JP3715920B2 - Thermal flow meter - Google Patents

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、熱線を用いて流量を計測する熱式流量計に関する。さらに詳細には、流路内に発生する流体の乱れを軽減することにより、計測出力の安定化を図った熱式流量計に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から熱線を用いて流量を計測する熱式流量計の１つとして、半導体マイクロマシニングの加工技術で製造された測定チップをセンサ部として使用するものがある。この種の熱式流量計としては、例えば、図２３に示すものが挙げられる。図２３の熱式流量計１０１においては、入口ポート１０２に流入させた被測定流体を、整流機構１０３で整流させた後に、計測流路１０４を介して、出口ポート１０５から流出させており、被測定流体の流量を計測するために、電気回路１０６に接続された測定チップ１１１を計測流路１０４に露出させている。
【０００３】
ここで、測定チップ１１１は、図２４に示すように、シリコンチップ１１６において、上流温度センサ１１２、ヒータ１１３、下流温度センサ１１４、周囲温度センサ１１５（上述したセンサ１１２〜１１５は、「熱線」に相当する）などに、半導体マイクロマシニングの加工技術を施したものである。
【０００４】
そして、熱式流量計１０１では、図２４の測定チップ１１１において、６個の電極Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４、Ｄ５、Ｄ６をシリコンチップ１１６に設け、上流温度センサ１１２、ヒータ１１３、下流温度センサ１１４、周囲温度センサ１１５のそれぞれと電気回路１０６とを接続することを、６個の電極Ｄ１〜Ｄ６を使用したワイヤーボンディング（図２３のＷ）により行っていた。
【０００５】
このような熱式流量計１０１においては、被測定流体が計測流路１０４に流れていないときは、図２４の測定チップ１１１の温度分布がヒータ１１３を中心に対称となる。一方、被測定流体が計測流路１０４に流れているときは、上流温度センサ１１２の温度が低下し、下流温度センサ１１４の温度が上昇するので、図２４の測定チップ１１１の温度分布の対称性は、被測定流体の流量に応じて崩壊することになる。このとき、この崩壊の程度は、上流温度センサ１１２と下流温度センサ１１４の抵抗値の差になって現れるので、電気回路１０６を介して、被測定流体の流量を計測することが可能となる。
【０００６】
ここで、半導体チップマウンティング時のハンドリングには真空吸着が用いられている。そして、吸着の確認は、従来、圧力センサにより行われていた。しかし近年、半導体チップがどんどん小さくなってきている。このため、例えば０．５ｍｍ角のチップでは、直径が０．５ｍｍあるいは０．３ｍｍの吸着オリフィス（ノズル）が用いられている。その結果、吸着時と非吸着時とでオリフィス内の圧力に差がでず、圧力センサでは吸着確認ができなくなっていた。このようなことから、オリフィスを流れる空気の流量を検出することにより、吸着確認を行うという提案がなされている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記した図２３に示す熱式流量計１０１では、応答性（１〜２ｓｅｃ）が低いという問題があった。これは、整流機構１０３では計測流路１０４で発生する乱流をなくすことができず、その乱流の影響を出力信号に出さないようにするため、出力信号に対して積分処理を施しているからであると考えられる。また、図２３に示す熱式流量計１０１を、吸着確認に利用するには大きすぎるという問題もあった。このため、熱式流量計１０１を吸着確認に利用することは難しかった。
【０００８】
このため本出願人は、応答性および大きさの問題を解決すべく、高速応答（５０ｍｓ）でかつ小型の熱式流量計を特願２０００−３６８８０１にて提案した。この熱式流量計は、小型かつ応答性に優れているため、吸着確認に用いるには好適なものであった。ところが、本出願人が特願２０００−３６８８０１にて提案した熱式流量計では、測定流量が大きくなるにつれて流路内における流体の乱れの影響が大きくなるという問題があった。すなわち、測定流量が大きくなると、流路内における流体の乱れによって、測定出力が不安定になるという問題が新たに発生した。このため、特願２０００−３６８８０１にて提案した熱式流量計によっても、吸着確認を正確に行うことは困難であった。
【０００９】
そこで、本発明は上記した問題点を解決するためになされたものであり、測定流量が大きい場合であっても、測定出力が安定して得られる熱式流量計を提供することを課題とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記問題点を解決するためになされた本発明に係る熱式流量計は、流量を計測するための熱線が架設されたセンサ流路の他に、センサ流路に対するバイパス流路を備える熱式流量計において、バイパス流路とセンサ流路との間にフィルタを設けたことを特徴とするものである。
【００１１】
この熱式流量計では、流量計に流れ込んだ被測定流体は、熱線が架設されたセンサ流路と、センサ流路に対するバイパス流路とに分流される。そして、熱線を用いた計測原理に基づき、センサ流路を流れる被測定流体の流量、ひいては熱式流量計の内部を流れる被測定流体の流量が測定される。なお、流量レンジは、センサ流路とバイパス流路とに分流する被測定流体の割合を変化させる、具体的にはバイパス流路の断面積を変化させることにより、変化させる。
【００１２】
このため、測定流量が大きくなると、バイパス流路を流れる被測定流体の流量が増える。そうすると、バイパス流路における被測定流体の流れが乱れる。そして、バイパス流路における被測定流体の流れの乱れの影響を受けて、センサ流路を流れる被測定流体の流れも乱される。その結果、計測出力が不安定となる。
【００１３】
しかし、この熱式流量計には、バイパス流路とセンサ流路との間にフィルタが設けられている。このため、被測定流体は、フィルタを通過した後にセンサ流路に流れ込む。これにより、センサ流路に流れ込む被測定流体の流れが整えられる。つまり、バイパス流路に流れ込む被測定流体の流れが乱れたとしても、バイパス流路とセンサ流路との間に設けられたフィルタにより、センサ流路に流れ込む被測定流体の流れは整えられるのである。従って、測定出力が安定する。
【００１４】
本発明に係る熱式流量計においては、フィルタは、メッシュを複数枚積層したものであることが望ましい。また、メッシュは、所定厚さのスペーサを介して積層されることがより好ましい。
【００１５】
メッシュを複数枚積層してフィルタを形成することにより、非常に流れが整えられた被測定流体を、センサ流路に流し込むことができるからである。なぜなら、被測定流体は、複数のメッシュを通過するたびに、流れの乱れが減少していくためである。よって、より大きな整流効果を得るためには、各メッシュを直接重ねるよりも、所定の間隔をとって重ねる方がよいと考えられる。従って、メッシュは、所定厚さのスペーサを介して積層するのがよいのである。
【００１６】
また、本発明に係る熱式流量計は、流量を計測するための熱線が架設されたセンサ流路の他に、センサ流路に対するバイパス流路を備える熱式流量計において、バイパス流路内に複数の流路を形成することにより流体の流れを整える整流機構を有することを特徴とするものである。
【００１７】
この熱式流量計は、バイパス流路内に複数の流路を形成することにより流体の流れを整える整流機構を有している。このため、バイパス流路における被測定流体の流れが整えられる。これにより、バイパス流路における被測定流体の流れが、センサ流路における被測定流体の流れに悪影響を及ぼさない。従って、センサ流路を流れる被測定流体の流れが安定するため、測定出力が安定する。
【００１８】
本発明に係る熱式流量計においては、整流機構は、溝を形成した薄板を積層したものであることが望ましい。そして、薄板に複数の溝が形成されていることが好ましい。なお、複数の溝を形成する場合には、薄板の片面のみだけに溝を形成してもよいし、薄板の両面に溝を形成してもよい。
【００１９】
このように溝を形成した薄板を積層することにより、バイパス流路内に複数の流路が形成される。つまり、バイパス流路が複数の小さいな流路に分割されるのである。そして、パイパス流路に流れ込む被測定流体は、各溝を流れる。このため、バイパス流路を流れる被測定流体の流れが整えられる。また、１枚の薄板に複数の溝を形成することにより、積層体により多くの溝を備えることができ、より大きな整流効果が得られる。
【００２０】
また、整流機構は、複数のフィンが形成されたピンであってもよい。このようなピンをバイパス流路に設けることにより、バイパス流路内に複数の流路が形成される。これにより、バイパス流路を流れる被測定流体の流れが整えられるからである。
【００２１】
また、本発明に係る熱式流量計は、流量を計測するための熱線が架設されたセンサ流路の他に、センサ流路に対するバイパス流路を備える熱式流量計において、センサ流路から流出する流体とバイパス流路から流出する流体とを、ボディに形成された出口流路にて合流させる遮蔽壁を有することを特徴とするものである。
【００２２】
この熱式流量計では、遮蔽板が設けられていることにより、センサ流路から流出する被測定流体とバイパス流路から流出する被測定流体とが、ボディに形成された出口流路で合流する。つまり、センサ流路から被測定流出する流体とバイパス流路から流出する被測定流体とが、センサ流路の出口付近で合流することがない。これにより、センサ流路とバイパス流路との合流地点が、センサ流路に架設された熱線から遠ざけられている。従って、センサ流路とバイパス流路との合流地点に発生する流れの渦が、センサ流路における被測定流体の流れを乱さないため、計測出力が安定する。
【００２３】
なお、遮蔽壁は、センサ流路とバイパス流路との合流地点に発生する流れの渦が、センサ流路における被測定流体の流れに影響を与えないところまで合流地点を遠ざけられる大きさであればよい。従って、遮蔽壁の先端が、出口流路の上面に位置する場合もあれば、出口流路の中央に位置する場合もあり得る。
【００２４】
ここで、出口流路は、バイパス流路に対し同一直線上に形成されていないことが望ましい。このように出口流路が形成されていると、遮蔽壁を設けることにより得られる上記の効果がより大きくなるからである。
【００２５】
そして、遮蔽壁は、複数の遮蔽板を積層することにより形成されたものであることが望ましい。こうすることにより、遮蔽板に上記した溝を形成することができるからである。すなわち、遮蔽壁を形成するとともに、バイパス流路に整流機構をも設けることができる。これにより、測定流量が大きくなった際の測定出力に対するパイバス流路における被測定流体の乱流の影響をより効果的に抑制することができる。
【００２６】
また、上記したメッシュも薄板に形成していることから、上方にメッシュを配置し、下方に遮蔽板（溝つきも含む）を配置してそれぞれを積層することにより、上記した効果が相乗的に発揮される。すなわち、センサ流路における被測定流体の流れに乱れがほとんど生じない。このため、測定出力が非常に安定する。なお、ここで例示した組み合わせ以外でも、上記した発明を任意に組み合わせることにより相乗的な効果が得られる。
【００２７】
上記した本発明に係る熱式流量計においては、バイパス流路は、熱線を用いた計測原理を行うための電気回路に接続する電気回路用電極が表面に設けられた基板を、側面開口部を備える流体流路が形成されたボディに対し、側面開口部を塞ぐようにして密着させることにより形成され、センサ流路は、熱線とその熱線に接続する熱線用電極とが設けられた測定チップを、熱線用電極と電気回路用電極とを接着して基板に実装することにより、測定チップあるいは基板の少なくとも一方に設けられた溝によって形成されることが望ましい。なお、本明細書における「側面開口部」とは、ボディの側面（言い換えると、入出力ポートが開口していない面）であって基板が装着される面に開口した開口部を意味する。
【００２８】
このような熱式流量計では、測定チップに設けられた熱線は、測定チップを基板に実装した際に、測定チップに設けられた熱線用電極と基板の表面に設けられた電気回路用電極とが接着されることによって、熱線を用いた計測原理を行うための電気回路に接続されている。一方、基板がボディに対して密着されると、ボディの内部において、バイパス流路が形成される。このとき、基板又は基板に実装された測定チップに溝が設けられているので、ボディの内部において、バイパス流路に対するセンサ流路も形成される。これにより、熱式流量計の応答性の改善および小型化が図られる。
【００２９】
そして、ボディの内部を流れる被測定流体は、バイパス流路とセンサ流路の断面積比に応じて、バイパス流路とセンサ流路とに分流されることになる。この点、測定チップに設けられた熱線は、センサ流路に橋設された状態にあるので、熱線を用いた計測原理を行うための電気回路により、センサ流路を流れる被測定流体の流量、ひいては、ボディの内部を流れる被測定流体の流量を測定することができる。そして、上記したように、センサ流路における被測定流体の流れに乱れが発生しないため、非常に安定した計測出力が得られる。つまり、この熱式流量計は、高速応答で安定した計測結果を出力することができるのである。
【００３０】
また、本発明に係る熱式流量計は、熱線を用いた計測原理を行うための電気回路に接続する電気回路用電極が表面に設けられた基板を、側面開口部を備える流体流路と流体流路に対し同一直線上にない出口流路とが形成されたボディに対し、側面開口部を塞ぐようにして密着させることにより形成されたバイパス流路と、熱線とその熱線に接続する熱線用電極とが設けられた測定チップを、熱線用電極と電気回路用電極とを接着して基板に実装することにより、測定チップあるいは基板の少なくとも一方に設けられた溝によって形成されたセンサ流路と、を備えるとともに、バイパス流路とセンサ流路との間に、複数枚のメッシュを積層したフィルタと、センサ流路から流出する流体とバイパス流路から流出する流体とを、出口流路にて合流させる遮蔽壁と、を有することを特徴とするものである。特に、遮蔽壁が複数枚の遮蔽板から構成されており、フィルタと遮蔽壁とが１つの積層体に備わっていることが望ましい。
【００３１】
