JPWO2020110742A1 - 物理量測定装置 - Google Patents

Abstract

従来よりも熱式空気流量センサの測定精度を向上させつつ、熱式空気流量センサのダイアフラムの裏面側の空洞部の密封を防止することが可能な物理量測定装置を提供する。物理量測定装置２０は、熱式空気流量センサである流量センサ２０５が実装された実装面ｆ１を有するリードフレーム２０８ｆと、その実装面ｆ１と反対のリードフレーム２０８ｆの裏面ｆ２に配置された流路形成部材２０９と、を備える。通気流路２１０は、リードフレーム２０８ｆに設けられ、流量センサ２０５の空洞部２０５ｃに連通する第１貫通孔２１１と、リードフレーム２０８ｆに設けられ、実装面ｆ１に開口する第２貫通孔２１２と、リードフレーム２０８ｆと流路形成部材２０９との間に画定され、第１貫通孔２１１と第２貫通孔２１２を接続する接続流路２１３と、によって形成されている。

Description

本開示は、物理量測定装置に関する。

従来から熱式空気流量センサに係る発明が知られている（下記特許文献１を参照）。特許文献１に記載された発明は、検出精度の高い熱式空気流量センサを提供することを目的としている（同文献、第０００５段落等を参照）。この課題を解決するための手段として、特許文献１は、以下の構成を備えた熱式空気流量センサを開示している。

特許文献１の熱式空気流量センサは、半導体素子と、支持部材と、シート接着剤と、連通通路と、を有している。半導体素子は、ダイアフラムに形成される発熱抵抗体を有している。支持部材は、半導体素子を搭載する側の搭載面と、一方が搭載面のうちダイアフラムの裏面側に対応する領域に開口する孔と、を有している。シート接着剤は、半導体素子と支持部材とを接着し、孔を有している。連通通路は、支持部材に形成される孔と、シート接着剤に形成される孔とを用いて形成される（同文献、請求項１等を参照）。

この従来の熱式空気流量センサは、上記連通流路によってダイアフラムの裏面側の空洞部が密封されることを防止している。より具体的には、支持部材に設けられた溝とリードフレームとによって連通通路を形成し、その連通通路を介して支持部材の空洞領域の換気孔と半導体素子がない領域の換気孔とを連通させている（同文献、第００１７段落、図４等を参照）。また、リードフレームに溝を形成して、支持部材とリードフレームとで連通通路を構成する場合も同様の効果が得られる（同文献、第００１９段落等を参照）。

特開２０１５‐０２５８２２号公報

熱式空気流量センサを含む物理量測定装置では、さらなる測定精度の向上が要求されるとともに、上記従来の熱式空気流量センサの連通通路のように、熱式空気流量センサのダイアフラムの裏面側の空洞部の密封を防止する構成が必要になる。

本開示は、従来よりも熱式空気流量センサの測定精度を向上させつつ、熱式空気流量センサのダイアフラムの裏面側の空洞部の密封を防止することが可能な物理量測定装置を提供する。

本開示の一態様は、熱式空気流量センサと、該熱式空気流量センサのダイアフラムの裏面側の空洞部の密閉を防止する通気流路と、を備えた物理量測定装置であって、前記熱式空気流量センサが実装された実装面を有するリードフレームと、該リードフレームの前記実装面と反対の裏面に配置された流路形成部材と、を備え、前記通気流路は、前記リードフレームに設けられ前記空洞部に連通する第１貫通孔と、前記リードフレームに設けられ前記実装面に開口する第２貫通孔と、前記リードフレームと前記流路形成部材との間に画定され前記第１貫通孔と前記第２貫通孔を接続する接続流路と、によって形成されていることを特徴とする物理量測定装置である。

本開示の上記一態様によれば、従来よりも熱式空気流量センサの測定精度を向上させつつ、熱式空気流量センサのダイアフラムの裏面側の空洞部の密封を防止することが可能な物理量測定装置を提供することができる。

電子燃料噴射方式の内燃機関制御システムの一例を示すシステム図。 図１に示す内燃機関制御システムに使用される物理量測定装置の正面図。 図２に示す物理量測定装置のカバーを取り外した状態の正面図。 図３に示す物理量測定装置のチップパッケージの断面図。 図４に示すチップパッケージを封止する樹脂を省略した模式的な断面図。 図５に示すチップパッケージのリードフレームと流路形成部材の平面図。 図６に示すリードフレームと流路形成部材との間の接続流路の変形例１。 図６に示すリードフレームと流路形成部材との間の接続流路の変形例２。 図６に示すリードフレームと流路形成部材との間の接続流路の変形例３。 図６に示すリードフレームと流路形成部材との間の接続流路の変形例４。

以下、図面を参照して本開示に係る物理量測定装置の実施形態を説明する。

図１は、本開示の実施形態１に係る物理量測定装置２０を使用した電子燃料噴射方式の内燃機関制御システム１のシステム図である。

内燃機関制御システム１において、エンジンシリンダ１１とエンジンピストン１２を備える内燃機関１０の動作に基づき、吸入空気が被計測気体２としてエアクリーナ２１から吸入される。吸入空気は、主通路２２である吸気ボディと、スロットルボディ２３と、吸気マニホールド２４を介してエンジンシリンダ１１の燃焼室に導かれる。燃焼室に導かれる吸入空気である被計測気体２の物理量は、物理量測定装置２０で測定される。さらに、物理量測定装置２０で測定された物理量に基づいて、燃料噴射弁１４より燃料が供給され、吸入空気と共に混合気の状態で燃焼室に導かれる。

なお、本実施形態では、燃料噴射弁１４は内燃機関１０の吸気ポートに設けられ、吸気ポートに噴射された燃料が吸入空気に混合され、その燃料と吸入空気との混合気が、吸気弁１５を介して燃焼室に導かれ、燃焼して機械エネルギを発生する。燃焼室に導かれた混合気は、燃料と空気とが混合された状態であり、点火プラグ１３の火花着火によって爆発的に燃焼して機械エネルギを発生する。燃焼後の気体は排気弁１６から排気管に導かれ、排気ガス３として排気管から車外に排出される。

燃焼室に導かれる吸入空気である被計測気体２の流量は、アクセルペダルの操作に基づいてその開度が変化するスロットルバルブ２５により制御される。また、燃焼室に導かれる吸入空気の流量に基づいて燃料供給量が制御される。スロットルバルブ２５の開度を制御して燃焼室に導かれる吸入空気の流量を制御することにより、内燃機関１０が発生する機械エネルギを制御することができる。

物理量測定装置２０は、エアクリーナ２１を介して取り込まれて主通路２２を流れる吸入空気である被計測気体２の流量、温度、湿度、圧力などの物理量を測定する。物理量測定装置２０は、吸入空気の物理量に応じた電気信号を出力する。物理量測定装置２０の出力信号は制御装置４に入力される。

また、スロットルバルブ２５の開度を計測するスロットル角度センサ２６の出力が制御装置４に入力され、さらに内燃機関１０のエンジンピストン１２や吸気弁１５や排気弁１６の位置や状態、さらに内燃機関１０の回転速度を計測するために、回転角度センサ１７の出力が、制御装置４に入力される。排気ガス３の状態から燃料量と空気量との混合比の状態を計測するために、酸素センサ２８の出力が制御装置４に入力される。

