JP2012202817A

JP2012202817A - フローセンサ

Info

Publication number: JP2012202817A
Application number: JP2011067600A
Authority: JP
Inventors: Shinichi Ike; 信一池
Original assignee: Azbil Corp
Current assignee: Azbil Corp
Priority date: 2011-03-25
Filing date: 2011-03-25
Publication date: 2012-10-22
Anticipated expiration: 2031-03-25
Also published as: JP5564457B2

Abstract

【課題】製造コストを抑制しつつ、検出面（表面）とは反対側の面（裏面）から信号を出力することのできるフローセンサを提供する。
【解決手段】下面に、流体の速度を検出するための検出部２１と検出部２１と接続された電極２６とが設けられた第１基板２０と、上面に、第１基板２０の下面が接合された第２基板３０と、を備え、第２基板３０における電極２６に対応する位置に、第２基板３０の下面から上面まで貫通する貫通孔３１が形成されている。
【選択図】図１

Description

本発明に係るいくつかの態様は、流体の速度を検出するための検出部が形成された基板を備えるフローセンサに関する。

従来、この種のフローセンサでは、基板の上面に設けられ、検出部と接続する電極に、ワイヤボンディング法などによってワイヤを接続することにより、検出部が検出した信号を外部に出力する（取り出す）ようにしていた。しかし、このようなフローセンサでは、測定環境の雰囲気の湿度が高い場合に弱く、金属製の電極が腐食するおそれがあるなどの問題があった。

この問題を解決するために、基板の厚み方向に基板表面から裏面まで連続して形成された電極を備える流量センサが知られている（例えば、特許文献１参照）。この流量センサは、電極が、基板の表面側でコンタクト用電極薄膜を介して検出部に接続され、基板の裏面側で裏面側電極パッドに接続されることで、検出部が検出した信号を裏面側電極パッドから出力している。

特開平１１−３１７４７４号公報

しかしながら、特許文献１に記載の流量センサでは、基板の表面から裏面まで貫通する電極（以下、貫通電極という）を形成する工程は複雑であり、また、貫通電極を形成するために機械、器具、装置などの設備費用が必要となるため、結果としてフローセンサの製造コストが高くなる、という問題があった。

本発明のいくつかの態様は前述の問題に鑑みてなされたものであり、製造コストを抑制しつつ、検出面（表面）とは反対側の面（裏面）から信号を出力することのできるフローセンサを提供することを目的の１つとする。

本発明に係るフローセンサは、一方の面に、流体の速度を検出するための検出部と該検出部と接続された電極とが設けられた第１の基板と、一方の面に、第１の基板の一方の面が接合された第２の基板と、を備え、第２の基板における前述の電極に対応する位置に、第２の基板の他方の面から一方の面まで貫通する貫通孔が形成されている。

かかる構成によれば、一方の面に第１の基板の一方の面が接合された第２の基板を備え、第２の基板における前述の電極に対応する位置に、第２の基板の他方の面から一方の面まで貫通する貫通孔が形成されている。ここで、第１の基板の一方の面と第２の基板３０の一方の面とが接合されているので、貫通孔は、第２の基板の他方の側の開口が外部に対して開放（開いて）いる。これにより、電極が、貫通孔を介して第２の基板の他方の面から外部にさらされる（露出される）。また、第２の基板に貫通孔を形成する工程は容易であり、かつ、貫通孔を形成するための設備費用は少ないので、従来のフローセンサのように貫通電極を形成する場合と比較して、フローセンサの製造（生産）コストを低減することが可能となる。

好ましくは、第２の基板の他方の面における検出部に対応する位置に、凹部が形成されている。

かかる構成によれば、第２の基板の他方の面における検出部に対応する位置に、凹部が形成されている。これにより、第１の基板の他方の面および第２の基板の凹部を所定の厚さに設定することで、検出部が所望の検出感度を維持しつつ（保ちつつ）、検出部を覆う部分は、流体に含まれるゴミや塵などのダストが衝突したときに、検出部を保護し得る機械的強度を備えることができる。また、検出部を覆う部分は、第１の基板および第２の基板の他の部分と比較して、熱容量の小さいダイアフラムを形成することできる。

