JPH07167657A

JPH07167657A - ガスレートセンサの製法及びガスレートセンサ

Info

Publication number: JPH07167657A
Application number: JP5316549A
Authority: JP
Inventors: Ikuo Shiraki; 郁夫白木
Original assignee: Tamagawa Seiki Co Ltd
Current assignee: Tamagawa Seiki Co Ltd
Priority date: 1993-12-16
Filing date: 1993-12-16
Publication date: 1995-07-04

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明はガスレートセンサの製法及びガスレ
ートセンサに関し、特に、エッチング処理を用いて電極
及びセンシングワイヤを形成し、超小形で高精度な構成
を得ることを目的とする。【構成】本発明によるガスレートセンサの製法及びガ
スレートセンサは、絶縁材、半導体又は導体からなる基
板(30)上にエッチングによって電極(6a〜6d)とセンシン
グワイヤ(7a,7b)及び貫通孔(35,36)を形成し、エッチン
グによってガスレートセンサを形成する構成である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はガスレートセンサに関
し、特に、エッチング処理を用いて電極及びセンシング
ワイヤ等を形成し、超小形で高精度なガスレートセンサ
を得るための新規な改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、用いられていたこの種のガスレー
トセンサとしては、例えば、図７から図９で示す特開平
１−１６７６７１号公報に開示されている構成を挙げる
ことができる。すなわち、図７から図９において符号１
で示されるものは全体がほぼ円筒状をなし、その両端が
開放された形状からなるケーシングであり、このケーシ
ング１の各端部は、ポンプホルダ２及び中継端子板３に
よって各々閉塞され、ケーシング１内が外部から遮断さ
れている。このポンプホルダ２には、電歪形のセラミッ
ク円板からなる振動板４ａが設けられ、その周縁部がポ
ンプホルダ２に一体状に固着されることによって、電歪
振動ポンプ４（気体ポンプ）が形成されている。

【０００３】又、このケーシング１の内部には、この振
動板４ａから所定距離だけ離間した位置に電極ホルダ５
が配置され、この電極ホルダ５は図５に示されるように
構成されている。すなわち、電極ホルダ５には、４個の
ガス案内孔５ａ〜５ｄが形成され、さらに、４個の電極
６ａ〜６ｄが、中心軸に対して対称的に配置されてい
る。これらの電極６ａ〜６ｄのうち、電極６ａ及び６ｂ
間及び６ｃ及び６ｄ間には、ホットワイヤ７ａ及び７ｂ
が溶着によって接続されている。

【０００４】さらに、前記ケーシング１内における前記
中継端子板３の近傍位置には、ノズル孔８及び補助孔９
を有するノズル板１０が設けられ、この中継端子板３と
ノズル板１０との間には、それらのほぼ中間位置にダス
トプレート１１が設けられている。前記電歪振動ポンプ
４（気体ポンプ）の振動板４ａと前記ポンプホルダ２と
の間には、ポンプ室１２が形成されており、この電歪振
動ポンプ４によって送り出されたガスは、ガス案内孔５
ａ〜５ｄを経てガス流路１３に送られる。

【０００５】前記ケーシング１の中継端子板３の外方位
置には、ＩＣからなる信号処理回路部１４が設けられ、
この信号処理回路部１４は、外部から電力を受け、又、
ホットワイヤ７ａ及び７ｂの出力信号を外部へ取り出す
ための中継端子板３の中継端子１５に接続されている。

【０００６】又、前記中継端子板３には、リードピン１
６が設けられ、このリードピン１６は外部ケーシング１
７に設けられた外部端子１８に接続されている。前記外
部端子１８は、前記電歪振動ポンプ４の作動に要する電
力及び前記ホットワイヤ７ａ及び７ｂを加熱するために
要する電力を、信号処理回路部１４及びリードピン１６
を経ると共に、ケーシング１内の軸方向に配設された複
数のリード線１９を介して、適宜供給する作用を有して
いる。又、この外部端子１８は、信号処理回路部１４を
経た後のホットワイヤ７ａ及び７ｂの出力信号を外部に
出力する作用を有する。