制御装置４は、物理量測定装置２０の出力である吸入空気の物理量と、回転角度センサ１７の出力に基づき計測された内燃機関１０の回転速度とに基づいて、燃料噴射量や点火時期を演算する。これらの演算結果に基づいて、燃料噴射弁１４から供給される燃料量、また点火プラグ１３により点火される点火時期が制御される。燃料供給量や点火時期は、実際には、さらに物理量測定装置２０で測定される温度や、スロットル角度の変化状態、エンジン回転速度の変化状態、酸素センサ２８で計測された空燃比の状態に基づいて、きめ細かく制御されている。制御装置４は、さらに内燃機関１０のアイドル運転状態において、スロットルバルブ２５をバイパスする空気量をアイドルエアコントロールバルブ２７により制御し、アイドル運転状態での内燃機関１０の回転速度を制御する。

内燃機関１０の主要な制御量である燃料供給量や点火時期はいずれも物理量測定装置２０の出力を主パラメータとして演算される。したがって、物理量測定装置２０の測定精度の向上や、経時変化の抑制、信頼性の向上が、車両の制御精度の向上や信頼性の確保に関して重要である。特に近年、車両の省燃費に関する要望が非常に高く、また排気ガス浄化に関する要望が非常に高い。これらの要望に応えるには、物理量測定装置２０により測定される被計測気体２である吸入空気の物理量の測定精度の向上が極めて重要である。また、物理量測定装置２０が高い信頼性を維持していることも大切である。

物理量測定装置２０が搭載される車両は、温度や湿度の変化が大きい環境で使用される。物理量測定装置２０は、その使用環境における温度や湿度の変化への対応や、塵埃や汚染物質などへの対応も、考慮されていることが望ましい。また、物理量測定装置２０は、内燃機関１０からの発熱の影響を受ける吸気管に装着される。このため、内燃機関１０の発熱が主通路２２である吸気管を介して物理量測定装置２０に伝わる。物理量測定装置２０は、被計測気体と熱伝達を行うことにより被計測気体の流量を測定するので、外部からの熱の影響をできるだけ抑制することが重要である。

車両に搭載される物理量測定装置２０は、以下で説明するように、単に発明が解決しようとする課題の欄に記載された課題を解決し、発明の効果の欄に記載された効果を奏するだけではない。以下で説明するように、物理量測定装置２０は、上述した様々な課題を十分に考慮し、製品として求められている様々な課題を解決し、種々の効果を奏している。
物理量測定装置２０が解決する具体的な課題や奏する具体的な効果は、以下の実施形態に関する記載の中で説明する。

図２は、図１に示す物理量測定装置２０の正面図である。図３は、図２に示す物理量測定装置２０のカバー２０２を取り外した状態の正面図である。なお、図３では、回路基板２０７を封止する封止材の図示を省略している。

物理量測定装置２０は、主通路２２の通路壁に設けられた取り付け孔から主通路２２の内部に挿入されて利用される。物理量測定装置２０は、ハウジング２０１と、ハウジング２０１に取り付けられるカバー２０２とを備えている。ハウジング２０１は、合成樹脂材料を射出成形することによって構成されており、カバー２０２は、たとえばアルミニウム合金などの導電性材料からなる板状部材によって構成されている。カバー２０２は、薄い板状に形成されて、広い平坦な冷却面を有している。

ハウジング２０１は、主通路２２である吸気ボディに固定されるフランジ２０１ｆと、フランジ２０１ｆから突出して外部機器との電気的な接続を行うために吸気ボディから外部に露出するコネクタ２０１ｃと、フランジ２０１ｆから主通路２２の中心に向かって突出するように延びる計測部２０１ｍを有している。

フランジ２０１ｆは、たとえば、所定の板厚からなる平面視略矩形状を有しており、角部に貫通孔を有している。フランジ２０１ｆは、たとえば、角部の貫通孔に固定ネジが挿通されて主通路２２のネジ穴に螺入されることにより、主通路２２に固定される。

コネクタ２０１ｃは、たとえば、その内部に４本の外部端子と、補正用端子とが設けられている。外部端子は、物理量測定装置２０の計測結果である流量や温度などの物理量を出力するための端子および物理量測定装置２０が動作するための直流電力を供給するための電源端子である。補正用端子は、生産された物理量測定装置２０の計測を行い、それぞれの物理量測定装置２０に関する補正値を求めて、物理量測定装置２０内部のメモリに補正値を記憶するのに使用する端子である。

計測部２０１ｍは、フランジ２０１ｆから主通路２２の中心方向に向かって延びる薄くて長い形状を成し、幅広な正面２２１と背面、および幅狭な一対の側面である上流端面２２３と下流端面２２４を有している。計測部２０１ｍは、たとえば、主通路２２に設けられた取り付け孔から内部に挿入され、フランジ２０１ｆを主通路２２に当接させてねじで主通路２２に固定することで、フランジ２０１ｆを介して主通路２２に固定される。

計測部２０１ｍは、物理量測定装置２０を主通路２２に取り付けた状態で、主通路２２の内壁から主通路２２の中心軸２２ａに向かって突出している。そして、正面２２１と背面が主通路２２の中心軸２２ａに沿って平行に配置され、計測部２０１ｍの幅狭な上流端面２２３と下流端面２２４のうち計測部２０１ｍの短手方向一方側の上流端面２２３が主通路２２の上流側を向くように配置され、計測部２０１ｍの短手方向他方側の下流端面２２４が主通路２２の下流側を向くように配置される。

計測部２０１ｍの正面２２１は、短手方向に沿って上流端面２２３から下流端面２２４まで平坦である。一方、計測部２０１ｍの背面は、下流端面２２４側の角部が面取りされており、かつ、短手方向中間位置から下流端面２２４まで移行するにしたがって正面に漸次接近する方向に傾斜している。これにより、計測部２０１ｍの断面形状は、いわゆる流線型になっている。したがって、主通路２２の上流から流れてきた被計測気体２を計測部２０１ｍの正面２２１および背面に沿って円滑に下流に導くことができ、被計測気体２に対する計測部２０１ｍの流体抵抗を小さくすることができる。

計測部２０１ｍは、突出方向の端部が段差状に形成されており、物理量測定装置２０を主通路２２に取り付けた状態で、主通路２２の上流側の下面２２６と、主通路２２の下流側の下面２２７とを有している。計測部２０１ｍは、上流側の下面２２６よりも下流側の下面２２７の方が突出方向に突出し、上流側の下面２２６と下流側の下面２２７との間を結ぶ段差面２２８が主通路２２の上流側を向くように配置される。

また、計測部２０１ｍは、フランジ２０１ｆと反対側で上流側の下面２２６よりも突出した先端部２０１ｔの段差面２２８に、吸入空気などの被計測気体２の一部を計測部２０１ｍ内の副通路に取り込むための入口２３１が開口して設けられている。そして、計測部２０１ｍの先端部２０１ｔの下流端面２２４には、計測部２０１ｍ内の副通路に取り込んだ被計測気体２を主通路２２に戻すための第１出口２３２および第２出口２３３が開口して設けられている。

つまり、計測部２０１ｍは、主通路２２における被計測気体２の流れ方向の上流側に向けて配置される第１壁部としての上流端面２２３を有する。また、計測部２０１ｍは、第１壁部としての上流端面２２３よりも主通路２２における被計測気体２の流れ方向の下流側の位置において被計測気体２の流れ方向の上流側に向けて配置される第２壁部として先端部２０１ｔの段差面２２８を有する。この先端部２０１ｔの段差面２２８に、副通路の入口２３１が開口している。

