JP7265643B2 - 流量測定装置 - Google Patents

Description

本発明は、被計測気体の流量を測定する流量測定装置に関する。

特許文献１には、「主通路内を流れる被計測気体の物理量を検出する物理量測定装置であって、前記被計測気体の流量を検出する流量センサと、前記流量センサを駆動するＬＳＩと、前記流量センサと前記ＬＳＩを支持するリードフレームとを樹脂で封止して形成されるチップパッケージと、該チップパッケージが実装される回路基板と、を備え、前記チップパッケージは、流量センサを含む一部が前記回路基板の端部から側方に突出した状態で前記回路基板に固定されている物理量測定装置。」という記載がある。

ＷＯ２０１９／０６４８８７

特許文献１の流量測定装置は、チップパッケージの基端部に設けられている接続端子を基板にはんだ固定し、チップパッケージの先端部に形成されている凹溝を基板に対向して配置し、基板と凹溝によって形成される通路を流れる被計測気体の流量を凹溝内に設けられた流量センサによって検出する構造を有している。チップパッケージは、はんだ固定により基板に片持ち支持される構造を有しているので、はんだ固定する際のチップパッケージの姿勢が不安定になりやすい。したがって、基板に対してチップパッケージが基準よりも傾いた姿勢ではんだ固定された場合に、通路の大きさが変化するおそれがあり、各個体の流量検出精度にばらつきが生じることが懸念される。

本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、基板に対するチップパッケージの傾きを抑制し、流量検出精度のばらつきを低減できる流量測定装置を得ることである。

上記課題を解決する本発明の流量測定装置は、流量検出素子を有し、通路壁が形成されている樹脂パッケージと、前記樹脂パッケージを実装する基板と、を備え、前記樹脂パッケージは、前記流量検出素子が前記基板の一部と対向するように配置されており、前記樹脂パッケージの樹脂部の一部が前記基板と接触して実装されていることを特徴とする。

本発明によれば、基板に対するチップパッケージの傾きを抑制し、流量検出精度のばらつきを低減することができる。本発明に関連する更なる特徴は、本明細書の記述、添付図面から明らかになるものである。また、上記した以外の、課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。

内燃機関制御システムに本発明に係る流量測定装置を使用した一実施例を示すシステム図。 第１実施形態における流量測定装置の正面図。 第１実施形態におけるチップパッケージが実装された回路基板の正面図。 図３のＡ－Ａ線断面を矢視した模式図。 他の変形例を説明する図であって図４に対応する図。 他の変形例を説明する図であって図４に対応する図。 他の変形例を説明する図であって図４に対応する図。 第１実施形態におけるチップパッケージの背面図。 他の変形例を説明する図であって、図８に対応する図。 他の変形例を説明する図であって、図８に対応する図。 他の変形例を説明する図であって、図８に対応する図。 第２実施形態におけるチップパッケージが実装された回路基板の正面図であり、図３に対応する図。 比較例を説明する図。

以下に説明する、本発明を実施するための形態は、実際の製品として要望されている種々の課題を解決しており、特に車両の吸入空気の物理量を検出する検出装置として使用するために望ましい色々な課題を解決し、種々の効果を奏している。下記実施例が解決している色々な課題の内の一つが、上述した発明が解決しようとする課題の欄に記載した内容であり、また下記実施例が奏する種々の効果のうちの１つが、発明の効果の欄に記載された効果である。下記実施例が解決している色々な課題について、さらに下記実施例により奏される種々の効果について、下記実施例の説明の中で述べる。従って、下記実施例の中で述べる、実施例が解決している課題や効果は、発明が解決しようとする課題の欄や発明の効果の欄の内容以外の内容についても記載されている。

以下の実施例で、同一の参照符号は、図番が異なっていても同一の構成を示しており、同じ作用効果を成す。既に説明済みの構成について、図に参照符号のみを付し、説明を省略する場合がある。

図１は、電子燃料噴射方式の内燃機関制御システム１に、本発明に係る流量測定装置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１１とエンジンピストン１２を備える内燃機関１０の動作に基づき、吸入空気が被計測気体２としてエアクリーナ２１から吸入され、主通路２２である例えば吸気ボディと、スロットルボディ２３と、吸気マニホールド２４を介してエンジンシリンダ１１の燃焼室に導かれる。燃焼室に導かれる吸入空気である被計測気体２の物理量は、本発明に係る流量測定装置２０で検出され、その検出された物理量に基づいて燃料噴射弁１４より燃料が供給され、被計測気体２と共に混合気の状態で燃焼室に導かれる。なお、本実施例では、燃料噴射弁１４は内燃機関の吸気ポートに設けられ、吸気ポートに噴射された燃料が被計測気体２と共に混合気を成形し、吸気弁１５を介して燃焼室に導かれ、燃焼して機械エネルギを発生する。

