JP2009074944A

JP2009074944A - フローセンサの取付構造

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Publication number: JP2009074944A
Application number: JP2007244543A
Authority: JP
Inventors: Shinichi Ike; 信一池; Shoji Jounten; 昭司上運天; Junji Kumasa; 淳司熊佐
Original assignee: Azbil Corp
Current assignee: Azbil Corp
Priority date: 2007-09-20
Filing date: 2007-09-20
Publication date: 2009-04-09
Anticipated expiration: 2027-09-20
Also published as: CN101393044B; CN101393044A; US20090078041A1; US7765865B2; EP2040046B1; EP2040046A3; EP2040046A2; JP5052275B2

Abstract

【課題】センサチップの温度を均一化しかつ安定にすることができ、更に十分な耐電圧を確保することが可能なフローセンサの取付構造を提供する。
【解決手段】基板の上面に形成された凹部の少なくとも一部を覆うように被覆された絶縁膜に流量検出部２７が形成されたセンサチップ２２と、センサチップ上に設けられ流量検出部を流れる流体の流路が２４形成された流路形成部材２３からなるフローセンサ１２と、フローセンサを収容し内周面とフローセンサの外周部とを離間した状態で収容する収容部１４ｃが形成された金属製の流路ボディ１４と、フローセンサを固定保持した状態で当該フローセンサを流路ボディの収容部に収容させるように流路ボディに固定される金属製の取付板１３と、フローセンサのセンサチップと取付板との間に介挿されセンサチップに接合されると共に取付板に接合される絶縁部材２９を備えた構成としている。
【選択図】図５

Description

本発明は、半導体製造装置等のガスラインにおいて特に耐圧性が要求されるところに使用するフローセンサの取付構造に関する。

例えば、半導体製造装置に使用するガス等の被測定流体の流量を検出するフローセンサ（流量測定装置）として流体に熱を付与して所定位置における流体の温度差を測定することにより微少な流量を測定する熱式のフローセンサがある（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。図７は、熱式のフローセンサの一例を示し、熱式のフローセンサ１は、シリコン基板２上に流量検出部３が形成されたセンサチップ４と、流量検出部（センサ部）３を収容すると共に当該流量検出部３を流れる流体の流路（溝）５ａが形成された流路形成部材（ガラス）５とを接合して形成されている。

このフローセンサ１を被測定流体の圧力が高く耐圧性が要求される装置に取り付ける場合、取付板６にセンサチップ４を接合して固定し、ステンレス部材等の金属性の流路ボディ７に形成された収容部７ａにフローセンサ１を収容し、Ｏリング８を介して流体導入路７ｂ、流体導出路７ｃをシールし、取付板６を流路ボディ７にボルト９で締め付けて固定してフローセンサユニット１０を構成するようにしたフローセンサの取付構造が提案されている。

センサチップ４の材料はシリコンやガラス等の脆性材料を使用しているため取付板６をボルト９で締め付けてＯリング８を圧縮させたときに流路ボディ７とガラスで形成された流路形成部材５とが接触することにより破損が生じないよう、座ぐり７ｄの深さに関する公差及び取付板６の平坦度に十分配慮する必要がある。それ故、取付板６は、フローセンサ１の気密性を確保するために被測定流体の圧力により変形せず、センサチップ４を保持することができ、かつ平坦度の要求を満足させる良好な加工性をもつ材料としてステンレス等の金属部材が用いられることが多い。
特開２００２−１６８６６９号公報（５−６頁、図１）特開２００４−３２５３３５号公報（６−７頁、図８）

しかしながら、上記フローセンサの取付構造においては、センサチップ４が取付板６に接着剤で接合されているため、熱伝導性が良好な金属（ステンレス部材）を素材とする取付板６を介して伝わってきた外部からの熱の影響をセンサチップ４が受け易くなり、しかも、センサチップ４が熱式の流量検出部３で形成されているために熱の影響を受けると計測精度の悪化を招く場合がある。

また、取付板６とセンサチップ４との間に寄生容量（約３０〜６０ｐＦ程度）が形成されるため、センサチップ４がノイズ等の電気的な影響を受け、フローセンサ１の出力特性が悪化する場合がある。

