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JP4986504B2 - Electromagnetic flow measuring device - Google Patents

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JP4986504B2
JP4986504B2 JP2006142417A JP2006142417A JP4986504B2 JP 4986504 B2 JP4986504 B2 JP 4986504B2 JP 2006142417 A JP2006142417 A JP 2006142417A JP 2006142417 A JP2006142417 A JP 2006142417A JP 4986504 B2 JP4986504 B2 JP 4986504B2
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義孝 天田
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  • Measuring Volume Flow (AREA)

Description

本発明は、被計測流体の流量を計測する電磁式流量計測装置に関し、特に微少流量を高精度で計測可能な電磁式流量計測装置に関する。   The present invention relates to an electromagnetic flow measurement device that measures the flow rate of a fluid to be measured, and more particularly to an electromagnetic flow measurement device that can measure a minute flow rate with high accuracy.

従来、被計測流体の流れ方向に対し垂直に磁場を発生させ、被計測流体に接触して配置した1対の検出電極間に発生する起電力を検出し、その検出信号に基づき、被計測流体の流量を計測する電磁式流量計測装置が、下記特許文献1などで知られている。
特開2003−42821号公報
Conventionally, a magnetic field is generated perpendicular to the flow direction of the fluid to be measured, an electromotive force generated between a pair of detection electrodes arranged in contact with the fluid to be measured is detected, and the fluid to be measured is based on the detection signal. An electromagnetic flow rate measuring device that measures the flow rate of is known from Patent Document 1 below.
JP 2003-42821 A

この種の電磁式流量計測装置のセンシング部は、被計測流体が流通する流路内の内壁面近傍に1対の検出電極が配設され、被計測流体の流れを阻害せずに、比較的高い精度で液体の流量を計測できるが、高精度で計測可能な被計測流体の最小流速のフルスケールは、約0.3m/秒程度である。   The sensing part of this type of electromagnetic flow measuring device is provided with a pair of detection electrodes in the vicinity of the inner wall surface in the flow path through which the fluid to be measured flows, so that the flow of the fluid to be measured is not obstructed. Although the flow rate of the liquid can be measured with high accuracy, the full scale of the minimum flow rate of the fluid to be measured that can be measured with high accuracy is about 0.3 m / sec.

このため、フルスケールが0.3m/秒のときに、微少流量(例えば10mL/分程度)の被計測流体を流す流路を製作する場合、流路が極めて細くなり、検出電極の取付け作業などが困難となる課題があった。   For this reason, when manufacturing a flow path for flowing a fluid to be measured at a small flow rate (for example, about 10 mL / min) when the full scale is 0.3 m / second, the flow path becomes extremely thin, and the detection electrode is attached. There was a problem that became difficult.

すなわち、例えば被計測流体の流量が10mL/分程度の微少流量の流体を計測する場合、被計測流体を通す流路の内径をd(m)とし、その流路に0.3m/秒の流速の被計測流体を流す場合、
10×10−6/60=3.14×(d/2)2×0.3
の式が成立するから、流路の内径dは、約0.84mmとなる。
That is, for example, when measuring a fluid with a very small flow rate of about 10 mL / min, the inner diameter of the flow path through which the measured fluid passes is d (m), and a flow rate of 0.3 m / second is passed through the flow path. When flowing the fluid to be measured,
10 × 10 −6 /60=3.14×(d/2) 2 × 0.3
Therefore, the inner diameter d of the flow path is about 0.84 mm.

したがって、このような微少流量の被計測流体を計測する電磁式流量計測装置においては、被計測流体を流すセンシング部の流路は、その内径が、約0.84mmという微小細管となり、このような微小細管内に絶縁性のライニングを取着し、且つ細管の壁面には1対の検出電極を取り付ける必要がある。   Therefore, in the electromagnetic flow measuring device that measures the fluid to be measured with such a small flow rate, the flow path of the sensing unit that flows the fluid to be measured is a microtubule having an inner diameter of about 0.84 mm. It is necessary to attach an insulating lining in the microcapillary and to attach a pair of detection electrodes to the wall of the capillaries.

しかしながら、検出電極を取り付けるために、微小細管の壁面に微細な電極孔を穿設することになるが、精密加工用の工作機械を使用しても、このような微細な孔を精度良く穿設し、そこに細管の気密性を保持して検出電極を取り付ける作業は非常に難しく、効率良くセンシング部を製造することが困難である。このため、微少流量計測用の電磁式流量計測装置は、量産が難しく、製造コストが増大するという課題があった。   However, in order to attach the detection electrode, a minute electrode hole is drilled in the wall surface of the micro-thin tube. However, even if a machine tool for precision machining is used, such a minute hole is accurately drilled. However, it is very difficult to attach the detection electrode while maintaining the tightness of the narrow tube, and it is difficult to manufacture the sensing part efficiently. For this reason, the electromagnetic flow measuring device for measuring a minute flow rate has a problem that mass production is difficult and the manufacturing cost increases.

本発明は、上記課題に鑑みなされたもので、被計測流体の微少流量を高精度に計測することができ、低コストで効率よく量産することができる電磁式流量計測装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to provide an electromagnetic flow measuring device that can measure a minute flow rate of a fluid to be measured with high accuracy and can be mass-produced efficiently at a low cost. And

