JP7422249B2 - flow rate detection device - Google Patents
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Description
本開示は、流量検出装置に関する。 The present disclosure relates to a flow rate detection device.
従来から湿度検出装置等の検出装置に関する発明が知られている(下記特許文献1)。特許文献1に記載された検出装置は、半導体基板と、検出部と、静電気放電(ESD)保護回路と、ダミーパターンと、を有する(要約等)。前記検出部は、前記半導体基板の上方に設けられ、物理量に応じた信号を出力する。前記ESD保護回路は、前記半導体基板にMOSトランジスタにより構成されている。前記ダミーパターンは、前記半導体基板上に、前記ESD保護回路に含まれるゲート電極と同一の材料により形成されている。 BACKGROUND ART Inventions related to detection devices such as humidity detection devices have been known from the past (see Patent Document 1 below). The detection device described in Patent Document 1 includes a semiconductor substrate, a detection section, an electrostatic discharge (ESD) protection circuit, and a dummy pattern (summary, etc.). The detection section is provided above the semiconductor substrate and outputs a signal according to a physical quantity. The ESD protection circuit includes a MOS transistor on the semiconductor substrate. The dummy pattern is formed on the semiconductor substrate using the same material as the gate electrode included in the ESD protection circuit.
特許文献1の検出装置において、前記ダミーパターンは、湿度検出部、温度検出部、加熱部、ESD保護回路、およびパッド以外の領域に形成され、湿度検出部および温度検出部に接続される信号線の下方には形成されていない(第0087段落-第0088段落、図12等)。ダミーパターンを設けることにより、センサチップの面積に対するゲート電極とダミーパターンの面積の割合である配置密度を約10%以上とすることで、現像処理が安定してパターンの加工精度が向上し、歩留りが向上する(第0095段落、第0097段落、図15)。 In the detection device of Patent Document 1, the dummy pattern is formed in a region other than the humidity detection section, the temperature detection section, the heating section, the ESD protection circuit, and the pad, and is connected to the signal line connected to the humidity detection section and the temperature detection section. (paragraphs 0087 to 0088, FIG. 12, etc.). By providing a dummy pattern, the arrangement density, which is the ratio of the area of the gate electrode and dummy pattern to the area of the sensor chip, is approximately 10% or more, which stabilizes the development process, improves pattern processing accuracy, and improves yield. (paragraphs 0095 and 0097, FIG. 15).
また、特許文献1の検出装置において、センサチップの入力端子または出力端子としてのパッドにESD保護回路が接続されているので、製造時等においてセンサチップに印可され、パッドを介して内部に侵入するESDサージをグランドへ逃すことができる。これにより、湿度検出部、温度検出部、加熱部等の内部回路の静電破壊が抑制される。特に、ESDサージが湿度検出部の感湿膜に印可されることによる感湿膜の絶縁破壊や、感湿膜の材料の改質等を防止することができる(第0120段落)。 In addition, in the detection device of Patent Document 1, since the ESD protection circuit is connected to the pad as the input terminal or output terminal of the sensor chip, the ESD protection circuit is applied to the sensor chip during manufacturing, etc., and enters the inside through the pad. Allows ESD surge to escape to ground. This suppresses electrostatic damage to internal circuits such as the humidity detection section, temperature detection section, and heating section. In particular, it is possible to prevent dielectric breakdown of the humidity sensitive film and modification of the material of the humidity sensitive film due to ESD surge being applied to the humidity sensitive film of the humidity detection unit (paragraph 0120).
上記従来の湿度検出装置とは異なり、流量検出装置では、気体に含まれる帯電したダストが気体の流量を検出する検出部に吸着されるという課題がある。本開示は、気体に含まれる帯電したダストが検出部に吸着されるのを抑制することが可能な流量検出装置を提供する。 Unlike the above-mentioned conventional humidity detection device, the flow rate detection device has a problem in that charged dust contained in the gas is adsorbed by the detection section that detects the flow rate of the gas. The present disclosure provides a flow rate detection device that can suppress charged dust contained in gas from being adsorbed by a detection unit.
