以下、図面を参照して本開示に係る回路パッケージおよび流量測定装置の実施形態を説明する。
Hereinafter, embodiments of a circuit package and a flow rate measuring device according to the present disclosure will be described with reference to the drawings.
以下に説明する実施形態は、実際の製品として要望されている種々の課題を解決しており、特に車両の吸入空気の物理量を検出する検出装置として使用するために望ましい色々な課題を解決し、種々の効果を奏している。下記の実施形態が解決している色々な課題の内の一つが、上述した発明が解決しようとする課題の欄に記載した内容である。また、下記の実施形態が奏する種々の効果のうちの１つが、発明の効果の欄に記載された効果である。下記の実施形態が解決している色々な課題について、さらに下記の実施形態により奏される種々の効果について、下記の実施形態の説明の中で述べる。したがって、下記の説明に記載された実施形態が解決している課題や効果は、発明が解決しようとする課題の欄や発明の効果の欄の内容以外の内容も含んでいる。
The embodiment described below solves various problems that are desired as actual products, particularly solves various problems that are desirable for use as a detection device that detects the physical quantity of intake air of a vehicle, There are various effects. One of the various problems solved by the following embodiment is the contents described in the section of the problem to be solved by the above-described invention. Moreover, one of the various effects which the following embodiment has is the effect described in the column of the effect of the invention. Various problems solved by the following embodiment, and various effects produced by the following embodiment will be described in the following description of the embodiment. Accordingly, the problems and effects solved by the embodiments described in the following description include contents other than the contents of the problem column to be solved by the invention and the effect column of the invention.
以下の実施形態において、同一の参照符号は、図番が異なっていても同一の構成を示しており、同じ作用効果を奏する。なお、一度説明した構成については、図に参照符号のみを付し、説明を省略する場合がある。
In the following embodiments, the same reference numerals indicate the same configuration even when the figure numbers are different, and the same effects are obtained. In addition, about the structure once demonstrated, only a referential mark is attached | subjected to a figure and description may be abbreviate | omitted.
図１は、流量測定装置の一実施形態である物理量検出装置２０を使用した電子燃料噴射方式の内燃機関制御システム１のシステム図である。エンジンシリンダ１１とエンジンピストン１２を備える内燃機関１０の動作に基づき、吸入空気が被計測気体２としてエアクリーナ２１から吸入され、たとえば主通路２２である吸気ボディと、スロットルボディ２３と、吸気マニホールド２４を介してエンジンシリンダ１１の燃焼室に導かれる。燃焼室に導かれる吸入空気である被計測気体２の物理量は、本開示に係る流量測定装置の一実施形態である物理量検出装置２０で検出され、その検出された物理量に基づいて燃料噴射弁１４より燃料が供給され、被計測気体２と共に混合気の状態で燃焼室に導かれる。なお、本実施形態では、燃料噴射弁１４は内燃機関の吸気ポートに設けられ、吸気ポートに噴射された燃料が被計測気体２とともに混合気を成形し、吸気弁１５を介して燃焼室に導かれ、燃焼して機械エネルギを発生する。
FIG. 1 is a system diagram of an internal combustion engine control system 1 of an electronic fuel injection method using a physical quantity detection device 20 which is an embodiment of a flow rate measuring device. Based on the operation of the internal combustion engine 10 including the engine cylinder 11 and the engine piston 12, intake air is sucked from the air cleaner 21 as the gas to be measured 2, for example, an intake body that is the main passage 22, a throttle body 23, and an intake manifold 24. Through the combustion chamber of the engine cylinder 11. The physical quantity of the gas to be measured 2 that is the intake air led to the combustion chamber is detected by the physical quantity detection device 20 that is an embodiment of the flow rate measurement device according to the present disclosure, and the fuel injection valve 14 is based on the detected physical quantity. Fuel is supplied more and it is led to the combustion chamber in the state of the air-fuel mixture together with the gas to be measured 2. In the present embodiment, the fuel injection valve 14 is provided in the intake port of the internal combustion engine, and the fuel injected into the intake port forms an air-fuel mixture together with the gas to be measured 2 and is led to the combustion chamber via the intake valve 15. It burns and generates mechanical energy.
燃焼室に導かれた燃料および空気は、燃料と空気の混合状態を成しており、点火プラグ１３の火花着火により、爆発的に燃焼し、機械エネルギを発生する。燃焼後の気体は排気弁１６から排気管に導かれ、排気ガス３として排気管から車外に排出される。前記燃焼室に導かれる吸入空気である被計測気体２の流量は、アクセルペダルの操作に基づいてその開度が変化するスロットルバルブ２５により制御される。前記燃焼室に導かれる吸入空気の流量に基づいて燃料供給量が制御され、運転者はスロットルバルブ２５の開度を制御して前記燃焼室に導かれる吸入空気の流量を制御することにより、内燃機関が発生する機械エネルギを制御することができる。
The fuel and air guided to the combustion chamber are in a mixed state of fuel and air, and are burned explosively by the spark ignition of the spark plug 13 to generate mechanical energy. The combusted gas is guided from the exhaust valve 16 to the exhaust pipe, and is discharged from the exhaust pipe to the outside as the exhaust gas 3. The flow rate of the gas to be measured 2 that is the intake air led to the combustion chamber is controlled by a throttle valve 25 whose opening degree changes based on the operation of the accelerator pedal. The fuel supply amount is controlled based on the flow rate of the intake air guided to the combustion chamber, and the driver controls the opening amount of the throttle valve 25 to control the flow rate of the intake air guided to the combustion chamber, thereby The mechanical energy generated by the engine can be controlled.
エアクリーナ２１を介して取り込まれて主通路２２を流れる吸入空気である被計測気体２の流量、温度、湿度、圧力などの物理量が物理量検出装置２０により検出され、物理量検出装置２０から吸入空気の物理量を表す電気信号が制御装置４に入力される。また、スロットルバルブ２５の開度を計測するスロットル角度センサ２６の出力が制御装置４に入力され、さらに内燃機関のエンジンピストン１２や吸気弁１５や排気弁１６の位置や状態、さらに内燃機関の回転速度を計測するために、回転角度センサ１７の出力が、制御装置４に入力される。排気ガス３の状態から燃料量と空気量との混合比の状態を計測するために、酸素センサ２８の出力が制御装置４に入力される。
A physical quantity such as the flow rate, temperature, humidity, and pressure of the gas to be measured 2 that is taken in through the air cleaner 21 and flows through the main passage 22 is detected by the physical quantity detection device 20, and the physical quantity of the intake air from the physical quantity detection device 20. Is input to the control device 4. Further, the output of the throttle angle sensor 26 for measuring the opening degree of the throttle valve 25 is inputted to the control device 4, and further the positions and states of the engine piston 12, the intake valve 15 and the exhaust valve 16 of the internal combustion engine, and the rotation of the internal combustion engine. In order to measure the speed, the output of the rotation angle sensor 17 is input to the control device 4. In order to measure the state of the mixture ratio between the fuel amount and the air amount from the state of the exhaust gas 3, the output of the oxygen sensor 28 is input to the control device 4.
制御装置４は、物理量検出装置２０の出力である吸入空気の物理量と、回転角度センサ１７の出力に基づき計測された内燃機関の回転速度とに基づいて、燃料噴射量や点火時期を演算する。これらの演算結果に基づいて、燃料噴射弁１４から供給される燃料量、また点火プラグ１３により点火される点火時期が制御される。燃料供給量や点火時期は、実際にはさらに物理量検出装置２０で検出される温度やスロットル角度の変化状態、エンジン回転速度の変化状態、酸素センサ２８で計測された空燃比の状態に基づいて、きめ細かく制御されている。制御装置４は、さらに内燃機関のアイドル運転状態において、スロットルバルブ２５をバイパスする空気量をアイドルエアコントロールバルブ２７により制御し、アイドル運転状態での内燃機関の回転速度を制御する。
The control device 4 calculates the fuel injection amount and the ignition timing based on the physical quantity of intake air that is the output of the physical quantity detection device 20 and the rotational speed of the internal combustion engine that is measured based on the output of the rotation angle sensor 17. Based on these calculation results, the amount of fuel supplied from the fuel injection valve 14 and the ignition timing ignited by the spark plug 13 are controlled. The fuel supply amount and ignition timing are actually further based on the temperature and throttle angle change state detected by the physical quantity detection device 20, the engine rotation speed change state, and the air-fuel ratio state measured by the oxygen sensor 28. It is finely controlled. The control device 4 further controls the amount of air that bypasses the throttle valve 25 by the idle air control valve 27 in the idle operation state of the internal combustion engine, and controls the rotational speed of the internal combustion engine in the idle operation state.
内燃機関の主要な制御量である燃料供給量や点火時期はいずれも物理量検出装置２０の出力を主パラメータとして演算される。従って、物理量検出装置２０の検出精度の向上や、経時変化の抑制、信頼性の向上が、車両の制御精度の向上や信頼性の確保に関して重要である。特に近年、車両の省燃費に関する要望が非常に高く、また排気ガス浄化に関する要望が非常に高い。これらの要望に応えるには、物理量検出装置２０により検出される被計測気体２である吸入空気の物理量の検出精度の向上が極めて重要である。また、物理量検出装置２０が高い信頼性を維持していることも大切である。
Both the fuel supply amount and the ignition timing, which are main control amounts of the internal combustion engine, are calculated using the output of the physical quantity detection device 20 as a main parameter. Therefore, improvement in detection accuracy of the physical quantity detection device 20, suppression of changes over time, and improvement in reliability are important in terms of improving the control accuracy of the vehicle and ensuring reliability. In particular, in recent years, there has been a very high demand for fuel efficiency of vehicles and a very high demand for exhaust gas purification. In order to meet these demands, it is extremely important to improve the detection accuracy of the physical quantity of the intake air that is the measurement target gas 2 detected by the physical quantity detection device 20. It is also important that the physical quantity detection device 20 maintains high reliability.
物理量検出装置２０が搭載される車両は、温度や湿度の変化が大きい環境で使用される。物理量検出装置２０は、その使用環境における温度や湿度の変化への対応や、塵埃や汚染物質などへの対応も、考慮されていることが望ましい。また、物理量検出装置２０は、内燃機関からの発熱の影響を受ける吸気管に装着される。このため、内燃機関の発熱が主通路２２である吸気管を介して物理量検出装置２０に伝わる。物理量検出装置２０は、被計測気体と熱伝達を行うことにより被計測気体の流量を検出するので、外部からの熱の影響をできるだけ抑制することが重要である。
A vehicle on which the physical quantity detection device 20 is mounted is used in an environment in which changes in temperature and humidity are large. It is desirable for the physical quantity detection device 20 to take into account the response to changes in temperature and humidity in the environment of use and the response to dust and contaminants. The physical quantity detection device 20 is mounted on an intake pipe that is affected by heat generated from the internal combustion engine. For this reason, the heat generated by the internal combustion engine is transmitted to the physical quantity detection device 20 via the intake pipe which is the main passage 22. Since the physical quantity detection device 20 detects the flow rate of the measurement target gas by performing heat transfer with the measurement target gas, it is important to suppress the influence of heat from the outside as much as possible.
車両に搭載される物理量検出装置２０は、以下で説明するように、単に発明が解決しようとする課題の欄に記載された課題を解決し、発明の効果の欄に記載された効果を奏するのみでなく、以下で説明するように、上述した色々な課題を十分に考慮し、製品として求められている色々な課題を解決し、色々な効果を奏している。物理量検出装置２０が解決する具体的な課題や奏する具体的な効果は、以下の実施形態に関する記載の中で説明する。
As described below, the physical quantity detection device 20 mounted on the vehicle simply solves the problem described in the column of the problem to be solved by the invention, and only exhibits the effect described in the column of the effect of the invention. Instead, as will be described below, the various problems described above are fully considered, and various problems required as products are solved, and various effects are produced. Specific problems to be solved by the physical quantity detection device 20 and specific effects to be achieved will be described in the description of the following embodiments.
図２Ａから図２Ｆは、それぞれ、図１に示す物理量検出装置２０の正面図、背面図、左側面図、右側面図、平面図、および下面図である。なお、以下の説明では、主通路２２の中心軸に沿って被計測気体２が流れるものとする。
2A to 2F are a front view, a rear view, a left side view, a right side view, a plan view, and a bottom view of the physical quantity detection device 20 shown in FIG. 1, respectively. In the following description, it is assumed that the measurement target gas 2 flows along the central axis of the main passage 22.
物理量検出装置２０は、主通路２２の通路壁に設けられた取り付け孔から主通路２２の内部に挿入されて利用される。物理量検出装置２０は、ハウジング２０１と、ハウジング２０１に取り付けられるカバー２０２とを備えている。ハウジング２０１は、合成樹脂製材料を射出成形することによって構成されており、カバー２０２は、たとえばアルミニウム合金などの導電性材料からなる板状部材によって構成されている。カバー２０２は、薄い板状に形成されて、広い平坦な冷却面を有している。
The physical quantity detection device 20 is used by being inserted into the main passage 22 from an attachment hole provided in the passage wall of the main passage 22. The physical quantity detection device 20 includes a housing 201 and a cover 202 attached to the housing 201. The housing 201 is configured by injection molding a synthetic resin material, and the cover 202 is configured by a plate-like member made of a conductive material such as an aluminum alloy. The cover 202 is formed in a thin plate shape and has a wide flat cooling surface.
ハウジング２０１は、物理量検出装置２０を主通路２２である吸気ボディに固定するためのフランジ２１１と、フランジ２１１から突出して外部機器との電気的な接続を行うために吸気ボディから外部に露出するコネクタ２１２と、フランジ２１１から主通路２２の中心に向かって突出するように延びる計測部２１３を有している。
The housing 201 includes a flange 211 for fixing the physical quantity detection device 20 to the intake body that is the main passage 22, and a connector that protrudes from the flange 211 and is exposed to the outside from the intake body for electrical connection with an external device. 212 and a measuring portion 213 extending from the flange 211 so as to protrude toward the center of the main passage 22.
