(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
リードフレームと該リードフレームに実装される回路部品とが樹脂材で一体にモールドされた回路パッケージと、該回路パッケージが搭載されたハウジングと、を有する熱式流量計であって、
前記回路パッケージは、被計測気体が通過する場所に露出して配置される流路露出部と、該流路露出部に設けられて前記被計測気体の流量を検出する流量検出部と、を有しており、該流路露出部の少なくとも一部に、前記リードフレームとの間が電気的に接続された導電部が設けられていることを特徴とする熱式流量計。
【請求項２】
前記流路露出部は、前記流量検出部が露出する計測用流路面を有しており、
前記導電部は、前記計測用流路面に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の熱式流量計。
【請求項３】
前記回路パッケージには、前記流路露出部から前記リードフレームまでの間に亘る凹穴が設けられており、
前記導電部は、
前記計測用流路面に設けられた導電層と、
前記凹穴を通して前記導電層と前記リードフレームとの間を電気的に接続する接続部と、を有することを特徴とする請求項２に記載の熱式流量計。
【請求項４】
前記接続部は、前記凹穴に充填されて前記導電層と前記リードフレームとの間に亘る導電性接着剤を有することを特徴とする請求項３に記載の熱式流量計。
【請求項５】
前記接続部は、前記凹穴を通して前記導電層と前記リードフレームとの間を電気的に接続する導電性の接続層を有しており、
前記凹穴は、前記回路パッケージを固定する前記ハウジングの固定部によって閉塞されていることを特徴とする請求項３に記載の熱式流量計。
【請求項６】
前記導電部は、前記リードフレームに搭載されて前記計測用流路面の少なくとも一部を構成する導電性部品を有することを特徴とする請求項２に記載の熱式流量計。
【請求項７】
前記導電性部品は、前記リードフレームに下面が当接し、上面が前記計測用流路面と面一となる板厚を有する金属製の板状部材によって構成されていることを特徴とする請求項６に記載の熱式流量計。
【請求項８】
前記導電性部品は、前記リードフレームに当接する下面部と、該下面部の端部で折り曲げられて前記被計測気体の流れ方向に対して傾斜した傾斜面部と、該傾斜面部の端部で折り曲げられて前記計測用流路面と面一の高さ位置に配置される上面部とを有する金属製の薄板部材によって構成されていることを特徴とする請求項６に記載の熱式流量計。
【請求項９】
前記導電部は、前記計測用流路面の少なくとも一部と前記リードフレームとの間に亘って設けられた導電性モールド樹脂材によって構成されていることを特徴とする請求項２に記載の熱式流量計。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱式流量計に関する。
【背景技術】
【０００２】
主通路を流れる被計測気体の質量流量を計測する装置として熱式流量計がある。熱式流量計は、主通路である配管内を流れる被計測気体の一部を副通路に取り込み、流量検出部に導く構造となっている。流量検出部には、ホットワイヤーやシリコンエレメント等が配置され、ホットワイヤーやシリコンエレメント等が気流によって冷却され、電気抵抗値が変化することを利用して配管内の質量流量が計測される。
【０００３】
特許文献１には、流量検出部に汚損物が付着するのを避ける汚損対策の観点から、バイパス通路に静電気散逸領域を設けて、汚損物の電荷を取り除く熱式流量計の技術が提案されている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】US2013/061684
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、近年、リードフレーム及び回路部品を樹脂モールドして回路パッケージを形成し、該回路パッケージをハウジングに搭載した構造を有する熱式流量計の構造が提案されている。しかしながら、回路パッケージでは、リードフレーム及び回路部品が樹脂材の中に埋もれているので、回路パッケージの流路露出部に設けた導電部と電気的な接続をとることが困難である。
【０００６】
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、回路パッケージの流路露出部に静電気によって汚損物が付着するのを抑制することができる熱式流量計を得ることである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決する本発明の熱式流量計は、リードフレームと該リードフレームに実装される回路部品とが樹脂材で一体にモールドされた回路パッケージと、該回路パッケージが搭載されたハウジングと、を有する熱式流量計であって、前記回路パッケージは、被計測気体が通過する場所に露出して配置される流路露出部と、該流路露出部に設けられて前記被計測気体の流量を検出する流量検出部と、を有しており、該流路露出部の少なくとも一部に、前記リードフレームとの間が電気的に接続された導電部が設けられていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、流路露出部の汚損による検出性能の劣化を防止できる。なお、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。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】内燃機関制御システムに本発明に係る熱式流量計を使用したシステム図。
【図２Ａ】熱式流量計の正面図。
【図２Ｂ】熱式流量計の左側面図。
【図２Ｃ】熱式流量計の背面図。
【図２Ｄ】熱式流量計の右側面図。
【図２Ｅ】図２ＡのＩＩＥ−ＩＩＥ線断面図。
【図３Ａ】ハウジングの正面図。
【図３Ｂ】ハウジングの背面図。
【図４】表カバーを対向面側から示す図。
【図５】裏カバーを対向面側から示す図。
【図６】回路パッケージの外観図。
【図７】リードフレームの構成を説明する図。
【図８】図６のＩＸ−ＩＸ線断面図。
【図９】回路パッケージ４００の生産工程を示すフローチャート。
【図１０】熱式流量計の生産工程を示すフローチャート。
【図１１】熱式流量計の流量検出回路を示す回路図。
【図１２】熱式流量計の流量検出回路を示す回路図。
【図１３】実施例１の回路パッケージの要部拡大図。
【図１４】実施例１の他の構成例を説明する図。
【図１５】実施例１の他の構成例を説明する図。
【図１６】実施例１の他の構成例を説明する図。
【図１７】実施例２の回路パッケージの要部拡大図。
【図１８】実施例２の他の構成例を説明する図。
【図１９】実施例３の回路パッケージの構成を説明する図。
【図２０】実施例３の回路パッケージの構成を説明する図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
次に、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。
図１は、電子燃料噴射方式の内燃機関制御システムに、本発明に係る熱式流量計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１１２とエンジンピストン１１４を備える内燃機関１１０の動作に基づき、吸入空気が被計測気体３０としてエアクリーナ１２２から吸入され、主通路１２４である例えば吸気管、スロットルボディ１２６、吸気マニホールド１２８を介してエンジンシリンダ１１２の燃焼室に導かれる。前記燃焼室に導かれる吸入空気である被計測気体３０の流量は本発明に係る熱式流量計３００で計測され、計測された流量に基づいて燃料噴射弁１５２より燃料が供給され、吸入空気である被計測気体３０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１５２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吸入空気である被計測気体３０と共に混合気を成形し、吸気弁１１６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。
【００１１】