本開示の一態様は、気体の流量を検出する検出部と、該検出部に接続された配線と、前記検出部および前記配線を覆って前記気体の流路に露出される保護膜と、を備えた流量検出装置であって、グランドに接続されて前記保護膜に覆われた帯電除去配線をさらに備え、前記流路から前記帯電除去配線までの距離は、前記流路から前記配線までの距離以下であることを特徴とする流量検出装置である。 One aspect of the present disclosure includes a detection unit that detects the flow rate of gas, wiring connected to the detection unit, and a protective film that covers the detection unit and the wiring and is exposed to the gas flow path. The flow rate detection device further includes a charge removal wiring connected to ground and covered with the protective film, wherein the distance from the flow path to the charge removal wire is equal to the distance from the flow path to the wire. This is a flow rate detection device characterized by the following.
本開示の上記一態様によれば、気体に含まれる帯電したダストが検出部に吸着されるのを抑制することが可能な流量検出装置を提供することができる。 According to the above-described aspect of the present disclosure, it is possible to provide a flow rate detection device that can suppress charged dust contained in gas from being adsorbed by the detection section.
以下、図面を参照して本開示に係る流量検出装置の実施形態を説明する。 Hereinafter, embodiments of a flow rate detection device according to the present disclosure will be described with reference to the drawings.
図1は、本開示に係る流量検出装置の一実施形態を示すシステム図である。図1に示す物理量検出装置100は、本開示に係る流量検出装置の一実施形態であり、たとえば、電子燃料噴射方式の内燃機関制御システム1に使用される。内燃機関制御システム1は、たとえば、内燃機関10と、物理量検出装置100と、スロットルバルブ25と、スロットル角度センサ26と、アイドルエアコントロールバルブ27と、酸素センサ28と、制御装置4とを備えている。
FIG. 1 is a system diagram showing an embodiment of a flow rate detection device according to the present disclosure. A physical
物理量検出装置100は、たとえば、主通路22である吸気ボディ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、主通路22の通路壁に固定された状態で使用される。物理量検出装置100は、エアクリーナ21を通して取り込まれて主通路22を流れる被計測気体2である吸入空気の物理量を検出して制御装置4へ出力する。
For example, the physical
物理量検出装置100は、主通路22の通路壁から主通路22を流れる被計測気体2の主流れ方向に沿う主通路22の中心線22aへ向けて主通路22の径方向に突出している。すなわち、主通路22における物理量検出装置100の突出方向は、たとえば、主通路22の中心線22aに直交する方向である。
The physical
以下では、主通路22における物理量検出装置100の突出方向に平行なX軸、主通路22の中心線22aに平行なY軸、および、X軸とY軸に直交するZ軸からなる直交座標系を用いて、物理量検出装置100の各部を説明する場合がある。
Below, an orthogonal coordinate system consisting of an X axis parallel to the protruding direction of the physical
スロットルバルブ25は、たとえば、被計測気体2の流れの方向において、吸気マニホールド24の上流側に配置されたスロットルボディ23に内蔵されている。制御装置4は、たとえば、アクセルペダルの操作量に基づいてスロットルバルブ25の開度を変化させ、内燃機関10のシリンダ11内の燃焼室へ流入する被計測気体2としての吸入空気の流量を制御する。スロットル角度センサ26は、スロットルバルブ25の開度を計測して制御装置4へ出力する。アイドルエアコントロールバルブ27は、スロットルバルブ25をバイパスする空気量を制御する。