計測部２１３は、フランジ２１１から主通路２２の中心方向に向かって延びる薄くて長い形状を成し、幅広な正面２２１と背面２２２、および幅狭な一対の側面２２３、２２４を有している。計測部２１３は、物理量検出装置２０を主通路２２に取り付けた状態で、主通路２２の内壁から主通路２２の通路中心に向かって突出する。そして、正面２２１と背面２２２が主通路２２の中心軸に沿って平行に配置され、計測部２１３の幅狭な側面２２３、２２４のうち計測部２１３の短手方向一方側の側面２２３が主通路２２の上流側を向くように配置され、計測部２１３の短手方向他方側の側面２２４が主通路２２の下流側を向くように配置される。
The measuring unit 213 has a thin and long shape extending from the flange 211 toward the center of the main passage 22, and has a wide front surface 221 and a back surface 222, and a pair of narrow side surfaces 223 and 224. The measurement unit 213 protrudes from the inner wall of the main passage 22 toward the passage center of the main passage 22 with the physical quantity detection device 20 attached to the main passage 22. The front surface 221 and the back surface 222 are arranged in parallel along the central axis of the main passage 22, and the side surface 223 on one side in the short direction of the measurement unit 213 is the main passage of the narrow side surfaces 223 and 224 of the measurement unit 213. The side surface 224 on the other side in the short side direction of the measuring unit 213 is disposed so as to face the downstream side of the main passage 22.
計測部２１３は、図２Ｆに示すように、計測部２１３の正面２２１は、短手方向に沿って一方側の側面２２３から他方側の側面２２４まで平坦である。一方、計測部２１３の背面２２２は、角部が面取りされており、かつ、短手方向中間位置から他方側の側面２２４まで移行するにしたがって正面に漸次接近する方向に傾斜している。これにより、計測部２１３の断面形状は、いわゆる流線型になっている。したがって、主通路２２の上流から流れてきた被計測気体２を計測部２１３の正面２２１および背面２２２に沿って円滑に下流に導くことができ、被計測気体２に対する計測部２１３の流体抵抗を小さくすることができる。
As shown in FIG. 2F, the measurement unit 213 has a front surface 221 of the measurement unit 213 that is flat from the side surface 223 on one side to the side surface 224 on the other side along the lateral direction. On the other hand, the back surface 222 of the measuring unit 213 is chamfered at the corner, and is inclined in a direction of gradually approaching the front surface as it moves from the short side direction intermediate position to the side surface 224 on the other side. Thereby, the cross-sectional shape of the measurement part 213 is what is called a streamline type. Therefore, the gas to be measured 2 flowing from the upstream side of the main passage 22 can be smoothly guided downstream along the front surface 221 and the back surface 222 of the measuring unit 213, and the fluid resistance of the measuring unit 213 with respect to the gas to be measured 2 is reduced. can do.
計測部２１３の先端部は、計測部２１３の下面が段差状に形成されており、物理量検出装置２０を主通路２２に取り付けた状態で、主通路２２の上流側の下面２２６と、主通路２２の下流側に配置される他方側の下面２２７とを有している。計測部２１３は、一方側の下面２２６よりも他方側の下面２２７の方がさらに突出し、一方側の下面２２６と他方側の下面２２７との間を結ぶ段差面２２８が主通路２２の上流側を向くように配置される。そして、計測部２１３の段差面２２８には、吸入空気などの被計測気体２の一部を計測部２１３内の副通路に取り込むための入口２３１が開口して設けられている。そして、計測部２１３の短手方向他方側の側面２２４でかつ段差面２２８に対向する位置には、計測部２１３内の副通路に取り込んだ被計測気体２を主通路２２に戻すための第１出口２３２及び第２出口２３３が開口して設けられている。
The lower end of the measuring unit 213 is formed in a stepped shape on the lower surface of the measuring unit 213, and the lower surface 226 on the upstream side of the main passage 22 and the main passage 22 with the physical quantity detection device 20 attached to the main passage 22. And a lower surface 227 on the other side arranged on the downstream side. In the measurement unit 213, the lower surface 227 on the other side protrudes further from the lower surface 226 on one side, and a step surface 228 connecting the lower surface 226 on one side and the lower surface 227 on the other side is located upstream of the main passage 22. It is arranged to face. The step surface 228 of the measurement unit 213 is provided with an opening 231 for taking a part of the measurement target gas 2 such as intake air into the auxiliary passage in the measurement unit 213. Then, a first gas for returning the measurement gas 2 taken into the sub-passage in the measurement unit 213 to the main passage 22 at a position on the other side surface 224 in the short side direction of the measurement unit 213 and facing the step surface 228. An outlet 232 and a second outlet 233 are opened.
つまり、計測部２１３は、主通路２２における被計測気体２の流れ方向の上流側に向けて配置される第１壁部としての側面２２３を有する。また、計測部２１３は、第１壁部よりも計測部２１３の先端部側でかつ主通路２２における被計測気体２の流れ方向の下流側の位置において被計測気体２の流れ方向の上流側に向けて配置される第２壁部としての段差面２２８を有する。この第２壁部としての段差面２２８に、副通路の入口２３１が開口している。
That is, the measurement unit 213 has a side surface 223 as a first wall portion that is arranged toward the upstream side in the flow direction of the measurement target gas 2 in the main passage 22. The measuring unit 213 is further on the upstream side in the flow direction of the measurement target gas 2 at a position closer to the distal end portion of the measurement unit 213 than the first wall portion and downstream in the flow direction of the measurement target gas 2 in the main passage 22. It has the level | step difference surface 228 as a 2nd wall part arrange | positioned toward. An entrance 231 of the sub passage is opened in the step surface 228 as the second wall portion.
物理量検出装置２０は、副通路の入口２３１が、フランジ２１１から主通路２２の中心方向に向かって延びる計測部２１３の先端部に設けられているので、主通路２２の内壁面近傍ではなく、内壁面から離れた中央部に近い部分の気体を副通路に取り込むことができる。このため、物理量検出装置２０は、主通路２２の内壁面から離れた部分の気体の流量を測定することができ、熱などの影響による計測精度の低下を抑制できる。
In the physical quantity detection device 20, the inlet 231 of the sub passage is provided at the tip of the measuring unit 213 extending from the flange 211 toward the center of the main passage 22. A portion of the gas near the center away from the wall surface can be taken into the sub-passage. For this reason, the physical quantity detection device 20 can measure the flow rate of the gas in the part away from the inner wall surface of the main passage 22 and can suppress a decrease in measurement accuracy due to the influence of heat or the like.
主通路２２の内壁面近傍では、主通路２２の温度の影響を受け易く、気体の本来の温度に対して被計測気体２の温度が異なる状態となり、主通路２２内の主気体の平均的な状態と異なることになる。特に主通路２２がエンジンの吸気ボディである場合は、エンジンからの熱の影響を受け、高温に維持されていることが多い。このため主通路２２の内壁面近傍の気体は、主通路２２の本来の気温に対して高いことが多く、計測精度を低下させる要因となる。また、主通路２２の内壁面近傍では流体抵抗が大きく、主通路２２の平均的な流速に比べ、流速が低くなる。このため、主通路２２の内壁面近傍の気体を被計測気体２として副通路に取り込むと、主通路２２の平均的な流速に対する流速の低下が計測誤差につながるおそれがある。
In the vicinity of the inner wall surface of the main passage 22, it is easily affected by the temperature of the main passage 22, and the temperature of the measured gas 2 is different from the original temperature of the gas. It will be different from the state. In particular, when the main passage 22 is an engine intake body, it is often maintained at a high temperature due to the influence of heat from the engine. For this reason, the gas in the vicinity of the inner wall surface of the main passage 22 is often higher than the original temperature of the main passage 22, which causes a reduction in measurement accuracy. Further, in the vicinity of the inner wall surface of the main passage 22, the fluid resistance is large, and the flow velocity is lower than the average flow velocity of the main passage 22. For this reason, when the gas in the vicinity of the inner wall surface of the main passage 22 is taken into the sub passage as the gas to be measured 2, a decrease in the flow velocity with respect to the average flow velocity of the main passage 22 may lead to a measurement error.
物理量検出装置２０は、フランジ２１１から主通路２２の中央に向かって延びる薄くて長い計測部２１３の先端部に入口２３１が設けられているので、内壁面近傍の流速低下に関係する計測誤差を低減できる。また、物理量検出装置２０は、フランジ２１１から主通路２２の中央に向かって伸びる計測部２１３の先端部に入口２３１が設けられているだけでなく、副通路の第１出口２３２および第２出口２３３も計測部２１３の先端部に設けられているので、さらに計測誤差を低減することができる。
The physical quantity detection device 20 is provided with an inlet 231 at the distal end of a thin and long measuring unit 213 extending from the flange 211 toward the center of the main passage 22, thereby reducing measurement errors related to a decrease in flow velocity near the inner wall surface. it can. In addition, the physical quantity detection device 20 has not only an inlet 231 provided at the distal end of the measuring unit 213 extending from the flange 211 toward the center of the main passage 22, but also the first outlet 232 and the second outlet 233 of the sub passage. Is also provided at the tip of the measuring unit 213, so that measurement errors can be further reduced.
物理量検出装置２０は、計測部２１３が主通路２２の外壁から中央に向かう軸に沿って長く伸びる形状を成しているが、側面２２３、２２４の幅は、図２Ｃおよび図２Ｄに示すように、狭い形状を成している。これにより、物理量検出装置２０は、被計測気体２に対しては流体抵抗を小さい値に抑えることができる。
The physical quantity detection device 20 has a shape in which the measurement unit 213 extends long along the axis from the outer wall of the main passage 22 toward the center, but the widths of the side surfaces 223 and 224 are as shown in FIGS. 2C and 2D. It has a narrow shape. Thereby, the physical quantity detection device 20 can suppress the fluid resistance to a small value with respect to the measurement target gas 2.
物理量検出装置２０は、図２Ｂに示すように、計測部２１３の先端部に、温度検出部である吸気温度センサ２０３が設けられている。吸気温度センサ２０３は、計測部２１３の外に露出して設けられている。吸気温度センサ２０３は、円柱状のセンサ本体２０３ａと、センサ本体２０３ａの軸方向両端部から互いに離間する方向に向かって突出する一対のリード２０３ｂとを有するアキシャルリード部品によって構成されている。計測部２１３には、吸気温度センサ２０３を保護するためのプロテクタ２０２ａが設けられている。
As shown in FIG. 2B, the physical quantity detection device 20 is provided with an intake air temperature sensor 203 as a temperature detection unit at the tip of the measurement unit 213. The intake air temperature sensor 203 is exposed outside the measuring unit 213. The intake air temperature sensor 203 is composed of an axial lead component having a columnar sensor body 203a and a pair of leads 203b protruding from both ends in the axial direction of the sensor body 203a toward each other. The measuring unit 213 is provided with a protector 202a for protecting the intake air temperature sensor 203.
物理量検出装置２０の計測部２１３は、主通路２２に設けられた取り付け孔から内部に挿入され、物理量検出装置２０のフランジ２１１が主通路２２に当接され、ねじで主通路２２に固定される。フランジ２１１は、所定の板厚からなる平面視略矩形状を有しており、図２Ｅおよび図２Ｆに示すように、対角線上の角部に固定穴部２４１が対をなして設けられている。固定穴部２４１は、フランジ２１１を貫通する貫通孔２４２を有している。フランジ２１１は、固定穴部２４１の貫通孔２４２に、不図示の固定ネジが挿通されて主通路２２のネジ穴に螺入されることにより主通路２２に固定される。
The measuring unit 213 of the physical quantity detection device 20 is inserted into the inside through an attachment hole provided in the main passage 22, the flange 211 of the physical quantity detection device 20 is brought into contact with the main passage 22, and is fixed to the main passage 22 with screws. . The flange 211 has a substantially rectangular shape in plan view having a predetermined plate thickness, and as shown in FIGS. 2E and 2F, a pair of fixing holes 241 are provided at corners on a diagonal line. . The fixing hole 241 has a through hole 242 that penetrates the flange 211. The flange 211 is fixed to the main passage 22 by inserting a fixing screw (not shown) into the through hole 242 of the fixing hole 241 and screwing it into the screw hole of the main passage 22.
図２Ｅに示すように、フランジ２１１の上面には第１リブ２４３と、第２リブ２４４と、第３リブ２４５と、第４リブ２４６とが設けられている。第１リブ２４３は、固定穴部２４１とコネクタ２１２との間を直線的に接続している。第２リブ２４４は、固定穴部２４１の貫通孔２４２の周囲を囲み、断面形状がテーパ状に設けられている。第３リブ２４５は、フランジ２１１の外周部に沿って設けられている。第４リブ２４６は、フランジ２１１の対角線上でかつ第１リブ２４３に交差する方向に延在している。
As shown in FIG. 2E, a first rib 243, a second rib 244, a third rib 245, and a fourth rib 246 are provided on the upper surface of the flange 211. The first rib 243 connects the fixing hole 241 and the connector 212 linearly. The second rib 244 surrounds the periphery of the through hole 242 of the fixing hole 241 and has a cross-sectional shape that is tapered. The third rib 245 is provided along the outer peripheral portion of the flange 211. The fourth rib 246 extends on a diagonal line of the flange 211 and in a direction intersecting the first rib 243.
第１リブ２４３は、主通路２２へのねじ固定力が作用する固定穴部２４１と、立体形状により剛性が比較的高いコネクタ２１２との間に亘って直線的に設けられているので、フランジ補強効果が高い。したがって、第１リブ２４３を有していないものと比較して、フランジ２１１の厚さを薄くすることができ、ハウジング全体の軽量化を図ることができ、また、ハウジング２０１の成形時にフランジ２１１を構成する樹脂の収縮の影響を低減することができる。
Since the first rib 243 is linearly provided between the fixing hole portion 241 where the screw fixing force acts on the main passage 22 and the connector 212 having relatively high rigidity due to the three-dimensional shape, the first rib 243 is flange-reinforced. High effect. Therefore, the thickness of the flange 211 can be reduced as compared with the case where the first rib 243 is not provided, the weight of the entire housing can be reduced, and the flange 211 is formed when the housing 201 is molded. It is possible to reduce the influence of the shrinkage of the constituent resin.
コネクタ２１２は、図２Ｅに示すように、その内部に４本の外部端子２４７と補正用端子２４８が設けられている。外部端子２４７は、物理量検出装置２０の計測結果である流量や温度などの物理量を出力するための端子および物理量検出装置２０が動作するための直流電力を供給するための電源端子である。補正用端子２４８は、生産された物理量検出装置２０の計測を行い、それぞれの物理量検出装置２０に関する補正値を求めて、物理量検出装置２０内部のメモリに補正値を記憶するのに使用する端子である。
As shown in FIG. 2E, the connector 212 has four external terminals 247 and correction terminals 248 provided therein. The external terminal 247 is a terminal for outputting a physical quantity such as a flow rate or temperature, which is a measurement result of the physical quantity detection device 20, and a power supply terminal for supplying DC power for operating the physical quantity detection device 20. The correction terminal 248 is a terminal used for measuring the produced physical quantity detection device 20, obtaining a correction value related to each physical quantity detection device 20, and storing the correction value in a memory inside the physical quantity detection device 20. is there.
