JPH058766B2 - - Google Patents
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- JPH058766B2 JPH058766B2 JP60017710A JP1771085A JPH058766B2 JP H058766 B2 JPH058766 B2 JP H058766B2 JP 60017710 A JP60017710 A JP 60017710A JP 1771085 A JP1771085 A JP 1771085A JP H058766 B2 JPH058766 B2 JP H058766B2
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
- G01P5/00—Measuring speed of fluids, e.g. of air stream; Measuring speed of bodies relative to fluids, e.g. of ship, of aircraft
- G01P5/10—Measuring speed of fluids, e.g. of air stream; Measuring speed of bodies relative to fluids, e.g. of ship, of aircraft by measuring thermal variables
- G01P5/12—Measuring speed of fluids, e.g. of air stream; Measuring speed of bodies relative to fluids, e.g. of ship, of aircraft by measuring thermal variables using variation of resistance of a heated conductor
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
- G01F1/00—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
- G01F1/68—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using thermal effects
- G01F1/684—Structural arrangements; Mounting of elements, e.g. in relation to fluid flow
- G01F1/6845—Micromachined devices
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- General Physics & Mathematics (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
- Measuring Volume Flow (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は膜式抵抗を有する直熱型流量センサ、
たとえば内燃機関の吸入空気量を検出するための
空気流量センサに関する。
たとえば内燃機関の吸入空気量を検出するための
空気流量センサに関する。
一般に、電子制御式内燃機関においては、基本
燃料噴射量、基本点火時期等の制御のために機関
の吸入空気量は重要な運転状態パラメータの１つ
である。従来、このような吸入空気量を検出する
ための空気流量センサ（エアフローメータ）とも
言う）はベーン式のものが主流であつたが、最
近、小型、応答性が良い等の利点を有する温度依
存抵抗を用いた熱式のものが実用化されている。
燃料噴射量、基本点火時期等の制御のために機関
の吸入空気量は重要な運転状態パラメータの１つ
である。従来、このような吸入空気量を検出する
ための空気流量センサ（エアフローメータ）とも
言う）はベーン式のものが主流であつたが、最
近、小型、応答性が良い等の利点を有する温度依
存抵抗を用いた熱式のものが実用化されている。
さらに、温度依存抵抗を有する空気流量センサ
としては、空気重量を直接検出する傍熱型（マス
フロー型）と、空気容量を検出する直熱型（ボリ
ユームフロー型）とがある。傍熱型の空気流量セ
ンサにおいては、空気流の温度を検知するための
温度依存抵抗の上流に発熱抵抗を設け、温度依存
抵抗の温度が一定になるように発熱抵抗の電流値
をフイードバツク制御し、発熱抵抗に印加される
電圧により空気重量を検出するものである。他
方、傍熱型に比べて応答速度が早い直熱型の空気
流量センサにおいては、発熱部兼温度検知部とし
ての膜式抵抗の温度と吸入空気温度すなわち外気
温度との差が一定値になるように膜式抵抗の電流
値をフイードバツク制御する。つまり、定温度差
式フイードバツク制御を行う。そして、膜式抵抗
に印加される電圧により空気容量を検出するもの
である。従つて、この直熱型を用いた内燃機関に
