JPH0943018A - 質量流量センサ - Google Patents
質量流量センサInfo
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- JPH0943018A JPH0943018A JP8152573A JP15257396A JPH0943018A JP H0943018 A JPH0943018 A JP H0943018A JP 8152573 A JP8152573 A JP 8152573A JP 15257396 A JP15257396 A JP 15257396A JP H0943018 A JPH0943018 A JP H0943018A
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- G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
- G01F1/00—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
- G01F1/68—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using thermal effects
- G01F1/684—Structural arrangements; Mounting of elements, e.g. in relation to fluid flow
- G01F1/688—Structural arrangements; Mounting of elements, e.g. in relation to fluid flow using a particular type of heating, cooling or sensing element
- G01F1/69—Structural arrangements; Mounting of elements, e.g. in relation to fluid flow using a particular type of heating, cooling or sensing element of resistive type
- G01F1/692—Thin-film arrangements
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
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- G01F1/68—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using thermal effects
- G01F1/684—Structural arrangements; Mounting of elements, e.g. in relation to fluid flow
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- Fluid Mechanics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Measuring Volume Flow (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【解決手段】 単結晶の珪素より成るフレーム１と、該
フレーム内に張設されたダイヤフラム２とを備えた質量
流量センサであって、ダイヤフラム上に、金属層より形
成された加熱体３が配置されている形式のものにおい
て、ダイヤフラム２の縁部に、同様に金属層より形成さ
れた熱伝動部材２０が配置されており、該熱伝導部材
が、ダイヤフラム２から、単結晶の珪素より成るフレー
ム１まで延びている。 【効果】 熱伝導部材を加熱部材に対して特に正確に位
置決めすることができるという利点が得られた。
フレーム内に張設されたダイヤフラム２とを備えた質量
流量センサであって、ダイヤフラム上に、金属層より形
成された加熱体３が配置されている形式のものにおい
て、ダイヤフラム２の縁部に、同様に金属層より形成さ
れた熱伝動部材２０が配置されており、該熱伝導部材
が、ダイヤフラム２から、単結晶の珪素より成るフレー
ム１まで延びている。 【効果】 熱伝導部材を加熱部材に対して特に正確に位
置決めすることができるという利点が得られた。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、単結晶の珪素より
成るフレームと、該フレーム内に張設されたダイヤフラ
ムとを備えた質量流量センサ（マスフローセンサ）であ
って、ダイヤフラム上に、金属層より形成された加熱体
が配置されている形式のものに関する。
成るフレームと、該フレーム内に張設されたダイヤフラ
ムとを備えた質量流量センサ（マスフローセンサ）であ
って、ダイヤフラム上に、金属層より形成された加熱体
が配置されている形式のものに関する。
【０００２】
【従来の技術】ＵＳ４８８８９８８号明細書によれば、
単結晶の珪素より成るフレームを備え、該フレーム内に
誘導性の材料より成るダイヤフラムが張設されている質
量流量センサが公知である。ダイヤフラム上には１つの
加熱体と多数の温度測定部材とが配置されており、これ
らの温度測定部材は金属層より形成されている。ダイヤ
フラムの正確な同品質性を得るために、強くドーピング
されたエッチングによるフレームが設けられており、該
フレームによって、ダイヤフラムの外側寸法が規定され
る。エッチングによるフレームに対する加熱部材の位置
決めの精度は、金属層の写真平版による組織形成におけ
る位置決め精度に基づいている。
単結晶の珪素より成るフレームを備え、該フレーム内に
誘導性の材料より成るダイヤフラムが張設されている質
量流量センサが公知である。ダイヤフラム上には１つの
加熱体と多数の温度測定部材とが配置されており、これ
らの温度測定部材は金属層より形成されている。ダイヤ
フラムの正確な同品質性を得るために、強くドーピング
されたエッチングによるフレームが設けられており、該