好ましくは、前述の検出部は、流体を加熱するヒータと、ヒータによって生ずる流体の温度差を測定するように構成された測温ユニットとを含む。

かかる構成によれば、検出部が、流体を加熱するヒータと、ヒータによって生ずる流体の温度差を測定するように構成された測温ユニットとを含む。これにより、流体の温度差から当該流体の速度（流速）を検出する熱式のフローセンサを容易に実現（構成）することができる。

好ましくは、第１の基板および第２の基板は、所定の腐食性物質に対して耐食性を有する。

かかる構成によれば、第１の基板および第２の基板が、所定の腐食性物質に対して耐食性を有する。これにより、第１の基板の一方の面と第２に基板の一方の面とが接合されていることと相俟って、例えば、ＳＯｘ、ＮＯｘ、Ｃｌ２、ＢＣｌ３などを含有するガス（気体）や、硫酸や硝酸を含む薬液（液体）などの所定の腐食性物質に対するフローセンサの耐食性を高めることができる。

好ましくは、第１の基板および第２の基板を設置するための台座をさらに備える。

かかる構成によれば、第１の基板および第２の基板を設置するための台座をさらに備える。これにより、チップ状の第１の基板および第２の基板を台座（ダイパッド）に設置（ダイボンディング）することができ、フローセンサをパッケージング（パッケージ化）することが可能となる。

好ましくは、台座は、所定の腐食性物質に対して耐食性を有する。

かかる構成によれば、台座が所定の腐食性物質に対して耐食性を有する。これにより、例えば、ＳＯｘ、ＮＯｘ、Ｃｌ₂、ＢＣｌ₃などを含有するガス（気体）や、硫酸や硝酸を含む薬液（液体）などの所定の腐食性物質に台座を露出する（さらす）場合に、好適に用いることができる。

本発明に係るフローセンサによれば、電極が、貫通孔を介して第２の基板の他方の面（図１において下面）から外部にさらされる（露出される）。また、第２の基板に貫通孔を形成する工程は容易であり、かつ、貫通孔を形成するための設備費用は少ないので、従来のフローセンサのように貫通電極を形成する場合と比較して、フローセンサの製造（生産）コストを低減することが可能となる。これにより、フローセンサの製造（生産）コストを抑制しつつ、電極にボンディングワイヤなどの信号線を接続することで、フローセンサにおいて、検出面（表面）である第１の基板の他方の面とは反対側の面（裏面）である第２の基板の他方の面から、検出部の情報を電気信号として出力することができる。

本発明に係るフローセンサの第１実施形態を説明する側方断面図である。図１に示したフローセンサの上面図である。図２に示したＩＩ−ＩＩ線矢視方向断面図である。図１に示したフローセンサの製造方法の一例を説明する側方断面図である。図１に示したフローセンサの製造方法の一例を説明する側方断面図である。図１に示したフローセンサの製造方法の一例を説明する側方断面図である。図１に示したフローセンサの製造方法の一例を説明する側方断面図である。図１に示したフローセンサの製造方法の一例を説明する側方断面図である。本発明に係るフローセンサの第１実施形態を説明する斜視図である。図９に示したフローセンサの側方断面図である。図９に示したフローセンサの分解斜視図である。図９に示したフローセンサの下面図である。

以下に本発明の実施の形態を説明する。以下の図面の記載において、同一または類似の部分には同一または類似の符号で表している。但し、図面は模式的なものである。したがって、具体的な寸法などは以下の説明を照らし合わせて判断するべきものである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。なお、以下の説明において、図面の上側を「上」、下側を「下」、左側を「左」、右側を「右」という。

（第１実施形態）
図１ないし図８は、本発明に係るフローセンサの第１実施形態を示すためのものである。図１は、本発明に係るフローセンサの第１実施形態を説明する側方断面図である。図１に示すように、フローセンサ１０は、第１基板２０と、第２基板３０と、を備える。第１基板２０の一方の面（図１において下面）には、流体の速度を検出するための検出部２１と、電極２６とが設けられている。この第１基板２０の一方の面（図１において下面）は、第２基板３０の一方の面（図１において上面）に接合されている。

図２は、図１に示したフローセンサの上面図であり、図３は、図２に示したＩＩ−ＩＩ線矢視方向断面図である。なお、図１は、図２に示したＩ−Ｉ線矢視方向断面図ある。また、図２において、一点鎖線は第１基板２０に設けられ（形成され）ていることを表し、破線は第２基板３０に設けられ（形成され）ていることを表すものとする。図１ないし図３に示すように、検出部２１は、第１基板２０の中央部に設けられており、流体を加熱するヒータ（抵抗素子）２２と、ヒータ２２によって生ずる流体の温度差を測定するように構成された一組の抵抗素子２３，２４と、を含んで構成される。これにより、流体の温度差から当該流体の速度（流速）を検出する熱式のフローセンサ１０を容易に実現（構成）することができる。なお、本実施形態の抵抗素子２３，２４は、本発明に係るフローセンサにおける「測温ユニット」の一例に相当する。

図２および図３に示すように、抵抗素子２３，２４は、基板２０においてヒータ２２を挟んでヒータ２２の両側（図２において上側と下側、図３において左側と右側）に、それぞれ設けられる。また、第１基板２０には、流体の温度を検出する周囲温度センサ（抵抗素子）２５が設けられている。

このような構成を備えるフローセンサ１０は、例えば図２および図３中にブロック矢印で示すように、測定対象である流体、例えばガスの流通する方向に沿って、抵抗素子２３、ヒータ２２、および抵抗素子２４が順に並ぶように配置される。この場合、抵抗素子２３は、ヒータ２２よりも上流側（図２において上側、図３において左側）に設けられた上流側温度センサとして機能し、抵抗素子２４は、ヒータ２２よりも下流側（図２において下側、図３において右側）に設けられた下流側温度センサとして機能する。このように、ヒータ２２に対して上流側に抵抗素子２３を配置し、下流側に抵抗素子２３を配置することにより、ヒータ２２に対して上流の流体の温度と下流の流体の温度とをそれぞれ測定することができ、ヒータ２２によって生ずる後述する流体の温度差を、容易に測定することができる。

第１基板２０および第２基板において、検出部２１が設けられる部分は、後述するように、熱容量が小さいダイアフラムを成す。周囲温度センサ２５は、フローセンサ１０が設置された管路（図示省略）を流通するガスの温度を検出する。ヒータ２２は、周囲温度センサ２５が検出したガスの温度よりもヒータ２２の温度が一定温度高くなるように、駆動される。上流側温度センサ２３は、ヒータ２２よりも上流側の温度を検出するのに用いられ、下流側温度センサ２４は、ヒータ２２よりも下流側の温度を検出するのに用いられる。

ここで、管路内のガスが静止している場合、ヒータ２２で加えられた熱は、上流方向および下流方向へ対称的に拡散する。従って、上流側温度センサ２３および下流側温度センサ２４の温度は等しくなり、上流側温度センサ２３および下流側温度センサ２４の電気抵抗は等しくなる。これに対し、管路内のガスが上流から下流に流れている場合、ヒータ２２で加えられた熱は、下流方向に運ばれる。従って、上流側温度センサ２３の温度よりも、下流側温度センサ２４の温度が高くなる。