おいては、吸入空気自体の温度を検出するための
温度依存抵抗は別個に設ける必要がある。
としては、空気重量を直接検出する傍熱型（マス
フロー型）と、空気容量を検出する直熱型（ボリ
ユームフロー型）とがある。傍熱型の空気流量セ
ンサにおいては、空気流の温度を検知するための
温度依存抵抗の上流に発熱抵抗を設け、温度依存
抵抗の温度が一定になるように発熱抵抗の電流値
をフイードバツク制御し、発熱抵抗に印加される
電圧により空気重量を検出するものである。他
方、傍熱型に比べて応答速度が早い直熱型の空気
流量センサにおいては、発熱部兼温度検知部とし
ての膜式抵抗の温度と吸入空気温度すなわち外気
温度との差が一定値になるように膜式抵抗の電流
値をフイードバツク制御する。つまり、定温度差
式フイードバツク制御を行う。そして、膜式抵抗
に印加される電圧により空気容量を検出するもの
である。従つて、この直熱型を用いた内燃機関に
おいては、吸入空気自体の温度を検出するための
温度依存抵抗は別個に設ける必要がある。
通常、膜式抵抗の発熱温度と吸入空気温度との
差を一定値にする空気流量センサの応答性、ダイ
ナミツクレンジは膜式抵抗を含む発熱部兼温度検
知部の熱容量（ヒートマス）と断熱効果の程度で
決定される。すなわち、最も応答性がよく、且つ
ダイナミツクレンジを最も大きくするためには、
膜式抵抗を含む発熱部兼温度検知部の質量をでき
る限り小さくし、また、その部分を理想的には完
全に空気流中に浮かんだ状態にすることである。
差を一定値にする空気流量センサの応答性、ダイ
ナミツクレンジは膜式抵抗を含む発熱部兼温度検
知部の熱容量（ヒートマス）と断熱効果の程度で
決定される。すなわち、最も応答性がよく、且つ
ダイナミツクレンジを最も大きくするためには、
膜式抵抗を含む発熱部兼温度検知部の質量をでき
る限り小さくし、また、その部分を理想的には完
全に空気流中に浮かんだ状態にすることである。
このため、本願出願人は、膜式抵抗を含む発熱
部兼温度検知部とダクトの保持部との間に切欠き
を設けて熱絞りを施すことにより、発熱部兼温度
検知部の断熱効果を大きくせしめ、応答性および
ダイナミツクレンジを向上せしめた空気流量セン
サを既に提案している（参照：特願昭59−91041
号）。
部兼温度検知部とダクトの保持部との間に切欠き
を設けて熱絞りを施すことにより、発熱部兼温度
検知部の断熱効果を大きくせしめ、応答性および
ダイナミツクレンジを向上せしめた空気流量セン
サを既に提案している（参照：特願昭59−91041
号）。
なお、通常、熱絞り部は断熱効果をさらに大き
くせしめるためにその断面積は小さくしてある。
くせしめるためにその断面積は小さくしてある。
〔発明が解決しようとする問題点〕
しかしながら、上述のごとく、膜式抵抗を含む
発熱部兼温度検知部と保持部との間に切欠きによ
る熱絞りを行うと、熱絞り部分の機械的強度が非
常に小さくなり、延いては、空気流量センサが脆
弱になるという問題点がある。
発熱部兼温度検知部と保持部との間に切欠きによ
る熱絞りを行うと、熱絞り部分の機械的強度が非
常に小さくなり、延いては、空気流量センサが脆
弱になるという問題点がある。
本発明は前記問題点を解決するために、ダクト
側と固定される保持部と切欠きにより幅が狭く形
成され、前記保持部から延びる橋部分と、前記橋
部分を介して前記保持部に支持される島部分とを
備えて形成された基板と、前記島部分の前記基板
上もしくは前記基板中に形成され、通電により発
熱する発熱部兼温度検知部と、前記保持部から前
記橋部分を通つて前記島部分にかけての前記基板
上もしくは前記基板中に形成され、前記発熱部兼
温度検知部に導通する通電部とを有する直熱型流
量センサであつて、前記橋部分における前記狭い
幅の方向の基板断面は、前記基板の厚さ方向に対
して傾斜した面をもつて形成され、前記橋部分に
おける前記基板の厚さを確保しながら断面積が低
減される技術手段を採用する。
側と固定される保持部と切欠きにより幅が狭く形
成され、前記保持部から延びる橋部分と、前記橋
部分を介して前記保持部に支持される島部分とを
備えて形成された基板と、前記島部分の前記基板
上もしくは前記基板中に形成され、通電により発
熱する発熱部兼温度検知部と、前記保持部から前
記橋部分を通つて前記島部分にかけての前記基板
上もしくは前記基板中に形成され、前記発熱部兼
温度検知部に導通する通電部とを有する直熱型流
量センサであつて、前記橋部分における前記狭い
幅の方向の基板断面は、前記基板の厚さ方向に対
して傾斜した面をもつて形成され、前記橋部分に
おける前記基板の厚さを確保しながら断面積が低
減される技術手段を採用する。
上述の手段によれば、基板の保持部がダクトに
固定され、該保持部から延びる橋部の幅が切欠き
により狭く形成され。さらに基板にはこの橋部を
介して前記保持部に支持される島部が形成され
る。この島部分の前記基板上もしくは前記基板中
には通電により発熱する発熱部兼温度検知部が設
けられ、さらに前記保持部から前記橋部分を通つ
て前記島部分にかけての前記基板上もしくは前記