物理量測定装置２０は、副通路の入口２３１が、フランジ２０１ｆから主通路２２の中心方向に向かって延びる計測部２０１ｍの先端部２０１ｔに設けられているので、主通路２２の内壁面近傍ではなく、内壁面から離れた中央部に近い部分の気体を副通路に取り込むことができる。このため、物理量測定装置２０は、主通路２２の内壁面から離れた部分の気体の流量を測定することができ、熱などの影響による計測精度の低下を抑制できる。

主通路２２の内壁面近傍では、主通路２２の温度の影響を受け易く、気体の本来の温度に対して被計測気体２の温度が異なる状態となり、主通路２２内の主気体の平均的な状態と異なることになる。特に主通路２２がエンジンの吸気ボディである場合は、エンジンからの熱の影響を受け、高温に維持されていることが多い。このため主通路２２の内壁面近傍の気体は、主通路２２の本来の気温に対して高いことが多く、計測精度を低下させる要因となる。また、主通路２２の内壁面近傍では流体抵抗が大きく、主通路２２の平均的な流速に比べ、流速が低くなる。このため、主通路２２の内壁面近傍の気体を被計測気体２として副通路に取り込むと、主通路２２の平均的な流速に対する流速の低下が計測誤差につながるおそれがある。

物理量測定装置２０は、フランジ２０１ｆから主通路２２の中央に向かって延びる薄くて長い計測部２０１ｍの先端部２０１ｔに入口２３１が設けられているので、主通路２２の内壁面近傍の流速低下に関係する計測誤差を低減できる。また、物理量測定装置２０は、フランジ２０１ｆから主通路２２の中央に向かって延びる計測部２０１ｍの先端部２０１ｔに入口２３１が設けられているだけでなく、副通路の第１出口２３２および第２出口２３３も計測部２０１ｍの先端部２０１ｔに設けられているので、さらに計測誤差を低減することができる。

物理量測定装置２０は、計測部２０１ｍが主通路２２の外壁から中央に向かう軸に沿って長く伸びる形状を成しているが、上流端面２２３および下流端面２２４の幅は、正面２２１の幅よりも狭く、計測部２０１ｍが板状の形状を成している。これにより、物理量測定装置２０は、被計測気体２に対しては流体抵抗を小さい値に抑えることができる。

計測部２０１ｍには、副通路２３４を形成するための副通路溝２５０と、回路基板２０７を収容するための回路室２３５が設けられている。回路室２３５と副通路溝２５０は、計測部２０１ｍの正面に凹設されており、計測部２０１ｍの短手方向一方側と他方側に分かれて配置されている。回路室２３５は、主通路２２における被計測気体２の流れ方向の上流側の位置に配置され、副通路２３４は、回路室２３５よりも主通路２２における被計測気体２の流れ方向の下流側の位置に配置される。なお、主通路２２における被計測気体２の流れ方向において、回路室２３５の上流側の壁部の上流側の面を、計測部２０１ｍの上流端面２２３とすることで省スペース化が可能となる。

副通路溝２５０は、カバー２０２との協働により副通路２３４を形成する。副通路２３４は、計測部２０１ｍの突出方向である計測部２０１ｍの長手方向に沿って延在して設けられている。副通路２３４を形成する副通路溝２５０は、第１副通路溝２５１と、第１副通路溝２５１の途中で分岐する第２副通路溝２５２とを有している。

第１副通路溝２５１は、計測部２０１ｍの先端部２０１ｔの段差面２２８に開口する入口２３１と、計測部２０１ｍの先端部２０１ｔの下流端面２２４に開口する第１出口２３２との間に亘って、計測部２０１ｍの短手方向に沿って延在するように形成されている。
入口２３１は、主通路２２における被計測気体２の流れ方向の上流側を向くように開口されている。第１副通路溝２５１は、カバー２０２との間に、入口２３１から主通路２２の中心軸２２ａに沿って延びて第１出口２３２に至る第１副通路２３４ａを形成する。

第１副通路２３４ａは、主通路２２内を流れる被計測気体２を入口２３１から取り込み、その取り込んだ被計測気体２を第１出口２３２から主通路２２に戻す。第１副通路２３４ａは、入口２３１から主通路２２内における被計測気体２の流れ方向に沿って延在し、第１出口２３２に接続されている。第１副通路２３４ａは、入口２３１と第１出口２３２との間に分岐部２３６を有している。

分岐部２３６は、主通路２２の中心軸２２ａに沿って延びる第１副通路２３４ａにおいて、順流時の被計測気体２の上流側で入口２３１の近傍に設けられている。ここで、被計測気体２は、順流時に、図１に示すように、エアクリーナ２１から内燃機関１０へ向けて主通路２２の中心軸２２ａに沿って流れる。主通路２２を流れる被計測気体２は、順流時に、入口２３１から第１副通路２３４ａに取り込まれ、第１副通路２３４ａ内を第１出口２３２へ向けて流れるととともに、分岐部２３６から第２副通路２３４ｂへ流入する。

第２副通路溝２５２は、第１副通路溝２５１の途中位置で計測部２０１ｍの基端部すなわちフランジ２０１ｆへ向けて分岐して、計測部２０１ｍの長手方向すなわち主通路２２の中心軸２２ａに交差する方向、たとえば中心軸２２ａにおおむね直交する方向に延びている。さらに、第２副通路溝２５２は、計測部２０１ｍのフランジ２０１ｆの近傍で先端部２０１ｔへ向けて、たとえばＵ字状または円弧状に湾曲して折り返し、計測部２０１ｍの長手方向すなわち主通路２２の中心軸２２ａに交差する方向、たとえば中心軸２２ａにおおむね直交する方向に延びている。

第２副通路溝２５２は、最終的に、計測部２０１ｍの下流端面２２４へ向けて、たとえば円弧状に湾曲するように曲折し、第２出口２３３に接続されている。第２出口２３３は、主通路２２における被計測気体２の流れ方向の下流側を向くように開口されている。第２出口２３３は、第１出口２３２とほぼ同等または若干大きい開口面積を有しており、第１出口２３２よりも計測部２０１ｍの長手方向の基端部側に隣接した位置に形成されている。第２副通路溝２５２は、カバー２０２との間に、第１副通路２３４ａからフランジ２０１ｆへ向けて分岐して第２出口２３３に至る第２副通路２３４ｂを形成する。

第２副通路２３４ｂは、第１副通路２３４ａから分岐されて流れ込んだ被計測気体２を通過させて第２出口２３３から主通路２２に戻す。第２副通路２３４ｂは、計測部２０１ｍの長手方向に沿って往復する経路を有する。より詳細には、第２副通路２３４ｂは、たとえば、直線状の上流部２３７と、円弧状またはＵ字状の湾曲部２３８と、直線状の下流部２３９とを有している。

上流部２３７は、たとえば、第１副通路２３４ａの分岐部２３６から分岐され、主通路２２の中心軸２２ａに交差する方向におおむね直線状にまっすぐ延びている。上流部２３７は、たとえば、主通路２２の中心軸２２ａにおおむね直交する方向、すなわち第１副通路２３４ａの分岐部２３６からフランジ２０１ｆへ向かう方向へ延びている。