このような温度差は、上流側温度センサ２３の電気抵抗と下流側温度センサ２４の電気抵抗との間に差を生じさせる。下流側温度センサ２４の電気抵抗値と上流側温度センサ２３の電気抵抗値との差は、管路内のガスの速度や流量と相関関係がある。そのため、下流側温度センサ２４の電気抵抗値と上流側温度センサ２３の電気抵抗値との差を基に、管路を流通する流体の速度（流速）や流量を算出することができる。

図３に示すように、本実施形態では、フローセンサ１０の上を流体が流通し、フローセンサ１０が流体の速度（流速）を算出（測定）する。よって、フローセンサ１０において、第１基板２０の他方の面（図３において上面）が検出面（表面）であり、第２基板３０の他方の面（図３において下面）が検出面（表面）とは反対側の面（裏面）となる。

図２に示すように、ヒータ２２、上流側温度センサ２３、および下流側温度センサ２４は、第１基板２０に設けられた配線を介して、複数の電極２６のいずれかに接続している。なお、電極２６の数は、６つの場合に限定されず、他の数であってもよい。

図１に示すように、第２基板３０には、第１基板２０に設けられた電極２６に対応する位置に、貫通孔３１が形成されている。貫通孔３１は、第２基板３０の他方の面（図１において下面）から一方の面（図１において上面）まで貫通している。ここで、第１基板２０の一方の面（図１において下面）と第２の基板３０の一方の面（図１において上面）とが接合されているので、貫通孔３１は、第２基板３０の他方の側（図１において下側）の開口３１ａが外部に対して開放して（開いて）いる。これにより、電極２６が、貫通孔３１を介して第２基板３０の他方の面（図１において下面）から外部にさらされる（露出される）。

本実施形態では、貫通孔３１を２つ形成する例を示したが、これに限定されず、１つ、または、３つ以上の複数であってもよい。また、貫通孔３１の形状は、円形である場合に限定されず、例えば、矩形、楕円形など、他の形状であってもよい。

また、第２基板３０の他方の面（図１において下面）には、第１基板２０に設けられた検出部２１に対応する位置に、他の部分よりへこんで（くぼんで）いる凹部３２が形成されている。これにより、第１基板２０の他方の面（図１において上面）および第２基板３０の凹部３２を所定の厚さに設定することで、検出部２１が所望の検出感度を維持しつつ（保ちつつ）、検出部２１を覆う部分は、流体に含まれるゴミや塵などのダストが衝突したときに、検出部２１を保護し得る機械的強度を備えることができる。また、検出部２１を覆う部分は、第１基板２０および第２基板３０の他の部分と比較して、熱容量の小さいダイアフラムを形成することできる。

また、図２および図３に示すように、第１基板２０および第２基板３０には、検出部２１を挟んで検出部２１の両側（図２において上側と下側、図３において左側と右側）に一組の貫通孔２８，２９が形成されている。図３に示すように、貫通孔２８，２９は、第１基板２０の上面から第２基板３０の下面まで貫通し、第１基板２０の上面側、すなわち、フローセンサ１０の検出面（表面）側と、第２基板３０の下面に設けられた凹部３２とを連通している。また、貫通孔２８は検出部２１に対して上流側（図２において上側、図３において左側）に配置されて上流側貫通孔として機能し、貫通孔２９は検出部２１に対して下流側（図２において下側、図３において右側）に配置されて下流側貫通孔として機能する。このように、第１基板２０および第２基板３０に上流側貫通孔２８と下流側貫通孔２９とを形成することにより、検出部２１を覆う部分、すなわち、ダイアフラムを熱絶縁することができるとともに、フローセンサ１０において、第１基板２０の上面、すなわち検出面（表面）側における圧力と、第２基板３０の下面、すなわち検出面（表面）とは反対側の面（裏面）側における圧力との差（差圧）を小さくすることができる。

次に、図１に示したフローセンサ１０の製造方法の一例を説明する。

図４ないし図８は、図１に示したフローセンサ１０の製造方法の一例を説明する側方断面図である。なお、図４ないし図８は、図２示したＩ−Ｉ線矢視方向断面図である。最初に、図４に示すように、図１に示した第１基板２０の元となる部材として、板状のウエハＡを用意する。ウエハＡは、例えば、２５０［μｍ］程度の厚さを有している。

