JP5056086B2 - Thermal sensor - Google Patents
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本発明は、熱式センサに関する。具体的には、本発明は抵抗率の異なる金属や半導体などの導体を接合させた導体接合ヒータ(群)を備えた熱式センサに関する。 The present invention relates to a thermal sensor. Specifically, the present invention relates to a thermal sensor including a conductor junction heater (group) in which conductors such as metals and semiconductors having different resistivity are joined.
図1は、傾斜角を計測するための従来の1軸検出型の熱式加速度センサ11(熱式傾斜センサ)の構造を示す平面図である。この熱式加速度センサ11にあっては、上面に空洞13を形成されたSi基板12の表面に絶縁膜14を張り、空洞13の上方を横断するようにして絶縁膜14の上にヒータ15を配線し、ヒータ15の両端に電極パッド16を設けている。また、ヒータ15を挟んでその両側には、温度センサ17を対称に配置している。温度センサ17は、例えばサーモパイルであって、両端に電極パッド18を有している。
FIG. 1 is a plan view showing a structure of a conventional uniaxial detection type thermal acceleration sensor 11 (thermal inclination sensor) for measuring an inclination angle. In this
図2及び図3は上記熱式加速度センサ11により傾斜角を計測する原理を説明する図である。熱式加速度センサ11は、電極パッド16からヒータ15に一定電流が供給されており、それによってヒータ15は一定の熱量を発生し、ヒータ15で発生した熱は自然対流によって上方へ広がっていく。したがって、ヒータ15の回りには所定の温度分布が生じている。
2 and 3 are diagrams for explaining the principle of measuring the tilt angle by the
図2は熱式加速度センサ11が水平姿勢を保っている状態を示す。この状態では、ヒータの中心を通り絶縁膜14に垂直な面Kの両側で温度分布が等しくなっており、当該垂直面Kに対して温度センサ17も対称に配置されている。従って、熱式加速度センサ11が水平姿勢を保っている場合には、両温度センサ17の検知温度は等しくなっている。
FIG. 2 shows a state where the
これに対し、図1の矢印方向で熱式加速度センサ11が傾いた場合には、図3に示すように温度分布は傾かないので、温度分布は垂直面Kの両側で非対称となり、両温度センサ17の検知温度は異なる。例えば、図3のように傾いている場合には、向かって右の温度センサ17の検知温度が向かって左の温度センサ17の検知温度よりも高くなる。そして、両温度センサ17の検知温度の温度差から熱式加速度センサ11の傾斜角を算出することができる。
On the other hand, when the
ここで、熱式加速度センサ11の出力は、センサパッケージの内部の自然対流の強さに比例し、自然対流の強さを表わすグラスホフ数Grはヒータ温度と周囲温度との温度差ΔTに比例する。従って、熱式加速度センサ11の出力を向上させるためには、温度センサ17間の領域ではヒータの発熱を大きくし、温度センサ17から外れた箇所ではヒータの発熱を小さくすることにより、ヒータ温度と周囲温度との温度差ΔTを大きくすることが望まれる。
Here, the output of the
そのための一方法としては、図4に示すように、ヒータ15のうち発熱させたい箇所は線幅を狭くして高抵抗部15aとし、発熱させたくない箇所は線幅を広くして低抵抗部15bとし、発熱による温度分布をヒータ15の線幅比によってコントロールすることが考えられる。例えば、高抵抗部15aの幅を低抵抗部15bの幅の1/3にすれば、高抵抗部15aの単位長さ当たりの抵抗値は低抵抗部15bの3倍になるので、その発熱量も3倍になる。
As one method for that purpose, as shown in FIG. 4, the portion of the
しかし、線幅比を変化させる方法では、高抵抗部15aと低抵抗部15bの発熱量の比をかなり大きくしようとすると、高抵抗部15aの線幅が非常に狭くなり、高抵抗部15aのパターニングが難しくなると共に高抵抗部15aにおける断線の恐れも生じる。反対に、低抵抗部15bの線幅は非常に広くなり、小型の熱式加速度センサ11の限られたスペース内に配線することが難しく、設計が困難になる。
However, in the method of changing the line width ratio, if the ratio of the heat generation amount of the
また、2軸検出型の熱式加速度センサとしては、特許文献1や特許文献2に開示されたものがある。しかし、ここに開示されているようなヒータでは、いずれの部分も同一材料でヒータが構成されており、中心部以外の発熱させたくない箇所でも発熱してしまうため、2軸検出型の熱式加速度センサに他軸感度が生じ易かった。 Further, as the biaxial detection type thermal acceleration sensor, there are those disclosed in Patent Document 1 and Patent Document 2. However, in the heater as disclosed herein, the heater is composed of the same material in any part, and heat is generated even in a portion other than the center where it is not desired to generate heat. Other axis sensitivity was likely to occur in the acceleration sensor.