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１５４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１１８から排気管に導かれ、排気２４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３０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１３２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１３２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。
【００１２】
エアクリーナ１２２から取り込まれ主通路１２４を流れる吸入空気である被計測気体３０の流量および温度が、熱式流量計３００により計測され、熱式流量計３００から吸入空気の流量および温度を表す電気信号が制御装置２００に入力される。また、スロットルバルブ１３２の開度を計測するスロットル角度センサ１４４の出力が制御装置２００に入力され、さらに内燃機関のエンジンピストン１１４や吸気弁１１６や排気弁１１８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１４６の出力が、制御装置２００に入力される。排気２４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１４８の出力が制御装置２００に入力される。
【００１３】
制御装置２００は、熱式流量計３００の出力である吸入空気の流量、および回転角度センサ１４６の出力に基づき計測された内燃機関の回転速度、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１５２から供給される燃料量、また点火プラグ１５４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、実際にはさらに熱式流量計３００で計測される吸気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１４８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２００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１３２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１５６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。
【００１４】
図２Ａから図２Ｄは、熱式流量計３００の外観を示している。図２Ａは熱式流量計３００の正面図、図２Ｂは左側面図、図２Ｃは背面図、図２Ｄは右側面図、図２Ｅは、図２ＡのＩＩＡ−ＩＩＡ線断面図である。
【００１５】
熱式流量計３００は、ハウジング３０２を備えている。ハウジング３０２は、吸気管に挿入されて主通路１２４（図１を参照）に配置される。ハウジング３０２の基端部には、吸気管に固定するためのフランジ３０５と、吸気管外部に露出するコネクタ（外部接続部）３０６が設けられている。
【００１６】
ハウジング３０２は、フランジ３０５を吸気管に固定することにより片持ち状に支持され、主通路１２４を流れる被計測気体３０の主流れ方向に垂直な方向に沿って延びるように配置される。ハウジング３０２には、主通路１２４を流れる被計測気体３０を取り込むための副通路が設けられており、その副通路内に被計測気体３０の流量を検出するための流量検出部６０２が配置されている。
【００１７】
ハウジング３０２の先端側でかつ主流れ方向上流側の位置には、吸入空気などの被計測気体３０の一部を副通路に取り込むための入口３１１が設けられている。そして、先端側でかつ主流れ方向下流側の位置には、副通路から被計測気体３０を主通路１２４に戻すための第１出口３１２と第２出口３１３が設けられている。第１出口３１２と第２出口３１３は、図２Ｄに示すように、ハウジング３０２の厚み方向に横並びに配置されている。
【００１８】
入口３１１が、ハウジング３０２の先端側に設けられることにより、主通路の内壁面から離れた中央部に近い部分の気体を副通路に取り込むことができる。したがって、主通路の内壁面の温度の影響を受け難くなり、気体の流量や温度の計測精度の低下を抑制できる。
【００１９】
主通路の内壁面近傍では流体抵抗が大きく、主通路の平均的な流速に比べ、流速が低くなるが、本実施例の熱式流量計３００では、フランジ３０５から主通路の中央に向かって延びる薄くて長いハウジング３０２の先端側に入口３１１が設けられているので、主通路中央部の流速の速い気体を副通路に取り込むことができる。また、副通路の第１出口３１２と第２出口３１３もハウジング３０２の先端側に設けられているので、副通路内を流れた気体を流速の速い主通路中央部に戻すことができる。
【００２０】
ハウジング３０２は、正面に略長方形の幅広面を有するのに対して、側面が狭い（厚さが薄い）形状を成している。ハウジング３０２は、主通路を流れる被計測気体の主流れ方向に沿って正面と背面が配置され、主流れ方向に対向するように側面が配置される。これにより、熱式流量計３００は、被計測気体３０に対しては流体抵抗を小さくして、十分な長さの副通路を備えることができる。
【００２１】
すなわち、本実施例の熱式流量計は、主通路１２４を流れる被計測気体３０の流れ方向と直交する直交面に投影されるハウジングの形状が、前記の直交面上で第１の方向５０に定義される長さ寸法と、前記の直交面上で第１の方向５０（図２Ｂ参照）に対して垂直な第２の方向５１に定義される厚み寸法とを有し、厚み寸法が長さ寸法よりも小さい形状を成している。
【００２２】
ハウジング３０２には、被計測気体３０の温度を計測するための温度検出部４５２が設けられている。ハウジング３０２は、被計測気体の主流れ方向上流側に配置される上流側外壁３１７が、長手方向中央部で下流側に向かって窪んだ形状を有しており、温度検出部４５２は、その窪んだ位置に設けられている。温度検出部４５２は、ハウジング３０２の上流側外壁から主流れ方向上流側に向かって突出する形状を成している。
【００２３】
図３Ａ、図３Ｂは熱式流量計３００から表カバー３０３および裏カバー３０４を取り外したハウジング３０２の状態を示しており、図３Ａはハウジング３０２の正面図、図３Ｂは背面図である。
【００２４】
ハウジング３０２の内部には、主通路１２４を流れる被計測気体３０の流量を計測するための流量検出部６０２や主通路１２４を流れる被計測気体３０の温度を計測するための温度検出部４５２等を備える回路パッケージ４００がインサート成形されている。そして、ハウジング３０２には、副通路を構成するための副通路溝が形成されている。本実施例では、ハウジング３０２の表裏両面に副通路溝が凹設されており、表カバー３０３及び裏カバー３０４をハウジング３０２の表面及び裏面にかぶせることにより、副通路が完成する構成になっている。かかる構造とすることで、ハウジング３０２の成形時（樹脂モールド工程）にハウジング３０２の両面に設けられる金型を使用して、表側副通路溝３２１と裏側副通路溝３３１の両方をハウジング３０２の一部として全てを成形することが可能となる。
【００２５】
副通路溝は、ハウジング３０２の裏面に形成された裏側副通路溝３３１と、ハウジング３０２の表面に形成された表側副通路溝３２１とからなる。裏側副通路溝３３１は、図３Ｂに示すように、第１溝部３３２と、第１溝部３３２の途中で分岐する第２溝部３３３を有している。第１溝部３３２は、ハウジング３０２の先端部で被計測気体３０の主流れ方向に沿うように一直線状に延在して、ハウジング３０２の入口３１１に一端が連通し、ハウジング３０２の出口３１２に他端が連通している。第１溝部３３２は、入口３１１から略一定の断面形状で延在する直線部３３２Ａと、直線部３３２Ａから出口３１２に向かって移行するに従って溝幅が漸次狭くなる絞り部３３２Ｂとを有している。
【００２６】
第１溝部３３２の直線部３３２Ａには、複数の凸条部３３５が設けられている。凸条部３３５は、直線部３３２Ａの底壁面３３２ｂにおいて、第１溝部３３２の溝幅方向に所定間隔をおいて複数が並ぶように設けられており、直線部３３２Ａに沿って入口３１１から絞り部３３２Ｂまでの間に亘って延在している。凸条部３３５は、断面が台形形状を有しており、両側の側面が斜めに傾いている。したがって、水滴が付着した場合に、水滴の接触角を大きくして水滴の高さを低くすることができ、濡れ性を高くして、上流側から下流側に向かって素早く流すことができる。したがって、水滴が第１溝部３３２に付着した場合に、第１溝部３３２から第２溝部３３３に流れ込むのを効果的に防ぐことができ、外部に迅速に排出させることができる。