上記目的を達成するために、本発明の電磁式流量計測装置は、流路を流れる被計測流体に対し磁場を発生させる励磁コイルを含む励磁装置と、該流路内の被計測流体に接触して配設された1対の検出電極を有したセンシング部と、該センシング部の検出電極から出力される検出信号に基づき、被計測流体の流量を算出する計測処理回路とを備えた電磁式流量計測装置において、該被計測流体の流路体がケース内に形成され、該センシング部には内部に微細流路を形成した流路チップが設けられ、該流路体の一部に、該センシング部の該流路チップを挿入するための挿入凹部が形成され、該流路チップが該挿入凹部にシール材を介して水密状に嵌着され、該流路チップは、シリコン基板とガラス基板、ガラス基板同士、シリコン基板同士、或いはシリコン基板とセラミック基板を重ね合わせて形成され、該微細流路の内壁に導電性材料の検出電極が取着形成され、該流路体の流路と該流路チップ内の該微細流路とが連通接続され、該流路チップ内の微細流路に磁場を形成するための励磁装置が該ケース内に配設されたことを特徴とする。 In order to achieve the above object, an electromagnetic flow measuring device of the present invention is in contact with an excitation device including an excitation coil that generates a magnetic field for a fluid to be measured flowing through a flow path, and the fluid to be measured in the flow path. a sensing unit having a sensing electrode pair disposed Te, based on a detection signal output from the detection electrode of the sensing unit, electromagnetic, comprising: a measurement processing circuit for calculating the flow rate of the fluid to be measured, the in the flow rate measuring device, 該被flow path of the fluid being measured is formed in the case, a channel chip forming the micro channel therein is provided in the sensing unit, a part of the flow channel member, the An insertion recess for inserting the flow channel chip of the sensing unit is formed, and the flow channel chip is fitted into the insertion recess in a watertight manner via a sealing material. The flow channel chip includes a silicon substrate and a glass substrate. , Glass substrates, silicon substrates, or Formed is superimposed a silicon substrate and the ceramic substrate, the detection electrodes of conductive material is attached formed on the inner wall of the fine narrow flow paths, the fine narrow flow paths of the flow path and the flow path within the chip flow channel member And an exciter for forming a magnetic field in a fine channel in the channel chip is disposed in the case .

ここで、上記流路チップの微細流路は、上記シリコン基板上にマスキング工程、リソグラフィー工程及びエッチング工程を用いて溝部を形成し、或はガラス基板上にリソグラフィー工程とサンドブラスト工程を用いて形成することができる。   Here, the fine channel of the channel chip is formed on the silicon substrate using a masking process, a lithography process and an etching process, or formed on a glass substrate using a lithography process and a sandblasting process. be able to.

また、上記流路チップの検出電極は、上記シリコン基板またはガラス基板上に、リソグラフィー工程、薄膜形成工程、及びエッチング工程を用いて成膜形成することができる。   Further, the detection electrode of the flow path chip can be formed on the silicon substrate or the glass substrate by using a lithography process, a thin film forming process, and an etching process.

また、上記流路チップのシリコン基板とガラス基板、ガラス基板同士、シリコン基板同士、或いはシリコン基板とセラミック基板は、陽極接合により接合することができる。   Further, the silicon substrate and glass substrate of the flow path chip, the glass substrates, the silicon substrates, or the silicon substrate and the ceramic substrate can be bonded by anodic bonding.

また、上記流路チップ内の微細流路は、一方のシリコン基板またはガラス基板に両端を閉じた形状の溝部を形成すると共に、他方のシリコン基板、ガラス基板、或いはセラミック基板に該溝部と連通する流路孔を穿設して形成することができる。   The fine channel in the channel chip forms a groove having a closed shape on one silicon substrate or glass substrate and communicates with the other silicon substrate, glass substrate, or ceramic substrate. It can be formed by drilling a channel hole.

また、上記流路チップ内の微細流路は、一方のシリコン基板またはガラス基板に両端を両側縁部に開口した形状の溝部を設けて形成することができる。   Further, the fine channel in the channel chip can be formed by providing a groove having a shape with both ends opened on both side edges on one silicon substrate or glass substrate.

また、上記流路チップ内の微細流路は、一方のシリコン基板またはガラス基板に両端を一方の縁部に開口した略コ字状の溝部を設けて形成することができる。   The fine flow path in the flow path chip can be formed by providing a substantially U-shaped groove portion having both ends opened at one edge on one silicon substrate or glass substrate.

また、上記流路チップの一方のシリコン基板またはガラス基板の上面にランド部がリソグラフィー工程と薄膜形成工程を用いて成膜形成され、該ランド部は導電部を介して上記微細流路内の検出電極に接続されるように構成することができる。   In addition, a land portion is formed on the upper surface of one silicon substrate or glass substrate of the flow path chip using a lithography process and a thin film formation process, and the land portion is detected in the fine flow path via the conductive portion. It can be configured to be connected to an electrode.

上記構成の電磁式流量計測装置によれば、シリコン基板とガラス基板、シリコン基板同士、ガラス基板同士、或いはシリコン基板とセラミック基板を重ね合わせて形成された流路チップ内に、微細流路を設けると共に、微細流路の内壁に導電性材料を成膜して検出電極を形成するように、センシング部を構成したから、微細流路は、シリコン基板またはガラス基板内に、リソグラフィー工程、エッチング工程、或はサンドブラスト工程を用いて高精度に形成することができ、また、検出電極は導電性材料の薄膜形成工程により形成することができる。   According to the electromagnetic flow rate measuring apparatus having the above configuration, the fine flow path is provided in the flow path chip formed by superposing the silicon substrate and the glass substrate, the silicon substrates, the glass substrates, or the silicon substrate and the ceramic substrate. In addition, since the sensing unit is configured to form a detection electrode by forming a conductive material on the inner wall of the fine channel, the fine channel is formed in a lithography process, an etching process, a silicon substrate or a glass substrate, Alternatively, it can be formed with high accuracy using a sandblasting process, and the detection electrode can be formed by a thin film forming process of a conductive material.

したがって、横断面積が例えば約0.55mm2程度の微細流路を、効率良く簡単に且つ高精度に製作することができ、また、そのような微細流路内に微細な検出電極を効率良く簡単に成膜形成することができる。そして、このように形成されたセンシング部を有する電磁式流量計測装置は、例えば約0.3m/秒程度の微小流速の被計測流体を正確に計測することが可能となる。 Therefore, it is possible to efficiently and easily manufacture a fine channel having a cross-sectional area of, for example, about 0.55 mm 2 , and to efficiently and easily form a fine detection electrode in such a fine channel. It can be formed into a film. The electromagnetic flow measuring device having the sensing unit formed in this way can accurately measure a fluid to be measured with a minute flow velocity of about 0.3 m / second, for example.

