにより、コネクタ部５５と一体に樹脂ベース５６が
形成される。樹脂ベース５６の上にベースチップ５３が
接着され、センサチップ５１のパッド６１とリード５４
の間及びベースチップ５３のパッド６２とリード５４の
間がワイヤ６３で接続される。図９では図示を省略した
が、ベースチップ５３の発光チップ５２との接続部とパ
ッド６２の間には、配線が形成してあり、これにより、
発光ダイオードチップ５２の電極はリード５４に接続さ
れ外に取り出される。次にワイヤ６３はワイヤ保護樹脂
６４のポッテイングにより覆われ、ワイヤ６３の保護が
なされる。次に整流壁６５が接着剤６６により、樹脂ベ
ース５６に接着され、空気通路６７が形成される。ここ
で、保護樹脂６４はリード５４の樹脂ベース５６から空
気通路６７の側に出ている部分を完全におおっている。
これにより、空気通路に入ってくる腐食性物質により、
リード５４が腐食するのを防いでいる。On the other hand, the lead 54 is molded with resin to form a resin base 56 integrally with the connector portion 55. The base chip 53 is bonded onto the resin base 56, and the pads 61 and the leads 54 of the sensor chip 51 are attached.
A wire 63 connects between the pad 62 of the base chip 53 and the lead 54. Although not shown in FIG. 9, wiring is formed between the connection portion of the base chip 53 with the light emitting chip 52 and the pad 62.
The electrodes of the light emitting diode chip 52 are connected to the leads 54 and taken out. Next, the wire 63 is covered with the potting of the wire protection resin 64 to protect the wire 63. Next, the straightening wall 65 is bonded to the resin base 56 with the adhesive 66, and the air passage 67 is formed. Here, the protective resin 64 completely covers the portion of the lead 54 that extends from the resin base 56 to the air passage 67 side.
This allows corrosive substances to enter the air passage,
This prevents the leads 54 from being corroded.
【００３２】ここで、センサチップ５１とベースチップ
５３の基板は同じ材料で形成される。これにより、セン
サチップ５１とベースチップ５３の間の線膨張係数差が
無くなるため、温度変化によりセンサチップ５１に熱応
力が生じるのを防止でき、熱応力によりセンサチップに
組み込まれた抵抗体のピエゾ抵抗効果による抵抗変化に
より、センサに測定誤差が生じるのを防ぐことができ
る。センサチップ５１とベースチップ５３の材料として
はシリコン単結晶が加工性の面で適している。Here, the substrates of the sensor chip 51 and the base chip 53 are made of the same material. As a result, the difference in linear expansion coefficient between the sensor chip 51 and the base chip 53 is eliminated, so that thermal stress can be prevented from occurring in the sensor chip 51 due to temperature changes, and the piezo of the resistor incorporated in the sensor chip due to thermal stress can be prevented. It is possible to prevent a measurement error from occurring in the sensor due to the resistance change due to the resistance effect. As a material for the sensor chip 51 and the base chip 53, silicon single crystal is suitable in terms of workability.
【００３３】リード５４にはＦｅＮｉ，樹脂ベース５６
とワイヤ保護樹脂６３には低熱膨張エポキシ樹脂を用い
ることにより、パッケージの熱変形を抑え、センサの精
度の低下を防ぐことができる。FeNi and resin base 56 are used for the lead 54.
By using a low thermal expansion epoxy resin for the wire protection resin 63, it is possible to suppress thermal deformation of the package and prevent deterioration of accuracy of the sensor.
【００３４】本装置によれば、光触媒膜の表面にオイル
が多量に付着し、表面側から光が光触媒膜の表面に届き
難くなったときにも、光触媒膜の裏面側から光が透過し
て光触媒膜の表面に到達し、触媒作用を活性化させるた
め、表面に付着したオイルが分解され、除去されるた
め、オイルの付着によるセンサ特性の変化を防止でき
る。According to this apparatus, even when a large amount of oil adheres to the surface of the photocatalyst film and it becomes difficult for the light to reach the surface of the photocatalyst film from the front side, the light is transmitted from the back side of the photocatalyst film. Since the oil reaches the surface of the photocatalyst film and activates the catalytic action, the oil adhering to the surface is decomposed and removed, so that the change in the sensor characteristics due to the oil adhering can be prevented.
【００３５】[0035]
【発明の効果】本発明によれば、光触媒により、よく付
着物を分解および／または除去する熱式流量センサを提
供することができる。According to the present invention, it is possible to provide a thermal type flow rate sensor that decomposes and / or removes deposits well using a photocatalyst.
【００３６】または、本発明によれば、簡単な構成で、
光触媒より付着物を分解および／または除去する上記熱
式流量センサを供給することができる。Alternatively, according to the present invention, with a simple structure,
It is possible to supply the above thermal type flow rate sensor that decomposes and / or removes deposits from the photocatalyst.
