(57)【要約】【課題】センサチップと筐体との隙間に溜まった液体が凍結する際の体積膨張によるセンサチップのメンブレンの破損を防止できる流量センサを提供する。【解決手段】凹部１２を有する筺体１０と、この凹部１２に収容され、流体の流量を検出するセンシング部をなすメンブンレン２５を有するセンサチップ２０とを備え、筐体の凹部１２の底面１２ａおよび側面１２ｂとセンサチップ２０との間に隙間２７が設けられており、筺体１０のうち隙間２７に面する部分１３に、隙間２７に溜まった液体が凍結する際の体積膨張によって変形する薄膜部１３ａが設けられている構成とする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
凹部（１２）を有する筺体（１０）と、
前記凹部（１２）に収容され、流体の流量を検出するセンシング部をなすメンブンレン（２５）が表面側に形成されたセンサチップ（２０）とを備え、
前記センサチップ（２０）の裏面（２２）と前記凹部（１２）の底面（１２ａ）とが隙間（２７）を有して対向しているとともに、前記センサチップ（２０）の側面（２３）と前記凹部（１２）の側面（１２ｂ）とが隙間（２７）を有して対向しており、
前記筺体（１０）のうち前記隙間（２７）に面する部分（１３、１４）に、前記隙間（２７）に溜まった液体が凍結する際の体積膨張によって変形する薄膜部（１３ａ、１４ａ、４１、４２）が設けられていることを特徴とする流量センサ。
【請求項２】
前記薄膜部（１３ａ、１４ａ、４１、４２）は、前記筐体（１０）の外側に設けた窪み（１５、１６）によって、前記筐体（１０）の前記隙間（２７）側の表面に設けられたものであることを特徴とする請求項１に記載の流量センサ。
【請求項３】
前記薄膜部（１３ａ）は、前記筺体（１０）のうち前記凹部（１２）の底面（１２ａ）を構成する底面部（１３）に設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の流量センサ。
【請求項４】
前記薄膜部（１３ａ）は、前記筺体（１０）のうち前記メンブレン（２５）に対向する部位に設けられていることを特徴とする請求項３に記載の流量センサ。
【請求項５】
前記薄膜部（１４ａ）は、前記筐体（１０）の前記凹部（１２）の側面（１２ｂ）を構成する側面部（１３）に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の流量センサ。
【請求項６】
前記筐体（１０）は樹脂材料で構成され、
前記薄膜部（１３ａ、１４ａ）は、前記筐体（１０）と同じ樹脂材料で構成されていることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１つに記載の流量センサ。
【請求項７】
前記筐体（１０）のうち前記薄膜部（１３ａ、１４ａ）の周縁に溝（１３ｂ、１４ｂ）が設けられていることを特徴とする請求項６に記載の流量センサ。
【請求項８】
前記筐体（１０）は樹脂材料で構成され、
前記薄膜部（４１、４２）は、金属材料で構成されていることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１つに記載の流量センサ。
【請求項９】
前記凹部（１２）と前記センサチップ（２０）との間に、前記隙間（２７）が設けられた状態で、前記隙間（２７）に溜まった液体が凍結する際の体積膨張によって圧縮変形する圧縮変形部材（５１、５２、５３）が配置されていることを特徴とする請求項１ないし８のいずれか１つに記載の流量センサ。
【請求項１０】
前記凹部（１２）の前記底面（１２ａ）のうち前記凹部（１２）の前記側面（１２ｂ）に隣接する外周部に溝（６１）が設けられていることを特徴とする請求項１ないし９のいずれか１つに記載の流量センサ。
【請求項１１】
凹部（１２）を有する筺体（１０）と、
前記凹部（１２）に収容され、流体の流量を検出するセンシング部をなすメンブレン（２５）が表面側に形成されたセンサチップ（２０）とを備え、
前記センサチップ（２０）の裏面（２２）と前記凹部（１２）の底面（１２ａ）とが所定の間隔を有して対向しているとともに、前記センサチップ（２０）の側面（２３）と前記凹部（１２）の側面（１２ｂ）とが所定の間隔を有して対向しており、
前記センサチップ（２０）と前記凹部（１２）との間に、隙間（２７）が形成された状態で、前記隙間（２７）に溜まった液体が凍結する際の体積膨張によって圧縮変形する圧縮変形部材（５１、５２、５３）が配置されていることを特徴とする流量センサ。
【請求項１２】
前記圧縮変形部材（５１）は、前記凹部（１２）の前記底面（１２ａ）に固定されていることを特徴とする請求項９または１１に記載の流量センサ。
【請求項１３】
前記圧縮変形部材（５２）は、前記凹部（１２）の前記側面（１２ｂ）に固定されていることを特徴とする請求項９、１１、１２のいずれか１つに記載の流量センサ。
【請求項１４】
前記メンブレン（２５）は、前記センサチップ（２０）の前記裏面（２０ｂ）側に設けられた窪み（２６）の底部として構成されており、
前記圧縮変形部材（５３）は、前記センサチップ（２０）の前記裏面（２０ｂ）のうち前記窪み（２６）を除く領域に固定されていることを特徴とする請求項９、１１、１２、１３のいずれか１つに記載の流量センサ。
【請求項１５】
前記メンブレン（２５）は、前記センサチップ（２０）の前記裏面（２０ｂ）側に設けられた窪み（２６）の底部として構成されており、
前記圧縮変形部材（５３）は、前記窪み（２６）を覆うように、前記センサチップ（２０）の前記裏面（２２）に固定されているとともに、前記圧縮変形部材（５３）のうち前記窪み（２６）を覆う部分の一部に貫通穴（５３ａ）が形成されていることを特徴とする請求項９、１１、１２、１３のいずれか１つに記載の流量センサ。
【請求項１６】
前記センサチップ（２０）は、前記一端側に前記メンブレン（２５）が形成され、前記一端側とは反対の他端側が前記凹部（１２）の前記底面（１２ａ）に固定されており、
前記圧縮変形部材（５１、５２、５３）は、前記窪み（２６）の前記他端側の端部の位置よりも前記一端側の範囲に配置されていることを特徴とする請求項９、１１、１２、１３、１４、１５のいずれか１つに記載の流量センサ。
【請求項１７】
前記圧縮変形部材（５３）は、前記センサチップ（２０）の前記裏面（２０ｂ）のうち前記凹部（１２）の前記底面（１２ａ）に固定される固定部（２２ａ）にも配置されていることを特徴とする請求項１４または１５に記載の流量センサ。
【請求項１８】
凹部（１２）を有する筺体（１０）と、
前記凹部（１２）に収容され、流体の流量を検出するセンシング部をなすメンブンレン（２５）が表面側に形成されたセンサチップ（２０）とを備え、
前記センサチップ（２０）の裏面（２２）と前記凹部（１２）の底面（１２ａ）とが隙間（２７）を有して対向しているとともに、前記センサチップ（２０）の側面（２３）と前記凹部（１２）の側面（１２ｂ）とが隙間（２７）を有して対向しており、
前記凹部（１２）の前記底面（１２ａ）のうち前記凹部（１２）の前記側面（１２ｂ）に隣接する外周部に溝（６１）が設けられていることを特徴とする流量センサ。
【請求項１９】
前記底面（１２ａ）の前記外周部に設けられた前記溝（６１）は、前記外周部の全域に設けられていることを特徴とする請求項１０または１８に記載の流量センサ。
