流量传感器制造技术

流量传感器（１）包括：基板（４），它有侧向面对测量目标流体（２）所用通道（３）的前表面（４ａ），以及通道形成部件（５）和平板（６），它们在基板（４）两侧相对设置。用厚度约为５０μｍ到１５０μｍ的不锈钢将基板（４）制成薄板状。在基板（４）的表面（４ｂ）上形成电绝缘膜，所述基板与通道（３）侧向相对。所述电绝缘膜上形成测量流体（２）的流速（流率）用的温度检测传感器（７）、环境温度传感器（８）、电极垫片（９）和配线用的金属薄膜（１０）。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及流量传感器，用于测量通道中流动之流体的流速(flowvelocity)或流率(flow rate)，具体地说，涉及一种热流传感器。按照惯例，这类流速传感器主要用于无腐蚀气体，近来又开发出可用于液体或腐蚀气体的流速传感器。例如，公知的有日本专利未审公开特开平4-295724(现有技术1)公开的流率传感器。还有日本专利未审公开特开平8-146026(现有技术2)公开的热敏电阻流速传感器和液体流率传感器也被公知。按照现有技术1所述的流率传感器，在硅基板的第一表面上形成第一、第二和第三区域。第一区上形成发热体，而在第二区上形成温度计构成部分。第一和第二区是绝缘的，由通过氧化所述第三区所得的多孔硅区彼此分隔开。与第一表面相对一侧上的第二表面用作接受流体流的表面。将一硅的帽盖固定在第一表面上，以增强硅基板的刚性，并保护随时发热体及温度计构成部分。按照现有技术2所述的流速/流率传感器，在由氧化铝、SiO2等制成之板状基板的一个表面上形成发热体和它的电极。该发热体覆盖着绝缘体。该绝缘体上形成热敏电阻，用以测量发热体及其电极的温度。用黏合剂将基板的另一表面固定于封盖(容器)的内表面上。于是，就使这个传感器完全与流体隔绝。所述封盖由比如不锈钢之类(SUS316L)的金属制成，具有对所要测量之流体的良好导热性和很好的抗腐蚀性。因此，能使可靠性较之上述现有技术1愈为提高，而不会引起诸如磨损和腐蚀等任何问题。不过，按照现有技术1中所述的流率传感器，所述硅基板直接暴露于流体。因此，不能将这种流率传感器用于半导体制造设备等当中所用的腐蚀性气体或液体。按照现有技术2的流速/流率传感器，通过黏合剂将这种传感器固定在封盖的内表面上。因而，会使流体与传感器之间的导热效率下降，并使传感器的热容量增大，从而使灵敏度和响应速度下降。另外，各种特性随黏合剂的用量而变化。本专利技术用于解决上述这些惯有的问题，其目的在于提供一种流量传感器，能够应付几乎所有腐蚀性流体，其中可使响应特性和灵敏度得到提高。图4是表示又一种举例传感器部分的主视图；图5是表示再一种举例传感器部分的主视图；图6是表示再一种举例传感器部分的主视图；图7是表示再一种举例传感器部分的主视图；图8A、8B和8C分别表示本专利技术另一实施例流量传感器的主视图、剖面图和后视图；图9是表示在上游或下游温度传感器中每一个的距离变化时，该二温度传感器和发热体间距离与该二温度传感器间温度差之间的关系曲线；附图说明图10是表示从加热器(Rh)到该二温度传感器(Ru，Rd)距离的曲线；图11是表示恒定温差电路的电路图；图12是表示另一个恒定温差电路的电路图；图13是表示又一个恒定温差电路的电路图；图14是表示传感器输出电路的电路图；图15是表示另一个传感器输出电路的电路图。图1A、1B和1C分别表示本专利技术一种实施例流量传感器的主视图、剖面图和后视图，而图2是传感器部分的主视图。参照图1A-1C以及图2，流量传感器1的构成为基板4具有前表面4a，它侧向面对用来测量目标流体(以下简称流体)2的通道3；以及通道形成部件5和平板6，二者被相对地置于基板4的两侧。基板4和通道形成部件5形成部分通道3。通道形成部件5和平板6经焊接或铜焊，或者采用螺栓而互相结合。基板4形成一个纵长的长方形薄板，它的周缘部分与通道形成部件5的背面结合。作为基板4的材料，最好是导热率低、热阻高、耐腐蚀性强并且刚性强。本实施例中的基板4由薄的不锈钢制成，其厚度约为50μm到150μm，并且它的中心部分与平板6分开，与它热绝缘，从而形成具有膜片结构的传感器部分4A。