基板中に、前記発熱部兼温度検知部に導通する通
電部が設けられる。前記橋部分における前記狭い
幅の方向の基板断面には、前記基板の厚さ方向に
対して傾斜した面が形成され、前記橋部分におけ
る前記基板の厚さが確保されかつ断面積が低減さ
れることにより、断熱効果の低下を最小限にして
熱絞り部分の機械的強度が大きくできる。
固定され、該保持部から延びる橋部の幅が切欠き
により狭く形成され。さらに基板にはこの橋部を
介して前記保持部に支持される島部が形成され
る。この島部分の前記基板上もしくは前記基板中
には通電により発熱する発熱部兼温度検知部が設
けられ、さらに前記保持部から前記橋部分を通つ
て前記島部分にかけての前記基板上もしくは前記
基板中に、前記発熱部兼温度検知部に導通する通
電部が設けられる。前記橋部分における前記狭い
幅の方向の基板断面には、前記基板の厚さ方向に
対して傾斜した面が形成され、前記橋部分におけ
る前記基板の厚さが確保されかつ断面積が低減さ
れることにより、断熱効果の低下を最小限にして
熱絞り部分の機械的強度が大きくできる。
以下、図面により本発明の実施例を説明する。
第１図は本発明に係る膜式抵抗を有する直熱型
空気流量センサが適用された内燃機関を示す全体
概要図、第２図、第３図は第１図のセンサ部分の
拡大縦断面図および横断面図である。第１図〜第
３図において、内燃機関１の吸気通路２にはエア
クリーナ３および整流格子４を介して空気が吸入
される。この吸気通路２内に計測管（ダクト）５
が設けられ、その内部に空気流量を計測するため
の発熱ヒータ兼用温度依存抵抗（膜式抵抗）６が
設けられている。膜式抵抗６はステイ７に固定さ
れ、ステイ７の外側に設けられた外気温度補償を
行う温度依存抵抗８と共に、ハイブリツド基板に
形成されたセンサ回路９に接続されている。
空気流量センサが適用された内燃機関を示す全体
概要図、第２図、第３図は第１図のセンサ部分の
拡大縦断面図および横断面図である。第１図〜第
３図において、内燃機関１の吸気通路２にはエア
クリーナ３および整流格子４を介して空気が吸入
される。この吸気通路２内に計測管（ダクト）５
が設けられ、その内部に空気流量を計測するため
の発熱ヒータ兼用温度依存抵抗（膜式抵抗）６が
設けられている。膜式抵抗６はステイ７に固定さ
れ、ステイ７の外側に設けられた外気温度補償を
行う温度依存抵抗８と共に、ハイブリツド基板に
形成されたセンサ回路９に接続されている。
センサ回路９は外気温度に対して膜式抵抗６の
温度が温度依存抵抗８の温度との差が一定値にな
るように該抵抗６の発熱量をフイードバツク制御
し、そのセンサ出力VQを制御回路１０に供給す
る。制御回路１０はたとえばマイクロコンピユー
タによつて構成され、燃料噴射弁１１の制御等を
行うものである。
温度が温度依存抵抗８の温度との差が一定値にな
るように該抵抗６の発熱量をフイードバツク制御
し、そのセンサ出力VQを制御回路１０に供給す
る。制御回路１０はたとえばマイクロコンピユー
タによつて構成され、燃料噴射弁１１の制御等を
行うものである。
センサ回路９は、第４図に示すごとく、膜式抵
抗６、温度依存抵抗８とブリツジ回路を構成する
抵抗９１，９２、比較器９３、比較器９３の出力
によつて制御されるトランジスタ９４、電圧バツ
フア９５により構成される。つまり、空気流量が
増加して膜式抵抗６（この場合、サーミスタ）の
温度が低下し、この結果、膜式抵抗６の抵抗値が
下降してV1＜VRとなると、比較器９３の出力に
よつてトランジスタ９４の導電率が増加する。従
つて、膜式抵抗６の発熱量が増加し、同時に、ト
ランジスタ９４のコレクタ電位すなわち電圧バツ
フア９５の出力電圧VQは上昇する。逆に、空気
流量が減少して膜式抵抗６の温度が上昇すると、
膜式抵抗６の抵抗値が上昇してV1＞VRとなり、
比較器９３の出力によつてトランジスタ９４の導
電率が減少する。従つて膜式抵抗６の発熱量が減
少し、同時に、トランジスタ９４のコレクタ電圧
すなわち電圧バツフア９５の出力電圧VQは低下
する。このようにして、膜式抵抗６の温度は外気
温度によつて定まる値になるようにフイードバツ
ク制御され、出力電圧VQは空気流量を示すこと
になる。
抗６、温度依存抵抗８とブリツジ回路を構成する
抵抗９１，９２、比較器９３、比較器９３の出力
によつて制御されるトランジスタ９４、電圧バツ
フア９５により構成される。つまり、空気流量が
増加して膜式抵抗６（この場合、サーミスタ）の
温度が低下し、この結果、膜式抵抗６の抵抗値が
下降してV1＜VRとなると、比較器９３の出力に
よつてトランジスタ９４の導電率が増加する。従
つて、膜式抵抗６の発熱量が増加し、同時に、ト
ランジスタ９４のコレクタ電位すなわち電圧バツ
フア９５の出力電圧VQは上昇する。逆に、空気
流量が減少して膜式抵抗６の温度が上昇すると、
膜式抵抗６の抵抗値が上昇してV1＞VRとなり、
比較器９３の出力によつてトランジスタ９４の導
電率が減少する。従つて膜式抵抗６の発熱量が減
少し、同時に、トランジスタ９４のコレクタ電圧
すなわち電圧バツフア９５の出力電圧VQは低下