The
内燃機関10は、たとえば、シリンダ11と、ピストン12と、点火プラグ13と、燃料噴射弁14と、吸気弁15と、排気弁16と、回転角度センサ17と、を備えている。内燃機関10のピストン12の動作に基づいてエアクリーナ21を通して取り込まれた吸入空気は、主通路22を流れ、スロットルボディ23においてスロットルバルブ25により流量が制御される。スロットルボディ23を通過した吸入空気は、吸気マニホールド24を通過し、さらに吸気ポートに設けられた燃料噴射弁14を通過して、吸気弁15を介してシリンダ11内の燃焼室へ流入する。
The
制御装置4は、物理量検出装置100から入力された被計測気体2としての吸入空気の物理量に基づいて燃料噴射弁14を制御して、吸入空気へ燃料を噴射させる。これにより、吸気マニホールド24を通過した吸入空気は、燃料噴射弁14から噴射された燃料と混合され、混合気の状態で燃焼室へ導かれる。制御装置4は、点火プラグ13の火花着火により燃焼室内の混合気を爆発的に燃焼させ、内燃機関10に機械エネルギを発生させる。
The control device 4 controls the
回転角度センサ17は、ピストン12、吸気弁15、および排気弁16の位置や状態、さらに内燃機関10の回転速度に関する情報を検出して制御装置4へ出力する。燃焼により発生したガスは、シリンダ11の燃焼室から排気弁16を介して排気管へ排出され、排気ガス3として排気管から車外へ排出される。酸素センサ28は、排気管に設けられ、排気管を流れる排気ガス3の酸素濃度を計測して制御装置4へ出力する。
The
制御装置4は、物理量検出装置100によって検出された主通路22を流れる被計測気体2としての吸入空気の物理量、たとえば、流量、温度、湿度、圧力などに基づいて、内燃機関制御システム1の各部を制御する。具体的には、制御装置4がアクセルペダルの操作量に基づいてスロットルバルブ25の開度を制御すると、主通路22を流れる被計測気体2としての吸入空気の流量が変化する。制御装置4は、たとえば物理量検出装置100によって検出された被計測気体2の流量に基づいて、燃料噴射弁14から噴射する燃料の供給量を制御する。これにより、内燃機関10が発生する機械エネルギが制御される。
The control device 4 controls each part of the internal combustion engine control system 1 based on the physical quantities of the intake air as the gas to be measured 2 flowing through the
制御装置4は、物理量検出装置100の出力である吸入空気の物理量と、回転角度センサ17の出力に基づいて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、制御装置4は、燃料噴射弁14による燃料噴射量や、点火プラグ13の点火時期を制御する。
The control device 4 calculates the fuel injection amount and ignition timing based on the physical quantity of intake air, which is the output of the physical
制御装置4は、実際には、さらに被計測気体2の温度、スロットルバルブ25の開度の変化状態、内燃機関10の回転速度の変化状態、排気ガス3の空燃比の状態に基づいて、燃料供給量や点火時期をきめ細かく制御している。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。
In reality, the control device 4 further determines the fuel level based on the temperature of the gas to be measured 2, the changing state of the opening degree of the
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、いずれも物理量検出装置100の出力を主パラメータとして演算される。したがって、物理量検出装置100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。
The fuel supply amount and ignition timing, which are the main control variables of the
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、物理量検出装置100により検出される吸入空気の物理量の検出精度の向上が極めて重要である。また、物理量検出装置100が高い信頼性を維持していることも大切である。
