JP2020041815A - 物理量計測装置 - Google Patents

Abstract

【課題】物理量の計測精度を高めることができる物理量計測装置を提供する。【解決手段】エアフロメータはセンサＳＡ５０を有している。センサＳＡ５０は、計測流路において吸入空気の流量を検出する流量検出部２２と、流量検出部２２の検出結果が入力される流量処理部５４と、これら流量検出部２２及び流量処理部５４を支持するＳＡ基板５３とを有している。ＳＡ基板５３は、流量検出部２２が取り付けられた検出フレーム６１と、流量処理部５４が取り付けられた処理フレーム６２と、これら検出フレーム６１と処理フレーム６２とを接続する接続フレーム６３とを有している。ＳＡ基板５３においては、検出フレーム６１と処理フレーム６２との間に基板孔６９が設けられており、この基板孔６９には、処理フレーム６２から検出フレーム６１に熱が伝わることを規制するフレーム規制部８１が設けられている。【選択図】図８

Description

この明細書による開示は、物理量計測装置に関する。

流体の物理量を計測する物理量計測装置として、例えば特許文献１には、空気の流量を検出するセンサ素子と、センサ素子に電気的に接続された駆動回路と、これらセンサ素子及び駆動回路を実装したリードフレームとを有する熱式流量計が開示されている。この熱式流量計において、センサ素子は発熱抵抗体を有しており、駆動回路は、空気流量の計測に伴って発熱抵抗体の温度制御などの処理を行う。

特開２０１６−１６６８９５号公報

しかしながら、センサ素子及び駆動回路の両方がリードフレームに実装された構成では、空気流量の計測に伴って駆動回路から熱が発生した場合、この熱がリードフレームを介してセンサ素子に伝わることが考えられる。駆動回路にて発生した熱がセンサ素子に伝わると、空気の流量に関係なくセンサ素子の温度が上昇することなどによりセンサ素子の検出精度が低下することが想定される。

本開示の主な目的は、物理量の計測精度を高めることができる物理量計測装置を提供することにある。

上記目的を達成するため、開示された態様は、
流体の物理量を計測する物理量計測装置（２０）であって、
計測対象になる流体が流れる計測流路（３２）と、
計測流路において流体の物理量を検出する物理量検出部（２２）と、
物理量検出部の検出結果が入力される物理量処理部（５４）と、
物理量検出部及び物理量処理部を支持する支持板部（５３，２１０）と、
を備え、
支持板部は、
物理量検出部が取り付けられた検出支持部（６１，２１１）と、
検出支持部から離間した位置にあり、物理量処理部が取り付けられた処理支持部（６２，２１２）と、
を有しており、
検出支持部と処理支持部との間には、処理支持部から検出支持部に熱が伝わることを規制する伝熱規制部（８１，２１６）が設けられている、物理量計測装置である。

上記態様によれば、支持板部において検出支持部から処理支持部に熱が伝わることが伝熱規制部により規制される。このため、仮に物理量処理部にて熱が発生したとしても、この熱が支持基板を介して物理量検出部に伝わるということが生じにくくなっており、流体の物理量に関係なく物理量検出部の温度が上昇するということが抑制される。この場合、物理量の検出に関係のない熱が物理量検出部に付与されることで物理量検出部の検出精度が低下するということが生じにくいため、物理量の計測精度を高めることができる。

なお、特許請求の範囲およびこの項に記載した括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものにすぎず、本開示の技術的範囲を限定するものではない。

第１実施形態における燃焼システムの構成を示す図。 エアフロメータの斜視図。 吸気管に取り付けられた状態のエアフロメータの縦断面図。 センサＳＡを表側から見た斜視図。 センサＳＡを裏側から見た斜視図。 センサＳＡの内部構造を示す斜視図。 センサＳＡの内部構造を示す正面図。 図７のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線断面図。 図７のＩＸ−ＩＸ線断面図。 図８における流量検出部周辺の拡大図。 流量検出回路の構成を示す回路図。 流量検出部において空気温抵抗とメンブレン部との位置関係を示す平面図。 図１２におけるメンブレン部周辺の拡大図。 成型した基材の平面図。 図１４におけるＳＡ基板周辺の拡大図。 ＳＡ基板を表側から見た斜視図。 ＳＡ基板にフィルタ部を取り付けた状態の基材を表側から見た平面図。 ＳＡ基板にフィルタ部を取り付けた状態の基材を裏側から見た平面図。 フィルタ部を取り付けた状態のＳＡ基板を裏側から見た斜視図。 ＳＡ基板にチップ部品を取り付けた状態の基材を表側から見た平面図。 チップ部品を取り付けた状態のＳＡ基板を表側から見た斜視図。 ＳＡ基板にモールド部を取り付けた状態の基材を表側から見た平面図。 型装置の構成を示す縦断面図。 図２３のＸＸＩＶ−ＸＸＩＶ線断面図。 第２実施形態におけるセンサＳＡを表側から見た斜視図。 センサＳＡの内部構造を示す斜視図。 成型した基材の平面図。 図２７におけるＳＡ基板周辺の拡大図。 ＳＡ基板を表側から見た斜視図。 ＳＡ基板にフィルタ部を取り付けた状態の基材を表側から見た平面図。 ＳＡ基板にフィルタ部を取り付けた状態の基材を裏側から見た平面図。 フィルタ部を取り付けた状態のＳＡ基板を裏側から見た斜視図。 ＳＡ基板にチップ部品を取り付けた状態の基材を表側から見た平面図。 チップ部品を取り付けた状態のＳＡ基板を表側から見た斜視図。 ＳＡ基板にモールド部を取り付けた状態の基材を表側から見た平面図。 第３実施形態におけるセンサＳＡの内部構造を示す斜視図。 センサＳＡの縦断面図。 ＳＡ基板に中間板を取り付けた状態の基材を表側から見た平面図。 中間板を取り付けた状態のＳＡ基板を表側から見た斜視図。 ＳＡ基板にチップ部品を取り付けた状態の基材を表側から見た平面図。 チップ部品を取り付けた状態のＳＡ基板を表側から見た斜視図。 変形例１におけるセンサＳＡの縦断面図。 変形例２におけるセンサＳＡの縦断面図。 フィルタ部を取り付けた状態のＳＡ基板を裏面側から見た斜視図。

以下、本開示の複数の実施形態を図面に基づいて説明する。尚、各実施形態において対応する構成要素には同一の符号を付すことにより、重複する説明を省略する場合がある。各実施形態において構成の一部分のみを説明している場合、当該構成の他の部分については、先行して説明した他の実施例の構成を適用することができる。また、各実施形態の説明において明示している構成の組み合わせばかりではなく、特に組み合わせに支障が生じなければ、明示していなくても複数の実施形態の構成同士を部分的に組み合わせることができる。そして、複数の実施形態及び変形例に記述された構成同士の明示されていない組み合わせも、以下の説明によって開示されているものとする。

（第１実施形態）
図１に示す燃焼システム１０は、ガソリンエンジン等の内燃機関１１、吸気通路１２、排気通路１３、エアフロメータ２０及びＥＣＵ１５を有しており、例えば車両に搭載されている。エアフロメータ２０は、吸気通路１２に設けられており、内燃機関１１に供給される吸入空気の流量や温度、湿度、圧力といった物理量を計測する。エアフロメータ２０は、吸入空気等の流体を計測対象とした物理量計測装置に相当する。吸入空気は、内燃機関１１の燃焼室１１ａに供給される気体である。燃焼室１１ａにおいては、吸入空気と燃料との混合気が点火プラグ１７により点火される。

ＥＣＵ（Engine Control Unit）１５は、燃焼システム１０の動作制御を行う制御装置である。ＥＣＵ１５は、プロセッサ、ＲＡＭ、ＲＯＭ及びフラッシュメモリ等の記憶媒体、並びに入出力部を含むマイクロコンピュータと、電源回路等と、によって構成された演算処理回路である。ＥＣＵ１５には、エアフロメータ２０から出力されるセンサ信号や、多数の車載センサから出力されるセンサ信号などが入力される。ＥＣＵ１５は、エアフロメータ２０による計測結果を用いて、インジェクタ１６の燃料噴射量やＥＧＲ量などについてエンジン制御を行う。ＥＣＵ１５は、内燃機関１１の運転制御を行う制御装置であり、燃焼システム１０をエンジン制御システムと称することもできる。また、ＥＣＵ１５は、外部装置に相当する。

燃焼システム１０は、車載センサとして複数の計測部を有している。計測部としては、エアフロメータ２０の他に、スロットルセンサ１８ａや吸気圧センサ１８ｂ、水温センサ１８ｃ、クランク角センサ１８ｄ、空燃比センサ１８ｅ、ノックセンサ１８ｆ、カム角センサ１８ｇなどがある。これら計測部は、いずれもＥＣＵ１５に電気的に接続されており、ＥＣＵ１５に対して検出信号を出力する。エアフロメータ２０は、吸気通路１２において、スロットルセンサ１８ａが取り付けられたスロットルバルブの上流側に設けられている。

図３に示すように、エアフロメータ２０は、吸気通路１２を形成するダクト等の吸気管１２ａに取り付けられている。吸気管１２ａには、その外周部を貫通する貫通孔としてエアフロ挿入孔１２ｂが設けられている。このエアフロ挿入孔１２ｂには円環状の管フランジ１２ｃが取り付けられており、この管フランジ１２ｃは吸気管１２ａに含まれている。エアフロメータ２０は、管フランジ１２ｃ及びエアフロ挿入孔１２ｂに挿入されることで吸気通路１２に入り込んだ状態になっており、この状態で吸気管１２ａや管フランジ１２ｃに固定されている。

本実施形態では、エアフロメータ２０について、幅方向Ｘ、高さ方向Ｙ及び奥行き方向Ｚを定義しており、これら方向Ｘ，Ｙ，Ｚは互いに直交している。エアフロメータ２０は高さ方向Ｙに延びており、吸気通路１２は奥行き方向Ｚに延びている。エアフロメータ２０は、吸気通路１２に入り込んだ入り込み部分２０ａと、吸気通路１２に入り込まずに管フランジ１２ｃから外部にはみ出したはみ出し部分２０ｂとを有しており、これら入り込み部分２０ａとはみ出し部分２０ｂとは高さ方向Ｙに並んでいる。エアフロメータ２０においては、高さ方向Ｙに並んだ一対の端面２０ｃ，２０ｄのうち、入り込み部分２０ａに含まれた方をエアフロ先端面２０ｃと称し、はみ出し部分２０ｂに含まれた方をエアフロ基端面２０ｄと称する。なお、エアフロ先端面２０ｃ及びエアフロ基端面２０ｄは高さ方向Ｙに直交している。また、管フランジ１２ｃの先端面も高さ方向Ｙに直交している。

図２、図３に示すように、エアフロメータ２０は、ハウジング２１と、吸入空気の流量を検出する流量検出部２２と、吸入空気の温度を検出する吸気温センサ（図示略）とを有している。ハウジング２１は、例えば樹脂材料等により形成されている。エアフロメータ２０においては、ハウジング２１が吸気管１２ａに取り付けられていることで、流量検出部２２が、吸気通路１２を流れる吸入空気と接触可能な状態になる。ハウジング２１は、ハウジング本体２４、リング保持部２５、フランジ部２７及びコネクタ部２８を有しており、リング保持部２５に対してＯリング２６が取り付けられている。

ハウジング本体２４は全体として筒状に形成され、ハウジング２１においては、リング保持部２５、フランジ部２７及びコネクタ部２８がハウジング本体２４に一体的に設けられた状態になっている。リング保持部２５は入り込み部分２０ａに含まれ、フランジ部２７及びコネクタ部２８ははみ出し部分２０ｂに含まれている。

リング保持部２５は、管フランジ１２ｃの内部に設けられており、Ｏリング２６を高さ方向Ｙに位置ずれしないように保持している。Ｏリング２６は、管フランジ１２ｃの内部において吸気通路１２を密閉するシール部材であり、リング保持部２５の外周面と管フランジ１２ｃの内周面との両方に密着している。フランジ部２７には、エアフロメータ２０を吸気管１２ａに固定するネジ等の固定具を固定するネジ孔等の固定孔が形成されている。コネクタ部２８は、流量検出部２２に電気的に接続されたコネクタターミナル２８ａを保護する保護部である。