燃焼室に導かれた燃料および空気は、燃料と空気の混合状態を成しており、点火プラグ１３の火花着火により、爆発的に燃焼し、機械エネルギを発生する。燃焼後の気体は排気弁１６から排気管に導かれ、排気ガス３として排気管から車外に排出される。前記燃焼室に導かれる吸入空気である被計測気体２の流量は、アクセルペダルの操作に基づいてその開度が変化するスロットルバルブ２５により制御される。前記燃焼室に導かれる吸入空気の流量に基づいて燃料供給量が制御され、運転者はスロットルバルブ２５の開度を制御して前記燃焼室に導かれる吸入空気の流量を制御することにより、内燃機関が発生する機械エネルギを制御することができる。

エアクリーナ２１から取り込まれ主通路２２を流れる吸入空気である被計測気体２の流量、温度、湿度、圧力などの物理量が流量測定装置２０により検出され、流量測定装置２０から吸入空気の物理量を表す電気信号が制御装置４に入力される。また、スロットルバルブ２５の開度を計測するスロットル角度センサ２６の出力が制御装置４に入力され、さらに内燃機関のエンジンピストン１２や吸気弁１５や排気弁１６の位置や状態、さらに内燃機関の回転速度を計測するために、回転角度センサ１７の出力が、制御装置４に入力される。排気ガス３の状態から燃料量と空気量との混合比の状態を計測するために、酸素センサ２８の出力が制御装置４に入力される。

制御装置４は、流量測定装置２０の出力である吸入空気の物理量と、回転角度センサ１７の出力に基づき計測された内燃機関の回転速度とに基づいて、燃料噴射量や点火時期を演算する。これら演算結果に基づいて、燃料噴射弁１４から供給される燃料量、また点火プラグ１３により点火される点火時期が制御される。燃料供給量や点火時期は、実際にはさらに流量測定装置２０で検出される温度やスロットル角度の変化状態、エンジン回転速度の変化状態、酸素センサ２８で計測された空燃比の状態に基づいて、きめ細かく制御されている。制御装置４は、さらに内燃機関のアイドル運転状態において、スロットルバルブ２５をバイパスする空気量をアイドルエアコントロールバルブ２７により制御し、アイドル運転状態での内燃機関の回転速度を制御する。

内燃機関の主要な制御量である燃料供給量や点火時期はいずれも流量測定装置２０の出力を主パラメータとして演算される。従って、流量測定装置２０の検出精度の向上や、経時変化の抑制、信頼性の向上が、車両の制御精度の向上や信頼性の確保に関して重要である。

特に近年、車両の省燃費に関する要望が非常に高く、また排気ガス浄化に関する要望が非常に高い。これらの要望に応えるには、流量測定装置２０により検出される吸入空気の物理量の検出精度の向上が極めて重要である。また、流量測定装置２０が高い信頼性を維持していることも大切である。

流量測定装置２０が搭載される車両は、温度や湿度の変化が大きい環境で使用される。流量測定装置２０は、その使用環境における温度や湿度の変化への対応や、塵埃や汚染物質などへの対応も、考慮されていることが望ましい。

また、流量測定装置２０は、内燃機関からの発熱の影響を受ける吸気管に装着される。このため、内燃機関の発熱が吸気管を介して流量測定装置２０に伝わる。流量測定装置２０は、被計測気体２と熱伝達を行うことにより被計測気体２の流量を検出するので、外部からの熱の影響をできるだけ抑制することが重要である。

車に搭載される流量測定装置２０は、以下で説明するように、単に発明が解決しようとする課題の欄に記載された課題を解決し、発明の効果の欄に記載された効果を奏するのみでなく、以下で説明するように、上述した色々な課題を十分に考慮し、製品として求められている色々な課題を解決し、色々な効果を奏している。流量測定装置２０が解決する具体的な課題や奏する具体的な効果は、以下の実施例の記載の中で説明する。

＜第１実施形態＞ 図２は、第１実施形態における流量測定装置の正面図であり、ハウジングからカバーが取り外された状態を示している。なお、以下の説明では、主通路２２の中心軸２２ａに沿って被計測気体が流れるものとする。