上記メモリに補正値が記憶された後の物理量検出装置２０の計測動作では、その記憶された補正値を表す補正データが使用され、補正用端子２４８は使用されない。したがって、外部端子２４７が他の外部機器に接続されるときに、補正用端子２４８が邪魔にならないように、補正用端子２４８と外部端子２４７とは異なる形状を有している。図２Ｅに示す例では、外部端子２４７よりも補正用端子２４８が短く、外部端子２４７に接続される外部機器への接続端子がコネクタ２１２に挿入されても、接続の障害にならないようになっている。
In the measurement operation of the physical quantity detection device 20 after the correction value is stored in the memory, the correction data representing the stored correction value is used, and the correction terminal 248 is not used. Therefore, when the external terminal 247 is connected to another external device, the correction terminal 248 and the external terminal 247 have different shapes so that the correction terminal 248 does not get in the way. In the example shown in FIG. 2E, the correction terminal 248 is shorter than the external terminal 247, and even if a connection terminal to an external device connected to the external terminal 247 is inserted into the connector 212, the connection is not hindered. Yes.
図３Ａは、図２Ａに示す物理量検出装置２０のカバー２０２を取り外した正面図である。図３Ｂは、図３Ａに示す物理量検出装置のIIIB‐IIIB線に沿う断面図である。なお、図３Ａおよび図３Ｂでは、回路基板２０７を封止しているホットメルト接着剤２０９を省略している。
3A is a front view of the physical quantity detection device 20 shown in FIG. 2A with the cover 202 removed. 3B is a cross-sectional view of the physical quantity detection device shown in FIG. 3A along the line IIIB-IIIB. 3A and 3B, the hot-melt adhesive 209 that seals the circuit board 207 is omitted.
ハウジング２０１には、計測部２１３内に副通路２３４を形成するための副通路溝２５０と、回路基板２０７を収容するための回路室２３５が設けられている。回路室２３５と副通路溝２５０は、計測部２１３の正面に凹設されており、計測部２１３の短手方向一方側と他方側に分かれて配置されている。回路室２３５は、主通路２２における被計測気体２の流れ方向上流側の位置に配置され、副通路２３４は、回路室２３５よりも主通路２２における被計測気体２の流れ方向下流側の位置に配置される。
The housing 201 is provided with a sub-passage groove 250 for forming the sub-passage 234 in the measurement unit 213 and a circuit chamber 235 for accommodating the circuit board 207. The circuit chamber 235 and the sub-passage groove 250 are recessed in the front of the measuring unit 213 and are arranged separately on one side and the other side of the measuring unit 213 in the short direction. The circuit chamber 235 is disposed at a position upstream in the flow direction of the gas to be measured 2 in the main passage 22, and the sub-passage 234 is disposed at a position downstream of the circuit chamber 235 in the flow direction of the gas to be measured 2 in the flow direction. Be placed.
ハウジング２０１には、主通路２２を流れる被計測気体２の流量を計測するための流量センサを備えるチップパッケージ２０８が回路基板２０７に実装された状態で収容されている。チップパッケージ２０８は、本開示に係る回路パッケージの一実施形態であり、チップパッケージ２０８の一部が回路基板２０７の端部から側方に突出した状態で回路基板２０７の基板面に固定されている。チップパッケージ２０８は、副通路２３４と回路室２３５との間に亘って配置されている。
A chip package 208 including a flow rate sensor for measuring the flow rate of the gas to be measured 2 flowing through the main passage 22 is accommodated in the housing 201 in a state of being mounted on the circuit board 207. The chip package 208 is an embodiment of the circuit package according to the present disclosure, and is fixed to the substrate surface of the circuit board 207 in a state in which a part of the chip package 208 protrudes laterally from the end of the circuit board 207. . The chip package 208 is disposed between the sub passage 234 and the circuit chamber 235.
詳細については後述するが、本開示の回路パッケージの一実施形態であるチップパッケージ２０８は、次の構成を主な特徴としている（図８を参照）。チップパッケージ２０８は、リードフレーム２７７と、流量検出素子である流量センサ２０５と、その流量検出素子の一部およびリードフレーム２７７の一部を封止する封止部であるパッケージ本体２７１と、を備えている。そして、チップパッケージ２０８は、封止部であるパッケージ本体２７１から露出したリードフレーム２７７に接続され、その封止部から露出した流量検出素子の検出部に対向して配置された金属部材２８０を備える。
Although details will be described later, the chip package 208 which is an embodiment of the circuit package of the present disclosure mainly has the following configuration (see FIG. 8). The chip package 208 includes a lead frame 277, a flow rate sensor 205 that is a flow rate detection element, and a package body 271 that is a sealing portion that seals a part of the flow rate detection element and a part of the lead frame 277. ing. The chip package 208 includes a metal member 280 that is connected to the lead frame 277 exposed from the package body 271 that is a sealing portion, and is disposed to face the detection portion of the flow rate detection element exposed from the sealing portion. .
図３Ａに示す副通路溝２５０は、カバー２０２との協働により副通路２３４を形成する。副通路２３４は、計測部２１３の突出方向（長手方向）に沿って延在して設けられている。副通路２３４を形成する副通路溝２５０は、第１副通路溝２５１と、第１副通路溝２５１の途中で分岐する第２副通路溝２５２とを有している。第１副通路溝２５１は、計測部２１３の段差面２２８に開口する入口２３１と、計測部２１３の他方側の側面でかつ段差面２２８に対向する位置に開口する第１出口２３２との間に亘って、計測部２１３の短手方向に沿って延在するように形成されている。入口２３１は、主通路２２における被計測気体２の流れ方向上流側を向くように開口されている。第１副通路溝２５１は、主通路２２内を流れる被計測気体２を入口２３１から取り込み、その取り込んだ被計測気体２を第１出口２３２から主通路２２に戻す第１副通路を構成する。第１副通路は、入口２３１から主通路２２内における被計測気体２の流れ方向に沿って延在し、第１出口２３２までつながる。
The sub-passage groove 250 shown in FIG. 3A forms a sub-passage 234 in cooperation with the cover 202. The auxiliary passage 234 is provided so as to extend along the protruding direction (longitudinal direction) of the measuring unit 213. The sub passage groove 250 that forms the sub passage 234 includes a first sub passage groove 251 and a second sub passage groove 252 that branches in the middle of the first sub passage groove 251. The first sub-passage groove 251 is located between the inlet 231 that opens to the step surface 228 of the measurement unit 213 and the first outlet 232 that opens on the other side surface of the measurement unit 213 and facing the step surface 228. It is formed so as to extend along the short direction of the measurement unit 213. The inlet 231 is opened to face the upstream side in the flow direction of the measurement target gas 2 in the main passage 22. The first sub-passage groove 251 constitutes a first sub-passage that takes in the measured gas 2 flowing in the main passage 22 from the inlet 231 and returns the taken measured gas 2 from the first outlet 232 to the main passage 22. The first sub-passage extends from the inlet 231 along the flow direction of the gas to be measured 2 in the main passage 22, and is connected to the first outlet 232.
第２副通路溝２５２は、第１副通路溝２５１の途中位置で分岐して計測部２１３の長手方向に沿って計測部２１３の基端部側（フランジ２１１側）に向かって延在する。そして、計測部２１３の基端部で計測部２１３の短手方向他方側に向かって折れ曲がり、Ｕターンして再び計測部２１３の長手方向に沿って計測部２１３の先端部に向かって延在する。そして、第１出口２３２の手前で計測部２１３の短手方向他方側に向かって折曲され、計測部２１３の他方側の側面２２４に開口する第２出口２３３に連続するように設けられている。第２出口２３３は、主通路２２における被計測気体２の流れ方向下流側を向くように開口されている。第２出口２３３は、第１出口２３２とほぼ同等または若干大きい開口面積を有しており、第１出口２３２よりも計測部２１３の長手方向基端部側に隣接した位置に形成されている。
The second sub-passage groove 252 branches at a midpoint of the first sub-passage groove 251 and extends toward the base end side (flange 211 side) of the measurement unit 213 along the longitudinal direction of the measurement unit 213. Then, it is bent toward the other side in the short direction of the measuring unit 213 at the base end of the measuring unit 213, and is U-turned to extend again toward the distal end of the measuring unit 213 along the longitudinal direction of the measuring unit 213. . And it is provided so as to be continuous with the second outlet 233 that is bent toward the other side in the short direction of the measuring unit 213 before the first outlet 232 and opens to the side surface 224 on the other side of the measuring unit 213. . The second outlet 233 is opened to face the downstream side in the flow direction of the measurement target gas 2 in the main passage 22. The second outlet 233 has an opening area substantially equal to or slightly larger than that of the first outlet 232, and is formed at a position adjacent to the proximal end side in the longitudinal direction of the measuring unit 213 than the first outlet 232.
第２副通路溝２５２は、第１副通路から分岐されて流れ込んだ被計測気体２を通過させて第２出口２３３から主通路２２に戻す第２副通路を構成する。第２副通路は、計測部２１３の長手方向に沿って往復する経路を有する。つまり、第２副通路は、第１副通路の途中で分岐して、計測部２１３の基端部側に向かって延在し、計測部２１３の基端部側で折り返されて計測部２１３の先端部側に向かって延在し、入口２３１よりも主通路２２内における被計測気体２の流れ方向下流側で被計測気体２の流れ方向下流側に向かって対向配置される第２出口２３３につながる経路を有する。第２副通路溝２５２は、その途中位置に流量センサ２０５が配置されている。第２副通路溝２５２は、第２副通路の通路長さをより長く確保することができ、主通路内に脈動が生じた場合に、流量センサ２０５への影響を小さくすることができる。
The second sub-passage groove 252 constitutes a second sub-passage that allows the measurement gas 2 branched and flowing from the first sub-passage to pass back to the main passage 22 from the second outlet 233. The second sub-passage has a path that reciprocates along the longitudinal direction of the measurement unit 213. That is, the second sub-passage branches in the middle of the first sub-passage, extends toward the base end side of the measurement unit 213, is folded back on the base end side of the measurement unit 213, and A second outlet 233 that extends toward the distal end side and is opposed to the downstream side in the flow direction of the measurement target gas 2 on the downstream side in the flow direction of the measurement target gas 2 in the main passage 22 relative to the inlet 231. Have a connected path. The second sub-passage groove 252 is provided with a flow rate sensor 205 at an intermediate position. The second sub-passage groove 252 can secure a longer passage length of the second sub-passage, and can reduce the influence on the flow rate sensor 205 when pulsation occurs in the main passage.
上記構成によれば、計測部２１３の延びる方向に沿って副通路２３４を形成することができ、副通路２３４の長さを十分に長く確保できる。これにより、物理量検出装置２０は、十分な長さの副通路２３４を備えることができる。したがって、物理量検出装置２０は、流体抵抗を小さい値に抑えられるとともに高い精度で被計測気体２の物理量を計測することが可能である。
According to the above configuration, the sub passage 234 can be formed along the extending direction of the measurement unit 213, and the length of the sub passage 234 can be secured sufficiently long. Thereby, the physical quantity detection device 20 can be provided with a sufficiently long sub-passage 234. Therefore, the physical quantity detection device 20 can measure the physical quantity of the measurement target gas 2 with high accuracy while suppressing the fluid resistance to a small value.
第１副通路溝２５１は、入口２３１から第１出口２３２まで計測部２１３の短手方向に沿って延在して設けられているので、入口２３１から第１副通路内に侵入した塵埃などの異物をそのまま第１出口２３２から排出させることができる。これにより、異物が第２副通路に侵入するのを抑制し、第２副通路内の流量センサ２０５に影響を与えるのを抑制することができる。
Since the first sub-passage groove 251 extends from the inlet 231 to the first outlet 232 along the short direction of the measuring unit 213, dust such as dust that has entered the first sub-passage from the inlet 231 is provided. The foreign matter can be discharged from the first outlet 232 as it is. Thereby, it can suppress that a foreign material penetrate | invades into a 2nd subpassage, and can suppress affecting the flow sensor 205 in a 2nd subpassage.
第１副通路溝２５１の入口２３１と第１出口２３２は、入口２３１の方が第１出口２３２よりも大きな開口面積を有している。入口２３１の開口面積を第１出口２３２よりも大きくすることによって、第１副通路に流入した被計測気体２を、第１副通路の途中で分岐している第２副通路にも確実に導くことができる。
The inlet 231 and the first outlet 232 of the first sub-passage groove 251 have a larger opening area at the inlet 231 than at the first outlet 232. By making the opening area of the inlet 231 larger than that of the first outlet 232, the gas to be measured 2 that has flowed into the first sub-passage is reliably guided to the second sub-passage that branches in the middle of the first sub-passage. be able to.
第１副通路溝２５１の入口２３１と第１出口２３２は、入口２３１の方が第１出口２３２よりも大きな開口面積を有している。入口２３１の開口面積を第１出口２３２よりも大きくすることによって、第１副通路に流入した被計測気体２を、第１副通路の途中で分岐している第２副通路にも確実に導くことができる。
The inlet 231 and the first outlet 232 of the first sub-passage groove 251 have a larger opening area at the inlet 231 than at the first outlet 232. By making the opening area of the inlet 231 larger than that of the first outlet 232, the gas to be measured 2 that has flowed into the first sub-passage is reliably guided to the second sub-passage that branches in the middle of the first sub-passage. be able to.
第１副通路溝２５１の入口２３１には、長手方向中央位置に突起部２５３が設けられている。突起部２５３は、入口２３１の大きさを長手方向に２等分して、それぞれの開口面積を第１出口２３２及び第２出口２３３よりも小さくしている。突起部２５３は、入口２３１から第１副通路に侵入可能な異物の大きさを第１出口２３２及び第２出口２３３よりも小さいものだけに規制し、異物によって第１出口２３２や第２出口２３３が塞がれるのを防ぐことができる。
The inlet 231 of the first sub-passage groove 251 is provided with a protrusion 253 at the center in the longitudinal direction. The protrusion 253 divides the size of the inlet 231 into two equal parts in the longitudinal direction so that the respective opening areas are smaller than those of the first outlet 232 and the second outlet 233. The protrusion 253 restricts the size of foreign matter that can enter the first sub-passage from the inlet 231 to be smaller than those of the first outlet 232 and the second outlet 233, and the first outlet 232 and the second outlet 233 are caused by the foreign matter. Can be prevented from being blocked.
