本發(fā)明涉及計(jì)測被測定氣體的流量的流量計(jì)，特別涉及計(jì)測內(nèi)燃機(jī)的吸入空氣量的熱式空氣流量計(jì)。

背景技術(shù)：

計(jì)測氣體流量的熱式空氣流量計(jì)，具備用于計(jì)測流量的流量檢測部，通過在上述流量檢測部與計(jì)測對象即氣體之間進(jìn)行導(dǎo)熱，而計(jì)測氣體的流量。熱式空氣流量計(jì)計(jì)測的流量，在各種裝置中被廣泛用作重要的控制參數(shù)。熱式空氣流量計(jì)的特征是與其他方式的流量計(jì)相比能夠以相對較高的精度計(jì)測氣體流量、例如質(zhì)量流率。

但是，要求氣體流量的計(jì)測精度的進(jìn)一步提高。例如，搭載內(nèi)燃機(jī)的車輛中，節(jié)省燃耗的要求和凈化廢氣的要求非常高。為了滿足這些要求，要求高精度地計(jì)測作為內(nèi)燃機(jī)的主要參數(shù)的吸入空氣量。計(jì)測導(dǎo)向內(nèi)燃機(jī)的吸入空氣量的熱式空氣流量計(jì)，具備導(dǎo)入吸入空氣量的一部分的副通路和在上述副通路中配置的流量檢測部，上述流量檢測部與被計(jì)測氣體之間進(jìn)行導(dǎo)熱，由此計(jì)測流過上述副通路的被計(jì)測氣體的狀態(tài)，輸出表示導(dǎo)向上述內(nèi)燃機(jī)的吸入空氣量的電信號(hào)。這樣的技術(shù)例如在日本特開2011-252796號(hào)公報(bào)(專利文獻(xiàn)1)中公開。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1：日本特開2011-252796號(hào)公報(bào)

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

發(fā)明要解決的課題

專利文獻(xiàn)1中記載的技術(shù)中，預(yù)先用樹脂制造具備形成了用于嵌入流量檢測部的孔的副通路的殼體，獨(dú)立于該殼體制造具備流量檢測部的傳感器組件，接著在上述副通路的孔中插入了上述流量檢測部的狀態(tài)下，將上述傳感器組件固定在殼體上。在上述副通路的孔與流量檢測部之間的間隙、以及傳感器組件對殼體的嵌入部分的間隙中，填充有彈性粘合劑，用粘合劑的彈力吸收彼此的線性膨脹系數(shù)差。

但是，這樣的結(jié)構(gòu)中，將包括流量檢測部的傳感器組件固定至包括副通路的殼體時(shí)的位置誤差增大。即，存在傳感器組件和在殼體中設(shè)置的副通路的位置和角度，因粘合劑的狀態(tài)等而簡單地變化的課題。所以，現(xiàn)有的熱式空氣流量計(jì)中，難以進(jìn)一步提高流量的檢測精度。

為了使流量檢測部對于副通路正確地定位。在形成殼體的同時(shí)將包括流量檢測部的傳感器組件固定是有效的。但是，該情況下，因部件之間的線性膨脹系數(shù)而在lsi內(nèi)的電阻中產(chǎn)生的熱應(yīng)力與使用粘合劑的情況相比更高，進(jìn)而，因電子部件的發(fā)熱，溫度修正的精度降低，因此存在測定精度降低這樣的課題。

本發(fā)明的目的在于提供一種計(jì)測精度高的熱式空氣流量計(jì)。

用于解決課題的技術(shù)方案

為了達(dá)成上述目的，本發(fā)明的熱式空氣流量計(jì)例如由以下結(jié)構(gòu)組成，包括：導(dǎo)入被計(jì)測流體的一部分的副通路；配置在所述副通路中，計(jì)測所述被計(jì)測流體的流量的傳感器芯片；將所述傳感器芯片檢測出的流體流量變換為電信號(hào)的、內(nèi)部具有電阻體的電子部件；和搭載所述傳感器芯片和所述電子部件的基板；所述基板的搭載所述電子部件一側(cè)的面被填充材料覆蓋。

