JPH0815294A - フローセンサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 センサと、被測定流体を運ぶマニホルドとの
間をシールした半導体フローセンサを提供する。 【構成】 半導体本体（１２）と、前記半導体本体（１
２）に支持され、流体の流れ特性を感知できる感知素子
（１８）と、前記感知素子に対して位置合わせされた前
記半導体本体（１２）上に一体的に配置され、センサ
（１０）とマニホルド（７０）との間を封止するシーリ
ングリング（１６）とから成る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本願発明は、封止改良のためのメ
ッキ金属リングを組み込んだ流体フローセンサに関し、
より詳細には、センサと被測定流体を運ぶマニホルドと
の間をシールするメッキした金属リングを有する半導体
フローセンサに関する。

【０００２】

【技術背景】半導体フローセンサは、一般に、流体又は
気体試料の流動特性を測定するために使用される。例え
ば、ガスクロマトグラフィーの分野では、半導体フロー
センサは、流体が管や毛管中を流れる際にその試料の各
成分を検出するのに用いられる。フローセンサは、流体
の速度又は熱伝導率のような流体の物理的又は化学的特
性の変化を検出でき、かつその特性変化に相当する電気
信号を発生できるものである。

【０００３】そのようなセンサの１つは、感知素子とし
て電気抵抗を持った金属膜を利用している。金属膜は、
膜が流体経路に交差し全体的に流体流路に浸るよう、マ
ニホルドからの流体の流れを受けるために設けられた基
板チャネルを横切って施される。センサを動作させるに
は、金属膜に電流を流して膜を加熱する。金属膜からの
熱は、流体を通り基板まで及びマニホルドまでの熱コン
ダクタンスにより、及び移動流体の対流冷却により決め
られる率で移動流体に伝えられる。ある与えられた入力
電力に対して、金属膜の温度は、部分的に流体の性質に
よって左右される。金属膜は典型的にはゼロでない温度
係数を持つので、膜の温度は、膜の電気抵抗を測定する
ことによりモニタできる。従って、流体の特性を電気抵
抗へ変換することができる。

【０００４】その用途及び求める流れデータの種類によ
って、流体の流れ方向が金属膜を施した面に対して垂直
か又はその面に平行になるようにして、センサを配置し
てよい。流速のような付帯的情報は、複数個の金属膜素
子を流体の流れ経路に沿って置くことにより得ることが
できる。上流側の金属膜素子に与えられる電流を予め決
めた周波数で変調すれば、その周波数に対応する熱パタ
ーンが流体に伝わるだろう。したがって、流体の流量
は、下流側の金属膜素子で検出された抵抗変化の位相差
を測定することにより決定できる。

【０００５】高度のセンサデータの再現性を得るために
は、感知素子は流体の流れ経路に対して正確に配置しな
ければならない。さらに、センサは、高い動作温度と圧
力に耐えるようシールしなければならない。従って、セ
ンサのマニホルドへの取り付は、センサを適切に機能さ
せるために重要である。センサとマニホルドとの間にシ
ールを施すための一つの慣用手法は、Ｊｅｒｍａｎ等に
対する米国特許第４，４７１，６４７、発明の名称「Ｇ
ＡＳ ＣＨＲＯＭＡＴＯＧＲＡＰＨＹ ＳＹＳＴＥＭ
ＡＮＤ ＤＥＴＥＣＴＯＲ ＡＮＤ ＭＥＴＨＯＤ」に
開示されている。Ｊｅｒｍａｎは、センサとマニホルド
との間で締め付けられるガスケットの使用を教示してい
る。

【０００６】ガスケットは、いくつかの用途では適当な
シールとなるが、ガスケット材の寸法上の変動と不整合
性とによって、流体の流れに対して金属膜を正確に配置
できないことが起こり得る。作成中にセンサとマニホル
ドに対してガスケットを精密に位置合わせすることは実
施上困難であり、さらに、クロマトグラフィー装置の小
形化に向かっている現在の傾向では悪化する一方であ
る。センサ／マニホルド境界面の位置合わせの不一致
は、結果として測定精度を低下させる流体の流れパター
ンの好ましくない摂動の原因になることが知られてい
る。さらに、在来のガスケット材料は、現行センサの可
能性に基づいて課せられる、ますます高くなる圧力（平
方インチ当たり１００ポンド以上）及び温度（４５０℃
以上）についての要請に、しばしば耐えることができな
いのである。

