热式空气流量计制造技术

本发明专利技术提供一种热式空气流量计，其提高热式空气流量计的计测精度。其具有导入被计测流体的一部分的副通路、在上述副通路中配置的计测上述被计测流体的流量的传感器芯片、将上述传感器芯片检测出的流体流量变换为电信号且内部具有电阻体的电子部件、和搭载上述传感器芯片和上述电子部件的基板，上述基板的搭载上述电子部件一侧的面被填充材料覆盖。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】热式空气流量计
本专利技术涉及计测被测定气体的流量的流量计，特别涉及计测内燃机的吸入空气量的热式空气流量计。
技术介绍
计测气体流量的热式空气流量计，具备用于计测流量的流量检测部，通过在上述流量检测部与计测对象即气体之间进行导热，而计测气体的流量。热式空气流量计计测的流量，在各种装置中被广泛用作重要的控制参数。热式空气流量计的特征是与其他方式的流量计相比能够以相对较高的精度计测气体流量、例如质量流率。但是，要求气体流量的计测精度的进一步提高。例如，搭载内燃机的车辆中，节省燃耗的要求和净化废气的要求非常高。为了满足这些要求，要求高精度地计测作为内燃机的主要参数的吸入空气量。计测导向内燃机的吸入空气量的热式空气流量计，具备导入吸入空气量的一部分的副通路和在上述副通路中配置的流量检测部，上述流量检测部与被计测气体之间进行导热，由此计测流过上述副通路的被计测气体的状态，输出表示导向上述内燃机的吸入空气量的电信号。这样的技术例如在日本特开2011-252796号公报(专利文献1)中公开。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2011-252796号公报
技术实现思路
专利技术要解决的课题专利文献1中记载的技术中，预先用树脂制造具备形成了用于嵌入流量检测部的孔的副通路的壳体，独立于该壳体制造具备流量检测部的传感器组件，接着在上述副通路的孔中插入了上述流量检测部的状态下，将上述传感器组件固定在壳体上。在上述副通路的孔与流量检测部之间的间隙、以及传感器组件对壳体的嵌入部分的间隙中，填充有弹性粘合剂，用粘合剂的弹力吸收彼此的线性膨胀系数差。但是，这样的结构中，将包括流量检测部的传感器组件固定至包括副通路的壳体时的位置误差增大。即，存在传感器组件和在壳体中设置的副通路的位置和角度，因粘合剂的状态等而简单地变化的课题。所以，现有的热式空气流量计中，难以进一步提高流量的检测精度。为了使流量检测部对于副通路正确地定位。在形成壳体的同时将包括流量检测部的传感器组件固定是有效的。但是，该情况下，因部件之间的线性膨胀系数而在LSI内的电阻中产生的热应力与使用粘合剂的情况相比更高，进而，因电子部件的发热，温度修正的精度降低，因此存在测定精度降低这样的课题。本专利技术的目的在于提供一种计测精度高的热式空气流量计。用于解决课题的技术方案为了达成上述目的，本专利技术的热式空气流量计例如由以下结构组成，包括：导入被计测流体的一部分的副通路；配置在所述副通路中，计测所述被计测流体的流量的传感器芯片；将所述传感器芯片检测出的流体流量变换为电信号的、内部具有电阻体的电子部件；和搭载所述传感器芯片和所述电子部件的基板；所述基板的搭载所述电子部件一侧的面被填充材料覆盖。专利技术效果根据本专利技术，能够提供一种计测精度高的热式空气流量计。附图说明图1是本申请的第一实施例中的传感器组件的平面图。图2是本申请的第一实施例中的热式空气流量计的平面图。图3是本申请的第一实施例中的填充材料密封后的热式空气流量计的平面图。图4是本申请的第一实施例中的填充材料密封后的热式空气流量计的C-C截面图。图5是本申请的第二实施例中的填充材料密封后，使温度变化时的热式空气流量计的截面图。图6是本申请的第二实施例中的电子部件中发生的应变的特性图。图7是本申请的第三实施例中的热式空气流量计的平面图。图8是本申请的第三实施例中的热式空气流量计的底面图。图9是本申请的第三实施例中的填充材料密封后的热式空气流量计的平面图。图10是本申请的第四实施例中的填充材料密封后的热式空气流量计的平面图。图11是本申请的第五实施例中的电子部件中发生的应变的特性图。具体实施方式以下，用附图说明本专利技术的实施例。实施例1首先，对于热式空气流量计的第一实施例进行说明。如图1所示，传感器组件10通过在基板1上安装电子部件3、传感器芯片2而形成。其中，基板1可以使用陶瓷基板，也可以使用印刷基板。另外，电子部件3例如是LSI，在电子部件3内配置电阻体7，该电阻体7例如是在基准振荡器(时钟)或A/D变换器中等使用的。基板1与传感器芯片2之间、和基板1与电子部件3之间，用钎焊或者接合线电连接。检测流量时，空气26从图1的箭头方向或相反方向通过传感器芯片2的流量检测部，由此测定流量。图2是在包括副通路12的壳体5上安装了传感器组件10时的平面图。上述壳体5具备用于将流过主通路的空气导向传感器芯片2的副通路12，使由第一树脂构成的壳体5与传感器组件10一体成形，传感器组件10用图1的虚线所示的固定区域4固定在壳体5上。壳体5使用的第一树脂例如是热塑性树脂。此时，具有流量检测部的传感器芯片2需要测定空气流量，所以配置在上述副通路12中。图3是用填充材料6密封后的热式空气流量计的平面图，图4是图3的C-C截面图。如图3、图4所示，填充材料6对于由传感器组件10和壳体5组成的空间，以覆盖电子部件3的方式进行填充。填充材料例如可以使用环氧树脂。接着，说明上述第一实施例的作用效果。测定流量时，对电子部件3内的电阻体7施加电压，所以电阻体7发热。因为该发热，热式空气流量计的温度上升，与环境温度的差增大，所以流量测定精度降低。从而，需要抑制电阻体7的发热引起的热式空气流量计的温度上升。通过如图3所示地用填充材料6覆盖电子部件3，导热性提高。因此，电子部件3易于散热，能够抑制温度上升。进而，热式空气流量计例如用于搭载了内燃机的车辆的流量测定，所以会曝露在废气、汽油、盐水等气氛中。通过用填充材料6覆盖传感器组件10上搭载的电子部件3，防止电子部件3曝露在上述气氛中，因此能够防止电子部件3的特性变动，能够提供精度更高的热式空气流量计。实施例2接着，用图5、图6说明本专利技术的第二实施例。图5是使温度变化时的热式空气流量计的截面图。用填充材料6覆盖传感器组件10上的电子部件3时，热式空气流量计和基板1中，因基板1与填充材料6的线性膨胀系数差、或者树脂收缩差而发生图5所示的弯曲变形。由此，电子部件3内的电阻体7中也产生应力(应变)。电阻体7中产生应力(应变)时，电阻值因压电效应而变化，LSI3的输出特性变化，所以对空气流量的测定精度造成影响。图6通过应力分析计算了基板1与填充材料6的线性膨胀系数的比和杨氏模量的比、与电子部件3内的电阻体7的热应力引起的流量特性变动的关系。图6的纵轴(y轴)是基板1与填充材料6的杨氏模量的比，横轴(x轴)是基板1与填充材料6的线性膨胀系数的比，都是无量纲的。在图6中对通过应力分析计算出的、电阻体7的热应力引起的流量特性变动为±1.0％、±1.5％、±2.0％时的基板1与填充材料6的线性膨胀系数、杨氏模量的比的关系作图。进而，用上述图通过幂近似求出线性膨胀系数和杨氏模量的比与流量特性变动的关系。根据图6可知越是增大线性膨胀系数和杨氏模量的比，流量特性变动越大。本实施例中，使基板1与填充材料6的线性膨胀系数的比和杨氏模量的比在图6的斜线部所示的规定区间内。即，设基板1与填充材料6的线性膨胀系数的比为x，杨氏模量的比为y时，y<0.4x-0.9的关系成立。由此，能够抑制温度变化时的电阻体7的电阻值变动，能够将流量特性变动抑制在±1％以内。能够实现流量检测精度的进一步的高精度化。实施例3接着，用图7～图9说明本专利技术的第三实施例。图7本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种热式空气流量计，其特征在于，包括：将被计测流体的一部分导入的副通路；配置在所述副通路中，计测所述被计测流体的流量的传感器芯片；将由所述传感器芯片检测出的流体流量变换为电信号的、在内部具有电阻体的电子部件；和搭载所述传感器芯片和所述电子部件的基板，所述基板的搭载有所述电子部件的一侧的面被填充材料覆盖。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.11.06 JP 2014-2257061.一种热式空气流量计，其特征在于，包括：将被计测流体的一部分导入的副通路；配置在所述副通路中，计测所述被计测流体的流量的传感器芯片；将由所述传感器芯片检测出的流体流量变换为电信号的、在内部具有电阻体的电子部件；和搭载所述传感器芯片和所述电子部件的基板，所述基板的搭载有所述电子部件的一侧的面被填充材料覆盖。2.如权利要求1所述的热式空气流量计，其特征在于：所述基板和所述填充材料的杨氏模量和线性膨胀系数，在由所述基板和所述填充材料的杨氏模量的比和线性膨胀系数的比所决定的规定区间的范围内。3.如权利要求2所述的热式空气流量计，其特征在于：在所述规定区间，所述电阻体的电阻值变动在规定范围内。4.如权利要求3所述的热式空气流量计，其特征在于：所述规定范围是±1％。5.如权利要求4所述的热式空气流量计，其特征在于：设所述基板和所述填充材料的杨氏模量的比为Y、所述基板和所述填充材料的线性膨胀系数的比为X时，具有Y<0.4X-0.9的关系。6.如权利要求1～...

【专利技术属性】
技术研发人员：绪方公俊，石塚典男，余语孝之，星加浩昭，
申请(专利权)人：日立汽车系统株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP