JP2008020193A - 熱式流量センサ - Google Patents

Abstract

【課題】ダイアフラム部の裏面側に気流が入り込むことを抑制することができると共に、ダイアフラム部の表面と裏面とで差圧が生じることを抑制することができ、正確な流量を測定することができる熱式流量センサを提供する。
【解決手段】基板６と、基板６に保持されたダイアフラム部２と、ダイアフラム部２に設けられた抵抗体３ａ，３ｂ，３ｃと、ダイアフラム部２の裏面に位置する基板６に形成された空洞部７と、表面に開口し、被計測流体に曝される開口部と、開口部と空洞部とを連通する連通路とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、流体の流量を測定するための熱式流量センサに関する。

従来の熱式流量センサは、流量検出素子１０１と、流量検出素子１０１が実装される支持部材９０１とを備えている。図１３は従来の熱式流量センサの流量検出素子１０１を示す平面図、図１４は図１３のＸＩＶ−ＸＩＶ線における断面図である。これらの図に示すように、流量検出素子１０１は次のように構成されている。

流量検出素子１０１は、矩形のシリコン基板６０１と、このシリコン基板６０１の表面上に形成された第１絶縁層８０１ａ、第２絶縁層８０１ｂからなる第１ダイアフラム部７０１ａ、第２ダイアフラム部７０１ｂと、シリコン基板６０１に形成された空洞部７０２ａ、７０２ｂとを備えている。

第１絶縁層８０１ａ、８０１ｂは、ＳｉＯ2及びＳｉＮ等の誘電膜から形成されており、第１ダイアフラム部７０１ａの第1及び第２絶縁層８０１ａ，８０１ｂの間には、抵抗値が温度依存性を示す白金、Ｎｉ等からなる発熱抵抗体３０１ａが設けられている。また同様に、第２ダイアフラム部７０１ｂの第１及び第２絶縁層８０１ａ，８０１ｂの間には、発熱抵抗体３０１ａと同じ材料の抵抗膜からなり、流体の温度を測定する流体温度検出用抵抗体３０１ｂが設けられている。発熱抵抗体３０１ａ及び流体温度検出用抵抗体３０１ｂの両端は、配線４０１によりボンディングパッド５０１に接続されている。

図１５は、流量検出素子１０１が支持部材９０１に実装された熱式流量センサの断面図である。この図１５に示されるように、流量検出素子１０１は、そのダイアフラム部７０１ａ、７０１ｂの表面側で媒体流に接するとともに、ダイアフラム部７０１ａ，７０１ｂの裏面側において、媒体流が入り込みにくいように支持部材９０１に固定されている。流量検出素子１０１のボンディングパッド５０１はボンディングワイヤを介して、外部回路（図示せず）に接続される。図１５に示すように、支持部材９０１はその表面を流れる流体の剥離が生じないように流線形に近い断面形状を呈しており、流量検出素子１０１はダイアフラム部７０１ａ、７０１ｂの表面が支持部材９０１の表面と面一となるように支持部材９０１に埋め込まれる。また、ダイアフラム部７０１ａ、７０１ｂの裏面側には空洞部が設けられ、ダイアフラム部７０１ａ、７０１ｂの発熱抵抗体３０１ａ及び流体温度検出用抵抗体３０１ｂと支持部材９０１との熱絶縁を図っている。

上記のように構成された流量検出素子１０１は以下の手法により作製される。まず、シリコン基板６０１の表面上に絶縁層８０１ａを形成する。そして、この下地となる絶縁層８０１ａの表面に、白金、ニッケル等の抵抗値が温度依存性を示す金属抵抗膜をスパッタあるいは蒸着などの成膜技術により形成する。そして、この金属抵抗膜を写真製版により所望の形状及び抵抗値になるようにパターニングする。その後、絶縁層８０１ｂを保護膜として全体を被覆するように形成し、しかる後に、絶縁層８０１ｂにエッチングを施して、ボンディングパッド５０１を露出させる。さらに、シリコン基板６０１の裏面から絶縁層８０１ａをストッパーとしてシリコン基板６０１をエッチングして、空洞部７０２ａ、７０２ｂを形成すると共に、ダイアフラム部７０１ａ、７０２ｂを形成する（例特許文献１参照）。
特開２００１−３４９７５９号公報

