KR20160067129A

KR20160067129A - 열식 유속·유량센서의 제조방법 및 열식 유속·유량센서

Info

Publication number: KR20160067129A
Application number: KR1020167010915A
Authority: KR
Inventors: 야수마사 하야시
Original assignee: 야수마사 하야시
Priority date: 2013-09-27
Filing date: 2014-09-25
Publication date: 2016-06-13
Also published as: JP6332932B2; JP2015068659A; WO2015046328A1; KR101786741B1

Abstract

범용의 전자 부품 및 기판 제조장치 및 자동탑재기 라인을 이용하여, 기판의 양면에 범용의 실장 부품인 히터 소자와 측온 소자를 실장하여 유속 검출부를 구성한다. 또한, 기판 주요부의 일단 중앙부분으로부터 일체로 연장한 가늘고 긴 형상의 유속 검출부용 지지부를 형성하고, 이 지지부의 선단부에 유속 검출부를 형성한다. 또, 기판 주요부의 일단 양측 부분으로부터 각각 일체로 연장하는 가늘고 긴 형상의 유속 검출부용 지지부와 기온 계측부용 지지부를 간격을 두고 형성하며, 이들 지지부의 선단부에 각각 유속 검출부와 기온 계측부를 형성함으로써, 유속 검출부와 기온 계측부 사이에 공간을 마련하도록 했다. 또한, 띠 형상의 외주부를 구성하는 기판 주요부로부터 중심방향으로 일체로 연장하는 가늘고 긴 형상의 한 쌍의 유속 검출부용 지지부를 형성하고, 이들 지지부의 선단부에 유속 검출부를 형성함으로써, 띠 형상의 외주부를 유속 검출부를 보호하는 가드부로 함과 동시에, 유속 검출부와 기온 계측부의 사이에 공간을 마련하도록 했다.

Description

열식 유속·유량센서의 제조방법 및 열식 유속·유량센서{MANUFACTURING METHOD FOR THERMAL FLOW VELOCITY/FLOW RATE SENSOR, AND THERMAL FLOW VELOCITY/FLOW RATE SENSOR}

본 발명은 유체의 유속 및 유량을 계측하는 유속·유량센서의 제조방법 및 유속·유량센서에 관한 것으로서, 특히, 공급 전류에 의해 열을 발생하는 히터 소자와, 유속에 따라 변화하는 히터 소자로부터의 온도를 검출하는 측온 소자를 갖는 유속 검출부와, 기온을 계측하는 기온 계측 소자를 실장 부품을 이용하여 제조하는 열식 유속·유량센서의 제조방법 및 그 유속·유량센서에 관한 것이다.

일반적으로, 열식 유속·유량센서는, 전열선 등의 히터 소자를 유체 중에 놓았을 때, 그 유체에 빼앗기는 히터 소자로부터의 열량이, 유체의 유속에 의존하여 변화하는 것을 이용하여 유속을 계측하고, 그 결과로부터 유체의 유량을 산출하고 있다. 그리고, 유속·유량센서는 유속의 검출 대상이 되는 유체의 온도가 변화한 경우에, 유속 검출부로부터의 출력(열량)에 대한 기온의 변화의 영향을 보상할 수 있도록, 일반적으로는 온도 보상 소자를 마련하고 있다.

여기서, 일반적인 열식 유속·유량센서의 동작 원리에 대해 설명한다.

먼저, 일정의 발열원을 갖는 발열체가, 유체 중에 존재하는 경우, 발열체가 갖는 열이 유속에 따라 유체로 이동하는 물리 현상을 이용하고 있다. 이 물리 현상은 하기의 〈식1〉에 도시된 바와 같이, King의 식으로서 일반적으로 알려져 있다.

〈식1〉

여기서, Q는 발열체의 발열량, u는 유속, T는 발열체 온도, Ta는 주위 유체의 온도, a 및 b는 정수이고, 발열체의 소재나 구조에 의존하는 값이다.

상기 〈식1〉에서, 유속을 계측하는 데는, 발열량 Q가 일정한 경우에는, 발열체 온도 T 및 주위 유체의 온도 Ta의 온도를 계측하여 구해야 한다. 또, 발열량 Q가 일정하지 않을 경우에는, 발열량 Q, 발열체 온도 T, 주위 유체의 온도 Ta를 계측하고, 구해야 한다. 또, a 및 b는 발열체의 소재나 구조에 의존하는 값이므로, 소재나 구조가 동일하면, 원리적으로는 a 및 b도 정해지는 값이다.

도 12는 종래 예1을 도시한 것으로, 풍속 검출용 센서를 자기 발열시키기 위해, 이 풍속 검출 소자(63)의 제어 회로로서 승압 회로(60)나 정전류 회로(61), 전류전압 변환회로(62) 등이 필요하다. 또한, 풍속 검출 소자(63)는, 백금 저항체를 이용한 경우에는, 승압 회로(60)는 반드시 필요하지 않다. 또, 종래 예1의 풍속 검출 소자(63)의 경우, 브릿지 회로를 이용하여 전압값으로 변환하고, 이 전압값을 증폭하여, 컴퓨터의 연산처리장치의 풍속값 변환부(64)에 의해 유속값을 산출하고 있다. 또, 기준 저항(65) 및 기온 검출 소자(66)는 주위 유체의 온도를 측정하고 있다.

이 때, 브릿지 회로에는 고정밀도로 비교적 고가인 부품이 사용되고 있고 동시에, 이 브릿지 회로는 출하시나 설치시에는, 브릿지 회로 자체의 조정작업이 필요하다. 그리고, 정전류 회로(61)나 전류전압 변환회로(62)에 대해서는, 각각의 회로 특성의 개체 차이의 조정이나 컴퓨터로의 기억 등의 작업을 행할 필요가 있다.

또, 풍속 검출용 소자로서 적합한 소자는, 한정된 부품 혹은 특별 주문품으로 된다. 특히, 백금 저항체를 이용한 경우에는, 특성은 규격화되어 있지만, 대부분은 특별 주문 생산품으로 조달되고 있는 실정이며, 코스트 상승의 원인으로 되고 있다. 그리고, 발열체 온도 T를 검출하기 위한 측온 소자와 발열원으로 되는 히터는, 동일 소자로 구성되어 있고, 이것도 또한 코스트 상승의 원인의 하나로 되고 있다.

그런데, 발열체 온도 T를 검출하기 위한 측온 소자와 발열원인 히터를, 동일 소자로 구성함에 따른 코스트 상승을 해결하는 수단으로서, 도 13에 도시된 바와 같이, 풍속 검출 소자(73)와 히터(71)로 분리하는 회로 구성이 제안되고 있다. 참조부호 75는 기준 저항, 76은 기온 검출 소자, 74는 풍속값 변환(마이콤 등)이다.

도 13의 회로 구성의 경우에는, 발열체 온도 T를 검출하기 위한 풍속 검출 소자(73)와 히터(71)는, 열적으로 직접 접속되어 있다. 즉, 물리적으로 접합되어 있다. 도 13에 도시한 회로 구성과 도 12에 도시한 회로 구성을 비교하면, 도 13에 도시한 회로 구성은 간략화되어 있다. 따라서, 간략화된 것만큼 비용을 저감할 수 있다.

한편, 도 14에 도시한 종래 예2는, 발명자가 리드선 부착 소자(히터 소자(80)와 측온 소자(81))로 유속 검출부를 구성한 시작품이고, 히터 소자(80)와 측온 소자(81)을 분리한 구조의 유속·유량센서이다. 이 시작품에서는, 가열용 히터 전원(82)에 접속된 히터 소자(80)와, 이 히터 소자(80)로부터 전달되는 열의 온도를 측정하는 측온 소자(81)는, 리드선(83)을 통해 접속한 구조로 되어 있다.

그 때문에, 리드선(83)을 통해 히터 소자(80)로부터 측온 소자(81)로 전도되는 열의 열전도 속도가 나쁘고, 한번 열을 빼앗기면 측온 소자(81)의 온도 상승시에 시간이 걸린다. 그리고, 리드선(83)의 접속 위치나 접속을 위한 납땜시의 납땜량에 의해서도 열전도 속도가 변동하는 등의 문제도 있고, 코스트 저감, 실용화에는 좀 거리가 있었다.

그래서, 발명자의 시작품의 문제점을 해결하는 하나의 수단(종래 예3)으로서, 1mm 이하의 박판 형상의 물질로, 히터와 유속 검출용인 측온 소자를 형성하는 방법이 실용화되고 있다. 이것겅은, 판상의 기판의 표면에, 증착이나 에칭 등의 화학적 처리에 의해, 소자를 직접 기판에 형성하는 방법이다.

이 열식 유속·유량센서에서는, 실리콘 기판이나 기타 전자 기판 등의 단일의 기판 상에, 유속 검출부와 기온 계측부가 마련되어 있고, 히터에 의해 유속 검출부를 발열시킬 필요가 있다. 그 때문에, 유속 검출부와 기온 계측부를 단일의 기판 상에 마련한 경우, 기온 계측부는, 기판을 전달되 유속 검출부로부터의 열의 영향을 받아, 정확한 기온을 계측할 수 없다고 하는 문제가 있다.

그래서, 도 15의 (a), (b)에 도시한 종래 예4는, 열식 풍속 센서의 기판부재로서는, 열전도율이 낮은 세라믹 기판(90)을 이용함과 동시에, 이 세라믹 기판(90)의 일단측에, 풍속 검출용 센서(RH)를, 타단측에 온도 보상용 센서인 기온 계측용 센서(RT)를 백금 재료인 인쇄 또는 증착에 의해 직접 형성하고 있다. 이와 같이, 풍속 검출용 센서(RH)와 기온 계측용 센서(RT)를 동일의 세라믹 기판(90)의 양단에 간극을 두고 배치함으로써, 기온 계측용 센서(RT)가, 세라믹 기판(90)을 전달되는 풍속 검출 센서(RH)로부터의 열의 영향을 가능한 받지 않도록 구성되어 있다. 또, 참조부호 91은 하이브리드 IC 이다.

또, 도 16에 도시한 종래 예5는, 열식 유속·유량센서(100)의 유량 검출부가 외적 충격에 의해 손상하는 가능성이 있는 경우에는, 써미스터(102, 유체 온도 검출용 소자)와, 이 써미스터(102)를 보호하는 프로텍터(101)를 유닛으로서 일체화를 도모한 구조로 하고 있다. 이와 같이 유닛으로서 일체화한 구조는, 파이프의 취부시, 이미 유닛으로서 일체화 되어 있고, 일체 성형으로 제조되고 있는 것은 아니다. 또, 유량 검출부의 발열에 의한 화상을 방지하기 위해서도, 프로텍터(101)와 같은 보호 가드가 필요하고, 이 보호 가드는 일반적으로는 별도의 부품으로서 제조하고, 이것을 조합시켜야 한다. 또, 참조부호 103은 검출용 통로, 참조부호 104는 회로 케이스, 참조부호 105는 구조체이다.

일본공개특허 특개평10-274552호 일본공개특허 특개2008-241318호 일본공개특허 특개평6-249864호 일본등록특허 제3553422호

도 12에 도시한 종래 예1에 기술된 유속 검출용 소자는 수mm∼수＋mm 정도의 크기의 것이 사용되고 있고, 전기신호를 전달하는 도선이 가느다란 경우에는, 수작업으로 리드선을 늘려 고정할 필요가 있고, 일반적으로 보급되고 있는 전자 부품의 자동탑재기 등의 자동조립기(자동탑재기)를 이용할 수 없고, 이에 수작업에 의한 조립, 혹은 특수 주문품으로서 자동조립기를 새로이 작성하여, 이것을 이용할 수밖에 방법이 없고, 이것도 코스트 상승의 원인으로 되고 있다.

더욱이, 종래 예1의 풍속 검출 소자(63)은, 풍속 검출부에 백금 저항체나 써미스터 등의 측온 소자가 사용되고 있고, 이 측온 소자에 부속되어 있는 가느다란 동선(銅線)으로 지지되어 있는 구조로 되어 있지만, 이 동선으로 지지하는 구조는, 기계적 충격에 약하고, 게다가, 금속이기 때문에 유로퓸(??)이나, 부식에 의한 파손 등 때문에, 장기간 연속 사용에는 부적당하다. 그런데, 내구성을 향상시키기 위해서는, 풍속 검출 소자(63) 및 부속의 동선을 두껍게 하는 선택도 있지만, 이 경우에는 응답성이 나쁘고, 성능이 열화하기 때문에, 현실적이지 않다고 하는 문제가 있다.

또, 도 13에 도시된 바와 같이, 발열체 온도 T를 검출하기 위한 회로 구성을 간략화한 것은, 도 12에 도시한 회로 구성과 비교하여, 그 회로 구성은 간략화 되고, 코스트 절감할 수 있지만, 발열체 온도 T를 검출하기 위한 풍속 검출 소자(73)와 히터(71)를 열적으로 직접 접속할 때 물리적인 접합이 문제로 된다. 즉, 풍속 검출 소자(73)와 히터(71)의 물리적인 접합이 어느 정도 일정하게 되지 않으면, 개체 차이가 크게 되고, 유속·유량센서로서의 고정 조정의 품이 증가한다. 개체 차이가 큰 경우에는, 상기 〈식1〉에 도시한 King의 식으로부터도 분명히 하도록, 정수 a 및 정수 b에 대해서도 개체 별로 구해야 한다. 따라서, 제품 조정의 품이 증대함과 동시에, 검출부의 호한성도 나쁘다고 하는 문제가 있다.

또, 히터(71)와 풍속 검출 소자(73)의 열전도면의 거리가 떨어져 있으면, 응답성이 나빠진다고 하는 문제도 있다.

또, 반도체 제조 프로세스를 이용한 디바이스의 제조방법인 MEMS(Micro Electric Mechanical System: 이하, MEMS라고 기재한다)를 이용하여 제조한 유속 검출용 소자가 있고, 이 MEMS를 이용함으로써, 소자의 제조 과정에서 자동화가 도모되는 것이 있다. 그러나, 일반적으로 MEMS에서는, 생산 수량이 많을수록 소자의 제조단가는 낮아지게 되지만, 특히 일반적인 판상의 전자기판의 제조방법에서는 판대(版代)와 비교하면, MEMS의 판대(版代)는 아주 고가이므로, 생산 수량이 적은 제품의 경우에는 소자의 판매 단가가 높아진다고 하는 문제가 있다. 또한, 상기한 바와 같이, 판대(版代)가 아주 고가이므로, 소자의 커스터마이즈(customize)나 바리에이션(variation) 전개할 때는 코스트의 제한이 있다고 하는 문제가 있다.