本発明は上記のような技術的課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、断線やパターニングの困難性などの問題がなく、しかも感度や精度の高い熱式センサを提供することにある。 The present invention has been made in view of the technical problems as described above, and an object of the present invention is to provide a thermal sensor that is free from problems such as disconnection and difficulty in patterning and that has high sensitivity and accuracy. There is.
本発明にかかる熱式センサは、基板に薄肉部が形成され、前記薄肉部の上に発熱構造体と測温体とが形成され、前記発熱構造体に電気的に接続された電極を有する熱式センサにおいて、前記発熱構造体は、前記電極に接続された導体からなる低抵抗部と、前記低抵抗部より抵抗率の高い導体からなる高抵抗部とを備え、前記低抵抗部と前記高抵抗部とが直列に接続されており、前記発熱構造体と前記測温体とがいずれも、前記薄肉部に垂直なある軸のまわりに4回回転対称な平面形状を有し、前記発熱抵抗体における前記低抵抗部と前記高抵抗部との接合部分が前記軸の回りに4回回転対称に配置されていることを特徴としている。ここで、導体は金属でもよく半導体でもよい。例えば、低抵抗率の導体としては、アルミニウム(Al)などを用いることができ、高抵抗率の導体としては、タングステン(W)やポリシリコン(PolySi)などを用いることができる。 Thermal sensor according to the present invention, the thin portion is formed on the substrate, wherein the heating structure on the thin portion and the temperature sensing element is formed, heat of the electrically connected electrodes on the heating structure in formula sensor, the heating structure comprises a low resistance portion comprising a connecting conductors to the electrodes, and a high resistance portion consisting of the higher resistivity than the low resistance section conductor, the high and the low resistance portion A resistance part is connected in series, and both the heating structure and the temperature measuring element have a four-fold rotationally symmetric planar shape around an axis perpendicular to the thin part, and the heating resistance The junction part of the said low resistance part and said high resistance part in a body is arrange | positioned around the said axis | shaft 4 times rotationally symmetrically, It is characterized by the above-mentioned. Here, the conductor may be a metal or a semiconductor. For example, aluminum (Al) or the like can be used as the low resistivity conductor, and tungsten (W), polysilicon (PolySi), or the like can be used as the high resistivity conductor.
本発明の熱式センサにあっては、抵抗率の異なる低抵抗部と高抵抗部とが直列に接続されているので、抵抗率の大きな部分では大きな発熱量を得ることができる。導体の抵抗率は、導体材料の選択、不純物の種類や不純物量などによって変化させることができ、しかも、抵抗率は材料によって非常に広い範囲にわたって変化しているので、抵抗値を大きくして発熱量を大きくしても導体の線幅を狭くする必要がなく設計の自由度も大きくなる。よって、部分的に大きな発熱量を持つヒータを容易に作製することができ、断線の恐れも少なくなる。 In the thermal sensor of the present invention, since the low resistance portion and the high resistance portion having different resistivity are connected in series, a large amount of heat generation can be obtained in a portion with a high resistivity. The resistivity of the conductor can be changed depending on the choice of the conductor material, the type of impurity, the amount of impurities, etc., and the resistivity varies over a very wide range depending on the material. Even if the amount is increased, it is not necessary to reduce the line width of the conductor, and the degree of freedom in design is increased. Therefore, a heater having a large amount of heat generation can be easily manufactured, and the risk of disconnection is reduced.
