JPH11118571A - 質量流量センサ - Google Patents

質量流量センサ

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JPH11118571A
JPH11118571A JP10229699A JP22969998A JPH11118571A JP H11118571 A JPH11118571 A JP H11118571A JP 10229699 A JP10229699 A JP 10229699A JP 22969998 A JP22969998 A JP 22969998A JP H11118571 A JPH11118571 A JP H11118571A
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JP
Japan
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mass flow
flow sensor
resistance
resistor
membrane
Prior art date
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JP10229699A
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English (en)
Inventor
Jiri Marek
マレク イリ
Wolfgang Dr Mueller
ミュラー ヴォルフガング
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Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
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Publication date
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01FMEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F1/00Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
    • G01F1/68Measuring 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
    • G01F1/684Structural arrangements; Mounting of elements, e.g. in relation to fluid flow
    • G01F1/6845Micromachined devices
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01FMEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F1/00Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
    • G01F1/68Measuring 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
    • G01F1/684Structural arrangements; Mounting of elements, e.g. in relation to fluid flow
    • G01F1/688Structural arrangements; Mounting of elements, e.g. in relation to fluid flow using a particular type of heating, cooling or sensing element
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01FMEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F25/00Testing or calibration of apparatus for measuring volume, volume flow or liquid level or for metering by volume
    • G01F25/10Testing or calibration of apparatus for measuring volume, volume flow or liquid level or for metering by volume of flowmeters

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 緊定領域における膜の破損を確実に検知す
る。 【解決手段】 薄い担体が強固な担体に結合されてい
る、前記薄い担体の緊定領域に、薄い担体の破損を検知
するための抵抗が設けられており、該破損検知のための
抵抗が、緊定領域に破損が生じた場合に中断されるよう
になっているようにした。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、薄い担体と、該薄
い担体に配置された抵抗素子とを備えた質量流量センサ
であって、前記薄い担体が、小さな熱伝導率を有してい
て且つ機械的に強固な厚い担体に固定されている形式の
ものに関する。
【0002】
【従来の技術】米国特許第488988号明細書に基づ
き、抵抗素子が配置された薄い担体を有する質量流量セ
ンサが既に公知である。前記の薄い担体は、機械的に強
固な厚い担体に固定されている。この薄い単体は、電気
的な膜として形成されており、この膜は、シリコンから
成る厚い担体に固定されている。この膜には複数の抵抗
素子が配置されているが、これらの抵抗素子の内のひと
つも、緊定領域における膜の破損を検知することができ
るようには、配置されていない。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、緊定
領域における膜の破損を確実に検知することである。
【0004】
【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に本発明では、薄い担体が強固な担体に結合されてい
る、前記薄い担体の緊定領域に、薄い担体の破損を検知
するための抵抗が設けられており、該破損検知のための
抵抗が、緊定領域に破損が生じた場合に中断されるよう
になっているようにした。
【0005】
【発明の効果】請求項1の特徴部に記載の本発明による
質量流量センサは、従来のものに比べて、薄い担体の緊
定領域における膜の破損を確実に検知することができる
という利点を有している。従って、このような形式の質
量流量センサは診断能力を有している、即ち、抵抗素子
が配置されている薄い担体が、機械的にまだ損傷されて
いないかを検出することができる。従ってこのような形
式のセンサは、安全基準が遵守される環境、例えば自動
車の吸気管においても使用できる。
【0006】請求項2以下に記載の構成手段により、請
求項1に記載の質量流量センサの有利な改良が可能とな
る。
【0007】機械的負荷の大きな領域に破損検知のため
の抵抗を配置することにより、破損が直ちに検知される
ということが保証される。それというのも、破損はこれ
らの箇所に最初に生ずるからである。このような形式の
破損検知のための抵抗は、縦長の緊定領域において、有
利には長手方向に対して直角に配置される。破損検知の
ための抵抗は、有利には抵抗素子と同じ材料から成る薄
膜抵抗として形成されると有利である。破損検知のため
の抵抗と抵抗素子とは、有利には同じ材料層からパター
ン化される。特に、機械的に強固な担体がシリコンから
形成されている場合は、薄い担体のために、酸化珪素、
窒化珪素、又はこの2つの材料の複合物が特に適してい
る。有利な一例としては、フレーム状の強固な担体の全
辺によって緊定されている方形の膜が挙げられる。その
場合、破損検知のための抵抗は、メアンダ状の抵抗とし
て縦側に形成されるか、又は方形の膜の三辺を包囲する
メアンダ状の抵抗として形成される。
【0008】
【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態を図
面につき詳しく説明する。
【0009】図1には、質量流量センサ1の平面図が示
されている。この質量流量センサ1は、単結晶シリコン
から成るフレーム2と、このフレーム内で緊定された誘
電性の膜3とを有している。この誘電性の膜3には、抵
抗素子4が配置されており、この抵抗素子4は、フレー
ム2に設けられた2つの接触領域6に導体路5を介して
接続されている。このような形式の配置は、米国特許第
488988号明細書に基づき既に公知の配置形式に相
応する。両接触領域6の間に電圧を印加することによ
り、導体路5を介して電流が抵抗素子4を通って導かれ
る。この電流は、抵抗素子4を加熱しひいては膜3をも
加熱する。この膜3は流過する空気量によって冷却さ
れ、しかもこの冷却は、抵抗素子4の抵抗を計測するこ
とによって検出することができる。前掲の米国特許第4
88988号明細書に記載されているように、やはり抵
抗素子として形成されている更に別の温度計測エレメン
トを、膜3に配置することができる。既に前掲の米国特
許第488988号明細書に説明されているように、製
造にあたっては、プレート状のシリコン基板に、有利に
は酸化珪素、窒化珪素、又はこの2つの材料の複合物か
ら成る薄層が被着される。次いで、誘電性の膜のための
この層において、抵抗素子4のための金属層が全面的に
析出させられる。次いでパターン化によって、抵抗素子
4が金属層から形成される。その後更に、別の被覆層を
被着することができる。
【0010】抵抗素子4の放熱量をわずかに保つために
は、誘電性の膜3は極めて薄く形成されていて、1マイ
クロメートルよりも下のオーダで形成されるのが一般的
である。これに対して、フレーム2は、機械的に比較的
強固である。薄い膜3は一般に、この膜3の膜厚さより
もはるかに大きな領域に亘って張設されている。膜3の
上面及び下面に圧力差が生じると、この膜3に強い機械
的負荷がかけられる可能性がある。この機械的負荷は、
膜3の亀裂又は破損を生ぜしめる恐れがある。このよう
な破損は、図示の膜3の方形形状においては一般に、機
械的に強固なフレーム2のすぐ近くで方形の膜3の縦縁
で生ぜしめられる。つまり、以下に緊定領域と呼ばれる
この領域において最大の機械的な応力が生じるので、亀
裂又は破損は優先的にまずこれらの箇所で形成される。
このような亀裂又は破損は、膜3を破壊するか、又は膜
3の放熱特性を変化させる。それというのも、膜3は破
損領域において、熱的に最早フレーム2に結合されてい
ないからである。従って、質量流量センサのためには、
破損又は亀裂が膜3に生じているかどうかを検出するこ
とが望ましい。このためには本発明によれば、緊定領
域、即ち最大の機械的な応力が生じる領域に、破損検知
のための複数の抵抗7が配置される。破損検知のための
抵抗7は、フレーム2に設けられた複数の接続領域9に
導体路8を介してそれぞれ接続されている。破損検知の
ための抵抗7は、実施例ではメアンダ状の抵抗7として
形成されている。これらの抵抗7は、縦長のストリップ
として形成されている緊定領域を、この緊定領域に対し
て直角な方向で複数回横断している。この場合、膜3の
短小な破損ですら確実に検知される。それというのも、
破損検知のための抵抗7の少なくとも1つのメアンダ区
分が中断されるからである。従って、各接続領域9間の
抵抗測定により抵抗の急激な上昇が認められ、この抵抗
上昇は、膜3に生じた破損の確実なサインである。
【0011】破損検知のための抵抗7が、抵抗素子4と
同じ材料から形成されると有利である。これにより得ら
れる利点は、抵抗素子4も破損検知のための抵抗7も同
一の層から形成できる点にある。更に、導体路8,5と
接続領域6,9とを同じ層から形成することも、勿論可
能である。
【0012】図3には、図1に示した質量流量センサの
横断面図が示されている。この図3に示した、フレーム
2と膜3と抵抗素子4と破損検知のための抵抗7との横
断面図から判るように、膜3とフレーム2との間の移行
領域には、それぞれ1つのシャープな縁部10が形成さ
れている。これらの縁部10は、切欠き効果を生ぜしめ
ひいては緊定領域における機械的な応力の発生を増大さ
せる。従って、膜3に機械的負荷がかけられた場合に
は、この負荷が点状の負荷でない限り又は膜3の任意の
箇所が弱化されている限り、通常亀裂又は破損が生じ、
この亀裂又は破損は優先的に前記のシャープな縁部10
付近に生じる。まさしくこれらの領域が、メアンダ状に
形成されている破損検知のための抵抗7によって何度も
横切られているので、膜3に亀裂又は破損が生じた場合
には、抵抗7のメアンダ区分が確実に機械的に中断さ
れ、この結果、抵抗7の電気抵抗が著しく増大せしめら
れるようになる。
【0013】本発明は勿論、誘電性の膜のためだけに使
用されるのではなく、一般的に、機械的に強固な担体に
比較的薄い担体が固定されている場合にも使用され得
る。その場合、破損の危険性のある領域は常に緊定領域
である。即ち、機械的に強固な担体が薄い担体に移行す
る領域である。破損検知のための適当な抵抗を配置する
ことにより、一般にこの領域における破損を検知するこ
とができる。
【0014】図2には、本発明の別の実施例が示されて
いる。図示の質量流量センサ1は、やはり単結晶シリコ
ンから成るフレーム2を有しており、このフレーム2に
は、誘電性の材料から成る膜3が緊定されている。この
膜3には、やはり抵抗素子4が配置されている。しか
し、図1に示した質量流量センサとは異なり、破損検知
のための抵抗7は2つではなく、ただ1つしか設けられ
ていない。しかしこの抵抗7は、ほぼ全緊定領域にわた
って延びている。即ちこの抵抗7は、膜3をほとんど完
全に、少なくとも3辺において包囲している。抵抗素子
4の接触接続のための導体路5が配置されている領域の
みが開放される。このような配置形式により、唯一の抵
抗を用いて膜3のほぼ全緊定領域の破損を検査すること
ができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による質量流量センサの第1実施例の平
面図である。
【図2】本発明による質量流量センサの第2実施例の平
面図である。
【図3】質量流量センサの横断面図である。
【符号の説明】
1 質量流量センサ、 2 フレーム、 3 膜、 4
抵抗素子、 5 導体路、 6 接続領域、 7 抵
抗、 8 導体路、 9 接続領域、 10シャープな
縁部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ヴォルフガング ミュラー ドイツ連邦共和国 シュツットガルト ゾ ンマーハルデン シュトラーセ 38アー