【請求項２０】
前記凹部（１２）の前記底面（１２ａ）は、前記メンブレン（２５）に対向する部分から前記外周部に設けられた前記溝（６１）に向かうにつれて低くなるように傾斜していることを特徴とする請求項１０、１８、１９のいずれか１つに記載の流量センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流体の流量を検出するためのセンサチップを備えた流量センサに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
エンジン等の吸入空気量を検出する流量センサとして、センサチップを筐体の凹部内に片持ちで実装し、センサチップと筐体との間に隙間を設けた構造のものがある（例えば、特許文献１、２参照）。これは、隙間を設けることで、筐体からセンサチップへの応力伝達を抑制すること等を図ったものである。
【０００３】
また、この構造の流量センサにおいては、センサチップにはセンシング部をなすメンブレンが形成されており、センサチップと筐体との隙間は、密閉空間ではなく、開放された空間であり、これにより、メンブレンの表側と裏側の圧力が同等となっている。これは、メンブレンの両側の圧力差により、メンブレンに歪みが生じると、検出結果に影響が生じてしまうからである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−１６００９２号公報
【特許文献２】特開２０１０−１６００９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
図１７に、課題を説明するための流量センサの断面構造を示す。図１７に示す流量センサは、上述のセンサチップ２０を筐体１０の凹部１２内に片持ちで実装した構造のものである。センサチップ２０は、一端側にセンシング部２４をなすメンブレン２５が形成されており、メンブレン２５から離れた側である他端側が筐体１０に接着剤３０を介して固定されている。
【０００６】
このような実装構造のセンサでは、センサチップ２０と筐体１０との間に微小な隙間２７が生じている。すなわち、センサチップ２０の裏面２２と筐体１０との間に隙間が生じているとともに、センサチップ２０の側面２３と筐体１０との間にも隙間が生じている。このため、この微小な隙間２７に結露により生じた水等の液体２８が溜まりやすい。
【０００７】
そして、図１７に示すように、センサチップ２０のメンブレン２５に達する高さ、もしくは、それに近い高さまで、液体２８が溜まった場合、この溜まった液体２８が凍結すると、液体２８が凍結する際の体積膨張によって、図１７中の矢印のように、メンブレン２５が外側に押され、メンブレン２５が破損するという問題がある。
【０００８】
なお、この問題は、センサチップが片持ちで実装された構造のものに限らず、センサチップと筐体との間に隙間を設けた状態で、センサチップを筐体の凹部に収容した流量センサにおいて発生するものである。
【０００９】
本発明は上記点に鑑みて、センサチップと筐体との隙間に溜まった液体が凍結する際の体積膨張によるセンサチップのメンブレンの破損を防止できる流量センサを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、
凹部（１２）を有する筺体（１０）と、
筺体（１０）の凹部（１２）に収容され、流体の流量を検出するセンシング部をなすメンブンレン（２５）が表面側に形成されたセンサチップ（２０）とを備え、
センサチップ（２０）の裏面（２２）と凹部（１２）の底面（１２ａ）とが隙間（２７）を有して対向しているとともに、センサチップ（２０）の側面（２３）と凹部（１２）の側面（１２ｂ）とが隙間（２７）を有して対向しており、
筺体（１０）のうち隙間（２７）に面する部分（１３、１４）に、隙間（２７）に溜まった液体が凍結する際の体積膨張によって変形する薄膜部（１３ａ、１４ａ、４１、４２）が設けられていることを特徴とする。
【００１１】
これによれば、センサチップと筐体との隙間に溜まった液体が凍結して体積膨張したとき、筐体に設けた薄膜部が変形することで、液体が凍結することによる体積膨張分を吸収でき、メンブレンの破損を防止できる。
【００１２】
請求項１に記載の発明においては、請求項２に記載のように、薄膜部（１３ａ、１４ａ、４１、４２）は、筐体（１０）の外側に設けた窪み（１５、１６）によって、筐体（１０）の隙間（２７）側の表面に設けられたものであることが好ましい。これによれば、メンブレンの裏側での乱流の発生を防止できるからである。
【００１３】
また、請求項１に記載の発明における薄膜部の位置については、具体的には、請求項３に記載のように、筐体の底面部としたり、請求項５に記載のように、筐体の側面部としたりすることができるが、特に、請求項４に記載のように、筺体（１０）のうちメンブレン（２５）に対向する部位とすることが好ましい。
【００１４】
また、請求項１に記載の発明における薄膜部の材質については、請求項６に記載のように、薄膜部を筐体（１０）と同じ樹脂材料で構成したり、請求項８に記載のように、薄膜部を金属材料で構成したりすることができる。
【００１５】
また、請求項１に記載の発明においては、例えば、請求項７に記載のように、筐体（１０）のうち薄膜部（１３ａ、１４ａ）の周縁に溝（１３ｂ、１４ｂ）を設けることが好ましい。これによれば、薄膜部の周縁の剛性を下げることができ、薄膜部が変形し易くなるからである。
【００１６】
また、請求項１に記載の発明においては、さらに、請求項９、１０に記載の発明を採用できる。
【００１７】
すなわち、請求項９に記載の発明では、請求項１〜８に記載の発明において、凹部（１２）とセンサチップ（２０）との間に、隙間（２７）が設けられた状態で、隙間（２７）に溜まった液体が凍結する際の体積膨張によって圧縮変形する圧縮変形部材（５１、５２、５３）が配置されていることを特徴とする。
【００１８】
これによれば、センサチップと筐体との隙間に溜まった液体が凍結して体積膨張したとき、さらに、圧縮変形部材が圧縮変形することでも、液体が凍結することによる体積膨張分を吸収でき、メンブレンの破損を防止できる。
【００１９】
請求項１０に記載の発明では、請求項１〜９に記載の発明において、凹部（１２）の底面（１２ａ）のうち凹部（１２）の側面（１２ｂ）に隣接する外周部に溝（６１）が設けられていることを特徴とする。
【００２０】
これによれば、センサチップと筐体との隙間に液体が流入した場合に、凹部の底面の外周部に設けた溝に液体が溜まるため、凹部の底面の外周部に溝が設けられていない場合と比較して、メンブレン近傍まで液体が溜まり難い構造とすることができる。
【００２１】
また、上記目的を達成するため、請求項１１に記載の発明では、
凹部（１２）を有する筺体（１０）と、
凹部（１２）に収容され、流体の流量を検出するセンシング部をなすメンブレン（２５）が表面側に形成されたセンサチップ（２０）とを備え、
センサチップ（２０）の裏面（２２）と凹部（１２）の底面（１２ａ）とが所定の間隔を有して対向しているとともに、センサチップ（２０）の側面（２３）と凹部（１２）の側面（１２ｂ）とが所定の間隔を有して対向しており、
センサチップ（２０）と凹部（１２）との間に、隙間（２７）が形成された状態で、隙間（２７）に溜まった液体が凍結する際の体積膨張によって圧縮変形する圧縮変形部材（５１、５２、５３）が配置されていることを特徴とする。