また、本発明にかかる熱式センサは、前記発熱構造体と前記測温体とがいずれも、前記薄肉部に垂直なある軸のまわりに4回回転対称な平面形状を有し、前記発熱抵抗体における前記低抵抗部と前記高抵抗部との接合部分が前記軸の回りに4回回転対称に配置されているので、熱式センサに2軸方向で感度を持たせることができると共に他軸感度を小さくすることができる。また、低抵抗部と高抵抗部との接合部分では、ペルチェ効果のために発熱し、あるいは吸熱するが、当該実施態様においては、低抵抗部と高抵抗部の接合部分が4回回転対称に配置されているので、ペルチェ効果を相殺させて熱式センサのオフセットを低減することができる。 In the thermal sensor according to the present invention, each of the heat generating structure and the temperature measuring element has a plane shape that is rotationally symmetrical four times around an axis perpendicular to the thin portion, and the bonding portion of the in the body and the low-resistance portion and the high resistance portion is disposed in rotational symmetry four times around the shaft, the other shaft it is possible to have sensitivity in two axial directions to the thermal sensor Sensitivity can be reduced. In addition, in the joint portion between the low resistance portion and the high resistance portion, heat is generated or absorbed due to the Peltier effect. However, in this embodiment, the joint portion between the low resistance portion and the high resistance portion is rotationally symmetric four times. Since it is arranged, the offset of the thermal sensor can be reduced by canceling the Peltier effect.
本発明にかかる熱式センサのある実施態様は、前記低抵抗部と前記高抵抗部とが接合された接合部分のうち、発熱側の接合部分と吸熱側の接合部分とを互いに近接させて配置したことを特徴としている。低抵抗部と高抵抗部との接合部分では、ペルチェ効果のため、発熱により温度上昇したり、あるいは吸熱により温度低下したりするが、当該実施態様においては、発熱側の接合部分と吸熱側の接合部分を近接配置しているので、発熱側の接合部と急熱側の接合部とで互いに温度変化を緩和させることができ、ペルチェ効果による温度分布のムラを小さくできる。 Certain embodiments of the thermal sensor according to the present invention, the low-resistance portion and said high-resistance portion of the bonded joined portion, and the joining portion and the joining portion of the heat absorbing side of the heat generating side is brought close to one another located It is characterized by that. In the joint portion between the low resistance portion and the high resistance portion, due to the Peltier effect, the temperature rises due to heat generation or the temperature falls due to heat absorption, but in this embodiment, the joint portion between the heat generation side and the heat absorption side Since the joining portions are arranged close to each other, the temperature change can be alleviated between the heating-side joining portion and the rapid heating-side joining portion, and unevenness in temperature distribution due to the Peltier effect can be reduced.
本発明にかかる熱式センサの別な実施態様は、近接させて配置した前記発熱側の接合部分と前記吸熱側の接合部分とを、連続した金属膜により共に被覆したことを特徴としている。かかる実施態様によれば、金属膜を介して発熱側の接合部と吸熱側の接合部の間で効率よく熱交換させることができるので、ペルチェ効果による温度分布のムラをより一層小さくできる。 Another embodiment of the thermal sensor according to the present invention is characterized in that the exothermic side joining portion and the endothermic side joining portion, which are arranged close to each other, are covered together with a continuous metal film. According to this embodiment, since heat can be efficiently exchanged between the heat generating side bonded portion and the heat absorbing side bonded portion via the metal film, unevenness in temperature distribution due to the Peltier effect can be further reduced.
なお、本発明の以上説明した構成要素は、可能な限り任意に組み合わせることができる。 In addition, the component demonstrated above of this invention can be combined arbitrarily as much as possible.
以下、本発明の熱式センサを、熱式加速度センサを各実施例としつつ、図面に従って詳細に説明する。 Hereinafter, the thermal sensor of the present invention will be described in detail with reference to the drawings, with the thermal acceleration sensor as each example.
