專利名稱：流量傳感器單元的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在半導(dǎo)體制造裝置等的氣體管線中，尤其是在要求耐壓 性的場所中所使用的流量傳感器單元。
背景技術(shù)：
例如，作為用于檢測半導(dǎo)體制造裝置中所使用的氣體等被測量流體 的流量的流量傳感器(流量測量裝置)，已知有通過對流體加熱并測量預(yù) 定位置處的流體的溫度差，來測量微小流量的熱式流量傳感器(例如，
參照日本特開2002 — 168669號公報(5 — 6頁，圖l)，日本特開2004 — 325335號公報(6 — 7頁，圖8))。
圖l示出與本發(fā)明相關(guān)的熱式流量傳感器的一例，熱式流量傳感器 1是將傳感器芯片4和流道形成部件(玻璃)5接合起來而形成的，該傳 感器芯片4在硅基板2上形成有流量檢測部3，該流道形成部件5收容流 量檢測部(傳感器部)3，并形成有流經(jīng)流量檢測部3的流體的流道(槽) 5a。
當(dāng)在被測量流體的壓力高且要求耐壓性的裝置中安裝該流量傳感器 1時，提出了如下那樣組裝而成的流量傳感器單元10:將傳感器芯片4 接合并固定在安裝板6上，將流量傳感器1收容到形成于不銹鋼部件等 金屬性的流道體7上的收容部7a中，通過0形環(huán)8密封流體導(dǎo)入通道 7b和流體導(dǎo)出通道7c，并用螺栓9將安裝板6緊固地固定在流道體7上。
在該流量傳感器單元10中，由于傳感器芯片4的材料使用了硅或玻 璃等脆性材料，因此需要充分考慮與锪孔7d的深度相關(guān)的公差以及安裝 板6的平坦度，以使在用螺栓9緊固安裝板6使0形環(huán)8壓縮時，流道 體7與由玻璃形成的流道形成部件5不會因?yàn)榻佑|而發(fā)生破損。因此， 為了確保流量傳感器l的氣密性，作為不會因被測量流體的壓力而變形、能夠保持傳感器芯片4、而且具有滿足平坦度要求的良好的加工性的材 料，安裝板6多使用不銹鋼等金屬部件。
但是，在該流量傳感器單元10中，由于傳感器芯片4通過粘接劑接 合在安裝板6上，所以傳感器芯片4容易受到經(jīng)由以熱傳導(dǎo)性良好的金 屬(不銹鋼部件)為原材料的安裝板6而從外部傳來的熱的影響。而且， 由于傳感器芯片4通過熱式流量檢測部3形成，所以當(dāng)該傳感器芯片4 受到熱的影響時，有時會導(dǎo)致檢測精度劣化。
此外，由于在該流量傳感器單元10中，在安裝板6與傳感器芯片4 之間產(chǎn)生大約30 60pF左右的寄生電容，因此傳感器芯片4受噪聲等的 電氣影響，流量傳感器1的輸出特性有時會劣化。
而且，由于傳感器芯片4通過粘接劑與安裝板6接合，因此作為上 述傳感器芯片4與安裝板6之間的電絕緣層的粘接材料的厚度減薄至大 約40pm左右，必須提高傳感器芯片4的耐電壓。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供可使傳感器芯片的溫度均勻且穩(wěn)定、并且能 夠確保足夠的耐電壓的流量傳感器單元。
為了解決上述問題，根據(jù)本發(fā)明的流量傳感器單元具有
流量傳感器，其具有傳感器芯片，在該傳感器芯片中，在基板的 上表面上以覆蓋形成于其上的凹部的至少一部分的方式被覆有絕緣膜， 在該絕緣膜上形成有流量檢測部；和流道形成部件，其設(shè)置在所述傳感 器芯片上，并形成有流經(jīng)所述流量檢測部的流體的流道；