【００２２】
これによれば、センサチップと筐体との隙間に溜まった液体が凍結して体積膨張したとき、圧縮変形部材が圧縮変形することで、液体が凍結することによる体積膨張分を吸収でき、メンブレンの破損を防止できる。
【００２３】
請求項９、１１に記載の発明においては、例えば、請求項１２に記載のように、圧縮変形部材（５１）を凹部（１２）の底面（１２ａ）に固定したり、請求項１３に記載のように、圧縮変形部材（５２）を凹部（１２）の側面（１２ｂ）に固定したり、請求項１４に記載のように、圧縮変形部材（５３）を、センサチップ（２０）の裏面（２０ｂ）のうち窪み（２６）を除く領域に固定したり、請求項１５に記載のように、圧縮変形部材（５３）を、窪み（２６）を覆うように、センサチップ（２０）の裏面（２２）に固定し、圧縮変形部材（５３）のうち窪み（２６）を覆う部分の一部に貫通穴（５３ａ）を形成したりすることができる。
【００２４】
また、請求項９、１１に記載の発明においては、請求項１６に記載のように、センサチップ（２０）が、一端側にメンブレン（２５）が形成され、一端側とは反対の他端側が凹部（１２）の底面（１２ａ）に固定されている場合では、圧縮変形部材（５１、５２、５３）が、窪み（２６）の他端側の端部の位置よりも一端側の範囲に配置されていることが好ましい。
【００２５】
これは、センサチップが筐体の凹部内に片持ちで実装されている場合では、特に、センサチップのうち筐体に固定されている部分から離れた部位に、異物や液体が存在するときに、センサチップに加わる応力が大きいからである。
【００２６】
また、圧縮変形部材（５３）を、センサチップ（２０）の裏面（２０ｂ）に固定する場合では、請求項１７に記載のように、圧縮変形部材（５３）を、センサチップ（２０）の裏面（２０ｂ）のうち凹部（１２）の底面（１２ａ）に固定される固定部（２２ａ）にも配置することが好ましい。
【００２７】
これによれば、センサチップを筐体の凹部に組み付ける際に、センサチップが凹部に押し付けられても、圧縮変形部材が圧縮変形することによって、センサチップにかかる応力を緩和でき、センサチップを低応力で組み付けることが可能だからである。
【００２８】
また、上記目的を達成するため、請求項１８に記載の発明では、
凹部（１２）を有する筺体（１０）と、
凹部（１２）に収容され、流体の流量を検出するセンシング部をなすメンブンレン（２５）が表面側に形成されたセンサチップ（２０）とを備え、
センサチップ（２０）の裏面（２２）と凹部（１２）の底面（１２ａ）とが隙間（２７）を有して対向しているとともに、センサチップ（２０）の側面（２３）と凹部（１２）の側面（１２ｂ）とが隙間（２７）を有して対向しており、
凹部（１２）の底面（１２ａ）のうち凹部（１２）の側面（１２ｂ）に隣接する外周部に溝（６１）が設けられていることを特徴とする。
【００２９】
これによれば、センサチップと筐体との隙間に液体が流入した場合に、凹部の底面の外周部に設けた溝に液体が溜まるため、凹部の底面の外周部に溝が設けられていない場合と比較して、メンブレン近傍まで液体が溜まり難い構造となる。よって、本発明によれば、センサチップと筐体との隙間に溜まった液体が凍結する際の体積膨張によるセンサチップのメンブレンの破損を極力回避できる。
【００３０】
また、請求項１０、１８に記載の発明においては、請求項１９に記載のように、溝（６１）を外周部の全域に設けたり、請求項２０に記載のように、凹部（１２）の底面（１２ａ）を、メンブレン（２５）に対向する部分から溝（６１）に向かうにつれて低くなるように傾斜している形状としたりすることが好ましい。
【００３１】
なお、この欄および特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】第１実施形態における流量センサの平面図である。
【図２】図１中のＡ−Ａ’断面図である。
【図３】第２実施形態における流量センサの断面図である。
【図４】第３実施形態における流量センサの断面図である。
【図５】第４実施形態における流量センサの断面図である。
【図６】第５実施形態における流量センサの断面図である。
【図７】第６実施形態における流量センサの断面図である。
【図８】第７実施形態における流量センサの断面図である。
【図９】第８実施形態における流量センサの断面図である。
【図１０】第９実施形態における流量センサの断面図である。
【図１１】第１０実施形態における流量センサの断面図である。
【図１２】第１１実施形態における流量センサの断面図である。
【図１３】第１２実施形態における流量センサのＡ−Ａ’断面図である。
【図１４】第１２実施形態における流量センサのＢ−Ｂ’断面図である。
【図１５】第１２実施形態の流量センサが解決しようとする課題を説明するための流量センサの断面図である。
【図１６】第１３実施形態における流量センサの断面図である。
【図１７】発明が解決しようとする課題を説明するための流量センサの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、説明の簡略化を図るべく、図中、同一符号を付してある。
【００３４】
（第１実施形態）
図１に本実施形態における流量センサ１の平面図を示し、図２に図１中のＡ−Ａ’断面図を示す。本実施形態の流量センサ１は、例えば、車両のエンジンへの吸気やエンジンからの排気の流量を検出する際に用いられるものである。
【００３５】
まず、本実施形態における流量センサ１の全体構成について説明する。図１、２に示すように、流量センサ１は、筐体１０と、センサチップ２０とを備えている。
【００３６】
筐体１０は、センサチップ２０や図示しない回路チップを収容するものであり、筐体１０は、エポキシ系樹脂、ＰＰＳ、ＰＢＴ等の樹脂により構成される。
【００３７】
筐体１０は、図１中の左側部分において、内部に回路チップを封止しており、センサチップ２０および回路チップと外部とを電気的に接続するためのリード端子１１が筐体１０から突出している。このように、筐体１０は、回路チップを封止していることから封止部材でもある。
【００３８】
また、筐体１０は、図１中の右側部分において、図２に示すように、センサチップ２０を収容する凹部１２を有している。
【００３９】
センサチップ２０は、表面２１と、該表面２１の反対側の裏面２２と、表面２１および裏面２２に垂直な側面２３とを有し、流体の流量を検出するためのセンシング部２４を有するものである。
【００４０】
このセンシング部２４はセンサチップ２０の表面２１側に設けられている。また、センシング部２４にはヒータ抵抗を含んだブリッジ回路が形成されており、該ブリッジ回路の出力が一定になるようにヒータ抵抗の発熱が制御される。センサチップ２０としては、例えばシリコン基板が採用される。
【００４１】
本実施形態では、センシング部２４がＭＥＭＳ技術により形成されたものが採用される。具体的には、センサチップ２０の裏面２２側の一部がエッチングされて、センサチップ２０の裏面２２側に窪み２６が設けられることにより、センサチップ２０の表面２１側にメンブレン（薄肉部）２５が形成されている。このように、メンブレン２５は、窪み２６の底部として構成されている。
【００４２】
