JPH10185641A - センサ、センサ素子支持基板及び基板体 - Google Patents

センサ、センサ素子支持基板及び基板体

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JPH10185641A
JPH10185641A JP8350270A JP35027096A JPH10185641A JP H10185641 A JPH10185641 A JP H10185641A JP 8350270 A JP8350270 A JP 8350270A JP 35027096 A JP35027096 A JP 35027096A JP H10185641 A JPH10185641 A JP H10185641A
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JP
Japan
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sensor element
sensor
groove
element supporting
supporting substrate
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Pending
Application number
JP8350270A
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English (en)
Inventor
Norihiro Konda
徳大 根田
Kenichi Nakamura
健一 中村
Toshihiko Nimura
俊彦 丹村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Omron Corp
Tokyo Gas Co Ltd
Original Assignee
Omron Corp
Tokyo Gas Co Ltd
Omron Tateisi Electronics Co
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Publication date
Application filed by Omron Corp, Tokyo Gas Co Ltd, Omron Tateisi Electronics Co filed Critical Omron Corp
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Publication of JPH10185641A publication Critical patent/JPH10185641A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 安価に大量生産することができ、どのような
形状の物体へマウントしても、センサ素子の窪みの周囲
への開放が妨げられないような、センサ、センサ素子支
持基板及び基板体を実現する。 【解決手段】 センサ素子支持基板2に側面の切欠きに
つながる溝21又は貫通孔23を形成し、その上にセン
サ素子1をマウントしセンサとする。分割して複数のセ
ンサ素子支持基板2となる基板体2Aに、複数のセンサ
素子支持基板にわたって直線状に伸びるパターンとして
凹部21Aを形成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、流量、温度、濃度
を測定するため等に使用されるセンサ及びセンサ素子支
持基板であって、センサ素子がセンサ素子支持基板側に
開口部をもつ窪みを有するものに関する。
【0002】
【従来の技術】流量、温度、濃度を測定するため等に、
半導体微細加工技術を使用して大量生産されるセンサ、
例えば、半導体フローセンサ、温度センサ、ガスセンサ
等が用いられている。
【0003】これらのセンサは、センサ素子、センサ素
子支持基板、付属回路から構成される。センサ素子は、
薄膜成膜技術、エッチング技術を用いてシリコン基板等
の上に大量に製作された後、個々のセンサ素子に分割さ
れて使用される。その際、シリコン基板等の厚さは通常
1mm以下なので、切り分けられた状態では各センサ素
子は十分な強度を持たず、また、大きさが小さいため、
引き出し配線を各センサ素子の電極に直接接続すること
は困難である。このため、各センサ素子は、十分な強度
を持ち、引き出し配線接続用電極を有するセンサ素子支
持基板にマウントされ、センサ素子の電極とセンサ素子
支持基板の電極とは金属線で接続された状態で使用され