流量検出部２２はハウジング本体２４の内部空間２４ａに設けられており、吸気温センサはハウジング２１の外側に設けられている。吸気温センサは、吸入空気の温度を感知する感温素子や、感温素子から延びたリード線、リード線に接続された吸気温ターミナルを有している。ハウジング２１は、吸気温センサを支持する支持部を有しており、この支持部は、ハウジング２１の外周側に設けられている。

ハウジング本体２４は、吸気通路１２を流れる吸入空気の一部が流れ込むバイパス流路３０を形成している。バイパス流路３０は、エアフロメータ２０の入り込み部分２０ａに配置されている。バイパス流路３０は、通過流路３１及び計測流路３２を有しており、これら通過流路３１及び計測流路３２は、ハウジング本体２４の内部空間２４ａにより形成されている。なお、吸気通路１２を主通路と称し、バイパス流路３０を副通路と称することもできる。

通過流路３１は、奥行き方向Ｚにハウジング本体２４を貫通している。通過流路３１は、その上流端部である流入口３３と、下流端部である流出口３４とを有している。計測流路３２は、通過流路３１の中間部分から分岐した分岐流路であり、この計測流路３２に流量検出部２２が設けられている。計測流路３２は、その上流端部である計測入口３５と、下流端部である計測出口３６とを有している。通過流路３１から計測流路３２が分岐した部分はこれら通過流路３１と計測流路３２との境界部になっており、この境界部に計測入口３５が含まれていることになる。なお、計測入口３５が分岐入口に相当し、計測出口３６が分岐出口に相当する。また、通過流路３１と計測流路３２との境界部を流路境界部と称することもできる。

流量検出部２２は、ヒータ部を有する熱式の流量センサである。流量検出部２２は、ヒータ部の発熱に伴って温度変化が生じた場合に、その温度変化に応じた検出信号を出力する。流量検出部２２は直方体状のチップ部品であり、流量検出部２２をセンサチップと称することもできる。なお、流量検出部２２が、吸入空気の流量を流体の物理量として検出する物理量検出部に相当する。

エアフロメータ２０は、流量検出部２２を含んで構成されたセンササブアッセンブリを有しており、このセンササブアッセンブリをセンサＳＡ５０と称する。センサＳＡ５０はハウジング本体２４の内部空間２４ａに収容されている。なお、センサＳＡ５０を検出ユニットや計測ユニット、センサパッケージと称することもできる。

センサＳＡ５０は、内部空間２４ａにおいて計測流路３２に入り込んだ入り込み部分５０ａと、計測流路３２に入り込まずに計測流路３２からはみ出したはみ出し部分５０ｂとを有している。入り込み部分５０ａとはみ出し部分５０ｂとは高さ方向Ｙに並んでおり、流量検出部２２は入り込み部分５０ａに含まれている。

図４〜図７に示すように、センサＳＡ５０は、流量検出部２２を搭載したＳＡ基板５３と、流量検出部２２に電気的に接続された流量処理部５４と、ＳＡ基板５３、流量検出部２２及び流量処理部５４を覆っているモールド部５５とを有している。流量処理部５４には、流量検出部２２の検出結果として検出信号が入力され、流量検出部２２は物理量処理部に相当する。また、ＳＡ基板５３が支持板部に相当し、モールド部５５が物理量検出部及び物理量処理部を保護するボデーに相当する。ＳＡ基板をリードフレームと称することもできる。図７においては、センサＳＡ５０の内部構造を図示するためにモールド部５５を仮想線で示している。

モールド部５５は、全体として板状に形成されている。図３に示すように、モールド部５５においては、高さ方向Ｙに並んだ一対の端面５５ａ，５５ｂのうち、入り込み部分５０ａに含まれた方をモールド先端面５５ａと称し、はみ出し部分５０ｂに含まれた方をモールド基端面５５ｂと称する。また、モールド先端面５５ａ及びモールド基端面５５ｂを挟んで設けられた一対の面のうち一方をモールド上流面５５ｃと称し、他方をモールド下流面５５ｄと称する。センサＳＡ５０は、モールド先端面５５ａがエアフロ先端面２０ｃ側に配置され、且つモールド上流面５５ｃがモールド下流面５５ｄよりも計測流路３２の上流側に配置される向きで、内部空間２４ａに設置されている。

センサＳＡ５０のモールド上流面５５ｃは、計測流路３２においてモールド下流面５５ｄよりも上流側に配置されている。計測流路３２において流量検出部２２が設けられた部分においては、空気の流れる向きが吸気通路１２での空気の流れる向きとは反対になっている。このため、モールド上流面５５ｃは、吸気通路１２においてはモールド下流面５５ｄよりも下流側に配置されていることになる。

図６、図７において、ＳＡ基板５３は、金属材料等により全体として板状に形成されており、導電性を有する基板である。ＳＡ基板５３の板面は、幅方向Ｘに直交しており、高さ方向Ｙ及び奥行き方向Ｚに延びている。ＳＡ基板５３は、流量検出部２２を支持する検出フレーム６１と、流量処理部５４を支持する処理フレーム６２と、これらフレーム６１，６２を接続する接続フレーム６３と、コネクタターミナル２８ａに接続されるリードターミナル６４，６５とを有している。なお、検出フレーム６１が検出支持部に相当し、処理フレーム６２が処理支持部に相当し、接続フレーム６３が接続支持部に相当する。

検出フレーム６１及び処理フレーム６２は、いずれも全体として矩形状に形成されており、それぞれの板面が幅方向Ｘに直交している。検出フレーム６１は、処理フレーム６２からモールド先端面５５ａ側に離間した位置に設けられている。接続フレーム６３は、高さ方向Ｙにおいて検出フレーム６１と処理フレーム６２との間に一対設けられており、各接続フレーム６３は、いずれも検出フレーム６１と処理フレーム６２とにかけ渡された状態になっている。一対の接続フレーム６３は、互いに離間した状態で奥行き方向Ｚに並べられている。

ＳＡ基板５３には、このＳＡ基板５３を幅方向Ｘに貫通する貫通孔として基板孔６９が形成されている。基板孔６９は、高さ方向Ｙにおいて検出フレーム６１と処理フレーム６２との間に設けられており、これらフレーム６１，６２の離間部分を形成している。また、基板孔６９は、奥行き方向Ｚにおいて一対の接続フレーム６３の間に設けられており、これら接続フレーム６３の離間部分を形成している。基板孔６９は、高さ方向Ｙにおいて流量検出部２２と流量処理部５４との間に配置されている。ＳＡ基板５３に基板孔６９が設けられていることで、高さ方向Ｙに直交する方向の断面積について、一対の接続フレーム６３の各断面積の合計が、検出フレーム６１の断面積及び処理フレーム６２の断面積のいずれよりも小さくなっている。このため、接続フレーム６３は、検出フレーム６１及び処理フレーム６２のいずれよりも熱が伝わりにくくなっている。なお、基板孔６９が貫通部に相当する。

図８に示すように、ＳＡ基板５３においては、一方の板面に流量検出部２２及び流量処理部５４の両方が搭載されており、これら流量検出部２２及び流量処理部５４が搭載された方の板面を表面５３ａと称し、表面５３ａとは反対側の板面を裏面５３ｂと称する。ＳＡ基板５３の表面５３ａには検出フレーム６１の表面６１ａが含まれ、ＳＡ基板５３の裏面５３ｂには検出フレーム６１の裏面６１ｂが含まれており、これら表面６１ａと裏面６１ｂとは互に平行に延びている。なお、検出フレーム６１については、表面６１ａが表板面に相当し、裏面６１ｂが裏板面に相当する。

流量検出部２２は板状に形成されており、この流量検出部２２については、検出フレーム６１とは反対側の板面を表面２２ａと称し、この表面２２ａとは反対側の板面を裏面２２ｂと称する。これら表面２２ａと裏面２２ｂとも互いに平行に延びている。センサＳＡ５０においては、流量検出部２２の裏面２２ｂが検出フレーム６１の表面６１ａに重ねられている。

図６、図７の説明に戻り、奥行き方向Ｚにおいて、基板孔６９の両側端は、それぞれ流量検出部２２及び流量処理部５４のいずれよりも外側にはみ出した位置に配置されている。この場合、一対の接続フレーム６３は、流量検出部２２と流量処理部５４との間に挟まれた位置に配置されているのではなく、幅方向Ｘ及び奥行き方向Ｚのいずれについても、流量検出部２２及び流量処理部５４から側方にずれた位置に配置されている。

検出フレーム６１、処理フレーム６２及び基板孔６９は高さ方向Ｙに並べられており、高さ方向Ｙに延びる仮想の軸線に、検出フレーム６１、処理フレーム６２及び基板孔６９の中心線が一致している。奥行き方向Ｚにおいて、流量検出部２２は検出フレーム６１の中央位置に配置され、流量処理部５４は処理フレーム６２の中央位置に配置されている。

奥行き方向Ｚにおいて、検出フレーム６１の幅寸法Ｗ１と処理フレーム６２の幅寸法Ｗ２とは同じになっている。また、流量検出部２２の幅寸法Ｗ３は流量処理部５４の幅寸法Ｗ４より小さくなっており、基板孔６９の幅寸法Ｗ５は、これら幅寸法Ｗ３，Ｗ４より大きくなっている。基板孔６９の幅寸法Ｗ５は、一対の接続フレーム６３の離間距離になっている。

高さ方向Ｙにおいて、基板孔６９の長さ寸法Ｈ１は、検出フレーム６１と処理フレーム６２との間での熱の伝わりが生じにくい大きさになっている。検出フレーム６１は、流量検出部２２よりも基板孔６９側にはみ出すように延びた検出延出部６８ａを有しており、処理フレーム６２は、流量処理部５４よりもフレーム６１側にはみ出すように延びた処理延出部６８ｂを有している。この場合、基板孔６９の長さ寸法Ｈ１は、流量検出部２２からの検出延出部６８ａの延出寸法Ｈ２、及び流量処理部５４からの処理延出部６８ｂの延出寸法Ｈ３のいずれよりも大きくなっている。また、基板孔６９の長さ寸法Ｈ１は延出寸法Ｈ２，Ｈ３の和よりも大きくなっている。さらに、高さ方向Ｙにおいて、基板孔６９は流量検出部２２と流量処理部５４との中央に配置されており、検出延出部６８ａの延出寸法Ｈ２と処理延出部６８ｂの延出寸法Ｈ２とがほぼ同じ値になっている。

リードターミナル６４，６５は、それぞれの一部がモールド基端面５５ｂからモールド部５５の外部に突出している。リードターミナル６４，６５において、モールド部５５の外部に突出した部分はモールド基端面５５ｂから高さ方向Ｙに延びており、ハウジング本体２４の内部空間２４ａにおいてコネクタターミナル２８ａに接続されている。この場合、ＳＡ基板５３の裏面５３ｂにはリードターミナル６４，６５の裏面が含まれており、リードターミナル６４，６５の裏面がコネクタターミナル２８ａに接触した状態になっている。

リードターミナル６４，６５のうち、グランドリードターミナル６４は、処理フレーム６２から延びており、センサＳＡ５０においてグランド端子に電気的に接続されている。この場合、検出フレーム６１及び接続フレーム６３も処理フレーム６２を介して接地されている。なお、グランドリードターミナル６４が支持ターミナルに相当する。

回路リードターミナル６５は、モールド部５５の内部において処理フレーム６２から離間している一方で、流量処理部５４に電気的に接続されている。グランドリードターミナル６４及び回路リードターミナル６５はそれぞれ複数設けられている。複数の回路リードターミナル６５には、センサＳＡ５０において電源端子に電力を供給する電源ターミナルや、センサＳＡ５０において信号端子への信号の入出力を行う信号ターミナルが含まれている。

センサＳＡ５０は、ノイズから流量処理部５４を保護する保護チップ７１を有している。保護チップ７１は、コンデンサを含んで構成された保護回路を有するチップ部品であり、モールド部５５の内部においてグランドリードターミナル６４と回路リードターミナル６５とにかけ渡された状態で設けられている。

ＳＡ基板５３は、保護チップ７１が取り付けられた保護フレーム６６，６７を有している。保護フレーム６６，６７のうち、グランド保護フレーム６６は、処理フレーム６２から延びている。回路保護フレーム６７は、モールド部５５の内部において処理フレーム６２から離間している一方で、流量処理部５４に電気的に接続されている。保護チップ７１は、グランド保護フレーム６６と回路保護フレーム６７又は回路リードターミナル６５とにかけ渡された状態で設けられている。

