流量传感器.pdf

一种流量传感器，是在单晶硅基板上形成薄膜部并在该薄膜部上形成多晶硅的感应电阻器的流量传感器；通常，在薄膜部变化时，电阻值发生变化。因该电阻值变化会导致流量传感器的输出异常。尤其是由于输出异常容易发生在低流量区域，所以作为降低燃料消耗的目的，在发动机进行低怠速化时，上述输出异常就成为问题。因此，为了解决上述的问题，本发明通过将形成在薄膜部的温感电阻器的图案的长方向和短方向的关系设成最佳的构成，使得即使薄膜部变形而导致温感电阻器的电阻值发生变化，流量传感器的输出也难以变化。

权利要求书
1.  一种流量传感器，其特征在于，具有：
形成在基板的薄膜部上的加热电阻、和
设置在所述基板的薄膜部上的所述加热电阻的两侧、构成电桥电路的多个温感电阻器，
所述多个温感电阻器的图案被构成为，对于所述薄膜部发生的应变，所述多个温感电阻器呈大致相等的电阻变化。

2.  根据权利要求1所述的流量传感器，其特征在于，所述多个温感电阻器的图案构成为，对于所述薄膜部发生的应变，某方向上的电阻变化和大致垂直于所述某方向的电阻变化大致相等。

3.  根据权利要求1所述的流量传感器，其特征在于，所述温感电阻器，是由连接螺旋形状的图案而形成。

4.  根据权利要求1所述的流量传感器，其特征在于，所述多个温感电阻器，是在所述加热电阻的一侧设置2个，在所述加热电阻的相反侧设置2个，
这些温感电阻器是由掺杂了杂质的多晶硅形成。

5.  根据权利要求1所述的流量传感器，其特征在于，所述加热电阻连接在第2电桥电路上。

6.  根据权利要求4所述的流量传感器，其特征在于，在所述基板上形成有大致长方形的所述薄壁部，
所述加热器是介由绝缘层形成在所述薄壁部上，
所述某方向为所述薄壁部的长方向，
所述垂直方向为所述薄壁部的短方向。

7.  一种流量测定装置，其特征在于，具有：
具有弯曲部的副通路、
设置在所述副通路中的权利要求1所述的流量传感器、和
处理来自所述流量传感器的信号的处理电路。

8.  一种流量传感器，其特征在于，具有：
形成在基板的薄膜部上的加热电阻、和
设置在所述基板的薄膜部上的所述加热电阻的两侧、构成电桥电路的多个温感电阻器，
所述多个温感电阻器的图案被形成为在某方向上延伸的图案的长度的和、和与所述某方向垂直的方向上延伸的图案的长度的和大致相等，并且宽度大致相等。

9.  根据权利要求8所述的流量传感器，其特征在于，所述温感电阻器，是由连接螺旋形状的图案而形成。

10.  根据权利要求8所述的流量传感器，其特征在于，所述多个温感电阻器，是在所述加热电阻的一侧设置2个，在所述加热电阻的相反侧设置2个，
这些温感电阻器是由掺杂了杂质的多晶硅形成。

11.  根据权利要求8所述的流量传感器，其特征在于，所述加热电阻连接在第2电桥电路上。

12.  根据权利要求10所述的流量传感器，其特征在于，在所述基板上形成有大致长方形的薄壁部，
所述加热器是介由绝缘层形成在所述薄壁部上，
所述某方向为所述薄壁部的长方向，
所述垂直方向为所述薄壁部的短方向。

13.  一种流量测定装置，其特征在于，具有：
具有弯曲部的副通路、
设置在所述副通路中的权利要求8所述的流量传感器、和
处理来自所述流量传感器的信号的处理电路。

14.  一种流量传感器，其特征在于，具有：
在基板的薄膜部上形成的、具有在途中改变朝向并延伸的图案的加热电阻、和
设置在所述基板的薄膜部上的所述加热电阻的两侧、构成电桥电路的多个温感电阻器，
所述温感电阻器，是在所述加热电阻上连接大致对称形的图案而形成。

15.  根据权利要求14所述的流量传感器，其特征在于，所述大致对称形的图案，是由形成螺旋形状的图案而形成。

16.  根据权利要求14所述的流量传感器，其特征在于，所述多个温感电阻器，是在所述加热电阻的一侧设置2个，在所述加热电阻的相反侧设置2个，
这些温感电阻器是由掺杂了杂质的多晶硅形成。

17.  根据权利要求14所述的流量传感器，其特征在于，所述加热电阻连接在第2电桥电路上。

18.  根据权利要求16所述的流量传感器，其特征在于，在所述基板上形成有大致长方形的薄壁部，
所述加热器是介由绝缘层形成在所述薄壁部上，
所述某方向为所述薄壁部的长方向，
所述垂直方向为所述薄壁部的短方向。

19.  一种内燃机用流量测定装置，其特征在于，具有：
具有弯曲部的副通路、
设置在所述副通路中的权利要求14所述的流量传感器、和
处理来自所述流量传感器的信号的处理电路，
将所述副通路的入口和出口插入设置在内燃机的吸气通路中。

20.  一种内燃机的控制装置，其特征在于，
根据来自权利要求19所述的流量测定装置的信号，控制向所述内燃机供给的燃料供给量。

说明书流量传感器
技术领域
本发明涉及利用发热电阻器来测量流量的流量传感器，例如涉及一种适用于测量内燃机的吸入空气流量的流量测定装置。
背景技术
以往，作为设置在汽车等内燃机的吸入空气通路中并测量吸入空气流量的流量传感器，热型的流量传感器因为能够直接检测质量流量，所以一直成为主流。在这样的热型的流量传感器中，由于将测量流量的感应元件设在硅(Si)等半导体基板上，用半导体微细加工技术制造的流量传感器比较容易并能以大量生产的方式进行生产，因此，具有经济性，另外，由于是小型且能够低电力驱动，因此，近年来受到人们的瞩目。作为这样的流量传感器，公知的有专利文献1上记载的流量传感器。
在专利文献1上记载的流量传感器的感应元件，是在硅基板上介由绝缘层形成感应电阻器。在此，为对电阻器进行热绝缘，除去硅基板的一部分而形成薄膜部(隔膜部)。通过在该薄膜部上配置作为加热器驱动的电阻器，能够形成发热电阻器。流量检测是把发热电阻器夹在中间，在空气流动方向的上游和下游形成温感电阻器，并根据该上游和下游的温感电阻器的温度差来测量流量的温差方式。温差方式是将发热电阻器加热到一定温度，并通过热传导和热传递而加热所述上游和下游的温感电阻器。在没有空气流量的情况下，理想的是，上游和下游的温感电阻器被相同地加热而温差几乎成为零。如果产生空气流量，则由于上游的温感电阻器被冷却而导致温度下降，因此，产生与下游的温感电阻器之间的温差。该温差由于对应空气流量，因此，能够通过温差检测空气流量。该上游和下游的温感电阻器分别对应于温度而其电阻值产生变化，故能够利用该电阻值变化而得到对应流量的电压信号。
如专利文献1的图1及图6所示，通过在上游和下游形成各2对温感电阻器并形成电桥电路，能够将检测感应度提高到2倍。另外，温差方式能够检测空气的流动方向。在产生与上述方向相反的空气流量的情况下，所述下游的温感电阻器被冷却。从而，通过专利文献1的图6所示的电路构成，相对零流量的点向相反方向产生输出。通过具有方向检测装置，在从发动机朝向空气滤清器产生空气流动(逆流)的运行状态下，能够比不具有方向检测装置的流量传感器更正确地测量空气流量。以往，在4气缸的发动机低速转动的情况下，吸气脉动较大，且在节流阀完全打开的附近产生逆流的情况居多，但是对应于近几年对排气的限制、低燃料消耗等，在使阀的开关时间变化等进行复杂控制的发动机中，在高速转动时，有产生脉动、逆流、增大逆流量的趋势。另外，在4气缸以上的多气缸发动机中，也产生包含逆流的脉动流。从而，方向检测功能是非常有效的手段。