종래 예2에 기술한 바와 같이, 히터 소자(80)와 측온 소자(81)를 분리하고, 히터 소자(80)와 측온 소자(81)을 리드선(83)을 통해서 접속한 구조는, 리드선(83)을 통해 히터 소자(80)로부터 측온 소자(81)로 열이 전도할 때의 열전도 속도가 나쁘고, 한번 열을 빼앗기면 측온 소자(81)의 온도 상승에 시간이 걸린다고 하는 문제가 있다. 또한, 리드선(83)의 접속 위치나 접속을 위한 납땜 시의 납땜량에 의해서도 열전도 속도가 변동하는 등의 문제도 있다.

또, 종래 예2에 기재된 소자에 한정되지 않고, 일반적으로, 유속을 검출하기 위한 유속 검출부의 온도를 상승시킬 때, 적은 전기 에너지로 발열량을 확보하는데는, 리드선을 가능한 가늘게 하므로써, 리드선을 타고 방산하는 열량을 억제할 필요가 있지만, 리드선을 가늘게 하면, 기계적 충격에 대해 약하게 되는 문제가 있다.

또, 종래 예3으로서 기술한 바와 같이, 판상의 기판 표면에, 증착이나 에칭 등의 화학적 처리에 의해, 소자를 직접 기판에 형성하는 방법에서는, 증착이나 에칭 등의 화학적 처리를 행하기 위한 설비나 장치, 미세가공기술, 정밀도를 높이기 위한 노하우의 축적이 필요한 기술 분야이며, 제조 기술이 용이하지 않고, 대량 생산을 행하지 않는 한, 코스트 저감에는 걸맞지 않은 기술 분야라고 하는 문제가 있다.

도 15에 도시한 종래 예4에 기재한 것은, 덕트 내의 풍속을 계측하는 것을 전제로 하고 있고, 기류가 단일 지향성인 경우밖에 사용할 수 없다고 하는 문제가 있다. 더욱이, 풍속 검출용 센서(RH)와 기온 계측용 센서(RT)의 사이에 거리를 마련하고 있기 때문에, 특히 미세 풍속의 경우에는, 풍속 검출용 센서(RH)와 기온 계측용 센서(RT)가 접하고 있는 공기의 조건이 상이함에 따른 계측 정밀도의 영향을 고려해야 한다. 또, 하이브리드 IC(91)를 세라믹 기판(90)의 중앙에 배치하는 것을 전제로 하고 있기 때문에, 하이브리드 IC(91)에 의한 기류의 난류가 계측값에 미치는 영향도 고려할 필요가 있다고 하는 문제가 있다. 또, RH와 RT의 간격을 짧게 하면 열전도의 영향이 무시할 수 없게 되기 때문에, 소형화하는 데에는 한계가 있다고 하는 문제도 있다.

도 16에 도시한 종래 예5에 기재한 것은, 열식 유속·유량센서의 유속 검출부가 외적 충격에 의해 손상할 가능성이 있는 경우에는, 보호 가드 등에 의해 유속 검출부를 보호하기 위해서도, 또, 유속 검출부의 발열에 의한 화상을 방지하기 위해서도, 보호 가드가 필요하고, 이 보호 가드는, 프로브 형상의 보호 가드가 사용되지만, 일반적으로 별도 부품으로서 제조하여 조합시키는 등으로 하기 때문에, 제조비, 조립비가 발생한다고 하는 문제가 있다.

이상 많은 문제점으로부터, 본 발명에서는, 열식 유속·유량센서의 제조방법 및 그 열식 유속·유량센서에 있어서, 유속 검출용 발열부(히터 소자) 및 이 발열부로부터의 열의 온도를 계측하는 유속 검출부의 기판으로서, 단일의 판상의 기판을 사용함으로써, 범용의 기판 제조장치를 사용함과 동시에, 또, 유속 검출부로 실장하는 전자 부품은, 범용의 자동탑재기를 이용하여 범용의 표면 실장 부품을 실장함으로써, 우속 검출부를 형성하는 것을 제1의 목적으로 하고, 또, 유속 검출부의 주위 및 기온 계측부의 사이에 공간을 마련함으로써, 유속 검출부의 발열부로부터 기온 계측부로의 열전도를 적게 하는 것을 제2의 목적으로 하고 있다. 또, 기온 계측부의 주위에도 공간을 마련하여 유속 검출부의 발열부로부터의 열전도를 더 적게 하므로써, 유속 검출부로부터의 열에 의한 기온 계측부에 주는 영향을 적게 하는 것을 제3의 목적으로 하고 있다. 또, 기판으로부터 돌출한 구조로 되어 있는 유속 검출부를 보호하는 가드부를 마련함으로써, 외부로부터의 충격에 의한 열식 유속·유량센서의 손상 방지 및 유속 검출부의 오접촉에 의한 화상 방지를 제4의 목적으로 하고 있다.

청구항 1에 관한 발명은, 공급 전류에 의해 열을 발생하는 히터 소자와, 유속에 따라 변화하는 히터 소자로부터의 열의 온도를 검출하는 측온 소자를 갖는 유속 검출부로 이루어진 유체의 유속 및 유량을 계측하는 열식 유속·유량센서의 제조방법에 있어서, 히터 소자 및 측온 소자는 범용의 표면 실장 부품이며, 열식 유속·유량센서의 판상의 단일 기판에, 유속 검출부를 실장하는 기판 부분을 형성하고, 이 기판 부분에 유속 검출부용 회로 패턴을 형성하며, 유속 검출부를 실장하는 기판 부분의 표면 실장 개소의 일측면에, 히터 소자를 실장하고, 이 히터 소자의 표면 실장 개소에 대향 위치시키며, 측온 소자를, 유속 검출부를 실장하는 기판 부분의 표면 실장 개소의 타측면에 실장하고, 히터 소자와 측온 소자를 유속 검출부를 실장하는 기판 부분의 표면 실장 개소 양면에 배치하여 실장함으로써, 이 표면 실장 개소에서 기판 부분을 통해 히터 소자와 측온 소자가 열적으로 직접 접속하게 되는 유속 검출부를 형성하며, 유속 검출부를 실장하는 기판 부분의 표면 실장 개소를 제외한 기판의 주변부에, 유속 검출부용 지지부를 상기 기판과 일체로 형성하고, 범용의 기판 제조장치를 사용하여 제조한 열식 유속·유량센서의 제조방법이다.

청구항 2에 관한 발명은, 공급 전류에 의해 열을 발생하는 히터 소자와, 유속에 따라 변화하는 히터 소자로부터의 열의 온도를 검출하는 측온 소자를 갖는 유속 검출부로 이루어진 유체의 유속 및 유량을 계측하는 열식 유속·유량센서의 제조방법에 있어서, 히터 소자 및 측온 소자는 범용의 표면 실장 부품이며, 열식 유속·유량센서의 판상의 단일 기판의 일단 중앙부분에, 이 기판의 주요부인 기판 주요부로부터 일체로 연장된 가늘고 긴 형상의 유속 검출부용 지지부를, 기판과 일체로 형성하고, 이 유속 검출부용 지지부의 선단부에, 유속 검출부를 실장하는 기판 부분을 형성함과 동시에, 이 기판 부분에 유속 검출부용 회로 패턴을 형성하며, 유속 검출부를 실장하는 기판 부분의 표면 실장 개소에, 히터 소자와 측온 소자를 상호 인접하게 배치하며 실장함으로써 히터 소자와 측온 소자가 열적으로 직접 접속하게 되는 유속 검출부를 형성하고, 이 유속 검출부를 실장하는 기판 부분의 표면 실장 개소와, 이 표면 실장 개소로부터 기판 주요부로 일체로 연장되는 유속 검출부용 지지부를 남기고, 기판의 주변부를 절단함으로써, 표면 실장 개소에 형성된 유속 검출부를, 유속 검출부용 지지부에 의해 기판 주요부에 지지한 구조가 되도록, 범용의 기판 제조장치를 이용하여 형성한 열식 유속·유량센서의 제조방법이다.

청구항 3에 관한 발명은, 공급 전류에 의해 열을 발생하는 히터 소자와, 유속에 따라 변화하는 히터 소자로부터의 열의 온도를 검출하는 측온 소자를 갖는 유속 검출부로 이루어진 유체의 유속 및 유량을 계측하는 열식 유속·유량센서의 제조방법에 있어서, 히터 소자 및 상기 측온 소자는, 범용의 표면 실장 부품이며, 열식 유속·유량센서의 판상의 단일 기판으로부터, 이 기판의 주요부인 기판 주요부를 구성하는 띠 형상의 외주부를, 기판과 일체로 형성하고, 띠 형상의 외주부를 구성하는 기판 주요부로부터 상호 중심방향으로 일체로 연장된 가늘고 긴 형상의 한 쌍의 유속 검출부용 지지부와, 이 한 쌍의 유속 검출부용 지지부의 선단부에 지지되는 유속 검출부를 실장하는 기판 부분을, 기판 주요부와 일체로 형성하며, 유속 검출부를 실장하는 기판 부분에 유속 검출부용 회로 패턴을 형성하고, 유속 검출부를 실장하는 기판 부분의 표면 실장 개소의 일측면에, 히터 소자를 실장하며, 이 히터 소자의 표면 실장 개소에 대향 위치시키고, 측온 소자를, 유속 검출부를 실장하는 기판 부분의 표면 실장 개소의 타측면에 실장하고, 히터 소자와 측온 소자를 유속 검출부를 실장하는 기판 부분의 표면 실장 개소 양면에 배치하여 실장함으로써, 이 표면 실장 개소에서 기판 부분을 통해 히터 소자와 측온 소자가 열적으로 직접 접속하게 되는 유속 검출부를 형성하고, 이 유속 검출부를 실장하는 기판 부분의 표면 실장 개소와, 이 표면 실장 개소로부터 기판 주요부로 일체로 연장되는 한 쌍의 유속 검출부용 지지부와, 띠 형상의 외주부를 남기고, 기판의 주변부를 절단함으로써, 띠 형상의 외주부를 구성하는 기판 주요부를, 유속 검출부를 보호는 가드부로 함과 동시에, 유속 검출부의 주위에 공간을 마련한 구조로 되도록, 범용의 기판 제조장치를 이용하여 형성한 열식 유속·유량센서의 제조방법이다.

청구항 4에 관한 발명은, 공급 전류에 의해 열을 발생하는 히터 소자와, 유속에 따라 변화하는 히터 소자로부터의 열의 온도를 검출하는 측온 소자를 갖는 유속 검출부와, 기온을 계측하는 기온 계측용 소자를 갖는 기온 계측부로 이루어진 유체의 유속 및 유량을 계측하는 열식 유속·유량센서의 제조방법에 있어서, 히터 소자 및 측온 소자 및 기온 계측용 소자는 범용의 표면 실장 부품이며, 열식 유속·유량센서의 판상의 단일 기판의 일단 양측 부분에, 이 기판의 주요부인 기판 주요부로부터 각각 일체로 연장된 가늘고 긴 형상의 유속 검출부용 지지부와 기온 계측부용 지지부를 상호 간격을 두고 기판과 일체로 형성하며, 유속 검출부용 지지부의 선단부에, 유속 검출부를 실장하는 기판 부분을 형성함과 동시에, 이 기판 부분에 유속 검출부용 회로 패턴을 형성하고, 기온 계측부용 지지부의 선단부에, 기온 계측부를 실장하는 기판 부분을 형성함과 동시에, 이 기판 부분에 기온 계측부용 회로 패턴을 형성하며, 유속 검출부를 실장하는 기판 부분의 표면 실장 개소에, 히터 소자와 측온 소자를 상호 인접하게 배치하여 실장함으로써 히터 소자와 측온 소자가 열적으로 직접 접속하게 되는 유속 검출부를 형성하고, 기온 계측부를 실장하는 기판 부분의 표면 실장 개소에, 기온 계측 소자를 실장하게 되는 기온 계측부를 형성하며, 유속 검출부를 실장하는 기판 부분의 표면 실장 개소와, 이 표면 실장 개소로부터 기판 주요부로 일체로 연장되는 유속 검출부용 지지부와, 기온 계측부를 실장하는 기판 부분의 표면 실장 개소와, 이 표면 실장 개소로부터 기판 주요부로 일체로 연장되는 기온 계측 소자용 지지부를 남기고, 기판의 주변부를 절단함으로써, 각각의 표면 실장 개소에 각각 형성한 유속 검출부와 기온 계측 소자를, 각각 유속 검출부용 지지부와 기온 계측 소자용 지지부에 의해, 각각 기판 주요부에 지지된 구조로 형성함과 동시에, 유속 검출부 및 기온 계측 소자의 주위에 공간을 마련하며, 또한 유속 검출부 및 기온 계측 소자와의 사이에, 공간을 마련하고, 또한 판상의 기판 주요부를 마련한 구조로 되도록 범용의 기판 제조장치를 이용하여 형성한 열식 유속·유량센서의 제조방법이다.

청구항 5에 관한 발명은, 청구항 4에 관한 발명에 있어서, 유속 검출부는, 측온 소자와, 이 측온 소자를 사이에 두고 대향 위치하는 한 쌍의 히터 소자를 상호 인접하게 배치하여 실장함으로써 히터 소자와 측온 소자가 열적으로 직접 접속한 것이다.

