JP2992660B2 - ガスレートセンサ - Google Patents
ガスレートセンサInfo
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- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Micromachines (AREA)
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、センサ本体に角速度が
作用したときのセンサ本体のガス通路におけるガス流の
偏向状態をヒートワイヤ対によって検出するガスレート
センサに関する。
作用したときのセンサ本体のガス通路におけるガス流の
偏向状態をヒートワイヤ対によって検出するガスレート
センサに関する。
【０００２】
【従来の技術】最近、ガスレートセンサにあっては、ガ
ス通路およびそのガス通路内に設けられるヒートワイヤ
対からなるセンサ本体部分が、ＩＣ製造技術を利用した
半導体基板のマイクロマシニング加工によって形成され
たものが開発されている（特開平３−２９８５８号公報
参照）。
ス通路およびそのガス通路内に設けられるヒートワイヤ
対からなるセンサ本体部分が、ＩＣ製造技術を利用した
半導体基板のマイクロマシニング加工によって形成され
たものが開発されている（特開平３−２９８５８号公報
参照）。
【０００３】従来、この種のガスレートセンサにおける
センサ本体にあっては、図７ないし図９に示すように、
半導体基板にガス通路４を形成する半溝４１がエッチン
グによって形成された下側半導体基板１と上側半導体基
板２とを、それぞれの半溝４１をつき合せるように重ね
て、両者を接着させることによってガス通路４を構成す
るようにしている。
センサ本体にあっては、図７ないし図９に示すように、
半導体基板にガス通路４を形成する半溝４１がエッチン
グによって形成された下側半導体基板１と上側半導体基
板２とを、それぞれの半溝４１をつき合せるように重ね
て、両者を接着させることによってガス通路４を構成す
るようにしている。
【０００４】そして、下側半導体基板１には、その下側
半導体基板１をエッチングしてガス通路４にかかるブリ
ッジ部６が形成され、そのブリッジ部６の上面には一対
のヒートワイヤ５１，５２がパターン成形されている。
半導体基板１をエッチングしてガス通路４にかかるブリ
ッジ部６が形成され、そのブリッジ部６の上面には一対
のヒートワイヤ５１，５２がパターン成形されている。
【０００５】なお、下側半導体基板１と上側半導体基板
２とにはそれぞれエッチングにより半孔３１が形成され
ており、それらの半孔３１をつき合せることによってノ
ズル孔３が構成されている。下側半導体基板１には、一
対のヒートワイヤ５１，５２の両側に電極部７がパター
ン成形されている。
２とにはそれぞれエッチングにより半孔３１が形成され
ており、それらの半孔３１をつき合せることによってノ
ズル孔３が構成されている。下側半導体基板１には、一
対のヒートワイヤ５１，５２の両側に電極部７がパター
ン成形されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】解決しようとする問題
点は、下側半導体基板１と上側半導体基板２とを接合す
ることによってガス通路４を構成する際、各半導体基板
１，２の両方にそれぞれ半溝４１をエッチングによって
形成しているので加工工数が多く、また、それら各半溝
の位置を合せながら下側半導体基板１と上側半導体基板
２とを接合させる必要があり、製造時の作業性が煩雑に
なっている。
点は、下側半導体基板１と上側半導体基板２とを接合す
ることによってガス通路４を構成する際、各半導体基板
１，２の両方にそれぞれ半溝４１をエッチングによって
形成しているので加工工数が多く、また、それら各半溝
の位置を合せながら下側半導体基板１と上側半導体基板
２とを接合させる必要があり、製造時の作業性が煩雑に
なっている。
【０００７】また、予め、下側半導体基板１上に予め白
金などのヒートワイヤ材料を蒸着して、それをエッチン
グすることによってヒートワイヤ対をパターン成形した
うえで、そのヒートワイヤ対の下側部分をえぐるように
下側半導体基板１をエッチングすることによってブリッ
ジ部６を形成するようにしているので、エッチング時に
ヒートワイヤ対が破損するおそれが多分にあるものとな
っている。
金などのヒートワイヤ材料を蒸着して、それをエッチン
グすることによってヒートワイヤ対をパターン成形した
うえで、そのヒートワイヤ対の下側部分をえぐるように
下側半導体基板１をエッチングすることによってブリッ
ジ部６を形成するようにしているので、エッチング時に
ヒートワイヤ対が破損するおそれが多分にあるものとな
っている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、２つの半導体
基板を接合することによってガス通路およびそのガス通
路内に設けられる一対のヒートワイヤからなるセンサ本
体を構成する際、一方の半導体基板にはガス通路となる
溝を形成し、他方の半導体基板には何ら溝を形成するこ
となく、その半導体基板上にヒートワイヤ対だけをパタ
ーン成形するようにして、構造の強化と、溝形成の加工