フレームによって、ダイヤフラムの外側寸法が規定され
る。エッチングによるフレームに対する加熱部材の位置
決めの精度は、金属層の写真平版による組織形成におけ
る位置決め精度に基づいている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】そこで本発明の課題
は、冒頭に述べた形式の質量流量センサを改良して、加
熱部材を正確に位置決めすることができるようにするこ
とである。
は、冒頭に述べた形式の質量流量センサを改良して、加
熱部材を正確に位置決めすることができるようにするこ
とである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】この課題を解決した本発
明によれば、ダイヤフラムの縁部に、同様に金属層より
組織形成された熱伝動部材が配置されており、該熱伝導
部材が、ダイヤフラムから、単結晶の珪素より成るフレ
ームまで延びている。
明によれば、ダイヤフラムの縁部に、同様に金属層より
組織形成された熱伝動部材が配置されており、該熱伝導
部材が、ダイヤフラムから、単結晶の珪素より成るフレ
ームまで延びている。
【０００５】
【発明の効果】本発明によれば、熱伝導部材を加熱部材
に対して特に正確に位置決めすることができるという利
点が得られた。これによって、加熱部材からダイヤフラ
ムを通じての繰り返し可能な熱流が確実に得られる。ま
たセンサの左右対称構造が得られる。
に対して特に正確に位置決めすることができるという利
点が得られた。これによって、加熱部材からダイヤフラ
ムを通じての繰り返し可能な熱流が確実に得られる。ま
たセンサの左右対称構造が得られる。
【０００６】請求項２以下に記載した手段によって、請
求項１に記載した質量流量センサの有利な実施例及び改
良が可能である。特に簡単な構成によれば、ダイヤフラ
ムは、フレームの上面に亙って延びるダイヤフラム層か
ら形成される。この場合、開口を設けると有利である。
この開口によって、熱伝導部材がフレームの珪素に熱的
に直接接続される。これによって、珪素フレーム内への
熱伝導部材の熱流が改善される。白金は、金属層のため
に特に適した材料である。別の金属層によって、熱伝導
部材の熱伝導率が改善される。別の金属層が金属層の上
側又は下側に直接配置されていれば、特に良好な改善が
得られる。別の金属層を配置する別の可能性は、この別
の金属層が誘電層によって金属層から分離されていると
いう点にある。
求項１に記載した質量流量センサの有利な実施例及び改
良が可能である。特に簡単な構成によれば、ダイヤフラ
ムは、フレームの上面に亙って延びるダイヤフラム層か
ら形成される。この場合、開口を設けると有利である。
この開口によって、熱伝導部材がフレームの珪素に熱的
に直接接続される。これによって、珪素フレーム内への
熱伝導部材の熱流が改善される。白金は、金属層のため
に特に適した材料である。別の金属層によって、熱伝導
部材の熱伝導率が改善される。別の金属層が金属層の上
側又は下側に直接配置されていれば、特に良好な改善が
得られる。別の金属層を配置する別の可能性は、この別
の金属層が誘電層によって金属層から分離されていると
いう点にある。
【０００７】
【発明の実施の形態】次に本発明の実施の形態を図面に
示した実施例について説明する。
示した実施例について説明する。
【０００８】本発明による質量流量センサの、図１は平
面図、図２は横断面図を示す。質量流量センサは、単結
晶の珪素より成るフレーム１を有しており、該フレーム
１内にダイヤフラム２が張設されている。このダイヤフ
ラム２上に１つの加熱体３と２つの温度センサ４とが配
置されている。加熱体３と温度センサ４とは、プリント
基板５によって接触されていて、ボンドパッド６によっ
て外部の運転及び評価回路に接続可能である。ダイヤフ
ラム２の縁部領域内には条片状（ストリップ状）の熱伝
導部材２０が設けられていて、該熱伝導部材２０は、ダ
イヤフラム２と珪素より成るフレーム１とを覆ってい
る。
面図、図２は横断面図を示す。質量流量センサは、単結
晶の珪素より成るフレーム１を有しており、該フレーム
１内にダイヤフラム２が張設されている。このダイヤフ
ラム２上に１つの加熱体３と２つの温度センサ４とが配
置されている。加熱体３と温度センサ４とは、プリント
基板５によって接触されていて、ボンドパッド６によっ
て外部の運転及び評価回路に接続可能である。ダイヤフ
ラム２の縁部領域内には条片状（ストリップ状）の熱伝
導部材２０が設けられていて、該熱伝導部材２０は、ダ
イヤフラム２と珪素より成るフレーム１とを覆ってい
る。
【０００９】加熱体３によって、ダイヤフラム２は、周
囲温度を下回る温度に加熱される。矢印７０によって示
された媒体流特に空気流が、ダイヤフラム２の上側に沿
って流れると、この媒体流によってダイヤフラム２は冷
却される。ダイヤフラム２のこの冷却は、図示の実施例
では２つの温度センサ４によって評価され、この際に上
流側に配置された温度センサ４が、下流側に配置された
温度センサ４よりも強く冷却される。また選択的に、加
熱体３の抵抗を測定することによってダイヤフラムの冷
却を規定することも可能である。さらにまた、その他の
形状のすべての温度センサを個別で使用してもよい。加
熱体３は、流体によって貫流される抵抗体である。流体
の流れは加熱体３を加熱することによって生ぜしめられ
る。温度センサ４は同様に、抵抗が温度に基づいて変化
する材料より成る抵抗体である。加熱体３及び温度セン
サ４のために特に適した材料は白金である。白金は、特
に優れた化学的な耐久性及び、抵抗の高い温度依存性を
有している。しかしながらこのようなセンサのために別
の金属層を使用してもよい。
囲温度を下回る温度に加熱される。矢印７０によって示
された媒体流特に空気流が、ダイヤフラム２の上側に沿
って流れると、この媒体流によってダイヤフラム２は冷
却される。ダイヤフラム２のこの冷却は、図示の実施例
では２つの温度センサ４によって評価され、この際に上
流側に配置された温度センサ４が、下流側に配置された
温度センサ４よりも強く冷却される。また選択的に、加
熱体３の抵抗を測定することによってダイヤフラムの冷