流量測定装置２０は、主通路２２の通路壁に設けられた取り付け孔から主通路２２の内部に挿入して主通路２２に固定された状態で使用される。流量測定装置２０は、被計測気体２が流れる主通路２２に配置される筐体を備えている。流量測定装置２０の筐体は、ハウジング１００と、ハウジング１００の正面に取り付けられる不図示のカバーとを有している。ハウジング１００は、例えば合成樹脂製材料を射出成形することによって構成されている。そして、カバーは、例えば金属材料や合成樹脂材料からなる板状部材によって構成されており、本実施形態では、アルミニウム合金あるいは合成樹脂材料の射出成形品によって構成されている。カバーは、ハウジング１００の正面を全面的に覆う大きさを有している。

ハウジング１００は、流量測定装置２０を主通路２２である吸気ボディに固定するためのフランジ１１１と、フランジ１１１から突出して外部機器との電気的な接続を行うために吸気ボディから外部に露出するコネクタ１１２と、フランジ１１１から主通路２２の中心に向かって突出するように延びる計測部１１３とを有している。

流量測定装置２０の計測部１１３は、主通路２２に設けられた取り付け孔から内部に挿入され、流量測定装置２０のフランジ１１１が主通路２２に当接され、ねじで主通路２２に固定される。

計測部１１３は、フランジ１１１から真っ直ぐ延びる薄くて長い形状を成し、幅広な正面１２１と背面、及び幅狭な一対の側面１２３、１２４を有している。計測部１１３は、流量測定装置２０を主通路２２に取り付けた状態で、主通路２２の内壁から主通路２２の通路中心に向かって突出する。そして、正面１２１と背面が主通路２２の中心軸に沿って平行に配置され、計測部１１３の幅狭な側面１２３、１２４のうち計測部１１３の短手方向一方側の側面１２３が主通路２２の上流側に対向配置され、計測部１１３の短手方向他方側の側面１２４が主通路２２の下流側に対向配置される。

本実施形態では、流量測定装置２０を主通路２２に取り付けた状態で、計測部１１３の基端部が上側に配置され、計測部１１３の先端部が下側に配置される。ただし、流量測定装置２０が使用される姿勢状態は、本実施形態に限定されるものではなく、種々の姿勢状態とすることができ、例えば計測部１１３の基端部と先端部とが同じ高さとなるように水平に取り付けられる姿勢状態であってもよい。

以下の説明では、フランジ１１１から計測部１１３が延びる方向である計測部１１３の長手方向をＺ軸、計測部１１３の副通路入口１３１から第１出口１３２に向かって延びる方向である計測部１１３の短手方向をＸ軸、計測部１１３の正面１２１から背面１２２に向かう方向である計測部１１３の厚さ方向をＹ軸と称する場合がある。

計測部１１３は、側面１２３に副通路入口１３１が設けられ、側面１２４に第１出口１３２及び第２出口１３３が設けられている。副通路入口１３１と第１出口１３２及び第２出口１３３は、フランジ１１１から主通路２２の中心方向に向かって延びる計測部１１３の先端部に設けられている。したがって、主通路２２の内壁面から離れた中央部に近い部分の気体を副通路１３４に取り込むことができる。このため、流量測定装置２０は、主通路２２の内壁面から離れた部分の気体の流量を測定することができ、熱などの影響による計測精度の低下を抑制できる。

流量測定装置２０は、計測部１１３が主通路２２の外壁から中央に向かう軸に沿って長く伸びる形状を成しているが、側面１２３、１２４の幅は、狭い形状を成している。これにより、流量測定装置２０は、被計測気体２に対しては流体抵抗を小さい値に抑えることができる。

流量測定装置２０の計測部１１３には、流量検出素子である流量センサ３１１と、吸気温度センサ３２１と、湿度センサ３２２が設けられている。流量センサ３１１は、ダイヤフラム構造を有しており、副通路１３４の通路途中に配置されている。流量センサ３１１は、主通路を流れる被計測気体２の流量を検出する。吸気温度センサ３２１は、側面１２３の副通路入口１３１近傍に一端が開口し、他端が計測部１１３の正面１２１と背面の両方に開口する温度検出通路１３６の通路途中に配置されている。吸気温度センサ３２１は、主通路を流れる被計測気体２の温度を検出する。湿度センサ３２２は、計測部１１３の湿度計測室１３７に配置されている。湿度センサ３２２は、計測部１１３の背面に開口する窓部１３８から湿度計測室１３７に取り入れられた被計測気体２の湿度を計測する。