Particularly in recent years, there has been a very high demand for fuel efficiency of vehicles, and also a very high demand for exhaust gas purification. In order to meet these demands, it is extremely important to improve the detection accuracy of the physical quantity of intake air detected by the physical
物理量検出装置100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。物理量検出装置100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。
A vehicle equipped with the physical
また、物理量検出装置100は、内燃機関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、内燃機関の発熱が吸気管を介して物理量検出装置100に伝わる。物理量検出装置100は、被計測気体2と熱伝達を行うことにより被計測気体2の流量を検出するので、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。
Further, the physical
図2は、図1に示す物理量検出装置100の模式的な断面図である。物理量検出装置100は、ハウジング110と、図示を省略するカバーとを備えている。ハウジング110は、たとえば、合成樹脂材料を射出成型することによって製造される。カバーは、たとえば、金属や合成樹脂を素材とする板状の部材である。カバーは、たとえば、合成樹脂材料の成形品を使用することができる。ハウジング110とカバーは、主通路22内に配置される物理量検出装置100の筐体を構成する。ハウジング110は、たとえば、フランジ111と、コネクタ112と、計測部113とを有している。
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of the physical
フランジ111は、たとえば、固定ねじを挿通させる貫通孔を有している。物理量検出装置100は、ハウジング110の計測部113を主通路22の取り付け孔に挿入し、フランジ111の貫通孔に挿通させた固定ねじを主通路22のねじ穴に螺入することで、主通路22の通路壁に固定される。
The
コネクタ112は、フランジ111から突出し、吸気ボディである主通路22の外部に配置され、外部機器に接続される。コネクタ112の内部には、図示を省略する複数の外部端子と補正用端子が設けられている。外部端子は、たとえば、物理量検出装置100の計測結果である流量や温度などの物理量の出力端子と、物理量検出装置100を動作させる直流電力を供給するための電源端子とを含む。
The
コネクタ112の外部端子は、たとえば、リードフレーム154を介してチップパッケージ150に接続されている。チップパッケージ150は、リードフレーム154と、そのリードフレーム154を部分的に封止する樹脂封止部155と、気体の流量を検出する検出部151と、を備える。検出部151は、たとえば、熱式流量センサである。検出部151の詳細については後述する。
External terminals of the
チップパッケージ150は、検出部151と電子部品とが、たとえば、熱硬化性樹脂のトランスファーモールドによって成形された樹脂封止部155によって一体的に封止された構成を有している。チップパッケージ150は、たとえば、検出部151に接続されたLSIなどの電子部品によって、検出部151を駆動させる。検出部151は、たとえば、チップパッケージ150の先端部に設けられた凹溝の底部中央部に露出している。チップパッケージ150の凹溝は、被計測気体2の流れの方向に沿って設けられている。
The
計測部113は、主通路22の通路壁に固定されるフランジ111から主通路22の中心線22aに向けて、中心線22aに直交する主通路22の径方向に突出するように延びている。計測部113は、おおむね直方体形状の扁平な角形の形状を有している。計測部113は、主通路22における計測部113の突出方向(X軸方向)に長さを有し、主通路22における被計測気体2の流れの方向(Y軸方向)に幅を有している。
The measuring
また、計測部113は、突出方向(X軸方向)および被計測気体2の流れの方向(Y軸方向)に直交する方向(Z軸方向)に厚さを有している。このように、計測部113が被計測気体2の主流れ方向に沿う扁平な形状を有することで、被計測気体2に対する流体抵抗を低減することができる。計測部113は、上流側の側面に副通路入口114を有し、下流側の側面に副通路出口115を有している。
Furthermore, the
副通路入口114および副通路出口115は、計測部113の突出方向(X軸方向)における中央よりも先端側の計測部113の先端部に設けられている。これにより、主通路22の内壁面から離れた主通路22の中央部付近の被計測気体2を副通路入口114から取り込むことができる。そのため、物理量検出装置100は、内燃機関10の熱の影響による計測精度の低下を抑制できる。
The