また、リソグラフィー工程、エッチング工程、或はサンドブラスト工程を用いてシリコン基板またはガラス基板内に微細流路を高精度に形成でき、流路寸法のバラツキを低減し、且つ導電性材料の薄膜形成工程により1対の検出電極を高精度に形成できるから、1対の電極の非対称性に起因した計測誤差や製品毎の計測感度のばらつきを低減して、被計測流体の流量計測の精度を向上させることができる。   In addition, a fine flow path can be formed in a silicon substrate or a glass substrate with high accuracy by using a lithography process, an etching process, or a sand blast process, the variation in flow path dimension is reduced, and a thin film formation process of a conductive material is performed. Since a pair of detection electrodes can be formed with high accuracy, measurement errors due to asymmetry of the pair of electrodes and variations in measurement sensitivity for each product are reduced, and the accuracy of flow measurement of the fluid to be measured is improved. Can do.

さらに、微細流路をリソグラフィー・エッチング工程により形成する場合、流路の断面積の変更は、その深さをエッチング時間の変更により、他の寸法もフォトマスクの変更で容易に行うことができるから、計測可能な流量範囲の異なるセンシング部を容易に製作することができる。   Furthermore, when forming a fine channel by a lithography / etching process, the change of the cross-sectional area of the channel can be easily performed by changing the depth of the channel by changing the etching time and by changing the photomask. Sensing units with different measurable flow ranges can be easily manufactured.

さらに、流路チップの微細流路内には検出電極を薄膜形成工程により成膜することができるため、流路チップは、低コストで且つ大量生産が可能となる。このため、流路チップは、使い捨ての製品とすることができ、例えば、本電磁式流量計測装置を、医療機器における輸液(点滴液)や透析液などの流量計測に使用した場合、その流路を含むセンシング部は使い捨ての器具として、感染などに対し安全に使用することができる。   Furthermore, since the detection electrode can be formed in the fine flow path of the flow path chip by a thin film forming process, the flow path chip can be manufactured at low cost and in large quantities. For this reason, the channel chip can be a disposable product. For example, when the electromagnetic flow measuring device is used for measuring a flow rate of an infusion solution (drip solution) or a dialysate in a medical device, the channel The sensing unit including can be used safely as a disposable instrument against infection and the like.

以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。図1は電磁式流量計測装置のケース1からカバーを外した状態の斜視図を示し、図2はそのII-II断面図を示し、図3はそのIII-III拡大断面図を示している。この電磁式流量計測装置は、概略的には、ケース1内に、流路チップ11の微細流路11aを流れる被計測流体に対し磁場を発生させる励磁コイル32を含む励磁装置30と、流路チップ11の微細流路11a内に1対の検出電極16、18を設けたセンシング部10と、被計測流体の流量を算出する計測処理回路を実装した回路基板31と、を備えて構成される。   Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows a perspective view of the electromagnetic flow measuring device with a cover removed from the case 1, FIG. 2 shows a II-II sectional view, and FIG. 3 shows a III-III enlarged sectional view. This electromagnetic flow measuring device generally includes an excitation device 30 including an excitation coil 32 that generates a magnetic field for a fluid to be measured flowing in the fine flow path 11a of the flow path chip 11 in the case 1, and a flow path. A sensing unit 10 provided with a pair of detection electrodes 16 and 18 in a microchannel 11a of a chip 11 and a circuit board 31 on which a measurement processing circuit for calculating the flow rate of a fluid to be measured is mounted. .

ケース1は、略直方体の箱形に形成され、2面が開口し、開口した2面には図示しないカバー板が被せられ、固定される。或いは、1つの開口部をカバー体で閉鎖した状態で、ケース内部を充填材でモールドして固定される。ケース1内には、パイプ状の流路体2が横方向に形成され、流路体2の両端は、接続口5,6として開口している。また、流路体2の略中央部分には、後述するセンシング部10の流路チップ11と励磁装置30のコア延設部34aを挿入するために、挿入凹部4が形成されている。この挿入凹部4の両側に壁部が形成され、その両側の壁部の下部に、後述の流路チップ11の流路孔15,17に連通する連通孔7,9が下方に向けて穿設されている。この連通孔7,9が開口した挿入凹部4の下部に、流路チップ11を挿入して嵌め込むための板状のチップ用凹部4aが形成される。   The case 1 is formed in a substantially rectangular parallelepiped box shape, two surfaces are opened, and a cover plate (not shown) is put on the two opened surfaces and fixed. Or in the state which closed one opening part with the cover body, the inside of a case is molded and fixed with a filler. In the case 1, a pipe-shaped flow path body 2 is formed in the lateral direction, and both ends of the flow path body 2 are opened as connection ports 5 and 6. In addition, an insertion recess 4 is formed in a substantially central portion of the flow path body 2 in order to insert a flow path chip 11 of the sensing unit 10 and a core extension part 34a of the excitation device 30 described later. Wall portions are formed on both sides of the insertion recess 4, and communication holes 7 and 9 communicating with flow path holes 15 and 17 of a flow path chip 11 described below are formed downward in the lower wall portions on both sides. Has been. A plate-like chip recess 4a for inserting and fitting the flow channel chip 11 is formed below the insertion recess 4 in which the communication holes 7 and 9 are opened.

センシング部10の流路チップ11は、シリコンウエハー、ガラス基板などを素材とし、リソグラフィー工程、エッチング工程、或はサンドブラスト工程などを経て、シリコン基板12とガラス基板13内に、微細流路11aを形成すると共に、1対の検出電極16,18を薄膜形成工程により微細流路11a内に成膜形成し、シリコン基板12とガラス基板13を接合して製作される。   The flow path chip 11 of the sensing unit 10 is made of a silicon wafer, a glass substrate, or the like, and a fine flow path 11a is formed in the silicon substrate 12 and the glass substrate 13 through a lithography process, an etching process, or a sandblast process. At the same time, the pair of detection electrodes 16 and 18 are formed in the fine flow path 11a by a thin film formation process, and the silicon substrate 12 and the glass substrate 13 are joined.