更に、センサチップ４が接着剤により取付板６に接合されているためにこれらのセンサチップ４と取付板６との間の電気絶縁層としての接着材の厚みが薄い（約４０μｍ程度）ために耐電圧の確保が困難になる場合がある。

本発明の目的は、センサチップの温度を均一化しかつ安定にすることができ、更に十分な耐電圧を確保することが可能なフローセンサの取付構造を提供することにある。

上述した課題を解決するために、本発明に係るセンサの取付構造は、
基板の上面に形成された凹部の少なくとも一部を覆うように被覆された絶縁膜に流量検出部が形成されたセンサチップと、前記センサチップ上に設けられ前記流量検出部を流れる流体の流路が形成された流路形成部材からなるフローセンサと、
前記フローセンサを収容しかつ内周面と前記フローセンサの外周部とを離間した状態で収容する収容部が形成された金属製の流路ボディと、
前記フローセンサを固定保持した状態で当該フローセンサを前記流路ボディの収容部に収容させるように前記流路ボディに固定される金属製のセンサチップ取付板と、
前記フローセンサのセンサチップと前記取付板との間に介挿され、前記センサチップに接合されると共に前記取付板に接合される絶縁部材とを備えたことを特徴としている。

フローセンサのセンサチップと金属製の取付板との間に絶縁部材を介挿し、この絶縁部材をセンサチップに接合すると共に取付板に接合して取付板にフローセンサを固定する。そして、取付板を金属製の流路ボディに取り付けた状態でフローセンサを当該流路ボディに形成された収容部に収容する。

金属製の取付板を介して伝わってきた熱の影響をセンサチップが受け難くなり、センサチップの温度を均一化、安定化させることにより、精度の悪化を避けることができる。また、センサチップと取付板との間の寄生容量が小さくなり、センサチップがノイズ等の影響を受け難くなり、フローセンサの出力特性に異常が発生することを避けることができる。更に、センサチップと金属製の取付板との間の寄生容量を小さくすることにより、十分な耐電圧を確保することができる。

また、本発明の請求項２に記載のセンサの取付構造は、
前記センサチップはシリコン部材で形成され、前記ボディ及び取付板はステンレス部材で形成され、前記絶縁部材は硼珪酸ガラスで形成されていることを特徴としている。

シリコン材質のセンサチップとステンレス材質の取付板との間に熱絶縁性及び電気絶縁性が高い硼珪酸ガラス材質の絶縁部材を介挿し、この絶縁部材をセンサチップに接合すると共に取付板に接合してセンサチップと取付板との間を絶縁する。絶縁部材の材料にシリコンの熱膨張係数に近い硼珪酸ガラスを用いることで、センサチップと絶縁部材の周囲の温度変化や被測定流体の圧力等により、センサチップと絶縁部材との間に歪が生じ難くなり、フローセンサの出力がドリフトし難くなり、計測精度の悪化を避けることができる。

本発明によると、センサチップの温度を均一化しかつ安定にすることができ、更に十分な耐電圧を確保することが可能となる。具体的には、金属製の取付板とフローセンサのセンサチップとの間に熱絶縁性及び電気絶縁性が高い絶縁部材を介挿し、センサチップと接合すると共に取付板と接合することにより、外部からの熱の影響を受け難くしてセンサチップの温度を均一化、安定化することができ、精度の悪化を避けることができる。更に、センサチップと金属製の取付板との間の浮遊容量を小さくすることができ、十分な耐電圧を確保することができる。

以下、本発明の一実施形態に係るフローセンサの取付構造について図面に基づいて説明する。図１は、本発明に係るフローセンサの取付構造を適用したフローセンサユニットの組立斜視図を示す。

フローセンサユニット１１は、点線で示す被測定流体の流量を計測する熱式のフローセンサ１２と、下面（内側面）にフローセンサ１２を固定して保持する金属製の取付板１３と、フローセンサ１２を収容する穴１４ｃ、流体導入路１４ｅ、流体導出路１４ｆが形成されかつフローセンサ１２を収容すると共に取付板１３を固定する金属製の流路ボディ１４等により構成されている。