副通路入口114と副通路出口115は、たとえば、ハウジング110とカバーとの間に形成される副通路130の入口と出口である。副通路130は、副通路入口114から取り込んだ被計測気体2を360°回転させて副通路出口115から排出するように、螺旋状に設けられている。チップパッケージ150の先端部を除く部分は、ハウジング110の回路室116に収容され、チップパッケージ150の先端部は、副通路130の内部に突出している。これにより、チップパッケージ150の先端部の凹溝は、螺旋状の副通路130の頂部に、主通路22の中心線22aにおおむね平行に配置されている。
The
また、ハウジング110の計測部113は、被計測気体2の流れの方向の上流側(Y軸負方向)に向けて突出して設けられた吸気温度センサ120を有している。吸気温度センサ120は、主通路22を流れる被計測気体2の温度を検出し、検出した温度に応じた信号をコネクタ112の出力端子へ出力する。
Furthermore, the
図3は、図2に示す検出部151の模式的な平面図である。図4は、図3のIV‐IV線に沿う検出部151の模式的な断面図である。前述のように、検出部151は、たとえば、熱式流量センサであり、被計測気体2が流れる方向(Y軸方向)に離隔して配置された一対の温度検出部151aと、その一対の温度検出部151aの間に配置された加熱部151bと、を有する。また、検出部151は、たとえば、一対の温度検出部151aと加熱部151bとの間に配置された加熱温度検出部151cをさらに備えている。
FIG. 3 is a schematic plan view of the
一対の温度検出部151aおよび加熱部151bは、たとえば、被計測気体2の流れの方向(Y軸方向)に直交する方向(X軸方向)に沿って往復するように蛇行させた配線によって形成されている。また、加熱温度検出部151cは、たとえば、加熱部151bの周囲に加熱部151bの三方を囲むように設けられ、一対の温度検出部151aと加熱部151bとの間に配置されている。温度検出部151a、加熱部151b、および加熱温度検出部151cの素材としては、たとえば、不純物をドープした多結晶シリコンや単結晶シリコンなどの半導体材料、または、白金、モリブデン、タングステン、ニッケル合金などの金属材料を用いることができる。
The pair of
被計測気体2の流量を検出する検出部151には、たとえば、複数の配線151dが接続されている。より具体的には、検出部151の一対の温度検出部151aは、一方の温度検出部151aの両端と、他方の温度検出部151aの両端に、それぞれ配線151dが接続されている。また、加熱温度検出部151cの一端にも、配線151dが接続されている。各々の配線151dは、たとえば、被計測気体2の流れの方向(Y軸方向)に沿って延びている。また、加熱部151bの一端と他端は、たとえば、それぞれ端子151eに接続されている。配線151dの素材としては、たとえば、温度検出部151a、加熱部151b、および加熱温度検出部151cと同様の素材を用いることができる。
For example, a plurality of
また、検出部151は、たとえば、図4に示すように、基板160と、その基板160の表面に形成された保護膜170とを有している。基板160の素材としては、たとえば、シリコンなどの半導体やセラミックなど、熱伝導率の高い材料を用いることができる。
Further, the
保護膜170は、たとえば、基板160の表面に形成された二酸化ケイ素や窒化ケイ素などの電気絶縁性を有する複数層の薄膜である。保護膜170は、たとえば、基板160の表面に形成される酸化膜と、その酸化膜の上に形成されて温度検出部151a、加熱部151b、および加熱温度検出部151cを覆う酸化膜と、その酸化膜の上に形成される窒化膜と、その窒化膜の上に形成される酸化膜とを含む。保護膜170は、たとえば、熱絶縁効果が十分に得られる2μm程度の厚さを有している。また、保護膜170は、基板160に対向する面とは反対側の面が、被計測気体2の流路である副通路130に露出される。
The
基板160は、たとえば、空洞部161を有している。空洞部161は、たとえば、保護膜170が形成された基板160の表面とは反対側の基板160の裏面側からエッチングによって基板160の一部を除去することによって形成される。空洞部161によって、基板160に対向する保護膜170の背面の一部が露出され、空洞部161の一端に保護膜170によってダイヤフラム171が形成される。温度検出部151a、加熱部151b、加熱温度検出部151c、および配線151dは、たとえば、保護膜170のダイヤフラム171に設けられている。
The
物理量検出装置100は、図4に示すように、グランドに接続されて保護膜170に覆われた帯電除去配線180をさらに備えている。帯電除去配線180の素材としては、たとえば、配線151d等と同様に、不純物をドープした多結晶シリコンや単結晶シリコンなどの半導体材料、または、白金、モリブデン、タングステン、ニッケル合金などの金属材料を用いることができる。帯電除去配線180のインピーダンスは、たとえば、配線151dのインピーダンスよりも低くされている。帯電除去配線180は、たとえば、保護膜170を構成する酸化膜の上に、一対の温度検出部151a、加熱部151b、および加熱温度検出部151cとともに形成され、さらに、保護膜170を構成する酸化膜、窒化膜、および酸化膜によって覆われている。