工数の削減と接合時にガス通路を形成するための位置合
せの手間とをはぶいて生産性の向上を図るという目的を
達成するようにしている。
基板を接合することによってガス通路およびそのガス通
路内に設けられる一対のヒートワイヤからなるセンサ本
体を構成する際、一方の半導体基板にはガス通路となる
溝を形成し、他方の半導体基板には何ら溝を形成するこ
となく、その半導体基板上にヒートワイヤ対だけをパタ
ーン成形するようにして、構造の強化と、溝形成の加工
工数の削減と接合時にガス通路を形成するための位置合
せの手間とをはぶいて生産性の向上を図るという目的を
達成するようにしている。
【０００９】
【実施例】木発明によるガスレートセンサにあっては、
そのセンサ本体が、図１ないし図３に示すように、基板
上に一対のヒートワイヤ５１，５２がパターン成形され
た下側半導体基板１と、ガス通路４となる溝４０がエッ
チングによって形成された上側半導体基板２とを、ガス
通路４内にヒートワイヤ５１，５２が配されるように重
ね合せて、両者を接着することによって構成されてい
る。
そのセンサ本体が、図１ないし図３に示すように、基板
上に一対のヒートワイヤ５１，５２がパターン成形され
た下側半導体基板１と、ガス通路４となる溝４０がエッ
チングによって形成された上側半導体基板２とを、ガス
通路４内にヒートワイヤ５１，５２が配されるように重
ね合せて、両者を接着することによって構成されてい
る。
【００１０】下側半導体基板１には、一対のヒートワイ
ヤ５１，５２の両側に電極部７がパターン成形されてい
る。
ヤ５１，５２の両側に電極部７がパターン成形されてい
る。
【００１１】なお、下側半導体基板１に一対のヒートワ
イヤ５１，５２および電極部７を形成するに際して、例
えば、図４に示すように、Ｓｉからなる下側半導体基板
１上にＳｉＮ層８を形成したうえで、その上に白金など
のヒートワイヤ材料９を蒸着し、そのヒートワイヤ材料
９をエッチングすることによって所定の形状にパターン
ニングしてヒートワイヤ５１，５２を形成するととも
に、その両側に同様に電極部７を形成し、さらにその上
からＳｉＮからなる保護膜１０を形成するようにしてい
る。
イヤ５１，５２および電極部７を形成するに際して、例
えば、図４に示すように、Ｓｉからなる下側半導体基板
１上にＳｉＮ層８を形成したうえで、その上に白金など
のヒートワイヤ材料９を蒸着し、そのヒートワイヤ材料
９をエッチングすることによって所定の形状にパターン
ニングしてヒートワイヤ５１，５２を形成するととも
に、その両側に同様に電極部７を形成し、さらにその上
からＳｉＮからなる保護膜１０を形成するようにしてい
る。
【００１２】また、ここでは、上側半導体基板２にガス
通路４となる溝４０につながる小溝３０が一体に形成さ
れ、下側半導体基板２が接合されたときに、その小溝３
０と下側半導体基板２との間にガス通路４内にガスを噴
出するノズル孔が形成されるようになっている。
通路４となる溝４０につながる小溝３０が一体に形成さ
れ、下側半導体基板２が接合されたときに、その小溝３
０と下側半導体基板２との間にガス通路４内にガスを噴
出するノズル孔が形成されるようになっている。
【００１３】しかして、このようにセンサ本体が構成さ
れたガスレートセンサにあっては、図示しないマイクロ
ポンプの駆動によってセンサ本体におけるノズル孔から
ガス通路４内にガスが層流として送り込まれ、ガス通路
４に生じたガス流に対して角速度が作用したときに生ず
るガス流の偏向の状態を、そのガス通路内に設けられた
一対のヒートワイヤ５１，５２によって各抵抗値の変化
として電気的に検出することになる。
れたガスレートセンサにあっては、図示しないマイクロ
ポンプの駆動によってセンサ本体におけるノズル孔から
ガス通路４内にガスが層流として送り込まれ、ガス通路
４に生じたガス流に対して角速度が作用したときに生ず
るガス流の偏向の状態を、そのガス通路内に設けられた
一対のヒートワイヤ５１，５２によって各抵抗値の変化
として電気的に検出することになる。
【００１４】具体的には、ヒートワイヤ５１，５２と基
準抵抗とによってブリッジ回路を構成し、そのブリッジ
回路の出力を増幅器によって増幅した信号を角速度検出
信号としている。
準抵抗とによってブリッジ回路を構成し、そのブリッジ
回路の出力を増幅器によって増幅した信号を角速度検出
信号としている。
【００１５】このように本発明によれば、上側半導体基
板２のみに溝４０をエッチングによって形成し、下側半
導体基板２が接合されたときに、その溝４０と下側半導
体基板２との間にガス通路４が形成されるようにしてい
るので、従来のように、下側半導体基板１と上側半導体
基板２とにそれぞれ半溝を形成して、その半溝をつき合
せることによってガス通路を構成するものに比して、溝
形成時の加工工数の削減と接合時のガス通路を形成する
ための位置合せの手間がはぶけて、生産性の向上を有効
に図ることができる。
板２のみに溝４０をエッチングによって形成し、下側半
導体基板２が接合されたときに、その溝４０と下側半導
体基板２との間にガス通路４が形成されるようにしてい
るので、従来のように、下側半導体基板１と上側半導体
基板２とにそれぞれ半溝を形成して、その半溝をつき合
せることによってガス通路を構成するものに比して、溝