このメンブレン２５に図示しないヒータ抵抗が形成されている。また、メンブレン２５にはヒータ抵抗とは別に抵抗体が形成され、シリコン基板の一部にも抵抗体が形成されている。そして、ヒータ抵抗および抵抗体でブリッジ回路が構成されている。このように、メンブレン２５がセンシング部２４をなしている。
【００４３】
センサチップ２０は、筐体１０の凹部１２内に片持ちで実装され、センサチップ２０と筐体１０との間に隙間２７が設けられている。
【００４４】
すなわち、センサチップ２０は、表面２１に平行な方向における一端側にメンブレン２５が形成されており、メンブレン２５から離れた側である他端側の裏面２２の一部が、筐体１０の凹部１２の底面１２ａに接着剤３０を介して固定されている。接着剤３０としては、例えば、接着性を有する非導電性樹脂層としてのＮＣＦ（Ｎｏｎ  Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ  Ｆｉｌｍ）が採用される。
【００４５】
そして、センサチップ２０の裏面２２と筐体１０の凹部１２の底面１２ａとの間に隙間２７が設けられているとともに、センサチップ２０の側面２３と筐体１０の凹部１２の側面１２ｂとの間にも隙間２７が設けられている。この隙間２７の大きさ（センサチップ２０と筐体１０の凹部１２との間隔）は、例えば、２０〜１００μｍである。このように、センサチップ２０の裏面２２と凹部１２の底面１２ａとが隙間２７を有して対向しているとともに、センサチップ２０の側面２３と凹部１２の側面１２ｂとが隙間２７を有して対向している。
【００４６】
また、センサチップ２０の表面２１は筐体１０から露出しており、その表面２１に設けられた接続部が、ワイヤ３１を介して、回路チップと電気的に接続されている。ワイヤ３１は、ワイヤ保護剤３２によって覆われて保護されている。ワイヤ保護剤３２としては、例えばエポキシ系樹脂が採用される。
【００４７】
以上が、本実施形態における流量センサ１の全体構成である。このような流量センサ１では、センサチップ２０のセンシング部２４のヒータ抵抗が加熱された状態で、ヒータ抵抗の熱が流体の流れによって奪われたことにより変化したブリッジ回路の出力の変化に基づいて流体の流量が検出されるようになっている。そして、センサチップ２０から回路チップに入力された検出信号が処理され、リード端子１１を介して外部に出力されることとなる。
【００４８】
次に、本実施形態の特徴部分について説明する。
【００４９】
図２に示すように、筐体１０は、センサチップ２０と筐体１０との隙間２７に面する部位に、隙間２７に溜まった液体が凍結する際の体積膨張によって変形する薄膜部１３ａが設けられている。
【００５０】
具体的には、筐体１０は、凹部１２の底面１２ａを構成する底面部１３と、凹部１２の側面１２ｂを構成する側面部１４とを有しており、底面部１３のうちセンサチップ２０のメンブレン２５に対向する部位に薄膜部１３ａが設けられている。薄膜部１３ａの平面形状は、図１に示すように、メンブレン２５と同様に四角形であり、メンブレン２５と同等以上の大きさである。
【００５１】
本実施形態の薄膜部１３ａは、筐体１０と同じ樹脂材料で構成されており、筐体１０の底面部１３の一部を薄肉化したものである。具体的には、筐体１０の底面部１３の外側（反隙間側）に窪み１５を設けることで、薄膜部１３ａが筐体１０の底面部１３の隙間２７側の表面に形成されており、薄膜部１３ａは凹部１２の底面１２ａと面一となっている。
【００５２】
この薄膜部１３ａの形成方法としては、筐体１０の樹脂成形時に用いる型の形状を薄膜部１３ａが形成される形状として、筐体１０の樹脂成形と同時に薄膜部１３ａを形成する方法や、樹脂成型後に加工して筐体１０の外側から窪み１５を設ける方法が採用できる。なお、樹脂成型後に加工する方法では、筐体１０へのセンサチップ１０の搭載前に筐体１０を加工したり、筐体１０へのセンサチップ２０の搭載後に加工したりしても良い。
【００５３】
薄膜部１３ａは、隙間２７に溜まった液体が凍結する際の体積膨張によって変形するほどの変形しやすさを有していれば良いが、センサチップ２０のメンブレン２５と比較して、同等以上の変形しやすさを有していることが好ましい。
【００５４】
このため、本実施形態では、メンブレン２５の材質および膜厚等によって決まるメンブレン２５の強度（変形しやすさ）を基準にして、メンブレン２５と同等以上の変形しやすさを有するように、薄膜部１３ａの膜厚を決定する。具体的には、例えば、センサチップ２０のメンブレン２５がＳｉ、ＳｉＯ２、ＳｉＮ等の積層膜構造であって、２〜１０μｍ程度の厚さの場合、筐体１０がエポキシ樹脂、ＰＰＳ、ＰＢＴ等の樹脂製であれば、薄膜部１３ａの膜厚を５０〜１００μｍの範囲内とすれば良い。
【００５５】
以上説明したように、本実施形態の流量センサによれば、筐体１０のうち隙間２７に面する部位に、薄膜部１３ａを設けているので、センサチップ２０と筐体１０との隙間２７に溜まった液体が凍結して体積膨張するとき、この薄膜部１３ａが外側に押されて変形する。この薄膜部１３ａの変形によって、液体が凍結することによる体積膨張分を吸収して、液体が凍結する際の体積膨張によってメンブレン２５が外側に押されて変形するのを抑制でき、メンブレン２５の破損を防止できる。
【００５６】
ちなみに、薄膜部１３ａがメンブレン２５と同等の変形しやすさを有する場合、隙間２７に溜まった液体が凍結して体積膨張するとき、メンブレン２５と薄膜部１３ａの両方が変形するため、メンブレン２５のみが変形する場合と比較して、メンブレン２５の変形が低減される。したがって、この場合であっても、メンブレン２５の破損を防止できる。
【００５７】
一方、薄膜部１３ａがメンブレン２５よりも変形しやすい場合、隙間２７に溜まった液体が凍結して体積膨張するとき、メンブレン２５よりも先に薄膜部１３ａが変形することで、メンブレン２５の変形を防止でき、メンブレン２５の破損を防止できる。
【００５８】
また、センサチップ２０と筐体１０との隙間２７は例えば２０〜１００μｍ程度の微小であるため、液体がメンブレン２５の裏側の空間のみに存在する場合も考えられる。しかし、この場合であっても、本実施形態によれば、薄膜部１３ａを、筐体１０の底面部１３のうちメンブレン２５に対向する部位に設けているので、薄膜部１３ａによって液体が凍結することによる体積膨張分を吸収でき、液体が凍結する際の体積膨張によってメンブレン２５が押し上げられるのを抑制できる。
【００５９】
ところで、本実施形態とは異なり、筐体１０のうち凹部１２に面する部位に貫通孔を設けることでも、液体が凍結する際の体積膨張によってメンブレンが押し上げられるのを抑制できる。しかし、この場合では、この貫通孔からメンブレンの裏側に風が入って、メンブレンの裏側に生じる大きな乱流によって、メンブレンで検出する熱分布に乱れが生じ、測定結果に誤差が生じてしまう。
【００６０】
これに対して、本実施形態によれば、貫通孔ではなく、薄膜部１３ａを設けているので、メンブレン２５の裏側への風の浸入を防止でき、メンブレン２５の裏側での乱流の発生を防止できる。
【００６１】
（第２実施形態）
本実施形態では、第１実施形態と異なる点のみを説明する。図３に本実施形態における流量センサの断面図を示す。なお、図３は、図１中のＡ−Ａ’断面図に相当する。
【００６２】