ハウジング１００には、副通路１３４を形成するための副通路溝１５０と、回路基板３００を収容するための回路室１３５が設けられている。回路室１３５と副通路溝１５０は、計測部１１３の正面に凹設されており、計測部１１３の正面に不図示のカバーを取り付けることによって覆われる構造となっている。回路室１３５は、主通路２２において被計測気体２の流れ方向上流側の位置となるＸ軸方向一方側（側面１２３側）の領域に設けられている。そして、副通路溝１５０は、回路室１３５よりも計測部１１３のＺ軸方向先端側（下面１２５側）の領域と、回路室１３５よりも主通路２２における被計測気体２の流れ方向下流側の位置となるＸ軸方向他方側（側面１２４側）の領域に亘って設けられている。

副通路溝１５０は、計測部１１３の正面を覆う不図示のカバーとの協働によって副通路１３４を形成する。副通路溝１５０は、第１副通路溝１５１と、第１副通路溝１５１の途中で分岐する第２副通路溝１５２とを有している。第１副通路溝１５１は、計測部１１３の一方側の側面１２３に開口する副通路入口１３１と、計測部１１３の他方側の側面１２４に開口する第１出口１３２との間に亘って、計測部１１３のＸ軸方向に沿って延在するように形成されている。第１副通路溝１５１は、主通路２２内を流れる被計測気体２を副通路入口１３１から取り込み、その取り込んだ被計測気体２を第１出口１３２から主通路２２に戻す第１副通路１３４Ａを、カバーとの協働により形成する。第１副通路１３４Ａは、副通路入口１３１から主通路２２内における被計測気体２の流れ方向に沿って延在し、第１出口１３２までつながる流路を有する。

第２副通路溝１５２は、第１副通路溝１５１の途中位置で分岐して計測部１１３の基端部側（フランジ側）に向かって屈曲され、計測部１１３のＺ軸方向に沿って延在する。そして、計測部１１３の基端部で計測部１１３のＸ軸方向他方側（側面１２４側）に向かって折れ曲がり、計測部１１３の先端部に向かってＵターンし、再び計測部１１３のＺ軸方向に沿って延在する。そして、第１出口１３２の手前で計測部１１３のＸ軸方向他方側（側面１２４側）に向かって屈曲され、計測部１１３の側面１２４に開口する第２出口１３３に連続するように設けられている。第２出口１３３は、主通路２２における被計測気体２の流れ方向下流側に向かって対向配置される。第２出口１３３は、第１出口１３２よりも若干大きい開口面積を有しており、第１出口１３２よりも計測部１１３の長手方向基端部側に隣接した位置に形成されている。

第２副通路溝１５２は、第１副通路１３４Ａから分岐されて流れ込んだ被計測気体２を通過させて第２出口１３３から主通路２２に戻す第２副通路１３４Ｂを、カバー２００との協働により形成する。第２副通路１３４Ｂは、計測部１１３のＺ軸方向に沿って往復する流路を有する。つまり、第２副通路１３４Ｂは、第１副通路１３４Ａの途中で分岐して、計測部１１３の基端部側（第１副通路１３４Ａから離れる方向）に向かって延在する往通路部１３４Ｂ１と、計測部１１３の基端部側（往通路部１３４Ｂ１の端部）で折り返されてＵターンし、計測部１１３の先端部側（第１副通路１３４Ａに接近する方向）に向かって延在する復通路部１３４Ｂ２を有している。復通路部１３４Ｂ２は、副通路入口１３１よりも主通路２２内における被計測気体２の流れ方向下流側の位置において被計測気体２の流れ方向下流側に向かって開口する第２出口１３３につながる流路を有する。

第２副通路１３４Ｂは、往通路部１３４Ｂ１の途中位置に流量センサ３１１が配置されている。第２副通路１３４Ｂは、計測部１１３の長手方向に沿って延在して往復するように通路が形成されているので、通路長さをより長く確保することができ、主通路内に脈動が生じた場合に、流量センサ３１１への影響を小さくすることができる。流量センサ３１１は、チップパッケージ３１０に設けられており、チップパッケージ３１０は、回路基板３００に実装されている。

図３は、第１実施形態におけるチップパッケージが実装された回路基板の正面図、図４は、図３のＡ－Ａ線断面を矢視した模式図、図８は、第１実施形態におけるチップパッケージの背面図である。