フローセンサ１２は、図２に示すようにフローセンサチップ２２と、下面２３ａがフローセンサチップ２２の上面２２ａに接合され当該フローセンサチップ２２と協働してガス等の被測定流体の微小な流路２４を形成する流路形成部材としての透明なガラスチップ２３により構成されている。ガラスチップ２３は、例えば硼珪酸ガラスで形成され、流路２４の両端部にはガラスチップ２３の上面２３ｂに開口する流体導入路２４ａ、流体導出路２４ｂが形成されている。

なお、硼珪酸ガラスとして、例えばパイレックス（登録商標）ガラス或いはテンパックスガラスと称するガラスがある。本実施形態におけるガラスチップ２３は、パイレックス（登録商標）ガラスが使用されている。

フローセンサチップ２２は、シリコン基板２５の上面に窒化シリコン又は二酸化シリコンの絶縁膜（薄膜）２６が形成され、該絶縁膜２６の流路２４の中央位置と対応する位置に流量検出部（センサ部）２７が形成され、更に流量検出部２７が窒化シリコン又は二酸化シリコンの絶縁膜２８により被覆された構成とされている。尚、図２において絶縁膜２６，２８は、流路検出部２７を分かり易くするために透明に描いてある。

フローセンサチップ２２の上面２２ａの中央位置には図３に示すように流量検出部２７の下方位置に凹部２２ｃが形成されており、流量検出部２７が形成されている絶縁膜２６の凹部２２ｃを覆う部位はダイアフラムとされて流量検出部２７とシリコン基板２５とが熱的に遮断されている。流量検出部２７は、熱式の検出部で絶縁膜２６上に例えば白金（Ｐｔ）薄膜でできた図示しない発熱素子としてのヒータと、このヒータの上流側及び下流側に等間隔で配置された例えば白金薄膜でできた抵抗素子としての図示しない測温素子とにより構成されている。

流量検出部２７の前記ヒータ及び測温素子の信号取り出し配線としてのリードパターン２７ａ，２７ｂ，２７ｃは、フローセンサチップ２２の上面２２ａとガラスチップ２３の下面２３ａとの間を通してフローセンサ１２の両側方（幅方向）に延出されている。また、ガラスチップ２３の長手方向に沿う両側部の中央に切欠部２３ｃが形成されており、リードパターン２７ａ〜２７ｃの先端の接続端部を露出させて外部の測定回路に接続可能とされている。

そして、センサチップ２２の上面２２ａとガラスチップ２３の下面２３ａとが例えば陽極接合により気密に接合されている。なお、シリコン製のセンサチップ２２と硼珪酸ガラス製のガラスチップ２３との接合は、陽極接合の他、低融点ガラス（例えば、フリットガラス）による接合、エポキシ系接着剤による接合等の工法が考えられる。このようにしてフローセンサ１２が形成されている。

更に、フローセンサ１２のセンサチップ２２の下面２２ｂに熱絶縁性及び電気絶縁性が高い絶縁部材２９が接合されている。この絶縁部材２９として硼珪酸ガラス、例えば前述したパイレックス（登録商標）ガラスが適用されている。この絶縁部材２９は、上面２９ａがセンサチップ２２の下面２２ｂに陽極接合により接合されている。なお、シリコン製のセンサチップ２２とパイレックス（登録商標）ガラス製の絶縁部材２９との接合は、陽極接合の他、低融点ガラス（例えば、フリットガラス）、エポキシ系接着剤等の工法が考えられる。

パイレックス（登録商標）ガラスの熱伝導率は約１Ｗ／ｍ・ｋ、比誘電率は４.６〜４.８、絶縁破壊電圧は厚さ１ｍｍのとき３０ｋＶ、熱膨張係数は３.２×１０^−６／℃、シリコンの熱伝導率は約１５０Ｗ／ｍ・ｋ、熱膨張係数は２.３×１０^−６／℃、ステンレス鋼の熱伝導率は約１６.５Ｗ／ｍ・ｋ、熱膨張係数は、１７.５×１０^−６／℃である。

