流量传感器制造技术

本流量传感器(1)具备加热电阻(40)及多个温度检测器(30～33)，在使上述加热电阻(40)加热的状态下，基于各个上述温度检测器(30～33)的温度检测结果来检测在上述温度检测器(30～33)上流动的流体的流量，该流量传感器具有：具备开口部的框状的半导体基板；设于上述半导体基板上的膜片部(20)；以及设于上述膜片部(20)的加热电阻(40)及多个温度检测器(30～33)，上述膜片部(20)具备堵塞上述开口部的薄膜构造体部(20t)，在俯视视角下，在上述薄膜构造体部(20t)上，在上述加热电阻(40)的周围配置有多个上述温度检测器(30～33)。

flow sensor

The flow sensor (1) has a heating resistance (40) and a plurality of temperature detectors (30~33) to detect the flow of fluid on the above temperature detector (30~33) based on the temperature detection results of each of the above temperature detectors (30~33) in a state of heating the above heating resistance (40), and the flow sensor has: the flow sensor is equipped with an opening. A frame shaped semiconductor substrate of the mouth part, a diaphragm (20) on the semiconductor substrate, and a heating resistance (40) and a plurality of temperature detectors (30~33) in the diaphragm part (20), and the membrane part (20) having a film structure (20t) blocking the openings above, and in the above thin film structure (20t) under the view of the overlook. A plurality of such temperature detectors (30~33) are arranged around the heating resistance (40) above.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】流量传感器
本专利技术涉及流量传感器。
技术介绍
一直以来，已知有测量空气等流体的流量的流量传感器。作为这种流量传感器，例如具有在温度传感器使用了热电偶的热电堆方式、在温度传感器使用了多晶硅的电阻变化式等。另外，提出了将电阻的温度系数较高的氧化钒用于温度传感器的方案(例如，参照专利文献1)。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开第4299303号
技术实现思路
专利技术所要解决的课题但是，目前，虽然进行了适合用于温度传感器的材料等的探讨，但是对于在测量流体的流量时，怎样配置温度传感器(温度检测器)更合适呢未充分进行探讨。因此，不能说流量的检测灵敏度充分。本专利技术鉴于上述的点而做成，以提供通过合适地配置温度传感器提高了流量的检测灵敏度的流量传感器为课题。用于解决课题的方案本流量传感器(1)具备加热电阻(40)及多个温度检测器(30～33)，在使上述加热电阻(40)加热的状态下，基于各个上述温度检测器(30～33)的温度检测结果来检测在上述温度检测器(30～33)上流动的流体的流量，该流量传感器的主旨在于，具有：具备开口部(10x)的框状的半导体基板(10)；设于上述半导体基板(10)上的膜片部(20)；以及设于上述膜片部(20)的加热电阻(40)及多个温度检测器(30～33)，上述膜片部(20)具备堵塞上述开口部(10x)的薄膜构造体部(20t)，在俯视视角下，在上述薄膜构造体部(20t)上，在上述加热电阻(40)的周围配置有多个上述温度检测器(30～33)。此外，上述括弧内的参照符号是为了使理解变得容易而标注的，只是一例，并非限定于图示的方案。专利技术的效果根据公开的技术，能够提供通过合适地配置温度检测器而提高了流量的检测灵敏度的流量传感器。附图说明图1是示例第一实施方式的流量传感器的俯视透视图。图2是沿图1的A－A线的剖视图。图3是示例流量传感器的制造工序的图(之一)。图4是示例流量传感器的制造工序的图(之二)。图5是示例流量传感器的制造工序的图(之三)。图6是示例流量传感器的制造工序的图(之四)。图7是示例流量传感器的制造工序的图(之五)。图8是示例流量传感器的制造工序的图(之六)。图9是示例流量传感器的制造工序的图(之七)。图10是示例流量传感器的制造工序的图(之八)。图11是示例第一实施方式的变形例1的流量传感器的俯视透视图。图12是示例第一实施方式的变形例2的流量传感器的俯视透视图。图13是示例第一实施方式的变形例3的流量传感器的俯视透视图。具体实施方式以下，参照附图，对用于实施专利技术的方案进行说明。在各附图中，有时对相同结构部分标注相同的符号，省略重复的说明。〈第一实施方式〉[流量传感器的构造]图1是示例第一实施方式的流量传感器的俯视透视图，图2是沿图1的A－A线的剖视图。参照图1及图2，第一实施方式的流量传感器1具有半导体基板10、膜片部20、X轴温度检测器30及31、Y轴温度检测器32及33、加热电阻40、测温电阻50、配线60～69、虚拟配线70及71以及焊盘80～89(接合焊盘)。流量传感器1是在使加热电阻40加热的状态下基于各温度检测器(X轴温度检测器30及31、Y轴温度检测器32及33)的温度检测结果来检测在温度检测器上流动的流体的流量的传感器。但是，流量传感器1也能够检测流向、流速。