流量処理部５４は、各種処理を行うデジタル回路（図１１参照）等の駆動回路を有している。流量処理部５４は直方体状のチップ部品であり、流量処理部５４を回路チップと称することもできる。流量検出部２２、回路リードターミナル６５及び回路保護フレーム６７に、ボンディングワイヤ７２を介して電気的に接続されている。モールド部５５は、流量検出部２２や流量処理部５４に加えて、保護チップ７１及びボンディングワイヤ７２を覆っていることで、これら流量検出部２２、流量処理部５４、保護チップ７１及びボンディングワイヤ７２を保護している。この場合、モールド部５５を保護体と称することもできる。

モールド部５５は、モールド成型により成型された高分子樹脂等のモールド樹脂であり、ＳＡ基板５３よりも高い絶縁性及び断熱性を有している。モールド部５５は、流量処理部５４や保護チップ７１、ボンディングワイヤ７２などを一体的に封止している。

図８に示すように、モールド部５５は、処理フレーム６２から検出フレーム６１に熱が伝わることを規制するフレーム規制部８１を有している。フレーム規制部８１は、モールド部５５のうち基板孔６９に入り込んだ部分であり、基板孔６９の内部に充填された状態になっている。このため、フレーム規制部８１は、基板孔６９と同じ大きさ及び形状になっている。例えば、奥行き方向Ｚにおいてフレーム規制部８１の幅寸法は、基板孔６９の幅寸法Ｗ５と同じになっている。フレーム規制部８１は、奥行き方向Ｚにおいて接続フレーム６３に横並びに配置されている。この場合、フレーム規制部８１と接続フレーム６３とは、ＳＡ基板５３の板面に沿って横並びに配置されていることになる。なお、フレーム規制部８１が伝熱規制部に相当する。

流量処理部５４が通電に伴って各種処理を行った場合、流量処理部５４にて熱が発生することがある。この熱が流量検出部２２に伝わると、流量検出部２２の検出精度が低下することが懸念される。特に、イグニッションスイッチがオンされた場合など電源投入時においては、流量処理部５４の駆動開始に伴って流量処理部５４が発熱を開始する。この場合、流量処理部５４が熱を発生していなかった状態から熱を発生する状態に移行することになるため、流量処理部５４の上昇温度が大きくなりやすい。このため、流量検出部２２の温度が流量処理部５４から伝わっている熱に応じた温度で安定するまでは、流量検出部２２の検出値が不安定になりやすい。この結果、電源投入時においてエアフロメータ２０の起動特定が悪く、電源が投入されてからしばらくの期間は流量検出部２２の応答性が低下しやすくなってしまう。

これに対して、本実施形態では、上述したように、基板孔６９の全体にフレーム規制部８１が設けられているため、流量処理部５４の熱がＳＡ基板５３を介して流量検出部２２に伝わることがフレーム規制部８１により規制されている。このため、エアフロメータ２０の起動特性が悪くなることが抑制され、流量検出部２２の応答性が低下しにくくなっている。また、モールド部５５は、フレーム規制部８１に加えて、高さ方向Ｙにおいて流量処理部５４と流量検出部２２との間に入り込んだ部分である直接規制部８２を有している。直接規制部８２は、ＳＡ基板５３を介さずに流量処理部５４から流量検出部２２に直接的に熱が伝わることを規制する部分になっている。

図８〜図１０に示すように、流量検出部２２は、その裏面２２ｂが凹むことで形成された検出凹部９１と、この検出凹部９１の底面９１ａを形成しているメンブレン部９２とを有している。検出凹部９１は、検出フレーム６１側を向いた底面９１ａと、この底面９１ａから検出フレーム６１側に向けて延びた内壁面９１ｂとを有している。検出凹部９１は、この検出凹部９１の内部空間を底面９１ａとは反対側に向けて開放する開口である凹開口９１ｃを有しており、この凹開口９１ｃは、流量検出部２２の裏面２２ｂに形成されている。検出凹部９１は検出フレーム６１により覆われており、底面９１ａは検出フレーム６１の表面６１ａに対向している。なお、検出凹部９１が凹部に相当する。また、検出凹部９１の内部空間は空洞になっており、検出凹部９１を空洞部や空隙部と称することもできる。

検出凹部９１の中心線ＣＬは、幅方向Ｘに延びており、流量検出部２２の表面２２ａ及び裏面２２ｂに直交している。検出凹部９１は、凹開口９１ｃから底面９１ａに向けて先細りしており、内壁面９１ｂが凹開口９１ｃから底面９１ａに向けて真っ直ぐに延びていることで全体としてテーパ状に形成されている。検出凹部９１は、その内部空間が幅方向Ｘにおいて底面９１ａに向けて徐々に小さくなっており、全体としてテーパ状になっている。この場合、検出凹部９１においては、中心線ＣＬに直交する方向の断面積が底面９１ａから凹開口９１ｃに向けて徐々に大きくなっている。内壁面９１ｂは、中心線ＣＬに平行にはなっておらず、凹開口９１ｃ側を向いていることで中心線ＣＬに対して傾斜している。検出凹部９１は、互いに対向する一対の内壁面９１ｂを２組有していることで、底面９１ａ及び凹開口９１ｃが矩形状に形成されている。検出凹部９１においては、凹開口９１ｃの開放面積が底面９１ａの面積より大きくなっている。

内壁面９１ｂにおいては、裏面２２ｂ側の端部が凹開口９１ｃの周縁部を形成しており、表面２２ａ側の端部が底面９１ａの周縁部を形成している。図１０に示すように、本実施形態では、凹開口９１ｃの周縁部のうち互いに対向する一対の辺の離間距離を凹開口９１ｃの開口寸法Ｌ１と称し、底面９１ａの周縁部のうち互いに対向する一対の辺の離間距離を底面寸法Ｌ２と称する。凹開口９１ｃ及び底面９１ａはいずれも正方形になっており、開口寸法Ｌ１及び底面寸法Ｌ２は、高さ方向Ｙに並ぶ一対の辺、及び奥行き方向Ｚに並ぶ一対の辺のいずれについても同じになっている。凹開口９１ｃの開口寸法Ｌ１は、底面９１ａの底面寸法Ｌ２より大きくなっている。なお、図１０においてはモールド部５５の図示を省略し、メンブレン部９２を実際より肉厚に図示している。

メンブレン部９２は、幅方向Ｘにおいて検出凹部９１の表側に設けられており、流量検出部２２において検出凹部９１により薄肉化された膜状の部位である。メンブレン部９２の表面は流量検出部２２の表面２２ａにより形成されており、裏面は検出凹部９１の底面９１ａにより形成されている。この場合、メンブレン部９２は、流量検出部２２において表面２２ａと裏面２２ｂとの間に配置されているのではなく、表面２２ａに配置されていることになる。メンブレン部９２は、複数の検出素子を有しており、流量検出部２２において空気の流量を検出するセンサ部になっている。

平面視においてメンブレン部９２の形状及び大きさは、検出凹部９１の形状及び大きさと同じになっている。具体的には、メンブレン部９２の周縁部のうち互いに対向する一対の辺の離間距離をメンブレン寸法と称すると、このメンブレン寸法は底面寸法Ｌ２と同じになっている。また、メンブレン部９２は、検出凹部９１と同様に正方形になっており、メンブレン寸法は、高さ方向Ｙに並ぶ一対の辺、及び奥行き方向Ｚに並ぶ一対の辺のいずれについても同じになっている。

検出フレーム６１において検出凹部９１の凹開口９１ｃを覆った部分には、検出凹部９１の内部空間に通じる検出フレーム孔９５が設けられている。検出フレーム孔９５は、検出フレーム６１を幅方向Ｘに貫通する貫通孔であり、断面円状の丸孔になっている。検出フレーム孔９５の中心線は検出凹部９１の中心線ＣＬに一致している。検出フレーム孔９５は、表面６１ａ側の端部である表開口９５ａを有している。検出凹部９１と検出フレーム孔９５との境界部には、凹開口９１ｃ及び表開口９５ａが含まれている。なお、検出フレーム６１が検出凹部９１を覆った部分に相当し、検出フレーム孔９５が連通孔に相当し、表開口９５ａが孔開口に相当する。

表開口９５ａの周縁部は、凹開口９１ｃの周縁部から中心線ＣＬ側である内周側に離間した位置にある。この場合、表開口９５ａは凹開口９１ｃよりも小さい開口になっている。具体的には、表開口９５ａの内径Ｌ３が凹開口９１ｃの開口寸法Ｌ１より小さくなっている。表開口９５ａの内径Ｌ３は、表開口９５ａの周縁部において中心線ＣＬを挟んで対向する部分のうち互いの離間距離が最も近い部分の離間距離に相当する。表開口９５ａの中心は、中心線ＣＬが通っている部分になっている。また、幅方向Ｘにおいて検出フレーム孔９５の太さは均一になっており、幅方向Ｘのどの部分においても検出フレーム孔９５の内径は、表開口９５ａの内径Ｌ３と同じになっている。

また、表開口９５ａの周縁部は、検出凹部９１の底面９１ａの周縁部から内周側に離間した位置にある。この場合、表開口９５ａは底面９１ａよりも小さい開口になっている。具体的には、表開口９５ａの内径Ｌ３が底面９１ａの底面寸法Ｌ２より小さくなっている。

検出フレーム６１に検出フレーム孔９５を形成する場合、不要な突起であるバリが検出フレーム孔９５の周縁部に残ることが想定される。例えば、打ち抜き加工やプレス加工により検出フレーム孔９５を形成する場合に、検出フレーム６１を裏面６１ｂから表面６１ａ側に向けて打ち抜くと、表面６１ａから延びたバリが表開口９５ａの周縁部に生じることが想定される。このバリが流量検出部２２の裏面２２ｂに接触すると、流量検出部２２が傷付いたり破損したりして流量検出部２２の検出精度が低下することが懸念される。これに対して、本実施形態では、表開口９５ａの周縁部が凹開口９１ｃの周縁部よりも内側にあるため、表開口９５ａの周縁部にバリが残っていたとしても、このバリは凹開口９１ｃの周縁部よりも内側に存在することになる。すなわち、バリが検出凹部９１の内部空間に存在することになる。このため、このバリが流量検出部２２の裏面２２ｂに接触して流量検出部２２が傷付いたり破損したりすることを抑制できる。

センサＳＡ５０は、検出フレーム孔９５を裏面６１ｂ側から覆うフィルタ部９６を有している。フィルタ部９６は、空気を通過させることが可能な多孔質膜等の膜状の通気フィルタであり、検出フレーム６１の裏面６１ｂに重ねられている。フィルタ部９６は、検出フレーム孔９５や検出凹部９１に流入する空気から砂塵やダスト、埃等の異物を除去する部材である。フィルタ部９６は、検出フレーム６１の裏面６１ｂより小さくなっており、この裏面６１ｂから外側にはみ出さない位置に配置されている。検出フレーム孔９５は、裏面６１ｂ側の端部である裏開口９５ｂを有しており、この裏開口９５ｂは、検出フレーム孔９５とフィルタ部９６との境界部に含まれている。

図８、図９に示すように、モールド部５５は、検出フレーム６１の表面６１ａ側に設けられた表覆い部８４と、検出フレーム６１の裏面６１ｂ側に設けられた裏覆い部８５とを有している。表覆い部８４は、流量検出部２２のメンブレン部９２をセンサＳＡ５０の表側に露出させた状態で、流量検出部２２ごと検出フレーム６１の表面６１ａを表側から覆っている。この場合、表覆い部８４は、検出フレーム６１の表面６１ａ及び流量検出部２２の表面２２ａのそれぞれに重ねられた状態になっている。なお、表覆い部８４が検出ボデー部に相当する。

流量検出部２２の表面２２ａは、メンブレン部９２から外周側に向けて延びた表延出領域２２Ｘを有している。表延出領域２２Ｘは、流量検出部２２の表面２２ａのうち、メンブレン部９２の周囲においてセンサＳＡ５０の表側に露出した露出領域である。この場合、流量検出部２２の表面２２ａは、その全体がセンサＳＡ５０の表側に露出しているのではく、この表面２２ａのうちメンブレン部９２及び表延出領域２２ＸだけがセンサＳＡ５０の表側に露出している。表延出領域２２Ｘは、メンブレン部９２と表覆い部８４との間において、メンブレン部９２の周縁部に沿って１周していることで環状になっている。

モールド部５５においては、表覆い部８４の一部が薄くなっていることで、メンブレン部９２及び表延出領域２２Ｘが表覆い部８４により覆われていない状態になっている。具体的には、図４、図８に示すように、モールド部５５には、奥行き方向Ｚに延びた溝状の表モールド溝８８が設けられている。表モールド溝８８は、モールド部５５の表面が凹むことで形成された溝であり、モールド上流面５５ｃとモールド下流面５５ｄとにかけ渡されている。表モールド溝８８の深さ寸法は、流量検出部２２の表面２２ａが露出する一方で、検出フレーム６１の表面６１ａが露出しない値になっており、表モールド溝８８の底面８８ａには、流量検出部２２の表面２２ａが含まれている。すなわち、メンブレン部９２及び表延出領域２２Ｘは、表モールド溝８８の底面８８ａに露出している。

表モールド溝８８の内部空間は、幅方向Ｘにおいて底面８８ａに向けて徐々に小さくなっている。表モールド溝８８の内周面は、底面８８ａを挟んで対向する一対の内壁面８８ｂを有している。これら内壁面８８ｂは、流量検出部２２とは反対側を向くように幅方向Ｘに対して傾斜しており、底面８８ａから真っ直ぐに延びたテーパ面になっている。表延出領域２２Ｘは、一対の内壁面８８ｂにかけ渡された状態になっている。

表モールド溝８８においては、流量検出部２２が奥行き方向Ｚの中間位置に設けられている。すなわち、流量検出部２２は、モールド上流面５５ｃとモールド下流面５５ｄとの間に設けられている。また、表モールド溝８８が計測流路３２での空気の流れ方向に延びるように、センサＳＡ５０が計測流路３２に対して設置されている。したがって、計測流路３２を流れる空気は、流量検出部２２に到達するまでに表モールド溝８８の内周面により整流されることになる。このため、流量検出部２２の検出精度が気流の乱れにより低下するということを抑制できる。

裏覆い部８５は、フィルタ部９６の一部をセンサＳＡ５０の裏側に露出させた状態で、フィルタ部９６ごと検出フレーム６１の裏面６１ｂを裏側から覆っている。この場合、裏覆い部８５は、検出フレーム６１の裏面６１ｂ及びフィルタ部９６の裏面のそれぞれに重ねられた状態になっている。フィルタ部９６においてセンサＳＡ５０の裏側に露出した部分には、検出フレーム孔９５の裏開口９５ｂに重なった部分が含まれており、この検出フレーム孔９５は、フィルタ部９６を介してセンサＳＡ５０の裏側に開放されている。なお、裏覆い部８５が支持ボデー部に相当する。

本実施形態では、検出フレーム孔９５がフィルタ部９６により覆われていても裏覆い部８５により覆われていなければ、この状態を「検出フレーム孔９５が露出した状態」と称する。これは、後述する裏延出領域６１Ｘについても同様であり、裏延出領域６１Ｘがフィルタ部９６により覆われていても裏覆い部８５により覆われていなければ、この状態を「裏延出領域６１Ｘが露出した状態」と称する。

検出フレーム６１の裏面６１ｂは、裏開口９５ｂから外周側に向けて延びた裏延出領域６１Ｘを有している。裏延出領域６１Ｘは、検出フレーム６１の裏面６１ｂのうち、検出フレーム孔９５の裏開口９５ｂの周囲においてセンサＳＡ５０の裏側に露出した露出領域である。この場合、検出フレーム６１の裏面６１ｂは、その全体がセンサＳＡ５０の裏側に露出しているのではなく、この裏面６１ｂのうち検出フレーム孔９５及び裏延出領域６１ＸだけがセンサＳＡ５０の裏面に露出している。裏延出領域６１Ｘは、検出フレーム孔９５の裏開口９５ｂと裏覆い部８５との間において、裏開口９５ｂの周縁部に沿って１周していることで環状になっている。

図５、図８に示すように、モールド部５５においては、裏覆い部８５に裏モールド孔８７が設けられていることで、検出フレーム孔９５及び裏延出領域６１Ｘが裏覆い部８５により覆われていない状態になっている。裏モールド孔８７は、裏覆い部８５を幅方向Ｘに貫通しており、検出フレーム孔９５及びよりも大きい丸孔になっている。裏モールド孔８７は、検出フレーム６１側の端部である表側端部８７ａを有しており、この表側端部８７ａの周縁部は検出フレーム孔９５の裏開口９５ｂから外周側に離間している。これにより、表側端部８７ａの周縁部と裏開口９５ｂとの間に裏延出領域６１Ｘが形成されている。この場合、表側端部８７ａの内径Ｌ４は、裏開口９５ｂの内径より大きくなっている。検出フレーム孔９５においては、裏開口９５ｂの内径が表開口９５ａの内径Ｌ３と同じになっている。なお、裏モールド孔８７は、検出フレーム孔９５及び裏延出領域６１Ｘを露出させる露出孔と、検出フレーム６１の熱を外部に放出する放熱孔にも相当する。

また、表側端部８７ａの周縁部は、検出凹部９１の底面９１ａ及び凹開口９１ｃのいずれからも外周側に離間している。この場合、表側端部８７ａの内径Ｌ４は、底面９１ａの底面寸法Ｌ２（図１０参照）及び凹開口９１ｃの開口寸法Ｌ１（図１０参照）のいずれよりも大きくなっている。

流量検出部２２の表延出領域２２Ｘと検出フレーム６１の裏延出領域６１Ｘとは幅方向Ｘに並んでいる。この場合、表延出領域２２Ｘと裏延出領域６１Ｘとは、互いの少なくとも一部が幅方向Ｘに重複しており、この重複部分は、中心線ＣＬの周りを１周していることで環状になっている。

裏モールド孔８７は検出フレーム６１及びフィルタ部９６のいずれよりも小さくなっている。モールド部５５は、検出フレーム６１及びフィルタ部９６の周縁部を覆っている。この場合、フィルタ部９６が検出フレーム６１から剥がれることがモールド部５５により規制されている。

裏モールド孔８７は、幅方向Ｘにおいて検出フレーム６１に向けて徐々に小さくなっている。すなわち、裏モールド孔８７は、表側端部８７ａから裏側端部に向けて徐々に大きくなっている。裏モールド孔８７の内周面８７ｂは、検出フレーム６１とは反対側を向くように幅方向Ｘに対して傾斜しており、表側端部８７ａから真っ直ぐに延びたテーパ面になっている。

図１０に示すように、流量検出部２２は、板状の母材である検出母材１０１と、絶縁性を有する絶縁膜１０２と、複数の抵抗素子を有する抵抗体１０３と、抵抗体１０３を保護する保護膜１０４とを有している。検出母材１０１は、シリコン等の半導体材料により板状に形成されている。絶縁膜１０２は検出母材１０１の一方の板面に重ねられ、抵抗体１０３は絶縁膜１０２に重ねられ、保護膜１０４は抵抗体１０３に重ねられており、これら絶縁膜１０２、抵抗体１０３及び保護膜１０４によりメンブレン部９２が形成されている。

流量検出部２２は、検出母材１０１を幅方向Ｘに貫通する母材孔１０１ａを有している。流量検出部２２においては、絶縁膜１０２、抵抗体１０３及び保護膜１０４が母材孔１０１ａを塞いでいることで検出凹部９１が形成されている。また、絶縁膜１０２、抵抗体１０３及び保護膜１０４において母材孔１０１ａを塞いだ部分がメンブレン部９２になっている。

流量検出部２２においては、ウェットエッチングにより検出母材１０１の一部を加工することで母材孔１０１ａが形成されている。すなわち、ウェットエッチングにより検出凹部９１及びメンブレン部９２が形成されている。シリコンの結晶面方位に起因して、内壁面９１ｂが中心線ＣＬに対して所定の傾斜角度（例えば５４．７度）だけ傾斜した状態の検出凹部９１がウェットエッチングにより形成される。なお、検出母材１０１に対してドライエッチング加工を行うことで母材孔１０１ａを形成してもよい。

検出フレーム孔９５は、この検出フレーム孔９５を形成する作業の困難性が過剰に高くならない大きさになっている。具体的には、表開口９５ａの開口寸法Ｌ１は、幅方向Ｘにおいて検出フレーム６１の厚み寸法Ｄ１より大きくなっている。その一方で、開口寸法Ｌ１は、幅方向Ｘにおいて流量検出部２２の厚み寸法Ｄ２より小さくなっている。また、開口寸法Ｌ１は、幅方向Ｘにおいて検出母材１０１の厚み寸法Ｄ３より小さくなっている。

次に、センサＳＡ５０の電気的な構成について、図１１〜図１３等を参照しつつ説明する。センサＳＡ５０は、空気の流量を検出する流量検出回路１１０を有しており、この流量検出回路１１０により熱式の流量検出部２２が実現されている。

図１１に示すように、流量検出回路１１０は、ヒータ温度を制御するヒータ制御ブリッジ１１１と、空気の温度に応じて流量を検出する流量検出ブリッジ１１２と、各種処理を行うデジタル回路１１３とを有している。これらヒータ制御ブリッジ１１１、流量検出ブリッジ１１２及びデジタル回路１１３は、それぞれ抵抗素子やスイッチング素子等の回路素子を複数含んで構成されている。これら回路素子が流体の物理量を検出するための検出素子に相当する。

ヒータ制御ブリッジ１１１は、流量検出回路１１０において電源端子とグランド端子とに接続されている。ヒータ制御ブリッジ１１１は、通電に伴って熱を発生させるヒータ抵抗１２１と、ヒータ抵抗１２１の温度を検出するヒータ温抵抗１２２と、計測流路３２を流れる空気の温度を検出する第１空気温抵抗１２３とを有している。また、ヒータ制御ブリッジ１１１は、ヒータ温抵抗１２２に直列に接続された第１制御抵抗１２４と、第１空気温抵抗１２３に直列に接続された第２制御抵抗１２５とを有している。

ヒータ制御ブリッジ１１１は、電位を比較する比較素子としてのオペアンプ１２６と、通電経路を開閉するスイッチング素子としてのトランジスタ１２７を有している。オペアンプ１２６は、ヒータ温抵抗１２２と第１制御抵抗１２４との間にある第１接続点１１１ａに接続されているとともに、第１空気温抵抗１２３と第２制御抵抗１２５との間にある第２接続点１１１ｂに接続されている。オペアンプ１２６は、第１接続点１１１ａの電位と第２接続点１１１ｂの電位とを比較する比較部になっている。トランジスタ１２７は、オペアンプ１２６の出力端子に接続されており、オペアンプ１２６の出力に応じて動作する。ヒータ制御ブリッジ１１１においては、ヒータ抵抗１２１の温度が空気の温度より所定温度だけ高い目標温度になるようにトランジスタ１２７が動作する。

ヒータ制御ブリッジ１１１においては、ヒータ抵抗１２１の温度が目標温度より低下した場合、ヒータ温抵抗１２２の抵抗値が小さくなり、接続点１１１ａ，１１１ｂの間の電位差が大きくなることでオペアンプ１２６によりトランジスタ１２７がオンされる。この場合、ヒータ抵抗１２１への通電が行われることでヒータ抵抗１２１の温度が上昇する。そして、ヒータ抵抗１２１の温度が目標温度まで上昇すると、ヒータ温抵抗１２２の抵抗値が大きくなり、接続点１１１ａ，１１１ｂの間の電位差が小さくなることでオペアンプ１２６によりトランジスタ１２７がオフされる。この場合、ヒータ抵抗１２１への通電が停止されることでヒータ抵抗１２１の温度が低下する。このようにして、ヒータ制御ブリッジ１１１においては、ヒータ抵抗１２１の温度が目標温度に保たれるようになっている。

流量検出ブリッジ１１２は、流量検出回路１１０において信号端子とグランド端子とに接続されている。流量検出ブリッジ１１２は、計測流路３２においてヒータ抵抗１２１よりも上流側にて空気の温度を検出する上流抵抗１３１，１３２と、計測流路３２においてヒータ抵抗１２１よりも下流側にて空気の温度を検出する下流抵抗１３３，１３４とを有している。上流抵抗１３１，１３２と下流抵抗１３３，１３４とは互に１つずつ直列に接続されている。この場合、第１上流抵抗１３１が第１下流抵抗１３３を介してグランド端子に接続されており、第２下流抵抗１３４が第２上流抵抗１３２を介してグランド端子に接続されている。

流量検出ブリッジ１１２は、電位を比較する比較素子としてのオペアンプ１３５を有している。オペアンプ１３５は、第１上流抵抗１３１と第１下流抵抗１３３との間にある第１接続点１１２ａに接続されているとともに、第２上流抵抗１３２と第２下流抵抗１３４との間にある第２接続点１１２ｂに接続されている。オペアンプ１３５は、第１接続点１１２ａの電位と第２接続点１１２ｂの電位とを比較する比較部になっている。オペアンプ１３５の出力端子はデジタル回路１１３に接続されており、接続点１１２ａ，１１２ｂの電位の比較結果がデジタル回路１１３に入力される。

計測流路３２において空気の流れが生じていない場合、流量検出ブリッジ１１２においては、ヒータ抵抗１２１の熱が上流及び下流の両方に同じように伝わり、上流抵抗１３１，１３２の抵抗値と下流抵抗１３３，１３４の抵抗値とがほぼ同じになる。この場合、接続点１１２ａ，１１２ｂの間の電位差が小さくなっていることでオペアンプ１３５の比較結果としてデジタル回路１１３に入力される。

計測流路３２において計測入口３５から計測出口３６に向けて空気が流れる順流が生じた場合、流量検出ブリッジ１１２においてヒータ抵抗１２１の熱は、順流が媒体になることで上流抵抗１３１，１３２に比べて下流抵抗１３３，１３４に伝わりやすい。この場合、接続点１１２ａ，１１２ｂの間の電位差が、順流という空気の向きと空気の流量との両方に応じた値になり、この値がオペアンプ１３５の比較結果としてデジタル回路１１３に入力される。

一方、計測流路３２において順流とは逆向きの逆流が生じた場合、ヒータ抵抗１２１の熱は、逆流が媒体になることで下流抵抗１３３，１３４に比べて上流抵抗１３１，１３２に伝わりやすい。この場合、接続点１１２ａ，１１２ｂの間の電位差が、逆流という空気の向きと空気の流量との両方に応じた値になり、この値がオペアンプ１３５の比較結果としてデジタル回路１１３に入力される。

流量検出回路１１０は、計測流路３２を流れる空気の温度を検出する第２空気温抵抗１１４を有しており、この第２空気温抵抗１１４は、デジタル回路１１３に接続されている。デジタル回路１１３は、オペアンプ１３５の比較結果と第２空気温抵抗１１４の電位とを用いて、計測流路３２や吸気通路１２を流れる空気の流量を算出し、この算出結果を含む情報を出力端子に対して出力する。

流量検出回路１１０が有するヒータ抵抗１２１等の検出素子は、流量検出部２２や流量処理部５４に含まれている。例えば、流量検出部２２には、抵抗１１４，１２１〜１２５，１３１〜１３４や接続点１１１ａ，１１１ｂ，１１２ａ，１１２ｂが含まれている。流量検出部２２においては、抵抗体１０３が複数の抵抗素子として抵抗１１４，１２１〜１２５，１３１〜１３４を有している。流量処理部５４には、デジタル回路１１３やオペアンプ１２６，１３５、トランジスタ１２７が含まれている。

上述したようにデジタル回路１１３が多数の回路素子を有していることに起因して、デジタル回路１１３が各種処理を行うなど駆動した場合、熱を発生しやすいと考えられる。また、オペアンプ１２６，１３５やトランジスタ１２７も、その動作に伴って熱を発生しやすいと考えられる。このため、これらデジタル回路１１３やオペアンプ１２６，１３５、トランジスタ１２７を有する流量処理部５４は、流量検出部２２から入力された検出結果を処理する際に、熱を発生することが想定される。

図１２、図１３に示すように、流量検出部２２は、ヒータ抵抗１２１等の複数の抵抗素子と、これら抵抗素子に接続された配線パターン１４１と、配線パターン１４１に接続された複数の電極部１４２とを有している。複数の抵抗素子は、流量検出部２２においてメンブレン部９２及び表延出領域２２Ｘのいずれかに設けられている。

図１３に示すように、メンブレン部９２には、ヒータ抵抗１２１、ヒータ温抵抗１２２、上流抵抗１３１，１３２及び下流抵抗１３３，１３４が設けられている。ヒータ抵抗１２１は、メンブレン部９２の中央又は中央に近い位置に配置されており、ヒータ温抵抗１２２はヒータ抵抗１２１に近い位置に配置されている。ヒータ温抵抗１２２は、ヒータ抵抗１２１の傍らにてヒータ抵抗１２１の温度を検出する傍熱抵抗である。上流抵抗１３１，１３２は、奥行き方向Ｚにおいてヒータ抵抗１２１よりもモールド上流面５５ｃ側に配置されており、下流抵抗１３３，１３４は、ヒータ抵抗１２１よりもモールド下流面５５ｄ側に配置されている。この場合、ヒータ抵抗１２１は、奥行き方向Ｚにおいて上流抵抗１３１，１３２と下流抵抗１３３，１３４との間に配置されている。

上述したようにメンブレン部９２は薄肉化されているため、メンブレン部９２を熱が伝わるということが生じにくくなっている。このため、ヒータ抵抗１２１にて熱が発生した場合に、熱が、流量検出部２２を構成する検出母材１０１等の構成部位を介して上流抵抗１３１，１３２や下流抵抗１３３，１３４に伝わる、ということが生じにくくなっている。この場合、上流抵抗１３１，１３２や下流抵抗１３３，１３４の抵抗値が、流量検出部２２の構成部位を介して伝わった熱で変化するのではなく、空気を介して伝わった熱で変化することになる。したがって、流量検出部２２での検出精度がヒータ抵抗１２１の熱により低下するということを抑制できる。

これも上述したように検出凹部９１の内部空間は検出フレーム孔９５及び裏モールド孔８７を通じてセンサＳＡ５０の外部に開放されているため、検出凹部９１の内部と外部との圧力差でメンブレン部９２が変形するということが生じにくくなっている。メンブレン部９２が変形した場合、ヒータ抵抗１２１と上流抵抗１３１，１３２や下流抵抗１３３，１３４との位置関係が変化し、空気流量と抵抗１３１〜１３４の抵抗値との関係が変化することで流量検出部２２の検出精度が低下する、ということが懸念される。これに対して、本実施形態では、メンブレン部９２の変形が生じにくいため、ヒータ抵抗１２１と抵抗１３１〜１３４との位置関係や、空気流量と抵抗１３１〜１３４の抵抗値との関係が変化しにくく、その結果、流量検出部２２の検出精度を高めることができる。

図１２に示すように、表延出領域２２Ｘには、空気温抵抗１１４，１２３が配置されている。これら空気温抵抗１１４，１２３は、表延出領域２２Ｘに設けられていることで、ヒータ抵抗１２１から十分に離間している。このため、空気温抵抗１１４，１２３は、ヒータ抵抗１２１にて発生する熱に関係なく、計測流路３２を流れる空気の温度を精度良く検出することができるようになっている。

本実施形態では、空気温抵抗１１４，１２３が高さ方向Ｙにおいてメンブレン部９２と流量処理部５４との間に配置されており、流量処理部５４にて発生した熱がメンブレン部９２よりも空気温抵抗１１４，１２３の方に伝わりやすくなっている。流量処理部５４にて発生した熱が流量検出部２２に伝わった場合、表延出領域２２Ｘにおいては、空気の流量や温度に関係なく空気温抵抗１１４，１２３の温度が上昇することが懸念される。この場合、流量検出回路１１０による空気流量の検出精度が低下してしまう。例えば、第１空気温抵抗１２３の温度が上昇すると、ヒータ制御ブリッジ１１１において第２接続点１１１ｂの電位が変化し、ヒータ抵抗１２１の温度が目標温度からずれてしまう。また、第２空気温抵抗１１４の温度が上昇すると、デジタル回路１１３から出力される空気流量の算出結果が変化してしまう。これに対して、本実施形態では、フレーム規制部８１が設けられていることで、流量処理部５４から空気温抵抗１１４，１２３に熱が伝わりにくくなっているため、流量検出回路１１０の検出精度が低下しにくくなっている。

また、図示は省略するが、制御抵抗１２４，１２５も、流量検出部２２においてヒータ抵抗１２１から十分に離間した位置に配置されている。この場合、制御抵抗１２４，１２５の抵抗値がヒータ抵抗１２１での発熱に伴って変化するということが生じにくいため、ヒータ制御ブリッジ１１１によるヒータ抵抗１２１の温度制御の精度が低下することを抑制できる。制御抵抗１２４，１２５は、例えば、空気温抵抗１１４，１２３と同様に表延出領域２２Ｘに配置されている。

複数の電極部１４２には、それぞれボンディングワイヤ７２が接続されている。これら電極部１４２は、流量検出部２２においてモールド部５５により覆われた位置に配置されており、これによって、ボンディングワイヤ７２がモールド部５５により保護されている。この場合、各電極部１４２は、流量検出部２２においてメンブレン部９２及び表延出領域２２Ｘとは異なる位置に配置されていることになる。

ここでは、エアフロメータ２０の製造方法として、センサＳＡ５０の製造方法について、図１４〜図２４等を参照しつつ説明する。なお、エアフロメータ２０の製造方法が物理量計測装置の製造方法に相当する。

まず、流量検出部２２を製造する工程を行う。この工程では、絶縁膜１０２、抵抗体１０３、保護膜１０４を検出母材１０１に形成し、ウェットエッチングにより検出母材１０１に母材孔１０１ａを形成することで検出凹部９１を形成する。さらに電極部１４２を形成することで流量検出部２２を製造する。

また、基材１５１を成型する工程を行う。この工程では、導電性を有する板材に対して打ち抜き加工やプレス加工などを施すことで、図１４、図１５に示すように、複数のＳＡ基板５３を有する基材１５１を成型する。打ち抜き加工においては、打ち抜き具等の工具を板材の一方の板面から他方の板面に向けて打ち抜くことで行われる。基材１５１においては、工具により打ち抜かれることで打ち抜き片が押し出される側の板面を打ち抜かれ面１５１ａと称し、工具を押し当てて打ち抜く側の板面を打ち抜き面１５１ｂ（図１８参照）と称する。この場合、板材を打ち抜いた向きからして、打ち抜き加工に伴うバリは基材１５１の打ち抜かれ面１５１ａに残りやすく、打ち抜き面１５１ｂに残りにくいと考えられる。ＳＡ基板５３においては、その表面５３ａが打ち抜かれ面１５１ａに含まれ、裏面５３ｂが打ち抜き面１５１ｂに含まれる。このため、ＳＡ基板５３の表面５３ａにおいて、検出フレーム孔９５の表開口９５ａの周縁部や、リードターミナル６４，６５の周縁部などにバリが残りやすくなる。

基材１５１は、複数のＳＡ基板５３にかけ渡された一対のかけ渡しリード１５２と、これらかけ渡しリード１５２を繋ぐ繋ぎリード１５３とを有している。ＳＡ基板５３においては、リードターミナル６４，６５がかけ渡しリード１５２に接続された状態になっており、回路保護フレーム６７が繋ぎリード１５３に接続された状態になっている。この場合、検出フレーム６１及び接続フレーム６３は、グランドリードターミナル６４を介してかけ渡しリード１５２に接続されている。このため、検出フレーム６１や接続フレーム６３をかけ渡しリード１５２や繋ぎリード１５３に接続するための吊りリードを基材１５１に設ける必要がない。

図１６に示すように、基材１５１においてかけ渡しリード１５２及び繋ぎリード１５３の図示を省略すると、基材１５１を成型した段階でのＳＡ基板５３は、検出フレーム６１等からグランドリードターミナル６４等が離間した状態になる。

次に、基材１５１の打ち抜き面１５１ｂにフィルタ部９６を取り付ける工程を行う。この工程では、図１７〜図１９に示すように、基材１５１において各ＳＡ基板５３のそれぞれについて裏面５３ｂにフィルタ部９６を取り付ける。ここでは、フィルタ部９６が検出フレーム孔９５を覆う位置になるように、接着剤等を用いてフィルタ部９６を検出フレーム６１の裏面６１ｂに貼り付ける。このように、フィルタ部９６が打ち抜き面１５１ｂに貼り付けられることで、打ち抜かれ面１５１ａに残ったバリによりフィルタ部９６が傷付くということが生じにくくなっている。例えば、本実施形態とは異なり、打ち抜かれ面１５１ａにフィルタ部９６を貼り付ける構成では、打ち抜かれ面１５１ａに残ったバリによりフィルタ部９６が傷付いてフィルタ部９６の異物除去性能が低下することが懸念される。

その後、基材１５１の打ち抜かれ面１５１ａに流量検出部２２等のチップ部品を取り付ける工程を行う。この工程では、図２０、図２１に示すように、基材１５１において各ＳＡ基板５３のそれぞれに、流量検出部２２、流量処理部５４及び保護チップ７１といったチップ部品を実装する。そして、これらチップ部品やＳＡ基板５３にワイヤボンディングを行うことで、流量検出部２２や流量処理部５４、回路リードターミナル６５、回路保護フレーム６７等にボンディングワイヤ７２を接続する。

ここで、流量検出部２２を打ち抜かれ面１５１ａに取り付ける際に、打ち抜かれ面１５１ａに残ったバリにより流量検出部２２が破損することが懸念される。具体的には、検出フレーム６１の表開口９５ａの周縁部に残ったバリが流量検出部２２の裏面２２ｂに接触することが懸念される。これに対して、上述したように、検出フレーム６１の表開口９５ａの周縁部が流量検出部２２の凹開口９１ｃの周縁部から内側に離間した位置に配置されるように、表開口９５ａが凹開口９１ｃに比べて十分に小さくなっている。このため、検出フレーム６１の表開口９５ａの周縁部にバリが残っていたとしても、表開口９５ａが凹開口９１ｃの周縁部の内側に配置されるように流量検出部２２を検出フレーム６１に取り付けることで、バリによる流量検出部２２の破損を回避できる。

続いて、基材１５１にモールド部５５を取り付ける工程を行う。この工程をモールド部５５の成型を行う成型工程と称することもできる。この工程では、図２２に示すように、基材１５１において各ＳＡ基板５３のそれぞれに、流量検出部２２、流量処理部５４、保護チップ７１及びボンディングワイヤ７２を覆うようにモールド部５５を取り付ける。また、この工程では、基材１５１の各ＳＡ基板５３に型装置１６０を装着し、この型装置１６０によりモールド部５５を樹脂成型する。

図２３、図２４に示すように、型装置１６０は、モールド部５５の表覆い部８４を成型する表型部１６１と、モールド部５５の裏覆い部８５を成型する裏型部１６５とを有している。モールド部５５の外周面について、表覆い部８４側の面を表面５５ｅと称し、裏覆い部８５側の面を裏面５５ｆと称すると、表型部１６１は、モールド部５５の表面５５ｅを成型する表型凹部１６１ａを有している。また、裏型部１６５は、モールド部５５の裏面５５ｆを成型する裏型凹部１６５ａを有している。

表型部１６１は、モールド部５５に表モールド溝８８を成型する溝成型部１６２を有している。溝成型部１６２は、表型凹部１６１ａの底面が膨らむように突出した突出部である。溝成型部１６２は、その先端面１６２ａに向けて徐々に細くなっており、全体としてテーパ状になっている。型装置１６０がＳＡ基板５３に装着された状態では、溝成型部１６２の先端面１６２ａが流量検出部２２の表延出領域２２Ｘを押圧した状態になる。溝成型部１６２は、表延出領域２２Ｘに接触することでメンブレン部９２及び表延出領域２２Ｘを露出させる部位であり、表露出成型部に相当する。

溝成型部１６２には、型装置１６０がＳＡ基板５３に装着された状態で溝成型部１６２がメンブレン部９２に接触することを回避する回避凹部１６３が設けられている。回避凹部１６３は、溝成型部１６２の先端面１６２ａが凹むことで形成されており、回避凹部１６３の開放端はメンブレン部９２より大きくなっている。型装置１６０がＳＡ基板５３に装着された状態では、回避凹部１６３の開放端の周縁部がメンブレン部９２から外周側に離間することになる。また、溝成型部１６２の先端面１６２ａは、回避凹部１６３の周縁部に沿って１周していることで環状になっている。

裏型部１６５は、モールド部５５に裏モールド孔８７を成型する孔成型部１６６を有している。孔成型部１６６は、裏型凹部１６５ａの底面が膨らむように突出した突出部である。孔成型部１６６は、その先端面１６６ａに向けて徐々に細くなっており、全体としてテーパ状になっている。型装置１６０がＳＡ基板５３に装着された状態では、孔成型部１６６の先端面１６６ａがフィルタ部９６を介して裏延出領域６１Ｘを押圧した状態になる。孔成型部１６６は、フィルタ部９６に接触することでこのフィルタ部９６を介して検出フレーム孔９５及び裏延出領域６１Ｘを露出させる部位であり、裏露出成型部に相当する。

なお、裏型部１６５がＳＡ基板５３に装着された状態では、孔成型部１６６の先端面１６６ａは、フィルタ部９６における検出フレーム６１の裏延出領域６１Ｘに重なった部分に接触している。本実施形態では、この状態を、孔成型部１６６の先端面１６６ａがフィルタ部９６を介して裏延出領域６１Ｘに接触した状態とも称する。

モールド部５５の成型工程では、表型部１６１と裏型部１６５とで基材１５１のＳＡ基板５３を挟み込むようにして型装置１６０を組み立て、型締めを行うことで基材１５１に型装置１６０を装着する。そして、型装置１６０に形成された注入口から溶融樹脂を型装置１６０の内部空間に注入して充填する。型装置１６０の内部空間は、表型凹部１６１ａ及び裏型凹部１６５ａの各内部空間により形成されている。型装置１６０は複数の表型凹部１６１ａ及び裏型凹部１６５ａを有しており、型装置１６０で複数のモールド部５５を成型することが可能になっている。

型装置１６０をＳＡ基板５３に装着した状態では、表型部１６１の溝成型部１６２の先端面１６２ａが表延出領域２２Ｘに重ねられ、裏型部１６５の孔成型部１６６の先端面１６６ａがフィルタ部９６を介して裏延出領域６１Ｘに重ねられている。この状態では、溝成型部１６２と孔成型部１６６とが流量検出部２２と検出フレーム６１を互いに近付く向きに押圧した状態になっている。このため、型装置１６０の内部に溶融樹脂が注入された場合に、意図しない部分に溶融樹脂が浸入することを規制できる。具体的には、溝成型部１６２の先端面１６２ａと表延出領域２２Ｘとの間や、孔成型部１６６の先端面１６６ａと裏延出領域６１Ｘとの間、流量検出部２２の裏面２２ｂと検出フレーム６１の表面６１ａとの間への溶融樹脂の浸入を規制できる。

また、溝成型部１６２の先端面１６２ａに回避凹部１６３が形成されているため、溝成型部１６２が表延出領域２２Ｘに押圧された状態でも、この先端面１６２ａがメンブレン部９２に接触しないようになっている。このため、メンブレン部９２が溝成型部１６２により押圧されて変形するということが生じにくくなっている。しかも、表型部１６１の溝成型部１６２においては、その先端面１６２ａが回避凹部１６３を囲むように環状になっている。このため、溶融樹脂が溝成型部１６２の先端面１６２ａと裏延出領域６１Ｘとの間を通じて回避凹部１６３内に浸入するということが生じないようになっている。

さらに、表延出領域２２Ｘ及び裏延出領域６１Ｘのそれぞれが極力大きい領域になっていることで、溝成型部１６２及び孔成型部１６６から表延出領域２２Ｘ及び裏延出領域６１Ｘに加えられる圧力がこれら延出領域２２Ｘ，６１Ｘにて分散しやすくなっている。例えば、表延出領域２２Ｘが小さいほど溝成型部１６２から表延出領域２２Ｘに加えられる圧力が分散しにくくなり、流量検出部２２が変形したり破損したりすることが懸念される。同様に、裏延出領域６１Ｘが小さいほど孔成型部１６６から裏延出領域６１Ｘに加えられる圧力が分散しにくくなり、検出フレーム６１やフィルタ部９６が変形したり破損したりすることが懸念される。

なお、表型部１６１においては、溝成型部１６２が他の部分に対して幅方向Ｘに移動可能になっており、溝成型部１６２が表延出領域２２Ｘに対して押し付けられる圧力が調整可能になっている。このため、溝成型部１６２の先端面１６２ａと表延出領域２２Ｘとの間に溶融樹脂が浸入することを規制した上で、溝成型部１６２からの圧力で流量検出部２２が変形したり破損したりしない程度の圧力で、溝成型部１６２を表延出領域２２Ｘに押圧できる。

また、型装置１６０は、フッ素樹脂等により形成された型用フィルタを表型凹部１６１ａの内周面に貼り付けた状態で基材１５１に装着される。この型用フィルタにより、溝成型部１６２から表延出領域２２Ｘに加えられる圧力や、孔成型部１６６から裏延出領域６１Ｘに加えられる圧力が製品ごとにばらつくということを抑制できる。

型装置１６０の内部に充填した溶融樹脂が硬化した後、型装置１６０を分解することで、表型部１６１及び裏型部１６５を基材１５１及びモールド部５５から取り外す。すると、図２２に示すように、基材１５１においては、複数のセンサＳＡ５０がかけ渡しリード１５２及び繋ぎリード１５３により連結された状態になる。

次に、センサＳＡ５０をリード１５２，１５３から取り外す工程を行う。この工程ではタイバーカットを行う。ここでは、リードターミナル６４，６５をかけ渡しリード１５２から切り離し、回路保護フレーム６７を繋ぎリード１５３から切り離す。このため、図４、図５に示すように、回路保護フレーム６７の切断面は、モールド下流面５５ｄにてセンサＳＡ５０の側方に露出している。なお、回路保護フレーム６７の切断面を樹脂等によりコーティングしてもよい。

センサＳＡ５０が完成した後、成型しておいたハウジング２１の内部空間２４ａにセンサＳＡ５０を設置する。そして、センサＳＡ５０のリードターミナル６４，６５をコネクタターミナル２８ａに接続する。この場合、リードターミナル６４，６５の裏面をコネクタターミナル２８ａに当接させる。上述したように、リードターミナル６４，６５の裏面は、基材１５１の打ち抜き面１５１ｂにより形成されている。このため、仮に打ち抜かれ面１５１ａにおいてリードターミナル６４，６５の周縁部にバリが残っていたとしても、このバリがコネクタターミナル２８ａに接触するということが生じにくくなっている。この場合、リードターミナル６４，６５とコネクタターミナル２８ａとの間にバリが挟まってこれらリードターミナル６４，６５とコネクタターミナル２８ａとの間で接触不良が発生するということを抑制できる。

ここまで説明した本実施形態によれば、ＳＡ基板５３において検出フレーム６１と処理フレーム６２との間にフレーム規制部８１が設けられているため、処理フレーム６２から検出フレーム６１に熱が伝わることがフレーム規制部８１により規制される。このため、流量処理部５４にて熱が発生したとしても、この熱が流量処理部５４から検出フレーム６１及び処理フレーム６２を介して流量検出部２２に伝わるということが生じにくくなっている。この場合、計測流路３２での空気の流量や温度に関係なく流量検出部２２の温度が上昇するということが生じにくくなっているため、空気流量の検出に関係のない熱が流量検出部２２に付与されることで流量検出部２２の検出精度が低下するということを抑制できる。したがって、エアフロメータ２０による空気流量の計測精度を高めることができる。特に、車両の電源投入時においてエアフロメータ２０の起動特性が低下することを抑制できる。

本実施形態によれば、検出フレーム６１と処理フレーム６２とが接続フレーム６３により接続されている。この場合、センサＳＡ５０の製造時に、検出フレーム６１及び処理フレーム６２の少なくとも一方をかけ渡しリード１５２や繋ぎリード１５３に接続しておく吊りリードを基材１５１に設ける必要がない。このため、かけ渡しリード１５２や繋ぎリード１５３からＳＡ基板５３を切り離す際の作業負担を低減できる。このように、接続フレーム６３の断面積を検出フレーム６１及び処理フレーム６２の各断面積より小さくなるように減少させることで、処理フレーム６２から検出フレーム６１への伝熱を規制した上で、センサＳＡ５０を製造する際の作業負担を低減できる。

本実施形態によれば、検出フレーム６１と処理フレーム６２との間において、フレーム規制部８１と接続フレーム６３とがＳＡ基板５３の板面に沿って横並びに配置されている。このような配置は、ＳＡ基板５３に基板孔６９を形成し、この基板孔６９の内部にフレーム規制部８１を設ける、という容易な作業により実現できる。

本実施形態によれば、奥行き方向Ｚにおいて、接続フレーム６３が流量検出部２２及び流量処理部５４のいずれからも外側にずれた位置に配置されている。このため、流量処理部５４の熱がＳＡ基板５３を介して流量検出部２２に伝わる場合に、この熱は、奥行き方向Ｚにおいて、流量検出部２２及び流量処理部５４のいずれよりも外側に大きく回り込むようにして接続フレーム６３を伝わることになる。この場合、例えば、ＳＡ基板５３において流量処理部５４と流量検出部２２とを直線的に繋ぐ最短ルートを伝わる場合に比べて、遠回りをする分だけ熱がＳＡ基板５３から放出される。したがって、処理フレーム６２と検出フレーム６１とが接続フレーム６３により接続されていても、この接続フレーム６３を介して処理フレーム６２から検出フレーム６１に熱が伝わるということを抑制できる。

本実施形態によれば、モールド部５５において処理フレーム６２と検出フレーム６１との間に入り込んだ部分によりフレーム規制部８１が形成されている。この場合、モールド部５５を成型するというセンサＳＡ５０を製造する上で必要な作業を単に行うことで、処理フレーム６２と検出フレーム６１との間にフレーム規制部８１を設けることができる。このように、モールド部５５を成型するという１つの工程で、フレーム規制部８１を形成することができるため、センサＳＡ５０を製造する際の作業負担を低減できる。本実施形態とは異なり、例えば、フレーム規制部８１がモールド部５５から独立した部材になっている構成では、フレーム規制部８１を設置する工程と、モールド部５５を成型する工程とを別々に行う必要があり、作業負担が増加してしまう。

本実施形態によれば、モールド部５５から外部に突出したグランドリードターミナル６４が処理フレーム６２から延びている。このため、センサＳＡ５０の製造時に、基材１５１においてグランドリードターミナル６４をかけ渡しリード１５２や繋ぎリード１５３に接続しておくことで、これらリード１５２，１５３に処理フレーム６２を接続する吊りリードを基材１５１に設ける必要がない。この場合、処理フレーム６２から吊りリードを切り離す作業が減ることなどにより、センサＳＡ５０を製造する際の作業負担を低減できる。また、この場合、処理フレーム６２を支持していた吊りリードの切断面がモールド部５５から外部に露出するということがないため、この切断面から吊りリードや処理フレーム６２に腐食が拡がっていくということを回避できる。

本実施形態によれば、検出フレーム６１の裏面６１ｂの一部である裏延出領域６１Ｘが、裏モールド孔８７を通じてセンサＳＡ５０の裏側に露出している。このため、仮に、流量処理部５４にて発生した熱が処理フレーム６２や接続フレーム６３を介して検出フレーム６１に伝わったとしても、この熱を裏延出領域６１Ｘから裏モールド孔８７を通じてモールド部５５の外部に放出することができる。

（第２実施形態）
上記第１実施形態では、センサＳＡ５０において検出フレーム６１と処理フレーム６２とが接続フレーム６３により接続されていたが、第２実施形態では、ＳＡ基板５３において検出フレーム６１と処理フレーム６２とが互いに分離した部位になっている。本実施形態では、上記第１実施形態との相違点を中心に説明する。

図２５に示すように、検出フレーム６１と処理フレーム６２とは高さ方向Ｙにおいて互いに離間している。この離間部分を、検出フレーム６１と処理フレーム６２とを分離させた分離部２０１と称すると、この分離部２０１は、高さ方向Ｙにおいて検出フレーム６１及び流量検出部２２と処理フレーム６２及び流量処理部５４との間に配置されている。ＳＡ基板５３は、分離部２０１により互いに分離することで独立した部位を２つ有しており、この２つの部位のうち一方が検出フレーム６１になっており、他方が処理フレーム６２になっている。分離部２０１にはモールド部５５の一部が入り込んだ状態になっており、その入り込んだ部分がフレーム規制部８１になっている。このため、本実施形態でも上記第１実施形態と同様に、検出フレーム６１と処理フレーム６２との間にフレーム規制部８１が設けられている。

図２５、図２６に示すように、ＳＡ基板５３は、モールド部５５の外側に露出した吊りリード２０５〜２０７を有している。吊りリード２０５〜２０７のうち、検出フレーム６１から奥行き方向Ｚに延びた検出吊りリード２０５，２０６は、モールド上流面５５ｃ又はモールド下流面５５ｄから外部に露出している。検出吊りリード２０５，２０６のうち第１検出吊りリード２０５は、検出フレーム６１において処理フレーム６２とは反対側の端部に設けられており、第２検出吊りリード２０６は、検出フレーム６１において処理フレーム６２側の端部に設けられている。第１検出吊りリード２０５及び第２検出吊りリード２０６は、一対ずつ設けられており、それぞれの一方がモールド上流面５５ｃまで延び、他方がモールド下流面５５ｄまで延びている。

吊りリード２０５〜２０７のうち、処理フレーム６２から奥行き方向Ｚに延びた処理吊りリード２０７は、モールド上流面５５ｃ又はモールド下流面５５ｄから外部に露出している。処理吊りリード２０７は、処理フレーム６２において検出フレーム側の端部に設けられている。処理吊りリード２０７は、一対設けられており、一方がモールド上流面５５ｃまで延びており、他方がモールド下流面５５ｄまで延びている。

分離部２０１及びフレーム規制部８１は、検出フレーム６１と処理フレーム６２との間だけでなく、第２検出吊りリード２０６と処理吊りリード２０７との間にも存在している。このため、フレーム規制部８１は、処理フレーム６２や処理吊りリード２０７から検出フレーム６１や第２検出吊りリード２０６に熱が伝わることを規制することになる。このように本実施形態では、上記第１実施形態とは異なり、ＳＡ基板５３が接続フレーム６３を有していないため、処理フレーム６２から接続フレーム６３を介して検出フレーム６１に熱が伝わるということがない。このため、処理フレーム６２から検出フレーム６１への熱の伝わりがより確実に規制される。

センサＳＡ５０の製造方法について、図２７〜図３５等を参照しつつ説明する。基本的には、上記第１実施形態と同様の工程でセンサＳＡ５０を製造する。

基材１５１を打ち抜き加工により成型する工程では、図２７〜図２９に示すように、基材１５１に貫通孔を形成することで分離部２０１や吊りリード２０５〜２０７をＳＡ基板５３に形成する。検出吊りリード２０５，２０６は、検出フレーム６１と繋ぎリード１５３とを接続しており、処理吊りリード２０７は、処理フレーム６２と繋ぎリード１５３とを接続している。また、本実施形態では、上記第１実施形態とは異なり、グランド保護フレーム６６が繋ぎリード１５３に接続されている。この場合、グランド保護フレーム６６も処理吊りリード２０７と同様に、処理フレーム６２と繋ぎリード１５３とを接続している。

このように、検出吊りリード２０５，２０６が検出フレーム６１を支持しているため、検出フレーム６１が接続フレーム６３により処理フレーム６２に接続されていなくても、基材１５１から検出フレーム６１が離脱してしまうということがない。また、上述したように、第２検出吊りリード２０６が検出フレーム６１の端部を支持し、処理吊りリード２０７が処理フレーム６２の端部を支持している。このため、打ち抜き加工により分離部２０１を形成する際に生じた応力により検出フレーム６１や処理フレーム６２が変形するということが第２検出吊りリード２０６及び処理吊りリード２０７により抑制される。

次に、図３０〜図３２に示すように、基材１５１の打ち抜き面１５１ｂにフィルタ部９６を取り付ける。そして、図３３、図３４に示すように、基材１５１の打ち抜かれ面１５１ａに流量検出部２２等のチップ部品を取り付ける。また、チップ部品やＳＡ基板５３にボンディングワイヤ７２を接続する。その後、図３５に示すように、基材１５１のＳＡ基板５３に対してモールド部５５を成型する。

続いて、センサＳＡ５０をリード１５２，１５３から取り外す工程では、上記第１実施形態と同様に、タイバーカットを行う。ここでは、リードターミナル６４，６５をかけ渡しリード１５２から切り離し、回路保護フレーム６７を繋ぎリード１５３から切り離し、本実施形態では更に、吊りリード２０５〜２０７を繋ぎリード１５３から切り離す。この場合、図２５に示すように、吊りリード２０５〜２０７の切断面は、モールド上流面５５ｃやモールド下流面５５ｄにてセンサＳＡ５０の側方に露出することになる。なお、これら吊りリード２０５〜２０７の切断面を樹脂等によりコーティングしてもよい。

本実施形態によれば、検出フレーム６１と処理フレーム６２とが、分離部２０１により互いに独立した部位になっているため、ＳＡ基板５３の一部を通じて処理フレーム６２から検出フレーム６１に熱が伝わるということがない。このため、フレーム規制部８１が処理フレーム６２から検出フレーム６１への伝熱をより確実に規制できる。

本実施形態によれば、センサＳＡ５０の製造時では、基材１５１において検出吊りリード２０５，２０６により検出フレーム６１が支持されている。このため、検出フレーム６１と処理フレーム６２とを接続する部位がＳＡ基板５３に含まれていなくても、検出フレーム６１が基材１５１から離脱するということを回避できる。換言すれば、検出フレーム６１を支持する検出吊りリード２０５，２０６が基材１５１に含まれているため、検出フレーム６１を処理フレーム６２から独立させた構成をＳＡ基板５３にて実現することができる。

（第３実施形態）
第３実施形態では、流量検出部２２及び流量処理部５４とＳＡ基板５３との間に中間板が設けられている。本実施形態では、上記第１実施形態との相違点を中心に説明する。

図３６、図３７に示すように、センサＳＡ５０は中間板２１０を有している。中間板２１０はガラス板等により板状に形成されており、絶縁性を有している。中間板２１０はＳＡ基板５３に取り付けられており、中間板２１０の裏面がＳＡ基板５３の表面５３ａに重ねられている。中間板２１０は、高さ方向Ｙにおいて、接続フレーム６３及び基板孔６９を跨いで検出フレーム６１と処理フレーム６２とにかけ渡された状態になっている。中間板２１０は、検出フレーム６１に重ねられた検出板部２１１と、処理フレーム６２に重ねられた処理板部２１２と、接続フレーム６３に重ねられた接続板部２１３とを有している。

中間板２１０においては、検出板部２１１の表面に流量検出部２２が取り付けられており、処理板部２１２の表面に流量処理部５４が取り付けられている。この場合、流量検出部２２が検出板部２１１を介して検出フレーム６１に固定され、流量処理部５４が処理板部２１２を介して処理フレーム６２に固定されていることになる。

本実施形態では、上記第１実施形態とは異なり、奥行き方向ＺにおいてＳＡ基板５３の基板孔６９が流量検出部２２よりも外側にはみ出している一方で、流量処理部５４よりは外側にはみ出していない。この場合、奥行き方向Ｚにおいて基板孔６９の幅寸法Ｗ５（図７参照）が、流量検出部２２の幅寸法Ｗ３（図７参照）よりも大きくなっている一方で、流量処理部５４の幅寸法Ｗ４（図７参照）より小さくなっている。この場合でも、検出フレーム６１と処理フレーム６２との間にフレーム規制部８１が設けられていることには変わりがない。

中間板２１０には、基板孔６９に連通する中間板孔２１５が設けられている。中間板孔２１５は、平面視で基板孔６９と同じ大きさ及び形状を有しており、中間板孔２１５の周縁部は幅方向Ｘにおいて基板孔６９の周縁部に重なっている。この場合、奥行き方向Ｚにおいて中間板孔２１５の幅寸法は、基板孔６９の幅寸法Ｗ５と同じになっている。また、接続板部２１３は、奥行き方向Ｚに中間板孔２１５を挟んで一対設けられている。

モールド部５５は、フレーム規制部８１に加えて、処理板部２１２から検出板部２１１に熱が伝わることを規制する板規制部２１６を有している。板規制部２１６は、モールド部５５のうち中間板孔２１５に入り込んだ部分であり、中間板孔２１５の内部に充填された状態になっている。このため、板規制部２１６は、中間板孔２１５と同じ大きさ及び形状になっている。板規制部２１６は、奥行き方向Ｚにおいて接続板部２１３に横並びに配置されている。この場合、板規制部２１６と接続板部２１３とは、中間板２１０の板面に沿って横並びに配置されていることになる。また、板規制部２１６は、幅方向Ｘにおいてフレーム規制部８１と直接規制部８２との間に配置されている。

本実施形態では、ＳＡ基板５３及び中間板２１０が支持板部を構成している。検出フレーム６１及び検出板部２１１が検出支持部を構成し、処理フレーム６２及び処理板部２１２が処理支持部を構成し、接続フレーム６３及び接続板部２１３が接続支持部を構成している。フレーム規制部８１及び板規制部２１６が伝熱規制部を構成している。

