JP2006258678A - 熱式流量計測装置 - Google Patents

Abstract

【課題】
従来の熱式流量計測装置は自動車の苛酷な環境に対する配慮が欠けていた。
【解決手段】
本発明による熱式流量計測装置の検出素子はシリコンやセラミック等の熱伝導率の良い材料で構成される平板基板に薄肉部（ダイアフラム）を形成し、薄肉部の表面には測定空気流の温度と所定の温度差に加熱される発熱体として発熱抵抗体と、発熱抵抗体の両側に温度検出手段として温度検出抵抗体と、発熱抵抗体および温度検出抵抗体から信号線を引き出す２０００℃以上の融点を持つ電気伝導体で構成された配線部とパッドにより構成される。
【選択図】図１

Description

本発明は熱式の流量計測装置に係る。

発熱体と前記発熱体の両側に温度検出手段を有する熱式流量計測装置の配線部の材料に関する従来例には、特許文献１に記載された熱式空気流量センサ及び内燃機関制御装置の様に配線部にアルミニウムや金などの低融点金属を用いたものや、特許文献１に記載された熱式空気流量センサ及び内燃機関制御装置の様に配線部にポリシリコンを用いたものや、特許文献２に記載された半導体センサ装置の様に配線部に拡散抵抗を用いたものなどがある。

特開２００２−４８６１６号 特開２００４−２７９０３８号

発熱体と前記発熱体の両側に温度検出手段を有する熱式流量計測装置をエンジンの吸入空気量を計測するための流量計測装置として使用する場合、流量計測装置の配置される環境は非常に苛酷になる。これは熱式流量計測装置が空気流量を計測するためには、熱式流量計測装置の検出素子の表面にエンジンの吸入空気流を直接当てる必要があるからである。このことに関して配線部にアルミニウムや金などの低融点金属を使用した従来例は配慮が欠けていた。

エンジンの吸入空気には無数のダストが含まれ、これが熱式流量計測装置の検出素子の表面に衝突することで検出素子の表面の保護膜を破壊する。特に、低融点の金属材料を配線材料とした場合、保護膜の膜質は悪く機械的にもろい。また、ガソリンに含まれる硫酸，硝酸，塩酸などの酸は保護膜を溶かすと共に、先に説明したダストの衝突による破壊箇所から内部の金属配線に到達しアルミニウムなどの金属を腐食させてしまう。

これに対して、配線部にポリシリコンや拡散抵抗を用いる従来例はシリコンが耐酸性を持つため上記課題に対しては有利であるが、シリコンは金属に比べて抵抗率が高く配線抵抗が大きくなってしまう。この配線抵抗は熱式流量計測装置の感度を低下させ、配線抵抗のバラツキは特性のズレを生じさせる。また、余計な発熱を生じさせて熱式流量計測装置の特性を悪化させる。また、シリコンにはピエゾ抵抗効果があり、取り付け応力の影響を受けると抵抗値が変動し特性の悪化を引き起こす。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、上記した過酷な使用環境でもセンサ部分が受ける損傷を抑制し、且つ、配線抵抗を低抵抗化できるようにした熱式流量計測装置を提供することにある。

上記課題を解決するためには、電流を流すことによって発熱する発熱体と前記発熱体の近傍に設けられた温度検出手段とを有する熱式流量計測素子を電気的に接続する配線部を融点が２０００℃以上である電気伝導体で構成することにより達成される。

本発明によれば、熱式流量計測装置の配線抵抗を低減することで熱式流量計測装置の特性を向上すると共に、自動車の過酷な環境でも使用できる高信頼度な熱式流量計測装置を提供できる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。

まず、本発明の第１の実施例である熱式流量計測装置を図１，図２により説明する。なお、図１は第１の実施例の熱式流量計測装置の検出素子１の平面図、図２は第１の実施例の熱式流量計測装置の検出素子１のＡ−Ａ′の断面図である。

