JPH116752A - 熱式空気流量センサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 空気流量計測において信号ノイズが少なく且
つコスト低減を図った熱式空気流量センサを提供する。 【解決手段】 熱式空気流量センサ１は、半導体基板に
形成した測温抵抗体３と該半導体基板に設けた空洞５上
に形成した発熱抵抗体４とを含む測定部位を有する半導
体センサ素子２と、測温抵抗体３の温度に対して所定の
温度だけ高くするよう発熱抵抗体４に加熱電流を流す制
御を実行し空気流量を表わす空気流量信号を得る制御回
路11と、該空気流量信号を外部に出力するターミナル10
ｃとを備え、半導体センサ素子２及び制御回路11を、タ
ーミナル10ｃを形成するターミナル素材にて空洞５を塞
ぎつつ支持したものであり、閉塞することによりセンサ
の信号ノイズが少なくなり、該閉塞体や支持体等を一体
化することによって部品点数が減り、コスト低減が図ら
れる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、熱式空気流量セン
サに係り、特に内燃機関の吸入空気量を測定するのに好
適な熱式空気流量センサに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より自動車などの内燃機関の電子制
御燃料噴射装置に設けられ吸入空気量を測定する空気流
量センサとして、熱式のものが質量空気量を直接検知で
きることから主流となってきている。この中で特に、半
導体マイクロマシニング技術により製造された空気流量
センサが、コストが低減でき且つ低電力で駆動すること
が出来ることから注目されてきた。

【０００３】このような従来の半導体基板を用いた熱式
空気流量センサの技術は、例えば、特開平７ー１７４５
９９号公報に開示されている。該公報における図１の
(Ｂ)に記載の従来の熱式空気流量センサの断面を図１３
に示した。図１３において、半導体センサ素子２は半導
体基板上に形成された発熱抵抗体３と測温抵抗体２４と
熱絶縁の為にダイヤフラム６を形成する空洞５とからな
っている。また、１０ｃが外部回路と接続するためのリ
ード(出力端子)、２２が半導体センサ素子２とリード１
０ｃを接続する金バンプ、７がモールド材、そして、２
３はモールド材のはみ出しを防止するダム樹脂膜であ
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来技術では、半導体センサ素子と外部回路と接続するた
めのリードをモールド成形する例が記載されているが、
半導体センサ素子の実装構造が被測定空気流の流れに十
分考慮されておらず、流量センサの空気流量の測定精度
が十分でなく、また、空気流量を計測する回路が外部回
路となっており半導体センサ素子と別構成になっている
ことから部品点数が増えコスト高である等の問題があっ
た。

【０００５】即ち、図１３に示す従来例では、被測定空
気流が半導体センサ素子２に平行に(図面に対して垂直
方向に)流れるが特に空洞５の部分において凹凸の形状
によって半導体センサ素子２の下面の空気流に乱流が発
生し、ダイヤフラム６上の発熱抵抗体３の温度揺らぎに
より信号ノイズが発生し、さらには、電波妨害に関して
考慮されていないのでこの点からも信号ノイズが大きく
なるという問題がある。また、空気流量を計測する回路
が外部回路となっており半導体センサ素子と別構成にな
っていることから部品点数が増えコスト高である等の問
題がある。従って、本発明の目的は、上記従来技術の課
題を解決し、信号ノイズが少なくさらにはコスト低減が
図られる熱式空気流量センサを提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成する熱式
空気流量センサは、半導体基板に形成した測温抵抗体と
該半導体基板に設けた空洞上に形成した発熱抵抗体とを
含む測定部位を有する半導体センサ素子と、前記測温抵
抗体の温度に対して所定の温度だけ高くするよう前記発
熱抵抗体に加熱電流を流す制御を実行し空気流量を表わ
す空気流量信号を得る制御回路と、該空気流量信号を外
部に出力するターミナルとを備え、前記半導体センサ素
子または前記制御回路のうちの少なくとも前記半導体セ
ンサ素子を、前記ターミナルを形成するターミナル素材
にて前記空洞を塞ぎつつ支持するものである。

【０００７】そして、前記ターミナル素材は、前記半導
体センサ素子の前記測定部位と前記ターミナルの出力端
子部位とに対応する当該ターミナル素材部位を除いて、
前記半導体センサ素子及び前記制御回路と共に、電気絶
縁材からなる絶縁体で一体被覆されていることが望まし
い。更に、前記絶縁体は、一体成形可能なるモールド材
であることが好ましい。