ている。ある種のセンサ素子は、センサ素子支持基板側
に開口部を持つ窪みを有している。開口部がセンサ素子
支持基板によって塞がれ、窪みが閉空間になっている
と、温度によって閉空間内の気体の体積や圧力が変化
し、窪みの構造を変形させる要因となる。
【0004】図3は、従来例1のセンサ素子であって、
裏面からの異方性エッチングによって熱絶縁用の窪み1
3´を製作したダイヤフラムタイプの熱式フローセンサ
のセンサ素子1´で、ダイヤフラム11´とヒータ12
´等からなっている。センサ素子1´は、センサ素子支
持基板2´の上にマウントされる。窪み13´は一部を
周囲へ開放する必要がある。なぜならば、開放しておか
ないと、ヒータ加熱時に、図4に示すように、内部の気
体が膨張してダイヤフラム11´の変形もしくは破損が
生じるからである。窪みを開放するために、図5に示す
従来例2のように、センサ素子1´のセンサ素子支持基
板2´に接する位置側の一部に開放用の溝14´を設け
る等の工夫が行われてきたが、センサの製造工程を複雑
にする一因になっていた。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】このように、従来の技
術では、いろいろな欠点が生じており、センサ素子の裏
面に開放用の溝を設ける場合では、センサの製造工程が
複雑になって歩留まりを下げる原因になっており、ま
た、センサ素子の強度が損なわれないよう溝の幅は広く
できず、このため、センサの使用環境によっては油分や
塵埃が溝に積って溝の閉塞に至ることがあった。
【0006】本発明の目的は、製造工程を複雑にするこ
となしに、塵埃環境で使用してもセンサ素子の窪みの周
囲への開放が妨げられないような、大量生産が容易であ
り、安価に製造することができるセンサ、センサ素子支
持基板及び基板体を実現することである。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明では、センサ素子支持基板と、その基板側に
開口部をもつ窪みを有しその基板上にマウントされるセ
ンサ素子等から構成されるセンサにおいて、センサ素子
支持基板に溝または貫通孔を形成し、その溝または貫通
孔の上にセンサ素子を窪みが周囲へ開放されるようにマ
ウントした。また、分割されて複数のセンサ素子支持基
板となる基板体に、側面の切欠きにつながる溝となる凹
部を分割前に形成することにより、大量生産性を向上さ
せた。
【0008】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を、図1、2
を用いて説明する。以下、本発明の一実施例をダイヤフ
ラムタイプの熱式フローセンサの場合を用いて説明する
が、本発明は、センサ素子支持基板側に開口部をもつ窪
みを有するような同様な構造をもつセンサ等(フローセ
ンサ、温度センサ、ガスセンサ、光源、電熱器等)にも
本実施例と全く同様に適用することができる。
【0009】図1a〜cは、本発明のダイヤフラムタイ
プの熱式フローセンサのセンサ素子とセンサ素子支持基
板を示している。図1aは、ダイヤフラムタイプの熱式
フローセンサの正面図、平面図及び側面図である。ダイ
ヤフラムタイプの熱式フローセンサは、熱式フローセン
サ素子1、センサ素子支持基板2、リード線3等からな
っている。熱式フローセンサ素子1は、ダイヤフラム1
1とヒータ12を有し、これらの裏側に窪み13が形成
されている。センサ素子支持基板2は、例えばガラス又
はガラスエポキシ又はセラミックを主素材としており、
側面に形成された切り欠き22に通じる溝21を有す
る。
【0010】図1a及びbには、センサ素子支持基板2
の側面に形成された切り欠き22に通じる溝21の位
置、方向が示されている。溝21の上には、窪みの開口
部が溝21を通じて周囲へ開放されるような位置にセン
サ素子がマウントされている。流れをダイヤフラムのセ
ンサ素子支持基板側に積極的に当ててセンサの感度や応
答速度を上げる必要がある場合、図1aの実施例のよう
に溝の方向を流れに平行にし、溝の一端を流れの入射方
向に設ける。塵埃による溝の閉塞を避ける必要がある場
合、図1bの実施例のように流れの入射方向に溝の端を
向けないようにする。
【0011】図1cの実施例では、センサ素子支持基板
に貫通孔23を形成している。即ち、流れにほぼ直角と
なるような開放路を有するタイプである。このタイプで
は、貫通孔の代わりに溝を設けても同様な効果が得られ
る。
【0012】溝の形成方法としては、切削法を用いると
大量生産が可能となるが、その他の方法も採用すること
ができる。また、貫通孔は、型抜き法などで作製するこ
