JP2010185867A - Thermal conductivity detector - Google Patents

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a thermal conductivity detector which can be mass-produced in a compact size enabling a heat-stable period to be comparatively shortened and the constraint of its arrangement place to be lessened, and can detect a temperature change comparatively easily, since a resistance value can be made high, and furthermore which employs a filament and a channel different in condition if desired, by using a MEMS technique. <P>SOLUTION: The thermal conductivity detector is configured to detect the conductivity of a gas on the basis of a resistance change of a heated filament caused by the gas contacting with the filament, and is characterized in that a channel of the gas and the filament are disposed at the inside of a bonded substrate, and in that a hollow part is formed at the inside of the bonded substrate with the filament supported by the hollow part. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、ガスセンサの一種である熱伝導度検出器に関し、詳しくは、ガスクロマトグラフ用の熱伝導度検出器（ＴＣＤ：thermal conductivity detector）に関するものである。   The present invention relates to a thermal conductivity detector which is a kind of gas sensor, and more particularly to a thermal conductivity detector (TCD) for a gas chromatograph.

ガスセンサは、気体中に含まれる特定のガスに感応して、その濃度に応じて変化する電気信号を出力するもので、ガス分子が固体表面へ吸着し、あるいはさらに反応する特性を利用したものである。このようなガスセンサの一種に、無機分析用のガスクロマトグラフの汎用的な検出器として用いられている熱伝導度検出器がある。   A gas sensor is a sensor that responds to a specific gas contained in a gas and outputs an electrical signal that changes depending on the concentration of the gas sensor. is there. One type of such a gas sensor is a thermal conductivity detector used as a general-purpose detector for a gas chromatograph for inorganic analysis.

図１２は、非特許文献１に記載されている従来の熱伝導度検出器の一例を示す構成説明図である。図において、アルミまたはステンレスのボディ１にはほぼＭ字形のガスの流路２（以下流路２という）とほぼＷ字形のガスの流路３（以下流路３という）が上下方向に対向して両側辺の端部が連通するように形成されていて、Ｍ字形の山部分と対向するＷ字形の谷部分間にはそれぞれ流路２と３に連通するようにガスの流路４と５が形成されている。   FIG. 12 is a configuration explanatory view showing an example of a conventional thermal conductivity detector described in Non-Patent Document 1. In the figure, an aluminum or stainless steel body 1 has a substantially M-shaped gas channel 2 (hereinafter referred to as channel 2) and a substantially W-shaped gas channel 3 (hereinafter referred to as channel 3) facing vertically. The gas flow paths 4 and 5 are formed so as to communicate with the flow paths 2 and 3 between the W-shaped valleys facing the M-shaped peaks. Is formed.

これら流路４と５内には、それぞれコイル状の細いタングステン製のフィラメント６と７が配置され、これらフィラメント６と７の両端は気密状態で電気的に外部に取り出されている。Ｍ字形の谷部分にはガス入口のパイプ８が流路２に連通するように設けられ、Ｗ字形の山部分にはガス出口のパイプ９が流路３に連通するように設けられている。なお、流路２と３の両側辺の穴径は他の部分よりも大きく形成されている。   In these flow paths 4 and 5, coiled thin tungsten filaments 6 and 7 are arranged, respectively, and both ends of these filaments 6 and 7 are taken out to the outside in an airtight state. A gas inlet pipe 8 is provided in the M-shaped valley portion so as to communicate with the flow path 2, and a gas outlet pipe 9 is provided in the W-shaped peak portion so as to communicate with the flow path 3. In addition, the hole diameter of the both sides of the flow paths 2 and 3 is formed larger than other portions.

このような構成において、パイプ８から入力されるガスは、流路２，３，４，５を通ってパイプ９から出力される。ここで、加熱したフィラメント６，７に接するガスの熱伝導度が変化するとフィラメント６，７の温度も変化し、抵抗値が変化する。これらフィラメント６，７の抵抗値の変化をブリッジ回路などで検出して出力する。   In such a configuration, the gas input from the pipe 8 is output from the pipe 9 through the flow paths 2, 3, 4, and 5. Here, when the thermal conductivity of the gas in contact with the heated filaments 6 and 7 changes, the temperature of the filaments 6 and 7 also changes and the resistance value changes. Changes in the resistance values of the filaments 6 and 7 are detected and output by a bridge circuit or the like.

ガスクロマトグラフでは、カラムにＨｅ，Ｈ２，Ｎ２，Ａｒなどのキャリアガスを流すとともに、そこに計量されたサンプルガスを導入することにより、サンプルガスを時間的に各成分毎に分解し検出器で測定する。出力するピークの出現時間で定性分析を行い、ピーク面積で定量分析を行う。熱伝導度検出器は、出現する成分のガスとキャリアガスの熱伝導度の違いを電気信号に変換する。   In a gas chromatograph, a carrier gas such as He, H2, N2, and Ar is allowed to flow through a column, and by introducing a sample gas measured there, the sample gas is temporally decomposed into components and measured by a detector. To do. Qualitative analysis is performed on the appearance time of the output peak, and quantitative analysis is performed on the peak area. The thermal conductivity detector converts the difference in thermal conductivity between the gas of the component that appears and the carrier gas into an electrical signal.

前田 真人、他１名、「ガスクロマトグラフ用新形熱伝導度検出器」、横河技報、横河電機株式会社、１９８３年、vol.２７、No.１、p.２７−３２Masato Maeda, 1 other, "New thermal conductivity detector for gas chromatograph", Yokogawa Technical Report, Yokogawa Electric Corporation, 1983, vol.27, No.1, p.27-32

しかし、図１２の熱伝導度検出器は、流路２の形成にあたり、複雑な加工と高度な技術が必要であり、フィラメント３の固定にも高度な技術を必要とする。   However, the thermal conductivity detector of FIG. 12 requires complicated processing and advanced technology for forming the flow path 2, and also requires advanced technology for fixing the filament 3.

そして、工程の多くが手作業であるため相当の作業時間を要し、費用もかかり量産には不向きであるという問題がある。   And since many of the processes are manual operations, considerable work time is required, and there is a problem that it is expensive and unsuitable for mass production.

また、ボディ１が大きいため熱的に安定するまでに時間を要するという問題もあり、金属のフィラメント３の抵抗値が低いため、温度変化を検出するのが困難であるという問題もある。   Further, since the body 1 is large, there is a problem that it takes time to be thermally stabilized, and there is also a problem that it is difficult to detect a temperature change because the resistance value of the metal filament 3 is low.

さらに、設計変更などが容易に行えないという問題もある。   Furthermore, there is a problem that design changes cannot be easily performed.