却を規定することも可能である。さらにまた、その他の
形状のすべての温度センサを個別で使用してもよい。加
熱体３は、流体によって貫流される抵抗体である。流体
の流れは加熱体３を加熱することによって生ぜしめられ
る。温度センサ４は同様に、抵抗が温度に基づいて変化
する材料より成る抵抗体である。加熱体３及び温度セン
サ４のために特に適した材料は白金である。白金は、特
に優れた化学的な耐久性及び、抵抗の高い温度依存性を
有している。しかしながらこのようなセンサのために別
の金属層を使用してもよい。
【００１０】加熱体３及び温度センサ４の製造は、有利
には完全に平面的な金属層が析出(abscheiden)されるこ
とによって製造される。次いでこの完全に平面的な金属
層から、加熱体３及び温度センサ４が、写真平版及びエ
ッチングによって組織形成(herausstruktrieren)され
る。この時に同時に、プリント基板５及びボンドパッド
(Bondpad)６が形成される。ダイヤフラム２のためには
一般的にダイヤフラム層７が設けられており、このダイ
ヤフラム層７はまず珪素基板の表面を全面的に覆う。次
いで珪素基板に、裏側から切欠８がエッチングによって
形成される。この切欠８は裏側からダイヤフラム層７ま
で達している。この切欠８を取ってフレーム１も形成さ
れる。これによって珪素より成るフレーム１が形成さ
れ、このフレーム１の表面にはダイヤフラム層７が延び
ている。切欠８の形成は、任意の精度で行われる。従っ
て、ダイヤフラム層２の幾何学的な寸法若しくは、ダイ
ヤフラム２上の加熱体３の正確な位置は、ある程度ばら
つきがある。この場合に問題となるのは、質量流量セン
サの特性曲線つまりセンサ信号が、流れの機能として、
ダイヤフラム２の寸法によって影響されるということで
ある。このことは、加熱体３によって生ぜしめられた熱
の大部分が、流過する媒体によって冷却されるのではな
く、ダイヤフラム層７を介して若しくはセンサの上側面
に設けられた不動態層(Pssivierungsschicht)９を介し
て、珪素より成るフレーム１に向かって流れることによ
る。この割合は、ダイヤフラム２の幾何学的な寸法が変
化すると変わる。センサ信号の評価が温度センサ４によ
って行われると、センサ信号は、フレーム１に対する温
度センサ４の相対位置にも関連する。この場合、いずれ
かの形状において、２つの温度センサ４によって信号差
が形成される場合には妨げとなる。何故ならば、この場
合には、フレーム１に対する温度センサ４の非対称的な
配置が、センサの特性曲線の相応の非対称性において目
立つようになるからである。従って、センサの質的に高
価値の特性曲線を確実に得るために、熱の流れをダイヤ
フラム２によって正確に制御できるようにすることが望
ましい。
には完全に平面的な金属層が析出(abscheiden)されるこ
とによって製造される。次いでこの完全に平面的な金属
層から、加熱体３及び温度センサ４が、写真平版及びエ
ッチングによって組織形成(herausstruktrieren)され
る。この時に同時に、プリント基板５及びボンドパッド
(Bondpad)６が形成される。ダイヤフラム２のためには
一般的にダイヤフラム層７が設けられており、このダイ
ヤフラム層７はまず珪素基板の表面を全面的に覆う。次
いで珪素基板に、裏側から切欠８がエッチングによって
形成される。この切欠８は裏側からダイヤフラム層７ま
で達している。この切欠８を取ってフレーム１も形成さ
れる。これによって珪素より成るフレーム１が形成さ
れ、このフレーム１の表面にはダイヤフラム層７が延び
ている。切欠８の形成は、任意の精度で行われる。従っ
て、ダイヤフラム層２の幾何学的な寸法若しくは、ダイ
ヤフラム２上の加熱体３の正確な位置は、ある程度ばら
つきがある。この場合に問題となるのは、質量流量セン
サの特性曲線つまりセンサ信号が、流れの機能として、
ダイヤフラム２の寸法によって影響されるということで
ある。このことは、加熱体３によって生ぜしめられた熱
の大部分が、流過する媒体によって冷却されるのではな
く、ダイヤフラム層７を介して若しくはセンサの上側面
に設けられた不動態層(Pssivierungsschicht)９を介し
て、珪素より成るフレーム１に向かって流れることによ
る。この割合は、ダイヤフラム２の幾何学的な寸法が変
化すると変わる。センサ信号の評価が温度センサ４によ
って行われると、センサ信号は、フレーム１に対する温
度センサ４の相対位置にも関連する。この場合、いずれ
かの形状において、２つの温度センサ４によって信号差
が形成される場合には妨げとなる。何故ならば、この場
合には、フレーム１に対する温度センサ４の非対称的な
配置が、センサの特性曲線の相応の非対称性において目
立つようになるからである。従って、センサの質的に高
価値の特性曲線を確実に得るために、熱の流れをダイヤ
フラム２によって正確に制御できるようにすることが望
ましい。
【００１１】このために、ダイヤフラム２の縁部領域内
に熱伝導部材２０が設けられている。図１及び図２にス
トリップ状の熱伝導部材として構成された熱伝導部材２
０は、ダイヤフラム２及びフレーム１の縁部領域を覆っ
ている。熱伝導部材２０は、加熱体３及び温度センサ４
を製造するのと同様の製造段階で、金属層から写真平版
（photolithographisch)によってその組織が形成され
る。すべての組織は、各マスク(Mask)上に設けられてい
るので、温度センサ４若しくは加熱体３に対する加熱部
材２０の高い精度の相対位置が得られる。図２に示され
ているように、製造時に、切欠８に対する金属層の組織
を形成するためのマスクの所定の調整ずれが生じても、
ダイヤフラム内における熱導出のための条件は一定であ
る。これは、ダイヤフラム層７の熱伝導率が、熱伝導部
材２０の熱伝導率よりも低いからである。これは特に、
材料の選択による。ダイヤフラム層７のためには、１．
６若しくは１５kcal／mh℃の熱伝導率を有する珪素酸化
物及び珪素窒化物より成る薄い層が使用される。ダイヤ
フラム層７の典型的な厚さは１〜２μｍ、また金属層の
厚さは０．１〜０．３μｍ、フレーム１の厚さは数１０
０μｍである。従ってフレーム１の熱伝導率は、ダイヤ