【０００８】本発明によれば、ターミナルを形成するタ
ーミナル素材にて空洞を塞ぎつつ半導体センサ素子を支
持することにより信号ノイズが少なくなり、そして、そ
のような閉塞体や支持体等を一体化することによって部
品点数が減りコスト低減が図られる。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面を参照して説明する。図１は、本発明による第
一の実施例の熱式空気流量センサを示す平面図である。
図２は、図１の熱式空気流量センサのＡ−Ａ’断面を示
す図である。図１，２において、熱式空気流量センサ１
は、半導体センサ素子２と、モールド材７と、制御回路
１１と、 同一素材から形成されるターミナル素材とし
てのリード１０(リードフレームとも呼称する)と、接続
ワイヤ１２とを含み構成される。

【００１０】そして、半導体センサ素子２は、シリコン
等の半導体基板の下面より異方性エッチングにより電気
絶縁膜からなるダイヤフラム６の境界面まで形成された
空洞５と、空洞５上 即ち ダイヤフラム６上に形成され
た発熱抵抗体４と、半導体基板の先端部に形成されて空
気温度を計測する為の測温抵抗体３と、各抵抗体と外部
回路等とを結ぶ配線接続端子９とを含み構成される。ま
た、制御回路１１は、測温抵抗体３の温度に対して所定
の温度だけ高くするように発熱抵抗体４に加熱電流を流
す制御を実行し空気流量を表わす空気流量信号を得るも
のである。

【００１１】一方、第一のリード１０ｆは、空洞５を半
導体基板の下面から塞ぎつつ半導体センサ素子２を支持
する位置決めとしてのリード１０ｅ(少なくとも片端面)
およびリード１０ｄ(両側面)を有するものである。即
ち、第一のリード１０ｆは、半導体センサ素子２の閉塞
体であり支持体である。また、第二のリード１０ａは、
半導体センサ素子２と制御回路１１の回路接続を中継す
るもの(即ち、接続体)であり、 第三のリード１０ｂ
は、 制御回路１１を支持するもの( 即ち、制御回路１
１の支持体)である。 そして、第四のリード１０ｃは、
制御回路１１からの空気流量信号を外部に出力するター
ミナル(即ち、接続体)である。更に、接続ワイヤ１２ａ
は半導体センサ素子２と第二のリード１０ａとを回路接
続し、接続ワイヤ１２ｂは第二のリード１０ａと制御回
路１１とを回路接続し、接続ワイヤ１２ｃは制御回路１
１と第四のリード１０ｃとを回路接続するものである。

【００１２】絶縁体としてのモールド材７は、エポキシ
樹脂等の一体成形可能である電気絶縁材からなり、空気
流を感知する発熱抵抗体４や測温抵抗体３などからなる
半導体センサ素子２の測定部位及び該測定部位に対面し
空洞を塞ぐターミナル素材部位と、出力端子部位として
の第四のリード１０ｃに該当するターミナル素材部位と
を除いて、半導体センサ素子２の測定部位を除く部分，
制御回路１１，リード10a,10b,10c,10fおよび接続ワイ
ヤ12a,12b,12cなどを、モールド成形にて一体に覆って
いる。

【００１３】ここで、半導体センサ素子２は、以下の様
にして得られる。まず、シリコン半導体基板上に電気絶
縁体からなるダイヤフラム６として二酸化ケイ素、窒化
ケイ素等を約０.５ミクロンの厚さで熱酸化あるいはＣ
ＶＤ等の方法で形成する。 更に、発熱抵抗体４および
測温抵抗体３として白金等の金属薄膜或いは多結晶ケイ
素(Ｓi)、 多結晶炭化ケイ素(ＳiＣ)等の半導体薄膜を
約０.１〜１ミクロンの厚さでスパッタ或いはＣＶＤ等
の方法で形成後、公知のホトリソグラフィ技術によりレ
ジストを所定の形状に形成した後、反応性イオンエッチ
ング等の方法により発熱抵抗体４および測温抵抗体３を
パターニングする。次に、配線接続端子９をアルミニー
ム、金等で形成した後、配線接続端子９以外の部分を保
護膜として電気絶縁体を先と同様に 約０.５ミクロンの
厚さに形成する。最後に、シリコン半導体基板の裏面よ
り二酸化ケイ素等をマスク材として、異方性エッチング
することにより空洞５を形成し、チップに切断すること
により半導体センサ素子２が得られる。