As shown in FIG. 4, the physical
被計測気体2の流路である副通路130から帯電除去配線180までの距離d1は、副通路130から配線151dまでの距離d2以下にされている。図4に示す例において、副通路130から帯電除去配線180までの距離d1は、温度検出部151aおよび加熱部151bから副通路130までの距離d2と等しい。すなわち、図4に示す例では、副通路130から帯電除去配線180までの距離d1は、副通路130から図3に示す各々の配線151dまでの距離d2と等しい。
The distance d1 from the sub-passage 130, which is a flow path for the gas to be measured 2, to the
図3に示すように、帯電除去配線180は、たとえば、検出部151に接続された配線151dに沿って、配線151dの両側に配置されている。より具体的には、検出部151の各々の温度検出部151aの一端と他端に接続された配線151dは、それぞれ、被計測気体2の流れの方向(Y軸方向)に沿って延びている。そして、各々の配線151dの幅方向である被計測気体2の流れの方向に交差する方向(X軸方向)の両側に、帯電除去配線180が、各々の配線151dに沿って各々の配線151dと平行に延びている。
As shown in FIG. 3, the
また、検出部151の加熱温度検出部151cの一端に接続された配線151dも、被計測気体2の流れの方向(Y軸方向)に沿って延びている。そして、この配線151dの幅方向である被計測気体2の流れの方向に交差する方向(X軸方向)の両側に、帯電除去配線180が、この配線151dに沿って、この配線151dと平行に延びている。
Further, a
さらに、帯電除去配線180は、一対の温度検出部151aのそれぞれの温度検出部151a、および、それぞれの温度検出部151aから延びる配線151dを囲むように配置されている。より具体的には、帯電除去配線180は、各々の温度検出部151aを四方から囲むとともに、各々の温度検出部151aから延びる各々の検出部151の両側に、各々の温度検出部151aに沿って配置されている。
Furthermore, the
以下、本実施形態の物理量検出装置100の作用を説明する。
Hereinafter, the operation of the physical
前述のように、物理量検出装置100は、たとえば、主通路22である吸気ボディの通路壁に固定された状態で使用される。物理量検出装置100は、たとえば、エアクリーナ21を通して取り込まれて主通路22を流れる被計測気体2である吸入空気を、ハウジング110の計測部113に設けられた副通路入口114から副通路130に取り込む。副通路130に取り込まれた被計測気体2は、副通路130に突出するチップパッケージ150の先端部の凹溝を通過する際に、図3に示す検出部151に沿って流れる。
As described above, the physical
従来の流量検出装置では、たとえば、検出部に沿って気体が流れると、気体の流量を検出する検出部に静電気が帯電することがある。検出部に静電気が帯電すると、気体に含まれる帯電したダストが静電力によって検出部に吸着され、検出部による流量の検出精度を低下させるおそれがある。また、検出部に接続された信号配線に対して静電気放電が生じると、信号配線を覆う保護膜が損傷して信号配線が露出し、たとえば腐食などにより、信号配線が断線するおそれがある。 In conventional flow rate detection devices, for example, when gas flows along the detection section, the detection section that detects the flow rate of the gas may be charged with static electricity. When the detection section is charged with static electricity, the charged dust contained in the gas is attracted to the detection section by the electrostatic force, which may reduce the accuracy of flow rate detection by the detection section. Further, if electrostatic discharge occurs in the signal wiring connected to the detection section, the protective film covering the signal wiring is damaged and the signal wiring is exposed, and there is a risk that the signal wiring may be disconnected due to corrosion, for example.