另外，通过将这样检测流量的电阻器形成在薄膜上，可得到对流量变化的迅速的热响应。这样，通过将迅速响应的流量传感器应用在汽车控制上，则在流量急剧变化时、或即使在吸气管内产生脉动时，也能够对其流量变化作出响应，从而在上述的运行状态下，也能够比热容量大且响应速度迟钝的流量传感器更正确地测量空气流量。
这些流量传感器主要是由流量测量元件、用于安装所述流量测量元件的支撑体、驱动该流量测量元件的电路、以及安装这些部件且安装流通吸入的空气的管路上的壳体构成，而且所述流量测量元件是配置在副通路内。
【专利文献1】特开2002-48616号公报
在专利文献1中，作为电阻器采用的是多晶硅。像多晶硅那样的半导体材料具有根据形状变形而产生的应变、从而引起电阻值变化的泊松效果。该泊松效果的影响量是取决于具有该材料地应变系数，并在白金等金属材料中也有影响。
在以往技术中，存在容易发生由该泊松效果引起的输出异常。感应元件的所述薄膜部的膜厚只有1～2μm，因此，遭受
(1)在将感应元件粘接在支撑体时产生的应力
(2)在将支撑体粘接安装在壳体等上时产生的应力
(3)由于环境温度变化而产生的安装材料的线膨胀系数的不同而产生的应力
(4)由于发热电阻器的发热而引起的热变形等，各种变形。
尤其，对于在发热电阻器的两肋形成的温感电阻器，在性能上希望的是取高电阻值，故需要在形状上将电阻器形成宽度窄，长度长。从而，容易受到上述应力引起的泊松效果的影响。例如，在专利文献1的图6中，温感电阻器在上游和下游形成2对，并以4个温感电阻器形成电桥，但是由于薄膜部的变形，4个电阻器表示分别不同的电阻值变化，故容易产生输出异常。
尤其，近年来，出于以低燃料消耗为目的的低怠速化等的考虑，需要测量到非常低的流量，但是在该低流量区域上述的输出异常就非常大。
发明内容
本发明的目的在于即使在设置有加热电阻或温感电阻器的基板的薄膜部发生应变，也能减少由于该应变而导致的连接有温感电阻器的电桥电路的信号的变动。
上述的目的是通过本发明所记载的发明内容而实现。
例如，通过具有以下特征的流量传感器等而实现上述目的，即：具有形成在基板的薄膜部上的加热电阻、和设置在所述基板的薄膜部上的所述加热电阻的两侧、构成电桥电路的多个温感电阻器；所述多个温感电阻器的图案被构成为，对于所述薄膜部发生的应变，所述多个温感电阻器呈大致相等的电阻变。
(发明效果)
根据本发明可知，即使在设置有加热电阻或温感电阻器的基板的薄膜部发生应变的情况下，也能够减少由于该应变而导致的连接温感电阻器的电桥电路的信号的变动。
附图说明
图1是表示本发明的第1实施例的感应元件的图案图。
图2是表示本发明的第1实施例的感应元件的剖面图。
图3是安装了本发明的感应元件的流量传感器模块的局部剖面图。
图4是安装了本发明的感应元件的流量传感器模块的局部剖面图。
图5是本发明的驱动电路图。
图6是表示本发明的发热电阻器的薄膜部上的温度分布的模式图。
图7是以往的感应元件的图案图。
图8是以往的驱动电路图。
图9是本发明的温感电阻器图案。
图10是表示本发明的第2实施例的感应元件的图案图。
图11是表示本发明的第3实施例的感应元件的图案图。
图12是使用本发明的流量传感器的内燃机的系统图。
图13是表示本发明的第4实施例的感应元件的图案图。
图14是表示本发明的第4实施例的感应元件的剖面图。
图中：1-感应元件，2-单晶硅基板，3-绝缘板，4-发热电阻器，5-吸气温度检测电阻器，6、7-上游温感电阻器，8、9-下游温感电阻器，10、11-电阻器，12-引出电阻，13-保护层，14-电极，15-空穴部，16-薄膜部，17-温感电阻器的X方向单元，18-温感电阻器的Y方向单元，19-温感电阻器的螺旋形状图案。
具体实施方式
首先，对于本发明的实施例进行简单的说明。在形成于薄膜部的温感电阻器图案中，构成能够减少由于泊松效果而导致的输出的变化。当为将在相同图案宽度的2个方向上或多于这个方向上的直线图案连接而构成时，各方向上的图案长度的总和大致相等。另外，当为将在不同图案宽度的2个方向上或多于这个方向上的直线图案连接而构成时，如果将各方向的图案宽度设为W，各方向的图案长度的总和设为L，则各方向的L/W大致相等。通过这样的构成，在感应元件上发生由应力产生的应变时，各温感电阻器的电阻值的变化量变得相等，故能够使流量传感器的输出不容易变化。
其次，对于本发明的实施例参照附图进行详细说明。
首先，对本发明中使用的感应元件1进行说明。图1是表示本发明的第1实施例的感应元件1的图案的图，图2是表示本发明的第1实施例的感应元件1的剖面图。感应元件1是通过半导体制造技术而制造的。下面，将对其进行说明。在单晶硅基板2上，用热氧化或CVD(化学汽相沉积)等方法形成作为绝缘层3的二氧化硅层，并用CVD等方法形成氮化硅层。其次，用CVD等方法形成多晶硅层，并且为了得到期望的电阻值，作为杂质将磷(P)通过热扩散或离子注入进行掺杂。其后，通过将多晶硅层用图案法形成发热电阻器4、吸气温度检测电阻器5、上游温感电阻器6、7、下游温感电阻器8、9以及引出电阻12。接着，用CVD等方法形成作为保护层13的氮化硅层、二氧化硅层。其后，通过将保护层13进行图案的形成，剔除形成电极14的部分的保护层13。其次，在形成电极材料、即铝层后，通过蚀刻进行图案的形成并形成电极14。最后，为了形成空穴部15，在没有形成单晶硅基板2的发热电阻器4的面上进行图案的形成。其后，通过各向异性蚀刻而形成空穴部15。通过这样的空穴化，使配置有发热电阻器4、上游温感电阻器6，7、下游温感电阻器8，9的区域成为被热绝缘的薄膜部16。上述的二氧化硅、多晶硅具有压缩应力，氮化硅具有拉伸应力，故通过将这些材料叠层为适当的膜厚，能够形成没有挠曲的薄膜部16。最后，通过切削分割为芯片。所被分割的感应元件1，例如是长边为5mm，短边为2.5mm左右。另外，通过使用将2张氧化了表面的单晶硅基板粘合的基板，也能够用单晶硅形成电阻器。
其次，根据图3、图4对流量传感器100的构成进行说明。图3、图4是安装了本发明的感应元件的流量传感器模块的局部剖面图。安装感应元件1的支撑体20是由玻璃陶瓷制叠层基板形成。作为支撑体20，除此之外，还可以采用高温烧结陶瓷、金属板等。但是，希望感应元件1与周围的部件在热量上热绝缘，故采用热传导率小的玻璃陶瓷制叠层基板较为有效。另外，通过采用叠层基板，能够将用于向感应元件1提供电力、以及处理来自感应元件1的信号的电路21与支撑体20一体地形成。这样，通过将支撑体20与电路21一体化，能够减少部件件数，并能够减少粘接处，因此，在成本、信赖性方面具有优越性。另外，通过构成用于使用叠层基板的内层导体而控制感应元件1的电路21，能够实现电路21的小型化，故能够实现流量传感器100的小型化。
感应元件1是用环氧类或硅类粘接剂22粘接在支撑体20上，且感应元件1的电极14和支撑体20的电极是通过例如金属线23等连接线构成电连接的。该连接部是为了防止由含在吸入空气中的污染物质或水分引起的电蚀而用环氧类或硅类树脂覆盖。安装有该感应元件1的支撑体20，通过硅类的粘接剂23安装在壳体24内。进而，壳体24被插入到主通路25中。在图3中，在主通路25中，从空气滤清器向发动机的方向流动的空气(顺流40)从副通路28的入口27朝向出口28流动。
其次，将流量传感器100的动作原理通过图1及图5进行说明。发热电阻器4与吸气温度检测电阻器5、电阻器10、电阻器11一同构成电路30。电阻器10和电阻器11形成在支撑体20上的电路21或感应元件1上。电桥电路30进行反馈控制，使发热电阻器4对吸气温度检测电阻器5升高到一定温度。发热电阻器4，根据薄膜部16的热绝缘性而发热，故在薄膜部16的中心附近温度变得最高，如图6所示，形成椭圆放射状的温度分布。上游温感电阻器6、7及下游温感电阻器8、9的4个温感电阻器构成电桥电路31。在电桥电路31上施加有电压Vref。上游温感电阻器6、7及下游温感电阻器8、9通过来自发热电阻器4的热传导及热传递而被加热，并达到规定的温度。在无风状态下，理想的是上游温感电阻器6、7及下游温感电阻器8、9被同等地加热，故温差大致为零。从而，接点32和接点33的电位大致相等。如果空气发生流动，则上游温感电阻器6、7被冷却使平均温度下降，故电阻值变小。从而，在接点32、接点33之间产生电位差。该电位差被输入到运算装置36中。通过运算装置36对空气流量输出规定的电压。
在此，电阻器的电阻值一般表示为
R＝ρ×L/A
在此，R：电阻，ρ：电阻率，L：长度，A：剖面面积。
如果向电阻器施加应变，则电阻变化率为
dR/R＝dL/L-dA/A+dρ/ρ
在电阻器中，对于在一个方向上的延伸或收缩，其剖面根据材质的泊松比伸缩。从而，如果将泊松比设为γ，则
dR/R＝(1+2γ)dL/L+dρ/ρ
在此，上式右边的第1项表示几何学变形的变化率，第2项表示物理性质上的变化带来的影响，而关于半导体材料中是作为泊松效果所知。
本发明中的电阻器材料，即，多晶硅的电阻值、应变系数是取决于杂质浓度。多晶硅一般是
(1)在杂质浓度大时，电阻率小，应变系数小
(2)在杂质浓度小时，电阻率大，应变系数大
在此，需要将上游、下游的温感电阻器设为高电阻值。如果电阻值低，则流入电阻的电流增大，故自身的发热量变大。为了将温感电阻器的自身的发热量抑制在能够作为流量传感器足够使用的程度，希望的是将电流值抑制在0.5mA以下程度。这种情况下，在作为Vref施加5V时，各温感电阻器需要为5000Ω左右以上。从而，为了在所限制的薄膜部上形成温感电阻器，需要将温感电阻器的电阻器宽度设为3～10μm左右。通过减小Vref，也可以抑制温感电阻器的自身的发热量，但是在接点32、接点33产生的电压差减小，从而流量传感器的感应度减小，故称不上有效的方法。
在此，如果为减小应变引起的变化而增大杂质浓度，则电阻率也变小，故需要将电阻器图案形状做成细长形而得到高电阻值。从而，电阻器是在形状上容易受到应变的影响。另一方面，如果为了增大电阻率而减小杂质浓度，则能够将电阻器图案的形状做成短粗形，但由于应变系数也变大，因此，还是容易受到应变的影响。从而，将上、下游温度传感器形成任何结构，都容易受到应变的影响。