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 薄い担体(3)と、該薄い担体(3)に
    配置された抵抗素子(4)とを備えた質量流量センサ
    (1)であって、前記薄い担体(3)が、小さな熱伝導
    率を有していて且つ機械的に強固な厚い担体(2)に固
    定されている形式のものにおいて、 薄い担体(3)が強固な担体(2)に結合されている、
    前記薄い担体(3)の緊定領域に、薄い担体(3)の破
    損を検知するための抵抗(7)が設けられており、該破
    損検知のための抵抗が、緊定領域に破損が生じた場合に
    中断されるようになっていることを特徴とする、質量流
    量センサ。
  2. 【請求項2】 破損検知のための抵抗(7)が緊定領域
    において、薄い担体(3)に機械的負荷がかけられた場
    合に高い機械的な応力が発生せしめられる個所に配置さ
    れている、請求項1記載の質量流量センサ。
  3. 【請求項3】 緊定領域が縦長に形成されており、破損
    検知のための抵抗(7)の少なくとも一部分が、前記緊
    定領域の長手方向に対してほぼ直角に延びている、請求
    項1又は2記載の質量流量センサ。
  4. 【請求項4】 破損検知のための抵抗(7)が、薄膜抵
    抗として形成されている、請求項1から3までのいずれ
    か1項記載の質量流量センサ。
  5. 【請求項5】 抵抗素子(4)が、薄膜素子として形成
    されていて、破損検知のための抵抗(7)のための材料
    と同じ材料から成っている、請求項4記載の質量流量セ
    ンサ。
  6. 【請求項6】 薄い担体が、酸化珪素、窒化珪素又はこ
    の2つの材料の複合物から成る膜として形成されてお
    り、強固な担体がシリコンから形成されている、請求項
    1から5までのいずれか1項記載の質量流量センサ。
  7. 【請求項7】 前記膜が方形に形成されており、破損検
    知のための抵抗(7)がメアンダ状の抵抗として方形の
    前記膜の縦側に延びている、請求項6記載の質量流量セ
    ンサ。
  8. 【請求項8】 薄い担体(3)が、方形の膜として形成
    されており、抵抗(7)がメアンダ状の抵抗として、前
    記膜(3)の少なくとも3辺に形成されている、請求項
    6記載の質量流量センサ。
JP10229699A 1997-08-16 1998-08-14 質量流量センサ Abandoned JPH11118571A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