【０００７】それ故、マニホルドとのシールを形成でき
る半導体フローセンサを求める重要なニーズが存在す
る。フローセンサは、流体の流れチャネルに対し金属膜
を正確に位置合わせ（アライメント）できなければなら
ず、かつ高い温度と圧力値で化学的・機械的に安定でな
ければならない。センサはまた、半導体レベルで一括加
工することが比較的容易でなければならない。

【０００８】

【発明の目的】本願発明は、マニホルドから流入する流
体の特性を検出するための改良型半導体フローセンサで
あって、高い温度と圧力に耐え得るセンサとマニホルド
との間のシールが可能な前記フローセンサを提供するこ
とを目的とする。

【０００９】

【発明の概要】以下、フローセンサについて説明すると
共に、併せて改良型フローセンサを作成する方法を説明
する。なお、本願発明のフローセンサは、通常の半導体
一括作成技術を利用して比較的容易に製造することがで
きる。

【００１０】本願発明は、センサとマニホルドとの間に
自己位置合わせシール（セルフアライニングシール）と
併用される半導体フローセンサを提供するものである。
センサは流体の流量特性を測定でき、かつそれに対応す
る電気信号を発生することができる。センサへの電気接
続は、流れ環境の外部で行われる。

【００１１】本願発明の具体例では、半導体フローセン
サは、感知素子とそこに凹部が形成されている半導体本
体からなる。感知素子は凹部部分に架橋され、半導体本
体で支えられる。凹部を通って流れる流体の性質は、感
知素子により測定される。半導体の本体上に一体に配置
されるシーリングリングは、凹部を取り囲み、凹部に設
けられる流体の流れチャネル部分を形成する。シーリン
グリングは、さらに、センサとマニホルドとの間をシー
ルする。感知素子に対してシーリングリングを正確に配
置できるよう、シーリングリングは、凹部形成に先立ち
半導体本体上にパターン化メッキ技術で堆積される。セ
ンサとマニホルドとの間の安定なシールは、ハンダ付け
（ソルダリング）、ろう付け（ブレージング）、溶接
（ウェルディング）又はのり付け（グルーイング）のよ
うな技術によってシーリングリングをマニホルドに圧着
するか接着することにより達成される。

【００１２】本願発明の具体例では、マニホルドに対す
るシーリングリングの位置合わせは、マニホルドの係合
（噛み合わせ）面上に配置した位置合わせ壁によって行
われる。位置合わせ壁は、シーリングリングを受けるた
めの境界を形成してマニホルドに対するフローセンサの
正確な位置合わせを保証するものである。

【００１３】本願発明はさらに、基板ベースの少なくと
も第一の表面上の絶縁層間に挟まれた導電層を有する半
導体基板ベースからフローセンサを一括加工する方法も
提供する。導電層と絶縁層は、選択的にエッチングされ
て感知素子を提供する。感知素子を取り囲こむシーリン
グリングは、基板ベース上に形成された絶縁層の上部に
メッキされる。次いで、基板ベースは感知素子の下方へ
選択的にエッチングされ、被測定流体用感知素子の周り
に流れ領域が提供される。絶縁層上にメッキするシーリ
ングリング材料の量を制御して、マニホルドと感知素子
との間の流れ領域内での感知素子の深さ（奥行き）を決
める。

【００１４】メッキした金属リングを組み込んでいる流
体特性センサ及びアクチュエータについては、下記の好
ましい実施例の説明を考慮すれば熟練した当業者にはさ
らに完全に理解されるであろう。

【００１５】

【実施例】先ず、図１及び図２を参照して半導体フロー
センサ１０を説明する。フローセンサ１０は、シリコン
のような半導体材料の基板ベース１２を有する。センサ
１０の上方表面１４は、低応力のシリコンナイトライド
のような電気的に絶縁性のコーティングを有する。シリ
コンナイトライドの付加層４８は、外部層１４と基板ベ
ース１２との間に配置してよい。基板１２内に形成され
た凹部２８は、センサ１０上の中央に位置し、床部４６
と傾斜した側壁４４，４５を有する。凹部２８は、マニ
ホルドから導かれた流体に対する流れ領域部分を形成す
る。

