JP2004037302A - 気体流量・温度測定素子 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】気体温度検出用配線21が、流量検出部4に沿って近接して該流量検出部4と略等しい長さに配設された第1配線部22と、第1配線部22から気体温度検出部5の櫛歯状パターンの端部に至るように配設された第2配線部23とを有し、電極端子6e、6fと気体温度検出部5とを接続するように形成されている。そして、第2配線部23の一部が幅を小さくして熱抵抗を大きくした高熱抵抗部24を構成している。
【選択図】 図1
Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、被計測流体の流量を測定する気体流量・温度測定素子に関し、例えば自動車の内燃機関の吸入空気流量を測定する流量センサに適用される気体流量・温度測定素子に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
一般に、自動車用エンジン等では、エンジン本体の燃焼室内で、燃料と吸入空気との混合気を燃焼させ、その燃焼圧からエンジンの回転出力を取り出すようにしており、燃料の噴射量等を高精度に演算するために吸入空気流量を検出することが要求されている。
【0003】
この種の従来技術として、例えば特開昭60−36916号公報や「自動車エンジンの吸入空気量計測技術」(電気学会論文集 Vol.118−E, No.6, ’98, P.300−303)に記載された熱式流量計が知られている。この従来の熱式流量計は、熱伝達変化により空気流量を検出する感熱抵抗体と、その時の空気温度を補償する空気温度補償抵抗体とが、ホルダに挿通支持された2本の導電支持体の先端にそれぞれ支持されて構成されている。そして、従来の熱式流量計は、感熱抵抗体および空気温度補償抵抗体が通路内に配設されるように、ホルダを通路に取り付けて、通路内を流通する空気の流量を計測している。
【0004】
また、特開平8−219838号公報に記載された従来の空気流量測定装置では、ホルダに設けられた副通路内に配設されるように支持ピンに支持された感熱抵抗体と、ホルダと別体の支持部材に支持された空気温度補償抵抗体とを備えている。そして、従来の空気流量測定装置は、副通路および空気温度補償抵抗体が主通路内に配設されるように、ホルダおよび支持部材を主通路に取り付けて、主通路内を流通する空気の流量を計測している。
【0005】
しかし、従来の熱式流量計では、感熱抵抗体および空気温度補償抵抗体が異なる導電支持体に支持されているので、部品点数が増えてしまい、部品コストおよび組み立てコストの低減が図れない、という問題があった。さらに、感熱抵抗体および空気温度補償抵抗体は空気が安定して流れる場所に近接して配設されることが望ましいが、感熱抵抗体および空気温度補償抵抗体が異なる導電支持体に支持されているので、両者を近接して配設するには限界があり、空気の流量の検出精度が悪化する、という問題がある。
また、従来の空気流量測定装置でも、感熱抵抗体と空気温度補償抵抗体とが別部材に支持されているので、従来の熱式流量計と同様な問題がある。
【0006】
このような問題を改善できる従来の気体流量・温度測定素子が、例えば特開平6−249693号公報に記載されている。この従来の気体流量・温度測定素子では、エッチング技術、薄膜成膜技術等の微細加工技術を採用し、感熱抵抗体および空気温度補償抵抗体を珪素からなる同一基板上に近接して形成して構成されている。
【0007】
図9は従来の流量センサに適用される気体流量・温度測定素子を示す上面図、図10は図9のX−X矢視断面図である。
【0008】
各図において、窒化珪素よりなる絶縁性支持膜3が単結晶珪素によりなる平板状基板2の表面(第1面)上に形成され、流量検出部4および気体温度検出部5が被計測流体の流れ方向Aと直交する方向に並ぶように配置されて絶縁性支持膜3上に形成されている。このとき、気体温度検出部5は平板状基板2の一端部側に配置されている。
流量検出用電極端子6a〜6dおよび気体温度検出用電極端子6e、6fが平板状基板2の他端部側で絶縁性支持膜3上に形成され、流量検出用配線7a〜7dが電極端子7a〜7dと流量検出部4とを接続するように絶縁性支持膜3上に形成され、気体温度検出用配線7e、7fが電極端子7e、7fと気体温度検出部5とを接続するように絶縁性支持膜3上に形成されている。
また、窒化珪素よりなる絶縁性保護膜8が流量検出部4、気体温度検出部5、流量検出用配線7a〜7dおよび気体温度検出用配線7e、7fを覆うように絶縁性支持膜3上に被覆形成されている。
【0009】
また、流量検出部4および気体温度検出部5のそれぞれの下部には、アルカリエッチングにより平板状基板2の裏面(第2面)から平板状基板2を部分的に除去して断面台形状のキャビティ9、10が形成されている。これにより、流量検出部4および気体温度検出部5は、ダイアフラム構造をとり、流量検出部4および気体温度検出部5の熱容量が下がり、気体の流量や温度の変化に敏感に反応できる。
【0010】
ここで、流量検出部4、気体温度検出部5、流量検出用配線7a〜7dおよび気体温度検出用配線7e、7fは、絶縁性支持膜3上に成膜された感熱抵抗膜である白金膜を、写真製版技術およびエッチング技術を用いてパターニングして形成されている。そして、流量検出部4および気体温度検出部5は櫛歯状パターンに形成され、流量検出用配線7a〜7dはそれぞれ電極端子6a〜6dと流量検出部4の櫛歯状パターンの端部とを略直線的に接続するように形成され、気体温度検出用配線7e、7fはそれぞれ流量検出部4の側部を通って電極端子6e、6fと気体温度検出部5の櫛歯状パターンの端部とを接続するように形成されている。この気体温度検出用配線7e、7fは、流量検出部4に沿って隣接して配線される第1配線部11と、この第1配線部11から気体温度検出部5の櫛歯状パターンの端部に至る第2配線部12とを備えている。
【0011】
このように構成された従来の気体流量・温度測定素子1は、電極端子6a〜6fがボンディングワイヤ(図示せず)を介して制御回路(図示せず)に電気的に接続され、流量検出部4と気体温度検出部5との配列方向が被計測流体である空気の流れ方向Aと直交するように配設される。そして、絶縁性保護膜8上を流れる空気の温度が気体温度検出部5を介して検出される。
そして、加熱電流が流量検出部4に流され、流量検出部4が加熱される。この流量検出部4で発熱された熱は、流量検出部4上を流れる空気に伝達され、流量検出部4の温度が低下する。そして、空気の流量が大きくなれば、流量検出部4から空気に伝達される熱量が多くなり、流量検出部4の温度低下が大きくなる。一方、空気の流量が小さくなれば、流量検出部4から空気に伝達される熱量が少なくなり、流量検出部4の温度低下が小さくなる。
【0012】
そこで、流量検出部4に流れる加熱電流が、流量検出部4の平均温度が気体温度検出部5で検出された空気の温度に対して所定の温度だけ高くなるように制御回路によって制御される。このように、流量検出部4に流される加熱電流が空気の流量の関数となり、この加熱電流を空気の質量流量信号として取り出して、空気の流量を検出している。従って、この種の流量センサにおいては、流量検出部4上を流れる空気の温度を正確に測定することが、空気の流量を正確に検出する上で極めて重要となる。