【０００７】従来のガスレートセンサは、前述したよう
に構成されており、以下に、その動作について説明す
る。まず、電歪振動ポンプ４（気体ポンプ）が通電され
ると、振動板４ａが振動し、ポンプ室１２内のガスが圧
縮され、この圧縮ガスはこの振動板４ａの吐出口４ｂ及
び電極ホルダ５の吐出口５ｅを介して流路１３に流れ、
ノズル板１０とダストプレート１１との間に形成された
空間に導かれ、ノズル孔８と補助口９とを経て、ケーシ
ング１内の中空円筒部１ａ内の空間部１ｂ内を、各電極
６ａ〜６ｄに向かって噴出される。

【０００８】前述の圧縮ガスは、各電極６ａ〜６ｄに溶
接された各ホットワイヤ７ａ及び７ｂを均等に冷却した
後、ガス案内孔５ａ〜５ｄを経て振動板４ａに向かって
排出され、この排出ガスは再び電歪振動ポンプ４（気体
ポンプ）の作用によって、流路１３を経てノズル板１０
に戻り、ケーシング１内を矢印の方向に従って循環して
いる。前述の状態で、ケーシング１に角速度が印加され
ない場合には、各ホットワイヤ７ａ及び７ｂは均一に冷
却されるが、外部から角速度が加えられた場合には、ガ
ス流がケーシング１内において偏位し、各ホットワイヤ
７ａ及び７ｂの間において不均一状態が生じ、そのため
に各ホットワイヤ７ａ及び７ｂ間には、微少な電圧差が
発生し、この電圧差を測定することにより、ケーシング
１に加わる角速度を検出することができる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】従来のガスレートセン
サは、以上のように構成されていたため、次のような種
々の問題点を有していた。すなわち、センシングワイヤ
を各電極間に半田付等によって溶接しなければならず、
その溶接作業はセンシングワイヤが細い（数１０ミクロ
ン）が故に極めて困難であった。また、ガスレートセン
サの全体構成としては、センシングワイヤのみが電極ホ
ルダに設けられているのみで、他の回路等は全てケーシ
ング側に設けられているため小形化に限界があった。ま
た、センシング部と他のリード線及び抵抗部との温度差
によって特性が異なり、ガスレートセンサ全体としての
精度に問題があった。

【００１０】本発明は、以上のような課題を解決するた
めになされたもので、特に、エッチング処理を用いて電
極及びセンシングワイヤ等を形成し、超小形で高精度な
ガスレートセンサを得ることを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明によるガスレート
センサは、絶縁材よりなると共にエッチング可能な基板
上に金属膜を形成する第１工程と、前記金属膜にエッチ
ングにより複数の電極及びセンシングワイヤを形成する
第２工程と、前記第２工程終了後、前記各センシングワ
イヤの下方の前記基板にエッチングにより貫通孔を形成
する第３工程とよりなる方法である。

【００１２】本発明によるガスレートセンサの製法は、
半導体又は導体よりなると共にエッチング可能な基板上
に絶縁膜を形成する第１工程と、前記絶縁膜上に金属膜
を形成する第２工程と、前記金属膜にエッチングにより
複数の電極及びセンシングワイヤを形成する第３工程
と、前記第３工程終了後、前記各センシングワイヤの下
方の前記基板及び絶縁膜にエッチングにより貫通孔を形
成する第４工程とよりなる方法である。

【００１３】本発明によるガスレートセンサは、絶縁材
よりなると共にエッチング可能な基板と、前記基板上に
設けられ複数のセンシングワイヤを有する電極と、前記
基板上に設けられた複数の抵抗と、前記基板に形成され
前記センシングワイヤに対応する貫通孔とを備え、前記
貫通孔を介して前記センシングワイヤに気体を供給でき
るようにした構成である。

【００１４】本発明によるガスレートセンサは、半導体
又は導体よりなると共にエッチング可能な基板と、前記
基板上に絶縁膜を介して設けられ複数のセンシングワイ
ヤを有する電極と、前記基板上に設けられた複数の抵抗
と、前記基板及び絶縁膜に形成され前記センシングワイ
ヤに対応する第１、第２貫通孔とを備え、前記貫通孔を
介して前記センシングワイヤに気体を供給できるように
した構成である。