湾曲部２３８は、たとえば、フランジ２０１ｆの近傍で上流部２３７の下流側の端部に接続され、主通路２２の中心軸２２ａに向けて折り返すように湾曲している。湾曲部２３８は、たとえば、円弧状またはＵ字状の形状を有し、第２副通路２３４ｂを１８０度、逆方向に折り返すように湾曲している。

下流部２３９は、たとえば、フランジ２０１ｆの近傍で湾曲部２３８の下流側の端部に接続され、主通路２２の中心軸２２ａに向けておおむね直線状にまっすぐに延びている。
下流部２３９は、たとえば、上流部２３７とおおむね平行に計測部２０１ｍの先端部２０１ｔへ向けて延び、第１副通路２３４ａにおける分岐部２３６よりも下流側へ向けて延びている。下流部２３９は、先端部２０１ｔの第２出口２３３の近傍で主通路２２の中心軸２２ａに沿う方向に湾曲して、第２出口２３３に接続されている。

第２副通路２３４ｂは、湾曲形状を有している。より具体的には、第２副通路２３４ｂの上流部２３７は、第１副通路２３４ａの分岐部２３６から分岐され、主通路２２の中心軸２２ａに交差する方向に延びている。第２副通路２３４ｂの湾曲部２３８は、上流部２３７から主通路２２の中心軸２２ａに向けて折り返すように湾曲している。第２副通路２３４ｂの下流部２３９は、湾曲部２３８から主通路２２の中心軸２２ａに向けて延びている。これら上流部２３７と湾曲部２３８と下流部２３９とによって、第２副通路２３４ｂの湾曲形状が形成されている。

なお、図示は省略するが、たとえば、第２出口２３３を省略し、第１副通路２３４ａの分岐部２３６よりも下流側に第２副通路２３４ｂの下流部２３９を接続させ、第２副通路２３４ｂを第１副通路２３４ａに合流させてもよい。

第２副通路２３４ｂは、たとえば上流部２３７に流量センサ２０５が配置されている。
より詳細には、第２副通路２３４ｂの上流部２３７において、流量センサ２０５は、第１副通路２３４ａと湾曲部２３８の中間部に配置されている。第２副通路２３４ｂは、上記のような湾曲形状を有することで、通路長さをより長く確保することができ、主通路２２内の被計測気体２に脈動が生じた場合に、流量センサ２０５への影響を小さくすることができる。

上記構成によれば、計測部２０１ｍの突出方向である長手方向に沿って副通路２３４を形成することができ、副通路２３４の長さを十分に長く確保できる。これにより、物理量測定装置２０は、十分な長さの副通路２３４を備えることができる。したがって、物理量測定装置２０は、流体抵抗を小さい値に抑えられるとともに高い精度で被計測気体２の物理量を計測することが可能である。

第１副通路２３４ａは、入口２３１から計測部２０１ｍの短手方向すなわち主通路２２の中心軸２２ａに沿って延びて第１出口２３２に至るので、入口２３１から第１副通路２３４ａ内に侵入した塵埃などの異物をそのまま第１出口２３２から排出させることができる。これにより、異物が第２副通路２３４ｂに侵入するのを抑制し、第２副通路内２３４ｂに配置された流量センサ２０５に影響を与えるのを抑制することができる。

第１副通路２３４ａの入口２３１と第１出口２３２は、入口２３１の方が第１出口２３２よりも大きな開口面積を有している。入口２３１の開口面積を第１出口２３２よりも大きくすることによって、第１副通路２３４ａに流入した被計測気体２を、第１副通路２３４ａの途中で分岐している第２副通路２３４ｂにも確実に導くことができる。

第１副通路溝２５１の入口２３１の近傍には、計測部２０１ｍの長手方向における入口２３１の中央位置に突起部２５３が設けられている。突起部２５３は、入口２３１の大きさを計測部２０１ｍの長手方向に二等分し、二等分された入口２３１のそれぞれの開口面積を第１出口２３２および第２出口２３３の開口面積よりも小さくしている。突起部２５３は、入口２３１から第１副通路２３４ａに侵入可能な異物の大きさを第１出口２３２および第２出口２３３よりも小さいものだけに規制し、異物によって第１出口２３２や第２出口２３３が塞がれるのを防ぐことができる。

回路基板２０７は、計測部２０１ｍの短手方向一方側に設けられた回路室２３５に収容されている。回路基板２０７は、計測部２０１ｍの長手方向に沿って延在する長方形の形状を有しており、その表面には、チップパッケージ２０８と、圧力センサ２０４と、温湿度センサ２０６と、吸気温度センサ２０３とが実装されている。回路基板２０７は、すべてのセンサに共通する搭載部を有しており、様々なセンサの実装パターンに対して共通して利用可能である。回路基板２０７の表面は、たとえば、主通路２２を流れる被計測気体２にほぼ平行に配置される。これにより、計測部２０１ｍの薄型化が可能になり、主通路２２を流れる被計測気体２の圧力損失を低減することができる。

チップパッケージ２０８は、回路基板２０７に実装されている。チップパッケージ２０８には、たとえば、流量センサ２０５、流量センサ２０５を駆動する電子部品であるＬＳＩが実装され、トランスファーモールドにより封止されている。チップパッケージ２０８は、第２副通路２３４ｂ内に流量センサ２０５が配置されるように、回路基板２０７の長手方向の中央位置で回路基板２０７から第２副通路２３４ｂ内にチップパッケージ２０８の一部が突出した状態で実装されている。

チップパッケージ２０８は、副通路２３４と回路室２３５との間に亘って配置されている。これにより、回路室２３５と副通路２３４が分離され、チップパッケージ２０８に配置された流量センサ２０５への流れが副通路２３４の形状によって律速される。そのため、副通路２３４内に被計測気体２の流れを阻害する障壁物がない構成となり、被計測気体２の安定的な流れを流量センサ２０５へ供給することができる。したがって、流量センサの流速感度、ノイズ性能や脈動特性を維持しつつ、計測部２０１ｍを小型化することが可能である。

なお、流量センサ２０５は、必ずしもチップパッケージ２０８に設けられている必要はない。たとえば、回路基板２０７の一部を突出させて流量センサ２０５を副通路２３４に配置してもよく、回路基板２０７に実装された流量センサ２０５を板状の支持体によって副通路２３４に配置してもよい。

流量センサ２０５とＬＳＩは同一半導体素子に一体に形成されていても、別の半導体素子として形成されていてもよい。流量センサ２０５は、表面の流量計測部が少なくとも露出するように樹脂によって封止されている。チップパッケージ２０８にＬＳＩを設ける構造について説明したが、回路基板２０７にＬＳＩを搭載する構造としてもよい。チップパッケージ２０８にＬＳＩを設ける利点としては、回路基板２０７にＬＳＩを搭載しなくてもよいことから、回路基板２０７の小型化に寄与する点である。

チップパッケージ２０８は、第２副通路２３４ｂの上流部における被計測気体２の流れ方向に沿って延びる凹溝を有し、この凹溝の底部に流量センサ２０５を備えている。チップパッケージ２０８の凹溝は、第２副通路２３４ｂの上流部を流れる被計測気体２の流れ方向における両端部から中央部へ向けて徐々に幅が狭まる絞り形状を有し、最も幅が狭い中央部に流量センサ２０５が配置されている。この絞り形状により、副通路２３４を流れる被計測気体２が整流され、ノイズの影響を低減することができる。

