JP3716892B2

JP3716892B2 - 流量検出装置

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Publication number: JP3716892B2
Application number: JP06735197A
Authority: JP
Inventors: 正夫塚田; 幸一楠山
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1997-03-05
Filing date: 1997-03-05
Publication date: 2005-11-16
Anticipated expiration: 2017-03-05
Also published as: JPH10253414A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば自動車用エンジン等の吸入空気量を検出するのに用いて好適な流量検出装置に関し、特にエッチング処理等の半導体製造技術によって基板上に形成される流量検出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、例えば自動車用エンジン等の吸入空気量を算出するためにエンジンの吸気管内に設けられ、吸入空気の流量または流速（以下、流量という）を検出する流量検出装置は、例えば特開昭６０−１４２２６８号公報等によって知られている。
【０００３】
そこで、この種の従来技術による流量検出装置を図９および図１０に基づいて説明する。
【０００４】
図中、１００はエンジンの吸気管（図示せず）内に配設される流量検出装置用の取付部材で、該取付部材１００は板状に形成され、その先端側には後述の基板１０１等を取付けるための取付エリア１００Ａが設けられている。
【０００５】
１０１は流量検出装置の本体部分を構成する基板で、該基板１０１は例えば数ミリ角程度の略四角形状をなすシリコン板からなり、取付部材１００の取付エリア１００Ａ内に固着されると共に、前記吸気管内で露出状態に保持されるものである。
【０００６】
ここで、基板１０１上には、該基板１０１上で一方向に延び外部からの給電により発熱するヒータ１０２と、図９中の矢示Ａ方向に流れる吸入空気の流れに対して該ヒータ１０２の上流側と下流側とに離間し該ヒータ１０２に沿って一方向に延びる一対の感温抵抗体１０３Ａ，１０３Ｂとが形成されている。そして、これらのヒータ１０２および感温抵抗体１０３Ａ，１０３Ｂは、例えば基板１０１上に形成した白金等の薄膜に対してエッチング処理を施すことにより、微細な配線パターンとして基板１０１上に形成されている。
【０００７】
このように構成される従来技術では、基板１０１が取付部材１００の取付エリア１００Ａ内に取付けられた状態でエンジンの吸気管内に露出され、このとき基板１０１上のヒータ１０２および感温抵抗体１０３Ａ，１０３Ｂは、その長さ方向が吸入空気の流れに対して垂直となるように配設されると共に、この状態でエンジン本体側に向けて前記吸気管内を流れる吸入空気と接触する。
【０００８】
そして、流量検出装置の作動時には、ヒータ１０２からの熱が左，右両側の感温抵抗体１０３Ａ，１０３Ｂにほぼ等しく伝わり、該感温抵抗体１０３Ａ，１０３Ｂはその温度に応じた一定の抵抗値をもつようになる。そして、この状態でエンジンの運転中に吸入空気が前記吸気管内を矢示Ａ方向に流れると、この吸入空気の流れを介してヒータ１０２からの熱は下流側の感温抵抗体１０３Ｂに効率よく伝わるようになるから、上流側の感温抵抗体１０３Ａは下流側の感温抵抗体１０３Ｂよりも吸入空気によって冷却されやすくなる。
【０００９】