形成時の加工工数の削減と接合時のガス通路を形成する
ための位置合せの手間がはぶけて、生産性の向上を有効
に図ることができる。
【００１６】また、本発明によれば、下側半導体基板１
上に一対のヒートワイヤ５１，５２をパターン成形した
ままで、従来のように、そのヒートワイヤ５１，５２の
下側部分をえぐるように下側半導体基板１をエッチング
していないので、ヒートワイヤ５１，５２が応力によっ
て破損するようなことがなくなり、構造の強化を図るこ
とができる。
上に一対のヒートワイヤ５１，５２をパターン成形した
ままで、従来のように、そのヒートワイヤ５１，５２の
下側部分をえぐるように下側半導体基板１をエッチング
していないので、ヒートワイヤ５１，５２が応力によっ
て破損するようなことがなくなり、構造の強化を図るこ
とができる。
【００１７】図５は本発明の他の実施例を示すもので、
ここでは、一対のヒートワイヤ５１，５２を、下側半導
体基板１の板面から浮かせてそれぞれブリッジ状に形成
して、各ヒートワイヤ５１，５２がガス通路４の断面の
ほぼ中間に位置してガス流の偏向状態の検出感度が上が
るようにしている。
ここでは、一対のヒートワイヤ５１，５２を、下側半導
体基板１の板面から浮かせてそれぞれブリッジ状に形成
して、各ヒートワイヤ５１，５２がガス通路４の断面の
ほぼ中間に位置してガス流の偏向状態の検出感度が上が
るようにしている。
【００１８】この点、図４に示すように、ガス通路４に
おける壁面となる下側半導体基板１上に一対のヒートワ
イヤ５１，５２を形成するようにしたのでは、ガス通路
４における壁面に沿った箇所ではガスの流量が低くなっ
てしまうために、ガス流の偏向状態の検出感度が悪くな
ってしまう。
おける壁面となる下側半導体基板１上に一対のヒートワ
イヤ５１，５２を形成するようにしたのでは、ガス通路
４における壁面に沿った箇所ではガスの流量が低くなっ
てしまうために、ガス流の偏向状態の検出感度が悪くな
ってしまう。
【００１９】なお、下側半導体基板１の板面から浮かせ
てそれぞれヒートワイヤ５１，５２をブリッジ状に形成
するに際して、例えば、図６に示すように、Ｓｉからな
る下側半導体基板１上にＰＳＧまたはＳｉＯ２などから
なる犠牲層１１を写真触刻法によって形成し、その上か
らＳｉＮ膜１２を形成し、その上に白金などのヒートワ
イヤ材料を蒸着し、そのヒートワイヤ材料をエッチング
することによって所定の形状にパターンニングしてヒー
トワイヤ５１，５２を形成するとともに、その両側に同
様に電極部７を形成し、さらにその上からＳｉＮ膜１３
を形成するようにしたうえで、ふっ酸系のエッチング液
によって犠牲層１１をエッチングして除去するようにし
ている。
てそれぞれヒートワイヤ５１，５２をブリッジ状に形成
するに際して、例えば、図６に示すように、Ｓｉからな
る下側半導体基板１上にＰＳＧまたはＳｉＯ２などから
なる犠牲層１１を写真触刻法によって形成し、その上か
らＳｉＮ膜１２を形成し、その上に白金などのヒートワ
イヤ材料を蒸着し、そのヒートワイヤ材料をエッチング
することによって所定の形状にパターンニングしてヒー
トワイヤ５１，５２を形成するとともに、その両側に同
様に電極部７を形成し、さらにその上からＳｉＮ膜１３
を形成するようにしたうえで、ふっ酸系のエッチング液
によって犠牲層１１をエッチングして除去するようにし
ている。
【００２０】
【発明の効果】以上、本発明によるガスレートセンサに
あっては、２つの半導体基板を接合することによってガ
ス通路およびそのガス通路内に設けられる一対のヒート
ワイヤからなるセンサ本体を構成する際、一方の半導体
基板にはガス通路となる溝を形成し、他方の半導体基板
には何ら溝を形成することなく、その半導体基板上にヒ
ートワイヤ対だけをパターン成形するようにしているの
で、構造の簡素化および強化が有効に図られ、また、溝
形成の加工工数が削減され、接合時にガス通路を形成す
るための位置合せの必要がなくなって製造時の作業性が
良くなり、生産性が向上するという利点を有している。
あっては、２つの半導体基板を接合することによってガ
ス通路およびそのガス通路内に設けられる一対のヒート
ワイヤからなるセンサ本体を構成する際、一方の半導体
基板にはガス通路となる溝を形成し、他方の半導体基板
には何ら溝を形成することなく、その半導体基板上にヒ
ートワイヤ対だけをパターン成形するようにしているの
で、構造の簡素化および強化が有効に図られ、また、溝
形成の加工工数が削減され、接合時にガス通路を形成す
るための位置合せの必要がなくなって製造時の作業性が
良くなり、生産性が向上するという利点を有している。
【図１】本発明の一実施例によるガスレートセンサにお
けるセンサ本体の正断面図である。
けるセンサ本体の正断面図である。
【図２】同実施例のセンサ本体における下側半導体基板
の平面図である。
の平面図である。
【図３】同実施例のセンサ本体における上側半導体基板
の裏面からみた斜視図である。
の裏面からみた斜視図である。
【図４】下側半導体基板にヒートワイヤ対および電極部
を形成するプロセスを示す図である。
を形成するプロセスを示す図である。
【図５】本発明の他の実施例におけるセンサ本体の正断
面図である。
面図である。
【図６】下側半導体基板の板面から浮かせてヒートワイ
ヤ対をブリッジ状に形成するプロセスを示す図である。
