JP2842485B2 - Thermal flow sensor - Google Patents

Thermal flow sensor

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JP2842485B2
JP2842485B2 JP3102740A JP10274091A JP2842485B2 JP 2842485 B2 JP2842485 B2 JP 2842485B2 JP 3102740 A JP3102740 A JP 3102740A JP 10274091 A JP10274091 A JP 10274091A JP 2842485 B2 JP2842485 B2 JP 2842485B2
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heating element
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雄二 有吉
考司 谷本
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、エンジンの吸入空気
量を測定する熱式流量センサに関し、特にその流量検出
用感温抵抗素子の改良に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a thermal type flow sensor for measuring an intake air amount of an engine, and more particularly to an improvement of a temperature sensing resistance element for detecting the flow rate.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般に自動車のエンジンの電子制御式燃
料噴射装置においては、空燃比制御のためエンジンへの
吸入空気量を精度良く計測することが重要である。この
空気流量センサとして従来ベーン式のものが主流であっ
たが、小型で質量流量が得られ、応答性の良い熱式流量
センサが普及しつつある。この熱式流量センサは吸入空
気中に配設した感温抵抗体に電流を給電して発熱させ、
この発熱体から吸入空気中への伝熱現象を利用したもの
で、検出回路として応答性に優れた定温度測定法が一般
的に用いられている。定温度測定法は発熱体の温度が常
に吸気温度より一定温度高くなるようにブリッジ回路と
差動増幅器とを構成し、発熱体から空気中への伝熱量を
計測する方法である。
2. Description of the Related Art Generally, in an electronically controlled fuel injection system for an automobile engine, it is important to accurately measure the amount of air taken into the engine for controlling the air-fuel ratio. Conventionally, a vane-type air flow sensor has been mainly used as the air flow sensor. However, a thermal flow sensor having a small size, a high mass flow rate, and a high responsiveness is becoming widespread. This thermal type flow sensor supplies current to a temperature sensitive resistor disposed in the intake air to generate heat,
A constant temperature measuring method having excellent responsiveness is generally used as a detection circuit, utilizing a heat transfer phenomenon from the heating element to the intake air. The constant temperature measurement method is a method in which a bridge circuit and a differential amplifier are configured so that the temperature of the heating element is always higher than the intake air temperature by a constant temperature, and the amount of heat transfer from the heating element to the air is measured.

【0003】従来の熱式流量センサの流量検出用素子の
横断平面図を図16に示す。図示した流量検出用素子1
0は例えば特開平2−44211号公報に示されたもの
で、図において、1は絶縁基板、2は発熱用抵抗の温度
を検出する発熱体温度検出用抵抗、5は前記絶縁基板1
上に堆積された白金等の金属薄膜を蛇行形状に加工して
形成された温度依存性を持つ発熱用抵抗、11は保持部
材、12はリードである。以上のように構成された流量
検出用素子は小型で、一枚基板から多くの素子を製作で
きるので量産性に優れている。
FIG. 16 is a cross-sectional plan view of a flow detecting element of a conventional thermal flow sensor. Illustrated flow sensing element 1
In the drawing, reference numeral 0 denotes an insulating substrate, 2 denotes a heating element temperature detecting resistor for detecting the temperature of a heating resistor, and 5 denotes an insulating substrate.
A heating resistor having a temperature dependency formed by processing a metal thin film of platinum or the like deposited thereon into a meandering shape, 11 is a holding member, and 12 is a lead. The flow rate detecting element configured as described above is small, and can be manufactured from a single substrate.

【0004】以上のような構造の流量検出用素子10
を、図17に示すように、前記絶縁基板上に発熱用抵抗
5と同様な構造を有する流体温度検出用抵抗14が形成
された流体温度検出用素子15とともに流路管16内に
配設する。流量検出用素子10、流体温度検出用素子1
5とともに管壁に設けられた保持部材11により機械的
に固定され、しかも外部制御回路と電気的に接続されて
いる。
[0004] The flow rate detecting element 10 having the above-described structure.
As shown in FIG. 17, a fluid temperature detecting element 15 having a fluid temperature detecting resistor 14 having a structure similar to that of the heat generating resistor 5 formed on the insulating substrate is disposed in a flow path tube 16. . Flow rate detecting element 10, Fluid temperature detecting element 1
5, is mechanically fixed by a holding member 11 provided on the tube wall, and is electrically connected to an external control circuit.