する。このようにして、膜式抵抗６の温度は外気
温度によつて定まる値になるようにフイードバツ
ク制御され、出力電圧VQは空気流量を示すこと
になる。
第５Ａ図は本発明に係る膜式抵抗の一例を示
し、第５Ｂ図、第５Ｃ図、第５Ｄ図は、それぞ
れ、第５Ａ図のＢ−Ｂ線、Ｃ−Ｃ線、Ｄ−Ｄ線の
断面図である。膜式抵抗６は、第５Ａ図に示すよ
うに、たとえば200〜400μｍ厚のシリコン単結晶
基板６１上に図示しない絶縁膜（たとえばSiO2
を介して蒸着およびエツチングにより温度依存抵
抗パターン６２を形成している。
し、第５Ｂ図、第５Ｃ図、第５Ｄ図は、それぞ
れ、第５Ａ図のＢ−Ｂ線、Ｃ−Ｃ線、Ｄ−Ｄ線の
断面図である。膜式抵抗６は、第５Ａ図に示すよ
うに、たとえば200〜400μｍ厚のシリコン単結晶
基板６１上に図示しない絶縁膜（たとえばSiO2
を介して蒸着およびエツチングにより温度依存抵
抗パターン６２を形成している。
第５Ａ図、第５Ｂ図、第５Ｃ図、第５Ｄ図に図
示される実施例では、基板６１の第１Ａ図中上部
分をダクト側のステイ７と接続し、このダクト側
と接続される上部分６１ｅと、この上部分６１ｅ
から延びる右側部分６１ｇと、さらにこの右側部
分６１ｇから延びる下側部分６１ｈとを保持部と
している。そして、このコ字型の保持部６１ｅ，
６１ｇ，６１ｈにより後述する島部分６１ｆと橋
部６１ａ，６１ｂ，６１ｃ，６１ｄとを支持して
いる。島部分６１ｆは基板のほぼ中央に位置して
おり、この実施例では基板６１を貫通する開口と
して形成された４つの切欠き６３ａ，６３ｂ，６
３ｃ，６３ｄにより囲まれている。また、４本の
橋部分６１ａ，６１ｂ，６１ｃ，６１ｄは、４つ
の切欠き６３ａ，６３ｂ，６３ｃ，６３ｄにより
第５Ａ図中の横方向の幅が狭くなるように形成さ
れており、保持部６１ｅ，６１ｈから島部分６１
ｆに向けて延びている。そして、橋部分６１ａ，
６１ｃは、島部分６１ｆと保持部６１ｅとを接続
し、橋６１ａ，６１ｃは、島部分６１ｆと保持部
６１ｈとを接続している。さらに、基板６１の第
５Ａ図中左側部分には、連結部６１ｉが形成さ
れ、保持部６１ｅと保持部６１ｈとの左側端部を
連結している。
示される実施例では、基板６１の第１Ａ図中上部
分をダクト側のステイ７と接続し、このダクト側
と接続される上部分６１ｅと、この上部分６１ｅ
から延びる右側部分６１ｇと、さらにこの右側部
分６１ｇから延びる下側部分６１ｈとを保持部と
している。そして、このコ字型の保持部６１ｅ，
６１ｇ，６１ｈにより後述する島部分６１ｆと橋
部６１ａ，６１ｂ，６１ｃ，６１ｄとを支持して
いる。島部分６１ｆは基板のほぼ中央に位置して
おり、この実施例では基板６１を貫通する開口と
して形成された４つの切欠き６３ａ，６３ｂ，６
３ｃ，６３ｄにより囲まれている。また、４本の
橋部分６１ａ，６１ｂ，６１ｃ，６１ｄは、４つ
の切欠き６３ａ，６３ｂ，６３ｃ，６３ｄにより
第５Ａ図中の横方向の幅が狭くなるように形成さ
れており、保持部６１ｅ，６１ｈから島部分６１
ｆに向けて延びている。そして、橋部分６１ａ，
６１ｃは、島部分６１ｆと保持部６１ｅとを接続
し、橋６１ａ，６１ｃは、島部分６１ｆと保持部
６１ｈとを接続している。さらに、基板６１の第
５Ａ図中左側部分には、連結部６１ｉが形成さ
れ、保持部６１ｅと保持部６１ｈとの左側端部を
連結している。
温度依存抵抗パターン６２のうち、点線枠内で
示す島部分６１ｆに形成された部分６２ａが発熱
部兼温度検知部として作用する。また、保持部６
１ｅから橋部分６１ａ，６１ｃを通り、島部分６
１ｆにかけては温度依存抵抗パターン６２により
通電部６２ｂ，６２ｃ，６２ｄ，６２ｅ，６２
ｆ，６２ｇ，６２ｈが形成され、発熱部兼温度検
知部６２ａと導通し、発熱部兼温度検知部６２ａ
へ通電する。また、保持部６１ｇから、保持部６
１ｈを通り、さらに橋部分６１ｂ，６１ｄを通つ
て島部分６１ｆにかけては温度依存抵抗パターン
６２により通電部６２ｈ，６２ｇ，６２ｆ，６２
ｅが形成され、発熱部兼温度検知部６２ａと導通
し、発熱部兼温度検知部６２ａへ通電する。
示す島部分６１ｆに形成された部分６２ａが発熱
部兼温度検知部として作用する。また、保持部６
１ｅから橋部分６１ａ，６１ｃを通り、島部分６
１ｆにかけては温度依存抵抗パターン６２により
通電部６２ｂ，６２ｃ，６２ｄ，６２ｅ，６２
ｆ，６２ｇ，６２ｈが形成され、発熱部兼温度検
知部６２ａと導通し、発熱部兼温度検知部６２ａ
へ通電する。また、保持部６１ｇから、保持部６
１ｈを通り、さらに橋部分６１ｂ，６１ｄを通つ
て島部分６１ｆにかけては温度依存抵抗パターン
６２により通電部６２ｈ，６２ｇ，６２ｆ，６２
ｅが形成され、発熱部兼温度検知部６２ａと導通
し、発熱部兼温度検知部６２ａへ通電する。
この実施例では、発熱部兼温度検知部６２ａが
形成された島部分６１ｆを囲んで切欠き６３ａ，
６３ｂ，６３ｃ，６３ｄが設けられており、この
島部分６１ｆと保持部６１ｅ，６１ｇ，６１ｈと
の間に熱絞りが施されており、これにより発熱部
兼温度検知部６２ａの断熱効果を大きくせしめて
いる。さらに、発熱部兼温度検知部６２ａが形成
された島部分６１ｆにおけるシリコン基板６１の
厚さは、第５Ｂ図、第５Ｄ図に示すごとく、非常
に薄くしてあり、これにより、そのヒートマスを
小さくせしめている。
形成された島部分６１ｆを囲んで切欠き６３ａ，
６３ｂ，６３ｃ，６３ｄが設けられており、この
島部分６１ｆと保持部６１ｅ，６１ｇ，６１ｈと
の間に熱絞りが施されており、これにより発熱部
兼温度検知部６２ａの断熱効果を大きくせしめて
いる。さらに、発熱部兼温度検知部６２ａが形成
された島部分６１ｆにおけるシリコン基板６１の
厚さは、第５Ｂ図、第５Ｄ図に示すごとく、非常
に薄くしてあり、これにより、そのヒートマスを
小さくせしめている。
また、橋部分６１ａ，６１ｂ，６１ｃ，６１ｄ
は第５Ｂ図、第５Ｃ図に図示されるように三角形
の断面形状を有しており、温度依存抵抗パターン
６２の通電部３２ｃ，６２ｄ，６２ｅ，６２ｆが
形成され、幅が狭く形成された面と、基板の厚さ
方向に対して傾斜したふたつの斜面とをもつてい
る。これにより、橋部分６１ａ，６１ｂ，６１
ｃ，６１ｄにおける基板厚さを確保しながら、橋
部分６１ａ，６１ｂ，６１ｃ，６１ｄの断面積が
低減され、熱絞りとしての効果を高めている。
は第５Ｂ図、第５Ｃ図に図示されるように三角形
の断面形状を有しており、温度依存抵抗パターン
６２の通電部３２ｃ，６２ｄ，６２ｅ，６２ｆが
形成され、幅が狭く形成された面と、基板の厚さ
方向に対して傾斜したふたつの斜面とをもつてい
る。これにより、橋部分６１ａ，６１ｂ，６１
ｃ，６１ｄにおける基板厚さを確保しながら、橋
部分６１ａ，６１ｂ，６１ｃ，６１ｄの断面積が
低減され、熱絞りとしての効果を高めている。
第６図および第７図は、第５Ａ図等に図示され
た膜式抵抗の斜視図であり、第６図は第５Ａ図に
図示された表面を示し、第７図は第５Ａ図の裏面
を示している。
た膜式抵抗の斜視図であり、第６図は第５Ａ図に
図示された表面を示し、第７図は第５Ａ図の裏面
を示している。
この実施例では、発熱部兼温度検知部６２ａが
形成された島部分６１ｆと基板６１の保持部６１
ｅ，６１ｈとを接続する４つの橋部分６１ａ，６
１ｂ，６１ｃ，６１ｄの基板の実効厚さを発熱部
兼温度検知部６２ａが形成された島部分６１ｆに
おける基板厚さより大きくすることにより、４つ
の橋部分６１ａ，６１ｂ，６１ｃ，６１ｄを補強
してある。このような橋部分６１ａ，６１ｂ，６
１ｃ，６１ｄの補強構造はたとえばリブ状形状で
あり、これは、後述のごとくシリコン単結晶基板
６１の異方性エツチングによつて得られる。
形成された島部分６１ｆと基板６１の保持部６１
ｅ，６１ｈとを接続する４つの橋部分６１ａ，６
１ｂ，６１ｃ，６１ｄの基板の実効厚さを発熱部
兼温度検知部６２ａが形成された島部分６１ｆに
おける基板厚さより大きくすることにより、４つ
の橋部分６１ａ，６１ｂ，６１ｃ，６１ｄを補強
してある。このような橋部分６１ａ，６１ｂ，６
１ｃ，６１ｄの補強構造はたとえばリブ状形状で
あり、これは、後述のごとくシリコン単結晶基板
６１の異方性エツチングによつて得られる。
次に、膜式抵抗の他の実施例を説明する。
第８Ａ図は膜式抵抗の他の実施例を示し、第８
Ｂ図、第８Ｃ図は、それぞれ、第８Ａ図のＢ−Ｂ
線、Ｃ−Ｃ線の断面図である。第８Ａ図、第８Ｂ
図、第８Ｃ図においても、上述の実施例と同様に
シリコン単結晶からなる基板６５上に蒸着および
エツチングにより温度依存抵抗パターン６６を形
成している。
Ｂ図、第８Ｃ図は、それぞれ、第８Ａ図のＢ−Ｂ
線、Ｃ−Ｃ線の断面図である。第８Ａ図、第８Ｂ
図、第８Ｃ図においても、上述の実施例と同様に
シリコン単結晶からなる基板６５上に蒸着および
エツチングにより温度依存抵抗パターン６６を形
成している。
基板６５の図中上端部と下端部とは、ダクト側
に接続される保持部６５ａ，６５ｂとして形成さ
れている。そして、この保持部６５ａ，６５ｂか
ら橋部分６５ｃ，６５ｄが延びており、橋部分６
５ｃ，６５ｄの間には島部分６５ｅが支持されて
いる。ここで、橋部分６５ｃ，６５ｄは、第８Ａ
図中の両側に切欠き６７ａ，６７ｂ，６７ｃ，６
７ｄを形成することにより幅が狭く形成されてお
り、保持部６５ａ，６５ｂおよび島部分６５ｅよ
り細長く形成されている。
に接続される保持部６５ａ，６５ｂとして形成さ
れている。そして、この保持部６５ａ，６５ｂか
ら橋部分６５ｃ，６５ｄが延びており、橋部分６
５ｃ，６５ｄの間には島部分６５ｅが支持されて
いる。ここで、橋部分６５ｃ，６５ｄは、第８Ａ
図中の両側に切欠き６７ａ，６７ｂ，６７ｃ，６
７ｄを形成することにより幅が狭く形成されてお
り、保持部６５ａ，６５ｂおよび島部分６５ｅよ
り細長く形成されている。
また、第８Ｂ図、第８Ｃ図に図示されるよう
に、島部分６５ｅにおける基板の厚さは非常に薄
く形成されており、島部分６５ｅの基板厚さは、
保持部６５ａ，６５ｂより薄く形成されている。
に、島部分６５ｅにおける基板の厚さは非常に薄
く形成されており、島部分６５ｅの基板厚さは、
保持部６５ａ，６５ｂより薄く形成されている。
さらに、橋部分６５ｃ，６５ｄは、第８Ｂ図、