【００３７】または、本発明によれば、少ない光の供給
で付着物を分解および／または除去する熱式流量センサ
の光供給方法を提供できる。Alternatively, according to the present invention, it is possible to provide a light supply method for a thermal type flow sensor, which decomposes and / or removes deposits by supplying a small amount of light.
【図１】本発明の一実施例のセンサチップの横断面を縦
方向に拡大して示した図。FIG. 1 is an enlarged vertical cross-sectional view of a sensor chip according to an embodiment of the present invention.
【図２】本発明の一実施例のセンサチップの横断面を示
す図。FIG. 2 is a view showing a cross section of a sensor chip according to an embodiment of the present invention.
【図３】本発明の一実施例のセンサチップの上面図。FIG. 3 is a top view of a sensor chip according to an embodiment of the present invention.
【図４】本発明の一実施例のパッケージ部分の横断面を
示す図。FIG. 4 is a diagram showing a cross section of a package portion according to an embodiment of the present invention.
【図５】本発明の一実施例のパッケージ部分の上面断面
図。FIG. 5 is a top cross-sectional view of the package portion according to the embodiment of the present invention.
【図６】本発明の一実施例の構成を示す図。FIG. 6 is a diagram showing the configuration of an embodiment of the present invention.
【図７】従来の装置のセンサチップの表面に光が照射さ
れた状態を示すセンサチップ表面側面断面の拡大図。FIG. 7 is an enlarged view of a side surface cross section of the sensor chip showing a state in which light is irradiated on the surface of the sensor chip of the conventional device.
【図８】本発明の一実施例の装置のセンサチップの作用
を示すセンサチップ表面側面断面の拡大図。FIG. 8 is an enlarged view of a side surface cross section of a sensor chip showing an operation of the sensor chip of the device according to the embodiment of the present invention.
【図９】本発明の別の実施例のパッケージ部分の横断面
を示す図。FIG. 9 is a diagram showing a cross section of a package portion of another embodiment of the present invention.
１…基板、２…多層膜、３，５１…センサチップ、４…
抵抗体下絶縁膜、５…抵抗体、６…抵抗体上絶縁膜、７
…発光膜、８…電極膜下絶縁膜、９…電極膜、１０…電
極膜上絶縁膜、１１…光触媒膜、１４…電極、１６…窪
み。1 ... Substrate, 2 ... Multilayer film, 3, 51 ... Sensor chip, 4 ...
Insulator film below resistor, 5 ... Resistor, 6 ... Insulator film above resistor, 7
... light-emitting film, 8 ... under electrode film insulating film, 9 ... electrode film, 10 ... electrode film upper insulating film, 11 ... photocatalyst film, 14 ... electrode, 16 ... hollow.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 渡辺 泉 茨城県ひたちなか市高場2477番地 株式会 社日立カーエンジニアリング内 (72)発明者 五十嵐 信弥 茨城県ひたちなか市高場2477番地 株式会 社日立カーエンジニアリング内 (72)発明者 古室 亮一 東京都千代田区神田駿河台四丁目６番地 株式会社日立製作所内 Ｆターム(参考） 2F035 AA02 EA08 EA10 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page (72) Inventor Izumi Watanabe 2477 Takaba, Hitachinaka City, Ibaraki Prefecture Stock Association Inside Hitachi Car Engineering (72) Inventor Shinya Igarashi 2477 Takaba, Hitachinaka City, Ibaraki Prefecture Stock Association Inside Hitachi Car Engineering (72) Inventor Ryoichi Furumuro 4-6 Kanda Surugadai, Chiyoda-ku, Tokyo Within Hitachi, Ltd. F term (reference) 2F035 AA02 EA08 EA10
Claims (20)
を検出する熱式流量センサであって、 発光手段と、 前記発光手段の光により光触媒として機能する光触媒手
段とを備え、 前記発光手段と前記測定流体との間に前記光触媒手段を
配して構成したことを特徴とする熱式流量センサ。1. A thermal type flow rate sensor for transmitting heat from a heat generating means to a fluid to be measured to detect a flow rate, comprising: a light emitting means; and a photocatalytic means functioning as a photocatalyst by the light of the light emitting means. A thermal flow sensor, characterized in that the photocatalytic means is arranged between the means and the measurement fluid.
着物を分解および／または除去することを特徴とする熱
式流量センサ。2. The thermal type flow sensor according to claim 1, wherein the photocatalytic means receives light from the light emitting means and decomposes and / or removes deposits.
管内に設けられ、 前記吸気管内を流れる気体を前記被測定流体として流量
を測定することを特徴とする熱式流量センサ。3. The heat generating means and the photocatalytic means according to claim 1 or 2, wherein the heat generating means and the photocatalytic means are provided in an intake pipe of an internal combustion engine and measure a flow rate by using a gas flowing in the intake pipe as the fluid to be measured. Thermal type flow sensor.