回路基板３００は、実装面に、チップパッケージ３１０、圧力センサ３２０、吸気温度センサ３２１、湿度センサ３２２等の回路部品が実装されている。回路基板３００は、平面視で略長方形状を有しており、図２に示すように、回路基板３００の長手方向が計測部１１３の基端部から先端部に向かって延在し、回路基板３００の短手方向が計測部１１３の側面１２３から側面１２４に向かって延在するように計測部１１３内に配置される。

回路基板３００は、回路室１３５内に配置される本体部３０１を有しており、温度検出通路１３６に配置される第１突出部３０２と、湿度計測室１３７に配置される第２突出部３０３と、第２副通路１３４Ｂの往通路部１３４Ｂ１に配置される第３突出部３０４とがそれぞれ本体部３０１から面一に延びるように設けられている。第１突出部３０２の先端部には、吸気温度センサ３２１が実装され、第２突出部３０３には湿度センサ３２２が実装されている。第３突出部３０４は、第２副通路１３４Ｂの往通路部１３４Ｂ１においてチップパッケージ３１０と対向して配置される。

チップパッケージ３１０は、流量センサ３１１とＬＳＩとリードフレームを樹脂でモールドした樹脂パッケージの構造を有している。流量センサ３１１とＬＳＩは、リードフレームに実装されている。チップパッケージ３１０は、流量センサ３１１のダイヤフラムが露出するように流量センサ３１１を樹脂で封止することによって形成されている。チップパッケージ３１０は、モールド樹脂によって形成された所定の板厚を有する平板形状のパッケージ本体３１２を有している。チップパッケージ３１０は、パッケージ本体３１２の基端部３１２Ａが回路室１３５内に配置され、パッケージ本体３１２の先端部３１２Ｂが第２副通路溝１５２に突出して配置される。チップパッケージ３１０は、固定部によって、回路基板３００に電気的に接続され、かつ、機械的に固定される。

パッケージ本体３１２の基端部３１２Ａには、複数本の接続端子３１３が設けられている。複数の接続端子３１３は、パッケージ本体３１２の基端部３１２Ａの幅方向両端部からパッケージ本体３１２の幅方向に沿って互いに離反する方向に向かって突出して設けられており、各接続端子３１３の先端は、基端部３１２Ａの厚さ方向に折曲されて基端部３１２Ａの背面３１８よりも突出した位置に配置されている。

パッケージ本体３１２の先端部３１２Ｂは、第２副通路１３４Ｂの往通路部１３４Ｂ１内において回路基板３００の第３突出部３０４に対向して配置される。パッケージ本体３１２の先端部３１２Ｂには、一対の通路壁３１４によって間に凹溝が形成されている。一対の通路壁３１４は、パッケージ本体３１２の先端部３１２Ｂの背面３１５においてパッケージ本体３１２の幅方向に亘って延在するように形成されており、延在する方向の中間位置でかつ凹溝の底面には流量センサ３１１が露出して配置されている。

チップパッケージ３１０は、第２副通路１３４Ｂの往通路部１３４Ｂ１に沿って一対の通路壁３１４が延在するようにハウジング１００に対して配置される。チップパッケージ３１０は、流量センサ３１１が回路基板３００の一部である第３突出部３０４と対向するように配置される。これにより、パッケージ本体３１２の凹溝と回路基板３００の第３突出部３０４との間には通路Ｄが形成されている。通路Ｄには、第２副通路１３４Ｂを流れる被計測気体２が通過し、流量センサ３１１によって被計測気体２の流量が検出される。

チップパッケージ３１０は、接続端子３１３を回路基板３００にはんだ付けすることによって回路基板３００に固定される。つまり、はんだ付けされた部分が、チップパッケージ３１０を回路基板３００に電気的に接続し、かつ、機械的に固定する固定部を構成する。ただし、チップパッケージ３１０を回路基板３００に固定する固定方法としては、はんだ付けに限定されるものではない。例えば、複数の接続端子をプレスフィット端子によって構成し、これらのプレスフィット端子を回路基板３００に穿設されたスルーホールに挿入することによって接続するプレスフィットや、銀ペーストなどの導電性接着剤を塗布して複数の接続端子３１３を回路基板３００の接続パッドに接着して固定する方法を採用してもよい。