【００１４】次に、図３を参照し、本発明の実施例の動
作について説明する。図３は、本発明による一実施例の
電気回路を示す図である。半導体センサ素子２の各抵抗
体と制御回路１１を示した熱式空気流量センサ１の回路
図である。図において、１６は電源、１５は発熱抵抗体
４に加熱電流を流すためのトランジスタ、17a,17b,17c
は抵抗、 １４はＡ／Ｄ変換器等を含む入力回路とＤ／
Ａ変換器等を含む出力回路と演算処理等を行うＣＰＵ及
びメモリ回路とからなる演算回路であり、制御回路１１
は、図中の破線で囲まれた回路が集積された半導体集積
回路からなる。

【００１５】ここで、発熱抵抗体４、測温抵抗体３、
抵抗17a,17bよりなるブリッジ回路の中間端子Ｂ，Ｃの
電圧が演算回路１４に入力され、発熱抵抗体４の温度が
空気温度に対応する測温抵抗体３の温度よりある一定値
(例えばΔＴｈ＝１５０℃)高くなるよう各抵抗17a,17b
の値が設定され演算回路１４により制御される。 発熱
抵抗体４の温度が設定値より低い場合には、演算回路１
４の出力によりトランジスタ１６がオンし発熱抵抗体４
加熱電流が流れ、設定温度より高くなるとトランジスタ
１６がオフするように設定値に一定になるよう制御され
る。空気流が大きくなると発熱抵抗体４がより冷却され
ることから加熱電流が増大する原理により、発熱抵抗体
４に流す加熱電流値(抵抗１７ｂの電位Ｃに対応)から空
気流量(Ｑ)を計測する。

【００１６】本実施例では、半導体センサ素子２として
発熱抵抗体４及び測温抵抗体３のみで構成した直熱方式
を示したが、例えば発熱抵抗体と発熱抵抗体の上下流に
測温抵抗体を配置した温度差検知方式としても、また、
上下流に一対の発熱抵抗体を配置した空気流方向と流量
を検知するような構成にしてもかまわず、少なくとも発
熱抵抗体４と測温抵抗体３を備える構成であれば良い。
また、発熱抵抗体４、測温抵抗体３として多結晶ケイ素
(Ｓi)、多結晶炭化ケイ素(ＳiＣ)等の半導体薄膜の様に
抵抗−温度関数のリニアリテイが十分でない場合には、
予め半導体薄膜の抵抗ー温度関数および流量補正データ
を演算回路１４のメモリに記憶しておけば、演算回路１
４のＣＰＵにて演算処理することにより空気流量(Ｑ)の
高精度計測が可能となる。

【００１７】図４は、本発明による一実施例のセンサ実
装構造を示す断面図である。図１の熱式空気流量センサ
１を実装した熱式空気流量センサの実施例を断面で示し
ている。例えば、自動車等の内燃機関の吸気通路に実装
した熱式空気流量センサ１の実施例を示す断面図であ
る。 熱式空気流量センサ１は、 図のように、吸気通路
１８の内部にある副通路１９に半導体センサ素子２の発
熱抵抗体４と測温抵抗体３とは被測定空気流に晒される
様に配置される。測定された空気流量信号(Ｑ)は熱式空
気流量センサ１のリード１０ｃからエンジン制御回路に
送られる。

【００１８】次に、図１に示した本発明の第一の実施例
の熱式空気流量センサ１の組立工程について説明する。
図５は、第一の実施例の熱式空気流量センサの組立工程
を示す図である。図５(ａ)に示す工程では、ターミナル
素材からリードフレームとしてのリード１０(10a,10b,1
0c,10d,10e,10f)が形成される。 リード１０は、半導体
センサ素子２を支持し位置決めするために設けた位置決
め用の リード10e,10dを有する第一のリード１０ｆ、半
導体センサ素子２と制御回路１１の回路接続を中継する
ための第二のリード１０ａ、制御回路１１を支持するた
めの第三のリード１０ｂ、制御回路１１の出力信号を外
部に出力する為の第四のリード１０ｃとが外周フレーム
で一体化されている。

