热式空气流量计的原理及设计

今天为大家介绍一项国家发明授权专利——热式空气流量计。该专利由日立汽车系统株式会社申请，并于2018年11月16日获得授权公告。

内容说明

本发明涉及具备用树脂覆盖具备流量检测部的传感器芯片与处理由流量检测部检测的信号的LSI而构成的传感器部件的热式空气流量计。

发明背景

测量气体流量的热式空气流量计具备用于测量流量的流量检测部，通过在上述流量检测部与作为测量对象的气体之间进行热传递，测量气体的流量。热式空气流量计测量的流量在各种各样的装置中作为重要的控制参数而广泛地被使用。热式空气流量计的特征为能够以相比较于其他方式的流量计相对高的精度测量气体流量、如质量流量。

可是，期望更进一步提高气体流量测量精度。例如，在搭载内燃机构的车辆中，节省燃油费的期望与尾气净化的期望非常高。对应这些期望，谋求以高精度测量作为内燃机构主要参数的吸入空气量。测量被导入内燃机构的吸入空气的热式空气流量计具备取入吸入空气量的一部分的副通路与配置于上述副通路的流量检测部，通过上述流量检测部在与被测量气体之间进行热传递，测量流经上述副通路的被测量气体的状态，输出表示向上述内燃机构导入的吸入空气量的电力信号。这样的技术例如公开于日本特开2011-252796号公报（专利文献1）中。

在专利文献1中的空气流量测量装置中，具备形成取入的空气流经的内部流路的箱体、配置于副流路内的传感器芯片、处理传感器芯片产生的电力信号的电路芯片，传感器芯片与电路芯片作为成为一个结构部件的传感器部件而组装（段落0027、0031）。箱体具备嵌入传感器部件的孔，在形成孔的面上设置分别面接触于设置于传感器部件上的两个抵接面的两个抵接面（段落0033）。在形成孔的面上，在除了两个抵接面的面部上设置肋，传感器部件通过以压接于肋的顶端的方式压入孔中，固定于箱体中（段落0034）。由此，在传感器部件与箱体之间遮断线膨胀的传递，以线膨胀差引起的应力不作用在传感器芯片、电路芯片的方式，抑制传感器芯片、电路芯片的元件的阻值的变动（摘要）。

发明内容

发明所要解决的课题为了通过热式空气流量计以高精度测量空气的流量，谋求在设置于用于测量流经主通路的空气流量的热式空气流量计上的副通路上，以高精度定位流量检测部并固定，准确地测量由流量检测部检测的流量。

在记载于专利文献1中的技术中，预先用树脂制作具备开有用于嵌入传感器部件的孔的内部流路的箱体，与该箱体不同地制造具备流量检测部传感器部件，其次以向内部流路的孔插入传感器部件的状态，将传感器部件固定于箱体中。在向内部流路开口的孔与传感器芯片之间的间隙、以及传感器部件向箱体中的嵌入部分的间隙中填充弹性粘接剂，以粘接剂的弹性力吸收相互的线膨胀系数差。

而且，为了减小传感器部件与设置于箱体上的副通路之间的位置与角度的偏差，相对于副通路（内部流路）准确地定位传感器部件（尤其是流量检测部），与箱体的模制成型的同时固定含有流量检测部的传感器部件有效。

可是，在这种情况下，由于传感器部件与箱体之间的线膨胀系数差，引起在LSI：Large Scale IntegraTIon（电路芯片）内抵抗中产生的热应力相比较于使用粘接剂的情况高，测量精度降低的课题。

本发明的目的在于提供一种热式空气流量计，该热式空气流量计通过确保流量检测部的高定位精度、并降低在LSI内的电阻产生的热应力的影响，从而测量精度高。

用于解决课题的方法：为了实现上述目的，本发明的热式空气流量计具备将具备电阻的电路部与流量检测部以上述流量检测部的至少一部分露出的方式嵌入模制而构成的传感器部件、具备副通路将上述流量检测部配置于上述副通路内并收纳上述传感器部件的箱体，在上述传感器部件用第一树脂模制成形、上述箱体用第二树脂模制成形的热式空气流量计中，上述传感器部件具备用形成上述箱体的上述第二树脂固定于上述箱体、相对于上述传感器部件产生与上述流量检测部露出的面平行的方向的拉伸应力的树脂结构。

此时，在将电路部（LSI）的电阻配置面侧作为表面的情况下，可以使形成于传感器部件的背面侧、覆盖传感器部件的箱体树脂体积比形成于传感器部件的表面侧、覆盖传感器部件的箱体树脂体积大。或者，在将LSI的电阻配置面侧作为表面侧的情况下，形成于LSI的表面侧的传感器部件树脂的厚度t1与形成于LSI的背面侧的传感器部件树脂的厚度t2的关系可以为t1

发明效果：根据本发明，在与箱体的模制成型同时固定传感器部件的情况下，由于能降低对LSI的产生应力，所以能够得到确保流量检测部的高的定位精度、测量精度高的热式空气流量计。