【0013】
【発明が解決しようとする課題】
このように構成された従来の気体流量・温度測定素子1では、流量検出部4および気体温度検出部5が平板状基板2上に配置されているので、流量検出部4および気体温度検出部5が単一の部材に支持され、部品点数の削減が図られ、部品コストおよび組み立てコストの低減が図れる。また、流量検出部4および気体温度検出部5を近接して配置できるので、小型化が図られるとともに、気体温度検出部5が流量検出部4上を流れる空気の温度を検出できる。そこで、流量検出部4上を流れる空気の温度に対して所定の温度だけ高くなるように流量検出部4の平均温度を制御でき、空気の流量の検出精度が向上される。
【0014】
しかしながら、電極端子6e、6fと気体温度検出部5の櫛歯状パターンの端部とを接続する気体温度検出用配線7e、7fの一部、即ち第1配線部11が、流量検出部4に沿って近接して配置されてしまうので、流量検出部4で発熱された熱が絶縁性支持膜3および絶縁性保護膜8を介して第1配線部11に熱伝導され、さらに流量検出部4で発熱された熱が空気を介して流量検出部4の下流側に配置された第1配線部11に熱伝達される。そして、第1配線部11に輸送された熱は、第2配線部12を介して気体温度検出部5に熱伝導されるので、気体温度検出部5が空気の温度を正確に検出できなくなり、空気の流量の検出精度が悪化してしまう、という課題があった。
特に、気体流量・温度測定素子1を小型化する場合には、第1配線部11と流量検出部4との間の距離を十分にとることができず、上述の空気の流量の検出精度の悪化が顕著となる。
【0015】
この発明は、上記の課題を解消するためになされたもので、流量検出部に沿って近接して配置される第1配線部から気体温度検出部に至る第2配線部に高熱抵抗部を設けて、第1配線部から第2配線部を介して気体温度検出部に熱伝導される熱量を低減し、流量検出部で発生する熱の気体温度検出部への影響を抑えて、気体温度検出部による被計測流体の温度の検出精度を高め、流量検出精度の高い小型の気体流量・温度測定素子を提供することを目的とする。
また、流量検出部に沿って近接して配置される第1配線部の熱容量を高めて、流量検出部で発生する熱が第1配線部に熱伝導および熱伝達された際の第1配線部における温度上昇を抑え、第1配線部から第2配線部を介して気体温度検出部に熱伝達される熱量を低減し、流量検出部で発生する熱の気体温度検出部への影響を抑えて、気体温度検出部による被計測流体の温度の検出精度を高め、流量検出精度の高い小型の気体流量・温度測定素子を提供することを目的とする。
【0016】
【課題を解決するための手段】
この発明は、平板状基板と、上記平板状基板の表面に形成された感熱抵抗膜からなる流量検出部と、上記平板状基板の表面に上記流量検出部から離反して形成された感熱抵抗膜からなる気体温度検出部と、上記流量検出部を挟んで上記気体温度検出部に相対するように上記平板状基板の表面端部に形成された流量検出用および気体温度検出用の電極端子と、上記流量検出用電極端子と上記流量検出部とを接続するように上記平板状基板の表面に形成された流量検出用配線と、上記気体温度検出用電極端子と上記気体温度検出部とを接続するように上記平板状基板の表面に形成された気体温度検出用配線と、上記流量検出部および上記気体温度検出部のそれぞれの下部に上記平板状基板の裏面側から形成されたキャビティとを備えた気体流量・温度測定素子において、上記気体温度検出用配線は、上記流量検出部に沿って近接して該流量検出部と略等しい長さに配設された第1配線部と、該第1配線部から上記気体温度検出部に至るように配設された第2配線部とを有し、高熱抵抗部が上記第2配線部の少なくとも一部に形成されているものである。
【0017】
また、上記高熱抵抗部は上記第2配線部の熱伝導断面積を小さくして構成されているものである。
【0018】
また、上記高熱抵抗部は上記第1および第2配線部に対して熱伝導率の小さい材料で構成されているものである。
【0019】
また、平板状基板と、上記平板状基板の表面に形成された感熱抵抗膜からなる流量検出部と、上記平板状基板の表面に上記流量検出部から離反して形成された感熱抵抗膜からなる気体温度検出部と、上記流量検出部を挟んで上記気体温度検出部に相対するように上記平板状基板の表面端部に形成された流量検出用および気体温度検出用の電極端子と、上記流量検出用電極端子と上記流量検出部とを接続するように上記平板状基板の表面に形成された流量検出用配線と、上記気体温度検出用電極端子と上記気体温度検出部とを接続するように上記平板状基板の表面に形成された気体温度検出用配線と、上記流量検出部および上記気体温度検出部のそれぞれの下部に上記平板状基板の裏面側から形成されたキャビティとを備えた気体流量・温度測定素子において、上記気体温度検出用配線は、上記流量検出部に沿って近接して該流量検出部と略等しい長さに配設された第1配線部と、該第1配線部から上記気体温度検出部に至るように配設された第2配線部とを有し、上記第2配線部が上記流量検出部および上記気体温度検出部に対して厚膜に形成されているものである。
【0020】
また、上記流量検出用および気体温度検出用の電極端子が上記第1配線部と同材料で同膜厚に形成されているものである。
【0021】
また、平板状基板と、上記平板状基板の表面に形成された感熱抵抗膜からなる流量検出部と、上記平板状基板の表面に上記流量検出部から離反して形成された感熱抵抗膜からなる気体温度検出部と、上記流量検出部を挟んで上記気体温度検出部に相対するように上記平板状基板の表面端部に形成された流量検出用および気体温度検出用の電極端子と、上記流量検出用電極端子と上記流量検出部とを接続するように上記平板状基板の表面に形成された流量検出用配線と、上記気体温度検出用電極端子と上記気体温度検出部とを接続するように上記平板状基板の表面に形成された気体温度検出用配線と、上記流量検出部および上記気体温度検出部のそれぞれの下部に上記平板状基板の裏面側から形成されたキャビティとを備えた気体流量・温度測定素子において、上記気体温度検出用配線は、上記流量検出部に沿って近接して該流量検出部と略等しい長さに配設された第1配線部と、該第1配線部から上記気体温度検出部に至るように配設された第2配線部とを有し、上記第1配線部の少なくとも一部が上記流量検出部および上記気体温度検出部に対して電気抵抗の温度依存性の小さい材料で構成されているものである。
【0022】
また、電気抵抗の温度依存性の小さい材料で構成された上記第1配線部の部位が上記流量検出部および上記気体温度検出部に対して厚膜に形成されているものである。
【0023】
また、上記流量検出用および気体温度検出用の電極端子が電気抵抗の温度依存性の小さい材料で構成された上記第1配線部の部位と同材料で同膜厚に形成されているものである。
【0024】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図について説明する。
実施の形態1.