【0005】また、前記発熱体温度検出用抵抗2と前記
流体温度検出用抵抗14は他の固定抵抗とともに図18
に示すようなブリッジ回路を構成する。前記発熱用抵抗
5はこのブリッジ回路から独立している。図において2
1,22,23は固定抵抗、24は差動増幅器、25は
パワートランジスタ、26は入力端子、27は出力端子
である。固定抵抗22と23の接続点P及び、固定抵抗
21と発熱体温度検出用抵抗2との接続点Qは差動増幅
器23の入力端子に接続されている。差動増幅器24の
出力はパワートランジスタ25を介して上記ブリッジに
接続されている。また、パワートランジスタ25のエミ
ッタ端子には発熱用抵抗5が接続され、発熱用抵抗5の
他端は接地されている。
The heating element temperature detecting resistor 2 and the fluid temperature detecting resistor 14 are connected together with other fixed resistors in FIG.
A bridge circuit as shown in FIG. The heating resistor 5 is independent of this bridge circuit. 2 in the figure
Reference numerals 1, 22, and 23 denote fixed resistors, 24 denotes a differential amplifier, 25 denotes a power transistor, 26 denotes an input terminal, and 27 denotes an output terminal. A connection point P between the fixed resistors 22 and 23 and a connection point Q between the fixed resistor 21 and the heating element temperature detecting resistor 2 are connected to the input terminals of the differential amplifier 23. The output of the differential amplifier 24 is connected to the bridge via a power transistor 25. A heating resistor 5 is connected to the emitter terminal of the power transistor 25, and the other end of the heating resistor 5 is grounded.

【0006】次に動作について説明する。前記ブリッジ
回路は、発熱体温度検出用抵抗2の温度が流体温度検出
用抵抗14の温度よりある一定温度ΔTだけ高いときに
平衡状態となるよう固定抵抗21,22,23の抵抗値
が定められている。言い換えれば、前記ブリッジ回路は
発熱体温度検出用抵抗2と流体温度検出用抵抗14の温
度差が常にΔTとなるように動作する。例えば、両抵抗
の温度差がΔTより小さくなると接続点Qの電位は接続
点Pの電位より低くなり、差動増幅器24の出力電圧が
高レベルとなりトランジスタ25に作用する。その結
果、発熱用抵抗5への供給電力が増大し、発熱用抵抗5
の温度が上昇し、発熱体温度検出用抵抗2の温度も上昇
する。そして、流体温度検出用抵抗14と発熱体温度検
出用抵抗2の温度差がΔTに等しくなると差動増幅器2
4の出力が低レベルとなり、発熱用抵抗5への供給電力
の増加が停止する。
Next, the operation will be described. In the bridge circuit, the resistance values of the fixed resistors 21, 22, and 23 are determined so that the bridge circuit is in an equilibrium state when the temperature of the heating element temperature detection resistor 2 is higher than the temperature of the fluid temperature detection resistor 14 by a certain temperature ΔT. ing. In other words, the bridge circuit operates so that the temperature difference between the heating element temperature detecting resistor 2 and the fluid temperature detecting resistor 14 always becomes ΔT. For example, when the temperature difference between the two resistors becomes smaller than ΔT, the potential at the connection point Q becomes lower than the potential at the connection point P, and the output voltage of the differential amplifier 24 becomes a high level and acts on the transistor 25. As a result, the power supplied to the heating resistor 5 increases, and the heating resistor 5
, The temperature of the heating element temperature detecting resistor 2 also increases. When the temperature difference between the fluid temperature detecting resistor 14 and the heating element temperature detecting resistor 2 becomes equal to ΔT, the differential amplifier 2
4 becomes low level, and the supply of power to the heating resistor 5 stops increasing.

【0007】このように発熱用抵抗5への電力供給を制
御することにより発熱体温度検出用抵抗2と流体温度検
出用抵抗14の温度差が一定に保たれる。この熱平衡状
態において加熱電流Iは流体の質量流量Qmだけの関数
となる。よって加熱電流I発熱用抵抗5における電圧
降下として出力端子27において測定することにより質
量流量が検出できる。
By controlling the power supply to the heating resistor 5, the temperature difference between the heating element temperature detecting resistor 2 and the fluid temperature detecting resistor 14 is kept constant. In this thermal equilibrium state, the heating current I is a function only of the mass flow rate Qm of the fluid. Therefore, the mass flow can be detected by measuring the heating current I at the output terminal 27 as a voltage drop in the heating resistor 5.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】上記のように構成され
た熱式流量センサは、発熱用抵抗5の温度を発熱体温度
検出用抵抗2で検出しているため、発熱用抵抗5の熱が
温度検出用抵抗2に熱伝導によって伝わるまでに時間が
必要である。この熱伝導に要する時間はセンサの応答性
に影響し、応答性向上のためにはこの熱伝導時間をでき
る限り短縮しなければならない。熱伝導に要する時間を
短縮するには両抵抗間の距離を短縮すればよいが、従来
の熱式流量センサは上記のように基板の同一平面上に発
熱用抵抗5と温度検出用抵抗2が形成されているため、
両抵抗を近接させるにはエッチング、レーザートリミン
グ等の加工技術に依存する限界がある。また、あまり近
づけすぎると電気的に接触して短絡する恐れもある。
In the thermal type flow sensor constructed as described above, since the temperature of the heating resistor 5 is detected by the heating element temperature detecting resistor 2, the heat of the heating resistor 5 is reduced. It takes time before it is transmitted to the temperature detecting resistor 2 by heat conduction. The time required for the heat conduction affects the response of the sensor, and the heat conduction time must be reduced as much as possible to improve the response. To reduce the time required for heat conduction, the distance between the two resistors may be reduced. However, in the conventional thermal flow sensor, the heating resistor 5 and the temperature detecting resistor 2 are provided on the same plane of the substrate as described above. Because it is formed
There is a limit depending on processing techniques such as etching and laser trimming for making the two resistors close to each other. Also, if they are too close, they may make electrical contact and cause a short circuit.

【0009】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、応答性を改善することのできる
熱式流量センサを得ることを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and has as its object to obtain a thermal type flow sensor capable of improving responsiveness.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】この発明に係わる熱式流
量センサは、第1の単結晶シリコン層の第1の面の内側
に形成された発熱用抵抗と、前記発熱用抵抗から前記第
1の単結晶シリコン層の第1の面の裏面側に取出された
配線と、第2の単結晶シリコン層の第1の面の内側に形
成された発熱体温度検出用抵抗と、前記発熱体温度検出
用抵抗から前記第2の単結晶シリコン層の第1の面の裏
面側に取出された配線と、前記第1の単結晶シリコン層
の第1の面と、前記第2の単結晶シリコン層の第1の面
との間に設けられた第1の絶縁層とを有し、前記発熱用
抵抗と前記発熱体温度検出用抵抗とが前記第1の絶縁層
を介して密着配置された流体流量検出用素子を備えたも
のである。
Means for Solving the Problems] thermal flow sensor according to the present invention, the inside of the first surface of the first single crystal silicon layer
The heating resistor formed in the
Extracted on the back side of the first surface of the single-crystal silicon layer
Wiring and a shape formed inside the first surface of the second single-crystal silicon layer;
The formed heating element temperature detection resistor and the heating element temperature detection
Of the first surface of the second single crystal silicon layer from the
A wiring taken out on the surface side and the first single-crystal silicon layer
And a first surface of the second single crystal silicon layer
And a first insulating layer provided between
A resistor and the heating element temperature detecting resistor are connected to the first insulating layer;
Provided with a fluid flow rate detecting element closely attached through
It is.

【0011】[0011]

【作用】この発明における熱式流量センサは、発熱用抵
抗と発熱体温度検出用抵抗とが第1の絶縁層を介して密
着配置されたので、発熱用抵抗と発熱体温度検出用抵抗
との間の距離を短くでき、両抵抗間の熱伝導に要する時
間が短縮される。また発熱用抵抗からの取出し配線を第
1の単結晶シリコン層の第1の面の裏面側に取出し、発
熱体温度検出用抵抗からの取出し配線を第2の単結晶シ
リコン層の第1の面の裏面側に取出したので、発熱用抵
抗と発熱体温度検出用抵抗との間の密着配置をより効果
的に実施できる。
The thermal flow sensor according to the present invention has a heating resistor.
The resistance and the heating element temperature detection resistor are closely connected via the first insulating layer.
Heating resistance and heating element temperature detection resistance
When the distance between the two resistors can be shortened and required for heat conduction between the two resistors.
The time is reduced. Also take out the wiring from the heating resistor
Out of the single-crystal silicon layer on the back side of the first surface, and
Wiring from the heating element temperature detecting resistor is connected to the second single crystal silicon
Since it was taken out on the back side of the first side of the recon layer, the heating resistor
More effective placement of close contact between resistance and heating element temperature detection resistor
Can be implemented

【0012】[0012]

【実施例】以下、この発明の一実施例を図について説明
する。図1は本発明の第1の実施例を示す熱式流量セン
サにおける流量検出用素子の平面図、図2は図1のII−
II線断面図、図3は同じく図1のIII −III 線断面図で
ある。図において1は単結晶シリコン基板からなる第1
の単結晶シリコン層、2はこの第1の単結晶シリコン層
1に拡散により形成された発熱体温度検出用抵抗、3は
第1の単結晶シリコン層1及び発熱体温度検出用抵抗2
の上に形成されたSiO2やSi3N4 等の第1の絶縁層、4は
第1の絶縁層3上に形成された第2の単結晶シリコン
層、5は第2の単結晶シリコン層4に拡散により形成さ
れた発熱用抵抗、6は第2の単結晶シリコン層4と発熱
用抵抗5の上に形成された第2の絶縁層である。第1の
絶縁膜3上に第2の単結晶シリコン層4を形成する技術
はSOI(Silicon on insulator)技術と呼ばれ、CV
D法により絶縁層上に多結晶シリコンを堆積させ、レー
ザー等により溶融させ、再結晶化させることにより得る
ことができる。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS One embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a plan view of a flow detecting element in a thermal flow sensor according to a first embodiment of the present invention, and FIG.
FIG. 3 is a sectional view taken along the line III-III of FIG. In the figure, reference numeral 1 denotes a first substrate made of a single crystal silicon substrate.
Is a heating element temperature detecting resistor formed by diffusion in the first single crystal silicon layer 2, and 3 is a first single crystal silicon layer 1 and a heating element temperature detecting resistor 2.
A first insulating layer such as SiO 2 or Si 3 N 4 formed on the first insulating layer; 4, a second single-crystal silicon layer formed on the first insulating layer 3; A heating resistor 6 formed by diffusion in the layer 4 is a second insulating layer formed on the second single-crystal silicon layer 4 and the heating resistor 5. A technique for forming the second single crystal silicon layer 4 on the first insulating film 3 is called an SOI (Silicon on insulator) technique,
It can be obtained by depositing polycrystalline silicon on the insulating layer by the method D, melting it by a laser or the like, and recrystallizing it.

【0013】第1,第2の絶縁層3,6には発熱体温度
検出用抵抗2および発熱用抵抗5の両端部分にコンタク
トホールがエッチングされ、このコンタクトホールを介
して、絶縁層上に形成されたアルミ配線7,8と前記両
抵抗2,5が電気的に接続される。この場合、第1の絶
縁層3上にアルミ配線7を形成する必要があるため、第
1の絶縁層3を覆っている第2の単結晶シリコン層4と
第2の絶縁層6の両側をエッチングして第1の絶縁層3
の一部を露出させ、その露出した部分にコンタクトホー
ルを形成している。
Contact holes are etched in both ends of the heating element temperature detecting resistor 2 and the heating resistor 5 in the first and second insulating layers 3 and 6, and formed on the insulating layer through the contact holes. The aluminum wirings 7 and 8 and the resistors 2 and 5 are electrically connected. In this case, since it is necessary to form the aluminum wiring 7 on the first insulating layer 3, both sides of the second monocrystalline silicon layer 4 and the second insulating layer 6 covering the first insulating layer 3 Etching to make the first insulating layer 3
Are exposed, and a contact hole is formed in the exposed portion.