まず、本熱式流量計測装置の検出素子１の構成を図１，図２により説明する。検出素子１はシリコンやセラミック等の熱伝導率の良い材料で構成される平板基板２０に絶縁膜
１９を形成し、平板基板２０を裏面からエッチングすることで絶縁膜１９の下部に空間を形成し、平板基板２０に薄肉部（ダイアフラム）２を形成する。薄肉部２の表面には測定空気流の温度と所定の温度差に加熱される発熱体として発熱抵抗体３と、発熱抵抗体３の両側に温度検出手段として温度検出抵抗体４，１４を形成している。なお、発熱抵抗体３はポリシリコン薄膜，白金薄膜，ニッケル合金薄膜などで作られた抵抗体で電流を流すことで発熱する。また、温度検出抵抗体４，１４もポリシリコン薄膜，白金薄膜，ニッケル合金薄膜などで作られた抵抗体で、これらの抵抗体の抵抗値が温度により変化することを利用して、温度検出抵抗体４，１４が配置された場所の温度を検出する。また、発熱抵抗体３および温度検出抵抗体４，１４は配線部５，６，７，１５，１６，１７を介して、パッド８，９，１０，１１，１２，１３に接続され、外部に配線を取り出せるようにしている。また、発熱抵抗体３，温度検出抵抗体４，１４，配線部５，６，７，１５，１６，
１７は保護膜１８で被覆されている。

本実施例では配線部５，６，７，１５，１６，１７を融点が２０００度以上の金属（タンタル，モリブデン，タングステンなど）あるいは、融点２０００度以上が得られるシリサイド（タンタルシリサイド，モリブデンシリサイド，タングステンシリサイドなど）あるいは、融点２０００度以上が得られるナイトライド（タンタルナイトライド，モリブデンナイトライド，タングステンナイトライドなど）などの電気伝導体を使用した。このことにより、保護膜１８の成膜に高温の熱処理を可能にする。これにより保護膜１８を緻密な膜にすることができ、強い耐酸性と強い機械強度を持つ保護膜１８（シリコン酸化膜，シリコン窒化膜など）を得ることができる。また、ここで使用した配線部の材料である金属、シリサイド、ナイトライドなどの電気伝導体の抵抗率はポリシリコンに比べて１／
１０〜１／１００であり、配線部の配線抵抗による弊害（感度低下，特性バラツキ，発熱など）を低減することが出来る。また、配線部７，１７の様に配線が太くなる部分ではスリットを設けた。これは、一般的に融点の高い電気伝導体の膜は硬く応力が大きくなる為、幅の広い配線は剥がれてしまうので、これを防ぐ為にスリットを設けた。

次に、本発明の第２の実施例である熱式流量計測装置を図３により説明する。なお、図３は第２の実施例の熱式流量計測装置の検出素子の断面図である。

本熱式流量計測装置の検出素子の断面構造は先に示した第１の実施例である熱式流量計測装置の検出素子１とほぼ同一の構造で、本検出素子はシリコンやセラミック等の熱伝導率の良い材料で構成される平板基板２３に絶縁膜２２を形成し、平板基板２３を裏面からエッチングすることで絶縁膜２２の下部に空間を形成し、平板基板２３に薄肉部（ダイアフラム）２７を形成する。薄肉部２７の表面には測定空気流の温度と所定の温度差に加熱される発熱体として発熱抵抗体と発熱抵抗体の両側に温度検出手段として温度検出抵抗体を形成するポリシリコン薄膜２４と、発熱抵抗体と温度検出抵抗体の配線部に当たる部分に融点が２０００度以上の金属薄膜２５（タンタル，モリブデン，タングステンなど）と、金属薄膜２５から端子を取り出すパッド２６と、保護膜２１から構成される。

