(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
板状の検出素子を所定の流路内に配置するためのホルダであって、該ホルダは、前記検出素子を所定の位置に設置するための収納部と、吸入流体の流れを整えるための整流構造部と、検出素子の信号を取り出すための接続端子の埋設された接続端子固定部とを有し、該整流構造部と接続端子固定部とが絶縁材料にて一体に構成された感熱式流量センサにおいて、収納部がホルダの表面に凹状に形成され、収納部の底面には検出素子を固着するための接着剤が塗布されたダイボンド部と、ダイボンド部に固着される検出素子の厚み方向における設置高さを規定する位置規定部とを備えたことを特徴とする感熱式流量センサ。
【請求項２】
上記接続端子は、その表面が露出されるように、上記ホルダの接続端子固定部に埋設されたことを特徴とする請求項１に記載の感熱式流量センサ。
【請求項３】
上記整流構造部は、両側部に丸みのあるフィン板形状または翼形状に形成されたことを特徴とした請求項１に記載の感熱式流量センサ。
【請求項４】
上記位置規定部が、上記検出素子の上面とホルダの表面との高さが同一になるように、上記検出素子の厚み方向における設置高さを規定したことを特徴とする請求項１に記載の感熱式流量センサ。
【請求項５】
上記位置規定部が、少なくとも３ケ所配設されたことを特徴とする請求項１に記載の感熱式流量センサ。
【請求項６】
上記ダイボンド部が金属部材により形成されたことを特徴とする請求項１に記載の感熱式流量センサ。
【請求項７】
上記金属部材は、同材料の上記接続端子とによりリードフレーム状に形成され、上記整流構造部及び接続端子固定部に一体成形されたあとに、不要部分を除去して上記ホルダを構成したことを特徴とする請求項６に記載の感熱式流量センサ。
【請求項８】
上記接続端子は、上記検出素子の電極と電気的に接続される一端側の先端が、上記ホルダの底面方向に折曲されて埋設されたことを特徴とする請求項１に記載の感熱式流量センサ。
【請求項９】
上記接続端子は、上記検出素子の電極と電気的に接続される一端側の先端が、上記検出素子の電極を包囲するように、中央部から周辺部にかけて徐々に長くなるように突設されたことを特徴とする請求項１に記載の感熱式流量センサ。
【請求項１０】
上記検出素子の電極は、この電極に電気的に接続される上記接続端子の一端側に、周辺部より中央部が突出する如く弧状に配設されたことを特徴とする請求項１に記載の感熱式流量センサ。
【請求項１１】
上記ホルダは、流体の流れ方向に対して傾斜して流路内へ設置され、上記検出素子の電極に接続された側とは反対側の上記接続端子の他端側は、上記検出素子を制御する制御回路用基板に延長され、上記制御回路用基板の外縁に直線的に配設された接続端子挿入穴に対して、略平行となるように上記接続端子の他端側を折曲して、上記接続端子挿入穴に挿入して接続したことを特徴とする請求項１に記載の感熱式流量センサ。
【請求項１２】
上記金属部材は、上記検出素子の下面側を覆うように上記収納部の底面に配設され、この金属部材の一部が電源グランドあるいは電磁シールド部材と接続され、上記検出素子へ放射される電磁ノイズを遮蔽する電磁シールド構造としたことを特徴とする請求項６に記載の感熱式流量センサ。
【請求項１３】
上記ホルダの収納部において、検出素子を接着固定するために接着剤を塗布する部分の近傍に、はみ出した接着剤を溜める凹状の接着剤溜まり部を設けたことを特徴とする請求項１に記載の感熱式流量センサ。
【請求項１４】
上記接着溜まり部は、上記接着剤が塗布された部分と上記素子の上面に形成されたダイアフラム部との間に設けられたことを特徴とする請求項１３に記載の感熱式流量センサ。
【請求項１５】
上記接着溜まり部は、上記接着剤が塗布された部分の外周を覆うように溝として設けられたことを特徴とする請求項１３に記載の感熱式流量センサ。
【請求項１６】
上記収納部の側面は、上記検出素子を接着固定する接着剤が塗布された部分を囲うように、上記検出素子の側面よりも外側に広がって凹状の段部として形成された拡張部を有したことを特徴とする請求項１３に記載の感熱式流量センサ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、流体の流量あるいは流速を検出する流量センサに係わり、例えば自動車などに用いられる内燃機関に流入する空気流量を好適に検出する感熱式流量センサに関する。
【０００２】
【従来の技術】
特開平１０―１４２０２０及びアメリカ合衆国特許第５，６３１，４１６に示されるように、検出素子を有する感熱式流量センサが開示されている。すなわち、検出素子として白金薄膜より成る発熱抵抗体と温度計測用抵抗体とを、シリコン基板上にマイクロマシニング技術を用いて蒸着したり、スパッタ等の方法で着膜した感熱式流量センサが公知である。
図３４及び図３５は、アメリカ合衆国特許第５，６３１，４１６において紹介されている感熱式流量センサの構成を表すものである。
図３４において、１０１はホルダであり、計測用管路１０２とハウジング部１０３とコネクタ接続部１０４とから構成され、これら各部は樹脂を用いて一体に成形して構成している。このホルダ１０１は、差込み軸線１０５の方向に縦長に延長して直方体型の形状をしており、主導管２０の開口部２０ｋから差込み挿入され、主導管２０のほぼ中心に計測用管路１０２が配置される。ハウジング部１０３には、凹部１０６が形成され、これにケース１０７が設置される。
図３５に示す如く、このケース１０７は、検出素子４を保持するための板状の支持体１０８と、制御回路用基板２２を設置するための断面Ｕ字板状のベース部１１０とより成り、薄板状の金属材料によって一体成形されている。検出素子４は、支持体１０８上に形成された収納部１０９に収納され、収納部１０９の底面に塗布された接着剤１１２により固定される。また、セラミックス基材より成る制御回路用基板２２は、接着剤によってベース部１１０に固定される。