これに対し、本開示に係る流量検出装置の一実施形態である物理量検出装置100は、次のような構成を有する。物理量検出装置100は、被計測気体2の流量を検出する検出部151と、その検出部151に接続された配線151dと、検出部151および配線151dを覆って被計測気体2の流路に露出される保護膜170と、を備えている。物理量検出装置100は、さらに、グランドに接続されて保護膜170に覆われた帯電除去配線180を備えている。そして、被計測気体2の流路である副通路130から帯電除去配線180までの距離d1は、副通路130から配線151dまでの距離d2以下である。
In contrast, the physical
このような構成により、帯電除去配線180によって電荷をグランドへ逃がすことができ、検出部151を覆う保護膜170や配線151dなどの帯電を、抑制することができる。これにより、図4に示すように、被計測気体2に含まれるダストDを吸着させる静電力を低減させ、検出部151を通過するダストDを増加させることができ、検出部151の耐汚損性を向上させることができる。したがって、本開示の流量検出装置の一実施形態に係る物理量検出装置100によれば、検出部151の特性変動を抑制することができる。
With such a configuration, charges can be released to the ground by the
また、帯電除去配線180がグランドに接続されているため、図4に示すように、静電気放電ESDが発生する場合でも、温度検出部151aや配線151dではなく、帯電除去配線180に対して静電気放電ESDが発生する。これにより、温度検出部151aや配線151dに対する静電気放電ESDを防止して、保護膜170から温度検出部151aや配線151dの一部が露出して腐食するのを防止して、検出部151の検出特性の変動を防止するとともに、温度検出部151aや配線151dの断線を抑制することができる。なお、たとえば帯電除去配線180に対して静電気放電ESDが発生し、保護膜170にピンホールPHが形成され、帯電除去配線180の一部が保護膜170から露出したとしても、検出部151の検出特性に悪影響を与えることはない。
Furthermore, since the
また、本開示の流量検出装置の一実施形態に係る物理量検出装置100において、検出部151は、被計測気体2が流れる方向に離隔して配置された一対の温度検出部151aと、その一対の温度検出部151aの間に配置された加熱部151bと、を有している。また、配線151dは、一対の温度検出部151aから被計測気体2が流れる方向に沿って延びている。このような構成により、被計測気体2が検出部151を通過すると、加熱部151bによって加熱された気体が、一対の温度検出部151aのうち、被計測気体2の下流側の温度検出部151aへ移動する。これにより、一対の温度検出部151aによって検出される温度に差が生じる。検出部151は、この一対の温度検出部151aによって検出される温度差に基づいて、被計測気体2の流量を検出することができる。
Further, in the physical
また、本開示の流量検出装置の一実施形態に係る物理量検出装置100において、帯電除去配線180は、各々の配線151dに沿って各々の配線151dの両側に配置されている。このような構成により、各々の配線151dに対する帯電をより効果的に防止して、検出部151の耐汚損性をより向上させることができる。また、各々の温度検出部151aから被計測気体2の流れの方向に沿って延びる各々の配線151dを、各々の配線151dの両側に配置された帯電除去配線180によって、より確実に静電気放電ESDから保護することができる。
Further, in the physical
また、本開示の流量検出装置の一実施形態に係る物理量検出装置100において、帯電除去配線180は、一対の温度検出部151aのそれぞれの温度検出部151aおよびその温度検出部151aから延びる配線151dを囲むように配置されている。このような構成により、各々の温度検出部151aおよび各々の配線151dに対する帯電をより効果的に防止して、検出部151の耐汚損性をより向上させることができる。また、各々の温度検出部151aと各々の温度検出部151aから延びる各々の配線151dを、それらの周囲に配置された帯電除去配線180によって、より確実に静電気放電ESDから保護することができる。
Furthermore, in the physical
また、本開示の流量検出装置の一実施形態に係る物理量検出装置100において、検出部151は、加熱部151bと一対の温度検出部151aとの間に配置された加熱温度検出部151cをさらに備える。この構成により、加熱温度検出部151cによって加熱部151bの近傍の気体の温度を測定し、検出部151による被計測気体2の流量の検出精度をより向上させることができる。また、加熱温度検出部151cから延びる配線151dに沿って配置された帯電除去配線180によって、その配線151dの帯電を防止するとともに、その配線151dに対する静電気放電ESDを防止することができる。
In the physical
また、本開示の流量検出装置の一実施形態に係る物理量検出装置100において、帯電除去配線180のインピーダンスは、配線151dのインピーダンスよりも低い。この構成により、各々の配線151dに対する帯電をより効果的に防止して、検出部151の耐汚損性をより向上させることができる。また、帯電除去配線180によって、各々の配線151dをより確実に静電気放電ESDから保護することができる。
Further, in the physical
以上説明したように、本実施形態によれば、被計測気体2に含まれる帯電したダストDが検出部151に吸着されるのを抑制することが可能な流量検出装置としての物理量検出装置100を提供することができる。なお、本開示に係る流量検出装置は、前述の実施形態に限定されない。以下、前述の実施形態に係る物理量検出装置100のいくつかの変形例を説明する。