フラム２若しくは金属層に対して任意の大きさである。
金属層の厚さは薄いにも拘わらず、ダイヤフラムに比較
して金属の熱伝導率が高いことによって良好な熱伝導率
が得られる。加熱体３若しくは温度センサ４に対する、
熱伝導部材２０の相対的な配置において得られる高い精
度によって、特性曲線の改善が得られる。この場合特
に、図１及び図２に示された加熱体が、センサを製造す
る際に付加的な費用を必要としないので有利である。
に熱伝導部材２０が設けられている。図１及び図２にス
トリップ状の熱伝導部材として構成された熱伝導部材２
０は、ダイヤフラム２及びフレーム１の縁部領域を覆っ
ている。熱伝導部材２０は、加熱体３及び温度センサ４
を製造するのと同様の製造段階で、金属層から写真平版
（photolithographisch)によってその組織が形成され
る。すべての組織は、各マスク(Mask)上に設けられてい
るので、温度センサ４若しくは加熱体３に対する加熱部
材２０の高い精度の相対位置が得られる。図２に示され
ているように、製造時に、切欠８に対する金属層の組織
を形成するためのマスクの所定の調整ずれが生じても、
ダイヤフラム内における熱導出のための条件は一定であ
る。これは、ダイヤフラム層７の熱伝導率が、熱伝導部
材２０の熱伝導率よりも低いからである。これは特に、
材料の選択による。ダイヤフラム層７のためには、１．
６若しくは１５kcal／mh℃の熱伝導率を有する珪素酸化
物及び珪素窒化物より成る薄い層が使用される。ダイヤ
フラム層７の典型的な厚さは１〜２μｍ、また金属層の
厚さは０．１〜０．３μｍ、フレーム１の厚さは数１０
０μｍである。従ってフレーム１の熱伝導率は、ダイヤ
フラム２若しくは金属層に対して任意の大きさである。
金属層の厚さは薄いにも拘わらず、ダイヤフラムに比較
して金属の熱伝導率が高いことによって良好な熱伝導率
が得られる。加熱体３若しくは温度センサ４に対する、
熱伝導部材２０の相対的な配置において得られる高い精
度によって、特性曲線の改善が得られる。この場合特
に、図１及び図２に示された加熱体が、センサを製造す
る際に付加的な費用を必要としないので有利である。
【００１２】センサの製造は、まず珪素基板からはじま
る。珪素より成る基板の表側に、珪素酸化物、珪素窒化
物又はこれと類似の材料より成るダイヤフラム７が析出
される。次いでダイヤフラム層７上に、全面的に金属層
が塗布される。この金属層から、写真平版及びエッチン
グによって加熱体３、温度センサ４、プリント基板５、
ボンドパッド及び熱伝導部材２０が組織形成される。プ
リント基板５とボンドパッド６とは別の材料から成って
いてもよい。プリント基板５とボンドパッド６とは、金
属層を形成する前又は後で、塗布され形成される。次い
で選択的に、センサの表面が、誘電的な保護層９によっ
て覆われる。別のプロセス段階において、切欠８が裏側
からエッチングによって形成される。これによってフレ
ーム１が得られ、ダイヤフラム２の寸法が確定される。
この際に、切欠８の絶対寸法若しくは、加熱体３に対す
る位置を固定することは困難である。
る。珪素より成る基板の表側に、珪素酸化物、珪素窒化
物又はこれと類似の材料より成るダイヤフラム７が析出
される。次いでダイヤフラム層７上に、全面的に金属層
が塗布される。この金属層から、写真平版及びエッチン
グによって加熱体３、温度センサ４、プリント基板５、
ボンドパッド及び熱伝導部材２０が組織形成される。プ
リント基板５とボンドパッド６とは別の材料から成って
いてもよい。プリント基板５とボンドパッド６とは、金
属層を形成する前又は後で、塗布され形成される。次い
で選択的に、センサの表面が、誘電的な保護層９によっ
て覆われる。別のプロセス段階において、切欠８が裏側
からエッチングによって形成される。これによってフレ
ーム１が得られ、ダイヤフラム２の寸法が確定される。
この際に、切欠８の絶対寸法若しくは、加熱体３に対す
る位置を固定することは困難である。
【００１３】図３には、センサの別の実施例が示されて
いる。このセンサの構成は、ほぼ図１及び図２に示した
ものに相当するので、同じ作用を有する部分は、同じ符
号を有している。しかしながらこの図３に示したセンサ
は、図１及び図２に示したセンサとは異なり、フレーム
１の珪素に直接接触する熱伝導部材２１が設けられてい
る。このために、ダイヤフラム層７にはフレーム１に開
口が設けられており、この開口内に、熱伝導部材２１の
金属層が珪素上に直接載っている。これらの開口は、熱
伝導部材２１若しくは加熱体３及び温度センサ４が組織
形成される金属層を析出される前に、製造される。熱伝
動部材２１と珪素との間には、熱伝導率の悪いダイヤフ
ラム層７が設けられているので、熱伝導部材２１の熱伝
導率は改善され、これによってセンサの特性曲線も改善
される。
いる。このセンサの構成は、ほぼ図１及び図２に示した
ものに相当するので、同じ作用を有する部分は、同じ符
号を有している。しかしながらこの図３に示したセンサ
は、図１及び図２に示したセンサとは異なり、フレーム
１の珪素に直接接触する熱伝導部材２１が設けられてい
る。このために、ダイヤフラム層７にはフレーム１に開
口が設けられており、この開口内に、熱伝導部材２１の
金属層が珪素上に直接載っている。これらの開口は、熱
伝導部材２１若しくは加熱体３及び温度センサ４が組織
形成される金属層を析出される前に、製造される。熱伝
動部材２１と珪素との間には、熱伝導率の悪いダイヤフ
ラム層７が設けられているので、熱伝導部材２１の熱伝
導率は改善され、これによってセンサの特性曲線も改善
される。
【００１４】図４には、熱伝導部材の別の構成の平面図
が示されている。簡略化のために、加熱体３及び、該加
熱体３を少なくとも３カ所で完全に取り囲むＵ字形の熱
伝導部材２２だけが示されている。プリント基板５が加
熱体３に近づけられる箇所だけに、熱伝導部材２２に隙
間が設けられている。
が示されている。簡略化のために、加熱体３及び、該加
熱体３を少なくとも３カ所で完全に取り囲むＵ字形の熱
伝導部材２２だけが示されている。プリント基板５が加
熱体３に近づけられる箇所だけに、熱伝導部材２２に隙
間が設けられている。