図３４に示す如く、検出素子４と制御回路用基板２２との電気的な接続としては、検出素子４上の電極５と制御回路用基板２２上に形成されたリード部１１１とを、数十〜数百μｍのアルミ等のワイヤ８によってワイヤボンディングすることで実現される。
それにより、主導管２０内に流入する空気流量あるいは空気流速に対応した検出素子４からの出力信号を制御回路用基板２２を介して、コネクタ接続部１０４へと導くことができるのである。
【０００３】
検出素子４の電極５と制御回路用基板２２のリード部１１１との間はワイヤボンディングによって接続される。これは、画像認識処理装置を用いて、電極５及びリード部１１１の所定の位置を認識させてから、自動ボンダー（自動ボンディング装置）にて実施することが一般的である。検出素子４の電極５及び制御回路用基板２２上のリード部１１１は、いずれも微小あるいは微細なものである。よって、ワイヤボンディングの作業性及び信頼性については、それらの相対的な位置を如何に高精度に確保するかに依存している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上述した構成の場合、検出素子４は、接着剤にて支持体１０８の収納部１０９へ設置され、また制御回路用基板２２は、接着剤にてベース部１１０へと設置される。これにより、検出素子４，制御回路用基板２２の組み付けの際に発生するバラツキの因子は２つ含まれることになる。さらには、それぞれの接着剤の塗布量にバラツキが発生しても、電極５とリード部１１１との相対位置がずれてしまうことがある。
そのため、電極５あるいはリード部１１１において、ボンディング位置が所定の範囲からずれてしまったり、ずれすぎた場合には画像認識したボンディング位置を修正して再設定する必要があり、ボンディング部の信頼性低下や製品の歩留まり悪化などが生じやすく、作業効率が低下する。
また、検出素子４は、支持体１０８の収納部１０９へ接着剤にて固定されるが、いわゆる片持ち支持される。そのため、接着剤の塗布状態によっては、検出素子４は、支持体１０８の表面に対して、凹状又は凸状に設置されてしまう。この場合、検出素子４の周辺では、吸入空気流の流れ方に個体差が生じ、検出精度のバラツキが生じやすい。
【０００５】
本発明は上述のような欠点を解決するためになされたものであり、ボンディングを安定して実施し、ボンディング部の信頼性を向上することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この請求項１に係る発明は、板状の検出素子を所定の流路内に配置するためのホルダであって、該ホルダは、前記検出素子を所定の位置に設置するための収納部と、吸入流体の流れを整えるための整流構造部と、検出素子の信号を取り出すための接続端子の埋設された接続端子固定部とを有し、該整流構造部と接続端子固定部とが絶縁材料にて一体に構成された感熱式流量センサにおいて、収納部がホルダの表面に凹状に形成され、収納部の底面には検出素子を固着するための接着剤が塗布されたダイボンド部と、ダイボンド部に固着される検出素子の厚み方向における設置高さを規定する位置規定部とを備えたものである。
【０００７】
この請求項２に係る発明は、上記接続端子は、その表面が露出されるように、上記ホルダの接続端子固定部に埋設されたものである。
【０００８】
この請求項３に係る発明は、上記整流構造部は、両側部に丸みのあるフィン板形状または翼形状に形成されたものである。
【０００９】
この請求項４に係る発明は、上記位置規定部が、上記検出素子の上面とホルダの表面との高さが同一になるように、上記検出素子の厚み方向における設置高さを規定したものである。
【００１０】
この請求項５に係る発明は、上記位置規定部が、少なくとも３ケ所配設されたものである。
【００１１】
この請求項６に係る発明は、上記ダイボンド部が金属部材により形成されたものである。
【００１２】
この請求項７に係る発明は、上記金属部材は、同材料の上記接続端子とによりリードフレーム状に形成され、上記整流構造部及び接続端子固定部に一体成形されたあとに、不要部分を除去して上記ホルダを構成したものである。
【００１３】
この請求項８に係る発明は、上記接続端子は、上記検出素子の電極と電気的に接続される一端側の先端が、上記ホルダの底面方向に折曲されて埋設されたものである。
【００１４】
この請求項９に係る発明は、上記接続端子は、上記検出素子の電極と電気的に接続される一端側の先端が、上記検出素子の電極を包囲するように、中央部から周辺部にかけて徐々に長くなるように突設されたものである。
【００１５】
この請求項１０に係る発明は、上記検出素子の電極は、この電極に電気的に接続される上記接続端子の一端側に、周辺部より中央部が突出する如く弧状に配設されたものである。
【００１６】
この請求項１１に係る発明は、上記ホルダは、流体の流れ方向に対して傾斜して流路内へ設置され、上記検出素子の電極に接続された側とは反対側の上記接続端子の他端側は、上記検出素子を制御する制御回路用基板に延長され、上記制御回路用基板の外縁に直線的に配設された接続端子挿入穴に対して、略平行となるように上記接続端子の他端側を折曲して、上記接続端子挿入穴に挿入して接続したものである。
【００１７】
この請求項１２に係る発明は、上記金属部材は、上記検出素子の下面側を覆うように上記収納部の底面に配設され、この金属部材の一部が電源グランドあるいは電磁シールド部材と接続され、上記検出素子へ放射される電磁ノイズを遮蔽する電磁シールド構造としたものである。
【００１８】
この請求項１３に係る発明は、上記ホルダの収納部において、検出素子を接着固定するために接着剤を塗布する部分の近傍に、はみ出した接着剤を溜める凹状の接着剤溜まり部を設けたものである。
【００１９】
この請求項１４に係る発明は、上記接着溜まり部は、上記接着剤が塗布された部分と上記素子の上面に形成されたダイアフラム部との間に設けられたものである。