流路チップ11を製作する場合、先ず、素材となるシリコンウエハー上の各シリコン基板12の上面に溝部14を形成する。1個のシリコン基板12は、図4に示すように、例えば厚さ約0.5mm、約10mm角の方形のシリコン基板上に、幅約3mm、長さ約8mm、深さ約0.3mmの溝部14を設けて形成されるが、通常、量産される場合は、図6のように、厚さ約0.5mmのシリコンウエハー上に多数のシリコン基板12を形成し、最終的にそれらを裁断して使用することになる。   When the flow path chip 11 is manufactured, first, the groove portion 14 is formed on the upper surface of each silicon substrate 12 on the silicon wafer as a material. As shown in FIG. 4, one silicon substrate 12 has a width of about 3 mm, a length of about 8 mm, and a depth of about 0.3 mm on a rectangular silicon substrate of about 0.5 mm thickness and about 10 mm square, for example. Usually, in the case of mass production, as shown in FIG. 6, a large number of silicon substrates 12 are formed on a silicon wafer having a thickness of about 0.5 mm, and finally they are cut. Will be used.

シリコンウエハーは、先ず、前処理として有機溶剤などにより洗浄され、ウエハーの表面の有機物や酸化膜などが除去される。次に、洗浄したシリコンウエハーを酸化炉に入れ、約1000℃程度の温度の酸化雰囲気中にシリコンウエハーを所定時間置いて熱処理し、ウエハーの上面に酸化膜を形成する。この酸化膜はマスキングのために形成され、後のエッチング工程における保護膜として使用される。次に、リソグラフィー法とエッチング法による加工を行なって、シリコンウエハー上の各シリコン基板12に所定形状で所定深さの溝部14を形成する。   The silicon wafer is first cleaned with an organic solvent or the like as a pretreatment to remove organic substances or oxide films on the surface of the wafer. Next, the cleaned silicon wafer is put into an oxidation furnace, and the silicon wafer is heat-treated in an oxidizing atmosphere at a temperature of about 1000 ° C. for a predetermined time to form an oxide film on the upper surface of the wafer. This oxide film is formed for masking and used as a protective film in a later etching process. Next, processing by a lithography method and an etching method is performed to form a groove portion 14 having a predetermined shape and a predetermined depth on each silicon substrate 12 on the silicon wafer.

リソグラフィー工程では、先ず、シリコンウエハーの表面を加熱乾燥して密着性を良くした状態で、その上にホトレジスト(感光性樹脂)を塗布する。塗布はスピンコートにより行なわれ、ホトレジストを着けたウエハーを高速回転させてそれを展延させる。   In the lithography process, first, a photoresist (photosensitive resin) is applied on the surface of the silicon wafer while the surface of the silicon wafer is heated and dried to improve adhesion. The coating is performed by spin coating, and a wafer with a photoresist is rotated at high speed to spread it.

次に、露光装置によりシリコンウエハー上に紫外線を照射してパターン露光を行なう。ポジホトレジストの場合には、基板上に形成する溝部を露光するようにし、現像処理を行なうことにより、その露光部分のホトレジストを溶解させ、除去する。この後、エッチング工程に入る。   Next, pattern exposure is performed by irradiating the silicon wafer with ultraviolet rays by an exposure apparatus. In the case of a positive photoresist, the groove formed on the substrate is exposed and developed to dissolve and remove the exposed portion of the photoresist. Thereafter, the etching process is started.

エッチング工程では、シリコンウエハーをエッチング液(例えばフッ化水素溶液)中に所定時間浸漬させ、エッチング処理を行ない、ホトレジストをマスクとして、シリコンウエハーの表面をエッチングする。これにより、シリコン基板上の溝部14に対応した表面(シリコン酸化膜)がエッチングされる。   In the etching step, the silicon wafer is immersed in an etching solution (for example, hydrogen fluoride solution) for a predetermined time, etching is performed, and the surface of the silicon wafer is etched using the photoresist as a mask. Thereby, the surface (silicon oxide film) corresponding to the groove 14 on the silicon substrate is etched.

この後、ホトレジスト除去工程に入り、シリコン基板12上に残ったホトレジストが剥離液(アルカリ有機溶剤)により除去され、その後、異方性エッチングでのエッチング時間コントロールによって深さを制御された溝部14が、シリコン基板12上に形成される。この溝部14は、図4に示すように、両端を閉じた状態に形成される。   Thereafter, the photoresist removal process is started, and the photoresist remaining on the silicon substrate 12 is removed by a stripping solution (alkaline organic solvent). Thereafter, the depth of the groove portion 14 is controlled by controlling the etching time in anisotropic etching. , Formed on the silicon substrate 12. As shown in FIG. 4, the groove 14 is formed in a state where both ends are closed.

リソグラフィー法では、溝部14の寸法が露光装置による露光パターンにより高精度で決定され、その寸法精度は、約0.1μmの誤差範囲とすることができるため、製作する際の溝部14の寸法精度を、極めて高精度に保つことができる。また、溝部14の深さは、エッチング時の浸漬処理時間によりコントロールされるが、単位時間当たりのエッチング量を求めて、浸漬処理時間をコントロールすることにより、溝部の深さの精度は、約1μmの誤差範囲とすることができる。したがって、例えば、シリコン基板12上に、幅2.5mm、長さ8mm、深さ0.3mmの溝部14を形成する場合、最大でも1μmの誤差範囲で、高精度に溝部14を形成することができる。   In the lithography method, the dimension of the groove 14 is determined with high accuracy by the exposure pattern of the exposure apparatus, and the dimensional accuracy can be within an error range of about 0.1 μm. Can be maintained with extremely high accuracy. Further, the depth of the groove portion 14 is controlled by the immersion treatment time at the time of etching. By determining the etching amount per unit time and controlling the immersion treatment time, the accuracy of the depth of the groove portion is about 1 μm. Error range. Therefore, for example, when the groove 14 having a width of 2.5 mm, a length of 8 mm, and a depth of 0.3 mm is formed on the silicon substrate 12, the groove 14 can be formed with high accuracy within an error range of 1 μm at the maximum. it can.