【００１５】さらに詳細には、前記基板上には、前記電
極に接続した増巾器が設けられている構成である。

【００１６】さらに詳細には、前記絶縁膜上には、前記
電極に接続した増巾器が設けられている構成である。

【００１７】

【作用】本発明によるガスレートセンサの製法及びガス
レートセンサにおいては、基板上の金属膜にエッチング
により複数の電極及びセンシングワイヤを形成すると共
に、このセンシングワイヤに対応する前記基板にセンシ
ングにより貫通孔を形成し、抵抗及び増巾器を前記基板
の上に直接又は間接的に設けているため、全体構成を超
小形とし、かつ、各センシングワイヤによる角速度の入
力を高精度に検出することができる。

【００１８】

【実施例】以下、図面と共に本発明によるガスレートセ
ンサの製法及びガスレートセンサの好適な実施例につい
て詳細に説明する。なお、従来例と同一又は同等部分に
ついては同一符号を用いて説明する。図１から図５迄
は、本発明によるガスレートセンサの製法を示すもので
ある。図１から図５において符号３０で示されるもの
は、例えば、半導体又は導体からなり、エッチング可能
な基板であり、この基板３０上にはエッチング可能な材
質からなる絶縁膜３１を介してエッチング可能な材質か
らなる金属膜３２が形成されている。

【００１９】前述の構成において、周知のフォトエッチ
ング技術によりエッチング処理を施すと、そのフォトマ
スクのパターン（図示せず）に従って、複数の電極６ａ
〜６ｄに一体に接続した構成の一対の互いに離間したセ
ンシングワイヤ７ａ，７ｂが各々独立して形成される。
また、この各電極６ａ〜６ｄの近傍には前記金属膜３２
からなる枠部３４が形成されている。

【００２０】次に、前述の基板３０及び絶縁膜３１に対
してエッチング処理を施すことにより、図５で示される
ように、前記各センシングワイヤ７ａ，７ｂに対応して
第１、第２貫通孔３５，３６が形成される。なお、この
第１貫通孔３５は前記基板３０に形成され、この第２貫
通孔３６は前記絶縁膜３１に形成されている。

【００２１】前述の各エッチング処理により、各センシ
ングワイヤ７ａ，７ｂは互いに電気的に独立した状態で
形成され、図４及び図５で示す構成のガスレートセンサ
４０を図示しないケーシングに装着し、各センシングワ
イヤ７ａ，７ｂの上方からガスを供給し、このガスを各
貫通孔３５，３６を介して通過させた状態とすることに
より、周知の外部からの角速度入力によるガス偏流を各
センシングワイヤ７ａ，７ｂの抵抗値差として検出する
ことができる。

【００２２】また、前述の実施例においては、基板３０
上に絶縁膜３１を介して金属膜３２を形成した場合につ
いて述べたが、例えば、基板３０を、クリスタル、サフ
ァイヤ、ガラス等のエッチング可能な絶縁材で構成し、
基板３０上に直接金属膜３２を形成した構造で、エッチ
ング処理により、各センシングワイヤ７ａ，７ｂと第１
貫通孔３５を形成してガスレートセンサ４０を得るよう
にすることもできる。

【００２３】また、前記ガスレートセンサ４０は、電気
的な結線としては、周知のように、図９で示すように構
成されており、一対の抵抗Ｒ₁，Ｒ₂と各センシングワイ
ヤ７ａ，７ｂによってブリッジ回路４１を構成し、この
ブリッジ回路４１に接続した差動増巾器からなる増巾器
１４によって出力信号１４Ａを得ることができる。

【００２４】また、図６で示す他の実施例の場合、各電
極６ａ〜６ｄ間に前記抵抗Ｒ₁，Ｒ₂を前記絶縁膜３１上
に設け、他の各電極６ｂ，６ｃを接続部６Ａを介して一
体に接続し、前記増巾器１４を前記絶縁膜３１上に設け
て図７の電気結線を得るように構成することもできる。
また、センシングワイヤ７ａ，７ｂの数も２本以上とし
多軸検出とすることもできる。

【００２５】

【発明の効果】本発明によるガスレートセンサの製法及
びガスレートセンサは、以上のように構成されているた
め、次のような効果を得ることができる。すなわち、電
極及びセンシングワイヤが基板上においてエッチングに
より形成され、かつ、基板に対してガス供給用の貫通孔
がエッチングにより形成されるため、ガスレートセンサ
の構成が極めて容易となり、かつ、超小形化及び高精度
化を達成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるガスレートセンサの製法を示す断
面図である。

【図２】図１のセンシングワイヤをエッチング処理した
構成図である。

【図３】図２の斜視図である。

【図４】最終のエッチング処理済のガスレートセンサを
示す斜視図である。

【図５】図４の断面図である。

【図６】他の実施例を示す斜視図である。

【図７】従来のガスレートセンサを示す断面図である。

【図８】図７の要部の断面図である。

【図９】従来のガスレートセンサの電気結線図である。

【符号の説明】

６ａ〜６ｄ電極７ａ，７ｂセンシングワイヤＲ₁，Ｒ₂ 抵抗１４増巾器３０基板３１絶縁膜３２金属膜３５，３６貫通孔

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】絶縁材よりなると共にエッチング可能な
基板(30)上に金属膜(32)を形成する第１工程と、前記金
属膜(32)にエッチングにより複数の電極(6a〜6d)及びセ
ンシングワイヤ(7a,7b)を形成する第２工程と、前記第
２工程終了後、前記各センシングワイヤ(7a,7b)の下方
の前記基板(30)にエッチングにより貫通孔(35)を形成す
る第３工程とよりなることを特徴とするガスレートセン
サの製法。
【請求項２】半導体又は導体よりなると共にエッチン
グ可能な基板(30)上に絶縁膜(31)を形成する第１工程
と、前記絶縁膜(31)上に金属膜(32)を形成する第２工程
と、前記金属膜(32)にエッチングにより複数の電極(6a
〜6d)及びセンシングワイヤ(7a,7b)を形成する第３工程
と、前記第３工程終了後、前記各センシングワイヤ(7a,
7b)の下方の前記基板(30)及び絶縁膜(31)にエッチング
により貫通孔(35,36)を形成する第４工程とよりなるこ
とを特徴とするガスレートセンサの製法。
【請求項３】絶縁材よりなると共にエッチング可能な
基板(30)と、前記基板(30)上に設けられ複数のセンシン
グワイヤ(7a,7b)を有する電極(6a〜6d)と、前記基板(3
0)上に設けられた複数の抵抗(R₁,R₂)と、前記基板(30)
に形成され前記センシングワイヤ(7a,7b)に対応する貫
通孔(35)とを備え、前記貫通孔(35)を介して前記センシ
ングワイヤ(7a,7b)に気体を供給できる構成としたこと
を特徴とするガスレートセンサ。
【請求項４】半導体又は導体よりなると共にエッチン
グ可能な基板(30)と、前記基板(30)上に絶縁膜(31)を介
して設けられ複数のセンシングワイヤ(7a,7b)を有する
電極(6a〜6d)と、前記基板(30)上に設けられた複数の抵
抗(R₁,R₂)と、前記基板(30)及び絶縁膜(31)に形成され
前記センシングワイヤ(7a,7b)に対応する第１、第２貫
通孔(35,36)とを備え、前記貫通孔(35,36)を介して前記
センシングワイヤ(7a,7b)に気体を供給できる構成とし
たことを特徴とするガスレートセンサ。
【請求項５】前記基板(30)上には、前記電極(6a〜6d)
に接続した増巾器(14)が設けられていることを特徴とす
るガスレートセンサ。
【請求項６】前記絶縁膜(31)上には、前記電極(6a〜6
d)に接続した増巾器(14)が設けられていることを特徴と
する請求項４記載のガスレートセンサ。