發(fā)明效果

根據(jù)本發(fā)明，能夠提供一種計(jì)測精度高的熱式空氣流量計(jì)。

附圖說明

圖1是本申請的第一實(shí)施例中的傳感器組件的平面圖。

圖2是本申請的第一實(shí)施例中的熱式空氣流量計(jì)的平面圖。

圖3是本申請的第一實(shí)施例中的填充材料密封后的熱式空氣流量計(jì)的平面圖。

圖4是本申請的第一實(shí)施例中的填充材料密封后的熱式空氣流量計(jì)的c-c截面圖。

圖5是本申請的第二實(shí)施例中的填充材料密封后，使溫度變化時(shí)的熱式空氣流量計(jì)的截面圖。

圖6是本申請的第二實(shí)施例中的電子部件中發(fā)生的應(yīng)變的特性圖。

圖7是本申請的第三實(shí)施例中的熱式空氣流量計(jì)的平面圖。

圖8是本申請的第三實(shí)施例中的熱式空氣流量計(jì)的底面圖。

圖9是本申請的第三實(shí)施例中的填充材料密封后的熱式空氣流量計(jì)的平面圖。

圖10是本申請的第四實(shí)施例中的填充材料密封后的熱式空氣流量計(jì)的平面圖。

圖11是本申請的第五實(shí)施例中的電子部件中發(fā)生的應(yīng)變的特性圖。

具體實(shí)施方式

以下，用附圖說明本發(fā)明的實(shí)施例。

實(shí)施例1

首先，對于熱式空氣流量計(jì)的第一實(shí)施例進(jìn)行說明。

如圖1所示，傳感器組件10通過在基板1上安裝電子部件3、傳感器芯片2而形成。其中，基板1可以使用陶瓷基板，也可以使用印刷基板。另外，電子部件3例如是lsi，在電子部件3內(nèi)配置電阻體7，該電阻體7例如是在基準(zhǔn)振蕩器(時(shí)鐘)或a/d變換器中等使用的?；?與傳感器芯片2之間、和基板1與電子部件3之間，用釬焊或者接合線電連接。檢測流量時(shí)，空氣26從圖1的箭頭方向或相反方向通過傳感器芯片2的流量檢測部，由此測定流量。

圖2是在包括副通路12的殼體5上安裝了傳感器組件10時(shí)的平面圖。上述殼體5具備用于將流過主通路的空氣導(dǎo)向傳感器芯片2的副通路12，使由第一樹脂構(gòu)成的殼體5與傳感器組件10一體成形，傳感器組件10用圖1的虛線所示的固定區(qū)域4固定在殼體5上。殼體5使用的第一樹脂例如是熱塑性樹脂。此時(shí)，具有流量檢測部的傳感器芯片2需要測定空氣流量，所以配置在上述副通路12中。

圖3是用填充材料6密封后的熱式空氣流量計(jì)的平面圖，圖4是圖3的c-c截面圖。如圖3、圖4所示，填充材料6對于由傳感器組件10和殼體5組成的空間，以覆蓋電子部件3的方式進(jìn)行填充。填充材料例如可以使用環(huán)氧樹脂。

接著，說明上述第一實(shí)施例的作用效果。測定流量時(shí)，對電子部件3內(nèi)的電阻體7施加電壓，所以電阻體7發(fā)熱。因?yàn)樵摪l(fā)熱，熱式空氣流量計(jì)的溫度上升，與環(huán)境溫度的差增大，所以流量測定精度降低。從而，需要抑制電阻體7的發(fā)熱引起的熱式空氣流量計(jì)的溫度上升。通過如圖3所示地用填充材料6覆蓋電子部件3，導(dǎo)熱性提高。因此，電子部件3易于散熱，能夠抑制溫度上升。進(jìn)而，熱式空氣流量計(jì)例如用于搭載了內(nèi)燃機(jī)的車輛的流量測定，所以會(huì)曝露在廢氣、汽油、鹽水等氣氛中。通過用填充材料6覆蓋傳感器組件10上搭載的電子部件3，防止電子部件3曝露在上述氣氛中，因此能夠防止電子部件3的特性變動(dòng)，能夠提供精度更高的熱式空氣流量計(jì)。

實(shí)施例2

接著，用圖5、圖6說明本發(fā)明的第二實(shí)施例。

圖5是使溫度變化時(shí)的熱式空氣流量計(jì)的截面圖。用填充材料6覆蓋傳感器組件10上的電子部件3時(shí)，熱式空氣流量計(jì)和基板1中，因基板1與填充材料6的線性膨脹系數(shù)差、或者樹脂收縮差而發(fā)生圖5所示的彎曲變形。由此，電子部件3內(nèi)的電阻體7中也產(chǎn)生應(yīng)力(應(yīng)變)。電阻體7中產(chǎn)生應(yīng)力(應(yīng)變)時(shí)，電阻值因壓電效應(yīng)而變化，lsi3的輸出特性變化，所以對空氣流量的測定精度造成影響。圖6通過應(yīng)力分析計(jì)算了基板1與填充材料6的線性膨脹系數(shù)的比和楊氏模量的比、與電子部件3內(nèi)的電阻體7的熱應(yīng)力引起的流量特性變動(dòng)的關(guān)系。圖6的縱軸(y軸)是基板1與填充材料6的楊氏模量的比，橫軸(x軸)是基板1與填充材料6的線性膨脹系數(shù)的比，都是無量綱的。在圖6中對通過應(yīng)力分析計(jì)算出的、電阻體7的熱應(yīng)力引起的流量特性變動(dòng)為±1.0％、±1.5％、±2.0％時(shí)的基板1與填充材料6的線性膨脹系數(shù)、楊氏模量的比的關(guān)系作圖。進(jìn)而，用上述圖通過冪近似求出線性膨脹系數(shù)和楊氏模量的比與流量特性變動(dòng)的關(guān)系。根據(jù)圖6可知越是增大線性膨脹系數(shù)和楊氏模量的比，流量特性變動(dòng)越大。