金屬制成的流道體，其收容所述流量傳感器，并形成有收容部，該 收容部以將該流道體的內(nèi)周面與所述流量傳感器的外周部分離的狀態(tài)進(jìn) 行收容；
金屬制成的安裝板，其以固定保持有所述流量傳感器的狀態(tài)固定在 所述流道體上，從而將所述流量傳感器收容在所述流道體的收容部中； 以及
絕緣部件，其插裝在所述流量傳感器的傳感器芯片與所述安裝板之間，與所述傳感器芯片接合，并且與所述安裝板接合。
在流量傳感器的傳感器芯片與金屬制成的安裝板之間插入絕緣部 件，將該絕緣部件與傳感器芯片接合并且與安裝板接合，從而將流量傳 感器固定在安裝板上。并且，在安裝板安裝在金屬制成的流道體上的狀 態(tài)下，流量傳感器收容在形成在該流道體上的收容部中。
由此，傳感器芯片不易受經(jīng)由金屬制成的安裝板傳來的熱的影響， 能夠使傳感器芯片的溫度均勻、穩(wěn)定，能夠避免流量傳感器的檢測精度 劣化。并且，傳感器芯片與安裝板之間的寄生電容減小，傳感器芯片不 易受到噪聲等的影響，能夠避免流量傳感器的輸出特性劣化。另外，通 過減小傳感器芯片與金屬制成的安裝板之間的寄生電容，能夠使不會有 超過傳感器芯片的耐電壓的電壓施加在傳感器芯片上。
優(yōu)選的是根據(jù)本發(fā)明的流量傳感器單元，所述傳感器芯片由硅部 件形成，所述流道體和安裝板由不銹鋼部件形成，所述絕緣部件由硼硅 酸鹽玻璃形成。
在硅材質(zhì)的傳感器芯片與不銹鋼材質(zhì)的安裝板之間插入熱絕緣性及 電絕緣性高的硼硅酸鹽玻璃材質(zhì)的絕緣部件，將該絕緣部件與傳感器芯 片接合并且與安裝板接合，從而使傳感器芯片與安裝板之間絕緣。由于 絕緣部件的材料使用與硅的熱膨脹系數(shù)接近的硼硅酸鹽玻璃，因而傳感 器芯片與絕緣部件之間不易因傳感器芯片與絕緣部件的周圍的溫度變化 和被測量流體的壓力等而產(chǎn)生形變，其結(jié)果是，流量傳感器的輸出不易 漂移(drift)，能夠避免流量傳感器的檢測精度劣化。
另外，優(yōu)選的是根據(jù)本發(fā)明的流量傳感器單元，在所述流量傳感 器芯片的上表面的中央位置，在流量檢測部的下方位置形成有凹部，形 成有所述流量檢測部的所述絕緣膜的覆蓋凹部的部位形成為隔膜，從而 該流量檢測部與其周圍的傳感器芯片被熱隔絕，所述流量檢測部構(gòu)成為 熱式流量檢測部，其在所述絕緣膜上由作為發(fā)熱元件的加熱器和等間隔 地配置在該加熱器的上游側(cè)和下游側(cè)的作為電阻元件的測溫元件構(gòu)成。
由于根據(jù)本發(fā)明的流量傳感器單元具有這樣的結(jié)構(gòu)，所以流量檢測 部不易受到來自其周圍的傳感器芯片的熱影響，能夠形成為可更加準(zhǔn)確地檢測被測量流體的流量的流量傳感器單元。
此外，優(yōu)選的是所述流道體的流量傳感器收容部的內(nèi)周面與所述 流量傳感器的外周部之間的空間為真空，或者充滿空氣，或者填充有具 有熱絕緣性以及電絕緣性的部件。
由于根據(jù)本發(fā)明的流量傳感器單元具有這樣的結(jié)構(gòu)，所以流量檢測 部不易受到來自其周圍的流道體的熱影響，能夠形成可更加準(zhǔn)確地檢測 被測量流體的流量的流量傳感器單元。


圖1是與本發(fā)明相關(guān)的流量傳感器單元的剖面圖。
圖2是根據(jù)本發(fā)明的流量傳感器單元的組裝立體圖。
圖3是圖2所示的流量傳感器單元中所采用的流量傳感器的立體圖。
圖4是圖3所示的流量傳感器的沿箭頭線VI-VI的剖面圖。 圖5是圖2所示的安裝板的仰視圖。