この熱式流量計では、熱線を用いた計測原理を行うための電気回路に接続する電気回路用電極が表面に設けられた基板を、側面開口部を備える流体流路が形成されたボディに対し、側面開口部を塞ぐようにして密着させることにより形成されたバイパス流路と、熱線とその熱線に接続する熱線用電極とが設けられた測定チップを、熱線用電極と電気回路用電極とを接着して基板に実装することにより、測定チップあるいは基板の少なくとも一方に設けられた溝によって形成されたセンサ流路とを備えているため、上記したように応答性の改善および小型化が図られる。
【００３２】
さらに、この熱式流量計は、バイパス流路とセンサ流路との間に、メッシュを複数枚積層したフィルタと、センサ流路から流出する被測定流体とバイパス流路から流出する被測定流体とを、流体流路にて合流させる遮蔽壁とを有している。これにより、上記したメッシュを設けたことによる効果と遮蔽壁を設けたことによる効果とが相乗的に得られる。つまり、センサ流路における被測定流体の流れがほとんど乱れることがない。従って、非常に安定した計測出力が得られる。すなわち、この熱式流量計は、高速応答で安定した計測結果を出力することができる。また、メッシュ（フィルタ）と遮蔽壁とが１つの積層体に備わっていることから、安定した計測出力を得るために熱式流量計が大きくなるようなこともない。
【００３３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の熱式流量計を具体化した最も好適な実施の形態について図面に基づき詳細に説明する。本実施の形態に係る熱式流量計は、高速応答性、高感度が要求される流量計測、例えば半導体チップマウンティング時のハンドリングにおける吸着確認などに好適なものである。
【００３４】
（第１の実施の形態）
まず、第１の実施の形態について説明する。第１の実施の形態に係る熱式流量計の概略構成を図１に示す。図１に示すように、本実施の形態に係る熱式流量計１は、ボディ４１とセンサ基板２１と積層フィルタ５０とを有するものである。そして、積層フィルタ５０がボディ４１の流路空間４４に装着された状態で、センサ基板２１がシールパッキン４８を介しボディ４１にネジ固定で密着されている。これにより、センサ流路Ｓ、およびセンサ流路Ｓに対するバイパス流路である主流路Ｍが形成されている。すなわち、本実施の形態に係る熱式流量計１は、センサ流路とバイパス流路とを備える熱式流量計である。
【００３５】
ボディ４１は、図２および図３に示すように、直方体形状のものである。なお、図２はボディ４１の平面図であり、図３は図２におけるＡ−Ａ断面図である。このボディ４１には、両端面に入口ポート４２と出口ポート４６とが形成されている。そして、入口ポート４２からボディ中央に向かって入口流路４３が形成され、同様に出口ポート４６からボディ中央に向かって出口流路４５が形成されている。なお、出口流路４５は、主流路Ｍの下方に形成されている。つまり、出口流路と主流路Ｍとは、同一直線上に配置されていない。
【００３６】
また、ボディ４１の上部には、主流路Ｍおよびセンサ流路Ｓを形成するための流路空間４４が形成されている。この流路空間４４の横断面は、長方形の両短辺を円弧状（半円）にした形状になっており、その中央部に円弧状の凸部４４Ｃが形成されている。凸部４４Ｃは、積層フィルタ５０あるいは後述するピン８０（第４の実施の形態参照）の位置決めを行うためのものである。そして、流路空間４４の下面の一部が入口流路４３および出口流路４５に連通している。すなわち、入口流路４４と出口流路４５とがそれぞれ９０度に屈曲したエルボ部４３Ａと４５Ａを介して流路空間４４に連通されている。さらに、流路空間４４の外周に沿うようにボディ４１の上面には、シールパッキン４８を装着するための溝４９が形成されている。
【００３７】
積層フィルタ５０は、図４に示すように、４種類の薄板を合計１１枚積層したものである。すなわち、下から順に、メッシュ板５１、第１遮蔽板５２，５２，５２，５２、メッシュ板５１、第２遮蔽板５３、メッシュ板５１、第２遮蔽板５３、メッシュ板５１、および第３遮蔽板５４が積層されて接着されたものである。これらの各薄板５１〜５４は、すべて厚さが０．５ｍｍ以下であり、エッチングにより各形状の加工（マイクロマシニング加工）がなされたものである。そして、各薄板５１〜５４の投影形状は流路空間４４の横断面形状と同じになっている。これにより、積層フィルタ５０が流路空間４４に隙間なく装着されるようになっている。
【００３８】
ここで、個々の薄板について説明する。まず、メッシュ板５１について、図５、図６を用いて説明する。なお、図５（ａ）はメッシュ板の平面図であり、図５（ｂ）は図５（ａ）におけるＡ−Ａ断面図であり、図６はメッシュ部の拡大図である。メッシュ板５１は、図５に示すように、両端部にメッシュ部５１Ｍが形成された厚さが０．３ｍｍの薄板である。メッシュ部５１Ｍは、直径４ｍｍの円形状であり、図６に示すように、メッシュを構成する孔（直径０．２ｍｍ）の中心間距離がすべて０．２７ｍｍとなるように形成されている。すなわち、各孔の中心が正三角形の各頂点となるように孔が形成されている。なお、メッシュ部５１Ｍの厚さは、図５（ｂ）に示すように他の部分よりも薄くなっており、その厚さは、０．０５〜０．１ｍｍとなっている。また、出口側に配置されるメッシュ部５１Ｍ（図５では右側）には、遮蔽部５１Ｃが形成されている。
【００３９】
次に、第１遮蔽板５２について、図７を用いて説明する。なお、図７（ａ）は第１遮蔽板の平面図であり、図７（ｂ）は図７（ａ）におけるＡ−Ａ断面図である。第１遮蔽板５２は、図７に示すように、外周部５２Ｂおよび遮蔽部５２Ｃを残すようにエッチング加工されたものである。これにより、第１遮蔽板５２には、第１開口部６１と第２開口部６２とが形成されている。なお、第１遮蔽板５２の厚さは、０．５ｍｍである。
【００４０】
続いて、第２遮蔽板５３について、図８を用いて説明する。なお、図８（ａ）は第２遮蔽板の平面図であり、図８（ｂ）は図８（ａ）におけるＡ−Ａ断面図である。第２遮蔽板５３は、図８に示すように、外周部５３Ｂ、遮蔽部５３Ｃ、および中央部５３Ｄを残すようにエッチング加工されたものである。すなわち、第１遮蔽板５２の中央にも未加工の部分を残したものである。これにより、第２遮蔽板５３には、第３開口部６３と第４開口部６４、および第２開口部６２が形成されている。なお、第２遮蔽板５３の厚さも０．５ｍｍである。
【００４１】
最後に、第３遮蔽板５４について、図９を用いて説明する。なお、図９（ａ）は第３遮蔽板の平面図であり、図９（ｂ）は図９（ａ）におけるＡ−Ａ断面図である。第３遮蔽板５４は、図９に示すように、外周部５４Ｂ、および遮蔽部５４Ｃを残すようにエッチング加工されたものである。すなわち、第２遮蔽板５３において第４開口部６４を形成しないことにより、遮蔽部５３Ｃと中央部５３Ｄとが一体となって遮蔽部５４Ｃが構成されているものである。これにより、第３遮蔽板５４には、第３開口部６３と第２開口部６２が形成されている。なお、第３遮蔽板５４の厚さも０．５ｍｍである。
【００４２】
ここで図１に戻って、上記したメッシュ板５１、第１遮蔽板５２、第２遮蔽板５３、および第３遮蔽板５４を組み合わせて、図４に示すように積層して接着した積層フィルタ５０を流路空間４４に装着することにより、第１遮蔽板５２に設けられた第１開口部６１によって主流路Ｍが形成されている。また、各薄板５１〜５４に設けられたメッシュ部５１、第１開口部６１、および第３開口部６３によって、入口流路４３と主流路Ｍおよびセンサ流路Ｓとを連通させる第１連絡流路５が形成されている。そして、主流路Ｍとセンサ流路Ｓとの間にメッシュ部５１Ｍが３層配置されている。各メッシュ部５１Ｍの間隔は、メッシュ板５１と第２遮蔽板５３とがスペーサの役割を果たし、０．７ｍｍとなっている。これにより、各メッシュ部５１Ｍを通過するごとに流れが整えられた被測定流体を、センサ流路Ｓに流し込むことができる。さらに、エルボ部４３Ａと流路空間４４（主流路Ｍ）との連通部にもメッシュ部５１が配置されている。
【００４３】
また、積層フィルタ５０を流路空間４４に装着することにより、各薄板５１〜５４に設けられたメッシュ部５１、第１開口部６１、および第４開口部６４によって、主流路Ｍと出口流路４５とを連通させる第２連絡流路６が形成されている。さらに、各薄板５１〜５４に設けられた第２開口部６２によって、センサ流路Ｓと出口流路４５とを連通させる第３連絡流路７が形成されている。これら第２連絡流路６と第３連絡流路７との間には、遮蔽壁４７が形成されている。この遮蔽壁４７は、各薄板５１，５２，５３，５４に設けられた各遮蔽部５１Ｃ，５２Ｃ，５３Ｃ，５４Ｃによって構成されたものである。そして、この遮蔽壁４７により、センサ流路Ｓから流れ出す被測定流体と主流路Ｍから流れ出す被測定流体との合流地点が、エルボ部４５Ａと流路空間４４との連通部となっている。また、前述したように、出口流路４５が主流路Ｍの下方に配置されている。
【００４４】
従って、センサ流路Ｓから流出する被測定流体と主流路Ｍから流出する被測定流体とが、センサ流路Ｓの出口付近で合流することがない。すなわち、センサ流路Ｓと主流路Ｍとの合流地点が、後述する計測チップ１１から遠ざけられている。従って、センサ流路Ｓと主流路Ｍとの合流地点に発生する流れの渦が、センサ流路Ｓにおける計測チップ１１の部分を流れる被測定流体の流れを乱さない。
【００４５】
一方、センサ基板２１は、測定流量を電気信号として出力するものである。このためセンサ基板２１には、図１０に示すように、ベースとなるプリント基板２２の表面側（ボディ４１への装着面側）において、その中央部に溝２３が加工されている。そして、この溝２３の両側に、電気回路用電極２４，２５，２６，２７が設けられている。一方、プリント基板２２の裏面側には、電気素子３１、３２、３３、３４などで構成される電気回路が設けられている（図１参照）。そして、プリント基板２２の中で、電気回路用電極２４〜２７が電気素子３１〜３４などで構成される電気回路と接続されている。さらに、プリント基板２２の表面側には、後述するようにして、測定チップ１１が実装されている。
【００４６】
ここで、測定チップ１１について、図１１を用いて説明する。なお、図１１（ａ）は測定チップの平面図であり、図１１（ｂ）は測定チップの側面図である。測定チップ１１は、図１１に示すように、シリコンチップ１２に対して、半導体マイクロマシニングの加工技術を実施したものであり、このとき、溝１３が加工されるとともに、熱線用電極１４、１５、１６、１７が溝１３の両側に設けられる。さらに、このとき、温度センサ用熱線１８が、熱線用電極１４、１５から延設されるとともに溝１３の上に架設され、また、流速センサ用熱線１９が、熱線用電極１６、１７から延設されるとともに溝１３の上に架設される。さらに、測定チップ１１においては、センサ流路Ｓの下流側に流速センサ用熱線１９を設け、センサ流路Ｓを流れる被測定流体Ｆ２の助走区間Ｌを長く設けている。センサ流路Ｓを流れる被測定流体Ｆ２の流れを整えるためである。
【００４７】
そして、測定チップ１１の熱線用電極１４、１５、１６、１７を、センサ基板２１の電気回路用電極２４、２５、２６、２７（図１０参照）のそれぞれと、半田リフロー又は導電性接着剤などで接合することによって、測定チップ１１をセンサ基板２１に実装している。従って、測定チップ１１がセンサ基板２１に実装されると、測定チップ１１に設けられた温度センサ用熱線１８と流速センサ用熱線１９は、測定チップ１１の熱線用電極１４〜１７と、センサ基板２１の電気回路用電極２４〜２７（図１０参照）とを介して、センサ基板２１の裏面側に設けられた電気回路に接続されることになる。
【００４８】
また、測定チップ１１がセンサ基板２１に実装されると、測定チップ１１の溝１３は、センサ基板２１Ａの溝２３と重なり合う。よって、図１に示すように、測定チップ１１が実装されたセンサ基板２１をボディ４１にシールパッキン４８を介して密着すると、ボディ４１の流路空間４４において、センサ基板２１と測定チップ１１との間に、測定チップ１１の溝１３やセンサ基板２１の溝２３などからなる細長い形状のセンサ流路Ｓが形成される。そのため、センサ流路Ｓには、温度センサ用熱線１８と流速センサ用熱線１９とが橋を渡すように設けられる。
【００４９】
続いて、上記した構成を有する熱式流量計１の作用について説明する。熱式流量計１においては、図１に示すように、入口ポート４２を介して入口流路４３へ流れ込んだ被測定流体（図１のＦ）は、流路空間４４にて、主流路Ｍへ流れ込むもの（図１のＦ１）と、センサ流路Ｓへ流れ込むもの（図１のＦ２）とに分流される。そして、主流路Ｍおよびセンサ流路Ｓから流れ出した被測定流体は、合流して、出口流路４５を介して出口ポート４６からボディ４１の外部に流れ出す（図１のＦ）。
【００５０】
ここで、センサ流路Ｓへ流れ込む被測定流体（図１のＦ２）は、積層フィルタ５０内における３層のメッシュ部５１Ｍを通過した後に、センサ流路Ｓに流れ込む。また、主流路Ｍおよびセンサ流路Ｓから流れ出した被測定流体は、遮蔽壁４７により、測定チップ１１から離れた地点で合流する。このため、合流地点で発生する流れの渦が、センサ流路Ｓを流れる被測定流体（図１のＦ２）の流れに影響を及ぼすことがない。従って、非常に流れが整えられた状態の被測定流体が、センサ流路Ｓを流れる。
【００５１】
そして、センサ流路Ｓを流れる被測定流体（図１のＦ２）は、センサ流路Ｓに橋設された温度センサ用熱線１８と流速センサ用熱線１９とから熱を奪う。そうすると、センサ基板２１の裏面側に設けられた電気回路が、温度センサ用熱線１８と流速センサ用熱線１９などの出力を検知しながら、温度センサ用熱線１８と流速センサ用熱線１９とが一定の温度差になるように制御する。
【００５２】
このときの出力の一例を図１２、図１３に示す。図１２のグラフは、熱式流量計１からの出力（ブリッジ出力）を示したものである。図１３のグラフは、熱式流量計１からの出力を電気的フィルター（ローパスフィルタ）に通した後の出力（アンプ出力）を示したものである。なお、図１２、図１３とも、熱式流量計１の入口ポート４２へ流れ込む被測定流体（図１のＦ）の流量が１０（ｌ／ｍｉｎ）のときの出力を示している。また、実線が第１の実施の形態に係る熱式流量計１の出力を示し、破線が改善前の熱式流量計の出力を示す。
【００５３】