【００１９】位置決め用のリード10e,10dは、 平面上の
リード１０ｆがパターンニングまたは型抜きされた後に
型押しされて、半導体センサ素子２の片端面および両側
面を位置決めするように、図面に垂直方向に折曲げられ
て形成される。即ち、本発明による熱式空気流量センサ
の別の特徴は、半導体センサ素子を支持するための第一
のリード１０ｆは、半導体センサ素子を位置決めするた
めに少なくとも半導体センサ素子の片端面または両側面
に対面するように配置されている位置決め用のリード10
e,10dを有する点にある。

【００２０】図５(ａ)では、一個分の熱式空気流量セン
サ１のリード１０を示しているが、一枚の素材に複数個
のリード１０が繰り返し連接している構成にすれば、複
数個の熱式空気流量センサ１の一括自動化処理が可能に
なり、更に組立工程の生産性が向上し、熱式空気流量セ
ンサのコスト低減が図れる。

【００２１】図５(ｂ)に示す工程では、半導体センサ素
子２と制御回路１１が第一のリード１０ｆおよび第三の
リード１０ｂ上の所定の位置に配置され、半導体センサ
素子２と第二のリード１０ａとを回路接続する為の接続
ワイヤ１２ａ、第二のリード１０ａと制御回路１１を回
路接続する為の接続ワイヤ１２ｂ、制御回路１１と第四
のリード１０ｃを回路接続する為の接続ワイヤ１２ｃが
アルミまたは金等の線材でワイヤボンドされる。

【００２２】図５(ｃ)では、半導体センサ素子２の空気
流を感知する各抵抗体３，４などからなる測定部位と第
四のリード１０ｃの出力端子部位(外部接続部)を除い
て、半導体センサ素子２，制御回路１１，リード10f,10
a,10b,10c 及び接続ワイヤ12a,12b,12cなどが、エポキ
シ樹脂等のモールド材７によって、 所定の型を用いて
一体成形されて覆われる。そして最終的に、図５(ｄ)の
工程において、リード１０の外周フレーム部分が切除さ
れて、熱式空気流量センサ１が得られる。従って、一体
成形可能なるモールド材７が、一体にかつ成形加工で各
構成部品を覆うことによって、各構成部品がバラバラと
ならないようにしっかりと纏めることになる。換言すれ
ば、ターミナルを形成するターミナル素材を閉塞体や支
持体等に利用し、そして、モールド成形にて一体化する
ことによって、部品点数を減らしコスト低減に結び付け
るものであると言える。

【００２３】この様に構成された本発明の熱式空気流量
センサ１では、図１，２に示したように、半導体センサ
素子２のダイヤフラム６下の空洞５が リード10fによっ
て塞がれて空気流１３に直接晒されることがないので、
従来例のような空洞部位における乱流の発生は防止さ
れ、発熱抵抗体４の熱揺らぎが少なくなるので、出力信
号のノイズの低減が図られる。また、従来例では、制御
回路１１が熱式空気流量センサ１とは別構成になってい
たが、本発明では、制御回路１１を半導体センサ素子２
及びリード１０とモールド材７と共に一体成形したこと
により、部品点数が低減でき、組立工程の生産性が向上
することからコスト低減が可能となる。

【００２４】次に、図６は、本発明による第二の実施例
の熱式空気流量センサを示す断面図である。本発明の第
二の実施例の熱式空気流量センサ１の断面を示してい
る。図６に示した第二の実施例の第一の実施例と異なる
点は、ターミナル素材から形成されるリード１０ａから
１０ｆが絶縁基板８上に一体化されていることにある。
リード10a,10b,10c,10fを絶縁基板８上に一体化したこ
とにより、 リードの強度を増すことができる。また、
リード１０ｆが絶縁基板８の先端部において折曲げられ
て、 凹状のリード１０ｇ(リード10fの一部分)が形成さ
れたことにより半導体センサ素子２が４方向(図中の前
後左右方向)の側面で位置決めされるので、位置決め作
業が確実でかつ容易となる。即ち、本発明による熱式空
気流量センサの別の特徴は、 リード１０(10a,10b,10c,
10f)が絶縁基板８上にて一体化されていることにある。

