JP2016090413A - 熱式空気流量計 - Google Patents
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Abstract
Description
図5は、温度変化を与えたときの熱式空気流量計の断面図である。センサアセンブリ10上の電子部品3を充填材6により覆うと、熱式空気流量計及び基板1には、基板1と充填材6の線膨張係数差、もしくは樹脂収縮差に起因して図5に示すような曲げ変形が発生する。これにより、電子部品3内の抵抗体7にも応力(ひずみ)が発生する。抵抗体7に応力(ひずみ)が発生すると、ピエゾ効果によって抵抗値が変化し、LSI3の出力特性が変化するため、空気流量の測定精度に影響を及ぼす。図6は、基板1と充填材6の線膨張係数の比及びヤング率の比と、電子部品3内の抵抗体7の熱応力による流量特性変動の関係を応力解析により算出したものである。図6の縦軸(y軸)は基板1と充填材6のヤング率の比、横軸(x軸)は基板1と充填材6の線膨張係数の比であり、ともに無次元である。応力解析により算出した、抵抗体7の熱応力による流量特性変動が±1.0%,±1.5%、±2.0%となるときの基板1と充填材6の線膨張係数、ヤング率の比の関係を図6にプロットした。さらに、上記プロットを用いて、線膨張係数及びヤング率の比と流量特性変動の関係を累乗近似により求めた。図6より、線膨張係数及びヤング率の比を大きくするほど流量特性変動が大きくなることがわかる。
図7はセンサアセンブリ10を筐体5に固定したときの熱式空気流量計の平面図、図8は底面図である。先の実施例と異なる構成は、図7、図8に示すように基板上に複数の電子部品13〜16を設置している点である。電子部品は例えば、サーミスタやマイコン、圧力センサ、湿度センサである。図7に示すように、ボンディングワイヤ20を用いて、センサアセンブリ10と筐体に設置されたコネクタ21とを電気的に接続している。ボンディングワイヤの材質は、例えばAl、Au、Cuである。図9に充填材6を封止した後の熱式空気流量計の平面図を示す。図9に示す構造としても同等の作用効果を奏することは言うまでもない。更に、充填材6によりボンディングワイヤ20を保護するため、振動によるボンディングワイヤ20の変形を抑制することができ、より高信頼な流量計を提供できる。
7…抵抗体、8…カバー、10…センサアセンブリ、11…筐体、12…副通路、
13〜16…電子部品、20…ボンディングワイヤ、21…コネクタ
Claims (13)
- 被計測流体の一部を取り込む副通路と、
前記副通路に配置され前記被計測流体の流量を計測するセンサチップと、
前記センサチップにより検出した流体流量を電気信号に変換し内部に抵抗体を有する電子部品と、
前記センサチップ及び前記電子部品を搭載する基板と、を有し、
前記基板は、前記電子部品が搭載された側の面が充填材により覆われていることを特徴とする熱式空気流量計。 - 請求項1に記載の熱式空気流量計において、
前記基板と前記充填材のヤング率及び線膨張係数が、前記基板と前記充填材のヤング率の比と、線膨張係数の比とで決まる所定領域範囲内にあることを特徴とする熱式空気流量計。 - 請求項2に記載の熱式空気流量計において、
前記所定領域は、前記抵抗体の抵抗値変動が所定範囲内であることを特徴とする熱式空気流量計。 - 請求項3に記載の熱式空気流量計において、
前記所定範囲は±1%であることを特徴とする熱式空気流量計。 - 請求項4に記載の熱式空気流量計において、
前記基板と前記充填材のヤング率の比をY、前記基板と前記充填材の線膨張係数の比をXとすると、Y<0.4X-0.9なる関係があることを特徴とする熱式空気流量計。 - 請求項1〜5のいずれかに記載の熱式空気流量計において、
前記充填材の少なくとも一部が前記被計測流体に暴露していることを特徴とする熱式空気流量計。 - 請求項1〜6のいずれかに記載の熱式空気流量計において、
前記筐体は、外部出力のためのコネクタを有し、前記コネクタと前記基板がワイヤボンディングにより電気的に接続することを特徴とする熱式空気流量計。 - 請求項1〜7のいずれかに記載の熱式空気流量計において、
前記電子部品の少なくともひとつがワイヤボンディングもしくははんだにより前記基板と電気的に接続することを特徴とする熱式空気流量計。 - 請求項8に記載の熱式空気流量計において、
前記充填材と前記基板のヤング率が、前記充填材と前記基板のヤング率の比とできまる所定領域にあることを特徴とする熱式空気流量計。 - 請求項9に記載の熱式空気流量計において、
前記充填材と前記基板のヤング率の比とできまる前記所定領域は、前記充填材のヤング率をE1、前記基板のヤング率をE2とすると、E1/E2<0.1なる関係があることを特徴とする熱式空気流量計。 - 請求項1〜10のいずれかに記載の熱式空気流量計において、
前記充填材は、エポキシ樹脂であることを特徴とする熱式空気流量計。 - 請求項1〜11のいずれかに記載の熱式空気流量計において、
前記基板は、プリント基板であることを特徴とする熱式空気流量計。 - 請求項1〜12のいずれかに記載の熱式空気流量計において、
前記筐体は、熱可塑性樹脂であることを特徴とする熱式空気流量計。
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