図１２、図１３から明らかなように、第１の実施の形態に係る熱式流量計１は、改善前の熱式流量計（特願２０００−３６８８０１のもの。以下同様）に比べ、出力の振動幅が小さいことがわかる。ここで、この振動幅の出力値に対する比率をノイズと定義すると、図１２において、改善前の熱式流量計におけるノイズが「２２．３６（％ＦＳ）」であるのに対し、第１の実施の形態に係る熱式流量計１におけるノイズは「２．７７（％ＦＳ）」である。また、図１３において、改善前の熱式流量計におけるノイズが「４．９６（％ＦＳ）」であるのに対し、第１の実施の形態に係る熱式流量計１におけるノイズは「０．４３（％ＦＳ）」である。すなわち、第１の実施の形態に係る熱式流量計１によれば、ノイズを約１／１０にすることができる。これは、上記したようにセンサ流路Ｓを流れる被測定流体の流れが非常に整ったものになっているからである。なお、ブリッジスパンは、第１の実施の形態に係る熱式流量計１が「０．４１５（Ｖ）」であり、改善前の熱式流量計が「０．４０５（Ｖ）」である。
【００５４】
このように熱式流量計１は、測定出力が非常に安定している。そして、応答性も約５０ｍｓｅｃであり、非常に高感度である。このため、熱式流量計１を半導体チップマウンティング時のハンドリングにおける真空吸着の吸着確認に用いた場合、吸着状況を正確に判断することができる。なぜなら、吸着時と非吸着時におけるオリフィス内の流量を瞬時に正確かつ安定して測定することができるからである。従って、吸着確認に熱式流量計１を利用することにより、実際には吸着しているにも関わらず、吸着していないと誤判断されることがなくなり吸着確認を正確に行うことができる。これにより、近年、小型化の進む半導体チップ（例えば０．５ｍｍ角）のマウンティング時におけるハンドリング作業を非常に効率よく行うことができる。
【００５５】
以上、詳細に説明したように第１の実施の形態に係る熱式流量計１によれば、ボディ４１に形成された流路空間４４に積層フィルタ５０が装着されている。そして、積層フィルタ５０には、主流路Ｍとセンサ流路Ｓとの間に配置される３層のメッシュ部５１Ｍが備わっている。このため、被測定流体は、３層のメッシュ部５１Ｍを通過した後にセンサ流路Ｓに流れ込む。これにより、センサ流路Ｓに流れ込む被測定流体の流れが整えられる。つまり、主流路Ｍに流れ込む被測定流体の流れが乱れたとして、主流路Ｍとセンサ流路Ｓとの間に設けられた３層のメッシュ部５１Ｍにより、センサ流路Ｓに流れ込む被測定流体の流れは整えられるのである。また、メッシュ部５１Ｍを３層設けているので、より大きな整流効果が得られる。
【００５６】
また、積層フィルタ５０には、積層フィルタ５０を構成する各薄板５１，５２，５３，５４に設けられた遮蔽部５１Ｃ，５２Ｃ，５３Ｃ，５４Ｃによって形成された遮蔽壁４７が備わっている。このため、センサ流路Ｓから流出する被測定流体と主流路Ｍから流出する被測定流体とが、ボディ４１に形成された出口流路４５（エルボ部４５Ａ）で合流する。つまり、センサ流路Ｓから流出する被測定流体と主流路Ｍから流出する被測定流体とが、センサ流路Ｓの出口付近で合流することがない。これにより、センサ流路Ｓと主流路Ｍとの合流地点が、測定チップ１１から遠ざけられている。従って、センサ流路Ｓと主流路Ｍとの合流地点に発生する流れの渦が、センサ流路Ｓにおける被測定流体の流れを乱さない。
【００５７】
このように熱式流量計１は、ボディ４１に形成された流路空間４４に積層フィルタ５０が装着されていることにより、測定流量が大きくなっても、センサ流路Ｓにおける被測定流体の流れが乱れない。よって、測定流量が大きい場合であっても、安定した測定出力を得ることができる。
【００５８】
（第２の実施の形態）
次に、第２の実施の形態について説明する。そこで、第２の実施の形態に係る熱式流量計の概略構成を図１４に示す。図１４に示すように、第２の実施の形態に係る熱式流量計２０１は、第１の実施の形態に係る熱式流量計１とほぼ同様の構成を有するものであるが、流路空間４４に積層フィルタ５０の代わりに積層フィルタ５０Ａが装着されている点が異なる。すなわち、本実施の形態に係る熱式流量計２０１には、積層フィルタ５０と比べメッシュ部５１Ｍ間の間隔を小さくした積層フィルタ５０Ａが流路空間４４に装着されている。このため、第１の実施の形態と異なる点を中心に説明する。なお、第１の実施の形態と同様の構成のものについては、同じ符号を付してその説明を省略する。
【００５９】
そこで、積層フィルタ５０Ａについて、図１５を用いて説明する。積層フィルタ５０Ａは、図１５に示すように、４種類の薄板を合計１１枚積層したものである。すなわち、下から順に、メッシュ板５１、第１遮蔽板５２，５２，５２，５２、第２遮蔽板５３，５３、メッシュ板５１，５１，５１、および第３遮蔽板５４が積層されて接着されたものである。すなわち、積層フィルタ５０Ａは、積層フィルタ５０（図４参照）において、メッシュ板５１と第２遮蔽板５３との配置を変更したものである。この配置の変更により、各メッシュ部５１Ｍの間隔が０．２ｍｍとなっている。
【００６０】
そして、上記構成を有する熱式流量計２０１で、第１の実施の形態と同様の条件下（流量：１０（ｌ／ｍｉｎ））における出力を確認したところ、ブリッジ出力におけるノイズは「４．２３（％ＦＳ）」であり、アンプ出力におけるノイズは「０．６９（％ＦＳ）」であった。なお、ブリッジスパンは「０．４２６（Ｖ）」である。そして、改善前の熱式流量計のブリッジ出力におけるノイズが「２２．３６（％ＦＳ）」であり、アンプ出力におけるノイズが「４．９６（％ＦＳ）」である。
【００６１】
従って、第２の実施の形態に係る熱式流量計２０１によれば、ノイズを約１／５にすることができる。すなわち、計測出力の安定化が図られている。ただし、第１の実施の形態に係る熱式流量計１のノイズと比べると、ノイズが悪化していることがわかる。このことから、メッシュ部５１Ｍは、０．７ｍｍ程度の間隔をとって配置する方がより大きな効果が得られると言える。
【００６２】
以上、詳細に説明したように第２の実施の形態に係る熱式流量計２０１によれば、ボディ４１に形成された流路空間４４に積層フィルタ５０Ａが装着されている。そして、積層フィルタ５０Ａには、主流路Ｍとセンサ流路Ｓとの間に配置される３層のメッシュ部５１Ｍが備わっている。このため、被測定流体は、３層のメッシュ部５１Ｍを通過した後にセンサ流路Ｓに流れ込む。これにより、センサ流路Ｓに流れ込む被測定流体の流れが整えられる。つまり、主流路Ｍに流れ込む被測定流体の流れが乱れたとして、主流路Ｍとセンサ流路Ｓとの間に設けられた３層のメッシュ部５１Ｍにより、センサ流路Ｓに流れ込む被測定流体の流れは整えられるのである。また、メッシュ部５１Ｍを３層設けているので、より大きな整流効果が得られる。
【００６３】
また、積層フィルタ５０Ａには、積層フィルタ５０を構成する各薄板５１，５２，５３，５４に設けられた遮蔽部５１Ｃ，５２Ｃ，５３Ｃ，５４Ｃによって形成された遮蔽壁４７が備わっている。このため、センサ流路Ｓから流出する被測定流体と主流路Ｍから流出する被測定流体とが、ボディ４１に形成された出口流路４５（エルボ部４５Ａ）で合流する。つまり、センサ流路Ｓから流出する被測定流体と主流路Ｍから流出する被測定流体とが、センサ流路Ｓの出口付近で合流することがない。これにより、センサ流路Ｓと主流路Ｍとの合流地点が、測定チップ１１から遠ざけられている。従って、センサ流路Ｓと主流路Ｍとの合流地点に発生する流れの渦が、センサ流路Ｓにおける被測定流体の流れを乱さない。
【００６４】
このように熱式流量計２０１は、ボディ４１に形成された流路空間４４に積層フィルタ５０Ａが装着されていることにより、測定流量が大きくなっても、センサ流路Ｓにおける被測定流体の流れが乱れない。よって、測定流量が大きい場合であっても、安定した測定出力を得ることができる。
【００６５】
（第３の実施の形態）
次に、第３の実施の形態について説明する。そこで、第３の実施の形態に係る熱式流量計の概略構成を図１６に示す。図１６に示すように、第３の実施の形態に係る熱式流量計３０１は、第１の実施の形態に係る熱式流量計１とほぼ同様の構成を有するものであるが、流路空間４４に積層フィルタ５０の代わりに積層フィルタ６０が装着されている点が異なる。すなわち、本実施の形態に係る熱式流量計３０１には、複数の溝を備えた積層フィルタ６０が流路空間４４に装着されている。また、積層フィルタ６０は、第１の実施の形態の積層フィルタ５０に対し、メッシュ部５１Ｍが備わっていない点でも相違する。このため、第１の実施の形態と異なる点を中心に説明する。なお、第１の実施の形態と同様の構成のものについては、同じ符号を付してその説明を省略する。
【００６６】
そこで、積層フィルタ６０について、図１７を用いて説明する。積層フィルタ６０は、図１７に示すように、３種類の薄板を合計１０枚積層したものである。すなわち、下から順に、メッシュ板５１、第１溝フィルタ５５，５５，５５，５５，５５，５５，５５，５５、および第３遮蔽板５４が積層されて接着されたものである。
【００６７】
ここで、第１溝フィルタ５５について、図１８を用いて説明する。なお、図１８（ａ）は第１溝フィルタの平面図であり、図１８（ｂ）は図１８（ａ）におけるＡ−Ａ断面図であり、図１８（ｃ）は図１８（ａ）におけるＢ−Ｂ断面図である。第１溝フィルタ５５は、図１８に示すように、外周部５５Ｂ、遮蔽部５５Ｃ、および中央部５５Ｄを残し、中央部５５Ｄに溝５５Ｅが形成されるようにエッチング加工されたものである。すなわち、第１溝フィルタ５５は、第２遮蔽板５３の中央部５３Ｄ（図８参照）に溝５５Ｅを設けたものとなっている。そして、第１溝フィルタ５５の中央部５５Ｄには、片面２本ずつ合計４本の溝５５Ｅが形成されている。この溝５５Ｅの深さは０．３５ｍｍであり、溝５５Ｅの幅は０．９ｍｍである。そして、隣り合う溝の間隔は１．０５ｍｍとなっている。なお、第１溝フィルタ５５の厚さは、０．５ｍｍである。
【００６８】
これらメッシュ板５１、第１溝フィルタ５５、および第３遮蔽板５４を図１７に示すように積層して接着した積層フィルタ６０を、ボディ４１に形成された流路空間４４に装着することにより、図１６に示すように、第１溝フィルタ５５の中央部５５Ｄに形成された溝５５Ｅによって主流路Ｍに多数の細かい流路が形成されている。これにより、主流路Ｍに流れ込む被測定流体は、各溝５５Ｅを流れる。このため、主流路Ｍを流れる被測定流体の流れが整えられる。また、第１溝フィルタ５５では、両面に溝５５Ｅを形成することにより、積層体フィルタ６０により多くの溝５５Ｅを備えることができ、より大きな整流効果が得られる。
【００６９】
なお、積層フィルタ６０には、各薄板５１，５４，５５に設けられた遮蔽部５１Ｃ，５４Ｃ，５５によって形成された遮蔽壁４７Ａが備わっている。この遮蔽板４７Ａも、第１の実施の形態に係る熱式流量計１に備わる遮蔽板４７と同様の効果を奏する。すなわち、センサ流路Ｓと主流路Ｍとの合流地点に発生する流れの渦が、センサ流路Ｓにおける被測定流体の流れを乱さない。
【００７０】
そして、上記構成を有する熱式流量計３０１で、第１の実施の形態と同様の条件下（流量：１０（ｌ／ｍｉｎ））における出力を確認したところ、ブリッジ出力におけるノイズは「６．８４（％ＦＳ）」であり、アンプ出力におけるノイズは「１．４２（％ＦＳ）」であった。なお、ブリッジスパンは「０．６７９（Ｖ）」である。そして、改善前の熱式流量計のブリッジ出力におけるノイズが「２２．３６（％ＦＳ）」であり、アンプ出力におけるノイズが「４．９６（％ＦＳ）」である。
【００７１】
従って、第３の実施の形態に係る熱式流量計３０１によれば、ノイズを約１／３にすることができる。すなわち、計測出力の安定化が図られている。ただし、第１の実施の形態に係る熱式流量計１のノイズと比べると、ノイズが悪化していることがわかる。このことから、主流路Ｍに整流機構（溝５５Ｅ）を設けるよりも、主流路Ｍとセンサ流路Ｓとの間にメッシュ部５１Ｍを設ける方がより大きな効果が得られると言える。
【００７２】
以上、詳細に説明したように第３の実施の形態に係る熱式流量計３０１によれば、ボディ４１に形成された流路空間４４に積層フィルタ６０が装着されている。そして、積層フィルタ６０には、主流路Ｍを複数の流路に分割する溝５５Ｅが備わっている。このため、主流路Ｍに流れ込む被測定流体の流れが整えられる。これにより、主流路Ｍにおける被測定流体の流れが、センサ流路Ｓにおける被測定流体の流れに悪影響を及ぼさない。つまり、センサ流路Ｓにおける被測定流体の流れが常に安定する。
【００７３】
また、積層フィルタ６０には、積層フィルタ６０を構成する各薄板５１，５４，５５に設けられた遮蔽部５１Ｃ，５４Ｃ，５５Ｃによって形成された遮蔽壁４７Ａが備わっている。このため、センサ流路Ｓから流出する被測定流体と主流路Ｍから流出する被測定流体とが、ボディ４１に形成された出口流路４５（エルボ部４５Ａ）で合流する。つまり、センサ流路Ｓから流出する被測定流体と主流路Ｍから流出する被測定流体とが、センサ流路Ｓの出口付近で合流することがない。これにより、センサ流路Ｓと主流路Ｍとの合流地点が、測定チップ１１から遠ざけられている。従って、センサ流路Ｓと主流路Ｍとの合流地点に発生する流れの渦が、センサ流路Ｓにおける被測定流体の流れを乱さない。
【００７４】
このように熱式流量計３０１は、ボディ４１に形成された流路空間４４に積層フィルタ６０が装着されていることにより、主流路Ｍを複数の流路に分割する複数の溝５５Ｅ（整流機構）が配置されるので、主流路Ｍを流れる被測定流体の流れが整えられる。さらに、センサ流路Ｓと主流路Ｍとの合流地点を、合流地点に発生する流れの渦がセンサ流路Ｓにおける被測定流体の流れを乱さない程度に、測定チップ１１から遠ざける遮蔽板４７Ａが配置される。従って、主流路Ｍにおける被測定流体の流れが乱れず、また、センサ流路Ｓと主流路Ｍとの合流地点に発生する流れの渦がセンサ流路Ｓにおける被測定流体の流れを乱さない。このため、測定流量が大きい場合であっても、センサ流路Ｓにおける被測定流体の流れが乱れない。よって、測定流量が大きい場合であっても、安定した測定出力を得ることができる。
【００７５】
（第４の実施の形態）
最後に、第４の実施の形態について説明する。そこで、第４の実施の形態に係る熱式流量計の概略構成を図１９に示す。図１９に示すように、第４の実施の形態に係る熱式流量計４０１は、第１の実施の形態に係る熱式流量計１とほぼ同様の構成を有するものであるが、流路空間４４に積層フィルタ５０の代わりに積層フィルタ７０が装着されている点が異なる。すなわち、本実施の形態に係る熱式流量計４０１も、第３の実施の形態と同様に、複数の溝を備えた積層フィルタ７０が流路空間４４に装着されている。ただし、積層フィルタ７０は、第３の実施の形態の積層フィルタ６０に対し、遮蔽壁４７Ａが備わっていない点、および溝の数が異なる点で相違する。このため、第１（および第３）の実施の形態と異なる点を中心に説明する。なお、第１の実施の形態と同様の構成のものについては、同じ符号を付してその説明を省略する。