圖6是將圖2所示的流量傳感器單元組裝起來的狀態(tài)的剖面圖。 圖7是示出圖2所示的流量傳感器單元的變形例的組裝立體圖。
具體實(shí)施例方式
以下，根據(jù)附圖對根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施方式的流量傳感器單元進(jìn) 行說明。圖2是根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施方式的流量傳感器單元的組裝立 體圖。
流量傳感器單元11由以下等部件構(gòu)成用虛線表示的熱式流量傳感 器12,其用于檢測被測量流體的流量；金屬制成的安裝板13，在其下表 面(內(nèi)側(cè)面)固定并保持流量傳感器12;以及金屬制成的流道體14，其 形成有收容流量傳感器12的孔14c、流體導(dǎo)入通道14e和流體導(dǎo)出通道 14f，而且，該流道體14收容流量傳感器12并且固定安裝板13。
如圖3所示，流量傳感器12由以下部件構(gòu)成流量傳感器芯片22; 作為流道形成部件的透明玻璃芯片23，其下表面23a與流量傳感器芯片 22的上表面22a接合，透明玻璃芯片23協(xié)同流量傳感器芯片22形成氣體等被測量流體的微小的流道24。玻璃芯片23例如由硼硅酸鹽玻璃形成， 在流道24的兩端部形成有在玻璃芯片23的上表面23b上開口的流體導(dǎo) 入通道24a和流體導(dǎo)出通道24b。
此外，作為硼硅酸鹽玻璃，例如有稱為^, P、;/夕7 (注冊商標(biāo)) 玻璃(派勒斯玻璃)、或者坦帕克斯(Tempax)玻璃的玻璃。本實(shí)施方式 中的玻璃芯片23使用^Y ^:y夕7 (注冊商標(biāo))玻璃(派勒斯玻璃)。 但是，在本實(shí)施方式中也可以使用坦帕克斯(Tempax)玻璃來代替該八。 一 "、7夕7 (注冊商標(biāo))玻璃(派勒斯玻璃)。
流量傳感器芯片22在硅基板25的上表面形成有氮化硅或二氧化硅 絕緣膜(薄膜)26,在該絕緣膜26的與流道24的中央位置對應(yīng)的位置 上形成有流量檢測部(傳感器部)27，而且流量檢測部27被氮化硅或二 氧化硅絕緣膜28覆蓋。此外，在圖3中，為了易于理解流道檢測部27， 將絕緣膜26、 28畫成透明的。
在流量傳感器芯片22的上表面22a的中央位置上，如圖4所示在流 量檢測部27的下方位置形成有凹部22c，形成有流量檢測部27的絕緣膜 26的覆蓋凹部22c的部位形成為隔膜，從而，流量檢測部27與硅基板 25被熱隔絕。流量檢測部27作為熱式檢測部在絕緣膜26上由以下部件 構(gòu)成利用例如鉑(Pt)薄膜形成的、作為發(fā)熱元件的加熱器101;以及 作為電阻元件的測溫元件102、 103，它們在該加熱器101的上游側(cè)及下 游側(cè)以相等間隔配置，利用例如鉑薄膜形成(參照圖5)。
流量檢測部27的作為加熱器101和測溫元件102、 103的信號讀取 配線的引線圖案27a、 27b、 27c，在流量傳感器芯片22的上表面22a與 玻璃芯片23的下表面23a之間穿過，并向流量傳感器12的兩側(cè)方(寬 度方向)伸出。另外，在沿著玻璃芯片23的長度方向的兩側(cè)部的中央， 形成有切口部23c (參照圖3)，以使引線圖案27a 27c的前端的連接端 部露出，從而能夠與外部的測量電路連接。
而且，傳感器芯片22的上表面22a與玻璃芯片23的下表面23a通 過例如陽極接合而氣密地接合。此外，關(guān)于硅制成的傳感器芯片22與硼 硅酸鹽玻璃制成的玻璃芯片23之間的接合，除了陽極接合以外，可以考慮利用低熔點(diǎn)玻璃(例如，燒結(jié)玻璃)的接合、利用環(huán)氧類粘接劑的接 合等工藝方法。按照上述形成了流量傳感器12。