流量传感器1例如能够用于空调设备的流量控制、汽车的发动机内的空气的流量控制等。半导体基板10形成为具备开口部10x的框状(镜框状)。作为半导体基板10，例如能够使用硅基板(Si基板)、SOI(SilicononInsulator)基板等。膜片部20是依次层叠绝缘膜21～25的构造，以堵塞开口部10x的方式设于半导体基板10上。膜片部20的平面形状例如为正方形。在膜片部20中，将与半导体基板10不相接的区域(堵塞开口部10x的区域)特别地称为薄膜构造体部20t。薄膜构造体部20t的平面形状例如为正方形。薄膜构造体部20t因为未与半导体基板10相接，所以做成热容量小且温度容易上升的构造。此外，在图1及图2中，将与膜片部20的上表面20a的四个边缘20e的一个平行的轴设为X轴，将在与膜片部20的上表面20a平行的面内与X轴正交的轴设为Y轴，将膜片部20的厚度方向设为Z轴。X轴、Y轴以及Z轴相互正交。在此，俯视视野是指从膜片部20的上表面20a的法线方向观察对象物。另外，平面形状是指从膜片部20的上表面20a的法线方向观察对象物的形状。图2为了方便将半导体基板10的厚度T1和膜片部20的厚度T2描绘成同程度，但是实际上，半导体基板10的厚度T1相对较厚，膜片部20的厚度T2相对较薄。半导体基板10的厚度T1例如能够设为50～300μm左右。另外，膜片部20的厚度T2例如能够设为0.5～5μm左右。此外，有时将流量传感器1固定于基板上进行使用，该情况下，若流体碰撞流量传感器1的侧壁(主要是半导体基板10的侧壁)，则产生乱流，存在不能正确检测流量的问题。从该观点出发，优选半导体基板10的厚度T1更薄。通过减薄半导体基板10的厚度T1，能够缩小在与基板之间产生的阶差，能够抑制乱流的发生。在膜片部20，在绝缘膜22上设有X轴温度检测器30及31以及Y轴温度检测器32及33。X轴温度检测器30及31以及Y轴温度检测器32及33被发挥保护膜功能的绝缘膜23覆盖。绝缘膜23上，加热电阻40及测温电阻50例如呈锯齿状形成。此外，将加热电阻40及测温电阻50形成为锯齿状是为了使加热电阻40及测温电阻50的电阻值增大。加热电阻40及测温电阻50被发挥保护膜功能的绝缘膜24覆盖。在绝缘膜24上设有配线60～69、虚拟配线70及71以及焊盘80～89。配线60～69中的预定的配线和加热电阻40、X轴温度检测器30及31、Y轴温度检测器32及33以及测温电阻50经由形成于绝缘膜23及24的垂直配线(未图示)而连接。配线60～69、虚拟配线70及71以及焊盘80～89被发挥保护膜功能的绝缘膜25覆盖。但是，焊盘80～89的上表面的至少一部分露出在设于绝缘膜25的开口部25x内，能够进行流量传感器1的与外部的连接。X轴温度检测器30及31形成于与X轴平行的线上。Y轴温度检测器32及33形成于与Y轴平行的线上。X轴温度检测器30及31是检测X轴方向的温度变化的部分，Y轴温度检测器32及33是检测Y轴方向的温度变化的部分。X轴温度检测器30及31、以及Y轴温度检测器32及33例如能够由氧化钒形成。X轴温度检测器30的一端经由配线62与焊盘83连接，另一端经由配线63与焊盘82连接。另外，X轴温度检测器31的一端经由配线64与焊盘84连接，另一端经由配线65与焊盘85连接。焊盘82和焊盘84在流量传感器1的外部连接。另外，焊盘83在流量传感器1的外部与GND(或电源)连接，焊盘85在流量传感器1的外部与电源(或GND)连接。由此，X轴温度检测器30和X轴温度检测器31在GND与电源之间串联连接，能够从焊盘82与焊盘84的连接部获得中间电位。Y轴温度检测器32的一端经由配线67与焊盘87连接，另一端经由配线66与焊盘86连接。另外，焊盘86经由配线69与Y轴温度检测器33的一端连接，Y轴温度检测器33的另一端经由配线68与焊盘88连接。也就是，Y本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种流量传感器，具备加热电阻及多个温度检测器，且在使上述加热电阻加热的状态下，基于各个上述温度检测器的温度检测结果来检测在上述温度检测器上流动的流体的流量，上述流量传感器的特征在于，具有：具备开口部的框状的半导体基板；设于上述半导体基板上的膜片部；以及设于上述膜片部的加热电阻及多个温度检测器，上述膜片部具备堵塞上述开口部的薄膜构造体部，在俯视视角下，在上述薄膜构造体部上，在上述加热电阻的周围配置有多个上述温度检测器。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.09.30 JP 2015-1944171.一种流量传感器，具备加热电阻及多个温度检测器，且在使上述加热电阻加热的状态下，基于各个上述温度检测器的温度检测结果来检测在上述温度检测器上流动的流体的流量，上述流量传感器的特征在于，具有：具备开口部的框状的半导体基板；设于上述半导体基板上的膜片部；以及设于上述膜片部的加热电阻及多个温度检测器，上述膜片部具备堵塞上述开口部的薄膜构造体部，在俯视视角下，在上述薄膜构造体部上，在上述加热电阻的周围配置有多个上述温度检测器。2.根据权利要求1所述的流量传感器，其特征在于，在上述薄膜构造体部中，多个上述温度检测器及从多个上述温度检测器引出的温度检测器配线相对于上述加热电阻点对称地配置。3.根据权利要求2所述的流量传感器，其特征在于，多个上述温度检测器包含相距上述加热电阻等距离地配置的四个温度检测器。4.根据权利要求3所述的流量传感器，其特征在于，上述膜片部的平面形状是正方形，上述加热电阻配置于上述膜片部的中心，在将与上述膜片部的四个边缘的一个平行的轴设为X轴，且将在与上述膜片部的上表面平行的面内与X轴正交的轴设为Y轴时，相互对置的两个上述温度检测器沿与上述X轴平行的方向配置，相互对置的另外两个上述温度检测器沿与上述Y轴平行的方向配置。5.根据权利要求4所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：羽迫义浩，山本洋太，
申请(专利权)人：三美电机株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP