气流传感器的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种使用热敏电阻等感热元件来测量空气等气流流量的气流传感器。
【背景技术】
[0002] 作为测量空气等气流的气流传感器，以往，例如专利文献1中记载有具备相对于 空气流路中流通的空气流线成正交配置的旁通流路、及配设于该旁通流路内并测定空气流 路的空气流量的感测部的空气流量测定装置。该空气流量测定装置中，以相对于流过空气 流路的空气的流线，在旁通流路的流通方向的平面方向倾斜配置感测部中的空气温度测定 元件的热敏电阻与1对引线部件。并且，如图18的（a)所示，上述热敏电阻使用将一对引 线部件109接合于圆柱状的热敏电阻108上的热敏电阻。
[0003] 并且，专利文献2中记载有具备内部具有测定风道的风道管、配置于测定风道中 的由温度依存型电阻元件所构成的风速传感器、及隔着风速传感器配置的两个温度传感器 的风向风速仪。如图18的（b)所示，该风向风速仪中，使用大致球状的热敏电阻110等作 为温度依存型电阻元件。
[0004] 专利文献1 :日本特开2010-181354号公报
[0005] 专利文献2 :日本特开2003-75461号公报
【发明内容】
[0006] 上述以往的技术中留有以下课题。
[0007] 如图18所示，上述以往的气流传感器使用圆柱状的热敏电阻108或大致球状的热 敏电阻110,由于热敏电阻本身的体积大，因此有热容量大且响应性低的缺点。因此，尤其对 于弱气流时或急剧的气流变化会使测定精度降低。并且，由于热敏电阻的体积大，因此热敏 电阻周边的气流紊乱，由此也有测定精度下降的问题。
[0008] 本发明是鉴于前述的课题而完成的，其目的在于提供一种响应性优异且气流难以 紊乱、可高精度测定的气流传感器。
[0009] 本发明为解决上述课题而采用了以下结构。即，第1发明所涉及的气流传感器具 备：测定用感热元件，设置在作为测定对象的气体所流通的风道内；及支承机构，在所述风 道内支承所述测定用感热元件，所述测定用感热元件具备：绝缘性薄膜；薄膜热敏电阻部， 以热敏电阻材料形成于该绝缘性薄膜的表面上；一对梳状电极，在所述薄膜热敏电阻部上 侧及下侧的至少一方具有多个梳齿部且相互对置并以金属形成图案；及一对图案电极，与 所述一对梳状电极连接并在所述绝缘性薄膜的表面上形成图案，所述支承机构使所述绝缘 性薄膜的平面方向相对于所述风道内的气流方向平行地配置。
[0010] 该气流传感器中，由于测定用感热元件在绝缘性薄膜上具备薄膜热敏电阻部，支 承机构使绝缘性薄膜的平面方向相对于风道内的气流方向平行地配置，因此通过沿着气流 设置薄的薄膜型的测定用感热元件，不会使气流紊乱，并且热容量小，可获得优异的响应性 与高的测定精度。
[0011] 根据第1发明所述的第2发明的气流传感器中，所述支承机构具备板状的一对测 定用引线框架，该测定用引线框架的前端部与一对所述图案电极连接，该测定用引线框架 支承所述绝缘性薄膜，所述一对测定用引线框架的平面方向相对于所述风道内的气流方向 平行地配置。
[0012] 即，该气流传感器中，一对测定用引线框架的平面方向相对于风道内的气流方向 平行地配置，因此板状的测定用引线框架沿着气流设置，从而能够极力降低由测定用引线 框架所引起的气流紊乱。
[0013] 根据第1或第2发明所述的第3发明的气流传感器中，具备位于能够测定所述风 道的气体温度的位置且与所述测定用感热元件分开设置的补偿用感热元件、及覆盖该补偿 用感热元件且遮挡所述气流的罩部件。
[0014] S卩，该气流传感器中，由于具备补偿用感热元件及包围该补偿用感热元件且遮挡 气流的罩部件，因此能够通过以不会受到气流直接碰触的影响的方式以罩部件包围的补偿 用感热元件测定气流的气体温度而进行温度补偿，还能够以高精度进行测定。另外，通过使 补偿用感热元件及罩部件与测定用感热元件分开设置，从而能够以不使测定用感热元件周 围的气流紊乱的方式进行测定。