【００２７】
第２溝部３３３は、第１溝部３３２の直線部３３２Ａから分岐してカーブしながらハウジング３０２の基端側に向かって進み、ハウジング３０２の長手方向中央部に設けられている計測用流路３４１に連通する。第２溝部３３３は、第１溝部３３２を構成する一対の側壁面のうち、ハウジング３０２の基端側に位置する側壁面３３２ａに上流端が連通しており、底壁面３３３ａが第１溝部３３２の直線部３３２Ａの底壁面３３２ｂと面一に連続している。
【００２８】
ハウジング３０２の第１溝部３３２の底壁面３３２ｂと第２溝部３３３の底壁面３３３ａとの境界部分に沿って段差３３４が設けられている。段差３３４は、第１溝部３３２の側壁面３３２ａと第２溝部３３３の内周側の側壁面３３３ｂとの交点から第１溝部３３２の側壁面３３２ａと第２溝部３３３の外周側の側壁面３３３ｃとの交点までを直線で結ぶライン上に形成されている。第２溝部３３３のカーブ内側の側壁面３３３ｂには、凹部３３３ｅが凹設されており、第２溝部３３３に侵入した水を取り込み、裏カバー３０４において凹部３３３ｅに対向する位置に穿設されている排水孔３７６（図２Ｃ参照）から外部に排出させることができる。
【００２９】
計測用流路３４１は、ハウジング３０２を表側から裏側まで厚さ方向に貫通して形成されており、回路パッケージ４００の流路露出部４３０が突出して配置されている。第２溝部３３３は、回路パッケージ４００の流路露出部４３０よりも副通路上流側で計測用流路３４１に連通している。第２溝部３３３は、計測用流路３４１に向かって進むにつれて溝深さが深くなる形状を有しており、特に計測用流路３４１の手前で急激に深くなる急傾斜部３３３ｄを有している。急傾斜部３３３ｄは、計測用流路３４１において、回路パッケージ４００の流路露出部４３０が有する表面側の計測用流路面４３１と裏面側の非計測面４３２のうち、流量検出部６０２が設けられている計測用流路面４３１側に被計測気体３０の気体を通過させ、非計測面４３２側には被計測気体３０に含まれる塵埃などの異物を通過させる。
【００３０】
被計測気体３０は、裏側副通路溝３３１内を流れるにつれてハウジング３０２の表側（図３Ｂで図の奥側）の方向に徐々に移動する。そして、質量の小さい空気の一部は、急傾斜部３３３ｄに沿って移動し、計測用流路３４１において流路露出部４３０の計測用流路面４３１（図３Ａ参照）の方を流れる。一方、質量の大きい異物は遠心力によって急激な進路変更が困難なため、急傾斜部３３３ｄに沿って流れることができず、計測用流路３４１において流路露出部４３０の非計測面４３２（図３Ｂ参照）の方を流れる。
【００３１】
流量検出部６０２は、回路パッケージ４００の流路露出部４３０の計測用流路面４３１に設けられている。流量検出部６０２では、流路露出部４３０の計測用流路面４３１の方に流れた被計測気体３０との間で熱伝達面４３７（図８を参照）を介して熱伝達が行われ、流量が計測される。被計測気体３０は、回路パッケージ４００の流路露出部４３０の計測用流路面４３１側と非計測面４３２側を通過すると、計測用流路３４１の副通路下流側から表側副通路溝３２１に流れ込み、表側副通路溝３２１内を流れて第２出口３１３から主通路１２４に排出される。
【００３２】
表側副通路溝３２１は、図３Ａに示すように、計測用流路３４１の副通路下流側の部分に一端が連通し、ハウジング３０２の先端側に形成された第２出口３１３に他端が連通する。表側副通路溝３２１は、ハウジング３０２の基端側から先端側に移行するに従って漸次主流れ方向下流側に向かって進むようにカーブし、ハウジング３０２の先端部で被計測気体３０の主流れ方向下流側に向かって直線上に延びて、第２出口３１３に向かって溝幅が漸次狭くなる形状を有している。
【００３３】
本実施例では、裏側副通路溝３３１で構成される流路は曲線を描きながらハウジング３０２の先端側からフランジ３０５側である基端側に向かう。そして、最もフランジ３０５に接近した位置では、副通路を流れる被計測気体３０は主通路１２４の主流れ方向に対して逆方向の流れとなる。そして、この逆方向の流れの部分でハウジング３０２の裏面側に設けられた裏側副通路が、表面側に設けられた表側副通路につながる。
【００３４】
計測用流路３４１は、図２Ｅに示すように、回路パッケージ４００の流路露出部４３０によって、計測用流路面４３１側の空間と非計測面４３２側の空間に分けられており、ハウジング３０２によって分けられてはいない。即ち、計測用流路３４１は、ハウジング３０２の表面と裏面とを貫通して形成されており、この一つの空間に回路パッケージ４００が片持ち状に突出して配置されている。このような構成とすることで、１回の樹脂モールド工程でハウジング３０２の表裏両面に副通路溝を成形でき、また両面の副通路溝を繋ぐ構造を合わせて成形することが可能となる。尚、回路パッケージ４００はハウジング３０２の固定部３５１、３５２、３５３に樹脂モールドにより埋設して固定されている。
【００３５】
また、上記した構成によれば、ハウジング３０２の樹脂モールド成形と同時に、回路パッケージ４００をハウジング３０２にインサートして実装することができる。なお、回路パッケージ４００よりも上流側の通路上流側と下流側の通路下流側のどちらか一方においてハウジング３０２を幅方向に貫通した構成とすることで、裏側副通路溝３３１と表側副通路溝３２１とをつなぐ副通路形状を１回の樹脂モールド工程で成形することも可能である。
【００３６】
ハウジング３０２の表側副通路は、表側副通路溝３２１を表カバー３０３で閉塞することによって形成され、表側副通路溝３２１を構成する一対の側壁面の溝高さ方向上側の側壁上端部と表カバー３０３の対向面とが密着される。そして、ハウジング３０２の裏側副通路は、裏側副通路溝３３１を裏カバー３０４で閉塞することによって形成され、裏側副通路溝３３１を構成する一対の側壁面の溝高さ方向上側の側壁上端部と裏カバー３０４の対向面とが密着される。
【００３７】
図３Ａ及び図３Ｂに示すように、ハウジング３０２には、フランジ３０５と副通路溝が形成された部分との間に回路接続室となる空洞部３４２が形成されている。空洞部３４２は、ハウジング３０２を厚さ方向に貫通することによって形成されている。空洞部３４２では、回路パッケージ４００のアウターリード(接続端子）４１２とコネクタ３０６の外部端子の内端３０６ａとが、スポット溶接あるいはレーザ溶接などにより、互いに電気的に接続されている。空洞部３４２は、表カバー３０３と裏カバー３０４をハウジング３０２に取り付けることによって閉塞され、空洞部３４２の周囲が表カバー３０３と裏カバー３０４とレーザ溶接されて密封される。
【００３８】
ハウジング３０２は、回路パッケージ４００を固定する固定部３５１、３５２、３５３を有している。固定部３５１、３５２は、回路パッケージ４００の外周を覆うようにして埋設しており、特に固定部３５１は、副通路溝と空洞部３４２との間を密封して仕切る仕切壁として機能する。
【００３９】
図４は、表カバーを対向面側から示す図、図５は、裏カバーを対向面側から示す図である。表カバー３０３や裏カバー３０４は、薄い板状であり、広い冷却面を備える形状を成している。このため熱式流量計３００は、空気抵抗が低減され、さらに主通路１２４を流れる被計測気体により冷却されやすい効果を有している。
【００４０】
表カバー３０３は、ハウジング３０２の表面を覆う大きさを有している。表カバー３０３の対向面には、ハウジング３０２の表側副通路溝３２１を閉塞する第５領域３６１と、ハウジング３０２の計測用流路３４１の表側を閉塞する第６領域３６２と、空洞部３４２の表側を閉塞する第７領域３６３が形成されている。そして、第５領域３６１と第６領域３６２の周囲に沿って、ハウジング３０２の表側副通路溝３２１の側壁上端部が入り込む凹部３６１ａが凹設されている。また、第７領域３６３の周囲に沿って、空洞部３４２の表側外周端部が入り込む凹部３６３ａが凹設されている。そして、表カバー３０３の対向面には、回路パッケージ４００の流路露出部４３０の先端とハウジング３０２の計測用流路３４１との間の隙間に挿入される凸部３６２ａが設けられている。
【００４１】
また、表カバー３０３の対向面には、ハウジング３０２の計測用流路３４１において回路パッケージ４００の流路露出部４３０の計測用流路面４３１の少なくとも流量検出部６０２に対向する位置に対向配置される凸部３６２ｂが設けられている。凸部３６２ｂは、副通路内における被計測気体３０の流路を狭めて流量検出部６０２との間を通過する被計測気体３０の流速を速めるために、被計測気体３０の流れ方向中央が山形に突出した凸形状を有している。表カバー３０３は、表カバー３０３の対向面をハウジング３０２の表面に対向させて、凹部３６１ａに入り込んだハウジング３０２の表側副通路溝３２１の側壁上端部との間でレーザ溶接され、また、凹部３６３ａに入り込んだハウジング３０２の空洞部３４２の周囲との間でレーザ溶接されて、ハウジング３０２との間が密着固定される。
【００４２】
裏カバー３０４は、ハウジング３０２の裏面を覆う大きさを有している。裏カバー３０４の対向面には、ハウジング３０２の裏側副通路溝３３１の第１溝部３３２を閉塞する第１領域３７１Ａと、第２溝部３３３を閉塞する第２領域３７１Ｂと、ハウジング３０２の計測用流路３４１の裏側を閉塞する第３領域３７２と、空洞部３４２の裏側を閉塞する第４領域３７３が形成されている。そして、第１領域３７１Ａ、第２領域３７１Ｂ、第３領域３７２の周囲に沿って、ハウジング３０２の裏側副通路溝３３１の側壁上端部が入り込む凹部３７１ａが凹設されている。また、第４領域３７３の周囲には、空洞部３４２の裏側外周端部が入り込む凹部３７３ａが凹設されている。
【００４３】
裏カバー３０４の第１領域３７１Ａには、複数の凸条部３７７が設けられている。凸条部３７７は、第１領域３７１Ａの長手方向に沿って延在し、短手方向に所定間隔をおいて複数が並ぶように設けられている。凸条部３７７は、段差３７５と同様の断面が台形形状を有しており、両側の側面が斜めに傾いている。したがって、水滴が付着した場合に、水滴の接触角を大きくして水滴の高さを低くすることができ、濡れ性を高くして、付着した水滴を上流側から下流側に向かって素早く流すことができる。したがって、水滴が第１領域３７１Ａから第２領域３７１Ｂに流れ込むのを効果的に防ぐことができ、外部に迅速に排出させることができる。
【００４４】
裏カバー３０４には、副通路に連通する排水孔３７６が穿設されている。排水孔３７６は、ハウジング３０２に裏カバー３０４を取り付けた状態でハウジング３０２の凹部３３３ｅを閉塞する位置に貫通して形成されており、第２溝部３３３の凹部３３３ｅに取り込まれた水をハウジング３０２の外部に排出させることができる。裏カバー３０４の対向面には、回路パッケージ４００の流路露出部４３０の先端とハウジング３０２の計測用流路３４１との間の隙間に挿入される凸部３７２ａが設けられている。凸部３７２ａは、表カバー３０３の凸部３６２ａと協働して、回路パッケージ４００の流路露出部４３０の先端とハウジング３０２の計測用流路３４１との間の隙間を埋める。
【００４５】
表カバー３０３と裏カバー３０４は、ハウジング３０２の表面と裏面にそれぞれ取り付けられて表側副通路溝３２１及び裏側副通路溝３３１との協働により副通路を形成する。副通路は、入口３１１から第１出口３１２まで一直線状に延びる第１通路と、第１通路の途中で分岐してカーブしながら流量検出部６０２に向かう第２通路とを有する。
【００４６】
図６は、回路パッケージ４００の外観図、図７は、リードフレーム４０１の構成を説明する図、図８は、図６のＩＸ−ＩＸ線断面図である。なお、図７における破線部は、回路パッケージ４００のモールド成形時に用いられる金型により覆われる部分を示す。
【００４７】
回路パッケージ４００は、縦長の平板形状を有しており、インサート成形によりハウジング３０２にインモールドされ、ハウジング３０２に一体に固定される。回路パッケージ４００は、先端部分である流路露出部４３０が副通路内に突出し、流路露出部４３０の計測用流路面４３１と非計測面４３２が副通路内における被計測気体３０の流れ方向に沿って平行に配置される。流路露出部４３０は、被計測気体が通過する場所である副通路内に露出して配置されている。
【００４８】
回路パッケージ４００の一方の長辺部には、突起部４３３が設けられており、突起部４３３の先端に温度検出部４５２が設けられている。突起部４３３は、回路パッケージ４００の平面に沿って突出しており、ハウジング３０２の上流側外壁３１７を貫通して温度検出部４５２をハウジング３０２の外部に露出する位置に配置される。
【００４９】
回路パッケージ４００は、図７に示されるリードフレーム４０１と、リードフレーム４０１に実装された回路部品とを、熱硬化性の樹脂材４０３で一体にモールドすることにより構成されている。本実施例では、回路部品として、ＬＳＩ６０４、コンデンサチップ４５４、流量検出部６０２や温度検出部４５２のセンサエレメントが実装されている。
【００５０】
リードフレーム４０１は、プレート状のリード面４０４と、リード面４０４に接続されたインナーリード４１１と、インナーリード４１１に接続されたアウターリード４１２を有している。リード面４０４は、リードフレーム４０１のＧＮＤに接続されており、インナーリード４１１からアウターリード４１２を介してコネクタ３０６の外部端子の内端３０６ａ(図２Ｅ、図３Ａを参照)に電気的に接続されている。
【００５１】
リード面４０４には、プレート５３２が搭載され、プレート５３２の上に、チップ状の流量検出部６０２およびＬＳＩとして作られている処理部６０４が搭載されている。流量検出部６０２には、図８に示すように、ダイヤフラム６７２が設けられており、流量検出部６０２の各端子と処理部６０４とがワイヤ５４２で電気的に接続されている。さらに、処理部６０４の各端子と対応するリードとがワイヤ５４３で接続されている。そして、回路パッケージ４００として完成された場合の最も先端側に、ダイヤフラム６７２を有する流量検出部６０２を配置し、流量検出部６０２に対して接続端子となる方に処理部６０４がＬＳＩの状態で配置され、さらに処理部６０４の端子側に接続用のワイヤ５４３が配置されている。リード面４０４は、プレート５３２と同等の面積を有しており、グランド接地されている。これによって、流量検出部６０２や処理部６０４の回路内の接地を共通してリード面４０４を介して行うことでノイズを抑えることができ、被計測気体３０の計測精度を向上している。
【００５２】
図８に示すように、回路パッケージ４００には、ダイヤフラム６７２の内部に設けられた空隙６７４と孔５２０とを繋ぐ連通孔６７６が設けられている。流量検出部６０２は、ダイヤフラム６７２を有しており、ダイヤフラム６７２の背面には空隙６７４が設けられている。ダイヤフラム６７２には、図示していないが被計測気体３０と熱のやり取りを行い、これによって流量を計測するための素子が設けられている。ダイヤフラム６７２に成形させている素子間に、被計測気体３０との熱のやり取りとは別に、ダイヤフラム６７２を介して素子間に熱が伝わると、正確に流量を計測することが困難となる。このためダイヤフラム６７２は熱抵抗を大きくする必要があり、ダイヤフラム６７２ができるだけ薄く作られている。
【００５３】
ダイヤフラム６７２は、第１樹脂モールド工程により成形された回路パッケージ４００のモールド樹脂に埋設されて固定されており、ダイヤフラム６７２の表面は、図示しない素子が設けられ、素子は熱伝達面露出部４３６において素子表面の熱伝達面４３７を介して図示していない被計測気体３０と互いに熱の伝達を行う。熱伝達面４３７は、各素子の表面で構成しても良いし、その上に薄い保護膜を設けても良い。素子と被計測気体３０との熱伝達がスムーズに行われ、一方素子間の直接的な熱伝達ができるだけ少ない方が望ましい。
【００５４】
ダイヤフラム６７２の素子が設けられている部分は、流路露出部４３０の計測用流路面４３１の熱伝達面露出部４３６に配置されていて、熱伝達面４３７が計測用流路面４３１を成形している樹脂から露出している。ダイヤフラム６７２の外周部は、計測用流路面４３１を成形している第１樹脂モールド工程で使用された熱硬化性樹脂で覆われている。仮に、ダイヤフラム６７２の側面のみが前記熱硬化性樹脂で覆われ、ダイヤフラム６７２の外周部の表面側が熱硬化性樹脂で覆われていないとすると、計測用流路面４３１を成形している樹脂に生じる応力をダイヤフラム６７２の側面のみで受けることとなり、ダイヤフラム６７２に歪が生じ、特性が劣化する恐れがある。本実施例では、ダイヤフラム６７２の表側外周部も熱硬化性樹脂で覆われる状態とすることにより、ダイヤフラム６７２の歪が低減されている。
【００５５】
ダイヤフラム６７２は、各素子間の熱伝達を抑制するために非常に薄く作られており、ダイヤフラム６７２の裏面には空隙６７４が成形されている。空隙６７４を密閉すると温度変化により、ダイヤフラム６７２の裏面に形成されている空隙６７４の圧力が温度に基づき変化する。空隙６７４とダイヤフラム６７２の表面との圧力差が大きくなると、ダイヤフラム６７２が圧力を受けて歪を生じ、高精度の計測が困難となる。このため、プレート５３２には外部に開口する開口４３８に繋がる孔５２０が設けられ、孔５２０とダイヤフラム６７２とを繋ぐ連通孔６７６が設けられている。プレート５３２には、孔５２０と孔５２１が設けられており、さらに裏面には、連通孔６７６を作るための溝が設けられている。そして、プレート５３２の裏面を塞ぐことで、孔５２０と孔５２１との間を連通する連通孔６７６が作られる。この連通孔６７６と孔５２０とにより、ダイヤフラム６７２の表面および裏面に作用する気圧が略等しくなり、計測精度が向上する。
【００５６】
回路パッケージ４００において、熱伝達面露出部４３６が形成されている回路パッケージ４００の裏面に、抑え跡４４２が残っている。第１樹脂モールド工程において、熱伝達面露出部４３６への樹脂の流入を防止するために熱伝達面露出部４３６の部分に金型、例えば入れ駒を当て、さらにその反対面の抑え跡４４２の部分に金型を当て、両金型により熱伝達面露出部４３６への樹脂の流入を阻止する。このようにして熱伝達面露出部４３６の部分を成形することにより、極めて高い精度で、被計測気体３０の流量を計測できる。
【００５７】
回路パッケージ４００は、第１樹脂モールド工程によりリードフレーム４０１及び回路部品等を熱硬化性樹脂でモールドすることにより形成される。このモールド成形により、回路パッケージ４００の表面には、計測用流路面４３１が成形され、熱伝達面露出部４３６が計測用流路面４３１に設けられる。そして、熱伝達面露出部４３６の内部に配置されたダイヤフラム６７２の裏面の空隙６７４は、開口４３８とつながる構成となる。
【００５８】
第１樹脂モールド工程において、熱伝達面露出部４３６や開口４３８への樹脂の流れ込みを防ぐことが必要である。このため、第１樹脂モールド工程では、熱伝達面露出部４３６や開口４３８の位置に、樹脂の流れ込みを阻止する、例えばダイヤフラム６７２より大きい入れ駒を当て、その裏面に抑えを当て、両面から挟み込む。回路パッケージ４００の裏面には、熱伝達面露出部４３６や開口４３８と対応する位置に、抑え跡４４２や抑え跡４４１が残っている。
【００５９】
回路パッケージ４００は、モールド後にリードフレームが不図示のフレーム枠から切り離される。フレーム枠から切り離されたリードの切断面が、樹脂面から露出することにより、リードの切断面から水分などが使用中に内部に侵入する恐れがある。このようなことがないようにすることが耐久性向上の観点や信頼性向上の観点で重要である。本実施例では、リードの切断面は、第２樹脂モールド工程でハウジングを構成するモールド樹脂により覆われ、被計測気体３０が通過する場所に切断面が露出しないようになっている。したがって、リードの切断面の腐食や切断部から回路パッケージ４００内への水の侵入が防止される。
【００６０】
図９は、回路パッケージ４００の生産工程を示すフローチャート、図１０は、熱式流量計の生産工程を示すフローチャートである。ステップ１は、回路パッケージ４００用のリードフレームを有するフレーム枠を生産する工程を示す。このフレーム枠は、金属製であり、例えばプレス加工によって作られる。ステップ２では、回路部品がフレーム枠のリードフレーム上に搭載され、さらに電気的な接続がなされた電気回路が作られる。具体的には、ステップ１で作られたフレーム枠のリードフレーム上に流量検出部６０２や処理部６０４を搭載し、さらに温度検出素子５１８や、チップコンデンサなどの回路部品を搭載する。そして、回路部品間や回路部品とリード間、リード同士の電気的な配線を行う。
【００６１】
次に、ステップ３では、第１樹脂モールド工程により、熱硬化性樹脂からなる樹脂材でリードフレーム４０１及び回路部品等がモールドされる。そして、接続されているリードをそれぞれフレーム枠から切り離し、さらにリード間も切り離し、回路パッケージ４００を完成する。
【００６２】
ステップ４では、ステップ３によって出来上がった回路パッケージ４００の外観検査や動作の検査を行う。ステップ３の第１樹脂モールド工程では、ステップ２で作られた電気回路を金型内に固定し、金型に高温の樹脂を高い圧力で注入するので、電気部品や電気配線の異常が生じていないかを検査することが望ましい。この検査のために接続端子４１２に加え、端子４１４が使用される。なお、端子４１４は、検査後は使用されないので、図６に示すように、検査後に根元から切断しても良い。
【００６３】
図１０に示す工程では、図９の工程により生産された回路パッケージ４００と外部端子とが使用され、ステップ５で第２樹脂モールド工程によりハウジング３０２が製造される。ハウジング３０２は、樹脂製の副通路溝やフランジ３０５やコネクタ３０６が作られると共に、回路パッケージ４００が固定部３５１、３５２、３５３により部分的に第２樹脂モールド工程の樹脂材で覆われ、回路パッケージ４００がハウジング３０２に一体に固定される。第１樹脂モールド工程による回路パッケージ４００の生産（ステップ３）と第２樹脂モールド工程による熱式流量計３００のハウジング３０２の成形との組み合わせにより、流量検出精度が大幅に改善される。ステップ６で各外部端子内端３０６ａの切り離しが行われ、接続端子４１２と外部端子内端３０６ａとの接続がステップ７で行われる。
【００６４】
ステップ７によりハウジング３０２が完成すると、ステップ８で表カバー３０３と裏カバー３０４がハウジング３０２に取り付けられ、ハウジング３０２の内部が表カバー３０３と裏カバー３０４で密閉されるとともに、被計測気体３０を流すための副通路が完成する。なお、この表カバー３０３はステップ１０でモールド成形により作られ、裏カバー３０４はステップ１１でモールド成形によって作られる。また、これら表カバー３０３と裏カバー３０４はそれぞれ別工程で作られ、それぞれ異なる金型により成形されて作られる。
【００６５】
ステップ９で、実際に副通路に気体が導かれ、特性の試験が行われる。上述したように副通路と流量検出部の関係が高い精度で維持されているので、特性の試験による特性補正を行うことで、非常に高い計測精度が得られる。また、第１樹脂モールド工程と第２樹脂モールド工程で副通路と流量検出部の関係を左右する位置決めや形状関係の成形が行われるので、長期間使用しても特性の変化が少なく、高精度に加え高信頼性が確保される。
【００６６】
図１１は、熱式流量計３００の流量検出回路６０１を示す回路図である。なお、先に実施例で説明した温度検出部４５２に関する計測回路も熱式流量計３００に設けられているが、図１１では省略している。熱式流量計３００の流量検出回路６０１は、発熱体６０８を有する流量検出部６０２と処理部６０４とを備えている。処理部６０４は、流量検出部６０２の発熱体６０８の発熱量を制御すると共に、流量検出部６０２の出力に基づいて流量を表す信号を、端子６６２を介して出力する。前記処理を行うために、処理部６０４は、Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ(以下ＣＰＵと記す)６１２と入力回路６１４、出力回路６１６、補正値や計測値と流量との関係を表すデータを保持するメモリ６１８、一定電圧をそれぞれ必要な回路に供給する電源回路６２２を備えている。電源回路６２２には車載バッテリなどの外部電源から、端子６６４と図示していないグランド端子を介して直流電力が供給される。
【００６７】
流量検出部６０２には被計測気体３０を熱するための発熱体６０８が設けられている。電源回路６２２から、発熱体６０８の電流供給回路を構成するトランジスタ６０６のコレクタに電圧Ｖ１が供給され、ＣＰＵ６１２から出力回路６１６を介して前記トランジスタ６０６のベースに制御信号が加えられ、この制御信号に基づいて前記トランジスタ６０６から端子６２４を介して発熱体６０８に電流が供給される。発熱体６０８に供給される電流量は前記ＣＰＵ６１２から出力回路６１６を介して発熱体６０８の電流供給回路を構成するトランジスタ６０６に加えられる制御信号により制御される。処理部６０４は、発熱体６０８で熱せられることにより被計測気体３０の温度が当初の温度より所定温度、例えば１００℃、だけ高くなるように発熱体６０８の発熱量を制御する。
【００６８】
流量検出部６０２は、発熱体６０８の発熱量を制御するための発熱制御ブリッジ６４０と、流量を計測するための流量検知ブリッジ６５０と、を有している。発熱制御ブリッジ６４０の一端には、電源回路６２２から一定電圧Ｖ３が端子６２６を介して供給され、発熱制御ブリッジ６４０の他端はグランド端子６３０に接続されている。また流量検知ブリッジ６５０の一端には、電源回路６２２から一定電圧Ｖ２が端子６２５を介して供給され、流量検知ブリッジ６５０の他端はグランド端子６３０に接続されている。