図1はこの発明の実施の形態1に係る気体流量・温度測定素子を示す上面図である。なお、図において、従来の気体流量・温度測定素子1と同一又は相当部分には同一符号を付し、その説明を省略する。また、図1中、ハッチングは第1配線部22および第2配線部23の形成領域を示している。
【0025】
図1において、気体流量・温度測定素子20では、気体温度検出用配線21が、流量検出部4に沿って近接して該流量検出部4と略等しい長さに配設された第1配線部22と、第1配線部22から気体温度検出部5の櫛歯状パターンの端部に至るように配設された第2配線部23とを有し、電極端子6e、6fと気体温度検出部5とを接続するように形成されている。そして、第2配線部23の一部の幅が小さく形成され、熱の伝導方向と直交する断面積を小さくしている。そして、該断面積を小さくした部位は、熱抵抗が大きくなり、高熱抵抗部24を構成している。
なお、他の構成は従来の気体流量・温度測定素子1と同様に構成されている。
【0026】
ここで、この気体流量・温度測定素子20の製造方法について説明する。
まず、窒化シリコンを、スパッタ、CVD等の方法により、単結晶珪素からなる平板状基板2の表面の全面に例えば1μmの厚さに成膜して、平板状基板2上に絶縁性支持膜3を形成する。ついで、感熱抵抗材である白金を、蒸着やスパッタ等の方法により、絶縁性支持膜3の表面の全面に例えば0.2μmの厚さに成膜する。そして、写真製版、ウエットエッチング(あるいはドライエッチング)等の方法を用いて、白金膜をパターニングし、櫛歯状パターンの流量検出部4および気体温度検出部5、電極端子6a〜6f、流量検出用配線7a〜7dおよび気体温度検出用配線21を形成する。この時、気体温度検出用配線21を構成する第2配線部23の一部の幅が小さく形成され、高熱抵抗部24を形成している。
さらに、窒化シリコンを、スパッタ、CVD等の方法により、絶縁性支持膜3の表面の全面に例えば1μmの厚さに成膜して、絶縁性保護膜8を形成する。その後、写真製版、ウエットエッチング(あるいはドライエッチング)等の方法を用いて、電極端子6a〜6fの上の絶縁性保護膜8を除去する。
【0027】
ついで、平板状基板2の裏面の全面にレジストを塗布し、裏面保護膜(図示せず)を形成する。そして、写真製版等を用いて、裏面保護膜の一部を除去して、エッチングホール(図示せず)を形成する。その後、例えばアルカリエッチングを施して、平板状基板2の裏面側から絶縁性支持膜3に至るように平板状基板2を除去し、キャビティ9、10を形成する。これにより、流量検出部4および気体温度検出部5がキャビティ9、10上に形成される。そこで、流量検出部4および気体温度検出部5は、ダイアフラム構造をとり、流量検出部4および気体温度検出部5の熱容量が下がり、気体の流量や温度の変化に敏感に反応できる。ここでは、KOH、TMAH(Tetra Methyl Ammonium Hydroxide)、NaOH等がエッチャントとして使用される。
【0028】
このように作製された気体流量・温度測定素子20は、従来の気体流量・温度測定素子1と同様に、絶縁性保護膜8が除去された電極端子6a〜6fの部位がボンディングワイヤ(図示せず)を介して制御回路(図示せず)に電気的に接続され、流量検出部4と気体温度検出部5との配列方向が被計測流体である空気の流れ方向Aに対して直交するように配設される。そして、空気が絶縁性保護膜8上を流れ、空気の温度が気体温度検出部5を介して検出される。
そこで、流量検出部4に流れる加熱電流が、流量検出部4の平均温度が気体温度検出部5で検出された空気の温度に対して所定の温度だけ高くなるように制御回路によって制御される。そして、この加熱電流が空気の質量流量信号として取り出され、空気の流量を検出している。
【0029】
この実施の形態1においても、流量検出部4で発熱された熱が、絶縁性支持膜3および絶縁性保護膜8を介して、流量検出部4に沿って近接して配置されている第1配線部22に熱伝導され、さらに流量検出部4で発熱された熱が空気を介して流量検出部4の下流側に配置された第1配線部22に熱伝達される。
しかしながら、第2配線部23の一部が幅を小さく形成され、熱の伝導方向と直交する熱伝導断面積が小さな高熱抵抗部24に構成されているので、流量検出部4から第1配線部22に輸送された熱は、第2配線部23の高熱抵抗部24まで熱伝導されると、高熱抵抗部24でその周囲および平板状基板2の裏面側に拡散され、第1配線部22から第2配線部23を介して気体温度検出部5に熱伝導される熱量が低減される。これにより、流量検出部4での発熱に起因する気体温度検出部5による空気の温度の検出精度の低下が抑えられ、空気の温度の検出精度が高められる。
【0030】
このように、この実施の形態1においては、流量検出部4および気体温度検出部5が平板状基板2上に配置されているので、流量検出部4および気体温度検出部5が単一の部材に支持され、部品点数の削減が図られ、部品コストおよび組み立てコストの低減が図れる。また、流量検出部4および気体温度検出部5を近接して配置できるので、小型化が図られる。さらに、第2配線部23の一部に高熱抵抗部24が形成されているので、流量検出部4で発生する熱が第1および第2配線部22、23を介して気体温度検出部5に熱伝導されにくくなり、気体温度検出部5が流量検出部4上を流れる空気の温度を正確に検出できる。そこで、流量検出部4上を流れる空気の温度に対して所定の温度だけ高くなるように流量検出部4の平均温度を制御でき、空気の流量の検出精度が向上される。
【0031】
また、この実施の形態1によれば、高熱抵抗部24が第2配線部23の一部の幅を小さくして形成されているので、絶縁性支持膜3上に成膜された白金膜をパターニングして流量検出部4、気体温度検出部5、電極端子6a〜6f、流量検出用配線7a〜7dおよび気体温度検出用配線21を形成する際に、高熱抵抗部24を同時に形成できる。つまり、製造工程を増やすことなく高熱抵抗部24を形成することができ、気体流量・温度測定素子の生産性が高められる。
【0032】
なお、上記実施の形態1では、感熱抵抗材として白金を用いるものとしているが、感熱抵抗材は白金に限定されるものではなく、固有抵抗変化の温度依存性が大きく、かつ、温度変化に対する線形性の高い材料であればよく、例えばニッケル、パーマロイ等を用いることができる。
また、上記実施の形態1における各構成要素は上記の膜厚に限定されるものではなく、仕様によって適宜設定されるものである。なお、他の実施の形態においても同様である。
【0033】
実施の形態2.
図2はこの発明の実施の形態2に係る気体流量・温度測定素子を示す上面図、図3は図2のIII−III矢視断面図である。
図2および図3において、気体温度検出用配線21Aが、流量検出部4に沿って近接して該流量検出部4と略等しい長さに配設された第1配線部22と、第1配線部22から気体温度検出部5の櫛歯状パターンの端部に至るように配設された第2配線部23Aとを有し、電極端子6e、6fと気体温度検出部5の櫛歯状パターンの両端とを接続するように形成されている。そして、第2配線部23Aの膜厚は、第1配線部22より薄く形成されている。
なお、この実施の形態2では、幅の狭い高熱抵抗部24を有する第2配線部23に代えて薄厚の第2配線部23Aを形成している点を除いて、上記実施の形態1と同様に構成されている。
【0034】
ここで、この気体流量・温度測定素子20Aの製造方法について説明する。
まず、窒化シリコンを平板状基板2の表面の全面に例えば1μmの厚さに成膜して、平板状基板2上に絶縁性支持膜3を形成する。ついで、白金を絶縁性支持膜3の表面の全面に例えば0.1μmの厚さに成膜する。そして、写真製版技術を用いてレジストを第2配線部23Aの形成領域上に形成した後、白金を絶縁性支持膜3の表面の全面に例えば0.1μmの厚さに成膜する。
ついで、第2配線部23Aの形成領域上のレジストを除去した後、写真製版、ウエットエッチング(あるいはドライエッチング)等の方法を用いて、白金膜をパターニングし、櫛歯状パターンの流量検出部4および気体温度検出部5、電極端子6a〜6f、流量検出用配線7a〜7dおよび気体温度検出用配線21Aを形成する。
ついで、窒化シリコンを絶縁性支持膜3の表面の全面に例えば1μmの厚さに成膜して、絶縁性保護膜8を形成する。その後、電極端子6a〜6fの上の絶縁性保護膜8を除去する。さらに、上記実施の形態1と同様に、キャビティ9、10を形成し、気体流量・温度測定素子20Aを得る。
【0035】
このように作製された気体流量・温度測定素子20Aでは、第1配線部22の膜厚が、上記実施の形態1と同様に0.2μmに形成され、第2配線部23Aの膜厚が例えば0.1μmに形成されている。そこで、第2配線部23Aにおける熱の伝導方向と直交する熱伝導断面積は、第1配線部22における熱の伝導方向と直交する熱伝導断面積より小さくなる。従って、第2配線部23Aの熱抵抗が第1配線部22に比べて大きくなり、第2配線部23Aの全体が高熱抵抗部を構成する。
【0036】
この気体流量・温度測定素子20Aにおいても、流量検出部4で発熱された熱は、絶縁性支持膜3および絶縁性保護膜8を介して、流量検出部4に沿って近接して配置されている第1配線部22に熱伝導され、さらに流量検出部4で発熱された熱が空気を介して流量検出部4の下流側に配置された第1配線部22に熱伝達される。
そして、第2配線部23Aは、その膜厚が薄く形成され、熱の伝導方向と直交する断面積の小さな高熱抵抗部を構成しているので、流量検出部4から第1配線部22に輸送された熱は、第2配線部23Aに熱伝導されると、その周囲および平板状基板2の裏面側に拡散され、気体温度検出部5側への熱伝導量が低減される。これにより、流量検出部4での発熱に起因する気体温度検出部5による空気の温度の検出精度の低下が抑えられ、空気の温度の検出精度が高められる。
【0037】
なお、上記実施の形態2では、第2配線部全体の膜厚を薄く形成して第2配線部の全体を高熱抵抗部に構成するものとしているが、第2配線部の一部の膜厚を薄く形成し、第2配線部の一部を熱伝導断面積が小さな高熱抵抗部に構成するものとしてもよい。この場合、高熱抵抗部は第2配線部の熱伝導経路を横断するように形成することになる。
【0038】
実施の形態3.
上記実施の形態1、2では、第2配線部の熱伝導経路の少なくとも1部に高熱抵抗部を形成し、高熱抵抗部で熱の移動を抑えて気体温度検出部5に熱伝導する熱量を低減させるものであるが、この実施の形態3では、第1配線部22Bに高熱容量部を形成し、流量検出部4から第1配線部22Bに輸送された熱に起因する第1配線部22Bの温度上昇を抑制して、気体温度検出部5に熱伝導する熱量を低減するものである。
【0039】
図4はこの発明の実施の形態3に係る気体流量・温度測定素子を示す上面図である。
図4において、気体温度検出用配線21Bが、流量検出部4に沿って近接して該流量検出部4と略等しい長さに配設された第1配線部22Bと、第1配線部22Bから気体温度検出部5の櫛歯状パターンの端部に至るように配設された第2配線部23Bとを有し、電極端子6e、6fと気体温度検出部5の櫛歯状パターンの両端とを接続するように形成されている。そして、第1配線部22Bの膜厚は、流量検出部4、気体温度検出部5および第1配線部22Bより厚く形成されて、高熱容量部を構成している。
【0040】
ここで、この実施の形態3による気体流量・温度測定素子20Bの製造方法について説明する。
まず、窒化シリコンを平板状基板2の表面の全面に例えば1μmの厚さに成膜して、平板状基板2上に絶縁性支持膜3を形成する。ついで、白金を絶縁性支持膜3の表面の全面に例えば0.2μmの厚さに成膜する。そして、写真製版技術を用いてレジストを第1配線部22Bの形成領域上が開口するように形成した後、白金を絶縁性支持膜3の表面の全面に例えば0.1μmの厚さに成膜する。
ついで、レジストを除去した後、写真製版、ウエットエッチング(あるいはドライエッチング)等の方法を用いて、白金膜をパターニングし、櫛歯状パターンの流量検出部4および気体温度検出部5、電極端子6a〜6f、流量検出用配線7a〜7dおよび気体温度検出用配線21Bを形成する。
その後、上記実施の形態2と同様にして、絶縁性保護膜8およびキャビティ9、10を形成し、気体流量・温度測定素子20Bを得る。
【0041】
このように作製された気体流量・温度測定素子20Bでは、流体検出部4、気体温度検出部5および第2配線部23Bの膜厚が例えば0.2μmに形成され、第1配線部22Bの膜厚が例えば0.3μmに形成されている。そこで、第1配線部22Bの膜厚が厚く形成されているので、第1配線部22Bは熱容量の大きな高熱容量部を構成する。
そして、流量検出部4で発生する熱が絶縁性支持膜3および絶縁性保護膜8を介して、あるいは空気を介して第1配線部22Bに輸送されると、第1配線部22Bはその熱容量に応じて温度上昇することになるが、第1配線部22Bの熱容量が大きくなっているので、上記実施の形態1、2に比べて、第1配線部22Bの温度上昇は小さくなる。これにより、流量検出部4から第1配線部22Bおよび第2配線部23Bを介して気体温度検出部5に移動される熱量が小さくなり、気体温度検出部5による空気の温度検出精度の低下が抑えられる。
また、第1配線部22Bの膜厚が厚く形成されているので、第1配線部22Bの電気抵抗が小さくなる。そこで、電極端子6e、6f間の電気抵抗に対する第1配線部22Bの電気抵抗の比率が小さくなり、気体温度検出部5による空気の温度検出精度が高められる。
【0042】
ここで、電極端子6a〜6fから他の基板に電気信号を取り出す方法として、一般的にワイヤボンディングが用いられている。このワイヤボンディングは、数十〜数百μmの直径を有するボンディングワイヤを電極端子6a〜6fに金属的に接合するもので、ボンディングワイヤには、アルミニウム、金、銅等の材料、あるいはこれらの金属に添加元素を加えた材料が一般に用いられる。また、その接合は、超音波振動等の機械的エネルギーを印加することによって行われ、場合によっては基板加熱方式等で熱エネルギーを併用しながら行われる。
このワイヤボンディングは、接合に機械的エネルギーを用いているので、電極端子6a〜6fおよびその周辺、また電極端子6a〜6fの真下の平板状基板2にダメージが加わる。そこで、ワイヤボンディングによるダメージを抑制することが、ワイヤボンディング工程の生産安定性および気体流量・温度測定素子の信頼性を高める上で重要となる。
【0043】
この実施の形態3において、電極端子6a〜6fを第1配線部22Bと同等の膜厚に形成するようにしてもよい。この場合、電極端子6a〜6fの膜厚は上記実施の形態1、2に比べて厚くなり、ワイヤボンディングによるダメージの緩衝層として機能する。そこで、ワイヤボンディングによる電極端子6a〜6fおよびその周辺、さらに電極端子6a〜6fの真下の平板状基板2に加わるダメージが低減され、ワイヤボンディング工程の生産安定性および気体流量・温度測定素子の信頼性が高められる。
【0044】
また、上記実施の形態3では、第2配線部23Bが流量検出部4および気体温度検出部5と同じ膜厚に形成されているものとしているが、第2配線部23Bを第1配線部22Bと同じ膜厚に形成してもよい。この場合、第2配線部22Bにおいても、熱伝導に起因する温度上昇が小さくなり、電気抵抗も小さくなり、気体温度検出部5による空気の温度検出精度が一層高められる。
また、上記実施の形態3において、第2配線部23Bの一部に高熱抵抗部を形成するようにしてもよい。この場合、第2配線部を介して気体温度検出部5に熱伝導される熱量が高熱抵抗部により低減され、気体温度検出部5による空気の温度検出精度が一層高められる。
【0045】
実施の形態4.
図5はこの発明の実施の形態4に係る気体流量・温度測定素子を示す上面図である。
図5において、気体温度検出用配線21Cが、流量検出部4に沿って近接して該流量検出部4と略等しい長さに配設された第1配線部22と、第1配線部22から気体温度検出部5の櫛歯状パターンの端部に至るように配設された第2配線部23Cとを有し、電極端子6e、6fと気体温度検出部5の櫛歯状パターンの両端とを接続するように形成されている。そして、第1および第2配線部22、23Cの材料より低い熱伝導率を有する材料からなる高熱抵抗部25が第2配線部23Cの一部に形成されている。
なお、この実施の形態4では、幅の狭い高熱抵抗部24を有する第2配線部23に代えて低熱伝導率を有する材料からなる高熱抵抗部25を有する第2配線部23Cを形成している点を除いて、上記実施の形態1と同様に構成されている。
【0046】
ここで、この気体流量・温度測定素子20Cの製造方法について説明する。
まず、窒化シリコンを平板状基板2の表面の全面に例えば1μmの厚さに成膜して、平板状基板2上に絶縁性支持膜3を形成する。ついで、白金を絶縁性支持膜3の表面の全面に例えば0.2μmの厚さに成膜する。
ついで、写真製版、ウエットエッチング(あるいはドライエッチング)等の方法を用いて、白金膜をパターニングし、櫛歯状パターンの流量検出部4および気体温度検出部5、電極端子6a〜6f、流量検出用配線7a〜7dおよび気体温度検出用配線21Cを形成する。この時、第2配線部23Cの一部が熱伝導経路を横断するように除去される。
ついで、チタンを絶縁性支持膜3の表面に第2配線部23Cの除去部分を連結するように例えば0.2μmの厚さに成膜し、高熱抵抗部25を作製する。
ついで、窒化シリコンを絶縁性支持膜3の表面の全面に例えば1μmの厚さに成膜して、絶縁性保護膜8を形成する。その後、電極端子6a〜6fの上の絶縁性保護膜8を除去する。さらに、上記実施の形態1と同様にして、キャビティ9、10を形成し、気体流量・温度測定素子20Cを得る。
【0047】
このように作製された気体流量・温度測定素子20Cでは、白金より熱伝導率の低いチタンで作製された高熱抵抗部25が第2配線部23Cの一部に熱伝導経路を横断するように形成されている。
そこで、流量検出部4から第1配線部22に輸送された熱が、第2配線部23Cの一部に形成された高熱抵抗部25まで熱伝導されると、その周囲および平板状基板2の裏面側に拡散され、気体温度検出部5側への熱伝導量が低減される。これにより、流量検出部4での発熱に起因する気体温度検出部5による空気の温度の検出精度の低下が抑えられ、空気の温度の検出精度が高められる。
【0048】
なお、上記実施の形態4において、高熱抵抗部25の幅を第2配線部23Cより狭く形成するようにしてもよい。これにより、高熱抵抗部25の熱伝導経路断面積が小さくなり、その熱抵抗がさらに増大するので、第1配線部22から第2配線部23Cを介しての気体温度検出部5への熱移動をさらに低減することができる。
また、上記実施の形態4では、高熱抵抗部25の材料にチタンを用いるものとしているが、高熱抵抗部25の材料はチタンに限定されるものではなく、第1および第2配線部22、23Cの材料、ここでは白金より低い熱伝導率を有している材料であればよく、例えばタンタル、タングステン、モリブデン等を用いることができる。
【0049】
実施の形態5.
図6はこの発明の実施の形態5に係る気体流量・温度測定素子を示す上面図である。
図6において、気体温度検出用配線21Dが、流量検出部4に沿って近接して該流量検出部4と略等しい長さに配設された第1配線部22Dと、第1配線部22Dから気体温度検出部5の櫛歯状パターンの端部に至るように配設され、一部に高熱抵抗部24が形成された第2配線部23とを有し、電極端子6e、6fと気体温度検出部5の櫛歯状パターンの両端とを接続するように形成されている。そして、第1配線部22Dが流量検出部4および気体温度検出部5の材料、ここでは白金より抵抗の温度依存性が小さい材料で作製されている。
なお、この実施の形態5では、感熱抵抗材からなる第1配線部22に代えて抵抗の温度依存性が小さい材料からなる第1配線部22Dを形成している点を除いて、上記実施の形態1と同様に構成されている。
【0050】
ここで、この気体流量・温度測定素子20Dの製造方法について説明する。
まず、窒化シリコンを平板状基板2の表面の全面に例えば1μmの厚さに成膜して、平板状基板2上に絶縁性支持膜3を形成する。ついで、白金を絶縁性支持膜3の表面の全面に例えば0.2μmの厚さに成膜する。
ついで、写真製版、ウエットエッチング(あるいはドライエッチング)等の方法を用いて、白金膜をパターニングし、櫛歯状パターンの流量検出部4および気体温度検出部5、電極端子6a〜6f、流量検出用配線7a〜7dおよび気体温度検出用配線21Dを形成する。この時、第1配線部22Dに相当する部位が除去される。
ついで、アルミニウムを絶縁性支持膜3の表面に気体温度検出用配線21Dの除去部分を連結するように例えば0.2μmの厚さに成膜し、第1配線部22Dを作製する。
ついで、窒化シリコンを絶縁性支持膜3の表面の全面に例えば1μmの厚さに成膜して、絶縁性保護膜8を形成する。その後、電極端子6a〜6fの上の絶縁性保護膜8を除去する。さらに、上記実施の形態1と同様にして、キャビティ9、10を形成し、気体流量・温度測定素子20Dを得る。
【0051】
このように作製された気体流量・温度測定素子20Dでは、第1配線部22Dがアルミニウムで作製されているので、第1配線部22Dは、白金で作製された流量検出部4および気体温度検出部5に比べて、抵抗の温度依存性が小さい。
そこで、流量検出部4で発生した熱が第1配線部22Dに輸送されて、第1配線部22Dの温度が上昇しても、第1配線部22Dの抵抗変化は、気体温度検出部5の抵抗変化に比べて極めて小さい。従って、温度変化に起因する電極端子6e、6f間の抵抗変化に対する第1配線部22Dの抵抗変化の比率が極めて小さく、気体温度検出部5による空気の温度検出精度が高められる。
【0052】
また、第1配線部22Dが流量検出部4および気体温度検出部5と異なる材料で作製されているので、流量検出部4および気体温度検出部5の膜厚を厚くすることなく第1配線部22Dの膜厚を厚くすることができる。そこで、流量検出部4および気体温度検出部5の感度を低下させることなく、第1配線部22Dの抵抗を下げることができる。これにより、電極端子6e、6f間の電気抵抗に対する第1配線部22Dの電気抵抗の比率が小さくなり、気体温度検出部5による空気の温度検出精度が高められる。
【0053】
また、高熱抵抗部24が第2配線部23の一部に形成されているので、第1配線部22Dから第2配線部23を介して気体温度検出部5への熱移動は高熱抵抗部24で遮断され、気体温度検出部5側への熱伝導量が低減される。これにより、流量検出部4での発熱に起因する気体温度検出部5による空気の温度の検出精度の低下が抑えられ、空気の温度の検出精度が高められる。
【0054】
なお、上記実施の形態5では、第1配線部22Dの材料にアルミニウムを用いるものとしているが、第1配線部22Dの材料はアルミニウムに限定されるものではなく、流量検出部4および気体温度検出部5の材料、ここでは白金より抵抗の温度依存性が小さい材料であればよく、例えば銅、金、銀等の金属、あるいはそれらのいずれかを主成分とする合金を用いることができる。
また、上記実施の形態5では、第1配線部22Dの全領域をアルミニウムで作製するものとしているが、第1配線部22Dの全領域をアルミニウムで作製する必要はなく、第1配線部22Dの少なくとも一部をアルミニウムで作製すればよい。
【0055】
また、上記実施の形態5では、第2配線部23が流量検出部4および気体温度検出部5の材料(白金)と同じ材料で作製されているものとしているが、第2配線部23を第1配線部22Dと同じ材料で作製するようにしてもよい。この場合、温度変化に起因する電極端子6e、6f間の抵抗変化に対する第2配線部23の抵抗変化の比率が極めて小さくなり、気体温度検出部5による空気の温度検出精度が高められる。
【0056】
実施の形態6.
図7はこの発明の実施の形態6に係る気体流量・温度測定素子を示す上面図、図8は図7のVIII−VIII矢視断面図である。
図7および図8において、気体温度検出用配線21Eが、流量検出部4に沿って近接して該流量検出部4と略等しい長さに配設された第1配線部22Eと、第1配線部22Eから気体温度検出部5の櫛歯状パターンの端部に至るように配設され、一部に高熱抵抗部24が形成された第2配線部23とを有し、電極端子6e、6fと気体温度検出部5の櫛歯状パターンの両端とを接続するように形成されている。そして、第1配線部22Eおよび電極端子6a〜6fが流量検出部4および気体温度検出部5の材料、ここでは白金より抵抗の温度依存性が小さい材料で作製されている。
なお、この実施の形態6は、電極端子6a〜6fが第1配線部22Eと同一材料で作製されている点を除いて、上記実施の形態5と同様に構成されている。
【0057】
ここで、この気体流量・温度測定素子20Eの製造方法について説明する。
まず、窒化シリコンを平板状基板2の表面の全面に例えば1μmの厚さに成膜して、平板状基板2上に絶縁性支持膜3を形成する。ついで、白金を絶縁性支持膜3の表面の全面に例えば0.2μmの厚さに成膜する。
ついで、写真製版、ウエットエッチング(あるいはドライエッチング)等の方法を用いて、白金膜をパターニングし、櫛歯状パターンの流量検出部4および気体温度検出部5、流量検出用配線7a〜7dおよび気体温度検出用配線21Eを形成する。この時、第1配線部22Eおよび電極端子6e、6fに相当する部位が除去される。
ついで、アルミニウムを絶縁性支持膜3の表面に気体温度検出用配線21Eの除去部分を連結するように、かつ、電極端子6a〜6fの形成領域に例えば0.2μmの厚さに成膜する。
ついで、窒化シリコンを絶縁性支持膜3の表面の全面に例えば1μmの厚さに成膜して、絶縁性保護膜8を形成する。その後、電極端子6a〜6fの上の絶縁性保護膜8を除去する。さらに、上記実施の形態5と同様にして、キャビティ9、10を形成し、気体流量・温度測定素子20Eを得る。
【0058】
このように作製された気体流量・温度測定素子20Eでは、第1配線部22Eがアルミニウムで作製されているので、上記実施の形態5と同様に、温度変化に起因する電極端子6e、6f間の抵抗変化に対する第1配線部22Eの抵抗変化の比率が極めて小さく、気体温度検出部5による空気の温度検出精度が高められる。また、上記実施の形態5と同様に、流量検出部4および気体温度検出部5の膜厚を厚くすることなく第1配線部22Eの膜厚を厚くすることができ、流量検出部4および気体温度検出部5の感度を低下させることなく、第1配線部22Eの抵抗を下げることができる。そこで、電極端子6e、6f間の電気抵抗に対する第1配線部22Eの電気抵抗の比率が小さくなり、気体温度検出部5による空気の温度検出精度が高められる。