청구항 6에 관한 발명은, 공급 전류에 의해 열을 발생하는 히터 소자와, 유속에 따라 변화하는 히터 소자로부터의 열의 온도를 검출하는 측온 소자를 갖는 유속 검출부와, 기온을 계측하는 기온 계측용 소자를 갖는 기온 계측부로 이루어진 유체의 유속 및 유량을 계측하는 열식 유속·유량센서의 제조방법에 있어서, 히터 소자 및 측온 소자 및 기온 계측용 소자는 범용의 표면 실장 부품이며, 열식 유속·유량센서의 판상의 단일 기판으로부터, 이 기판의 주요부인 기판 주요부를 구성하는 띠 형상의 외주부를, 기판과 일체로 형성하고, 기판의 일단 중앙부분에, 기판 주요부로부터 일체로 연장된 가늘고 긴 형상의 유속 검출부용 지지부를, 기판과 일체로 형성하며, 이 유속 검출부용 지지부의 선단부에, 유속 검출부를 실장하는 기판 부분이 띠 형상의 외주부의 중심부분에 위치하도록 형성함과 동시에, 이 기판 부분에 유속 검출부용 회로 패턴을 형성하고, 띠 형상의 외주부에 기온 계측부용 회로 패턴을 형성하며, 유속 검출부를 실장하는 기판 부분의 표면 실장 개소에, 히터 소자와 측온 소자를 상호 인접하게 배치하여 실장함으로써 히터 소자와 측온 소자가 열적으로 직접 접속하게 되는 유속 검출부를 형성하고, 띠 형상의 외주부의 표면 실장 개소에, 기온 계측 소자를 실장하게 되는 기온 계측부를 형성하며, 유속 검출부를 실장하는 기판 부분의 표면 실장 개소와, 이 표면 실장 개소로부터 기판 주요부로 일체로 연장되는 유속 검출부용 지지부와, 띠 형상의 외주부를 남기고, 기판의 주변부를 절단함으로써, 표면 실장 개소에 형성된 유속 검출부를, 유속 검출부용 지지부에 의해 기판 주요부에 지지된 구조로 형성함과 동시에, 띠 형상의 외주부를 구성하는 기판 주요부를, 유속 검출부를 보호하는 가드부로 하고, 또한 유속 검출부 및 기온 계측 소자의 주위에 공간을 마련함과 동시에, 유속 검출부 및 기온 계측 소자와의 사이에, 공간을 마련하며, 또한 판상의 기판 주요부를 마련한 구조로 되도록 범용의 기판 제조장치를 이용하여 형성한 열식 유속·유량센서의 제조방법이다.

청구항 7에 관한 발명은, 청구항 1 내지 청구항 6 중 어느 한 항의 기재의 발명에 있어서, 열식 유속·유량센서는, 범용의 자동탑재기를 이용하여 형성한 열식 유속·유량센서의 제조방법이다.

청구항 8에 관한 발명은, 공급 전류에 의해 열을 발생하는 히터 소자와, 유속에 따라 변화하는 히터 소자로부터의 열의 온도를 검출하는 측온 소자를 갖는 유속 검출부와, 기온을 계측하는 기온 계측용 소자를 갖는 기온 계측부로 이루어진 유체의 유속 및 유량을 계측하는 열식 유속·유량센서에 있어서, 열식 유속·유량센서의 판상의 단일 기판과, 이 기판에 형성된 유속 검출부를 실장하는 기판 부분과, 이 기판 부분에 형성된 유속검출부용 회로 패턴과, 유속 검출부를 실장하는 기판 부분의 표면 실장 개소의 일측면에 실장한 범용의 표면 실장 부품인 히터 소자와, 이 히터 소자의 표면 실장 개소에 대향 위치하는 유속 검출부를 실장하는 기판 부분의 표면 실장 개소의 타측면에 실장한 범용의 표면 실장 부품인 측온 소자와, 유속 검출부를 실장하는 기판 부분의 표면 실장 개소를 제외한 기판의 주변부에, 기판과 일체로 형성된 유속 검출부용 지지부와, 유속 검출부를 구성하는 히터 소자와 측온 소자를 유속 검출부를 실장하는 기판 부분의 표면 실장 개소 양면에 배치하여 실장함으로써, 이 표면 실장 개소에서 기판 부분을 통해 히터 소자와 측온 소자가 열적으로 직접 접속한 구조로 되도록, 범용의 기판 제조장치를 이용하여 형성한 열식 유속·유량센서이다.

청구항 9에 관한 발명은, 공급 전류에 의해 열을 발생하는 히터 소자와, 유속에 따라 변화하는 히터 소자로부터의 열의 온도를 검출하는 측온 소자를 갖는 유속 검출부로 이루어진 유체의 유속 및 유량을 계측하는 열식 유속·유량센서에 있어서, 열식 유속·유량센서의 판상의 단일 기판과, 이 기판의 일단 중앙부분에, 기판과 일체로 형성함과 동시에, 기판의 주요부인 기판 주요부로부터 일체로 연장되는 가늘고 긴 형상으로 형성된 유속 검출부용 지지부와, 이 유속 검출부용 지지부의 선단부에 형성된 유속 검출부를 실장하는 기판 부분과, 이 기판 부분에 형성된 유속 검출부용 회로 패턴과, 유속 검출부를 실장하는 기판 부분의 표면 실장 개소에 형성되며, 범용의 실장 부품인 히터 소자와 표면 실장 부품인 측온 소자를 상호 인접하게 배치하여 실장함으로써 히터 소자와 측온 소자가 열적으로 직접 접속하게 되는 유속 검출부로 이루어지고, 이 유속 검출부를 실장하는 기판 부분의 표면 실장 개소와, 이 표면 실장 개소로부터 기판 주요부로 일체로 연장되는 유속 검출부용 지지부를 남기고, 기판의 주변부를 절단함으로써, 표면 실장 개소에 형성된 유속 검출부를, 유속 검출부용 지지부에 의해 기판 주요부에 지지한 구조가 되도록, 범용의 기판 제조장치를 이용하여 형성한 열식 유속·유량센서이다.

청구항 10에 관한 발명은, 공급 전류에 의해 열을 발생하는 히터 소자와, 유속에 따라 변화하는 히터 소자로부터의 열의 온도를 검출하는 측온 소자를 갖는 유속 검출부로 이루어진 유체의 유속 및 유량을 계측하는 열식 유속·유량센서에 있어서, 열식 유속·유량센서의 판상의 단일 기판과, 이 기판으로부터 일체로 형성된 기판의 주요부인 기판 주요부를 구성하는 띠 형상의 외주부와, 이 띠 형상의 외주부를 구성하는 기판 주요부로부터 상호 중심방향으로 일체로 연장된 가늘고 긴 형상의 한 쌍의 유속 검출부용 지지부와, 이 한 쌍의 유속 검출부용 지지부의 선단부에 지지됨과 동시에, 기판 주요부와 일체로 형성되는 유속 검출부를 실장하는 기판 부분과, 이 기판 부분에 형성된 유속 검출부용 회로 패턴과, 유속 검출부를 실장하는 기판 부분의 표면 실장 개소의 일측면에 실장된 범용의 표면 실장 부품인 히터 소자와, 이 히터 소자의 표면 실장 개소에 대향 위치하는 유속 검출부를 실장하는 기판 부분의 표면 실장 개소의 타측면에 실장된 범용의 표면 실장 부품인 측온 소자와, 히터 소자와 측온 소자를 유속 검출부를 실장하는 기판 부분의 표면 실장 개소 양면에 배치하여 실장함으로써, 이 표면 실장 개소에서 기판 부분을 통해 히터 소자와 측온 소자가 열적으로 직접 접속하게 되는 유속 검출부로 이루어지고, 이 유속 검출부를 실장하는 기판 부분의 표면 실장 개소와, 이 표면 실장 개소로부터 기판 주요부로 일체로 연장되는 한 쌍의 유속 검출부용 지지부와, 띠 형상의 외주부를 남기고, 기판의 주변부를 절단함으로써, 띠 형상의 외주부를 구성하는 기판 주요부를, 유속 검출부를 보호하는 가드부로 함과 동시에, 유속 검출부의 주위에 공간을 마련한 구조로 되도록, 범용의 기판 제조장치를 이용하여 형성한 열식 유속·유량센서이다.

청구항 11에 관한 발명은, 공급 전류에 의해 열을 발생하는 히터 소자와, 유속에 따라 변화하는 히터 소자로부터의 열의 온도를 검출하는 측온 소자를 갖는 유속 검출부와, 기온을 계측하는 기온 계측용 소자를 갖는 기온 계측부로 이루어진 유체의 유속 및 유량을 계측하는 열식 유속·유량센서에 있어서, 열식 유속·유량센서의 판상의 단일 기판과, 이 기판의 일단 양측 부분에, 상호 이격하며 형성됨과 동시에, 기판의 주요부인 기판 주요부로부터 각각 일체로 연장된 가늘고 긴 형상의 유속 검출부용 지지부 및 기온 계측부용 지지부와, 이 유속 검출부용 지지부의 선단부에 형성된 유속검출부를 실장하는 기판 부분과, 이 기판 부분에 형성된 유속 검출부용 회로 패턴과, 기온 계측부용 지지부의 선단부에 형성된 기온 계측부를 실장하는 기판 부분과, 이 기판 부분에 형성한 기온 계측부용 회로 패턴과, 유속 검출부를 실장하는 기판 부분의 표면 실장 개소에 형성되고, 범용의 표면 실장 부품인 히터 소자와 범용의 표면 실장 부품인 측온 소자를 상호 인접하게 배치하여 실장함으로써 히터 소자와 측온 소자가 열적으로 직접 접속하게 되는 유속 검출부와, 기온 계측부를 실장하는 기판 부분의 표면 실장 개소에, 기온 계측 소자를 실장하게 되는 기온 계측부로 이루어지고, 유속 검출부를 실장하는 기판 부분의 표면 실장 개소와, 이 표면 실장 개소로부터 기판 주요부로 일체로 연장되는 유속 검출부용 지지부와, 기온 계측부를 실장하는 기판 부분의 표면 실장 개소와, 이 표면 실장 개소로부터 기판 주요부로 일체로 연장되는 기온 계측 소자용 지지부를 남기고, 기판의 주변부를 절단함으로써, 각각의 표면 실장 개소에 각각 형성된 유속 검출부와 기온 계측 소자를, 각각 유속 검출부용 지지부와 기온 계측 소자용 지지부에 의해, 각각 기판 주요부에 지지된 구조로 형성함과 동시에, 유속 검출부 및 기온 계측 소자의 주위에 공간을 마련하고, 또한 유속 검출부 및 기온 계측 소자와의 사이에, 공간을 마련하며, 또한 판상의 기판 주요부를 마련한 구조로 되도록 범용의 기판 제조장치를 이용하여 형성한 열식 유속·유량센서이다.

청구항 12에 관한 발명은, 청구항 11에 관한 발명에 있어서, 유속 검출부는, 측온 소자와, 이 측온 소자를 사이에 두고 대향 위치하는 한 쌍의 히터 소자를 상호 인접하게 배치하여 실장함으로써 히터 소자와 측온 소자가 열적으로 직접 접속한 구조로 형성한 것이다.

청구항 13에 관한 발명은, 공급 전류에 의해 열을 발생하는 히터 소자와, 유속에 따라 변화하는 히터 소자로부터의 열의 온도를 검출하는 측온 소자를 갖는 유속 검출부와, 기온을 계측하는 기온 계측용 소자를 갖는 기온 계측부로 이루어진 유체의 유속 및 유량을 계측하는 열식 유속·유량센서에 있어서, 열식 유속·유량센서의 판상의 단일 기판과, 이 기판으로부터 일체로 형성된 기판의 주요부인 기판 주요부를 구성하는 띠 형상의 외주부와, 이 기판의 일단 중앙부분에, 기판과 일체로 형성됨과 동시에, 기판 주요부로부터 일체로 연장되는 가늘고 긴 형상으로 형성된 유속 검출부용 지지부와, 이 유속 검출부용 지지부의 선단부에 형성됨과 동시에, 띠 형상의 외주부의 중심부분에 위치하도록 형성되는 유속검출부를 실장하는 기판 부분과, 이 기판 부분에 형성된 유속 검출부용 회로 패턴과, 띠 형상의 외주부에 형성된 기온 계측부용 회로 패턴과, 유속 검출부를 실장하는 기판 부분의 표면 실장 개소에 형성되고, 범용의 표면 실장 부품인 히터 소자와 범용의 표면 실장 부품인 측온 소자를 상호 인접하게 배치하여 실장함으로써 히터 소자와 측온 소자가 열적으로 직접 접속하게 되는 유속 검출부와, 띠 형상의 외주부의 표면 실장 개소에 실장한 범용의 표면 실장 부품인 기온 계측 소자와, 유속 검출부를 실장하는 기판 부분의 표면 실장 개소와, 이 표면 실장 개소로부터 기판 주요부로 일체로 연장되는 유속 검출부용 지지부와, 띠 형상의 외주부를 남기고, 기판의 주변부를 절단함으로써, 표면 실장 개소에 형성된 유속 검출부를, 유속 검출부용 지지부에 의해 기판 주요부에 지지한 구조로 형성함과 동시에, 띠 형상의 외주부를 구성하는 기판 주요부를, 유속 검출부를 보호하는 가드부로 하고, 또한 유속 검출부 및 기온 계측 소자의 주위에 공간을 마련함과 동시에, 유속 검출부 및 기온 계측 소자와의 사이에, 공간을 마련하고, 또한 판상의 기판 주요부를 마련한 구조로 되도록 범용의 기판 제조장치를 이용하여 형성한 열식 유속·유량센서이다.

청구항 14에 관한 발명은, 청구항 8 내지 청구항 13 중 어느 한 항의 기재의 발명에 있어서, 열식 유속·유량센서는, 범용의 자동탑재기를 이용하여 형성한 열식 유속·유량센서이다.

청구항 1 및 청구항 8에 관한 발명은, 상기와 같이 구성한 것이고, 유속 검출부용 지지부99)를 기판 부분(1a)과 동일 부재로 형성한 경우, 종래의 리드선과 같이 가늘게 할 필요가 없고, 그 기계적인 강도는 보다 높아진다고 하는 효과가 있다. 또, 유속 검출부(5)에는, 범용의 표면 실장용 전자 부품인 히터 소자(4)와 이 히터로부터의 열의 온도를 계측하는 측온 소자(3)를 이용하여, 판상의 전자기판의 제조방법에서 일반적으로 사용되고 있는 자동실장기에 의해 각 전자 부품을 기판에 실장할 수 있으므로, 조립 공정의 자동화가 용이하게 되어, 조립 비용이 아주 저렴하게 된다.

또, 히터 소자(4)와 측온 소자(3)는, 실장 개소의 기판 부분(1a)을 통해 열적으로 직접 접속된 구조로 되어 있으므로, 응답성이 좋은 유속 검출부(5)을 얻을 수 있음과 동시에, 개체 차이가 적은 유속 검출부(5)을 얻을 수 있으므로, 센서로서의 조정도 필요로 하지 않고, 비용이 저렴해진다. 또, 히터 소자(4)와 측온 소자(3)는, 실장 개소의 기판 부분(1a)을 통해 열적으로 직접 접속된 구조로 되어 있으므로, 응답성이 좋은 유속 검출부(5)를 얻을 수 있고 동시에, 개체 차이가 적은 유속 검출부(5)를 얻을 수 있으므로, 센서로서의 조정도 필요로 하지 않고, 비용도 저렴해진다.