【００１５】図５〜図７には、別の実施例によるセンサ
の横断面図が示されている。これらのセンサは、単結晶
の珪素より成るそれぞれ１つのフレーム１を有してお
り、該フレーム１内に、ダイヤフラム層７より成るダイ
ヤフラム２が張設されている。さらにまた、それぞれ１
つの加熱体３と２つの温度センサ４とが設けられてい
る。図２に示した実施例と比較して、図５〜図７のセン
サは、熱伝導部材の構成だけが示されている。
の横断面図が示されている。これらのセンサは、単結晶
の珪素より成るそれぞれ１つのフレーム１を有してお
り、該フレーム１内に、ダイヤフラム層７より成るダイ
ヤフラム２が張設されている。さらにまた、それぞれ１
つの加熱体３と２つの温度センサ４とが設けられてい
る。図２に示した実施例と比較して、図５〜図７のセン
サは、熱伝導部材の構成だけが示されている。
【００１６】図５では、熱伝導部材２０上に別の金属層
３０が設けられている。この金属層３０は、熱伝導部材
２０を通って流れる熱流の一部を受容する。図６には、
熱伝導部材２０が不動態層９によって覆われていて、不
動態層９の上側で熱伝導部材２０の上には別の金属層３
０が設けられている。図７では、別の金属層３０が、ダ
イヤフラム層７のすぐ下側で熱伝導部材２０の下に配置
されている。
３０が設けられている。この金属層３０は、熱伝導部材
２０を通って流れる熱流の一部を受容する。図６には、
熱伝導部材２０が不動態層９によって覆われていて、不
動態層９の上側で熱伝導部材２０の上には別の金属層３
０が設けられている。図７では、別の金属層３０が、ダ
イヤフラム層７のすぐ下側で熱伝導部材２０の下に配置
されている。
【００１７】別の金属層３０は、熱伝導部材２０を通っ
て流れる熱流の一部を受容することができる部材を成し
ている。別の金属層３０が、熱伝導部材２０と同じ精度
で形成することができれば、この別の金属層３０は、同
じ程度で特性曲線を改善するために役立つ。しかしなが
ら別の金属層３０は、一般的に別個の製造段階で製造さ
れるので、この別の金属層３０の位置決め精度は一般に
低い。この別の金属層の製造精度が、切欠８を形成する
ことができる精度よりも高い限りにおいて、別の金属層
３０によって、センサの特性曲線の改善が得られる。一
般的に、製造段階において、いずれにしても、例えばプ
リント基板５、ボンドパッド６のために又はその他の理
由により、別の金属層を使用する必要がある場合には、
別の金属層が設けられる。
て流れる熱流の一部を受容することができる部材を成し
ている。別の金属層３０が、熱伝導部材２０と同じ精度
で形成することができれば、この別の金属層３０は、同
じ程度で特性曲線を改善するために役立つ。しかしなが
ら別の金属層３０は、一般的に別個の製造段階で製造さ
れるので、この別の金属層３０の位置決め精度は一般に
低い。この別の金属層の製造精度が、切欠８を形成する
ことができる精度よりも高い限りにおいて、別の金属層
３０によって、センサの特性曲線の改善が得られる。一
般的に、製造段階において、いずれにしても、例えばプ
リント基板５、ボンドパッド６のために又はその他の理
由により、別の金属層を使用する必要がある場合には、
別の金属層が設けられる。
【図１】本発明の１実施例によるセンサの平面図であ
る。
る。
【図２】図１に示したセンサの横断面図である。
【図３】別の実施例によるセンサの横断面図である。
【図４】別の実施例によるセンサの平面図である。
【図５】本発明の別の実施例によるセンサの横断面図で
ある。
ある。
【図６】本発明のさらに別の実施例によるセンサの横断
面図である。
面図である。
【図７】本発明のさらに別の実施例によるセンサの横断
面図である。
面図である。
１ フレーム、 ２ ダイヤフラム、 ３ 加熱体、
４ 温度センサ、 ５プリント基板、 ６ ボンドパッ
ド、 ７ ダイヤフラム層、 ８ 切欠、９ 不動態化
層、 ２０，２１，２２ 熱伝導部材、 ３０ 金属層
４ 温度センサ、 ５プリント基板、 ６ ボンドパッ
ド、 ７ ダイヤフラム層、 ８ 切欠、９ 不動態化
層、 ２０，２１，２２ 熱伝導部材、 ３０ 金属層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 デートレフ グリュン ドイツ連邦共和国 ロイトリンゲン ゴマ リンガー シュトラーセ 61 (72)発明者 ホルスト ミュンツェル ドイツ連邦共和国 ロイトリンゲン グル ーオバッハシュトラーセ 60 (72)発明者 ヘルムート バウマン ドイツ連邦共和国 ゴマリンゲン エンゲ ルハークシュトラーセ 16 (72)発明者 シュテッフェン シュミット ドイツ連邦共和国 ロイトリンゲン ヘッ ベルシュトラーセ 18 (72)発明者 アンドレアス ロック ドイツ連邦共和国 ロイトリンゲン レッ シングシュトラーセ 12
Claims (9)
- 【請求項１】 単結晶の珪素より成るフレーム（１）
と、該フレーム（１）内に張設されたダイヤフラム
（２）とを備えた質量流量センサであって、ダイヤフラ
ム（２）上に、金属層より形成された加熱体（３）が配
置されている形式のものにおいて、 ダイヤフラム（２）の縁部に、同様に金属層より組織形
成された熱伝動部材（２０，２１，２２）が配置されて
おり、該熱伝導部材が、ダイヤフラム（２）から、単結
晶の珪素より成るフレーム（１）まで延びていることを
特徴とする、質量流量センサ。 - 【請求項２】 ダイヤフラム（２）がダイヤフラム層
（７）より形成されていて、該ダイヤフラム層（７）が
フレーム（１）の上側にも延びている、請求項１記載の
質量流量センサ。 - 【請求項３】 ダイヤフラム層（７）がフレーム（１）
の領域内で開口を有しており、該開口を通して熱伝導部
材（２１）がフレーム（１）の珪素に直接接触してい
る、請求項２記載の質量流量センサ。 - 【請求項４】 金属層が白金より成っている、請求項１
から３までのいづれか１項記載の質量流量センサ。 - 【請求項５】 ダイヤフラムが珪素酸化物及び又は珪素
窒化物より成っている、請求項１から４までのいづれか
１項記載の質量流量センサ。 - 【請求項６】 熱伝導部材（２０，２１，２２）上に別
の金属層（３０）が設けられている、請求項１から５ま