特開２００１−３４９７５９号公報に記載されたような熱式流量センサにおいては、被測定流体がダイアフラム部の裏面側に流れ込みにくい構造となっており、ダイアフラム部の裏面に入り込んだ気流が原因となる検出流量誤差を小さくすることができる。

しかし、計測する流体の圧力が変化した場合にダイアフラム部の表面側と裏面側とで差圧が生じ、これによりダイアフラム部が変形する。その結果、発熱抵抗体から被測定流体への熱伝達が変化してしまう。熱式流量センサはダイアフラム部上に形成された発熱抵抗体の温度変化を用いて流量計測を行うため、発熱抵抗体から被測定流体への熱伝達が変化することで発熱抵抗体の温度が変わってしまい正しい流量を計測することができず、検出流量誤差を生じる原因となる。

本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、ダイアフラム部の裏面側に気流が入り込むことを抑制しつつも、ダイアフラム部の表面側と裏面側とで差圧が生じることを抑制して、正確な流量を測定することができる熱式流量センサを提供することである。

本発明に係る熱式流量センサは、基板と、基板に保持されたダイアフラム部と、ダイアフラム部に設けられた抵抗体と、ダイアフラム部の裏面に位置する基板に形成された空洞部と、表面に開口し、被計測物に曝される開口部と、開口部と空洞部とを連通する連通路とを備える。

本発明に係る熱式流量センサによれば、発熱抵抗体が設けられたダイアフラム部から離隔した位置に導圧口（開口部）を設け、導圧口とダイアフラム部の裏面側の空洞部とを連通路により結ぶ構造にすることにより、ダイアフラム部の裏面側に気流が入り込むことを抑制することができると共に、ダイアフラム部の表面と背面とで差圧が生じることを抑制することができ、正確な流量を測定することができる。

図１から図１２を用いて、本発明に係る実施の形態について説明する。
（実施の形態１）
図１は本発明の実施形態１による熱式流量センサ素子の平面図、図２は図１のＩＩ−ＩＩ線における断面図である。

本実施の形態１に係る熱式流量センサは、図１および図２に示されるように、熱式流量センサ素子１を備えている。この熱式流量センサ素子１は、シリコン等からなる基板６と、基板６の表面上に形成された第１絶縁層８ａと、この第１絶縁層８ａの上面上に形成された第２絶縁層８ｂと、基板６の裏面側に形成された空洞部７とを備えている。

第１絶縁層８ａおよび第２絶縁層８ｂとは、いずれも、酸化シリコン（SiO2）、窒化シリコン（Si3N4）膜および炭化シリコン（SiC）等の電気絶縁層から構成されている。

空洞部７は、第１絶縁層８ａおよび第２絶縁層８ｂが位置する基板６の表面と反対側に位置する表面に形成されており、第１絶縁膜８ａの背面にまで達している。

そして、熱式流量センサ素子１は、空洞部７の基板６の表面側に形成されたダイアフラム部２と、このダイアフラム部２に形成された発熱抵抗体３ｂと、発熱抵抗体３ｂの両側に形成された測温抵抗体３ａ、３ｃとを備えている。

ダイアフラム部２は、空洞部７が位置する第１、第２絶縁層８ａ、８ｂから構成されている。そして、発熱抵抗体３ｂおよび測温抵抗体３ａ、３ｃは、ダイアフラム部２が位置する第１絶縁層８ａと第２絶縁層８ｂとの間に形成されており、発熱抵抗体３ｂおよび測温抵抗体３ａ、３ｃは、白金（Pt）やニッケル（Ni）等の抵抗値が温度特性を持つ材料から構成されている。

そして、発熱抵抗体３ｂおよび測温抵抗体３ａ、３ｃには、それぞれ、配線４が接続されており、各配線４は、外部回路に接続されるボンディングパッド５に接続されている。配線４およびボンディングパッド５は、発熱抵抗体３ｂおよび測温抵抗体３ａ、３ｃと同じ材料から構成されている。