【００６９】
発熱制御ブリッジ６４０は、熱せられた被計測気体３０の温度に基づいて抵抗値が変化する測温抵抗体である抵抗６４２を有しており、抵抗６４２と抵抗６４４、抵抗６４６、抵抗６４８はブリッジ回路を構成している。抵抗６４２と抵抗６４６の交点Ａおよび抵抗６４４と抵抗６４８との交点Ｂの電位差が端子６２７および端子６２８を介して入力回路６１４に入力され、ＣＰＵ６１２は交点Ａと交点Ｂ間の電位差が所定値、この実施例ではゼロボルト、になるようにトランジスタ６０６から供給される電流を制御して発熱体６０８の発熱量を制御する。図１１に記載の流量検出回路６０１は、被計測気体３０のもとの温度に対して一定温度、例えば常に１００℃、高くなるように発熱体６０８で被計測気体３０を加熱する。この加熱制御を高精度に行えるように、発熱体６０８で暖められた被計測気体３０の温度が当初の温度に対して一定温度、例えば常に１００℃、高くなったときに、前記交点Ａと交点Ｂ間の電位差がゼロボルトとなるように発熱制御ブリッジ６４０を構成する各抵抗の抵抗値が設定されている。したがって、図１１に記載の流量検出回路６０１では、ＣＰＵ６１２は交点Ａと交点Ｂ間の電位差がゼロボルトとなるよう発熱体６０８への供給電流を制御する。
【００７０】
流量検知ブリッジ６５０は、抵抗６５２と抵抗６５４、抵抗６５６、抵抗６５８の４つの測温抵抗体で構成されている。これら４つの測温抵抗体は被計測気体３０の流れに沿って配置されており、抵抗６５２と抵抗６５４は発熱体６０８に対して被計測気体３０の流路における上流側に配置され、抵抗６５６と抵抗６５８は発熱体６０８に対して被計測気体３０の流路における下流側に配置されている。また計測精度を上げるために抵抗６５２と抵抗６５４は発熱体６０８までの距離が互いに略同じくなるように配置されており、抵抗６５６と抵抗６５８は発熱体６０８までの距離が互いに略同じくなるように配置されている。
【００７１】
抵抗６５２と抵抗６５６との交点Ｃと、抵抗６５４と抵抗６５８との交点Ｄとの間の電位差が端子６３１と端子６３２を介して入力回路６１４に入力される。計測精度を高めるために、例えば被計測気体３０の流れがゼロの状態で、前記交点Ｃと交点Ｄとの間の電位差がゼロとなるように流量検知ブリッジ６５０の各抵抗が設定されている。従って前記交点Ｃと交点Ｄとの間の電位差が、例えばゼロボルトの状態では、ＣＰＵ６１２は被計測気体３０の流量がゼロとの計測結果に基づき、主通路１２４の流量がゼロを意味する電気信号を端子６６２から出力する。
【００７２】
被計測気体３０が図１１に示す太矢印方向に流れている場合、上流側に配置されている抵抗６５２や抵抗６５４は、被計測気体３０によって冷却され、被計測気体３０の下流側に配置されている抵抗６５６と抵抗６５８は、発熱体６０８により暖められた被計測気体３０により暖められ、これら抵抗６５６と抵抗６５８の温度が上昇する。このため、流量検知ブリッジ６５０の交点Ｃと交点Ｄとの間に電位差が発生し、この電位差が端子６３１と端子６３２を介して、入力回路６１４に入力される。ＣＰＵ６１２は流量検知ブリッジ６５０の交点Ｃと交点Ｄとの間の電位差に基づいて、メモリ６１８に記憶されている前記電位差と主通路１２４の流量との関係を表すデータを検索し、主通路１２４の流量を求める。このようにして求められた主通路１２４の流量を表す電気信号が端子６６２を介して出力される。なお、図１１に示す端子６６４および端子６６２は新たに参照番号を記載しているが、先に説明した図２Ｅや図３Ａに示す接続端子４１２に含まれている。
【００７３】
上記メモリ６１８には、上記交点Ｃと交点Ｄとの電位差と主通路１２４の流量との関係を表すデータが記憶されており、さらに回路パッケージ４００の生産後に、気体の実測値に基づいて求められた、ばらつきなどの測定誤差の低減のための補正データが記憶されている。本実施例では、被計測気体３０を流す副通路と計測用流路面４３１との配置関係や、被計測気体３０を流す副通路と熱伝達面露出部４３６との配置関係が、高精度に非常にばらつきが少ない状態で、回路パッケージ４００が生産されているので、前記補正値による補正で、極めて高い精度の計測結果が得られる。
【００７４】
図１２は、上述した図１１の流量検出回路６０１の回路配置を示す回路構成図である。流量検出回路６０１は、矩形形状の半導体チップとして作られており、図１２に示す流量検出回路６０１の左側から右側に向って太矢印の方向に被計測気体３０が流れる。
【００７５】
半導体チップで構成される流量検出部（流量検出素子）６０２には、半導体チップの厚さを薄くした矩形形状のダイヤフラム６７２が成形されて、このダイヤフラム６７２には、破線で示す薄厚領域６０３が設けられている。薄厚領域６０３の裏面側には空隙６７４（図８を参照）が成形されている。薄膜領域６０３は、熱伝達面を構成する。
【００７６】
ダイヤフラム６７２の厚さを薄くすることで、熱伝導率が低くなっており、ダイヤフラム６７２の薄厚領域６０３に設けられた抵抗６５２や抵抗６５４、抵抗６５８、抵抗６５６へのダイヤフラム６７２を介しての熱伝達が抑えられ、被計測気体３０との熱伝達により、これらの抵抗の温度が略定まる。
【００７７】
ダイヤフラム６７２の薄厚領域６０３の中央部には、発熱体６０８が設けられており、この発熱体６０８の周囲に発熱制御ブリッジ６４０を構成する抵抗６４２が設けられている。そして、薄厚領域６０３の外側に発熱制御ブリッジ６４０を構成する抵抗６４４、６４６、６４８が設けられている。このように成形された抵抗６４２、６４４、６４６、６４８によって発熱制御ブリッジ６４０が構成される。
【００７８】
また、発熱体６０８を挟むように、上流測温抵抗体である抵抗６５２、抵抗６５４と下流測温抵抗体である抵抗６５６、抵抗６５８が配置されており、発熱体６０８に対して被計測気体３０が流れる矢印方向の上流側に、上流測温抵抗体である抵抗６５２、抵抗６５４が配置され、発熱体６０８に対して被計測気体３０が流れる矢印方向の下流側に下流測温抵抗体である抵抗６５６、抵抗６５８が配置されている。このようにして、薄厚領域６０３に配置されている抵抗６５２、抵抗６５４と抵抗６５６、抵抗６５８とにより流量検知ブリッジ６５０が成形される。
【００７９】
また、上記発熱体６０８の双方の端部は、図１２の下側に記載した端子６２４および６２９にそれぞれ接続されている。ここで、図１１に示すように、端子６２４にはトランジスタ６０６から発熱体６０８に供給される電流が加えられ、端子６２９はグランドとして接地される。
【００８０】
発熱制御ブリッジ６４０を構成する抵抗６４２、抵抗６４４、抵抗６４６、抵抗６４８は、それぞれ接続されて、端子６２６と６３０に接続される。図１１に示すように、端子６２６には電源回路６２２から一定電圧Ｖ３が供給され、端子６３０はグランドとして接地される。また、上記抵抗６４２と抵抗６４６との間、抵抗６４６と抵抗６４８との間かの接続点は、端子６２７と端子６２８に接続される。図１１に記載の如く、端子６２７は抵抗６４２と抵抗６４６との交点Ａの電位を出力し、端子６２７は抵抗６４４と抵抗６４８との交点Ｂの電位を出力する。図１１に示すように、端子６２５には、電源回路６２２から一定電圧Ｖ２が供給され、端子６３０はグランド端子として接地グランドされる。また、上記抵抗６５４と抵抗６５８との接続点は端子６３１に接続され、端子６３１は図１１の点Ｂの電位を出力する。抵抗６５２と抵抗６５６との接続点は端子６３２に接続され、端子６３２は図１１に示す交点Ｃの電位を出力する。
【００８１】
図１２に示すように、発熱制御ブリッジ６４０を構成する抵抗６４２は、発熱体６０８の近傍に成形されているので、発熱体６０８からの発熱で暖められた気体の温度を精度良く計測することができる。一方、発熱制御ブリッジ６４０を構成する抵抗６４４、６４６、６４８は、発熱体６０８から離れて配置されているので、発熱体６０８からの発熱の影響を受け難い構成に成っている。抵抗６４２は発熱体６０８で暖められた気体の温度に敏感に反応するように構成されており、抵抗６４４や抵抗６４６、抵抗６４８は発熱体６０８の影響を受けにくい構成となっている。このため、発熱制御ブリッジ６４０による被計測気体３０の検出精度が高く、被計測気体３０をその初期温度に対して所定温度だけ高める制御を高精度で行うことができる。
【００８２】
次に、本発明の特徴構成について図面を用いて詳細に説明する。
［実施例１］
図１３は、実施例１の回路パッケージの要部拡大図であり、（Ａ）は、流路露出部の表面の拡大図、（Ｂ）は、（Ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。
