次に、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。
図１は、電子燃料噴射方式の内燃機関制御システムに、本発明に係る熱式流量計を使用した一実施例を示すシステム図である。エンジンシリンダ１１２とエンジンピストン１１４を備える内燃機関１１０の動作に基づき、吸入空気が被計測気体３０としてエアクリーナ１２２から吸入され、主通路１２４である例えば吸気管、スロットルボディ１２６、吸気マニホールド１２８を介してエンジンシリンダ１１２の燃焼室に導かれる。前記燃焼室に導かれる吸入空気である被計測気体３０の流量は本発明に係る熱式流量計３００で計測され、計測された流量に基づいて燃料噴射弁１５２より燃料が供給され、吸入空気である被計測気体３０と共に混合気の状態で燃焼室に導かれる。なお、本実施例では、燃料噴射弁１５２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吸入空気である被計測気体３０と共に混合気を成形し、吸気弁１１６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。
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a system diagram showing an embodiment in which a thermal flow meter according to the present invention is used in an electronic fuel injection type internal combustion engine control system. Based on the operation of the internal combustion engine 110 including the engine cylinder 112 and the engine piston 114, intake air is sucked from the air cleaner 122 as the gas to be measured 30 and passes through the main passage 124 such as the intake pipe, the throttle body 126, and the intake manifold 128. Guided to the combustion chamber of the engine cylinder 112. The flow rate of the gas 30 to be measured, which is the intake air led to the combustion chamber, is measured by the thermal flow meter 300 according to the present invention, and fuel is supplied from the fuel injection valve 152 based on the measured flow rate. The gas to be measured is introduced into the combustion chamber together with a certain gas 30 to be measured. In this embodiment, the fuel injection valve 152 is provided at the intake port of the internal combustion engine, and the fuel injected into the intake port forms an air-fuel mixture together with the measured gas 30 that is the intake air, and passes through the intake valve 116. It is guided to the combustion chamber and burns to generate 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１５４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１１８から排気管に導かれ、排気２４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３０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１３２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１３２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 spark ignition of the spark plug 154 to generate mechanical energy. The combusted gas is guided from the exhaust valve 118 to the exhaust pipe, and exhausted as exhaust 24 from the exhaust pipe to the outside of the vehicle. The flow rate of the gas 30 to be measured, which is the intake air led to the combustion chamber, is controlled by the throttle valve 132 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 flow rate of the intake air guided to the combustion chamber by controlling the opening degree of the throttle valve 132, thereby The mechanical energy generated by the engine can be controlled.
エアクリーナ１２２から取り込まれ主通路１２４を流れる吸入空気である被計測気体３０の流量および温度が、熱式流量計３００により計測され、熱式流量計３００から吸入空気の流量および温度を表す電気信号が制御装置２００に入力される。また、スロットルバルブ１３２の開度を計測するスロットル角度センサ１４４の出力が制御装置２００に入力され、さらに内燃機関のエンジンピストン１１４や吸気弁１１６や排気弁１１８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１４６の出力が、制御装置２００に入力される。排気２４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１４８の出力が制御装置２００に入力される。
The flow rate and temperature of the gas 30 to be measured, which is intake air that is taken in from the air cleaner 122 and flows through the main passage 124, are measured by the thermal flow meter 300, and electrical signals representing the flow rate and temperature of the intake air are output from the thermal flow meter 300. Input to the control device 200. Further, the output of the throttle angle sensor 144 that measures the opening degree of the throttle valve 132 is input to the control device 200, and the positions and states of the engine piston 114, the intake valve 116, and the exhaust valve 118 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 146 is input to the control device 200. The output of the oxygen sensor 148 is input to the control device 200 in order to measure the state of the mixture ratio between the fuel amount and the air amount from the state of the exhaust 24.
制御装置２００は、熱式流量計３００の出力である吸入空気の流量、および回転角度センサ１４６の出力に基づき計測された内燃機関の回転速度、に基づいて燃料噴射量や点火時期を演算する。これら演算結果に基づいて、燃料噴射弁１５２から供給される燃料量、また点火プラグ１５４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、実際にはさらに熱式流量計３００で計測される吸気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１４８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２００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１３２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１５６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 200 calculates the fuel injection amount and the ignition timing based on the flow rate of intake air that is the output of the thermal flow meter 300 and the rotational speed of the internal combustion engine that is measured based on the output of the rotation angle sensor 146. Based on these calculation results, the amount of fuel supplied from the fuel injection valve 152 and the ignition timing ignited by the spark plug 154 are controlled. The fuel supply amount and ignition timing are actually based on the intake air temperature and throttle angle change state measured by the thermal flow meter 300, the engine rotational speed change state, and the air-fuel ratio state measured by the oxygen sensor 148. It is finely controlled. The control device 200 further controls the amount of air that bypasses the throttle valve 132 by the idle air control valve 156 in the idle operation state of the internal combustion engine, thereby controlling the rotational speed of the internal combustion engine in the idle operation state.
図２Ａから図２Ｄは、熱式流量計３００の外観を示している。図２Ａは熱式流量計３００の正面図、図２Ｂは左側面図、図２Ｃは背面図、図２Ｄは右側面図、図２Ｅは、図２ＡのＩＩＡ−ＩＩＡ線断面図である。
2A to 2D show the appearance of the thermal flow meter 300. FIG. 2A is a front view of the thermal flow meter 300, FIG. 2B is a left side view, FIG. 2C is a rear view, FIG. 2D is a right side view, and FIG. 2E is a cross-sectional view taken along the line IIA-IIA in FIG.
熱式流量計３００は、ハウジング３０２を備えている。ハウジング３０２は、吸気管に挿入されて主通路１２４（図１を参照）に配置される。ハウジング３０２の基端部には、吸気管に固定するためのフランジ３０５と、吸気管外部に露出するコネクタ（外部接続部）３０６が設けられている。
The thermal flow meter 300 includes a housing 302. The housing 302 is inserted into the intake pipe and disposed in the main passage 124 (see FIG. 1). At the base end of the housing 302, a flange 305 for fixing to the intake pipe and a connector (external connection part) 306 exposed to the outside of the intake pipe are provided.
ハウジング３０２は、フランジ３０５を吸気管に固定することにより片持ち状に支持され、主通路１２４を流れる被計測気体３０の主流れ方向に垂直な方向に沿って延びるように配置される。ハウジング３０２には、主通路１２４を流れる被計測気体３０を取り込むための副通路が設けられており、その副通路内に被計測気体３０の流量を検出するための流量検出部６０２が配置されている。
The housing 302 is supported in a cantilever manner by fixing the flange 305 to the intake pipe, and is disposed so as to extend along a direction perpendicular to the main flow direction of the measurement target gas 30 flowing through the main passage 124. The housing 302 is provided with a sub-passage for taking in the gas to be measured 30 flowing through the main passage 124, and a flow rate detector 602 for detecting the flow rate of the gas under measurement 30 is disposed in the sub-passage. Yes.
ハウジング３０２の先端側でかつ主流れ方向上流側の位置には、吸入空気などの被計測気体３０の一部を副通路に取り込むための入口３１１が設けられている。そして、先端側でかつ主流れ方向下流側の位置には、副通路から被計測気体３０を主通路１２４に戻すための第１出口３１２と第２出口３１３が設けられている。第１出口３１２と第２出口３１３は、図２Ｄに示すように、ハウジング３０２の厚み方向に横並びに配置されている。
An inlet 311 for taking a part of the measurement target gas 30 such as intake air into the sub-passage is provided at a position on the front end side of the housing 302 and upstream in the main flow direction. A first outlet 312 and a second outlet 313 for returning the gas 30 to be measured from the auxiliary passage to the main passage 124 are provided at a position on the distal end side and the downstream side in the main flow direction. The first outlet 312 and the second outlet 313 are arranged side by side in the thickness direction of the housing 302 as shown in FIG. 2D.
入口３１１が、ハウジング３０２の先端側に設けられることにより、主通路の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。したがって、主通路の内壁面の温度の影響を受け難くなり、気体の流量や温度の計測精度の低下を抑制できる。
By providing the inlet 311 on the front end side of the housing 302, a gas in a portion close to the center portion away from the inner wall surface of the main passage can be taken into the sub-passage. Therefore, it becomes difficult to be influenced by the temperature of the inner wall surface of the main passage, and a decrease in measurement accuracy of the gas flow rate and temperature can be suppressed.
主通路の内壁面近傍では流体抵抗が大きく、主通路の平均的な流速に比べ、流速が低くなるが、本実施例の熱式流量計３００では、フランジ３０５から主通路の中央に向かって延びる薄くて長いハウジング３０２の先端側に入口３１１が設けられているので、主通路中央部の流速の速い気体を副通路に取り込むことができる。また、副通路の第１出口３１２と第２出口３１３もハウジング３０２の先端側に設けられているので、副通路内を流れた気体を流速の速い主通路中央部に戻すことができる。
In the vicinity of the inner wall surface of the main passage, the fluid resistance is large and the flow velocity is lower than the average flow velocity of the main passage. However, in the thermal flow meter 300 of the present embodiment, it extends from the flange 305 toward the center of the main passage. Since the inlet 311 is provided on the distal end side of the thin and long housing 302, a gas having a high flow velocity at the center of the main passage can be taken into the sub-passage. Further, since the first outlet 312 and the second outlet 313 of the auxiliary passage are also provided on the distal end side of the housing 302, the gas flowing in the auxiliary passage can be returned to the central portion of the main passage where the flow velocity is high.
ハウジング３０２は、正面に略長方形の幅広面を有するのに対して、側面が狭い（厚さが薄い）形状を成している。ハウジング３０２は、主通路を流れる被計測気体の主流れ方向に沿って正面と背面が配置され、主流れ方向に対向するように側面が配置される。これにより、熱式流量計３００は、被計測気体３０に対しては流体抵抗を小さくして、十分な長さの副通路を備えることができる。
The housing 302 has a substantially rectangular wide surface on the front side, but has a narrow side surface (thin thickness). The housing 302 has a front surface and a back surface arranged along the main flow direction of the gas to be measured flowing through the main passage, and has a side surface opposed to the main flow direction. As a result, the thermal flow meter 300 can be provided with a sufficiently long sub-passage with a reduced fluid resistance with respect to the gas to be measured 30.
すなわち、本実施例の熱式流量計は、主通路１２４を流れる被計測気体３０の流れ方向と直交する直交面に投影されるハウジングの形状が、前記の直交面上で第１の方向５０に定義される長さ寸法と、前記の直交面上で第１の方向５０（図２Ｂ参照）に対して垂直な第２の方向５１に定義される厚み寸法とを有し、厚み寸法が長さ寸法よりも小さい形状を成している。
That is, in the thermal flow meter of the present embodiment, the shape of the housing projected on the orthogonal plane orthogonal to the flow direction of the gas 30 to be measured flowing through the main passage 124 is in the first direction 50 on the orthogonal plane. A defined length dimension and a thickness dimension defined in a second direction 51 perpendicular to the first direction 50 (see FIG. 2B) on the orthogonal plane, the thickness dimension being a length The shape is smaller than the dimensions.
ハウジング３０２には、被計測気体３０の温度を計測するための温度検出部４５２が設けられている。ハウジング３０２は、被計測気体の主流れ方向上流側に配置される上流側外壁３１７が、長手方向中央部で下流側に向かって窪んだ形状を有しており、温度検出部４５２は、その窪んだ位置に設けられている。温度検出部４５２は、ハウジング３０２の上流側外壁から主流れ方向上流側に向かって突出する形状を成している。
The housing 302 is provided with a temperature detector 452 for measuring the temperature of the measurement target gas 30. The housing 302 has a shape in which an upstream outer wall 317 disposed on the upstream side in the main flow direction of the gas to be measured is recessed toward the downstream side at the center in the longitudinal direction. It is provided in the position. The temperature detection unit 452 has a shape protruding from the upstream outer wall of the housing 302 toward the upstream side in the main flow direction.
図３Ａ、図３Ｂは熱式流量計３００から表カバー３０３および裏カバー３０４を取り外したハウジング３０２の状態を示しており、図３Ａはハウジング３０２の正面図、図３Ｂは背面図である。
3A and 3B show a state of the housing 302 with the front cover 303 and the back cover 304 removed from the thermal flow meter 300, FIG. 3A is a front view of the housing 302, and FIG. 3B is a rear view.
ハウジング３０２の内部には、主通路１２４を流れる被計測気体３０の流量を計測するための流量検出部６０２や主通路１２４を流れる被計測気体３０の温度を計測するための温度検出部４５２等を備える回路パッケージ４００がインサート成形されている。そして、ハウジング３０２には、副通路を構成するための副通路溝が形成されている。本実施例では、ハウジング３０２の表裏両面に副通路溝が凹設されており、表カバー３０３及び裏カバー３０４をハウジング３０２の表面及び裏面にかぶせることにより、副通路が完成する構成になっている。かかる構造とすることで、ハウジング３０２の成形時（樹脂モールド工程）にハウジング３０２の両面に設けられる金型を使用して、表側副通路溝３２１と裏側副通路溝３３１の両方をハウジング３０２の一部として全てを成形することが可能となる。
Inside the housing 302, a flow rate detection unit 602 for measuring the flow rate of the measurement target gas 30 flowing through the main passage 124, a temperature detection unit 452 for measuring the temperature of the measurement target gas 30 flowing through the main passage 124, and the like. The circuit package 400 provided is insert-molded. The housing 302 is formed with a sub-passage groove for forming a sub-passage. In the present embodiment, the sub-passage grooves are recessed on both the front and back surfaces of the housing 302, and the front and rear covers 303 and 304 are placed on the front and back surfaces of the housing 302 to complete the sub-passage. . With such a structure, when the housing 302 is molded (resin molding process), molds provided on both surfaces of the housing 302 are used, so that both the front side sub-passage groove 321 and the back side sub-passage groove 331 are part of the housing 302. All can be molded as a part.