【００２０】
この請求項１５に係る発明は、上記接着溜まり部は、上記接着剤が塗布された部分の外周を覆うように溝として設けられたものである。
【００２１】
この請求項１６に係る発明は、上記収納部の側面は、上記検出素子を接着固定する接着剤が塗布された部分を囲うように、上記検出素子の側面よりも外側に広がって凹状の段部として形成された拡張部を有したものである。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面に基づき説明する。
【００２３】
実施の形態１．
図１ないし図４は、本発明の実施の形態１に係わる感熱式流量センサの構成を示し、この感熱式流量センサは例えば自動車などの内燃機関に流入する空気流量を検出するものとして図示する。図１は感熱式流量センサを上流側から見た図、図２は図１の要部断面図、図３はホルダに検出素子を設置してボンディングワイヤにて接続を施した状態を示す斜視図、図４はホルダの要部斜視図であって、各図中、図３４ないし図３５と同じものは同一符号を用いている。
【００２４】
本実施の形態１では、図３ないし図４に示す如く、検出素子４を設置するための収納部３（図４）を具備した整流構造部２と、接続端子としての棒状のターミナル６が平行に複数本埋設された接続端子固定部としてのターミナル固定部７とより成り、整流構造部２とターミナル固定部７とを樹脂等の絶縁材にて一体成形して構成されている。
前述のように、検出素子４とターミナル６との電気的接続としては、アルミワイヤ等のワイヤボンディングが施されるが、自動ボンダーを使用する際、検出素子４上の電極５とターミナル６の相対的な位置を如何に高精度に確保するかが重要である。
この場合では、各ターミナル６は、ターミナル固定部７のあらかじめ設定された所定の位置に埋設されているので、検出素子４の電極５とターミナル６との相対位置は、主に検出素子４を収納部３へ接着固定する際の精度のみに依存する。つまり、組み付け等のバラツキの因子としては１つだけである。
結果として、アメリカ合衆国特許第５，６３１，４１６等に示された従来例に比べ、格段に精度が向上する。
ゆえに、自動ボンダーを使用する際において、ボンディング位置を一度設定しておけば、所望した位置からのズレが小さいため、安定したボンディングが実施できる。また、整流構造部２を樹脂で成形することにより、検出素子４の周辺に安定して吸入空気流を導くために流体工学的な工夫を施した形状形成が容易となるため、吸入空気流量あるいは流速の検出精度の向上が図りやすい。
【００２５】
本実施の形態１の詳細な構成を以下に説明する。すなわち、図１に示す如く、主導管２０は、例えば自動車用吸気系部品の一部を構成し、吸入空気を導入するためのものであり、この主導管２０内の長手方向のほぼ中央には、先端側が中心位置に位置する如くホルダ１が配設されている。
図２に示す如く、このホルダ１は、上述の如く整流構造部２及びターミナル固定部７と、保持部３０とより成り、各部が樹脂等の絶縁材料にて一体成形されたものである。この絶縁材料としては、例えば、ＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート），ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド），ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート），ナイロンをはじめとする汎用エンジニアリングプラスチックが適用される。
このホルダ１は、主導管２０内へは筒体２１にて保持されている。筒体２１の根元のフランジ２１ａは、主導管２０の開口部２０ｋに嵌合される。筒体２１の外側における開口部２０ｋの縁部には、制御回路用基板２２を固定する突起２０ａが外方向に突出し、制御回路用基板２２に設けられた固定穴に嵌入している。上記突起２０ａの外周には、主導管２０から外方向に突出して制御回路用基板２２の外周を囲む筒部２０ｍが設けられる。この筒部２０ｍの上部には、制御回路用基板２２を覆う如く、蓋体２０ｂが嵌合されている。上記筒部２０ｍの側部には、内部の流量センサへ電源を供給し、流量検出信号を外部へ取り出すためのコネクタ１０４が設置されており、このコネクタ１０４のグランド端子は制御回路用基板２２に接続されている。
【００２６】
図３ないし図４に示す如く、上記整流構造部２は、その両側部に丸みのある板状であり、検出素子４が収納部３に固着されると、主導管２０内に吸入された空気流を検出素子４の周辺に安定して導くフィン板状となる。整流構造部２は、ほぼ中央に検出素子４を所定の位置に設置するために、検出素子４の外形より若干大きく、表面が矩形の凹状に窪められた収納部３を具備している。収納部３は、その底面に検出素子４を固着するために接着剤が塗布されたダイボンド部１１を有し、配設された上記検出素子４の上面とホルダ１の表面との高さが同一になる深さに設定される。検出素子４が収納部３に設置されたときに、上記検出素子４の上面とホルダ１の表面とで平坦面あるいは曲面が形成される。すなわち、面一構造となっている。これにより、整流構造部２の外周面を構成し、周囲に流れる流体の流れを整えることができ、検出素子４の検出感度を高めることができる。この場合、上記検出素子４のターミナル６側の端部上面には、微小な電極５が４つ横並びに形成されており、マイクロマシニング技術を用いて発熱抵抗体と温度計測用抵抗体（いずれも図示せず）とが成膜され、上記電極５に接続されている。
【００２７】
接続端子固定部としての上記ターミナル固定部７は、板状に成形されるが、整流構造部２よりも幅広となって、両側部に丸みのあるフィン板形状であり、平行配置の、棒状のターミナル６を４つ有する。