【0059】
また、高熱抵抗部24が第2配線部23の一部に形成されているので、上記実施の形態5と同様に、流量検出部4での発熱に起因する気体温度検出部5による空気の温度の検出精度の低下が抑えられ、空気の温度の検出精度が高められる。
【0060】
また、電極端子6a〜6fが白金に比べて硬度が低いアルミニウムで作製されているので、電極端子6a〜6fにワイヤボンディングした際、電極端子6a〜6fが緩衝層として機能し、平板状基板2へのダメージを低減することができる。また、電極端子6a〜6fを形成するアルミニウムはボンディングワイヤと同等の硬度を有しているので、ボンディングの安定性が向上される。このことにより、生産性および信頼性の高い気体流量・温度測定素子が得られる。
また、電極端子6a〜6fが流量検出部4および気体温度検出部5と異なる材料で作製されているので、流量検出部4および気体温度検出部5の膜厚を厚くすることなく電極端子6a〜6fの膜厚を厚くすることができる。そこで、流量検出部4および気体温度検出部5の感度を低下させることなく、ワイヤボンディングによる平板状基板2のダメージを低減させることができる。
【0061】
なお、上記実施の形態6では、第1配線部22Eおよび電極端子6a〜6fの材料にアルミニウムを用いるものとしているが、第1配線部22Eおよび電極端子6a〜6fの材料はアルミニウムに限定されるものではなく、流量検出部4および気体温度検出部5の材料、ここでは白金より抵抗の温度依存性が小さい材料であればよい。そして、ワイヤボンディングによる平板状基板2のダメージを低減させることを考慮すれば、電極端子6a〜6fは平板状基板2より硬度が低く、一般的な金やアルミニウムを主成分としたボンディングワイヤと同等の硬度を有していることが望ましく、例えば銅、金、銀等の金属、あるいはそれらのいずれかを主成分とする合金を用いることができる。
【0062】
また、上記実施の形態6では、第2配線部23が流量検出部4および気体温度検出部5の材料(白金)と同じ材料で作製されているものとしているが、第2配線部23を第1配線部22Eと同じ材料で作製するようにしてもよい。この場合、温度変化に起因する電極端子6e、6f間の抵抗変化に対する第2配線部23の抵抗変化の比率が極めて小さくなり、気体温度検出部5による空気の温度検出精度が高められる。
【0063】
なお、上記各実施の形態では、流量検出部4と気体温度検出部5とが平板状基板2上に形成されている気体流量・温度測定素子について説明しているが、この発明は、これに限定されるものではない。例えば、特開平8−219838号公報に記載された従来技術では、流量検出用感熱抵抗体の空気温度特性を補償するための空気温度補償用抵抗素子と、内燃機関の燃料制御に用いるための空気温度を測定するための感熱抵抗素子とを別部材に支持しているが、これらの流量検出用感熱抵抗体、空気温度補償用抵抗素子および感熱抵抗素子を平板状基板2上に形成し、流量検出用感熱抵抗体に近接する配線部に上記各実施の形態の構成を適用するようにしてもよい。この場合、本願と同様の効果が得られるとともに、システムの一層の小型化が図られる。
【0064】
【発明の効果】
この発明は、以上のように構成されているので、以下に記載されているような効果を奏する。
【0065】
この発明によれば、平板状基板と、上記平板状基板の表面に形成された感熱抵抗膜からなる流量検出部と、上記平板状基板の表面に上記流量検出部から離反して形成された感熱抵抗膜からなる気体温度検出部と、上記流量検出部を挟んで上記気体温度検出部に相対するように上記平板状基板の表面端部に形成された流量検出用および気体温度検出用の電極端子と、上記流量検出用電極端子と上記流量検出部とを接続するように上記平板状基板の表面に形成された流量検出用配線と、上記気体温度検出用電極端子と上記気体温度検出部とを接続するように上記平板状基板の表面に形成された気体温度検出用配線と、上記流量検出部および上記気体温度検出部のそれぞれの下部に上記平板状基板の裏面側から形成されたキャビティとを備えた気体流量・温度測定素子において、上記気体温度検出用配線は、上記流量検出部に沿って近接して該流量検出部と略等しい長さに配設された第1配線部と、該第1配線部から上記気体温度検出部に至るように配設された第2配線部とを有し、高熱抵抗部が上記第2配線部の少なくとも一部に形成されている。そこで、流量検出部から第1配線部および第2配線部を介して気体温度検出部に熱移動が高熱抵抗部で抑えられるので、気体温度検出部による空気の温度検出精度が高められ、流量検出精度の高い小型の気体流量・温度測定素子が得られる。
【0066】
また、上記高熱抵抗部は上記第2配線部の熱伝導断面積を小さくして構成されているので、高熱抵抗部を簡易に作製できる。
【0067】
また、上記高熱抵抗部は上記第1および第2配線部に対して熱伝導率の小さい材料で構成されているので、高熱抵抗部を簡易に作製できる。
【0068】
また、平板状基板と、上記平板状基板の表面に形成された感熱抵抗膜からなる流量検出部と、上記平板状基板の表面に上記流量検出部から離反して形成された感熱抵抗膜からなる気体温度検出部と、上記流量検出部を挟んで上記気体温度検出部に相対するように上記平板状基板の表面端部に形成された流量検出用および気体温度検出用の電極端子と、上記流量検出用電極端子と上記流量検出部とを接続するように上記平板状基板の表面に形成された流量検出用配線と、上記気体温度検出用電極端子と上記気体温度検出部とを接続するように上記平板状基板の表面に形成された気体温度検出用配線と、上記流量検出部および上記気体温度検出部のそれぞれの下部に上記平板状基板の裏面側から形成されたキャビティとを備えた気体流量・温度測定素子において、上記気体温度検出用配線は、上記流量検出部に沿って近接して該流量検出部と略等しい長さに配設された第1配線部と、該第1配線部から上記気体温度検出部に至るように配設された第2配線部とを有し、上記第2配線部が上記流量検出部および上記気体温度検出部に対して厚膜に形成されている。そこで、第1配線部の熱容量が大きくなり、流量検出部からの熱輸送に起因する第1配線部の温度上昇が小さいので、気体温度検出部による空気の温度検出精度が高められ、流量検出精度の高い小型の気体流量・温度測定素子が得られる。
【0069】
また、上記流量検出用および気体温度検出用の電極端子が上記第1配線部と同材料で同膜厚に形成されているので、電極端子へのワイヤボンディングに起因する平板状基板へのダメージが低減される。
【0070】