これにより、感温抵抗体１０３Ａ，１０３Ｂの間には吸入空気の流量に応じた温度（抵抗値）の差が生じるから、該感温抵抗体１０３Ａ，１０３Ｂに接続される外部の検出回路等では、両者の抵抗値の差を吸入空気の流量として検出し、この検出結果に基づいてエンジンの吸入空気量を算出する。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述した従来技術では、感温抵抗体１０３Ａ，１０３Ｂの間に配設したヒータ１０２からの熱が吸入空気の流れを介して下流側の感温抵抗体１０３Ｂに効率よく伝わるようにして、上流側と下流側の感温抵抗体１０３Ａ，１０３Ｂ間に温度（抵抗値）の差を生じさせ、この抵抗値の差を吸入空気の流量として検出するようにしている。
【００１１】
しかし、感温抵抗体１０３Ａ，１０３Ｂの長さはヒータ１０２に対応してほぼ同等の長さをもって形成しているので、ヒータ１０２からの熱は感温抵抗体１０３Ａ，１０３Ｂの長さ方向中間部に比較して長さ方向両端側の方が伝わりにくく、感温抵抗体１０３Ａ，１０３Ｂの両端側部位は中間部に比較して相対的に低い温度分布となってしまう。また、吸入空気を介して感温抵抗体１０３Ａ，１０３Ｂに伝わるヒータ１０２からの熱についても、感温抵抗体１０３Ａ，１０３Ｂの両端側では中間部に比較してより低い温度分布の熱が吸入空気を介して伝わるようになり、これによっても感温抵抗体１０３Ａ，１０３Ｂの温度分布は長さ方向に関して不均一になってしまう。
【００１２】
このため、従来技術では、感温抵抗体１０３Ａ，１０３Ｂの両端側が中間部に比較して低温傾向となることにより、その検出感度が感温抵抗体１０３Ａ，１０３Ｂの両端側近傍で低下するようになり、ヒータ１０２や感温抵抗体１０３Ａ，１０３Ｂの長さ寸法を大きくして全体を大型化しない限り、吸入空気の流量を高い精度で検出するのが難しいという問題がある。
【００１３】
特に、エンジンの低回転時には、吸気管内を流れる吸入空気の流量が減少することにより、ヒータ１０２の上流側と下流側とで感温抵抗体１０３Ａ，１０３Ｂ間の温度差が小さくなるために、感温抵抗体１０３Ａ，１０３Ｂの検出感度を向上させない限り、吸入空気の流量を安定して検出できないという問題がある。
【００１４】
さらに、基板１０１を取付部材１００に取付けるときには、その取付位置にずれが生じることがあり、例えば基板１０１が図１０に示す如く、正規の取付位置Ｓからずれ、取付部材１００の取付エリア１００Ａに対して傾いた状態で取付けられると、取付部材１００を吸入空気の流れに対して所定の向きに配設したとしても、矢示Ａ方向に流れる吸入空気は、ヒータ１０２および感温抵抗体１０３Ａ，１０３Ｂを長さ方向に対して斜めに横切るようになる。
【００１５】
そして、この場合には、例えば感温抵抗体１０３Ｂの端部１０３Ｂ1 等がヒータ１０２と接触して矢示Ａ方向に流れる吸入空気の流れから外れることがあり、この端部１０３Ｂ1 はヒータ１０２から吸入空気を介して伝わる熱が減少することにより感温抵抗体１０３Ｂの中間部側よりも低温傾向となる。このため、基板１０１を正規の取付位置Ｓに取付けた場合と比較して、下流側の感温抵抗体１０３Ｂは平均温度が低下し、感温抵抗体１０３Ａ，１０３Ｂ間には吸入空気の流れに応じた大きな温度差を生じさせるのが難しくなり、特にアイドル運転等の空気流量が少ないときには空気流量の検出精度が低下し易くなるという問題がある。
【００１６】
一方、感温抵抗体１０３Ａ，１０３Ｂの配線パターンは、感温抵抗体１０３Ａ，１０３Ｂの長さ方向中間部でパターン密度が密になり、その両端側で粗になるため、感温抵抗体１０３Ａ，１０３Ｂをエッチング処理によって形成するときには、感温抵抗体１０３Ａ，１０３Ｂの中間部と両端側との間でエッチング速度に差が生じる場合があり、これによって感温抵抗体１０３Ａ，１０３Ｂの両端側では形状ばらつきが生じ易くなり、空気流量の検出精度が低下するという問題がある。
【００１７】
本発明は上述した従来技術の問題に鑑みなされたもので、本発明は感温抵抗体の温度分布が長さ方向で不均一となるのを防止でき、検出感度を向上させることができると共に、感温抵抗体のパターン形状をその両端側でも安定させることができ、流体の流路に対する基板の取付位置等の影響で流体が感温抵抗体に対して偏った方向に流れたり、流体の流量が少なかったりする場合でも、その流量を高精度に検出できるようにした流量検出装置を提供することを目的としている。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決するため請求項１の発明は、流体の流路途中に配設される基板と、該基板上で一方向に延びるように形成され外部からの給電により発熱するヒータと、前記流体の流れに対して該ヒータの上流側と下流側とに離間し該ヒータに沿って一方向に延びて前記基板上に形成された一対の感温抵抗体と、該各感温抵抗体の長さ方向両端側から微小寸法だけ離間して前記基板上に形成され熱伝導性材料からなる複数の擬似抵抗体とを備え、前記一対の感温抵抗体は、互いに一定の間隔で離間しつつ略等しい一定の長さ寸法をもって前記ヒータに沿って延びる複数の延設部と、互いに隣り合う該各延設部の端部を略等しい位置で折返すことによって連結する複数の連結部とにより長尺のコ字形状に屈曲して構成し、前記各擬似抵抗体は、前記感温抵抗体の連結部の温度を高めるために、前記各感温抵抗体のパターン形状に対応して前記連結部の位置から延設部と同一方向に向けて互いに略等しい一定の長さ寸法をもって延びる一定のパターン形状をもって構成したことにある。
【００１９】
上記構成によれば、各感温抵抗体をヒータから伝わる熱により一定の温度に保持した状態で、基板上に沿って流体が流れるときには、この流体の流れを介してヒータからの熱を下流側の感温抵抗体に効率よく伝えることができ、これにより上流側と下流側の感温抵抗体間に流体の流量に応じた温度（抵抗値）の差を生じさせ、この抵抗値の差を流体の流量として検出できる。この場合、各感温抵抗体の両端側に位置する各擬似抵抗体にもヒータからの熱を伝えることができ、これらの各擬似抵抗体と微小な隙間を介して対向する各感温抵抗体の両端側には、ヒータからの熱を各擬似抵抗体を介しても伝えることができるから、感温抵抗体の両端側に位置する連結部の温度を高めことができる。
【００２０】
また、感温抵抗体の両端側に設けられる各擬似抵抗体を、感温抵抗体の連結部の位置から延設部と同一方向に向けて互いに略等しい一定の長さ寸法をもって延びる一定のパターン形状としたから、配線パターンの粗密度を感温抵抗体の中間部と両端側とでほぼ均一化できると共に、感温抵抗体をエッチング処理によりその全長に亘って安定的に形成できる。
【００２１】
また、請求項２の発明では、前記基板はシリコン基板からなり、前記各擬似抵抗体は前記各感温抵抗体と共にエッチング処理により前記シリコン基板上に形成している。
【００２２】
これにより、各感温抵抗体と各擬似抵抗体の形成時には、シリコン基板上に設けた抵抗体材料の薄膜に対してエッチング処理を施すことにより、各感温抵抗体と各擬似抵抗体とをシリコン基板上に同時に形成できる。そして、各擬似抵抗体のパターンは、感温抵抗体の配線パターンの両端側から微小寸法だけ離間した位置に配設されるから、配線パターンの粗密度が感温抵抗体の中間部に比較して両端側で大きく変化するのを各擬似抵抗体の配線パターンによって緩和でき、配線パターンの粗密度を感温抵抗体の中間部側と両端側とでほぼ等しくできる。この結果、感温抵抗体等をエッチング処理によって形成するときには、そのエッチング速度を感温抵抗体の中間部側と両端側とでほぼ等しくすることができ、感温抵抗体を全長に亘って安定的に形成できる。
【００２３】
また、請求項３の発明では、前記ヒータは両端側が少なくとも前記各感温抵抗体の位置を越え、前記擬似抵抗体に対応する位置まで前記基板の一方向に延びる構成としている。
【００２４】
これにより、各感温抵抗体の両端側と各擬似抵抗体とに対してヒータを大きな長さ寸法（面積）で対向させることができ、感温抵抗体の両端側部位に対してもヒータからの熱を良好に伝えることができる。
【００２５】