このターミナル６は導体より成り、例えば、銅，銅合金や鉄ニッケル合金等が採用される。このターミナル６は、上記ホルダ１を成形するときに、同時に一体に成形される。すなわち、ターミナル固定部７の表面には、上記検出素子４の電極５に一端が対向するように、棒状、すなわち細幅の薄板状のターミナル６が、その表面が露出されるようにインサート成形により埋設されている。
各ターミナル６の一端側は、接続用導体としてのアルミ等のワイヤ８にて上記検出素子４の各電極５に電気的に接続される。ターミナル６の中央部は、上記ターミナル固定部７の根元側より表面方向に厚みのある保持部３０によって保持される。ターミナル６の他端側は、保持部３０を貫通して後部方向へ突出し、制御回路用基板２２上へと延長して、制御回路用基板２２上で半田付け等の接続がなされている。このターミナル６により、検出素子４からの吸入空気流量あるいは流速に対応した出力信号を得ることができる。
なお、整流構造部２は両側部に丸みのあるフィン板形状であるとして説明したが、図５（ａ）〜（ｆ）に示す如く、整流構造部２を翼形状としてもよい。この図５では、例として６つの翼形状５０ａ〜５０ｆを示す。それぞれが微小な最小抵抗係数を有し、例えば０．００４〜０．００９程度である。
また、整流構造部２の表面は平坦面であるとして説明したが、整流構造部２の表面又は裏面に、凸状の突起部や凹状の吸い込み部を設けてもよい。これによって周囲の流体の流れを整え、整流構造部２から発達する速度境界層を制御するようにしてもよい。
【００２８】
実施の形態２．
図６は、本実施の形態２に係わるホルダの要部斜視図、図７は図６のＢ−Ｂ線断面図である。この実施の形態２は、収納部３において位置規定部９ａ〜９ｆが設けられており、それ以外については実施の形態１と同様である。
図６ないし図７に示す如く、ホルダ１の収納部３の底面には、円柱状の位置規定部９ａ〜９ｆが６つ突設されている。この位置規定部９ａ〜９ｆは、収納部３の前，後端及び中央側に形成されており、これは収納部３の底面から突出して、検出素子４の上面とホルダ１の表面との高さが同一になるような厚みを有している。この厚みにより、上記検出素子４の厚み方向における設置高さを規定している。
この場合、位置規定部９ａから９ｆは円柱状の微小な突起として図示しているが、これに限定するものではなく、収納部３の底部より突出した所望の形状でよい。
上記実施の形態１では、検出素子４を収納部３に設置する際には、ダイボンド部１１に接着剤としてダイボンドペーストを塗布する。この際に、位置規定部９ａ〜９ｆがない場合には、収納部３の底面の平面度や接着剤の塗布量のバラツキによって、検出素子４が整流構造体２の表面に対して、凹又は凸になったりして設置される場合がある。そのため、検出素子４の周辺における吸入流体の流れに個体差が生じやすく、吸入空気流量あるいは流速の検出精度の低下を招くことになる。
しかし、本実施の形態２では、収納部３内に位置規定部９ａ〜９ｆを設けることにより、接着剤の塗布量のバラツキがあっても、検出素子４の厚み方向の高さ位置が規定される。これにより、検出素子４の高さの位置ずれが抑制できるため、吸入空気流量あるいは流速の検出精度を確保することができる。さらにホルダ１は樹脂にて成形されるため、位置規定部９ａ〜９ｆを容易に形成でき、量産性にも適する。
この位置規定部９ａ〜９ｆを設けたことにより、検出素子４の裏面と収納部３の底面との間に間隙が空くことになる。これによって、検出素子４の検出感度を向上することができる。すなわち、検出素子４の上面に形成された発熱抵抗体から発生する熱量は、基本的には吸入流体による熱伝達によって奪われる。しかし、検出素子４はホルダ１の収納部３に装着されており、上記発熱抵抗体の熱は、収納部３を介してホルダ１によっても熱伝導されて奪われることになる。このホルダ１への熱伝導の割合が増えると、検出素子４の検出感度の低下を招くことになる。
本実施の形態２では、上述のように検出素子４の裏面と収納部３の底面との間に空間を設けて、ホルダ１への熱伝導量を抑え、検出素子４の検出感度の向上を図っている。
【００２９】
実施の形態３．
図８は、本実施の形態３に係わるホルダを示す図３の要部平面図、図９は図４の要部平面視に相当する平面図である。この実施の形態３は、収納部３における位置規定部９Ａ〜９Ｃを除けば実施の形態１と同様である。
図８ないし図９に示す如く、この実施の形態３では、ホルダ１の収納部３の底面には、検出素子４の上面に設けられたダイアフラム１０に近い側の端部左，右に、位置規定部９Ａ，９Ｂの２個が設置され、他方の端部の中央に位置規定部９Ｃが１個設置されている。なお、上記ダイアフラム１０には、発熱抵抗体及び温度計測用抵抗体（いずれも図示しない）が成膜されている。
上記実施の形態２では、例えば樹脂でホルダ１を成形した際に、位置規定部９ａ〜９ｆのいずれかに高低差が生じた場合、その内で高い部位にて検出素子４の高さが位置決めされる。そのため、位置規定部９ａ〜９ｆの内でどの部位が高くなるかによって、上記ダイアフラム１０が流れ方向に対して複雑に傾斜する可能性がある。
しかし、本実施の形態３では、ダイアフラム１０の近傍に３個の位置規定部９Ａ，９Ｂ，９Ｃを設置し、３点で支持する構成としたので、流れ方向に対するダイアフラム１０の傾斜を抑制することができ、検出精度を確保することができる。
【００３０】
実施の形態４．
図１０は、本実施の形態４に係わるホルダを示す要部斜視図、図１１は図１０のＣ−Ｃ線断面図である。この実施の形態４は、収納部３の底面端部に金属部材１２が配設されており、それ以外は実施の形態１と同様である。
図１０ないし図１１に示す如く、ホルダ１の収納部３の底面には、この収納部３のターミナル６側の端面に一部が入り込むように、金属部材１２がインサート成形されて配設されている。
上記実施の形態１では、検出素子４を収納部３に設置する際には、ダイボンド部１１に接着剤を塗布して固定していた。この実施の形態４では、金属部材１２の露出した上面に、ダイボンドペーストを塗布してダイボンド部１１としている。金属部材１２の厚みは、前述した位置規定部９Ｃの高さと同じである。この金属部材１２に検出素子４を固着したときに、対向する側が位置規定部９Ａ，９Ｂで保持されることで、上述の傾斜が抑制され、検出素子４を安定して（バラツキを抑えて）組付けることができる。