でのいづれか１項記載の質量流量センサ。 - 【請求項７】 熱伝導部材（２０，２１，２２）上に、
誘電性の不動態化層と、その上に別の金属層（３０）と
が設けられている、請求項１から５までのいづれか１項
記載の質量流量センサ。 - 【請求項８】 熱伝導部材（２０，２１，２２）の下側
に別の金属層（３０）が設けられている、請求項１から
５までのいづれか１項記載の質量流量センサ。 - 【請求項９】 加熱体（３）のそれぞれの側でダイヤフ
ラムに温度センサ（４）が設けられており、該温度セン
サ（４）が同様に金属層より形成されている、請求項１
から８までのいづれか１項記載の質量流量センサ。
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|---|---|
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6470742B1 (en) | 1999-01-25 | 2002-10-29 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Flow sensor |
| US6845662B2 (en) | 2002-04-02 | 2005-01-25 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Thermosensitive flow rate detecting element and method for the manufacture thereof |
| WO2021006270A1 (ja) * | 2019-07-08 | 2021-01-14 | 株式会社デンソー | 熱式流量センサ |
Families Citing this family (42)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3333712B2 (ja) * | 1997-06-19 | 2002-10-15 | 三菱電機株式会社 | 流量検出素子およびそれを用いた流量センサ |
| CA2309152A1 (en) * | 1997-12-02 | 1999-06-10 | Allan L. Smith | Apparatus and method for simultaneous measurement of mass and heat flow changes |
| DE19808249A1 (de) * | 1998-02-27 | 1999-09-02 | Pierburg Ag | Meßelement und Verfahren zur Herstellung |
| US6032527A (en) * | 1998-07-01 | 2000-03-07 | Memsys, Inc. | Solid state microanemometer |
| US6184773B1 (en) | 1998-12-07 | 2001-02-06 | Honeywell Inc. | Rugged fluid flow and property microsensor |
| EP1092962A3 (de) * | 1999-09-30 | 2002-01-23 | Sensirion AG | Offset-Reduktion an Massenflusssensor |
| DE19951595A1 (de) * | 1999-10-27 | 2001-05-17 | Bosch Gmbh Robert | Massenflusssensor mit verbesserter Membranstabilität und einstellbarer Wärmeleitfähigkeit der Membran |
| EP1279008B1 (de) | 2000-05-04 | 2005-08-10 | Sensirion AG | Flusssensor für flüssigkeiten |
| DE10191688B4 (de) * | 2000-05-04 | 2010-09-16 | Sensirion Holding Ag | Sensorbaustein und ein Verfahren zu dessen Herstellung |
| US6502459B1 (en) | 2000-09-01 | 2003-01-07 | Honeywell International Inc. | Microsensor for measuring velocity and angular direction of an incoming air stream |
| DE10049903A1 (de) * | 2000-10-10 | 2002-05-08 | Bosch Gmbh Robert | Sensor |
| US6631638B2 (en) * | 2001-01-30 | 2003-10-14 | Rosemount Aerospace Inc. | Fluid flow sensor |
| DE10111840C2 (de) * | 2001-03-13 | 2003-06-05 | Bosch Gmbh Robert | Verfahren zur Vermeidung von Verschmutzungen auf einem Sensorchip und Verwendung eines Zusatzheizers auf einem Sensorchip |
| DE10118781B4 (de) * | 2001-04-18 | 2005-04-21 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren zur Vermeidung von Verschmutzungen auf einem Sensorchip und Verwendung einer Potentialfläche auf einem Sensorchip |