本實(shí)施例中，使基板1與填充材料6的線性膨脹系數(shù)的比和楊氏模量的比在圖6的斜線部所示的規(guī)定區(qū)間內(nèi)。即，設(shè)基板1與填充材料6的線性膨脹系數(shù)的比為x，楊氏模量的比為y時(shí)，y<0.4x^-0.9的關(guān)系成立。由此，能夠抑制溫度變化時(shí)的電阻體7的電阻值變動(dòng)，能夠?qū)⒘髁刻匦宰儎?dòng)抑制在±1％以內(nèi)。能夠?qū)崿F(xiàn)流量檢測精度的進(jìn)一步的高精度化。

實(shí)施例3

接著，用圖7～圖9說明本發(fā)明的第三實(shí)施例。

圖7是將傳感器組件10固定在殼體5上時(shí)的熱式空氣流量計(jì)的平面圖，圖8是底面圖。與之前的實(shí)施例不同的結(jié)構(gòu)是如圖7、圖8所示地在基板上設(shè)置了多個(gè)電子部件13～16這一點(diǎn)。電子部件例如是熱敏電阻、微型計(jì)算機(jī)、壓力傳感器、濕度傳感器。如圖7所示，用接合線20將傳感器組件10與殼體上設(shè)置的連接器21電連接。接合線的材質(zhì)例如是al、au、cu。圖9中示出了將填充材料6密封后的熱式空氣流量計(jì)的平面圖。用圖9所示的結(jié)構(gòu)也可以實(shí)現(xiàn)同等的作用效果。進(jìn)而，因?yàn)橛锰畛洳牧?保護(hù)接合線20，所以能夠抑制振動(dòng)引起的接合線20的變形，能夠提供可靠性更高的流量計(jì)。

實(shí)施例4

接著，用圖10說明本發(fā)明的第四實(shí)施例。

與之前的實(shí)施例不同的結(jié)構(gòu)是為了形成副通路而在殼體5上設(shè)置罩8，在罩8的至少一部分設(shè)置了孔這一點(diǎn)。由此，填充材料6成為曝露于主通路的結(jié)構(gòu)，填充材料的散熱效果提高，所以能夠進(jìn)一步減少電子部件3、13～16的發(fā)熱引起的溫度上升。另外，通過采用使罩8與填充材料密合的結(jié)構(gòu)，導(dǎo)熱性改善，主通路的空氣流的散熱效果提高，能夠?qū)崿F(xiàn)高精度化。

實(shí)施例5

接著，用圖11說明本發(fā)明的第五實(shí)施例。

與之前的實(shí)施例的不同點(diǎn)是如圖11所示，使熱式空氣流量計(jì)中使用的基板1與填充材料6的線性膨脹系數(shù)的比和楊氏模量的比的關(guān)系在圖11的斜線部區(qū)間內(nèi)這一點(diǎn)。即，設(shè)基板1與填充材料6的楊氏模量的比為y時(shí)，為y<0.1的關(guān)系。圖7、圖8中示出的電子部件3、13～16用釬焊、或接合線與基板1電連接。進(jìn)而，用接合線20將基板1與殼體上設(shè)置的連接器21電連接。為了提高釬焊(焊料)或接合線的對熱變形的可靠性，提高壽命，優(yōu)選減小這些接合材料與填充材料6的線性膨脹系數(shù)差。通過設(shè)為圖11的斜線部區(qū)間內(nèi)，無論基板1與填充材料6的線性膨脹系數(shù)的比如何，都能夠?qū)㈦娮柚底儎?dòng)抑制在±1％以下。從而，能夠減小釬焊或接合線的線性膨脹系數(shù)與填充材料的線性膨脹系數(shù)的差，并且將電阻值變動(dòng)抑制在±1％以下，因此能夠提供可靠性更高且高精度的流量計(jì)。

附圖標(biāo)記說明

1…基板，2…傳感器芯片，3…電子部件，4…固定區(qū)域，5…殼體，6…填充材料，7…電阻體，8…罩，10…傳感器組件，11…殼體，12…副通路，

13～16…電子部件，20…接合線，21…連接器。