另外，在流量傳感器12的傳感器芯片22的下表面22b上接合有熱 絕緣性和電絕緣性高的絕緣部件29。在本實(shí)施方式中，作為絕緣部件29， 應(yīng)用了硼硅酸鹽玻璃中的上述八°一 k、7夕7 (注冊商標(biāo))玻璃(派勒斯 玻璃)，但也可以使用坦帕克斯(Tempax)玻璃來代替。此外，絕緣部件 29的上表面29a通過陽極接合與傳感器芯片22的下表面22b接合。而且， 硅制成的傳感器芯片22與/《< P 、7夕7 (注冊商標(biāo))玻璃(派勒斯玻璃) 制成的絕緣部件29的接合，除了陽極接合之外，例如能夠應(yīng)用燒結(jié)玻璃 等低熔點(diǎn)玻璃、環(huán)氧類粘接劑等的接合方法。
此處，Z^^:y夕7 (注冊商標(biāo))玻璃(派勒斯玻璃)的導(dǎo)熱系數(shù) 大約為1W/nvk，介電常數(shù)為4.6 4.8，絕緣破壞電壓在厚度為lmm時 為30kV，熱膨脹系數(shù)為3.2x10—6/°C;硅的導(dǎo)熱系數(shù)大約為150W/m-k， 熱膨脹系數(shù)為2.3x10—6/°C;不銹鋼的導(dǎo)熱系數(shù)大約為16.5W/m'k，熱膨 脹系數(shù)為17.5x10—6/°C。
因此，在使傳感器芯片22的基板為硅，使玻璃芯片23、絕緣部件 29為八。jl^;/夕7 (注冊商標(biāo))玻璃(派勒斯玻璃)時，硅的熱膨脹系 數(shù)是2.3xlO力。C， A^f^:y夕7 (注冊商標(biāo))玻璃(派勒斯玻璃)的熱 膨脹系數(shù)是3.2x10—6/°C，由于近似，所以它們的接合部的由于熱應(yīng)力而 引起的形變緩和，防止了流量傳感器12的破損，并且流量傳感器12的 輸出不易漂移，流量傳感器12的檢測精度穩(wěn)定。
此外，傳感器芯片22的厚度為0.2 1.0mm，尺寸為1.5mmx3.5mm 6.0mmxl2.0mm左右，導(dǎo)熱系數(shù)大約為150W/m'k;絕緣部件29的厚 度為0.5 1.0mm，尺寸為1.5mmx3.5mm 6.0mmxl2.0mm左右，導(dǎo)熱系 數(shù)大約為lW/nrk。其結(jié)果是，由于絕緣部件29具有低導(dǎo)熱系數(shù)，換言 之，絕緣部件29具有高熱絕緣性，所以通過絕緣部件29抑制了經(jīng)由金 屬(不銹鋼)制成的安裝板13傳遞來的熱的影響，具有使傳感器芯片22
的溫度均勻、穩(wěn)定的效果。
如圖2及圖5所示，安裝板13形成為圓板形狀，在其下表面(內(nèi)側(cè)面)13b的中央固定有流量傳感器12。 gp，與圖3及圖4所示的傳感器 芯片22的下表面22b接合的絕緣部件29的下表面29b，通過例如環(huán)氧類 粘接劑接合并保持在安裝板13的下表面(內(nèi)側(cè)面)13b上。在安裝板13 的周緣部，在同一圓周上沿周向等間隔地在多處(例如4處)設(shè)置有螺 栓孔13d。該安裝板13由不銹鋼部件形成。
在安裝板13的流量傳感器12的兩側(cè)附近位置上，與引線圖案27a、 27b、 27c對應(yīng)地從上表面13a貫穿到下表面13b地形成有孔13c。在這些 孔13c中，隔著絕緣部件30，連接端子31以從上表面13a側(cè)到下表面 13b側(cè)穿過該絕緣部件30的中心部的狀態(tài)被支撐。此外，絕緣部件30具 有電絕緣性。因此，連接端子31與不銹鋼制成的安裝板13電絕緣地安 裝在一起。而且，流量傳感器12的引線圖案27a、 27b、 27c分別通過引 線32與對應(yīng)的各連接端子31的前端連接。
此處，流量傳感器12的傳感器芯片22與安裝板13的接合側(cè)的表面 間的靜電電容C (C = sS/d 〔F〕， S為傳感器芯片22的下表面22b和絕緣 部件29的面積)，隨相互之間的距離d增大而減小，且與介于彼此之間 的物質(zhì)的介質(zhì)常數(shù)s成比例。
在如本發(fā)明那樣將絕緣部件29夾在傳感器芯片22與安裝板13之間 的情況下，由于傳感器芯片22與安裝板13的接合側(cè)的表面間的距離d 增大了相當(dāng)于絕緣部件29的厚度(0.5 1.0mm)的量，所以與圖7所示 的用粘接劑直接接合傳感器芯片4與安裝板6的、與本發(fā)明相關(guān)的流量 傳感器單元10相比，靜電電容C變小。
此外，如上所述， 1/、;/夕7 (注冊商標(biāo))玻璃(派勒斯玻璃) 的介電常數(shù)為4.6 4.8，當(dāng)與介于傳感器芯片22與安裝板13之間的另一 物質(zhì)即粘接劑的介電常數(shù)相加時，介電常數(shù)進(jìn)一步增大。與此對應(yīng)，傳 感器芯片22與安裝板13之間的寄生電容進(jìn)一步減小。
其結(jié)果是，和與本發(fā)明相關(guān)的流量傳感器單元10相比，形成在傳感 器芯片22與安裝板13之間的寄生電容大約為八分之一左右，所以傳感 器芯片22不易受到噪聲等的電氣影響，能夠防止流量傳感器12的輸出 特性劣化。而且，在安裝板13與傳感器芯片22之間沒有絕緣部件29，利用環(huán) 氧樹脂(厚度大約40(am)接合時的寄生電容為30 60pF，但是，當(dāng)插入 厚度為lmm的絕緣部件29時，寄生電容能夠降低到4 8pF。此外，通 過這樣插入厚度為lmm的絕緣部件29，耐電壓也能夠提高至1000V左 右。
此外，作為絕緣部件29，除玻璃之外，可以考慮陶瓷。但是，在使 用硅材質(zhì)的傳感器芯片時，優(yōu)選接近于硅的熱膨脹系數(shù)的絕緣部件，作 為該絕緣部件的材質(zhì)，優(yōu)選如本實(shí)施方式那樣使用硼硅酸鹽玻璃。
傳感器芯片22與絕緣部件29優(yōu)選熱膨脹系數(shù)彼此接近的材料的理 由是當(dāng)熱膨脹系數(shù)接近時，傳感器芯片22和絕緣部件29這兩者很難 因?yàn)閭鞲衅餍酒?2與絕緣部件29的周圍的溫度變化等而產(chǎn)生形變，所 以流量傳感器12的輸出不易漂移，能夠避免檢測精度的劣化。
因此，在不背離本發(fā)明精神的范圍內(nèi)，也可以配合傳感器芯片22的 材質(zhì)，使用熱膨脹系數(shù)與該傳感器芯片22接近的絕緣部件。
回到圖2，流道體14形成為比安裝板13大的長方體形狀的板體， 在上表面14a的大致中央處形成有作為用于收容流量傳感器12的收容部 的孔14c。該孔14c被設(shè)成其內(nèi)徑的位置比用雙點(diǎn)劃線表示的安裝板13 的螺栓孔13d稍微靠內(nèi)側(cè)的大小，而且流量傳感器12的外周部能與該孔 14c的內(nèi)周面隔著預(yù)定間隔地被收容。此外，如圖6所示，孑Ll4c的深度 形成為比流量傳感器12的高度(厚度)和絕緣部件29的板厚之和稍深。