副通路溝は、ハウジング３０２の裏面に形成された裏側副通路溝３３１と、ハウジング３０２の表面に形成された表側副通路溝３２１とからなる。裏側副通路溝３３１は、図３Ｂに示すように、第１溝部３３２と、第１溝部３３２の途中で分岐する第２溝部３３３を有している。第１溝部３３２は、ハウジング３０２の先端部で被計測気体３０の主流れ方向に沿うように一直線状に延在して、ハウジング３０２の入口３１１に一端が連通し、ハウジング３０２の出口３１２に他端が連通している。第１溝部３３２は、入口３１１から略一定の断面形状で延在する直線部３３２Ａと、直線部３３２Ａから出口３１２に向かって移行するに従って溝幅が漸次狭くなる絞り部３３２Ｂとを有している。
The sub passage groove includes a back side sub passage groove 331 formed on the back surface of the housing 302 and a front side sub passage groove 321 formed on the surface of the housing 302. As shown in FIG. 3B, the back side auxiliary passage groove 331 has a first groove portion 332 and a second groove portion 333 that branches in the middle of the first groove portion 332. The first groove portion 332 extends straight along the main flow direction of the gas 30 to be measured at the tip of the housing 302, and one end communicates with the inlet 311 of the housing 302, and the other is connected to the outlet 312 of the housing 302. The ends are in communication. The first groove portion 332 includes a straight portion 332A that extends from the inlet 311 with a substantially constant cross-sectional shape, and a throttle portion 332B that gradually decreases in width as it moves from the straight portion 332A toward the outlet 312. .
第１溝部３３２の直線部３３２Ａには、複数の凸条部３３５が設けられている。凸条部３３５は、直線部３３２Ａの底壁面３３２ｂにおいて、第１溝部３３２の溝幅方向に所定間隔をおいて複数が並ぶように設けられており、直線部３３２Ａに沿って入口３１１から絞り部３３２Ｂまでの間に亘って延在している。凸条部３３５は、断面が台形形状を有しており、両側の側面が斜めに傾いている。したがって、水滴が付着した場合に、水滴の接触角を大きくして水滴の高さを低くすることができ、濡れ性を高くして、上流側から下流側に向かって素早く流すことができる。したがって、水滴が第１溝部３３２に付着した場合に、第１溝部３３２から第２溝部３３３に流れ込むのを効果的に防ぐことができ、外部に迅速に排出させることができる。
A plurality of ridges 335 are provided on the straight part 332 </ b> A of the first groove part 332. The ridge portions 335 are provided on the bottom wall surface 332b of the straight portion 332A so that a plurality of the ridge portions 335 are arranged at a predetermined interval in the groove width direction of the first groove portion 332, and from the inlet 311 along the straight portion 332A. It extends over to 332B. The protruding portion 335 has a trapezoidal cross section, and the side surfaces on both sides are inclined obliquely. Therefore, when a water droplet adheres, the contact angle of the water droplet can be increased to reduce the height of the water droplet, the wettability can be increased, and the water can flow quickly from the upstream side toward the downstream side. Therefore, when water droplets adhere to the first groove portion 332, it is possible to effectively prevent the water droplet from flowing from the first groove portion 332 into the second groove portion 333, and it can be quickly discharged to the outside.
第２溝部３３３は、第１溝部３３２の直線部３３２Ａから分岐してカーブしながらハウジング３０２の基端側に向かって進み、ハウジング３０２の長手方向中央部に設けられている計測用流路３４１に連通する。第２溝部３３３は、第１溝部３３２を構成する一対の側壁面のうち、ハウジング３０２の基端側に位置する側壁面３３２ａに上流端が連通しており、底壁面３３３ａが第１溝部３３２の直線部３３２Ａの底壁面３３２ｂと面一に連続している。
The second groove portion 333 branches from the straight portion 332A of the first groove portion 332 and proceeds toward the proximal end side of the housing 302 while curving, and enters the measurement flow path 341 provided in the longitudinal center portion of the housing 302. Communicate. Of the pair of side wall surfaces constituting the first groove portion 332, the second groove portion 333 has an upstream end communicating with the side wall surface 332 a located on the proximal end side of the housing 302, and the bottom wall surface 333 a is the first groove portion 332. It is continuous with the bottom wall surface 332b of the straight portion 332A.
ハウジング３０２の第１溝部３３２の底壁面３３２ｂと第２溝部３３３の底壁面３３３ａとの境界部分に沿って段差３３４が設けられている。段差３３４は、第１溝部３３２の側壁面３３２ａと第２溝部３３３の内周側の側壁面３３３ｂとの交点から第１溝部３３２の側壁面３３２ａと第２溝部３３３の外周側の側壁面３３３ｃとの交点までを直線で結ぶライン上に形成されている。第２溝部３３３のカーブ内側の側壁面３３３ｂには、凹部３３３ｅが凹設されており、第２溝部３３３に侵入した水を取り込み、裏カバー３０４において凹部３３３ｅに対向する位置に穿設されている排水孔３７６（図２Ｃ参照）から外部に排出させることができる。
A step 334 is provided along the boundary between the bottom wall surface 332 b of the first groove 332 and the bottom wall surface 333 a of the second groove 333 of the housing 302. The step 334 is formed from the intersection of the side wall surface 332a of the first groove portion 332 and the side wall surface 333b on the inner peripheral side of the second groove portion 333, and the side wall surface 333c of the first groove portion 332 and the outer side wall surface 333c of the second groove portion 333. It is formed on a line that connects up to the point of intersection with a straight line. A concave portion 333e is formed in the side wall surface 333b inside the curve of the second groove portion 333, and water that has entered the second groove portion 333 is taken in and formed in a position facing the concave portion 333e in the back cover 304. It can be discharged to the outside through the drain hole 376 (see FIG. 2C).
計測用流路３４１は、ハウジング３０２を表側から裏側まで厚さ方向に貫通して形成されており、回路パッケージ４００の流路露出部４３０が突出して配置されている。第２溝部３３３は、回路パッケージ４００の流路露出部４３０よりも副通路上流側で計測用流路３４１に連通している。第２溝部３３３は、計測用流路３４１に向かって進むにつれて溝深さが深くなる形状を有しており、特に計測用流路３４１の手前で急激に深くなる急傾斜部３３３ｄを有している。急傾斜部３３３ｄは、計測用流路３４１において、回路パッケージ４００の流路露出部４３０が有する表面側の計測用流路面４３１と裏面側の非計測面４３２のうち、流量検出部６０２が設けられている計測用流路面４３１側に被計測気体３０の気体を通過させ、非計測面４３２側には被計測気体３０に含まれる塵埃などの異物を通過させる。
The measurement flow path 341 is formed through the housing 302 in the thickness direction from the front side to the back side, and the flow path exposed portion 430 of the circuit package 400 is disposed so as to protrude. The second groove 333 communicates with the measurement channel 341 on the upstream side of the sub-passage with respect to the channel exposure part 430 of the circuit package 400. The second groove 333 has a shape in which the groove depth becomes deeper as it proceeds toward the measurement channel 341, and in particular, has a steeply inclined portion 333 d that becomes deeper in front of the measurement channel 341. Yes. The steeply inclined portion 333d is provided with a flow rate detection unit 602 in the measurement flow channel 341, of the measurement-side flow channel surface 431 and the non-measurement surface 432 on the back surface side of the flow channel exposure unit 430 of the circuit package 400. The measurement target gas 30 is allowed to pass through the measurement channel surface 431 side, and foreign matter such as dust contained in the measurement target gas 30 is allowed to pass through the non-measurement surface 432 side.
被計測気体３０は、裏側副通路溝３３１内を流れるにつれてハウジング３０２の表側（図３Ｂで図の奥側）の方向に徐々に移動する。そして、質量の小さい空気の一部は、急傾斜部３３３ｄに沿って移動し、計測用流路３４１において流路露出部４３０の計測用流路面４３１（図３Ａ参照）の方を流れる。一方、質量の大きい異物は遠心力によって急激な進路変更が困難なため、急傾斜部３３３ｄに沿って流れることができず、計測用流路３４１において流路露出部４３０の非計測面４３２（図３Ｂ参照）の方を流れる。
The gas 30 to be measured gradually moves in the direction of the front side of the housing 302 (the back side in the drawing in FIG. 3B) as it flows through the back side sub-passage groove 331. Then, a part of the air having a small mass moves along the steeply inclined portion 333d and flows in the measurement flow channel 341 on the measurement flow channel surface 431 (see FIG. 3A) of the flow channel exposure unit 430. On the other hand, a foreign substance having a large mass cannot easily flow along the steeply inclined portion 333d because it is difficult to change a course due to a centrifugal force, and the non-measurement surface 432 (see FIG. 3B).
流量検出部６０２は、回路パッケージ４００の流路露出部４３０の計測用流路面４３１に設けられている。流量検出部６０２では、流路露出部４３０の計測用流路面４３１の方に流れた被計測気体３０との間で熱伝達面４３７（図８を参照）を介して熱伝達が行われ、流量が計測される。被計測気体３０は、回路パッケージ４００の流路露出部４３０の計測用流路面４３１側と非計測面４３２側を通過すると、計測用流路３４１の副通路下流側から表側副通路溝３２１に流れ込み、表側副通路溝３２１内を流れて第２出口３１３から主通路１２４に排出される。
The flow rate detection unit 602 is provided on the measurement channel surface 431 of the channel exposure unit 430 of the circuit package 400. In the flow rate detection unit 602, heat transfer is performed between the measurement target gas 30 that has flowed toward the measurement flow channel surface 431 of the flow channel exposure unit 430 via the heat transfer surface 437 (see FIG. 8), and the flow rate is detected. Is measured. When the measurement target gas 30 passes through the measurement channel surface 431 side and the non-measurement surface 432 side of the channel exposure part 430 of the circuit package 400, the measurement target gas 30 flows from the downstream side of the secondary channel of the measurement channel 341 into the front side secondary channel groove 321. Then, it flows in the front side auxiliary passage groove 321 and is discharged from the second outlet 313 to the main passage 124.
表側副通路溝３２１は、図３Ａに示すように、計測用流路３４１の副通路下流側の部分に一端が連通し、ハウジング３０２の先端側に形成された第２出口３１３に他端が連通する。表側副通路溝３２１は、ハウジング３０２の基端側から先端側に移行するに従って漸次主流れ方向下流側に向かって進むようにカーブし、ハウジング３０２の先端部で被計測気体３０の主流れ方向下流側に向かって直線上に延びて、第２出口３１３に向かって溝幅が漸次狭くなる形状を有している。
As shown in FIG. 3A, one end of the front side sub-passage groove 321 communicates with the downstream side portion of the measurement channel 341 and the other end communicates with the second outlet 313 formed on the front end side of the housing 302. To do. The front side sub-passage groove 321 curves so as to gradually progress toward the downstream side in the main flow direction as it moves from the proximal end side to the distal end side of the housing 302, and downstream of the measured gas 30 in the main flow direction at the distal end portion of the housing 302. The groove extends in a straight line toward the side, and the groove width gradually decreases toward the second outlet 313.
本実施例では、裏側副通路溝３３１で構成される流路は曲線を描きながらハウジング３０２の先端側からフランジ３０５側である基端側に向かう。そして、最もフランジ３０５に接近した位置では、副通路を流れる被計測気体３０は主通路１２４の主流れ方向に対して逆方向の流れとなる。そして、この逆方向の流れの部分でハウジング３０２の裏面側に設けられた裏側副通路が、表面側に設けられた表側副通路につながる。
In the present embodiment, the flow path constituted by the back side sub-passage groove 331 goes from the distal end side of the housing 302 toward the proximal end side that is the flange 305 side while drawing a curve. At the position closest to the flange 305, the gas 30 to be measured flowing through the sub passage flows in a direction opposite to the main flow direction of the main passage 124. And the back side subway provided in the back side of housing 302 in the part of this reverse flow leads to the front side subway provided in the surface side.
計測用流路３４１は、図２Ｅに示すように、回路パッケージ４００の流路露出部４３０によって、計測用流路面４３１側の空間と非計測面４３２側の空間に分けられており、ハウジング３０２によって分けられてはいない。即ち、計測用流路３４１は、ハウジング３０２の表面と裏面とを貫通して形成されており、この一つの空間に回路パッケージ４００が片持ち状に突出して配置されている。このような構成とすることで、１回の樹脂モールド工程でハウジング３０２の表裏両面に副通路溝を成形でき、また両面の副通路溝を繋ぐ構造を合わせて成形することが可能となる。尚、回路パッケージ４００はハウジング３０２の固定部３５１、３５２、３５３に樹脂モールドにより埋設して固定されている。
As shown in FIG. 2E, the measurement channel 341 is divided into a space on the measurement channel surface 431 side and a space on the non-measurement surface 432 side by the channel exposure part 430 of the circuit package 400. It is not divided. That is, the measurement flow path 341 is formed so as to penetrate the front surface and the back surface of the housing 302, and the circuit package 400 projects in a cantilever manner in this one space. With such a configuration, the sub-passage grooves can be formed on both the front and back surfaces of the housing 302 in a single resin molding step, and the structure connecting the sub-passage grooves on both sides can be formed together. The circuit package 400 is fixed by being embedded in a fixing portion 351, 352, 353 of the housing 302 by a resin mold.
また、上記した構成によれば、ハウジング３０２の樹脂モールド成形と同時に、回路パッケージ４００をハウジング３０２にインサートして実装することができる。なお、回路パッケージ４００よりも上流側の通路上流側と下流側の通路下流側のどちらか一方においてハウジング３０２を幅方向に貫通した構成とすることで、裏側副通路溝３３１と表側副通路溝３２１とをつなぐ副通路形状を１回の樹脂モールド工程で成形することも可能である。
Further, according to the configuration described above, the circuit package 400 can be inserted into the housing 302 and mounted at the same time as the resin molding of the housing 302. Note that the rear side sub-passage groove 331 and the front side sub-passage groove 321 are configured to penetrate the housing 302 in the width direction either on the upstream side of the circuit package 400 or on the downstream side of the downstream side of the circuit package 400. It is also possible to form the sub-passage shape connecting the two in a single resin molding step.
ハウジング３０２の表側副通路は、表側副通路溝３２１を表カバー３０３で閉塞することによって形成され、表側副通路溝３２１を構成する一対の側壁面の溝高さ方向上側の側壁上端部と表カバー３０３の対向面とが密着される。そして、ハウジング３０２の裏側副通路は、裏側副通路溝３３１を裏カバー３０４で閉塞することによって形成され、裏側副通路溝３３１を構成する一対の側壁面の溝高さ方向上側の側壁上端部と裏カバー３０４の対向面とが密着される。
The front side sub-passage of the housing 302 is formed by closing the front side sub-passage groove 321 with the front cover 303, and a pair of side wall surfaces constituting the front side sub-passage groove 321 and the upper end of the side wall in the groove height direction and the front cover 303 is opposed to the facing surface. The back side sub-passage of the housing 302 is formed by closing the back side sub-passage groove 331 with the back cover 304, and a pair of side wall surfaces constituting the back-side sub-passage groove 331 and a side wall upper end on the upper side in the groove height direction. The opposing surface of the back cover 304 is in close contact.