図5は、本発明の一実施例による1軸検出型の熱式加速度センサ21の構造を示す平面図、図6はその導体接合ヒータ26に沿った断面の断面図である。この熱式加速度センサ21は、Si基板等の半導体からなる基板22の上面に構成されており、基板22の上面にはエッチングによって空洞23が凹設されている。また、基板22の上面には、空洞23を覆うようにしてSiO2やSiN等からなる絶縁膜24(薄肉部)が成膜されている。従って、絶縁膜24のうち、基板22の上面に接している周囲領域は比熱が大きくて温度が変化しにくい領域となっており、空洞23の上で宙空に張られている領域は比熱が小さくて熱によって温度が変化し易い領域となっている。
FIG. 5 is a plan view showing the structure of a uniaxial detection type
絶縁膜24の上面には、空洞23の上方でその中央を横断するようにして導体接合ヒータ26を配線してあり、導体接合ヒータ26の両端には金属製の電極パッド25を設けている。導体接合ヒータ26は、図6に示すように、Al等の低抵抗率の金属から成る2つの低抵抗配線26aと、Wやポリシリコン等の高抵抗率の金属や半導体から成る高抵抗配線26bとからなり、低抵抗配線26aと高抵抗配線26bとはほぼ等しい線幅と断面積を有している。低抵抗配線26aは、絶縁膜24が基板22の上面に接している領域に形成されており、高抵抗配線26bは、絶縁膜24が空洞23の上に位置している領域に形成されている。
A
低抵抗配線26aと高抵抗配線26bとは、その長さ方向の端部どうしを接合されている。低抵抗配線26aと高抵抗配線26bの接合部分では、一方の配線26a又は26bの表面に絶縁層29を形成してあり、絶縁層29に明けたコンタクトホール30を通して低抵抗配線26aと高抵抗配線26bとを接合させている。なお、絶縁層29を設けることなく、直接に低抵抗配線26aと高抵抗配線26bとを接合させても差し支えない。
The low resistance wiring 26a and the
絶縁膜24の上面において、導体接合ヒータ26の両側には2つの温度センサ28を、導体接合ヒータ26に対して線対称に配置してあり、温度センサ28の両端には電極パッド27を設けている。温度センサ28は、Alとポリシリコンの線材を交互に繋いだサーモパイル(熱電対)によって構成されている。両温度センサ28は、空洞23の上の領域と空洞23の外側の領域を跨ぐようにして絶縁膜24の上に配置されている。温度センサ28の冷接点28a(定温点)は導体接合ヒータ26から遠い側の端に位置しており、かつ、比熱の大きな基板22の上方で絶縁膜24上に配置されており、導体接合ヒータ26の熱によって温度が変化しにくくなっており、一定の基準温度(室温)に保たれている。また、温度センサ28の温接点28b(測温点)は、導体接合ヒータ26に近い側の端に位置しており、かつ、比熱の小さな空洞23の上方の絶縁膜24上に位置しており、導体接合ヒータ26の熱で敏感に温度が変化する。すなわち、感度の良好な温度センサ28が形成されている。
On the upper surface of the
導体接合ヒータ26には、電極パッド25に接続された電源(図示せず)によって一定電流値の電流が流れており、それによって発熱している。熱式加速度センサ21が水平状態にある場合には、温度センサ28間においては、導体接合ヒータ26に沿って立てられた熱式加速度センサ21に垂直な面の両側で温度分布(温度勾配)が対称となっている。そして、温度センサ28は、冷接点28aの温度を基準として導体接合ヒータ26近傍の定点(温接点28b)の温度を計測しており、それによって熱式加速度センサ21若しくは熱式加速度センサ21を取付けられた計測対象物の傾斜角を動的に検出する。なお、この熱式加速度センサ21が傾斜角を検知する原理については、従来例において説明したので、ここでは省略する。
A current having a constant current value flows through the
しかも、実施例1の導体接合ヒータ26にあっては、基板22の上面に接した絶縁膜24上に位置している低抵抗配線26aでは単位長さ当たりの発熱量が小さくなっているので、導体接合ヒータ26の熱で基板22を温めにくく、温度センサ28の冷接点28aの温度(基準温度)に影響を与えにくくなっている。また、温度センサ28の温接点28b間に位置する高抵抗配線26bでは単位長さ当たりの発熱量が大きくて、その回りに急な温度分布を生じさせる。従って、実施例1の導体接合ヒータ26では、必要な部分では大きな発熱量で発熱させ、不要な部分では発熱量を抑えることができ、それによって発熱効率を向上させることができ、傾斜角の測定感度を高くすることができる。
Moreover, in the
また、この導体接合ヒータ26では、抵抗率の異なる導体を接続することによって発熱量を変化させているので、ヒータの線幅を変化させて発熱量を変化させる従来例のように一部の線幅が非常に狭くなったり広くなったりすることがなく、導体接合ヒータ26が断線する恐れもなく、また導体接合ヒータ26のパターン設計も容易に行える。
Further, in this conductor-bonded
次に、実施例1と同様の導体接合ヒータ26を用いた2軸検出型加速度センサの構成について述べる。
Next, a configuration of a two-axis detection type acceleration sensor using the
(比較例)
実施例2の熱式加速度センサを説明する前に、まず比較例を説明する。図7は比較例の熱式加速度センサを示す平面図である。この熱式加速度センサ31にあっては、絶縁膜24の上面に4つの温度センサ28と導体接合ヒータ26が設けられている。導体接合ヒータ26の高抵抗配線26bは均一な太さで角枠状に形成されており、空洞23の上方の中央部に配置されている。4つの温度センサ28は、空洞23の上方の領域と空洞23の外の領域とを跨ぐようにして、かつ、高抵抗配線26bの各辺に対向させるようにして配置されている。2本の低抵抗配線26aは、一直線状となるようにして高抵抗配線26bに接続されており、低抵抗配線26aの一方端部が高抵抗配線26bの2箇所の角部に接合されている。低抵抗配線26aは対角方向へ導かれており、空洞23の外側の領域で他端に電極パッド25a、25bを設けられている。
(Comparative example)
Before describing the thermal acceleration sensor of the second embodiment, a comparative example will be described first. FIG. 7 is a plan view showing a thermal acceleration sensor of a comparative example. In the
この熱式加速度センサ31は、導体接合ヒータ26に通電すると、低抵抗配線26aとの接合部で2つの経路に分かれた高抵抗配線26bには同量の電流が流れて発熱する。よって、角枠状の高抵抗配線26bの対向する辺には等しい電流が流れるため、対向する温度センサ28どうしの検知温度を比較することにより、図7に示したx方向及びy方向の2軸で傾斜角を計測することができる。このとき、熱式加速度センサ31では、実施例1と同様に、導体接合ヒータ26のうち高抵抗配線26bでは大きな発熱量で発熱させ、低抵抗配線26aでは発熱量を抑えることができるため、発熱効率を向上させることができ、傾斜角の測定感度を高くすることができる。
When the
しかしながら、比較例の熱式加速度センサ31では、次に述べるペルチェ効果により、角枠状の高抵抗配線26bの対向する辺どうしの発熱量が等しくならず、初期オフセット量が大きくなってしまうという問題があることが分かった。
However, in the
低抵抗配線をAlとし、高抵抗配線をN型ポリシリコンとした場合を例に挙げてペルチェ効果による発熱と吸熱について説明する。図10(a)に示すように、V+側からV−側へ導体接合ヒータ26に電流が流れている場合には、電子の移動方向は図10(b)に示すように電流とは逆向きになる。高抵抗配線26bにおける電子のエネルギー準位は、低抵抗配線26aにおける電子のエネルギー準位よりも高いので、低抵抗配線26aから高抵抗配線26bへ移動する電子は、周囲から吸熱して不足分の運動エネルギーを得る。そして、高抵抗配線26bを通過して高抵抗配線26bから低抵抗配線26aへ移動する電子は、余分な運動エネルギーを周囲へ放熱する。よって、導体接合ヒータ26に電流を流したとき、低抵抗配線26aと高抵抗配線26bとの接合部分において、一方(吸熱接合部分C)では吸熱し、他方(発熱接合部分H)では発熱することになる(ペルチェ効果)。この発熱量及び吸熱量は、いずれも低抵抗配線26aと高抵抗配線26bの材料によって決まる固有定数(ペルチェ係数)と導体接合ヒータ26に流れる電流との積で表わされる。このような発熱や吸熱が存在すると、ヒータの周囲における温度分布が不均一になり、熱式加速度センサの初期オフセットや他軸感度が大きくなる恐れがある。
Heat generation and heat absorption due to the Peltier effect will be described by taking as an example a case where the low resistance wiring is Al and the high resistance wiring is N-type polysilicon. As shown in FIG. 10 (a), when a current flows through the
