JP5242003B2 - ストリームライン・パッケージングを有する熱式流量センサ - Google Patents
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Description
1.体液が生体適合性ガラスとしか接触しない。
2.Ti/Ptセンサ、ヒーター、及びセンサの電子素子が同じ基板に配置されるため製造コストを削減できる。
3.センサ電子素子は、フリップチップ技術によって製造できるASICを利用して劇的に小型化することができる。
(1)第1の面及び反対側の第2の面を有する第1の基板と、
第1の面及び反対側の第2の面を有する第2の基板であって、前記第1の基板の前記第2の面が前記第2の基板の前記第1の面に当接するように前記第1の基板に結合された、前記第2の基板と、
第1の面及び反対側の第2の面を有する第3の基板であって、前記第2の基板の前記第2の面が前記第3の基板の前記第1の面に当接するように前記第2の基板に結合された、前記第3の基板とを含み、
前記第1の基板、前記第2の基板、及び前記第3の基板が、前記第1の基板の前記第1の面と前記第3の基板の前記第2の面との間に延在する少なくとも1つの端部を有する多層本体構造を形成しており、前記第2の基板が内部に形成された溝を有し、これにより、前記第2の基板、前記第1の基板の前記第2の面、及び前記第3の基板の前記第1の面によって画定された導管が形成されており、前記導管が、入口開口及び出口開口を有しており、前記各開口が前記少なくとも1つの端部に形成されていることを特徴とする熱式流量センサ。
(2)前記入口開口が前記第2の基板のみに配置されていることを特徴とする実施態様(1)に記載の熱式流量センサ。
(3)前記出口開口が前記第2の基板のみに配置されていることを特徴とする実施態様(2)に記載の熱式流量センサ。
(4)更に、前記導管の反対側の前記第1の基板の前記第1の面に配置されたヒーターと、
前記導管の反対側の前記第1の基板の前記第1の面に配置された第1の温度センサを含むことを特徴とする実施態様(1)に記載の熱式流量センサ。
(5)更に、前記導管の反対側の前記第1の基板の前記第1の面に配置された第2の温度センサを含むことを特徴とする実施態様(4)に記載の熱式流量センサ。
(7)前記キャップが前記第1の基板に鑞付けされ、これにより密閉された内部区画が形成されていることを特徴とする実施態様(6)に記載の熱式流量センサ。
(8)更に、前記内部区画内に電子素子を含み、前記電子素子が、テレメトリによって制御ユニットに対して通信できるように前記ヒーター、前記第1の温度センサ、及び前記第2の温度センサに電気的に接続されていることを特徴とする実施態様(7)に記載の熱式流量センサ。
(9)前記第1の基板及び前記第3の基板がホウケイ酸ガラスから形成されていることを特徴とする実施態様(1)に記載の熱式流量センサ。
(10)前記第2の基板がシリコンから形成されていることを特徴とする実施態様(9)に記載の熱式流量センサ。
前記第2の基板が切り抜き部を有し、該切り抜き部は、前記第2の基板の一側端部から反対側の他側端部に亘って、且つ、前記第2の基板の前記第1の面から前記第2の基板の前記第2の面に亘って形成されており、これにより、前記第2の基板、前記第1の基板の前記第2の面、及び前記第3の基板の前記第1の面によって画定された導管が形成され、前記第2の基板の前記一側端部における前記切り抜き部が形成されている部分が前記導管の入口開口となっており、前記第2の基板の前記他側端部における前記切り抜き部が形成されている部分が前記導管の出口開口となっており、
前記導管が延びる方向に対し直行する断面において、前記導管の前記入口開口の断面積および前記導管の前記出口開口の断面積よりも、前記導管の前記入口開口と前記導管の前記出口開口との間の前記導管の中間部の断面積が大きくなっていても良い。
(12)熱式流量センサであって、
第1の面及び反対側の第2の面を有する第1の基板と、
第1の面及び反対側の第2の面有する第2の基板であって、前記第1の基板の前記第2の面が前記第2の基板の前記第1の面に当接するように前記第1の基板に結合された、第2の基板とを含み、