チップパッケージ３１０は、接続端子３１３の端部がパッケージ本体３１２の基端部３１２Ａの背面３１８よりも厚さ方向に突出して配置されているので、接続端子３１３を回路基板３００にはんだ付けすることによって、パッケージ本体３１２の基端部３１２Ａの背面３１８と回路基板３００の本体部３０１の実装面との間に所定の間隙が形成された状態で、回路基板３００に固定される。

本実施形態のチップパッケージ３１０は、図４に示すように通路壁３１４の両側の面、つまり、パッケージ本体３１２の基端部３１２Ａの背面３１８と、パッケージ本体３１２の先端部３１２Ｂの背面３１５とが面一の構成となっており、パッケージ本体３１２の先端部３１２Ｂの背面３１５には、背面３１５から突出する突起部３１６が設けられている。突起部３１６は、パッケージ本体３１２を形成するモールド樹脂によって形成されており、樹脂部である通路壁３１４の一部を突出させることによって形成されている。

突起部３１６は、チップパッケージ３１０の基端部３１２Ａを回路基板３００の本体部３０１に配置した状態で、回路基板３００の第３突出部３０４に接触してチップパッケージ３１０の先端部３１２Ｂを支持する形状を有している。突起部３１６が回路基板３００と接触する箇所は、チップパッケージ３１０が回路基板３００に固定される固定部よりも流量センサ３１１側に位置している。特に、図４に示す実施例では、突起部３１６は、パッケージ本体３１２の先端部３１２Ｂの背面３１５のうち、凹溝よりもパッケージ本体３１２の先端側の面に突出して設けられている。流量センサ３１１は、チップパッケージ３１０を回路基板３００に固定する固定部と、回路基板３００に接触する突起部３１６との間に位置している。

したがって、チップパッケージ３１０を回路基板３００にはんだ固定する際に、パッケージ本体３１２の基端部３１２Ａを接続端子３１３で支持し、パッケージ本体３１２の先端部３１２Ｂを突起部３１６で支持して、パッケージ本体３１２を回路基板３００に両端支持し、回路基板３００に対するパッケージ本体３１２の姿勢状態を安定させることができる。したがって、パッケージ本体３１２の先端部３１２Ｂ側が回路基板３００に接近または離反する方向に動いて回路基板３００に対してチップパッケージ３１０が基準よりも傾いた姿勢ではんだ固定されるのを防ぐことができる。

なお、突起部３１６は、モールド樹脂に限定されるものではなく、回路基板３００の第３突出部３０４に接触してチップパッケージ３１０の先端部３１２Ｂを支持することができるものであればよく、例えば、リードフレームの一部をパッケージ本体３１２から突出させることによって構成してもよい。

図１３は、比較例を説明する図であり、図４に対応する図である。
図１３に示す比較例の場合、図４に示す構成と比較して、パッケージ本体３１２の先端部３１２Ｂの背面３１５に突起部３１６が設けられておらず、パッケージ本体３１２の先端部３１２Ｂが回路基板３００から浮いた状態となっている。つまり、比較例のチップパッケージ３１０’は、回路基板３００に対してパッケージ本体３１２の基端部３１２Ａが片持ち支持された状態となっている。

したがって、チップパッケージ３１０’を回路基板３００にはんだ固定する際にパッケージ本体３１２の姿勢が不安定で、図１３に矢印で示すように、パッケージ本体３１２の先端部３１２Ｂ側が回路基板３００に接近または離反する方向に動く可能性がある。そして、回路基板３００に対してチップパッケージ３１０が基準よりも傾いた姿勢ではんだ固定された場合に、通路Ｄの大きさが変化して、各個体の流量検出精度にばらつきが生じるおそれがある。

これに対し、本実施形態では、図４に示すように、パッケージ本体３１２の先端部３１２Ｂに突起部３１６を設けて、突起部３１６を回路基板３００に接触させて先端部３１２Ｂを支持しているので、パッケージ本体３１２の基端部３１２Ａと先端部３１２Ｂの両方を支持することができる。したがって、回路基板３００に対するパッケージ本体３１２の姿勢状態を安定させることができ、チップパッケージ３１０を回路基板３００にはんだ固定する際に、回路基板３００に対してチップパッケージ３１０が傾いた姿勢状態ではんだ固定されるのを防ぐことができる。したがって、通路Ｄの大きさを一定にすることができ、各個体の流量検出精度にばらつきが生じるのを防ぐことができる。