| DE10130379A1 (de) | 2001-06-23 | 2003-01-02 | Bosch Gmbh Robert | Mikromechanischer Massenflusssensor und Verfahren zu dessen Herstellung |
| US6508117B1 (en) | 2001-07-12 | 2003-01-21 | Delphi Technologies, Inc. | Thermally balanced mass air flow sensor |
| US6527835B1 (en) * | 2001-12-21 | 2003-03-04 | Sandia Corporation | Chemical preconcentrator with integral thermal flow sensor |
| DE10210335A1 (de) * | 2002-03-08 | 2003-10-02 | Bosch Gmbh Robert | Membransensor |
| EP1351039A1 (en) | 2002-04-03 | 2003-10-08 | Sensirion AG | Flow sensor and method for producing the same |
| US6708561B2 (en) | 2002-04-19 | 2004-03-23 | Visteon Global Technologies, Inc. | Fluid flow meter having an improved sampling channel |
| US7422724B1 (en) * | 2002-08-07 | 2008-09-09 | Sandia Corporation | Biological preconcentrator |
| US6826955B2 (en) * | 2002-09-20 | 2004-12-07 | Visteon Global Technologies, Inc. | Mass fluid flow sensor having an improved housing design |
| US6973825B2 (en) * | 2003-02-24 | 2005-12-13 | Visteon Global Technologies, Inc. | Hot-wire mass flow sensor with low-loss bypass passage |
| DE112004000854D2 (de) | 2003-03-11 | 2006-06-29 | Bosch Gmbh Robert | Membransensor |
| DE10352001A1 (de) | 2003-11-07 | 2005-06-09 | Robert Bosch Gmbh | Mikromechanisches Bauelement mit einer Membran und Verfahren zur Herstellung eines solchen Bauelements |
| CN1297802C (zh) * | 2004-02-12 | 2007-01-31 | 李韫言 | 一种全硅集成流量传感器及其制造方法 |
| DE102005029841B4 (de) * | 2004-07-28 | 2013-09-05 | Robert Bosch Gmbh | Mikromechanischer Drucksensor mit beheiztem Passivierungsmittel und Verfahren zu seiner Steuerung |
| US20070209433A1 (en) * | 2006-03-10 | 2007-09-13 | Honeywell International Inc. | Thermal mass gas flow sensor and method of forming same |
| DE602006019548D1 (de) * | 2006-03-31 | 2011-02-24 | Sensirion Holding Ag | Durchflusssensor mit Thermoelementen |
| DE102006053646B4 (de) * | 2006-11-14 | 2008-09-18 | Continental Automotive Gmbh | Strömungssensor |
| US7603898B2 (en) * | 2007-12-19 | 2009-10-20 | Honeywell International Inc. | MEMS structure for flow sensor |
| WO2009091703A1 (en) * | 2008-01-18 | 2009-07-23 | Waters Technologies Corporation | Thermal loop flow sensor |
| DE102008002579A1 (de) * | 2008-06-23 | 2009-12-24 | Robert Bosch Gmbh | Mikro-elektromechanisches Sensorelement |
| JP5683192B2 (ja) * | 2010-09-30 | 2015-03-11 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | 熱式流量センサ |
| EP2642289A1 (en) | 2012-03-20 | 2013-09-25 | Sensirion AG | Portable electronic device |
| US9772317B2 (en) | 2012-07-26 | 2017-09-26 | Sensirion Ag | Method for operating a portable electronic device |
| DE102012220098A1 (de) * | 2012-11-05 | 2014-05-08 | Robert Bosch Gmbh | Sensorvorrichtung zur Erfassung mindestens einer Strömungseigenschaft eines fluiden Mediums |