ヤ対をブリッジ状に形成するプロセスを示す図である。
【図７】従来のガスレートセンサにおけるセンサ本体の
斜視図である。
斜視図である。
【図８】従来のセンサ本体における下側半導体基板の平
面図である。
面図である。
【図９】従来のセンサ本体の正断面図である。
１ 下側半導体基板 ２ 上側半導体基板 ４ ガス通路 ４０ ガス通路となる溝 ５１ ヒートワイヤ ５２ ヒートワイヤ ７ 電極部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 樋山 智 埼玉県和光市中央１丁目４番１号 株式 会社本田技術研究所内 (56)参考文献 特開 平３−29858（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−29859（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G01P 9/00
Claims (2)
- 【請求項１】 センサ本体に角速度が作用したときのセ
ンサ本体におけるノズル孔からガス通路内に噴出されて
いるガス流の偏向にもとづいて、そのガス通路内に設け
られた一対の感熱抵抗素子からなるヒートワイヤ対に生
じた各抵抗値の変化から角速度を検出するガスレートセ
ンサにおいて、ガス通路となる溝が形成された第１の半
導体基板と、基板上にヒートワイヤ対が形成された第２
の半導体基板とを接合することによってセンサ本体が構
成されたことを特徴とするガスレートセンサ。 - 【請求項２】 各ヒートワイヤを、第２の半導体基板の
板面から浮かせてそれぞれブリッジ状に形成したことを
特徴とする前記第１項の記載によるガスレートセンサ。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3245296A JP2992660B2 (ja) | 1991-06-19 | 1991-06-19 | ガスレートセンサ |
| US07/889,817 US5438871A (en) | 1991-06-19 | 1992-05-29 | Gas flow type angular velocity sensor and method of constructing same |
| EP92110159A EP0519404B1 (en) | 1991-06-19 | 1992-06-16 | Gas flow type angular velocity sensor |
| DE69204374T DE69204374T2 (de) | 1991-06-19 | 1992-06-16 | Winkelgeschwindigkeitsmesseinrichtung mit Gasflussfühler. |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3245296A JP2992660B2 (ja) | 1991-06-19 | 1991-06-19 | ガスレートセンサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04370767A JPH04370767A (ja) | 1992-12-24 |
| JP2992660B2 true JP2992660B2 (ja) | 1999-12-20 |
Family
ID=17131561
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3245296A Expired - Fee Related JP2992660B2 (ja) | 1991-06-19 | 1991-06-19 | ガスレートセンサ |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5438871A (ja) |
| EP (1) | EP0519404B1 (ja) |
| JP (1) | JP2992660B2 (ja) |
| DE (1) | DE69204374T2 (ja) |
Families Citing this family (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0664456B1 (en) * | 1994-01-20 | 1999-07-07 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Acceleration sensor |
| JP3247533B2 (ja) * | 1994-02-04 | 2002-01-15 | 本田技研工業株式会社 | 半導体ガスレートセンサの製造方法 |
| JP3244208B2 (ja) * | 1994-02-07 | 2002-01-07 | 本田技研工業株式会社 | ガスレート検出器 |
| JP3312227B2 (ja) * | 1994-02-23 | 2002-08-05 | 本田技研工業株式会社 | ガス式角速度センサ |
| JP3333948B2 (ja) * | 1994-02-23 | 2002-10-15 | 本田技研工業株式会社 | ガス式センサの製造方法 |
| US5786744A (en) * | 1994-03-24 | 1998-07-28 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Hybrid sensor |
| JP3281169B2 (ja) * | 1994-03-24 | 2002-05-13 | 本田技研工業株式会社 | 多軸型ガスレートセンサ |
| DE19528961C2 (de) * | 1995-08-08 | 1998-10-29 | Daimler Benz Ag | Mikromechanischer Drehratensensor (DRS) und Sensoranordnung |
| US5870511A (en) * | 1997-01-27 | 1999-02-09 | Sentec Corporation | Fiber optic temperature sensor |
| WO1997049998A1 (en) | 1996-06-26 | 1997-12-31 | Simon Fraser University | Accelerometer without proof mass |
| US6182509B1 (en) | 1996-06-26 | 2001-02-06 | Simon Fraser University | Accelerometer without proof mass |
| US6589433B2 (en) | 1996-06-26 | 2003-07-08 | Simon Fraser University | Accelerometer without proof mass |
| JPH1078448A (ja) * | 1996-09-03 | 1998-03-24 | Tokai Rika Co Ltd | ヨーレートセンサ及び角速度検出方法 |
| DE10046510A1 (de) * | 2000-09-14 | 2002-04-18 | Siemens Ag | Sensorbauteil mit einem in einem Kanal isoliert, umströmbar gelagerten, elektrisch leitenden, länglichen Element und Herstellverfahren hierfür |
| DE10046509A1 (de) * | 2000-09-14 | 2002-04-04 | Siemens Ag | Sensorbauteil und Verfahren zu seiner Herstellung |
| US6787339B1 (en) * | 2000-10-02 | 2004-09-07 | Motorola, Inc. | Microfluidic devices having embedded metal conductors and methods of fabricating said devices |
| CN105547371B (zh) * | 2016-01-19 | 2018-05-08 | 东南大学 | 基于陶瓷封装的二维热式风速风向传感器及其制作方法 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4548078A (en) * | 1982-09-30 | 1985-10-22 | Honeywell Inc. | Integral flow sensor and channel assembly |
| US4934190A (en) * | 1987-12-23 | 1990-06-19 | Siemens-Bendix Automotive Electronics L.P. | Silicon-based sensors |
| JP2721840B2 (ja) * | 1989-06-28 | 1998-03-04 | 本田技研工業株式会社 | ガス式角速度検出器 |
-
1991
- 1991-06-19 JP JP3245296A patent/JP2992660B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1992
- 1992-05-29 US US07/889,817 patent/US5438871A/en not_active Expired - Fee Related
- 1992-06-16 EP EP92110159A patent/EP0519404B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1992-06-16 DE DE69204374T patent/DE69204374T2/de not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
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| DE69204374D1 (de) | 1995-10-05 |
| EP0519404A1 (en) | 1992-12-23 |
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