前記第1の基板及び前記第2の基板が、前記第1の基板の前記第1の面と前記第2の基板の前記第2の面との間に延在する少なくとも1つの端部を有する多層本体構造を形成しており、前記第1の基板及び前記第2の基板の少なくとも一方が内部に形成された溝を有し、これにより前記第1の基板及び前記第2の基板によって画定された導管が形成されており、前記導管が入口開口及び出口開口を有し、前記各開口が前記多層本体構造の前記少なくとも1つの端部に形成されていることを特徴とする熱式流量センサ。
(13)前記入口開口が前記第2の基板のみに配置されていることを特徴とする実施態様(12)に記載の熱式流量センサ。
(14)前記出口開口が前記第2の基板のみに配置されていることを特徴とする実施態様(13)に記載の熱式流量センサ。
(15)更に、前記導管の反対側の前記第1の基板の前記第1の面に配置されたヒーターと、
前記導管の反対側の前記第1の基板の前記第1の面に配置された第1の温度センサを含むことを特徴とする実施態様(12)に記載の熱式流量センサ。
(17)更に、前記第1の基板の前記第1の面に取り付けられて内部区画を形成するキャップを含み、前記ヒーター、前記第1の温度センサ、及び前記第2の温度センサが前記内部区画内に配置されていることを特徴とする実施態様(16)に記載の熱式流量センサ。
(18)前記キャップが前記第1の基板に鑞付けされ、これにより密閉された内部区画が形成されていることを特徴とする実施態様(17)に記載の熱式流量センサ。
(19)更に、前記内部区画内に電子素子を含み、前記電子素子が、テレメトリによって制御ユニットに対して通信できるように前記ヒーター、前記第1の温度センサ、及び前記第2の温度センサに電気的に接続されていることを特徴とする実施態様(18)に記載の熱式流量センサ。
(20)前記第1の基板がホウケイ酸ガラスから形成されていることを特徴とする実施態様(12)に記載の熱式流量センサ。
(22)前記第1の基板が前記第2の基板に接着されていることを特徴とする実施態様(12)に記載の熱式流量センサ。
(23)熱式流量センサであって、
前記第1の基板が、第1の上面、反対側の第2の下面、前記第1の上面と前記第2の下面との間に延在する少なくとも1つの側端部、及び入口開口及び出口開口を有する内部形成された導管を有する第1の基板を含み、
前記各開口が前記少なくとも1つの側端部に形成されていることを特徴とする熱式流量センサ。
(24)更に、前記導管の反対側の前記第1の基板の前記第1の面に配置されたヒーターと、
前記導管の反対側の前記第1の基板の前記第1の面に配置された第1の温度センサを含むことを特徴とする実施態様(23)に記載の熱式流量センサ。
(25)更に、前記導管の反対側の前記第1の基板の前記第1の面に配置された第2の温度センサを含むことを特徴とする実施態様(24)に記載の熱式流量センサ。
(27)前記キャップが前記第1の基板に鑞付けされ、密閉された内部区画が形成されていることを特徴とする実施態様(26)に記載の熱式流量センサ。
(28)更に、前記内部区画内に電子素子を含み、前記電子素子が、テレメトリによって制御ユニットに対して通信できるように前記ヒーター、前記第1の温度センサ、及び前記第2の温度センサに電気的に接続されていることを特徴とする実施態様(27)に記載の熱式流量センサ。
(29)本体内の導管内を流れる流体の流速を決定する方法であって、
前記本体が、第1の上面、反対側の第2の下面、前記第1の上面と前記第2の下面との間に延在する少なくとも1つの側端部、及び入口開口及び出口開口を有する前記本体内に形成された導管を有し、前記各開口が前記少なくとも1つの側端部に形成されており、前記方法が、
流体が前記導管の前記入口開口内に入るようにするステップと、
前記導管から離れた反対側の前記本体の前記第1の面に配置されたヒーターで前記流体を加熱するステップと、
前記導管から離れた反対側の前記本体の前記第1の面に配置された第1の温度センサで前記流体の温度を検出するステップと、
前記導管の出口開口から前記流体を出すステップと、
前記検出した温度に基づいて前記流体の流速を決定するステップとを含むことを特徴とする方法。
(30)前記本体が、第1の面及び反対側の第2の面を有する第1の基板、第1の面及び反対側の第2の面を有する少なくとも第2の基板を含み、前記第1の基板が、その第2の面が前記第2の基板の前記第1の面に当接するように前記第2の基板に結合され、前記第2の基板が形成された溝を有し、これにより、前記導管が前記第2の基板及び前記第1の基板の前記第2の面によって画定されており、前記方法が更に、