本発明は、これらの問題点を解決するものであり、ＭＥＭＳ技術を用いることにより、小型で熱的安定時間を比較的短くできて配置場所の制限が少なく量産化でき、抵抗値を高くできることから温度変化の検出が比較的容易に行え、さらに必要に応じて、条件の異なる流路やフィラメントを具備した熱伝導度検出器を同時に提供することを目的とする。   The present invention solves these problems, and by using the MEMS technology, the thermal stability time can be made relatively small, the restriction on the placement location can be reduced, the mass production can be performed, and the resistance value can be increased. It is an object of the present invention to simultaneously provide a thermal conductivity detector that can detect a temperature change relatively easily and further includes flow paths and filaments having different conditions as required.

上記のような目的を達成するために、本発明の請求項１は、
加熱したフィラメントにガスが接することにより発生するフィラメントの抵抗値の変化に基づきガスの熱伝導度を検出するように構成された熱伝導度検出器であって、
前記フィラメントと前記ガスの流路が接合された基板内部に設けられ、
前記接合された基板内部には中空部が形成され、
この中空部に前記フィラメントが支持されていることを特徴とする。 In order to achieve the above object, claim 1 of the present invention provides:
A thermal conductivity detector configured to detect a thermal conductivity of a gas based on a change in a resistance value of the filament generated when the gas contacts the heated filament,
Provided inside the substrate where the filament and the gas flow path are joined,
A hollow portion is formed inside the bonded substrate,
The filament is supported in the hollow portion.

請求項２は、請求項１記載の熱伝導度検出器において、
前記ガスの入出口は、前記接合された基板内部の中空部に連通するように前記基板の一部に設けられた貫通穴であることを特徴とする。 Claim 2 is the thermal conductivity detector according to claim 1,
The gas inlet / outlet is a through hole provided in a part of the substrate so as to communicate with a hollow portion inside the bonded substrate.

請求項３は、請求項１または２記載の熱伝導度検出器において、
前記フィラメントは、単結晶シリコンで形成されていることを特徴とする。 Claim 3 is the thermal conductivity detector according to claim 1 or 2,
The filament is formed of single crystal silicon.

請求項４は、請求項１〜３いずれかに記載の熱伝導度検出器において、
前記ガスの入出口と前記フィラメントの電極は、前記接合された基板の一方に設けられていることを特徴とする。 Claim 4 is the thermal conductivity detector according to any one of claims 1 to 3,
The gas inlet / outlet and the filament electrode are provided on one of the bonded substrates.

請求項５は、請求項１〜３いずれかに記載の熱伝導度検出器において、
前記ガスの入出口は前記接合された基板の一方に設けられ、前記フィラメントの電極は前記接合された基板の他方に設けられていることを特徴とする。 Claim 5 is the thermal conductivity detector according to any one of claims 1 to 3,
The gas inlet / outlet is provided in one of the bonded substrates, and the electrode of the filament is provided in the other of the bonded substrates.

請求項６は、請求項１〜５いずれかに記載の熱伝導度検出器において、
前記フィラメントを前記基板の一方に固定する固定手段を設けたことを特徴とする。 Claim 6 is the thermal conductivity detector according to any one of claims 1 to 5,
A fixing means for fixing the filament to one of the substrates is provided.

このように構成することにより、小型で熱的安定時間を比較的短くできて配置場所の制限が少なく量産化でき、抵抗値を高くできることから温度変化の検出が比較的容易に行える熱伝導度検出器が実現できる。   With this configuration, thermal conductivity detection can be performed relatively easily because temperature can be detected relatively easily due to the small size, relatively short thermal stabilization time, less restrictions on placement location, mass production, and high resistance. Can be realized.

また、半導体製造工程により熱伝導度検出器が作製できるため、高度な加工技術が必要とならず、フィラメント１１の形状およびフィラメント１１と流路１壁面との距離などが設計どおりに作製できる。さらに、様々な条件の流路１およびフィラメント１１を具備した熱伝導度検出器が作製できる。   In addition, since the thermal conductivity detector can be manufactured by the semiconductor manufacturing process, advanced processing technology is not required, and the shape of the filament 11 and the distance between the filament 11 and the wall surface of the flow path 1 can be manufactured as designed. Furthermore, a thermal conductivity detector including the flow path 1 and the filament 11 under various conditions can be manufactured.

また、フィラメントに張力を与える機構、すなわちフィラメントをどちらか一方の基板に固定する固定手段をどちらかの基板に固定することにより、フィラメントに熱を加えた場合においても、フィラメントが熱膨張することによって生じる撓みを発生しないため、フィラメントの動作温度を上げて熱伝導度の検出感度を向上する熱伝導度検出器を実現できる。   In addition, a mechanism for applying tension to the filament, that is, fixing means for fixing the filament to one of the substrates is fixed to either of the substrates, so that even when heat is applied to the filament, the filament thermally expands. Since the bending which arises does not generate | occur | produce, the thermal conductivity detector which raises the operating temperature of a filament and improves the detection sensitivity of thermal conductivity is realizable.

以下、図面を用いて、本発明の熱伝導度検出器を説明する。図１は、本発明の熱伝導度検出器の一実施例を示す構成図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＸ−Ｘ断面図である。   Hereinafter, the thermal conductivity detector of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a configuration diagram showing an embodiment of the thermal conductivity detector of the present invention, where (a) is a plan view and (b) is an XX cross-sectional view of (a).

図１において、基板１０はパイレックス（登録商標）（登録商標）ガラス基板やセラミック基板などで形成されたものであり、その表面にはフィラメント１１が設けられている。   In FIG. 1, a substrate 10 is formed of a Pyrex (registered trademark) (registered trademark) glass substrate, a ceramic substrate, or the like, and a filament 11 is provided on the surface thereof.

フィラメント１１が設けられた基板１０の表面には凹部１０ａが形成され、凹部１０ａの底面の端部近傍には基板１０の裏面に貫通するように貫通穴１０ｂ，１０ｃが形成されている。これらの貫通穴１０ｂ，１０ｃは、ガスの入力口および出力口として機能する。   A recess 10 a is formed on the surface of the substrate 10 on which the filament 11 is provided, and through holes 10 b and 10 c are formed in the vicinity of the end of the bottom surface of the recess 10 a so as to penetrate the back surface of the substrate 10. These through holes 10b and 10c function as a gas input port and an output port.

貫通穴１０ｂ，１０ｃの外側には、基板１０の表面に設けられたフィラメント１１の裏面がそれぞれ露出するように貫通穴１０ｄ，１０ｅが設けられている。これら貫通穴１０ｄ，１０ｅのフィラメント１１の露出部を含む内周面には、フィラメント１１の露出部を基板１０の裏面から外部に接続するための電極として機能する金属膜１２ａ，１２ｂが形成されている。以下、これら金属膜１２ａ，１２ｂを電極ともいう。   Through holes 10d and 10e are provided outside the through holes 10b and 10c so that the back surface of the filament 11 provided on the surface of the substrate 10 is exposed. Metal films 12a and 12b functioning as electrodes for connecting the exposed portion of the filament 11 to the outside from the back surface of the substrate 10 are formed on the inner peripheral surface including the exposed portion of the filament 11 in the through holes 10d and 10e. Yes. Hereinafter, these metal films 12a and 12b are also referred to as electrodes.