そして、請求項４の発明では、前記基板は、厚肉部と、該厚肉部に対して熱的に絶縁される薄肉部とからなり、該薄肉部上には前記ヒータ、各感温抵抗体および各疑似抵抗体を設ける構成としている。
【００２６】
これにより、ヒータからの熱を厚肉部に逃がすことなく各感温抵抗体および各擬似抵抗体に伝えることができ、各感温抵抗体の間に流体の流量に応じて大きな温度差を生じさせることができる。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を添付図面に従って詳細に説明する。
【００２８】
ここで、図１ないし図６は本発明による第１の実施例を示し、本実施例では、自動車用エンジン等の吸入空気量を検出する場合の流量検出装置を例に挙げて説明する。なお、本実施例では、従来技術と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。
【００２９】
図中、１は流量検出装置の基板を構成するシリコン基板を示し、該シリコン基板１は例えば数ミリ角程度の四角形状に形成され、その表面側には例えばシリコン酸化膜２Ａおよびシリコン窒化膜２Ｂ等の熱伝導率が比較的小さい材料からなる薄膜部２が１μｍ程度の膜厚をもって形成されている。
【００３０】
また、シリコン基板１には図３に示すように、例えば選択的なエッチング処理等を施すことにより、その裏面側から薄膜部２の位置まで達する凹部１Ａが形成されている。そして、シリコン基板１は従来技術と同様に、取付部材１００の取付エリア１００Ａ内に取付けられ、エンジンの吸気管内（図示せず）に露出されると共に、この状態で前記吸気管内を流れる吸入空気はシリコン基板１に沿って図２中の矢示Ａ方向に流れつつ、後述のヒータ５および感温抵抗体６，６に接触する構成となっている。
【００３１】
３はシリコン基板１に設けられた薄肉部で、該薄肉部３はシリコン基板１に凹部１Ａを形成することで該凹部１Ａの位置に残された薄膜部２によって構成され、周囲の厚肉部４よりも薄肉に形成されている。そして、薄肉部３は薄膜部２の熱伝導率が比較的小さいため周囲の厚肉部４から熱的に絶縁されている。
【００３２】
５はシリコン基板１の薄肉部３上に一方向に延びるように設けられたヒータを示し、該ヒータ５は図２および図５に示す如く、例えば白金等の抵抗体材料から長尺なコ字形状をなすように形成され、その配線パターンの幅寸法は例えば３０μｍ程度となっている。そして、ヒータ５は、例えば１ｍｍ程度の長さ寸法Ｌ1 を有する一対の伸長部５Ａ，５Ａと、該各伸長部５Ａの一端側を連結する連結部５Ｂと、各伸長部５Ａの他端側に一体形成された幅広の電極部５Ｃ，５Ｃとによって構成されている。
【００３３】
ここで、ヒータ５の各伸長部５Ａの長さ寸法Ｌ1 は、後述する各感温抵抗体６の検出部６Ａの長さ寸法Ｌ2 よりも大きく形成され（Ｌ1 ＞Ｌ2 ）、その両端側は各感温抵抗体６の各連結部６Ｃを越えて後述の擬似抵抗体７，７，…に対応する位置まで延びている。
【００３４】
そして、ヒータ５は各電極部５Ｃを介して外部の回路（図示せず）等に接続され、この回路からの給電により所定の温度となるように発熱して各感温抵抗体６および各擬似抵抗体７に熱を伝える構成となっている。
【００３５】
６，６は吸入空気の流量を検出するためシリコン基板１の薄肉部３上に形成された一対の感温抵抗体を示し、該各感温抵抗体６は図２に示す如く、例えば白金等の感温性材料により微細な配線パターンとして形成され、この配線パターンの幅寸法は例えば１０μｍ程度となっている。また、各感温抵抗体６は吸入空気の流れに対してヒータ５の上流側と下流側とに所定の間隔をもって離間し、該ヒータ５に沿って一方向に延びるように配設されている。
【００３６】
そして、各感温抵抗体６は、一定のパターン形状をもって長尺のコ字形状に屈曲して延びる検出部６Ａを有し、該検出部６Ａは、互いに一定の間隔で離間しつつ長さ寸法Ｌ2 をもってヒータ５の長さ方向へと互いに平行に延びる複数の延設部６Ｂ，６Ｂ，…と、互いに隣り合う該各延設部６Ｂの端部間を連結するように該各延設部６Ｂに一体形成された複数の連結部６Ｃ，６Ｃ，…とから構成され、各連結部６Ｃは感温抵抗体６により構成される配線パターンの折返し部となっている。