図３は、熱式流量センサ素子の実装構造平面図である。図４は、図３のＩＶ−ＩＶ線における断面図であり、図５は、図３のＶ−Ｖ線における断面図である。

これら図３から図５に示されるように、熱式流量センサ素子１は、素子支持部である整流体９にダイアフラム部７内に被測定流体が入り込みにくいように、整流体９に形成された凹部９ａの開口縁部に接着剤などにより固定されている。

熱式流量センサ素子１のボンディングパッド５は、ボンディングワイヤ１３によりリードフレーム１４に接続されている。そして、このリードフレーム１４を介して熱式流量センサは、外部回路に接続される。

図５に示されるように、ボンディングパッド５とボンディングワイヤ１３とは、キャップ１５により、外部から保護される。すなわち、キャップ１５は、ボンディングパッド５とボンディングワイヤ１３とリードフレーム１４の少なくとも一部を覆うように形成されている。

図１および図４に示されるように、整流体９は、熱式流量センサ素子１の両側においては、一方の側辺部から発熱抵抗体３ｂと測温抵抗体３ａ、３ｃの配列方向に向かうに従って、漸次厚みが厚くなるように形成されており、熱式流量センサ素子１が設けられた部分では、厚みが一定とされている。すなわち、整流体９の断面構造は翼状の流線型とされている。また熱式流量センサ素子１の表面と整流体９の表面とが面一となるようにして、ダイアフラム部２の表面付近で気流の剥離が生じにくくされている。

なお、ダイアフラム部２の裏面側に位置する空洞部７は、空洞状態とされており、何も充填されていない。このように、空洞部７内を空洞状態とすることにより、発熱抵抗体３ｂおよび測温抵抗体３ａ、３ｃから整流体９に熱伝達されることを抑制している。

図３において、被測定流体に曝される整流体９の表面に導圧口１１が形成されている。そして、図５に示されるように、空洞部７と導圧口１１とは，整流体９に形成された連通路１２によって接続されている。

このため、空洞部７の内圧は、被測定流体の圧力と略等しくなり、被測定流体の圧力が測定中に変動したとしても、適宜、空洞部７内の圧力も被測定流体の圧力となるように追従する。このため、測定中においても、空洞部７内の圧力と、被測定流体の圧力に大きな差圧が生じることが抑制されている。これに伴い、流量測定中に、発熱抵抗体３ｂの形状が変形して、発熱抵抗体３ｂから被測定流体へ熱伝達される熱量に変動が生じることを抑制することができる。

導圧口１１は、連通路１２を介して、空洞部７と離れた位置に形成されているので、連通路１２の長さが確保されており、被測定流体が空洞部７内に入り込もうとしても、連通路１２が大きな抵抗となり、空洞部７内に被測定流体が入り込むことが抑制されている。

すなわち、導圧口１１は、１つしか形成されておらず、連通路１２の長さが長いため、空洞部７内の気体と外部の被測定流体との入れ替わりがされ難く、空洞部７内に被測定流体が入り込むことを抑制することができる。

このように、空洞部７内に被測定流体が入り込むことが抑制されているため、空洞部７内は定常状態とされ、空洞部７内の状態が変動することによる発熱抵抗体３ｂから被測定流体への伝熱態様等にばらつきが生じることを抑制することができ、正確な流量測定を行うことができる。

なお、図３において、被測定流体が空洞部７内に入り込むことを抑制するために、連通路１２の延在方向は、被測定流体の流れる方向１７に対して垂直となるように配置される。ここで、被測定流体の流れ方向１７は、被測定流体が流通する管の軸方向と置き換えて考えてもよく、連通路１２の延在方向が、被測定流体が流通する管の軸方向と交差する方向、好ましくは、垂直に交わるように配置する。このように、熱式流量センサを配置することにより、さらに、被測定流体が導圧口１１から空洞部７内に入り込むことを抑制することができる。

上記のように構成された熱式流量センサの製造方法について説明する。上記のように構成された熱式流量センサを製造するには、まず、シリコン基板等の基板６の表面にシリコン酸化膜等の第１絶縁層８ａを形成する。