前記導管の反対側の前記第1の基板の前記第1の面に前記ヒーターを配置するステップと、
前記導管の反対側の前記第1の基板の前記第1の面に前記第1の温度センサを配置するステップとを含むことを特徴とする実施態様(29)に記載の方法。
(32)前記液体が脳脊髄液であることを特徴とする実施態様(31)に記載の方法。
12 第1の基板
14 第2の基板
16 第3の基板
18 第1の基板の第1の面
20 第1の基板の第2の面
22 第2の基板の第1の面
24 第2の基板の第2の面
26 第3の基板の第1の面
28 第3の基板の第2の面
30、30’ 溝
32、32’、32’’ 導管
34 ヒーター
36 第1の温度センサ
38 第2の温度センサ
40 キャップ
42 内部区画
44 電子素子
46、46’’ 側端部
48、48’’ 入口開口
50、50’’ 出口開口
52、54 凹部
100 シャント
Claims (9)
- 水頭症の治療のために人体に移植されるシャント内に組み込まれ、該シャント内の脳脊髄液の流れを監視するために用いる熱式流量センサであって、
第1の面及び反対側の第2の面を有する第1の基板と、
第1の面及び反対側の第2の面を有する第2の基板であって、前記第1の基板の前記第2の面が前記第2の基板の前記第1の面に当接するように前記第1の基板に結合された、前記第2の基板と、
第1の面及び反対側の第2の面を有する第3の基板であって、前記第2の基板の前記第2の面が前記第3の基板の前記第1の面に当接するように前記第2の基板に結合された、前記第3の基板とを含み、
前記第1の基板、前記第2の基板、及び前記第3の基板が多層本体構造を形成しており、
前記第2の基板が切り抜き部を有し、該切り抜き部は、前記第2の基板の一側端部から反対側の他側端部に亘って、且つ、前記第2の基板の前記第1の面から前記第2の基板の前記第2の面に亘って形成されており、これにより、前記第2の基板、前記第1の基板の前記第2の面、及び前記第3の基板の前記第1の面によって画定された導管が形成され、前記第2の基板の前記一側端部における前記切り抜き部が形成されている部分が前記導管の入口開口となっており、前記第2の基板の前記他側端部における前記切り抜き部が形成されている部分が前記導管の出口開口となっており、
前記導管が延びる方向に対し直行する断面において、前記導管の前記入口開口の断面積および前記導管の前記出口開口の断面積よりも、前記導管の前記入口開口と前記導管の前記出口開口との間の前記導管の中間部の断面積が大きい、ことを特徴とする熱式流量センサ。 - 更に、前記導管の反対側の前記第1の基板の前記第1の面に配置されたヒーターと、
前記導管の反対側の前記第1の基板の前記第1の面に配置された第1の温度センサを含むことを特徴とする請求項1に記載の熱式流量センサ。 - 更に、前記導管の反対側の前記第1の基板の前記第1の面に配置された第2の温度センサを含むことを特徴とする請求項2に記載の熱式流量センサ。
- 更に、前記第1の基板の前記第1の面に取り付けられて内部区画を形成するキャップを含み、前記ヒーター、前記第1の温度センサ、及び前記第2の温度センサが前記内部区画内に配置されていることを特徴とする請求項3に記載の熱式流量センサ。
- 前記キャップが前記第1の基板に鑞付けされ、これにより密閉された内部区画が形成されていることを特徴とする請求項4に記載の熱式流量センサ。
- 更に、前記内部区画内に電子素子を含み、前記電子素子が、テレメトリによって制御ユニットに対して通信できるように前記ヒーター、前記第1の温度センサ、及び前記第2の温度センサに電気的に接続されていることを特徴とする請求項5に記載の熱式流量センサ。
- 前記第1の基板及び前記第3の基板がホウケイ酸ガラスから形成されていることを特徴とする請求項1に記載の熱式流量センサ。
- 前記第2の基板がシリコンから形成されていることを特徴とする請求項7に記載の熱式流量センサ。
- 前記第1の基板が前記第2の基板に接着され、前記第2の基板が前記第3の基板に接着されていることを特徴とする請求項1に記載の熱式流量センサ。
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