그리고, 일반적인 반도체 제조 프로세스를 이용한 디바이스의 제조방법인 MEMS(Micro Electric Mechanical System)를 이용하여 제조한 유속 검출용 소자는, 판대(版代)가 고가이므로, 소수 생산에는 부적합함과 동시에, 커스터 마이즈나 바리에이션 전개에는 제한이 있다. 그러나, 본 발명의 경우에는, 범용의 기판 제조장치를 이용하여 판상의 전자기판의 제조방법에 의해 제조함과 동시에, 일반적으로 사용되고 있는 자동탑재기를 이용할 수 있으므로, 판대(版代)는 일반적인 판상의 전자기판용과 다르지 않고, 아주 저가이기 때문에, 초기 비용이 제조 단가에 주는 영향은 MEMS에 비해 경미하다. 또, 현재는, 생산 수량이 적은 제품에서도 대응할 수 있는 자동ㅈ립기도 있으므로, 생산 수량이 적은 제품이더라도 제조 단가가 극단적으로 고가로 되지는 않는다. 또한, 초기 비용을 저렴하게 억제할 수 있으므로, 커스터마이즈나 바리에이션 전개도 용이하다.

청구항 2 및 청구항 9에 관한 발명은, 상기와 같이 구성한 것이고, 상기 청구항 1 및 청구항 8의 경우와 마찬가지로, 정밀도가 안정되어 있는 범용의 전자 부품을 사용할 수 있고 동시에, 일반적으로 사용되고 있는 자동탑재기를 이용할 수 있으므로, 개체 차이가 적은 저비용의 열식 유속·유량센서를 얻을 수 있다.

또, 유속 검출부용 지지부(22)는, 희망하는 열전도율에 맞추어 그 형상(폭이나 길이 등)을 형성할 수 있고 동시에, 유속 검출부(20)는 유속 검출부용 지지부(22)에 의해 지지된 구조이고, 기판(21) 및 유속 검출부용 지지부(22)의 기판재는, 실시예1의 기판 부분(1a)과 동일한 열전도율이 낮은 부재(FR_4 기판: 열전도율은 0.45W/m/K)가 사용되고 있다. 또한, 유속 검출부용 지지부(22)를 가늘고 길게 형성함으로써, 유속 검출부(20)로부터 기판(21)의 기판 주요부(21b)로의 열전도를 막을 수 있고 동시에, 또, 취부공(23)을 통해 고정되어 있는 다른 장치 등으로의 열전도를 막을 수 있다.

청구항 3 및 청구항 10에 관한 발명은, 상기와 같이 구성한 것이고, 청구항 1∼청구항 2 및 청구항 8∼청구항 9에 기재된 발명과 동일한 효과가 있다.

펑구항 4 및 청구항 11에 관한 발명은, 상기와 같이 구성한 것이고, 청구항 1∼청구항 3 및 청구항 8∼청구항 10에 기재된 발명과 동일한 효과가 있고 동시에, 유속 검출부(40)가 기판 주요부(41b)로의 열전달을 경감할 수 있다. 또, 유속 검출부용 지지부(42)를 가늘게 형성함으로써, 한층 더 열전도를 경감할 수 있다. 또, 유속 검출부(40)와 기온 계측부(44)와의 사이에는, 공간(47)이 형성되고, 또한, 유속 검출부(40) 및 기온 계측부(44)의 주위에도 공간(46)이 형성되어 있다. 또한, 기온 계측부(44)의 기온 계측부용 지지부(43)를 가늘게 형성함으로써, 기온 계측부(44)로의 열전도를 더 낮게 억제할 수 있고 동시에, 유속 검출부(40)로부터의 열이, 기온 계측부(44)에 주는 영향을 가능한한 적게 할 수 있다.

청구항 5 및 청구항 12에 관한 발명은, 상기와 같이 구성한 것이고, 청구항 4 및 청구항 11에 기재의 발명과 동일한 효과가 있고 동시에, 측온 소자(3)의 온도가 저하한 경우에도, 측온 소자(3)를 사이에 끼워넣도록 배치하고, 개수도 증가한 히터 소자(4)에 의해, 보다 신속하게 측온 소자(3)의 온도를 회복시킬 수 있으므로, 열식 유속·유량센서로서의 응답성을 좋게 할 수 있다.

청구항 6 및 청구항 13에 관한 발명은, 상기와 같이 구성한 것이고, 청구항 1∼청구항 5 및 청구항 8∼청구항 12와 동일한 효과가 있고 동시에, 가드부(56)에 의해, 기판 주요부(51b)로부터 유속 검출부용 지지부(52)를 통해 돌출한 상태로 되어 있는 유속 검출부(50)를 보호할 수 있다. 또, 이 가드부(56)에 의해, 유속 검출부(50)에서 발열하는 히터 소자(4)에 잘못 접촉함에 따른 화상도 방지할 수 있다. 또, 가드부(56)는 기판의 제조 단계에서 수치제어기계(NCM: Numerically Controlled Machine, 이하 NCM이라고 기재한다) 등에 의해 기판과 함께 일체로 형성할 수 있으므로, 제조 및 조립 비용을 대폭 저감할 수 있다.

청구항 7 및 청구항 14에 관한 발명은, 상기와 같이 구성한 것이고, 청구항 1∼청구항 6 및 청구항 8∼청구항 13과 동일한 효과가 있고 동시에, 일반적으로 널리 사용되고 있는 자동탑재기도 이용할 수 있다.

도 1은 본 발명의 제1실시예를 도시하는 요부 모식도,
도 2는 본 발명의 제2실시예를 도시하는 요부 모식도,
도 3은 본 발명의 제3실시예를 도시하는 요부 모식도,
도 4는 본 발명의 제4실시예를 도시하는 요부 모식도,
도 5는 본 발명의 제4실시예를 도시하는 것이며, 변형 예를 도시하는 요부 모식도,
도 6은 본 발명의 시작품과 비교 실험하기 위한 시작품 A의 평면도 및 열전도 실험 결과를 도시한 열분포곡선,
도 7은 본 발명의 시작품 B의 평면도 및 열전도 실험 결과를 도시한 열분포곡선,
도 8은 본 발명의 시작품 C의 평면도 및 열전도 실험 결과를 도시한 열분포곡선,
도 9는 본 발명의 시작품 D의 평면도 및 열전도 실험 결과를 도시한 열분포곡선,
도 10은 본 발명의 시작품 E의 평면도 및 열전도 실험 결과를 도시한 열분포곡선,
도 11은 본 발명의 제5실시예를 도시하는 요부 모식도,
도 12는 종래 예1을 도시한 것이고, 발열체온도 T를 검출하기 위한 측온 소자와 발열원으로 되는 히터 소자를 동일 소자로 구성한 경우의 블록도,
도 13은 종래 예2을 도시한 것이고, 발열체온도 Th를 검출하기 위한 측온 소자와 발열원으로 되는 히터 소자를 각각의 소자로 구성한 경우의 블록도,
도 14는 종래 예3을 도시한 것이고, 발명자가 시험제작한 유속·유량센서의 요부 구성도,
도 15는 종래 예4를 도시하는 것이고, 유속·유량센서의 요부 구성도,
도 16은 종래 예5를 도시하는 것이고, 유속·유량센서의 요부 구성도이다.

공급 전류에 의해 열을 발생하는 범용의 표면 실장 부품인 히터 소자와, 유속에 따라 변화하는 히터 소자로부터의 열의 온도를 검출하는 측온 소자를 갖는 유속 검출부로 이루어진 유체의 유속 및 유량을 계측하는 열식 유속·유량센서의 제조방법에 있어서, 히터 소자 및 측온 소자는 범용의 표면 실장 부품이고, 열식 유속·유량센서의 판상의 단일 기판의 일단 양측부분에, 이 기판의 주요부인 기판 주요부로부터 각각 일체로 연장된 가늘고 긴 형상의 유속 검출부용 지지부와 기온 계측부용 지지부를 상호 이격하며 기판과 일체로 형성한다. 또. 유속 검출부용 지지부의 선단부에, 유속 검출부를 실장하는 기판 부분을 형성함과 동시에, 이 기판 부분에 유속 검출부용 회로패턴을 형성한다. 기온 계측부용 지지부의 선단부에, 기온 계측부를 실장하는 기판 부분을 형성함과 동시에, 이 기판 부분에 기온 계측부용 회로패턴을 형성한다. 유속 검출부를 실장하는 기판 부분의 표면 실장 개소에, 히터 소자와 측온 소자를 상호 인접하게 배치하며 실장함으로써 히터 소자와 측온 소자가 열적으로 직접 접속하게 되는 유속 검출부를 형성한다. 기온 계측부를 실장하는 기판 부분의 표면 실장 개소에, 기온 계측 소자를 실장하게 되는 기온 계측부를 형성한다.

이어서, 유속 검출부를 실장하는 기판 부분의 표면 실장 개소와, 이 표면 실장 개소로부터 기판 주요부로 일체로 연장되는 유속 검출부용 지지부와, 기온 계측부를 실장하는 기판 부분의 표면 실장 개소와, 이 표면 실장 개소로부터 기판 주요부로 일체로 연장되는 기온 계측 소자용 지지부를 남기고, 기판의 주변부를 절단함으로써, 각각의 표면 실장 개소에 각각 형성된 유속 검출부와 기온 계측 소자를, 각각 유속 검출부용 지지부와 기온 계측 소자용 지지부에 의해, 각각 주요 기판부에 지지된 구조로 형성함과 동시에, 유속 검출부 및 기온 계측 소자의 주위에 공간을 마련하고, 또한 유속 검출부 및 기온 계측 소자와의 사이에, 공간을 마련하고, 또한 판상의 기판 주요부를 마련한 구조로 되도록 범용의 기판 제조장치 및 범용의 자동탑재기를 이용하여 형성한다.

실시예1

실용적인 열식 유속·유량센서로서 요구되는 일반적인 조건은, 측정 정밀도나 응답성이 좋고, 저소비전력이며, 저코스트인 것이다. 그리고, 일반적으로, 기판 표면에 실장되는 표면 실장 부품 등의 전자 부품의 소형화, 고정밀도화, 저코스트화는 진행되고 있고, 이러한 전자 부품은. 일반적으로 유통품으로서 범용되고 있다. 특히, 전자 부품의 개체 차이에 의한 오차 정도가 ㅁ1％ 정도인 전자 부품은, 일반 유통품으로서 입수 가능하다. 그리고, 이들 전자 부품을 기판에 실장하는 자동탑재기도 또 일반화 되어 있고, 그 자동탑재기를 이용하여 표면 실장 부품 등의 전자 부품을 실장하는 방법도 자동화가 확립되어 있다. 이들 범용의 전자 부품이나, 자동탑재기를 이용할 수 있으면, 측정 정밀도가 우수하고, 저코스트의 열식 유속·유량센서를 실현할 수 있다.

한편, 저소비전력이고, 응답성이 좋은 열식 유속·유량센서을 실현 가능하게 하기 위해서는, 열식 유속·유량센서의 발열품에서 발열한 열이 동선(銅線) 등을 타고 방출되는 열량을 억제하는 것이 중요하다. 열식 유속·유량센서에 있어서, 소비전력이 가장 높은 것이 발열부이고, 이 발열부에서 발열한 열이 다른 장치 등으로 방출되는 것은 즉, 소비전력이 더욱 증가할 뿐만 아니라, 센서 자체의 응답성이 나빠지는 것을 의미하기 때문이다.

여기서, 전자 부품을 실장하는 기판의 기판재로서는, 일반적으로 열전도율이 낮은 부재가 사용되고 있다. 예를 들면, 기판재로서 잘 사용되는 FR_4(FRAME RETARDANT TYPE 4)은, 일반적으로 보급되고 있는 프린트 기판에서, 그 강도(탄성율)은, 동선과 비교하면, 55％이고, 동선의 기계적 강도에는 미치지 않지만, 열전도율은 동선에 대해 0.1％로 낮다.

한편, 일반적으로, 물체에 전해지는 열전도는, 그 물체의 구조의 단면적 및 온도차에 의존한다. 공기의 열전도율은 0.0241W/m·K 이고, FR_4 기판의 열전도율은 0.45W/m·K 이다. 이들 열전도율은, 구리의 열전도율 403W/m·K에 비해 낮다. 그런데, 본 발명에서는, 열식 유속·유량센서에, 보틀넥으로 되는 것 같은 열전도율이 낮게 되는 부분을 구조적으로 마련하고, 열전도를 억제하는 방법을 사용하고 있다.

본 발명의 제1실시예를, 도 1에 의거하여 상세히 설명한다.

도 1은, 본 발명의 제1실시예를 도시하는 요부 모식도이고, 판상의 단일 기판(1)은, 유속·유량센서의 유속 검출부를 형성하는 기판 부분(1a)와 이 기판 부분(1a)에 연장 설치되는 기판 주요부(미도시)에 의해 구성되어 있다. 또, 도 1에서는, 후술할 기온 계측부는 생략되어 있다.

판상의 단일 기판(1)으로서는, 이 실시예에 한정되지 않고 후술할 모든 실시예에 있어서, 프린트 기판으로서 일반적으로 널리 판매되고 있는 글라스 에칭제인 FR_4를 사용하고 있다. 또, 기판(1)으로서는, 폴리아미드제의 기판이어도 좋고, 혹은 FR_4와 같은 글라스 에칭제의 기판, 세라믹제의 기판 등과 같이, 열전도율이 낮은 부재로 형성된 기판이 적합하다. 또, 이 실시예에서는, 유속 검출부(5)가 형성되어 있는 기판 부분(1a)만이 기재되고, 기판 주요부(미도시)는 생략하고 있다.