比較例の熱式加速度センサ31では、電極パッド25aをV+側、25bをV−側とすると、角枠状の高抵抗配線26bの左上角が発熱接合部分H、右下角が吸熱接合部分Cとなり、図7における対向する辺のうち上側及び左側辺が、下側及び右側辺よりも温度が高くなってしまっていた。
In the
(実施例2)
図8は本発明の実施例2による2軸検出型の熱式加速度センサ41の構造を示す平面図である。この熱式加速度センサ41にあっては、絶縁膜24の上面に4つの導体接合ヒータ26から成る導体接合ヒータ群が配置されている。
(Example 2)
FIG. 8 is a plan view showing a structure of a two-axis detection type
各導体接合ヒータ26は、高抵抗配線26bの両端にそれぞれ低抵抗配線26aを接合させたものであり、4つの導体接合ヒータ26は直列に接続されている。各低抵抗配線26aはAl等の抵抗率の小さな材料で形成されており、各高抵抗配線26bはポリシリコンやW等抵抗率の大きな材料で形成されており、低抵抗配線26aと高抵抗配線26bはほぼ同じ線幅と断面積を有している。
Each
各導体接合ヒータ26の高抵抗配線26bは、空洞23の上方の領域の中央を中心として点対称(4回回転対称)に配置されている。高抵抗配線26bに接続された各低抵抗配線26aは、空洞23の外側の領域へ向けて対角方向に配線されており、これらもほぼ点対称(4回回転対称)に配置されている。また、両端の低抵抗配線26aには、電極パッド25が設けられている。
The
なお、上記導体接合ヒータ群は、5本の低抵抗配線26aと4本の高抵抗配線26bを交互に接続した1つの導体接合ヒータ26であるということもできる。
It can be said that the conductor junction heater group is one
4つの温度センサ28は、空洞23の上方の領域と空洞23の外の領域とを跨ぐようにして、かつ、高抵抗配線26bに対向させるようにして絶縁膜24の上面に配置されている。温度センサ28の温接点28bは空洞23の上方で高抵抗配線26bに対向しており、冷接点28aは空洞23の外側で基板22の上面の上方に位置している。
The four
しかして、この熱式加速度センサ41にあっては、導体接合ヒータ群に電流を流すと、主として抵抗値の大きな高抵抗配線26bの部分で発熱する。すなわち、空洞23の上方に位置する領域の中心部で大きな発熱量を得ることができ、周辺部における発熱量を小さくすることができるので、熱式加速度センサ41による傾斜角の測定精度を向上させることができる。
In the
さらに、各高抵抗配線26bは、中心軸の回りに点対称に配線されており、しかも、同じ材料によって同じ線幅、同じ断面積、同じ長さとなるように形成されているので、熱式加速度センサ41が水平状態にある場合には、中心軸の回りにおいて2軸方向で同じ温度分布で発熱させることができ、熱式加速度センサ41の測定精度をより向上させることができる。また、中心軸の回りで4回回転対称な温度分布を得ることができるので、熱式加速度センサ41の他軸感度を小さくでき、熱式加速度センサ41の測定精度をより向上させることができる。
Further, each
比較例に対し、実施例2の熱式加速度センサ41では、図9に示すように、隣り合った導体接合ヒータ26の発熱接合部分Hと吸熱接合部分Cとを近接させて配置している。さらに、図11に示すように、隣り合った発熱接合部分Hと吸熱接合部分Cの表面に絶縁被膜43を形成したうえで金属製の熱結合部42で覆っている。従って、発熱接合部分Hで発生した熱は、熱結合部42を伝導して速やかに吸熱接合部分Cへ移動し、吸熱接合部分Cで吸熱される。こうして発熱接合部分Hと吸熱接合部分Cとで熱交換させることにより、発熱接合部分Hや吸熱接合部分Cにおける温度分布を均して中心軸の回りにおける温度分布の変化を小さくすることができる。よって、ペルチェ効果による発熱と吸熱を均して理想的な温度分布に近づけることができ、熱式加速度センサ41の2方向におけるオフセットをほぼゼロにすることができる。
In contrast to the comparative example, in the