在孔14c的底面14d上，在與流量傳感器12的玻璃芯片23的流體 導(dǎo)入通道24a和流體導(dǎo)出通道24b對應(yīng)的位置上，貫穿至下表面14b地 形成有流體導(dǎo)入通道14e和流體導(dǎo)出通道14f。而且，在這些流體導(dǎo)入通 道14e和流體導(dǎo)出通道14f的底面14d側(cè)開口部中，在預(yù)定深度并且同心 地锪孔形成有孔14g，該孔14g用于收容0形環(huán)17。在流道體14的上表 面14a的孔14c夕卜側(cè)，與安裝板13的螺栓孔13d相對應(yīng)地形成有螺紋孔 14h。而且，在上表面14a的四角處形成有貫穿至下表面14b的螺栓孔14i， 從而能夠?qū)⒘鞯荔w14固定在此處未圖示的半導(dǎo)體制造裝置等上。另外， 流道體14由不銹鋼部件形成。接著，對流量傳感器單元ll的組裝進(jìn)行說明。如圖2及圖6所示，
在形成于流道體14的底面14d上的流體導(dǎo)入通道14e和流體導(dǎo)出通道14f 的底面14d側(cè)開口部的各孔14g中，分別收容0形環(huán)17。
接著，將安裝板13載置在流道體14的上表面14a上，將流量傳感 器12收容到孔14c中，將螺栓18穿過螺栓孔13d，并旋合在螺紋孔14h 中進(jìn)行固定。伴隨螺栓18的緊固，流量傳感器12的玻璃芯片23的流體 導(dǎo)入通道24a和流體導(dǎo)出通道24b的周緣部分別壓縮0形環(huán)17，玻璃芯 片23的流體導(dǎo)入通道24a和流體導(dǎo)出通道24b與流體導(dǎo)入口 14e和流體 導(dǎo)出口 14f氣密地連通連接。這樣，組裝成流量傳感器單元ll。
這樣組裝而成的流量傳感器單元11被安裝到未圖示的半導(dǎo)體制造裝 置上，將未圖示的螺栓穿過螺栓孔14i進(jìn)行固定。另外，流道體14的流 體導(dǎo)入口 14e和流體導(dǎo)出口 14f與所述半導(dǎo)體制造裝置的被測量流體通道 氣密地連通連接，被測量流體如圖6中的箭頭所示那樣流動。此外，流 量傳感器12的各連接端子31與未圖示的測量電路連接。
被測量流體從流道24的流體導(dǎo)入口 24a導(dǎo)入到流道24內(nèi)，并從流 體導(dǎo)出口24b導(dǎo)出。此處，當(dāng)對流量檢測部27的加熱器101通電時，通 過控制電路，加熱器101被加熱到比通過設(shè)置在硅基板25上的周圍溫度 傳感器所測量到的氣體溫度還高出一定溫度，從而加熱流經(jīng)流道24的氣 體。
當(dāng)氣體不流動時，在加熱器101的上游側(cè)/下游側(cè)形成了均勻的溫度 分布，上游側(cè)的測溫元件102和下游側(cè)的測溫元件103表現(xiàn)大致相等的 與溫度相對應(yīng)的電阻值。另一方面，當(dāng)存在氣體流動時，加熱器101的 上游側(cè)/下游側(cè)的均勻溫度分布被破壞，上游側(cè)的溫度降低，下游側(cè)的溫 度升高。然后，通過由上游側(cè)的測溫元件102和下游側(cè)的測溫元件103 構(gòu)成的例如惠斯通電橋電路，來檢測測溫元件的電阻值差、即與其等效 對應(yīng)的溫度差，從而測量流經(jīng)流道24內(nèi)的氣體的流量。
如圖6所示，在金屬制成的流道體14的作為流量傳感器收容部的孔 14c的內(nèi)周面與流量傳感器12的外周面之間，形成有空間，并且在該空 間內(nèi)充滿了空氣，由此，上述內(nèi)周面與外周面互相不接觸，所以傳感器芯片22不易受傳遞到流道體14的熱的影響。其結(jié)果是，由于使傳感器
芯片22的溫度均勻、穩(wěn)定，所以能夠避免傳感器芯片22的檢測精度劣 化。
此外，流道體14的作為流量傳感器收容部的孔14c的內(nèi)周面與流量 傳感器12的外周部之間的空間，可以形成為真空，或者也可以填充具有 熱絕緣性和電絕緣性的部件。這樣，傳感器芯片22也不易受傳遞到流道 體14的熱的影響。
此外，雖然在上述實(shí)施方式中描述了由1個加熱器(發(fā)熱元件)和 配置在該加熱器兩側(cè)的2個測溫元件構(gòu)成了旁熱式流量檢測部的情況， 但是并不限定于此，也可以由一個發(fā)熱元件、即一個加熱器來構(gòu)成自發(fā) 熱式的流量檢測部，或者由兩個發(fā)熱元件、即兩個加熱器構(gòu)成自發(fā)熱式 的流量檢測部。
此外，優(yōu)選流道體14基本上如上述那樣一體地形成，但是也可以將 流道體14以收容流量傳感器12的孔14c的底面14d為界分割為上下兩 個，使流道體14由上部流道體和下部流道體形成。
圖7是圖2所示的流量傳感器單元11的變形例，是表示將流道體分 割成兩份的類型的流量傳感器單元的組裝立體圖。另外，在圖7中，對 于與圖2對應(yīng)的部位標(biāo)注對應(yīng)的標(biāo)號并省略詳細(xì)的說明。流道體14'由上 部流道體15和下部流道體16形成。上部流道體15從其上表面15a貫穿 到下表面15b地形成有用于收容流量傳感器12的孔15c，在上表面15a 的孔15c的外側(cè)與安裝板13的螺栓孔13d對應(yīng)地形成有螺紋孔15h。而 且，在上表面15a的四角處形成有貫穿至下表面15b的螺栓孔15i、 15j。
在下部流道體16上，與流量傳感器12的流體導(dǎo)入通道24a和流體 導(dǎo)出通道24b對應(yīng)地形成有流體導(dǎo)入通道16e和流體導(dǎo)出通道16f，在上 表面16a側(cè)開口部中同心地形成有用于收容O形環(huán)17的孔16g。而且， 在上表面16a的四角處與上部流道體15的螺栓孔15i、 15j對應(yīng)地形成有 螺栓孔16i和螺紋孔16j。
并且，在下部流道體16的上表面16a上載置上部流道體15，將螺栓 19穿過螺栓孔15j，將其旋合到螺紋孔16j中進(jìn)行固定。由此形成了流道體14，。而且，與上述流道體14的情況一樣地在該流道體14，上組裝流量
傳感器12。
此外，流道體14的收容部的壁(孔14c的內(nèi)周面)也可以不包圍流 量傳感器12的外周部的整個面，可以僅包圍螺栓部分(螺栓18)。
如以上所說明，根據(jù)本發(fā)明，通過在金屬制成的安裝板與流量傳感 器的傳感器芯片之間插入熱絕緣性和電絕緣性高的絕緣部件，并使其分 別與這兩個部件接合，傳感器芯片不易受經(jīng)由金屬制成的安裝板而傳遞 來的熱的影響，能夠使傳感器芯片的溫度均勻、穩(wěn)定，其結(jié)果是，能夠 避免流量傳感器的檢測精度劣化。
此外，能夠減小金屬制成的安裝板與傳感器芯片之間的寄生電容， 傳感器芯片不易受噪聲等的影響，能夠避免流量傳感器的輸出特性劣化。 而且，能夠減小金屬制成的傳感器芯片安裝板與傳感器芯片之間的寄生 電容，其結(jié)果是，能夠不對傳感器芯片施加超過傳感器芯片的耐電壓的 電壓。
此外，由于在金屬制成的流道體與流量傳感器之間形成有空間，而 彼此不接觸，所以傳感器芯片不易受傳遞到金屬制成的流道體的熱的影 響，使得傳感器芯片的溫度均勻、穩(wěn)定，從而能夠避免精度劣化。