[0015] 根据第1至第3发明中任一个所述的第4发明的气流传感器中，所述薄膜热敏电 阻部是由以通式：TixAlyNz(0. 70 <y/(x+y) < 0? 95,0. 4 <z< 0? 5，x+y+z= 1)表示的金 属氮化物所构成，其结晶结构为六方晶系的纤锌矿型的单相。
[0016] 本发明人们着眼于氮化物材料中的A1N系，进行积极研宄的结果，发现作为绝缘 体的A1N虽难以获得最佳的热敏电阻特性（B常数：1000~6000K左右），但通过以提高导 电的特定金属元素置换A1部分，并且作为特定的结晶结构，在非烧成条件下即可获得良好 的B常数与耐热性。
[0017] 因此，本发明是由上述见解获得的，由于薄膜热敏电阻部是由以通式： TixAlyNz(0. 70彡y/(x+y)彡0? 95,0. 4彡z彡0? 5,x+y+z= 1)表示的金属氮化物所构成， 其结晶结构为六方晶系的纤锌矿型的单相，因此在非烧成条件下即可获得良好的B常数并 且具有较高的耐热性。
[0018] 另外，上述"yAx+y) "（即，AV(Ti+Al))小于0. 70时，无法获得纤锌矿的单相，而 成为与NaCl型相的共存相或仅NaCl型相的相，无法获得充分的高电阻与高B常数。
[0019] 并且，上述、八計7)"（目卩41八!1+41))超过0.95时，由于电阻率非常高，且显示 极高的绝缘性，因此无法作为热敏电阻材料而适用。
[0020] 并且，上述"Z"（即，NATi+Al+N))小于0. 4时，金属的氮化量少，因此无法获得纤 锌矿型的单相，且无法获得充分的高电阻与高B常数。
[0021] 而且，上述"z"（S卩，NATi+Al+N))超过0.5时，无法获得纤锌矿型的单相。这是 因为纤锌矿型的单相中氮位置上无缺陷时的化学计量比SNATi+Al+N) = 0.5。
[0022] 根据本发明发挥了以下效果。
[0023] 即，根据本发明所涉及的气流传感器，由于测定用感热元件在绝缘性薄膜上具备 薄膜热敏电阻部，支承机构使绝缘性薄膜的平面方向相对于风道内的气流方向平行地配 置，因此通过沿着气流设置薄的薄膜型测定用感热元件，可以不使气流紊乱，并且热容量 小，可获得优异的响应性与高的测定精度。
[0024] 而且，对薄膜热敏电阻部由以通式：TixAlyNz(0. 70彡yAx+y)彡0. 95， 0. 4 <z< 0. 5,x+y+z= 1)表示的金属氮化物所构成，其结晶结构为六方晶系的纤锌矿型 的单相的材料，由此在非烧成条件下即可获得良好的B常数并且获得较高的耐热性。
【附图说明】
[0025] 图1是表示本发明所涉及的气流传感器的一实施方式中，设置于风道的状态的侧 视图（a)及主视图（b)。
[0026] 图2是表示本实施方式中气流传感器的立体图。
[0027] 图3是表示本实施方式中测定用感热元件及补偿用感热元件的俯视图及A-A线剖 视图。
[0028] 图4是表示本实施方式中热敏电阻用金属氮化物材料的组成范围的Ti-Al-N系三 元系相图。
[0029] 图5是表示本实施方式中薄膜热敏电阻部形成工序的俯视图及B-B线剖视图。 [0030] 图6是表示本实施方式中电极形成工序的俯视图及C-C线剖视图。
[0031] 图7是表示本实施方式中保护膜形成工序的俯视图及D-D线剖视图。
[0032] 图8是表示本发明所涉及的气流传感器的实施例中气流速度与散热常数（相对于 气流速度Om/sec时的散热常数的散热常数的相对值）之间关系的图表。
[0033] 图9是表示本发明所涉及的气流传感器的实施例中热敏电阻用金属氮化物材料 的膜评价用元件的主视图及俯视图。
[0034] 图10是表示本发明所涉及的实施例及比较例中25°C电阻率与B常数之间