在由不锈钢制成基板4的情况下，如果它的厚度为50μm或者更小，则强度会降低，这不是优选的；如果它的厚度为150μm或者更大，则沿基板厚度方向，即在流体与温度检测装置之间的导热效率下降，而且沿与基板表面平行方向的散热量(热损失)会增大，这也不是优选的。在传感器4A的后表面4b(与通道3侧向相对)上形成一个电绝缘膜(未示出)。采用公知的薄膜形成工艺，在所述绝缘膜上形成用来测量流体2之流速(流率)的温度检测传感器(温度检测装置)7、环境温度传感器8、电极垫圈9和用来配线的金属薄膜10。比如，将诸如铂之类的材料沉积在所述电绝缘膜的表面上，再蚀刻成预定的图样，于是，形成上述各个组件。温度检测传感器7和环境温度传感器8通过用来配线的金属薄膜10与电极垫圈9相连。温度检测传感器7形成于传感器部分4A后表面的中心部分处。环境温度传感器8用来补偿周围环境温度，也即流体温度的变化，它形成于传感器部分4A后表面上的紧靠周缘部分。作为电绝缘膜，可以采用比如厚度约为几千埃()的氧化硅(SiO2)薄膜或者氮化硅膜。通过溅射或者CAD，或者通过使用混有氧化硅的溶剂，将它加热到预定的温度，从而使氧化硅熔融并固化，形成氧化硅薄膜。通过溅射或者CAD形成氮化硅膜。可将环境温度传感器8形成于基板4的除了传感器部分4A的那些部分上，或者形成在基板4以外的部分上。也可将各电极垫圈9形成于基板4的除了传感器部分4A的那些部分上，而且各个电极就可以源自它们。用于测量流速(流率)的温度检测传感器7一般具有以下三种不同的布置I)一个发热体也用作温度传感器；II)两个发热体也用作温度传感器；以及III)一个发热体用作温度传感器和一个温度传感器。图2表示的举例中，由一个发热体11形成自热式温度检测传感器7。在上游一侧形成一个环境温度传感器8，它紧靠传感器部分4A后表面上的周缘部分。图3表示的举例中，由两个发热体11A和11B形成自热式温度检测传感器7。两个发热体11A和11B被安排在传感器部分4A后表面的中心，沿着流体2流动的方向互相紧靠着。还形成两个环境温度传感器8A和8B。环境温度传感器8A和8B形成在紧靠传感器部分4A的周缘部分，使得它们沿与流体2流动的方向垂直的方向彼此相对。图4表示的举例中，由一个发热体11和两个温度传感器12A和12B形成间热式温度检测传感器7。在传感器部分4A后表面的中心处形成发热体11。把两个温度传感器12A和12B沿流体2流动的方向安排在所述发热体11上游和下游。一个环境温度传感器8沿流体2流动方向的上游形成于传感器部分4A后表面的周缘部分。发热体11的图样宽度最好为10μm到50μm，温度传感器12A和12B以及环境温度传感器8的图样宽度最好约为5μm到10μm。图5表示的举例中，由两个发热体11A和11B形成自热式温度检测传感器7。把两个发热体11A和11B安排在传感器部分4A后表面的中心处，沿流体2流动的方向互相紧靠着。沿流体2流动方向的上游形成一个环境温度传感器8。图6表示的举例中，将两个发热体11A和11B安排在传感器部分4A后表面的中心处，使它们沿流体2流动的方向互相紧靠着，从而形成自热式温度检测传感器7。两个环境温度传感器8A和8B形成在沿流体2流动方向的上游和下游，紧靠着传感器部分4A后表面的周缘部分。图7表示的举例中，同样也将两个发热体11A和11B安排在传感器部分4A后表面的中心处，使它们沿流体2流动的方向互相紧靠着，从而形成自热式温度检测传感器7。一个环境温度传感器8A和8B沿与流体2流动方向垂直的方向形成在紧靠传感器部分4A后表面的周缘部分。参照本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种流量传感器，其特征在于，包括：薄板状的基板，它形成部分流体通道；以及形成于所述基板表面上的温度检测传感器，它与所述通道相对并包含发热体。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：上运天昭司，石仓义之，池信一，衣笠静一郎，田中秀一，
申请(专利权)人：株式会社山武，
类型：发明
国别省市：JP[日本]