図３に示すように、筐体１０に設けられている薄膜部１３ａの周縁に溝１３ｂが形成されている。この溝１３ｂは、筐体１０の底面部１３に対して隙間２７側から形成されたものである。溝１３ｂの形成範囲は、図１に示すように、薄膜部１３ａの平面形状が四角形であり、薄膜部１３ａの周縁部が４辺を有する四角形の場合、４辺のうち少なくとも対向する一組の２辺であり、より好ましい範囲は、周縁部の全域である。
【００６３】
このように溝１３ｂを形成することで、薄膜部１３ａの周縁部１３ｃを薄くして剛性を下げることができ、第１実施形態と比較して、薄膜部１３ａを変形し易くできる。
【００６４】
（第３実施形態）
本実施形態では、第１実施形態と異なる点のみを説明する。図４に本実施形態における流量センサの断面図を示す。なお、図４は、図１中のＡ−Ａ’断面図に相当する。
【００６５】
図４に示すように、本実施形態では、薄膜部として、筐体１０を構成する樹脂材料よりも高強度である金属材料で構成されたもの、すなわち、メタルダイヤフラム４１を用いている。これにより、薄膜部を異物による破損・破れに対して強くすることができる。
【００６６】
このような構造については、筐体１０の樹脂成形時に、型の内部にメタルダイヤフラム４１をインサートしたインサート成形により、筐体１０とメタルダイヤフラム４１とを一体に形成することができる。
【００６７】
ちなみに、本実施形態のメタルダイヤフラム４１は、図示しない回路チップ等が搭載されるリードフレームよりも薄く、変形しやすいものである。すなわち、リードフレームは、一般的に、銅等の金属製であり、変形しないように、厚さが０．２〜０．３ｍｍ程度であるのに対して、メタルダイヤフラム４１は、例えば、ＳＵＳ製で厚さが２５〜３０μｍのものが採用される。
【００６８】
なお、本実施形態では、薄膜部としてメタルダイヤフラム４１を用いたが、筐体１０を構成する樹脂材料よりも高強度な樹脂材料等の金属以外の材料にて、薄膜部を構成しても良い。
【００６９】
（第４実施形態）
本実施形態では、第１実施形態と異なる点のみを説明する。図５に本実施形態における流量センサの断面図を示す。なお、図５は、図１中のＡ−Ａ’断面図に相当する。
【００７０】
図５に示すように、本実施形態では、筐体１０のうち隙間２７に面する部位としての筐体１０の側面部１４に、薄膜部１４ａが設けられている。
【００７１】
この薄膜部１４ａは、筐体１０に設けられた位置を除いて、第１実施形態の薄膜部１３ａと同様のものである。すなわち、薄膜部１４ａは、筐体１０と同じ樹脂材料で構成されており、筐体１０の側面部１４の外側に窪み１６を設けることで、薄膜部１４ａが筐体１０の側面部１４の隙間側に形成されており、薄膜部１４ａは凹部１２の側面１２ｂと面一となっている。
【００７２】
本実施形態においても、筐体１０のうち隙間２７に面する部位に薄膜部１４ａを設けているので、隙間２７に溜まった液体が凍結して体積膨張するとき、この薄膜部１４ａが外側に押されて変形することにより、メンブレン２５が外側に押されて変形するのを抑制でき、メンブレン２５の破損を防止できる。本実施形態は、隙間２７の全域に液体が溜まる場合に効果が発揮される。
【００７３】
（第５実施形態）
本実施形態では、第４実施形態と異なる点のみを説明する。図６に本実施形態における流量センサの断面図を示す。なお、図６は、図１中のＡ−Ａ’断面図に相当する。
【００７４】
図６に示すように、本実施形態では、第２実施形態の溝１３ｂと同様に、筐体１０のうち薄膜部１４ａの周縁に溝１４ｂが形成されている。このように溝１４ｂを形成することで、薄膜部１４ａの周縁部１４ｃを薄くして剛性を下げることができ、第４実施形態と比較して、薄膜部１４ａを変形し易くできる。
【００７５】
（第６実施形態）
本実施形態では、第４実施形態と異なる点のみを説明する。図７に本実施形態における流量センサの断面図を示す。なお、図７は、図１中のＡ−Ａ’断面図に相当する。
【００７６】
図７に示すように、本実施形態は、第４実施形態の薄膜部１４ａを、メタルダイヤフラム４２に変更したものである。このメタルダイヤフラム４２は、第３実施形態のメタルダイヤフラム４１と同じものである。したがって、本実施形態によれば、第３実施形態と同様に、薄膜部を異物による破損・破れに対して強くすることができる。
【００７７】
なお、本実施形態においても、薄膜部としてメタルダイヤフラム４２を用いたが、筐体１０を構成する樹脂材料よりも高強度な樹脂材料等の金属以外の材料にて、薄膜部を構成しても良い。
【００７８】
（第７実施形態）
本実施形態では、第１実施形態と異なる点のみを説明する。図８に本実施形態における流量センサの断面図を示す。なお、図８は、図１中のＡ−Ａ’断面図に相当する。
【００７９】
図８に示すように、本実施形態では、筐体１０の凹部１２の底面部１３に薄膜部１３ａを設ける代わりに、筐体１０の凹部１２の底面１２ａに圧縮変形部材５１を配置している。
【００８０】
圧縮変形部材５１は、外力によって圧縮変形する部材であり、弾性変形もしくは塑性変形するものである。圧縮変形部材５１の構成材料としては、センサチップ２０および筐体１０よりもヤング率が低く、圧縮変形し易い材料が採用される。このような材料としては、ヤング率が１ＭＰａ〜５ＧＰａの高分子材料、例えば、フッソゴム、フロロシリコーンゴム、シリコーンゴム等が挙げられる。ちなみに、一般的に、センサチップ２０のヤング率は１００ＧＰａ程度であり、筐体１０のヤング率は１０ＧＰａである。
【００８１】
圧縮変形部材５１の厚さは、センサチップ２０の裏面２２と凹部１２の底面１２ａとの間隔よりも小さく、センサチップ２０の裏面２２と圧縮変形部材５１との間に隙間２７が形成されている。例えば、圧縮変形部材５１の厚さｔ１を１〜１００μｍとし、センサチップ２０の裏面２２と圧縮変形部材５１との間に形成される隙間２７の大きさｄ１を２０〜１００μｍとすることができる。
【００８２】
圧縮変形部材５１は、凹部１２の底面１２ａのうち接着剤３０の流出を防止するための溝１３ｄよりもメンブレン２５側（図８中の右側）の全域に配置されている。
【００８３】
圧縮変形部材５１は、例えば、筐体１０の凹部１２にセンサチップ２０を組み付ける前に、フィルム状の圧縮変形部材５１を接着したり、液状の圧縮変形部材５１を流し込んだりすることにより、凹部１２の底面１２ａに固定される。
【００８４】
このように、本実施形態では、センサチップ２０の裏面２２と凹部１２の底面１２ａとが所定の間隔を有して対向しており、センサチップ２０の裏面２２と凹部１２の底面１２ａとの間に、隙間２７が形成された状態としつつ、凹部１２の底面１２ａに圧縮変形部材５１が固定されている。
【００８５】
このため、本実施形態では、センサチップ２０と筐体１０との隙間２７にメンブレン２５近傍の高さまで溜まった液体が凍結して体積膨張するとき、この体積膨張によって圧縮変形部材５１が圧縮変形することによって、液体が凍結する際の体積膨張分を吸収できる。この結果、液体が凍結する際の体積膨張によってメンブレン２５が外側に押されて変形するのを抑制でき、メンブレン２５の破損を防止できる。
【００８６】
ところで、本実施形態と異なり、圧縮変形部材５１が配置されていないときでは、センサチップ２０のメンブレン２５近傍の高さまで、センサチップ２０と筐体１０との隙間２７に液体が溜まった場合に限らず、センサチップ２０の裏面２２と凹部１２の底面１２ａとの間の隙間２７に液体が存在する場合、液体の凍結の際の体積膨張によって、隙間２７を押し広げようとする応力がセンサチップ２０に加わる。
