(57)【要約】【課題】熱線抵抗の抵抗測定を安定に行うことができ、清浄な環境を保つことを可能とする非分散型赤外分析計用フローセンサを提供する。【解決手段】基板１上にスパッタ法によりニッケル金属を厚み３〜４ミクロンになるように成膜する。成膜したニッケル金属膜にフォトリソ技術を用いてパターニングをしレジスト保護膜を形成する。続いて、硝酸水溶液を用いて、レジスト保護膜が形成されていない部分のニッケル金属膜をエッチングすることにより熱線抵抗５および端子６ａ、６ｂを形成する。フォトリソに使用するマスクにはパターニング後にパッド部７ａ、７ｂが端子６ａ、６ｂ上に少なくとも１箇所ずつあるようなものを使用する。パターニング後に、パッド部７ａ、７ｂを硝酸水溶液に侵されないシリコンゴム等で覆った後、エッチングを行う。エッチング後にシリコンゴムを取り除くことにより、ニッケル金属が露出したパッド部７ａ、７ｂを形成する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
細幅パターンを含むように形成された金属膜よりなる熱線抵抗と、熱線抵抗の両端に形成された端子を有するフローセンサにおいて、前記熱線抵抗および端子をフォトリソ技術により形成する際に、前記端子の全部あるいは一部分に金属が露出した部分を形成したことを特徴とするフローセンサ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する分野】
本発明は、非分散赤外分析計の検出素子として用いられる熱線式フローセンサに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ガス成分の定量分析に用いる熱線式フローセンサは、抵抗の温度係数の大きい感温抵抗金属箔をガスフロー中に前後して配置し、それらの感温抵抗金属箔をブリッジ接続しそれら金属箔の抵抗変化からフロー中のガス成分の定量分析を行う（特許文献１、２参照）。
【０００３】
従来の非分散赤外分析計に用いられているフローセンサの構成を図５、６に示す。図５はフローセンサの平面図であり、図６はフローセンサの側面図である。
フローセンサ１１は中央にガス流通孔１８を有するセンサチップ１３の裏表両面に、抵抗の温度係数の大きい熱線抵抗１５、１６が形成されている。熱線抵抗１５、１６には抵抗の温度係数の大きな金属、例えばニッケルが使用される。熱線抵抗１５、１６は、例えば幅２０ミクロン、長さ３０ミリの細幅電極が２０ミクロン間隔で２０個程度直列に連なっているパターンが向かいあった構造を持っており、ガス流通孔１８において露出している。センサチップ１３は、基材である中央にガス流通孔２１を有するセラミックベース２０に導電性を有する銀ペースト２３、２４、２５により接着固定されている。熱線抵抗１５の両端の端子２７、２８にはワイヤ２９、３０がそれぞれ銀ペースト２３、２４により電気的に接続されており、ブリッジ回路（図示せず）に接続されている。熱線抵抗１６の両端の端子３１、３２にはワイヤ３３、３０が接続されておりブリッジ回路（図示せず）に接続されている。端子２８と端子３２は貫通孔３５で銀ペースト２４により短絡されており、熱線抵抗１５、１６でブリッジ回路を形成するための共通端子となっている。フローセンサ１１はガスフロー中に配置され、流れによる熱の授受により生じる裏表両面の熱線抵抗１５、１６の抵抗値のずれをブリッジ回路により検出することによりその流れを検知し、フロー中のガス成分の定量分析を行う。
【０００４】
銀ペースト２４、２５は、センサチップ１３とセラミックベース２０とを固定するとともに、櫛形の抵抗体１５、１６の抵抗変化の測定を行うため、端子３１、３２とワイヤ３０、３３および端子３１、３２とセラミックベース２０上の配線用パターン３７、３８とを接続する機能も有している。
【０００５】
熱線抵抗および端子はフォトリソ技術を利用して形成される。図３に従来の熱線式フローセンサの平面図を、図４に従来の熱線式フローセンサの断面図を示す。図３、４に示すような熱線抵抗５および端子６ａ、６ｂは、基板１上に金属膜２を蒸着、スパッタ、メッキ等の手段により形成し、続いてレジスト等の保護膜３をパターニングした後に、保護膜がパターニングされていない部分をエッチングすることにより形成される。よって、形成された熱線抵抗５および端子６ａ、６ｂはレジスト等の保護膜により覆われている。
【０００６】
熱線抵抗の抵抗値は２５〜３５Ωの範囲に設定することにより、熱線式フローセンサの出力信号が外周温度変化で変動するという温度依存性が極めて少なくなり、安定したガス流量の測定が行えるということが判明している。したがって、熱線式フローセンサの抵抗値はある一定範囲に形成する必要がある。よって、製造過程においてその抵抗値を確認することが要求される。そのため、従来は図４に示すように先端が針状になっている抵抗測定端子４を付属した抵抗測定器を用いて、熱線抵抗５の両端の端子６ａ、６ｂ上に抵抗測定端子４をあてて、端子６ａ、６ｂ上の保護膜を突き破ることにより抵抗測定を行っている。
【０００７】
【特許文献１】
特開２００１−２５５２６９号公報
【特許文献２】