圧力センサ２０４は、チップパッケージ２０８よりも回路基板２０７の長手方向基端部側に実装されており、温湿度センサ２０６は、チップパッケージ２０８よりも回路基板２０７の長手方向先端側に実装されている。そして、回路基板２０７の表面には、吸気温度センサ２０３のリードが接続されている。吸気温度センサ２０３は、温湿度センサ２０６よりも回路基板２０７の長手方向先端側の位置にリードが接続され、センサ本体２０３ｂが回路基板２０７から長手方向にはみ出して計測部２０１ｍの外部に露出した位置に配置されるように実装されている。

吸気温度センサ２０３は、計測部２０１ｍのフランジ２０１ｆ側の上流端面２２３と、先端部２０１ｔの段差面２２８との間に配置されている。吸気温度センサ２０３は、回路基板２０７に実装され、計測部２０１ｍの外に露出して設けられている。吸気温度センサ２０３は、円柱状のセンサ本体と、センサ本体の軸方向両端部から互いに離間する方向に向かって突出する一対のリードとを有するアキシャルリード部品によって構成されている。計測部２０１ｍには、吸気温度センサ２０３を保護するためのプロテクタ２０２ａが設けられている。

計測部２０１ｍには、その長手方向に沿って基端部側から先端部側に向かって（計測部２０１ｍの突出方向に向かって）、（１）圧力センサ２０４、（２）流量センサ２０５、（３）温湿度センサ２０６、（４）吸気温度センサ２０３が順番に配置されている。圧力センサ２０４は、被計測気体２の圧力を測定し、流量センサ２０５は、被計測気体２の流量を測定する。温湿度センサ２０６は、被計測気体２の湿度を測定し、吸気温度センサは、被計測気体２の温度を測定する。

図４は、主通路２２を流れる被計測気体２の主流れ方向に沿う断面における図３に示すチップパッケージ２０８の断面図である。図５は、図４に示すチップパッケージ２０８のリードフレーム２０８ｆと、流量センサ２０５と、流路形成部材２０９の模式的な断面図である。図６は、図５に示すリードフレーム２０８ｆと流路形成部材２０９の平面図である。なお、図５では、リードフレーム２０８ｆ、流量センサ２０５、および流路形成部材２０９を封止する樹脂２０８ｒの図示を省略している。

流量センサ２０５は、前述のように、チップパッケージ２０８に実装され、物理量測定装置２０を構成するハウジング２０１の計測部２０１ｍに設けられた第２副通路２３４ｂの上流部２３７に配置されている。流量センサ２０５は、半導体基板２０５ｓと、この半導体基板２０５ｓに設けられたダイアフラム２０５ｄとを備えている。

ダイアフラム２０５ｄは、半導体基板２０５ｓに設けられた薄膜状の部分である。ダイアフラム２０５ｄは、たとえば、流量センサ２０５が実装された２０８ｆの実装面ｆ１に対向する半導体基板２０５ｓの一方の面に開口を有する凹状の空洞部２０５ｃを形成することによって設けられている。ダイアフラム２０５ｄは、リードフレーム２０８ｆの実装面ｆ１と反対側の半導体基板２０５ｓの表層部の一部であり、半導体基板２０５ｓの表層部の一部が空洞部２０５ｃに露出した薄膜状の部分である。

流量センサ２０５は、半導体基板２０５ｓの空洞部２０５ｃと反対側のダイアフラム２０５ｄの表面に、図示を省略する発熱抵抗体と、感温抵抗体と、固定抵抗と、複数の電極パッドなどを備えている。より具体的には、流量センサ２０５は、たとえば、被計測気体２の流れ方向において、発熱抵抗体の両側に一対の感温抵抗体を有し、これら一対の感温抵抗体の温度差に基づいて空気の流量を測定する、熱式空気流量計である。

本実施形態の物理量測定装置２０は、次の構成を最大の特徴としている。物理量測定装置２０は、熱式空気流量センサである流量センサ２０５と、その流量センサ２０５のダイアフラム２０５ｄの裏面側の空洞部２０５ｃの密閉を防止する通気流路２１０と、を備えている。また、物理量測定装置２０は、流量センサ２０５が実装された実装面ｆ１を有するリードフレーム２０８ｆと、そのリードフレーム２０８ｆの実装面ｆ１と反対の裏面ｆ２に配置された流路形成部材２０９と、を備えている。通気流路２１０は、リードフレーム２０８ｆに設けられて空洞部２０５ｃに連通する第１貫通孔２１１と、リードフレーム２０８ｆに設けられて実装面ｆ１に開口する第２貫通孔２１２と、リードフレーム２０８ｆと流路形成部材２０９との間に画定され、第１貫通孔２１１と第２貫通孔２１２を接続する接続流路２１３と、によって形成されている。

接続流路２１３は、たとえば、図６に示すように、第１貫通孔２１１と第２貫通孔２１２とを接続する複数の流路を有している。より具体的には、接続流路２１３は、たとえば、複数の縦流路２１３ａと、複数の横流路２１３ｂと、を有している。縦流路２１３ａは、第１貫通孔２１１と第２貫通孔２１２との間の最短経路に沿う縦方向ＬＤに延びている。横流路２１３ｂは、縦流路２１３ａを横断する横方向ＣＤに延びて、隣り合う縦流路２１３ａを接続している。

図６に示す例において、縦流路２１３ａは、接続流路２１３の縦方向ＬＤの一端から他端まで、縦方向ＬＤに連続している。また、縦方向ＬＤの一端と他端に設けられた横流路２１３ｂは、接続流路２１３の横方向ＣＤの一端から他端まで、横方向ＣＤに連続して、それぞれ第１貫通孔２１１と第２貫通孔２１２に連通している。一方、これら縦方向ＬＤの両端の横流路２１３ｂの間に設けられた複数の横流路２１３ｂの一端と他端は、隣り合う一方の縦流路２１３ａと他方の縦流路２１３ａに接続されている。そして、縦方向ＬＤに並んだ複数の横流路２１３ｂからなる横流路２１３ｂの各列は、横方向ＣＤに隣り合う列同士の横流路２１３ｂが互い違いに配置され、複数の横流路２１３ｂが千鳥状に配置されている。

すなわち、図６に示す例において、縦方向ＬＤの両端の一対の横流路２１３ｂの間に配置され、横方向ＣＤに隣り合う横流路２１３ｂ同士は、縦方向ＬＤにずれた位置に配置されている。接続流路２１３は、たとえば、横方向ＣＤに並んだ４本の縦流路２１３ａと、縦方向ＬＤの両端で横方向ＣＤに連続する２本の横流路２１３ｂと、これら２本の横流路２１３ｂの間で縦方向ＬＤに並んだ横流路２１３ｂの各列にそれぞれ１４本の横流路２１３ｂを有している。

換言すると、図６に示す例において、接続流路２１３は、千鳥状に配置された３列の計４２本の横流路２１３ｂと、横方向ＣＤに連続する２本の横流路２１３ｂと、これら４４本の横流路２１３ｂによって接続された４本の縦流路２１３ａと、を有している。なお、図６に示す縦流路２１３ａおよび横流路２１３ｂの数および配置は一例であり、特に限定されない。

また、図５に示す例において、接続流路２１３は、リードフレーム２０８ｆに設けられた溝２０８ｇと、その溝２０８ｇの開口を閉鎖する流路形成部材２０９とによって画定されている。溝２０８ｇは、たとえば、リードフレーム２０８ｆをプレス加工することによって、５０［μｍ］以上の深さに形成されている。溝２０８ｇの断面形状は、たとえば、くさび形または三角形である。