図５から図７は、他の変形例を説明する図であって図４に対応する図である。
図５に示す変形例は、突起部３１６を設ける代わりに、パッケージ本体３１２の先端部３１２Ｂの背面３１５のうち、通路壁３１４の片側の面である先端部３１２Ｂ側の対向面３１５’を、基端部３１２Ａの背面３１８よりも突出した位置に形成して、回路基板３００の第３突出部３０４に面接触させる構成を有する。本変形例によれば、パッケージ本体３１２のパッケージ本体３１２の先端部３１２Ｂ側が基端部３１２Ａよりも回路基板３００に接近または離反する方向に傾くのを抑制することができ、パッケージ本体３１２を安定した姿勢状態で回路基板３００に支持させることができる。

図６に示す変形例は、突起部３１６を設ける代わりに、パッケージ本体３１２の先端部３１２Ｂの背面３１５のうち、通路壁３１４よりも基端部３１２Ａ側の部分に突出する突起部３１７を設けて、回路基板３００の第３突出部３０４に接触させる構成を有する。本変形例によれば、図５に示す変形例と同様に、パッケージ本体３１２の先端部３１２Ｂ側が基端部３１２Ａよりも回路基板３００に接近または離反する方向に傾くのを抑制することができ、パッケージ本体３１２を安定した姿勢状態で回路基板３００に支持させることができる。

図７に示す変形例は、図５に示す構成と図６に示す構成を合わせて、上述した対向面３１５’と突起部３１７を回路基板３００と接触させたものである。つまり、パッケージ本体３１２の先端部３１２Ｂの背面３１５のうち、通路壁３１４よりも先端部３１２Ｂ側の対向面３１５’を、基端部３１２Ａの背面３１８よりも突出した位置に形成して、回路基板３００の第３突出部３０４に面接触させる構成と、パッケージ本体３１２の先端部３１２Ｂの背面３１５のうち、通路壁３１４よりも基端部３１２Ａ側の部分に突出する突起部３１７を設けて、回路基板３００の第３突出部３０４に接触させる構成とを有する。
本変形例によれば、通路壁３１４の両側の面である、対向面３１５’と突起部３１７の両方を回路基板３００にそれぞれ接触させる構成を有しているので、パッケージ本体３１２の先端部３１２Ｂ側が基端部３１２Ａよりも回路基板３００に接近または離反する方向に傾くのを、より確実に抑制することができ、パッケージ本体３１２を安定した姿勢状態で回路基板３００に支持させることができる。

図９から図１１は、他の変形例を説明する図であって、図８に対応する図である。
図９に示す変形例は、パッケージ本体３１２の先端部３１２Ｂの背面３１５のうち、通路壁３１４よりも先端部３１２Ｂ側に突起部３１６を２つ設けたものである。２つの突起部３１６は、パッケージ本体３１２の幅方向に離隔した位置に分かれて配置されており、パッケージ本体３１２の幅方向の傾きを抑制してパッケージ本体３１２を安定した姿勢状態で回路基板３００に支持させることができる。

図１０に示す変形例は、パッケージ本体３１２の先端部３１２Ｂの背面３１５のうち、通路壁３１４よりも先端部３１２Ｂ側に突起部３１６を設けるとともに、通路壁３１４よりも基端部３１２Ａ側に突起部３１７を設けたものである。突起部３１６、３１７は、パッケージ本体３１２の幅方向中央の位置に配置されており、パッケージ本体３１２のパッケージ本体３１２の先端部３１２Ｂ側が基端部３１２Ａよりも回路基板３００に接近または離反する方向に傾くのを抑制してパッケージ本体３１２を安定した姿勢状態で回路基板３００に支持させることができる。

図１１に示す変形例は、図１０に示す突起部３１６、３１７をそれぞれ２つ設けたものである。２つの突起部３１６、３１７は、パッケージ本体３１２の幅方向に離隔した位置に分かれて配置されており、パッケージ本体３１２の幅方向の傾きと、パッケージ本体３１２のパッケージ本体３１２の先端部３１２Ｂ側が基端部３１２Ａよりも回路基板３００に接近または離反する方向に傾くのを抑制してパッケージ本体３１２を安定した姿勢状態で回路基板３００に支持させることができる。

上述の本実施形態における流量測定装置２０によれば、パッケージ本体３１２の基端部３１２Ａと先端部３１２Ｂの両方を回路基板３００に支持させることができ、回路基板３００に対するパッケージ本体３１２の姿勢状態を安定させることができる。したがって、チップパッケージ３１０を回路基板３００にはんだ固定する際に、回路基板３００に対してチップパッケージ３１０が傾いた姿勢状態ではんだ固定されるのを防ぐことができ、通路Ｄの大きさを一定にすることができ、各個体の流量検出精度にばらつきが生じるのを防ぐことができる。