従って、センサチップ２２の基板をシリコンとし、ガラスチップ２３、絶縁部材２９をパイレックス（登録商標）ガラスとした場合、シリコンの熱膨張係数は、２.３×１０^−６／℃、パイレックス（登録商標）ガラスの熱膨張係数は、３.２×１０^−６／℃で近似しているので、これらの接合部の熱応力に起因する歪みが緩和されてフローセンサ１２の破損が防止されると共にフローセンサ１２の出力がドリフトし難くなり、フローセンサ１２の計測精度が安定する。

また、センサチップ２２の厚さは０.２〜１.０ｍｍ、サイズは１.５ｍｍ×３.５ｍｍ〜６.０ｍｍ×１２.０ｍｍ程度、熱伝導率は約１５０Ｗ／ｍ・ｋであり、絶縁部材２９の厚さは０.５〜１.０ｍｍ、サイズは１.５ｍｍ×３.５ｍｍ〜６.０ｍｍ×１２.０ｍｍ程度、熱伝導率は約１Ｗ／ｍ・ｋである。この結果、絶縁部材２９は低い熱伝導率をもつ、換言すると絶縁部材２９は高い熱絶縁性をもつので、絶縁部材２９によって金属製（ステンレス鋼）の取付板１３を介して伝わってきた熱の影響を抑制し、センサチップ２２の温度を均一化、安定化させる効果がある。

図１及び図４に示すように取付板１３は、円板形状をなし下面（内側面）１３ｂの中央にフローセンサ１２が固定されている。即ち、図２及び図３に示したセンサチップ２２の下面２２ｂに接合された絶縁部材２９の下面２９ｂが、取付板１３の下面（内側面）１３ｂに、例えばエポキシ系接着剤により接合されて保持されている。取付板１３の周縁部には同一円周上にボルト孔１３ｄが複数例えば４個周方向に沿って等間隔に設けられている。この取付板１３は、ステンレス部材により形成されている。

取付板１３のフローセンサ１２の両側近傍位置にはリードパターン２７ａ，２７ｂ，２７ｃと対応して孔１３ｃが上面１３ａから下面１３ｂまで貫通して形成されている。これらの孔１３ｃには絶縁部材３０を介して接続端子３１が上面１３ａ側から下面１３ｂ側まで中心を貫通して設けられている。絶縁部材３０は、電気絶縁性を有している。従って、接続端子３１は、ステンレス製の取付板１３と電気的に絶縁されて取り付けられている。そして、フローセンサ１２のリードパターン２７ａ，２７ｂ，２７ｃは、それぞれリード線３２を介して対応する各接続端子３１の先端に接続されている。

フローセンサ１２のセンサチップ２２と取付板１３との接合側の面間の静電容量Ｃ（Ｃ＝εＳ／ｄ〔Ｆ〕、Ｓはセンサチップ２２の下面２２ｂ及び絶縁部材２９の面積）は、互いの距離ｄが離れるほど小さくなり、互いの間に介在する物質の誘電率εに比例する。本発明のように絶縁部材２９をセンサチップ２２と取付板１３との間に挟んだ場合、センサチップ２２と取付板１３との接合側の面間の距離ｄは絶縁部材２９の厚さ（０.５〜１.０ｍｍ）分だけ長くなるので、静電容量Ｃは、図６に示したセンサチップ４と取付板６とを接着剤で直接接合した従来技術に比べて小さくなる。

更に、前述したようにパイレックス（登録商標）ガラスの比誘電率は４.６〜４.８であり、センサチップ２２と取付板１３との間に介在するもう一つの物質である接着剤の比誘電率とを合わせたときの比誘電率は更に大きくなり、従って、センサチップ２２と取付板１３との間の寄生容量は、更に小さくなる。

この結果、センサチップ２２と取付板１３との間に形成された寄生容量が従来技術に比べて約８分の１程度になるので、センサチップ２２がノイズ等の電気的な影響を受け難くなり、フローセンサ１２の出力特性に異常が発生することを防止することができる。

また、取付板１３とセンサチップ２２との間に絶縁部材２９が無く、エポキシ樹脂（厚さ約４０μｍ）で接合した場合の寄生容量は３０〜６０ｐＦであるが、厚さ１ｍｍの絶縁部材２９を挿入した場合、寄生容量は４〜８ｐＦまで低減することが可能となる。また、このように厚さ１ｍｍの絶縁部材２９を挿入することにより耐電圧も１０００Ｖ程度まで高めることができる。