図３Ａ及び図３Ｂに示すように、ハウジング３０２には、フランジ３０５と副通路溝が形成された部分との間に回路接続室となる空洞部３４２が形成されている。空洞部３４２は、ハウジング３０２を厚さ方向に貫通することによって形成されている。空洞部３４２では、回路パッケージ４００のアウターリード(接続端子）４１２とコネクタ３０６の外部端子の内端３０６ａとが、スポット溶接あるいはレーザ溶接などにより、互いに電気的に接続されている。空洞部３４２は、表カバー３０３と裏カバー３０４をハウジング３０２に取り付けることによって閉塞され、空洞部３４２の周囲が表カバー３０３と裏カバー３０４とレーザ溶接されて密封される。
As shown in FIGS. 3A and 3B, the housing 302 has a cavity 342 serving as a circuit connection chamber between the flange 305 and the portion where the sub-passage groove is formed. The cavity 342 is formed by penetrating the housing 302 in the thickness direction. In the hollow portion 342, the outer lead (connection terminal) 412 of the circuit package 400 and the inner end 306a of the external terminal of the connector 306 are electrically connected to each other by spot welding or laser welding. The cavity 342 is closed by attaching the front cover 303 and the back cover 304 to the housing 302, and the periphery of the cavity 342 is sealed by laser welding with the front cover 303 and the back cover 304.
ハウジング３０２は、回路パッケージ４００を固定する固定部３５１、３５２、３５３を有している。固定部３５１、３５２は、回路パッケージ４００の外周を覆うようにして埋設しており、特に固定部３５１は、副通路溝と空洞部３４２との間を密封して仕切る仕切壁として機能する。
The housing 302 has fixing portions 351, 352, and 353 for fixing the circuit package 400. The fixing portions 351 and 352 are embedded so as to cover the outer periphery of the circuit package 400. In particular, the fixing portion 351 functions as a partition wall that seals and partitions between the auxiliary passage groove and the cavity portion 342.
図４は、表カバーを対向面側から示す図、図５は、裏カバーを対向面側から示す図である。表カバー３０３や裏カバー３０４は、薄い板状であり、広い冷却面を備える形状を成している。このため熱式流量計３００は、空気抵抗が低減され、さらに主通路１２４を流れる被計測気体により冷却されやすい効果を有している。
4 is a view showing the front cover from the facing surface side, and FIG. 5 is a view showing the back cover from the facing surface side. The front cover 303 and the back cover 304 are thin plates and have a shape with a wide cooling surface. For this reason, the thermal flow meter 300 has an effect that air resistance is reduced, and further, the thermal flow meter 300 is easily cooled by the gas to be measured flowing through the main passage 124.
表カバー３０３は、ハウジング３０２の表面を覆う大きさを有している。表カバー３０３の対向面には、ハウジング３０２の表側副通路溝３２１を閉塞する第５領域３６１と、ハウジング３０２の計測用流路３４１の表側を閉塞する第６領域３６２と、空洞部３４２の表側を閉塞する第７領域３６３が形成されている。そして、第５領域３６１と第６領域３６２の周囲に沿って、ハウジング３０２の表側副通路溝３２１の側壁上端部が入り込む凹部３６１ａが凹設されている。また、第７領域３６３の周囲に沿って、空洞部３４２の表側外周端部が入り込む凹部３６３ａが凹設されている。そして、表カバー３０３の対向面には、回路パッケージ４００の流路露出部４３０の先端とハウジング３０２の計測用流路３４１との間の隙間に挿入される凸部３６２ａが設けられている。
The front cover 303 has a size that covers the surface of the housing 302. On the opposite surface of the front cover 303, a fifth region 361 that closes the front side sub-passage groove 321 of the housing 302, a sixth region 362 that closes the front side of the measurement flow path 341 of the housing 302, and the front side of the cavity 342 A seventh region 363 that closes the surface is formed. A recess 361 a into which the upper end of the side wall of the front side sub-passage groove 321 of the housing 302 enters is provided along the periphery of the fifth region 361 and the sixth region 362. A recess 363 a into which the outer peripheral end of the cavity 342 enters is formed along the periphery of the seventh region 363. Further, a convex portion 362 a that is inserted into a gap between the tip of the flow channel exposed portion 430 of the circuit package 400 and the measurement flow channel 341 of the housing 302 is provided on the facing surface of the front cover 303.
また、表カバー３０３の対向面には、ハウジング３０２の計測用流路３４１において回路パッケージ４００の流路露出部４３０の計測用流路面４３１の少なくとも流量検出部６０２に対向する位置に対向配置される凸部３６２ｂが設けられている。凸部３６２ｂは、副通路内における被計測気体３０の流路を狭めて流量検出部６０２との間を通過する被計測気体３０の流速を速めるために、被計測気体３０の流れ方向中央が山形に突出した凸形状を有している。表カバー３０３は、表カバー３０３の対向面をハウジング３０２の表面に対向させて、凹部３６１ａに入り込んだハウジング３０２の表側副通路溝３２１の側壁上端部との間でレーザ溶接され、また、凹部３６３ａに入り込んだハウジング３０２の空洞部３４２の周囲との間でレーザ溶接されて、ハウジング３０２との間が密着固定される。
In addition, on the facing surface of the front cover 303, the measuring channel 341 of the housing 302 is disposed to face at least a position facing the flow rate detection unit 602 of the measuring channel surface 431 of the channel exposing part 430 of the circuit package 400. A convex portion 362b is provided. The convex portion 362b has a mountain shape at the center in the flow direction of the measurement target gas 30 in order to narrow the flow path of the measurement target gas 30 in the sub-passage and increase the flow velocity of the measurement target gas 30 passing between the flow rate detection unit 602. Has a protruding shape. The front cover 303 is laser-welded between the front surface of the front cover 303 facing the surface of the housing 302 and the upper end of the side wall of the front side secondary passage groove 321 of the housing 302 that has entered the concave portion 361a, and the concave portion 363a. Laser welding is performed between the housing 302 and the periphery of the cavity portion 342 of the housing 302, and the housing 302 is tightly fixed.
裏カバー３０４は、ハウジング３０２の裏面を覆う大きさを有している。裏カバー３０４の対向面には、ハウジング３０２の裏側副通路溝３３１の第１溝部３３２を閉塞する第１領域３７１Ａと、第２溝部３３３を閉塞する第２領域３７１Ｂと、ハウジング３０２の計測用流路３４１の裏側を閉塞する第３領域３７２と、空洞部３４２の裏側を閉塞する第４領域３７３が形成されている。そして、第１領域３７１Ａ、第２領域３７１Ｂ、第３領域３７２の周囲に沿って、ハウジング３０２の裏側副通路溝３３１の側壁上端部が入り込む凹部３７１ａが凹設されている。また、第４領域３７３の周囲には、空洞部３４２の裏側外周端部が入り込む凹部３７３ａが凹設されている。
The back cover 304 has a size that covers the back surface of the housing 302. On the opposite surface of the back cover 304, a first region 371 A that closes the first groove portion 332 of the back side sub-passage groove 331 of the housing 302, a second region 371 B that closes the second groove portion 333, and the measurement flow of the housing 302 A third region 372 that closes the back side of the path 341 and a fourth region 373 that closes the back side of the cavity 342 are formed. A recess 371 a into which the upper end of the side wall of the back side sub-passage groove 331 of the housing 302 enters is provided along the periphery of the first region 371 A, the second region 371 B, and the third region 372. Further, around the fourth region 373, a recess 373a into which the rear outer peripheral end of the cavity 342 enters is provided.
裏カバー３０４の第１領域３７１Ａには、複数の凸条部３７７が設けられている。凸条部３７７は、第１領域３７１Ａの長手方向に沿って延在し、短手方向に所定間隔をおいて複数が並ぶように設けられている。凸条部３７７は、段差３７５と同様の断面が台形形状を有しており、両側の側面が斜めに傾いている。したがって、水滴が付着した場合に、水滴の接触角を大きくして水滴の高さを低くすることができ、濡れ性を高くして、付着した水滴を上流側から下流側に向かって素早く流すことができる。したがって、水滴が第１領域３７１Ａから第２領域３７１Ｂに流れ込むのを効果的に防ぐことができ、外部に迅速に排出させることができる。
A plurality of ridges 377 are provided in the first region 371A of the back cover 304. The ridges 377 are provided so as to extend along the longitudinal direction of the first region 371A and to be arranged at a predetermined interval in the lateral direction. The protruding portion 377 has a trapezoidal cross section similar to the step 375, and the side surfaces on both sides are inclined obliquely. Therefore, when water droplets adhere, the contact angle of the water droplets can be increased to reduce the height of the water droplets, the wettability can be increased, and the adhered water droplets can flow quickly from the upstream side toward the downstream side. Can do. Therefore, it is possible to effectively prevent water droplets from flowing from the first region 371A to the second region 371B, and to quickly discharge the water to the outside.
裏カバー３０４には、副通路に連通する排水孔３７６が穿設されている。排水孔３７６は、ハウジング３０２に裏カバー３０４を取り付けた状態でハウジング３０２の凹部３３３ｅを閉塞する位置に貫通して形成されており、第２溝部３３３の凹部３３３ｅに取り込まれた水をハウジング３０２の外部に排出させることができる。裏カバー３０４の対向面には、回路パッケージ４００の流路露出部４３０の先端とハウジング３０２の計測用流路３４１との間の隙間に挿入される凸部３７２ａが設けられている。凸部３７２ａは、表カバー３０３の凸部３６２ａと協働して、回路パッケージ４００の流路露出部４３０の先端とハウジング３０２の計測用流路３４１との間の隙間を埋める。
The back cover 304 has a drain hole 376 communicating with the sub passage. The drainage hole 376 is formed so as to penetrate a position where the recess 333e of the housing 302 is closed with the back cover 304 attached to the housing 302, and the water taken into the recess 333e of the second groove 333 is formed in the housing 302. It can be discharged to the outside. On the opposite surface of the back cover 304, a convex portion 372 a is provided that is inserted into a gap between the tip of the flow channel exposed portion 430 of the circuit package 400 and the measurement flow channel 341 of the housing 302. The convex portion 372 a cooperates with the convex portion 362 a of the front cover 303 to fill a gap between the tip of the flow channel exposed portion 430 of the circuit package 400 and the measurement flow channel 341 of the housing 302.
表カバー３０３と裏カバー３０４は、ハウジング３０２の表面と裏面にそれぞれ取り付けられて表側副通路溝３２１及び裏側副通路溝３３１との協働により副通路を形成する。副通路は、入口３１１から第１出口３１２まで一直線状に延びる第１通路と、第１通路の途中で分岐してカーブしながら流量検出部６０２に向かう第２通路とを有する。
The front cover 303 and the back cover 304 are attached to the front surface and the back surface of the housing 302, respectively, and form a sub passage by cooperation with the front side sub passage groove 321 and the back side sub passage groove 331. The sub-passage has a first passage that extends straight from the inlet 311 to the first outlet 312 and a second passage that branches in the middle of the first passage and curves toward the flow rate detection unit 602.
図６は、回路パッケージ４００の外観図、図７は、リードフレーム４０１の構成を説明する図、図８は、図６のＩＸ−ＩＸ線断面図である。なお、図７における破線部は、回路パッケージ４００のモールド成形時に用いられる金型により覆われる部分を示す。
6 is an external view of the circuit package 400, FIG. 7 is a diagram for explaining the configuration of the lead frame 401, and FIG. 8 is a cross-sectional view taken along the line IX-IX of FIG. 7 indicates a portion covered with a mold used when the circuit package 400 is molded.
回路パッケージ４００は、縦長の平板形状を有しており、インサート成形によりハウジング３０２にインモールドされ、ハウジング３０２に一体に固定される。回路パッケージ４００は、先端部分である流路露出部４３０が副通路内に突出し、流路露出部４３０の計測用流路面４３１と非計測面４３２が副通路内における被計測気体３０の流れ方向に沿って平行に配置される。流路露出部４３０は、被計測気体が通過する場所である副通路内に露出して配置されている。
The circuit package 400 has a vertically long flat plate shape, is in-molded into the housing 302 by insert molding, and is integrally fixed to the housing 302. In the circuit package 400, the flow path exposed portion 430 which is the tip portion protrudes into the sub-passage, and the measurement flow channel surface 431 and the non-measurement surface 432 of the flow channel exposed portion 430 are in the flow direction of the measurement target gas 30 in the sub-passage. Arranged parallel to each other. The channel exposure part 430 is disposed so as to be exposed in the sub-passage where the gas to be measured passes.
回路パッケージ４００の一方の長辺部には、突起部４３３が設けられており、突起部４３３の先端に温度検出部４５２が設けられている。突起部４３３は、回路パッケージ４００の平面に沿って突出しており、ハウジング３０２の上流側外壁３１７を貫通して温度検出部４５２をハウジング３０２の外部に露出する位置に配置される。
A projection 433 is provided on one long side of the circuit package 400, and a temperature detection unit 452 is provided at the tip of the projection 433. The protrusion 433 protrudes along the plane of the circuit package 400 and is disposed at a position that penetrates the upstream outer wall 317 of the housing 302 and exposes the temperature detection unit 452 to the outside of the housing 302.
回路パッケージ４００は、図７に示されるリードフレーム４０１と、リードフレーム４０１に実装された回路部品とを、熱硬化性の樹脂材４０３で一体にモールドすることにより構成されている。本実施例では、回路部品として、ＬＳＩ６０４、コンデンサチップ４５４、流量検出部６０２や温度検出部４５２のセンサエレメントが実装されている。
The circuit package 400 is configured by integrally molding the lead frame 401 shown in FIG. 7 and circuit components mounted on the lead frame 401 with a thermosetting resin material 403. In the present embodiment, LSI 604, capacitor chip 454, flow rate detection unit 602, and temperature detection unit 452 sensor elements are mounted as circuit components.
