JPH077008B2 - Flow velocity sensor - Google Patents

Flow velocity sensor

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JPH077008B2
JPH077008B2 JP2115830A JP11583090A JPH077008B2 JP H077008 B2 JPH077008 B2 JP H077008B2 JP 2115830 A JP2115830 A JP 2115830A JP 11583090 A JP11583090 A JP 11583090A JP H077008 B2 JPH077008 B2 JP H077008B2
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JP
Japan
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flow velocity
etching
base
thin film
heater element
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は流体の流量を検出する流速センサに関し、特に
シリコン基板等を基台として用いたマイクロダイアフラ
ム構造の流速センサに関するものである。
The present invention relates to a flow velocity sensor for detecting a flow rate of a fluid, and more particularly to a flow velocity sensor having a micro diaphragm structure using a silicon substrate or the like as a base.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来、この種の流速センサとしては、例えば特開昭60−
142268号公報に開示されたものがあり、その概要を第8
図,第9図を用いて説明する。第8図において、1はシ
リコンからなる半導体基台、2,3はエツチングのための
開口部、4は貫通孔、5は薄膜支持部、6はその根元、
7は薄膜のヒータエレメント、8,9は薄膜の感温抵抗エ
レメント、10は半導体基台1上に形成された薄膜の周囲
測温抵抗エレメントである。すなわち、半導体基台1上
には異方性エツチングにより両側の開口部2,3を連通す
る貫通孔4が形成されており、この貫通孔4の上部には
半導体基台1から空間的に隔離され、結果的に半導体基
台1から熱的に絶縁された薄膜支持部5が形成されてい
る。そしてこの薄膜支持部5の表面には、通常の薄膜形
成技術によりヒータエレメント7とそれを挟む感温抵抗
エレメント8,9とが配列して形成されたセンサ本体とし
ての下流則検出部11が構成されている。また、半導体基
台1上の角部には周囲測温抵抗エレメント10が形成され
ている。なお、17は半導体基台1上の各開口2,3の中央
部分に形成されたスリツト状開口であり、これら開口部
2,3及び17によつて囲まれた半導体(シリコン)基台1
の下側をそれら開口部を介してKOH等の溶液で異方性エ
ツチングすることにより、エツチングの断面形状が逆台
形を有する貫通孔4つまり空隙部4が形成されるととも
に、その空隙部4によつて、半導体基台1からヒータエ
レメント及び感温抵抗エレメント8,9が熱的に絶縁され
て支持された薄膜支持部5が形成されている。
Conventionally, as a flow velocity sensor of this type, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 60-
There is one disclosed in Japanese Patent No. 142268, the outline of which is No. 8
This will be described with reference to FIGS. In FIG. 8, 1 is a semiconductor base made of silicon, 2 and 3 are openings for etching, 4 are through holes, 5 is a thin film supporting portion, 6 is its root,
Reference numeral 7 is a thin film heater element, 8 and 9 are thin film temperature sensitive resistance elements, and 10 is a thin film ambient temperature measuring resistance element formed on the semiconductor base 1. That is, a through hole 4 that communicates the openings 2 and 3 on both sides is formed on the semiconductor base 1 by anisotropic etching, and the upper portion of the through hole 4 is spatially isolated from the semiconductor base 1. As a result, the thin film support portion 5 which is thermally insulated from the semiconductor base 1 is formed. On the surface of the thin film supporting portion 5, a downstream law detecting portion 11 as a sensor body is formed by arranging a heater element 7 and temperature sensitive resistance elements 8 and 9 sandwiching the heater element 7 by a normal thin film forming technique. Has been done. Further, an ambient temperature measuring resistance element 10 is formed at a corner of the semiconductor base 1. Reference numeral 17 is a slit-like opening formed in the central portion of each of the openings 2 and 3 on the semiconductor base 1.
Semiconductor (silicon) base 1 surrounded by 2, 3 and 17
By anisotropically etching the lower side with a solution such as KOH through these openings, a through hole 4 having an inverted trapezoidal cross section, that is, a void portion 4 is formed, and at the same time, in the void portion 4. Therefore, the thin film support portion 5 in which the heater element and the temperature-sensitive resistance elements 8 and 9 are thermally insulated and supported is formed from the semiconductor base 1.