なお、絶縁部材２９としては、ガラスの他にセラミックスが考えられる。但し、シリコン材質のセンサチップを用いる場合は、シリコンの熱膨張係数に近い絶縁部材であることが好ましく、この絶縁部材の材質として本実施形態のように硼珪酸ガラスを用いることが好ましい。

センサチップ２２と絶縁部材２９とが互いに熱膨張係数の近い材料であることが好ましい理由は、熱膨張係数が近いと、センサチップ２２と絶縁部材２８の周囲の温度変化等により、センサチップ２２と絶縁部材２９とに歪が生じ難くなるので、フローセンサ１２の出力がドリフトし難くなり、計測精度の悪化を避けることができるためである。

従って、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、センサチップ２２の材質に合わせて、当該センサチップ２２と熱膨張係数の近い絶縁部材を適用しても良い。

図１に戻り、流路ボディ１４は、取付板１３よりも大きい直方体形状の盤体とされ、上面１４ａの略中央にフローセンサ１２を収容するための収容部としての穴１４ｃが形成されている。この穴１４ｃは、内径が２点鎖線で示す取付板１３のボルト孔１３ｄよりも僅かに内側に位置する大きさとされており、かつフローセンサ１２の外周部が内周面と間隔を存して収容可能とされている。また、穴１４ｃの深さは、図５に示すようにフローセンサ１２の高さ（厚さ）と絶縁部材２９の板厚との和よりも僅かに深く形成されている。

穴１４ｃの底面１４ｄには、フローセンサ１２のガラスチップ２３の流体導入路２４ａ、流体導出路２４ｂと対応する位置に流体導入路１４ｅ、流体導出路１４ｆが下面１４ｂまで貫通して形成されている。そして、これらの流体導入路１４ｅ、流体導出路１４ｆの底面１４ｄ側開口部にＯリング１７を収容するための穴１４ｇが所定の深さにかつ同心的に座ぐりされて形成されている。流路ボディ１４の上面１４ａの穴１４ｃの外側には取付板１３のボルト孔１３ｄと対応してねじ穴１４ｈが形成されている。また、上面１４ａの四隅には下面１４ｂまで貫通するボルト孔１４ｉが形成されており、当該流路ボディ１４を半導体製造装置等に固定可能とされている。この流路ボディ１４は、ステンレス部材により形成されている。

次に、フローセンサユニット１１の組付けについて説明する。図１及び図５に示すように流路ボディ１４の底面１４ｄに形成されている流体導入路１４ｅ、流体導出路１４ｆの底面１４ｄ側開口部の各穴１４ｇにそれぞれＯリング１７を収容する。

次に、取付板１３を流路ボディ１４の上面１４ａに載置し、穴１４ｃにフローセンサ１２を収容してボルト孔１３ｄにボルト１８を挿通し、ねじ穴１４ｈに螺合して固定する。ボルト１８の締め付けに伴いフローセンサ１２のガラスチップ２３の流体導入路２４ａ、流体導出路２４ｂの周縁部がそれぞれＯリング１７を圧縮させてガラスチップ２３の流体導入路２４ａ、流体導出路２４ｂと流体導入口１４ｅ、流体導出口１４ｆが気密に連通接続される。このようにして、フローセンサユニット１１が構成される。

このフローセンサユニット１１は、図示しない半導体製造装置に取り付けられボルト孔１４ｉに図示しないボルトを挿通して固定され、流路ボディ１４の流体導入口１４ｅ、流体導出口１４ｆが前記半導体製造装置の被測定流体通路に気密に連通接続され、被測定流体が図５の矢印で示すように流れる。また、フローセンサ１２の各接続端子３１が図示しない測定回路に接続される。

被測定流体は、流路２４の流体導入口２４ａから流路２４内に導入され流体導出口２４ｂから導出される。そして、流量検出部２７のヒータに通電する。ヒータは、制御回路によりシリコン基板２５上に設けられた周囲温度センサで測定されたガスの温度よりもある一定温度だけ高く加熱され、流路２４を流れるガスを加熱する。