比較例の熱式加速度センサ31の試作品と実施例2の熱式加速度センサ41の試作品を製作し、両者を比較して評価した。その結果、比較例の熱式加速度センサ31では、初期オフセット量が約9mVであったのに対し、実施例2の熱式加速度センサ41では、初期オフセット量が約30μVしかなく、初期オフセット量が約1/300となった。また、比較例の熱式加速度センサ31では、他軸感度が約9%FSあったのに対し、実施例2の熱式加速度センサ41では、他軸感度が約3%FSしかなく、他軸感度が約1/3となった。よって、実施例2によれば、熱式加速度センサの精度をより向上させることができると共に、導体接合ヒータ26の中心軸の回りにおける温度分布がより精度良く点対称となっていることが推測される。
A prototype of the
上記実施例2では、4つの導体接合ヒータ26を直列に接続して導体接合ヒータ群を構成したが、図12に示すように、4つの導体接合ヒータ26を並列に配置して導体接合ヒータ群を構成し、各導体接合ヒータ26にそれぞれ別々に電流を流すようにしてもよい。
In the second embodiment, four
なお、本発明の導体接合ヒータ(群)は、上記のような傾斜角計測用の熱式加速度センサ3のみならず、フローセンサやガスセンサ、その他ヒータ機能を有する熱式センサに用いることができる。 The conductor junction heater (group) of the present invention can be used not only for the thermal acceleration sensor 3 for measuring the inclination angle as described above, but also for a flow sensor, a gas sensor, and other thermal sensors having a heater function.
21 熱式加速度センサ
22 基板
23 空洞
24 絶縁膜
26 導体接合ヒータ
26a 低抵抗配線
26b 高抵抗配線
28 温度センサ
28a 冷接点
28b 温接点
41 熱式加速度センサ
42 熱結合部
43 絶縁被膜
C 吸熱接合部分
H 発熱接合部分
21
Claims (3)
前記発熱構造体は、前記電極に接続された導体からなる低抵抗部と、前記低抵抗部より抵抗率の高い導体からなる高抵抗部とを備え、前記低抵抗部と前記高抵抗部とが直列に接続されており、
前記発熱構造体と前記測温体とがいずれも、前記薄肉部に垂直なある軸のまわりに4回回転対称な平面形状を有し、
前記発熱抵抗体における前記低抵抗部と前記高抵抗部との接合部分が前記軸の回りに4回回転対称に配置されていることを特徴とする熱式センサ。 In the thermal sensor, a thin portion is formed on the substrate, a heating structure and a temperature measuring body are formed on the thin portion, and the electrode is electrically connected to the heating structure.
The heat generating structure includes a low resistance portion made of a conductor connected to the electrode, and a high resistance portion made of a conductor having a higher resistivity than the low resistance portion, and the low resistance portion and the high resistance portion are Connected in series,
Each of the heat generating structure and the temperature sensing element has a plane shape that is rotationally symmetrical four times around an axis perpendicular to the thin portion,
Thermal sensor you characterized in that the joining portion between the low-resistance portion and the high resistance portion of the heating resistor is arranged in rotational symmetry four times around the shaft.
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