リードフレーム４０１は、プレート状のリード面４０４と、リード面４０４に接続されたインナーリード４１１と、インナーリード４１１に接続されたアウターリード４１２を有している。リード面４０４は、リードフレーム４０１のＧＮＤに接続されており、インナーリード４１１からアウターリード４１２を介してコネクタ３０６の外部端子の内端３０６ａ(図２Ｅ、図３Ａを参照)に電気的に接続されている。
The lead frame 401 has a plate-like lead surface 404, an inner lead 411 connected to the lead surface 404, and an outer lead 412 connected to the inner lead 411. The lead surface 404 is connected to the GND of the lead frame 401, and is electrically connected from the inner lead 411 to the inner end 306a of the external terminal of the connector 306 (see FIGS. 2E and 3A) via the outer lead 412. ing.
リード面４０４には、プレート５３２が搭載され、プレート５３２の上に、チップ状の流量検出部６０２およびＬＳＩとして作られている処理部６０４が搭載されている。流量検出部６０２には、図８に示すように、ダイヤフラム６７２が設けられており、流量検出部６０２の各端子と処理部６０４とがワイヤ５４２で電気的に接続されている。さらに、処理部６０４の各端子と対応するリードとがワイヤ５４３で接続されている。そして、回路パッケージ４００として完成された場合の最も先端側に、ダイヤフラム６７２を有する流量検出部６０２を配置し、流量検出部６０２に対して接続端子となる方に処理部６０４がＬＳＩの状態で配置され、さらに処理部６０４の端子側に接続用のワイヤ５４３が配置されている。リード面４０４は、プレート５３２と同等の面積を有しており、グランド接地されている。これによって、流量検出部６０２や処理部６０４の回路内の接地を共通してリード面４０４を介して行うことでノイズを抑えることができ、被計測気体３０の計測精度を向上している。
A plate 532 is mounted on the lead surface 404, and a chip-shaped flow rate detection unit 602 and a processing unit 604 made as an LSI are mounted on the plate 532. As shown in FIG. 8, the flow rate detection unit 602 is provided with a diaphragm 672, and each terminal of the flow rate detection unit 602 and the processing unit 604 are electrically connected by wires 542. Further, each terminal of the processing unit 604 is connected to a corresponding lead by a wire 543. When the circuit package 400 is completed, a flow rate detection unit 602 having a diaphragm 672 is arranged at the most distal end side, and the processing unit 604 is arranged in an LSI state toward the connection terminal with respect to the flow rate detection unit 602. Further, a connection wire 543 is arranged on the terminal side of the processing unit 604. The lead surface 404 has an area equivalent to that of the plate 532 and is grounded. Accordingly, noise can be suppressed by performing grounding in the circuits of the flow rate detection unit 602 and the processing unit 604 via the lead surface 404 in common, and the measurement accuracy of the measurement target gas 30 is improved.
図８に示すように、回路パッケージ４００には、ダイヤフラム６７２の内部に設けられた空隙６７４と孔５２０とを繋ぐ連通孔６７６が設けられている。流量検出部６０２は、ダイヤフラム６７２を有しており、ダイヤフラム６７２の背面には空隙６７４が設けられている。ダイヤフラム６７２には、図示していないが被計測気体３０と熱のやり取りを行い、これによって流量を計測するための素子が設けられている。ダイヤフラム６７２に成形させている素子間に、被計測気体３０との熱のやり取りとは別に、ダイヤフラム６７２を介して素子間に熱が伝わると、正確に流量を計測することが困難となる。このためダイヤフラム６７２は熱抵抗を大きくする必要があり、ダイヤフラム６７２ができるだけ薄く作られている。
As shown in FIG. 8, the circuit package 400 is provided with a communication hole 676 that connects a gap 674 and a hole 520 provided inside the diaphragm 672. The flow rate detection unit 602 includes a diaphragm 672, and a gap 674 is provided on the back surface of the diaphragm 672. Although not shown, the diaphragm 672 is provided with an element for exchanging heat with the measurement target gas 30 and thereby measuring the flow rate. If heat is transmitted between the elements via the diaphragm 672 separately from the exchange of heat with the gas to be measured 30 between the elements formed in the diaphragm 672, it is difficult to accurately measure the flow rate. For this reason, the diaphragm 672 needs to increase the thermal resistance, and the diaphragm 672 is made as thin as possible.
ダイヤフラム６７２は、第１樹脂モールド工程により成形された回路パッケージ４００のモールド樹脂に埋設されて固定されており、ダイヤフラム６７２の表面は、図示しない素子が設けられ、素子は熱伝達面露出部４３６において素子表面の熱伝達面４３７を介して図示していない被計測気体３０と互いに熱の伝達を行う。熱伝達面４３７は、各素子の表面で構成しても良いし、その上に薄い保護膜を設けても良い。素子と被計測気体３０との熱伝達がスムーズに行われ、一方素子間の直接的な熱伝達ができるだけ少ない方が望ましい。
The diaphragm 672 is embedded and fixed in the mold resin of the circuit package 400 molded by the first resin molding process. An element (not shown) is provided on the surface of the diaphragm 672, and the element is formed in the heat transfer surface exposed portion 436. Heat is transmitted to the measurement target gas 30 (not shown) via the heat transfer surface 437 on the element surface. The heat transfer surface 437 may be configured by the surface of each element, or a thin protective film may be provided thereon. It is desirable that the heat transfer between the element and the measurement target gas 30 is performed smoothly, while the direct heat transfer between the elements is as small as possible.
ダイヤフラム６７２の素子が設けられている部分は、流路露出部４３０の計測用流路面４３１の熱伝達面露出部４３６に配置されていて、熱伝達面４３７が計測用流路面４３１を成形している樹脂から露出している。ダイヤフラム６７２の外周部は、計測用流路面４３１を成形している第１樹脂モールド工程で使用された熱硬化性樹脂で覆われている。仮に、ダイヤフラム６７２の側面のみが前記熱硬化性樹脂で覆われ、ダイヤフラム６７２の外周部の表面側が熱硬化性樹脂で覆われていないとすると、計測用流路面４３１を成形している樹脂に生じる応力をダイヤフラム６７２の側面のみで受けることとなり、ダイヤフラム６７２に歪が生じ、特性が劣化する恐れがある。本実施例では、ダイヤフラム６７２の表側外周部も熱硬化性樹脂で覆われる状態とすることにより、ダイヤフラム６７２の歪が低減されている。
The portion of the diaphragm 672 where the element is provided is disposed in the heat transfer surface exposed portion 436 of the measurement flow channel surface 431 of the flow channel exposed portion 430, and the heat transfer surface 437 forms the measurement flow channel surface 431. Exposed from the resin. The outer peripheral portion of the diaphragm 672 is covered with the thermosetting resin used in the first resin molding process for molding the measurement flow path surface 431. If only the side surface of the diaphragm 672 is covered with the thermosetting resin, and the surface side of the outer peripheral portion of the diaphragm 672 is not covered with the thermosetting resin, it occurs in the resin forming the measurement channel surface 431. The stress is received only by the side surface of the diaphragm 672, so that the diaphragm 672 is distorted and the characteristics may be deteriorated. In the present embodiment, the distortion of the diaphragm 672 is reduced by making the outer peripheral portion of the front side of the diaphragm 672 also covered with the thermosetting resin.
ダイヤフラム６７２は、各素子間の熱伝達を抑制するために非常に薄く作られており、ダイヤフラム６７２の裏面には空隙６７４が成形されている。空隙６７４を密閉すると温度変化により、ダイヤフラム６７２の裏面に形成されている空隙６７４の圧力が温度に基づき変化する。空隙６７４とダイヤフラム６７２の表面との圧力差が大きくなると、ダイヤフラム６７２が圧力を受けて歪を生じ、高精度の計測が困難となる。このため、プレート５３２には外部に開口する開口４３８に繋がる孔５２０が設けられ、孔５２０とダイヤフラム６７２とを繋ぐ連通孔６７６が設けられている。プレート５３２には、孔５２０と孔５２１が設けられており、さらに裏面には、連通孔６７６を作るための溝が設けられている。そして、プレート５３２の裏面を塞ぐことで、孔５２０と孔５２１との間を連通する連通孔６７６が作られる。この連通孔６７６と孔５２０とにより、ダイヤフラム６７２の表面および裏面に作用する気圧が略等しくなり、計測精度が向上する。
The diaphragm 672 is made very thin in order to suppress heat transfer between the elements, and a gap 674 is formed on the back surface of the diaphragm 672. When the gap 674 is sealed, the pressure of the gap 674 formed on the back surface of the diaphragm 672 changes based on the temperature due to a temperature change. When the pressure difference between the gap 674 and the surface of the diaphragm 672 becomes large, the diaphragm 672 receives a pressure to cause distortion, and high-precision measurement becomes difficult. For this reason, the plate 532 is provided with a hole 520 that is connected to the opening 438 that opens to the outside, and a communication hole 676 that connects the hole 520 and the diaphragm 672. A hole 520 and a hole 521 are provided in the plate 532, and a groove for forming a communication hole 676 is provided on the back surface. Then, by closing the back surface of the plate 532, a communication hole 676 that communicates between the hole 520 and the hole 521 is formed. By the communication hole 676 and the hole 520, the air pressure acting on the front surface and the back surface of the diaphragm 672 becomes substantially equal, and the measurement accuracy is improved.
回路パッケージ４００において、熱伝達面露出部４３６が形成されている回路パッケージ４００の裏面に、抑え跡４４２が残っている。第１樹脂モールド工程において、熱伝達面露出部４３６への樹脂の流入を防止するために熱伝達面露出部４３６の部分に金型、例えば入れ駒を当て、さらにその反対面の抑え跡４４２の部分に金型を当て、両金型により熱伝達面露出部４３６への樹脂の流入を阻止する。このようにして熱伝達面露出部４３６の部分を成形することにより、極めて高い精度で、被計測気体３０の流量を計測できる。
In the circuit package 400, the restraining trace 442 remains on the back surface of the circuit package 400 where the heat transfer surface exposed portion 436 is formed. In the first resin molding step, in order to prevent the resin from flowing into the heat transfer surface exposed portion 436, a mold, for example, a insert piece is applied to the heat transfer surface exposed portion 436, and the restraining trace 442 on the opposite surface is further formed. A mold is applied to the portion, and both molds prevent the resin from flowing into the heat transfer surface exposed portion 436. By forming the heat transfer surface exposed portion 436 in this manner, the flow rate of the measurement target gas 30 can be measured with extremely high accuracy.
回路パッケージ４００は、第１樹脂モールド工程によりリードフレーム４０１及び回路部品等を熱硬化性樹脂でモールドすることにより形成される。このモールド成形により、回路パッケージ４００の表面には、計測用流路面４３１が成形され、熱伝達面露出部４３６が計測用流路面４３１に設けられる。そして、熱伝達面露出部４３６の内部に配置されたダイヤフラム６７２の裏面の空隙６７４は、開口４３８とつながる構成となる。
The circuit package 400 is formed by molding the lead frame 401 and circuit components with a thermosetting resin in the first resin molding process. By this molding, a measurement channel surface 431 is formed on the surface of the circuit package 400, and a heat transfer surface exposed portion 436 is provided on the measurement channel surface 431. The gap 674 on the back surface of the diaphragm 672 arranged inside the heat transfer surface exposed portion 436 is connected to the opening 438.
第１樹脂モールド工程において、熱伝達面露出部４３６や開口４３８への樹脂の流れ込みを防ぐことが必要である。このため、第１樹脂モールド工程では、熱伝達面露出部４３６や開口４３８の位置に、樹脂の流れ込みを阻止する、例えばダイヤフラム６７２より大きい入れ駒を当て、その裏面に抑えを当て、両面から挟み込む。回路パッケージ４００の裏面には、熱伝達面露出部４３６や開口４３８と対応する位置に、抑え跡４４２や抑え跡４４１が残っている。
In the first resin molding step, it is necessary to prevent the resin from flowing into the heat transfer surface exposed portion 436 and the opening 438. For this reason, in the first resin molding step, the resin flow is blocked at the position of the heat transfer surface exposed portion 436 and the opening 438, for example, a piece larger than the diaphragm 672 is applied, the back surface is applied to the back surface, and sandwiched from both sides . On the back surface of the circuit package 400, the restraining trace 442 and the restraining trace 441 remain at positions corresponding to the heat transfer surface exposed portion 436 and the opening 438.
回路パッケージ４００は、モールド後にリードフレームが不図示のフレーム枠から切り離される。フレーム枠から切り離されたリードの切断面が、樹脂面から露出することにより、リードの切断面から水分などが使用中に内部に侵入する恐れがある。このようなことがないようにすることが耐久性向上の観点や信頼性向上の観点で重要である。本実施例では、リードの切断面は、第２樹脂モールド工程でハウジングを構成するモールド樹脂により覆われ、被計測気体３０が通過する場所に切断面が露出しないようになっている。したがって、リードの切断面の腐食や切断部から回路パッケージ４００内への水の侵入が防止される。
In the circuit package 400, the lead frame is separated from a frame frame (not shown) after molding. When the cut surface of the lead separated from the frame frame is exposed from the resin surface, moisture or the like may enter the inside from the cut surface of the lead during use. It is important to prevent this from the viewpoint of improving durability and improving reliability. In the present embodiment, the cut surface of the lead is covered with the mold resin that constitutes the housing in the second resin molding step, so that the cut surface is not exposed where the measured gas 30 passes. Therefore, corrosion of the cut surface of the lead and intrusion of water into the circuit package 400 from the cut portion are prevented.
図９は、回路パッケージ４００の生産工程を示すフローチャート、図１０は、熱式流量計の生産工程を示すフローチャートである。ステップ１は、回路パッケージ４００用のリードフレームを有するフレーム枠を生産する工程を示す。このフレーム枠は、金属製であり、例えばプレス加工によって作られる。ステップ２では、回路部品がフレーム枠のリードフレーム上に搭載され、さらに電気的な接続がなされた電気回路が作られる。具体的には、ステップ１で作られたフレーム枠のリードフレーム上に流量検出部６０２や処理部６０４を搭載し、さらに温度検出素子５１８や、チップコンデンサなどの回路部品を搭載する。そして、回路部品間や回路部品とリード間、リード同士の電気的な配線を行う。
FIG. 9 is a flowchart showing the production process of the circuit package 400, and FIG. 10 is a flowchart showing the production process of the thermal flow meter. Step 1 shows a process of producing a frame having a lead frame for the circuit package 400. This frame is made of metal and is made, for example, by pressing. In step 2, the circuit component is mounted on the lead frame of the frame frame, and an electric circuit with further electrical connection is made. Specifically, the flow rate detection unit 602 and the processing unit 604 are mounted on the lead frame of the frame frame formed in step 1, and further, the temperature detection element 518 and circuit components such as a chip capacitor are mounted. Then, electrical wiring is performed between circuit components, between circuit components and leads, and between leads.
次に、ステップ３では、第１樹脂モールド工程により、熱硬化性樹脂からなる樹脂材でリードフレーム４０１及び回路部品等がモールドされる。そして、接続されているリードをそれぞれフレーム枠から切り離し、さらにリード間も切り離し、回路パッケージ４００を完成する。
Next, in step 3, the lead frame 401, circuit components, and the like are molded with a resin material made of a thermosetting resin in the first resin molding process. Then, each connected lead is separated from the frame frame, and further, the leads are also separated, and the circuit package 400 is completed.
ステップ４では、ステップ３によって出来上がった回路パッケージ４００の外観検査や動作の検査を行う。ステップ３の第１樹脂モールド工程では、ステップ２で作られた電気回路を金型内に固定し、金型に高温の樹脂を高い圧力で注入するので、電気部品や電気配線の異常が生じていないかを検査することが望ましい。この検査のために接続端子４１２に加え、端子４１４が使用される。なお、端子４１４は、検査後は使用されないので、図６に示すように、検査後に根元から切断しても良い。
In step 4, an appearance inspection and an operation inspection of the circuit package 400 completed in step 3 are performed. In the first resin molding process of Step 3, the electric circuit made in Step 2 is fixed in the mold, and high temperature resin is injected into the mold at a high pressure. It is desirable to check for this. In addition to the connection terminal 412, the terminal 414 is used for this inspection. Since the terminal 414 is not used after the inspection, it may be cut from the root after the inspection as shown in FIG.
図１０に示す工程では、図９の工程により生産された回路パッケージ４００と外部端子とが使用され、ステップ５で第２樹脂モールド工程によりハウジング３０２が製造される。ハウジング３０２は、樹脂製の副通路溝やフランジ３０５やコネクタ３０６が作られると共に、回路パッケージ４００が固定部３５１、３５２、３５３により部分的に第２樹脂モールド工程の樹脂材で覆われ、回路パッケージ４００がハウジング３０２に一体に固定される。第１樹脂モールド工程による回路パッケージ４００の生産（ステップ３）と第２樹脂モールド工程による熱式流量計３００のハウジング３０２の成形との組み合わせにより、流量検出精度が大幅に改善される。ステップ６で各外部端子内端３０６ａの切り離しが行われ、接続端子４１２と外部端子内端３０６ａとの接続がステップ７で行われる。
In the process shown in FIG. 10, the circuit package 400 and the external terminals produced in the process of FIG. 9 are used, and in step 5, the housing 302 is manufactured by the second resin molding process. The housing 302 is formed with a resin-made sub passage groove, a flange 305, and a connector 306, and the circuit package 400 is partially covered with the resin material of the second resin molding process by the fixing portions 351, 352, 353, and the circuit package 400 is integrally fixed to the housing 302. The combination of the production of the circuit package 400 by the first resin molding process (step 3) and the molding of the housing 302 of the thermal flow meter 300 by the second resin molding process greatly improves the flow rate detection accuracy. In step 6, each external terminal inner end 306a is disconnected, and connection terminal 412 and external terminal inner end 306a are connected in step 7.
ステップ７によりハウジング３０２が完成すると、ステップ８で表カバー３０３と裏カバー３０４がハウジング３０２に取り付けられ、ハウジング３０２の内部が表カバー３０３と裏カバー３０４で密閉されるとともに、被計測気体３０を流すための副通路が完成する。なお、この表カバー３０３はステップ１０でモールド成形により作られ、裏カバー３０４はステップ１１でモールド成形によって作られる。また、これら表カバー３０３と裏カバー３０４はそれぞれ別工程で作られ、それぞれ異なる金型により成形されて作られる。
When the housing 302 is completed in step 7, the front cover 303 and the back cover 304 are attached to the housing 302 in step 8, the inside of the housing 302 is sealed with the front cover 303 and the back cover 304, and the measurement target gas 30 is allowed to flow. To complete the subway. The front cover 303 is made by molding in step 10, and the back cover 304 is made by molding in step 11. Further, the front cover 303 and the back cover 304 are made in different processes, and are made by molding with different molds.
ステップ９で、実際に副通路に気体が導かれ、特性の試験が行われる。上述したように副通路と流量検出部の関係が高い精度で維持されているので、特性の試験による特性補正を行うことで、非常に高い計測精度が得られる。また、第１樹脂モールド工程と第２樹脂モールド工程で副通路と流量検出部の関係を左右する位置決めや形状関係の成形が行われるので、長期間使用しても特性の変化が少なく、高精度に加え高信頼性が確保される。
In step 9, the gas is actually introduced into the sub-passage and the characteristics are tested. As described above, since the relationship between the sub passage and the flow rate detection unit is maintained with high accuracy, very high measurement accuracy can be obtained by performing characteristic correction by a characteristic test. In addition, since the positioning and shape-related molding that influence the relationship between the sub-passage and the flow rate detection unit are performed in the first resin molding process and the second resin molding process, there is little change in characteristics even when used for a long time, and high accuracy In addition, high reliability is ensured.
図１１は、熱式流量計３００の流量検出回路６０１を示す回路図である。なお、先に実施例で説明した温度検出部４５２に関する計測回路も熱式流量計３００に設けられているが、図１１では省略している。熱式流量計３００の流量検出回路６０１は、発熱体６０８を有する流量検出部６０２と処理部６０４とを備えている。処理部６０４は、流量検出部６０２の発熱体６０８の発熱量を制御すると共に、流量検出部６０２の出力に基づいて流量を表す信号を、端子６６２を介して出力する。前記処理を行うために、処理部６０４は、Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ(以下ＣＰＵと記す)６１２と入力回路６１４、出力回路６１６、補正値や計測値と流量との関係を表すデータを保持するメモリ６１８、一定電圧をそれぞれ必要な回路に供給する電源回路６２２を備えている。電源回路６２２には車載バッテリなどの外部電源から、端子６６４と図示していないグランド端子を介して直流電力が供給される。
FIG. 11 is a circuit diagram showing the flow rate detection circuit 601 of the thermal type flow meter 300. Note that a measurement circuit related to the temperature detection unit 452 described in the embodiment is also provided in the thermal flow meter 300, but is omitted in FIG. The flow rate detection circuit 601 of the thermal type flow meter 300 includes a flow rate detection unit 602 having a heating element 608 and a processing unit 604. The processing unit 604 controls the amount of heat generated by the heating element 608 of the flow rate detection unit 602 and outputs a signal indicating the flow rate based on the output of the flow rate detection unit 602 via the terminal 662. In order to perform the processing, the processing unit 604 includes a central processing unit (hereinafter referred to as a CPU) 612, an input circuit 614, an output circuit 616, a memory 618 that holds data representing a relationship between a correction value, a measured value, and a flow rate, A power supply circuit 622 is provided to supply a constant voltage to each necessary circuit. The power supply circuit 622 is supplied with DC power from an external power source such as an in-vehicle battery via a terminal 664 and a ground terminal (not shown).
流量検出部６０２には被計測気体３０を熱するための発熱体６０８が設けられている。電源回路６２２から、発熱体６０８の電流供給回路を構成するトランジスタ６０６のコレクタに電圧Ｖ１が供給され、ＣＰＵ６１２から出力回路６１６を介して前記トランジスタ６０６のベースに制御信号が加えられ、この制御信号に基づいて前記トランジスタ６０６から端子６２４を介して発熱体６０８に電流が供給される。発熱体６０８に供給される電流量は前記ＣＰＵ６１２から出力回路６１６を介して発熱体６０８の電流供給回路を構成するトランジスタ６０６に加えられる制御信号により制御される。処理部６０４は、発熱体６０８で熱せられることにより被計測気体３０の温度が当初の温度より所定温度、例えば１００℃、だけ高くなるように発熱体６０８の発熱量を制御する。
The flow rate detector 602 is provided with a heating element 608 for heating the measurement target gas 30. The voltage V1 is supplied from the power supply circuit 622 to the collector of the transistor 606 constituting the current supply circuit of the heating element 608, and a control signal is applied from the CPU 612 to the base of the transistor 606 via the output circuit 616. Accordingly, a current is supplied from the transistor 606 to the heating element 608 through the terminal 624. The amount of current supplied to the heating element 608 is controlled by a control signal applied from the CPU 612 to the transistor 606 constituting the current supply circuit of the heating element 608 via the output circuit 616. The processing unit 604 controls the amount of heat generated by the heating element 608 so that the temperature of the measurement target gas 30 is higher than the initial temperature by a predetermined temperature, for example, 100 ° C., when heated by the heating element 608.
流量検出部６０２は、発熱体６０８の発熱量を制御するための発熱制御ブリッジ６４０と、流量を計測するための流量検知ブリッジ６５０と、を有している。発熱制御ブリッジ６４０の一端には、電源回路６２２から一定電圧Ｖ３が端子６２６を介して供給され、発熱制御ブリッジ６４０の他端はグランド端子６３０に接続されている。また流量検知ブリッジ６５０の一端には、電源回路６２２から一定電圧Ｖ２が端子６２５を介して供給され、流量検知ブリッジ６５０の他端はグランド端子６３０に接続されている。
The flow rate detection unit 602 includes a heat generation control bridge 640 for controlling the amount of heat generated by the heating element 608 and a flow rate detection bridge 650 for measuring the flow rate. One end of the heat generation control bridge 640 is supplied with a constant voltage V3 from the power supply circuit 622 via a terminal 626, and the other end of the heat generation control bridge 640 is connected to the ground terminal 630. A constant voltage V2 is supplied from one end of the flow rate detection bridge 650 from the power supply circuit 622 via a terminal 625, and the other end of the flow rate detection bridge 650 is connected to the ground terminal 630.
発熱制御ブリッジ６４０は、熱せられた被計測気体３０の温度に基づいて抵抗値が変化する測温抵抗体である抵抗６４２を有しており、抵抗６４２と抵抗６４４、抵抗６４６、抵抗６４８はブリッジ回路を構成している。抵抗６４２と抵抗６４６の交点Ａおよび抵抗６４４と抵抗６４８との交点Ｂの電位差が端子６２７および端子６２８を介して入力回路６１４に入力され、ＣＰＵ６１２は交点Ａと交点Ｂ間の電位差が所定値、この実施例ではゼロボルト、になるようにトランジスタ６０６から供給される電流を制御して発熱体６０８の発熱量を制御する。図１１に記載の流量検出回路６０１は、被計測気体３０のもとの温度に対して一定温度、例えば常に１００℃、高くなるように発熱体６０８で被計測気体３０を加熱する。この加熱制御を高精度に行えるように、発熱体６０８で暖められた被計測気体３０の温度が当初の温度に対して一定温度、例えば常に１００℃、高くなったときに、前記交点Ａと交点Ｂ間の電位差がゼロボルトとなるように発熱制御ブリッジ６４０を構成する各抵抗の抵抗値が設定されている。したがって、図１１に記載の流量検出回路６０１では、ＣＰＵ６１２は交点Ａと交点Ｂ間の電位差がゼロボルトとなるよう発熱体６０８への供給電流を制御する。
The heat generation control bridge 640 includes a resistor 642 that is a resistance temperature detector whose resistance value changes based on the temperature of the heated measurement target gas 30. The resistor 642, the resistor 644, the resistor 646, and the resistor 648 are bridges. The circuit is configured. The potential difference between the intersection A of the resistor 642 and the resistor 646 and the potential B at the intersection B of the resistor 644 and 648 is input to the input circuit 614 via the terminal 627 and the terminal 628, and the CPU 612 has a predetermined potential difference between the intersection A and the intersection B. In this embodiment, the amount of heat generated by the heating element 608 is controlled by controlling the current supplied from the transistor 606 so as to be zero volts. The flow rate detection circuit 601 illustrated in FIG. 11 heats the measurement gas 30 with the heating element 608 so as to be higher than the original temperature of the measurement gas 30 by a constant temperature, for example, 100 ° C. at all times. In order to perform this heating control with high accuracy, the intersection point A and the intersection point A when the temperature of the gas 30 to be measured heated by the heating element 608 becomes a constant temperature, for example, 100 ° C., always higher than the initial temperature. The resistance value of each resistor constituting the heat generation control bridge 640 is set so that the potential difference between B becomes zero volts. Therefore, in the flow rate detection circuit 601 illustrated in FIG. 11, the CPU 612 controls the current supplied to the heating element 608 so that the potential difference between the intersection A and the intersection B is zero volts.
流量検知ブリッジ６５０は、抵抗６５２と抵抗６５４、抵抗６５６、抵抗６５８の４つの測温抵抗体で構成されている。これら４つの測温抵抗体は被計測気体３０の流れに沿って配置されており、抵抗６５２と抵抗６５４は発熱体６０８に対して被計測気体３０の流路における上流側に配置され、抵抗６５６と抵抗６５８は発熱体６０８に対して被計測気体３０の流路における下流側に配置されている。また計測精度を上げるために抵抗６５２と抵抗６５４は発熱体６０８までの距離が互いに略同じくなるように配置されており、抵抗６５６と抵抗６５８は発熱体６０８までの距離が互いに略同じくなるように配置されている。
The flow rate detection bridge 650 includes four resistance temperature detectors, a resistor 652, a resistor 654, a resistor 656, and a resistor 658. These four resistance temperature detectors are arranged along the flow of the gas to be measured 30, and the resistor 652 and the resistor 654 are arranged upstream of the heating element 608 in the flow path of the gas to be measured 30, and the resistor 656. And the resistor 658 are arranged on the downstream side in the flow path of the measurement target gas 30 with respect to the heating element 608. In order to increase the measurement accuracy, the resistor 652 and the resistor 654 are arranged so that the distance to the heating element 608 is substantially the same, and the resistor 656 and the resistor 658 are substantially the same distance to the heating element 608. Has been placed.