【００３７】
また、各感温抵抗体６の離間方向（幅方向）に対して両端側に位置する延設部６Ｂ1 ，６Ｂ1 には、これらの長さ方向に延びる短尺な延長部６Ｄ，６Ｄを介して電極部６Ｅ，６Ｅが一体的に設けられている。そして、各感温抵抗体６は、両端側の各電極部６Ｅがブリッジ回路等を備えた外部の検出回路（図示せず）に接続され、この検出回路では各感温抵抗体６間の抵抗値の差を検出するようになっている。
【００３８】
７，７，…はシリコン基板１の薄肉部３上に形成された複数の擬似抵抗体を示し、該各擬似抵抗体７は図２および図４に示す如く、例えば白金等の熱伝導性材料からなり、各感温抵抗体６の検出部６Ａのパターン形状に対応して各延設部６Ｂの長さ方向両端側（各延設部６Ｂ1 の長さ方向一端側）から微小寸法ｄだけ離間した位置に配設され、該各延設部６Ｂ，６Ｂ1 と同一方向に延びている。
【００３９】
そして、各擬似抵抗体７は、各感温抵抗体６の各延設部６Ｂ，６Ｂ1 と共にヒータ５に沿って一方向に延びる一定のパターン形状を構成し、これによりシリコン基板１上に形成された各感温抵抗体６および各擬似抵抗体７の配線パターンの粗密度は、各延設部６Ｂ，６Ｂ1 の中間部側と端部側（各連結部６Ｃ側）とでほぼ等しくなっている。
【００４０】
また、各擬似抵抗体７の形成時には、シリコン基板１上に白金等からなる薄膜を介してレジスト膜を形成した後に、このシリコン基板１に対し予め用意された露光マスク（図示せず）を用いてエッチング処理を施すことにより、ヒータ５、各感温抵抗体６および各擬似抵抗体７をシリコン基板１上に同時に形成するようになっている。
【００４１】
本実施例による流量検出装置は上述の如き構成を有するもので、次にその作動について説明する。
【００４２】
まず、前述した外部の回路から給電されることによりヒータ５が発熱すると、この熱は各感温抵抗体６に伝わり、該各感温抵抗体６はその温度に応じた一定の抵抗値をもつようになる。そして、この状態でエンジンを作動させることにより吸入空気が前記吸気管内を流れると、この吸入空気はシリコン基板１に沿って図２中の矢示Ａ方向に流れることによりヒータ５と各感温抵抗体６等とに接触するので、ヒータ５からの熱は吸入空気の流れを介して下流側の感温抵抗体６に効率よく伝わるようになる。
【００４３】
この結果、上流側の感温抵抗体６は吸入空気によって冷却され、下流側の感温抵抗体６はヒータ５からの熱が吸入空気を介して伝えられるようになり、各感温抵抗体６の間には吸入空気の流量に応じた温度（抵抗値）の差が生じるから、該各感温抵抗体６に接続される前記検出回路では、これらの抵抗値の差を吸入空気の流量として検出する。
【００４４】
一方、ヒータ５からの熱は各感温抵抗体６と共に各擬似抵抗体７にも伝わり、これらの各擬似抵抗体７は各感温抵抗体６に近い温度状態に保持される。そして、各擬似抵抗体７は各感温抵抗体６の各延設部６Ｂ，６Ｂ1 の端部側と微小寸法ｄを介して対向しているから、該各延設部６Ｂ，６Ｂ1 の端部側（各連結部６Ｃ）には、ヒータ５からの熱が各擬似抵抗体７を通じても伝わるようになる。
【００４５】
これにより、各感温抵抗体６の長さ方向に関する温度分布を図６中に示すと、各延設部６Ｂ，６Ｂ1 の端部側の温度は実線で示す特性線８の如く、各擬似抵抗体７を省略した場合の点線で示す特性線９に比較して高温となり、各延設部６Ｂ，６Ｂ1 の中間部の温度とほぼ等しくなる。即ち、検出部６Ａの温度分布は長さ方向に亘って全体的に均一化されることが確認できた。
【００４６】
かくして、本実施例では、ヒータ５に沿って延びる各感温抵抗体６に対し各延設部６Ｂ，６Ｂ1 の端部側から微小寸法ｄだけ離間した位置に各擬似抵抗体７を設ける構成としたから、各感温抵抗体６と共に各擬似抵抗体７にもヒータ５からの熱を伝えることができ、各感温抵抗体６の各延設部６Ｂ，６Ｂ1 の端部側には、ヒータ５からの熱を各擬似抵抗体７を介しても伝えることができる。