これによれば、樹脂より成る収納部３の底面にダイボンドを塗布する場合に比べ、検出素子４の接着性が向上するとともに、検出素子４の電極５が位置する直下部分の剛性が上がる。
そのため、検出素子４の電極５とターミナル６との間の電気接続として、例えばアルミのワイヤボンディングをする際において、使用される超音波エネルギーの伝達不良が低減でき、安定したワイヤボンディングができる。
また、金属部材１２の材料は、銅，銅合金を用いてもよい。また、検出素子４の基材であるシリコン等の線膨張係数と同様のもの、例えば、鉄ニッケル合金等を使用してもよい。これにより、高低温の熱サイクルを受けるような過酷な環境下においても、ワイヤボンディング部の信頼性を確保することができ、耐久性向上を図ることができる。
【００３１】
実施の形態５．
図１２は、本実施の形態５に係わるホルダ製作時の平面図、図１３は図１２において不要な部分を除去することを表した平面図である。この実施の形態５は、ターミナル６及び金属部材１２を構成するためのリードフレーム１３を除けば、実施の形態４と同様である。
図１２ないし図１３に示す如く、この実施の形態５では、ホルダ１の収納部３に配設された上記金属部材１２とターミナル６と除去部１４とが、一体に構成されたリードフレーム１３として、同一材料で形成され、例えば、銅，銅合金や鉄ニッケル合金を用いる。上記リードフレーム１３は、上記整流構造体２及びターミナル固定部７と一体にインサート成形される。その後、図１３に示すように、リードフレーム１３において斜線で示した不要部位の除去部１４を打ち抜き等により除去して、上記金属部材１２とターミナル６とを形成し、ホルダ１を製作する。
ホルダ１を本プロセスにて製作することで、金属部材１２及びターミナル６の配設が容易になり、いわゆるフープ成形が可能になるため生産性に適する。
【００３２】
実施の形態６．
図１４は、本実施の形態６に係わるホルダの平面図、図１５は図１４のＤ−Ｄ線断面図である。この実施の形態６は、ターミナル６の先端部１５を除けば、実施の形態４と同様である。
図１４ないし図１５に示す如く、この実施の形態６では、ターミナル６は、上記検出素子４の電極５と電気的に接続される一端側の先端部１５が、上記ホルダ１の底面方向に折曲されて埋設され、その先端１５ａがターミナル固定部７の裏面まで延長される。
これにより検出素子４とターミナル６との間を、例えばアルミのワイヤボンディングにて結線する際においても、ターミナル６とターミナル固定部７との密着性が向上する。これにより、ボンディングに用いられる超音波エネルギーの内で、ターミナル６に分散するエネルギー量が減少するため、ワイヤ８に効率よく超音波エネルギーが伝達され、安定したワイヤボンディングが実施できる。
【００３３】
実施の形態７．
図１６は、本実施の形態７に係わるホルダを示す図３の要部平面図である。この実施の形態７は、ターミナル６の数と先端部１５及び検出素子上の電極５を除けば、実施の形態６と同様である。
図１６に示す如く、この実施の形態７では、各ターミナル６は、検出素子４と電気的に接続される一端側の先端部１５が、上記検出素子４の電極５を包囲するように中央部から周辺部にかけて徐々に長くなるように突設されている。
例えば、図１７に示すように、ターミナル６の一端側の先端部１５の検出素子４方向の突設位置が、それぞれ同じ長さで上記電極５まで延長された場合には、検出素子４とターミナル６間をワイヤ８でワイヤボンディングする際において、ワイヤ８同志が、近接して配置されることになる。
本実施の形態７によれば、接続されるターミナル６以外の隣接するターミナル６の上を通過しないようにできる。そのため、各ワイヤ８同志を離間できてワイヤ８のショートが防止でき、この接合部の信頼性が向上する。
従って、ターミナル６の本数を多く（この場合は８本）することができる。これにより、検出素子４に設けられた一組の発熱抵抗体と温度計測用抵抗体とは別に、さらに抵抗体を付加した多機能型検出素子への対応が可能になる。また、ターミナル６の幅やターミナル６同志の離隔距離（ピッチ）を狭くしてもよく、これにより流量センサの小型化が図れる。
【００３４】
実施の形態８．
図１８は、本実施の形態８に係わるホルダを示す図３の要部平面視に相当する平面図であり、図１９は図１８のＥ部拡大図に相当する平面図である。この実施の形態８は、検出素子４上の電極５の配置形状を除けば、実施の形態７と同様である。
図１８ないし図１９に示す如く、この実施の形態８は、検出素子４の電極５は、この電極５に電気的に接続される上記ターミナル６の一端側に、周辺部より中央部が突出する如く弧状に配設されている。
例えば、図２０に示すように、電極５のターミナル６方向の位置が直線的に配設され、この電極５とターミナル６との間をワイヤ８でワイヤボンディングした場合、ターミナル６の本数が多いと、電極５が非常に微細であるため、電極５の接合部で生じるワイヤ８のテール１６が、接続する電極５以外の隣接する他の電極５に干渉することが懸念される。
しかし、この実施の形態８では、電極５のターミナル６方向の位置を周辺部より中央部が凸状に突出する如く配設することにより、上記テール１６が上記隣接する他の電極５に干渉することがない。これにより、ワイヤ８のショートが防止でき、この接合部の信頼性向上が図れる。
また、上述と同様に、ターミナル６の本数を増やしてもよく、ターミナル６の幅やターミナル６同志のピッチを狭くしてもよい。
【００３５】
実施の形態９．