る熱式流量センサ。4. The thermal type flow sensor according to claim 1, wherein the photocatalytic means contains TiO 2 .
ることを特徴とする熱式流量センサ。5. The thermal type flow sensor according to claim 4, wherein the TiO 2 is formed into a film having a thickness of 2 μm or less.
式流量センサ。6. The thermal type flow sensor according to claim 1, wherein the light emitting means contains ZnS.
体であって、 前記発光手段は、前記支持基板と前記抵抗体との間に膜
状に形成され、電圧印加により発光することを特徴とす
る熱式流量センサ。7. The heat generating means is a film-shaped resistor formed on a support substrate, and the light emitting means includes the support substrate and the resistor. A thermal flow sensor, which is formed in a film shape between the two and emits light when a voltage is applied.
手段とが、１チップに形成されていることを特徴とする
熱式流量センサ。8. The thermal type flow sensor according to claim 7, wherein the support substrate, the resistor, the light emitting means, and the photocatalytic means are formed in one chip.
ップに形成され、 前記発光手段が前記１チップとは別体に設けられ、前記
支持基盤を透過して前記発光手段の光を前記光触媒手段
が受けるように構成したことを特徴とする熱式流量セン
サ。9. The support substrate, the heat generating means, and the photocatalytic means are formed in one chip, and the light emitting means is provided separately from the one chip, and the supporting substrate is transmitted through the support substrate. The photocatalyst means is configured to receive the light of the light emitting means by a thermal type flow sensor.
設けられたことを特徴とする熱式流量センサ。10. The thermal type flow sensor according to claim 9, wherein the light emitting means is provided in a recess provided in the support base.
いて、 前記発光手段が発光ダイオードであることを特徴とする
熱式流量センサ。11. A thermal type flow sensor according to claim 1, wherein the light emitting means is a light emitting diode.
られた熱式空気流量センサの光供給方法において、 前記内燃機関の停止後に、前記光触媒に光を供給し、 ある時間経過後に、前記光の供給を停止することを特徴
とする熱式空気流量センサの光供給方法。12. A light supply method for a thermal air flow sensor provided with an intake pipe of an internal combustion engine, comprising a photocatalyst, wherein light is supplied to the photocatalyst after the internal combustion engine is stopped, and after a certain period of time, A method for supplying light to a thermal air flow sensor, characterized in that the supply of light is stopped.
であることを特徴とする熱式空気流量センサの光供給方
法。13. The light supply method for a thermal air flow sensor according to claim 12, wherein the certain time is within 30 minutes after the internal combustion engine is stopped.
体を有する素子を用いて流体の流速を測定するセンサに
おいて、光触媒膜の裏面側に発光手段が設置してあるこ
とを特徴とする熱式流量センサ。14. A sensor for measuring the flow velocity of a fluid using an element having a heating resistor having a photocatalyst film formed on the surface thereof, wherein light emitting means is provided on the back side of the photocatalyst film. Thermal type flow sensor.
2膜であり、その厚さが０.２μｍ以下であることを特徴
とする熱式流量センサ。15. The photocatalytic film according to claim 14, wherein the photocatalytic film is TiO 2.
A thermal type flow sensor, which comprises two films and has a thickness of 0.2 μm or less.
光膜を用い、この発光膜が発熱抵抗体と光触媒膜の間に
形成してあることを特徴とする熱式流量センサ。16. A thermal type flow sensor according to claim 14, wherein a light emitting film is used as the light emitting means, and the light emitting film is formed between the heating resistor and the photocatalyst film.
電極膜としても機能することを特徴とする熱式流量セン
サ。17. The thermal type flow sensor according to claim 16, wherein the resistor also functions as an electrode film of the light emitting film.
光ダイオードを用いたことを特徴とする熱式流量セン
サ。18. A thermal type flow sensor according to claim 14, wherein a light emitting diode is used as the light emitting means.
フラムに組み込まれており、このダイアフラムが形成さ
れたセンサチップが、表面に発光ダイオードの設置され
たベースチップの上に、発光ダイオードの発光方向にダ
イアフラムが位置するように、接合されていることを特
徴とする熱式流量センサ。19. The light-emitting direction of a light-emitting diode according to claim 18, wherein a resistor film is incorporated in the diaphragm, and the sensor chip having the diaphragm formed thereon is mounted on a base chip having the light-emitting diode mounted on the surface thereof. A thermal type flow sensor, wherein the diaphragm is bonded so that the diaphragm is located in the.
熱式空気流量センサのいずれかを用いたことを特徴とす
る自動車用内燃機関制御装置。20. An internal combustion engine controller for an automobile, characterized by using any one of the thermal air flow rate sensors according to any one of claims 1 to 11 and 14 to 19.
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|---|---|---|---|
| JP2002061271A JP2003254805A (en) | 2002-03-07 | 2002-03-07 | Thermal flow rate sensor and light supply method |
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ID=28670257
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