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DE19735666.4 1997-08-16
DE19735666A DE19735666A1 (de) 1997-08-16 1997-08-16 Massenflußsensor

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JPH11118571A true JPH11118571A (ja) 1999-04-30

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ID=7839248

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DE (1) DE19735666A1 (ja)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3433124B2 (ja) * 1998-12-15 2003-08-04 株式会社日立製作所 熱式空気流量センサ
DE10210335A1 (de) * 2002-03-08 2003-10-02 Bosch Gmbh Robert Membransensor
DE102012202035B4 (de) 2012-02-10 2014-05-28 Robert Bosch Gmbh Mikromechanisches Bauelement mit einer Membran
US9706322B2 (en) * 2015-03-26 2017-07-11 Honda Motor Co., Ltd. System and method for leak detection in an engine sound transportation passageway
GB2558008B (en) * 2016-12-20 2020-03-25 Cirrus Logic Int Semiconductor Ltd MEMS device

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01163673A (ja) * 1987-09-18 1989-06-27 Fujikura Ltd 半導体装置の破断検知構造
US4888988A (en) 1987-12-23 1989-12-26 Siemens-Bendix Automotive Electronics L.P. Silicon based mass airflow sensor and its fabrication method
US4951510A (en) * 1988-07-14 1990-08-28 University Of Hawaii Multidimensional force sensor
US5237867A (en) * 1990-06-29 1993-08-24 Siemens Automotive L.P. Thin-film air flow sensor using temperature-biasing resistive element
JPH04220529A (ja) * 1990-12-20 1992-08-11 Tokico Ltd 質量流量計
JP2666163B2 (ja) * 1991-12-04 1997-10-22 山武ハネウエル株式会社 流速センサの温度特性補正方法
JP2804874B2 (ja) * 1992-12-25 1998-09-30 三菱電機株式会社 半導体加速度検出装置
JPH07325105A (ja) * 1994-05-31 1995-12-12 Nippon Seiki Co Ltd 半導体センサ
DE19509555B4 (de) * 1995-03-16 2006-01-19 Robert Bosch Gmbh Durchflußsensor
JP3364115B2 (ja) * 1997-07-03 2003-01-08 三菱電機株式会社 感熱式流量検出素子

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Publication number Publication date
KR19990023590A (ko) 1999-03-25
DE19735666A1 (de) 1999-02-18
US6192749B1 (en) 2001-02-27

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