図２１は、本実施の形態９に係わるホルダ１を示す図１のＡ−Ａ線断面図、図２２は折曲加工前のホルダの平面図、図２３（ａ），（ｂ），（ｃ）は図２２に示したターミナルの他端側の折曲加工例を表した上面，側面，平面図である。また、図２４（ａ），（ｂ）は、ホルダのターミナルが制御回路用基板へ延伸された状態を表す側面図と制御回路用基板の上方向（Ｆ方向）から平面視した平面図である。この実施の形態９は、ターミナル６を構成するためのリードフレーム１３以外は実施の形態５と同様である。
図２１に示す如く、この実施の形態９では、主導管２０内への吸入空気流量あるいは流速に対する検出素子４の感度向上のために、ホルダ１を流体の流れ方向に対してβ°傾斜させて設置する。図２２に示すように、上記ホルダ１の制御回路用基板２２側へ延伸されるターミナル６の他端部は、中心軸に対してβ°傾斜しており、各長さはそれぞれ変えられて（Ｌ１＞Ｌ２＞Ｌ３＞Ｌ４）いる。
このような各長さ，形状と除去部１４とを有するようにリードフレーム１３が構成され、除去部１４を取り除いた後で、図２３，２４に示すように、各ターミナル６の他端側は２回折曲加工される。すなわち、ホルダ１より突出した各ターミナル６の他端側は、制御回路用基板２２と平行になるように、接続端子挿入穴２２ａ側に折曲される。さらに、この折曲された先端は、制御回路用基板２２の外縁に沿って直線的に配設された接続端子挿入穴２２ａに対して、略平行に折曲されたものである。
【００３６】
もし、制御回路用基板２２へ延伸されるターミナル６の他端側を折曲せずに、まっすぐに形成して曲げ加工すれば、ホルダ１を流れ方向に対して傾斜挿入した際に、上記ターミナル６の他端側は、制御回路用基板２２上でβ°傾斜することになる。この際には、上記接続端子挿入穴２２ａは、その縁部に対してβ°傾けて設ける必要がある。その結果、ホルダ１を流れ方向に略平行に挿入する際に比べて、制御回路用基板２２の有効面積が減少してしまう。よって、検出信号の出力ライン、グランドライン等のパターン設計や電子部品のレイアウトに制約が生じたり、制御回路用基板２２の大型化を招くことになる。
本実施の形態９は、ホルダ１を流れ方向に対して傾斜して挿入する場合においても、制御回路用基板２２の縁部に沿って接続端子挿入穴２２ａを設け、これにターミナル６の他端側を折曲して接続している。
そのため、制御回路用基板２２上の有効面積を減少させることなく、流量センサの大型化が抑制できる。
なお、ホルダ１を傾けて設けたが、ホルダ１と制御回路用基板２２とを傾けて設けることが考えられる。この場合には、図２に示したような、制御回路用基板２２を固定するために、主導管２０の外周より突出する突起２０ａの位置を変更する必要がある。本実施の形態９では、位置の変更を行う必要がなく、ターミナル６の他端部を折曲することで、同一のものを使用できる。
また、ホルダ１と制御回路用基板２２とは垂直に位置していたために、ターミナル６の他端側は２回折曲したが、ホルダ１と制御回路用基板２２とが平行に位置していた場合は、ターミナル６の他端側は１回折曲すればよい。
【００３７】
実施の形態１０．
図２５は、本実施の形態１０に係わるホルダを示す図１の要部断面図である。この実施の形態１０は、金属部材１２以外は実施の形態４と同様である。
図２５に示す如く、この実施の形態１０は、収納部３の底面に設けられた金属部材１２の一部は、この一部より突出する接続端子１２ａにより制御回路用基板２２に形成された電源グランドパターンに電気的に接続されている。さらに金属部材１２は、上記検出素子４の下面側を覆うように配設されており、上記検出素子４へ放射される電磁ノイズを遮蔽する電磁シールド構造を構成している。なお、接続端子１２ａは、ターミナル６と平行になるように、ターミナル６を成形する際のリードフレーム１３の一部として構成される。
これにより外部から電磁波ノイズを受けるような環境下においても、検出素子４の周辺で電磁波ノイズを電源グランドに落とすことができる。そのため、電磁波ノイズが検出信号に重畳して吸入空気流量あるいは流速の検出精度が低下することを抑制できる。なお、金属部材１２は電源グランドに接地したが、電磁シールド部材に接地するようにしてもよい。
【００３８】
実施の形態１１．
図２６は、本実施の形態１１に係わるホルダに検出素子４を設置した状態を示す要部斜視図、図２７は図２６のＧ−Ｇ線断面図、図２８はホルダの要部斜視図である。この実施の形態１１は、接着剤溜まり部１７以外は実施の形態４と同様である。
図２７ないし図２８に示す如く、この実施の形態１１は、収納部３の底面に配設され、上面にダイボンド部１１を有する金属部材１２に近接して、凹状の接着剤溜まり部１７を設けたものである。
これにより、検出素子４を接着剤にて収納部３へ設置する際に、検出素子４とダイボンド部１１との間から、必要以上に塗布された接着剤がはみ出しても、この接着剤は接着剤溜まり部１７に溜まる。そのため、この不要な接着剤が検出素子４の表面及び電極５上へはみ出すことを抑制できるため、検出素子４の信頼性を確保できるとともに、検出素子４とターミナル６間をワイヤ８でボンディングする際においても安定したワイヤボンディングができる。
なお、金属部材１２に近接して接着剤溜まり部１７を設けたが、接着剤溜まり部１７は、金属部材１２を配設せず、収納部３の底面に接着剤を塗布した場合にも有効である。
また、接着剤溜まり部１７を、ダイボンド部１１と検出素子４より薄膜であるダイアフラム１０との間に設けてもよい。これにより、接着剤がダイアフラム１０の裏面に流入して破損することを防止できる。
【００３９】
実施の形態１２．
図２９は、本実施の形態１２に係わるホルダの要部斜視図、図３０は図２９のＨ−Ｈ線断面図である。なお、このホルダに検出素子を設置した状態の要部斜視図は図２６と同様であるので省略する。この実施の形態１２は、接着剤溜まり部１７ａ以外は実施の形態４と同様である。
図２９ないし図３０に示す如く、この実施の形態１２は、上記検出素子４を接着固定するために塗布されたダイボンド部１１の周囲を覆うように、上記金属部材１２の上面に、溝として上記接着剤溜まり部１７ａを設けたものである。
これにより、接着剤が検出素子４上の電極５へはみ出すことを抑制でき、検出素子４とターミナル６間をワイヤ８でワイヤボンディングする際において、安定したワイヤボンディングができる。
【００４０】
実施の形態１３．
図３１は、本実施の形態１３を示すホルダの要部斜視図、図３２はこのホルダに検出素子を設置した状態での要部斜視図、図３３は図３２のＪ−Ｊ線断面図である。この実施の形態１３は、拡張部１８以外は実施の形態４と同様である。
図３１ないし図３２に示す如く、この実施の形態１３では、収納部３の側面には、検出素子４を接着固定するためのダイボンド部１１の周囲に、検出素子４の側面よりも外側に広がって凹状に形成された段部としての拡張部１８が設けられている。
これにより、実施の形態１２と同様の効果が得られるとともに、図３３に示す如く、上記拡張部１８から検出素子４の両側面をピンセットＰ等でつまんで収納部３へ挿入できるようになり、ピンセットＰの先端がホルダ１と干渉しないために確実かつ精度良く設置できるようになる。具体的に述べると、拡張部１８が形成されていない場合は、検出素子４を収納部３の先端に突き当てることで概ねの位置決めをして、後は検出素子４の自重にて設置することになる。この際に、検出素子４の位置ズレが生じることがあり、それを修正する必要があった。
しかし、本実施の形態１４では、拡張部１８を設けることにより、検出素子４を収納部３内の位置決め部に確実に設置できるようになり、挿入性が向上する。
【００４１】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１に記載の発明によれば、板状の検出素子を所定の流路内に配置するためのホルダであって、該ホルダは、前記検出素子を所定の位置に設置するための収納部と、吸入流体の流れを整えるための整流構造部と、検出素子の信号を取り出すための接続端子の埋設された接続端子固定部とを有し、該整流構造部と接続端子固定部とが絶縁材料にて一体に構成された感熱式流量センサにおいて、収納部がホルダの表面に凹状に形成され、収納部の底面には検出素子を固着するための接着剤が塗布されたダイボンド部と、ダイボンド部に固着される検出素子の厚み方向における設置高さを規定する位置規定部とを備えたので、検出素子の電極と接続端子との電気的な接続を行うワイヤボンディングを安定して実施できる。
【００４２】
また、請求項２に記載の発明によれば、上記接続端子は、その表面が露出されるように、上記ホルダの接続端子固定部に埋設されたので、接続端子はホルダの所定位置に設置され、検出素子の電極と接続端子との相対位置のバラツキが小さくなる。
【００４３】
また、請求項３に記載の発明によれば、上記整流構造部は、両側部に丸みのあるフィン板形状または翼形状に形成されたので、整流構造部を樹脂で成形でき、流体工学的に工夫した形状が容易に形成でき、流量あるいは流速の検出精度の向上が図りやすい。
【００４４】
また、請求項４に記載の発明によれば、上記位置規定部が、上記検出素子の上面とホルダの表面との高さが同一になるように、上記検出素子の厚み方向における設置高さを規定したので、検出素子の設置高さが規定されるため、流量あるいは流速の検出精度を確保することができる。
【００４５】
また、請求項５に記載の発明によれば、上記位置規定部が、少なくとも３ケ所配設されたので、流れ方向に対するダイアフラムの傾斜を抑制できるため、流量あるいは流速の検出精度を確保することができる。
【００４６】
また、請求項６に記載の発明によれば、上記ダイボンド部が金属部材により形成されたので、安定したボンディングが実施でき、信頼性及び耐久性が向上できる。
【００４７】
また、請求項７に記載の発明によれば、上記金属部材は、同材料の上記接続端子とによりリードフレーム状に形成され、上記整流構造部及び接続端子固定部に一体成形されたあとに、不要部分を除去して上記ホルダを構成したので、生産性に適したプロセスによって構成できる。
【００４８】
また、請求項８に記載の発明によれば、上記接続端子は、上記検出素子の電極と電気的に接続される一端側の先端が、上記ホルダの底面方向に折曲されて埋設されたので、安定したワイヤボンディングが実施でき、信頼性及び耐久性が向上できる。
【００４９】
また、請求項９に記載の発明によれば、上記接続端子は、上記検出素子の電極と電気的に接続される一端側の先端が、上記検出素子の電極を包囲するように、中央部から周辺部にかけて徐々に長くなるように突設されたので、ワイヤボンディング部の信頼性向上が図れるとともに、流量センサの小型化や多機能化が可能となる。
【００５０】
また、請求項１０に記載の発明によれば、上記検出素子の電極は、この電極に電気的に接続される上記接続端子の一端側に、周辺部より中央部が突出する如く弧状に配設されたので、ワイヤボンディング部の信頼性向上が図れるとともに、流量センサの小型化や多機能化が可能となる。
【００５１】
また、請求項１１に記載の発明によれば、上記ホルダは、流体の流れ方向に対して傾斜して流路内へ設置され、上記検出素子の電極に接続された側とは反対側の上記接続端子の他端側は、上記検出素子を制御する制御回路用基板に延長され、上記制御回路用基板の外縁に直線的に配設された接続端子挿入穴に対して、略平行となるように上記接続端子の他端側を折曲して、上記接続端子挿入穴に挿入して接続したので、流量センサの小型化が可能になる。
【００５２】
また、請求項１２に記載の発明によれば、上記金属部材は、上記検出素子の裏面側を覆うように上記収納部の底面に配設され、この金属部材の一部が電源グランドあるいは電磁シールド部材と接続され、上記検出素子へ放射される電磁ノイズを遮蔽する電磁シールド構造としたので、電磁波ノイズによる流量あるいは流速の検出精度の低下を抑制できる。
【００５３】
また、請求項１３に記載の発明によれば、上記ホルダの収納部において、検出素子を接着固定するために接着剤を塗布する部分の近傍に、はみ出した接着剤を溜める凹状の接着剤溜まり部を設けたので、検出素子及び電極の損傷を抑え、ワイヤボンディング部の信頼性向上が図れる。