そして、この第１絶縁層８ａの上面上に、スパッタリング、蒸着、塗布等の成膜方法により、白金（Pt）やニッケル（Ni）等の抵抗値が温度特性を持つ抵抗膜を形成する。次に、この形成された抵抗膜に写真製版とエッチングを施して、所望形状の発熱抵抗体３ｂ、測温抵抗体３ａ、３ｃ、配線４およびボンディングパッド５を形成する。

その後、形成された発熱抵抗体３ｂ、測温抵抗体３ａ、３ｃおよび配線４を覆うように、シリコン酸化膜等の第２絶縁層８ｂを保護膜として形成する。そして、この第２絶縁層８ｂに写真製版とエッチングを施して、ボンディングパッド５一部を露出させて、この露出した配線４にボンディングワイヤ１３を形成する。しかる後に、第２絶縁層８ｂをストッパーとして、第１絶縁層８ａおよび第２絶縁層８ｂが形成された基板６の表面と反対側に位置する基板６の表面にエッチングを施す。

これにより、空洞部７が形成され、空洞部７に位置する絶縁層８ａ，絶縁層８ｂがダイアフラム部２となり、熱式流量センサ素子１が形成される。そして、この形成された熱式流量センサ素子１を、整流体９の凹部９ａの開口部に接着し、さらに、図５に示すキャップ１５を装着することにより、熱式流量センサを製造する。

図６は、上記のようにして製造された熱式流量センサを用いて、流管１６内を流れる被測定流体の流量を測定する様子を示した断面図である。この図６に示されるように、流管１６内に熱式流量センサを配置すると、図１において、測温抵抗体３ａおよび測温抵抗体３ｃの温度は発熱抵抗体３ｂからの熱伝達による加熱と測温抵抗体３ａおよび３ｃ上面上を流通する被測定流体への熱伝達による冷却との平衡により決定されるが、測温抵抗体３ｃは下流側に位置するため測温抵抗体３ｃ上面上に流通する被測定流体は測温抵抗体３ａおよび発熱抵抗体３ｂにより加熱されているため、その温度は測温抵抗体３a上面上に流通する被測定流体の温度よりも高い。このため測温抵抗体３ｃは測温抵抗体３ａ上面上に流通する被測定流体よりも温度の高い被測定流体により冷却されるため、測温抵抗体３ｃの測温抵抗体３ａよりも高くなり、この結果、測温抵抗体３ａと測温抵抗体３ｃとの間で温度差が生じる。

このため、測温抵抗体３ａと測温抵抗体３ｃとをホィーストンブリッジ回路に組み込み、その温度差を電圧に変換する。そして、気体の流速に応じた電圧出力が得られ、その結果、被測定流体の流速を算出することができ、被測定流体の流量も算出することができる。

なお、被測定流体としては、管内を流通する空気などの気体などが挙げられ、さらに詳しくは、自動車の内燃エンジンにガソリン等の燃料と空気を混合して供給する際に、供給される空気等が挙げられる。

（実施の形態２）
図７を用いて、実施の形態２に係る熱式流量センサについて説明する。なお、上記実施の形態１に係る熱式流量センサと同一の構成については、同一の符号を付してその説明を省略する。図７は、本実施の形態２に係る熱式流量センサの断面図である。この図７に示されるように、整流体９には、空洞部７下に位置する部分に導圧口１１１と、この導圧口１１１と空洞部７とを連通する連通路１１１ａが形成されている。

すなわち、整流体９のうち、空洞部７の壁面に貫通孔を形成することで、導圧口１１１と、空洞部７と導圧口１１１とを連通する連通路１１１ａとが形成されている。このため、連通路１１１ａおよび導圧口１１１とを容易に形成することができ、製造コストの低廉化を図ることができる。

なお、本実施の形態２に係る熱式流量センサも、上記実施の形態１に係る熱式流量センサと同様に、導圧口と連通路とを備えているため、上記実施の１に係る熱式流量センサと、同様の作用・効果を得ることができる。

（実施の形態３）
図８および図９を用いて、本実施の形態３に係る熱式流量センサについて説明する。なお、上記実施の形態１に係る熱式流量センサと同一の構成については、同一の符号を付してその説明を省略する。