抵抗６５２と抵抗６５６との交点Ｃと、抵抗６５４と抵抗６５８との交点Ｄとの間の電位差が端子６３１と端子６３２を介して入力回路６１４に入力される。計測精度を高めるために、例えば被計測気体３０の流れがゼロの状態で、前記交点Ｃと交点Ｄとの間の電位差がゼロとなるように流量検知ブリッジ６５０の各抵抗が設定されている。従って前記交点Ｃと交点Ｄとの間の電位差が、例えばゼロボルトの状態では、ＣＰＵ６１２は被計測気体３０の流量がゼロとの計測結果に基づき、主通路１２４の流量がゼロを意味する電気信号を端子６６２から出力する。
A potential difference between an intersection C of the resistor 652 and the resistor 656 and an intersection D of the resistor 654 and the resistor 658 is input to the input circuit 614 through the terminal 631 and the terminal 632. In order to improve the measurement accuracy, for example, each resistance of the flow rate detection bridge 650 is set so that the potential difference between the intersection C and the intersection D becomes zero when the flow of the measurement target gas 30 is zero. Therefore, when the potential difference between the intersection point C and the intersection point D is, for example, zero volts, the CPU 612 generates an electric signal indicating that the flow rate of the main passage 124 is zero based on the measurement result that the flow rate of the measurement target gas 30 is zero. Output from the terminal 662.
被計測気体３０が図１１に示す太矢印方向に流れている場合、上流側に配置されている抵抗６５２や抵抗６５４は、被計測気体３０によって冷却され、被計測気体３０の下流側に配置されている抵抗６５６と抵抗６５８は、発熱体６０８により暖められた被計測気体３０により暖められ、これら抵抗６５６と抵抗６５８の温度が上昇する。このため、流量検知ブリッジ６５０の交点Ｃと交点Ｄとの間に電位差が発生し、この電位差が端子６３１と端子６３２を介して、入力回路６１４に入力される。ＣＰＵ６１２は流量検知ブリッジ６５０の交点Ｃと交点Ｄとの間の電位差に基づいて、メモリ６１８に記憶されている前記電位差と主通路１２４の流量との関係を表すデータを検索し、主通路１２４の流量を求める。このようにして求められた主通路１２４の流量を表す電気信号が端子６６２を介して出力される。なお、図１１に示す端子６６４および端子６６２は新たに参照番号を記載しているが、先に説明した図２Ｅや図３Ａに示す接続端子４１２に含まれている。
When the gas 30 to be measured flows in the direction of the thick arrow shown in FIG. 11, the resistor 652 and the resistor 654 arranged on the upstream side are cooled by the gas 30 to be measured and arranged downstream of the gas 30 to be measured. The resistor 656 and the resistor 658 are heated by the measurement target gas 30 heated by the heating element 608, and the temperature of the resistor 656 and the resistor 658 rises. Therefore, a potential difference is generated between the intersection C and the intersection D of the flow rate detection bridge 650, and this potential difference is input to the input circuit 614 via the terminal 631 and the terminal 632. The CPU 612 retrieves data representing the relationship between the potential difference stored in the memory 618 and the flow rate of the main passage 124 based on the potential difference between the intersection C and the intersection D of the flow rate detection bridge 650, and Find the flow rate. An electrical signal representing the flow rate of the main passage 124 obtained in this way is output via the terminal 662. Note that the terminal 664 and the terminal 662 illustrated in FIG. 11 are newly described with reference numerals, but are included in the connection terminal 412 illustrated in FIGS. 2E and 3A described above.
上記メモリ６１８には、上記交点Ｃと交点Ｄとの電位差と主通路１２４の流量との関係を表すデータが記憶されており、さらに回路パッケージ４００の生産後に、気体の実測値に基づいて求められた、ばらつきなどの測定誤差の低減のための補正データが記憶されている。本実施例では、被計測気体３０を流す副通路と計測用流路面４３１との配置関係や、被計測気体３０を流す副通路と熱伝達面露出部４３６との配置関係が、高精度に非常にばらつきが少ない状態で、回路パッケージ４００が生産されているので、前記補正値による補正で、極めて高い精度の計測結果が得られる。
The memory 618 stores data representing the relationship between the potential difference between the intersection C and the intersection D and the flow rate of the main passage 124, and is obtained based on the actual measured value of gas after the circuit package 400 is produced. In addition, correction data for reducing measurement errors such as variations is stored. In the present embodiment, the arrangement relationship between the sub-passage through which the measurement target gas 30 flows and the measurement flow path surface 431 and the arrangement relationship between the sub-passage through which the measurement target gas 30 flows and the heat transfer surface exposed portion 436 are highly accurate. Since the circuit package 400 is produced in a state where there is little variation, the measurement result with extremely high accuracy can be obtained by the correction using the correction value.
図１２は、上述した図１１の流量検出回路６０１の回路配置を示す回路構成図である。流量検出回路６０１は、矩形形状の半導体チップとして作られており、図１２に示す流量検出回路６０１の左側から右側に向って太矢印の方向に被計測気体３０が流れる。
FIG. 12 is a circuit configuration diagram showing the circuit arrangement of the flow rate detection circuit 601 of FIG. 11 described above. The flow rate detection circuit 601 is made as a rectangular semiconductor chip, and the measured gas 30 flows in the direction of the thick arrow from the left side to the right side of the flow rate detection circuit 601 shown in FIG.
半導体チップで構成される流量検出部（流量検出素子）６０２には、半導体チップの厚さを薄くした矩形形状のダイヤフラム６７２が成形されて、このダイヤフラム６７２には、破線で示す薄厚領域６０３が設けられている。薄厚領域６０３の裏面側には空隙６７４（図８を参照）が成形されている。薄膜領域６０３は、熱伝達面を構成する。
A rectangular diaphragm 672 in which the thickness of the semiconductor chip is reduced is formed in a flow rate detection unit (flow rate detection element) 602 formed of a semiconductor chip, and a thin region 603 indicated by a broken line is provided in the diaphragm 672. It has been. A gap 674 (see FIG. 8) is formed on the back surface side of the thin region 603. The thin film region 603 constitutes a heat transfer surface.
ダイヤフラム６７２の厚さを薄くすることで、熱伝導率が低くなっており、ダイヤフラム６７２の薄厚領域６０３に設けられた抵抗６５２や抵抗６５４、抵抗６５８、抵抗６５６へのダイヤフラム６７２を介しての熱伝達が抑えられ、被計測気体３０との熱伝達により、これらの抵抗の温度が略定まる。
The thermal conductivity is lowered by reducing the thickness of the diaphragm 672, and the heat through the diaphragm 672 to the resistor 652, the resistor 654, the resistor 658, and the resistor 656 provided in the thin region 603 of the diaphragm 672 is reduced. Transmission is suppressed, and the temperature of these resistors is substantially determined by heat transfer with the measurement target gas 30.
ダイヤフラム６７２の薄厚領域６０３の中央部には、発熱体６０８が設けられており、この発熱体６０８の周囲に発熱制御ブリッジ６４０を構成する抵抗６４２が設けられている。そして、薄厚領域６０３の外側に発熱制御ブリッジ６４０を構成する抵抗６４４、６４６、６４８が設けられている。このように成形された抵抗６４２、６４４、６４６、６４８によって発熱制御ブリッジ６４０が構成される。
A heating element 608 is provided at the center of the thin region 603 of the diaphragm 672, and a resistor 642 constituting the heating control bridge 640 is provided around the heating element 608. Resistors 644, 646, and 648 constituting the heat generation control bridge 640 are provided outside the thin region 603. The resistors 642, 644, 646, and 648 formed in this way constitute a heat generation control bridge 640.
また、発熱体６０８を挟むように、上流測温抵抗体である抵抗６５２、抵抗６５４と下流測温抵抗体である抵抗６５６、抵抗６５８が配置されており、発熱体６０８に対して被計測気体３０が流れる矢印方向の上流側に、上流測温抵抗体である抵抗６５２、抵抗６５４が配置され、発熱体６０８に対して被計測気体３０が流れる矢印方向の下流側に下流測温抵抗体である抵抗６５６、抵抗６５８が配置されている。このようにして、薄厚領域６０３に配置されている抵抗６５２、抵抗６５４と抵抗６５６、抵抗６５８とにより流量検知ブリッジ６５０が成形される。
In addition, a resistor 652 and a resistor 654 which are upstream temperature measuring resistors and a resistor 656 and a resistor 658 which are downstream temperature measuring resistors are arranged so as to sandwich the heating element 608, and the gas to be measured is placed on the heating element 608. An upstream resistance temperature detector 652 and a resistance 654 are arranged on the upstream side in the direction of the arrow through which 30 flows, and a downstream resistance temperature detector on the downstream side in the direction of the arrow in which the measured gas 30 flows with respect to the heating element 608. A certain resistor 656 and resistor 658 are arranged. In this manner, the flow rate detection bridge 650 is formed by the resistor 652, the resistor 654, the resistor 656, and the resistor 658 arranged in the thin region 603.
また、上記発熱体６０８の双方の端部は、図１２の下側に記載した端子６２４および６２９にそれぞれ接続されている。ここで、図１１に示すように、端子６２４にはトランジスタ６０６から発熱体６０８に供給される電流が加えられ、端子６２９はグランドとして接地される。
Further, both end portions of the heating element 608 are connected to terminals 624 and 629 described on the lower side of FIG. Here, as shown in FIG. 11, a current supplied from the transistor 606 to the heating element 608 is applied to the terminal 624, and the terminal 629 is grounded as a ground.
発熱制御ブリッジ６４０を構成する抵抗６４２、抵抗６４４、抵抗６４６、抵抗６４８は、それぞれ接続されて、端子６２６と６３０に接続される。図１１に示すように、端子６２６には電源回路６２２から一定電圧Ｖ３が供給され、端子６３０はグランドとして接地される。また、上記抵抗６４２と抵抗６４６との間、抵抗６４６と抵抗６４８との間かの接続点は、端子６２７と端子６２８に接続される。図１１に記載の如く、端子６２７は抵抗６４２と抵抗６４６との交点Ａの電位を出力し、端子６２７は抵抗６４４と抵抗６４８との交点Ｂの電位を出力する。図１１に示すように、端子６２５には、電源回路６２２から一定電圧Ｖ２が供給され、端子６３０はグランド端子として接地グランドされる。また、上記抵抗６５４と抵抗６５８との接続点は端子６３１に接続され、端子６３１は図１１の点Ｂの電位を出力する。抵抗６５２と抵抗６５６との接続点は端子６３２に接続され、端子６３２は図１１に示す交点Ｃの電位を出力する。
The resistor 642, the resistor 644, the resistor 646, and the resistor 648 that constitute the heat generation control bridge 640 are connected to the terminals 626 and 630, respectively. As shown in FIG. 11, a constant voltage V3 is supplied to the terminal 626 from the power supply circuit 622, and the terminal 630 is grounded as a ground. A connection point between the resistor 642 and the resistor 646 and between the resistor 646 and the resistor 648 is connected to a terminal 627 and a terminal 628. As illustrated in FIG. 11, the terminal 627 outputs the potential at the intersection A between the resistor 642 and the resistor 646, and the terminal 627 outputs the potential at the intersection B between the resistor 644 and the resistor 648. As shown in FIG. 11, a constant voltage V2 is supplied from the power supply circuit 622 to the terminal 625, and the terminal 630 is grounded as a ground terminal. The connection point between the resistor 654 and the resistor 658 is connected to the terminal 631, and the terminal 631 outputs the potential at the point B in FIG. A connection point between the resistor 652 and the resistor 656 is connected to a terminal 632, and the terminal 632 outputs a potential at the intersection C shown in FIG.
図１２に示すように、発熱制御ブリッジ６４０を構成する抵抗６４２は、発熱体６０８の近傍に成形されているので、発熱体６０８からの発熱で暖められた気体の温度を精度良く計測することができる。一方、発熱制御ブリッジ６４０を構成する抵抗６４４、６４６、６４８は、発熱体６０８から離れて配置されているので、発熱体６０８からの発熱の影響を受け難い構成に成っている。抵抗６４２は発熱体６０８で暖められた気体の温度に敏感に反応するように構成されており、抵抗６４４や抵抗６４６、抵抗６４８は発熱体６０８の影響を受けにくい構成となっている。このため、発熱制御ブリッジ６４０による被計測気体３０の検出精度が高く、被計測気体３０をその初期温度に対して所定温度だけ高める制御を高精度で行うことができる。
As shown in FIG. 12, the resistor 642 constituting the heat generation control bridge 640 is formed in the vicinity of the heating element 608, so that the temperature of the gas warmed by the heat generated from the heating element 608 can be accurately measured. it can. On the other hand, the resistors 644, 646, and 648 constituting the heat generation control bridge 640 are arranged away from the heat generating body 608, and thus are configured not to be affected by heat generated from the heat generating body 608. The resistor 642 is configured to react sensitively to the temperature of the gas heated by the heating element 608, and the resistor 644, the resistance 646, and the resistance 648 are configured not to be affected by the heating element 608. For this reason, the detection accuracy of the measurement target gas 30 by the heat generation control bridge 640 is high, and the control for increasing the measurement target gas 30 by a predetermined temperature with respect to the initial temperature can be performed with high accuracy.
次に、本発明の特徴構成について図面を用いて詳細に説明する。
［実施例１］
図１３は、実施例１の回路パッケージの要部拡大図であり、（Ａ）は、流路露出部の表面の拡大図、（Ｂ）は、（Ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。
Next, the characteristic configuration of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[Example 1]
FIG. 13 is an enlarged view of a main part of the circuit package of Example 1, (A) is an enlarged view of the surface of the flow path exposed portion, and (B) is a sectional view taken along line BB of (A). .
