JP2017067643A - 流量センサ - Google Patents
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Abstract
Description
[流量センサの構造]
図1は、第1の実施の形態に係る流量センサを例示する図であり、図1(a)は平面透視図、図1(b)は図1(a)のA−A線に沿う断面図である。
ここで、薄膜構造体部20tにおける、X軸温度検出体30及び31、Y軸温度検出体32及び33、発熱抵抗体40、配線60〜69、並びにダミー配線70及び71のレイアウトの特徴について説明する。
次に、流量センサ1の動作について説明する。ここでは、流量センサ1は所定の制御回路に接続されているものとする。制御回路は、測温抵抗体50の抵抗変化に基づいて流体の温度を検出して発熱抵抗体40の好適な発熱量を算出し、それに基づいた電圧をパッド80とパッド81との間に印加して発熱抵抗体40に電流を流して発熱させることができる。
次に、流量センサ1の製造方法について説明する。図2及び図3は、流量センサの製造工程を例示する図である。図2及び図3では、図1(b)に対応する断面を示しているため、流量センサ1の構成要素の一部は図示されない。
第1の実施の形態の変形例1では、薄膜構造体部にスリットを設ける例を示す。なお、第1の実施の形態の変形例1において、既に説明した実施の形態と同一構成部についての説明は省略する場合がある。
第1の実施の形態の変形例2では、薄膜構造体部の平面形状を変えた例を示す。なお、第1の実施の形態の変形例2において、既に説明した実施の形態と同一構成部についての説明は省略する場合がある。
第1の実施の形態の変形例3では、1軸の流量センサの例を示す。なお、第1の実施の形態の変形例3において、既に説明した実施の形態と同一構成部についての説明は省略する場合がある。
10 半導体基板
10x、25x 開口部
20 ダイヤフラム部
20a ダイヤフラム部の上面
20e ダイヤフラム部の縁辺
20t、20u 薄膜構造体部
20x スリット
21〜25 絶縁膜
30、31 X軸温度検出体
32、33 Y軸温度検出体
40 発熱抵抗体
50 測温抵抗体
60〜69 配線
70、71 ダミー配線
80〜89 パッド
Claims (12)
- 発熱抵抗体及び複数の温度検出体を備え、前記発熱抵抗体を発熱させた状態で、夫々の前記温度検出体の温度検出結果に基づいて、前記温度検出体上を流れる流体の流量を検出する流量センサであって、
開口部を備えた枠状の半導体基板と、
前記半導体基板上に設けられたダイヤフラム部と、
前記ダイヤフラム部に設けられた発熱抵抗体及び複数の温度検出体と、を有し、
前記ダイヤフラム部は、前記開口部を塞ぐ薄膜構造体部を備え、
平面視において、前記薄膜構造体部には、前記発熱抵抗体の周囲に複数の前記温度検出体が配置されていることを特徴とする流量センサ。 - 前記薄膜構造体部において、複数の前記温度検出体、及び複数の前記温度検出体から引き出された温度検出体配線は、前記発熱抵抗体に対して点対称に配置されていることを特徴とする請求項1に記載の流量センサ。
- 複数の前記温度検出体は、前記発熱抵抗体から等距離に配置された4つの温度検出体を含むことを特徴とする請求項2に記載の流量センサ。
- 前記ダイヤフラム部の平面形状は正方形であり、
前記発熱抵抗体は、前記ダイヤフラム部の中心に配置され、
前記ダイヤフラム部の4つの縁辺の1つに平行な軸をX軸、前記ダイヤフラム部の上面と平行な面内でX軸と直交する軸をY軸としたときに、互いに対向する2つの前記温度検出体は前記X軸と平行な方向に配置され、互いに対向する他の2つの前記温度検出体は前記Y軸と平行な方向に配置されていることを特徴とする請求項3に記載の流量センサ。 - 前記薄膜構造体部において、
前記発熱抵抗体の一端及び他端から引き出された発熱抵抗体配線は、前記ダイヤフラム部の1つの対角線上に配置されており、
前記温度検出体配線は、前記発熱抵抗体配線の両側に前記発熱抵抗体配線と平行に配置された配線を含むことを特徴とする請求項4に記載の流量センサ。 - 前記薄膜構造体部において、
前記ダイヤフラム部の他の1つの対角線上において、前記発熱抵抗体の両側にダミー配線が配置されており、
前記温度検出体配線は、前記ダミー配線の両側に前記ダミー配線と平行に配置された配線を含むことを特徴とする請求項5に記載の流量センサ。 - 前記発熱抵抗体配線と、前記発熱抵抗体配線の両側に前記発熱抵抗体配線と平行に配置された配線との間、及び、前記ダミー配線と、前記ダミー配線の両側に前記ダミー配線と平行に配置された配線との間にスリットを設けたことを特徴とする請求項6に記載の流量センサ。
- 前記発熱抵抗体配線及び前記温度検出体配線は、応力集中部を除く領域に配置されていることを特徴とする請求項5又は6に記載の流量センサ。
- 平面視において、前記薄膜構造体部は正方形であり、
前記応力集中部は、前記薄膜構造体部の各縁辺の中央部を含む4つの領域であることを特徴とする請求項8に記載の流量センサ。 - 前記発熱抵抗体の比抵抗は、前記発熱抵抗体配線の比抵抗より大きいことを特徴とする請求項5乃至9の何れか一項に記載の流量センサ。
- 平面視において、前記薄膜構造体部は円形であることを特徴とする請求項1乃至7の何れか一項に記載の流量センサ。
- 複数の前記温度検出体は、酸化バナジウムから形成されていることを特徴とする請求項1乃至11の何れか一項に記載の流量センサ。
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