【００８３】
回路パッケージ４００は、被計測気体３０が通過する場所に露出して配置される流路露出部４３０と、流路露出部４３０に設けられて被計測気体３０の流量を検出する流量検出部６０２とを有しており、流路露出部４３０の少なくとも一部に、リードフレーム４０１に電気的に接続された導電部７００が設けられている。導電部７００は、流路露出部４３０に設けられた導電層７０１を有している。導電層７０１は、流路露出部４３０の一部である計測用流路面４３１に設けられている。導電層７０１は、計測用流路面４３１に導電性材料をめっきし、または、スパッタリングし、または真空蒸着させることにより形成可能である。導電性材料は、副通路内を通過する被計測気体３０に含まれている異物の除電を行うことが可能な導電性を有しているものであればよく、例えば金や白金、ニッケルなどを用いることができる。導電層７０１の厚さは、例えば数ナノメートルから数十ナノメートルの範囲に設定されている。
【００８４】
導電層７０１は、図１３に示す例では、計測用流路面４３１の副通路上流側の端部から副通路下流側の端部までの間に亘って連続して設けられており、流量検出部６０２の熱伝達面露出部４３６の上にも設けられている。導電層７０１は、リードフレーム４０１に電気的に接続されている。流路露出部４３０には、計測用流路面４３１の導電層７０１からリードフレーム４０１のリード面４０４までの間に亘って連続する深さの凹穴４３４が予め形成されており、凹穴４３４を通して導電層７０１とリードフレーム４０１との間を電気的に接続する接続部が設けられている。
【００８５】
接続部は、本実施例では、凹穴４３４に充填された導電性接着剤７０２によって構成されている。導電性接着剤７０２は、導電層７０１とリード面４０４との間を電気的に接続している。凹穴４３４は、計測用流路面４３１でかつ流量検出部６０２よりも副通路下流側の位置に設けられている。凹穴４３４は、回路パッケージ４００をモールドする際にリード面４０４の表面に金型を当てて、凹穴４３４への樹脂の流入を阻止することによって形成してもよい。
【００８６】
本実施例によれば、回路パッケージ４００の流路露出部４３０の計測用流路面４３１に導電部７００の導電層７０１を設けて、接続部によりリードフレーム４０１と電気的に接続することにより、回路パッケージ４００の表面である流路露出部４３０に導電性領域を形成している。したがって、この導電性領域によって、被計測気体３０に含まれているダストや微粒子などの異物を除電することができる。したがって、帯電した異物が静電気によって流路露出部４３０の流量検出部６０２やその近傍の構成物に付着するのを抑制し、これらの汚損による検出性能の劣化を防止できる。また、導電性接着剤７０２を用いて凹穴４３５を埋めているので、リードフレーム４０１のリード面４０４が露出するのを防ぎ、リードフレーム４０１の腐食や凹穴４３５から回路パッケージ４００内への水の侵入が防止される。
【００８７】
本実施例では、導電層７０１を、めっきやスパッタリングや真空蒸着等の方法によって流路露出部４３０の表面に設けているので、例えば流路露出部４３０が複雑な形状を有している場合であっても、かかる形状に対応して適切且つ容易に設けることができる。したがって、例えば除電効果が高効率で得られる箇所に導電層７０１を配置することができる。また、導電層７０１を配線パターンのような複雑な形状にすることも可能であり、効果的な場所に適切な範囲で形成することができる。
【００８８】
図１４は、本実施例の他の構成例を説明する図である。
図１４に示す構成例において特徴的なことは、導電部７００とリードフレーム４０１との間を電気的に接続するために回路パッケージ４００に予め形成されている凹穴４３５を、回路パッケージ４００をハウジング３０２にインサート成形する際に、ハウジング３０２によって埋められて閉塞される箇所に設けたことである。
【００８９】
回路パッケージ４００には、回路パッケージ４００の表面からリードフレーム４０１のリード面４０４までの間に亘って連続する深さの凹穴４３５が、ハウジング３０２の固定部３５１によって覆われる箇所に予め形成されている。そして、回路パッケージ４００には、導電層７０１と、接続部として導電層７０１から凹穴４３５を通過して凹穴４３５の底面まで連続して導電層７０１とリード面４０４との間を電気的に接続する接続層７０３とが設けられている。導電部７００の導電層７０１は、接続層７０３を介してリードフレーム４０１のリード面４０４に電気的に接続されている。導電層７０１と接続層７０３は、回路パッケージ４００の表面に導電性材料をめっき、または、スパッタリング、または、真空蒸着させることにより形成可能である。
【００９０】
回路パッケージ４００の凹穴４３５は、回路パッケージ４００をハウジング３０２にインサート成形する際に、ハウジング３０２によって埋められて閉塞される。したがって、図１３に示す構成例の効果に加えて、接着剤７０２等の別個の材料を用いて凹穴４３５を埋める必要がなく、熱式流量計の製造工程数を減らすことができる。
【００９１】
上述の構成例では、導電層７０１は、計測用流路面４３１の副通路上流側の端部から副通路下流側の端部までの間に亘って連続して設けられており、流量検出部６０２の熱伝達面露出部４３６の上にも設けられているが、被計測気体３０に含まれているダストや微粒子などの異物を除電することができる領域に設けられていればよい。したがって、例えば図１５及び図１６に示すように、流路露出部４３０の計測用流路面４３１のうち、流量検出部６０２よりも副通路上流側の部分にのみに導電層７０１を設けた構成としてもよい。
例えば図１５に示す構成例では、導電層７０１は、計測用流路面４３１のうち、流量検出部６０２から副通路上流側の端部までの間に亘って設けられている。また、図１６に示す構成例では、導電層７０１は、計測用流路面４３１のうち、流量検出部６０２よりも副通路上流側の一部分にのみ設けられている。
図１５及び図１６に示す構成例のように、流量検出部６０２よりも副通路上流側の部分にのみ導電層７０１を設けた場合であっても、副通路上流側から流量検出部６０２に流れ込む被計測気体３０に含まれている異物を除電することができる。したがって、帯電した異物が静電気によって流路露出部４３０の流量検出部６０２やその近傍の構成物に付着するのを抑制し、これらの汚損による検出性能の劣化を防止できる。
【００９２】
尚、上記した実施例１では、導電部７００の導電層７０１を流路露出部４３０の計測用流路面４３１のみに設ける場合について説明したが、回路パッケージ４００の流路露出部４３０の少なくとも一部に設けられていればよく、例えば、裏面側の非計測面４３２に設けることや、流路露出部４３０全体を被覆するように設けることも可能である。
【００９３】
［実施例２］
次に、本発明の実施例２について説明する。
図１７は、実施例２の回路パッケージの要部拡大図であり、（Ａ）は、流路露出部の表面の拡大図、（Ｂ）は、（Ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。本実施例において特徴的なことは、回路パッケージ４００の導電部７００が、リードフレーム４０１に搭載されて計測用流路面４３１の少なくとも一部を構成する導電性部品７１１を有することである。
【００９４】
導電性部品７１１は、ニッケルやニッケル合金、銅や銅合金などの金属製の板状部材によって構成されている。本実施例では、耐腐食性を考慮して、ニッケル合金製のニッケルパッドが用いられている。導電性部品７１１は、リードフレーム４０１のリード面４０４に下面が当接し、上面が計測用流路面４３１と面一となる板厚を有している。導電性部品７１１は、例えばリードフレーム４０１に流量検出部６０２等の回路部品を実装する際に、これらの回路部品等と共に実装され、導電性の接着剤等を用いてリードフレーム４０１に固定される。そして、モールド樹脂によりモールドされて、導電性部品７１１の上面が露出して回路パッケージ４００の計測用流路面４３１の一部を構成する。導電性部品７１１の上面は、計測用流路面４３１と面一となる高さ位置で露出しており、回路パッケージ４００の表面に導電性領域を形成する。
【００９５】
本実施例によれば、導電性部品７１１をリードフレーム４０１に簡単に実装することができ、回路パッケージ４００を容易に製造することができる。そして、実施例１と比較して、導電性部品７１１の材料の変更が容易であり、材料の選択性が高いという利点を有している。また、実施例１と同様に、被計測気体３０に含まれているダストや微粒子などの異物を除電することができ、帯電した異物が静電気によって流路露出部４３０の流量検出部６０２やその近傍の構成物に付着するのを抑制し、これらの汚損による検出性能の劣化を防止できる。