【００２５】図７は、第二の実施例の熱式空気流量セン
サの組立工程を示す図である。図７(ａ)，(ｂ)，(ｃ)に
は第二の実施例である熱式空気流量センサ１の組立工程
を示した。図７(ａ)に示す工程では、空洞５を塞ぎつつ
半導体センサ素子２を支持する第一のリード10f(含むリ
ード10e,10d,10g)と、 接続体のリード10aと、制御回路
11を支持する10bと、ターミナルとしての第四のリード1
0cとが、前述の様に絶縁基板８上に一体化されている。
絶縁基板８にはアルミナ等のハード材あるいは樹脂等に
よるフレキシブル材が用いられ、基板上のリード１０が
所定の形状にパターニングされた後、型整形一体化され
ている。図７(ｂ)，(ｃ)では、第一の実施例と同じ様
に、半導体センサ素子２と制御回路１１が所定の位置に
配置され、接続ワイヤ12a,12b,12cが接続された後、 モ
ールド材７により所定の型を用いて一体成形される。な
お、リード１０の外周フレームの削除工程の説明は省略
している。

【００２６】次に、図８は、本発明による第三の実施例
の熱式空気流量センサを示す断面図である。 図９は、
第三の実施例の熱式空気流量センサの組立工程を示す図
である。図８に、本発明の第三の実施例である熱式空気
流量センサ１の断面を、図９(ａ)，(ｂ)，(ｃ)に組立工
程を示す。第三の実施例の図１，２に示した第一の実施
例と異なる点は、制御回路１１が、第一の実施例では半
導体集積回路からなる半導体チップであったのに対し
て、第三の実施例では絶縁基板２０と該基板上に配置さ
れた厚膜配線及び抵抗パターン、半導体集積回路からな
る半導体チップ、チップコンデンサ等の電気部品11a,11
b,11cからなっていること、 また、リード１０の第一の
リード１０ｆ(含むリード10e,10d,10g) 及び第四のリー
ド１０ｃを絶縁基板８上にて一体化しており、絶縁基板
８上の第一のリード１０ｆと第四のリード１０ｃ間に、
制御回路１１を固定していることである。

【００２７】図９(ａ)に示す工程で、ターミナル素材か
ら形成されて、空洞５を塞ぎつつ半導体センサ素子２を
支持する第一のリード10f(含むリード10e,10d,10g)およ
びターミナルとしての第四のリード10cが、絶縁基板８
上にて一体化される。 図９(ｂ)，(ｃ)では、絶縁
基板８上のリード１０ｆとリード１０ｃ間に、絶縁基板
２０と、該基板上に配置された厚膜配線,抵抗パターン,
半導体集積回路からなる半導体チップ,チップコンデン
サ等の電気部品11a,11b,11cなどからなる制御回路とが
配置された後に接続ワイヤ12a,12bが接続され、 モール
ド材７によって所定の型を用いて一体成形される。な
お、リード１０の外周フレームの削除工程の説明は省略
している。

【００２８】この様に構成された第三の実施例である熱
式空気流量センサ１では、制御回路が絶縁基板２０上に
厚膜配線、 抵抗パターン及び電気部品11a,11b,11cから
なることにより、 多種用途に適応する場合に電気部品1
1a,11b,11cを各々の用途に適したように交換することが
可能となり、フレキシビリテーが増すと共に、抵抗パタ
ーンを調整抵抗とすることにより抵抗トリミングによる
回路調整がより精密に出来るという利点がある。すなわ
ち、本発明による熱式空気流量センサの別の特徴は、制
御回路１１が、絶縁基板と該基板上に配置された厚膜配
線，抵抗パターンおよび半導体集積回路からなる半導体
チップとチップコンデンサ等の電気部品とからなること
にある。

【００２９】図１０は、本発明による第四の実施例の熱
式空気流量センサの組立工程を示す図である。 図１０
(ａ),(ｂ),(ｃ),(ｄ)に、本発明の第四の実施例である
熱式空気流量センサ１の組立工程を示す。 第四の実施
例は、図６,７に示した第二の実施例のリード１０(即
ち、リードフレーム)と同じ構成となっており、半導体
センサ素子２と制御回路１１とがリード１０の所定の位
置に配置されて、接続ワイヤ12a,12b,12cが接続され
る。 図１０(ｃ)では、被測定空気流を半導体センサ素
子２の空気流を感知する各抵抗体３,４に導入するため
の 副通路１９を形成するために所定の形状の副通路構
成部材１９ａが配置され、図１０(ｄ)では副通路構成部
材１９ａを含めてモールド材７により半導体センサ素子
２、制御回路１１およびリード１０が一体成形される。