참조부호 2는 기판 부분(1a)의 표면에 형성되어 있는 유속 검출부용 회로 패턴이고, 유속 검출부(5)의 기판 부분(1a)의 실장 개소에는, 각각 범용의 전자 부품(히터 소자(4) 및 측온 소자(3))이 실장된다. 또, 회로 패턴(2)은 구리의 박막으로 형성되어 있으므로, 열전도를 낮게 하기 위해서는, 회로 패턴(2)에 흐르는 전류량을 가능한한 작게 한다. 그러기 위해서는, 기판(1)의 제조기술이 허용하는 범위에서, 유속 검출부(5)의 기판 부분(1a)의 회로 패턴(2)의 폭을 좁게 하는 것이 바람직하다. 또, 기판 부분(1a)의 회로 패턴(2)의 폭을 좁게 한 경우, 내환경성이 나빠지므로, 레지스트 막에 의한 보호막(미도시)을 형성하고, 회로 패턴(2)을 보호하는 것이 바람직하다. 또, 유속 검출부(5)를 구성하는 히터 소자(4)와 측온 소자(3)의 실장 개소의 주위의 기판 부분(1a)은, 유속 검출부(5)를 지지하는 유속 검출부용 지지부(9)를 구성하고 있다.

측온 소자(3)는 범용의 전자 부품이고, 이 실시예의 경우에는, 기판 부분(1a)의 표면에 형성되어 있는 유속 검출부용 회로 패턴의 해당 개소에, 측온 소자(3)의 단자를 납땜으로 고정하여 실장하고 있다. 히터 소자(4)도 마찬가지로, 범용의 전자 부품으로, 기판 부분(1a)의 이면에 형성되어 있는 유속 검출부용 회로 패턴의 해당 개소(측온 소자(3)가 실장되는 실장 개소에 대향 위치하고 있다)에, 히터 소자(4)의 단자를 납땜으로 고정하여 실장되고 있다. 따라서, 히터 소자(4)와 측온 소자(3)는, 기판 부분(1a)의 양면(표면 및 이면)에서, 기판 부분(1a)의 실장 개소를 통해 열적으로 직접 접속된 구조로 되어 있다. 참조부호 6은 패드이고, 유속 검출부(5)로부터의 신호를 취출하기 위한 출력단이다.

이와 같이 구성되어 있으므로, 히터 소자(4)와 측온 소자(3)에 의해 구성되는 유속 검출부(5) 주위의 기판 부분은, 유속 검출부(5)를 지지하는 유속 검출부용 지지부(9)로서 작용하고 있다. 또, 기판 부분(1a)은, 기판 주요부(미도시)에 연장 설치된 구조로 되어 있다.

다음에, 유속·유량센서의 유속 검출부의 제조방법 및 작동 동작에 대해, 도 1에 의거하여 설명한다. 먼저, 유속 검출부(5)의 제조방법에 대해 설명한다. 판상의 기판은, 범용의 기판 제조장치를 사용함과 동시에, 판상의 전자기기 기판의 일반적인 제조 프로세스에서 사용되고 있는 자동탑재기를 사용하여 제조한다. 유속 검출부(5)의 회로 패턴(2)이 형성되어 있는 판상의 기판부분(1a)의 실장 개소에는, 납땜 페이스트 인쇄기에 의해 납땜 페이스트가 도포된다. 이어서, 자동탑재기에 의해, 측온 소자(3)가 기판 부분(1a)의 표면에 마운트되고, 히터 소자(4)는 기판 부분(1a)의 이면이며, 측온 소자(3)의 실장 개소에 대향 위치하는 실장 개소에, 마찬가지로 마운트된다.

이어서, 측온 소자(3) 및 히터 소자(4)는, 리플로우 로(reflow furnace) 또는 플로우 장치 등에 의해, 납땜되어 고정된다. 히터 소자(4)와 측온 소자(3)는, 기판 부분(1a)의 표면 및 이면의 실장 개소에 납땜되므로, 양 소자(3,4)는 이 실장 개소의 기판 부분을 통해, 열적으로 직접 접속된 구조로 되어 있다. 또, 유속 검출부(5)의 주위의 기판 부분(1a)은, 유속 검출부(5)를 지지하는 유속 검출부용 지지부(9)를 구성하고 있다. 또, 기판 부분(1a)은 기판 주요부에 일체로 연장 설치되어 있다.

여기서, 종래의 방법으로는, 히터 소자(4)를 가열시킬 때, 적은 공급 전력으로 발열량을 확보하기 위해서, 히터 소자(4)의 리드선을 가늘게 하는 방법이 일반적이었다. 리드선의 주성분인 구리나 스테인레스 등의 금속선은 열전도율이 높으므로, 리드선을 가능한 가늘게 하여, 유속 검출부(5)의 히터 소자(4)로부터 기판 주요부나 다른 장치 등으로 리드선을 타고 나가는 열량을 억제할 필요가 있었기 때문이다. 그러나, 리드선을 가늘게 하면, 기계적 충격에 대해 약하게 되고, 유속 검출부(5)가 쉽게 파손하게 된다고 하는 문제가 있었다.

한편, 상기한 바와 같이, 판상의 기판 부분(1a)의 기판재는, 기계적 강도에서는 구리에는 미치지는 않았지만, 열전도율은 구리보다 낮은 부재(FR_4 기판: 열전도율은 0.45W/m/K)가 사용되고 있다. 따라서, 유속 검출부(5)의 히터 소자(4)로부터 기판 주요부나 다른 장치 등으로의 방열량이라고 하는 관점에서, 이 실시예와 같이, 유속 검출부용 지지부(9)를 기판 부재(1a)와 동일 부재로 형성한 경우, 종래의 리드선과 같이 가늘게 할 필요가 없고, 그 기계적 강도는 보다 높아진다고 하는 효과가 있다.

다음에, 유속 검출부(5)의 작용 동작에 대해 설명한다. 먼저, 기판 부분(1a)의 내부 전원(미도시)으로부터의 공급 전류에 의해, 히터 소자(4)는 가열되고 있다. 열식 유속·유량센서가 유체 중에 배치되면, 그 유체의 유속에 따라 히터 소자(4)의 열은 변화하고, 이 열은, 기판 부분(1a)의 실장 개소의 기판을 통해 측온 소자(3)로 열적으로 직접 전도한다. 이 전도하는 열의 온도는, 측온 소자(3)에 의해 계측되고, 이 계측값으로부터, 전술한 열식 유속·유량센서의 동작 원리에 기초하여 유속이 산출된다.

이와 같이, 본 발명에 따른 열식 유속·유량센서의 유속 검출부(5)에는, 범용의 표면 실장용 전자 부품인 히터 소자(4)와 이 히터 소자로부터의 열의 온도를 계측하는 측온 소자(3)를 사용하고, 판상의 전자 기판의 제조방법에서 일반적으로 사용되고 있는 자동탑재기에 의해 각 전자 부품을 기판에 실장할 수 있으므로, 조립 공정의 자동화가 용이하게 되고, 조립 비용이 아주 저렴하게 된다.

또, 히터 소자(4)와 측온 소자(3)는, 실장 개소의 기판 부분(1a)를 통해 열적으로 직접 접속된 구조로 되어 있으므로, 응답성이 좋은 유속 검출부(5)를 얻을 수 있고 동시에, 개체 차이가 적은 유속 검출부(5)를 얻을 수 있으므로, 센서로서의 조정도 필요로 하지 않고, 비용이 낮아지게 된다.

또, 상기한 바와 같이, 일반적인 반도체 제조 프로세스를 이용한 디바이스의 제조방법인 MEMS(Micro Electric Mechanical System)를 이용하여 제조한 유속 검출용 소자는, 판대(版代)가 고가이므로, 소수 생산에는 부적합함과 동시에, 커스터마이즈나 바리에이션 전개에는 제한이 있다.

그러나, 이 발명의 경우에는, 범용의 기판 제조장치를 이용하여 판상의 전자 기판의 제조방법에 의해 제조함과 동시에, 일반적으로 사용되고 있는 자동탑재기를 이용할 수 있으므로, 판대(版代)는 일반적인 판상의 전자 기판용과 다르지 않고, 아주 싼 값이므로, 초기 비용이 제조 단가에 미치는 영향은 MEMS에 비해 경미하다. 또, 현재, 생산 수량이 적은 제품에서도 대응할 수 있는 자동탑재기도 있으므로, 생산 수량이 적은 제품이더라도 제조 단가가 극단적으로 고가로 되는 것은 아니다. 또한, 초기 비용을 저렴하게 억제할 수 있기 때문에, 카스터마이즈나 바리에이션 전개도 용이하다.

실시예2

본 발명의 제2실시예를, 도 2에 의거하여 상세히 설명한다. 도 2는 본 발명의 제2실시예를 도시한 요부 모식도이다. 또, 제1실시예와 동일한 부분에 대해서는, 동일 명칭, 동일 부호를 사용하고, 그 설명을 생략한다. 또, 기온 계측용 기온 계측 소자는 생략한다.

도 2에 도시한 바와 같이, 판상의 기판(21)의 일단 중앙부분에는, 기판 주요부(21b)로부터 일체로 연장된 가늘고 긴 형상의 유속 검출부용 지지부(22)에 지지된 유속 검출부(20)가 형성되어 있다. 이 유속 검출부(20)를 실장하는 판상의 기판 부분(21a)의 표면에는, 유속 검출부용 회로 패턴(미도시)이 형성되어 있고, 그 표면 실장 개소에는, 측온 소자(3) 및 히터 소자(4)가, 각각 납땜에 의해 실장되어 유속 검출부(20)를 구성하고 있다. 따라서, 측온 소자(3) 및 히터 소자(4)는, 기판 부분(1a)에 표면 실장되어 있고 동시에, 양 소자(3,4)가 상호 인접하게 배치하며 실장되어 있는 것으로 열적으로 직접 접속된 구조로 되어 있다.

또, 측온 소자(3)와 히터 소자(4)를 상호 인접하게 배치하여 실장하는 대신에, 실시예1에 기재한 바와 같이, 기판 부분(21a)의 표면 및 이면에 각각 실장하고, 기판 부분(21a)의 실장 개소를 통해 열적으로 직접 접속된 구조로 되도록 해도 좋다.

유속 검출부(20)를 지지하는 유속 검출부용 지지부(22)는, 기판 주요부(21b)와 측온 소자(3) 및 히터 소자(4)의 실장 개소, 즉, 기판 부분(21a)를 남기고, 주위의 기판을, NCM 등으로 절단하여 형성된다. 따라서, 측온 소자(3) 및 히터 소자(4)에 의해 구성되는 유속 검출부(20)가 형성되어 있는 기판 부분(21a)은, 가늘고 긴 구조의 유속 검출부용 지지부(22)에 의해 기판 주요부(21b)에 일체로 지지된 구조로 되어 있다. 참조부호 23은 취부공이고, 열식 유속·유량센서를 다른 장치 등에 고정하기 위한 것이다.

또, 측온 소자가 히터 소자를 겸용한 회로 구성이라도, 이와 같은 회로 구성의 측온 소자를 유속 검출부(20)에 탑재하고, 동일하게 하여 가늘고 긴 구조인 유속 검출부용 지지부(22)로 지지하면, 동일한 효과를 얻을 수 있다.

이와 같이 구성되어 있으므로, 상기 실시예1의 경우와 마찬가지로, 정밀도가 안정되어 있는 범용의 전자 부품을 사용할 수 있고 동시에, 일반적으로 사용되고 있는 자동탑재기를 사용하여 자동적으로 제조할 수 있으므로, 개체 차이가 적은 저코스트의 열식 유속·유량센서을 얻을 수 있다.

또, 유속 검출부용 지지부(22)는, 희망하는 열전도율에 맞추어 그 형상(폭이나 길이 등)을 형성할 수 있고 동시에, 유속 검출부(20)는 유속 검출부용 지지부(22)에 의해 지지된 구조이며, 기판(21) 및 유속 검출부용 지지부(22)의 기판재는, 실시예1의 기판 부분(1a)과 동일한 열전도율이 낮은 부재(FR_4 기판: 열전도율은 0.45W/m/K)가 사용되고 있다. 또한, 유속 검출부용 지지부(22)를 가늘고 길게 형성함으로써, 유속 검출부(20)로부터 기판(21)의 기판 주요부(21b)로의 열전도를 억제할 수 있고 동시에, 또한, 취부공(23)을 통해 고정되어 있는 다른 장치 등으로의 열전도도 억제할 수 있다.

실시예3

본 발명의 제3실시예를, 도 3에 의거하여 상세히 설명한다. 도 3은 본 발명의 제3실시예를 도시한 요부 모식도이다. 또, 제1실시예 및 제2실시예와 동일한 부분에 대해서는, 동일 명칭, 동일 부호를 사용하고, 그 설명을 생략한다. 또, 기온 계측용 기온 계측 소자는 생략한다.

도 3에 도시한 바와 같이, 판상의 기판(31)의 기판 주요부(31b)는, 원형의 띠 형상의 외주부를 갖는 형상으로 형성되어 있고, 이 띠 형상의 외주부로부터 중심방향으로 일체로 연장되는 한 쌍의 유체 검출부용 지지부(32)가 형성되어 있다. 또, 이 한 쌍의 유속 검출부용 지지부(32)의 선단부에는, 유속 검출부(30)를 형성하는 기판 부분(31a)가 일체로 형성되어 있다. 따라서, 이 기판 부분(31a)은, 기판 주요부(31b)의 중심부분에서 한 쌍의 유체 검출부용 지지부(32)에 의해 지지된 구조로 되어 있다. 이러한 구조로 형성하는 데는, 실시예2의 경우와 마찬가지로, NCM 등에 의해 판상의 기판을 절단함으로써 형성된다.

또, 이 실시예에서는, 기판 주요부(31b)의 형상은, 원형의 띠 형상의 외주부의 형상으로 형성되어 있지만, 이에 한정되지 않고, 기판 주요부(31b)를 구성하는 띠 형상의 외주부는, 사각 형상이어도 좋고, 혹은 기타 다각형 형상이어도 좋고, 어느 것이나 기판 주요부(31b)를 구성하는 띠 형상의 외주부의 내측 부분에, 혹은 중심 부분에, 기판 부분(31a)이 유속 검출부용 지지부(32)에 의해 지지된 구조이면 좋다.

또, 이 실시예에서는 유속 검출부 지시부는 2개이지만, 강도를 얻을 수 있으면 1개이어도 좋고, 또 성능상 문제가 없으면, 3개 이상이어도 좋다.

기판 부분(31a)의 유속 검출부(30)의 실장 개소에는, 유속 검출부용 회로 패턴(미도시)이 형성되고, 일측면에 히터 소자(4)가 납땜에 의해 실장되고, 이 히터 소자(4)의 실장 개소에 대향 위치시켜 기판 부분(31a)의 타측면에, 측온 소자(3)가 납땜에 의해 실장되어 있다. 따라서, 히터 소자(4)와 측온 소자(3)은, 기판 부분(31a)의 양면(표면 및 이면)에서, 기판 부분(31a)의 실장 개소를 통해 열적으로 직접 접속된 구조로 되어 있다.