本実施例ではポリシリコン薄膜２４の発熱抵抗体と温度検出抵抗体の配線部に当たる部分に金属薄膜２５を積層し、熱処理を施すことで一部のポリシリコン薄膜２７をシリサイド化した。本実施例の様にポリシリコン薄膜２４の発熱抵抗体と温度検出抵抗体の配線部にあたる部分をシリサイド化することで、配線部の電気抵抗を低減でき、配線抵抗による弊害（感度低下，特性バラツキ，発熱など）を低減することが出来る。また、金属薄膜
２５に融点が２０００℃以上の材料を使用することで保護膜２１を緻密にする事ができ保護膜２１の耐酸性と機械的強度を向上させることができる。

次に、本発明の第３の実施例である熱式流量計測装置を図４により説明する。なお、図４は第３の実施例の熱式流量計測装置の検出素子の断面図である。

本実施例である熱式流量計測装置の検出素子の断面構造は先に示した第１の実施例である熱式流量計測装置の検出素子１とほぼ同一の構造で、本検出素子はシリコンやセラミック等の熱伝導率の良い材料で構成される平板基板３０に絶縁膜２９を形成し、平板基板
３０を裏面からエッチングすることで絶縁膜２９の下部に空間を形成し、平板基板３０に薄肉部（ダイアフラム）３５を形成する。薄肉部３５の表面には測定空気流の温度と所定の温度差に加熱される発熱体として発熱抵抗体と発熱抵抗体の両側に温度検出手段として温度検出抵抗体を形成するポリシリコン薄膜３１と、発熱抵抗体と温度検出抵抗体の配線部に当たる部分に金属薄膜３２（タンタル，モリブデン，タングステンなど）と、金属薄膜３２から端子を取り出すパッド３４と、金属薄膜３２を被覆するポリシリコン薄膜３３と、保護膜２８から構成される。

本実施例では金属薄膜３２を酸に対して耐性のあるポリシリコン薄膜３３で被覆することで金属薄膜３２を保護することで、金属薄膜３２が酸で腐食することを保護している。また、発熱抵抗体と温度検出抵抗体の配線部に電気抵抗率の小さい金属薄膜３２を用いることで配線抵抗の低減を実現し、配線抵抗による弊害（感度低下，特性バラツキ，発熱など）を低減することが出来る。また、本実勢例の様にポリシリコン薄膜３３で金属薄膜
３２を保護することで、金属薄膜３２をより低融点のアルミニウムや白金を使用することも可能になる。特に、アルミニウムは応力が低く柔らかいので厚い膜を作れるので配線抵抗をより低減できる。

次に、本発明の第４の実施例である熱式流量計測装置を図５により説明する。なお、図５は第４の実施例の熱式流量計測装置の検出素子の断面図である。

本実施例の熱式流量計測装置の検出素子の断面構造は先に示した第１の実施例である熱式流量計測装置の検出素子１とほぼ同一の構造で、本検出素子はシリコンやセラミック等の熱伝導率の良い材料で構成される平板基板３８に絶縁膜３７を形成し、平板基板３８を裏面からエッチングすることで絶縁膜３７の下部に空間を形成し、平板基板３８に薄肉部（ダイアフラム）４２を形成する。薄肉部４２の表面には測定空気流の温度と所定の温度差に加熱される発熱体として発熱抵抗体と発熱抵抗体の両側に温度検出手段として温度検出抵抗体を形成する金属薄膜３９（タンタル，モリブデン，タングステン，白金など）と、金属薄膜３９から端子を取り出すパッド４１と、金属薄膜３９を保護するポリシリコン薄膜４０と、保護膜３６から構成される。