【００３０】この様に構成された熱式空気流量センサ１
では、副通路構成部材１９ａを含めてモールド材７によ
り半導体センサ素子２、制御回路１１およびリード１０
が一体成形されることから、部品点数が低減でき組立工
程の生産性が向上することからコスト低減が可能とな
る。ここで、副通路構成部材１９ａは図１０(ｃ)では矩
形の断面になっているが、円形断面でも、空気流を収束
させる構造でも、Ｕ字形の折り返し構造の通路形状でも
任意の形状が可能である。即ち、本発明による熱式空気
流量センサの別の特徴は、被測定空気流に晒す為の副通
路構成部材１９ａを、半導体センサ素子２の空気流を感
知する各抵抗体３，４とそれに付随した第一のリード１
０ｆと共に、モールド材７のモールド成形時に一体に成
形することにある。

【００３１】図１１は、本発明による第五の実施例の熱
式空気流量センサを示す断面図である。図１２は、本発
明による第六の実施例の熱式空気流量センサを示す断面
図である。本発明の第五、第六の実施例である熱式空気
流量センサ１の断面を各々示す。第五、第六の実施例で
ある熱式空気流量センサ１は、更に電波妨害等の電磁ノ
イズを低減し、信号対ノイズ比をより向上するものであ
る。エポキシ樹脂等のモールド材７単体では、絶縁材で
あり十分に外部からの電磁ノイズからシールドすること
が難しく、特に自動車等の空気流量センサに適用する場
合の様に過酷な環境では問題となる。そこで、シールド
体をモールド材７で一体成形して保持するものである。
一体成形が可能であるから作業性や強度上から有効であ
る。即ち、本発明による熱式空気流量センサの別の特徴
は、絶縁体としてのモールド材７が、 制御回路11を電
磁シールドするシールド体としての導電体リード10hま
たは導電体21を包含している所にある。

【００３２】図１１の第五の実施例では、制御回路１１
および配線接続部の電波妨害を防止するための電磁シー
ルドとして、半導体センサ素子２、制御回路１１および
配線接続部の下部に導電体リード１０ｈを配置し、モー
ルド成形時に一体成形している。導電体リード１０ｈ
は、絶縁基板８の下層として制御回路１１および配線接
続部を十分に覆うように配置され、最終的には図示して
ない端子を経由してアースされ、且つ、半導体センサ素
子２の支持体としても機能している。この様に構成する
ことにより、半導体センサ素子２、制御回路１１および
配線接続部が、導電体リード１０ｈによって下部が接近
して覆われることから、外部から電磁シールドされて、
信号対ノイズ比が向上する。

【００３３】図１２の第六の実施例では、電磁シールド
として導電体２１が制御回路１１および配線接続部の上
部に配置され、モールド成形時に一体成形している。こ
の様な構成においても図１１の第五の実施例と同様に、
制御回路１１および配線接続部が、導電体２１によって
上部が接近して覆われることから、外部から電磁シール
ドされて信号対ノイズ比が向上する。

【００３４】前記第五，第六の実施例では、制御回路１
１および配線接続部を導電体リード１０ｈと導電体２１
によって上部と下部において電磁シールドする構成であ
ったが、当然のことながら上下部両方を電磁シールドす
る構成としても、効果に変わりがない。また、上記の導
電体リード１０ｈ、導電体２１の様な電磁シールドする
構成に対して、制御回路１１内に電磁ノイズを低減する
フィルター回路を内臓するように構成すれば、更に信号
対ノイズ比が向上する。