ここで、ヒータエレメント7を周囲温度よりもある一定
の高い温度で制御したもとで、第8図に示す矢印の方向
から流体21が流れると、上流側の感温抵抗エレメント8
は冷却されて降温するのに対し、下流側の感温抵抗エレ
メント9は流体の流れを媒体としてヒータエレメント7
からの熱伝導が促進され、温度が昇温するために温度差
が生じる。このため、感温抵抗エレメント8,9をホイー
ストスンブリツジ回路(図示せず)に組込み、その温度
差を電圧に変換することにより、流体の流速に応じた電
圧出力が得られ、その結果、流体の流速を検出すること
ができる。
Here, when the fluid 21 flows in the direction of the arrow shown in FIG. 8 under the control of the heater element 7 at a certain higher temperature than the ambient temperature, the temperature-sensitive resistance element 8 on the upstream side.
Is cooled and the temperature is lowered, whereas the temperature-sensitive resistance element 9 on the downstream side uses the flow of fluid as a medium.
The heat conduction from the is promoted and the temperature rises, resulting in a temperature difference. For this reason, by incorporating the temperature-sensitive resistance elements 8 and 9 into a Wheat East Sumbredge circuit (not shown) and converting the temperature difference into a voltage, a voltage output according to the flow velocity of the fluid can be obtained. The flow velocity of the fluid can be detected.

ところで、このセンサ素子の薄膜支持部5は非常に薄く
弱いため、製造工程においてチツプを切断する際に、一
般的な技術であるダイシング・ソーを用いることができ
ない。そのため、素子切断はブレーキングによつて行わ
れるが、ブレーキングを容易にするために、第9図に示
す切断用ストリート18をエツチングしておく必要があ
る。また、チツプの形状を一様に保つために、チツプ製
造の最終工程である異方性エツチングの際に前記ストリ
ート18をエツチングする必要があつた。
By the way, since the thin film support portion 5 of this sensor element is very thin and weak, it is not possible to use a general dicing saw when cutting the chip in the manufacturing process. Therefore, the element cutting is performed by braking, but it is necessary to etch the cutting street 18 shown in FIG. 9 in order to facilitate the braking. Further, in order to keep the shape of the chip uniform, it is necessary to etch the streets 18 in the anisotropic etching which is the final step of manufacturing the chip.

以上の制約からセンサ素子の設計は、第9図に示すよう
に、(001)面を表面とするシリコンウエハを用い、切
断用ストリート18を〔110〕方向に平行に配置し、開口
部2,3の端を同じく〔110〕方向にあわせ、薄膜支持部5
の端を〔110〕方向と平行でない(例えば〔100〕方向)
のように設計する必要があつた。この結果、流速センサ
は、第8図に示すように、流体21の流れ方向に対して角
部を向けて使用しなければならなかつた。
Due to the above restrictions, the sensor element is designed as shown in FIG. 9 by using a silicon wafer having the (001) plane as the surface, the cutting streets 18 arranged parallel to the [110] direction, and the opening 2, Align the end of 3 with the [110] direction and set the thin film support 5
End is not parallel to [110] direction (eg [100] direction)
It was necessary to design like. As a result, the flow velocity sensor had to be used with its corners facing the flow direction of the fluid 21, as shown in FIG.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problems to be Solved by the Invention]

このように従来の流速センサは、その角部を流体の流れ
方向に向けて用いるため、特に高流速の流体を計測する
際、第5図に示すように、黒雲状に示された渦を含む乱
れ22が流速検出部11に掛かつてしまう。このため、角部
で発生した渦のためセンサ出力が不安定になり、また測
定再現性を悪化させていた。
As described above, since the conventional flow velocity sensor uses its corners in the flow direction of the fluid, when measuring a fluid with a particularly high flow velocity, as shown in FIG. The turbulence 22 reaches the flow velocity detection unit 11. Therefore, the sensor output becomes unstable due to the vortex generated at the corner, and the measurement reproducibility is deteriorated.