本実施例では金属薄膜３９を酸に対して耐性のあるポリシリコン薄膜４０で被覆することで、金属薄膜３９が酸で腐食することを保護している。この為、発熱抵抗体と温度検出抵抗体に対しても金属を材料としても、酸に対する耐性を確保することができる。また、本実施例実例の様な熱式流量計測装置においては薄肉部４２の断熱性が高いほど流量に対する感度が大きくなる。この為、薄肉部４２を構成する膜の熱伝導率は高い程良い。この目的にポリシリコンは非常に適しており、金属系の材料の１／１０の熱伝導率である。つまり、ポリシリコン薄膜４０はセンサの特性を悪化させることなく、金属薄膜３９を保護することができる。また、ポリシリコン薄膜４０にインプラを打ち込みポリシリコン薄膜４０に電気伝導性を持たせることで、静電シールドも実現でき外来ノイズに対しても強くできる。

次に、本発明の第５の実施例である熱式流量計測装置を図６により説明する。なお、図６は第５の実施例の熱式流量計測装置の検出素子の断面図である。

本実施例の熱式流量計測装置の検出素子の断面構造は先に示した第１の実施例である熱式流量計測装置の検出素子１とほぼ同一の構造で、本検出素子はシリコンやセラミック等の熱伝導率の良い材料で構成される平板基板４８にシリコン酸化膜４７，シリコン窒化膜４６を成膜し、その上部に発熱抵抗体と温度検出抵抗体を構成するポリシリコン薄膜５１と、その上下にシリコン酸化膜４９，５０がポリシリコン薄膜５１を囲うように構成する。更に、その上部にシリコン窒化膜４５を成膜することで、ポリシリコン薄膜５１を完全にシリコン窒化膜４５，４６で囲う。こうすることで、ポリシリコン薄膜５１の抵抗経時変化の要因である水素の侵入をシリコン窒化膜４５，４６で遮断することができる。（シリコン窒化膜は水素の透過率が低い材料である）そして、シリコン窒化膜４５の上部にシリコン酸化膜４４を成膜し、ポリシリコン薄膜５１から配線を引き出すためにシリコン酸化膜４４，シリコン窒化膜４５，シリコン酸化膜５０にコンタクトホールを開け、ここに金属配線５２を設けた。なお、金属は水素の透過率が低い材料であるので、ポリシリコン薄膜５１に水素が侵入することを防ぐことができる。なお、ここで金属配線５２は融点が２０００℃以上の金属が望ましい。これは金属配線５２の保護膜４３を緻密な膜にできるからである。また、金属配線５２から電極を引き出すためにパッド５３を設けた。また、平板基板４８を裏面からエッチングすることでシリコン酸化膜４７の下部に空間を形成し、平板基板４８に薄肉部（ダイアフラム）５４を形成した。

本実施例ではポリシリコン薄膜５１をシリコン窒化膜４６，４５と金属配線５２で周囲を完全に囲うことでポリシリコン薄膜５１の抵抗変化の原因である水素の進入を防げるようした。

次に、本発明の第６の実施例である熱式流量計測装置を図７により説明する。なお、図７は第６の実施例の熱式流量計測装置の検出素子の断面図である。

本実施例の熱式流量計測装置の検出素子の断面構造は先に示した第６の実施例である熱式流量計測装置の検出素子とほぼ同一の構造で、金属配線の引き出し部の構造が異なるだけである。第６の実施例ではシリコン酸化膜４４，シリコン窒化膜４５，シリコン酸化膜５０と異なる材質の膜にコンタクトホールを空けるため、コンタクトホールの断面形状にオーバーハングが生じ、金属配線５２とコンタクトホールの密着性が悪くなる課題がある。この為、本実施例では金属薄膜５５を設けることでこれを解消した。