ガスが流れないときは、ヒータの上流側／下流側に均一の温度分布が形成されており、上流側の測温素子と下流側の測温素子は、略等しい温度に対応する抵抗値を示す。一方、ガスの流れがあるときには、ヒータの上流側／下流側の均一な温度分布が崩れ、上流側の温度が低くなり、下流側の温度が高くなる。そして、上流側の測温素子と下流側の測温素子により構成される例えばホイーストンブリッジ回路により測温素子の抵抗値差、即ちこれと等価的に対応する温度差を検出して流路２４内を流れるガスの流量を測定する。

金属製の流路ボディ１４のフローセンサ収容部としての穴１４ｃの内周面とフローセンサ１２の外周面との間には図５に示すように空間が形成されて大気が入っており、かつ互いに接触しないので、センサチップ２２は、流路ボディ１４に伝わってきた熱の影響を受け難くなる。その結果、センサチップ２２の温度を均一化、安定化させるので、計測精度の悪化を避けることができる。

なお、流路ボディ１４のフローセンサ収容部としての穴１４ｃの内周面とフローセンサ１２の外周部との間の空間は、真空にしても良く、或いは熱絶縁性および電気絶縁性を有する部材を充填しても良い。

尚、上記実施形態においては１つのヒータ（発熱素子）と、このヒータの両側に配置した２つの測温素子とにより傍熱型の流量検出部を構成した場合について記述したが、これに限るものではなく、発熱素子が１つ、即ち１つのヒータで自己発熱型の流量検出部を構成しても良く、或いは発熱素子が２つ、即ち２つのヒータで自己発熱型の流量検出部を構成しても良い。

なお、流路ボディ１４は、基本的に上述したように一体で形成されていることが好ましいが、流路ボディ１４を、フローセンサ１２を収容する穴１４ｃの底面１４ｄを境にして上下２つに分割して上部流路ボディと下部流路ボディにより形成するようにしても良い。

図６は、図１に示したフローセンサユニット１１の変形例を示す組立斜視図である。尚、図６において図１と対応する部位には対応する符号を付して説明を省略する。流路ボディ１４’は、上部流路ボディ１５と下部流路ボディ１６により形成されている。上部流路ボディ１５は、フローセンサ１２を収容するための孔１５ｃが上面１５ａから下面１５ｂまで貫通して形成されており、上面１５ａの孔１５ｃの外側には取付板１３のボルト孔１３ｄと対応してねじ穴１５ｈが形成されている。また、上面１５ａの四隅には下面１５ｂまで貫通するボルト孔１５ｉ，１５ｊが形成されている。

下部流路ボディ１６にはフローセンサ１２の流体導入路２４ａ、流体導出路２４ｂと対応して流体導入路１６ｅ、流体導出路１６ｆが形成されており、上面１６ａ側開口部にＯリング１７を収容するための穴１６ｇが同心的に形成されている。また、上面１６ａの四隅には上部流路ボディ１５のボルト孔１５ｉ，１５ｊと対応してボルト孔１６ｉ、ねじ穴１６ｊが形成されている。

そして、下部流路ボディ１６の上面１６ａに上部流路ボディ１５を載置してボルト孔１５ｊにボルト１９を挿通し、ねじ穴１６ｊに螺合して固定する。これにより流路ボディ１４’が形成される。そして、この流路ボディ１４’に上述した流路ボディ１４の場合と同様にしてフローセンサ１２を組み付ける。

また、流路ボディ１４の収容部の壁（穴１４ｃの内周面）は、フローセンサ１２の外周部の全面を囲んでいなくてもよく、ボルト部分（ボルト１８）のみでもかまわない。

以上説明したように本発明によれば、金属製の取付板とフローセンサのセンサチップとの間に、熱絶縁性及び電気絶縁性が高い絶縁部材を挿入し、かつこれら二つの部材にそれぞれ接合させたことにより、金属製の取付板を介して伝わってきた熱の影響をセンサチップが受け難くなり、センサチップの温度を均一化、安定化させることができ、この結果、精度の悪化を避けることができる。