さらに、薄膜支持部5の根元6の位置が第9図の6a,6b
及び6cのようにばらつくため、そのセンサの感度にばら
つきを生じていた。すなわち、空隙部4のエツチング停
止位置はエツチング液の温度,濃度等が要因となつてば
らつきを生じさせ、その結果、薄膜支持部5の根元が第
9図の6bのようになつた場合、薄膜支持部5上の各エレ
メント7,8,9の半導体基台1に対する熱絶縁が高まり、
感度は上昇するのに対し、逆に第9図の6cのようになつ
た場合は熱絶縁が低下し、感度は下ることになる。
Further, the position of the root 6 of the thin film supporting portion 5 is 6a, 6b in FIG.
And 6c, the sensitivity of the sensor varied. That is, the etching stop position of the void 4 is varied due to the temperature, concentration, etc. of the etching liquid. As a result, when the root of the thin film support 5 is as shown by 6b in FIG. The thermal insulation of each element 7,8,9 on the support part 5 to the semiconductor base 1 is improved,
On the other hand, in the case of 6c in FIG. 9, the thermal insulation is lowered and the sensitivity is lowered, while the sensitivity is increased.

本発明は以上の点に鑑みなされたもので、センサ出力を
安定にするとともに、センサ素子間の特性の再現性を良
くした流速センサを提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above points, and an object thereof is to provide a flow velocity sensor that stabilizes the sensor output and improves the reproducibility of the characteristics between sensor elements.

〔課題を解決するための手段〕[Means for Solving the Problems]

状の目的を達成するために、本発明の流速センサは、基
台上に、薄膜ヒータエレメントと該ヒータエレメントの
両側に各々独立した薄膜感温抵抗エレメントからなる流
速検出部を設け、この流速検出部の下側を、その基台表
面に設けたエツチング用開口部を介して溶液による異方
性エツチングで除去して、前記流速検出部を該基台から
隔離して支持したダイアフラム構造を有し、前記エツチ
ング用開口部は、前記流速検出部の基台表面に、その
〔100〕方向に伸びた細いスリツト状開口を単位要素と
し、これらを多数個組み合せて各々スリツト状開口を対
角線とする正方形のエツチング領域が重なるように配置
したものである。
In order to achieve the object described above, the flow velocity sensor of the present invention is provided with a flow velocity detecting portion, which is composed of a thin film heater element and independent thin film temperature sensitive resistance elements on both sides of the heater element, on the base. The lower part of the section is removed by anisotropic etching with a solution through an etching opening provided on the surface of the base, and has a diaphragm structure in which the flow velocity detecting section is supported separately from the base. The opening for etching is a square having a slit-shaped opening extending in the [100] direction as a unit element on the base surface of the flow velocity detection unit, and a plurality of these slit-shaped openings being diagonal lines. The etching areas are arranged so that they overlap.

〔作用〕[Action]

本発明においては、流体を計測する際に、渦発生の原因
となつているセンサの角部を流れ方向に向けることな
く、流れ方向に対しセンサの直線端部を向けることがで
きるので、角部で発生する渦を含んだ乱れがセンサの検
出部へ達せず、センサ出力が不安定になり、測定の再現
性も向上する。
In the present invention, when measuring a fluid, the straight end portion of the sensor can be oriented with respect to the flow direction without directing the corner portion of the sensor causing the vortex generation in the flow direction. The turbulence including the vortex generated at does not reach the detection part of the sensor, the sensor output becomes unstable, and the reproducibility of measurement is improved.

〔実施例〕〔Example〕

以下、本発明を図面を示す実施例に基づいて詳細に説明
する。
Hereinafter, the present invention will be described in detail based on embodiments showing the drawings.

第1図は本発明による流速センサの一実施例を示す概略
斜視図であり、第2図は第1図の流速検出部の詳細平面
図である。この実施例の流速センサは、半導体基台1上
に、第1図及び第2図に示すように、薄膜ヒータエレメ
ント7と該ヒータエレメント7の両側に各々独立した薄
膜感温抵抗エレメント8,9からなる流速検出部11を設
け、この半導体基台1の表面には、その流速検出部11の
下側の半導体基台を溶液による異方性エツチングによつ
て除去するためのエツチング用開口部12が形成されてい
る。この開口部12は、第3図に示すように、(001)面
を表面とする半導体基台1に対しその〔100〕方向に伸
びたスリツト状開口12aを単位要素とし、これら多数の
スリツト状開口12aを組み合せて各々のスリツト状開口1
2aを対角線とする正方形の領域14、つまり1つのスリツ
ト状開口12aの異方性エツチングで除去されるエツチン
グ領域14が部分的に重なるように配置されている。そし
て流速検出部11の各根元11aは、半導体基台1の〔110〕
方向になるように開口部12の端部12bを備えてある。
FIG. 1 is a schematic perspective view showing an embodiment of the flow velocity sensor according to the present invention, and FIG. 2 is a detailed plan view of the flow velocity detecting portion of FIG. As shown in FIGS. 1 and 2, the flow velocity sensor of this embodiment has a thin film heater element 7 and independent thin film temperature sensitive resistance elements 8 and 9 on both sides of the heater element 7, as shown in FIGS. Is provided on the surface of the semiconductor base 1. Etching openings 12 are provided on the surface of the semiconductor base 1 for removing the semiconductor base below the flow speed detector 11 by anisotropic etching using a solution. Are formed. As shown in FIG. 3, the opening 12 has a plurality of slit-shaped openings 12a extending in the [100] direction with respect to the semiconductor base 1 having the (001) surface as a unit element. Each slit-shaped opening 1 by combining the openings 12a
A square region 14 having a diagonal line 2a, that is, an etching region 14 removed by anisotropic etching of one slit-shaped opening 12a is arranged so as to partially overlap. And, each root 11a of the flow velocity detecting section 11 is [110] of the semiconductor base 1.
The end 12b of the opening 12 is provided so as to be oriented.

しかして、かかる構成のセンサ素子を従来と同様の方法
で異方性エツチングを行うと、流速検出部11の下側は、
半導体基台1の表面に設けた多数のスリツト状開口12a
からなる開口部12を介して異方性エツチングで除去され
るので、この流速検出部11が半導体基台1から隔離して
支持されたダイアフラム部13を有する流速センサを形成
できる。このとき、切断用ストリート部18(第9図参
照)は従来と同様のプロセスとし、素子の流速検出部11
をその直線端部と平行になるような構成にする。なお、
図中同一符号は同一または相当部分を示している。
Then, when anisotropic etching is performed on the sensor element having such a configuration by a method similar to the conventional method, the lower side of the flow velocity detection unit 11 is
A large number of slit-shaped openings 12a provided on the surface of the semiconductor base 1.
Since it is removed by anisotropic etching through the opening 12 made of, it is possible to form a flow velocity sensor having the diaphragm portion 13 in which the flow velocity detecting portion 11 is supported separately from the semiconductor base 1. At this time, the cutting street portion 18 (see FIG. 9) is formed by the same process as the conventional one, and the flow velocity detecting portion 11 of the element is used.
Is parallel to the straight end. In addition,
In the drawings, the same reference numerals indicate the same or corresponding parts.

このように上記実施例の流速センサによると、一対の感
温抵抗エレメント8,9とその間に置かれたヒータエレメ
ント7からなる流速検出部11は、第1図のように、流体
21の流れの方向に対向して並べられるので、その流速検
出部11の直線端部11aを流れ方向21に向けて流速検出を
行うことができる。また、流速検出部11は、第2図に示
すように、ヒータエレメント7の中心線7aを軸とする線
対称構造になるように構成する。つまり、ヒータエレメ
ント7の中心線7aのところでエツチング用開口部12は12
cのような形状とし、エツチング用開口部12,ヒータエレ
メント7,感温抵抗エレメント8,9が中心線7aを軸として
線対称の位置に配置されるように構成すると、流速ゼロ
のとき、ヒータエレメント7からの熱は等しく両側の感
温抵抗エレメント8,9に伝わることになる。従つて、本
実施例の流速センサでは、上流側および下流側感温抵抗
エレメント8,9の差を出力としているので、上記構成を
とることにより、流速以外の熱的不平衡はキヤンセルさ
れ、流速信号だけを正確に出力することが可能になる。
As described above, according to the flow velocity sensor of the above-described embodiment, the flow velocity detection unit 11 including the pair of temperature sensitive resistance elements 8 and 9 and the heater element 7 placed between them is used as shown in FIG.
Since they are arranged so as to face each other in the flow direction of 21, the flow velocity can be detected by directing the straight end 11a of the flow velocity detecting unit 11 in the flow direction 21. As shown in FIG. 2, the flow velocity detecting section 11 is constructed so as to have a line symmetrical structure with the center line 7a of the heater element 7 as an axis. That is, the etching opening 12 is 12 at the center line 7a of the heater element 7.
When the etching opening 12, the heater element 7, and the temperature-sensitive resistance elements 8 and 9 are arranged in line symmetrical positions about the center line 7a as an axis, the heater has a shape as shown in FIG. The heat from the element 7 is equally transmitted to the temperature sensitive resistance elements 8 and 9 on both sides. Therefore, in the flow velocity sensor of this embodiment, since the difference between the upstream and downstream temperature-sensitive resistance elements 8 and 9 is used as the output, thermal imbalance other than the flow velocity is canceled by the above configuration. It becomes possible to accurately output only the signal.

さらに、流速センサの角部から発生する渦による乱れ22
の影響は、第4図に示すように、本実施例の流速センサ
においては乱れ22が流速検出部11に及ばないため、その
影響を除去することができる。すなわち、第4図(b)
は第4図(a)のI−I′断面図である。流体21の流れ
は流速検出部11上においてほぼ2次元の流れと見做すこ
とができ、同図に示したように流速検出部11上において
安定した流れを形成できる。これによつて、センサ出力
は安定し、測定再現性も向上させることができた。因
に、角部からの乱れは、乱流の場合15〜20°の角度で広
がるので、流速検出部11はその乱れが及ばないところに
配置する必要がある。
Furthermore, turbulence due to eddies generated from the corners of the flow velocity sensor
As shown in FIG. 4, in the flow velocity sensor of the present embodiment, the turbulence 22 does not reach the flow velocity detecting section 11, so that the influence of can be eliminated. That is, FIG. 4 (b)
FIG. 4B is a sectional view taken along the line II ′ of FIG. The flow of the fluid 21 can be regarded as a substantially two-dimensional flow on the flow velocity detection unit 11, and a stable flow can be formed on the flow velocity detection unit 11 as shown in FIG. As a result, the sensor output was stable and the measurement reproducibility could be improved. Incidentally, since the turbulence from the corner portion spreads at an angle of 15 to 20 ° in the case of turbulent flow, it is necessary to arrange the flow velocity detection section 11 at a place where the turbulence does not reach.

また、第4図(b)に示してあるが、異方性エツチング
によつて堀り込まれたセンサ素子の前縁部15は角度θに
して54.7°で傾斜しており、流体が渦を発生しにくくな
つている。
Also, as shown in FIG. 4 (b), the front edge portion 15 of the sensor element dug by anisotropic etching is inclined at an angle θ of 54.7 °, and the fluid creates a vortex. It is becoming less likely to occur.

また、第2図において、エツチング用開口部12として細
いスリツト状開口12aを多数組合せている理由は、
第3図に示すように流速検出部11の下部をもれなく、エ
ツチングできるようにするためと、 そのエツチング
が迅速に、かつ一様にできるようにするためである。こ
れについてさらに第6図及び第7図を用いて説明する。
Further, in FIG. 2, the reason why a large number of thin slit-shaped openings 12a are combined as the etching openings 12 is as follows.
This is to ensure that the lower portion of the flow velocity detecting portion 11 can be etched without omission as shown in FIG. 3 and that the etching can be performed quickly and uniformly. This will be further described with reference to FIGS. 6 and 7.

第6図,第7図はどちらも領域14の下部をエンチツグで
きる開口部を持つている。しかし、領域14の全域がエツ
チングされるためには、下方向には同図(b)の断面図
に示しただけエツチングをする必要があり、第6図より
も第7図の方が約2倍時間がかかることがわかる。例え
ば、領域14を一辺0.5mmの正方形とすると、第6図の場
合には深さが約0.18mm、第7図の場合には0.35mmとな
る。このとき、厚さ0.63mmのシリコンウエハを用い、裏
面から同量だけエツチングされるとすると、第6図の場
合、残り0.27mm、第7図き場合には貫通してしまうの
で,この方法は使えない。
Both FIG. 6 and FIG. 7 have an opening that allows the lower part of the region 14 to be etched. However, in order to etch the entire region 14, it is necessary to etch downward only as shown in the sectional view of FIG. 7B, and FIG. You can see that it takes twice as long. For example, when the area 14 is a square having a side of 0.5 mm, the depth is about 0.18 mm in the case of FIG. 6 and 0.35 mm in the case of FIG. At this time, if a silicon wafer having a thickness of 0.63 mm is used and the same amount is etched from the back surface, the remaining amount is 0.27 mm in the case of FIG. 6 and it penetrates in the case of FIG. Not available.

また、エツチング用開口部12として細いスリツト状開口
12aを流速検出部11の全域に多数個配置することによ
り、異方性エツチングが領域14にわたつて一様に進むこ
とが実験で確認された。このとき、〔110〕方向に平行
な流速検出部11の根元11aは異方性エツチングで残され
た(111)面の一致するので、それ以上奥へはエチング
は進まない。こうして、流速検出部11の根元11aはプロ
セスパラメータに影響されることなく決定され、つま
り、(111)面でエツチングが停止する(正確には極端
に遅くなる)という異方性エツチングの特性によつてプ
ロセス条件に関係なく定まり、センサ素子間の特性のば
らつきを小さく抑えることができる。なお、第6図にお
いて、16は異方性エツチングにより形成された半導体基
台1と流速検出部11を支持するダイアフラム部13との間
の逆台形状の空隙部であり、また第7図中120はエツチ
ング領域14を形成するためのスリツト状開口、16aは前
記空隙部16と同様の空隙部である。
Also, a thin slit-shaped opening is used as the etching opening 12.
It was confirmed by an experiment that the anisotropic etching progresses uniformly over the region 14 by arranging a large number of 12a in the entire area of the flow velocity detecting unit 11. At this time, since the root 11a of the flow velocity detecting unit 11 parallel to the [110] direction coincides with the (111) plane left by anisotropic etching, the etching does not proceed further. Thus, the root 11a of the flow velocity detector 11 is determined without being influenced by the process parameter, that is, the etching stops at the (111) plane (to be exact, extremely slow) due to the characteristic of anisotropic etching. This is determined regardless of the process conditions, and it is possible to suppress variations in characteristics among the sensor elements. In FIG. 6, reference numeral 16 denotes an inverted trapezoidal space between the semiconductor base 1 formed by anisotropic etching and the diaphragm portion 13 supporting the flow velocity detecting portion 11, and in FIG. 12 0 slit-like opening for forming the etched region 14, 16a is a gap portion similar to the gap portion 16.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

以上のように本発明は、基台の一部を異方性エツチング
で除去し、その除去した部分の上に残したダイアフラム
上に薄膜ヒータエレメントと一対の薄膜感温抵抗カレメ
ントからなる流速検出部を設けた流速センサにおいて、
エツチングのための開口部を、前記流速検出部の基台表
面にその〔100〕方向に伸びた細いスリツト状開口を単
位要素としてそのスリツト状開口を多数個組み合わせた
構成とし、それぞれのスリツト状開口が作るエツチング
領域が重なるように配置したので、流体の流れ方向に対
しセンサの直線端部を向けることができる。これによつ
て、従来のように角部で発生する渦を含んだ乱れが流速
検出部へ達せず、センサ出力が安定になるとともに、測
定再現性も向上する等の効果がある。
As described above, according to the present invention, a part of the pedestal is removed by anisotropic etching, and a flow velocity detection part including a thin film heater element and a pair of thin film temperature sensitive resistance elements is placed on the diaphragm left on the removed part. In the flow velocity sensor equipped with
An opening for etching is formed by combining a number of slit-like openings with a thin slit-like opening extending in the [100] direction as a unit element on the base surface of the flow velocity detecting unit, and each slit-like opening. Since the etching areas created by the sensors are arranged so as to overlap with each other, the straight end portion of the sensor can be directed to the flow direction of the fluid. As a result, the turbulence including the vortex generated at the corner does not reach the flow velocity detection unit as in the conventional case, and the sensor output becomes stable and the measurement reproducibility is improved.

また、本発明の別の発明によると、エツチング用開口部
において各スリツト状開口の端部を基台の〔110〕方向
の線上に合わせた構造とすることにより、流速検出部の
根元がプロセスによらず、センサ素子を再現性良く形成
できる効果がある。
Further, according to another invention of the present invention, the end of each slit-like opening in the etching opening is aligned with the line in the [110] direction of the base, so that the root of the flow velocity detection part Therefore, there is an effect that the sensor element can be formed with good reproducibility.

さらに本発明の別の発明によると、上記センサにおいて
流速検出部をヒータエレメントの中心軸を軸とする線対
称構造とすることにより、流速以外の熱的不平衡による
出力への悪影響を改善する効果がある。
Further, according to another invention of the present invention, in the above-mentioned sensor, the flow velocity detecting portion has a line-symmetrical structure with the central axis of the heater element as an axis, so that an adverse effect on output due to thermal imbalance other than the flow velocity is improved. There is.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図は本発明の一実施例による流速センサの概略斜視
図、第2図は第1図の流速検出部の詳細平面図、第3図
は上記実施例におけるエツチング方法を説明するための
図、第4図(a)及び(b)は上記実施例の作用効果を
説明するための概念図および同図(a)のI−I′断面
図、第5図は従来例による欠点を説明するための概念
図、第6図(a)及び(b)は上記実施例の説明に供す
る一部平面図および同図(a)のII−II′断面図、第7
図(a)及び(b)は第6図と対比して説明するための
エツチング工程の一部平面図および同図(a)のIII−I
II′断面図、第8図は従来例による流速センサの概略斜
視図、第9図は第8図の製造工程におけるエツチングプ
ロセスの説明図である。 1…半導体基台、7…薄膜ヒータエレメント、8,9…薄
膜感温抵抗エレメント、10…薄膜周囲測温抵抗エレメン
ト、11…流速検出部、12…エツチング用開口部、12a…
スリツト状開口、13…ダイアフラム部、14…エツチング
領域、16…空隙部。
FIG. 1 is a schematic perspective view of a flow velocity sensor according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a detailed plan view of the flow velocity detecting portion of FIG. 1, and FIG. 3 is a diagram for explaining an etching method in the above embodiment. 4 (a) and 4 (b) are conceptual views for explaining the function and effect of the above-described embodiment and a sectional view taken along the line II 'of FIG. 4 (a), and FIG. 6 (a) and 6 (b) are partial plan views for explaining the above-mentioned embodiment and a sectional view taken along the line II-II 'of FIG. 6 (a).
6 (a) and (b) are partial plan views of an etching process for the purpose of comparison with FIG. 6 and III-I in FIG. 6 (a).
II 'sectional view, FIG. 8 is a schematic perspective view of a flow velocity sensor according to a conventional example, and FIG. 9 is an explanatory view of an etching process in the manufacturing process of FIG. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Semiconductor base, 7 ... Thin film heater element, 8, 9 ... Thin film temperature sensing resistance element, 10 ... Thin film surrounding temperature measuring resistance element, 11 ... Flow velocity detecting part, 12 ... Etching opening, 12a ...
Slot-like openings, 13 ... Diaphragm portion, 14 ... Etching area, 16 ... Void portion.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】基台上に、薄膜ヒータエレメントと該ヒー
タエレメントの両側に各々独立した薄膜感温抵抗エレメ
ントからなる流速検出部を設け、この流速検出部の下側
を、その基台表面に設けたエツチング用開口部を介して
溶液による異方性エツチングで除去して、前記流速検出
部を該基台から隔離して支持したダイアフラム構造を有
し、前記エツチング用開口部は、前記流速検出部の基台
表面に、その〔100〕方向に伸びた細いスリツト状開口
を単位要素とし、これを多数個組み合せて各々のスリツ
ト状開口を対角線とする正方形のエツチング領域が重な
るように配置したことを特徴とする流速センサ。
1. A flow velocity detecting section comprising a thin film heater element and independent thin film temperature sensitive resistance elements on both sides of the heater element is provided on a base, and the lower side of the flow velocity detecting section is on the surface of the base. The etching structure has a diaphragm structure which is removed by anisotropic etching using a solution through an etching opening provided, and supports the flow velocity detecting section separately from the base, and the etching opening section detects the flow velocity. A thin slit-shaped opening extending in the [100] direction is used as a unit element on the surface of the base of the section, and a large number of these are combined so that the square etching areas with diagonal diagonal lines overlap each other. Flow rate sensor characterized by.
【請求項2】請求項1において、エツチング用開口部
は、各スリツト状開口の端部を基台の〔110〕方向の線
上に合わせたことを特徴とする流速センサ。
2. The flow velocity sensor according to claim 1, wherein the etching openings are formed by aligning the ends of each slit-shaped opening with a line in the [110] direction of the base.
【請求項3】請求項2において、流速検出部の構造がヒ
ータエレメントの中心線を軸とする線対称になるように
構成したことを特徴とする流速センサ。
3. The flow velocity sensor according to claim 2, wherein the structure of the flow velocity detecting portion is configured to be line-symmetrical with the center line of the heater element as an axis.
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