【００１６】感知素子１８は、図１に示すように、流れ
チャネル２８を横切って架橋する。感知素子１８は、白
金のような抵抗性材料の金属膜３４から成る。電気絶縁
材料を金属膜３４の下部３６と上部３８の両方に配し、
感知素子に構造的強度を付加する。抵抗性感知素子１８
は、ここでは開示の便宜上簡略化されているが、メンブ
レン、または抵抗性加熱素子、抵抗性感知素子、あるい
はこれら両方を含むメンブレンに多数の穴を採用してい
る、より複雑な架橋構造を用いてよいと理解すべきであ
る。

【００１７】凹部２８の周辺部にある感知素子１８の外
周端末部６２，６４は、センサ１０の外部表面１４の下
に電気接触パッド２４，２６まで設けられた電導性経路
２２，３２と電気的に接触している。電気接触パッド２
４，２６は、感知素子を通して電流を流すための外部電
源と感知素子１８とを電気的に接続するために提供され
ている。接触点２４，２６は、流れ領域の外部に置か
れ、従って、流体の流れ環境の何らかの有害な影響、例
えば、腐食から保護される。

【００１８】シーリングリング１６は、センサ１０上で
外部表面１４から上方に延びて配置される。リング１６
は、金のような、不活性、貴または軟の金属、もしくは
鉛のような半田付け可能な金属によって覆われた、メッ
キされたニッケル、銅あるいは合金のような卑金属を含
む非腐食性金属から構成される。シーリングリング１６
は、内部壁５４、外部壁５５及び上部表面５６を持つ。
シーリングリングは、実質上、凹部２８を囲み、その内
部壁５４で流れ領域の追加部分を与えている。シーリン
グリング１６は、実質上平坦な上部表面５６を持つ。

【００１９】凹部２８及び感知素子１８は、下に説明す
るように、在来のプロセス、例えば、光リソグラフィー
及び／又はエッチング、によって加工される。凹部２８
及びシーリングリング１６に対して感知素子１８を斜め
に配置することにより、シリコンエッチング分野の熟練
者に公知のやり方で、凹部加工中に凹部２８を形成する
アルカリエッチング液で感知素子の下をくり抜かせると
いう機能的目的が達成される。しかし、凹部２８に対す
る感知素子１８の位置についてそれ以外の相対的構成も
可能であると理解すべきである。

【００２０】図３は、マニホルド７０と併用する場合の
半導体フローセンサ１０を説明するものである。マニホ
ルド７０は、係合面７２及びマニホルドを通って係合面
に延びる毛管８４，８６を有する。毛管８４は流体取り
入れ口７４として、及び毛管８６は流体排出口７６とし
て準備されている。係合面７２は、その先の流れ領域２
８との結合部分となる。

【００２１】センサ１０は、マニホルド７０に相対する
位置でマニホルドから反対のセンサ側に配置されたヘッ
ダ６４によって保持される。ボルトのような固定具でヘ
ッダ６４に加えられる力によってシーリングリング１６
がマニホルドに圧着されることになる。シーリングリン
グ１６にかかる圧縮力で流れ領域に対するシールが形成
されるのである。取り入れ口７４を通して流れ領域に導
かれた流体は、感知素子１８の上下を流れ、その後排出
口７６を通して流れ領域から排出される。この具体例
は、構造全体に低融点をもつ材料が何ら使用されていな
いので、高温操作に有益である。

【００２２】図４は、フローセンサ１０の代替具体例を
説明するものである。図２に示すように、シーリングリ
ング１６の上方表面５６は、ハンダ８２のような結合材
を使ってマニホルド７０の係合面７２に結合される。こ
の具体例では、ヘッダ６４は、図３に関して上述された
ものと同じ程度の圧縮力をセンサ１０に加えないと思わ
れる。その代わりに、流れ領域２８の周りのシールは、
ハンダ８２によって形成されることになる。当業者に周
知の通り、ハンダ素地の結合部は、マニホルド７０に対
するセンサ１０の半永久的シールを形成し、しかも必要
に応じて取り外すことができる。この具体例は、別のや
り方では、ハンダは高温で溶融するであろうことから、
比較的低温度の用途に有益である。

【００２３】マニホルド７０とセンサ１０との間のシー
ルの質を改善するには、ハンダと圧着の組み合せを利用
してよい。図３に関連して上述されたような圧縮力の応
用により、一方でハンダによる半永久的シールをしなが
ら、金製のシーリングリング１６の表面の凹凸の矯正加
工が可能となる。本願発明の好ましい具体例では、マニ
ホルド７０は、その上にクロム、金、ゲルマニウムと金
の連続層が適用されたステンレス鋼から構成される。こ
の方法では、ハンダはマニホルド表面より低い温度で融
解する。

【００２４】さらに、図４は、本願発明の位置合わせ特
性を説明する。位置合わせ壁８８は、マニホルド７０か
ら外側に伸びて、シーリングリング１６を受けるための
境界を形成する。流体取り入れ口７４と排出口７６に対
する感知素子１８と流れ領域２８の正確な位置合わせ
は、センサ１０をマニホルド７０に組込み中に位置合わ
せ壁８８によって与えられた境界内でシーリングリング
１６を確実に結合させることにより容易に達成される。

【００２５】図１〜図４に記載のフローセンサは、流体
の流れが総じて半導体フローセンサ１０の表面に平行な
具体例を示している。そうした相対配置は、流体の熱伝
導率、流体の流速、及び他の性質を測定するのに有用で
ある。図１〜図４では単一の感知素子１８を示したが、
複数個の感知素子１８を流れ領域２８に配置してもよい
ことは当然であろう。複数個の感知素子の使用により、
例えば第一番目の感知素子に対する電流を脈動させるか
変調させることにより、流体の正確な速度測定が可能と
なる。そのような場合、熱は流れている流体にパルス化
して伝えられ、次々と連続した感知素子が、適度な時間
遅延の後で熱パルスを検出し、流速値を与えるのであ
る。

【００２６】代替方式のフローセンサを図９〜図１２に
示す。本願発明のこの具体例では、流体の流れ方向は、
総じてフローセンサ表面に垂直である。図９及び図１０
を参照して、半導体フローセンサ１１０を説明する。フ
ローセンサ１１０は、半導体材料の基板ベース１１２を
有し、その上方表面１１４及び下方表面１１５は低応力
のシリコンナイトライドのような電気的に絶縁性のコー
ティングを有する。センサ１１０の中央部には、基板１
１２全体に広がる開口部１２８が配置され、テーパ側壁
１４４と１４５、及び中央側壁１４６を有する。開口部
１２８は、入り口から出口フランジへ導かれる流体の流
れ領域を形成する。

【００２７】フローセンサ１１０は、上方１１４及び下
方表面１１５の両方に配置された感知素子を有する以外
は、上述のフローセンサ１０と類似している。感知素子
１１８は第一表面１１４の開口部１２８を横断して架橋
し、感知素子１１９は第二表面１１５の開口部に架橋さ
れる。感知素子１１８と１１９とは、別の方法では実質
上同一である。感知素子１８について上述したように、
感知素子１１８と１１９は、白金のような抵抗性材料の
金属膜１３４，１３５から構成される。低応力シリコン
ナイトライドのような電気的に絶縁性の材料が、それぞ
れ１３６，１３７にある感知素子１１８，１１９の内側
に、及びそれぞれ１３８，１３９にある感知素子の外側
に施される。

【００２８】電導性経路１２２，１３２は、第一外部表
面１１４の下にそれぞれ電気接触パッド１２４，１２６
まで設けられている。同様に、センサ１１０の第二表面
１１５の下の電導性経路（図示せず）は、電気接触パッ
ド（図示せず）まで設けられている。接触パッド１２
４，１２６は、それぞれの感知素子を通して電流を流す
ための外部電源と感知素子を電気的に接続する手段とし
て設けられている。接触パッド１２４，１２６は、流れ
領域１２８の外部に置かれ、従って、流体の流れ環境の
何らかの有害な影響、例えば、腐食から防御される。

【００２９】シーリングリング１１６，１１７は、セン
サ１１０のそれぞれ第一及び第二表面１１４，１１５の
両方に一体的に配置される。図１０のシーリングリング
１１６，１１７は、内部壁１６２，１６３及び接触表面
１５６，１５７を有する。

【００３０】図１１は、入り口フランジ１７０及び出口
フランジ１８０と共に用いられる半導体フローセンサ１
１０を説明するものである。入り口フランジ１７０は、
係合表面１７６と入り口フランジを通り、係合表面へ伸
びて流体入り口１７２を与える入り口管１７４とを有し
ている。同様に、出口フランジ１８０は、係合表面１８
６と出口フランジを通り、係合表面へ伸びて流体出口１
８２を与える出口管１８４とを有している。測定中の流
体は、流体入り口１７２からセンサ１１０を通って流体
出口１８２に流れる。

【００３１】センサ１１０は、向かい合う入り口フラン
ジと出口フランジ１７０，１８０との間に、ボルトのよ
うな慣用固定具によってもたらされる圧縮力か、もしく
はハンダのような熱結合力の何れかで保持される。図１
１は、シーリングリング１１６，１１７を入り口及び出
口係合表面１７６，１８６に熱結合するハンダ床１７
８，１８８の用法を説明する。シーリングリング１１
６，１１７は、続いて上述したように、センサ１１０を
シールする。

【００３２】図１２は、金属膜素子ではなくピエゾ抵抗
の感知素子を利用するフローセンサの代替具体例を説明
するものである。センサ１９０は、流体の流れの本質部
分を入り口１７２から塞ぐダム１９２と、流体を出口１
８２へ通過させるチャネル１９６を有する。チャネル１
９６は、単純な穴であってよく、又はダム１９２を本質
的に独立した片持ちフラップに分割する複雑な形状を有
してもよい。ダム１９２に多重の穴を有する例も用いて
よい。

【００３３】ピエゾ抵抗素子１９４は、ダム１９２の表
面下に配置され、上述の要点のように接触パッドに電気
的に接続される。チャネル１９６は拡張領域１９８へ通
じ、そこから出口１８２と連結する。周知の通り、ピエ
ゾ抵抗素子は、素子に加えられた応力に対応する電気信
号を与える。入り口１７２からの流体の流れは、ダム１
９２で曲げ又はねじり応力を生じ、これがピエゾ抵抗素
子１９４で感知されることになる。この圧力測定値は、
流体の流速又は測定中の流体のその他の特性を象徴する
電気信号に変換される。

【００３４】半導体フローセンサの一括加工処理を図５
〜図８（（Ａ）〜（Ｋ））に説明する。そのプロセス
は、シリコンのような半導体材料の基層２１２で始ま
る。低応力のシリコンナイトライドのような絶縁性材料
の最初の層２１４が基層２１２の上に堆積される。次
に、白金のような抵抗性金属２１６の層をスパッタリン
グのような慣用プロセスで絶縁性の層２１４上に付ける
（図５（Ａ））。抵抗性金属層２１６は、第一マスクを
用いるイオンミーリングによって選択的にエッチングし
（図５（Ｂ））、感知素子の内部抵抗部分、電導経路及
び上述の電気接触パッドを形成する。エッチングの後、
絶縁性材料の第二の層２１８を基板全体に堆積する（図
５（Ｃ））。

【００３５】第二マスクを用いて、絶縁層２１４，２１
８に窓２３２をエッチングする（図６（Ｄ））。金属又
はクロム表面上の金のような金属の二重組合せの、シー
ド層２２２を基板上に堆積する（図６（Ｅ））。シード
層２２２は、シーリングリングに対してその後電気めっ
きができるよう電気的導通を与える比較的薄い層から成
っていてよい。シード層２２２はまた、白金材料に結合
して電気的接触パッドを形成し（（Ａ）〜（Ｋ）に示さ
れていないが、図１に関連して上で議論した）、電導表
面を与えて外部からの導線、例えば線条をセンサへ接着
できるようにする。

【００３６】第三マスクは、堆積したシード層２２２に
窓２３６を開ける表面被覆パターンをエッチングし（図
６（Ｆ））、同時に、接触パッド上のシード層２２２
（図示せず）を将来被覆されない電気的に分離された領
域にエッチングするために用いられる。絶縁性材料２２
４の第三層を基板全体に堆積し（図７（Ｇ））、第四番
目のマスクを用いて第三の絶縁層を通る窓２３４を開け
（図７（Ｈ））、シーリングリングのメッキを可能にす
る。その後、シーリングリング２２６は、開けられた窓
２３４を通してシード層２２２上にメッキされる（図７
（Ｉ））。シーリングリングを形成するためにメッキし
た材料量は、それに続いて形成される流れ領域内部の感
知素子の深さ（奥行き）を制御できるよう選択的に可変
してよい。シーリングリング２２６のメッキには、電気
メッキか又は無電界メッキ技術を用いることが含まれ
る。

【００３７】シーリングリング２２６について所望の高
さが得られたら、第三絶縁層２２４を取り除く（図８
（Ｊ））。最後に、凹部２２８は、感知素子の下のシリ
コン基板２１２にエッチングしてフローセンサ上に感知
素子を与える架橋部分２４０を形成する（図８
（Ｋ））。

【００３８】上述のプロセスは、基板層２１２の一方側
に感知素子を形成する方法を開示するものであるが、図
９〜図１２に関連して先に説明した垂直フローセンサを
製作するため基板の他方側にも感知素子を形成してよい
ことは明かであろう。また、複数個の感知素子を基板の
何れの側にも形成してよいことも明かであろう。光リソ
グラフィーの操作によって、±５ミクロンのオーダでの
公差以内でシーリングリングを正確に感知素子に位置合
わせすることが可能となり、流体の流れ系における停滞
容積を極小にし、流れ特性及びセンサ応答の両面で高度
の再現性を得ることができる。

【００３９】フローセンサのような半導体センサを加工
するのに適している加工処理技術はまた、流体の流れの
流路に用いられる半導体アクチュエータの加工にもよく
適合すること、及びそのようなアクチュエータに対する
封止（パッキング）要件は、上で議論したセンサのそれ
らと類似していることを理解すべきである。従来技術に
おいて、バルブを形成するバイメタル片及びポンピング
素子を形成するバイモルフのようなアクチュエータ素子
は、半導体アクチュエータに組み込まれてきたが、その
ようなデバイスは、従来技術の流体フローセンサのそれ
らと類似の封止欠陥を被っている。したがって、本願発
明はまた、流体の流れ系で用いられる半導体アクチュエ
ータにも適用可能である。

【００４０】さらに、流体特性の感知は、時には何らか
の形の駆動を必要としてよい。例えば、流体速度センサ
は、その速度を感知しようとしている流体を加熱するこ
とによって駆動する第一抵抗素子と、該抵抗素子からあ
る距離を離して置かれていて、加熱流体が流れ過ぎてい
く時のその温度を感知する第二の抵抗素子とを使って形
成してよい。加熱した流体が第一の抵抗素子から第二の
抵抗素子まで移動するのに要する時間は、その流体の速
度に関する情報を提供する。従って、センサとアクチュ
エータ間の区別は絶対的でない。

【００４１】封止を改善するためにメッキした金属リン
グを組込んでいる流体特性センサについての好ましい具
体例を説明してきたが、熟練した当業者にとって、その
方法と装置についての何がしかの利益が達成されたこと
は明白なはずである。本願発明は、当業者が容易に想起
し得る種々の態様を含む。

【００４２】すなわち、本願発明のフローセンサ（１
０）は、〔１〕半導体本体（１２）と、前記半導体本体
（１２）に支持され、流体の流れ特性を感知できる感知
素子（１８）と、前記感知素子に対して位置合わせされ
た前記半導体本体（１２）上に一体的に配置され、セン
サ（１０）とマニホルド（７０）との間を封止するシー
リングリング（１６）とから成る、前記マニホルド（７
０）と共に用いるものであり、〔１〕〜〔１０〕に記載
したような種々の態様を含む。

【００４３】〔２〕前記シーリングリング（１６）が前
記半導体本体（１２）にメッキされている〔１〕に記載
のフローセンサ（１０）。

【００４４】〔３〕前記シーリングリング（１６）が金
から成る〔１〕又は〔２〕に記載のフローセンサ（１
０）。

【００４５】〔４〕さらに、前記半導体本体（１２）に
配置して前記流体に対し流れ領域の一部分を与える凹部
（２８）から成り、かつ前記シーリングリング（１６）
が前記流れ領域の一部分を成すことを特徴とする〔１〕
〜〔４〕に記載のフローセンサ（１０）。

【００４６】〔５〕前記感知素子（１８）が前記凹部
（２８）にまたがって架橋する薄膜ヒータから構成され
る〔４〕に記載のフローセンサ（１０）。

【００４７】〔６〕前記半導体本体（１２）上の前記シ
ーリングリング（１６）の高さ測定により前記流れ領域
内部における前記感知素子（１８）の深さ値が決められ
る〔５〕に記載のフローセンサ（１０）。

【００４８】〔７〕前記感知素子（１８）がピエゾ抵抗
素子から成る〔１〕〜〔６〕の何れかに記載のフローセ
ンサ（１０）。

【００４９】〔８〕前記シーリングリング（１６）が前
記マニホルド（７０）に圧着結合されることを特徴とす
る〔１〕〜〔７〕の何れかに記載のフローセンサ（１
０）。

【００５０】

〔９〕前記シーリングリング（１６）が前
記マニホルド（７０）にハンダ付け結合されることを特
徴とする〔１〕〜〔８〕の何れかに記載のフローセンサ
（１０）。

【００５１】〔１０〕さらに、前記センサ（１０）を前
記マニホルド（７０）に位置合わせさせ得る位置合わせ
壁から成る〔１〕〜

〔９〕の何れかに記載のフローセン
サ（１０）。

【００５２】

【発明の効果】本願発明のフローセンサによれば、高い
温度と圧力に耐え得るセンサとマニホルドとの間のシー
ルを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本願発明の半導体フローセンサの一実施例の平
面図である。

【図２】図１の切り口２−２で得た半導体フローセンサ
の側面図である。

【図３】マニホルドと圧縮係合しているシーリングリン
グを説明する図１におけるような半導体フローセンサの
側面図である。

【図４】マニホルドとハンダ付け係合しているシーリン
グリングを説明する、図１におけるような半導体フロー
センサの側面図である。

【図５】（Ａ）〜（Ｃ）は、半導体フローセンサの製造
段階における側面図である。

【図６】（Ｄ）〜（Ｆ）は、半導体フローセンサの製造
段階における側面図である。

【図７】（Ｇ）〜（Ｉ）は、半導体フローセンサの製造
段階における側面図である。

【図８】（Ｊ），（Ｋ）は、半導体フローセンサの製造
段階における側面図である。

【図９】フローセンサの代替具体例の平面図であり；

【図１０】図９の切り口７−７で得たフローセンサの代
替具体例の側面図である。

【図１１】各入り口及び出口フランジとのハンダ付け係
合を説明する、図９の半導体フローセンサの代替具体例
の側面図である。

【図１２】ピエゾ抵抗感知素子を利用している、図９の
フローセンサの付帯的代替具体例である。

【符号の説明】

１２ 半導体本体 １８ 感知素子 １０ フローセンサ ７０ マニホルド １６ シーリングリング ２８ 凹部

フロントページの続き (72)発明者 アーウィン・リットウ アメリカ合衆国ワシントン州リーベンワー ス リバー・ロード 16979

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 半導体本体（１２）と、 前記半導体本体（１２）に支持され、流体の流れ特性を
   感知できる感知素子（１８）と、 前記感知素子に対して位置合わせされた前記半導体本体
   （１２）上に一体的に配置され、センサ（１０）とマニ
   ホルド（７０）との間を封止するシーリングリング（１
   ６）と、から成る、前記マニホルド（７０）と共に用い
   るフローセンサ（１０）。