【００８７】
また、筐体１０の凹部１２の表面上に異物が存在した状態で、センサチップ２０を筐体１０の凹部１２に組み付けた場合においても、センサチップ２０が凹部１２に押し付けられると、異物から隙間２７を広げようとする応力がセンサチップ２０に加わる。
【００８８】
また、センサチップ２０の裏面２２と凹部１２の底面１２ａとの間の隙間２７に、車両の振動によって隙間２７よりも大きな異物が入り込んだ場合においても、この異物が隙間を押し広げようとする応力がセンサチップ２０に加わる。
【００８９】
このように、隙間２７を押し広げようとする応力がセンサチップ２０に加わると、センシング部２４に応力が伝達してセンシング部の特性変動が生じたり、応力の大きさによっては、センサチップ２０の破壊が生じたりするという問題が発生する。
【００９０】
これに対して、本実施形態によれば、センサチップ２０の裏面２２と圧縮変形部材５１との間の隙間２７に存在する液体が凍結して体積膨張するとき、この体積膨張によって圧縮変形部材５１が圧縮変性することにより、液体が凍結する際の体積膨張分を吸収でき、センサチップ２０への応力の伝達を抑制できる。同様に、センサチップ２０の裏面２２と圧縮変形部材５１との間の隙間２７に異物が入り込んだ場合においても、この異物に押されて圧縮変形部材５１が圧縮変形することにより、センサチップ２０への応力の伝達を抑制できる。
【００９１】
なお、本実施形態では、圧縮変形部材５１の配置場所を、凹部１２の底面１２ａのうち接着剤３０や接着剤流出防止用の溝１３ｄを除く全域としており、圧縮変形部材５１がセンサチップ２０の裏面２２に対向する領域よりもはみ出して配置されているが、圧縮変形部材５１は、少なくとも、センサチップ２０の裏面２２に対向する領域に配置されていれば良い。
【００９２】
さらに、センサチップ２０の裏面２２に対向する領域のうち、少なくとも、窪み２６の接着剤３０側（図８中の左側であるセンサチップ２０の他端側）の端部の位置よりもメンブレン２５側（図８中の右側であるセンサチップ２０の一端側）の範囲Ｒ１に、圧縮変形部材５１が配置されていることが好ましい。これは、センサチップ２０が筐体１０の凹部１２内に片持ちで実装されている場合では、特に、センサチップ２０のうち筐体１０に固定されている部分から離れた部位に、異物や液体が存在するときに、センサチップ２０に加わる応力が大きいからである。
【００９３】
（第８実施形態）
本実施形態では、第７実施形態と異なる点のみを説明する。図９に本実施形態における流量センサの断面図を示す。なお、図９は、図１中のＡ−Ａ’断面図に相当する。
【００９４】
図９に示すように、本実施形態では、筐体１０の凹部１２の底面１２ａではなく、凹部１２の側面１２ｂに圧縮変形部材５２を配置し、圧縮変形部材５２とセンサチップ２０の側面２３との間に隙間２７を形成している。
【００９５】
圧縮変形部材５２は、第７実施形態で説明した圧縮変形部材５１と同じ材質のものであり、例えば、筐体１０の凹部１２にセンサチップ２０を組み付ける前に、フィルム状の圧縮変形部材５２を接着することにより、凹部１２の側面１２ｂに固定される。
【００９６】
凹部１２は、図１に示すように、センサチップ２０の側面２３と対向する側面１２ｂを３つ有しており、圧縮変形部材５２は、３つの側面１２ｂに配置されている。
【００９７】
このように、本実施形態では、センサチップ２０の側面２３と凹部１２の側面１２ｂとが所定の間隔を有して対向しており、センサチップ２０の側面２３と凹部１２の側面１２ｂとの間に、隙間２７が形成された状態としつつ、凹部１２の側面１２ｂに圧縮変形部材５２が固定されている。
【００９８】
本実施形態においても、センサチップ２０と筐体１０との隙間２７にメンブレン２５近傍の高さまで達する程の高さまで溜まった液体が凍結して体積膨張するとき、この体積膨張によって圧縮変形部材５２が圧縮変形することによって、液体が凍結する際の体積膨張分を吸収できる。この結果、液体が凍結する際の体積膨張によってメンブレン２５が外側に押されて変形するのを抑制でき、メンブレン２５の破損を防止できる。
【００９９】
さらに、本実施形態によれば、センサチップ２０の側面２３と圧縮変形部材５２との間の隙間２７に存在する液体が凍結して体積膨張するとき、この体積膨張によって圧縮変形部材５２が圧縮変性することにより、液体が凍結する際の体積膨張分を吸収でき、センサチップ２０への応力の伝達を抑制できる。同様に、センサチップ２０の側面２３と圧縮変形部材５２との間の隙間２７に異物が入り込んだ場合においても、この異物に押されて圧縮変形部材５２が圧縮変形することにより、センサチップ２０への応力の伝達を抑制できる。
【０１００】
（第９実施形態）
本実施形態では、第７実施形態と異なる点のみを説明する。図１０に本実施形態における流量センサの断面図を示す。なお、図１０は、図１中のＡ−Ａ’断面図に相当する。
【０１０１】
図１０に示すように、本実施形態では、筐体１０ではなく、センサチップ２０の裏面２２に圧縮変形部材５３を配置し、圧縮変形部材５３と凹部１２の底面１２ａとの間に隙間２７を形成している。
【０１０２】
具体的には、圧縮変形部材５３は、センサチップ２０の裏面２２のうち、窪み２６、接着剤３０との接着部２２ａおよび接着剤流出防止用の溝１３ｄに対向する部分２２ｂを除く領域に配置されている。
【０１０３】
圧縮変形部材５３は、第７実施形態で説明した圧縮変形部材５１と同じ機能を有するものであり、例えば、ポリアミドイミド等の高分子材料で構成され、ウェハ工程で成膜されるものである。
【０１０４】
ウェハ工程での成膜例としては、半導体ウェハの裏面に対して各チップ領域に窪み２６をエッチングにより形成する前に、半導体ウェハの裏面全域に対してポリアミドイミド膜を成膜した後、ポリアミドイミド膜をパターン形成することで、チップとチップとの間のスクライブ部や、各チップにおける窪み２６、接着剤３０との接着部２２ａおよび接着剤流出防止用の溝１３ｄに対向する部分２２ｂを除く領域に、ポリアミドイミド膜を形成する方法が挙げられる。なお、各チップ領域に窪み２６をエッチングにより形成する際では、ポリアミドイミド膜を保護した状態で行うことが好ましい。
【０１０５】
このように、本実施形態では、センサチップ２０の裏面２２と凹部１２の底面１２ａとが所定の間隔を有して対向しており、センサチップ２０の裏面２２と凹部１２の底面１２ａとの間に、隙間２７が形成された状態としつつ、センサチップ２０の裏面２２に圧縮変形部材５３が固定されている。
【０１０６】
このため、本実施形態においても、センサチップ２０と筐体１０との隙間２７にメンブレン２５近傍の高さまで溜まった液体が凍結して体積膨張するとき、この体積膨張によって圧縮変形部材５３が圧縮変形することによって、液体が凍結する際の体積膨張分を吸収できる。この結果、液体が凍結する際の体積膨張によってメンブレン２５が外側に押されて変形するのを抑制でき、メンブレン２５の破損を防止できる。
【０１０７】