次に、図５に示すように、ウエハＡの上面に、スパッタリング法、ＣＶＤ法、真空蒸着法などの方法により、白金などの金属を付着させ、検出部２１を構成する各要素を形成（パターニング）する。また、同様の方法により、検出部２１を挟んだ両側（右側と左側）に、各電極２６を形成（パターニング）するとともに、検出部２１と電極部２６，２７とを接続する配線を形成（パターニング）する。

次に、図１に示した第２基板３０の元となる部材として、図４に示したウエハＡと同様の板状のウエハＢを用意し、図６に示すように、ウエハＢの上面の中央部に、ドリルなどを用いた機械加工により座ぐりのような凹みを形成する。また、後述するウエハＡとウエハＢとの接合の際に、ウエハＢにおいてウエハＡに形成された電極部２６，２７に対応する位置に、それぞれ貫通孔を形成する。同様に、ウエハＡとウエハＢとの接合の際に、ウエハＢにおいてウエハＡの検出部２１および配線に対応する位置に、それぞれ座ぐりのような所定の深さの凹みを形成する。これにより、ウエハＡとウエハＢとの接合時に、ウエハＡに設けられた検出部２１および配線によって段差が生じて接合不良となるのを防止することができる。

次に、図７に示すように、図５に示すウエハＡの上面に、図６に示すウエハＢの下面を載置し、ウエハＡの上面とウエハＢの下面とを接合する。これにより、ウエハＡの上面に設けられた検出部２１は、ウエハＡおよびウエハＢによって被覆される。

接合方法としては、例えば、拡散接合、アルゴン（Ａｒ）などの不活性ガスを用いたイオンビームを接合する両面に照射して活性化してから接合する表面活性化接合（常温接合）、金や銀などのろう材を接合する両面に付けてから接合するろう付け、陽極接合などが挙げられる。

なお、本明細書における「接合」という用語は、物と物とをつなぎ合わせる広義の接合を意味し、ろう付けなどを含む概念である。また、「接合」という用語は、接着剤を用いる方法を除外する意味であることが好ましい。

最後に、図８に示すように、図７に示すウエハＡおよびウエハＢを上下逆さまに配置し、ウエハＡにおいて検出部２１および電極２６が設けられた面（下面）と反対の面（上面）を研磨して、図８において破線で示す部分を削り、ウエハＡを所定の厚さにする。これにより、第１基板２０と第２基板３０とを備えるフローセンサ１０が製造される。このように、第２基板３０に貫通孔３１を形成する工程は容易であり、かつ、貫通孔３１を形成するための設備費用は少ないので、従来のフローセンサのように貫通電極を形成する場合と比較して、フローセンサ１０の製造（生産）コストを低減することが可能となる。

このフローセンサ１０では、検出部２１が第１基板２０の一方の面（図９において下面）に設けられ、第１基板２０の一方の面（図９において下面）と第２基板３０の一方の面（図９において上面）とが接合されている。これにより、検出部２１は、第１基板２０と第２基板３０との間に配置されるので、外部に対して露出する（曝される）ことがない。また、第１基板２０と第２基板３０との間から所定の腐食性物質が浸食（侵入）するのを防止することが可能となる。

また、研磨により第１基板２０の他方の面（図９において上面）が削られ、第２基板３０の他方の面（図９において下面）における検出部に対応する位置に、凹部３２が形成されている。これにより、第１基板２０および第２基板３０の他の部分と比較して、検出部２１を被覆する部分の厚さが薄くなる。