在此，在薄膜部16上发生变形时，多晶硅将根据泊松效果而电阻值如上所述地变化，而且尤其细线图案，即，4个温感电阻器最受影响。4个温感电阻器6、7、8、9形成电桥电路31，故在4个温感电阻器6、7、8、9的电阻值变化量完全相等的情况下，在接点32和接点33上产生的电压差与在薄膜部16没有变形的情况下的值大致相等，故在输出上基本不发生变化。但是在4个温感电阻器6、7、8、9的电阻变化量不相同时，在接点32和接点33上产生的电位差，与薄膜部16没有变形的情况下的值不同，故输出发生变化而导致发生流量传感器100的流量特性的变化。
这样的薄膜部16的变形是由于施加在感应元件1上的应力而引起的。感应元件1被粘接支撑体20上，而支撑体20被粘接在壳体24上。由于各粘接使用热硬化型的粘接剂22，因此，硬化后必然产生应力，而影响到感应元件1。另外，感应元件1被安装在设置于支撑体20上的凹部29内，但是也要考虑感应元件1与形成有凹部29的支撑体20的壁面接触的情况。在这种情况下，对感应元件1施加应力。另外，将感应元件1和电路的连接线用树脂密封，由此在感应元件上施加应力。另外，在本发明中，感应元件1的基板是由单晶硅、支撑体20是由玻璃陶瓷、壳体24是由塑料构成，并且各自的线膨胀系数不同。汽车的环境温度是如上所述地在-30～130℃左右的范围内变化，故根据环境温度，感应元件1、支撑体20、壳体24进行膨胀或收缩变形。从而，根据上述的起初影响感应元件1的应力缓和等，导致薄膜部变化。这种应力的缓和是由于粘接材料的量、各部件的粘接位置、状态等而变得不均匀，因此造成纵·横·扭转方向等、薄膜部16变形的方失、变形量也变得不等。从而，4个温感电阻器6、7、8、9的电阻变化量也容易分别成为不同的值。
在此，对以往技术中的课题进行说明。将专利文献1中记载的以往的感应元件的薄膜部图案的示意图表示在图7中、将驱动电路的示意图表示在图8中。在以往例中，上游温感电阻器6、7及下游温感电阻器8、9都是曲折的形状，而且垂直于空气的顺流40的成分比平行于顺流40的成分要多。在泊松效果中，纵方向和横方向的应变系数不相同，在多晶硅的情况下是电阻变化的方向(符号)也不相同。从而，在以往技术的构成中，电阻器在一个方向上(垂直于顺流40的方向)的成分较多，故变化量的绝对值较大。在这种情况下，在接点32和接点33容易发生温感电阻器的电阻变化导致的电压的变化，从而造成薄膜部变形引起的流量误差。另外，在薄膜部发生扭转等复杂的变形，在于4个温感电阻器中的特定的电阻器变形的情况下，产生非常大的流量误差。
对此在本发明中，能够大幅度降低以上所述的薄膜部变形的影响。下面示出其构成。
在本发明的第1实施例中，将上游温感电阻器6、7、下游温感电阻器8、9的图案构成为(1)流动方向(X方向)的图案长度的总和、和(2)垂直于流动的方向(Y方向)的图案长度的总和大致相等。在多晶硅中，如上所述，在纵向和横向上的应变系数的符号相反，故由于这样的构成，容易消除温感电阻器的变形引起的电阻变化。另外，如上所述，不能推测薄膜部16将在不均匀的范围内如何变形，故如本发明所示，将纵、横方向上的长度设为相等的构成最能使变化量的绝对值变小。
将在图1以外的温感电阻器图案中X方向上的图案长度的总和、和Y方向上的图案的长度的总和大致相等的图案例表示在图9(a)～(c)中。一般在半导体制造过程中，用于形成图案的遮光模的精度、以及电阻器的加工精度在弯曲部比在直线部差。从而，如果如图9(a)所示那样曲线部多，则存在因制造公差而由4个温感电阻器6、7、8、9的电阻值的不同引起的流量传感器特性的制造公差较大的可能性。从而，在如图9(a)所示的形成图案的情况下，需要充分确保遮光模精度、加工精度，这样就导致制造成本变高。