【００４７】
これにより、感温抵抗体６の各部位のうち比較的低温となりやすい検出部６Ａの両端側（各連結部６Ｃ）の温度を各擬似抵抗体７からの熱によって確実に補償でき、検出部６Ａの温度分布を図６中に実線で示す如く、その長さ方向に対して全体的に均一化することができる。
【００４８】
従って、本実施例によれば、各感温抵抗体６の検出感度を検出部６Ａの両端側で大幅に向上させることができ、検出部６Ａの長さ方向に対する有効面積を確実に大きくすることができるから、吸入空気の流量に応じて各感温抵抗体６の間に大きな温度差を生じさせることができる。これにより、吸入空気の流量が減少するエンジンの低回転時等でも、その流量を各感温抵抗体６により正確に検出でき、シリコン基板１の取付位置のばらつき等が検出精度に与える影響を確実に低減できると共に、流量検出装置の検出精度を大幅に向上させることができる。
【００４９】
また、各擬似抵抗体７を各感温抵抗体６の検出部６Ａのパターン形状に対応してその両端側に配設するようにしたから、各感温抵抗体６をエッチング処理によりシリコン基板１上に形成するときには、各延設部６Ｂ，６Ｂ1 の端部側および各連結部６Ｃ等を高い精度で形成することができる。これにより、各検出部６Ａの両端側に吸入空気の流れを安定して接触させることができ、これらの部位の検出感度を確実に向上させることができる。
【００５０】
即ち、各擬似抵抗体７を各感温抵抗体６の各延設部６Ｂ，６Ｂ1 と同一方向に延びるパターン形状とすることができるから、配線パターンの粗密度が感温抵抗体６の中間部側に比較して両端側で大きく変化するのを各擬似抵抗体７によって確実に防止でき、配線パターンの粗密度を感温抵抗体６の中間部側と両端側とでほぼ均一化できる。これにより、各感温抵抗体６等をエッチング処理によって形成するときには、そのエッチング速度を各感温抵抗体６の中間部側と両端側とでほぼ等しくすることができ、各感温抵抗体６の検出部６Ａを安定したエッチング処理により全長に亘って高い精度で形成することができる。また、各感温抵抗体６等をさらに微細な配線パターンとして形成することが可能となる。
【００５１】
一方、ヒータ５の両端側を各感温抵抗体６の各連結部６Ｃを越えて各擬似抵抗体７に対応する位置まで延ばすようにしたから、各検出部６Ａの両端側と各擬似抵抗体７とに対してヒータ５を大きな長さ寸法（面積）で対向させることができ、各検出部６Ａの両端側に対してもヒータ５からの熱を効率よく伝えることができると共に、その温度分布を長さ方向で確実に均一化することができる。
【００５２】
また、ヒータ５の長さ寸法Ｌ1 を長くすることにより、例えば吸入空気が図２中の矢示Ｂに示すように偏った方向に流れる場合でも、この流れをヒータ５と下流側の感温抵抗体６とに確実に接触させることができ、ヒータ５からの熱を下流側の感温抵抗体６に安定して伝えることができる。これにより、例えばエンジンの低回転時等に吸入空気の流れが乱れた場合や、取付部材１００に対するシリコン基板１の取付位置がずれることで各感温抵抗体６の長さ方向が吸入空気の流れ方向に対して傾いた場合でも、偏った方向に流れる吸入空気の流量を各感温抵抗体６によって高精度に検出することができる。
【００５３】
さらに、各擬似抵抗体７をエッチング処理によりヒータ５および各感温抵抗体６と共に形成するようにしたから、これらをシリコン基板１上に同時に形成でき、その形成工程を簡略化することができる。
【００５４】
また、ヒータ５、各感温抵抗体６および各擬似抵抗体７をシリコン基板１の薄肉部３上に設けたから、ヒータ５からの熱を厚肉部４に逃がすことなく各感温抵抗体６および各擬似抵抗体７に確実に伝えることができ、各感温抵抗体６の間に吸入空気の流量に応じた大きな温度差を生じさせることができる。
【００５５】