次に、上記の如く、シリコンウエハーの各シリコン基板12上に溝部14を形成した状態のシリコン基板12の表面に、酸化膜を形成する。この酸化膜は、熱処理により形成することができ、シリコンウエハーを酸化炉に入れ、約1000℃程度の温度の酸化雰囲気中にシリコンウエハーを所定時間置き、ウエハー上の各シリコン基板12の表面に酸化膜を形成する。このとき、表面に形成される酸化膜の厚さは、単位時間当たりの酸化膜の成膜量を求め、酸化時間をコントロールする。これにより、約0.1μmの誤差範囲で酸化膜の厚さを決定することができる。流量計測に必要な電極間抵抗は、この高精度で形成される酸化膜の厚さによって、所定の値に設定される。   Next, as described above, an oxide film is formed on the surface of the silicon substrate 12 with the grooves 14 formed on each silicon substrate 12 of the silicon wafer. This oxide film can be formed by heat treatment. The silicon wafer is put in an oxidation furnace, the silicon wafer is placed in an oxidizing atmosphere at a temperature of about 1000 ° C. for a predetermined time, and the surface of each silicon substrate 12 on the wafer is oxidized. A film is formed. At this time, the thickness of the oxide film formed on the surface determines the amount of oxide film formed per unit time and controls the oxidation time. Thereby, the thickness of the oxide film can be determined within an error range of about 0.1 μm. The interelectrode resistance necessary for the flow rate measurement is set to a predetermined value depending on the thickness of the oxide film formed with high accuracy.

次に、絶縁性の酸化膜を表面に形成したシリコンウエハーの各シリコン基板12の上面に、1対の検出電極16,18を薄膜形成する。1対の検出電極16,18は、図4に示すように、各シリコン基板12の上面から溝部14内の側壁にかけて形成される。   Next, a pair of detection electrodes 16 and 18 are formed in a thin film on the upper surface of each silicon substrate 12 of the silicon wafer on which an insulating oxide film is formed. As shown in FIG. 4, the pair of detection electrodes 16 and 18 are formed from the upper surface of each silicon substrate 12 to the side wall in the groove portion 14.

検出電極の薄膜形成に際し、上記シリコン基板12を有したシリコンウエハーは、上記と同様に、前処理として有機溶剤などにより洗浄され、基板の表面の有機物を除去した後、乾燥処理される。   When forming a thin film of the detection electrode, the silicon wafer having the silicon substrate 12 is washed with an organic solvent or the like as a pretreatment, and the organic substance on the surface of the substrate is removed and dried.

その後、薄膜形成工程に入り、上記のシリコン基板12を例えば真空蒸着装置に入れ、シリコン基板12上に電極材料(例えば、Cr,Ni,Au,Ptなどの耐腐食性の良好な導電性金属)を蒸着させる。   Thereafter, a thin film forming process is started, and the silicon substrate 12 is put into, for example, a vacuum deposition apparatus, and an electrode material (for example, a conductive metal having good corrosion resistance such as Cr, Ni, Au, Pt) on the silicon substrate 12. Is vapor-deposited.

次に、シリコンウエハー上の各シリコン基板12の上面に、リソグラフィー法とエッチング法による加工を行なって、所定形状の検出電極16,18を形成する。リソグラフィー工程では、上記と同様に、シリコンウエハーを加熱乾燥した状態で、その上にホトレジストをスピンコートにより塗布する。   Next, the upper surface of each silicon substrate 12 on the silicon wafer is processed by lithography and etching to form detection electrodes 16 and 18 having a predetermined shape. In the lithography process, as described above, a silicon wafer is heated and dried, and a photoresist is applied thereon by spin coating.

次に、露光装置により紫外線照射を行なって、各シリコン基板12上にパターン露光を行なう。ポジホトレジストの場合、基板上に形成する検出電極16、18の部分を露光しないようにし、現像処理を行なうことにより、その露光部分のホトレジストを溶解させ、不必要な電極材料を暴露する。この後、エッチング工程に入る。   Next, ultraviolet exposure is performed by an exposure apparatus to perform pattern exposure on each silicon substrate 12. In the case of a positive photoresist, the portions of the detection electrodes 16 and 18 formed on the substrate are not exposed, and development processing is performed to dissolve the exposed portion of the photoresist and expose unnecessary electrode materials. Thereafter, the etching process is started.

エッチング工程では、シリコン基板12をエッチング液中に所定時間浸漬させ、エッチング処理を行ない、ホトレジストをマスクとして、シリコン基板上の電極材料をエッチングする。これによりシリコン基板12上の検出電極16,18以外の電極材料がエッチングにより除去される。そしてこの後、ホトレジストが約90℃の剥離液(アルカリ有機溶剤)により除去される。   In the etching step, the silicon substrate 12 is immersed in an etching solution for a predetermined time, etching is performed, and the electrode material on the silicon substrate is etched using the photoresist as a mask. Thereby, electrode materials other than the detection electrodes 16 and 18 on the silicon substrate 12 are removed by etching. Thereafter, the photoresist is removed with a stripping solution (alkali organic solvent) at about 90 ° C.

上記と同様に、この薄膜形成工程では、リソグラフィー・エッチング法を使用するため、検出電極16,18の寸法は露光装置による露光パターンにより高精度に設定され、その寸法精度は、約0.1μmの誤差範囲とすることができるため、検出電極16,18の位置及び寸法精度を、極めて高精度に形成することができる。なお、薄膜形成工程では、真空蒸着の他、スパッタリング、イオンプレーティングなどPVDにより検出電極を成膜することができる。   Similarly to the above, since this lithography process uses a lithography etching method, the dimensions of the detection electrodes 16 and 18 are set with high accuracy by the exposure pattern by the exposure apparatus, and the dimensional accuracy is about 0.1 μm. Since the error range can be set, the position and dimensional accuracy of the detection electrodes 16 and 18 can be formed with extremely high accuracy. In the thin film formation step, the detection electrode can be formed by PVD such as sputtering or ion plating in addition to vacuum deposition.