流路形成部材２０９は、たとえば、樹脂シート２０９ａと、その樹脂シート２０９ａの表面に配置された粘着層２０９ｂとを有している。より具体的には、流路形成部材２０９は、たとえば、２００［℃］以上の耐熱性を有するポリイミドテープまたはカプトン（登録商標）テープである。樹脂シート２０９ａの厚さは、たとえば、約５０［μｍ］であり、粘着層２０９ｂの厚さは、たとえば、約２０［μｍ］である。

なお、図示は省略するが、接続流路２１３は、たとえば、流路形成部材２０９に設けられた溝と、その溝の開口を閉鎖するリードフレーム２０８ｆとによって画定されていてもよい。この場合、流路形成部材２０９の素材は、たとえば、２００［℃］以上の耐熱性を有する金属、耐熱ガラス、セラミックス、または耐熱樹脂などを用いることができる。この場合、流路形成部材２０９は、たとえば接着剤によってリードフレーム２０８ｆに固定することができる。また、流路形成部材２０９は、素材に応じて、溶接、かしめ、リベット、溶着など、リードフレーム２０８ｆに対する適宜の固定方法を選択することができる。

リードフレーム２０８ｆは、実装面ｆ１に、流量センサ２０５だけでなく、たとえばＬＳＩなどの電子部品２０８ｅが実装されている。流量センサ２０５と電子部品２０８ｅは、たとえば、ワイヤボンディングによって接続されている。流量センサ２０５および電子部品２０８ｅは、たとえば、ダイアタッチフィルム２０８ｄを介してリードフレーム２０８ｆの実装面ｆ１に実装されている。

ダイアタッチフィルム２０８ｄは、リードフレーム２０８ｆの第１貫通孔２１１に対応する位置に、貫通孔２１４を有している。貫通孔２１４は、流量センサ２０５の空洞部２０５ｃと、リードフレーム２０８ｆの第１貫通孔２１１とを接続して連通させている。すなわち、図５に示す例において、通気流路２１０は、ダイアタッチフィルム２０８ｄの貫通孔２１４と、リードフレーム２０８ｆの第１貫通孔２１１と、リードフレーム２０８ｆと流路形成部材２０９との間の接続流路２１３と、リードフレーム２０８ｆの第２貫通孔２１２とによって形成されている。

以下、本実施形態の物理量測定装置２０の作用について説明する。

本実施形態の物理量測定装置２０は、前述のように、たとえば内燃機関制御システム１の吸気ボディである主通路２２に配置され、主通路２２を流れる吸入空気である被計測気体２の流量を含む物理量を測定する。被計測気体２は、物理量測定装置２０の計測部２０１ｍに設けられた入口２３１を介して、主通路２２から物理量測定装置２０の副通路２３４に流入する。

物理量測定装置２０の計測部２０１ｍの入口２３１から副通路２３４に流入した被計測気体２の一部は、第１副通路２３４ａを通り、計測部２０１ｍの第１出口２３２から主通路２２に戻る。これにより、被計測気体２に含まれる塵埃などの異物をそのまま第１出口２３２から排出させることができる。また、物理量測定装置２０の計測部２０１ｍの入口２３１から副通路２３４に流入した被計測気体２の他の一部は、分岐部２３６で第１副通路２３４ａから分岐され、第２副通路２３４ｂの上流部２３７へ流入して、流量センサ２０５を通過する。

流量センサ２０５は、前述のように、半導体基板２０５ｓと、この半導体基板２０５ｓに設けられたダイアフラム２０５ｄを備えた熱式空気流量センサである。流量センサ２０５は、被計測気体２の流れ方向において、発熱抵抗体の両側に配置された一対の感温抵抗体の温度差に基づいて、被計測気体２である空気の流量を測定する。ここで、本実施形態の物理量測定装置２０は、前述のように、以下の特徴を有している。

物理量測定装置２０は、熱式空気流量センサである流量センサ２０５と、その流量センサ２０５のダイアフラム２０５ｄの裏面側の空洞部２０５ｃの密閉を防止する通気流路２１０と、を備えている。また、物理量測定装置２０は、流量センサ２０５が実装された実装面ｆ１を有するリードフレーム２０８ｆと、そのリードフレーム２０８ｆの実装面ｆ１と反対の裏面ｆ２に配置された流路形成部材２０９と、を備えている。通気流路２１０は、リードフレーム２０８ｆに設けられて空洞部２０５ｃに連通する第１貫通孔２１１と、リードフレーム２０８ｆに設けられて実装面ｆ１に開口する第２貫通孔２１２と、リードフレーム２０８ｆと流路形成部材２０９との間に画定され、第１貫通孔２１１と第２貫通孔２１２を接続する接続流路２１３と、によって形成されている。

すなわち、本実施形態の物理量測定装置２０は、リードフレームに支持部材を介して半導体素子を実装する従来の熱式空気流量センサとは異なり、流量センサ２０５がリードフレーム２０８ｆの実装面ｆ１に直接的に実装されている。これにより、従来の熱式空気流量センサと比較して、リードフレーム２０８ｆの実装面ｆ１と流量センサ２０５のダイアフラム２０５ｄとの間の寸法精度を向上させることができる。これにより、発熱抵抗体および感熱抵抗体などが配置されたダイアフラム２０５ｄの計測面に臨む流路断面積の絞りを、所定の流路断面積に正確に絞ることができる。したがって、本実施形態によれば、物理量測定装置２０の流量センサ２０５による被計測気体２の流量の測定精度を向上させることができる。

また、本実施形態の物理量測定装置２０は、通気流路２１０によって、流量センサ２０５のダイアフラム２０５ｄの裏面側の空洞部２０５ｃと、その外側のリードフレーム２０８ｆの実装面ｆ１に臨む空間とをつなぐ空気の流路が形成されている。これにより、熱式空気流量センサである流量センサ２０５のダイアフラム２０５ｄの裏面側の空洞部２０５ｃの密封を防止し、空洞部２０５ｃ内の空気圧の変動を抑制することができる。

より具体的には、流量センサ２０５の空洞部２０５ｃの外側のダイアフラム２０５ｄの計測面側の空気の圧力が、空洞部２０５ｃ内の空気の圧力よりも高くなると、ダイアフラム２０５ｄが空洞部２０５ｃの内側へたわんで、空洞部２０５ｃの容積が減少する。すると、空洞部２０５ｃ内の空気の一部が、リードフレーム２０８ｆの第１貫通孔２１１、リードフレーム２０８ｆと流路形成部材２０９との間の接続流路２１３、およびリードフレーム２０８ｆの第２貫通孔２１２を通って、空洞部２０５ｃの外部の空間へ放出される。

また、流量センサ２０５の空洞部２０５ｃの外側のダイアフラム２０５ｄの計測面側の空気の圧力が空洞部２０５ｃ内の空気の圧力よりも低くなると、ダイアフラム２０５ｄが空洞部２０５ｃの外側へたわんで、空洞部２０５ｃの容積が増加する。すると、空洞部２０５ｃの外部空間の空気が、リードフレーム２０８ｆの第２貫通孔２１２、リードフレーム２０８ｆと流路形成部材２０９との間の接続流路２１３、およびリードフレーム２０８ｆの第１貫通孔２１１を通って、空洞部２０５ｃ内へ導入される。以上のように、空洞部２０５ｃ内の空気圧の変動が抑制される。

したがって、本実施形態によれば、従来よりも熱式空気流量センサである流量センサ２０５の測定精度を向上させつつ、ダイアフラム２０５ｄの裏面側の空洞部２０５ｃの密封を防止することが可能な物理量測定装置２０を提供することができる。

また、本実施形態の物理量測定装置２０において、接続流路２１３は、図６に示すように、リードフレーム２０８ｆの第１貫通孔２１１と第２貫通孔２１２とを接続する複数の流路を有している。

この構成により、たとえば流路形成部材２０９の粘着層２０９ｂによって溝２０８ｇの一部が埋まるなど、接続流路２１３の複数の流路の一部が閉塞しても、閉塞していない他の流路を介して、流量センサ２０５の空洞部２０５ｃと外部空間を接続することができる。したがって、本実施形態によれば、ダイアフラム２０５ｄの裏面側の空洞部２０５ｃの密封を、より確実に防止することが可能な物理量測定装置２０を提供することができる。

また、本実施形態の物理量測定装置２０において、接続流路２１３は、複数の縦流路２１３ａと、複数の横流路２１３ｂと、を有している。縦流路２１３ａは、第１貫通孔２１１と第２貫通孔２１２との間の最短経路に沿う縦方向ＬＤに延びている。横流路２１３ｂは、縦流路２１３ａを横断する横方向ＣＤに延びて、隣り合う縦流路２１３ａを接続している。

この構成により、縦流路２１３ａによって、リードフレーム２０８ｆの第１貫通孔２１１と第２貫通孔２１２とをより短距離で接続して、通気流路２１０の流路抵抗を低減することができる。したがって、空洞部２０５ｃ内の空気圧の変動を、より確実に抑制することができる。

また、リードフレーム２０８ｆの裏面ｆ２が溝２０８ｇを有する場合には、リードフレーム２０８ｆの裏面ｆ２に縦流路２１３ａと横流路２１３ｂとによって囲まれた複数の島状部が、接続流路２１３の全体に分散して形成される。このリードフレーム２０８ｆの裏面ｆ２の複数の島状部によって流路形成部材２０９を支持することで、たとえば流路形成部材２０９の粘着層２０９ｂによって接続流路２１３が閉塞されることを防止できる。

同様に、流路形成部材２０９が、リードフレーム２０８ｆの裏面ｆ２に対向する表面に、接続流路２１３を画定する溝を有する場合には、流路形成部材２０９の表面に、図６に示すリードフレーム２０８ｆの島状部と同様の複数の島状部が形成される。この流路形成部材２０９の表面の複数の島状部によって、たとえば、流路形成部材２０９をリードフレーム２０８ｆの裏面ｆ２に接着する接着層を支持することで、その接着層によって接続流路２１３が閉塞されることを防止できる。

さらに、接続流路２１３のいずれかの縦流路２１３ａの一部が閉塞して閉塞部分が形成されても、その閉塞部分の縦方向ＬＤの前後に接続された横流路２１３ｂと、その閉塞部分の隣の縦流路２１３ａとによって、その閉塞部分を迂回する流路が形成される。したがって、本実施形態によれば、ダイアフラム２０５ｄの裏面側の空洞部２０５ｃの密封を、より確実に防止することが可能な物理量測定装置２０を提供することができる。

また、本実施形態の物理量測定装置２０において、縦流路２１３ａは、それぞれ、接続流路２１３の縦方向ＬＤの一端から他端まで連続している。

この構成により、縦流路２１３ａによって、リードフレーム２０８ｆの第１貫通孔２１１と第２貫通孔２１２とを、さらに短距離で接続して、通気流路２１０の流路抵抗を低減することができる。したがって、空洞部２０５ｃ内の空気圧の変動を、さらに確実に抑制することができる。

また、本実施形態の物理量測定装置２０において、横方向ＣＤに隣り合う横流路２１３ｂは、縦方向ＬＤにずれた位置に配置されている。

この構成により、接続流路２１３の縦方向ＬＤに並んだ横流路２１３ｂの複数の列において、横方向ＣＤに隣り合う列同士の横流路２１３ｂを、千鳥状に互い違いに配置することができる。換言すると、縦流路２１３ａと横流路２１３ｂとによって囲まれて縦方向ＬＤに並んだ島状部の複数の列において、横方向ＣＤに隣り合う列同士の島状部を、千鳥状に互い違いに配置することができる。

これにより、横方向ＣＤにおける個々の横流路２１３ｂの長さを短くすることができる。また、個々の横流路２１３ｂの一端と他端に島状部を配置することができる。これにより、個々の横流路２１３ｂの流路抵抗を低減するとともに、個々の横流路２１３ｂの閉塞をより確実に防止することができる。したがって、本実施形態によれば、ダイアフラム２０５ｄの裏面側の空洞部２０５ｃの空気圧の変動をより確実に抑制するとともに、空洞部２０５ｃの密封をより確実に防止することが可能な物理量測定装置２０を提供することができる。

また、本実施形態の物理量測定装置２０において、接続流路２１３は、リードフレーム２０８ｆに設けられた溝２０８ｇと、その溝２０８ｇの開口を閉鎖する流路形成部材２０９とによって画定されている。

この構成により、溝２０８ｇを、たとえばプレス加工によって、リードフレーム２０８ｆに容易に形成することができる。また、流路形成部材２０９に対して接続流路２１３を形成するための溝を形成する必要がなく、流路形成部材２０９の構成を簡略化することができる。これにより、たとえばポリイミドテープなど、樹脂シート２０９ａと、その樹脂シート２０９ａの表面に配置された粘着層２０９ｂとを有する流路形成部材２０９を使用することが可能になる。

また、本実施形態の物理量測定装置２０において、流路形成部材２０９は、樹脂シート２０９ａと、その樹脂シート２０９ａの表面に配置された粘着層２０９ｂとを有している。

この構成により、粘着層２０９ｂを介して流路形成部材２０９をリードフレーム２０８ｆの裏面ｆ２に貼り付けるだけで、リードフレーム２０８ｆと流路形成部材２０９との間に接続流路２１３を画定することができる。したがって、物理量測定装置２０の製造工程を簡略化して生産性を向上させるとともに、製造コストを低減することができる。

また、チップパッケージ２０８をトランスファーモールドによって成形する際に、流路形成部材２０９によって流量センサ２０５の寸法精度を向上させることができる。より具体的には、実装面ｆ１に流量センサ２０５が実装され、裏面ｆ２に流路形成部材２０９が配置されたリードフレーム２０８ｆを金型内に配置し、チップパッケージ２０８を封止する樹脂２０８ｒを成形する際に、流路形成部材２０９が緩衝材として機能する。これにより、チップパッケージ２０８の樹脂２０８ｒを精度よく成形することができる。そのため、流量センサ２０５のダイアフラム２０５ｄの計測面に臨む流路断面積の絞りを、所定の流路断面積に正確に絞ることができる。したがって、本実施形態によれば、物理量測定装置２０の流量センサ２０５による被計測気体２の流量の測定精度を向上させることができる。

以上説明したように、本実施形態によれば、従来よりも熱式空気流量センサである流量センサ２０５の測定精度を向上させつつ、ダイアフラム２０５ｄの裏面側の空洞部２０５ｃの密封を防止することが可能な物理量測定装置２０を提供することができる。

なお、本開示に係る物理量測定装置は、本実施形態の物理量測定装置２０の構成に限定されない。以下、本実施形態の物理量測定装置２０の変形例について、図７Ａから図７Ｄを参照して説明する。図７Ａから図７Ｄは、それぞれ、図６に示すリードフレーム２０８ｆと流路形成部材２０９との間の接続流路２１３の変形例１から変形例４を示す平面図である。

図７Ａに示す変形例１に係る物理量測定装置において、横流路２１３ｂは、接続流路２１３の横方向ＣＤの一端から他端まで連続している。

この構成により、複数の縦流路２１３ａを、より短い横流路２１３ｂによって接続することができ、通気流路２１０の流路抵抗を低減することができる。したがって、縦流路２１３ａに閉塞部が形成されても、その閉塞部を迂回する迂回流路の流路抵抗を低減することができ、空洞部２０５ｃ内の空気圧の変動を、さらに確実に抑制することができる。

また、図７Ａに示す変形例１に係る物理量測定装置において、縦方向ＬＤに隣り合う縦流路２１３ａは、横方向ＣＤにずれた位置に配置されている。

この構成により、リードフレーム２０８ｆの変形を防止して、流量センサ２０５の寸法精度を向上させ、流量センサ２０５の測定精度を向上させることができる。より具体的には、たとえば、リードフレーム２０８ｆにプレス加工によって溝２０８ｇを形成し、溝２０８ｇと流路形成部材２０９によって接続流路２１３を画定する。この場合、溝２０８ｇが縦方向ＬＤに連続することが防止され、リードフレーム２０８ｆの横方向ＣＤにおける反りを抑制することができる。

また、図６に示す実施形態と同様に、接続流路２１３の横方向ＣＤに並んだ縦流路２１３ａの複数の列において、縦方向ＬＤに隣り合う列同士の縦流路２１３ａを、千鳥状に互い違いに配置することができる。換言すると、縦流路２１３ａと横流路２１３ｂとによって囲まれて横方向ＣＤに並んだ島状部の複数の列において、縦方向ＬＤに隣り合う列同士の島状部を、千鳥状に互い違いに配置することができる。

これにより、縦方向ＬＤにおける個々の縦流路２１３ａの長さを短くすることができる。また、個々の縦流路２１３ａの一端と他端に島状部を配置することができる。これにより、個々の縦流路２１３ａの流路抵抗を低減するとともに、個々の縦流路２１３ａの閉塞をより確実に防止することができる。したがって、本変形例の物理量測定装置によっても、前述の実施形態の物理量測定装置２０と同様の効果を奏することができる。

図７Ｂに示す変形例２に係る物理量測定装置において、縦流路２１３ａは、接続流路２１３の縦方向ＬＤの一端から他端まで連続している。また、横流路２１３ｂは、接続流路２１３の横方向ＣＤの一端から他端まで連続している。すなわち、図７Ｂに示す変形例２に係る物理量測定装置において、接続流路２１３は、複数の縦流路２１３ａと複数の横流路２１３ｂによって形成された格子状の流路を有している。

この構成により、第１貫通孔２１１と第２貫通孔２１２との間をより短い複数の縦流路２１３ａによって接続することができ、接続流路２１３の流路抵抗を低減することができる。また、複数の縦流路２１３ａの間をより短い横流路２１３ｂによって接続することができ、接続流路２１３の流路抵抗を低減することができる。さらに、縦流路２１３ａと横流路２１３ｂによって囲まれた島状部によって、接続流路２１３の閉塞を抑制することができる。したがって、本変形例の物理量測定装置によれば、前述の実施形態の物理量測定装置２０と同様の効果を奏することができる。

図７Ｃに示す変形例３に係る物理量測定装置において、接続流路２１３は、３本の縦流路２１３ａと、これら３本の縦流路２１３ａの縦方向ＬＤの両端を接続する２本の横流路２１３ｂと、を有している。また、図７Ｄに示す変形例４に係る物理量測定装置において、接続流路２１３は、リードフレーム２０８ｆの第１貫通孔２１１と第２貫通孔２１２を接続する単一の縦流路２１３ａを有している。

これらの構成によっても、前述の実施形態の物理量測定装置２０と同様に、従来よりも流量センサ２０５の測定精度を向上させつつ、ダイアフラム２０５ｄの裏面側の空洞部２０５ｃの密封を防止することが可能な物理量測定装置を提供することができる。

以上、図面を用いて本開示に係る物理量測定装置の実施形態およびその変形例を詳述してきたが、具体的な構成はこれらの実施形態および変形例に限定されるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲における設計変更等があっても、それらは本開示に含まれるものである。

２０ 物理量測定装置
２０５ 流量センサ（熱式空気流量センサ）
２０５ｃ 空洞部
２０５ｄ ダイアフラム
２０８ｆ リードフレーム
２０８ｇ 溝
２０９ 流路形成部材
２０９ａ 樹脂シート
２０９ｂ 粘着層
２１０ 通気流路
２１１ 第１貫通孔
２１２ 第２貫通孔
２１３ 接続流路
２１３ａ 縦流路
２１３ｂ 横流路
ＣＤ 横方向
ｆ１ 実装面
ｆ２ 裏面
ＬＤ 縦方向

Claims (10)

1. 熱式空気流量センサと、該熱式空気流量センサのダイアフラムの裏面側の空洞部の密閉を防止する通気流路と、を備えた物理量測定装置であって、
   前記熱式空気流量センサが実装された実装面を有するリードフレームと、該リードフレームの前記実装面と反対の裏面に配置された流路形成部材と、を備え、
   前記通気流路は、前記リードフレームに設けられ前記空洞部に連通する第１貫通孔と、前記リードフレームに設けられ前記実装面に開口する第２貫通孔と、前記リードフレームと前記流路形成部材との間に画定され前記第１貫通孔と前記第２貫通孔を接続する接続流路と、によって形成されていることを特徴とする物理量測定装置。
2. 前記接続流路は、前記第１貫通孔と前記第２貫通孔とを接続する複数の流路を有することを特徴とする請求項１に記載の物理量測定装置。
3. 前記接続流路は、前記第１貫通孔と前記第２貫通孔との間の最短経路に沿う縦方向に延びる複数の縦流路と、該縦流路を横断する横方向に延びて隣り合う前記縦流路を接続する複数の横流路と、を有することを特徴とする請求項２に記載の物理量測定装置。
4. 前記縦流路は、前記接続流路の前記縦方向の一端から他端まで連続していることを特徴とする請求項３に記載の物理量測定装置。
5. 前記横流路は、前記接続流路の前記横方向の一端から他端まで連続していることを特徴とする請求項３に記載の物理量測定装置。
6. 前記横方向に隣り合う前記横流路は、前記縦方向にずれた位置に配置されていることを特徴とする請求項４に記載の物理量測定装置。
7. 前記縦方向に隣り合う前記縦流路は、前記横方向にずれた位置に配置されていることを特徴とする請求項５に記載の物理量測定装置。
8. 前記接続流路は、前記リードフレームに設けられた溝と、該溝の開口を閉鎖する前記流路形成部材とによって画定されていることを特徴とする請求項１に記載の物理量測定装置。
9. 前記流路形成部材は、樹脂シートと、該樹脂シートの表面に配置された粘着層とを有することを特徴とする請求項８に記載の物理量測定装置。
10. 前記接続流路は、前記流路形成部材に設けられた溝と、該溝の開口を閉鎖する前記リードフレームとによって画定されていることを特徴とする請求項１に記載の物理量測定装置。

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