図８は、本実施の形態３に係る熱式流量センサの平面図であり、図９は、図８のＩＸ−ＩＸ線における断面図である。この図８に示されるように、本実施の形態３に係る熱式流量センサは、発熱抵抗体３ｂおよび測温抵抗体３ａ、３ｃが形成されたダイアフラム部２１と、このダイアフラム部２１から離間した位置に形成されたダイアフラム部（第２ダイアフラムイ部）２２とを備えている。

そして、このダイアフラム部２２の上面に位置する第１絶縁層８ａ、第２絶縁層８ｂには、ダイアフラム部２２の下側に形成された空洞部７２に連通する導圧口１１２が形成されている。図９に示されるように、ダイアフラム部２１の下側に形成された空洞部７１と、ダイアフラム部２２の下側に形成された空洞部７２とを連通する連通路１２１が形成されている。

このため、ダイアフラム部２１下に位置する空洞部７１と、導圧口１１２とは、連通路１２１を介して連通しており、空洞部７１内の圧力と被測定流体の圧力との間に差圧が生じることが抑制されている。連通路１２１は、整流体９に形成されており、空洞部７２下から空洞部７１下に亘って延在している。

このような熱式流量センサを製造工程において、第２絶縁層８ｂに写真製版およびエッチングを施して、ボンディングパッド５を露出させる際に、導圧口１１２となる部分に形成された第１，第２絶縁層８ａ、８ｂもエッチングして除去する。

そして、第１絶縁層８ａ等が形成された基板６の表面と反対側に位置する基板６の表面に、写真製版およびエッチングを施して、空洞部７１および空洞部７２を形成する。この際、既に、導圧口１１２となる部分は、第１絶縁層８ａ、第２絶縁層８ｂが除去されているため、導圧口１１２も同時に形成される。

このように、本実施の形態３に係る熱式流量センサにおいては、導圧口１１２は、加工精度の高い写真製版およびエッチングにより形成することができるので、正確に導圧口１１２を形成することができる。これにより、製造された個々の熱式流量センサの特性にばらつきが生じることを抑制することができる。

また、本実施の形態３に係る熱式流量センサの製造は、上記実施の形態１に係る熱式流量センサの製造工程のうち、ボンディングパッド５を形成する際および空洞部を形成する際に用いられる写真製版用のマスク形状を変更することにより行うことができるこのため、実施の形態１に係る熱式流量センサの製造工程数と、本実施の形態３に係る熱式流量センサの製造工程数とに差が生じないものとなっている。

なお、本実施の形態３に係る熱式流量センサも、上記実施の形態１に係る熱式流量センサと同様に、ダイアフラム部２１内の内圧を被測定流体の圧力に略一致させることができ、上記実施の形態１に係る熱式流量センサと同様の作用・効果を得ることができる。

（実施の形態４）
図１０を用いて、本実施の形態４に係る熱式流量センサについて説明する。図１０は、本実施の形態５に係る熱流量センサの断面図である。なお、上記実施の形態３に係る熱式流量センサと同一の構成については、同一の符号を付してその説明を省略する。

図１０に示されるように、本実施の形態４の熱式流量センサの構成は上記実施の形態３の図９に示す構成とほぼ同じであるが、第１空洞部７１と第2空洞部７２とを結ぶ連通路１２１が熱式流量センサ素子１の基板側に形成されている点で相違している。

これにより素子支持部および整流体９に連通路を形成する必要がなくなる。また連通路１２２は写真製版により形成されるので、加工精度が向上し、熱式流量センサ個々の製造ばらつきが小さくなるので、個々のセンサ特性のばらつきが小さくなり、結果として検出流量誤差が小さくなる。
なお、連通路１２２の形成はダイアフラム部２１、２２の形成に用いる写真製版のマスクを変更することで、ダイアフラム部２１、２２のエッチングするのと同じ工程で形成することができるので、工程を増加させることなく、この実施の形態４の熱式流量センサ素子を作成できる。

（実施の形態５）
図１１を用いて、本実施の形態５に係る熱式流量センサについて説明する。図１１は、本実施の形態５に係る熱式流量センサの平面図である。この図１１に示されるように、連通路１２３は、ダイアフラム部２１の下方に形成された空洞部７１から、導圧口１１２下に形成された空洞部７２とを連通する連通路１２３を備えている。この連通路１２３は、熱式流量センサが測定する被測定流体の流れる方向（流通方向）１７に対して交差する方向に延在する部分と、被測定流体が流れる方向１７に対して沿う方向に延在する部分とを備えている。すなわち、連通路１２３は、被測定流体が流通する管の軸方向に対して交差する方向（垂直に交差する方向）に延びる部分と、軸方向に沿うように延びる部分とを備えている。

このように、連通路１２３は、管の軸方向に対して沿う部分と交差する部分とからなる屈曲部を有しているため、連通路１２３が直線状に形成された場合よりも、被測定流体が連通路１２３内を流れる抵抗が大きくなっている。このため、さらに、空洞部７１内に被測定流体が入り込むことを抑制することができ、検出流量誤差をさらに小さくすることができる。

なお、本実施の形態５に係る熱式流量センサにおいても、上記実施の形態１に係る熱式流量センサと同様に、導圧口１１２と空洞部７１とを連通する連通路１２３を備えているため、同様の作用・効果を得ることができる。

（実施の形態６）
図１２は、実施の形態６に係る熱式流量センサを被測定流体が流れる流管１６内に配置したときの断面図である。なお、上記実施の形態１に係る熱式流量センサと同一の構成については、同一の符号を付してその説明を省略する。

この図１２に示されるように、流管１６は、径方向外方に向けて突出する突出部１６Ａを備えている。このため、突出部１６Ａ内においては、被測定流体の流れが歪なものとなる。これにより、突出部１６Ａ内における被測定流体の流速は、流管１６の中心付近における被検査流体の流速より小さく抑えられている。

そして、熱式流量センサの導圧口１１３が、突出部１６Ａ内に位置するように、熱式流量センサが流管内に配置されている。

このように、導圧口１１３を流管１６の流路よりも入り込んだ位置に配置することにより、導圧口１１３付近の流速が小さくなるので、ダイアフラム部２４の裏面側の空洞部７１への気流の入り込みをより効果的に抑制することができる。また被測定流体中の塵芥が導圧口１１３付近に付着しにくくなるので、導圧口１１３が塞がれて、ダイアフラム部２４の表面と裏面で差圧が生じにくくなる。これにより、検出流量誤差をさらに小さくすることができる。

なお、本実施の形態６に係る熱式流量センサにおいても、上記実施の形態１に係る熱式流量センサと同様に、導圧口１１２と空洞部７１とを連通する連通路１２３を備えているため、同様の作用・効果を得ることができる。

（実施の形態７）
図１６および図１７を用いて、本実施の形態７に係る熱式流量センサについて説明する。なお、上記実施の形態１に係る熱式流量センサと同一の構成については、同一の符号を付してその説明を省略する。

図１６は、本実施の形態７に係る熱式流量センサの平面図であり、図１７は、図１６のＸＶＩＩ−ＸＶＩＩ線における断面図である。この図１６に示されるように、本実施の形態７に係る熱式流量センサは、熱式流量センサ素子１のボンディングパッド５が形成され、ボンディングワイヤ１３によりリードフレーム１４と接続されている側と反対側の端面が被計測流体に曝されるよう整流体９に固定され、被計測流体に曝される熱式流量センサ素子１と整流体９との接触面９ｂは被計測流体が入り込みにくいよう接着剤などにより固定される。被計測流体に曝される整流体９端面には導圧口１１４と、この導圧口１１４と空洞部７とを連通する連通路１１４ａが形成されている。

すなわち、整流体９のうち、凹部底面に溝を形成することで、導圧口１１４と、空洞部７と導圧口１１４とを連通する連通路１１４ａとが形成されている。このため、連通路１１４ａおよび導圧口１１４とを容易に形成することができ、製造コストの低廉化を図ることができる。

なお、本実施の形態７に係る熱式流量センサも、上記実施の形態１に係る熱式流量センサと同様に、導圧口と連通路とを備えているため、上記実施の１に係る熱式流量センサと、同様の作用・効果を得ることができる。

（実施の形態８）
図１８および図１９を用いて、本実施の形態８に係る熱式流量センサについて説明する。なお、上記実施の形態１に係る熱式流量センサと同一の構成については、同一の符号を付してその説明を省略する。

図１９に示されるように、本実施の形態８の熱式流量センサの構成は上記実施の形態１の図５に示す構成とほぼ同じであるが、導圧口１１５と空洞部７と導圧口１１５とを結ぶ連通路１１５ａとが熱式流量センサ素子１の基板側に形成されている点で相違している。

これにより素子支持部および整流体９に連通路を形成する必要がなくなる。また導圧口１１５と連通路１１５ａとは写真製版により形成されるので、加工精度が向上し、熱式流量センサ個々の製造ばらつきが小さくなるので、個々のセンサ特性のばらつきが小さくなり、結果として検出流量誤差が小さくなる。なお、導圧口１１５と連通路１１５ａとの形成はダイアフラム部２の形成に用いる写真製版のマスクを変更することで、ダイアフラム部２のエッチングするのと同じ工程で形成することができるので、工程を増加させることなく、この実施の形態８の熱式流量センサ素子を作成できる。

以上のように本発明の実施の形態について説明を行なったが、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

本発明は、流管内を流通する気体などの被測定流体の流量を測定するのに好適である。

本実施の形態１に係る熱式流量センサ素子の平面図である。 図１のＩＩ−ＩＩ線における断面図である。 熱式流量センサ素子の実装構造平面図である。 図３のＩＶ−ＩＶ線における断面図である。 図３のＶ−Ｖ線における断面図である。 熱式流量センサを用いて、流管内を流れる被測定流体の流量を測定する様子を示した断面図である。 本実施の形態２に係る熱式流量センサの断面図である。 本実施の形態３に係る熱式流量センサの平面図である。 図８のＩＸ−ＩＸ線における断面図である。 本実施の形態４に係る熱式流量センサの断面図である。 本実施の形態５に係る熱式流量センサの平面図である。 本実施の形態６に係る熱式流量センサを被測定流体が流れる流管内に配置したときの断面図である。 従来の熱式流量センサの流量検出素子を示す平面図である。 図１３のＸＩＶ−ＸＩＶ線における断面図である。 流量検出素子が支持部材に実装された熱式流量センサの断面図である。 本実施の形態７に係る熱式流量センサの平面図である。 図１６のＸＶＩＩ−ＸＶＩＩ線における断面図である。 本実施の形態８に係る熱式流量センサの平面図である。 図１８のＸＩＸ−ＸＩＸ線における断面図である。

符号の説明

１ 熱式流量センサ素子、２ ダイアフラム部、３ａ，３ｃ 測温抵抗体、３ｂ 発熱抵抗体、４ 配線、５ ボンディングパッド、６ 基板、７ 空洞部、８ａ，８ｂ 絶縁層、９ａ 凹部、９ 整流体、１１ 導圧口（開口部）、１２ 連通路、１３ ボンディングワイヤ、１４ リードフレーム。

Claims (6)

1. 基板と、
   前記基板に保持されたダイアフラム部と、
   前記ダイアフラム部に設けられた抵抗体と、
   前記ダイアフラム部の裏面に位置する前記基板に形成された空洞部と、
   表面に開口し、被計測流体に曝される開口部と、
   前記開口部と前記空洞部とを連通する連通路と、
   を備えた、熱式流量センサ。
2. 前記開口部は、前記基板に形成された、請求項１に記載の熱式流量センサ。
3. 前記連通路は、前記基板に形成された、請求項１または請求項２に記載の熱式流量センサ。
4. 前記連通路は、前記開口部から前記空洞部に向かう方向に対して交差する方向に屈曲する屈曲部を有する、請求項１から請求項３のいずれかに記載の熱式流量センサ。
5. 前記開口部から前記空洞部に向かう方向は、前記被測定対象物が流通する管の軸方向と交差する方向に延びる、請求項１から請求項４のいずれかに記載の熱式流量センサ。
6. 前記開口部は、前記被測定物が流通する管内であって、該管の内表面に形成された凹部内に配置された請求項１から請求項５のいずれかに記載の熱式流量センサ。
   

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