JPH0428022Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 技術分野 本考案は感熱抵抗型流量検出装置に関する。

従来技術 感熱抵抗型流量検出装置として熱線流量計が従
来から知られている。これは極細白金線を加熱し
ておくと、流体の流量に応じて加熱白金線の温度
が変化しそのときの抵抗の変化により流量を検出
するという原理に基くものである。この原理を発
展させて、発熱のための抵抗素子と感熱のための
抵抗素子を別個に構成したものが例えば特開昭57
−93211号公報や特開昭57−93212号公報に記載さ
れている。これらによると、セラミツク基材上に
熱伝導良好な金属層を印刷形成し、さらにその上
面に電気絶縁層を印刷形成して、その上に前記抵
抗素子を印刷形成するようにしている。前記特開
昭57−93212号公報では発熱用抵抗素子から感熱
抵抗素子への伝熱を改善するためにこれらの両抵
抗素子を重層して形成している。

最近、シリコン結晶ウエハを基材とする検出器
が開発された。平板状シリコン基材上に絶縁層を
形成し、その上に発熱用抵抗素子と感熱抵抗素子
とを薄膜状に並列して形成したものである。これ
によると、前述のセラミツクを基材としたものと
比べて発熱用抵抗素子から感熱抵抗素子へ熱が応
答性よく伝えられ、よつて検出精度が飛躍的に向
上する。これはシリコン基材の熱伝導の良好なこ
とに負うところが大きい。このような検出器を使
つてさらに感度の良い検出を行うためには、シリ
コン基材が断熱的に支持構造に支持されるのが好
ましいが、このようにした形成された検出器は例
えば５mm mm×７mm mmの相対的に小さな短形状
のチツプとして形成されるので、検出器チツプを
断熱材を介して別体の支持体に支持させるのは難
しく、支持体自体を断熱材で作ればそのような支
持体と検出器チツプとの接合及び検出器チツプの
各抵抗体と外部電気装置との電気接続が難しくな
る。

考案の目的 本考案の目的は上述のように発熱用抵抗素子と
感熱抵抗素子とを特定の基材上に付着せしめて形
成された検出器チツプをセラミツク等の断熱材か
らなる支持体に取付けて断熱性を保持させ、且つ
その検出器チツプと支持体との物理的固定及び電
気接続を簡単に行うことのできる構造を得ること
にある。

考案の構成 上記目的を達成するために、本考案による感熱
抵抗型流量検出装置は、発熱用抵抗素子と該発熱
用抵抗素子からの熱を感じる感熱抵抗素子とを薄
膜状に形成してそれぞれの抵抗素子の角端部に導
電性金属を付着せしめてなる検出器チツプを、導
電性金属を薄膜状に付着せしめてなるセラミツク
支持体に前記検出器チツプの導電性金属を前記セ
ラミツク支持体の導電性金属に接合せしめて支持
するようにしたことを特徴とする。

実施例の説明 以下本考案の実施例について図面を参照して説
明する。

第１図において、流体流通管１の内部に流通路
２が形成され、流通路２の一部は流通管１にプラ
グ状に差込まれた検出器チツプ支持体３及びアダ
プター４に形成される。

検出器チツプ支持体３はアルミナセラミツクで
作られている。支持体３は第２図にも示されるよ
うに流通路２内に半径方向中心部に向かつて延び
る二本のアーム部５，６を有し、二本のアーム部
５，６は同一形状の平板状に形成されていて一定
の間隔をへだてて相互に平行に延びている。各ア
ーム部５，６の先端面７，８，９，１０は大別す
ると階段状に二段に形成され、各段の先端面７，
８，９，１０はさらに凹陥部１１により７，７
ａ，８，８ａ，９，１０に細別されている。各ア
ーム部５，６の外面及び先端面７，７ａ，８，８
ａ，９，１０にはメタライズ処理により金の薄膜
状リード１２，１３，１４が付着形成されてい
る。第２図には三条のリードが見える。各アーム
部５，６は平坦基面１５上に立設され、基面１５
条にはさらに各アーム部５，６の外側でこれらに
平行に延びる小突条１６，１７が立設されてい
る。前記金製薄膜リード１２，１３，１４は平坦
面１５を通つてこれらの小突条１６，１７の外面
まで延長される。

アダプター４は電気絶縁性のプラスチツク等で
形成され、少とも支持体３のリード１２，１３，
１４を付着せしめた外面に対しては遊嵌合されて
リード１２，１３，１４の擦過を防止するように
なつており、そして、シール部材１８，１９によ
り支持体３及び流通管とのシールが図られる。ア
ダプター４には、支持体３の小突条１６，１７に
対応して溝２０が形成され、これらが嵌合される
ことができるようになつている。アダプター４内
にリード線２１が埋め込まれ、その一端は前記溝
２０内に突出されて、支持体３の小突条１６，１
７をアダプター４の溝２０に挿入したときにリー
ド１２，１３，１４とリード線２１が接続される
ことになる。リード線２１の他端はアダプター４
外に延長されて制御函２２内の電気装置に接続さ
れることができる。

第３図及び第４図には検出器チツプ２５が示さ
れている。これは基材としての平板状シリコン結
晶ウエハ２６に二酸化硅素等の絶縁膜２７を付着
形成し、その表面にフオトリソグラフイー及びエ
ツチングにより抵抗体２８，２９を薄膜状に付着
せしめた検出器チツプとして成るものである。抵
抗体２８はニツケルクロムにより形成され、抵抗
体２９はニツケルにより形成される。ニツケルは
ニツケルクロムより抵抗の温度係数が大きいの
で、検出器チツプ２５を第３図に矢印Ｆで示され
る方向に流れる流体中に置くときに抵抗体２８に
電流を流して発熱させ、流体の流量に応じた抵抗
体２８の温度の変化を抵抗体２９が感じて、その
抵抗の変化により流量を測定するのに適したもの
である。この場合に、発熱用抵抗体２８から感熱
抵抗体２９への熱の伝達の大部分はシリコン基材
２８を介して行われ、残りの小部分の熱の伝達が
表面流を介して行われる。各抵抗体２８，２９の
各端部には金のボンデイングパツド３０，３１，
３２，３３が付着せしめられている。

第１図及び第２図に示す実施例においてはさら
にもう一個の検出器チツプ３５が取付けられ、こ
れは検出器チツプ２５の感熱抵抗体２９及びその
ボンデイングパツド３２，３３を含む一部の構造
としてチツプ化される。検出器チツプ３５は流体
自体の温度を変化に対する補償を行うためのもの
であり、この検出器チツプ３５の感熱抵抗体と検
出器チツプ２５の感熱抵抗体２９とは公知のブリ
ツジ回路に接続されることができる。

第３図に示される検出器チツプ２５，３５は前
述の支持体３に支持される。この際に、検出器チ
ツプ２５のボンデイングパツドと支持体３のリー
ド膜を付着させた先端面とが対応する位置におか
れ、即ち、７と３０、７ａと３２、８と３１、８
ａと３３がそれぞれ対応する。検出器チツプ３５
についても同様である。このようにして対応する
位置におかれたボンデイングパツドとリード膜と
は金属同志なので加熱により接合されることがで
き、これにより検出器チツプ２５，３５が支持体
３に支持されるとともに各検出器チツプ２５，３
５の各抵抗体２８，２９等が容易に外部電気装置
に電気的に接続されることができる。

第５図に示す実施例においては、セラミツクで
作られた支持体３に発熱用抵抗体２８及び感熱抵
抗素子２９を付着形成した検出器チツプ２５が支
持され、支持体３′に温度補償用抵抗体３６を付
着形成した検出器チツプ３５が支持される。支持
体３と検出器チツプ２５並びに支持体３′と検出
器チツプ３５とは第１図から第４図に説明したの
と同様にそれぞれに形成した薄膜状導電金属（図
示せず）により相互に固着され且つ電気接続を行
うようになつている。この実施例においては、検
出器チツプ２５，３５の導電リード薄膜は前述の
ボンデイングパツド３０〜３２がさらに基材裏面
側まで折返して延長された形体になる。支持体
３，３′は流通管１に横断方向に取付けられ、支
持体３，３′により挟まれて流通路が狭ばめられ
ている。その結果、検出器チツプ２５，３５のあ
る領域において流速が増大し、さらに鋭敏な流量
検出が可能になる。

考案の効果 以上説明したように、本考案によれば発熱用抵
抗素子と感熱抵抗素子をシリコン等の熱伝導性の
良い基材上に付着せしめて形成された検出器チツ
プをセラミツク等の断熱材からなる支持体に支持
させることにより、発熱用抵抗素子の熱が支持体
から外部に逃げることを防止し、よつて発熱用抵
抗素子の温度を感熱用抵抗素子にできるだけ正確
に反映させて流量検出精度を高めることができ
る。然もこのときに、検出器チツプと支持体との
支持及び電気接続が同時に行われ、別個に導電ワ
イヤを用いる場合に比べるとそのような導電ワイ
ヤによる流れの乱れや熱の逃げ等が少くなること
になる。そして、検出器チツプは非常に簡単に流
通管に取付けられることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案による感熱抵抗型流量検出装置
の横断面図、第２図は第１図の支持体の斜視図、
第３図は検出器チツプの平面図、第４図は第３図
の検出器チツプの拡大断面図、第５図は他の実施
例の断面図である。 １……流通管、３……支持体、４……アダプタ
ー、７，７ａ，８，８ａ，９，１０……導電膜付
着先端面、１２，１３，１４……薄膜状リード、
２５……検出器チツプ、２８……発熱用抵抗体、
２９……感熱抵抗体、３０，３１，３２，３３…
…ボンデイングパツド。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 発熱用抵抗素子と該発熱用抵抗素子からの熱を
   感じる感熱抵抗素子とを薄膜状に形成してそれぞ
   れの抵抗素子の各端部に導電性金属を付着せしめ
   てなる検出器チツプを、導電性金属を薄膜状に付
   着せしめてなるセラミツク支持体に前記検出器チ
   ツプの導電性金属を前記セラミツク支持体の導電
   性金属に接合せしめて支持するようにした感熱抵
   抗型流量検出装置。