回路パッケージ４００は、被計測気体３０が通過する場所に露出して配置される流路露出部４３０と、流路露出部４３０に設けられて被計測気体３０の流量を検出する流量検出部６０２とを有しており、流路露出部４３０の少なくとも一部に、リードフレーム４０１に電気的に接続された導電部７００が設けられている。導電部７００は、流路露出部４３０に設けられた導電層７０１を有している。導電層７０１は、流路露出部４３０の一部である計測用流路面４３１に設けられている。導電層７０１は、計測用流路面４３１に導電性材料をめっきし、または、スパッタリングし、または真空蒸着させることにより形成可能である。導電性材料は、副通路内を通過する被計測気体３０に含まれている異物の除電を行うことが可能な導電性を有しているものであればよく、例えば金や白金、ニッケルなどを用いることができる。導電層７０１の厚さは、例えば数ナノメートルから数十ナノメートルの範囲に設定されている。
The circuit package 400 includes a flow path exposure unit 430 that is exposed and disposed where the measurement target gas 30 passes, and a flow rate detection unit 602 that is provided in the flow path exposure unit 430 and detects the flow rate of the measurement target gas 30. A conductive part 700 electrically connected to the lead frame 401 is provided on at least a part of the flow path exposed part 430. The conductive part 700 has a conductive layer 701 provided in the flow path exposed part 430. The conductive layer 701 is provided on the measurement channel surface 431 which is a part of the channel exposure part 430. The conductive layer 701 can be formed by plating, sputtering, or vacuum depositing a conductive material on the measurement channel surface 431. The conductive material only needs to have conductivity that can remove the foreign matter contained in the gas 30 to be measured that passes through the sub passage. For example, gold, platinum, nickel, or the like can be used. Can be used. The thickness of the conductive layer 701 is set, for example, in the range of several nanometers to several tens of nanometers.
導電層７０１は、図１３に示す例では、計測用流路面４３１の副通路上流側の端部から副通路下流側の端部までの間に亘って連続して設けられており、流量検出部６０２の熱伝達面露出部４３６の上にも設けられている。導電層７０１は、リードフレーム４０１に電気的に接続されている。流路露出部４３０には、計測用流路面４３１の導電層７０１からリードフレーム４０１のリード面４０４までの間に亘って連続する深さの凹穴４３４が予め形成されており、凹穴４３４を通して導電層７０１とリードフレーム４０１との間を電気的に接続する接続部が設けられている。
In the example shown in FIG. 13, the conductive layer 701 is continuously provided from the end portion on the upstream side of the sub-passage to the end portion on the downstream side of the sub-passage of the measurement channel surface 431, and the flow rate detection unit The heat transfer surface exposed portion 436 of 602 is also provided. The conductive layer 701 is electrically connected to the lead frame 401. A recessed hole 434 having a depth continuous from the conductive layer 701 of the measurement flow path surface 431 to the lead surface 404 of the lead frame 401 is formed in the flow path exposed portion 430 in advance. A connection portion for electrically connecting the conductive layer 701 and the lead frame 401 is provided.
接続部は、本実施例では、凹穴４３４に充填された導電性接着剤７０２によって構成されている。導電性接着剤７０２は、導電層７０１とリード面４０４との間を電気的に接続している。凹穴４３４は、計測用流路面４３１でかつ流量検出部６０２よりも副通路下流側の位置に設けられている。凹穴４３４は、回路パッケージ４００をモールドする際にリード面４０４の表面に金型を当てて、凹穴４３４への樹脂の流入を阻止することによって形成してもよい。
In this embodiment, the connecting portion is constituted by a conductive adhesive 702 filled in the recessed hole 434. The conductive adhesive 702 electrically connects the conductive layer 701 and the lead surface 404. The recessed hole 434 is provided at a position on the downstream side of the auxiliary passage with respect to the flow path surface 431 for measurement and the flow rate detection unit 602. The concave hole 434 may be formed by applying a mold to the surface of the lead surface 404 when molding the circuit package 400 to prevent the resin from flowing into the concave hole 434.
本実施例によれば、回路パッケージ４００の流路露出部４３０の計測用流路面４３１に導電部７００の導電層７０１を設けて、接続部によりリードフレーム４０１と電気的に接続することにより、回路パッケージ４００の表面である流路露出部４３０に導電性領域を形成している。したがって、この導電性領域によって、被計測気体３０に含まれているダストや微粒子などの異物を除電することができる。したがって、帯電した異物が静電気によって流路露出部４３０の流量検出部６０２やその近傍の構成物に付着するのを抑制し、これらの汚損による検出性能の劣化を防止できる。また、導電性接着剤７０２を用いて凹穴４３５を埋めているので、リードフレーム４０１のリード面４０４が露出するのを防ぎ、リードフレーム４０１の腐食や凹穴４３５から回路パッケージ４００内への水の侵入が防止される。
According to the present embodiment, the conductive layer 701 of the conductive portion 700 is provided on the measurement flow path surface 431 of the flow path exposed portion 430 of the circuit package 400 and electrically connected to the lead frame 401 by the connection portion. A conductive region is formed in the flow path exposed portion 430 that is the surface of the package 400. Therefore, the conductive region can remove foreign matter such as dust and fine particles contained in the measurement target gas 30. Therefore, it is possible to suppress the charged foreign matter from adhering to the flow rate detection unit 602 of the flow path exposure unit 430 and components in the vicinity thereof due to static electricity, and to prevent the detection performance from being deteriorated due to such contamination. Further, since the concave hole 435 is filled with the conductive adhesive 702, the lead surface 404 of the lead frame 401 is prevented from being exposed, and corrosion of the lead frame 401 and water from the concave hole 435 into the circuit package 400 are prevented. Intrusion is prevented.
本実施例では、導電層７０１を、めっきやスパッタリングや真空蒸着等の方法によって流路露出部４３０の表面に設けているので、例えば流路露出部４３０が複雑な形状を有している場合であっても、かかる形状に対応して適切且つ容易に設けることができる。したがって、例えば除電効果が高効率で得られる箇所に導電層７０１を配置することができる。また、導電層７０１を配線パターンのような複雑な形状にすることも可能であり、効果的な場所に適切な範囲で形成することができる。
In this embodiment, since the conductive layer 701 is provided on the surface of the flow path exposed portion 430 by a method such as plating, sputtering, or vacuum deposition, for example, when the flow path exposed portion 430 has a complicated shape. Even if it exists, it can provide appropriately and easily corresponding to this shape. Therefore, for example, the conductive layer 701 can be disposed at a place where the charge removal effect can be obtained with high efficiency. Further, the conductive layer 701 can have a complicated shape such as a wiring pattern, and can be formed in an appropriate range in an effective place.
図１４は、本実施例の他の構成例を説明する図である。
図１４に示す構成例において特徴的なことは、導電部７００とリードフレーム４０１との間を電気的に接続するために回路パッケージ４００に予め形成されている凹穴４３５を、回路パッケージ４００をハウジング３０２にインサート成形する際に、ハウジング３０２によって埋められて閉塞される箇所に設けたことである。
FIG. 14 is a diagram illustrating another configuration example of the present embodiment.
14 is characterized in that a concave hole 435 formed in advance in the circuit package 400 for electrically connecting the conductive portion 700 and the lead frame 401 is formed, and the circuit package 400 is housed. When insert molding is performed on 302, it is provided at a location that is filled and closed by the housing 302.
回路パッケージ４００には、回路パッケージ４００の表面からリードフレーム４０１のリード面４０４までの間に亘って連続する深さの凹穴４３５が、ハウジング３０２の固定部３５１によって覆われる箇所に予め形成されている。そして、回路パッケージ４００には、導電層７０１と、接続部として導電層７０１から凹穴４３５を通過して凹穴４３５の底面まで連続して導電層７０１とリード面４０４との間を電気的に接続する接続層７０３とが設けられている。導電部７００の導電層７０１は、接続層７０３を介してリードフレーム４０１のリード面４０４に電気的に接続されている。導電層７０１と接続層７０３は、回路パッケージ４００の表面に導電性材料をめっき、または、スパッタリング、または、真空蒸着させることにより形成可能である。
In the circuit package 400, a concave hole 435 having a depth continuous from the surface of the circuit package 400 to the lead surface 404 of the lead frame 401 is formed in advance at a location covered by the fixing portion 351 of the housing 302. Yes. The circuit package 400 is electrically connected between the conductive layer 701 and the lead surface 404 continuously through the conductive layer 701 as a connecting portion from the conductive layer 701 through the concave hole 435 to the bottom surface of the concave hole 435. A connection layer 703 to be connected is provided. The conductive layer 701 of the conductive portion 700 is electrically connected to the lead surface 404 of the lead frame 401 through the connection layer 703. The conductive layer 701 and the connection layer 703 can be formed by plating, sputtering, or vacuum depositing a conductive material on the surface of the circuit package 400.
回路パッケージ４００の凹穴４３５は、回路パッケージ４００をハウジング３０２にインサート成形する際に、ハウジング３０２によって埋められて閉塞される。したがって、図１３に示す構成例の効果に加えて、接着剤７０２等の別個の材料を用いて凹穴４３５を埋める必要がなく、熱式流量計の製造工程数を減らすことができる。
The recessed hole 435 of the circuit package 400 is filled and closed by the housing 302 when the circuit package 400 is insert-molded into the housing 302. Therefore, in addition to the effect of the configuration example shown in FIG. 13, it is not necessary to fill the concave hole 435 using a separate material such as the adhesive 702, and the number of manufacturing steps of the thermal flow meter can be reduced.
上述の構成例では、導電層７０１は、計測用流路面４３１の副通路上流側の端部から副通路下流側の端部までの間に亘って連続して設けられており、流量検出部６０２の熱伝達面露出部４３６の上にも設けられているが、被計測気体３０に含まれているダストや微粒子などの異物を除電することができる領域に設けられていればよい。したがって、例えば図１５及び図１６に示すように、流路露出部４３０の計測用流路面４３１のうち、流量検出部６０２よりも副通路上流側の部分にのみに導電層７０１を設けた構成としてもよい。
例えば図１５に示す構成例では、導電層７０１は、計測用流路面４３１のうち、流量検出部６０２から副通路上流側の端部までの間に亘って設けられている。また、図１６に示す構成例では、導電層７０１は、計測用流路面４３１のうち、流量検出部６０２よりも副通路上流側の一部分にのみ設けられている。
図１５及び図１６に示す構成例のように、流量検出部６０２よりも副通路上流側の部分にのみ導電層７０１を設けた場合であっても、副通路上流側から流量検出部６０２に流れ込む被計測気体３０に含まれている異物を除電することができる。したがって、帯電した異物が静電気によって流路露出部４３０の流量検出部６０２やその近傍の構成物に付着するのを抑制し、これらの汚損による検出性能の劣化を防止できる。
In the above configuration example, the conductive layer 701 is continuously provided from the end portion on the upstream side of the sub-passage of the measurement flow path surface 431 to the end portion on the downstream side of the sub-passage, and the flow rate detection unit 602. The heat transfer surface exposed portion 436 may be provided in a region where foreign matter such as dust and fine particles contained in the measurement target gas 30 can be removed. Therefore, for example, as shown in FIGS. 15 and 16, the conductive layer 701 is provided only on the upstream side of the secondary passage with respect to the flow rate detection unit 602 in the measurement flow channel surface 431 of the flow channel exposure unit 430. Also good.
For example, in the configuration example shown in FIG. 15, the conductive layer 701 is provided on the measurement flow path surface 431 from the flow rate detection unit 602 to the end portion on the upstream side of the sub-passage. In the configuration example shown in FIG. 16, the conductive layer 701 is provided only in a part of the measurement channel surface 431 on the upstream side of the sub-passage with respect to the flow rate detection unit 602.
Even in the case where the conductive layer 701 is provided only on the upstream side of the secondary passage relative to the flow rate detection unit 602 as in the configuration example shown in FIGS. 15 and 16, the flow rate detection unit 602 flows from the upstream side of the secondary passage. The foreign matter contained in the measurement gas 30 can be neutralized. Therefore, it is possible to suppress the charged foreign matter from adhering to the flow rate detection unit 602 of the flow path exposure unit 430 and components in the vicinity thereof due to static electricity, and to prevent the detection performance from being deteriorated due to such contamination.
尚、上記した実施例１では、導電部７００の導電層７０１を流路露出部４３０の計測用流路面４３１のみに設ける場合について説明したが、回路パッケージ４００の流路露出部４３０の少なくとも一部に設けられていればよく、例えば、裏面側の非計測面４３２に設けることや、流路露出部４３０全体を被覆するように設けることも可能である。
In the first embodiment, the case where the conductive layer 701 of the conductive part 700 is provided only on the measurement flow path surface 431 of the flow path exposed part 430 has been described. However, at least a part of the flow path exposed part 430 of the circuit package 400 is described. For example, it may be provided on the non-measurement surface 432 on the back surface side, or may be provided so as to cover the entire flow path exposed portion 430.
［実施例２］
次に、本発明の実施例２について説明する。
図１７は、実施例２の回路パッケージの要部拡大図であり、（Ａ）は、流路露出部の表面の拡大図、（Ｂ）は、（Ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。本実施例において特徴的なことは、回路パッケージ４００の導電部７００が、リードフレーム４０１に搭載されて計測用流路面４３１の少なくとも一部を構成する導電性部品７１１を有することである。
[Example 2]
Next, a second embodiment of the present invention will be described.
FIG. 17 is an enlarged view of the main part of the circuit package of Example 2, (A) is an enlarged view of the surface of the exposed channel portion, and (B) is a cross-sectional view taken along the line BB of (A). . What is characteristic in the present embodiment is that the conductive portion 700 of the circuit package 400 includes a conductive component 711 that is mounted on the lead frame 401 and forms at least a part of the measurement flow path surface 431.
導電性部品７１１は、ニッケルやニッケル合金、銅や銅合金などの金属製の板状部材によって構成されている。本実施例では、耐腐食性を考慮して、ニッケル合金製のニッケルパッドが用いられている。導電性部品７１１は、リードフレーム４０１のリード面４０４に下面が当接し、上面が計測用流路面４３１と面一となる板厚を有している。導電性部品７１１は、例えばリードフレーム４０１に流量検出部６０２等の回路部品を実装する際に、これらの回路部品等と共に実装され、導電性の接着剤等を用いてリードフレーム４０１に固定される。そして、モールド樹脂によりモールドされて、導電性部品７１１の上面が露出して回路パッケージ４００の計測用流路面４３１の一部を構成する。導電性部品７１１の上面は、計測用流路面４３１と面一となる高さ位置で露出しており、回路パッケージ４００の表面に導電性領域を形成する。
The conductive component 711 is made of a metal plate-like member such as nickel, nickel alloy, copper, or copper alloy. In this embodiment, a nickel alloy nickel pad is used in consideration of corrosion resistance. The conductive component 711 has a plate thickness such that the lower surface abuts on the lead surface 404 of the lead frame 401 and the upper surface is flush with the measurement channel surface 431. For example, when mounting circuit components such as the flow rate detection unit 602 on the lead frame 401, the conductive component 711 is mounted together with these circuit components and the like, and is fixed to the lead frame 401 using a conductive adhesive or the like. . And it molds with mold resin, the upper surface of the electroconductive component 711 is exposed, and it comprises a part of measurement flow-path surface 431 of the circuit package 400. FIG. The upper surface of the conductive component 711 is exposed at a height position flush with the measurement flow path surface 431, and a conductive region is formed on the surface of the circuit package 400.