検出部２１を被覆する部分は、熱容量が小さいダイアフラムを成しており、ダイアフラムは、例えば、１０〜１００［μｍ］程度の厚さを有している。

第１基板２０および第２基板３０の材料としては、例えば、ステンレス鋼（ＳＵＳ）、シリコン（Ｓｉ）、シリコン（Ｓｉ）に二酸化ケイ素（ＳｉＯ₂）をコーティングしたもの、アルミナセラミックス、ガラス、サファイア、インコネル、アルミナ、アルミニウム合金、銅などが挙げられる。

また、第１基板２０および第２基板３０の材料は、所定の腐食性物質、例えば、ＳＯｘ、ＮＯｘ、Ｃｌ₂、ＢＣｌ₃などを含有するガス（気体）や、硫酸や硝酸を含む薬液（液体）などに対して耐食性を有するものが好ましい。具体的には、腐食性物質がＣｌ₂、ＢＣｌ₃などの塩素（Ｃｌ）を含む場合、シリコン（Ｓｉ）は、この腐食性物質に対して耐食性を有さない（耐食性が低い）ため、第１基板２０および第２基板３０の材料として用いるのは適切ではない。一方、腐食性物質が塩素（Ｃｌ）を含まないＳＯｘ、ＮＯｘなどである場合、シリコン（Ｓｉ）はこの腐食性物質に対して耐食性を有する（耐食性が高い）ので、第１基板２０および第２基板３０の材料として好適に用いることができる。これにより、第１基板２０の一方の面（図１において下面）と第２基板３０の一方の面（図１において上面）とが接合されていることと相俟って、例えば、ＳＯｘ、ＮＯｘ、Ｃｌ₂、ＢＣｌ₃などを含有するガス（気体）や、硫酸や硝酸を含む薬液（液体）などの所定の腐食性物質に対するフローセンサ１０の耐食性を高めることができる。

特に、第１基板２０および第２基板３０の材料としては、それぞれガラスまたはサファイアが好ましい。なお、第１基板２０および第２基板３０は、同一材料であってもよいし、異なる材料であってもよい。

本実施形態では、フローセンサ１０の一例として熱式のフローセンサを示したが、これに限定されず、他の方式のフローセンサであってもよい。

このように、本実施形態におけるフローセンサ１０によれば、一方の面（図１において上面）に第１基板２０の一方の面（図１において下面）が接合された第２基板３０を備え、第２基板３０における電極２６に対応する位置に、第２基板３０の他方の面（図１において下面）から一方の面（図１において上面）まで貫通する貫通孔３１が形成されている。ここで、第１基板２０の一方の面（図１において下面）と第２の基板３０の一方の面（図１において上面）とが接合されているので、貫通孔３１は、第２基板３０の他方の側（図１において下側）の開口３１ａが外部に対して開放（開いて）いる。これにより、電極２６が、貫通孔３１を介して第２基板３０の他方の面（図１において下面）から外部にさらされる（露出される）。また、第２基板３０に貫通孔３１を形成する工程は容易であり、かつ、貫通孔３１を形成するための設備費用は少ないので、従来のフローセンサのように貫通電極を形成する場合と比較して、フローセンサ１０の製造（生産）コストを低減することが可能となる。これにより、フローセンサ１０の製造（生産）コストを抑制しつつ、電極２６にボンディングワイヤなどの信号線を接続することで、フローセンサ１０において、検出面（表面）である第１基板２０の他方の面（図１において下面）とは反対側の面（裏面）である第２基板３０の他方の面（図１において下面）から、検出部２１、すなわち、ヒータ２２、上流側温度センサ２３、および下流側温度センサ２４の電気抵抗値の情報を電気信号として出力することができる。

また、本実施形態におけるフローセンサ１０によれば、第２基板３０の他方の面（図１において下面）における検出部２１に対応する位置に、凹部３２が形成されている。これにより、第１基板２０の他方の面（図１において上面）および第２基板３０の凹部３２を所定の厚さに設定することで、検出部２１が所望の検出感度を維持しつつ（保ちつつ）、検出部２１を覆う部分は、流体に含まれるゴミや塵などのダストが衝突したときに、検出部２１を保護し得る機械的強度を備えることができる。また、検出部２１を覆う部分は、第１基板２０および第２基板３０の他の部分と比較して、熱容量の小さいダイアフラムを形成することできる。