【0014】上記のように形成された符号10で示す流
量検出用素子は、図4および図5に示されるように保持
部材11に片持ち構造にて固定され、流量検出用素子1
0の電極取り出し部9と保持部材11に形成されたター
ミナル12がボンディングワイヤ13により電気的に接
続される。
The flow rate detecting element indicated by reference numeral 10 formed as described above is fixed to the holding member 11 in a cantilever structure as shown in FIGS.
The terminal 9 formed on the holding member 11 is electrically connected to the terminal 9 formed on the holding member 11 by a bonding wire 13.

【0015】図6に上記の流量検出用素子10を流体通
路中に配設した状態での断面図を示す。図中15は流体
温度検出用抵抗14が形成された流体温度検出用素子、
16は導管、17は流量検出用導管、18は整流用ネッ
ト、19は駆動回路である。流体温度検出用素子15は
流量検出用素子と同じく保持部材に固定され、ワイヤに
より保持部材上のターミナルと電気的に接続されてい
る。6本のターミナルは駆動回路19へ接続され、図
に示したブリッジ回路を構成する。また、発熱用抵抗
5の熱による影響を避けるため、流体温度検出用抵抗1
5は流量検出用抵抗10の上流側に設置されている。
FIG. 6 is a sectional view showing a state in which the flow rate detecting element 10 is disposed in a fluid passage. In the figure, reference numeral 15 denotes a fluid temperature detecting element on which a fluid temperature detecting resistor 14 is formed,
16 is a conduit, 17 is a flow detection conduit, 18 is a rectifying net, and 19 is a drive circuit. The fluid temperature detecting element 15 is fixed to the holding member similarly to the flow rate detecting element, and is electrically connected to a terminal on the holding member by a wire. Six terminals are connected to the drive circuit 19, FIG. 1
The bridge circuit shown in FIG. In addition, in order to avoid the influence of heat of the heating resistor 5, the fluid temperature detecting resistor 1 is used.
5 is installed on the upstream side of the flow detection resistor 10.

【0016】上記のように形成された流量検出用素子1
0においては、第1の絶縁層3をサブミクロンのオーダ
ーにまで薄くすることができるので、その上下に位置す
る発熱体温度検出用抵抗2と発熱用抵抗5を非常に近接
させることができ、両抵抗2,5間の熱伝導に要する時
間が短縮される。その結果応答性が向上される。また、
両抵抗間の介在するものが電気絶縁層であるため電気的
な接触の恐れもない。
The flow rate detecting element 1 formed as described above
0, the first insulating layer 3 can be thinned to the order of submicron, so that the heating element temperature detecting resistors 2 and the heating resistors 5 located above and below the first insulating layer 3 can be very close to each other. The time required for heat conduction between the two resistors 2 and 5 is reduced. As a result, responsiveness is improved. Also,
Since there is an electrical insulating layer between the two resistors, there is no fear of electrical contact.

【0017】図7に第2の実施例に係わる流量検出用素
子の平面図を示し、図7のVIII−VIII線断面図を図8
に、図7のIX−IX線断面図を図9に各々示す。上記実施
例では第1の絶縁層3の一部を露出させその部分にコン
タクトホールを形成したが、本実施例では、第1の単結
晶シリコン層1の裏面に第3の絶縁層19を形成し、第
1の単結晶シリコン層1の裏面よりコンタクトホールを
形成している。従って、第1の絶縁層3の一部を露出さ
せる必要はない。この場合、アルミ配線7,8が流量検
出用素子10の両面に形成されることになるので、図1
0および図11に示すように、アルミ配線7は保持部材
11のターミナル12に直接半田などの導電性材料によ
り電気的に接続される。アルミ配線8は前記実施例と同
じくボンディングワイヤ13によりターミナル12と接
続される。その他の構成は前記実施例と同様である。こ
の実施例においても、発熱用抵抗2と発熱用抵抗5を非
常に近接させることができ、両抵抗間の熱伝導に要する
時間が短縮される。その結果応答性が向上される。
FIG. 7 is a plan view of a flow rate detecting element according to the second embodiment, and FIG. 8 is a sectional view taken along line VIII-VIII of FIG.
FIG. 9 is a sectional view taken along line IX-IX of FIG. In the above embodiment, a part of the first insulating layer 3 was exposed and a contact hole was formed in that part. In the present embodiment, a third insulating layer 19 was formed on the back surface of the first single crystal silicon layer 1. Then, a contact hole is formed from the back surface of the first single-crystal silicon layer 1. Therefore, it is not necessary to expose a part of the first insulating layer 3. In this case, since the aluminum wirings 7 and 8 are formed on both surfaces of the flow rate detecting element 10, FIG.
As shown in FIG. 1 and FIG. 11, the aluminum wiring 7 is electrically connected to the terminal 12 of the holding member 11 directly by a conductive material such as solder. The aluminum wiring 8 is connected to the terminal 12 by the bonding wire 13 as in the above embodiment. Other configurations are the same as those in the above embodiment. Also in this embodiment, the heating resistor 2 and the heating resistor 5 can be brought very close to each other, and the time required for heat conduction between the two resistors can be reduced. As a result, responsiveness is improved.

【0018】図12に第3の実施例に係わる流量検出用
素子10の平面図を、図13に図12のXIII−XIII線断
面図を、図14に図12のXIIII −XIIII 線断面図を示
す。構造は第1の実施例と同じであるが、本実施例では
第2の単結晶シリコン層4を形成する方法としてSOI
技術は使わず、2枚の単結晶シリコン基板を張り合わせ
ることによって形成している。その製造方法を図15の
(a)〜(e)に示す。2枚の単結晶シリコン基板を用
意し、一方に発熱体温度検出用抵抗2を、他方に発熱用
抵抗5を拡散により形成する(a)。次に、それぞれの
基板の拡散を施した面にSiO2やSi3N4 等の絶縁層3,6
を形成し(b)、それぞれの単結晶シリコン基板を拡散
深さ程度の厚さに裏面よりエッチングする。そして、一
方の基板の裏面に絶縁層19を形成し(c)、他方の基
板の裏面と陽極接合により接合し、第1の単結晶シリコ
ン層1と第2の単結晶シリコン層4を形成する(d)。
最後に第2,第3の絶縁層6,19にコンタクトホール
をエッチングし、アルミ配線7,8を形成する(e)。
保持部材11との接続方法その他は前記第2の実施例
同様である。この実施例においても、発熱体温度検出用
抵抗2と発熱用抵抗5を非常に近接して形成することが
でき、両抵抗間の熱伝導に要する時間が短縮され、その
結果応答性が向上される。
FIG. 12 is a plan view of the flow rate detecting element 10 according to the third embodiment, FIG. 13 is a sectional view taken along line XIII-XIII of FIG. 12, and FIG. 14 is a sectional view taken along line XIIII-XIIII of FIG. Show. Although the structure is the same as that of the first embodiment, this embodiment uses SOI as a method of forming the second single-crystal silicon layer 4.
It is formed by laminating two single-crystal silicon substrates without using any technology. The manufacturing method is shown in FIGS. Two single-crystal silicon substrates are prepared, and a heating element temperature detecting resistor 2 is formed on one side and a heating resistor 5 is formed on the other side by diffusion (a). Next, insulating layers 3 and 6 such as SiO 2 and Si 3 N 4
(B), and etching each single crystal silicon substrate from the back surface to a thickness of about the diffusion depth. Then, an insulating layer 19 is formed on the back surface of one substrate (c), and is joined to the back surface of the other substrate by anodic bonding to form a first single-crystal silicon layer 1 and a second single-crystal silicon layer 4. (D).
Finally, contact holes are etched in the second and third insulating layers 6 and 19 to form aluminum wirings 7 and 8 (e).
The connection method with the holding member 11 and others are the same as those in the second embodiment . Also in this embodiment, the heating element temperature detecting resistor 2 and the heating resistor 5 can be formed very close to each other, so that the time required for heat conduction between the two resistors is reduced, and as a result, the responsiveness is improved. You.