中間板２１０は、検出板部２１１を貫通する検出板孔２１７を有している。検出板孔２１７は、幅方向Ｘにおいて検出凹部９１と検出フレーム孔９５との間に設けられており、検出凹部９１と検出フレーム孔９５とを連通している。このため、フィルタ部９６を通過して検出フレーム孔９５に到達した空気は、さらに検出板孔２１７を通ることで検出凹部９１内に流入することになる。検出板孔２１７は、平面視において検出フレーム孔９５と同じ形状及び大きさになっている。検出板孔２１７の中心線は検出凹部９１の中心線ＣＬに一致している。

センサＳＡ５０の製造方法について、図３８〜図４１等を参照しつつ説明する。基本的には、上記第１実施形態と同様の工程でセンサＳＡ５０を製造する。

まず、中間板２１０を成型する工程を行う。この工程では、ガラス板に対して切断加工等の加工を施すことで中間板２１０を成型する。具体的には、ガラス板に貫通孔を形成することで、中間板孔２１５及び検出板孔２１７を有する中間板２１０を成型する。そして、基材１５１を成型した後、基材１５１の打ち抜かれ面１５１ａに中間板２１０を取り付ける工程を行う。この工程では、図３８、図３９に示すように、中間板２１０の裏面を接着剤等により打ち抜かれ面１５１ａに固定する。

続いて、図４０、図４１に示すように、基材１５１の打ち抜かれ面１５１ａに保護チップ７１を取り付け、且つ中間板２１０の表面に流量検出部２２及び流量処理部５４を取り付ける。また、流量検出部２２や流量処理部５４、ＳＡ基板５３にボンディングワイヤ７２を接続する。その後、基材１５１にモールド部５５を取り付け、センサＳＡ５０からリード１５２，１５３を切り離すことで、センサＳＡ５０を完成させる。

本実施形態によれば、中間板２１０において検出板部２１１と処理板部２１２との間に板規制部２１６が設けられているため、処理板部２１２から検出板部２１１に熱が伝わることが板規制部２１６により規制される。このため、流量処理部５４にて熱が発生したとしても、この熱が流量処理部５４から検出板部２１１及び処理板部２１２を介して流量検出部２２に伝わるということが生じにくくなっている。

本実施形態によれば、流量処理部５４と処理フレーム６２との間に処理板部２１２が設けられているため、流量処理部５４の熱が処理フレーム６２に伝わりにくくなっている。しかも、流量検出部２２と検出フレーム６１との間に検出板部２１１が設けられているため、検出フレーム６１の熱が流量検出部２２に伝わりにくくなっている。これらのように、流量処理部５４の熱が処理フレーム６２及び検出フレーム６１を介して流量検出部２２に伝わることを、処理板部２１２及び検出板部２１１により抑制できる。

（他の実施形態）
以上、本開示による複数の実施形態について説明したが、本開示は、上記実施形態に限定して解釈されるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲内において種々の実施形態及び組み合わせに適用することができる。

変形例１として、検出フレーム孔９５の表開口９５ａは検出凹部９１の凹開口９１ｃより小さくなくてもよい。例えば、図４２に示すように、表開口９５ａが凹開口９１ｃ寄り小さい構成とする。この構成では、表開口９５ａの周縁部が凹開口９１ｃよりも外周側に離間した位置に配置されている。

変形例２として、フィルタ部９６は検出フレーム孔９５に加えて基板孔６９を裏側から覆っていてもよい。例えば、図４３、図４４に示すように、高さ方向Ｙにおいて、フィルタ部９６が基板孔６９及び接続フレーム６３を跨いで検出フレーム６１と処理フレーム６２とにかけ渡されるように設けられた構成とする。

変形例３として、流量検出部２２及び流量処理部５４は、両方ともＳＡ基板５３の表側に設けられているのではなく、少なくとも一方がＳＡ基板５３の裏側に設けられていてもよい。例えば、流量検出部２２が検出フレーム６１の表面６１ａに取り付けられ、流量処理部５４が処理フレーム６２の裏面に取り付けられた構成とする。このように、流量検出部２２及び流量処理部５４のうち一方がＳＡ基板５３の表側に設けられ、他方がＳＡ基板５３の裏側に設けられた構成では、流量処理部５４の熱がモールド部５５を介して流量検出部２２に伝わるということが生じにくくなっている。これは、流量検出部２２と流量処理部５４との離間距離を極力大きくできるためである。

変形例４として、フレーム規制部８１や板規制部２１６といった伝熱規制部は、モールド部５５とは別体として設けられていてもよい。例えば、硬化した状態の樹脂を検出フレーム孔９５の内部に設け、その後、この伝熱規制部ごとＳＡ基板５３や流量検出部２２を覆うモールド部５５を成型する。また、伝熱規制部は、モールド部５５とは異なる材料により形成されていてもよい。例えば、モールド部５５よりも断熱性の高い材料により伝熱規制部が形成された構成とする。さらに、空気等の流体により伝熱規制部が形成されていてもよい。例えば、空気等の気体が基板孔６９に充填された構成とする。

変形例５として、上記第１実施形態では、検出フレーム６１と処理フレーム６２との間にはＳＡ基板５３を貫通する貫通部として基板孔６９が設けられていたが、貫通部として切り欠き部がＳＡ基板５３に設けられていてもよい。換言すれば、上記第１実施形態では、奥行き方向Ｚにおいて、基板孔６９はＳＡ基板５３の中間位置に設けられていたが、ＳＡ基板５３の一方の側端から他方の側端に向けて延びた切り欠き部が検出フレーム６１と処理フレーム６２との間に設けられていてもよい。例えば、奥行き方向Ｚにおいて、ＳＡ基板５３の一方の側端に切り欠き部が設けられ、他方の側端に接続フレーム６３が設けられた構成とする。この構成でも、貫通部としての切り欠き部と接続フレーム６３とが奥行き方向Ｚに横並びに設けられており、切り欠き部を打ち抜き加工やプレス加工により容易に形成することができる。

変形例６として、上記第１実施形態では、奥行き方向Ｚにおいて接続フレーム６３の幅寸法を検出フレーム６１や処理フレーム６２の幅寸法より小さくすることで、接続フレーム６３の断面積が検出フレーム６１や処理フレーム６２の断面積より小さくしていた。これに対して、幅方向Ｘにおいて接続フレーム６３の厚み寸法を検出フレーム６１や処理フレーム６２の厚み寸法より小さくすることで、接続フレーム６３の断面積が検出フレーム６１や処理フレーム６２の断面積より小さくしてもよい。この場合でも、接続フレーム６３の断面積が小さくなった分だけ、検出フレーム６１と処理フレーム６２との間にフレーム規制部８１等の伝熱規制部を設けることができる。

変形例７として、打ち抜き加工やプレス加工により基材１５１を成型するのではなく、ドライエッチングやウェットエッチング等のエッチング加工により基材１５１を成型してもよい。

変形例８として、検出フレーム６１においては、裏面６１ｂに加えて又は代えて表面６１ａがモールド部５５の外部に露出していてもよい。例えば、表モールド溝８８の深さ寸法を大きくすることで、表モールド溝８８の底面８８ａに検出フレーム６１の表面６１ａが露出する構成とする。この構成では、処理フレーム６２から検出フレーム６１に熱が伝わったとしても、その熱が表モールド溝８８において検出フレーム６１の表面６１ａから外部に放出されるため、検出フレーム６１から流量検出部２２に伝わる熱を低減できる。また、ＳＡ基板５３の表面５３ａや裏面５３ｂから熱を外部に放出する専用の放熱孔がモールド部５５に設けられていてもよい。

変形例９として、上記第３実施形態において、ＳＡ基板５３の裏面５３ｂに絶縁性を有するガラス板等の裏板部が設けられていてもよい。この場合、ＳＡ基板５３及び裏板部が支持板部を構成することになる。

変形例１０として、上記第２実施形態において、センサＳＡ５０の製造時において、基材１５１は、処理フレーム６２を支持する処理吊りリード２０７を有していなくてもよい。この場合でも、処理フレーム６２は、グランドリードターミナル６４により支持された状態になっているため、基材１５１から離脱しないようになっている。また、基材１５１において、検出フレーム６１を支持する検出吊りリードは、繋ぎリード１５３ではなくかけ渡しリード１５２に接続されていてもよい。

変形例１１として、センサＳＡ５０は、吸入空気等の流体を対象として流量とは異なる物理量を検出する物理量検出部を有していてもよい。この物理量検出部としては、温度を検出する検出部や、湿度を検出する検出部、圧力を検出する検出部などが挙げられる。これら検出部は、ハウジング２１の内部において計測流路３２や通過流路３１に設けられていてもよく、ハウジング２１の外部において吸気通路１２に設けられていてもよい。この場合、センサＳＡ５０は、物理量検出部が検出する物理量の検出結果が入力される物理量処理部を有している。

２０…物理量計測装置としてのエアフロメータ、２２…物理量検出部としての流量検出部、３２…計測流路、５３…支持板部としてのＳＡ基板、５４…物理量処理部としての流量処理部、５５…ボデーとしてのモールド部、６１…検出支持部としての検出フレーム、６２…処理支持部としての処理フレーム、６３…接続支持部としての接続フレーム、６４…支持ターミナルとしてのグランドリードターミナル、６９…貫通部としての基板孔、８１…伝熱規制部としてのフレーム規制部、８５…支持ボデー部としての裏覆い部、８７…放熱孔としての裏モールド孔８７、２０５…吊りリードとしての第１検出吊りリード、２０６…吊りリードとしての第２検出吊りリード、２１０…支持板部としての中間板、２１１…検出支持部としての検出板部、２１２…処理支持部としての処理板部、２１３…接続支持部としての接続板部、２１６…伝熱規制部としての板規制部、Ｚ…奥行き方向。

Claims (9)

1. 流体の物理量を計測する物理量計測装置（２０）であって、
   計測対象になる前記流体が流れる計測流路（３２）と、
   前記計測流路において前記流体の物理量を検出する物理量検出部（２２）と、
   前記物理量検出部の検出結果が入力される物理量処理部（５４）と、
   前記物理量検出部及び前記物理量処理部を支持する支持板部（５３，２１０）と、
   を備え、
   前記支持板部は、
   前記物理量検出部が取り付けられた検出支持部（６１，２１１）と、
   前記検出支持部から離間した位置にあり、前記物理量処理部が取り付けられた処理支持部（６２，２１２）と、
   を有しており、
   前記検出支持部と前記処理支持部との間には、前記処理支持部から前記検出支持部に熱が伝わることを規制する伝熱規制部（８１，２１６）が設けられている、物理量計測装置。
2. 前記支持板部は、
   前記検出支持部と前記処理支持部とを接続する接続支持部（６３，２１３）を有している、請求項１に記載の物理量計測装置。
3. 前記接続支持部は、
   前記支持板部を貫通する貫通部（６９）が前記検出支持部と前記処理支持部との間に設けられ、前記貫通部の内部に前記伝熱規制部が設けられていることで、前記伝熱規制部に横並びに設けられている、請求項２に記載の物理量計測装置。
4. 前記接続支持部は、
   前記接続支持部と前記伝熱規制部とが横並びに並んだ方向（Ｚ）において、前記物理量検出部及び前記物理量処理部のいずれからも外側にずれた位置に設けられている、請求項３に記載の物理量計測装置。
5. 前記支持板部は、互いに分離することで独立した２つの部位を有しており、一方の部位が前記検出支持部であり、他方の部位が処理支持部である、請求項１に記載の物理量計測装置。
6. 前記支持板部に比べて熱を伝えにくく、前記物理量検出部及び前記物理量処理部を保護するボデー（５５）を備え、
   前記伝熱規制部は、前記ボデーにおける前記検出支持部と前記処理支持部との間に入り込んだ部分である、請求項１〜５のいずれか１つに記載の物理量計測装置。
7. 前記支持板部は、
   前記物理量処理部に電気的に接続され、前記処理支持部から延びた状態で前記ボデーの外側に露出している支持ターミナル（６４）を有している、請求項６のいずれか１つに記載の物理量計測装置。
8. 前記支持板部は、
   前記検出支持部から延びた状態で前記ボデーの外側に露出した吊りリード（２０５，２０６）を有している、請求項６又は７に記載の物理量計測装置。
9. 前記ボデーは、
   前記検出支持部を覆っている支持ボデー部（８５）と、
   前記支持ボデー部を貫通しており、前記検出支持部の熱を前記ボデーの外部に放出する放熱孔（８７）と、
   を有している、請求項６〜８のいずれか１つに記載の物理量計測装置。

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