【００７６】
そこで、積層フィルタ７０について、図２０を用いて説明する。積層フィルタ７０は、図２０に示すように、２種類の薄板を合計１０枚積層したものである。すなわち、下から順に、メッシュ板５１、第２溝フィルタ５６，５６，５６，５６，５６，５６，５６，５６，５６が積層されて接着されたものである。
【００７７】
ここで、第２溝フィルタ５６について、図２１を用いて説明する。なお、図２１（ａ）は第２溝フィルタの平面図であり、図２１（ｂ）は図２１（ａ）におけるＡ−Ａ断面図であり、図２１（ｃ）は図２１（ａ）におけるＢ−Ｂ断面図である。第２溝フィルタ５６は、図２１に示すように、外周部５６Ｂと中央部５６Ｄとを残し、中央部５６Ｄに溝５６Ｅが形成されるようにエッチング加工されたものである。すなわち、第２溝フィルタ５６は、第２遮蔽板５３の中央部５３Ｄ（図８参照）に溝５６Ｅを設ける一方、遮蔽部５３Ｃを設けないものとなっている。そして、中央部５６Ｄには、片面に３本の溝５６Ｅが形成されている。この溝５６Ｅの深さは０．３５ｍｍであり、溝５５Ｅの幅は１．１ｍｍである。そして、隣り合う溝の間隔は０．２ｍｍとなっている。なお、第２溝フィルタ５６の厚さは、０．５ｍｍである。
【００７８】
これらメッシュ板５１と第２溝フィルタ５５を図２０に示すように積層して接着した積層フィルタ７０をボディ４１に形成された流路空間４４に装着することにより、図１９に示すように、第２溝フィルタ５６の中央部５６Ｄに形成された溝５６Ｅによって主流路Ｍに多数の細かい流路が形成されている。これにより、主流路Ｍに流れ込む被測定流体は、各溝５６Ｅを流れる。このため、主流路Ｍを流れる被測定流体の流れが整えられる。また、第２溝フィルタ５６には、３本の溝５６Ｅが形成されていることにより、積層フィルタ７０により多くの溝５６Ｅを備えることができ、より大きな整流効果が得られる。
【００７９】
そして、上記構成を有する熱式流量計４０１で、第１の実施の形態と同様の条件下（流量：１０（ｌ／ｍｉｎ））における出力を確認したところ、ブリッジ出力におけるノイズは「１３．４７（％ＦＳ）」であり、アンプ出力におけるノイズは「１．７６（％ＦＳ）」であった。なお、ブリッジスパンは「０．４９８（Ｖ）」である。そして、改善前の熱式流量計のブリッジ出力におけるノイズが「２２．３６（％ＦＳ）」であり、アンプ出力におけるノイズが「４．９６（％ＦＳ）」である。
【００８０】
従って、第４の実施の形態に係る熱式流量計４０１によれば、ノイズを約３／５にすることができる。すなわち、計測出力の安定化が図られている。ただし、第３の実施の形態に係る熱式流量計１のノイズと比べると、ノイズが悪化していることがわかる。このことから、遮蔽壁４７Ａを設ける方がより大きな効果が得られると言える。
【００８１】
また、積層フィルタ７０をボディ４１の流路空間４４に装着する代わりに、図２２に示すような複数のフィン８１が形成された円柱形状のピン８０を主流路Ｍに配置してもよい。このようなピン８０を主流路Ｍに設けることによっても、主流路Ｍ内に複数の流路が形成され、主流路Ｍを流れる被測定流体の流れが整えられるからである。
【００８２】
そして、このピン８０を主流路Ｍに配置した場合における熱式流量計で、第１の実施の形態と同様の条件下（流量：１０（ｌ／ｍｉｎ））における出力を確認したところ、ブリッジ出力におけるノイズは「１６．２２（％ＦＳ）」であり、アンプ出力におけるノイズは「３．２６（％ＦＳ）」であった。なお、ブリッジスパンは「０．４６９（Ｖ）」である。そして、改善前の熱式流量計のブリッジ出力におけるノイズが「２２．３６（％ＦＳ）」であり、アンプ出力におけるノイズが「４．９６（％ＦＳ）」である。従って、ピン８０を主流路Ｍに配置するだけでも、ノイズを約３／４にすることができる。すなわち、計測出力の安定化が図られている。ただし、安定化の効果はさほど大きくない。
【００８３】
以上、詳細に説明したように第４の実施の形態に係る熱式流量計４０１によれば、ボディ４１に形成された流路空間４４に積層フィルタ７０が装着されている。そして、積層フィルタ７０には、主流路Ｍを複数の流路に分割する溝５６Ｅが備わっている。このため、主流路Ｍに流れ込む被測定流体の流れが整えられる。これにより、主流路Ｍにおける被測定流体の流れが、センサ流路Ｓにおける被測定流体の流れに悪影響を及ぼさない。つまり、測定流量が大きくなっても、センサ流路Ｓにおける被測定流体の流れが安定する。よって、測定流量が大きい場合であっても、安定した測定出力を得ることができる。
【００８４】
なお、上記した実施の形態は単なる例示にすぎず、本発明を何ら限定するものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良、変形が可能であることはもちろんである。例えば、上記した実施の形態においては、積層フィルタとして４種類のものを例示したが、これだけに限られず、各薄板５１〜５６を任意に組み合わせて積層フィルタを構成することができる。
【００８５】
【発明の効果】
以上説明した通り本発明に係る熱式流量計によれば、バイパス流路とセンサ流路との間にフィルタを設けたことにより、測定流量が大きくなってバイパス流路における流体の流れが乱れても、センサ流路に流れ込む流体の流れは整えられる。また、バイパス流路内に複数の流路を形成することにより流体の流れを整える整流機構を有するので、測定流量が大きくなってもバイパス流路における流体の流れが整えられる。さらに、センサ流路から流出する流体とバイパス流路から流出する流体とを、ボディに形成された出口流路にて合流させる遮蔽壁を有するため、センサ流路とバイパス流路との合流地点を熱線から遠ざけることができる。これらにより、測定流量が大きくなっても、センサ流路における流体の流れは安定している。従って、測定流量が大きくなっても、測定出力が安定して得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施の形態に係る熱式流量計の概略構成図である。
【図２】ボディの平面図である。
【図３】図２のＡ−Ａ断面図である。
【図４】積層フィルタの分解斜視図である。
【図５】メッシュ板を示す図であり、（ａ）が平面図、（ｂ）がＡ−Ａ断面図である。
【図６】図５のメッシュ部の拡大図である。
【図７】第１遮蔽板を示す図であり、（ａ）が平面図、（ｂ）がＡ−Ａ断面図である。
【図８】第２遮蔽板を示す図であり、（ａ）が平面図、（ｂ）がＡ−Ａ断面図である。
【図９】第３遮蔽板を示す図であり、（ａ）が平面図、（ｂ）がＡ−Ａ断面図である。
【図１０】センサ基板の斜視図である。
【図１１】測定チップを示す図であり、（ａ）が平面図であり、（ｂ）が側面図である。
【図１２】熱式流量計の出力（ブリッジ出力）の一例を示す図である。
【図１３】同じく、熱式流量計の出力（アンプ出力）の一例を示す図である。
【図１４】第２の実施の形態に係る熱式流量計の概略構成図である。
【図１５】積層フィルタの分解斜視図である。
【図１６】第３の実施の形態に係る熱式流量計の概略構成図である。
【図１７】積層フィルタの分解斜視図である。
【図１８】第１溝フィルタを示す図であり、（ａ）が平面図であり、（ｂ）がＡ−Ａ断面図であり、（ｃ）がＢ−Ｂ断面図である。
【図１９】第４の実施の形態に係る熱式流量計の概略構成図である。
【図２０】積層フィルタの分解斜視図である。
【図２１】第２溝フィルタを示す図であり、（ａ）が平面図であり、（ｂ）がＡ−Ａ断面図であり、（ｃ）がＢ−Ｂ断面図である。
【図２２】第５の実施の形態に係る熱式流量計における整流ピンの正面図である。
【図２３】従来の熱式流量計の断面図である。
【図２４】従来の熱流量計で使用された測定素子の斜視図である。
【符号の説明】
１ 熱式流量計
４１ ボディ
４４ 流路空間
４７ 遮蔽壁
５０ 積層フィルタ
５１ メッシュ板
５１Ｍ メッシュ部
５２ 第１遮蔽板
５３ 第２遮蔽板
５４ 第３遮蔽板
５５ 第１溝フィルタ
５５Ｅ 溝
５２Ｃ，５３Ｃ，５４Ｃ，５５Ｃ 遮蔽部
５６ 第２溝フィルタ
５６Ｅ 溝
Ｍ 主流路（バイパス流路）
Ｓ センサ流路[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a thermal flow meter that measures a flow rate using a hot wire. More specifically, the present invention relates to a thermal type flow meter that stabilizes measurement output by reducing fluid disturbance generated in a flow path.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, as one type of thermal flow meter that measures a flow rate using a hot wire, there is one that uses a measurement chip manufactured by a semiconductor micromachining processing technique as a sensor unit. An example of this type of thermal flow meter is shown in FIG. In the thermal flow meter 101 of FIG. 23, the fluid to be measured that has flowed into the inlet port 102 is rectified by the rectifying mechanism 103 and then flows out from the outlet port 105 via the measurement flow path 104. In order to measure the flow rate of the measurement fluid, the measurement chip 111 connected to the electric circuit 106 is exposed to the measurement flow path 104.
[0003]
Here, as shown in FIG. 24, the measurement chip 111 is a silicon chip 116, an upstream temperature sensor 112, a heater 113, a downstream temperature sensor 114, an ambient temperature sensor 115 (the above-mentioned sensors 112 to 115 are “heat rays”. Etc.) are subjected to semiconductor micromachining processing technology.
[0004]
In the thermal flow meter 101, in the measurement chip 111 of FIG. 24, six electrodes D1, D2, D3, D4, D5, and D6 are provided on the silicon chip 116, and an upstream temperature sensor 112, a heater 113, and a downstream temperature sensor are provided. 114, each of the ambient temperature sensors 115 and the electric circuit 106 are connected by wire bonding (W in FIG. 23) using six electrodes D1 to D6.
[0005]
In such a thermal flow meter 101, when the fluid to be measured does not flow into the measurement flow path 104, the temperature distribution of the measurement chip 111 in FIG. On the other hand, when the fluid to be measured flows through the measurement flow path 104, the temperature of the upstream temperature sensor 112 decreases and the temperature of the downstream temperature sensor 114 increases, so the symmetry of the temperature distribution of the measurement chip 111 in FIG. Will collapse according to the flow rate of the fluid to be measured. At this time, the degree of the collapse appears as a difference in resistance value between the upstream temperature sensor 112 and the downstream temperature sensor 114, so that the flow rate of the fluid to be measured can be measured via the electric circuit 106.
[0006]
Here, vacuum suction is used for handling during semiconductor chip mounting. And confirmation of adsorption | suction was conventionally performed with the pressure sensor. However, in recent years, semiconductor chips have become smaller and smaller. For this reason, for example, in a 0.5 mm square chip, a suction orifice (nozzle) having a diameter of 0.5 mm or 0.3 mm is used. As a result, there was no difference in the pressure in the orifice between adsorption and non-adsorption, and the pressure sensor could not confirm adsorption. For this reason, proposals have been made to confirm adsorption by detecting the flow rate of air flowing through the orifice.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
However, the thermal flow meter 101 shown in FIG. 23 described above has a problem of low response (1-2 sec). This is because the rectifying mechanism 103 cannot eliminate the turbulent flow generated in the measurement flow path 104, and an integration process is performed on the output signal so that the influence of the turbulent flow is not output to the output signal. It is thought that it is from. Further, there is a problem that the thermal flow meter 101 shown in FIG. 23 is too large to be used for confirmation of adsorption. For this reason, it is difficult to use the thermal flow meter 101 for confirmation of adsorption.
[0008]
For this reason, the present applicant has proposed, in Japanese Patent Application No. 2000-368801, a high-speed response (50 ms) and small thermal flow meter in order to solve the problems of response and size. Since this thermal flow meter is small and excellent in responsiveness, it was suitable for use in confirmation of adsorption. However, the thermal flow meter proposed by the present applicant in Japanese Patent Application No. 2000-368801 has a problem that the influence of fluid turbulence in the flow path increases as the measured flow rate increases. That is, when the measurement flow rate is increased, a problem arises that the measurement output becomes unstable due to fluid disturbance in the flow path. For this reason, it is difficult to accurately perform adsorption confirmation even with the thermal flow meter proposed in Japanese Patent Application No. 2000-368801.
[0009]
Therefore, the present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a thermal flow meter that can stably obtain a measurement output even when the measurement flow rate is large. .
[0010]
[Means for Solving the Problems]
The thermal flow meter according to the present invention, which has been made to solve the above problems, has a thermal flow rate provided with a bypass flow path for the sensor flow path in addition to the sensor flow path provided with a hot wire for measuring the flow rate. In the total, a filter is provided between the bypass flow path and the sensor flow path.
[0011]
In this thermal type flow meter, the fluid to be measured that has flowed into the flow meter is divided into a sensor flow path in which a hot wire is installed and a bypass flow path with respect to the sensor flow path. And based on the measurement principle using a heat ray, the flow volume of the fluid under measurement which flows through a sensor flow path, and by extension, the flow volume of the fluid under measurement which flows through the inside of a thermal flow meter are measured. The flow rate range is changed by changing the ratio of the fluid to be measured that is divided into the sensor flow path and the bypass flow path, specifically, by changing the cross-sectional area of the bypass flow path.
[0012]
For this reason, when the measurement flow rate increases, the flow rate of the fluid to be measured flowing through the bypass channel increases. As a result, the flow of the fluid to be measured in the bypass channel is disturbed. Then, under the influence of the disturbance of the flow of the fluid under measurement in the bypass channel, the flow of the fluid under measurement flowing through the sensor channel is also disturbed. As a result, the measurement output becomes unstable.
[0013]
However, this thermal flow meter is provided with a filter between the bypass flow path and the sensor flow path. For this reason, the fluid to be measured flows into the sensor flow path after passing through the filter. Thereby, the flow of the fluid to be measured flowing into the sensor flow path is adjusted. In other words, even if the flow of the fluid to be measured flowing into the bypass flow path is disturbed, the flow of the fluid to be measured flowing into the sensor flow path is adjusted by the filter provided between the bypass flow path and the sensor flow path. . Therefore, the measurement output is stabilized.
[0014]
In the thermal type flow meter according to the present invention, the filter is preferably a laminate of a plurality of meshes. More preferably, the meshes are stacked via a spacer having a predetermined thickness.
[0015]
This is because, by forming a filter by laminating a plurality of meshes, a fluid to be measured whose flow is very arranged can be poured into the sensor flow path. This is because the turbulence of the fluid to be measured decreases every time it passes through a plurality of meshes. Therefore, in order to obtain a larger rectifying effect, it is considered that it is better to overlap each mesh with a predetermined interval than to directly overlap each mesh. Therefore, the mesh is preferably laminated through a spacer having a predetermined thickness.
[0016]
In addition, the thermal flow meter according to the present invention is a thermal flow meter provided with a bypass flow path for the sensor flow path in addition to the sensor flow path provided with a heat wire for measuring the flow rate. It has a rectifying mechanism that regulates the flow of fluid by forming a plurality of flow paths.
[0017]
This thermal flow meter has a rectifying mechanism that regulates the flow of fluid by forming a plurality of channels in the bypass channel. For this reason, the flow of the fluid to be measured in the bypass channel is adjusted. Thereby, the flow of the fluid to be measured in the bypass flow path does not adversely affect the flow of the fluid to be measured in the sensor flow path. Accordingly, since the flow of the fluid to be measured flowing through the sensor flow path is stabilized, the measurement output is stabilized.
[0018]
In the thermal type flow meter according to the present invention, the rectifying mechanism is preferably a laminate of thin plates having grooves. A plurality of grooves are preferably formed in the thin plate. In addition, when forming a some groove | channel, a groove | channel may be formed only in the single side | surface of a thin plate, and a groove | channel may be formed in both surfaces of a thin plate.
[0019]
A plurality of flow paths are formed in the bypass flow path by laminating thin plates having grooves formed in this manner. That is, the bypass channel is divided into a plurality of small channels. Then, the fluid to be measured flowing into the bypass channel flows through each groove. For this reason, the flow of the fluid to be measured flowing through the bypass channel is adjusted. In addition, by forming a plurality of grooves in one thin plate, the stacked body can be provided with more grooves, and a greater rectifying effect can be obtained.
[0020]
Further, the rectifying mechanism may be a pin formed with a plurality of fins. By providing such a pin in the bypass channel, a plurality of channels are formed in the bypass channel. This is because the flow of the fluid to be measured flowing through the bypass flow path is adjusted.
[0021]
In addition, the thermal flow meter according to the present invention is a thermal flow meter provided with a bypass flow path for the sensor flow path in addition to the sensor flow path provided with a heat wire for measuring the flow rate. And a fluid flowing out from the bypass flow path are joined at an outlet flow path formed in the body.
[0022]
In this thermal flow meter, since the shielding plate is provided, the fluid to be measured that flows out from the sensor flow path and the fluid to be measured that flows out from the bypass flow path merge at the outlet flow path formed in the body. . That is, the fluid to be measured flowing out from the sensor flow path and the fluid to be measured flowing out from the bypass flow path do not merge near the outlet of the sensor flow path. Thereby, the confluence | merging point of a sensor flow path and a bypass flow path is kept away from the heat ray | wire constructed in the sensor flow path. Therefore, since the vortex of the flow generated at the confluence of the sensor flow path and the bypass flow path does not disturb the flow of the fluid to be measured in the sensor flow path, the measurement output is stabilized.
[0023]
Note that the shielding wall has a size that allows the vortex of the flow generated at the confluence point of the sensor flow path and the bypass flow path to keep the confluence point far enough not to affect the flow of the fluid to be measured in the sensor flow path. That's fine. Therefore, the tip of the shielding wall may be located on the upper surface of the outlet channel, or may be located in the center of the outlet channel.
[0024]
Here, it is desirable that the outlet channel is not formed on the same straight line with respect to the bypass channel. This is because when the outlet channel is formed in this way, the above-described effect obtained by providing the shielding wall becomes larger.
[0025]
The shielding wall is preferably formed by laminating a plurality of shielding plates. This is because the groove described above can be formed in the shielding plate. That is, a shielding wall can be formed and a rectifying mechanism can be provided in the bypass channel. Thereby, the influence of the turbulent flow of the fluid to be measured in the Pibus channel on the measurement output when the measurement flow rate increases can be more effectively suppressed.
[0026]
In addition, since the mesh described above is also formed in a thin plate, the above effect is synergistically arranged by arranging the mesh above and arranging the shielding plate (including grooves) below and laminating each of them. Demonstrated. That is, there is almost no disturbance in the flow of the fluid to be measured in the sensor flow path. For this reason, the measurement output is very stable. In addition to the combinations exemplified here, a synergistic effect can be obtained by arbitrarily combining the above-described inventions.
[0027]
In the above-described thermal flow meter according to the present invention, the bypass flow path includes a substrate provided with an electrode for an electric circuit connected to an electric circuit for performing a measurement principle using a hot wire, and a side opening. It is formed by close contact with the body in which the fluid flow path is provided so as to close the side opening, and the sensor flow path includes a measurement chip provided with a heat ray and a heat ray electrode connected to the heat ray. It is desirable to form a groove formed in at least one of the measurement chip and the substrate by bonding the heat ray electrode and the electric circuit electrode and mounting them on the substrate. In the present specification, the “side opening” means an opening that is open on the side of the body (in other words, the surface where the input / output port is not open) and the substrate is mounted.
[0028]
In such a thermal flow meter, when the measurement chip is mounted on the substrate, the heat wire provided on the measurement chip includes a heat wire electrode provided on the measurement chip and an electric circuit electrode provided on the surface of the substrate. Is bonded to an electric circuit for performing a measurement principle using a hot wire. On the other hand, when the substrate is in close contact with the body, a bypass channel is formed inside the body. At this time, since the groove is provided in the substrate or the measurement chip mounted on the substrate, a sensor flow path for the bypass flow path is also formed inside the body. Thereby, the responsiveness improvement and size reduction of a thermal type flow meter are achieved.
[0029]
Then, the fluid to be measured flowing inside the body is divided into the bypass channel and the sensor channel according to the cross-sectional area ratio between the bypass channel and the sensor channel. In this respect, since the heat ray provided in the measurement chip is in a state of being bridged to the sensor flow path, the flow rate of the fluid to be measured flowing through the sensor flow path by the electric circuit for performing the measurement principle using the heat ray, As a result, the flow rate of the fluid to be measured flowing inside the body can be measured. As described above, since no disturbance occurs in the flow of the fluid to be measured in the sensor flow path, a very stable measurement output can be obtained. That is, this thermal flow meter can output a stable measurement result with a high-speed response.
[0030]
Further, the thermal flow meter according to the present invention includes a substrate having a surface provided with an electrode for an electric circuit connected to an electric circuit for performing a measurement principle using a hot wire, a fluid flow path including a side opening and a fluid. A bypass channel formed by close contact with a body in which an outlet channel that is not collinear with the channel is formed so as to close the side opening, and a hot wire connected to the hot wire A sensor flow path formed by a groove provided in at least one of the measurement chip or the substrate by bonding the measurement chip provided with the electrode to the substrate by bonding the electrode for a heat wire and the electrode for an electric circuit; And a filter in which a plurality of meshes are stacked between the bypass flow path and the sensor flow path, and a fluid flowing out from the sensor flow path and a fluid flowing out from the bypass flow path at the outlet flow path. Confluence A shielding wall for, is characterized in that it has a. In particular, it is desirable that the shielding wall is composed of a plurality of shielding plates, and the filter and the shielding wall are provided in one laminate.
[0031]
In this thermal flow meter, a substrate provided with an electrode for an electric circuit connected to an electric circuit for performing a measurement principle using a hot wire is disposed on a body on which a fluid channel having a side opening is formed. A measurement chip provided with a bypass flow path formed by close contact with the side opening and a heat ray and a heat ray electrode connected to the heat ray is provided with a heat ray electrode and an electric circuit electrode. By bonding and mounting on a substrate, a sensor flow path formed by a groove provided in at least one of the measurement chip or the substrate is provided, so that the response is improved and the size is reduced as described above. .
[0032]
Further, the thermal flow meter includes a filter in which a plurality of meshes are stacked between the bypass channel and the sensor channel, a fluid to be measured that flows out from the sensor channel, and a fluid to be measured that flows out from the bypass channel. And a shielding wall for joining the two in the fluid flow path. Thereby, the effect by having provided the above-mentioned mesh and the effect by having provided the shielding wall are synergistically acquired. That is, the flow of the fluid to be measured in the sensor channel is hardly disturbed. Therefore, a very stable measurement output can be obtained. That is, this thermal flow meter can output a stable measurement result with a high-speed response. Moreover, since the mesh (filter) and the shielding wall are provided in one laminated body, the thermal flow meter is not increased in order to obtain a stable measurement output.
[0033]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a most preferred embodiment that embodies a thermal flow meter of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The thermal flow meter according to the present embodiment is suitable for flow rate measurement that requires high-speed response and high sensitivity, for example, suction confirmation in handling during semiconductor chip mounting.
[0034]
(First embodiment)
First, the first embodiment will be described. FIG. 1 shows a schematic configuration of the thermal type flow meter according to the first embodiment. As shown in FIG. 1, the thermal flow meter 1 according to the present embodiment includes a body 41, a sensor substrate 21, and a multilayer filter 50. The sensor substrate 21 is in close contact with the body 41 via the seal packing 48 with screws while the multilayer filter 50 is mounted in the flow path space 44 of the body 41. Thereby, the main flow path M which is a bypass flow path with respect to the sensor flow path S and the sensor flow path S is formed. That is, the thermal flow meter 1 according to the present embodiment is a thermal flow meter including a sensor flow path and a bypass flow path.
[0035]
As shown in FIGS. 2 and 3, the body 41 has a rectangular parallelepiped shape. 2 is a plan view of the body 41, and FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. The body 41 is formed with an inlet port 42 and an outlet port 46 on both end faces. An inlet channel 43 is formed from the inlet port 42 toward the center of the body. Similarly, an outlet channel 45 is formed from the outlet port 46 toward the center of the body. The outlet channel 45 is formed below the main channel M. That is, the outlet channel and the main channel M are not arranged on the same straight line.
[0036]
In addition, a channel space 44 for forming the main channel M and the sensor channel S is formed in the upper portion of the body 41. The cross section of the flow path space 44 has a shape in which both short sides of the rectangle are arcuate (semicircle), and an arcuate convex part 44C is formed at the center. The convex portion 44C is for positioning the multilayer filter 50 or a pin 80 (see the fourth embodiment) described later. A part of the lower surface of the channel space 44 communicates with the inlet channel 43 and the outlet channel 45. That is, the inlet channel 44 and the outlet channel 45 are communicated with the channel space 44 via elbow portions 43A and 45A bent at 90 degrees, respectively. Further, a groove 49 for mounting the seal packing 48 is formed on the upper surface of the body 41 along the outer periphery of the flow path space 44.
[0037]
As shown in FIG. 4, the multilayer filter 50 is obtained by laminating a total of 11 sheets of four types of thin plates. That is, in order from the bottom, the mesh plate 51, the first shielding plates 52, 52, 52, 52, the mesh plate 51, the second shielding plate 53, the mesh plate 51, the second shielding plate 53, the mesh plate 51, and the third shielding. A plate 54 is laminated and bonded. Each of these thin plates 51 to 54 has a thickness of 0.5 mm or less, and each shape is processed (micromachining) by etching. The projected shapes of the thin plates 51 to 54 are the same as the cross-sectional shape of the flow path space 44. As a result, the multilayer filter 50 is mounted in the flow path space 44 without a gap.
[0038]
Here, individual thin plates will be described. First, the mesh plate 51 will be described with reference to FIGS. 5A is a plan view of the mesh plate, FIG. 5B is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG. 5A, and FIG. 6 is an enlarged view of the mesh portion. As shown in FIG. 5, the mesh plate 51 is a thin plate having a thickness of 0.3 mm in which mesh portions 51M are formed at both ends. The mesh part 51M has a circular shape with a diameter of 4 mm, and is formed such that the distance between the centers of the holes (diameter 0.2 mm) constituting the mesh is 0.27 mm as shown in FIG. That is, the holes are formed so that the centers of the holes are the vertices of the equilateral triangle. In addition, the thickness of the mesh part 51M is thinner than other parts as shown in FIG.5 (b), The thickness is 0.05-0.1 mm. Further, a shielding part 51C is formed on the mesh part 51M (on the right side in FIG. 5) arranged on the outlet side.
[0039]
Next, the first shielding plate 52 will be described with reference to FIG. 7A is a plan view of the first shielding plate, and FIG. 7B is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. 7A. As shown in FIG. 7, the first shielding plate 52 is etched so as to leave the outer peripheral portion 52B and the shielding portion 52C. Thereby, the first shielding plate 52 is formed with a first opening 61 and a second opening 62. In addition, the thickness of the 1st shielding board 52 is 0.5 mm.
[0040]
Next, the second shielding plate 53 will be described with reference to FIG. 8A is a plan view of the second shielding plate, and FIG. 8B is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. 8A. As shown in FIG. 8, the second shielding plate 53 is etched so as to leave the outer peripheral portion 53B, the shielding portion 53C, and the central portion 53D. That is, an unprocessed portion is also left in the center of the first shielding plate 52. As a result, a third opening 63, a fourth opening 64, and a second opening 62 are formed in the second shielding plate 53. The thickness of the second shielding plate 53 is also 0.5 mm.
[0041]
Finally, the 3rd shielding board 54 is demonstrated using FIG. 9A is a plan view of the third shielding plate, and FIG. 9B is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG. 9A. As shown in FIG. 9, the third shielding plate 54 is etched so as to leave the outer peripheral portion 54B and the shielding portion 54C. That is, by not forming the fourth opening 64 in the second shielding plate 53, the shielding part 53C and the central part 53D are integrated to form the shielding part 54C. As a result, a third opening 63 and a second opening 62 are formed in the third shielding plate 54. Note that the thickness of the third shielding plate 54 is also 0.5 mm.
[0042]
Here, referring back to FIG. 1, a laminated filter 50 in which the mesh plate 51, the first shielding plate 52, the second shielding plate 53, and the third shielding plate 54 are combined and laminated and bonded as shown in FIG. Is attached to the flow path space 44, so that the main flow path M is formed by the first opening 61 provided in the first shielding plate 52. Further, the first communication flow for communicating the inlet flow path 43 with the main flow path M and the sensor flow path S by the mesh portion 51, the first opening portion 61, and the third opening portion 63 provided in each of the thin plates 51 to 54. A path 5 is formed. Three layers of mesh portions 51M are arranged between the main flow path M and the sensor flow path S. The interval between the mesh portions 51M is 0.7 mm, with the mesh plate 51 and the second shielding plate 53 serving as spacers. Thereby, the fluid under measurement whose flow is adjusted every time it passes through each mesh portion 51M can be poured into the sensor flow path S. Furthermore, the mesh part 51 is also arranged at the communication part between the elbow part 43A and the flow path space 44 (main flow path M).
[0043]
Further, by attaching the multilayer filter 50 to the flow path space 44, the main flow path M and the outlet flow path are formed by the mesh portion 51, the first opening portion 61, and the fourth opening portion 64 provided in the thin plates 51 to 54. A second communication flow path 6 that communicates with 45 is formed. Furthermore, a third communication channel 7 that connects the sensor channel S and the outlet channel 45 is formed by the second opening 62 provided in each of the thin plates 51 to 54. A shielding wall 47 is formed between the second communication channel 6 and the third communication channel 7. The shielding wall 47 is constituted by the shielding portions 51C, 52C, 53C, and 54C provided on the thin plates 51, 52, 53, and 54, respectively. The shielding wall 47 serves as a communication portion between the elbow portion 45 </ b> A and the flow path space 44 at the junction of the measured fluid flowing from the sensor flow path S and the measured fluid flowing from the main flow path M. Further, as described above, the outlet channel 45 is disposed below the main channel M.
[0044]
Therefore, the fluid to be measured flowing out from the sensor flow path S and the fluid to be measured flowing out from the main flow path M do not merge near the outlet of the sensor flow path S. That is, the junction point of the sensor flow path S and the main flow path M is kept away from the measurement chip 11 described later. Therefore, the vortex of the flow generated at the junction of the sensor flow path S and the main flow path M does not disturb the flow of the fluid to be measured flowing through the measurement chip 11 in the sensor flow path S.
[0045]
On the other hand, the sensor substrate 21 outputs the measured flow rate as an electrical signal. For this reason, as shown in FIG. 10, the sensor substrate 21 has a groove 23 formed in the center thereof on the surface side (the mounting surface side to the body 41) of the printed circuit board 22 serving as a base. Electric circuit electrodes 24, 25, 26, and 27 are provided on both sides of the groove 23. On the other hand, an electrical circuit composed of electrical elements 31, 32, 33, 34, and the like is provided on the back side of the printed circuit board 22 (see FIG. 1). In the printed circuit board 22, the electric circuit electrodes 24 to 27 are connected to an electric circuit including the electric elements 31 to 34. Further, the measurement chip 11 is mounted on the surface side of the printed circuit board 22 as described later.
[0046]
Here, the measurement chip 11 will be described with reference to FIG. FIG. 11A is a plan view of the measurement chip, and FIG. 11B is a side view of the measurement chip. As shown in FIG. 11, the measurement chip 11 is obtained by performing a semiconductor micromachining processing technique on the silicon chip 12. At this time, the groove 13 is processed and the hot wire electrodes 14, 15, 16 and 17 are provided on both sides of the groove 13. Further, at this time, the temperature sensor hot wire 18 extends from the hot wire electrodes 14 and 15 and is laid over the groove 13, and the flow velocity sensor hot wire 19 extends from the hot wire electrodes 16 and 17. And is installed on the groove 13. Further, in the measurement chip 11, the flow rate sensor hot wire 19 is provided on the downstream side of the sensor flow path S, and the run-up section L of the fluid to be measured F 2 flowing through the sensor flow path S is long. This is for adjusting the flow of the fluid to be measured F2 flowing through the sensor flow path S.
[0047]
Then, the electrodes 14, 15, 16, 17 for the hot wire of the measuring chip 11 are respectively connected to the electrodes 24, 25, 26, 27 (see FIG. 10) for the electric circuit of the sensor substrate 21, solder reflow, conductive adhesive, etc. The measurement chip 11 is mounted on the sensor substrate 21 by bonding at the above. Accordingly, when the measuring chip 11 is mounted on the sensor substrate 21, the temperature sensor hot wire 18 and the flow velocity sensor hot wire 19 provided on the measuring chip 11 are connected to the hot wire electrodes 14 to 17 of the measuring chip 11 and the sensor substrate 21. The electrical circuit electrodes 24 to 27 (see FIG. 10) are connected to an electrical circuit provided on the back side of the sensor substrate 21.
[0048]
When the measurement chip 11 is mounted on the sensor substrate 21, the groove 13 of the measurement chip 11 overlaps with the groove 23 of the sensor substrate 21A. Therefore, as shown in FIG. 1, when the sensor substrate 21 on which the measurement chip 11 is mounted is brought into close contact with the body 41 via the seal packing 48, the sensor substrate 21 and the measurement chip 11 are disposed in the flow path space 44 of the body 41. An elongated sensor flow path S composed of the groove 13 of the measuring chip 11 and the groove 23 of the sensor substrate 21 is formed therebetween. Therefore, in the sensor flow path S, the temperature sensor hot wire 18 and the flow velocity sensor hot wire 19 are provided so as to cross the bridge.
[0049]
Then, the effect | action of the thermal type flow meter 1 which has an above-described structure is demonstrated. In the thermal flow meter 1, as shown in FIG. 1, the fluid to be measured (F in FIG. 1) that flows into the inlet channel 43 via the inlet port 42 flows to the main channel M in the channel space 44. The flow is divided into a flow (F1 in FIG. 1) and a flow into the sensor flow path S (F2 in FIG. 1). Then, the fluids to be measured that have flowed out of the main flow path M and the sensor flow path S merge and flow out of the body 41 from the outlet port 46 via the outlet flow path 45 (F in FIG. 1).
[0050]
Here, the fluid to be measured (F2 in FIG. 1) flowing into the sensor flow path S flows into the sensor flow path S after passing through the three-layer mesh portion 51M in the multilayer filter 50. Further, the fluid to be measured that has flowed out of the main flow path M and the sensor flow path S joins at a point away from the measurement chip 11 by the shielding wall 47. For this reason, the vortex of the flow generated at the merge point does not affect the flow of the fluid to be measured (F2 in FIG. 1) flowing through the sensor flow path S. Therefore, the fluid to be measured in a state in which the flow is very arranged flows through the sensor flow path S.
[0051]
Then, the fluid to be measured (F2 in FIG. 1) flowing through the sensor flow path S deprives the heat from the temperature sensor hot wire 18 and the flow velocity sensor hot wire 19 bridged in the sensor flow path S. Then, while the electric circuit provided on the back surface side of the sensor substrate 21 detects the outputs of the temperature sensor hot wire 18 and the flow velocity sensor hot wire 19, the temperature sensor hot wire 18 and the flow velocity sensor hot wire 19 are constant. Control the temperature difference.
[0052]
An example of the output at this time is shown in FIGS. The graph of FIG. 12 shows the output (bridge output) from the thermal flow meter 1. The graph of FIG. 13 shows the output (amplifier output) after passing the output from the thermal flow meter 1 through an electrical filter (low-pass filter). 12 and 13 both show the output when the flow rate of the fluid to be measured (F in FIG. 1) flowing into the inlet port 42 of the thermal flow meter 1 is 10 (l / min). Moreover, a continuous line shows the output of the thermal type flow meter 1 which concerns on 1st Embodiment, and a broken line shows the output of the thermal type flow meter before improvement.
[0053]
As is apparent from FIGS. 12 and 13, the thermal flow meter 1 according to the first embodiment has a higher output than the thermal flow meter before improvement (the one of Japanese Patent Application No. 2000-368801, the same applies hereinafter). It can be seen that the vibration width is small. Here, if the ratio of the vibration width to the output value is defined as noise, the noise in the thermal flow meter before improvement is “22.36 (% FS)” in FIG. The noise in the thermal flow meter 1 according to the form is “2.77 (% FS)”. In FIG. 13, the noise in the thermal flow meter before improvement is “4.96 (% FS)”, whereas the noise in the thermal flow meter 1 according to the first embodiment is “0. 43 (% FS) ". That is, according to the thermal flow meter 1 according to the first embodiment, the noise can be reduced to about 1/10. This is because the flow of the fluid to be measured flowing through the sensor flow path S is very well-prepared as described above. The bridge span is “0.415 (V)” for the thermal flow meter 1 according to the first embodiment, and “0.405 (V)” for the thermal flow meter before improvement.
[0054]
Thus, the thermal flow meter 1 has a very stable measurement output. The response is also about 50 msec, which is very sensitive. For this reason, when the thermal flow meter 1 is used for confirmation of adsorption of vacuum adsorption in handling during semiconductor chip mounting, the adsorption state can be accurately determined. This is because the flow rate in the orifice during adsorption and non-adsorption can be measured accurately and stably instantaneously. Therefore, by using the thermal flow meter 1 for the adsorption confirmation, it is possible to accurately confirm the adsorption without erroneously determining that it is not adsorbed although it is actually adsorbed. Thereby, in recent years, the handling operation at the time of mounting of a semiconductor chip (for example, 0.5 mm square) whose size has been reduced can be performed very efficiently.
