[发明专利]热式流体流量传感器及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及热式流体流量传感器及其制造技术，尤其涉及可有效适用于下述热式流体流量传感器及其制造方法的技术，该热式流体流量传感器适用于测量内燃机的吸入空气的热式流体流量计及热式空气流量计。

背景技术

目前，作为设置在汽车等的内燃机的电子控制燃料喷射装置中、测量吸入空气量的空气流量计所使用的热式流体流量传感器，因其能够直接检测质量空气流量，从而成为主流。

其中，尤其利用半导体微细加工技术制造出的热式空气流量(airflow)传感器，可降低制造成本且能够以低功率驱动，因此受到关注。作为上述空气流量传感器，例如日本特开昭60-142268号公报(专利文献1)公开了如下技术：在通过对Si基板进行部分各向异性蚀刻而形成的空洞上，配置发热电阻体和测量空气流量的测温电阻体。另外，作为考虑了吸入空气量的湿度校正的热式空气流量计，有日本特开平7-229776号公报(专利文献2)公开的热式空气流量计，上述专利文献2公开的技术中，用于湿度检测的湿度传感器与热式空气流量计用测量元件单独地设置。日本特开平10-197305号公报(专利文献3)公开的热式空气流量传感器中，在同一基板上形成有空气流量计和根据静电电容的变化来检测相对湿度的元件。另外，作为测定湿度的方法，日本特开平7-55748号公报(专利文献4)公开了根据经加热的电阻体的电阻值变化来检测湿度的技术。

专利文献1：日本特开昭60-142268号公报

专利文献2：日本特开平7-229776号公报

专利文献3：日本特开平10-197305号公报

专利文献4：日本特开平7-55748号公报

发明内容

但是，在上述现有技术中存在下述课题。专利文献1公开的技术中，没有考虑到吸入空气的湿度变化对发热电阻体及测温电阻体的影响(热损失)，存在空气流量的检测精度降低的问题。

另外，专利文献2公开了以下技术：准备空气流量传感器和湿度传感器的元件，将其分别设置于吸入空气通路内，基于湿度信号校正空气流量信号，进行输出。但是，由于部件数量增加且需要考虑到元件之间的布线的设计，所以存在结构复杂化、装配工时增加而导致制造成本增加的课题。

另外，专利文献3公开的技术中，在同一元件上配置空气流量传感器和湿度传感器，抑制因装配工时导致的制造成本增加，但由于测量湿度的湿度传感器根据静电电容的变化进行检测，所以不是测定绝对湿度而是测定相对湿度。因此，在空气温度变化时，即使相对湿度相同，存在于空气中的水分量也不同，所以对空气流量信号的湿度校正会产生偏差。另外，为了提高灵敏度，静电电容式湿度传感器需要有较大的面积，存在因元件尺寸增大导致的制造成本增加的课题。

另外，专利文献4中公开了使用热式法检测绝对湿度的技术，但形成了用密封盖覆盖元件的结构，与空气流量传感器组合时温度传感器与空气流量传感器为不同的元件，所以与专利文献2同样地存在制造成本增加的问题。进而，如专利文献3所述，在同一元件上且在脱离空气流线区域的密闭位置处配置湿度检测元件时，存在下述问题：为了检测湿度而经过加热的热量使邻近的空气流量传感器的布线升温，导致空气流量传感器布线的电阻值发生变化，将会有损空气流量传感器的精度。

本发明的目的在于提供一种成本低、能够不影响空气流量传感器地检测吸入空气中的绝对湿度、提高空气流量检测精度的热式流体流量传感器。

本发明的上述及其他目的和新特征，通过本说明书的记载和附图进行说明。

简要说明本申请公开的发明中的代表性技术方案如下。

本申请的发明之一的热式流体流量传感器，为形成于基板上、具有湿度检测部和空气流量检测部、用于测量空气流量的热式流体流量传感器。

上述湿度检测部具有第1发热电阻体、形成在上述第1发热电阻体上方的空洞层及形成在上述空洞层上的第1膜，上述空气流量检测部具有第2发热电阻体及多个测温电阻体，所述测温电阻体在与上述基板主面平行的面内以夹持上述第2发热电阻体的方式设置于上述第2发热电阻体的侧方。

本申请的发明之一的热式流体流量传感器中，上述第1膜具有多个孔，所述多个孔从上述第1膜的上面到上述空洞层。

简要说明通过本申请公开的发明中的代表性技术方案所得的技术效果，如下所述。

根据本发明能够提供一种高精度的热式流体流量传感器，在具有热式电阻型湿度检测部的空气流量计中，能够在抑制由空气流产生的影响的同时测定绝对湿度，进行湿度校正。

另外，检测出的绝对湿度数据还可以灵活运用于发动机启动定时控制，使燃烧效率提高。