一方、流路チップ11の蓋部となるように、上記シリコン基板12の上に被せられるガラス基板13には、微細流路11aの出入口となる流路孔15,17がサンドブラストにより所定位置に形成されると共に、検出電極16,18に接続されるランド部19,21と導電部23,25が、薄膜形成技術により形成される。   On the other hand, on the glass substrate 13 covered on the silicon substrate 12 so as to be a lid portion of the flow path chip 11, flow path holes 15 and 17 serving as entrances and exits of the fine flow path 11a are formed at predetermined positions by sandblasting. At the same time, the land portions 19 and 21 and the conductive portions 23 and 25 connected to the detection electrodes 16 and 18 are formed by a thin film forming technique.

素材となるガラス基板は、先ず、前処理として有機溶剤などにより洗浄され、基板の表面の有機物などが除去される。次に、洗浄した素材ガラス基板を、リソグラフィー法とサンドブラスト法による加工を行なって、各ガラス基板13の上面の所定位置に、所定形状の流路孔15,17を形成する。さらに、上記シリコン基板12の検出電極16,18に対応した位置に、導電孔(コンタクトホール)を形成する。リソグラフィー工程では、先ず、素材ガラス基板を過熱乾燥して密着性を向上させた状態で、その上にホトレジストをスピンコートにより塗布する。   A glass substrate as a material is first washed with an organic solvent or the like as a pretreatment, and organic substances on the surface of the substrate are removed. Next, the cleaned material glass substrate is processed by a lithography method and a sand blast method to form channel holes 15 and 17 having a predetermined shape at predetermined positions on the upper surface of each glass substrate 13. Further, conductive holes (contact holes) are formed at positions corresponding to the detection electrodes 16 and 18 of the silicon substrate 12. In the lithography process, first, a material glass substrate is heated and dried to improve adhesion, and a photoresist is applied thereon by spin coating.

次に、露光装置により、素材ガラス基板上のホトレジストに紫外線を照射して、パターン露光を行なう。ポジホトレジストの場合、基板上に形成する流路孔と導電孔を露光するようにし、現像処理を行なうことにより、その露光部分のホトレジストを溶解させ、除去する。この後、サンドブラスト工程に入る。   Next, pattern exposure is performed by irradiating the photoresist on the material glass substrate with ultraviolet rays by an exposure apparatus. In the case of a positive photoresist, the channel hole and the conductive hole formed on the substrate are exposed, and development processing is performed to dissolve and remove the photoresist in the exposed portion. Thereafter, the sandblasting process is started.

サンドブラスト工程では、素材ガラス基板の各ガラス基板13の表面にサンドを吹き付け、ホトレジストをマスクとして、各ガラス基板13の表面をブラスト加工する。このブラスト加工により、各ガラス基板13上に流路孔15,17と、ランド部の位置に導電孔が穿設される。   In the sand blasting process, sand is sprayed on the surface of each glass substrate 13 of the material glass substrate, and the surface of each glass substrate 13 is blasted using a photoresist as a mask. By this blasting process, conductive holes are formed on the glass substrates 13 at the positions of the flow path holes 15 and 17 and the land portions.

次に、素材ガラス基板の各ガラス基板13上に1対のランド部19,21と導電部23,25を薄膜形成する。ランド部19,21とその底部に接続された導電部23,25は一度の真空蒸着により一体的に形成することができる。   Next, a pair of land portions 19 and 21 and conductive portions 23 and 25 are formed in a thin film on each glass substrate 13 of the material glass substrate. The land portions 19 and 21 and the conductive portions 23 and 25 connected to the bottom thereof can be integrally formed by a single vacuum deposition.

ランド部19,21と導電部23,25の薄膜形成に際し、ガラス基板13は、上記と同様に、前処理として有機溶剤などにより洗浄され、基板の表面の有機物などが除去される。薄膜形成工程では、上記のガラス基板13を真空蒸着装置に入れ、ガラス基板13に導電性金属(例えばAu)を一面に蒸着させる。   When the land portions 19 and 21 and the conductive portions 23 and 25 are formed into a thin film, the glass substrate 13 is washed with an organic solvent or the like as a pretreatment to remove organic substances on the surface of the substrate. In the thin film forming step, the glass substrate 13 is placed in a vacuum vapor deposition apparatus, and a conductive metal (for example, Au) is vapor-deposited on the glass substrate 13 over the entire surface.

次に、ガラス基板13を、リソグラフィー法、エッチング法による処理を行なって、ガラス基板13の上面に所定形状のランド部19,21及び導電部23,25を形成する。リソグラフィー工程では、上記と同様に、素材ガラス基板を加熱乾燥して密着性を向上させた状態で、その上にホトレジストを塗布する。   Next, the glass substrate 13 is processed by a lithography method and an etching method to form land portions 19 and 21 and conductive portions 23 and 25 having a predetermined shape on the upper surface of the glass substrate 13. In the lithography process, as described above, a photoresist is applied onto the material glass substrate in a state where the material glass substrate is heated and dried to improve the adhesion.

次に、露光装置により、素材ガラス基板の各ガラス基板13上に紫外線を照射してパターン露光を行なう。ポジホトレジストの場合、基板上に形成するランド部19,21以外の部分を露光するようにし、現像処理を行なうことにより、その露光部分のホトレジストを溶解させて除去し、ランド部形成に不必要な導電性金属を暴露させる。この後、エッチング工程に入る。   Next, pattern exposure is performed by irradiating ultraviolet rays onto each glass substrate 13 of the material glass substrate by an exposure apparatus. In the case of a positive photoresist, the portions other than the land portions 19 and 21 formed on the substrate are exposed and developed to dissolve and remove the photoresist at the exposed portions, which is unnecessary for the land portion formation. Expose conductive metal. Thereafter, the etching process is started.

エッチング工程では、ガラス基板13をエッチング液中に所定時間浸漬させ、エッチング処理を行い、ホトレジストをマスクとして、ガラス基板上の導電性金属をエッチングする。これにより、ガラス基板13上のランド部19,21と導電部23,25以外の導電性金属がエッチングにより除去される。そしてこの後、ホトレジストが約90℃に加熱した剥離液により除去される。   In the etching step, the glass substrate 13 is immersed in an etching solution for a predetermined time, an etching process is performed, and the conductive metal on the glass substrate is etched using the photoresist as a mask. Thereby, conductive metals other than the land portions 19 and 21 and the conductive portions 23 and 25 on the glass substrate 13 are removed by etching. Thereafter, the photoresist is removed by a stripping solution heated to about 90 ° C.

