JPH0763585A

JPH0763585A - 環境センサ

Info

Publication number: JPH0763585A
Application number: JP23417293A
Authority: JP
Inventors: Ichiro Ishiyama; 一郎石山; Tatsuya Nishida; 達也西田; Masaki Kato; 雅記嘉藤; Minoru Matsuda; 稔松田
Original assignee: Hokuriku Electric Industry Co Ltd
Current assignee: Hokuriku Electric Industry Co Ltd
Priority date: 1993-08-26
Filing date: 1993-08-26
Publication date: 1995-03-10

Abstract

(57)【要約】【目的】外形が小さく簡単な構成であり、検知感度が
高く、製造時の歩留まりも良く、コストも安価なものに
する。【構成】気流や輻射熱等の環境情報を測定するセンサ
部１０が形成されたセンサチップ基板１２と、センサチ
ップ基板１２が取り付けられそのセンサチップ基板１２
から出力される信号が入力するセンサ回路が形成された
回路基板１４を有する。回路基板１４に透孔部１６を形
成し、この透孔部１６内にセンサチップ基板１２のセン
サ部１０が位置するようにそのセンサチップ基板１２を
回路基板１４に固定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、気流を検知する気流
センサや、輻射熱を検知する輻射センサ等の環境状態を
検知する環境センサに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えば、気流を検知する気流セン
サは、特開平４−１１３２７２号公報及び図７、図８に
に示すように、発熱抵抗体が形成された抵抗体基板１
と、測温抵抗体が形成された抵抗体基板２とを各々別体
に形成し、互いに一定間隔離して熱的に絶縁された状態
で回路基板３の周縁部にこれらの基端部を固定してい
た。従って、回路基板３から突出したこれらの抵抗体基
板１、２を保護するために、図８に示すように、抵抗体
基板１、２の周囲を通風可能に囲むようにして、ケース
４が形成されていた。そして、この基板１、２の抵抗体
部分を通過する気流の風速により、発熱抵抗体の抵抗値
が低下し、他方の測温抵抗体の抵抗値との比較によりそ
の時の風速を検知するものである。また、気流センサの
他の例として、同一基板上に発熱抵抗体と測温抵抗体を
形成し、互いに分離する代わりに発熱抵抗体が形成され
た部分の基板裏面のみを数μｍの熱絶縁膜を残してエッ
チングして、上記両抵抗体を互いに熱的に絶縁し、気流
温度に対する感度を上げているものもある。

【０００３】また、輻射熱を検知する輻射センサにおい
ては、図９〜図１１に示すように、の基板５の表面を熱
酸化して数μｍの熱絶縁膜６を形成し、この上に輻射熱
検知部７と温度補償抵抗部８とを形成し、これら輻射熱
検知部７と温度補償抵抗部８が形成された部分の基板５
の裏面側を、異方性エッチングにより、エッチングして
凹部９を形成し回路基板３に固定したものもある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の技術の前者
の気流センサは、気流を検知するための基板１、２が回
路基板３から突出しているため、寸法が大きくなり、作
業中に破損し易く、破損防止のため保護ケースを設ける
とさらに寸法が大きくなると言う問題があった。また、
センサ基板の裏面側をエッチングするものは、エッチン
グ後の基板の厚さが、数μｍ程度ときわめて薄く、破損
し易く、製造工程での歩留が悪いという問題があった。
さらに、異方性エッチングは、速度の遅いエチレンジア
ミン系のエッチング液を用いなければならず、エッチン
グの進行時間も同一基板上で異なり、ばらつきが大きい
という問題もあった。

【０００５】この発明は上記従来の技術の問題点に鑑み
て成されたもので、外形が小さく簡単な構成であり、検
知感度が高く、製造時の歩留まりも良く、コストも安価
な環境センサを提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この発明は、気流や輻射
熱等の環境情報を測定するセンサ部が形成されたセンサ
チップ基板と、上記センサチップ基板が取り付けられそ
のセンサチップ基板から出力される信号が入力するセン
サ回路が形成された回路基板を有し、上記回路基板に透
孔部を形成し、この透孔部内に上記センサチップ基板の
センサ部が位置するようにそのセンサチップ基板を上記
回路基板に固定した環境センサである。

【０００７】又この発明は、気流や輻射熱等の環境情報
を測定するセンサ部が形成されたセンサチップ基板と、
上記センサチップ基板が取り付けられそのセンサチップ
基板から出力される信号が入力するセンサ回路が形成さ
れた回路基板を有し、上記センサ部が形成されたセンサ
チップ基板を、ガラス、アルミナ、ジルコニア、テフロ
ン、又はポリイミドから成る薄い絶縁性基板により形成
し、このセンサチップ基板上の少なくとも一部のセンサ
部が上記回路基板の縁部から外方に位置するように上記
センサチップ基板を上記回路基板に固定した環境センサ
である。このガラス基板等の薄い基板のセンサチップ基
板は、上記回路基板に形成された透孔部の側縁部に固定
され、その透孔部内にセンサ部が位置するように回路基
板に設けられているものである。