図３Ａに示すように、回路室２３５は、計測部２１３の短手方向一方側に設けられており、回路基板２０７が収容されている。回路基板２０７は、計測部の長手方向に沿って延在する長方形状を有しており、その表面には、チップパッケージ２０８と、圧力センサ２０４と、温湿度センサ２０６が実装されている。
As illustrated in FIG. 3A, the circuit chamber 235 is provided on one side in the short direction of the measurement unit 213 and accommodates the circuit board 207. The circuit board 207 has a rectangular shape extending along the longitudinal direction of the measurement unit, and a chip package 208, a pressure sensor 204, and a temperature / humidity sensor 206 are mounted on the surface thereof.
チップパッケージ２０８は、回路基板２０７に実装されている。チップパッケージ２０８には、流量センサ２０５と、流量センサ２０５を駆動する電子部品であるＬＳＩとが実装されている。チップパッケージ２０８は、第２副通路溝２５２内に流量センサ２０５が配置されるように、回路基板２０７の長手方向中央位置で回路基板２０７から短手方向他方側にチップパッケージ２０８の一部が突出した状態で実装されている。
The chip package 208 is mounted on the circuit board 207. The chip package 208 is mounted with a flow sensor 205 and an LSI that is an electronic component that drives the flow sensor 205. In the chip package 208, a part of the chip package 208 protrudes from the circuit board 207 to the other side in the short direction at the center position in the longitudinal direction of the circuit board 207 so that the flow rate sensor 205 is disposed in the second auxiliary passage groove 252 It is implemented in the state.
圧力センサ２０４は、チップパッケージ２０８よりも回路基板２０７の長手方向基端部側に実装されており、温湿度センサ２０６は、チップパッケージ２０８よりも回路基板２０７の長手方向先端側に実装されている。そして、回路基板２０７の表面には、吸気温度センサ２０３のリードが接続されている。吸気温度センサ２０３は、温湿度センサ２０６よりも回路基板２０７の長手方向先端側の位置にリード２０３ｂが接続され、センサ本体２０３ａが回路基板２０７から長手方向にはみ出して計測部２１３の外部に露出した位置に配置されるように実装されている。
The pressure sensor 204 is mounted on the longitudinal base end side of the circuit board 207 with respect to the chip package 208, and the temperature / humidity sensor 206 is mounted on the longitudinal front end side of the circuit board 207 with respect to the chip package 208. . The lead of the intake air temperature sensor 203 is connected to the surface of the circuit board 207. The intake air temperature sensor 203 has a lead 203b connected to a position on the front end side in the longitudinal direction of the circuit board 207 with respect to the temperature / humidity sensor 206, and the sensor body 203a protrudes from the circuit board 207 in the longitudinal direction and is exposed outside the measuring unit 213 Implemented to be placed in position.
計測部２１３には、その長手方向に沿って基端部側から先端部側に向かって（計測部２１３の突出方向に向かって）、（１）圧力センサ２０４、（２）流量センサ２０５、（３）温湿度センサ２０６、（４）吸気温度センサ２０３が順番に配置されている。（１）圧力センサ２０４は、被計測気体２の圧力を検出し、流量センサ２０５は、被計測気体２の流量を検出する。温湿度センサ２０６は、被計測気体２の湿度を検出し、吸気温度センサは、被計測気体２の温度を検出する
The measurement unit 213 includes (1) a pressure sensor 204, (2) a flow rate sensor 205, (from the base end side toward the tip end side (toward the protruding direction of the measurement unit 213) along the longitudinal direction thereof. 3) A temperature / humidity sensor 206 and (4) an intake air temperature sensor 203 are arranged in order. (1) The pressure sensor 204 detects the pressure of the measurement target gas 2, and the flow rate sensor 205 detects the flow rate of the measurement target gas 2. The temperature / humidity sensor 206 detects the humidity of the measurement target gas 2, and the intake air temperature sensor detects the temperature of the measurement target gas 2.
物理量検出装置２０は、たとえば自動車のエンジンルーム内に配置される。エンジンルーム内の温度は、６０℃から１００℃であり、主通路２２を通過する被計測気体２の温度は平均２５℃である。したがって、物理量検出装置２０には、フランジ２１１側からエンジンルーム内の熱が伝達され、その温度分布は、フランジ２１１側から計測部２１３の先端部側に向かって移行するにしたがって漸次温度が低くなる。
The physical quantity detection device 20 is disposed, for example, in an engine room of an automobile. The temperature in the engine room is 60 ° C. to 100 ° C., and the temperature of the measurement target gas 2 passing through the main passage 22 is 25 ° C. on average. Therefore, heat in the engine room is transmitted to the physical quantity detection device 20 from the flange 211 side, and the temperature distribution gradually decreases as the temperature distribution shifts from the flange 211 side toward the distal end side of the measurement unit 213. .
したがって、本実施形態の計測部２１３では、最も熱影響が小さい（１）圧力センサ２０４を基端側に配置し、次に高温側で熱影響が小さい（２）流量センサ２０５を（１）圧力センサ２０４よりも計測部２１３の先端部側に配置する。そして、次に低温側で熱影響が小さい（３）温湿度センサ２０６を（２）流量センサ２０５よりも計測部２１３の先端部側に配置に配置し、最も熱影響を受けやすい（４）吸気温度センサ２０３を計測部２１３の先端部に配置する構成とした。
Therefore, in the measurement unit 213 of the present embodiment, (1) the pressure sensor 204 having the smallest thermal effect is arranged on the proximal end side, and then the heat effect is small on the high temperature side (2) the flow sensor 205 is (1) the pressure It arrange | positions rather than the sensor 204 at the front-end | tip part side of the measurement part 213. FIG. Then, next, the thermal effect is the smallest on the low temperature side. (3) The temperature / humidity sensor 206 is arranged closer to the tip side of the measuring unit 213 than (2) the flow rate sensor 205, and is most susceptible to thermal effect. The temperature sensor 203 is arranged at the tip of the measurement unit 213.
本実施形態によれば、回路基板２０７を計測部２１３の長手方向に沿って延在するように配置しているので、フランジ２１１からの熱伝導距離を主通路２２の中心軸近傍まで確保できる。そして、（１）〜（４）の各センサを、計測部２１３の基端部から先端部に向かって熱影響の小さい順に並べて配置しているので、各センサのセンサ性能を確保することができる。また、回路基板２０７を、計測部２１３の短手方向一方側に配置することで空気への熱伝導率を促進させることができる。
According to the present embodiment, since the circuit board 207 is arranged so as to extend along the longitudinal direction of the measuring unit 213, the heat conduction distance from the flange 211 can be ensured to the vicinity of the central axis of the main passage 22. And since each sensor of (1)-(4) is arrange | positioned and arrange | positioned from the base end part of the measurement part 213 toward the front-end | tip part in order with a small thermal influence, the sensor performance of each sensor is securable. . Moreover, the thermal conductivity to air can be promoted by disposing the circuit board 207 on one side of the measurement unit 213 in the short direction.
図４Ａは、図２Ａに示す物理量検出装置のカバーを取り外した正面図である。図４Ｂは、図４Ａに示す物理量検出装置の回路基板の正面図である。図４Ｃは、図４Ｂに示す回路基板のIVC‐IVC線に沿う断面図である。
FIG. 4A is a front view of the physical quantity detection device shown in FIG. 2A with the cover removed. 4B is a front view of the circuit board of the physical quantity detection device shown in FIG. 4A. 4C is a cross-sectional view taken along line IVC-IVC of the circuit board shown in FIG. 4B.
回路基板２０７は、ホットメルト接着剤２０９が塗布されて、回路基板２０７と各センサとの導通部が保護されている。各センサのセンサ面は、ホットメルト接着剤２０９に覆われずに露出しており、センシング機能は失われない。ホットメルト接着剤２０９は、たとえば弾性変形可能な弾力性を有する熱可塑性樹脂材料により構成されており、加熱軟化された状態で回路基板２０７に塗布される。
The circuit board 207 is coated with a hot melt adhesive 209 to protect the conductive parts between the circuit board 207 and each sensor. The sensor surface of each sensor is exposed without being covered with the hot melt adhesive 209, and the sensing function is not lost. The hot melt adhesive 209 is made of, for example, an elastically deformable thermoplastic resin material, and is applied to the circuit board 207 in a heat-softened state.
回路室は、図４Ａにハッチングで示される部分が接着剤によってカバーに接着され、接着剤とホットメルト接着剤２０９によって回路基板２０７の正面側が３つの部屋Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３に気密的に仕切られるようになっている。具体的には、ハウジング２０１に一体成形されたコネクタターミナル２１４と回路基板２０７の接続端子部とが接続される第１室Ｒ１と、圧力センサ２０４とチップパッケージ２０８の一部が収容される第２室Ｒ２と、温湿度センサ２０６が収容されかつ吸気温度センサ２０３のリード２０３ｂが挿通される第３室Ｒ３が形成される。
In the circuit chamber, the hatched portion in FIG. 4A is adhered to the cover by an adhesive, and the front side of the circuit board 207 is hermetically partitioned into three rooms R1, R2, and R3 by the adhesive and the hot melt adhesive 209. It is like that. Specifically, the first chamber R1 to which the connector terminal 214 integrally formed in the housing 201 and the connection terminal portion of the circuit board 207 are connected, the pressure sensor 204, and a part of the chip package 208 are accommodated. A chamber R2 and a third chamber R3 in which the temperature / humidity sensor 206 is accommodated and the lead 203b of the intake air temperature sensor 203 is inserted are formed.
第１室Ｒ１は、正面側がカバー２０２によって封止されており、計測部２１３の外側から隔離された密閉空間となっている。したがって、コネクタターミナル２１４と接続端子との接続部分が、被計測気体２に含まれているガスと接触して腐食するのを防ぐことができる。第２室Ｒ２は、カバー２０２との間の隙間を介して第２副通路溝２５２と連通しており、圧力センサ２０４による圧力の計測が可能になっている。第３室Ｒ３は、計測部２１３の下面２２６に開口する吸気温度センサ用のリード挿通穴２１６を介して計測部２１３の外側と連通しており、温湿度センサ２０６による温湿度の計測が可能になっている。
The first chamber R <b> 1 is sealed with a cover 202 on the front side, and is a sealed space isolated from the outside of the measurement unit 213. Therefore, the connection portion between the connector terminal 214 and the connection terminal can be prevented from corroding due to contact with the gas contained in the measurement target gas 2. The second chamber R <b> 2 communicates with the second sub-passage groove 252 through a gap between the cover 202 and the pressure sensor 204 can measure the pressure. The third chamber R3 communicates with the outside of the measurement unit 213 through a lead insertion hole 216 for the intake air temperature sensor that opens on the lower surface 226 of the measurement unit 213, and the temperature and humidity sensor 206 can measure the temperature and humidity. It has become.
ハウジング２０１には、コネクタターミナル２１４が一体成形されている。コネクタターミナル２１４は、基端がコネクタ２１２内の外部端子に接続されており、先端が回路室２３５内に突出して設けられている。コネクタターミナル２１４は、先端が幅方向に弾性変形可能な端子（ニードルアイ）を有しており、回路基板２０７を回路室２３５に配置することによって、端部を回路基板２０７のスルーホール２６１に圧入して電気的な接続をするプレスフィット構造となっている。
A connector terminal 214 is formed integrally with the housing 201. The connector terminal 214 has a proximal end connected to an external terminal in the connector 212, and a distal end protruding into the circuit chamber 235. The connector terminal 214 has a terminal (needle eye) whose tip can be elastically deformed in the width direction. By placing the circuit board 207 in the circuit chamber 235, the end is press-fitted into the through hole 261 of the circuit board 207. And has a press-fit structure for electrical connection.
カバー２０２は、たとえばアルミニウム合金やステンレス合金などの金属製の導電性材料によって構成されている。カバー２０２は、計測部２１３の正面を覆う平板形状を有しており、接着剤によって計測部２１３に固定される。カバー２０２は、計測部２１３の回路室２３５を覆い、また、計測部２１３の副通路溝２５０との協働により副通路を構成する。カバー２０２は、所定のコネクタターミナル２１４との間に導電性の中間部材を介在させることによってグランドに電気的に接続されており、除電機能を有している。
The cover 202 is made of, for example, a metal conductive material such as an aluminum alloy or a stainless alloy. The cover 202 has a flat plate shape that covers the front surface of the measurement unit 213 and is fixed to the measurement unit 213 with an adhesive. The cover 202 covers the circuit chamber 235 of the measuring unit 213, and constitutes a sub-passage in cooperation with the sub-passage groove 250 of the measuring unit 213. The cover 202 is electrically connected to the ground by interposing a conductive intermediate member with a predetermined connector terminal 214, and has a charge eliminating function.
図５Ａは、図４Ａに示す物理量検出装置２０の回路基板２０７の正面図である。図５Ｂは、図５Ａに示す回路基板２０７のVB‐VB線に沿う断面図である。図５Ｃは、図５Ａに示す回路基板２０７のVC‐VC線に沿う断面図である。なお、図５Ａから図５Ｃでは、回路基板２０７を封止しているホットメルト接着剤２０９を省略している。
FIG. 5A is a front view of the circuit board 207 of the physical quantity detection device 20 shown in FIG. 4A. FIG. 5B is a cross-sectional view taken along the line VB-VB of the circuit board 207 shown in FIG. 5A. FIG. 5C is a cross-sectional view taken along the line VC-VC of the circuit board 207 shown in FIG. 5A. 5A to 5C, the hot melt adhesive 209 that seals the circuit board 207 is omitted.
回路基板２０７は、計測部２１３の長手方向に沿って延在する長方形を有している。回路基板２０７の長手方向一方端部には、ハウジング２０１のコネクタターミナル２１４が圧入されるスルーホール２６１が設けられている。そして、スルーホール２６１に隣接する位置に、圧力センサ２０４が設けられている。圧力センサ２０４は、図５Ａに示すように１個でもよく、また、複数を並べて配置してもよい。
The circuit board 207 has a rectangular shape that extends along the longitudinal direction of the measurement unit 213. A through hole 261 into which the connector terminal 214 of the housing 201 is press-fitted is provided at one end in the longitudinal direction of the circuit board 207. A pressure sensor 204 is provided at a position adjacent to the through hole 261. One pressure sensor 204 may be provided as shown in FIG. 5A, or a plurality of pressure sensors 204 may be arranged side by side.