【0019】[0019]

【発明の効果】以上のようにこの発明によれば、発熱用
抵抗と発熱体温度検出用抵抗とが第1の絶縁層を介して
密着配置されたので、発熱用抵抗と発熱体温度検出用抵
抗との間の距離を短くでき、両抵抗間の熱伝導に要する
時間をが短縮することのできる熱式流量センサを得るこ
とができる。また発熱用抵抗からの取出し配線を第1の
単結晶シリコン層の第1の平面の裏面側に取出し、発熱
体温度検出用抵抗からの取出し配線を第2の単結晶シリ
コン層の第1の面の裏面側に取出したので、発熱用抵抗
と発熱体温度検出用抵抗との間をより効果的な密着配置
とすることができ、熱応答性のよい熱式流量センサを得
ることができる。
As described above, according to the present invention, the heating resistor and the heating element temperature detecting resistor are connected via the first insulating layer.
Since they are closely attached, the heating resistor and the heating element temperature detection resistor
The distance between the resistors can be shortened, and it is necessary for heat conduction between the resistors.
To obtain a thermal flow sensor that can reduce the time
Can be. Also, take out the wiring from the heating resistor to the first
Take out on the back side of the first plane of the single crystal silicon layer and generate heat
The wiring taken out from the body temperature detecting resistor is connected to the second single crystal silicon.
Since it was taken out on the back side of the first side of the concrete layer,
More effective close contact arrangement between the heater and the heating element temperature detection resistor
To obtain a thermal flow sensor with good thermal responsiveness.
Can be

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】この発明の第1の実施例の熱式流量センサにお
ける流量検出用素子の平面図である。
FIG. 1 is a plan view of a flow detecting element in a thermal flow sensor according to a first embodiment of the present invention.

【図2】図1のII−II線による流量検出用素子の断面図
である。
FIG. 2 is a cross-sectional view of the flow detecting element taken along line II-II in FIG.

【図3】図1のIII −III 線による流量検出用素子の断
面図である。
FIG. 3 is a sectional view of the flow rate detecting element taken along line III-III in FIG. 1;

【図4】この発明の第1の実施例における保持部材取付
部の平面図である。
FIG. 4 is a plan view of a holding member attaching portion according to the first embodiment of the present invention.

【図5】図4の保持部材取付部の側面図である。FIG. 5 is a side view of the holding member attaching portion of FIG. 4;

【図6】この発明における熱式流量センサの導管内取付
部の断面図である。
FIG. 6 is a sectional view of a mounting portion in a conduit of the thermal type flow sensor according to the present invention.

【図7】この発明の第2の実施例の熱式流量センサにお
ける流量検出用素子の平面図である。
FIG. 7 is a plan view of a flow rate detecting element in a thermal type flow rate sensor according to a second embodiment of the present invention.

【図8】図7のVIII−VIII線による流量検出用素子の断
面図である。
8 is a cross-sectional view of the flow rate detecting element taken along line VIII-VIII in FIG.

【図9】図7のIX−IX線による流量検出用素子の断面図
である。
FIG. 9 is a cross-sectional view of the flow detecting element taken along line IX-IX in FIG. 7;

【図10】この発明の第2の実施例における保持部材取
付部の平面図である。
FIG. 10 is a plan view of a holding member attaching portion according to a second embodiment of the present invention.

【図11】図10のX−X線による保持部材取付部の断
面図である。
11 is a cross-sectional view of the holding member attachment section line X-X in FIG. 10.

【図12】この発明の第3の実施例の熱式流量センサに
おける流量検出用素子の平面図である。
FIG. 12 is a plan view of a flow rate detecting element in a thermal type flow rate sensor according to a third embodiment of the present invention.

【図13】図12のXIII−XIII線による流量検出用素子
の断面図である。
FIG. 13 is a sectional view of the flow rate detecting element taken along line XIII-XIII in FIG.