とにより、大量生産が可能となる。
【0013】これらの実施例から明らかなように、本発
明によれば、センサ素子の裏面に開放用の溝を加工せず
にどのような形状の物体に取り付けてもセンサ素子のセ
ンサ素子支持基板側の窪みの周囲への開放が妨げられな
いようなセンサを実現することができる。また、ダイヤ
フラムの裏面に周囲の流体を積極的に接触させる構造に
することにより、熱式フローセンサ等の感度や応答速度
を上げることができる。
【0014】次に、基板体について説明する。図2a及
びbは、基板体2Aの説明図である。図2a及びbにお
いて、基板体2Aは、分割されて複数のセンサ素子支持
基板2となる。基板体2Aには、上面に凹部21A及び
側面に切欠き22Aが形成されている。上面に形成され
た凹部21Aは、基板体2Aが分割されて複数のセンサ
素子支持基板2となるとき、センサ素子支持基板2の側
面に形成された切欠き22に通じる溝21となる。基板
体2Aの側面に形成された切欠き22Aは、分割された
とき、周辺のセンサ素子支持基板2の側面に形成された
切欠き22となる。
【0015】図1a及びbに示したセンサ素子支持基板
を図2a及びbに示した基板体を分割して製造すること
により、センサ素子支持基板に設ける溝を一括して加工
することが可能になる。そのために凹部21Aは複数の
センサ支持基板にわたって直線状に伸びるパターンをな
して設けてあり、作業工程が最も単純になるよう設計し
てある。
【0016】このように、基板体2Aに、分割後にセン
サ素子支持基板2の側面の切欠きにつながる溝になる凹
部を複数のセンサ素子支持基板にわたって直線状に伸び
るパターンとして形成することにより、センサ素子支持
基板を安価に大量生産することができる。
【0017】
【発明の効果】以上のように、本発明により、どのよう
な形状の物体へマウントしても、塵埃環境で使用して
も、センサ素子の窪みの周囲への開放が妨げられないよ
うな、センサ、センサ素子支持基板及び基板体を製造工
程を複雑にすることなしに、実現することができる。ま
た、本発明によるセンサ素子支持基板は安価に大量生産
することができる。さらに、本発明によるフローセンサ
等では、ダイヤフラムの裏面に周囲の流体を接触させる
ことによって、センサ感度や応答速度を向上させること
ができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のダイヤフラムタイプの熱式フローセン
サの説明図。
【図2】本発明の基板体の説明図。
【図3】従来例1のセンサの説明図。
【図4】従来例1のセンサの変形の説明図。
【図5】従来例2のセンサの説明図。
【符号の説明】
1 センサ素子 11 ダイヤフラム 12 ヒータ 13 窪み 2 センサ素子支持基板 2A 基板体 21 溝 21A 凹部 22,22A 切欠き 23 貫通孔 3 リード線
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 丹村 俊彦 京都府京都市右京区花園土堂町10番地 オ ムロン株式会社内

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 センサ素子支持基板と、その上にマウン
    トされるセンサ素子支持基板側に開口部をもつ窪みを有
    するセンサ素子等からなるセンサにおいて、 センサ素子支持基板に溝又は貫通孔が形成されており、
    その溝又は貫通孔の上に窪みが閉空間とならないように
    センサ素子がマウントされていることを特徴とするセン
    サ。
  2. 【請求項2】 センサ素子が電熱器を有することを特徴
    とする請求項1記載のセンサ。
  3. 【請求項3】 センサ素子がフローセンサ又は温度セン
    サ又はガスセンサ又は光源であることを特徴とする請求
    項1記載のセンサ。
  4. 【請求項4】 センサ素子がマウントされる位置に、セ
    ンサ素子支持基板の側面の切欠きにつながる溝が形成さ
    れているセンサ素子支持基板。
  5. 【請求項5】 分割されて複数のセンサ素子支持基板と
    なる基板体において、センサ素子支持基板の側面の切欠
    きにつながる溝となる凹部が複数のセンサ素子支持基板
    にわたって直線状に伸びるパターンをなすことを特徴と
    する基板体。
JP8350270A 1996-12-27 1996-12-27 センサ、センサ素子支持基板及び基板体 Pending JPH10185641A (ja)

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