【００９６】
図１８は、本実施例の他の構成例を説明する図である。
図１８に示す構成例では、導電性部品７１２は、金属製の薄板部材を折り曲げて形成されている。導電性部品７１２は、本実施例では、銅あるいは銅合金製の薄板部材を用いて構成されている。導電性部品７１２は、リードフレーム４０１のリード面４０４に当接する下面部と、下面部の端部で折り曲げられて被計測気体３０の流れ方向に対して傾斜した傾斜面部と、傾斜面部の端部で折り曲げられて計測用流路面４３１と面一の高さ位置に配置される上面部とを有している。導電性部品７１２の下面部は、導電性部品７１１と同様に、導電性の接着剤等を用いてリードフレーム４０１のリード面４０４に固定される。そして、モールド樹脂によりモールドされて、導電性部品７１２の上面部が回路パッケージ４００の計測用流路面４３１の一部を構成する。導電性部品７１２の上面部は、計測用流路面４３１と面一となる高さ位置で露出しており、回路パッケージ４００の表面に導電性領域を形成する。
【００９７】
導電性部品７１２は、薄板部材を折り曲げて形成されているので、計測用流路面４３１の形状に沿った形状とすることができる。例えば、本実施例では、計測用流路面４３１の副通路上流側の端部と副通路下流側の端部は、特に図１８(Ｂ）に示すように、被計測気体３０の流れ方向に対して傾斜した傾斜面を有しており、導電性部品７１２の傾斜面部を、かかる傾斜面に沿った形状にすることができる。したがって、図１７の構成例と比較して、傾斜面部の分だけ、導電性部品７１２の表面距離をより長く確保することができる。そして、被計測気体３０に含まれている異物が被計測気体３０の上流側から流れてきて傾斜面部に接触した際に、異物の除電をすることができる。
【００９８】
導電性部品７１２は、図１７に示す構成例と比較して、導電性部品７１２の上面部と下面部との間に空間部分が形成されている。したがって、回路パッケージ４００をモールドする際に、かかる空間部分に樹脂材を通過させることができ、樹脂材の流れを阻害することなく、金型の隅々まで十分な量の樹脂材を円滑に行き渡らせることができ、成形が容易である。
【００９９】
なお、上記した本実施例では、導電性部品７１１、７１２を、流量検出部６０２よりも副通路上流側と副通路下流側の両方の位置に設けた場合を例に説明したが、この構成に限定されるものではなく、種々の変更及び組み合わせが可能である。例えば、流量検出部６０２よりも副通路上流側のみ、あるいは副通路下流側のみに設けてもよく、また、計測用流路面４３１に加えて非計測面４３２に設けることや、非計測面４３２のみに設けることも可能であり、本実施例と同様に副通路内の流路露出部４３０の除電を行うことができる。
【０１００】
［実施例３］
次に、本発明の実施例３について説明する。
図１９、図２０は、実施例３の回路パッケージの構成を説明する図であり、図１９は、１次成形工程後の状態を示し、図２０は、二次成形工程後の状態を示している。本実施例において特徴的なことは、回路パッケージを形成する第１樹脂モールド工程を一次成形工程と二次成形工程の２回に分けて行い、二次成形工程で回路パッケージ４００に導電部７００を形成した構成としたことである。
【０１０１】
導電部７００は、計測用流路面４３１の少なくとも一部とリードフレーム４０１のリード面４０４との間に亘って設けられた導電性モールド樹脂材７２１によって構成されている。一次成形工程では、回路パッケージ４００の計測用流路面４３１は成形せず、計測用流路面４３１以外の部分のみを、導電性を有していない非導電性モールド樹脂材４０３により成形する。例えば、回路パッケージ４００の表面側を形成する金型は、計測用流路面４３１の箇所においてリードフレーム４０１のリード面４０４に当接する成形面を有している。かかる金型を用いて、回路パッケージ４００のモールド成形を行う。これにより、回路パッケージ４００は、図１９に示すように、計測用流路面４３１を有しておらず、回路パッケージ４００の表面側にリードフレーム４０１のリード面４０４が部分的に露出している。
【０１０２】
そして、二次成形工程では、回路パッケージ４００の計測用流路面４３１の部分のみを形成する金型で導電性モールド樹脂材７２１を用いて成形する。したがって、回路パッケージ４００の計測用流路面４３１は、図２０に示すように、導電性モールド樹脂材７２１によって構成されて、回路パッケージ４００の表面に導電性領域を形成している。そして、導電性モールド樹脂材７２１は、リードフレーム４０１のリード面４０４に接触した状態で成形されており、計測用流路面４３１とリードフレーム４０１のリード面４０４との間に亘って設けられている。したがって、実施例１と同様に、被計測気体３０に含まれているダストや微粒子などの異物を除電することができ、帯電した異物が静電気によって流路露出部４３０の流量検出部６０２やその近傍の構成物に付着するのを抑制し、これらの汚損による検出性能の劣化を防止できる。
【０１０３】
第１樹脂モールド工程では、熱伝達面露出部４３６への樹脂材の流入を防止するために熱伝達面露出部４３６の部分に金型、例えば入れ駒を当てて、熱伝達面露出部４３６における素子表面への樹脂の流入を阻止している。例えば実施例２の導電性部品７１１であるニッケルパッドは、導電性接着剤でリードフレーム４０１のリード面４０４に接着されるので、表面の高さ位置にバラツキが発生し、回路パッケージ４００のモールド成形時に熱伝達面露出部４３６の素子表面とニッケルパッドの表面に高さバラツキが発生する可能性がある。これに対して、本実施例のように二段式の樹脂成形工程とした場合、一回目も二回目も熱伝達面露出部４３６の素子表面を金型で押さえるので、段差が発生せず、熱伝達面露出部４３６への樹脂の流入を確実に阻止できる。
【０１０４】
なお、上述の実施例では、回路パッケージ４００の計測用流路面４３１のみを導電性モールド樹脂材により構成する場合を例に説明したが、かかる構成に限定されるものではない。例えば、計測用流路面４３１の一部を導電性モールド樹脂材により構成し、あるいは、回路パッケージ４００の流路露出部４３０を全部導電性モールド樹脂材により構成してもよい。
【０１０５】
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。
【符号の説明】
【０１０６】
３００  熱式流量計
３０２  ハウジング
３０３  表カバー
３０４  裏カバー
４００  回路パッケージ
４０１  リードフレーム
４０３  樹脂材
４３０  流路露出部
４３１  計測用流路面
４３４、４３５  凹穴
６０２  流量検出部
７００  導電部
７０１  導電層
７０２  導電性接着剤
【図１】
0006436925.tif 000002
【図２Ａ】
0006436925.tif 000003
【図２Ｂ】
0006436925.tif 000004
【図２Ｃ】
0006436925.tif 000005
【図２Ｄ】
0006436925.tif 000006
【図２Ｅ】
0006436925.tif 000007
【図３Ａ】
0006436925.tif 000008
【図３Ｂ】
0006436925.tif 000009
【図４】
0006436925.tif 000010
【図５】
0006436925.tif 000011
【図６】
0006436925.tif 000012
【図７】
0006436925.tif 000013
【図８】
0006436925.tif 000014
【図９】
0006436925.tif 000015
【図１０】
0006436925.tif 000016
【図１１】
0006436925.tif 000017
【図１２】
0006436925.tif 000018
【図１３】
0006436925.tif 000019
【図１４】
0006436925.tif 000020
【図１５】
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【図１６】
0006436925.tif 000022
【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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