【００３５】

【発明の効果】本発明によれば、 (1)半導体基板上に電
気絶縁膜を介して少なくも発熱抵抗体４、測温抵抗体３
および配線接続端子９を形成した半導体センサ素子２
と、測温抵抗体３の温度に対して所定の温度高く発熱抵
抗体４に加熱電流を流し空気流量を計測する制御回路１
１と、計測された空気流量信号を外部に出力する為のリ
ード１０からなり、前記半導体センサ素子２の空気流を
感知する抵抗体部３，４と前記リード１０の外部接続部
を除き、少なくとも半導体センサ素子２、制御回路１１
およびリード１０をモールド成形にて覆ったことによ
り、 (2)また、前記リード１０を、少なくとも前記半導
体センサ素子を支持し位置決めするために少なくとも半
導体センサ素子の片端面および両側面に対面する様に位
置決め用のリード１０ｅ，１０ｄが配置された第一のリ
ード１０ｆと出力信号を外部に出力する為の第四のリー
ド１０ｃから構成し、前記制御回路１１を、半導体集積
回路からなる半導体チップ或いは絶縁基板と該基板上に
配置された厚膜配線および抵抗パターン、半導体集積回
路からなる半導体チップ、チップコンデンサ等の電気部
品から構成し、 (3)更に、被測定空気流導くための副通
路１９ａと前記制御回路上部或いは下部に配置された電
磁シールド用導電体１０ｈ，２１或いは制御回路内に電
波妨害を防止するためのフィルター回路を内臓し前記モ
ールド成形時に一体成形したことにより、従来例では問
題になった空洞５が第一のリード１０ｆにより覆われ空
気流の乱れが発生せずまた電磁シールド１０ｈ，２１を
付加したことにより信号ノイズが少なく、且つ制御回路
が一体化されたことにより部品点数が減り、コスト低減
が図られた熱式空気流量センサが提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による第一の実施例の熱式空気流量セン
サを示す平面図である。

【図２】図１の熱式空気流量センサのＡ−Ａ’断面を示
す図である。

【図３】本発明による一実施例の電気回路を示す図であ
る。

【図４】本発明による一実施例のセンサ実装構造を示す
断面図である。

【図５】第一の実施例の熱式空気流量センサの組立工程
を示す図である。

【図６】本発明による第二の実施例の熱式空気流量セン
サを示す断面図である。

【図７】第二の実施例の熱式空気流量センサの組立工程
を示す図である。

【図８】本発明による第三の実施例の熱式空気流量セン
サを示す断面図である。

【図９】第三の実施例の熱式空気流量センサの組立工程
を示す図である。

【図１０】本発明による第四の実施例の熱式空気流量セ
ンサの組立工程を示す図である。

【図１１】本発明による第五の実施例の熱式空気流量セ
ンサを示す断面図である。

【図１２】本発明による第六の実施例の熱式空気流量セ
ンサを示す断面図である。

【図１３】従来例の熱式空気流量センサを示す断面図で
ある。

【符号の説明】

１…熱式空気流量センサ、２…半導体センサ素子、３,
２４…測温抵抗体、４…発熱抵抗体、５…空洞、６…ダ
イヤフラム、７…モールド材、８,２０…絶縁基板、９
…配線接続端子、10,10a,10b,10c,10d,10e,10f,10g…リ
ード、10h…導電体リード、11…制御回路、11a,11b,11c
…電気部品、12,12a,12b,12c…接続ワイヤ、１３…空気
流、１４…演算回路、１５…トランジスタ、１６…電
源、17a,17b,17c…抵抗、１８…吸気通路、１９…副通
路、19a…副通路構成部材、２１…導電体、２２…金バ
ンプ、２３…ダム樹脂膜。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】半導体基板に形成した測温抵抗体と該半導
   体基板に設けた空洞上に形成した発熱抵抗体とを含む測
   定部位を有する半導体センサ素子と、前記測温抵抗体の
   温度に対して所定の温度だけ高くするよう前記発熱抵抗
   体に加熱電流を流す制御を実行し空気流量を表わす空気
   流量信号を得る制御回路と、該空気流量信号を外部に出
   力するターミナルとを備え、前記半導体センサ素子また
   は前記制御回路のうちの少なくとも前記半導体センサ素
   子を、前記ターミナルを形成するターミナル素材にて前
   記空洞を塞ぎつつ支持したことを特徴とする熱式空気流
   量センサ。
2. 【請求項２】請求項１において、前記ターミナル素材
   は、前記半導体センサ素子の前記測定部位と前記ターミ
   ナルの出力端子部位とに対応する当該ターミナル素材部
   位を除いて、前記半導体センサ素子及び前記制御回路と
   共に、電気絶縁材からなる絶縁体で一体被覆されている
   ことを特徴とする熱式空気流量センサ。
3. 【請求項３】請求項２において、前記絶縁体は、一体成
   形可能なるモールド材であることを特徴とする熱式空気
   流量センサ。
4. 【請求項４】請求項２において、前記絶縁体は、前記制
   御回路を電磁シールドするシールド体を包含しているこ
   とを特徴とする熱式空気流量センサ。