基板１３は、フィラメント１１が設けられた基板１０の表面に重ね合わせるようにしてたとえば陽極接合により固着されているが、基板１０との対向面には基板１０の表面に形成された凹部１０ａとほぼ等しい大きさの凹部１３ａが形成されるとともに、その凹部１３ａの外周にはフィラメント１１全体を内包するようにフィラメント１１の厚さよりもやや深い段付部１３ｂ，１３ｃが形成されている。   The substrate 13 is fixed by, for example, anodic bonding so as to be superposed on the surface of the substrate 10 provided with the filament 11, but is substantially the same as the recess 10 a formed on the surface of the substrate 10 on the surface facing the substrate 10. A recess 13a having the same size is formed, and stepped portions 13b and 13c slightly deeper than the thickness of the filament 11 are formed on the outer periphery of the recess 13a so as to enclose the entire filament 11.

これにより、基板１０の表面に設けられたフィラメント１１は、基板１３により密閉されることになる。   As a result, the filament 11 provided on the surface of the substrate 10 is sealed by the substrate 13.

図２は、図１の熱伝導度検出器を作製するプロセスの具体例を断面図により示す工程図である。   FIG. 2 is a process diagram showing a specific example of a process for producing the thermal conductivity detector of FIG. 1 in a sectional view.

まず、（ａ）に示すように、基板１０の表面に凹部１０ａを形成し、凹部１０ａの底面の端部近傍には基板１０の裏面に貫通するように貫通穴１０ｂ，１０ｃを形成し、さらに、貫通穴１０ｂ，１０ｃの外側には、貫通穴１０ｄ，１０ｅを形成する。これら凹部１０ａや貫通穴１０ｂ〜１０ｅは、ウエットエッチング、ドライエッチング、あるいはサンドブラストなどの加工により形成することができる。   First, as shown to (a), the recessed part 10a is formed in the surface of the board | substrate 10, and the through-holes 10b and 10c are formed in the vicinity of the edge part of the bottom face of the recessed part 10a so that the back surface of the board | substrate 10 may be penetrated, The through holes 10d and 10e are formed outside the through holes 10b and 10c. These recesses 10a and through holes 10b to 10e can be formed by processing such as wet etching, dry etching, or sand blasting.

一方、（ｂ）に示すように、シリコン基板１４の表面にたとえばボロンなどの不純物を高濃度に拡散して拡散深さおよび導電率を調整し、高濃度拡散層を形成する。このとき、たとえばエピタキシャル成長を用いることでより高い自由度が得られる。その後、ウエットエッチングあるいはドライエッチングなどで不要部分を除去することにより、フィラメント１１と電極パッド部分を形成する。   On the other hand, as shown in (b), impurities such as boron are diffused at a high concentration on the surface of the silicon substrate 14 to adjust the diffusion depth and conductivity, thereby forming a high concentration diffusion layer. At this time, a higher degree of freedom can be obtained by using, for example, epitaxial growth. Thereafter, the filament 11 and the electrode pad portion are formed by removing unnecessary portions by wet etching or dry etching.

ここで、（ｃ）に示すように、（ａ）で加工した基板１０と（ｂ）で加工したシリコン基板１４とを、基板１０に形成された凹部１０ａと、貫通穴１０ｄ、１０ｅをシリコン基板１４に形成されたボロン高濃度層のフィラメント１１が覆うようにして陽極接合する。   Here, as shown in (c), the substrate 10 processed in (a) and the silicon substrate 14 processed in (b) are replaced with a recess 10a formed in the substrate 10 and through holes 10d and 10e are formed into a silicon substrate. Anodic bonding is performed so that the filament 11 of the boron high-concentration layer formed on 14 is covered.

そして、（ｄ）に示すように、フィラメント１１のみを残すために、シリコン基板１４全てをヒドラジン、ＴＭＡＨ、ＫＯＨなどのアルカリ液でエッチング除去する。   Then, as shown in (d), in order to leave only the filament 11, the entire silicon substrate 14 is removed by etching with an alkaline solution such as hydrazine, TMAH, or KOH.

続いて、（ｅ）に示すように、パイレックス（登録商標）（登録商標）ガラス基板やセラミック基板あるいはシリコン基板を基板１３として用い、その表面をＫＯＨなどによるウエットエッチング、ドライエッチング、あるいはサンドブラストなどで加工し、基板１０の表面に形成された凹部１０ａとほぼ等しい大きさの凹部１３ａを形成するとともに、その凹部１３ａの外周にはフィラメント１１全体を内包するようにフィラメント１１の厚さよりもやや深い段付部１３ｂ，１３ｃを形成する。   Subsequently, as shown in (e), a Pyrex (registered trademark) (registered trademark) glass substrate, ceramic substrate or silicon substrate is used as the substrate 13, and the surface thereof is subjected to wet etching with KOH or the like, dry etching, or sand blasting. A recess 13a having a size substantially equal to the recess 10a formed on the surface of the substrate 10 is formed, and the outer periphery of the recess 13a is a step slightly deeper than the thickness of the filament 11 so that the entire filament 11 is included. The attachment portions 13b and 13c are formed.

次に、（ｆ）に示すように、（ｄ）で加工した基板１０と（ｅ）で加工した基板１３を、基板１３の表面に形成された凹部１３ａと段付部１３ｂ，１３ｃが基板１０の表面に設けられたフィラメント１１全体を内包するように重ね合わせて、たとえば基板１０がパイレックス（登録商標）、基板１３がシリコンの場合は、陽極接合を用いる。   Next, as shown in (f), the substrate 10 processed in (d) and the substrate 13 processed in (e) are formed by forming a recess 13a and stepped portions 13b, 13c formed on the surface of the substrate 13 into the substrate 10. When the substrate 10 is made of Pyrex (registered trademark) and the substrate 13 is made of silicon, for example, anodic bonding is used.

そして、（ｇ）に示すように、基板１０の貫通穴１０ｄ，１０ｅの内周面に金属膜１２ａ，１２ｂをスパッタなどで被着形成する。なお、図示しないが、内周面に金属膜１２ａ，１２ｂが形成された貫通穴１０ｄ，１０ｅには、ハンダやメッキで金属を充填したり、導電性ペーストを充填する。   Then, as shown in (g), metal films 12a and 12b are deposited on the inner peripheral surfaces of the through holes 10d and 10e of the substrate 10 by sputtering or the like. Although not shown, the through holes 10d and 10e in which the metal films 12a and 12b are formed on the inner peripheral surface are filled with metal by soldering or plating, or filled with conductive paste.

このように構成される熱伝導度検出器の動作を説明する。   The operation of the thermal conductivity detector configured as described above will be described.