回路基板２０７の長手方向中央位置には、チップパッケージ２０８が固定されている。チップパッケージ２０８は、回路基板２０７の端部から一部が突出してはみ出すように実装されている。具体的には、チップパッケージ２０８は、回路基板２０７の長手方向中央位置で短手方向一方側に偏倚した位置に基端部が固定されており、回路基板２０７から短手方向に沿って突出した位置に先端部が配置されている。チップパッケージ２０８の先端部には、流量センサ２０５が設けられており、第２副通路溝２５２内に配置されるようになっている。
A chip package 208 is fixed at the center position in the longitudinal direction of the circuit board 207. The chip package 208 is mounted so that a part of the chip package 208 protrudes from the end of the circuit board 207. Specifically, the chip package 208 has a base end fixed at a position biased to one side in the short direction at the center position in the longitudinal direction of the circuit board 207, and protruded along the short direction from the circuit board 207. The tip is located at the position. A flow rate sensor 205 is provided at the tip of the chip package 208 and is arranged in the second sub-passage groove 252.
回路基板２０７は、回路基板２０７の基板面上の位置でかつチップパッケージ２０８よりもチップパッケージ２０８の突出方向とは反対の方向に偏倚した位置に、チップパッケージ２０８の幅よりも広い平坦な余白領域Ｓを有している。余白領域Ｓは、チップパッケージ２０８よりも短手方向他方側の位置に設けられており、回路部品が配置されておらず基板面が露出している。余白領域Ｓは、回路配線を有するが、回路部品が未実装の領域である。
The circuit board 207 is a flat blank area wider than the width of the chip package 208 at a position on the substrate surface of the circuit board 207 and at a position biased in a direction opposite to the protruding direction of the chip package 208 relative to the chip package 208. S. The blank area S is provided on the other side of the chip package 208 in the short side direction, and no circuit components are arranged and the substrate surface is exposed. The blank area S is an area having circuit wiring but no circuit components mounted thereon.
チップパッケージ２０８を回路基板２０７からはみ出すように実装することにより、チップパッケージ２０８全体が回路基板２０７の表面に収まるように実装した場合と比較して、回路基板２０７の小型化を図ることができる。また、回路基板２０７のチップパッケージ２０８よりも短手方向他方側の領域に、余白領域Ｓを設けている。これにより、複数の回路基板２０７にチップパッケージ２０８を実装する際に、隣接する他の回路基板２０７の余白領域Ｓの上に、回路基板２０７から突出したチップパッケージ２０８の先端部を載せることができる。
By mounting the chip package 208 so as to protrude from the circuit board 207, the circuit board 207 can be reduced in size as compared with the case where the chip package 208 is mounted so that the entire chip package 208 fits on the surface of the circuit board 207. In addition, a blank area S is provided in an area on the other side in the lateral direction from the chip package 208 of the circuit board 207. As a result, when the chip package 208 is mounted on the plurality of circuit boards 207, the tip portion of the chip package 208 protruding from the circuit board 207 can be placed on the blank area S of another adjacent circuit board 207. .
つまり、余白領域Ｓは、複数の回路基板２０７をチップパッケージ２０８の突出方向に複数並べた状態で、隣接する他の回路基板２０７に実装されているチップパッケージ２０８の突出部分を載置可能な大きさを有している。したがって、チップパッケージ２０８全体が回路基板２０７の表面に収まるように実装した場合と比較して、同一サイズの基板シートでより多くの数の回路基板２０７を作ることができ、回路基板２０７の取り数を向上させることができ、生産性を上げることができる。
That is, the blank area S is large enough to place the protruding portion of the chip package 208 mounted on another adjacent circuit board 207 in a state where a plurality of circuit boards 207 are arranged in the protruding direction of the chip package 208. Have Therefore, as compared with the case where the entire chip package 208 is mounted so as to fit on the surface of the circuit board 207, a larger number of circuit boards 207 can be made with a board sheet of the same size. Can be improved and productivity can be increased.
吸気温度センサ２０３は、図５Ａに示すように、回路基板２０７の長手方向他方端部から長手方向に沿って突出して配置されている。回路基板２０７の長手方向他方端部には、吸気温度センサ２０３の一対のリード２０３ｂがそれぞれ挿通されるスルーホール２６２が設けられている。吸気温度センサ２０３の一対のリード２０３ｂは、各端部がそれぞれスルーホール２６２に挿入されており、回路基板２０７の表面に沿うように折曲されて、回路基板２０７の長手方向他方端部から平行に突出している。一対のリード２０３ｂに対向する回路基板２０７の基板面には、ハンダ用のパッド２６３が設けられており、リードにハンダ付けされている。そして、回路基板２０７から所定距離だけ離れた位置にセンサ本体２０３ａを支持している。
As shown in FIG. 5A, the intake air temperature sensor 203 is disposed so as to protrude along the longitudinal direction from the other longitudinal end of the circuit board 207. A through hole 262 through which the pair of leads 203b of the intake air temperature sensor 203 is inserted is provided at the other longitudinal end of the circuit board 207. Each pair of leads 203b of the intake air temperature sensor 203 is inserted into the through hole 262, bent along the surface of the circuit board 207, and parallel to the other longitudinal end of the circuit board 207. Protruding. Solder pads 263 are provided on the substrate surface of the circuit board 207 facing the pair of leads 203b, and are soldered to the leads. The sensor body 203a is supported at a position away from the circuit board 207 by a predetermined distance.
図６Ａは、図５Ａに示す回路基板２０７に実装されるチップパッケージ２０８に金属部材２８０を取付けた状態の正面図である。図６Ｂから図６Ｆは、それぞれ、図６Ａに示すチップパッケージ２０８から金属部材２８０を取り外した状態の正面図、背面図、左側面図、右側面図、下面図である。図７は、図５Ａに示す回路基板２０７の正面図である。図８は、図２Ａに示す物理量検出装置２０のVIII‐VIII線に沿う模式的な横断面図である。なお、図７に示す回路基板２０７は、チップパッケージ２０８を含む回路部品が未実装の状態である。
FIG. 6A is a front view of a state in which the metal member 280 is attached to the chip package 208 mounted on the circuit board 207 shown in FIG. 5A. 6B to 6F are a front view, a rear view, a left side view, a right side view, and a bottom view, respectively, with the metal member 280 removed from the chip package 208 shown in FIG. 6A. FIG. 7 is a front view of the circuit board 207 shown in FIG. 5A. FIG. 8 is a schematic cross-sectional view taken along line VIII-VIII of the physical quantity detection device 20 shown in FIG. 2A. Note that the circuit board 207 shown in FIG. 7 is in a state where circuit components including the chip package 208 are not mounted.
前述のように、本開示に係る回路パッケージの一実施形態であるチップパッケージ２０８は、次の構成を主な特徴としている。チップパッケージ２０８は、リードフレーム２７７と、流量検出素子である流量センサ２０５と、その流量センサ２０５の一部およびリードフレーム２７７の一部を封止する封止部であるパッケージ本体２７１と、を備えている。そして、チップパッケージ２０８は、パッケージ本体２７１から露出したリードフレーム２７７に接続され、パッケージ本体２７１から露出した流量センサ２０５の検出部に対向して配置された金属部材２８０を備える。以下、本開示に係る回路パッケージの一実施形態であるチップパッケージ２０８について詳細に説明する。
As described above, the chip package 208 which is an embodiment of the circuit package according to the present disclosure mainly has the following configuration. The chip package 208 includes a lead frame 277, a flow rate sensor 205 that is a flow rate detection element, and a package body 271 that is a sealing portion that seals a part of the flow rate sensor 205 and a part of the lead frame 277. ing. The chip package 208 includes a metal member 280 that is connected to the lead frame 277 exposed from the package main body 271 and is disposed to face the detection portion of the flow sensor 205 exposed from the package main body 271. Hereinafter, the chip package 208 which is an embodiment of the circuit package according to the present disclosure will be described in detail.
チップパッケージ２０８は、ＬＳＩを含む電子部品と、電子部品によって駆動される流量センサ２０５をリードフレーム２７７の上に搭載し、熱硬化性樹脂で封止することによって構成された回路パッケージである。チップパッケージ２０８は、略平板形状に樹脂成形されたパッケージ本体２７１を有している。パッケージ本体２７１は、長方形を有しており、計測部２１３の短手方向に沿って延在している。パッケージ本体２７１の長手方向一方側の基端部は回路室２３５に配置され、パッケージ本体２７１の長手方向他方側の先端部は第２副通路溝２５２内に配置される。
The chip package 208 is a circuit package configured by mounting an electronic component including an LSI and a flow rate sensor 205 driven by the electronic component on a lead frame 277 and sealing with a thermosetting resin. The chip package 208 has a package body 271 that is resin-molded into a substantially flat plate shape. The package main body 271 has a rectangular shape and extends along the short side direction of the measurement unit 213. A base end portion on one side in the longitudinal direction of the package body 271 is disposed in the circuit chamber 235, and a tip portion on the other side in the longitudinal direction of the package body 271 is disposed in the second sub-passage groove 252.
パッケージ本体２７１の先端部には、図３Ａ、図６Ｂおよび図６Ｆに示すように、パッケージ本体２７１の表面に凹設され、第２副通路溝２５２内で第２副通路溝２５２に沿って延在する通路溝２７３が設けられている。通路溝２７３は、パッケージ本体２７１の短手方向に沿って短手方向一方側の端部から短手方向他方側の端部までの全幅に亘って形成されている。通路溝２７３の延在方向の中央部には、流量センサ２０５が配置されている。
As shown in FIGS. 3A, 6B and 6F, the front end of the package body 271 is recessed in the surface of the package body 271 and extends along the second sub-passage groove 252 in the second sub-passage groove 252. An existing passage groove 273 is provided. The passage groove 273 is formed along the short direction of the package body 271 over the entire width from the end on one side in the short direction to the end on the other side in the short direction. A flow sensor 205 is disposed at the center of the passage groove 273 in the extending direction.
また、通路溝２７３は、たとえば、図６Ｂに示すように、流量センサ２０５が配置された延在方向の中央部の断面積が最小になる絞り形状を有している。より具体的には、通路溝２７３を横断する方向における通路溝２７３の幅は、被計測気体２の流れ方向における上流側の開口部と下流側の開口部、すなわち延在方向の両端部において最も広くなり、流量センサ２０５が配置された延在方向の中央部において最も狭くなっている。
For example, as shown in FIG. 6B, the passage groove 273 has a throttle shape that minimizes the cross-sectional area of the central portion in the extending direction where the flow sensor 205 is disposed. More specifically, the width of the passage groove 273 in the direction crossing the passage groove 273 is the largest at the upstream opening and the downstream opening in the flow direction of the measured gas 2, that is, at both ends in the extending direction. It becomes wider and is narrowest at the center in the extending direction where the flow sensor 205 is disposed.
また、通路溝２７３の内側壁は、延在方向の両端部から流量センサ２０５の両端部までの部分が、通路溝２７３の幅方向内側に向けて凸となる滑らかな曲面形状を有している。すなわち、通路溝２７３の幅は、流量センサ２０５から通路溝２７３の延在方向の両端部まで二次曲線的に拡大している。
Further, the inner wall of the passage groove 273 has a smooth curved surface in which portions from both ends in the extending direction to both ends of the flow sensor 205 are convex toward the inner side in the width direction of the passage groove 273. . That is, the width of the passage groove 273 is expanded in a quadratic curve from the flow sensor 205 to both ends in the extending direction of the passage groove 273.
また、通路溝２７３は、たとえば、図６Ｆに示すように、幅方向の両側の内側壁が底壁に対しておおむね垂直に立ち上がる矩形の溝形状を有している。また、通路溝２７３は、たとえば、底壁に垂直な深さが、最も狭い延在方向の中央部の幅の１／２よりも大きい深溝状に形成されている。
In addition, as shown in FIG. 6F, the passage groove 273 has a rectangular groove shape in which inner side walls on both sides in the width direction rise substantially perpendicularly to the bottom wall. Further, the passage groove 273 is formed in a deep groove shape whose depth perpendicular to the bottom wall is larger than ½ of the width of the central portion in the narrowest extending direction, for example.
パッケージ本体２７１の基端部には、複数本の接続端子２７２が突出して設けられている。チップパッケージ２０８は、これら複数の接続端子２７２を回路基板２０７のパッド２６４にハンダ付けすることにより回路基板２０７に固定される。パッケージ本体２７１の先端部には、流量検出素子である流量センサ２０５が設けられている。
A plurality of connection terminals 272 protrude from the base end portion of the package body 271. The chip package 208 is fixed to the circuit board 207 by soldering the plurality of connection terminals 272 to the pads 264 of the circuit board 207. A flow rate sensor 205 that is a flow rate detection element is provided at the tip of the package body 271.
流量センサ２０５は、導電ワイヤによって電子部品に接続され、第２副通路内に露出して配置されている。流量センサ２０５は、パッケージ本体２７１の表面に凹設された通路溝２７３内に設けられている。流量センサ２０５は、薄膜部を備えるダイヤフラム構造を有し、薄膜部は封止部であるパッケージ本体２７１から部分的に露出している。パッケージ本体２７１のダイヤフラム裏面側には閉塞された空間室が形成されている。空間室は、パッケージ本体２７１の内部に形成された換気通路を介して、パッケージ本体２７１の基端部の表面に開口する換気口２７４と連結されている。
The flow sensor 205 is connected to the electronic component by a conductive wire and is exposed in the second sub-passage. The flow sensor 205 is provided in a passage groove 273 that is recessed in the surface of the package body 271. The flow sensor 205 has a diaphragm structure including a thin film portion, and the thin film portion is partially exposed from the package body 271 that is a sealing portion. A closed space chamber is formed on the back side of the diaphragm of the package body 271. The space chamber is connected to a ventilation port 274 that opens to the surface of the base end portion of the package main body 271 via a ventilation passage formed inside the package main body 271.
パッケージ本体２７１の基端部の裏面には、回路基板２０７に位置決めするための位置決め凸部２７５が設けられている。位置決め凸部２７５は、パッケージ本体２７１の短手方向に離れた位置に対をなして設けられている。回路基板２０７には、パッケージ本体２７１の位置決め凸部２７５が挿入される位置決め穴２６５が設けられている。チップパッケージ２０８は、パッケージ本体２７１の位置決め凸部２７５を回路基板２０７の位置決め穴２６５に挿入することによって回路基板２０７に対する位置決めを行うことができる。
A positioning projection 275 for positioning on the circuit board 207 is provided on the back surface of the base end portion of the package main body 271. The positioning protrusions 275 are provided in pairs at positions separated in the short direction of the package body 271. The circuit board 207 is provided with a positioning hole 265 into which the positioning protrusion 275 of the package body 271 is inserted. The chip package 208 can be positioned with respect to the circuit board 207 by inserting the positioning projection 275 of the package body 271 into the positioning hole 265 of the circuit board 207.
また、パッケージ本体２７１の裏面には、チップパッケージ２０８を回路基板２０７に取り付ける際に、パッケージ本体２７１の回路基板２０７に対する姿勢を決めるための突起部２７６が設けられている。突起部２７６は、図６Ｃに示すように、基端部の四隅と、先端部の短手方向中央の位置に設けられている。基端部側の突起部２７６は、回路基板２０７の基板面に当接して回路基板２０７の上にパッケージ本体２７１を支持し、先端部側の突起部２７６は、隣接する他の回路基板２０７の余白領域Ｓの上に支持する。突起部２７６は、半球形状を有しており、回路基板２０７の基板面の凹凸や傾きに対して点接触して、パッケージ本体２７１を適切に支持することができる。
Further, a protrusion 276 is provided on the back surface of the package body 271 for determining the attitude of the package body 271 relative to the circuit board 207 when the chip package 208 is attached to the circuit board 207. As shown in FIG. 6C, the protrusions 276 are provided at the four corners of the base end and the center of the front end in the short direction. Protrusion 276 on the base end side abuts against the substrate surface of circuit board 207 to support package body 271 on circuit board 207, and protrusion 276 on the tip end side is adjacent to other adjacent circuit board 207. It supports on the blank area S. The protruding portion 276 has a hemispherical shape, and can make a point contact with the unevenness or inclination of the substrate surface of the circuit board 207 to appropriately support the package body 271.
チップパッケージ２０８は、パッケージ本体２７１の基端部が回路基板２０７の上に配置され、パッケージ本体２７１の先端部が回路基板２０７から側方に突出した位置に配置されるので、バランスが悪く、先端部側が回路基板２０７の裏面側に下がり、基端部側が回路基板２０７の表面から浮き上がるように傾くおそれがある。
The chip package 208 has a poor balance because the proximal end of the package body 271 is disposed on the circuit board 207 and the distal end of the package body 271 protrudes laterally from the circuit board 207. There is a risk that the part side will be lowered to the back side of the circuit board 207 and the base end side may be inclined so as to be lifted from the surface of the circuit board 207.
本実施形態では、パッケージ本体２７１の裏面に突起部２７６を設けている。そして、チップパッケージ２０８を回路基板２０７に実装するときに、複数の回路基板２０７を隣接して配置し、パッケージ本体２７１の先端部と基端部を、それぞれ回路基板２０７の上と、隣接する他の回路基板２０７の上の両方に載せて支持する。これにより、チップパッケージ２０８の実装時のパッケージ本体２７１の傾きを防ぐことができる。したがって、接続端子２７２を回路基板２０７のパッド２６４にハンダ付けすることによって、回路基板２０７に対してチップパッケージ２０８を正しい姿勢状態で固定することができる。
In the present embodiment, a protrusion 276 is provided on the back surface of the package body 271. When the chip package 208 is mounted on the circuit board 207, a plurality of circuit boards 207 are arranged adjacent to each other, and the leading end and the base end of the package main body 271 are respectively placed on the circuit board 207 and adjacent to each other. The circuit board 207 is mounted and supported on both. Thereby, the inclination of the package body 271 when the chip package 208 is mounted can be prevented. Therefore, by soldering the connection terminal 272 to the pad 264 of the circuit board 207, the chip package 208 can be fixed to the circuit board 207 in a correct posture.
図９は、図８に示す物理量検出装置２０のチップパッケージ２０８の先端部側の拡大図である。図１０Ａおよび図１０Ｂは、図９に示すチップパッケージ２０８のリードフレーム２７７と金属部材２８０との接続工程を説明する拡大図である。金属部材２８０は、たとえばチップパッケージ２０８の封止部であるパッケージ本体２７１の先端部を覆うように配置され、通路溝２７３とともに流量センサ２０５の測定対象である被計測気体２の流路を形成している。
FIG. 9 is an enlarged view of the tip portion side of the chip package 208 of the physical quantity detection device 20 shown in FIG. 10A and 10B are enlarged views for explaining a connection process between the lead frame 277 and the metal member 280 of the chip package 208 shown in FIG. The metal member 280 is disposed so as to cover, for example, the tip of the package body 271 that is a sealing portion of the chip package 208, and forms a flow path of the measurement target gas 2 that is the measurement target of the flow rate sensor 205 together with the passage groove 273. ing.
本実施形態のチップパッケージ２０８において、リードフレーム２７７は、たとえば次の手順によって、パッケージ本体２７１の先端部に露出させることができる。まず、切断前の枠状のリードフレーム２７７に、複数のチップパッケージ２０８のパッケージ本体２７１を成形する。次に、枠状のリードフレーム２７７を切断して個々のチップパッケージ２０８を分離する。このとき、パッケージ本体２７１の先端部に必要な長さで突出したリードフレーム２７７の一部が残るように、枠状のリードフレーム２７７を切断する。これにより、チップパッケージ２０８のパッケージ本体２７１の先端部からリードフレーム２７７を突出させ、パッケージ本体２７１の先端部に露出させることができる。
In the chip package 208 of the present embodiment, the lead frame 277 can be exposed at the tip of the package body 271 by the following procedure, for example. First, package bodies 271 of a plurality of chip packages 208 are formed on a frame-shaped lead frame 277 before cutting. Next, the frame-shaped lead frame 277 is cut to separate the individual chip packages 208. At this time, the frame-shaped lead frame 277 is cut so that a part of the lead frame 277 protruding at a necessary length remains at the tip of the package body 271. Accordingly, the lead frame 277 can be protruded from the tip end portion of the package body 271 of the chip package 208 and exposed to the tip end portion of the package body 271.
本実施形態のチップパッケージ２０８において、リードフレーム２７７は、たとえば、固定電位である。また、本実施形態のチップパッケージ２０８において、リードフレーム２７７の固定電位は、たとえば、接地電位である。
In the chip package 208 of this embodiment, the lead frame 277 is, for example, a fixed potential. In the chip package 208 of the present embodiment, the fixed potential of the lead frame 277 is, for example, the ground potential.
金属部材２８０は、たとえば、図６Ａに示すように、パッケージ本体２７１の表面に凹設された通路溝２７３における被計測気体２の上流端から下流端までの全体を覆うように設けられている。また、金属部材２８０は、第２副通路溝２５２に突出して配置されるパッケージ本体２７１の先端部の表面の全面を覆うように配置されている。金属部材２８０とパッケージ本体２７１の通路溝２７３とによって、流量センサ２０５によって流量が測定される被計測気体２の流路が形成されている。
For example, as shown in FIG. 6A, the metal member 280 is provided so as to cover the entire area from the upstream end to the downstream end of the gas to be measured 2 in the passage groove 273 provided in the surface of the package body 271. Further, the metal member 280 is disposed so as to cover the entire surface of the front end portion of the package main body 271 disposed so as to protrude into the second sub-passage groove 252. A flow path of the measurement target gas 2 whose flow rate is measured by the flow rate sensor 205 is formed by the metal member 280 and the passage groove 273 of the package body 271.
金属部材２８０は、たとえば、アルミニウム合金、銅合金、ステンレス鋼など、導電性を有する材料からなる金属板によって構成されている。金属部材２８０は、たとえば、チップパッケージ２０８の封止部であるパッケージ本体２７１から露出したリードフレーム２７７に接触することで、リードフレーム２７７に電気的に接続されている。
The metal member 280 is made of a metal plate made of a conductive material such as an aluminum alloy, a copper alloy, or stainless steel. For example, the metal member 280 is electrically connected to the lead frame 277 by contacting the lead frame 277 exposed from the package main body 271 that is a sealing portion of the chip package 208.
金属部材２８０は、たとえば、表面被覆部２８１と、裏面被覆部２８２と、これらを接続する接続部２８３とを有し、表面被覆部２８１と接続部２８３との間および裏面被覆部２８２と接続部２８３との間が略直角に折り曲げられた角形のＵ字形状に形成されている。表面被覆部２８１は、たとえば、流量検出素子である流量センサ２０５の検出部が露出された封止部であるパッケージ本体２７１の表面に接し、パッケージ本体２７１の表面に対向している。裏面被覆部２８２は、たとえば、パッケージ本体２７１の表面と反対の裏面に接し、パッケージ本体２７１の裏面に対向している。接続部２８３は、表面被覆部２８１と裏面被覆部２８２とを接続している。金属部材２８０は、たとえば、弾性力によって表面被覆部２８１と裏面被覆部２８２との間にパッケージ本体２７１を挟み込んでパッケージ本体２７１に固定されている。
The metal member 280 has, for example, a surface covering portion 281, a back surface covering portion 282, and a connecting portion 283 that connects them, and between the surface covering portion 281 and the connecting portion 283, and between the back surface covering portion 282 and the connecting portion. It is formed in a square U-shape that is bent at a substantially right angle with respect to H.283. For example, the surface covering portion 281 is in contact with the surface of the package body 271 that is a sealing portion where the detection portion of the flow rate sensor 205 that is a flow rate detection element is exposed, and faces the surface of the package body 271. For example, the back surface covering portion 282 is in contact with the back surface opposite to the surface of the package body 271 and faces the back surface of the package body 271. The connecting portion 283 connects the front surface covering portion 281 and the back surface covering portion 282. For example, the metal member 280 is fixed to the package body 271 by sandwiching the package body 271 between the front surface covering portion 281 and the back surface covering portion 282 by elastic force.
本実施形態のチップパッケージ２０８において、リードフレーム２７７は、たとえば、金属部材２８０の接続部２８３に対向する封止部の端部、すなわち、パッケージ本体２７１の端部に露出され、金属部材２８０の接続部２８３に接続されている。より具体的には、金属部材２８０の接続部２８３は、図１０Ａに示すように、パッケージ本体２７１の端部に露出したリードフレーム２７７に対応する位置に、リードフレーム２７７を圧入するためのテーパ状の凹部または凹溝２８４を有している。この凹部または凹溝２８４は、開口部よりも底部において幅が狭くなり、底部における幅がリードフレーム２７７の厚みよりも小さくなるように設けられている。
In the chip package 208 of the present embodiment, the lead frame 277 is exposed at, for example, the end of the sealing portion facing the connection portion 283 of the metal member 280, that is, the end of the package body 271, and the connection of the metal member 280 is performed. Connected to the unit 283. More specifically, the connecting portion 283 of the metal member 280 has a tapered shape for press-fitting the lead frame 277 into a position corresponding to the lead frame 277 exposed at the end of the package body 271 as shown in FIG. 10A. The concave portion or the concave groove 284 is provided. The recess or groove 284 is provided so that the width is narrower at the bottom than the opening, and the width at the bottom is smaller than the thickness of the lead frame 277.
このような構成により、チップパッケージ２０８のリードフレーム２７７と金属部材２８０との接続工程は、たとえば、以下の手順で行うことができる。まず、パッケージ本体２７１のリードフレーム２７７が露出した端部を、図９に示す角Ｕ字形状の金属部材２８０の開口部から底部の接続部２８３へ向けて、金属部材２８０の表面被覆部２８１と裏面被覆部２８２との間に挿入していく。すると、図１０Ａおよび図１０Ｂに示すように、パッケージ本体２７１の端部に露出したリードフレーム２７７が、金属部材２８０の接続部２８３のテーパ状の凹部または凹溝２８４に圧入され、リードフレーム２７７と金属部材２８０とが接して電気的に接続される。なお、リードフレーム２７７は、導電性を有する接着剤を介して金属部材２８０の接続部２８３に接続されていてもよい。
With such a configuration, the connection process between the lead frame 277 of the chip package 208 and the metal member 280 can be performed, for example, by the following procedure. First, the end portion of the package body 271 where the lead frame 277 is exposed faces the surface covering portion 281 of the metal member 280 from the opening of the square U-shaped metal member 280 shown in FIG. It is inserted between the back surface covering portion 282. Then, as shown in FIGS. 10A and 10B, the lead frame 277 exposed at the end of the package main body 271 is press-fitted into the tapered recess or groove 284 of the connection portion 283 of the metal member 280, and the lead frame 277 The metal member 280 is in contact with and electrically connected. Note that the lead frame 277 may be connected to the connection portion 283 of the metal member 280 via a conductive adhesive.
以下、本開示の回路パッケージの一実施形態であるチップパッケージ２０８および本開示の流量測定装置の一実施形態である物理量検出装置２０の作用について説明する。
Hereinafter, the operation of the chip package 208 which is an embodiment of the circuit package of the present disclosure and the physical quantity detection device 20 which is an embodiment of the flow measurement device of the present disclosure will be described.
図１に示すように、物理量検出装置２０は、たとえば、主通路２２の通路壁に設けられた取り付け孔から主通路２２の内部に挿入され、図２Ａに示すフランジ２１１が主通路２２の通路壁に固定される。内燃機関１０の動作に基づき、吸入空気が被計測気体２としてエアクリーナ２１から吸入され、被計測気体２が主通路２２を流れる。主通路２２を流れる被計測気体２は、物理量検出装置２０の計測部２１３に設けられた入口２３１から、図３Ａに示す計測部２１３内の副通路２３４に取り込まれる。物理量検出装置２０の入口２３１から計測部２１３内の副通路２３４に取り込まれた被計測気体２の一部は、第１副通路溝２５１とカバー２０２によって画定された第１副通路を流れ、第１出口２３２から排出されて主通路２２に戻る。
As shown in FIG. 1, the physical quantity detection device 20 is inserted into the main passage 22 from an attachment hole provided in the passage wall of the main passage 22, for example, and the flange 211 shown in FIG. 2A is the passage wall of the main passage 22. Fixed to. Based on the operation of the internal combustion engine 10, the intake air is sucked from the air cleaner 21 as the measured gas 2, and the measured gas 2 flows through the main passage 22. The gas to be measured 2 flowing through the main passage 22 is taken into an auxiliary passage 234 in the measurement unit 213 shown in FIG. 3A from an inlet 231 provided in the measurement unit 213 of the physical quantity detection device 20. A part of the measurement target gas 2 taken into the sub passage 234 in the measurement unit 213 from the inlet 231 of the physical quantity detection device 20 flows through the first sub passage defined by the first sub passage groove 251 and the cover 202, and 1 is discharged from the outlet 232 and returns to the main passage 22.
また、物理量検出装置２０の入口２３１から計測部２１３内の副通路２３４に取り込まれた被計測気体２の他の一部は、第１副通路から第２副通路溝２５２とカバー２０２によって画定された第２副通路に流入する。第２副通路に流入した被計測気体２は、図８に示すように、チップパッケージ２０８の金属部材２８０と通路溝２７３とによって画定された流路およびチップパッケージ２０８の表面側と裏面側を流れる。このとき、チップパッケージ２０８に設けられた流量センサ２０５によって、金属部材２８０と通路溝２７３との間の流路を流れる被計測気体２の流量が測定される。
Further, another part of the measurement target gas 2 taken into the sub passage 234 in the measurement unit 213 from the inlet 231 of the physical quantity detection device 20 is defined by the second sub passage groove 252 and the cover 202 from the first sub passage. Into the second sub-passage. As shown in FIG. 8, the gas to be measured 2 that has flowed into the second sub-passage flows through the flow path defined by the metal member 280 and the passage groove 273 of the chip package 208 and the front and back sides of the chip package 208. . At this time, the flow rate of the measurement target gas 2 flowing through the flow path between the metal member 280 and the passage groove 273 is measured by the flow rate sensor 205 provided in the chip package 208.
被計測気体２に含まれる塵埃の多くは、第１副通路溝２５１とカバー２０２によって画定された第１副通路を流れる被計測気体２とともに、第１出口２３２から排出されて主通路２２に戻る。しかし、被計測気体２に含まれる塵埃の一部は、第１副通路から第２副通路溝２５２とカバー２０２によって画定された第２副通路に流入する被計測気体２とともに、流量センサ２０５に到達する。たとえば、流量センサ２０５に到達した塵埃が帯電している場合、流量センサ２０５の薄膜部に塵埃が堆積して、流量センサ２０５によって検出される流量の誤差が増大するおそれがある。
Most of the dust contained in the measured gas 2 is discharged from the first outlet 232 and returned to the main passage 22 together with the measured gas 2 flowing through the first sub passage defined by the first sub passage groove 251 and the cover 202. . However, a part of the dust contained in the gas to be measured 2 flows into the flow sensor 205 together with the gas to be measured 2 flowing from the first sub-passage into the second sub-passage defined by the second sub-passage groove 252 and the cover 202. To reach. For example, when the dust reaching the flow sensor 205 is charged, the dust accumulates on the thin film portion of the flow sensor 205, and the error in the flow rate detected by the flow sensor 205 may increase.
ここで、本開示の回路パッケージの一実施形態であるチップパッケージ２０８は、前述のように、リードフレーム２７７と、流量検出素子である流量センサ２０５と、その流量センサ２０５の一部およびリードフレーム２７７の一部を封止する封止部であるパッケージ本体２７１と、を備えている。そして、チップパッケージ２０８は、封止部であるパッケージ本体２７１から露出したリードフレーム２７７に接続され、パッケージ本体２７１から露出した流量センサ２０５の検出部に対向して配置された金属部材２８０を備えている。この構成により、帯電した塵埃の電荷を金属部材２８０によって除去することができる。この金属部材２８０による塵埃の除電効果によって、流量センサ２０５の薄膜部に対する塵埃の堆積を抑制して、流量センサ２０５の耐汚損性能を大幅に改善することができ、被計測気体２の流量の検出誤差を抑制して流量を正確に検出することができる。
Here, as described above, the chip package 208 that is an embodiment of the circuit package of the present disclosure includes the lead frame 277, the flow rate sensor 205 that is a flow rate detection element, a part of the flow rate sensor 205, and the lead frame 277. A package main body 271 which is a sealing portion that seals a part of the package. The chip package 208 includes a metal member 280 that is connected to the lead frame 277 exposed from the package main body 271 that is a sealing portion and is disposed to face the detection portion of the flow sensor 205 exposed from the package main body 271. Yes. With this configuration, the charged dust can be removed by the metal member 280. The dust removal effect of the metal member 280 can suppress the accumulation of dust on the thin film portion of the flow sensor 205 and can greatly improve the antifouling performance of the flow sensor 205, thereby detecting the flow rate of the gas 2 to be measured. An error can be suppressed and the flow rate can be accurately detected.
図１１は、チップパッケージ２０８を備えた物理量検出装置２０の流量検出誤差と、金属部材２８０を有しない従来構造の流量センサの流量検出誤差の一例を示すグラフである。図１１において、縦軸は流量の検出誤差ｄＱ／Ｑ［％］であり、横軸は時間［ｓｅｃ］である。また、図１１において、実線は本開示の回路パッケージの一実施形態であるチップパッケージ２０８の流量検出誤差を示し、破線は金属部材２８０を有しない従来構造の流量センサの流量検出誤差を示している。
FIG. 11 is a graph showing an example of a flow rate detection error of the physical quantity detection device 20 including the chip package 208 and a flow rate detection error of a flow rate sensor having a conventional structure that does not include the metal member 280. In FIG. 11, the vertical axis represents a flow rate detection error dQ / Q [%], and the horizontal axis represents time [sec]. In FIG. 11, the solid line indicates the flow rate detection error of the chip package 208 which is an embodiment of the circuit package of the present disclosure, and the broken line indicates the flow rate detection error of the conventional flow sensor without the metal member 280. .
図１１に示す例では、測定開始から６０［ｓｅｃ］後に被計測気体２に帯電した塵埃を投入している。破線で示す金属部材２８０を有しない従来構造の流量センサの流量検出誤差は、帯電したダストの投入後の短時間に−６０［％］程度まで増大している。これに対し、実線で示す本開示の回路パッケージの一実施形態であるチップパッケージ２０８の流量検出誤差は、おおむね０［％］に近い値で推移している。すなわち、本実施形態のチップパッケージ２０８および物理量検出装置２０によれば、被計測気体２の流量の検出誤差を抑制して流量を正確に検出することができる。
In the example shown in FIG. 11, dust charged in the measurement target gas 2 is introduced 60 seconds after the start of measurement. The flow rate detection error of the conventional flow sensor without the metal member 280 indicated by the broken line increases to about −60 [%] in a short time after charging the charged dust. On the other hand, the flow rate detection error of the chip package 208, which is an embodiment of the circuit package of the present disclosure, indicated by a solid line is generally changing to a value close to 0 [%]. That is, according to the chip package 208 and the physical quantity detection device 20 of the present embodiment, it is possible to accurately detect the flow rate while suppressing the detection error of the flow rate of the measurement target gas 2.
また、本開示の回路パッケージの一実施形態であるチップパッケージ２０８において、金属部材２８０は、表面被覆部２８１と、裏面被覆部２８２と、接続部２８３とを有している。表面被覆部２８１は、検出部である流量センサ２０５の薄膜部が露出された封止部であるパッケージ本体２７１の表面に対向している。裏面被覆部２８２は、パッケージ本体２７１の表面と反対の裏面に対向している。接続部２８３は、表面被覆部２８１と裏面被覆部２８２とを接続している。金属部材２８０は、表面被覆部２８１と裏面被覆部２８２との間にパッケージ本体２７１を挟み込んでパッケージ本体２７１に固定されている。この構成により、金属部材２８０の弾性を利用して、金属部材２８０をパッケージ本体２７１に容易に取り付けることができる。さらに、金属部材２８０によってパッケージ本体２７１の表面、裏面および先端面を覆うことができ、チップパッケージ２０８の耐汚損性能をより向上させることができる。
Further, in the chip package 208 that is an embodiment of the circuit package of the present disclosure, the metal member 280 includes a front surface covering portion 281, a back surface covering portion 282, and a connecting portion 283. The surface covering portion 281 faces the surface of the package body 271 that is a sealing portion where the thin film portion of the flow rate sensor 205 that is a detection portion is exposed. The back surface covering portion 282 faces the back surface opposite to the front surface of the package body 271. The connecting portion 283 connects the front surface covering portion 281 and the back surface covering portion 282. The metal member 280 is fixed to the package main body 271 with the package main body 271 sandwiched between the front surface covering portion 281 and the back surface covering portion 282. With this configuration, the metal member 280 can be easily attached to the package body 271 by utilizing the elasticity of the metal member 280. Furthermore, the metal member 280 can cover the front surface, the back surface, and the front end surface of the package body 271, and the antifouling performance of the chip package 208 can be further improved.
また、本開示の回路パッケージの一実施形態であるチップパッケージ２０８において、リードフレーム２７７は、固定電位である場合には、帯電した塵埃の除電性能を向上させることができる。さらに、リードフレーム２７７の固定電位が、接地電位である場合には、帯電した塵埃の除電性能をさらに向上させることができる。
Further, in the chip package 208 which is an embodiment of the circuit package of the present disclosure, the lead frame 277 can improve the charge removal performance of charged dust when the lead frame 277 has a fixed potential. Furthermore, when the fixed potential of the lead frame 277 is the ground potential, the charge removal performance of charged dust can be further improved.
また、本開示の回路パッケージの一実施形態であるチップパッケージ２０８において、リードフレーム２７７は、金属部材２８０の接続部２８３に対向する封止部としてのパッケージ本体２７１の端部に露出され、金属部材２８０の接続部２８３に接続されている。この構成により、パッケージ本体２７１の端部をＵ字形状の金属部材２８０の開口部から表面被覆部２８１と裏面被覆部２８２との間に挿入し、パッケージ本体２７１の端部をＵ字形状の金属部材２８０の底部の接続部２８３に突き当てることで、リードフレーム２７７を金属部材２８０に接続することができる。したがって、パッケージ本体２７１の端部に露出されたリードフレーム２７７を金属部材２８０に容易に接続することができる。
Further, in the chip package 208 which is an embodiment of the circuit package of the present disclosure, the lead frame 277 is exposed at an end portion of the package body 271 as a sealing portion facing the connection portion 283 of the metal member 280, and the metal member It is connected to the connection part 283 of 280. With this configuration, the end portion of the package body 271 is inserted between the front surface covering portion 281 and the back surface covering portion 282 from the opening of the U-shaped metal member 280, and the end portion of the package main body 271 is inserted into the U-shaped metal. The lead frame 277 can be connected to the metal member 280 by abutting against the connection portion 283 at the bottom of the member 280. Therefore, the lead frame 277 exposed at the end of the package body 271 can be easily connected to the metal member 280.
また、本開示の回路パッケージの一実施形態であるチップパッケージ２０８において、リードフレーム２７７は、前述のように、導電性を有する接着剤を介して金属部材２８０の接続部２８３に接続されていてもよい。これにより、リードフレーム２７７と金属部材２８０との接続信頼性を向上させることができる。
Further, in the chip package 208 which is an embodiment of the circuit package of the present disclosure, the lead frame 277 may be connected to the connection portion 283 of the metal member 280 via the conductive adhesive as described above. Good. Thereby, the connection reliability between the lead frame 277 and the metal member 280 can be improved.
また、本開示の回路パッケージの一実施形態であるチップパッケージ２０８において、パッケージ本体２７１の表面に凹設され、第２副通路溝２５２内で第２副通路溝２５２に沿って延在する通路溝２７３は、流量センサ２０５が配置された延在方向の中央部の断面積が最小になる絞り形状を有している。これにより、流量センサ２０５の検出部である薄膜部上を流れる被計測気体２の流れが安定し、流量測定装置としての物理量検出装置２０の上流側の主通路２２の形状や構成によって生じる被計測気体２の偏流による出力変化を低減することができる。この通路溝２７３の絞り形状による出力変化の低減効果について、解析モデルを用いてより詳細に説明する。
Further, in the chip package 208 which is an embodiment of the circuit package of the present disclosure, a passage groove that is recessed on the surface of the package body 271 and extends along the second sub passage groove 252 in the second sub passage groove 252. 273 has a throttle shape that minimizes the cross-sectional area of the central portion in the extending direction where the flow sensor 205 is disposed. As a result, the flow of the gas to be measured 2 flowing on the thin film portion that is the detection portion of the flow sensor 205 is stabilized, and the measurement is caused by the shape and configuration of the main passage 22 upstream of the physical quantity detection device 20 as the flow measurement device. An output change due to the drift of the gas 2 can be reduced. The effect of reducing the output change due to the shape of the passage groove 273 will be described in more detail using an analysis model.
図１２Ａは、従来構造のセンサチップＸのメンブレン上を流れる被測定気体の解析モデルと、本実施形態のチップパッケージ２０８の流量センサ２０５の薄膜部上を流れる被測定気体の解析モデルを示している。これらの解析モデルでは、被測定気体に偏流を生じさせるために、従来構造のセンサチップＸのメンブレンおよびチップパッケージ２０８の流量センサ２０５の薄膜部の上流に、突起を設けている。
FIG. 12A shows an analysis model of the measurement gas flowing on the membrane of the sensor chip X having a conventional structure and an analysis model of the measurement gas flowing on the thin film portion of the flow sensor 205 of the chip package 208 of the present embodiment. . In these analysis models, a protrusion is provided upstream of the membrane of the sensor chip X having a conventional structure and the thin film portion of the flow sensor 205 of the chip package 208 in order to cause a drift in the gas to be measured.
図１２Ｂは、従来構造のセンサチップＸおよび本実施形態のチップパッケージ２０８の表面側と裏面側を流れる被計測気体の解析モデルを示している。図１２Ｂでは、従来構造のセンサチップＸおよび本実施形態のチップパッケージ２０８のそれぞれについて、偏流を生じさせない場合と、上流側に突起を設けて偏流を生じさせた場合の解析モデルを示している。図１２Ａおよび図１２Ｂでは、明度が低く濃色の領域ほど、被計測気体の流速が高いことを示している。
FIG. 12B shows an analysis model of the gas to be measured flowing on the front surface side and the back surface side of the sensor chip X having the conventional structure and the chip package 208 of the present embodiment. FIG. 12B shows an analysis model in the case where no drift occurs in the sensor chip X having the conventional structure and the chip package 208 of the present embodiment, and in the case where the projection is provided on the upstream side to cause the drift. In FIG. 12A and FIG. 12B, it is shown that the flow rate of the gas to be measured is higher in the darker region where the brightness is lower.
図１２Ｂに示すように、従来構造の解析モデルでは、偏流の有無によって被計測気体の流れに変化が生じている。これに対し、本実施形態の解析モデルでは、偏流の有無によって被計測気体の流れにほとんど変化が生じていない。すなわち、本実施形態のチップパッケージ２０８によれば、通路溝２７３の絞り形状によって、偏流の有無による出力変化を低減することができ、偏流に対するセンサ出力の誤差を低減することができる。
As shown in FIG. 12B, in the analysis model having the conventional structure, the flow of the gas to be measured changes depending on the presence or absence of drift. On the other hand, in the analysis model of this embodiment, there is almost no change in the flow of the measurement target gas depending on the presence or absence of drift. That is, according to the chip package 208 of the present embodiment, the change in output due to the presence or absence of drift can be reduced by the throttle shape of the passage groove 273, and the error in sensor output with respect to drift can be reduced.
以上説明したように、本実施形態によれば、帯電した塵埃の堆積を抑制することが可能な回路パッケージであるチップパッケージ２０８および流量測定装置としての物理量検出装置２０を提供することができる。なお、チップパッケージ２０８の構成は、図９に示す構成に限定されない。以下、チップパッケージ２０８の変形例について説明する。
As described above, according to the present embodiment, it is possible to provide the chip package 208 which is a circuit package capable of suppressing accumulation of charged dust and the physical quantity detection device 20 as a flow rate measuring device. The configuration of the chip package 208 is not limited to the configuration shown in FIG. Hereinafter, modified examples of the chip package 208 will be described.
図１３Ａおよび図１３Ｂは、図９に示すチップパッケージ２０８の変形例を示す斜視図である。本変形例のチップパッケージ２０８は、金属部材２８０がリードフレーム２７７の一部として構成されている点で、図９に示すチップパッケージ２０８と異なっている。
13A and 13B are perspective views showing modifications of the chip package 208 shown in FIG. The chip package 208 of this modification is different from the chip package 208 shown in FIG. 9 in that the metal member 280 is configured as a part of the lead frame 277.
より詳細には、本開示の回路パッケージの一実施形態である本変形例のチップパッケージ２０８は、リードフレーム２７７と、流量検出素子である流量センサ２０５と、流量センサ２０５の一部およびリードフレーム２７７の一部を封止する封止部であるパッケージ本体２７１と、を備えている。本変形例のチップパッケージ２０８は、パッケージ本体２７１から延伸させた金属部材２８０であるリードフレーム２７７の一部が折り返され、パッケージ本体２７１から露出した流量センサ２０５の検出部に対向して配置されている。
More specifically, the chip package 208 of the present modification example that is an embodiment of the circuit package of the present disclosure includes a lead frame 277, a flow rate sensor 205 that is a flow rate detection element, a part of the flow rate sensor 205, and the lead frame 277. A package main body 271 which is a sealing portion that seals a part of the package. In the chip package 208 of this modification, a part of a lead frame 277 which is a metal member 280 extended from the package main body 271 is folded back and arranged to face the detection part of the flow sensor 205 exposed from the package main body 271. Yes.
すなわち、本変形例のチップパッケージ２０８は、複数のパッケージ本体２７１を成形する枠状のリードフレーム２７７に、金属部材２８０となる部分をあらかじめ形成しておく。そして、枠状のリードフレーム２７７を切断して個々のチップパッケージ２０８を分離するときに、図１３Ａに示すように、パッケージ本体２７１の端部から露出されたリードフレーム２７７に連続させてリードフレーム２７７の一部の金属部材２８０となる部分を残す。その後、図１３Ｂに示すように、リードフレーム２７７の一部の金属部材２８０となる部分を、パッケージ本体２７１の先端部の表面および通路溝２７３を覆うように折り返す。
That is, in the chip package 208 of this modification, a portion that becomes the metal member 280 is formed in advance on a frame-like lead frame 277 that forms a plurality of package main bodies 271. Then, when the frame-shaped lead frame 277 is cut and the individual chip packages 208 are separated, as shown in FIG. 13A, the lead frame 277 is continuous with the lead frame 277 exposed from the end of the package body 271. Part of the metal member 280 is left. Thereafter, as shown in FIG. 13B, a part of the lead frame 277 that becomes the metal member 280 is folded back so as to cover the surface of the front end portion of the package body 271 and the passage groove 273.
このリードフレーム２７７の一部によって構成された金属部材２８０は、パッケージ本体２７１の先端部の表面および通路溝２７３を覆うように折り返してパッケージ本体２７１の表面に接触させた状態で、たとえば、次のように固定することができる。金属部材２８０の先端部の両側に固定用突起２８５を設け、金属部材２８０を折り返した状態で固定用突起２８５をパッケージ本体２７１の裏面側に折り曲げる。これにより、金属部材２８０をパッケージ本体２７１に容易に固定することができる。
The metal member 280 constituted by a part of the lead frame 277 is folded back so as to cover the surface of the front end portion of the package main body 271 and the passage groove 273 and is in contact with the surface of the package main body 271, for example, Can be fixed. Fixing protrusions 285 are provided on both sides of the tip of the metal member 280, and the fixing protrusions 285 are bent toward the back side of the package body 271 with the metal member 280 folded back. Thereby, the metal member 280 can be easily fixed to the package body 271.
金属部材２８０は、前述の実施形態と同様に、封止部であるパッケージ本体２７１から露出したリードフレーム２７７に接続され、パッケージ本体２７１から露出した流量検出素子である流量センサ２０５の検出部に対向して配置されている。また、前述のように、パッケージ本体２７１の内部には、流量センサ２０５を駆動する電子部品が内蔵され、リードフレーム２７７は、たとえば、ハウジング２０１の接地電位であるグランドと共通化されている。したがって、本変形例によれば、前述の実施形態と同様の効果を奏することができる。なお、リードフレーム２７７は、パッケージ本体２７１の先端だけでなく、側面や後端から露出されて金属部材２８０に接続されていてもよい。
The metal member 280 is connected to the lead frame 277 exposed from the package body 271 that is the sealing portion, and faces the detection part of the flow sensor 205 that is the flow rate detection element exposed from the package body 271, as in the above-described embodiment. Are arranged. Further, as described above, an electronic component that drives the flow sensor 205 is built in the package main body 271, and the lead frame 277 is shared with, for example, the ground that is the ground potential of the housing 201. Therefore, according to this modification, the same effects as those of the above-described embodiment can be obtained. Note that the lead frame 277 may be exposed not only from the front end of the package main body 271 but also from the side or rear end and connected to the metal member 280.
次に、前述の本開示の流量測定装置の実施形態とは異なる本開示の流量測定装置の別の実施形態について、図１４Ａから図１４Ｄを参照して説明する。
Next, another embodiment of the flow measurement device of the present disclosure different from the above-described embodiment of the flow measurement device of the present disclosure will be described with reference to FIGS. 14A to 14D.
図１４Ａは、前述の実施形態の図８に相当する、本開示の流量測定装置の別の実施形態に係る流量測定装置２０Ａの模式的な横断面図である。図１４Ｂは、図１４Ａに示す回路基板２０７と、回路基板２０７に実装された回路パッケージであるチップパッケージ２０８の模式的な平面図である。図１４Ｃは、図１４Ａに示す流量測定装置２０Ａの分解斜視図である。図１４Ｄは、図１４Ａに示すチップパッケージ２０８の通路溝２７３の近傍の拡大図である。
FIG. 14A is a schematic cross-sectional view of a flow measurement device 20A according to another embodiment of the flow measurement device of the present disclosure, corresponding to FIG. 8 of the above-described embodiment. FIG. 14B is a schematic plan view of the circuit board 207 shown in FIG. 14A and a chip package 208 that is a circuit package mounted on the circuit board 207. FIG. 14C is an exploded perspective view of the flow rate measuring device 20A shown in FIG. 14A. FIG. 14D is an enlarged view of the vicinity of the passage groove 273 of the chip package 208 shown in FIG. 14A.
流量測定装置２０Ａは、回路基板２０７と、その回路基板２０７に実装された回路パッケージであるチップパッケージ２０８と、回路基板２０７およびチップパッケージ２０８を覆う金属部材２８０であるカバー２０２と、を備えている。また、流量測定装置２０Ａは、カバー２０２に接合されて回路基板２０７およびチップパッケージ２０８を収容するハウジング２０１を備えている。
The flow measurement device 20A includes a circuit board 207, a chip package 208 that is a circuit package mounted on the circuit board 207, and a cover 202 that is a metal member 280 that covers the circuit board 207 and the chip package 208. . The flow rate measuring device 20 </ b> A includes a housing 201 that is bonded to the cover 202 and accommodates the circuit board 207 and the chip package 208.
回路パッケージであるチップパッケージ２０８は、流量検出素子である流量センサ２０５と、その流量センサ２０５の一部を封止する封止部であるパッケージ本体２７１とを備えている。金属部材２８０であるカバー２０２は、パッケージ本体２７１から露出した流量センサ２０５の検出部に対向して配置され、回路基板２０７の電子回路に接続されている。より具体的には、金属部材２８０であるカバー２０２は、回路基板２０７に向けて突出する凸部２０２ｂを有し、その凸部２０２ｂを介して回路基板２０７の電子回路に接続されている。
A chip package 208 that is a circuit package includes a flow rate sensor 205 that is a flow rate detection element, and a package body 271 that is a sealing portion that seals a part of the flow rate sensor 205. The cover 202 which is the metal member 280 is disposed to face the detection part of the flow sensor 205 exposed from the package body 271 and is connected to the electronic circuit of the circuit board 207. More specifically, the cover 202, which is the metal member 280, has a convex portion 202b that protrudes toward the circuit board 207, and is connected to the electronic circuit of the circuit board 207 via the convex portion 202b.
カバー２０２は、前述のように、アルミニウム合金などの導電性を有する金属からなる板状の部材であり、たとえば、回路基板２０７の電子回路を介して、固定電位、または、固定電位である接地電位に接続されている。回路基板２０７は、回路パッケージであるパッケージ本体２７１を配置するための切欠部２０７ａを有している。パッケージ本体２７１は、回路基板２０７の切欠部２０７ａに配置されて、回路基板２０７に実装されている。
As described above, the cover 202 is a plate-like member made of a metal having conductivity such as an aluminum alloy, and is, for example, a fixed potential or a ground potential that is a fixed potential via an electronic circuit of the circuit board 207. It is connected to the. The circuit board 207 has a notch 207a for placing a package body 271 that is a circuit package. The package body 271 is disposed in the notch 207 a of the circuit board 207 and is mounted on the circuit board 207.
以下、本実施形態の流量測定装置２０Ａの作用について説明する。
Hereinafter, the operation of the flow measurement device 20A of the present embodiment will be described.
本実施形態の流量測定装置２０Ａは、前述の実施形態に係る物理量検出装置２０と同様に、回路基板２０７と、その回路基板２０７に実装された回路パッケージであるチップパッケージ２０８と、回路基板２０７およびチップパッケージ２０８を覆う金属部材２８０であるカバー２０２と、を備えている。カバー２０２は、パッケージ本体２７１から露出した流量センサ２０５の検出部に対向して配置され、回路基板２０７の電子回路に接続されている。
Similar to the physical quantity detection device 20 according to the above-described embodiment, the flow measurement device 20A of the present embodiment includes a circuit board 207, a chip package 208 that is a circuit package mounted on the circuit board 207, a circuit board 207, And a cover 202 that is a metal member 280 that covers the chip package 208. The cover 202 is disposed to face the detection part of the flow sensor 205 exposed from the package body 271 and is connected to the electronic circuit of the circuit board 207.
この構成により、前述の実施形態に係る物理量検出装置２０と同様に、流量センサ２０５に到達した塵埃が帯電している場合に、帯電した塵埃の電荷を金属部材２８０であるカバー２０２によって除去することができる。このカバー２０２による塵埃の除電効果によって、流量センサ２０５の薄膜部に対する塵埃の堆積を抑制して、流量センサ２０５の耐汚損性能を大幅に改善することができ、被計測気体２の流量の検出誤差を抑制して流量を正確に検出することができる。
With this configuration, similarly to the physical quantity detection device 20 according to the above-described embodiment, when the dust reaching the flow sensor 205 is charged, the charge of the charged dust is removed by the cover 202 which is the metal member 280. Can do. The dust removal effect of the cover 202 can suppress the accumulation of dust on the thin film portion of the flow sensor 205, greatly improving the antifouling performance of the flow sensor 205, and can detect the flow rate of the gas 2 to be measured. And the flow rate can be accurately detected.
また、本実施形態の流量測定装置２０Ａにおいて、回路基板２０７は、切欠部２０７ａを有し、回路パッケージであるチップパッケージ２０８は、切欠部２０７ａに配置されている。この構成により、回路基板２０７に実装されるチップパッケージ２０８が回路基板２０７の表面から突出する高さを抑制することができ、流量測定装置２０Ａの計測部２１３を薄型化することが可能になる。
In the flow measurement device 20A of the present embodiment, the circuit board 207 has a notch 207a, and the chip package 208, which is a circuit package, is disposed in the notch 207a. With this configuration, the height at which the chip package 208 mounted on the circuit board 207 protrudes from the surface of the circuit board 207 can be suppressed, and the measurement unit 213 of the flow rate measuring device 20A can be thinned.
また、本実施形態の流量測定装置２０Ａにおいて、金属部材２８０であるカバー２０２は、回路基板２０７に向けて突出する凸部２０２ｂを有し、その凸部２０２ｂを介して回路基板２０７の電子回路に接続されている。この構成により、回路基板２０７の電子回路とカバー２０２との電気的な接続を容易にすることができ、カバー２０２を回路基板２０７の電子回路により確実に接続することができる。
Further, in the flow measurement device 20A of the present embodiment, the cover 202, which is the metal member 280, has a convex portion 202b that protrudes toward the circuit board 207, and the electronic circuit of the circuit board 207 is provided via the convex portion 202b. It is connected. With this configuration, electrical connection between the electronic circuit of the circuit board 207 and the cover 202 can be facilitated, and the cover 202 can be reliably connected by the electronic circuit of the circuit board 207.
また、本実施形態の流量測定装置２０Ａは、金属部材２８０であるカバー２０２に接合されて回路基板２０７および回路パッケージであるチップパッケージ２０８を収容するハウジング２０１を備えている。この構成により、前述の実施形態の物理量検出装置２０と同様に、第１副通路溝２５１とカバー２０２によって画定された第１副通路や、第２副通路溝２５２とカバー２０２によって画定された第２副通路などを形成することができる。
In addition, the flow measurement device 20A of the present embodiment includes a housing 201 that is joined to a cover 202 that is a metal member 280 and accommodates a circuit board 207 and a chip package 208 that is a circuit package. With this configuration, the first sub-passage defined by the first sub-passage groove 251 and the cover 202 and the second sub-passage groove 252 and the cover 202 defined by the first sub-passage groove 251 and the cover 202 are the same as in the physical quantity detection device 20 of the above-described embodiment. Two sub-passages can be formed.
以上説明したように、本実施形態によれば、帯電した塵埃の堆積を抑制することが可能な流量測定装置２０Ａを提供することができる。
As described above, according to the present embodiment, it is possible to provide the flow rate measuring device 20A capable of suppressing the accumulation of charged dust.
以上、図面を用いて本開示の実施形態を詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限定されるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲における設計変更等があっても、それらは本開示に含まれるものである。
As described above, the embodiment of the present disclosure has been described in detail with reference to the drawings. However, the specific configuration is not limited to the embodiment, and even if there is a design change or the like without departing from the gist of the present disclosure. Which are included in this disclosure.