また、金属製の取付板とセンサチップとの間の寄生容量を小さくすることができ、センサチップがノイズ等の影響を受け難くなり、フローセンサの出力特性に異常が発生することを避けることができる。更に、金属製のセンサチップ取付板とセンサチップとの間の寄生容量を小さくすることができ、この結果、十分な耐電圧を確保することができる。

また、金属製の流路ボディとフローセンサとの間には空間が形成され、互いに接触しないので、センサチップは、金属製の流路ボディに伝わってきた熱の影響を受け難く、センサチップの温度を均一化、安定化させることにより、精度の悪化を避けることができる。

また、シリコン材質のセンサチップを用いるので、シリコンの熱膨張係数に近い硼珪酸ガラスを絶縁部材として適用することで、センサチップと絶縁部材の周囲の温度変化や被測定流体の圧力等により、センサチップと絶縁材料とに歪が生じ難くなるので、フローセンサの出力がドリフトし難くなり、フローセンサの計測精度の悪化を避けることができる。

本発明に係るフローセンサの取付構造を適用したフローセンサユニットの組立斜視図である。図１に示したフローセンサの斜視図である。図２に示したフローセンサの矢線III−IIIに沿う断面図である。図１に示した取付板の下面図である図１に示したフローセンサユニットを組み立てた状態の断面図である。図１に示したフローセンサユニットの変形例を示す組立斜視図である。本発明と関連するフローセンサの取付構造を適用したフローセンサユニットの断面図である。

符号の説明

１フローセンサ
２シリコン基板
３流量検出部（センサ部）
４センサチップ
５流路形成部材
５ａ流路（溝）
６取付板
７流路ボディ
７ａ収容部
７ｂ流体導入路
７ｃ流体導出路
７ｄ座ぐり
８Ｏリング
９ボルト
１０フローセンサユニット
１１フローセンサユニット
１２フローセンサ
１３取付板
１３ａ上面
１３ｂ下面
１３ｃ孔
１３ｄボルト孔
１４，１４’ 流路ボディ
１４ａ上面
１４ｂ下面
１４ｃ穴（フローセンサ収容部）
１４ｄ底面
１４ｅ流体導入路
１４ｆ流体導出路
１４ｇ穴
１４ｈねじ穴
１４ｉボルト孔
１５上部流路ボディ
１５ａ上面
１５ｂ下面
１５ｃ孔（フローセンサ収容部）
１５ｈねじ穴
１５ｉボルト孔
１５ｊボルト孔
１６下部流路ボディ
１６ａ上面
１６ｂ下面
１６ｅ流体導入路
１６ｆ流体導出路
１６ｇ穴
１６ｈねじ穴
１６ｉボルト孔
１６ｊねじ穴
１７Ｏリング
１８,１９ボルト
２２フローセンサチップ
２２ａ上面
２２ｂ下面
２２ｃ凹部
２３ガラスチップ（流路形成部材）
２３ａ下面
２３ｂ上面
２３ｃ切欠部
２４流路
２４ａ流体導入路
２４ｂ流体導出路
２５シリコン基板
２６絶縁膜
２７流量検出部（センサ部）
２７ａ，２７ｂ，２７ｃリードパターン
２８絶縁膜
２９絶縁部材
２９ａ上面
２９ｂ下面
３０絶縁部材
３１接続端子
３２リード線

Claims

基板の上面に形成された凹部の少なくとも一部を覆うように被覆された絶縁膜に流量検出部が形成されたセンサチップと、前記センサチップ上に設けられ前記流量検出部を流れる流体の流路が形成された流路形成部材からなるフローセンサと、
前記フローセンサを収容しかつ内周面と前記フローセンサの外周部とを離間した状態で収容する収容部が形成された金属製の流路ボディと、
前記フローセンサを固定保持した状態で当該フローセンサを前記流路ボディの収容部に収容させるように前記流路ボディに固定される金属製の取付板と、
前記フローセンサのセンサチップと前記取付板との間に介挿され、前記センサチップに接合されると共に前記取付板に接合される絶縁部材とを備えたことを特徴とするフローセンサの取付構造。
前記センサチップはシリコン部材で形成され、前記流路ボディ及び取付板はステンレス部材で形成され、前記絶縁部材は硼珪酸ガラスで形成されていることを特徴とする、請求項1に記載のフローセンサの取付構造。