また、平板状基板と、上記平板状基板の表面に形成された感熱抵抗膜からなる流量検出部と、上記平板状基板の表面に上記流量検出部から離反して形成された感熱抵抗膜からなる気体温度検出部と、上記流量検出部を挟んで上記気体温度検出部に相対するように上記平板状基板の表面端部に形成された流量検出用および気体温度検出用の電極端子と、上記流量検出用電極端子と上記流量検出部とを接続するように上記平板状基板の表面に形成された流量検出用配線と、上記気体温度検出用電極端子と上記気体温度検出部とを接続するように上記平板状基板の表面に形成された気体温度検出用配線と、上記流量検出部および上記気体温度検出部のそれぞれの下部に上記平板状基板の裏面側から形成されたキャビティとを備えた気体流量・温度測定素子において、上記気体温度検出用配線は、上記流量検出部に沿って近接して該流量検出部と略等しい長さに配設された第1配線部と、該第1配線部から上記気体温度検出部に至るように配設された第2配線部とを有し、上記第1配線部の少なくとも一部が上記流量検出部および上記気体温度検出部に対して電気抵抗の温度依存性の小さい材料で構成されている。そこで、温度変化に起因する気体温度検出用電極端子間の抵抗変化に対する第1配線部の抵抗変化の比率が小さくなるので、気体温度検出部による空気の温度検出精度が高められ、流量検出精度の高い小型の気体流量・温度測定素子が得られる。
【0071】
また、電気抵抗の温度依存性の小さい材料で構成された上記第1配線部の部位が上記流量検出部および上記気体温度検出部に対して厚膜に形成されているので、第1配線部の電気抵抗が小さくなり、気体温度検出用電極端子間の電気抵抗に対する第1配線部の電気抵抗の比率が小さくなり、気体温度検出部による空気の温度検出精度が高められる。
【0072】
また、上記流量検出用および気体温度検出用の電極端子が電気抵抗の温度依存性の小さい材料で構成された上記第1配線部の部位と同材料で同膜厚に形成されているので、電極端子へのワイヤボンディングに起因する平板状基板へのダメージが低減される。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施の形態1に係る気体流量・温度測定素子を示す上面図である。
【図2】この発明の実施の形態2に係る気体流量・温度測定素子を示す上面図である。
【図3】図2のIII−III矢視断面図である。
【図4】この発明の実施の形態3に係る気体流量・温度測定素子を示す上面図である。
【図5】この発明の実施の形態4に係る気体流量・温度測定素子を示す上面図である。
【図6】この発明の実施の形態5に係る気体流量・温度測定素子を示す上面図である。
【図7】この発明の実施の形態6に係る気体流量・温度測定素子を示す上面図である。
【図8】図7のVIII−VIII矢視断面図である。
【図9】従来の気体流量・温度測定素子を示す上面図である。
【図10】図9のX−X矢視断面図である。
【符号の説明】
2 平板状基板、4 流量検出部、5 気体温度検出部、6a〜6f 電極端子、7a〜7d 流量検出用配線、9、10 キャビティ、20、20A、20B、20C、20D、20E 気体流量・温度測定素子、21、21A、21B、21C、21D、21E 気体温度検出用配線、22、22B、22D、22E 第1配線部、23、23A、23B、23C 第2配線部、24、25 高熱抵抗部。
Claims (8)
- 平板状基板と、上記平板状基板の表面に形成された感熱抵抗膜からなる流量検出部と、上記平板状基板の表面に上記流量検出部から離反して形成された感熱抵抗膜からなる気体温度検出部と、上記流量検出部を挟んで上記気体温度検出部に相対するように上記平板状基板の表面端部に形成された流量検出用および気体温度検出用の電極端子と、上記流量検出用電極端子と上記流量検出部とを接続するように上記平板状基板の表面に形成された流量検出用配線と、上記気体温度検出用電極端子と上記気体温度検出部とを接続するように上記平板状基板の表面に形成された気体温度検出用配線と、上記流量検出部および上記気体温度検出部のそれぞれの下部に上記平板状基板の裏面側から形成されたキャビティとを備えた気体流量・温度測定素子において、
上記気体温度検出用配線は、上記流量検出部に沿って近接して該流量検出部と略等しい長さに配設された第1配線部と、該第1配線部から上記気体温度検出部に至るように配設された第2配線部とを有し、高熱抵抗部が上記第2配線部の少なくとも一部に形成されていることを特徴とする気体流量・温度測定素子。 - 上記高熱抵抗部は上記第2配線部の熱伝導断面積を小さくして構成されていることを特徴とする請求項1記載の気体流量・温度測定素子。
- 上記高熱抵抗部は上記第1および第2配線部に対して熱伝導率の小さい材料で構成されていることを特徴とする請求項1記載の気体流量・温度測定素子。
- 平板状基板と、上記平板状基板の表面に形成された感熱抵抗膜からなる流量検出部と、上記平板状基板の表面に上記流量検出部から離反して形成された感熱抵抗膜からなる気体温度検出部と、上記流量検出部を挟んで上記気体温度検出部に相対するように上記平板状基板の表面端部に形成された流量検出用および気体温度検出用の電極端子と、上記流量検出用電極端子と上記流量検出部とを接続するように上記平板状基板の表面に形成された流量検出用配線と、上記気体温度検出用電極端子と上記気体温度検出部とを接続するように上記平板状基板の表面に形成された気体温度検出用配線と、上記流量検出部および上記気体温度検出部のそれぞれの下部に上記平板状基板の裏面側から形成されたキャビティとを備えた気体流量・温度測定素子において、
上記気体温度検出用配線は、上記流量検出部に沿って近接して該流量検出部と略等しい長さに配設された第1配線部と、該第1配線部から上記気体温度検出部に至るように配設された第2配線部とを有し、上記第2配線部が上記流量検出部および上記気体温度検出部に対して厚膜に形成されていることを特徴とする気体流量・温度測定素子。 - 上記流量検出用および気体温度検出用の電極端子が上記第1配線部と同材料で同膜厚に形成されていることを特徴とする請求項4記載の気体流量・温度測定素子。
- 平板状基板と、上記平板状基板の表面に形成された感熱抵抗膜からなる流量検出部と、上記平板状基板の表面に上記流量検出部から離反して形成された感熱抵抗膜からなる気体温度検出部と、上記流量検出部を挟んで上記気体温度検出部に相対するように上記平板状基板の表面端部に形成された流量検出用および気体温度検出用の電極端子と、上記流量検出用電極端子と上記流量検出部とを接続するように上記平板状基板の表面に形成された流量検出用配線と、上記気体温度検出用電極端子と上記気体温度検出部とを接続するように上記平板状基板の表面に形成された気体温度検出用配線と、上記流量検出部および上記気体温度検出部のそれぞれの下部に上記平板状基板の裏面側から形成されたキャビティとを備えた気体流量・温度測定素子において、
上記気体温度検出用配線は、上記流量検出部に沿って近接して該流量検出部と略等しい長さに配設された第1配線部と、該第1配線部から上記気体温度検出部に至るように配設された第2配線部とを有し、上記第1配線部の少なくとも一部が上記流量検出部および上記気体温度検出部に対して電気抵抗の温度依存性の小さい材料で構成されていることを特徴とする気体流量・温度測定素子。 - 電気抵抗の温度依存性の小さい材料で構成された上記第1配線部の部位が上記流量検出部および上記気体温度検出部に対して厚膜に形成されていることを特徴とする請求項6記載の気体流量・温度測定素子。
- 上記流量検出用および気体温度検出用の電極端子が電気抵抗の温度依存性の小さい材料で構成された上記第1配線部の部位と同材料で同膜厚に形成されていることを特徴とする請求項7記載の気体流量・温度測定素子。
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