上記のように製作処理されたシリコン基板12とガラス基板13は、この後、図4、図5に示すように、ガラス基板13をシリコン基板12の上に正確に重ね合わせた状態で、陽極接合装置にかけられ、ガラス基板13とシリコン基板12の接合面が陽極接合される。なお、シリコン基板12の接合面の酸化膜などは、除去した状態で、陽極接合することになる。   The silicon substrate 12 and the glass substrate 13 manufactured as described above are thereafter anodic bonded in a state where the glass substrate 13 is accurately superimposed on the silicon substrate 12 as shown in FIGS. It is applied to the apparatus, and the bonding surface between the glass substrate 13 and the silicon substrate 12 is anodically bonded. It should be noted that the oxide film or the like on the bonding surface of the silicon substrate 12 is anodic bonded in a removed state.

その後、導電性の樹脂等をガラス基板13の導電部23,25に埋め込むことにより、シリコン基板12の検出電極16,18とガラス基板13のランド部19,21を電気的に接続する。このとき、導電性の樹脂等の代わりに、薄膜形成工程により検出電極16,18とランド部19,21を電気的に接続することもできる。そして、裁断装置にかけられ、各々の部分に裁断され、分離される。   After that, by burying conductive resin or the like in the conductive portions 23 and 25 of the glass substrate 13, the detection electrodes 16 and 18 of the silicon substrate 12 and the land portions 19 and 21 of the glass substrate 13 are electrically connected. At this time, the detection electrodes 16 and 18 and the land portions 19 and 21 can be electrically connected by a thin film forming process instead of the conductive resin or the like. Then, it is applied to a cutting device, cut into each part, and separated.

ガラス基板13とシリコン基板12の陽極接合は、約300〜400℃の加熱下で、ガラス基板側に500V程度の負電圧を印加して実施され、ガラス基板13とシリコン基板12は、固相状態で電気的二重層を発生させることにより、両基板間で強力な静電引力が生じ、その界面で化学接合する。このため、寸法変化を殆ど生じずに、ガラス基板13とシリコン基板12は高い寸法精度で接合される。   The anodic bonding of the glass substrate 13 and the silicon substrate 12 is performed by applying a negative voltage of about 500 V to the glass substrate side under heating at about 300 to 400 ° C., and the glass substrate 13 and the silicon substrate 12 are in a solid state. By generating an electric double layer, a strong electrostatic attractive force is generated between the two substrates and chemically bonded at the interface. For this reason, the glass substrate 13 and the silicon substrate 12 are bonded with high dimensional accuracy with almost no dimensional change.

そして、上記の如く、シリコン基板12とガラス基板13を接合した流路チップ11内には、模式的に図示する図7に示すように、流路孔15,17と溝部14が連通して、微細流路11aが形成される。この微細流路11aは、上記のように、例えば幅2.75mm、長さ8mm、深さ0.2mmで形成され、流路の断面積は、約0.55mm2となり、流路チップ11の微細流路11aには、流量約10mL/分、流速約0.3m/秒という微少流量の被計測流体を流し、その流量を計測することができる。 As described above, in the flow path chip 11 in which the silicon substrate 12 and the glass substrate 13 are joined, the flow path holes 15 and 17 and the groove portion 14 communicate with each other as shown in FIG. A fine channel 11a is formed. As described above, the fine channel 11a is formed with, for example, a width of 2.75 mm, a length of 8 mm, and a depth of 0.2 mm, and the cross-sectional area of the channel is about 0.55 mm 2 . A minute flow rate of a fluid to be measured having a flow rate of about 10 mL / min and a flow rate of about 0.3 m / sec can be flowed through the fine channel 11a, and the flow rate can be measured.

このように構成された流路チップ11は、その上面のランド部19,21に、リード線36が半田付けされ、図8、図9に示すように、ケース1内の流路体2のチップ用凹部4aに、シール材を介して水密状態で嵌め込まれる。この状態で、流路体2側の連通孔7は流路チップ11の流路孔15に、連通孔9は流路チップ11の流路孔17に正確に連通接続されて取り付けられる。   The channel chip 11 configured as described above has the lead wire 36 soldered to the land portions 19 and 21 on the upper surface thereof, and the chip of the channel body 2 in the case 1 as shown in FIGS. It fits in the recessed part 4a for water through a sealing material in a watertight state. In this state, the communication hole 7 on the flow channel body 2 side is attached to the flow channel hole 15 of the flow channel chip 11, and the communication hole 9 is connected to the flow channel hole 17 of the flow channel chip 11 with accurate communication connection.

一方、励磁装置30は、図8、図9に示すように、ケース1内の流路体2の上部に収納可能に構成され、矩形形状の取付フレーム35の上部に回路基板31が装着され、取付フレーム35の下部には、励磁コイル32を巻装したボビン33が取り付けられる。ボビン33の軸心位置に、コア34が挿入され、コア34の両端から略L字状のコア延設部34a、34bが側方に突き出し、コア延設部34a、34bの先端部がスリットを介して対峙するように配設される。   On the other hand, as shown in FIGS. 8 and 9, the excitation device 30 is configured to be housed in the upper part of the flow path body 2 in the case 1, and the circuit board 31 is mounted on the upper part of the rectangular mounting frame 35. A bobbin 33 around which the exciting coil 32 is wound is attached to the lower part of the attachment frame 35. The core 34 is inserted into the axial center position of the bobbin 33, the substantially L-shaped core extending portions 34a and 34b protrude laterally from both ends of the core 34, and the leading ends of the core extending portions 34a and 34b have slits. It arrange | positions so that it may oppose.