【００５４】
また、請求項１４に記載の発明によれば、上記接着溜まり部は、上記接着剤が塗布された部分と上記素子の上面に形成されたダイアフラム部との間に設けられたので、検出素子及び電極の損傷を抑え、ワイヤボンディング部の信頼性向上が図れる。
【００５５】
また、請求項１５に記載の発明によれば、上記接着溜まり部は、上記接着剤が塗布された部分の外周を覆うように溝として設けられたので、検出素子及び電極の損傷を抑え、ワイヤボンディング部の信頼性向上が図れる。
【００５６】
また、請求項１６に記載の発明によれば、上記収納部の側面は、上記検出素子を接着固定する接着剤が塗布された部分を囲うように、上記検出素子の側面よりも外側に広がって凹状の段部として形成された拡張部を有したので、検出素子及び電極の損傷を抑え、ワイヤボンディング部の信頼性向上が図れるとともに、検出素子の挿入性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態１に係わる感熱式流量センサの上流方向視図である。
【図２】実施の形態１に係わる感熱式流量センサの要部断面図である。
【図３】実施の形態１に係わるホルダに検出素子を設置した状態の斜視図である。
【図４】実施の形態１に係わるホルダの要部斜視図である。
【図５】実施の形態１に係わる整流構造部の翼形状を示す断面図である。
【図６】実施の形態２に係わるホルダの要部斜視図である。
【図７】図６のＢ−Ｂ線断面図である。
【図８】実施の形態３に係わるホルダに検出素子を設置した状態の要部平面図である。
【図９】実施の形態３に係わるホルダの要部平面図である。
【図１０】実施の形態４に係わるホルダの要部斜視図である。
【図１１】図１０のＣ−Ｃ線断面図である。
【図１２】実施の形態５に係わるホルダ製作時の平面図である。
【図１３】実施の形態５に係わるホルダ製作工程におけるリードフレームの除去部を表した平面図である。
【図１４】実施の形態６に係わるホルダの平面図である。
【図１５】図１４のＤ−Ｄ線断面図である。
【図１６】実施の形態７に係わるホルダに検出素子を設置した状態の要部平面図である。
【図１７】実施の形態７に係わる効果を比較して説明するための平面図である。
【図１８】実施の形態８に係わるホルダに検出素子を設置した状態の要部平面図である。
【図１９】図１８のＥ部拡大平面図である。
【図２０】実施の形態８に係わるホルダの効果を比較して説明するための平面図である。
【図２１】実施の形態９に係わる図１のＡ−Ａ線断面図である。
【図２２】実施の形態９に係わる折曲加工前のホルダの平面図である。
【図２３】実施の形態９に係わる折曲加工後のホルダを表す上面，側面，平面図である。
【図２４】実施の形態９に係わるホルダと制御回路用基板とを組み付けた状態を表す側面図，制御回路用基板方向視の平面図である。
【図２５】実施の形態１０に係わる感熱式流量センサの要部断面図である。
【図２６】実施の形態１１に係わるホルダに検出素子を設置した状態を示す要部斜視図である。
【図２７】図２６のＧ−Ｇ線断面図である。
【図２８】実施の形態１１に係わるホルダの要部斜視図である。
【図２９】実施の形態１２に係わるホルダの要部斜視図である。
【図３０】図２９のＨ−Ｈ線断面図である。
【図３１】実施の形態１３に係わるホルダの要部斜視図である。
【図３２】実施の形態１３に係わるホルダに検出素子を設置した状態を示す要部斜視図である。
【図３３】図３２のＪ−Ｊ線断面図である。
【図３４】従来の感熱式流量センサの要部断面図である。
【図３５】従来の感熱式流量センサに用いられるケースの斜視図である。
【符号の説明】
１  ホルダ、２  整流構造部、３  収納部、４  検出素子、５  電極、６  ターミナル、７  ターミナル固定部、８  ワイヤ、１１  ダイボンド部、１２  金属部材、１３  リードフレーム、２２  制御回路用基板。
【図１】
0003555017.tif 000002
【図２】
0003555017.tif 000003
【図３】
0003555017.tif 000004
【図４】
0003555017.tif 000005
【図５】
0003555017.tif 000006
【図６】
0003555017.tif 000007
【図７】
0003555017.tif 000008
【図８】
0003555017.tif 000009
【図９】
0003555017.tif 000010
【図１０】
0003555017.tif 000011
【図１１】
0003555017.tif 000012
【図１２】
0003555017.tif 000013
【図１３】
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【図１４】
0003555017.tif 000015
【図１５】
0003555017.tif 000016
【図１６】
0003555017.tif 000017
【図１７】
0003555017.tif 000018
【図１８】
0003555017.tif 000019
【図１９】
0003555017.tif 000020
【図２０】
0003555017.tif 000021
【図２１】
0003555017.tif 000022
【図２２】
0003555017.tif 000023
【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
0003555017.tif 000029
【図２９】
0003555017.tif 000030
【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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