本実施例によれば、導電性部品７１１をリードフレーム４０１に簡単に実装することができ、回路パッケージ４００を容易に製造することができる。そして、実施例１と比較して、導電性部品７１１の材料の変更が容易であり、材料の選択性が高いという利点を有している。また、実施例１と同様に、被計測気体３０に含まれているダストや微粒子などの異物を除電することができ、帯電した異物が静電気によって流路露出部４３０の流量検出部６０２やその近傍の構成物に付着するのを抑制し、これらの汚損による検出性能の劣化を防止できる。
According to this embodiment, the conductive component 711 can be easily mounted on the lead frame 401, and the circuit package 400 can be easily manufactured. And compared with Example 1, it has the advantage that the change of the material of the electroconductive component 711 is easy and the selectivity of material is high. Further, as in the first embodiment, foreign substances such as dust and fine particles contained in the measurement target gas 30 can be neutralized, and the charged foreign substances are detected by the static electricity in the flow rate detection unit 602 and the vicinity thereof. Can be prevented from adhering to the components, and the detection performance can be prevented from deteriorating due to the contamination.
図１８は、本実施例の他の構成例を説明する図である。
図１８に示す構成例では、導電性部品７１２は、金属製の薄板部材を折り曲げて形成されている。導電性部品７１２は、本実施例では、銅あるいは銅合金製の薄板部材を用いて構成されている。導電性部品７１２は、リードフレーム４０１のリード面４０４に当接する下面部と、下面部の端部で折り曲げられて被計測気体３０の流れ方向に対して傾斜した傾斜面部と、傾斜面部の端部で折り曲げられて計測用流路面４３１と面一の高さ位置に配置される上面部とを有している。導電性部品７１２の下面部は、導電性部品７１１と同様に、導電性の接着剤等を用いてリードフレーム４０１のリード面４０４に固定される。そして、モールド樹脂によりモールドされて、導電性部品７１２の上面部が回路パッケージ４００の計測用流路面４３１の一部を構成する。導電性部品７１２の上面部は、計測用流路面４３１と面一となる高さ位置で露出しており、回路パッケージ４００の表面に導電性領域を形成する。
FIG. 18 is a diagram illustrating another configuration example of the present embodiment.
In the configuration example shown in FIG. 18, the conductive component 712 is formed by bending a metal thin plate member. In this embodiment, the conductive component 712 is configured using a thin plate member made of copper or a copper alloy. The conductive component 712 includes a lower surface portion that contacts the lead surface 404 of the lead frame 401, an inclined surface portion that is bent at an end portion of the lower surface portion and is inclined with respect to the flow direction of the measurement target gas 30, and an end portion of the inclined surface portion. And a measurement flow path surface 431 and an upper surface portion arranged at the same height position. Similar to the conductive component 711, the lower surface portion of the conductive component 712 is fixed to the lead surface 404 of the lead frame 401 using a conductive adhesive or the like. Then, the upper surface of the conductive component 712 is part of the measurement flow path surface 431 of the circuit package 400 by being molded with a mold resin. The upper surface portion of the conductive component 712 is exposed at a height position that is flush with the measurement channel surface 431, and a conductive region is formed on the surface of the circuit package 400.
導電性部品７１２は、薄板部材を折り曲げて形成されているので、計測用流路面４３１の形状に沿った形状とすることができる。例えば、本実施例では、計測用流路面４３１の副通路上流側の端部と副通路下流側の端部は、特に図１８(Ｂ）に示すように、被計測気体３０の流れ方向に対して傾斜した傾斜面を有しており、導電性部品７１２の傾斜面部を、かかる傾斜面に沿った形状にすることができる。したがって、図１７の構成例と比較して、傾斜面部の分だけ、導電性部品７１２の表面距離をより長く確保することができる。そして、被計測気体３０に含まれている異物が被計測気体３０の上流側から流れてきて傾斜面部に接触した際に、異物の除電をすることができる。
Since the conductive component 712 is formed by bending a thin plate member, the conductive component 712 can be shaped along the shape of the measurement channel surface 431. For example, in the present embodiment, the end portion on the upstream side of the sub-passage and the end portion on the downstream side of the sub-passage of the measurement flow path surface 431 are particularly aligned with the flow direction of the measurement target gas 30 as shown in FIG. The inclined surface portion of the conductive component 712 can be shaped along the inclined surface. Therefore, as compared with the configuration example of FIG. 17, the surface distance of the conductive component 712 can be ensured longer by the amount corresponding to the inclined surface portion. And when the foreign material contained in the to-be-measured gas 30 flows from the upstream side of the to-be-measured gas 30 and contacts an inclined surface part, a foreign material can be neutralized.
導電性部品７１２は、図１７に示す構成例と比較して、導電性部品７１２の上面部と下面部との間に空間部分が形成されている。したがって、回路パッケージ４００をモールドする際に、かかる空間部分に樹脂材を通過させることができ、樹脂材の流れを阻害することなく、金型の隅々まで十分な量の樹脂材を円滑に行き渡らせることができ、成形が容易である。
The conductive component 712 has a space portion between the upper surface portion and the lower surface portion of the conductive component 712, as compared to the configuration example shown in FIG. Therefore, when the circuit package 400 is molded, the resin material can be passed through the space portion, and a sufficient amount of the resin material can be smoothly distributed to every corner of the mold without hindering the flow of the resin material. And can be easily molded.
なお、上記した本実施例では、導電性部品７１１、７１２を、流量検出部６０２よりも副通路上流側と副通路下流側の両方の位置に設けた場合を例に説明したが、この構成に限定されるものではなく、種々の変更及び組み合わせが可能である。例えば、流量検出部６０２よりも副通路上流側のみ、あるいは副通路下流側のみに設けてもよく、また、計測用流路面４３１に加えて非計測面４３２に設けることや、非計測面４３２のみに設けることも可能であり、本実施例と同様に副通路内の流路露出部４３０の除電を行うことができる。
In the above-described embodiment, the conductive parts 711 and 712 have been described as examples in the positions on both the upstream side and the downstream side of the flow rate detection unit 602. It is not limited and various changes and combinations are possible. For example, it may be provided only on the upstream side of the sub-passage or only on the downstream side of the sub-passage relative to the flow rate detection unit 602, or may be provided on the non-measurement surface 432 in addition to the measurement channel surface 431, In the same manner as in the present embodiment, it is possible to remove electricity from the channel exposed portion 430 in the sub-passage.
［実施例３］
次に、本発明の実施例３について説明する。
図１９、図２０は、実施例３の回路パッケージの構成を説明する図であり、図１９は、１次成形工程後の状態を示し、図２０は、二次成形工程後の状態を示している。本実施例において特徴的なことは、回路パッケージを形成する第１樹脂モールド工程を一次成形工程と二次成形工程の２回に分けて行い、二次成形工程で回路パッケージ４００に導電部７００を形成した構成としたことである。
[Example 3]
Next, Embodiment 3 of the present invention will be described.
19 and 20 are diagrams for explaining the configuration of the circuit package of Example 3. FIG. 19 shows the state after the primary molding step, and FIG. 20 shows the state after the secondary molding step. Yes. What is characteristic in the present embodiment is that the first resin molding process for forming the circuit package is performed in two steps of a primary molding process and a secondary molding process, and the conductive portion 700 is formed on the circuit package 400 in the secondary molding process. It is that it was set as the formed structure.
導電部７００は、計測用流路面４３１の少なくとも一部とリードフレーム４０１のリード面４０４との間に亘って設けられた導電性モールド樹脂材７２１によって構成されている。一次成形工程では、回路パッケージ４００の計測用流路面４３１は成形せず、計測用流路面４３１以外の部分のみを、導電性を有していない非導電性モールド樹脂材４０３により成形する。例えば、回路パッケージ４００の表面側を形成する金型は、計測用流路面４３１の箇所においてリードフレーム４０１のリード面４０４に当接する成形面を有している。かかる金型を用いて、回路パッケージ４００のモールド成形を行う。これにより、回路パッケージ４００は、図１９に示すように、計測用流路面４３１を有しておらず、回路パッケージ４００の表面側にリードフレーム４０１のリード面４０４が部分的に露出している。
The conductive portion 700 is configured by a conductive mold resin material 721 provided between at least a part of the measurement flow path surface 431 and the lead surface 404 of the lead frame 401. In the primary molding step, the measurement channel surface 431 of the circuit package 400 is not molded, and only the portion other than the measurement channel surface 431 is molded with the non-conductive mold resin material 403 having no conductivity. For example, the mold that forms the surface side of the circuit package 400 has a molding surface that abuts on the lead surface 404 of the lead frame 401 at the position of the measurement channel surface 431. The circuit package 400 is molded using such a mold. Thereby, as shown in FIG. 19, the circuit package 400 does not have the measurement flow path surface 431, and the lead surface 404 of the lead frame 401 is partially exposed on the surface side of the circuit package 400.
そして、二次成形工程では、回路パッケージ４００の計測用流路面４３１の部分のみを形成する金型で導電性モールド樹脂材７２１を用いて成形する。したがって、回路パッケージ４００の計測用流路面４３１は、図２０に示すように、導電性モールド樹脂材７２１によって構成されて、回路パッケージ４００の表面に導電性領域を形成している。そして、導電性モールド樹脂材７２１は、リードフレーム４０１のリード面４０４に接触した状態で成形されており、計測用流路面４３１とリードフレーム４０１のリード面４０４との間に亘って設けられている。したがって、実施例１と同様に、被計測気体３０に含まれているダストや微粒子などの異物を除電することができ、帯電した異物が静電気によって流路露出部４３０の流量検出部６０２やその近傍の構成物に付着するのを抑制し、これらの汚損による検出性能の劣化を防止できる。
In the secondary molding step, molding is performed using the conductive mold resin material 721 with a mold for forming only the measurement channel surface 431 of the circuit package 400. Therefore, the measurement flow path surface 431 of the circuit package 400 is formed of the conductive mold resin material 721 as shown in FIG. 20, and forms a conductive region on the surface of the circuit package 400. The conductive mold resin material 721 is molded in contact with the lead surface 404 of the lead frame 401, and is provided between the measurement flow path surface 431 and the lead surface 404 of the lead frame 401. . Therefore, as in the first embodiment, foreign matter such as dust and fine particles contained in the measurement target gas 30 can be neutralized, and the charged foreign matter is static electricity and the flow rate detection unit 602 of the flow path exposure unit 430 and its vicinity. Can be prevented from adhering to the components, and the detection performance can be prevented from deteriorating due to the contamination.
第１樹脂モールド工程では、熱伝達面露出部４３６への樹脂材の流入を防止するために熱伝達面露出部４３６の部分に金型、例えば入れ駒を当てて、熱伝達面露出部４３６における素子表面への樹脂の流入を阻止している。例えば実施例２の導電性部品７１１であるニッケルパッドは、導電性接着剤でリードフレーム４０１のリード面４０４に接着されるので、表面の高さ位置にバラツキが発生し、回路パッケージ４００のモールド成形時に熱伝達面露出部４３６の素子表面とニッケルパッドの表面に高さバラツキが発生する可能性がある。これに対して、本実施例のように二段式の樹脂成形工程とした場合、一回目も二回目も熱伝達面露出部４３６の素子表面を金型で押さえるので、段差が発生せず、熱伝達面露出部４３６への樹脂の流入を確実に阻止できる。
In the first resin molding step, in order to prevent the resin material from flowing into the heat transfer surface exposed portion 436, a mold, for example, a insert piece is applied to the heat transfer surface exposed portion 436 so that the heat transfer surface exposed portion 436 Inflow of resin to the element surface is blocked. For example, the nickel pad that is the conductive component 711 of Example 2 is bonded to the lead surface 404 of the lead frame 401 with a conductive adhesive, so that the surface height varies and the circuit package 400 is molded. Sometimes, there is a possibility that height variations occur between the element surface of the heat transfer surface exposed portion 436 and the surface of the nickel pad. On the other hand, when the two-stage resin molding process is used as in the present embodiment, the element surface of the heat transfer surface exposed portion 436 is pressed with a mold in the first time and the second time, so that no step is generated. The inflow of resin to the heat transfer surface exposed portion 436 can be reliably prevented.
なお、上述の実施例では、回路パッケージ４００の計測用流路面４３１のみを導電性モールド樹脂材により構成する場合を例に説明したが、かかる構成に限定されるものではない。例えば、計測用流路面４３１の一部を導電性モールド樹脂材により構成し、あるいは、回路パッケージ４００の流路露出部４３０を全部導電性モールド樹脂材により構成してもよい。
In the above-described embodiment, the case where only the measurement flow path surface 431 of the circuit package 400 is configured by the conductive mold resin material is described as an example, but the configuration is not limited thereto. For example, a part of the measurement flow path surface 431 may be formed of a conductive mold resin material, or the flow path exposed portion 430 of the circuit package 400 may be entirely formed of a conductive mold resin material.
以上、本発明の実施形態について詳述したが、本発明は、前記の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の精神を逸脱しない範囲で、種々の設計変更を行うことができるものである。例えば、前記した実施の形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることも可能である。さらに、各実施形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
Although the embodiments of the present invention have been described in detail above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various designs can be made without departing from the spirit of the present invention described in the claims. It can be changed. For example, the above-described embodiment has been described in detail for easy understanding of the present invention, and is not necessarily limited to one having all the configurations described. Further, a part of the configuration of an embodiment can be replaced with the configuration of another embodiment, and the configuration of another embodiment can be added to the configuration of an embodiment. Furthermore, it is possible to add, delete, and replace other configurations for a part of the configuration of each embodiment.