As described above, according to the present embodiment, the physical
図5は、図4に示す検出部151の第1の変形例を示す模式的な断面図である。本変形例の流量検出装置としての物理量検出装置100において、被計測気体2の流路である副通路130から帯電除去配線180までの距離d1は、副通路130から配線151dまでの距離d2よりも近い。このような構成により、配線151d等に対する帯電をより確実に防止するとともに、配線151d等を静電気放電ESDからより確実に保護することが可能になる。
FIG. 5 is a schematic cross-sectional view showing a first modification of the
図6は、図4に示す検出部151の第2の変形例を示す模式的な断面図である。本変形例の流量検出装置としての物理量検出装置100において、被計測気体2の流路である副通路130から帯電除去配線180までの距離d1は、副通路130から配線151dまでの距離d2よりも近い。また、帯電除去配線180は、一対の温度検出部151a、加熱部151bおよび配線151dの少なくとも一部を覆う。このような構成により、配線151d等に対する帯電をより確実に防止するとともに、配線151d等を静電気放電ESDからより確実に保護することが可能になる。
FIG. 6 is a schematic cross-sectional view showing a second modification of the
以上、図面を用いて本開示に係る流量検出装置の実施形態を詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態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。 Although the embodiment of the flow rate detection device according to the present disclosure has been described above in detail using the drawings, the specific configuration is not limited to this embodiment, and design changes may be made within the scope of the gist of the present disclosure. etc., they are included in the present disclosure.
2 被計測気体(気体)
100 物理量検出装置(流量検出装置)
130 副通路(流路)
151 検出部
151a 温度検出部
151b 加熱部
151c 加熱温度検出部
151d 配線
170 保護膜
180 帯電除去配線
d1 距離
d2 距離
2 Gas to be measured (gas)
100 Physical quantity detection device (flow rate detection device)
130 Sub-passage (flow path)
151
Claims (4)
グランドに接続されて前記保護膜に覆われた帯電除去配線をさらに備え、
前記流路から前記帯電除去配線までの距離は、前記流路から前記配線までの距離以下であり、
前記検出部は、前記気体が流れる方向に離隔して配置された一対の温度検出部と、前記一対の温度検出部の間に配置された加熱部と、を有し、
前記配線は、前記一対の温度検出部から前記気体が流れる方向に沿って延びており、
前記帯電除去配線は、前記配線に沿って前記配線の両側に配置されていることを特徴とする流量検出装置。 A flow rate detection device comprising: a detection unit that detects a gas flow rate; wiring connected to the detection unit; and a protective film that covers the detection unit and the wiring and is exposed to the gas flow path. hand,
further comprising a charge removal wiring connected to ground and covered with the protective film,
The distance from the flow path to the charge removal wiring is less than or equal to the distance from the flow path to the wiring,
The detection unit includes a pair of temperature detection units arranged apart from each other in the direction in which the gas flows, and a heating unit arranged between the pair of temperature detection units,
The wiring extends from the pair of temperature detection parts along the direction in which the gas flows,
A flow rate detection device characterized in that the charge removal wiring is arranged on both sides of the wiring along the wiring.
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