また、本実施形態におけるフローセンサ１０によれば、検出部２１が、流体を加熱するヒータ２２と、ヒータ２２によって生ずる流体の温度差を測定するように構成された上流側温度センサ２３および下流側温度センサ２４とを含む。これにより、流体の温度差から当該流体の速度（流速）を検出する熱式のフローセンサ１０を容易に実現（構成）することができる。

また、本実施形態におけるフローセンサ１０によれば、第１基板２０および第２基板３０が、所定の腐食性物質に対して耐食性を有する。これにより、第１基板２０の一方の面（図１において下面）と第２基板３０の一方の面（図１において上面）とが接合されていることと相俟って、例えば、ＳＯｘ、ＮＯｘ、Ｃｌ₂、ＢＣｌ₃などを含有するガス（気体）や、硫酸や硝酸を含む薬液（液体）などの所定の腐食性物質に対するフローセンサ１０の耐食性を高めることができる。

（第２実施例）
図９ないし図１２は、本発明に係るフローセンサの第２実施形態を示すためのものである。なお、特に記載がない限り、前述した第１実施形態と同一構成部分は同一符号をもって表し、その説明を省略する。また、図示しない構成部分は、前述した実施形態と同様とする。

図９は、本発明に係るフローセンサ１００の第２実施形態を説明する斜視図である。本実施形態におけるフローセンサ１００は、第１実施形態のフローセンサ１０と同様の構成を備えるセンサ本体１００Ａと、センサ本体１００Ａ（第１基板２０および第２基板３０）を設置するためのヘッダー（台座）４０を備える。これにより、チップ状のセンサ本体１００Ａ（ダイ）をヘッダー４０（ダイパッド）に設置（ダイボンディング）することができ、フローセンサ１００をパッケージング（パッケージ化）することが可能となる。

図１０は、図９に示したフローセンサ１００の側方断面図であり、図１１は、図９に示したフローセンサ１００の分解斜視図である。図１０および図１１に示すように、ヘッダー４０は、例えば、下端部が開放する筒体状に形成されている。ヘッダー４０には、信号孔４１が形成されており、信号孔４１は、センサ本体１００Ａがヘッダー４０の上面に設置されたときに、第２基板３０の貫通孔２６に対応する位置に配置されている。

また、ヘッダー４０の上面と第２基板３０の他方の面（図１０および図１１において下面）とは、例えば、陽極接合、活性化接合、ろう付けなどによって接合される。これにより、従来、有機材料によって接着（接合）することなく、センサ本体１００Ａをヘッダー４０に設置することができる。

ヘッダー４０の下端部には、外側（図１０および図１１において左右両側）に屈曲した環状の外フランジ４２が一体に形成されている。外フランジ４２は、例えば、流体が流通する管路（図示両略）の内壁に、シール部材などを介して内面が密接され、ねじ、溶接などによりヘッダー４０が固定される。

また、ヘッダー４０の内部には、ヘッダー４０の下端部の内径と同一または略同一の外径を有するプリント基板５０が設置されている。プリント基板５０には、信号孔５１が形成されており、プリント基板５０の下面には、複数の電極パッド５２が設けられている。信号孔５１は、プリント基板５０がヘッダー４０の内部に設置されたときに、ヘッダー４０の信号孔４１に対応する位置に配置されている。

図１２は、図９に示したフローセンサ１００の下面図である。図１０および図１２に示すように、各電極パッド５２には、ハンダなどを介してリードピン（接続線）６０の一端（図１０において上端）が電気的に接続されている。リードピン６０の他端（図１０において下端）は、例えば外部の回路などに電気的に接続される。