另外，在如图9(b)所示的图案中，温感电阻器的在X方向上长的图案(X方向的单元)、和在Y方向上长的图案(Y方向的单元)以2对构成1个温感电阻器。如果为如图9(b)所示的图案，则弯曲部数量可以抑制到比如图9(a)所示的数量还要少。但是，在所被限制的大小的薄膜部16内，该X方向的单元和Y方向的单元之间可能在变形上产生差别，在该情况下将产生流量误差。
从以上点可知，在将X方向和Y方向的长度设为大致相等的情况下，如图1所示，通过设为连接从外侧朝向内侧的螺旋形状和从内侧朝向外侧的螺旋形状而形成的图案，能够减少弯曲部，故能够有效地抑制制造上的公差。另外，因为能够设小温感电阻器的面积，所以能够进一步降低因薄膜部变形而导致的流量误差。
本发明的第2实施例中所示的感应元件的薄膜部图案如图10所示。薄膜部16的厚度为2～3μm左右，而且薄膜部16的短方向的距离越小则强度越高，能够将变形量抑制得较小。这样，在短方向的距离小的情况下，因薄膜部的面积的限制而很难构成如图1所示的形状。在这种情况下，如图9所示，温感电阻器的图案宽度在短方向和长方向上有所不同，从而构成为比例相等将为有效。在将长方向的图案宽度设为Wa、将短方向的图案宽度设为Wb、将长方向的图案长度的总和设为La、将短方向的图案长度的总和设为Lb时，将La/Wa和Lb/Wb设为大致相等，由这样的构成，能够使纵向的电阻成分和横向的电阻成分相等，故能够得到与第1实施例相同的效果。
另外，在以往技术中，还存在改变环境温度时流量特性变化的问题。下面，对此进行说明。在制造感应元件1的薄膜部16时，形成为没有挠曲。但是，如果流量传感器100驱动而致使发热电阻器4发热到例如100℃以上，则在没有风时能够在薄膜部16上产生如图6所示的温度分布，并根据该温度分布，薄膜部16膨胀变形。在此，如图7所示的以往例，如果发热电阻器4相对薄膜部为对称的形状，则该发热电阻器4的发热所导致的变形为以薄膜部16的中心大致对称的变形。从而，配置在发热电阻器4的两肋的4个温感电阻器的变形量分别变得大致相等，而产生的流量误差变小。但是，如特开2003-83788号公报及本发明记载所述，发热电阻器4为U字形时，如果发热电阻器4发热，则薄膜部16的变形将以薄膜部16的中心为非对称，在配置于发热电阻器4的两肋的4个温感电阻器6、7、8、9的变形量上容易产生差，从而，容易产生流量误差。发热电阻器4的引出区域由于热传导而热量会跑掉，故在配置有上游温感电阻器6、下游温感电阻器8的区域、和上游温感电阻器7、下游温感电阻器9的区域中，接收来自发热电阻器4的热量就不同，故薄膜部的变形量不同。另外，在存在流量时，会在上游温感电阻器6、7和下游温感电阻器8、9上产生温度差，故薄膜部的变形量不同。如上述的说明，在流量传感器100工作的状态下，4个温感电阻器6、7、8、9的变形量分别不同，从而电阻变化量也不同。在汽车中，发动机内的环境温度在-30～130℃的范围内变化，故薄膜部16上的温度也随此而变化。从而，根据环境温度而薄膜部16的变形量变化，故流量特性根据环境温度而变化。