[0055]
As described above, according to the thermal flow meter 1 according to the first embodiment, the multilayer filter 50 is mounted in the flow path space 44 formed in the body 41. The multilayer filter 50 includes a three-layer mesh portion 51M disposed between the main channel M and the sensor channel S. For this reason, the fluid to be measured flows into the sensor flow path S after passing through the three-layer mesh portion 51M. Thereby, the flow of the fluid to be measured flowing into the sensor flow path S is adjusted. That is, assuming that the flow of the fluid to be measured flowing into the main channel M is disturbed, the three-layer mesh portion 51M provided between the main channel M and the sensor channel S causes the fluid to be measured to flow into the sensor channel S. The flow is trimmed. Moreover, since the mesh part 51M is provided in three layers, a larger rectification effect can be obtained.
[0056]
In addition, the multilayer filter 50 includes a shielding wall 47 formed by the shielding portions 51C, 52C, 53C, and 54C provided on the thin plates 51, 52, 53, and 54 constituting the multilayer filter 50. For this reason, the fluid to be measured flowing out from the sensor flow path S and the fluid to be measured flowing out from the main flow path M merge at the outlet flow path 45 (elbow part 45A) formed in the body 41. That is, the fluid to be measured flowing out from the sensor flow path S and the fluid to be measured flowing out from the main flow path M do not merge near the outlet of the sensor flow path S. Thereby, the junction point of the sensor flow path S and the main flow path M is kept away from the measurement chip 11. Therefore, the vortex of the flow generated at the junction of the sensor flow path S and the main flow path M does not disturb the flow of the fluid to be measured in the sensor flow path S.
[0057]
As described above, in the thermal flow meter 1, the flow of the fluid to be measured in the sensor flow path S is increased even if the measurement flow rate is increased by mounting the multilayer filter 50 in the flow path space 44 formed in the body 41. Is not disturbed. Therefore, a stable measurement output can be obtained even when the measurement flow rate is large.
[0058]
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment will be described. Accordingly, FIG. 14 shows a schematic configuration of the thermal flow meter according to the second embodiment. As shown in FIG. 14, the thermal flow meter 201 according to the second embodiment has substantially the same configuration as the thermal flow meter 1 according to the first embodiment. 44 differs in that a multilayer filter 50A is mounted instead of the multilayer filter 50. That is, in the thermal flow meter 201 according to the present embodiment, a multilayer filter 50 </ b> A having a smaller interval between the mesh portions 51 </ b> M than the multilayer filter 50 is mounted in the flow path space 44. For this reason, it demonstrates centering on a different point from 1st Embodiment. In addition, about the thing of the structure similar to 1st Embodiment, the same code | symbol is attached | subjected and the description is abbreviate | omitted.
[0059]
Therefore, the multilayer filter 50A will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 15, the multilayer filter 50 </ b> A is obtained by laminating a total of 11 sheets of four types of thin plates. That is, in order from the bottom, the mesh plate 51, the first shielding plates 52, 52, 52, 52, the second shielding plates 53, 53, the mesh plates 51, 51, 51, and the third shielding plate 54 are laminated and bonded. It is a thing. That is, the multilayer filter 50A is obtained by changing the arrangement of the mesh plate 51 and the second shielding plate 53 in the multilayer filter 50 (see FIG. 4). Due to this change in arrangement, the interval between the mesh portions 51M is 0.2 mm.
[0060]
Then, when the output under the same conditions (flow rate: 10 (l / min)) as in the first embodiment was confirmed with the thermal flow meter 201 having the above configuration, the noise at the bridge output was “4.23. (% FS) ”and the noise at the amplifier output was“ 0.69 (% FS) ”. The bridge span is “0.426 (V)”. The noise at the bridge output of the thermal flow meter before improvement is “22.36 (% FS)”, and the noise at the amplifier output is “4.96 (% FS)”.
[0061]
Therefore, according to the thermal type flow meter 201 according to the second embodiment, the noise can be reduced to about 1/5. That is, the measurement output is stabilized. However, it can be seen that the noise is worse than that of the thermal flow meter 1 according to the first embodiment. From this, it can be said that the mesh portion 51M is more effective when arranged with an interval of about 0.7 mm.
[0062]
As described above in detail, according to the thermal flow meter 201 according to the second embodiment, the multilayer filter 50 </ b> A is mounted in the flow path space 44 formed in the body 41. The multilayer filter 50A is provided with a three-layer mesh portion 51M disposed between the main flow path M and the sensor flow path S. For this reason, the fluid to be measured flows into the sensor flow path S after passing through the three-layer mesh portion 51M. Thereby, the flow of the fluid to be measured flowing into the sensor flow path S is adjusted. That is, assuming that the flow of the fluid to be measured flowing into the main channel M is disturbed, the three-layer mesh portion 51M provided between the main channel M and the sensor channel S causes the fluid to be measured to flow into the sensor channel S. The flow is trimmed. Moreover, since the mesh part 51M is provided in three layers, a larger rectification effect can be obtained.
[0063]
The multilayer filter 50A includes a shielding wall 47 formed by shielding portions 51C, 52C, 53C, and 54C provided on the thin plates 51, 52, 53, and 54 that constitute the multilayer filter 50. For this reason, the fluid to be measured flowing out from the sensor flow path S and the fluid to be measured flowing out from the main flow path M merge at the outlet flow path 45 (elbow part 45A) formed in the body 41. That is, the fluid to be measured flowing out from the sensor flow path S and the fluid to be measured flowing out from the main flow path M do not merge near the outlet of the sensor flow path S. Thereby, the junction point of the sensor flow path S and the main flow path M is kept away from the measurement chip 11. Therefore, the vortex of the flow generated at the junction of the sensor flow path S and the main flow path M does not disturb the flow of the fluid to be measured in the sensor flow path S.
[0064]
As described above, the thermal flow meter 201 has the laminated filter 50A mounted in the flow path space 44 formed in the body 41, so that the flow of the fluid to be measured in the sensor flow path S is increased even when the measurement flow rate increases. Is not disturbed. Therefore, a stable measurement output can be obtained even when the measurement flow rate is large.
[0065]
(Third embodiment)
Next, a third embodiment will be described. Accordingly, FIG. 16 shows a schematic configuration of the thermal type flow meter according to the third embodiment. As shown in FIG. 16, the thermal flow meter 301 according to the third embodiment has substantially the same configuration as that of the thermal flow meter 1 according to the first embodiment. 44 differs in that a multilayer filter 60 is mounted instead of the multilayer filter 50. That is, in the thermal flow meter 301 according to the present embodiment, the multilayer filter 60 having a plurality of grooves is mounted in the flow path space 44. The multilayer filter 60 is also different from the multilayer filter 50 of the first embodiment in that the mesh portion 51M is not provided. For this reason, it demonstrates centering on a different point from 1st Embodiment. In addition, about the thing of the structure similar to 1st Embodiment, the same code | symbol is attached | subjected and the description is abbreviate | omitted.
[0066]
Therefore, the multilayer filter 60 will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 17, the multilayer filter 60 is obtained by laminating a total of ten types of thin plates. That is, the mesh plate 51, the first groove filters 55, 55, 55, 55, 55, 55, 55, 55 and the third shielding plate 54 are laminated and bonded in order from the bottom.
[0067]
Here, the first groove filter 55 will be described with reference to FIG. 18 (a) is a plan view of the first groove filter, FIG. 18 (b) is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG. 18 (a), and FIG. 18 (c) is in FIG. 18 (a). It is BB sectional drawing. As shown in FIG. 18, the first groove filter 55 is etched so as to leave the outer peripheral portion 55B, the shielding portion 55C, and the central portion 55D, and to form a groove 55E in the central portion 55D. That is, the first groove filter 55 is provided with a groove 55E in the central portion 53D (see FIG. 8) of the second shielding plate 53. In the central portion 55D of the first groove filter 55, a total of four grooves 55E are formed on each side. The depth of the groove 55E is 0.35 mm, and the width of the groove 55E is 0.9 mm. The interval between adjacent grooves is 1.05 mm. Note that the thickness of the first groove filter 55 is 0.5 mm.
[0068]
By attaching the laminated filter 60 in which the mesh plate 51, the first groove filter 55, and the third shielding plate 54 are laminated and bonded as shown in FIG. 17 to the flow path space 44 formed in the body 41, As shown in FIG. 16, a large number of fine channels are formed in the main channel M by the grooves 55 </ b> E formed in the central portion 55 </ b> D of the first groove filter 55. As a result, the fluid to be measured flowing into the main flow path M flows through each groove 55E. For this reason, the flow of the fluid to be measured flowing through the main flow path M is adjusted. Moreover, in the 1st groove filter 55, by forming the groove | channel 55E in both surfaces, the multilayer filter 60 can be provided with many groove | channels 55E, and a bigger rectification effect is acquired.
[0069]
The multilayer filter 60 includes a shielding wall 47A formed by shielding portions 51C, 54C, 55 provided on the thin plates 51, 54, 55. This shielding plate 47A also has the same effect as the shielding plate 47 provided in the thermal flow meter 1 according to the first embodiment. That is, the vortex of the flow generated at the junction of the sensor flow path S and the main flow path M does not disturb the flow of the fluid to be measured in the sensor flow path S.
[0070]
Then, when the output under the same conditions (flow rate: 10 (l / min)) as in the first embodiment was confirmed with the thermal flow meter 301 having the above configuration, the noise at the bridge output was “6.84. (% FS) ”, and the noise at the amplifier output was“ 1.42 (% FS) ”. The bridge span is “0.679 (V)”. The noise at the bridge output of the thermal flow meter before improvement is “22.36 (% FS)”, and the noise at the amplifier output is “4.96 (% FS)”.
[0071]
Therefore, according to the thermal type flow meter 301 concerning 3rd Embodiment, a noise can be made into about 1/3. That is, the measurement output is stabilized. However, it can be seen that the noise is worse than that of the thermal flow meter 1 according to the first embodiment. From this, it can be said that providing the mesh portion 51M between the main flow path M and the sensor flow path S provides a greater effect than providing the rectification mechanism (groove 55E) in the main flow path M.
[0072]
As described above, according to the thermal type flow meter 301 according to the third embodiment, the multilayer filter 60 is mounted in the flow path space 44 formed in the body 41. The multilayer filter 60 includes a groove 55E that divides the main channel M into a plurality of channels. For this reason, the flow of the fluid to be measured flowing into the main flow path M is adjusted. Thereby, the flow of the fluid to be measured in the main channel M does not adversely affect the flow of the fluid to be measured in the sensor channel S. That is, the flow of the fluid to be measured in the sensor flow path S is always stable.
[0073]
In addition, the multilayer filter 60 includes a shielding wall 47A formed by the shielding portions 51C, 54C, and 55C provided on the thin plates 51, 54, and 55 constituting the multilayer filter 60. For this reason, the fluid to be measured flowing out from the sensor flow path S and the fluid to be measured flowing out from the main flow path M merge at the outlet flow path 45 (elbow part 45A) formed in the body 41. That is, the fluid to be measured flowing out from the sensor flow path S and the fluid to be measured flowing out from the main flow path M do not merge near the outlet of the sensor flow path S. Thereby, the junction point of the sensor flow path S and the main flow path M is kept away from the measurement chip 11. Therefore, the vortex of the flow generated at the junction of the sensor flow path S and the main flow path M does not disturb the flow of the fluid to be measured in the sensor flow path S.
[0074]
As described above, the thermal flow meter 301 has a plurality of grooves 55E (rectifying mechanism) that divides the main channel M into a plurality of channels by mounting the multilayer filter 60 in the channel space 44 formed in the body 41. ) Is arranged, the flow of the fluid to be measured flowing through the main flow path M is adjusted. Further, a shielding plate 47A that moves away from the measuring chip 11 at a confluence point of the sensor flow path S and the main flow path M to such an extent that the vortex of the flow generated at the confluence point does not disturb the flow of the fluid to be measured in the sensor flow path S. Be placed. Accordingly, the flow of the fluid to be measured in the main flow path M is not disturbed, and the flow vortex generated at the junction of the sensor flow path S and the main flow path M does not disturb the flow of the fluid to be measured in the sensor flow path S. For this reason, even when the measurement flow rate is large, the flow of the fluid to be measured in the sensor flow path S is not disturbed. Therefore, a stable measurement output can be obtained even when the measurement flow rate is large.
[0075]
(Fourth embodiment)
Finally, a fourth embodiment will be described. Accordingly, FIG. 19 shows a schematic configuration of the thermal type flow meter according to the fourth embodiment. As shown in FIG. 19, the thermal flow meter 401 according to the fourth embodiment has substantially the same configuration as that of the thermal flow meter 1 according to the first embodiment. 44 differs in that a multilayer filter 70 is mounted instead of the multilayer filter 50. That is, in the thermal flow meter 401 according to the present embodiment, the multilayer filter 70 having a plurality of grooves is mounted in the flow path space 44 as in the third embodiment. However, the multilayer filter 70 is different from the multilayer filter 60 of the third embodiment in that the shielding wall 47A is not provided and the number of grooves is different. For this reason, it demonstrates centering on a different point from 1st (and 3rd) embodiment. In addition, about the thing of the structure similar to 1st Embodiment, the same code | symbol is attached | subjected and the description is abbreviate | omitted.
[0076]
Therefore, the multilayer filter 70 will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 20, the multilayer filter 70 is obtained by laminating a total of ten kinds of two kinds of thin plates. That is, the mesh plate 51 and the second groove filters 56, 56, 56, 56, 56, 56, 56, 56, 56 are laminated and bonded in order from the bottom.
[0077]
Here, the second groove filter 56 will be described with reference to FIG. 21 (a) is a plan view of the second groove filter, FIG. 21 (b) is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. 21 (a), and FIG. 21 (c) is in FIG. 21 (a). It is BB sectional drawing. As shown in FIG. 21, the second groove filter 56 is etched so that a groove 56E is formed in the central portion 56D while leaving the outer peripheral portion 56B and the central portion 56D. That is, in the second groove filter 56, the groove 56E is provided in the central portion 53D (see FIG. 8) of the second shielding plate 53, but the shielding portion 53C is not provided. The central portion 56D has three grooves 56E formed on one side. The depth of the groove 56E is 0.35 mm, and the width of the groove 55E is 1.1 mm. The interval between adjacent grooves is 0.2 mm. The thickness of the second groove filter 56 is 0.5 mm.