さらに、本実施形態においても、圧縮変形部材５３と凹部１２の底面１２ａとの間の隙間２７に存在する液体が凍結して体積膨張するとき、この体積膨張によって圧縮変形部材５２が圧縮変性することにより、液体が凍結する際の体積膨張分を吸収でき、センサチップ２０への応力の伝達を抑制できる。同様に、圧縮変形部材５３と凹部１２の底面１２ａとの間の隙間２７に異物が入り込んだ場合においても、この異物に押されて圧縮変形部材５３が圧縮変形することにより、センサチップ２０への応力の伝達を抑制できる。
【０１０８】
また、本実施形態のように、ウェハ工程で圧縮変形部材５３を形成することで、筐体１０の凹部１２に対して個別にフィルム状、液状の圧縮変形部材を配置する方法と比較して、圧縮変形部材５３の膜厚を均一にできるとともに、各チップに対してまとめて圧縮変形部材５３を形成できるので、加工費が安くなり、安価に圧縮変形部材５３を形成できる。
【０１０９】
なお、本実施形態においても、第７実施形態と同様の理由により、センサチップ２０の裏面２２のうち、少なくとも、窪み２６の接着剤３０側の端部の位置よりもメンブレン２５側の範囲Ｒ１に、圧縮変形部材５３が配置されていることが好ましい。
【０１１０】
（第１０実施形態）
本実施形態では、第９実施形態と異なる点のみを説明する。図１１に本実施形態における流量センサの断面図を示す。なお、図１１は、図１中のＡ−Ａ’断面図に相当する。
【０１１１】
図１１に示すように、本実施形態では、センサチップ２０の裏面２２のうち窪み２６を除く全域に圧縮変形部材５３を配置している。
【０１１２】
すなわち、本実施形態では、圧縮変形部材５３は、凹部１２の底面１２ａに固定される固定部２２ａにも配置されており、圧縮変形部材５３を介して、センサチップ２０の固定部２２ａが筐体１０の凹部１２の底面１２ａに固定された構造となっている。
【０１１３】
本実施形態によれば、第９実施形態の効果に加え、センサチップ２０を筐体１０の凹部１２に組み付ける際に、センサチップ２０が凹部１２に押し付けられても、圧縮変形部材５３が圧縮変形することによって、センサチップ２０にかかる応力を緩和できるので、センサチップ２０を低応力で組み付けることが可能である。
【０１１４】
（第１１実施形態）
本実施形態では、第１０実施形態と異なる点のみを説明する。図１２に本実施形態における流量センサの断面図を示す。なお、図１２は、図１中のＡ−Ａ’断面図に相当する。
【０１１５】
図１２に示すように、本実施形態では、窪み２６を覆うように、センサチップ２０の裏面２２に圧縮変形部材５３を配置し、圧縮変形部材５３のうち窪み２６を覆う部分の一部に貫通穴５３ａを形成している。
【０１１６】
本実施形態の圧縮変形部材５３は、第９、１０実施形態で説明した圧縮変形部材５３の形成方法とは異なる方法で形成される。具体的には、半導体ウェハの裏面に対して各チップ領域に窪み２６をエッチングにより形成した後、窪みを完全に覆うように、半導体ウェハの裏面全域にシート状の圧縮変形部材５３を接着する。その後、圧縮変形部材５３のうち窪み２６を覆う部分の一部に貫通穴５３ａを形成する。貫通穴５３ａの形成は、ホトリソグラフィおよびエッチングを施したり、針等で機械的に穴を開けたりすることが可能である。
【０１１７】
本実施形態によれば、第９実施形態の効果に加え、次の効果を奏する。
【０１１８】
検出対象である空気（排気）が高流量の場合、メンブレン２５の裏側に流れ込む空気流量が多くなって大きな乱流が生じることで、測定結果に誤差が生じやすくなる。
【０１１９】
これに対して、本実施形態によれば、圧縮変形部材５３で窪み２６を覆い、圧縮変形部材５３のうち窪み２６を覆う部分の一部のみに貫通穴５３ａを形成しているので、窪み２６を覆っていない場合と比較して、メンブレン２５の裏側に流れ込む空気流量を低減でき、測定結果の高精度化が可能である。
【０１２０】
（第１２実施形態）
本実施形態では、第１実施形態と異なる点のみを説明する。図１３、１４に本実施形態における流量センサの断面図を示す。図１３は図１中のＡ−Ａ’断面図に相当し、図１４は図１中のＢ−Ｂ’断面図に相当する。
【０１２１】
図１３、１４に示すように、本実施形態では、筐体１０の凹部１２の底面部１３に薄膜部１３ａを設ける代わりに、筐体１０の凹部１２の底面１２ａのうち外周部に溝６１を設けている。
【０１２２】
ここで、凹部１２の底面１２ａの外周部とは、凹部１２の側面１２ｂに隣接する部分である。図１に示すように、凹部１２は、センサチップ２０の側面２３と対向する側面１２ｂを３つ有しており、溝６１は、凹部１２の底面１２ａにおいて、３つの側面１２ｂに沿って、コ字形状に配置されている。すなわち、溝６１は、凹部１２の底面１２ａの外周部の全域に設けられている。
【０１２３】
溝６１は、凹部１２の底面１２ａのうちメンブレン２５を構成する窪み２６に対向する部分を除く部分に設けられている。具体的には、図１３、１４に示すように、溝６１の幅は、凹部１２の側面１２ｂから最も近い窪み２６の開口端までの距離よりも小さく、凹部１２の側面１２ｂとセンサチップ２０の側面２３との隙間２７よりも大きい。なお、溝６１の幅を、凹部１２の側面１２ｂとセンサチップ２０の側面２３との隙間２７の大きさと同じもしくはそれよりも小さくしても良い。
【０１２４】
また、溝６１の深さは、隙間２７に流入した液体を溜めることができる深さであれば良く、例えば、５０〜２００μｍとすることができる。
【０１２５】
本実施形態では、センサチップ２０と筐体１０との隙間２７に液体が流入した場合に、凹部１２の底面１２ａに設けた溝６１に液体が溜まるため、この溝６１を設けていない場合と比較して、メンブレン２５近傍までに到達するまでに必要な液量が増大する。すなわち、本実施形態では、この溝６１を設けていない場合と比較して、メンブレン２５近傍まで液体が溜まり難い構造となっている。
【０１２６】
したがって、本実施形態によれば、凹部１２の底面１２ａに溝６１を設けていない場合と比較して、センサチップ２０と筐体１０との隙間２７に溜まった液体が凍結する際の体積膨張によるセンサチップ２０のメンブレン２５の破損を極力回避できる。
【０１２７】
さらに、本実施形態によれば、以下の効果を奏する。
【０１２８】
ここで、図１５に、凹部１２の底面１２ａに溝を設けていない場合に生じる課題を説明するためのセンサチップの断面図を示す。図１５は、図１４に対応するものである。
【０１２９】
センサチップ２０の裏面２２に流れ込む空気による流量特性の影響を抑制するために、センサチップ２０と筐体１０との隙間２７を極力詰める必要がある。そして、この隙間２７を極力詰めるためには、図１５に示すように、センサチップ２０の形状に合わせて、凹部１２の底面１２ａと側面１２ｂとがなす角度を略直角とすれば良い。
【０１３０】
しかし、凹部１２の形状を、底面１２ａの外周部に略直角の角部１２ｃを有する形状とすると、筐体１０を樹脂成形する際に用いる成形型が摩耗することにより、図１５中の破線で示すように、その角部１２ｃに丸みがついてしまう。この場合、凹部１２の底面１２ａの外周部が盛り上がるため、凹部１２との隙間２７を詰めてセンサチップ２０を凹部１２に組み付けした際に、センサチップ２０と凹部１２とが接触し、センサチップ２０が破損する等の問題が生じる。
【０１３１】
これに対して、本実施形態によれば、成形型が摩耗しても、図１４中の破線のように、凹部１２の底面１２ａに設けた溝６１の深さ分、底面１２ａの外周部の盛り上がりを抑制でき、凹部１２との隙間２７を詰めてセンサチップ２０を凹部１２に組み付けた際に、センサチップ２０と凹部１２とが接触し難くできる。