電極１２ａ，１２ｂ間に電圧を印加するとフィラメント１１に電流が流れ、ジュール熱が発生する。フィラメント１１の上下に空間があるため、熱伝導による熱の逃げが小さく、フィラメント１１の温度は大きく上昇する。   When a voltage is applied between the electrodes 12a and 12b, a current flows through the filament 11 and Joule heat is generated. Since there are spaces above and below the filament 11, the heat escape due to heat conduction is small, and the temperature of the filament 11 rises greatly.

ガス入力用の貫通穴１０ｂからフィラメント１１の上下の空間に、図示しないガスクロマトグラフのカラムを介してキャリアガスおよび分離された被測定ガスを入力する。これにより、被測定ガスの成分あるいは濃度によって時々変化する熱伝導度がフィラメント１１の抵抗値変化として認識できる。貫通穴１０ｂから入力されたガスは、貫通穴１０ｃから外部に出力される。   The carrier gas and the measured gas to be measured are input to the space above and below the filament 11 from the gas input through hole 10b through a gas chromatograph column (not shown). Thereby, the thermal conductivity that changes from time to time depending on the component or concentration of the gas to be measured can be recognized as the resistance value change of the filament 11. The gas input from the through hole 10b is output to the outside from the through hole 10c.

本発明に基づく熱伝導度検出器は、半導体製造工程により作製できるため、フィラメント１１の形状およびフィラメント１１と流路壁面との距離などが小さなバラつきでほぼ設計どおりに作製できるとともに、必要に応じて、様々な条件の異なる流路およびフィラメント１１を具備した熱伝導度検出器を同時に作製できる。   Since the thermal conductivity detector according to the present invention can be manufactured by a semiconductor manufacturing process, the shape of the filament 11 and the distance between the filament 11 and the flow path wall surface can be manufactured almost as designed with small variations. A thermal conductivity detector having different flow paths and filaments 11 under various conditions can be manufactured at the same time.

また、同時に一枚のウエハ内に熱伝導度検出器を複数個形成できるため、１個当りの単価を低価格にでき、量産に適している。   In addition, since a plurality of thermal conductivity detectors can be formed in one wafer at the same time, the unit price per unit can be reduced, which is suitable for mass production.

また、熱伝導度検出器のボディを小型化にできるため、熱的に安定するまでの時間が短縮でき、配置場所や用途の制約が少なくなる。   In addition, since the body of the thermal conductivity detector can be reduced in size, the time until it is thermally stabilized can be shortened, and there are fewer restrictions on the location and application.

また、フィラメント１１の材料として単結晶シリコンを使用しているため、抵抗値を高くしてブリッジ回路の電圧を上げることができ、容易に任意のガスを検出できる。   Further, since single crystal silicon is used as the material of the filament 11, the resistance value can be increased to increase the voltage of the bridge circuit, and any gas can be easily detected.

また、パッケージを必要としないため、パッケージ分のコストおよびパッケージに組み立てるコストを削減することができ、低コストを実現できる。   Further, since no package is required, the cost for the package and the cost for assembling the package can be reduced, and low cost can be realized.

また、基板材料の選択によっては、陽極接合による高信頼性シール構造を実現することができる。   Further, depending on the selection of the substrate material, a highly reliable seal structure by anodic bonding can be realized.

さらに、ガス分析を行うのにあたり、フィラメント１１への通電を高速にＯＮ／ＯＦＦする必要があり、フィラメント１１からの速やかな熱の逃げも重要となるが、本発明の熱伝導度検出器の構造によれば、電極１２ａ，１２ｂを経由して速やかに熱を逃がすことができ、高速ＯＮ／ＯＦＦを実現できる。   Furthermore, when performing gas analysis, it is necessary to turn on / off the current to the filament 11 at a high speed, and it is important to quickly escape the heat from the filament 11, but the structure of the thermal conductivity detector of the present invention is also important. Accordingly, heat can be quickly released via the electrodes 12a and 12b, and high-speed ON / OFF can be realized.

図３は本発明の他の実施例を示す断面図による構成図であり、図１と共通する部分には同一の符号を付けている。図１と異なっているのは、図１ではフィラメント１１が設けられている基板１０にガスを入力し出力するための貫通穴１０ｂ，１０ｃとフィラメント１１を駆動するための電極として機能する１０ｄ，１０ｅを設けているのに対し、図３では基板１３にガスを入力し出力するための貫通穴１３ｄ，１３ｅを設けていることである。   FIG. 3 is a cross-sectional view showing another embodiment of the present invention, and the same reference numerals are given to the portions common to FIG. 1 differs from FIG. 1 in FIG. 1 through holes 10b and 10c for inputting and outputting gas to and from a substrate 10 on which a filament 11 is provided, and 10d and 10e functioning as electrodes for driving the filament 11. 3 is provided with through holes 13d and 13e for inputting and outputting a gas to the substrate 13 in FIG.

図３の構成によれば、フィラメント１１の駆動電極とガスの入出力口をフィラメント１１の上下に分離できることから、図１に比べて構造を単純化できる。   According to the configuration of FIG. 3, the drive electrode of the filament 11 and the gas input / output port can be separated on the top and bottom of the filament 11, so that the structure can be simplified as compared with FIG. 1.

図４も本発明の他の実施例を示す平面図による構成図であり、図１と共通する部分には同一の符号を付けている。図４では、ガスの入出力口を基板の端面に設けるように構成されている。   FIG. 4 is a block diagram showing a plan view of another embodiment of the present invention, and the same reference numerals are given to portions common to FIG. In FIG. 4, a gas input / output port is provided on the end face of the substrate.

図４の構成は、同一基板上にカラムやバルブの機能を集積する場合に有効である。   The configuration of FIG. 4 is effective when integrating column and valve functions on the same substrate.

図５も本発明の他の実施例を示す平面図による構成図であり、図１２と共通する部分には同一の符号を付けている。図５は、図１２のガスの流路２，３，４，５やフィラメント６，７を半導体製造工程により作製したものである。   FIG. 5 is also a configuration diagram in plan view showing another embodiment of the present invention, and the same reference numerals are given to portions common to FIG. FIG. 5 shows the gas flow paths 2, 3, 4, 5 and the filaments 6, 7 of FIG. 12 produced by a semiconductor manufacturing process.

図５の構成によれば、フィラメント６，７の形状およびフィラメント６，７と流路壁面との距離などが設計どおり高精度に作製できる。また、各ガス流路における分流の比率なども容易に設計できる。   According to the configuration of FIG. 5, the shape of the filaments 6 and 7 and the distance between the filaments 6 and 7 and the channel wall surface can be manufactured with high accuracy as designed. Moreover, the ratio of the diversion in each gas flow path can be designed easily.

図６も本発明の他の実施例を示す平面図による構成図であり、図１と共通する部分には同一の符号を付けている。図６では、フィラメント１１をジグザグパターンとして形成した例を示している。   FIG. 6 is a plan view showing another embodiment of the present invention, and the same reference numerals are given to the portions common to FIG. FIG. 6 shows an example in which the filament 11 is formed as a zigzag pattern.

本発明では、熱伝導度検出器を半導体製造工程により作製することから、フィラメント１１の形状およびフィラメント１１と流路壁面との距離などが設計どおりに精度よく作製でき、フィラメント１１を必要に応じて所望の形状に形成できる。   In the present invention, since the thermal conductivity detector is manufactured by a semiconductor manufacturing process, the shape of the filament 11 and the distance between the filament 11 and the flow path wall surface can be manufactured with high accuracy as designed. It can be formed into a desired shape.

たとえば、フィラメント１１にかかる応力緩和のためにパターンの一部に折り返しを設けてもよく、あるいは抵抗値を調整するためにパターンを変更してもよい。さらに、フィラメント１１の長手方向に沿ってパターン密度を異ならせることにより、温度分布を調整できる。   For example, a part of the pattern may be folded to relieve the stress applied to the filament 11, or the pattern may be changed to adjust the resistance value. Furthermore, by varying the pattern density along the longitudinal direction of the filament 11, the temperature distribution can be adjusted.

図７は本発明の他の実施例を示す構成図であり、（ａ）は熱伝導度検出器の平面図、（ｂ）は（ａ）のＸ−Ｘ'断面図である。図１で説明した構成と同一要素には同一符号を付して説明を省略する。   7A and 7B are configuration diagrams showing another embodiment of the present invention, in which FIG. 7A is a plan view of a thermal conductivity detector, and FIG. 7B is a sectional view taken along line XX ′ in FIG. The same elements as those described with reference to FIG.

図１と異なっているのは、図１ではフィラメント２１の両端が基板１０によって支持されているのに対し、図７ではフィラメント２１の両端が基板１０によって支持され、さらにフィラメント２１の固定手段２２が基板１０に固定されていることである。   1 differs from FIG. 1 in that both ends of the filament 21 are supported by the substrate 10 in FIG. 1, whereas both ends of the filament 21 are supported by the substrate 10 in FIG. It is fixed to the substrate 10.

図７の構成によれば、フィラメント２１の固定手段２２を基板１０に固定することにより、フィラメント２１に熱を加えた場合においても、フィラメント２１が熱膨張することによって生じるフィラメント２１の撓みが発生しないため、図１（たとえば、フィラメント２１の温度上昇ΔＴ＝200Ｋ）に比べてフィラメント２１の動作温度を高くすることできる。   According to the configuration of FIG. 7, even when heat is applied to the filament 21 by fixing the fixing means 22 for the filament 21 to the substrate 10, bending of the filament 21 caused by thermal expansion of the filament 21 does not occur. Therefore, the operating temperature of the filament 21 can be made higher than that in FIG. 1 (for example, the temperature rise ΔT = 200 K of the filament 21).

このため、フィラメント２１の動作温度を上げて熱伝導度の検出感度を向上することができる。   For this reason, the operating temperature of the filament 21 can be raised and the detection sensitivity of thermal conductivity can be improved.

なお、フィラメント２１は、本実施例のように、フィラメント２１の中央部分をどちらか一方の基板１０、１３に固定する他に、フィラメント２１の長さ方向に引っ張る構造にしても同様の効果が得られる。   In addition, the filament 21 has a structure in which the filament 21 is pulled in the length direction in addition to fixing the central portion of the filament 21 to one of the substrates 10 and 13 as in this embodiment. It is done.

図８は、本発明の他の実施例を示す断面図による構成図であり、図７と共通する部分には同一の符号を付けている。図７と異なっているのは、図７ではフィラメント２１が設けられている基板１０にガスを入力し出力するための貫通穴(以下、ガスの導入出口１０ｂ，１０ｃという)とフィラメント２１を駆動するための電極として機能する１０ｄ，１０ｅを設けているのに対し、図８では基板１３にガスを入力し出力するための貫通穴(以下、ガスの導入出口１３ｄ，１３ｅという)を設けていることである。   FIG. 8 is a block diagram of a cross-sectional view showing another embodiment of the present invention, and the same reference numerals are given to portions common to FIG. 7 is different from FIG. 7 in that a through hole (hereinafter referred to as gas inlet / outlet 10b, 10c) and the filament 21 are driven to input and output gas to the substrate 10 on which the filament 21 is provided. 8 is provided with through holes (hereinafter referred to as gas introduction outlets 13d and 13e) for inputting and outputting gas to the substrate 13 in FIG. It is.

図８の構成によれば、フィラメント２１の駆動電極１２ａ、１２ｂとガスの導入出口１３ｄ、１３ｅをフィラメント２１の上下に分離できることから、図７に比べて構造を単純化できる。   According to the configuration of FIG. 8, the drive electrodes 12a and 12b of the filament 21 and the gas inlets 13d and 13e can be separated above and below the filament 21, so that the structure can be simplified compared to FIG.

なお、ガス導入出口１０ｂ、１０ｃを基板１０に形成する構成や、ガス導入出口１３ｄ、１３ｅを基板１３に形成する構成や、ガスの導入出口１０ｂ、１０ｃやガスの導入出口１３ｄ、１３ｅを同一の基板に形成しない構成や、フィラメント２１に張力を与える機構、すなわちフィラメント２１をどちらか一方の基板１０、１３に固定する固定手段２２の組み合わせはいずれであってもよい。   The structure in which the gas introduction outlets 10b and 10c are formed in the substrate 10, the structure in which the gas introduction outlets 13d and 13e are formed in the substrate 13, and the gas introduction outlets 10b and 10c and the gas introduction outlets 13d and 13e are the same. Any structure may be used as long as the structure is not formed on the substrate and the mechanism for applying tension to the filament 21, that is, the fixing means 22 for fixing the filament 21 to one of the substrates 10 and 13.

図９は、フィラメントを基板に固定する方法を示す図であり、（ａ）はフィラメントの平面図、（ｂ）はフィラメントに張力を与える機構を形成した図である。   FIGS. 9A and 9B are diagrams showing a method of fixing the filament to the substrate. FIG. 9A is a plan view of the filament, and FIG. 9B is a diagram in which a mechanism for applying tension to the filament is formed.

ここで、フィラメント２１の長さをＬとし、フィラメント２１に熱を加えることによってフィラメント２１が伸びる長さをδＬとする。また、フィラメント２１が長さδＬ伸びた場合に相当するフィラメント２１の変位をｈとし、ｈ変位した場合のフィラメント２１の長さをＬ＋δＬとする。   Here, the length of the filament 21 is L, and the length that the filament 21 extends by applying heat to the filament 21 is δL. Further, the displacement of the filament 21 corresponding to when the filament 21 is extended by the length δL is h, and the length of the filament 21 when h is displaced is L + δL.

たとえば、フィラメント２１に熱を加えた場合、すなわちフィラメント２１の温度をδＴ分上昇させると、フィラメント２１の材料の熱膨張率αにより、フィラメント２１が長さδＬだけ伸びる。この伸びδＬは、式（１）により与えられる。
δＬ＝Ｌ×α×δ×Ｔ ・・・式（１） For example, when heat is applied to the filament 21, that is, when the temperature of the filament 21 is increased by δT, the filament 21 extends by a length δL due to the coefficient of thermal expansion α of the material of the filament 21. This elongation δL is given by equation (1).
δL = L × α × δ × T (1)

このフィラメント２１の伸びδＬに相当する変位がＬ＞＞ｈの場合、式(２)により近似することができる。   When the displacement corresponding to the elongation δL of the filament 21 is L >> h, it can be approximated by the equation (2).

このように、フィラメント２１にこのフィラメント２１の長さδＬに相当する変位ｈを加えて、基板に固定する場合に、フィラメント２１の温度がδＴ分上昇したとしても、フィラメント２１が伸びた分δＬが吸収されるため、座屈が発生しない。   In this way, when a displacement h corresponding to the length δL of the filament 21 is applied to the filament 21 to fix the filament 21 to the substrate, even if the temperature of the filament 21 is increased by δT, the amount δL of the extension of the filament 21 is Because it is absorbed, buckling does not occur.

ここで、座屈とは、細長い棒状、あるいは薄い板状の物などが、縦方向(長さ方向)に加えた圧力が或る限界値に達すると、横方向に変形をおこす現象をいう。   Here, buckling refers to a phenomenon in which an elongated rod-like or thin plate-like object deforms in the lateral direction when the pressure applied in the longitudinal direction (length direction) reaches a certain limit value.

従って、フィラメント２１の上昇する温度がδＴまでの範囲において、フィラメント２１とこのフィラメント２１が固定される基板１０、あるいは基板１３とのギャップは一定の値で保持される。たとえば、あるシリコンの長さＬが１ｍｍ、熱膨張率αが４×１０^−６/Ｋである場合に、温度上昇δＴを５００Ｋとした場合、フィラメント２１の伸び、および初期状態でのフィラメントの変位ｈを算出する。フィラメント２１の伸びを式(１)により算出すると、約２μｍとなる。また、次に初期状態の変位ｈを式(２)により算出すると、このフィラメント２１の伸びを打ち消すためには、初期状態で変位ｈを約３０μｍとすればよいことがわかる。 Therefore, the gap between the filament 21 and the substrate 10 to which the filament 21 is fixed, or the substrate 13 is maintained at a constant value in the range where the temperature at which the filament 21 rises up to δT. For example, when the length L of a certain silicon is 1 mm and the coefficient of thermal expansion α is 4 × 10 ⁻⁶ / K, when the temperature rise δT is 500 K, the elongation of the filament 21 and the displacement of the filament in the initial state Calculate h. When the elongation of the filament 21 is calculated by the equation (1), it is about 2 μm. Further, when the displacement h in the initial state is calculated by the equation (2), it can be understood that the displacement h should be about 30 μm in the initial state in order to cancel out the elongation of the filament 21.

このフィラメント２１とこのフィラメント２１が固定される基板１０、あるいは基板１３とのギャップを不変にした、すなわちフィラメント２１とどちらか一方の基板１０、あるいは１３とを固定することにより、フィラメント２１の動作温度を図１（たとえば、フィラメント２１の温度上昇ΔＴ＝２００Ｋ）に比べて高くすることができる。   The gap between the filament 21 and the substrate 10 or the substrate 13 to which the filament 21 is fixed is not changed, that is, the filament 21 and one of the substrates 10 or 13 are fixed, so that the operating temperature of the filament 21 is increased. Can be made higher than that in FIG. 1 (for example, the temperature rise ΔT = 200 K of the filament 21).

図１０は、図７のフィラメントを基板に固定する具体例を示す断面図であり、（ａ）はフィラメントが変位していない場合の断面図、（ｂ）はフィラメントに接続されている電極および基板側の固定電極２３に電圧を印加した場合の断面図、（ｃ）はそれぞれの電極に電圧が印加された後、フィラメントが固定された場合の断面図である。   10 is a cross-sectional view showing a specific example of fixing the filament of FIG. 7 to the substrate, where (a) is a cross-sectional view when the filament is not displaced, and (b) is an electrode and a substrate connected to the filament. Sectional drawing when a voltage is applied to the fixed electrode 23 on the side, (c) is a sectional view when a filament is fixed after a voltage is applied to each electrode.

（ａ）において、フィラメント２１にラッチ機能および静電駆動の可動電極の機能を有するラッチ機能付き可動電極２１ａが接続形成されている。このラッチ機能付き可動電極２１ａの形状は、フィラメント２１と接続されていない側、すなわち固定電極２３と接続する側がくし状に形成されている。   In (a), a movable electrode 21 a with a latch function having a latch function and a function of an electrostatically driven movable electrode is connected to the filament 21. As for the shape of the movable electrode 21a with a latch function, the side not connected to the filament 21, that is, the side connected to the fixed electrode 23 is formed in a comb shape.

フィラメント２１と接続されている側は、フィラメント２１と接続されている部分から垂直に形成され、固定手段２４に挟まれる部分は、テーパー状に形成され、このテーパー状に形成されている内側にスリット２１ｂが形成されている。また、このラッチ機能付き可動電極２１ａのテーパー状の形状部分と、くし状の形状部分との間は、垂直な棒状部材で形成されている。   The side connected to the filament 21 is formed perpendicularly from the portion connected to the filament 21, and the portion sandwiched between the fixing means 24 is formed into a taper shape, and a slit is formed inside the taper shape. 21b is formed. Further, a vertical bar-like member is formed between the tapered shape portion of the movable electrode 21a with a latch function and the comb-like shape portion.

ここで、このテーパー状は、固定手段２４を元の状態に戻さないように留めておくストッパー機能を有している。また、スリット２１ｂは、電極に電圧が印加された場合、固定手段２４にラッチ機能付き可動電極２１ａが押されることにより、ラッチ機能付き可動電極２１ａのスリット２１ｂ部分の空間が狭まるような弾性構造を有している。   Here, this taper shape has a stopper function for retaining the fixing means 24 so as not to return to the original state. Further, the slit 21b has an elastic structure in which when the voltage is applied to the electrode, the space of the slit 21b portion of the movable electrode 21a with a latch function is narrowed by pressing the movable electrode 21a with a latch function onto the fixing means 24. Have.

ここで、ラッチ機能とは接続させた部分をつなぎとめることであり、静電駆動とは固定電極と可動電極の間に電圧を印加することで両電極が引き合う方向に静電力が発生することを利用して駆動することである。   Here, the latch function is to connect the connected parts, and electrostatic drive uses the fact that an electrostatic force is generated in the direction in which both electrodes are attracted by applying a voltage between the fixed electrode and the movable electrode. And drive.

また、フィラメント２１と対向する側には、フィラメント２１が変位することにより、ラッチ機能付き可動電極２１ａに接続され、固定される固定手段２４が形成されている。ラッチ機能付き可動電極２１ａが動かない場合には、固定手段２４はラッチ機能付き可動電極２１ａのテーパーの部分が、同じようにテーパーに形成されている。   Further, on the side facing the filament 21, a fixing means 24 is formed which is connected to and fixed to the movable electrode 21 a with a latch function when the filament 21 is displaced. When the movable electrode 21a with a latch function does not move, the taper portion of the movable electrode 21a with a latch function in the fixing means 24 is similarly tapered.

また、固定電極２３はラッチ機能付き可動電極２１ａのくし形状とかみ合うように、固定電極２３はくし状の形をしている。   The fixed electrode 23 has a comb shape so that the fixed electrode 23 meshes with the comb shape of the movable electrode 21a with a latch function.

（ｂ）において、ラッチ機能付き可動電極２１ａと、固定電極２３に電圧を印加すると、ラッチ機能付き可動電極２１ａを有するフィラメント２１が固定手段２４の方に引っ張られる。引っ張られるため、ラッチ機能付き可動電極２１ａのスリット２１ｂの空間がなくなり、ラッチ機能付き可動電極２１ａと固定手段２４とが接する、すなわちラッチ機能付き可動電極２１ａのスリット２１ｂが固定手段２４から圧接される。また、ラッチ機能付き可動電極２１ａと固定手段２４とのくし状部分の先が接続される。   In (b), when a voltage is applied to the movable electrode 21 a with a latch function and the fixed electrode 23, the filament 21 having the movable electrode 21 a with a latch function is pulled toward the fixing means 24. Since the tension is pulled, the space of the slit 21b of the movable electrode 21a with the latch function disappears, and the movable electrode 21a with the latch function and the fixing means 24 are in contact, that is, the slit 21b of the movable electrode 21a with the latch function is pressed from the fixing means 24. . Further, the tips of the comb-shaped portions of the movable electrode 21a with a latch function and the fixing means 24 are connected.

（ｃ）において、（ｂ）の状態よりも、さらにラッチ機能付き可動電極２１ａと、固定電極２３に電圧を印加すると、ラッチ機能付き可動電極２１ａを有するフィラメント２１がさらに固定手段２４の方に引っ張られる。さらに引っ張られるため、ラッチ機能付き可動電極２１ａのスリット２１ｂが固定手段２４から圧接される状態から解除される。また、ラッチ機能付き可動電極２１ａのテーパー上面部を固定手段２４のテーパーと円錐状の接合部で留めることにより、固定手段２４を元の状態に戻さないようにしている。ラッチ機能付き可動電極２１ａと固定手段２４とのくし状部分の先が接続されている。   In (c), when a voltage is further applied to the movable electrode 21 a with a latch function and the fixed electrode 23 than in the state (b), the filament 21 having the movable electrode 21 a with a latch function is further pulled toward the fixing means 24. It is done. Furthermore, since it is pulled, the slit 21b of the movable electrode 21a with a latch function is released from the state where it is pressed from the fixing means 24. Further, the fixing means 24 is not returned to the original state by fastening the upper surface of the taper of the movable electrode 21a with a latch function with the taper of the fixing means 24 and the conical joint. The tip of the comb-shaped portion between the movable electrode 21a with a latch function and the fixing means 24 is connected.

次に、ラッチ機能付き可動電極２１ａと固定電極２３がかみ合うように、ラッチ機能付き可動電極２１ａを固定電極２３で覆うように、接合され、固定される。ここで、ラッチ機能付き可動電極２１ａおよび固定電極２３に印加する電圧を切り、さらに静電力を発生している電圧を切った場合においても、ラッチ機構により、フィラメント２１が変形したまま固定される。この固定された状態を（ｃ）の断面図で表している。   Next, the movable electrode 21 a with a latch function is joined and fixed so as to cover the movable electrode 21 a with a latch function 23 so that the movable electrode 21 a with a latch function and the fixed electrode 23 are engaged with each other. Here, even when the voltage applied to the movable electrode 21a with the latch function and the fixed electrode 23 is turned off and the voltage generating the electrostatic force is turned off, the filament 21 is fixed while being deformed by the latch mechanism. This fixed state is shown in the sectional view of (c).

このように、フィラメント２１に張力を与える機構、すなわちフィラメント２１をどちらか一方の基板１０、１３に固定する固定手段２２をどちらかの基板１０、１３に固定する、すなわちフィラメント２１、すなわちラッチ機能付き可動電極２１ａ部と固定電極２３を固定することにより、ラッチ機能付き可動電極２１ａ部と固定電極２３に電圧を印加した場合においても、ラッチ機能付き可動電極２１ａ部から熱が伝わり、フィラメント２１が熱膨張することによって生じるフィラメント２１の撓みが発生しないため、フィラメント２１の動作温度を上げて熱伝導度の検出感度を向上することができる。   In this way, a mechanism for applying tension to the filament 21, that is, the fixing means 22 for fixing the filament 21 to one of the substrates 10, 13 is fixed to either of the substrates 10, 13, that is, the filament 21, that is, with a latch function. By fixing the movable electrode 21a and the fixed electrode 23, even when a voltage is applied to the movable electrode 21a having a latch function and the fixed electrode 23, heat is transmitted from the movable electrode 21a having a latch function, and the filament 21 is heated. Since the bending of the filament 21 caused by the expansion does not occur, the operating temperature of the filament 21 can be raised to improve the thermal conductivity detection sensitivity.

図１１は、本発明の他の実施例を示す平面図による構成図であり、図１２と共通する部分には同一の符号を付けている。図１１は、図１２のガスの流路２，３，４，５やフィラメント６，７を半導体製造工程により作製したものである。   FIG. 11 is a configuration diagram in plan view showing another embodiment of the present invention, and the same reference numerals are given to portions common to FIG. FIG. 11 shows the gas flow paths 2, 3, 4, 5 and the filaments 6, 7 of FIG. 12 produced by a semiconductor manufacturing process.

ガスが、ガス導入口８から熱伝導検出器に導入され、各流路にガスが分流してガス導出口９から排出される。フィラメント６が配置される流路４の他に、流路断面積が大きい流路２および３を配置することで、熱伝導検出器の圧力損失を抑えつつ、フィラメント６が配置される流路４の流路断面積を小さくして熱伝導度の検出感度を向上する構成となっている。また、フィラメント７もフィラメント６と並列に並べられ、流路７にフィラメント７は構成されている。なお、初期変形を与える構造は図示していない。   Gas is introduced into the heat conduction detector from the gas inlet 8, and the gas is divided into each flow path and discharged from the gas outlet 9. In addition to the channel 4 in which the filament 6 is disposed, the channels 2 and 3 having a large channel cross-sectional area are disposed, thereby suppressing the pressure loss of the heat conduction detector and the channel 4 in which the filament 6 is disposed. It is the structure which improves the detection sensitivity of thermal conductivity by making the flow-path cross-sectional area small. Further, the filament 7 is also arranged in parallel with the filament 6, and the filament 7 is configured in the flow path 7. Note that the structure that gives the initial deformation is not shown.

図１１の構成によれば、フィラメント６，７の形状およびフィラメント６，７と流路壁面との距離などが設計どおり高精度に作製できる。また、各ガス流路における分流の比率なども容易に設計できる。   According to the configuration of FIG. 11, the shape of the filaments 6, 7 and the distance between the filaments 6, 7 and the flow path wall surface can be manufactured with high accuracy as designed. Moreover, the ratio of the diversion in each gas flow path can be designed easily.

また、本発明はフィラメントを基板１０、１３で挟む構造をしている。   In the present invention, the filament is sandwiched between the substrates 10 and 13.

以上説明したように、本発明によれば、ＭＥＭＳ技術を用いることにより、小型で熱的安定時間を比較的短くできて配置場所の制限が少なく量産化でき、抵抗値を高くできることから温度変化の検出が比較的容易に行え、さらに必要に応じて、条件の異なる流路やフィラメントを具備した熱伝導度検出器を同時に実現できる。   As described above, according to the present invention, by using the MEMS technology, the thermal stability time can be made relatively small, the restriction on the placement location can be reduced, the mass production can be performed, and the resistance value can be increased. Detection can be performed relatively easily, and if necessary, a thermal conductivity detector having flow paths and filaments with different conditions can be realized at the same time.

また、図７の実施例によれば、フィラメント２１に張力を与える機構、すなわちフィラメント２１をどちらか一方の基板１０、１３に固定する固定手段２２をどちらかの基板１０、１３に固定することにより、フィラメント２１に熱を加えた場合においても、フィラメント２１が熱膨張することによって生じる撓みを発生しないため、フィラメント２１の動作温度を上げて熱伝導度の検出感度を向上する熱伝導度検出器を実現できる。   Further, according to the embodiment of FIG. 7, a mechanism for applying tension to the filament 21, that is, fixing means 22 for fixing the filament 21 to one of the substrates 10 and 13 is fixed to either of the substrates 10 and 13. Even when heat is applied to the filament 21, since the bending caused by the thermal expansion of the filament 21 does not occur, a thermal conductivity detector that raises the operating temperature of the filament 21 and improves the thermal conductivity detection sensitivity is provided. realizable.

本発明の一実施例を示す構成図である。It is a block diagram which shows one Example of this invention. 本発明の一実施例を断面図により示す工程図である。It is process drawing which shows one Example of this invention with sectional drawing. 本発明の他の実施例を示す断面図による構成図である。It is a block diagram by sectional drawing which shows the other Example of this invention. 本発明の他の実施例を示す平面図による構成図である。It is a block diagram by the top view which shows the other Example of this invention. 本発明の他の実施例を示す平面図による構成図である。It is a block diagram by the top view which shows the other Example of this invention. 本発明の他の実施例を示す平面図による構成図である。It is a block diagram by the top view which shows the other Example of this invention. 本発明の他の実施例を示す構成図である。It is a block diagram which shows the other Example of this invention. 本発明の他の実施例を示す断面図による構成図である。It is a block diagram by sectional drawing which shows the other Example of this invention. フィラメントを基板に固定する方法を示す図である。It is a figure which shows the method of fixing a filament to a board | substrate. 図７のフィラメントを基板に固定する具体例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the specific example which fixes the filament of FIG. 7 to a board | substrate. 本発明の他の実施例を示す平面図による構成図である。It is a block diagram by the top view which shows the other Example of this invention. 従来の熱伝導度検出器の一例を示す構成図である。It is a block diagram which shows an example of the conventional thermal conductivity detector.

１０ 基板
１０ａ 凹部
１０ｂ，１０ｃ 貫通穴（ガス入力口および出力口）
１０ｄ，１０ｅ 貫通穴（電極）
１１ フィラメント
１２ａ，１２ｂ 金属膜（電極）
１３ 基板
１３ａ 凹部
１３ｂ，１３ｃ 段付部
１３ｄ，１３ｅ 貫通穴（ガス入力口および出力口）
２１ フィラメント
２１ａ ラッチ機能付き可動電極
２１ｂ スリット
２２、２４ 固定手段
２３ 固定電極 10 Substrate 10a Recess 10b, 10c Through hole (gas input port and output port)
10d, 10e Through hole (electrode)
11 Filament 12a, 12b Metal film (electrode)
13 Substrate 13a Recessed portion 13b, 13c Stepped portion 13d, 13e Through hole (gas input port and output port)
21 Filament 21a Movable electrode with latch function 21b Slit 22, 24 Fixing means 23 Fixed electrode

Claims (6)

加熱したフィラメントにガスが接することにより発生するフィラメントの抵抗値の変化に基づきガスの熱伝導度を検出するように構成された熱伝導度検出器であって、
前記フィラメントと前記ガスの流路が接合された基板内部に設けられ、
前記接合された基板内部には中空部が形成され、
この中空部に前記フィラメントが支持されていることを特徴とする熱伝導度検出器。 A thermal conductivity detector configured to detect a thermal conductivity of a gas based on a change in a resistance value of the filament generated when the gas contacts the heated filament,
Provided inside the substrate where the filament and the gas flow path are joined,
A hollow portion is formed inside the bonded substrate,
A thermal conductivity detector, wherein the filament is supported in the hollow portion. 前記ガスの入出口は、前記接合された基板内部の中空部に連通するように前記基板の一部に設けられた貫通穴であることを特徴とする請求項１記載の熱伝導検出器。   The heat conduction detector according to claim 1, wherein the gas inlet / outlet is a through hole provided in a part of the substrate so as to communicate with a hollow portion inside the bonded substrate. 前記フィラメントは、単結晶シリコンで形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の熱伝導度検出器。   The thermal conductivity detector according to claim 1, wherein the filament is made of single crystal silicon. 前記ガスの入出口と前記フィラメントの電極は、前記接合された基板の一方に設けられていることを特徴とする請求項１〜３いずれかに記載の熱伝導度検出器。   The thermal conductivity detector according to any one of claims 1 to 3, wherein the gas inlet / outlet and the filament electrode are provided on one of the bonded substrates. 前記ガスの入出口は前記接合された基板の一方に設けられ、前記フィラメントの電極は前記接合された基板の他方に設けられていることを特徴とする請求項１〜３いずれかに記載の熱伝導度検出器。   The heat according to any one of claims 1 to 3, wherein the gas inlet / outlet is provided on one of the bonded substrates, and the electrode of the filament is provided on the other of the bonded substrates. Conductivity detector. 前記フィラメントを前記基板の一方に固定する固定手段を設けたことを特徴とする請求項１〜５いずれかに記載の熱伝導度検出器。   The thermal conductivity detector according to claim 1, further comprising a fixing unit that fixes the filament to one of the substrates.

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