[0078]
By attaching the laminated filter 70 in which the mesh plate 51 and the second groove filter 55 are laminated and bonded as shown in FIG. 20 to the flow path space 44 formed in the body 41, as shown in FIG. A large number of fine flow paths are formed in the main flow path M by the grooves 56E formed in the central portion 56D of the two-groove filter 56. Thereby, the fluid to be measured flowing into the main flow path M flows through each groove 56E. For this reason, the flow of the fluid to be measured flowing through the main flow path M is adjusted. Further, since the three grooves 56E are formed in the second groove filter 56, the multilayer filter 70 can be provided with more grooves 56E, and a larger rectification effect can be obtained.
[0079]
Then, when the output under the same conditions (flow rate: 10 (l / min)) as in the first embodiment was confirmed with the thermal flow meter 401 having the above configuration, the noise at the bridge output was “13.47. (% FS) ”, and the noise at the amplifier output was“ 1.76 (% FS) ”. The bridge span is “0.498 (V)”. The noise at the bridge output of the thermal flow meter before improvement is “22.36 (% FS)”, and the noise at the amplifier output is “4.96 (% FS)”.
[0080]
Therefore, according to the thermal type flow meter 401 which concerns on 4th Embodiment, a noise can be made into about 3/5. That is, the measurement output is stabilized. However, it can be seen that the noise is worse than that of the thermal flow meter 1 according to the third embodiment. From this, it can be said that a larger effect can be obtained by providing the shielding wall 47A.
[0081]
Further, instead of mounting the multilayer filter 70 in the flow path space 44 of the body 41, a cylindrical pin 80 having a plurality of fins 81 as shown in FIG. This is because providing such a pin 80 in the main channel M also forms a plurality of channels in the main channel M, and the flow of the fluid to be measured flowing through the main channel M is adjusted.
[0082]
And when this pin 80 is arranged in the main flow path M and the thermal flow meter is used to confirm the output under the same conditions (flow rate: 10 (l / min)) as in the first embodiment, the bridge output The noise at was 16.2 (% FS), and the noise at the amplifier output was 3.26 (% FS). The bridge span is “0.469 (V)”. The noise at the bridge output of the thermal flow meter before improvement is “22.36 (% FS)”, and the noise at the amplifier output is “4.96 (% FS)”. Therefore, the noise can be reduced to about 3/4 only by arranging the pin 80 in the main flow path M. That is, the measurement output is stabilized. However, the stabilizing effect is not so great.
[0083]
As described above, according to the thermal flow meter 401 according to the fourth embodiment, the multilayer filter 70 is mounted in the flow path space 44 formed in the body 41. The multilayer filter 70 includes a groove 56E that divides the main channel M into a plurality of channels. For this reason, the flow of the fluid to be measured flowing into the main flow path M is adjusted. Thereby, the flow of the fluid to be measured in the main channel M does not adversely affect the flow of the fluid to be measured in the sensor channel S. That is, the flow of the fluid to be measured in the sensor flow path S is stable even when the measurement flow rate is increased. Therefore, a stable measurement output can be obtained even when the measurement flow rate is large.
[0084]
It should be noted that the above-described embodiment is merely an example and does not limit the present invention in any way, and various improvements and modifications can be made without departing from the scope of the invention. For example, in the above-described embodiment, four types of multilayer filters are exemplified, but the present invention is not limited to this, and the multilayer filters can be configured by arbitrarily combining the thin plates 51 to 56.
[0085]
【The invention's effect】
As described above, according to the thermal type flow meter according to the present invention, by providing a filter between the bypass flow channel and the sensor flow channel, the measured flow rate increases and the flow of fluid in the bypass flow channel is disturbed. However, the flow of the fluid flowing into the sensor flow path is adjusted. In addition, since the fluid flow is adjusted by forming a plurality of flow paths in the bypass flow path, the flow of the fluid in the bypass flow path is adjusted even if the measured flow rate is increased. Furthermore, since it has the shielding wall which joins the fluid which flows out from a sensor flow path, and the fluid which flows out from a bypass flow path in the exit flow path formed in the body, the confluence | merging point of a sensor flow path and a bypass flow path is set. Can be kept away from heat rays. As a result, the flow of fluid in the sensor flow path is stable even when the measured flow rate is increased. Therefore, the measurement output can be stably obtained even if the measurement flow rate is increased.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a thermal type flow meter according to a first embodiment.
FIG. 2 is a plan view of the body.
3 is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG.
FIG. 4 is an exploded perspective view of a multilayer filter.
5A and 5B are diagrams showing a mesh plate, where FIG. 5A is a plan view and FIG. 5B is a cross-sectional view taken along line AA.
6 is an enlarged view of the mesh portion of FIG. 5. FIG.
7A and 7B are views showing a first shielding plate, in which FIG. 7A is a plan view and FIG. 7B is a cross-sectional view taken along line AA.
8A and 8B are diagrams showing a second shielding plate, in which FIG. 8A is a plan view and FIG. 8B is a cross-sectional view taken along line AA.
9A and 9B are views showing a third shielding plate, in which FIG. 9A is a plan view and FIG. 9B is a cross-sectional view taken along line AA.
FIG. 10 is a perspective view of a sensor substrate.
11A and 11B are diagrams showing a measurement chip, in which FIG. 11A is a plan view and FIG. 11B is a side view.
FIG. 12 is a diagram showing an example of an output (bridge output) of a thermal flow meter.
FIG. 13 is a diagram similarly showing an example of an output (amplifier output) of a thermal flow meter.
FIG. 14 is a schematic configuration diagram of a thermal flow meter according to a second embodiment.
FIG. 15 is an exploded perspective view of a multilayer filter.
FIG. 16 is a schematic configuration diagram of a thermal type flow meter according to a third embodiment.
FIG. 17 is an exploded perspective view of a multilayer filter.
18A and 18B are views showing a first groove filter, in which FIG. 18A is a plan view, FIG. 18B is a cross-sectional view along AA, and FIG. 18C is a cross-sectional view along BB.
FIG. 19 is a schematic configuration diagram of a thermal type flow meter according to a fourth embodiment.
FIG. 20 is an exploded perspective view of the multilayer filter.
FIGS. 21A and 21B are views showing a second groove filter, where FIG. 21A is a plan view, FIG. 21B is a cross-sectional view along AA, and FIG. 21C is a cross-sectional view along BB;
FIG. 22 is a front view of a rectifying pin in a thermal flow meter according to a fifth embodiment.
FIG. 23 is a cross-sectional view of a conventional thermal flow meter.
FIG. 24 is a perspective view of a measuring element used in a conventional heat flow meter.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Thermal type flow meter 41 Body 44 Flow path space 47 Shielding wall 50 Multilayer filter 51 Mesh board 51M Mesh part 52 1st shielding board 53 2nd shielding board 54 3rd shielding board 55 1st groove filter 55E Grooves 52C, 53C, 54C , 55C Shielding part 56 Second groove filter 56E Groove M Main flow path (bypass flow path)
S Sensor flow path

Claims (12)

流量を計測するための熱線が架設されたセンサ流路と、
前記センサ流路に対するバイパス流路と、
開口を有する薄板を積層して、その内部で流体を前記センサ流路と前記バイパス流路とに分岐させる積層体とを有し、
吸着ノズルを流れる流体の流量を検出することにより前記吸着ノズルにおける吸着確認を行うことを特徴とする熱式流量計。A sensor flow path with a hot wire for measuring the flow rate; and
A bypass flow path for the sensor flow path;
Laminating a thin plate having an opening, and having a laminate that divides the fluid into the sensor flow path and the bypass flow path therein,
A thermal flowmeter characterized by performing suction confirmation at the suction nozzle by detecting the flow rate of the fluid flowing through the suction nozzle . 請求項１に記載する熱式流量計において、In the thermal type flow meter according to claim 1,
前記積層体は、前記開口の面積が異なる薄板を含んでいることを特徴とする熱式流量計。  The laminated body includes a thin plate having different areas of the openings. 請求項１に記載する熱式流量計において、
前記積層体は、前記開口がメッシュである薄板を含んでいることを特徴する熱式流量計。In the thermal type flow meter according to claim 1,
The laminated body includes a thin plate in which the opening is a mesh . 請求項３に記載する熱式流量計において、
前記開口がメッシュである薄板は、所定厚さのスペーサを介して積層されることを特徴とする熱式流量計。In the thermal type flow meter according to claim 3,
The thin plate whose opening is a mesh is laminated through a spacer having a predetermined thickness. 請求項１から請求項４のいずれか１つに記載する熱式流量計において、
前記バイパス流路内に複数の流路を形成することにより流体の流れを整える整流機構を有することを特徴とする熱式流量計。In the thermal type flow meter according to any one of claims 1 to 4,
A thermal flow meter comprising a rectifying mechanism that regulates the flow of fluid by forming a plurality of channels in the bypass channel. 請求項５に記載する熱式流量計において、
前記整流機構は、溝を形成した薄板を積層したものであることを特徴とする熱式流量計。In the thermal type flow meter according to claim 5,
The thermal flow meter according to claim 1, wherein the rectifying mechanism is a laminate of thin plates having grooves. 請求項６に記載する熱式流量計において、
前記薄板に複数の溝が形成されていることを特徴とする熱式流量計。In the thermal type flow meter according to claim 6,
A thermal flow meter, wherein a plurality of grooves are formed in the thin plate. 請求項５に記載する熱式流量計において、
前記整流機構は、複数のフィンが形成されたピンであることを特徴とする熱式流量計。In the thermal type flow meter according to claim 5,
The rectifying mechanism is a pin formed with a plurality of fins. 流量を計測するための熱線が架設されたセンサ流路と、
前記センサ流路に対するバイパス流路と、
複数の遮蔽板を積層することにより形成され、前記センサ流路から流出する流体と前記バイパス流路から流出する流体とを出口流路にて合流させる遮蔽壁とを有し、
吸着ノズルを流れる流体の流量を検出することにより前記吸着ノズルにおける吸着確認を行うことを特徴とする熱式流量計。A sensor flow path with a hot wire for measuring the flow rate; and
A bypass flow path for the sensor flow path;
It is formed by laminating a plurality of shielding plates, and has a shielding wall that joins the fluid flowing out from the sensor flow path and the fluid flowing out from the bypass flow path in an outlet flow path ,
A thermal flowmeter characterized by performing suction confirmation at the suction nozzle by detecting the flow rate of the fluid flowing through the suction nozzle . 請求項１から請求項９のいずれか１つに記載する熱式流量計において、
前記バイパス流路は、熱線を用いた計測原理を行うための電気回路に接続する電気回路用電極が表面に設けられた基板を、側面開口部を備える流体流路が形成されたボディに対し、前記側面開口部を塞ぐようにして密着させることにより形成され、
前記センサ流路は、熱線とその熱線に接続する熱線用電極とが設けられた測定チップを、前記熱線用電極と前記電気回路用電極とを接着して前記基板に実装することにより、前記測定チップあるいは前記基板の少なくとも一方に設けられた溝によって形成される
ことを特徴とする熱式流量計。In the thermal type flow meter according to any one of claims 1 to 9,
The bypass channel is a substrate provided with an electrode for an electric circuit connected to an electric circuit for performing a measurement principle using a heat ray on the surface, and a body having a fluid channel including a side opening, Formed by close contact so as to close the side opening,
The sensor flow path is formed by mounting a measurement chip provided with a hot wire and a hot wire electrode connected to the hot wire on the substrate by bonding the hot wire electrode and the electric circuit electrode. A thermal flow meter formed by a groove provided in at least one of a chip or the substrate. 熱線を用いた計測原理を行うための電気回路に接続する電気回路用電極が表面に設けられた基板を、側面開口部を備える流体流路と前記流体流路に対し同一直線上にない出口流路とが形成されたボディに対し、前記側面開口部を塞ぐようにして密着させることにより形成されたバイパス流路と、
熱線とその熱線に接続する熱線用電極とが設けられた測定チップを、前記熱線用電極と前記電気回路用電極とを接着して前記基板に実装することにより、前記測定チップあるいは前記基板の少なくとも一方に設けられた溝によって形成されたセンサ流路と、を備えるとともに、
前記バイパス流路と前記センサ流路との間に、複数枚のメッシュを積層したフィルタと、
前記センサ流路から流出する流体と前記バイパス流路から流出する流体とを、前記出口流路にて合流させる遮蔽壁とを有し、
吸着ノズルを流れる流体の流量を検出することにより前記吸着ノズルにおける吸着確認を行うことを特徴とする熱式流量計。A substrate having an electrode for an electric circuit connected to an electric circuit for performing a measurement principle using a hot wire on a surface is provided with a fluid channel having a side opening and an outlet flow that is not collinear with the fluid channel. A bypass channel formed by close contact with the body in which the path is formed so as to close the side opening;
A measuring chip provided with a hot wire and a hot wire electrode connected to the hot wire is mounted on the substrate by bonding the hot wire electrode and the electric circuit electrode, so that at least the measuring chip or the substrate is mounted. A sensor flow path formed by a groove provided on one side,
A filter in which a plurality of meshes are laminated between the bypass flow path and the sensor flow path,
A shielding wall that joins the fluid flowing out from the sensor flow path and the fluid flowing out from the bypass flow path in the outlet flow path;
A thermal flowmeter characterized by performing suction confirmation at the suction nozzle by detecting the flow rate of the fluid flowing through the suction nozzle . 請求項１１に記載する熱式流量計において、
前記遮蔽壁が複数枚の遮蔽板から構成されており、前記フィルタと前記遮蔽壁とが１つの積層体に備わっていることを特徴とする熱式流量計。The thermal flow meter according to claim 11, wherein
The thermal flow meter, wherein the shielding wall is composed of a plurality of shielding plates, and the filter and the shielding wall are provided in one laminate.
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