特開２００１−６６２７２号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の方法では抵抗測定端子４と金属膜２との間に突き破られた端子６ａ、６ｂ上の保護膜の残渣が噛んでしまい、接触不良を起こすことにより安定した抵抗測定が出来ないことに加えて、端子６ａ、６ｂ上の保護膜を突き破るときに発生する屑により金属成膜面の清浄性を欠いてしまうという欠点があった。
【０００９】
本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、製造過程において熱線抵抗の抵抗測定を安定に行うことができ、清浄な環境を保つことを可能とする非分散型赤外分析計用フローセンサを提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記問題を解決するため、本発明のフローセンサは、細幅パターンを含むように形成された金属膜よりなる熱線抵抗と、熱線抵抗の両端に形成された端子を有するフローセンサにおいて、熱線抵抗および端子をフォトリソ技術により形成する際に、端子の全部あるいは一部分に金属が露出した部分を形成したものである。
【００１１】
抵抗測定端子を当てる部分に保護膜が無いことにより、従来のように金属成膜面と抵抗測定端子との間に保護膜の残渣が噛み接触不良を起こすこともなく、安定して熱線抵抗の抵抗測定を行うことができるようになる。また、保護膜屑の発生がなくなるため、フローセンサの清浄性を保つことが可能となる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図を参照しながら詳細に説明する。図１に本発明のフローセンサの一実施例の概略構成を示す平面図を、図２に断面図を示す。本発明のフローセンサは基板１と、金属膜２と、熱線抵抗５と、端子６ａ、６ｂおよび熱線抵抗５と、端子６ａ、６ｂを覆う保護膜３および端子６ａ、６ｂ上に設けた保護膜が形成されていないパッド部７ａ、７ｂから構成されている。
【００１３】
次に、本発明のフローセンサの作製方法を説明する。基板１上にスパッタ法によりニッケル金属を厚み３〜４ミクロンになるように成膜する。成膜したニッケル金属膜にフォトリソ技術を用いて図１に示すようなパターニングをしレジスト保護膜を形成する。続いて、硝酸水溶液を用いて、レジスト保護膜が形成されていない部分のニッケル金属膜をエッチングすることにより熱線抵抗５および端子６ａ、６ｂを形成する。フォトリソに使用するマスクは図示していないが、パターニング後にパッド部７ａ、７ｂが端子６ａ、６ｂ上に少なくとも１箇所ずつあるようなものを使用する。パッド部７ａ、７ｂの形状は抵抗測定端子４が当てることができる形状であれば特に限定しない。パターニング後に、パッド部７ａ、７ｂを硝酸水溶液に侵されないシリコンゴム等で覆った後、エッチングを行う。
エッチング後にシリコンゴムを取り除くことにより、ニッケル金属が露出したパッド部７ａ、７ｂを形成する。
【００１４】
上記形状のマスクを使用してフォトリソ技術を用いてパターニングすることにより、端子６ａ、６ｂ上にレジスト保護膜で被覆されていないニッケル金属が露出したパッド部７ａ、７ｂが形成される。パッド部７ａ、７ｂに抵抗測定端子４を当て、抵抗測定を行うことにより、レジスト保護膜を突き破る必要がなく、安定した抵抗測定が可能となる。また、レジスト残渣が発生することはなく、フローセンサ表面を清浄に保つことができる。
【００１５】
以上、本発明の実施例を説明したが、本発明は上記実施例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要旨の範囲内で種々の変更を行うことができる。例えば、上記実施例においては、熱線抵抗としてニッケル金属を形成しているが、ニッケルに限らず抵抗の温度係数の大きな材料であればいい。
【００１６】
【発明の効果】
本発明のフローセンサは上記のように構成されており、端子上にレジスト保護膜で被覆されていない金属膜が露出したパッド部が形成されているので、熱線抵抗部の抵抗値を常に正確に測定することができ、測定誤差による不良の発生を防ぐことが可能となった。また、抵抗測定の短縮も可能となった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のフローセンサの一実施例の概略構成平面図である。
【図２】本発明のフローセンサの一実施例の概略構成断面図である。
【図３】従来のフローセンサの概略構成平面図である。
【図４】従来のフローセンサの概略構成断面図である。
【図５】従来のフローセンサの概略構成平面図である。
【図６】従来のフローセンサの概略構成側面図である。
【符号の説明】
１−−−基板
２−−−金属膜
３−−−保護膜
４−−−抵抗測定素子
５−−−熱線抵抗
６ａ、６ｂ−−−端子
７ａ、７ｂパッド部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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