此外，因?yàn)槭褂霉璨馁|(zhì)的傳感器芯片，所以，通過將接近于硅的熱 膨脹系數(shù)的硼硅酸鹽玻璃用作絕緣部件，傳感器芯片和絕緣材料不易因 傳感器芯片和絕緣部件的周圍的溫度變化和被測量流體的壓力等而產(chǎn)生 形變，所以流量傳感器的輸出不易漂移，能夠避免流量傳感器的檢測精 度劣化。
權(quán)利要求
1. 一種流量傳感器單元，其具有流量傳感器，其具有傳感器芯片，在該傳感器芯片中，在基板的上表面上以覆蓋形成于其上的凹部的至少一部分的方式被覆有絕緣膜，在該絕緣膜上形成有流量檢測部；和流道形成部件，其設(shè)置在所述傳感器芯片上，并形成有流經(jīng)所述流量檢測部的流體的流道；以及金屬制成的流道體，其收容所述流量傳感器，并形成有收容部，該收容部以將該流道體的內(nèi)周面與所述流量傳感器的外周部分離的狀態(tài)進(jìn)行收容；其特征在于，所述流量傳感器單元具有金屬制成的安裝板，其以固定保持有所述流量傳感器的狀態(tài)固定在所述流道體上，從而將所述流量傳感器收容在所述流道體的收容部中；以及絕緣部件，其插裝在所述流量傳感器的傳感器芯片與所述安裝板之間，與所述傳感器芯片接合，并且與所述安裝板接合。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的流量傳感器單元，其特征在于， 所述傳感器芯片由硅部件形成，所述流道體和安裝板由不銹鋼部件形成，所述絕緣部件由硼硅酸鹽玻璃形成。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的流量傳感器單元，其特征在于， 在所述流量傳感器芯片的上表面的中央位置，在所述流量檢測部的下方位置形成有凹部，形成有所述流量檢測部的所述絕緣膜的覆蓋凹部 的部位形成為隔膜，從而該流量檢測部與其周圍的傳感器芯片被熱隔絕， 所述流量檢測部構(gòu)成為熱式流量檢測部，其在所述絕緣膜上由作為發(fā)熱 元件的加熱器和等間隔地配置在該加熱器的上游側(cè)和下游側(cè)的作為電阻 元件的測溫元件構(gòu)成。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的流量傳感器單元，其特征在于， 所述流道體的流量傳感器收容部的內(nèi)周面與所述流量傳感器的外周部之間的空間形成為真空，或者充滿空氣，或者填充有具有熱絕緣性和 電絕緣性的部件。
全文摘要
本發(fā)明提供一種流量傳感器單元，其包括流量傳感器(12)，具有傳感器芯片(22)和流道形成部件(23)，該芯片中在基板上表面上覆蓋形成于其上的凹部的至少一部分地被覆有絕緣膜，在絕緣膜上形成有流量檢測部(27)，流道形成部件設(shè)在傳感器芯片上并形成有流經(jīng)流量檢測部的流體的流道(24)；金屬制流道體(14)，收容流量傳感器，并形成有以將該流道體內(nèi)周面與流量傳感器外周部分離的狀態(tài)進(jìn)行收容的收容部(14c)；金屬制安裝板(13)，以固定保持有流量傳感器的狀態(tài)固定在流道體上，以將該流量傳感器收容在流道體收容部中；和絕緣部件(29)，插裝在流量傳感器的傳感器芯片與安裝板之間，與傳感器芯片接合并與安裝板接合。
文檔編號G01F1/68GK101393044SQ20081009287
公開日2009年3月25日 申請日期2008年5月7日 優(yōu)先權(quán)日2007年9月20日
發(fā)明者上運(yùn)天昭司, 池信一, 熊佐淳司 申請人:株式會社山武