第８Ｃ図に図示されるように、その幅方向の両側
に島部分６５ｅと同じ厚さに形成された板状部分
６５ｆ，６５ｇと、三角形状のリブ６５ｈ，６５
ｉを有している。そして、このリブ６５ｈ，６５
ｉにより橋部６５ｃ，６５ｄにおける実効厚さが
大きくされ、この橋部分６５ｃ，６５ｄが補強さ
れる。
第８Ｃ図に図示されるように、その幅方向の両側
に島部分６５ｅと同じ厚さに形成された板状部分
６５ｆ，６５ｇと、三角形状のリブ６５ｈ，６５
ｉを有している。そして、このリブ６５ｈ，６５
ｉにより橋部６５ｃ，６５ｄにおける実効厚さが
大きくされ、この橋部分６５ｃ，６５ｄが補強さ
れる。
温度依存抵抗パターン６６は、第８Ａ図に図示
されるように島部分６５ｅ上において蛇行して形
成され、この部分（第８Ａ図中点線枠で囲まれる
部分）が発熱部兼温度検知部６６ａとされる。
されるように島部分６５ｅ上において蛇行して形
成され、この部分（第８Ａ図中点線枠で囲まれる
部分）が発熱部兼温度検知部６６ａとされる。
また、保持部６５ａから橋部分ｃを通り、島部
分６５ｅにかけては、上記発熱部兼温度検知部６
６ａに導通する通電部６６ｂが形成され、保持部
６５ｂから橋部分ｄを通り、島部分６５ｅにかけ
ては、上記発熱部兼温度検知部６６ａに導通する
通電部６６ｃが形成される。
分６５ｅにかけては、上記発熱部兼温度検知部６
６ａに導通する通電部６６ｂが形成され、保持部
６５ｂから橋部分ｄを通り、島部分６５ｅにかけ
ては、上記発熱部兼温度検知部６６ａに導通する
通電部６６ｃが形成される。
そして、この実施例では、第８Ａ図中の上下に
位置する通電部６６ｂと通電部６６ｃとを通して
発熱部兼温度検知部６６ａに通電される。
位置する通電部６６ｂと通電部６６ｃとを通して
発熱部兼温度検知部６６ａに通電される。
第９図および第１０図は、第８Ａ図等に図示さ
れた膜式抵抗の斜視図であり、第９図は第８Ａ図
に図示された表面を示し、第１０図は第８Ａ図の
裏面を示している。
れた膜式抵抗の斜視図であり、第９図は第８Ａ図
に図示された表面を示し、第１０図は第８Ａ図の
裏面を示している。
この実施例では、２つの橋部分６５ｃ，６５ｄ
において熱絞りが施されており、発熱部兼温度検
知部６６ａが形形成された島部分６５ｅの断熱効
果を大きくしている。また、島部分６５ｅの厚さ
は保持部６５ａ，６５ｂより薄く形成されてお
り、これにより、その部分のヒートマスを小さく
せしめている。さらに、２つの橋部分６５ｃ，６
５ｄの実効厚さをリブ６５ｈ，６５ｉによつて大
きくし、島部分６５ｅより厚くして補強してあ
る。このため、橋部分６５ｃ，６５ｄにおける基
板の断面積を低減して熱絞りとしての機能を維持
しながら、橋部分６５ｃ，６５ｄにおける基板の
厚さを確保して、その強度を高めている。このよ
うな橋部分６５ｃ，６５ｄの補強構造は、上述の
実施例と同様にシリコン単結晶基板の異方性エツ
チングによつて得られる。
において熱絞りが施されており、発熱部兼温度検
知部６６ａが形形成された島部分６５ｅの断熱効
果を大きくしている。また、島部分６５ｅの厚さ
は保持部６５ａ，６５ｂより薄く形成されてお
り、これにより、その部分のヒートマスを小さく
せしめている。さらに、２つの橋部分６５ｃ，６
５ｄの実効厚さをリブ６５ｈ，６５ｉによつて大
きくし、島部分６５ｅより厚くして補強してあ
る。このため、橋部分６５ｃ，６５ｄにおける基
板の断面積を低減して熱絞りとしての機能を維持
しながら、橋部分６５ｃ，６５ｄにおける基板の
厚さを確保して、その強度を高めている。このよ
うな橋部分６５ｃ，６５ｄの補強構造は、上述の
実施例と同様にシリコン単結晶基板の異方性エツ
チングによつて得られる。
次に、第５Ａ図〜第５Ｄ図の基板６１の製造工
程について第１１図を参照して説明する。なお、
第１１図の各図は第５Ｂ図の断面図に対応する。
程について第１１図を参照して説明する。なお、
第１１図の各図は第５Ｂ図の断面図に対応する。
初めに、第１１図Ａに示すようなシリコン単結
晶６１を準備する。この場合、矢印Ａで示す面は
１００もしくは１１０面である。次に、第１１図
Ｂに示すように、保持部を形成するために、
SiO2もしくはSi3N4のエツチング保護膜７１を施
し、異方性エツチングを行うと、第１１図Ｃを示
す形状が得られる。ここで、矢印Ｂで示す面は１
１１面である。すなわち、異方性エツチングと
は、シリコン単結晶の１１１面のエツチング速度
が他の面、たとえば１００もしくは１１０面のエ
ツチング速度に比して著しく小さいというエツチ
ング速度の相違を利用して行つているものであ
る。
晶６１を準備する。この場合、矢印Ａで示す面は
１００もしくは１１０面である。次に、第１１図
Ｂに示すように、保持部を形成するために、
SiO2もしくはSi3N4のエツチング保護膜７１を施
し、異方性エツチングを行うと、第１１図Ｃを示
す形状が得られる。ここで、矢印Ｂで示す面は１
１１面である。すなわち、異方性エツチングと
は、シリコン単結晶の１１１面のエツチング速度
が他の面、たとえば１００もしくは１１０面のエ
ツチング速度に比して著しく小さいというエツチ
ング速度の相違を利用して行つているものであ
る。
次いで、第１１図Ｄに示すごとく、エツチング
保護膜７１を除去し、再び第１１図Ｅに示すごと
く、別のエツチング保護膜７２を施す。そして、
再び異方性エツチングを行うと、第１１図Ｆに示
す形状が得られ、エツチング保護膜７２を除去す
ると、第１１図Ｇに示す最終形状が得られる。つ
まり、補強構造としてのリブ構造６１ｂ，６１
ｄ，６１ａ，６１ｃが得られることになる。
保護膜７１を除去し、再び第１１図Ｅに示すごと
く、別のエツチング保護膜７２を施す。そして、
再び異方性エツチングを行うと、第１１図Ｆに示
す形状が得られ、エツチング保護膜７２を除去す
ると、第１１図Ｇに示す最終形状が得られる。つ
まり、補強構造としてのリブ構造６１ｂ，６１
ｄ，６１ａ，６１ｃが得られることになる。
同様な構造工程により第８Ａ図、第８Ｂ図、第
８Ｃ図に示す橋部分６５ｃ，６５ｄのリブ６５
ｈ，６５ｉが得られる。
８Ｃ図に示す橋部分６５ｃ，６５ｄのリブ６５
ｈ，６５ｉが得られる。
このように、上述の実施例においては、基板の
保持部と島部分とを接続する橋部分の裏面を、異
方性エツチングを利用して２つの斜面を有する形
状とし、この橋部分を補強している。
保持部と島部分とを接続する橋部分の裏面を、異
方性エツチングを利用して２つの斜面を有する形
状とし、この橋部分を補強している。
なお、上述の実施例においては、基板上に絶縁
膜を介して発熱部兼温度検知部としての温度依存
抵抗を形成しているが、この代りに、基板内に拡
散抵抗を形成してもよい。また、本発明は空気流
量センサ以外の流量センサたとえば液体流量セン
サにも適用し得る。
膜を介して発熱部兼温度検知部としての温度依存
抵抗を形成しているが、この代りに、基板内に拡
散抵抗を形成してもよい。また、本発明は空気流
量センサ以外の流量センサたとえば液体流量セン
サにも適用し得る。
以上説明したように本発明によれば、橋部分に
おける熱絞りとしての効果を大巾に損なうことな
く橋部分の機械的強度を大きくすることができ
る。
おける熱絞りとしての効果を大巾に損なうことな
く橋部分の機械的強度を大きくすることができ
る。
第１図は本発明に係る膜式抵抗を有する直熱型
空気流量センサが適用された内燃機関を示す全体
概要図、第２図、第３図は第１図の膜式抵抗６の
拡大平面図、第４図は第１図のセンサ回路の回路
図、第５Ａ図は本発明に係る膜式抵抗の一例を示
す平面図、第５Ｂ図、第５Ｃ図、第５Ｄ図は、そ
れぞれ、第５Ａ図のＢ−Ｂ線、Ｃ−Ｃ線、Ｄ−Ｄ
線の断面図、第６図は第５Ａ図等に図示された膜
式抵抗の表面斜視図、第７図は第５Ａ図等に示さ
れた膜式抵抗の裏面斜視図、第８Ａ図は本発明に
係る膜式抵抗の他の例を示す平面図、第８Ｂ図、
第８Ｃ図は、それぞれ、第８Ａ図のＢ−Ｂ線、Ｃ
−Ｃ線の断面図、第９図は第８Ａ図等に図示され
た膜式抵抗の表面斜視図、第１０図は第８Ａ図面
等に図示された膜式抵抗の裏面斜視図、第１１図
は第５Ａ図〜第５Ｄ図の基板の製造工程を説明す
るための図、である。 １…内燃機関、２…吸気通路、５…計測管（ダ
クト）、６…膜式抵抗、９…センサ回路、１０…
制御回路、６１，６５…基板、６１ａ〜ｄ，６５
ｃ，６５ｄ…橋部分、６１ｅ，６１ｇ，６１ｈ，
６５ａ，６５ｂ…保持部、６１ｆ，６５ｅ…島
部、６２，６６…温度依存抵抗パターン、６２
ａ，６６ａ…発熱部兼温度検知部、６２ｂ，６２
ｃ，６２ｄ，６２ｅ，６２ｆ，６２ｇ，６２ｈ，
６６ｂ，６６ｃ…通電部。
空気流量センサが適用された内燃機関を示す全体
概要図、第２図、第３図は第１図の膜式抵抗６の
拡大平面図、第４図は第１図のセンサ回路の回路
図、第５Ａ図は本発明に係る膜式抵抗の一例を示
す平面図、第５Ｂ図、第５Ｃ図、第５Ｄ図は、そ
れぞれ、第５Ａ図のＢ−Ｂ線、Ｃ−Ｃ線、Ｄ−Ｄ
線の断面図、第６図は第５Ａ図等に図示された膜
式抵抗の表面斜視図、第７図は第５Ａ図等に示さ
れた膜式抵抗の裏面斜視図、第８Ａ図は本発明に
係る膜式抵抗の他の例を示す平面図、第８Ｂ図、
第８Ｃ図は、それぞれ、第８Ａ図のＢ−Ｂ線、Ｃ
−Ｃ線の断面図、第９図は第８Ａ図等に図示され
た膜式抵抗の表面斜視図、第１０図は第８Ａ図面
等に図示された膜式抵抗の裏面斜視図、第１１図
は第５Ａ図〜第５Ｄ図の基板の製造工程を説明す
るための図、である。 １…内燃機関、２…吸気通路、５…計測管（ダ
クト）、６…膜式抵抗、９…センサ回路、１０…
制御回路、６１，６５…基板、６１ａ〜ｄ，６５
ｃ，６５ｄ…橋部分、６１ｅ，６１ｇ，６１ｈ，
６５ａ，６５ｂ…保持部、６１ｆ，６５ｅ…島
部、６２，６６…温度依存抵抗パターン、６２
ａ，６６ａ…発熱部兼温度検知部、６２ｂ，６２
ｃ，６２ｄ，６２ｅ，６２ｆ，６２ｇ，６２ｈ，
６６ｂ，６６ｃ…通電部。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ ダクト側と固定される保持部６１ｅ，６１
ｇ，６１ｈと、 切欠き６３ａ，６３ｂ，６３ｃ，６３ｄにより
幅が狭く形成され、前記保持部から延びる橋部分
６１ａ，６１ｂ，６１ｃ，６１ｄと、 前記橋部分を介して前記保持部に支持される島
部分６１ｆと を備えて形成された基板６１と、 前記島部分の前記基板上もしくは前記基板中に
形成され、通電により発熱する発熱部兼温度検知
部６２ａと、 前記保持部から前記橋部分を通つて前記島部分
にかけての前記基板上もしくは前記基板中に形成
され、前記発熱部兼温度検知部に導通する通電部
６２ｂ，６２ｃ，６２ｄ，６２ｅ，６２ｆ，６２
ｇ，６２ｈと を有する直熱型流量センサであつて、 前記橋部分６１ａ，６１ｂ，６１ｃ，６１ｄに
おける前記狭い幅の方向の基板断面は、前記基板
の厚さ方向に対して傾斜した面をもつて形成さ
れ、前記橋部分における前記基板の厚さを確保し
ながら断面積が低減されることを特徴とする直熱
型流量センサ。 ２ 前記基板がシリコン単結晶であり、異方性エ
ツチングにより該シリコン単結晶の厚さ方向に対
して傾斜した面が形成されることを特徴とする特
許請求の範囲第１項に記載の直熱型流量センサ。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60017710A JPS61178614A (ja) | 1985-02-02 | 1985-02-02 | 直熱型流量センサ |
| US06/824,265 US4783996A (en) | 1985-02-02 | 1986-01-30 | Direct-heated flow measuring apparatus |
| GB08602381A GB2170606B (en) | 1985-02-02 | 1986-01-31 | Direct-heated flow measuring apparatus |
| DE3603010A DE3603010C2 (de) | 1985-02-02 | 1986-01-31 | Direkt beheizte Strömungsmeßvorrichtung sowie Verfahren zu deren Herstellung |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60017710A JPS61178614A (ja) | 1985-02-02 | 1985-02-02 | 直熱型流量センサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61178614A JPS61178614A (ja) | 1986-08-11 |
| JPH058766B2 true JPH058766B2 (ja) | 1993-02-03 |
Family
ID=11951312
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60017710A Granted JPS61178614A (ja) | 1985-02-02 | 1985-02-02 | 直熱型流量センサ |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4783996A (ja) |
| JP (1) | JPS61178614A (ja) |
| DE (1) | DE3603010C2 (ja) |
| GB (1) | GB2170606B (ja) |
Families Citing this family (32)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JPS62123318A (ja) * | 1985-08-13 | 1987-06-04 | Nippon Soken Inc | 直熱型流量センサ |
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| GB2195449B (en) * | 1986-09-26 | 1991-02-13 | Thorn Emi Protech Limited | Heat detecting unit |
| KR950009044B1 (ko) * | 1987-06-17 | 1995-08-14 | 가부시키가이샤 히타치세이사쿠쇼 | 발열저항식 공기유량측정장치 |
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| DE3843746C1 (ja) * | 1988-12-24 | 1990-07-12 | Degussa Ag, 6000 Frankfurt, De | |
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| US5177696A (en) * | 1989-12-28 | 1993-01-05 | Honeywell Inc. | Method of determination of gas properties at reference conditions |
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