次に、図７は本発明による第２の実施例を示し、本実施例では、前記第１の実施例と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。しかし、本実施例の特徴は、ヒータ１１の各伸長部１１Ａを第１の実施例よりも短尺に形成し、その一端側を連結する連結部１１Ｂを各感温抵抗体６の一端側（各連結部６Ｃ）と長さ方向で同じ位置に配設したことにある。
【００５６】
かくして、このように構成される本実施例でも、前記第１の実施例とほぼ同様の作用効果を得ることができる。
【００５７】
次に、図８は本発明による第３の実施例を示し、本実施例では、前記第１の実施例と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。しかし、本実施例の特徴は、幅広の平板状をなす擬似抵抗体２１を感温抵抗体６の検出部６Ａの両端側に位置してシリコン基板１上に形成したことにある。そして、擬似抵抗体２１は、検出部６Ａの長さ方向に一定長さをもって延びると共に、各延設部６Ｂ1 の間隔に対応する幅寸法を有している。
【００５８】
かくして、このように構成される本実施例でも、前記第１の実施例とほぼ同様の作用効果を得ることができる。
【００５９】
なお、前記各実施例では、ヒータ５，１１、各感温抵抗体６および各擬似抵抗体７，２１を白金等の材料によって形成したが、本発明はこれに限らず、これらを例えば多結晶シリコン等の抵抗体材料により形成してもよい。
【００６０】
また、前記各実施例では、シリコン基板１上の保護膜を省略する構成としたが、本発明はこれに限らず、ヒータ５，１１、各感温抵抗体６および各擬似抵抗体７，２１を覆う絶縁性の保護膜等を必要に応じてシリコン基板１上に形成するようにしてもよい。
【００６１】
さらに、前記各実施例では、シリコン基板１、薄膜部２、ヒータ５および感温抵抗体６の各部寸法を例示したが、本発明はこれらの寸法に限定されるものではない。
【００６２】
【発明の効果】
以上詳述した通り、請求項１に記載の発明によれば、ヒータに沿って延びる各感温抵抗体の両端側から微小寸法だけ離間した位置に熱伝導性材料からなる複数の擬似抵抗体を設ける構成としたから、ヒータからの熱を各擬似抵抗体を介しても各感温抵抗体の両端側に位置する連結部に確実に伝えることができ、比較的低温となりやすい各感温抵抗体の連結部の温度を各擬似抵抗体から伝わる熱によって確実に補償して高めることできると共に、各感温抵抗体の温度分布を長さ方向で全体的に均一化することができる。従って、各感温抵抗体の両端側で検出感度を大幅に向上でき、流体の流量に応じて各感温抵抗体間に大きな温度差を生じさせることができるから、流体の流量が少ない場合でもその流量を各感温抵抗体によって正確に検出でき、基板の取付位置のばらつき等が検出精度に与える影響を確実に低減できると共に、流量検出装置の検出精度を向上させることができる。
【００６３】
また、各擬似抵抗体を各感温抵抗体のパターン形状に対応して各感温抵抗体の連結部の位置から延設部と同一方向に向けて互いに略等しい一定の長さ寸法をもって延びる一定のパターン形状によって構成したから、配線パターンの粗密度を感温抵抗体の中間部側と両端側とでほぼ等しくできる。これにより、感温抵抗体を安定したエッチング処理により全長に亘って高い精度で形成できると共に、感温抵抗体の検出感度を特に両端側の連結部で向上させることができる。
【００６４】
また、請求項２に記載の発明によれば、各擬似抵抗体を各感温抵抗体と共にエッチング処理によりシリコン基板上に形成する構成としたから、各感温抵抗体と各擬似抵抗体の形成時には、これらを配線パターンとしてシリコン基板上に同時に形成でき、その形成工程を簡略化できる。また、各擬似抵抗体は各感温抵抗体の両端側から微小寸法だけ離間した位置に配設されるので、配線パターンの粗密度が各感温抵抗体の両端側で大きく変化するのを各擬似抵抗体によって確実に緩和でき、感温抵抗体をエッチング処理によって形成するときには、そのエッチング速度を感温抵抗体の中間部側と両端側とでほぼ等しくすることができる。これにより、感温抵抗体を安定したエッチング処理により全長に亘って高い精度で形成でき、その検出感度を確実に向上させることができる。