| DE102013215522A1 (de) * | 2013-08-07 | 2015-02-12 | Robert Bosch Gmbh | Sensorvorrichtung zur Bestimmung wenigstens eines Parameters eines durch einen Kanal strömenden fluiden Mediums |
| EP3037791A1 (en) * | 2014-12-22 | 2016-06-29 | Sensirion AG | Flow sensor |
| EP3421947B1 (en) | 2017-06-30 | 2019-08-07 | Sensirion AG | Operation method for flow sensor device |
| CN111050989B (zh) * | 2017-07-28 | 2022-05-27 | Abb瑞士股份有限公司 | 机器人化装配方法 |
| US10775217B1 (en) * | 2019-04-19 | 2020-09-15 | Honeywell International Inc. | Thermophile-based flow sensing device |
Family Cites Families (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2925975A1 (de) * | 1979-06-27 | 1981-01-15 | Siemens Ag | Mengendurchflussmesser |
| US4651564A (en) * | 1982-09-30 | 1987-03-24 | Honeywell Inc. | Semiconductor device |
| DE3504082A1 (de) * | 1985-02-07 | 1986-08-07 | Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart | Verfahren und vorrichtung zur messung der masse eines stroemenden mediums |
| US4888988A (en) * | 1987-12-23 | 1989-12-26 | Siemens-Bendix Automotive Electronics L.P. | Silicon based mass airflow sensor and its fabrication method |
| JP2784286B2 (ja) * | 1991-12-09 | 1998-08-06 | 三菱電機株式会社 | 半導体センサー装置の製造方法 |
| US5406841A (en) * | 1992-03-17 | 1995-04-18 | Ricoh Seiki Company, Ltd. | Flow sensor |
| US5369994A (en) * | 1992-07-21 | 1994-12-06 | Robert Bosch Gmbh | Flow sensor |
| DE4338890A1 (de) * | 1993-02-25 | 1994-09-01 | Bosch Gmbh Robert | Massenflußsensor |
| JPH0755523A (ja) * | 1993-08-20 | 1995-03-03 | Tokico Ltd | 流量センサ |
| JP3193872B2 (ja) * | 1996-06-25 | 2001-07-30 | 株式会社日立製作所 | 熱式空気流量計 |
-
1995
- 1995-07-29 DE DE19527861A patent/DE19527861B4/de not_active Expired - Lifetime
-
1996
- 1996-06-13 JP JP15257396A patent/JP3889831B2/ja not_active Expired - Lifetime
- 1996-07-26 KR KR1019960030526A patent/KR100515422B1/ko not_active IP Right Cessation
- 1996-07-29 US US08/700,745 patent/US5705745A/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6470742B1 (en) | 1999-01-25 | 2002-10-29 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Flow sensor |
| US6845662B2 (en) | 2002-04-02 | 2005-01-25 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Thermosensitive flow rate detecting element and method for the manufacture thereof |
| WO2021006270A1 (ja) * | 2019-07-08 | 2021-01-14 | 株式会社デンソー | 熱式流量センサ |
| JP2021012134A (ja) * | 2019-07-08 | 2021-02-04 | 株式会社デンソー | 熱式流量センサ |
| DE112020003259T5 (de) | 2019-07-08 | 2022-03-17 | Denso Corporation | Thermischer durchflusssensor |
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| Publication number | Publication date |
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