또, 측온 소자(3)와 히터 소자(4)를, 기판 부분(31a)의 양면(표면 및 이면)에 실장하는 대신에, 실시예2에 기재한 바와 같이, 기판 부분(31a)의 한쪽 면에 양 소자(3,4)를 상호 인접하게 배치하며 실장하는 것으로 열적으로 직접 접속된 구조로 되도록 해도 좋다.

또, 유속 검출부(30)는, 띠 형상의 외주부의 중심부분에서, 기판 주요부(31b)로부터 일체로 연장된 한 쌍의 유속 검출부용 지지부(32)에 의해 지지된 구조로 되어 있고, 유속 검출부(30)의 주변에는 공간(33)이 형성되어 있다. 참조부호 34는 관통홀이고, 히터 소자(4)로의 전원 공급용 및 측온 소자(3)의 온도 계측값 데이터를 출력하는 신호선이 접속된다. 이와 같이 구성되어 있으므로, 상기 실시예1 및 실시예2와 동일한 효과가 있다.

실시예4

본 발명의 제4실시예를, 도 4∼도 10에 의거하여 상세히 설명한다. 도 4는 본 발명의 제4실시예를 도시한 요부 모식도이다. 또, 제1∼제3실시예의 실시예와 동일한 부분에 대해서는, 동일 명칭, 동일 부호를 사용하고, 그 설명을 생략한다.

이 실시예에서는, 기온 계측부(44)에 영향을 주는 유속 검출부(40)로부터의 열의 전도를 낮추는 것을 목적으로 한 것으로, 도 4에 도시된 바와 같이, 판상의 기판(41)의 일단 양측 부분에는, 기판 주요부(41b)로부터 각각 일체로 연장된 가늘고 긴 형상의 유속 검출부용 지지부(42)와 기온 계측부용 지지부(43)가 상호 간격을 두고 형성되어 있다. 유속 검출부용 지지부(42)의 선단부에는, 이 유속 검출부용 지지부(42)에 지지된 유속 검출부(40)를 실장하는 기판 부분(41a)이 형성되어 있고, 기온 계측부용 지지부(43)의 선단부에는, 이 기온 계측부용 지지부(43)에 지지된 기온 계측부(44)를 실장하는 기판 부분(41c)이, 실시예2의 경우와 마찬가지로, NCM 등을 사용하여 형성되어 있다.

유속 검출부(40)를 실장하는 기판 부분(41a) 및 기온 계측부(44)를 실장하는 기판 부분(41c)의 표면에는, 각각 유속 검출부용 회로 패턴(미도시) 및 기온 계측용 회로 패턴(미도시)이 형성되어 있다. 기판 부분(41a)의 표면 실장 개소에는, 범용의 표면 실장 부품인 측온 소자(3) 및 범용의 표면 실장 부품인 히터 소자(4)가 , 각각 납땜에 의해 실장되어 유속 검출부(40)를 구성하고, 기판 부분(41c)의 표면 실장 개소에는, 범용의 표면 실장 부품인 기온 계측용 소자(45)가, 납땜에 의해 실장되어 기온 계측부(44)를 구성하고 있다.

따라서, 유속 검출부(40)는, 유속 검출부용 지지부(42)에 의해 기판 주요부(41b)에 일체로 지지된 구조로 되고, 또 기온 계측부(44)는, 기온 계측부용 지지부(43)에 의해 기판 주요부(41b)에 일체로 지지된 구조로 되어 있다. 또, 측온 소자(3) 및 히처 소자(4)는, 기판 부분(41a)의 표면에 실장됨과 동시에, 양 소자(3,4)가 상호 인접하게 배치하며 실장되어 있는 것으로 열적으로 직접 접속된 구조로 되어 있다.

또, 측온 소자(3)와 히터 소자(4)를 상호 인접하게 배치하여 실장하는 대신에, 실시예1에 기재된 바와 같이, 기판 부분(41a)의 표면 및 이면에 각각 실장하고, 기판 부분(41a)의 실장 개소를 통해 열적으로 직접 접속된 구조로 되도록 해도 좋다.

또, 유속 검출부(40) 및 기온 계측부(44)의 주위에는, 각각 공간(46)이 마련된 구조로 되어 있고 동시에, 유속 검출부(40)와 기온 계측부(44)와의 사이에도 공간(47)이 마련되며, 또 판상의 기판 주요부를 마련한 구조로 되어 있다. 또, 참조부호 48은 취부공이고, 열식 유속·유량센서를 다른 장치에 취부하기 위한 것이다.

이와 같이 구성되어 있으므로, 실시예1∼실시예3과 동일한 효과가 있고 동시에, 유속 검출부(40)로부터 기판 주요부(41c)로의 열전도를 경감할 수 있다. 또, 유속 검출부용 지지부(42)를 가늘게 형성함으로써, 한층 더 열전도를 경감할 수 있다. 또, 유속 검출부(40)와 기온 계측부(44)와의 사이에는, 공간(47)이 형성되고, 또 유속 검출부(40) 및 기온 계측부(44)의 주위에도 공간(46)이 형성되어 있고, 또 판상의 기판 주요부를 마련한 구조로 되어 있다. 또, 기온 계측부(44)의 기온 계측부용 지지부(43)를 가늘게 형성함으로써, 기온 계측부(44)로의 열전도를 더 낮게 억제할 수 있고 동시에, 유속 검출부(40)로부터의 열이, 기온 계측부(44)에 미치는 영향을 가능한한 적게 할 수 있다.

또, 도 5는, 도 4에 도시한 열식 유속·유량센서의 변형 예를 도시한 것으로, 유속 검출부(40)는, 측온 소자(3)와 이 측온 소자(3)를 협지하도록 배치되어 있는 2개의 히터 소자(4)에 의해 구성되어 있다. 이와 같이 구성되어 있으므로, 측온 소자(3)의 온도가 저하한 경우에도, 측온 소자(3)를 끼워 넣도록 배치하고, 개수도 증가한 히터 소자(4)에 의해, 보다 신속하게 측온 소자(3)의 온도를 회복시킬 수 있으므로, 열식 유속·유량센서로서의 응답성을 좋게 할 수 있다. 또, 기판의 반대측 면에도 히터 소자를 탑재하는 것으로, 더 응답성 등의 특성을 좋게 하는 것도 가능하다.

일반적으로, 열식 유속·유량센서에서는, 측온 소자 및 히터 소자를 실장하게 되는 유속 검출부와, 기온을 계측하기 위한 기온 계측용 소자를 실장한 기온 계측부를 동일 기판 상에 배치한 경우, 유속 검출부의 히터 소자로부터의 열전도에 의한 기온 계측부로의 영향이 문제로 된다. 그런데, 발명자는, 이 영향을 보기 위해서, 도 6에 도시된 바와 같이, 동일 기판 상(기판 주요부(41b)가 사각형 형상의 띠 형상의 외주부를 가지고 있다)에 유속 검출부(40A)와 기온 계측부(44A)를 배치한 구조의 시작품 A를 작성했다.

이어서, 상기 실시예4에서, 도 4에 도시한 구조의 열식 유속·유량센서를 기본 구조로 하고, 유속 검출용 기판 부분(41a)의 형상, 유속 검출부용 지지부(42) 및 기온 계측부용 지지부(43)의 길이 등을 여러 가지 변경한 각 시작품(시작품 B,C,D,E)을 작성하고, 시작품 A와의 비교 실험을 행했다. 그 결과를 도 7∼도 10에 도시한다.

도 6∼도 10에 도시한 열전도 비교 실험의 결과는, 열식 유속·유량센서의 주위 온도가 0℃이고, 열식 유속·유량센서의 전원 투입 후 120(s) 경과 시의 열식 유속·유량센서에 있어서 온도 분포를 나타내고 있다. 이들 결과에 있어서, 특히, 기온 계측부에서 온도가 높고, 즉 주위 온도 0℃에 대한 기온 계측부와의 온도차가 커질수록, 유속 검출부의 히터 소자로부터의 열전도에 의한 기온 계측부로의 영향이 크다는 것을 나타내고 있다.

먼저, 도 6에 도시한 시작품 A의 경우, 유속 검출부(40A)의 히터 소자로부터의 열전도에 의한 기온 계측부(44A)로의 영향에 대해 측정했다. 그 결과, 도 6에 도시된 바와 같이, 기온＋15℃ 이상의 열전도의 영향이 있고, 저풍속 혹은 무풍상태에서는, 수 분 경과하면 무풍상태임에 관계없이 수 m/s 상당의 계측 오차가 생기고, 실용상 문제이었다.

다음에, 도 7에 도시한 시작품 B의 경우, 도 7에 도시한 온도 분포로부터도 분명히 한 바와 같이, 유속 검출부(40B)의 히터 소자로부터의 열전도에 의한 기온 계측부(44B)로의 영향은 거의 없고, 실용상 전혀 문제는 없다는 결과가 얻어졌다. 참조부호 42B는 유속 검출부용 지지부, 참조부호 43B는 기온 계측부용 지지부이다.

도 8에 도시한 시작품 C는, 시작품 B에 비해, 유속 검출부용 지지부(42C)와 기온 계측부용 지지부(43C)와의 간격(공간 47C)를 넓힌 구조로 한 것이다. 도 8에 도시한 온도 분포로부터도 분명히 한 바와 같이, 유속 검출부용 지지부(42C)와 기온 계측부용 지지부(43C)와의 공간(47C)은, 열전도에는 영향이 없다는 것이 판명되었다.

도 9에 도시한 시작품 D는, 시작품 B에 비해, 기판 주요부(41cD)의 면적을 축소한 구조이다. 도 9에 도시한 온도 분포로부터도 분명히 한 바와 같이, 기판 주요부(41cD)의 면적을 축소하면, 열전도의 영향이 크지 않다는 것이 판명되었다. 또, 참조부호 40D는 유속 검출부, 참조부호 42D는 유속 검출부용 지지부, 참조부호 43D는 기온 계측부용 지지부, 참조부호 44D는 기온 계측부이다.

도 10에 도시한 시작품 E는, 유속 검출부용 지지부(42E)와 기온 계측부용 지지부(43E)의 길이를 단축하면, 특히, 유속 검출부용 지지부(42E)의 길이를 단축하면, 열전도의 영향은 커지는 것이 판명되었다. 또, 참조부호 41cE는 기판 주요부, 참조부호 40E는 유속 검출부, 참조부호 44E는 기온 계측부이다.

이상의 실험 결과로부터, 실시예4에 기술한 시작품 B와 시작품 C는, 유속 검출부(40B)의 히터 소자로부터의 열전도에 의한 기온 계측부(44B)로의 영향은 거의 없고, 실용상 전혀 문제는 없다는 결과를 얻을 수 있었다.

실시예5

본 발명의 제5실시예를, 도 11에 의거하여 상세히 설명한다. 도 11은, 본 발명의 제5실시예를 도시한 요부 모식도이다. 또, 제1∼제4실시예의 실시예와 동일한 부분에 대해서는, 동일 명칭, 동일 부호를 사용하고, 그 설명을 생략한다.

이 제5실시예에서는, 기온 계측부(54)에 영향을 주는 유속 검출부(50)로부터의 열전도를 낮춤과 동시에, 또, 유속 검출부(50)를 확보하는 것을 목적으로 하고 있다.

도 11에 도시된 바와 같이, 판상의 단일 기판(51)의 기판 주요부(51b)로부터 일체로 연장된 아치형의 띠 형상의 외주부(51d)가 형성되어 있고, 판상의 기판(51)의 기판 주요부(51b)의 일단 중앙부에는, 기판 주요부(51b)로부터 일체로 연장된 가늘고 긴 형상의 유속 검출부용 지지부(52)가 형성되어 있다. 이 유속 검출부용 지지부(52)의 선단부에는, 이 유속 검출부용 지지부(51)에 지지된 유속 검출부(50)를 실장하는 기판 부분(51a)이 형성되어 있다. 이 때, 유속 검출부(50)의 기판 부분(51a)이 띠 형상의 외주부(51d)의 중심부분에 위치하도록 유속 검출부용 지지부(52)의 길이는 조정되며 형성된다. 따라서, 아치형의 띠 형상의 외주부(51d)는, 기판 주요부(51b)로부터 돌출한 구조로 되는 유속 검출부(50)를 보호하는 가드부(56)로 되어 있다.

기판 부분(51a)의 표면 실장 개소에는, 히터 소자(4)와 측온 소자(3)가 각각 납뗌에 의해 실장되어 유속 검출부(50)를 구성하고 있다. 따라서, 측온 소자(3) 및 히터 소자(4)는, 기판 부분(51a)에 표면 실장됨과 동시에, 양 소자(3,4)가 상호 인접하게 배치하며 실장되어 있는 것으로 열적으로 직접 접속된 구조로 되어 있다.

또, 측온 소자(3)와 히터 소자(4)를 상호 인접하게 배치하여 실장하는 대신에, 실시예1에 기재된 바와 같이, 기판 부분(51a)의 표면 및 이면에 각각 실장하고, 기판 부분(51a)의 실장 개소를 통해 열적으로 직접 접속된 구조로 되도록 하여도 좋다.

또, 유속 검출부(50)와 유속 검출부용 지지부(52)의 주위는, 기판(51)의 기판 주요부(51b)로부터 연장 설치되어 있는 아치형의 띠 형상의 외주부(51d)를 남기고 도려낸 상태에 NCM 등을 사용하여 형성되어 있다.

따라서, 유속 검출부(50) 및 이를 지지하는 유속 검출부용 지지부(52)의 주위에는, 공간(57)이 형성되므로, 유속 검출부(50)는, 유속 검출부용 지지부(52)에 지지된 상태에서 기판 주요부(51b)로부터 돌출된 상태로 되어 있다.

참조부호 54는 기온 계측부이고, 기판 주요부(51b)에 연장 설치 형성된 아치형의 띠 형상 외주부(51d)에 마련되어 있다. 이 기온 계측부(54)의 기판 부분(51c)의 표면 실장 개소에는, 기온 계측용 소자(55)가 납땜에 의해 실장되어 있다. 또, 참조부호 48은 취부공이고, 열식 유속·유량센서를 다른 장치에 취부하기 위한 것이다.

이와 같이 구성되어 있으므로, 실시예1∼실시예4와 동일한 효과가 있고 동싱, 가드부(56)에 의해, 기판 주요부(51b)로부터 유속 검출부용 지지부(52)를 통해 돌출한 상태로 되어 있는 유속 검출부(50)를 보호할 수 있다. 또, 이 가드부(56)에 의해, 유속 검출부(50)에서 발열하고 있는 히터 소자(4)에 잘못 접촉하는 것에 따른 화상을 방지하는 것도 가능하다. 또, 가드부(56)는 기판의 제조 단계에서 NCM 등에 의해 기판과 함께 일체로 형성할 수 있으므로, 제조 및 조립 비용을 대폭 저감할 수 있다.

산업상 이용가능성

건물 내의 각 방에 안치하여, 쾌적 센서의 일부로서 사용하는 것이 가능하다. 인간의 생활환경의 쾌적성 평가지수로서, PMV(예측 평균 온냉감(溫冷感))이나 ET(유효 온도), OT(작용 온도) 등이 있지만, 어느 것도 풍속의 값을 이용하여 산출된다. 온도 센서나 습도 센서는 일반 가정에도 보급중이지만, 옛날부터 여름철의 쾌적성 유지 방법으로서 선풍기 등이 사용되고 있고, 따라서, 바람이 쾌적성 유지ㅇ향상에 효과가 있는 것은 알려져 있다. 이것은, 생물의 체표면에 형성된 공기의 체류층 및 경계층을, 바람에 의한 공기 유동에 의해 배제함으로써, 피부 표면의 증발이 촉진되고, 피부가 냉각 효과를 얻을 수 있기 때문이다.

그러나, 에어컨이나 선풍기 등의 기기에 풍속 센서가 사용되는 것은 없었다. 본 발명은, 코스트 면ㅇ내구면ㅇ제작 용이성 등을 향상시킨 유속·유량센서를 얻을 수 있으므로, 종래는 도입이 되지 않았던 거주 환경으로의 도입 가능성이 예상된다.

마찬가지로, 건물 내의 환기 기능의 검사나, 노동 환경기준의 검사·감시, 건강증진법에 의거한 분연(分煙) 상황의 검사·감시 등, 인간의 거주 환경 및 주위 환경의 모니터링으로의 응용을 기대할 수 있다.

한편, 병원 등의 의료기관에서는, 환자의 주위 환경이 환자의 치료 회복에 영향을 주는 것이 알려져 있고, 오래 전부터 온도·습도의 관리는 적극적으로 행해져 왔다. 또, 수술 중이나 수술 직후의 환자나, 생체 조정 기능에 변조를 초래하고 있는 환자는, 체온 조정 기능이 저하하고 있기 때문에, 다른 상태의 환자보다도 환경 관리에 특히 주의를 기울일 필요가 있다. 또, 수술 환자의 수술의 경과는, 수술 중 및 수술 후의 환자에 미치는 환경 스트레스를 최소화하는 것이 특히 요구되어지고 있다. 그러나, 쾌적성의 평가 요소의 하나인 기류 속도는, 지금까지 적극적으로 사용되는 것은 없었다. 병상 수가 감소하고 있는 일본의 의료 환경에 있어서, 환자의 단기 회복에 의한 조기 퇴원이 진행되면, 의료기관의 부담 및 입원 대기를 어쩔 수 없이 하게 되는 환자에게는 메리트가 있다. 따라서, 의료 현장으로의 도입을 기대할 수 있다.

산업분야에서는, 청정 공기 환경의 풍속·풍량의 검사 등에 응용할 수 있다. 크린 룸이나, 상자 형상의 구조물 내부만을 청정 공기 환경으로 하는 것이 가능한 챔버 등은, 오염 공기의 혼합·혼입에 주의해야 하지만, 종래는 풍속·풍량을 모니터링하지 않았다. 또, 농업 분야의 특히 원예 분야에서는, 0.3∼0.7m/s의 미풍을 식물체 혹은 식물 군락에 주는 것이, 광합성 촉진이나 병충해 예방에 효과가 있다는 것이 판명되고 있다. 따라서, 청정 공기 환경의 모니터링이나 식물 생산 관리로의 이용이 예상된다.

1,21,31,41,51 : 유속·유량센서를 형성하는 판상의 기판
1a,21a,31a,41a,51a : 유속 검출부(5,20,30,40,50)의 기판 부분
3 : 히터 소자
4 : 측온 소자
5,20,30,40,50 : 유속 검출부
9,22,32,42,52 : 유속 검출부용 지지부
34,44,54 : 기온 계측부
33,43 : 기온 계측부용 지지부
35,45,55 : 기온 계측용 소자
36,37,38,47,57 : 공간
41c,51c : 기온 계측부(44,54)의 기판 부분
56 : 가드부