＜第２実施形態＞ 図１２は、第２実施形態におけるチップパッケージが実装された回路基板の正面図であり、図３に対応する図である。

本実施例において特徴的なことは、チップパッケージ３１０の代わりに、流量センサ３１１が実装される実装基板３３０を用いたことである。上述の各実施例では、流量センサ３１１を有するチップパッケージ３１０を回路基板３００に実装する場合を例に説明したが、流量センサ３１１が回路基板３００の第３突出部３０４と対向するように回路基板３００に固定されていればよく、チップパッケージ３１０は必須の要素ではない。

実装基板３３０は、回路基板３００の本体部３０１に基板本体３３１の基端部が固定され、先端部が突出して第２副通路１３４Ｂに配置されるようになっている。流量センサ３１１は、実装基板３３０の背面に設けられており、第２副通路１３４Ｂに流れ込んだ被計測気体２が通過できるように、回路基板３００の第３突出部３０４との間に所定の間隔を空けて対向して配置されている。そして、基板本体３３１の先端部には、基板本体３３１の背面から回路基板３００に向かって突出する突起部３３３が設けられている。突起部３３３は、回路基板３００の第３突出部３０４に接触して、基板本体３３１の先端部を支持するように構成されている。

なお、本実施形態では、突起部３３３を実装基板３３０の基板本体３３１に設ける場合を例に説明したが、実装基板３３０の先端部を支持して回路基板３００の第３突出部３０４に対する基板本体３３１の傾きを抑制することができるものであればよい。例えば、回路基板３００の第３突出部３０４から実装基板３３０に向かって突出して実装基板３３０の基板本体３３１の背面に接触させて、実装基板３３０の先端部を支持する構成としてもよい。

実装基板３３０は、基板本体３３１と基板本体３３１から突出する複数の接続端子３３２を有している。実装基板３３０は、複数の接続端子３３２を回路基板３００に接続することによって固定される。複数の接続端子３３２を回路基板３００に固定する固定方法としては、例えばはんだを用いることができる。但し、固定方法は、はんだに限定されるものではなく、複数の接続端子をプレスフィット端子によって構成し、これらのプレスフィット端子を回路基板３００に穿設されたスルーホールに挿入することによって接続するプレスフィットや、銀ペーストなどの導電性接着剤を塗布して複数の接続端子３３２を回路基板３００の接続パッドに接着して固定する方法を採用してもよい。

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。

３００ 回路基板（基板）
３０４ 第３突出部（基板の一部）
３１０ チップパッケージ（樹脂パッケージ）
３１１ 流量センサ（流量検出素子）
３１２ パッケージ本体
３１２Ａ 基端部
３１２Ｂ 先端部
３１３ 接続端子
３１４ 通路壁
３１５ 背面
３１６ 突起部

Claims (3)

1. 流量検出素子を有し、通路壁が形成されている樹脂パッケージと、
   前記樹脂パッケージを実装する回路基板と、を備え、
   前記樹脂パッケージは、前記流量検出素子が前記回路基板の一部と対向するように配置されており、
   前記樹脂パッケージの樹脂部の一部が前記回路基板と接触して実装されており、
   前記流量検出素子は、ダイヤフラムを有し、
   前記樹脂パッケージは、前記流量検出素子が実装されるリードフレームを有し、
   前記ダイヤフラムが露出するように前記流量検出素子を樹脂で封止し、
   前記通路壁の一部が前記回路基板と接触しており、
   主通路を流れる被計測気体の一部を取り込む副通路と、該副通路に隣接して前記回路基板が収容される回路室とを有し、
   前記回路基板は、前記回路室から前記副通路に突出する突出部を有し、
   前記樹脂パッケージは、前記回路基板に実装されており、前記流量検出素子が前記回路基板の突出部に対向して配置されていることを特徴とする流量測定装置。
2. 前記樹脂パッケージは、前記回路室に配置される基端部と、前記副通路に配置される先端部とを有しており、
   前記基端部に前記回路基板と接続される接続端子が設けられ、前記先端部に前記流量検出素子が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の流量測定装置。
3. 前記樹脂パッケージは、前記先端部の前記回路基板に対向する面に前記副通路に沿って延在する凹溝を有しており、該凹溝に前記流量検出素子が露出して設けられていることを特徴とする請求項２に記載の流量測定装置。

Images