关于上述的问题，能够通过本发明中的第1或第2实施例降低特性变化量。另外，根据如图11所示的构成，通过本发明中的第1及第2实施例也能够降低环境温度的变化而引起的特性变化。下面，对图11中的构成进行说明。在图11中，各温感电阻器具有3个螺旋形状图案19，并且上游温感电阻器6和下游电阻器7的螺旋形状图案19交替配置。下游温感电阻器8和下游温感电阻器9的螺旋形状图案也同样地交替配置。由该构成，具有将上游温感电阻器6的平均温度和上游感温温感电阻器7的平均温度设为相等的效果、及将下游温感电阻器8的平均温度和下游温感电阻器9的平均温度设为相等的效果，故接点32和接点33的电位差难以变化，从而能够降低流量特性变化。另外，对如上所述的应力缓和等引起的薄膜变形的问题，也因发生在各温感电阻器6、7、8、9上的电阻值变化量的差比本发明的第1及第2实施例还小，所以为有效。在本发明中，各温感电阻器的螺旋形状图案19各有3个，但进而根据薄膜部16的形状，也可以为多个。
另外，在图13、图14中出示了本发明中的第4实施例。在本发明中的第4实施例中，如图14所示，温感电阻器6、7、8、9是夹住绝缘层而成2层的结构。在本发明中，在下层形成上游温感电阻器7、下游温感电阻器9，在上层形成上游温感电阻器6、下游温感电阻器8。另外，从上面观察上层的各温感电阻器6、8和下层的各温感电阻器7、9时，为大致重叠。通过这样的构成，使得在薄膜部16变形时上游温感电阻器6和上游温感电阻器7的变形量完全相同，因此，电阻变化量也变得完全相同。另外，下游温感电阻器8、下游温感电阻器9的情况下也相同。从而，因为温感电阻器6、7、8、9的变化量完全相同，所以与第1到第3实施例相比，为由薄膜部变形引起的流量误差最小的构成。另外，能够减小薄膜部16上的温感电阻器6、7、8、9的面积，故能够将薄膜部16的面积设置得较小，实现强度的提高，薄膜部变形量的降低，感应元件1的小型化。另外，温感电阻器6、7、8、9是导体，从而，由于是用导体夹住绝缘层的结构，因此将形成电容器，并提高耐电波性。
另外，图12表示汽油发动机等内燃机的系统图。吸入发动机的空气在流过空气滤清器102、主通路25、节流角度传感器103、怠速控制阀104、节流体105与吸气集管106一体构成的通路的过程中，用本发明的流量传感器100检测流量及流动方向，而且被检测的信号通过电压或频率而被输入到车辆控制单元107中。
流量信号使用的是在由喷射器108、转速计109、发动机缸110、排气集管111、氧浓度计112构成的燃烧部构造及子系统的控制。
还有，虽未图示，但在柴油发动机系统的情况下也与汽油发动机系统基本相同，并且可以应用本发明中的流量传感器。
另外，在使用燃料电池的系统中，也可以将本技术应用于测量空气或氢等流体的流量传感器。
根据本实施例可知，在形成在薄膜部的温感电阻器的图案中，图案构成为在相同宽度的2个方向或多于这个方向上的直线图案连接的情况下，各方向上的图案的长度的总和大致相等。另外，在不相同的图案宽度的2个方向或多于这个方向的直线图案连接的情况下，如果将各方向上的图案宽度设为W，将各方向上的图案的长度的总和设为L，则各方向的L/W大致相等。通过这样的构成，在薄膜部变形时，各温感电阻器的电阻值的变化量变得相等，故能够使流量传感器的输出难以变化。通过本发明的流量传感器，能够进行高响应且低流量区域的测量，所以，通过将其应用于内燃机，可在各种运行状态下都能够高精度地进行控制。进而，通过将温感电阻器设为难以受到发热电阻器的温度分布的影响的配置，能够得到即使环境温度变化，也难以产生流量误差的效果。