【００６５】
また、請求項３に記載の発明によれば、ヒータの両端側を各感温抵抗体の位置を越えて擬似抵抗体に対応する位置まで延ばす構成としたから、各感温抵抗体の両端側と各擬似抵抗体とに対してヒータからの熱を効率よく伝えることができ、各感温抵抗体の温度分布を長さ方向に対して確実に均一化することができる。また、例えば基板の取付位置のばらつきや流体の不安定な流れ等により流体が各感温抵抗体の対向方向に対し斜めに偏った方向に流れる場合でも、ヒータからの熱を下流側の感温抵抗体に確実に伝えることができ、この状態で流体の流量を安定して検出することができる。
【００６６】
そして、請求項４に記載の発明によれば、ヒータ、各感温抵抗体および各疑似抵抗体を基板の厚肉部に対して熱的に絶縁される薄肉部上に設ける構成としたから、ヒータからの熱を厚肉部に逃がすことなく各感温抵抗体および各擬似抵抗体に効率よく伝えることができ、各感温抵抗体の間に流体の流量に応じて大きな温度差を生じさせることができると共に、流量検出装置の検出精度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施例による流量検出装置を示す斜視図である。
【図２】流量検出装置を示す図１の平面図である。
【図３】図１中の矢示III − III方向からみた縦断面図である。
【図４】図１中の感温抵抗体の検出部と各擬似抵抗体等とを部分的に拡大して示す斜視図である。
【図５】図１中の矢示Ｖ−Ｖ方向からみた縦断面図である。
【図６】感温抵抗体の長さ方向に対する温度分布を示す特性線図である。
【図７】第２の実施例による流量検出装置を示す図２と同様の平面図である。
【図８】第３の実施例による流量検出装置の擬似抵抗体等を示す斜視図である。
【図９】従来技術による流量検出装置を取付部材と共に示す平面図である。
【図１０】図９中のシリコン基板が取付部材に対して正規の取付位置からずれた状態を示す平面図である。
【符号の説明】
１シリコン基板（基板）
３薄肉部
４厚肉部
５，１１ヒータ
６感温抵抗体
７，２１擬似抵抗体

Claims

流体の流路途中に配設される基板と、
該基板上で一方向に延びるように形成され外部からの給電により発熱するヒータと、
前記流体の流れに対して該ヒータの上流側と下流側とに離間し、該ヒータに沿って一方向に延びて前記基板上に形成された一対の感温抵抗体と、
該各感温抵抗体の長さ方向両端側から微小寸法だけ離間して前記基板上に形成され熱伝導性材料からなる複数の擬似抵抗体とを備え、
前記一対の感温抵抗体は、互いに一定の間隔で離間しつつ略等しい一定の長さ寸法をもって前記ヒータに沿って延びる複数の延設部と、互いに隣り合う該各延設部の端部を略等しい位置で折返すことによって連結する複数の連結部とにより長尺のコ字形状に屈曲して構成し、
前記各擬似抵抗体は、前記感温抵抗体の連結部の温度を高めるために、前記各感温抵抗体のパターン形状に対応して前記連結部の位置から延設部と同一方向に向けて互いに略等しい一定の長さ寸法をもって延びる一定のパターン形状をもって構成してなる流量検出装置。
前記基板はシリコン基板からなり、前記各擬似抵抗体は前記各感温抵抗体と共にエッチング処理により前記シリコン基板上に形成してなる請求項１に記載の流量検出装置。
前記ヒータは両端側が少なくとも前記各感温抵抗体の位置を越え、前記擬似抵抗体に対応する位置まで前記基板の一方向に延びる構成としてなる請求項１または２に記載の流量検出装置。
前記基板は、厚肉部と、該厚肉部に対して熱的に絶縁される薄肉部とからなり、該薄肉部上には前記ヒータ、各感温抵抗体および各疑似抵抗体を設ける構成としてなる請求項１，２または３に記載の流量検出装置。