次に、本発明の第７の実施例である熱式流量計測装置を図８により説明する。なお、図８は第７の実施例の熱式流量計測装置の検出素子の断面図である。

本実施例の熱式流量計測装置の検出素子の断面構造は先に示した第５の実施例である熱式流量計測装置の検出素子とほぼ同一の構造で、本検出素子はシリコンやセラミック等の熱伝導率の良い材料で構成される平板基板６０にシリコン酸化膜５９，シリコン窒化膜
５８を成膜し、その上部に発熱抵抗体と温度検出抵抗体を構成するポリシリコン薄膜６３と、その上下にシリコン酸化膜６１，６２がポリシリコン薄膜６３を囲うように構成する。更に、その上部にシリコン窒化膜５７を成膜することで、ポリシリコン薄膜６３を完全にシリコン窒化膜５７，５８で囲う。こうすることで、ポリシリコン薄膜６３の抵抗経時変化の要因である水素の侵入をシリコン窒化膜５７，５８で遮断することができる。（シリコン窒化膜は水素の透過率が低い材料である）そして、シリコン窒化膜４５の上部にシリコン酸化膜５６を成膜する。ポリシリコン薄膜６３からの配線の引き出しはポリシリコン薄膜６３の製膜後、金属配線６４を配置し、金属配線６４にパッド６５を設けた。なお、ここで金属配線６４は融点が２０００℃以上の金属が望ましい。これは金属配６４を構成した後にシリコン窒化膜５７を成膜するが、この成膜温度が低いと、シリコン窒化膜
５７の膜質が悪く水素を透過するようになる。この為、シリコン窒化膜５７の膜質を良質にするためには金属配線６４の融点は少なくとも２０００℃以上必要になる。また、平板基板６０を裏面からエッチングすることでシリコン酸化膜５９の下部に空間を形成し、平板基板６０に薄肉部（ダイアフラム）６６を形成した。

本実施例ではポリシリコン薄膜６３をシリコン窒化膜５７，５８と金属配線６４で周囲を完全に囲うことでポリシリコン薄膜６３の抵抗変化の原因である水素の進入を防げるようした。

次に、本発明の第８の実施例である熱式流量計測装置を図９により説明する。なお、図９は第７の実施例の熱式流量計測装置の検出素子の平面図である。

本実施例の熱式流量計測装置の検出素子の構造は先に示した第１の実施例である熱式流量計測装置の検出素子１とほぼ同一の構造で、発熱抵抗体３の配線部６７，６８と、配線部６７，６８を引き出すためのパッド６９，７０を追加したものである。こうすることで、発熱抵抗体３の抵抗の測定に４点計測ができるようにして、発熱抵抗体３の抵抗値をより正確に計測できるようにした。

次に、本発明の第９の実施例である熱式流量計測装置を図１０，図１１，図１２，図
１３，図１４，図１５，図１６，図１７，図１８により説明する。なお、図１０は第９の実施例の熱式流量計測装置の検出素子７１の平面図、図１１は第９の実施例の熱式流量計測装置の検出素子７１のＢ−Ｂ′の断面図、図１２は第９の実施例の熱式流量計測装置の検出素子７１の発熱抵抗体９２に関連する部分の平面図の抜粋、図１３は第９の実施例の熱式流量計測装置の検出素子７１の吸気温度検出抵抗９０に関連する部分の平面図の抜粋、図１４は第９の実施例の熱式流量計測装置の検出素子７１の温度差検出抵抗７２，７３，９３，９４に関連する部分の平面図の抜粋、図１５は第９の実施例の熱式流量計測装置の検出素子７１のダイアフラム９１周辺の拡大図、図１６は第９の実施例の熱式流量計測装置の検出素子７１のパッド周辺の拡大図、図１７は第９の実施例の熱式流量計測装置の検出素子７１の配線図、図１８は第９の実施例の検出部７１を動作させる駆動回路である。

本実施例の熱式流量計測装置の検出素子７１はシリコンやセラミック等の熱伝導率の良い材料で構成される平板基板１０９にシリコン酸化膜１０８，シリコン窒化膜１０７，シリコン酸化膜１０６を形成し、この上にポリシリコン薄膜を積層して、このポリシリコン薄膜をパターニングすることで発熱抵抗体９２，吸気温度検出抵抗９０，温度差検出抵抗７２，７３，９３，９４などを形成し、保護膜としてシリコン酸化膜１０５，シリコン窒化膜１０４，シリコン酸化膜１０３を形成し、この上にアルミニウム薄膜を積層し、このアルミニウム薄膜をパターニングすることで配線とパッドを形成する。

また、平板基板１０９を裏面からエッチングすることでシリコン酸化膜１０８の下部に空間を形成し、平板基板１０９にダイアフラム（薄肉部）９１を形成する。ダイアフラム９１には測定空気流の温度と所定の温度差に加熱される発熱体として発熱抵抗体９２と、発熱抵抗体９２の両側に温度差検出手段として温度差検出抵抗７２，７３，９３，９４を形成している。また、発熱抵抗体９２の一端は引き出し配線７８を介してパッド８１に接続され、もう一端は固定抵抗９９に接続され、発熱抵抗体９２と固定抵抗９９の接続点はパッド８２に、また、固定抵抗９９のもう一端はパッド８８に接続している。また、温度差検出抵抗７２，７３，９３，９４は引き出し配線７４，７５，７６，７７，９６，９７，９８により接続されることでブリッジ回路を構成し、温度差検出抵抗７２，７３，９３，９４の各々の接続点はパッド７９，８０，８３，８９に引き出される。なお、発熱抵抗体９２，引き出し配線７８，固定抵抗９９，温度差検出抵抗７２，７３，９３，９４はポリシリコン薄膜をパターニングすることで形成され、引き出し配線７４，７５，７６，
７７，９６，９７，９８はポリシリコン薄膜とアルミニウム薄膜をパターニングすることで形成している。なお、温度差検出抵抗７２，７３，９３，９４はブリッジ回路を構成することで発熱抵抗体９２の両端の温度差を検出するが、この時、引き出し配線７４，７５，７６，７７，９６，９７，９８に対象性が無いとブリッジ回路の出力に誤差を発生させる。この為、引き出し配線７４，７５，７６，７７，９６，９７，９８はブリッジ回路が対象になるように構成している。特に、引き出し配線７４，７５，７６，７７，９６，
９７，９８のポリシリコン薄膜の部分の抵抗値とアルミニウム薄膜の部分の抵抗値は対象性が必要で本検出部では抵抗値が同じになるようにパターンを構成している。これはポリシリコン薄膜の抵抗温度係数とアルミニウム薄膜の抵抗温度係数が大きく異なる為にポリシリコン薄膜の部分の抵抗値とアルミニウム薄膜の部分の抵抗値に対象性が無いとブリッジ回路の出力電圧に大きな温度変化をもたらすからである。また、引き出し配線７４，
７５，７６，７７，９６，９７，９８のポリシリコン薄膜の部分とアルミニウム薄膜の部分の接続部（コンタクト、図中では黒い点として表示）も対称に成るように、接続部の大きさ・数を対象になるようにした。なお、本実施例では引き出し配線７４，７５，７６，７７，９６，９７，９８はポリシリコン薄膜であるが、この引き出し配線７４，７５，
７６，７７，９６，９７，９８を金属にすることで引き出し配線７４，７５，７６，７７，９６，９７，９８の抵抗値を小さくでき、温度差検出抵抗７２，７３，９３，９４で構成されるブリッジ回路の出力を大きくできる。また、発熱抵抗体９２を発熱させる為に発熱抵抗体９２には大きな電流が流れ、これにより引き出し配線７８にも発熱抵抗体９２に流す電流と同じ大きな電流が流れ、これにより引き出し配線７８が発熱し熱式流量計測装置の特性を悪化させるが、引き出し配線７８を金属にすることでこの発熱を低減することもできる。

また、検出素子７１の表面には吸気温度検出抵抗９０，固定抵抗９５，１００もポリシリコン薄膜をパターンニングすることで構成しており、それぞれの抵抗はパッド８１，
８４，８５，８６，８７，８８，１０１，１０２を介して外部に接続できるようになっている。また、固定抵抗１００からパッド８４，８５，８６，８７までの配線長はパッド
８４，８５，８６，８７で各々異なりパッド８４，８５，８６，８７を選択することで固定抵抗１００の抵抗値を微調整できるようにしている。なお、発熱抵抗体９２，固定抵抗９９，吸気温度検出抵抗９０，固定抵抗９５，１００はパッド８４，８５，８６，８７のうちのどれかとパッド１０２を接続することでブリッジ回路を構成する。このブリッジ回路は発熱抵抗体９２の温度を検出する回路として働く。また、先に説明したパッド８４，８５，８６，８７を選択することで固定抵抗１００の抵抗を微調整できるようにすることで、ブリッジ回路のバランス点を調整できるようにしている。こうすることで発熱抵抗体９２，固定抵抗９９，吸気温度検出抵抗９０，固定抵抗９５，１００の加工バラツキを吸収できるようにしている。すなわち、ブリッジ回路の出力が０になる発熱抵抗体９２の温度をパッド８４，８５，８６，８７を選択することで調整できるようにしている。

また、本検出部７１では温度差検出抵抗７２，７３，９３，９４によって構成されるブリッジ回路と、発熱抵抗体９２，吸気温度検出抵抗９０、固定抵抗９９，１００，９５によって構成されるブリッジ回路とで電源及びグランドを完全に分離した。こうすることで大きな電流が流れる発熱抵抗体９２側のブリッジ回路の電流によって、温度差検出抵抗
７２，７３，９３，９４によって構成されるブリッジ回路のグランド電圧が影響されないようにした。

次に、図１８により第９の実施例の検出部７１を動作させる駆動回路の説明をする。本駆動回路は検出素子７１の発熱抵抗体９２，固定抵抗９９，吸気温度検出抵抗９０，固定抵抗９５，１００により構成されるブリッジ回路の出力電圧を増幅する差動増幅器１１２と、差動増幅器１１２の出力で制御され発熱抵抗体９２に電流を流すトランジスタ１１１と、温度差検出抵抗７２，７３，９３，９４により構成されるブリッジ回路の出力電圧を増幅してセンサ出力を出力する差動増幅器１１０により構成される。

本駆動回路は発熱抵抗体９２，固定抵抗９９，吸気温度検出抵抗９０，固定抵抗９５，１００により構成されるブリッジ回路の出力電圧が０に成るように発熱抵抗体９２に流す電流を制御する。ここで発熱抵抗体９２，吸気温度検出抵抗９０，固定抵抗９５，１００は前述したようにポリシリコン薄膜で構成され、それぞれの抵抗体の温度に応じて各抵抗の抵抗値が変化する。この為、本ブリッジ回路の出力電圧は発熱抵抗体９２，固定抵抗
９９，吸気温度検出抵抗９０，固定抵抗９５，１００の抵抗値とそれぞれの抵抗の温度に応じて変化するが、各抵抗の値を適当に選ぶことで発熱抵抗体９２の温度と吸気温度検出抵抗９０の温度が所定の温度差になった時に本ブリッジ回路の出力が０になるように設計しておく。こうすることで本駆動回路は発熱抵抗体９２の温度と吸気温度検出抵抗９０の温度が所定の温度差になるように動作する。また、発熱抵抗体９２の両側の温度を温度差検出抵抗７２，７３，９３，９４により構成されるブリッジ回路で検出し、このブリッジ回路の出力電圧を差動増幅器１１０により増幅することで空気流量に応じたセンサ出力を得る。