【図14】図12のXIIII −XIIII 線による流量検出用
素子の断面図である。
14 is a cross-sectional view of the flow rate detecting element taken along line XIIII-XIIII in FIG.

【図15】この発明の第3の実施例における流量検出用
素子の製造工程図である。
FIG. 15 is a manufacturing process diagram of the flow rate detecting element according to the third embodiment of the present invention.

【図16】従来の流量検出用素子を示す構成図である。FIG. 16 is a configuration diagram showing a conventional flow rate detecting element.

【図17】従来の流量検出用素子の流体通路内設置を示
す図である。
FIG. 17 is a view showing a conventional flow detecting element installed in a fluid passage.

【図18】熱式流量センサにおける定温測定法に使用さ
れるブリッジ回路の回路図である。
FIG. 18 is a circuit diagram of a bridge circuit used for a constant temperature measurement method in a thermal type flow sensor.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 第1の単結晶シリコン層 2 発熱体温度検出用抵抗 3 第1の絶縁層 4 第2の単結晶シリコン層 5 発熱用抵抗 6 第2の絶縁層 7,8 アルミ配線 10 流量検出用素子 REFERENCE SIGNS LIST 1 first single-crystal silicon layer 2 heating element temperature detecting resistor 3 first insulating layer 4 second single-crystal silicon layer 5 heating resistor 6 second insulating layer 7, 8 aluminum wiring 10 flow rate detecting element

フロントページの続き (72)発明者 別所 三樹生 兵庫県尼崎市塚口本町8丁目1番1号 三菱電機株式会社 産業システム研究所 内 (56)参考文献 特開 昭57−93212(JP,A) 特開 昭61−88532(JP,A) 特開 昭62−284216(JP,A) 特開 昭62−88364(JP,A) 特開 平2−278766(JP,A) 特開 昭62−123318(JP,A) 特開 昭59−65231(JP,A) 特開 昭61−232661(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G01F 1/68 F02D 35/00Continuation of the front page (72) Inventor Mikio Bessho 8-1-1, Tsukaguchi-Honmachi, Amagasaki-shi, Hyogo Mitsubishi Electric Corporation Industrial System Research Laboratory (56) References JP-A-57-93212 (JP, A) JP-A-61-88532 (JP, A) JP-A-62-284216 (JP, A) JP-A-62-88364 (JP, A) JP-A-2-278766 (JP, A) JP-A-62-123318 (JP JP-A-59-65231 (JP, A) JP-A-61-232661 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 6 , DB name) G01F 1/68 F02D 35/00

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 第1の単結晶シリコン層の第1の面の内
側に形成された発熱用抵抗と、前記発熱用抵抗から前記
第1の単結晶シリコン層の第1の面の裏面側に取出され
た配線と、第2の単結晶シリコン層の第1の面の内側に
形成された発熱体温度検出用抵抗と、前記発熱体温度検
出用抵抗から前記第2の単結晶シリコン層の第1の面の
裏面側に取出された配線と、前記第1の単結晶シリコン
層の第1の面と、前記第2の単結晶シリコン層の第1の
面との間に設けられた第1の絶縁層とを有し、前記発熱
用抵抗と前記発熱体温度検出用抵抗とが前記第1の絶縁
層を介して密着配置された流体流量検出用素子を備えた
ことを特徴とする熱式流量センサ。
1. The method according to claim 1, wherein the first single-crystal silicon layer has a first surface.
The heating resistor formed on the side and the heating resistor
Extracted on the back side of the first surface of the first single crystal silicon layer
Wiring and the inside of the first surface of the second single crystal silicon layer.
The formed heating element temperature detection resistor and the heating element temperature detection
From the output resistance, the first surface of the second single crystal silicon layer
A wiring taken out on the back side and the first single-crystal silicon
A first side of the layer and a first side of the second monocrystalline silicon layer.
And a first insulating layer provided between the first and second surfaces.
And the heating element temperature detecting resistor are connected to the first insulation.
A thermal type flow sensor, comprising: a fluid flow rate detecting element which is disposed in close contact with a layer .
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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