【０１３２】
したがって、本実施形態によれば、凹部１２との隙間２７を詰めてセンサチップ２０を凹部１２に組み付けした際に、成形型の摩耗の影響によってセンサチップ２０と凹部１２とが接触するのを極力回避することができる。
【０１３３】
なお、本実施形態では、凹部１２の底面１２ａの外周部全域に溝６１を設けたが、外周部の一部に溝６１を設けても良い。この場合であっても、溝６１に液体が溜まることから、溝６１を設けない場合と比較して、メンブレン２５近傍まで液体２８が溜まり難い構造と言える。
【０１３４】
また、本実施形態では、図１３、１４に示すように、溝６１の断面形状を、丸みを有する形状としているが、角を有する形状としても良い。ただし、角を有する形状を成形すると、型摩耗の影響を受けやすいことから、溝６１の形状を角のない丸みを有する形状とすることが好ましい。
【０１３５】
（第１３実施形態）
本実施形態では、第１２実施形態と異なる点のみを説明する。図１６に本実施形態における流量センサの断面図を示す。なお、図１６は、図１中のＢ−Ｂ’断面図に相当する。
【０１３６】
図１６に示すように、本実施形態では、凹部１２の底面１２ａが、メンブレン２５に対向する部分から溝６１に向かうにつれて低くなるように傾斜している。
【０１３７】
このため、本実施形態では、センサチップ２０と筐体１０との隙間２７に液体が流入した場合に、メンブレン２５に対向する領域よりも、先に、凹部１２の底面１２ａに設けた溝６１に液体を溜めることができる。
【０１３８】
したがって、本実施形態によれば、センサチップ２０と筐体１０との隙間２７に溜まった液体が凍結する際の体積膨張によるセンサチップ２０のメンブレン２５の破損を極力回避できる。
【０１３９】
（他の実施形態）
（１）第１〜第３実施形態では、薄膜部１３ａを、筐体１０の底面部１３のうちメンブレン２５に対向する部位に設けていたが、筐体１０の底面部１３のうちメンブレン２５に対向する部位以外に、薄膜部１３ａを設けても良い。
【０１４０】
（２）第１〜第６実施形態では、筐体１０の外側に窪み１５、１６を設けることで、筐体１０の隙間２７側の表面（内面）に薄膜部１３ａ、１４ａを設けたが、窪み１５、１６を隙間２７側に設けることで、筐体１０の外面に薄膜部１３ａ、１４ａを設けても良い。
【０１４１】
この場合であっても、筐体１０に貫通孔を設けていないので、筐体１０に貫通孔を設けた場合と比較して、メンブレン２５の裏側での乱流の発生を抑制できる。ただし、この場合では、センサチップ２０と筐体１０との間の隙間２７が、第１〜第６実施形態よりも大きくなるため、わずかな乱流が生じる恐れがあることから、この場合よりも、第１〜第６実施形態の方が好ましい。
【０１４２】
（３）第９〜第１１実施形態では、圧縮変形部材５３を、センサチップ２０の裏面２２に配置したが、センサチップ２０の側面２３に圧縮変形部材を配置しても良い。この場合、例えば、複数のセンサチップが並んだ状態の半導体ウェハに対して、ダイシングラインに沿って溝を形成し、その溝に液状の圧縮変形部材を流し込んだ後、センサチップ毎に切り分けることで、センサチップの側面に圧縮変形部材を固定することができる。
【０１４３】
（４）上述の各実施形態を実施可能な範囲で組み合わせても良い。例えば、第１、第４実施形態を組み合わせて、筐体１０の底面部１３に薄膜部１３ａを設けるとともに、筐体１０の側面部１４に薄膜部１４ａを設けても良い。
【０１４４】
また、例えば、第７、第９実施形態を組み合わせて、筐体１０の凹部１２の底面１２ａに圧縮変形部材５１を配置するとともに、センサチップ２０の裏面２２に圧縮変形部材５３を配置しても良い。ただし、この場合、圧縮変形部材５１と圧縮変形部材５３との間に隙間２７を形成し、センサチップ２０と筐体１０の凹部１２との間に隙間２７が形成された状態とする。
【０１４５】
さらに、第８実施形態、他の実施形態（３）を組み合わせて、筐体１０の凹部１２の側面１２ｂに圧縮変形部材５２を設け、センサチップ２０の側面２３に圧縮変形部材を設けても良い。この場合も、圧縮変形部材５２と圧縮変形部材との間に隙間２７を形成し、センサチップ２０と筐体１０の凹部１２との間に隙間２７が形成された状態とする。
【０１４６】
また、第１〜第６実施形態で説明した薄膜部と、第７〜第１１実施形態で説明した圧縮変形部材との両方を有する構造としても良い。例えば、第１、第７実施形態を組み合わせて、筐体１０の底面部１３に薄膜部１３ａを設けるとともに、筐体１０の凹部１２の底面１２ａに圧縮変形部材５１を配置しても良い。この場合、液体が凍結して体積膨張するとき、この体積膨張によって圧縮変形部材５１が圧縮変性するとともに、薄膜部１３ａが外側に変形することで、液体が凍結することによる体積膨張分を吸収できる。
【０１４７】
また、第１〜第６実施形態で説明した薄膜部と、第７〜第１１実施形態で説明した圧縮変形部材と、第１２、１３実施形態で説明した溝６１とを有する構造としても良い。例えば、第１、第７、第１２実施形態を組み合わせて、筐体１０の底面部１３に薄膜部１３ａを設け、筐体１０の凹部１２の底面１２ａに圧縮変形部材５１を配置し、さらに、筐体１０の凹部１２の底面１２ａの外周部に溝６１を設けても良い。
【０１４８】
また、第１〜第６実施形態で説明した薄膜部と第１２、１３実施形態で説明した溝６１とを有する構造としたり、第７〜第１１実施形態で説明した圧縮変形部材と第１２、１３実施形態で説明した溝６１とを有する構造としたりしても良い。
【０１４９】
（５）上述の各実施形態では、センサチップ２０が片持ちで実装された構造であったが、センサチップ２０が両持ちで実装された構造、すなわち、センサチップ表面に平行な方向において、センサチップの中央にメンブレンが形成され、メンブレンを挟んだセンサチップの両端側の裏面の一部が筐体１０の凹部１２の底面１２ａに固定された構造であっても良い。
【０１５０】
このように、本発明は、センサチップ２０と筐体１０との間に隙間２７を設けた状態で、センサチップ２０を筐体１０の凹部１２に収容した流量センサに対して適用可能である。
【０１５１】
（６）上述の各実施形態では、車両のエンジンへの吸気やエンジンからの排気の流量を検出する流量センサに本発明を適用したが、他の気体や液体等の流体の流量を検出する流量センサにおいても本発明を適用できる。
【符号の説明】
【０１５２】
１      流量センサ
１０    筐体
１２    筐体の凹部
１２ａ  凹部の底面
１２ｂ  凹部の側面
１３    筐体の底面部
１３ａ  薄膜部
１３ｂ  溝
１４    筐体の側面部
１４ａ  薄膜部
１４ｂ  溝
２０    センサチップ
２５    メンブレン
２７    隙間
２８    隙間に溜まった液体
４１    メタルダイヤフラム（金属材料で構成された薄膜部）
４２    メタルダイヤフラム（金属材料で構成された薄膜部）
５１    圧縮変形部材
５２    圧縮変形部材
５３    圧縮変形部材
５３ａ  貫通穴
６１    溝
【図１】
2013040917.tif 000003
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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