Claims

공급 전류에 의해 열을 발생하는 히터 소자와, 유속에 따라 변화하는 상기 히터 소자로부터의 열의 온도를 검출하는 측온 소자를 갖는 유속 검출부로 이루어진 유체의 유속 및 유량을 계측하는 열식 유속·유량센서의 제조방법에 있어서,
상기 히터 소자 및 상기 측온 소자는 범용의 표면 실장 부품이며,
상기 열식 유속·유량센서의 판상의 단일 기판에, 상기 유속 검출부를 실장하는 기판 부분을 형성하고,
이 기판 부분에 상기 유속 검출부용 회로 패턴을 형성하며,
상기 유속 검출부를 실장하는 기판 부분의 표면 실장 개소의 일측면에, 상기 히터 소자를 실장하고,
이 히터 소자의 표면 실장 개소에 대향 위치시키며, 상기 측온 소자를, 상기 유속 검출부를 실장하는 기판 부분의 표면 실장 개소의 타측면에 실장하고,
상기 히터 소자와 상기 측온 소자를 상기 유속 검출부를 실장하는 기판 부분의 표면 실장 개소 양면에 배치하여 실장함으로써, 이 표면 실장 개소에서 기판 부분을 통해 상기 히터 소자와 상기 측온 소자가 열적으로 직접 접속하게 되는 상기 유속 검출부를 형성하며,
상기 유속 검출부를 실장하는 기판 부분의 표면 실장 개소를 제외한 상기 기판의 주변부에, 유속 검출부용 지지부를 상기 기판과 일체로 형성하고,
범용의 기판 제조장치를 사용하여 제조한 것을 특징으로 하는 열식 유속·유량센서의 제조방법.
공급 전류에 의해 열을 발생하는 히터 소자와, 유속에 따라 변화하는 상기 히터 소자로부터의 열의 온도를 검출하는 측온 소자를 갖는 유속 검출부로 이루어진 유체의 유속 및 유량을 계측하는 열식 유속·유량센서의 제조방법에 있어서,
상기 히터 소자 및 상기 측온 소자는 범용의 표면 실장 부품이며,
상기 열식 유속·유량센서의 판상의 단일 기판의 일단 중앙부분에, 이 기판의 주요부인 기판 주요부로부터 일체로 연장된 가늘고 긴 형상의 유속 검출부용 지지부를, 상기 기판과 일체로 형성하고,
이 유속 검출부용 지지부의 선단부에, 상기 유속 검출부를 실장하는 기판 부분을 형성함과 동시에, 이 기판 부분에 상기 유속 검출부용 회로 패턴을 형성하며,
상기 유속 검출부를 실장하는 기판 부분의 표면 실장 개소에, 상기 히터 소자와 상기 측온 소자를 상호 인접하게 배치하며 실장함으로써 상기 히터 소자와 상기 측온 소자가 열적으로 직접 접속하게 되는 상기 유속 검출부를 형성하고,
상기 유속 검출부를 실장하는 기판 부분의 표면 실장 개소와, 이 표면 실장 개소로부터 상기 기판 주요부로 일체로 연장되는 상기 유속 검출부용 지지부를 남기고, 상기 기판의 주변부를 절단함으로써,
상기 표면 실장 개소에 형성된 상기 유속 검출부를, 상기 유속 검출부용 지지부에 의해 상기 기판 주요부에 지지한 구조가 되도록, 범용의 기판 제조장치를 사용하여 형성한 것을 특징으로 하는 열식 유속·유량센서의 제조방법.
공급 전류에 의해 열을 발생하는 히터 소자와, 유속에 따라 변화하는 상기 히터 소자로부터의 열의 온도를 검출하는 측온 소자를 갖는 유속 검출부로 이루어진 유체의 유속 및 유량을 계측하는 열식 유속·유량센서의 제조방법에 있어서,
상기 히터 소자 및 상기 측온 소자는, 범용의 표면 실장 부품이며,
상기 열식 유속·유량센서의 판상의 단일 기판으로부터, 이 기판의 주요부인 기판 주요부를 구성하는 띠 형상의 외주부를, 상기 기판과 일체로 형성하고,
상기 띠 형상의 외주부를 구성하는 상기 기판 주요부로부터 상호 중심방향으로 일체로 연장된 가늘고 긴 형상의 한 쌍의 유속 검출부용 지지부와, 이 한 쌍의 유속 검출부용 지지부의 선단부에 지지되는 상기 유속 검출부를 실장하는 기판 부분을, 상기 기판 주요부와 일체로 형성하며,
상기 유속 검출부를 실장하는 기판 부분에 상기 유속 검출부용 회로 패턴을 형성하고,
상기 유속 검출부를 실장하는 기판 부분의 표면 실장 개소의 일측면에, 상기 히터 소자를 실장하며,
이 히터 소자의 표면 실장 개소에 대향 위치시키고, 상기 측온 소자를, 상기 유속 검출부를 실장하는 기판 부분의 표면 실장 개소의 타측면에 실장하고,
상기 히터 소자와 상기 측온 소자를 상기 유속 검출부를 실장하는 기판 부분의 표면 실장 개소 양면에 배치하여 실장함으로써, 이 표면 실장 개소에서 기판 부분을 통해 상기 히터 소자와 상기 측온 소자가 열적으로 직접 접속하게 되는 상기 유속 검출부를 형성하고,
상기 유속 검출부를 실장하는 기판 부분의 표면 실장 개소와, 이 표면 실장 개소로부터 상기 기판 주요부로 일체로 연장되는 한 쌍의 상기 유속 검출부용 지지부와, 상기 띠 형상의 외주부를 남기고, 상기 기판의 주변부를 절단함으로써,
띠 형상의 외주부를 구성하는 상기 기판 주요부를, 상기 유속 검출부를 보호는 가드부로 함과 동시에, 상기 유속 검출부의 주위에 공간을 마련한 구조로 되도록, 범용의 기판 제조장치를 이용하여 형성한 것을 특징으로 하는 열식 유속·유량센서의 제조방법.
공급 전류에 의해 열을 발생하는 히터 소자와, 유속에 따라 변화하는 상기 히터 소자로부터의 열의 온도를 검출하는 측온 소자를 갖는 유속 검출부와, 기온을 계측하는 기온 계측용 소자를 갖는 기온 계측부로 이루어진 유체의 유속 및 유량을 계측하는 열식 유속·유량센서의 제조방법에 있어서,
상기 히터 소자 및 상기 측온 소자 및 상기 기온 계측용 소자는 범용의 표면 실장 부품이며,
상기 열식 유속·유량센서의 판상의 단일 기판의 일단 양측 부분에, 이 기판의 주요부인 기판 주요부로부터 각각 일체로 연장된 가늘고 긴 형상의 유속 검출부용 지지부와 기온 계측부용 지지부를 상호 간격을 두고 상기 기판과 일체로 형성하며,
상기 유속 검출부용 지지부의 선단부에, 상기 유속 검출부를 실장하는 기판 부분을 형성함과 동시에, 이 기판 부분에 상기 유속 검출부용 회로 패턴을 형성하고,
상기 기온 계측부용 지지부의 선단부에, 상기 기온 계측부를 실장하는 기판 부분을 형성함과 동시에, 이 기판 부분에 상기 기온 계측부용 회로 패턴을 형성하며,
상기 유속 검출부를 실장하는 기판 부분의 표면 실장 개소에, 상기 히터 소자와 상기 측온 소자를 상호 인접하게 배치하여 실장함으로써 상기 히터 소자와 상기 측온 소자가 열적으로 직접 접속하게 되는 상기 유속 검출부를 형성하고,
상기 기온 계측부를 실장하는 기판 부분의 표면 실장 개소에, 상기 기온 계측 소자를 실장하게 되는 상기 기온 계측부를 형성하며,
상기 유속 검출부를 실장하는 기판 부분의 표면 실장 개소와, 이 표면 실장 개소로부터 상기 기판 주요부로 일체로 연장되는 상기 유속 검출부용 지지부와, 상기 기온 계측부를 실장하는 기판 부분의 표면 실장 개소와, 이 표면 실장 개소로부터 상기 기판 주요부로 일체로 연장되는 상기 기온 계측 소자용 지지부를 남기고, 상기 기판의 주변부를 절단함으로써,
각각의 표면 실장 개소에 각각 형성한 상기 유속 검출부와 상기 기온 계측 소자를, 각각 상기 유속 검출부용 지지부와 상기 기온 계측 소자용 지지부에 의해, 각각 상기 기판 주요부에 지지된 구조로 형성함과 동시에, 상기 유속 검출부 및 상기 기온 계측 소자의 주위에 공간을 마련하며, 또한 상기 유속 검출부 및 상기 기온 계측 소자와의 사이에, 공간을 마련하고, 또한 판상의 기판 주요부를 마련한 구조로 되도록 범용의 기판 제조장치를 이용하여 형성한 것을 특징으로 하는 열식 유속·유량센서의 제조방법.
제4항에 있어서,
상기 유속 검출부는, 상기 측온 소자와, 이 측온 소자를 사이에 두고 대향 위치하는 한 쌍의 상기 히터 소자를 상호 인접하게 배치하여 실장함으로써 상기 히터 소자와 상기 측온 소자가 열적으로 직접 접속한 것을 특징으로 하는 열식 유속·유량센서의 제조방법.
공급 전류에 의해 열을 발생하는 히터 소자와, 유속에 따라 변화하는 상기 히터 소자로부터의 열의 온도를 검출하는 측온 소자를 갖는 유속 검출부와, 기온을 계측하는 기온 계측용 소자를 갖는 기온 계측부로 이루어진 유체의 유속 및 유량을 계측하는 열식 유속·유량센서의 제조방법에 있어서,
상기 히터 소자 및 상기 측온 소자 및 상기 기온 계측용 소자는 범용의 표면 실장 부품이며,
상기 열식 유속·유량센서의 판상의 단일 기판으로부터, 이 기판의 주요부인 기판 주요부를 구성하는 띠 형상의 외주부를, 상기 기판과 일체로 형성하고,
상기 기판의 일단 중앙부분에, 상기 기판 주요부로부터 일체로 연장된 가늘고 긴 형상의 유속 검출부용 지지부를, 상기 기판과 일체로 형성하며,
이 유속 검출부용 지지부의 선단부에, 상기 유속 검출부를 실장하는 기판 부분이 상기 띠 형상의 외주부의 중심부분에 위치하도록 형성함과 동시에, 이 기판 부분에 상기 유속 검출부용 회로 패턴을 형성하고,
상기 띠 형상의 외주부에 상기 기온 계측부용 회로 패턴을 형성하며,
상기 유속 검출부를 실장하는 기판 부분의 표면 실장 개소에, 상기 히터 소자와 상기 측온 소자를 상호 인접하게 배치하여 실장함으로써 상기 히터 소자와 상기 측온 소자가 열적으로 직접 접속하게 되는 상기 유속 검출부를 형성하고,
상기 띠 형상의 외주부의 표면 실장 개소에, 상기 기온 계측 소자를 실장하게 되는 상기 기온 계측부를 형성하며,
상기 유속 검출부를 실장하는 기판 부분의 표면 실장 개소와, 이 표면 실장 개소로부터 상기 기판 주요부로 일체로 연장되는 상기 유속 검출부용 지지부와, 상기 띠 형상의 외주부를 남기고, 상기 기판의 주변부를 절단함으로써,
상기 표면 실장 개소에 형성된 상기 유속 검출부를, 상기 유속 검출부용 지지부에 의해 상기 기판 주요부에 지지된 구조로 형성함과 동시에, 상기 띠 형상의 외주부를 구성하는 상기 기판 주요부를, 상기 유속 검출부를 보호하는 가드부로 하고, 또한 상기 유속 검출부 및 상기 기온 계측 소자의 주위에 공간을 마련함과 동시에, 상기 유속 검출부 및 상기 기온 계측 소자와의 사이에, 공간을 마련하며, 또한 판상의 기판 주요부를 마련한 구조로 되도록 범용의 기판 제조장치를 이용하여 형성한 것을 특징으로 하는 열식 유속·유량센서의 제조방법.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 열식 유속·유량센서는, 범용의 자동탑재기를 이용하여 형성한 것을 특징으로 하는 열식 유속·유량센서의 제조방법.
공급 전류에 의해 열을 발생하는 히터 소자와, 유속에 따라 변화하는 상기 히터 소자로부터의 열의 온도를 검출하는 측온 소자를 갖는 유속 검출부와, 기온을 계측하는 기온 계측용 소자를 갖는 기온 계측부로 이루어진 유체의 유속 및 유량을 계측하는 열식 유속·유량센서에 있어서,
상기 열식 유속·유량센서의 판상의 단일 기판과,
이 기판에 형성된 상기 유속 검출부를 실장하는 기판 부분과,
이 기판 부분에 형성된 상기 유속검출부용 회로 패턴과,
상기 유속 검출부를 실장하는 기판 부분의 표면 실장 개소의 일측면에 실장한 범용의 표면 실장 부품인 히터 소자와,
이 히터 소자의 표면 실장 개소에 대향 위치하는 상기 유속 검출부를 실장하는 기판 부분의 표면 실장 개소의 타측면에 실장한 범용의 표면 실장 부품인 측온 소자와,
상기 유속 검출부를 실장하는 기판 부분의 표면 실장 개소를 제외한 상기 기판의 주변부에, 상기 기판과 일체로 형성된 유속 검출부용 지지부와,
상기 유속 검출부를 구성하는 상기 히터 소자와 상기 측온 소자를 상기 유속 검출부를 실장하는 기판 부분의 표면 실장 개소 양면에 배치하여 실장함으로써, 이 표면 실장 개소에서 기판 부분을 통해 상기 히터 소자와 상기 측온 소자가 열적으로 직접 접속한 구조로 되도록, 범용의 기판 제조장치를 이용하여 형성한 것을 특징으로 하는 열식 유속·유량센서.
공급 전류에 의해 열을 발생하는 히터 소자와, 유속에 따라 변화하는 상기 히터 소자로부터의 열의 온도를 검출하는 측온 소자를 갖는 유속 검출부로 이루어진 유체의 유속 및 유량을 계측하는 열식 유속·유량센서에 있어서,
상기 열식 유속·유량센서의 판상의 단일 기판과,
이 기판의 일단 중앙부분에, 상기 기판과 일체로 형성함과 동시에, 상기 기판의 주요부인 기판 주요부로부터 일체로 연장되는 가늘고 긴 형상으로 형성된 유속 검출부용 지지부와,
이 유속 검출부용 지지부의 선단부에 형성된 상기 유속 검출부를 실장하는 기판 부분과,
이 기판 부분에 형성된 상기 유속 검출부용 회로 패턴과,
상기 유속 검출부를 실장하는 기판 부분의 표면 실장 개소에 형성되며, 범용의 표면 실장 부품인 히터 소자와 범용의 표면 실장 부품인 측온 소자를 상호 인접하게 배치하여 실장함으로써 상기 히터 소자와 상기 측온 소자가 열적으로 직접 접속하게 되는 상기 유속 검출부로 이루어지고,
상기 유속 검출부를 실장하는 기판 부분의 표면 실장 개소와, 이 표면 실장 개소로부터 상기 기판 주요부로 일체로 연장되는 상기 유속 검출부용 지지부를 남기고, 상기 기판의 주변부를 절단함으로써,
상기 표면 실장 개소에 형성된 상기 유속 검출부를, 상기 유속 검출부용 지지부에 의해 상기 기판 주요부에 지지한 구조가 되도록, 범용의 기판 제조장치를 이용하여 형성한 것을 특징으로 하는 열식 유속·유량센서.
공급 전류에 의해 열을 발생하는 히터 소자와, 유속에 따라 변화하는 상기 히터 소자로부터의 열의 온도를 검출하는 측온 소자를 갖는 유속 검출부로 이루어진 유체의 유속 및 유량을 계측하는 열식 유속·유량센서에 있어서,
상기 열식 유속·유량센서의 판상의 단일 기판과,
이 기판으로부터 일체로 형성된 상기 기판의 주요부인 기판 주요부를 구성하는 띠 형상의 외주부와,
이 띠 형상의 외주부를 구성하는 상기 기판 주요부로부터 상호 중심방향으로 일체로 연장된 가늘고 긴 형상의 한 쌍의 유속 검출부용 지지부와,
이 한 쌍의 유속 검출부용 지지부의 선단부에 지지됨과 동시에, 상기 기판 주요부와 일체로 형성되는 상기 유속 검출부를 실장하는 기판 부분과,
이 기판 부분에 형성된 상기 유속 검출부용 회로 패턴과,
상기 유속 검출부를 실장하는 기판 부분의 표면 실장 개소의 일측면에 실장된 범용의 표면 실장 부품인 히터 소자와,
이 히터 소자의 표면 실장 개소에 대향 위치하는 상기 유속 검출부를 실장하는 기판 부분의 표면 실장 개소의 타측면에 실장된 범용의 표면 실장 부품인 측온 소자와,
상기 히터 소자와 상기 측온 소자를 상기 유속 검출부를 실장하는 기판 부분의 표면 실장 개소 양면에 배치하여 실장함으로써, 이 표면 실장 개소에서 기판 부분을 통해 상기 히터 소자와 상기 측온 소자가 열적으로 직접 접속하게 되는 상기 유속 검출부로 이루어지고,
상기 유속 검출부를 실장하는 기판 부분의 표면 실장 개소와, 이 표면 실장 개소로부터 상기 기판 주요부로 일체로 연장되는 한 쌍의 상기 유속 검출부용 지지부와, 상기 띠 형상의 외주부를 남기고, 상기 기판의 주변부를 절단함으로써,
띠 형상의 외주부를 구성하는 상기 기판 주요부를, 상기 유속 검출부를 보호하는 가드부로 함과 동시에, 상기 유속 검출부의 주위에 공간을 마련한 구조로 되도록 범용의 기판 제조장치를 이용하여 형성한 것을 특징으로 하는 열식 유속·유량센서.
공급 전류에 의해 열을 발생하는 히터 소자와, 유속에 따라 변화하는 상기 히터 소자로부터의 열의 온도를 검출하는 측온 소자를 갖는 유속 검출부와, 기온을 계측하는 기온 계측용 소자를 갖는 기온 계측부로 이루어진 유체의 유속 및 유량을 계측하는 열식 유속·유량센서에 있어서,
상기 열식 유속·유량센서의 판상의 단일 기판과,
이 기판의 일단 양측 부분에, 상호 이격하며 형성됨과 동시에, 상기 기판의 주요부인 기판 주요부로부터 각각 일체로 연장된 가늘고 긴 형상의 유속 검출부용 지지부 및 기온 계측부용 지지부와,
이 유속 검출부용 지지부의 선단부에 형성된 상기 유속검출부를 실장하는 기판 부분과,
이 기판 부분에 형성된 상기 유속 검출부용 회로 패턴과,
상기 기온 계측부용 지지부의 선단부에 형성된 상기 기온 계측부를 실장하는 기판 부분과,
이 기판 부분에 형성한 상기 기온 계측부용 회로 패턴과,
상기 유속 검출부를 실장하는 기판 부분의 표면 실장 개소에 형성되고, 범용의 표면 실장 부품인 히터 소자와 범용의 표면 실장 부품인 측온 소자를 상호 인접하게 배치하여 실장함으로써 상기 히터 소자와 상기 측온 소자가 열적으로 직접 접속하게 되는 상기 유속 검출부와,
상기 기온계측부를 실장하는 기판 부분의 표면 실장 개소에, 상기 기온 계측 소자를 실장하게 되는 상기 기온 계측부로 이루어지고,
상기 유속 검출부를 실장하는 기판 부분의 표면 실장 개소와, 이 표면 실장 개소로부터 상기 기판 주요부로 일체로 연장되는 상기 유속 검출부용 지지부와, 상기 기온 계측부를 실장하는 기판 부분의 표면 실장 개소와, 이 표면 실장 개소로부터 상기 기판 주요부로 일체로 연장되는 상기 기온 계측 소자용 지지부를 남기고, 상기 기판의 주변부를 절단함으로써,
각각의 표면 실장 개소에 각각 형성된 상기 유속 검출부와 상기 기온 계측 소자를, 각각 상기 유속 검출부용 지지부와 상기 기온 계측 소자용 지지부에 의해, 각각 상기 기판 주요부에 지지된 구조로 형성함과 동시에, 상기 유속 검출부 및 상기 기온 계측 소자의 주위에 공간을 마련하고, 또한 상기 유속 검출부 및 상기 기온 계측 소자와의 사이에, 공간을 마련하며, 또한 판상의 기판 주요부를 마련한 구조로 되도록 범용의 기판 제조장치를 이용하여 형성한 것을 특징으로 하는 열식 유속·유량센서.
제11항에 있어서,
상기 유속 검출부는, 상기 측온 소자와, 이 측온 소자를 사이에 두고 대향 위치하는 한 쌍의 상기 히터 소자를 상호 인접하게 배치하여 실장함으로써 상기 히터 소자와 상기 측온 소자가 열적으로 직접 접속한 구조로 형성한 것을 특징으로 하는 열식 유속·유량센서.
공급 전류에 의해 열을 발생하는 히터 소자와, 유속에 따라 변화하는 상기 히터 소자로부터의 열의 온도를 검출하는 측온 소자를 갖는 유속 검출부와, 기온을 계측하는 기온 계측용 소자를 갖는 기온 계측부로 이루어진 유체의 유속 및 유량을 계측하는 열식 유속·유량센서에 있어서,
상기 열식 유속·유량센서의 판상의 단일 기판과,
이 기판으로부터 일체로 형성된 상기 기판의 주요부인 기판 주요부를 구성하는 띠 형상의 외주부와,
이 기판의 일단 중앙부분에, 상기 기판과 일체로 형성됨과 동시에, 상기 기판 주요부로부터 일체로 연장되는 가늘고 긴 형상으로 형성된 유속 검출부용 지지부와,
이 유속 검출부용 지지부의 선단부에 형성됨과 동시에, 상기 띠 형상의 외주부의 중심부분에 위치하도록 형성되는 상기 유속검출부를 실장하는 기판 부분과,
이 기판 부분에 형성된 상기 유속 검출부용 회로 패턴과,
상기 띠 형상의 외주부에 형성된 상기 기온 계측부용 회로 패턴과,
상기 유속 검출부를 실장하는 기판 부분의 표면 실장 개소에 형성되고, 범용의 표면 실장 부품인 히터 소자와 범용의 표면 실장 부품인 측온 소자를 상호 인접하게 배치하여 실장함으로써 상기 히터 소자와 상기 측온 소자가 열적으로 직접 접속하게 되는 상기 유속 검출부와,
상기 띠 형상의 외주부의 표면 실장 개소에 실장한 범용의 표면 실장 부품인 상기 기온 계측 소자와,
상기 유속 검출부를 실장하는 기판 부분의 표면 실장 개소와, 이 표면 실장 개소로부터 상기 기판 주요부로 일체로 연장되는 상기 유속 검출부용 지지부와, 상기 띠 형상의 외주부를 남기고, 상기 기판의 주변부를 절단함으로써,
상기 표면 실장 개소에 형성된 상기 유속 검출부를, 상기 유속 검출부용 지지부에 의해 상기 기판 주요부에 지지한 구조로 형성함과 동시에, 상기 띠 형상의 외주부를 구성하는 상기 기판 주요부를, 상기 유속 검출부를 보호하는 가드부로 하고, 또한 상기 유속 검출부 및 상기 기온 계측 소자의 주위에 공간을 마련함과 동시에, 상기 유속 검출부 및 상기 기온 계측 소자와의 사이에, 공간을 마련하고, 또한 판상의 기판 주요부를 마련한 구조로 되도록 범용의 기판 제조장치를 이용하여 형성한 것을 특징으로 하는 열식 유속·유량센서.
제8항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 열식 유속·유량센서는, 범용의 자동탑재기를 이용하여 형성한 것을 특징으로 하는 열식 유속·유량센서.