第１の実施例の熱式流量計測装置の検出素子１の平面図。 第１の実施例の熱式流量計測装置の検出素子１のＡ−Ａ′の断面図。 第２の実施例の熱式流量計測装置の検出素子の断面図。 第３の実施例の熱式流量計測装置の検出素子の断面図。 第４の実施例の熱式流量計測装置の検出素子の断面図。 第５の実施例の熱式流量計測装置の検出素子の断面図。 第６の実施例の熱式流量計測装置の検出素子の断面図。 第７の実施例の熱式流量計測装置の検出素子の断面図。 第７の実施例の熱式流量計測装置の検出素子の平面図。 第９の実施例の熱式流量計測装置の検出素子７１の平面図。 第９の実施例の熱式流量計測装置の検出素子７１のＢ−Ｂ′の断面図。 第９の実施例の熱式流量計測装置の検出素子７１の発熱抵抗体９２に関連する部分の平面図の抜粋。 第９の実施例の熱式流量計測装置の検出素子７１の吸気温度検出抵抗９０に関連する部分の平面図の抜粋。 第９の実施例の熱式流量計測装置の検出素子７１の温度差検出抵抗７２，７３，９３，９４に関連する部分の平面図の抜粋。 第９の実施例の熱式流量計測装置の検出素子７１のダイアフラム９１周辺の拡大図。 第９の実施例の熱式流量計測装置の検出素子７１のパッド周辺の拡大図。 第９の実施例の熱式流量計測装置の検出素子７１の配線図。 第９の実施例の検出部７１を動作させる駆動回路。

符号の説明

１…検出素子、２…薄肉部、３…発熱抵抗体、４，１４…温度検出抵抗体、５，６，７，１５，１６，１７…配線部、８，９，１０，１１，１２，１３…パッド、１８…保護膜、１９…絶縁膜、２０…平板基板。

Claims (12)

1. 流体中に配置され電流を流すことによって発熱する発熱抵抗体と、
   前記発熱抵抗体の近傍に設けられた温度検出手段と、
   前記温度検出手段と電気的に接続される配線部を有する熱式流量計測装置において、
   前記配線部が２０００℃以上の融点を持つ電気伝導体であることを特徴とする熱式流量計測装置。
2. 請求項１に記載の熱式流量計測装置において、
   前記発熱抵抗体と電気的に接続される配線部を有する熱式流量計測装置において、
   前記配線部が２０００℃以上の融点を持つ電気伝導体であることを特徴とする熱式流量計測装置。
3. 請求項１〜２に記載の熱式流量計測装置において、
   前記配線部が２０００℃以上の融点を持つ金属あるいはシリサイドあるいはナイトライドであることを特徴とする熱式流量計測装置。
4. 請求項１〜３に記載の熱式流量計測装置において、
   前記発熱抵抗体がポリシリコンで構成されることを特徴とする熱式流量計測装置。
5. 請求項１〜４に記載の熱式流量計測装置において、
   前記温度検出手段がポリシリコン抵抗体で構成されることを特徴とする熱式流量計測装置。
6. 請求項１〜５に記載の熱式流量計測装置において、
   前記発熱抵抗体をポリシリコンで被覆したことを特徴とする熱式流量計測装置。
7. 請求項１〜６に記載の熱式流量計測装置において、
   前記温度検出手段をポリシリコンで被覆したことを特徴とする熱式流量計測装置。
8. 請求項１〜７に記載の熱式流量計測装置において、
   前記配線部をポリシリコンで被覆したことを特徴とする熱式流量計測装置。
9. 請求項１〜８に記載の熱式流量計測装置において、
   前記発熱抵抗体をシリコンナイトライドと金属で囲うことを特徴とする熱式流量計測装置。
10. 請求項１〜９に記載の熱式流量計測装置において、
    前記温度検出手段をシリコンナイトライドと金属で囲うことを特徴とする熱式流量計測装置。
11. 請求項６〜８に記載の熱式流量計測装置において、
    前記ポリシリコン被覆に不純物をインプラしたことを特徴とする熱式流量計測装置。
12. 請求項１〜１１に記載の熱式流量計測装置において、
    前記発熱抵抗体から２対の配線部が接続されていることを特徴とする熱式流量計測装置。

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