【０００８】

【作用】この発明の環境センサは、センサチップ基板を
回路基板の透孔内に位置させることにより、センサチッ
プ基板が作業中に他の部材に引っ掛かったりすることが
なく、確実に保護がなされ、回路基板の外形も大きくな
らず、しかもセンサ部のセンサ素子間の熱的絶縁が確実
になされ、センサ感度も良いものである。また、センサ
チップ基板を薄いガラス基板等にすることにより、セン
サ部の各センサ素子間の熱的絶縁が確実に図られ、１チ
ップでセンサチップ基板を形成することができるもので
ある。

【０００９】

【実施例】この発明の実施例について図面に基づいて説
明する。図１はこの発明の第一実施例を示すもので、発
熱抵抗体と測温抵抗体のセンサ素子が形成されたセンサ
部１０が互いに熱的に絶縁された状態で表面に形成され
たセンサチップ基板１２を有し、このセンサチップ基板
１２が、回路基板１４に固定されている。センサチップ
基板１２は、シリコン又はガラス等の薄板からなるもの
である。回路基板１４には、センサチップ基板１２から
出力される信号が入力するセンサ回路が形成され、回路
基板１４の中央に、透孔部１６が形成されている。そし
て、この透孔部１６内に、センサチップ基板１２のセン
サ部１０が突出するように、センサチップ基板１２の基
端部１２ａが回路基板１４の透孔部１６の周縁部１８に
接着剤等でを固定されている。センサ部１０のセンサ素
子は、図示しない金線によりワイヤボンディングされ、
回路基板１４の各回路に接続されている。

【００１０】この実施例の環境センサは、センサチップ
基板１２が、回路基板１４の透孔部１６内に突出するよ
うに設けられ、センサ部１０が気流の通過し易い位置に
配置され、しかも周囲が回路基板１４に囲まれた状態
であるので、センサチップ基板１２を特別に保護するケ
ース等がなくても、作業中等にセンサチップ基板１２に
他の部材が触れることがない。しかも、透孔部１６を気
流が通過し、センサ部１４に確実に気流が当たり、感度
良く気流の検知が可能なものである。

【００１１】次にこの発明の環境センサの第二実施例に
ついて、図２に基づいて説明する。ここで、上述の第一
実施例と同様の部材は同一の符号を付して説明を省略す
る。この実施例は、図２に示すように、厚さ０．１ｍｍ
程度の薄いホウケイ酸ガラス板や、厚さ０．２ｍｍ程度
の熱可塑性ポリイミド樹脂フィルムからなるセンサチッ
プ基板２２の表面に、センサ素子である発熱抵抗体２４
と測温抵抗体２６が形成されたセンサ部１０が設けられ
ている。センサチップ基板２２は、回路基板１４の一側
縁部２８から発熱抵抗体２４が形成された部分が突出す
るように、回路基板１４に接着剤等により固定されてい
る。

【００１２】この実施例の環境センサは、きわめて薄い
ガラス基板のセンサチップ基板２２上にセンサ部１０を
形成しているので、発熱抵抗体２４と測温抵抗体２６と
の間の熱的絶縁が確実になされ、しかも、一枚の基板上
にこれらのセンサ素子が形成されているので、外形寸法
が小さいものである。しかも、従来の技術のようなエッ
チング工程がなく製造工程が簡単であり、歩留も良いも
のである。

【００１３】次にこの発明の環境センサの第三実施例に
ついて、図３、図４に基づいて説明する。ここで、上述
の実施例と同様の部材は同一の符号を付して説明を省略
する。この実施例は、輻射熱を検知する輻射センサにつ
いてのもので、図３（Ａ）、（Ｂ）に示すように、厚さ
０．１ｍｍ程度の薄いガラス板からなるセンサチップ基
板２２の表面に、センサ素子である輻射感知部３４と温
度補償部３６とが形成されたセンサ部１０が設けられて
いる。センサチップ基板２２は、回路基板１４の一側縁
部２８から内側に凹状に形成された透孔部３８に跨がる
ように設けられ、輻射感知部３４と温度補償部３６とが
形成された部分がこの透孔部３８内に位置して固定され
ている。

【００１４】この実施例の環境センサは、図４に示すよ
うに、従来の技術によるシリコン基板をエッチングして
得られるセンサチップ基板の出力に対して、この実施例
の薄いガラス基板によるセンサチップ基板２２の出力の
比を、ガラス基板の厚さを横軸にとって表したグラフで
ある。このグラフに示すように、センサチップ基板２２
の厚さを約１００μｍ以下にすることにより、センサチ
ップ基板から得られる出力は、従来のものとほぼ変わら
ない値になるものである。しかも、エッチング工程がか
くなり、製造工数及びコストが大幅に削減され、歩留も
大きく向上するものである。

【００１５】次にこの発明の環境センサの第四実施例に
ついて、図５、図６に基づいて説明する。ここで、上述
の実施例と同様の部材は同一の符号を付して説明を省略
する。この実施例は、輻射熱を検知する輻射センサにつ
いてのもので、図５に示すように、厚さ０．１ｍｍ程度
の薄いガラス板からなるセンサチップ基板２２の表面
に、センサ素子である輻射感知部３４と温度補償部３６
とが形成されたセンサ部１０が設けられている。センサ
チップ基板２２は、回路基板１４内の所定箇所に形成さ
れた透孔部４８内に突出するように設けられている。そ
して、センサチップ基板２２の輻射感知部３４と温度補
償部３６とが、この透孔４８内に位置しているものであ
る。

【００１６】この実施例の環境センサも上記実施例と同
様に、センサチップ基板２２の製造が容易であり、しか
も、小型化が可能であり、歩留も良いものである。

【００１７】この発明の環境センサは、上記実施例に限
定されるものではなく、センサチップ基板の種類は、ガ
ラス、アルミナ、ジルコニア等の無機材料基板又は、テ
フロンやポリイミドフィルム等の有機材料基板であって
も良く、熱伝導が悪く、熱容量料の小さい材料であっ
て、薄膜蒸着に耐え得るものであれば良い。又、この環
境センサの用途は、湿度センサ等抵抗値の変化を介して
種々の環境データを検知するものに適用可能なものであ
る。さらに、センサチップ基板の取り付け構造は、セン
サチップ基板の一端部を回路基板の側縁部に固定する
他、センサチップ基板の２辺ないし４辺を回路基板の透
孔部等の側縁に固定しても良いものである。また、セン
サチップ基板を回路基板の側縁部に嵌合させて固定して
も良く、この嵌合時に電気的接続がなされるようにして
も良い。

【００１８】

【発明の効果】この発明の環境センサは、回路基板に透
孔部を形成し、この透孔部内にセンサチップ基板のセン
サ部が位置するようにしたので、センサチップ基板の保
護と装置の小型を図ることができ、製造工程での歩留が
向上し、製造工数及びコストの削減を可能とするもので
ある。

【００１９】またこの発明は、センサ部が形成されたセ
ンサチップ基板を、薄いガラス基板等により形成したの
で、製造工程が簡なものとなり、歩留が良く、工数及び
時間も削減されるものである。さらに、センサチップ基
板上の少なくとも一部のセンサ部が上記回路基板側縁か
ら突出して位置するように上記センサチップ基板を上記
回路基板に固定したので、センサ部の各センサ素子の熱
絶縁も確実に可能となり、検知感度も良好なものであ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第一実施例の環境センサを示す正面
図である。

【図２】この発明の第二実施例の環境センサを示す斜視
図である。

【図３】この発明の第三実施例の環境センサを示す斜視
図（Ａ）と部分縦断面図（Ｂ）である。

【図４】この発明の第三実施例の環境センサと従来の環
境センサとの出力比を示すグラフである。

【図５】この発明の第四実施例の環境センサのセンサチ
ップ基板を示す斜視図である。

【図６】この発明の第四実施例の環境センサを示す斜視
図である。

【図７】この発明の従来の技術の環境センサを示す斜視
図である。

【図８】この発明の従来の技術の環境センサの使用状態
を示す斜視図である。

【図９】この発明の他の従来の技術の環境センサのセン
サチップ基板を示す斜視図である。

【図１０】この発明の他の従来の技術の環境センサのセ
ンサチップ基板の縦断面図である。

【図１１】この発明の他の従来の技術の環境センサを示
す斜視図である。

【符号の説明】

１０センサ部１２，２２センサチップ基板１４回路基板１６，３８，４８透孔部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者松田稔富山県上新川郡大沢野町下大久保3158番地北陸電気工業株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】環境情報を測定するセンサ部が形成され
たセンサチップ基板と、上記センサチップ基板が取り付
けられそのセンサチップ基板から出力される信号が入力
するセンサ回路が形成された回路基板を有した環境セン
サにおいて、上記回路基板に透孔部を形成し、この透孔
部内に上記センサチップ基板のセンサ部が位置するよう
にそのセンサチップ基板を上記回路基板に固定したこと
を特徴とする環境センサ。
【請求項２】環境情報を測定するセンサ部が形成され
たセンサチップ基板と、上記センサチップ基板が取り付
けられそのセンサチップ基板から出力される信号が入力
するセンサ回路が形成された回路基板を有した環境セン
サにおいて、上記センサ部が形成されたセンサチップ基
板を、薄い絶縁性基板により形成し、このセンサチップ
基板上の少なくとも一部のセンサ部が上記回路基板の縁
部から側方に突出するように上記センサチップ基板を上
記回路基板に固定したことを特徴とする環境センサ。
【請求項３】上記絶縁性基板をガラス、アルミナ、ジ
ルコニア、テフロン、又はポリイミドから成る薄い絶縁
性基板により形成し、上記回路基板に透孔部を形成し、
この透孔部の側縁部からその透孔部内に上記ガラス基板
のセンサ部が位置するように設けたことを特徴とする請
求項２記載の環境センサ。