また、電極パッド５２には、ボンディングワイヤ５３の一端（図１０において下端）が電気的に接続されており、ボンディングワイヤ５３の他端（図１０において上端）は、貫通孔３１、信号孔４１、および、信号孔５１を介して、第１基板２０に設けられた電極２６に電気的に接続される。

ボンディングワイヤ５３は、ワイヤボンディング法により接合（溶接）されるが、例えば、加熱（熱圧着）式、超音波式などの方式を問わない。また、ボンディングワイヤ５３の材料は、例えば、金（Ａｕ）、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、または、それらの合金などである。

また、ヘッダー４０の材料には、例えば、ステンレス鋼、ハステロイ（登録商標）、インコネル、ステライト（登録商標）など、腐食性物質に対して耐食性を有するものが好ましい。これにより、例えば、ＳＯｘ、ＮＯｘ、Ｃｌ₂、ＢＣｌ₃などを含有するガス（気体）や、硫酸や硝酸を含む薬液（液体）などの所定の腐食性物質にヘッダー４０を露出する（さらす）場合に、好適に用いることができる。

本実施形態では、電極パッド５２およびリードピン６０を、電極２６の数と同じ６つ設ける例を示したが、これに限定されず、電極パッド５２およびリードピン６０は、電極２６の数と異なっていてもよい。

また、信号孔４１および信号孔５１の形状は、円形である場合に限定されず、例えば、矩形、楕円形など、他の形状であってもよい。

このように、本実施形態におけるフローセンサ１００によれば、センサ本体１００Ａ（第１基板２０および第２基板３０）を設置するためのヘッダー（台座）４０をさらに備える。これにより、チップ状のセンサ本体１００Ａを台座（ダイパッド）に設置（ダイボンディング）することができ、フローセンサ１００をパッケージング（パッケージ化）することが可能となる。

このように、本実施形態におけるフローセンサ１００によれば、ヘッダー４０が所定の腐食性物質に対して耐食性を有する。これにより、例えば、ＳＯｘ、ＮＯｘ、Ｃｌ₂、ＢＣｌ₃などを含有するガス（気体）や、硫酸や硝酸を含む薬液（液体）などの所定の腐食性物質にヘッダー４０を露出する（さらす）場合に、好適に用いることができる。

なお、前述の各実施形態の構成は、組み合わせたり或いは一部の構成部分を入れ替えたりしたりしてもよい。また、本発明の構成は前述の各実施形態のみに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加えてもよい。

１０，１００…フローセンサ
１００Ａ…センサ本体
２０…第１基板
３０…第２基板
２１…検出部
２２…ヒータ（抵抗素子）
２３…上流側温度センサ（抵抗素子）
２４…下流側温度センサ（抵抗素子）
２６…電極
３０…第２基板
３１…貫通孔
３２…凹部
４０…ヘッダー

Claims

一方の面に、流体の速度を検出するための検出部と該検出部と接続された電極とが設けられた第１の基板と、
一方の面に、前記第１の基板の前記一方の面が接合された第２の基板と、を備え、
前記第２の基板における前記電極に対応する位置に、前記第２の基板の他方の面から前記一方の面まで貫通する貫通孔が形成されている
ことを特徴とするフローセンサ。
前記第２の基板の前記他方の面における前記検出部に対応する位置に、凹部が形成されている
ことを特徴とする請求項１に記載のフローセンサ。
前記検出部は、前記流体を加熱するヒータと、前記ヒータによって生ずる前記流体の温度差を測定するように構成された測温ユニットを含む
ことを特徴とする請求項１または２に記載のフローセンサ。
前記第１の基板および前記第２に基板は、所定の腐食性物質に対して耐食性を有する
ことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載のフローセンサ。
前記第１の基板および前記第２の基板を設置するための台座をさらに備える
ことを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載のフローセンサ。
前記台座は、所定の腐食性物質に対して耐食性を有する
ことを特徴とする請求項５に記載のフローセンサ。