両コア延設部34a、34bの先端部間つまりスリット内に、流路チップ11の微細流路11aが位置するように、流路チップ11は装着される。これにより、コア延設部34a、34bの先端部が微細流路11aの上部と下部に、対峙して位置することになる。コア延設部34a、34bの先端部の間隙、つまり磁気ギャップとなるスリットは、極力小さくなるように形成され、その部分での磁気抵抗が最小となるようにしている。   The flow path chip 11 is mounted so that the fine flow path 11a of the flow path chip 11 is located between the distal ends of the core extending portions 34a and 34b, that is, in the slit. Thereby, the front-end | tip part of core extension part 34a, 34b will be located facing the upper part and the lower part of the microchannel 11a. The gap between the tips of the core extending portions 34a and 34b, that is, the slit that becomes the magnetic gap is formed to be as small as possible so that the magnetic resistance at that portion is minimized.

また、図3の上部に位置するコア延設部34aは、リード線36を通すために、間にスペースを有した2層構造とし、例えば2枚の金属板を、図3の下部に位置するコア延設部34bの両側に重ねて固定する構造となっている。このように、コア延設部34aを2層構造、コア延設部34bを1層構造とすることにより、加工工数を少なくし、低コストで磁気回路を製造することができる。   Further, the core extending portion 34a located in the upper part of FIG. 3 has a two-layer structure with a space in between for passing the lead wire 36, for example, two metal plates are located in the lower part of FIG. It has a structure in which it is fixed by being overlapped on both sides of the core extending portion 34b. As described above, the core extending portion 34a has a two-layer structure and the core extending portion 34b has a one-layer structure, so that the number of processing steps can be reduced and a magnetic circuit can be manufactured at low cost.

流路チップ11のランド部19,21に接続されたリード線36は、励磁装置30のコア延設部34aの内部空間を通り、回路基板31に実装される流量の計測処理回路の入力側に接続される。この励磁装置30では、励磁コイル32により発生した磁場が、コア延設部34aの先端部で、微細流路11aの流れ方向に対し垂直方向に発生するように励磁が行なわれる。   The lead wire 36 connected to the land portions 19 and 21 of the flow path chip 11 passes through the internal space of the core extension portion 34a of the excitation device 30 and is input to the input side of the flow rate measurement processing circuit mounted on the circuit board 31. Connected. In the excitation device 30, excitation is performed so that the magnetic field generated by the excitation coil 32 is generated in the direction perpendicular to the flow direction of the microchannel 11a at the tip of the core extension 34a.

なお、リード線36を計測処理回路の入力端子に着脱可能に接続する構造とすれば、使用後に、励磁装置30をケース1から外すことにより、ケース1を含む流路体2と流路チップ11は使い捨ての器具として、後述のように、医療機器などに安全に使用することができる。   If the lead wire 36 is detachably connected to the input terminal of the measurement processing circuit, the flow path body 2 including the case 1 and the flow path chip 11 are removed by removing the excitation device 30 from the case 1 after use. As a disposable instrument, can be safely used for medical devices and the like, as will be described later.

計測処理回路は、励磁コイル32に対し例えば30Hz程度の交番電流(矩形電流)を供給する励磁用電源回路、入力側にリード線36が接続され、検出電極16,18間で発生した起電力を増幅して検出信号を出力する増幅器、増幅器からの検出信号を所定のタイミングでサンプリングし、サンプリングされた電圧値をデジタル値に変換するAD変換器、及びデジタル値に変換された計測データに基づき、被計測流体の流量を演算する演算処理回路などの回路から構成される。   The measurement processing circuit is an excitation power supply circuit that supplies an alternating current (rectangular current) of, for example, about 30 Hz to the excitation coil 32. The lead wire 36 is connected to the input side, and the electromotive force generated between the detection electrodes 16 and 18 is generated. Based on an amplifier that amplifies and outputs a detection signal, samples the detection signal from the amplifier at a predetermined timing, converts the sampled voltage value into a digital value, and measurement data converted into a digital value, It is composed of a circuit such as an arithmetic processing circuit for calculating the flow rate of the fluid to be measured.

このように構成された電磁式流量計測装置は、例えば、医療分野における輸液(点滴液)、透析液、農業分野における薬液など、微少流量の被計測流体の流量計測に使用され、ケース1の両側に設けた接続口5,6がその微少流量の被計測流体を流す流路となるチューブなどに接続される。被計測流体は、接続口5または6からケース1内の流路体2に入り、流路体2の連通孔7または9から、センシング部10の流路チップ11の流路孔15または17に流入し、微細流路11a内を流れる。   The electromagnetic flow rate measuring device configured as described above is used for measuring the flow rate of a fluid to be measured with a small flow rate, such as an infusion solution (drip solution) in the medical field, a dialysate, or a chemical solution in the agricultural field. The connection ports 5 and 6 provided in the are connected to a tube or the like serving as a flow path for flowing the fluid to be measured at a minute flow rate. The fluid to be measured enters the flow path body 2 in the case 1 from the connection port 5 or 6, and passes from the communication hole 7 or 9 of the flow path body 2 to the flow path hole 15 or 17 of the flow path chip 11 of the sensing unit 10. It flows in and flows through the fine channel 11a.

この状態で、回路基板31上の計測処理回路及び励磁装置30が動作し、励磁コイル32に励磁用電源回路から30Hz程度の交番電流(矩形電流)が供給され、微細流路11aの流れ方向と垂直に磁界が発生する。このとき、導電性のある被計測流体が微細流路11aを流れると、その流量に応じた起電力が検出電極16,18間に発生し、その起電力は流量計測の検出信号として計測処理回路に取り込まれる。計測処理回路では、増幅器により検出信号を増幅した後、所定のタイミングでサンプリングを行なって、その電圧値をデジタル値に変換し、このデジタル値に変換された計測データに基づき、被計測流体の流量が算出される。   In this state, the measurement processing circuit and the excitation device 30 on the circuit board 31 are operated, and an alternating current (rectangular current) of about 30 Hz is supplied to the excitation coil 32 from the excitation power supply circuit. A magnetic field is generated vertically. At this time, when a conductive fluid to be measured flows through the fine channel 11a, an electromotive force corresponding to the flow rate is generated between the detection electrodes 16 and 18, and the electromotive force is used as a detection signal for flow rate measurement processing circuit. Is taken in. In the measurement processing circuit, after the detection signal is amplified by the amplifier, sampling is performed at a predetermined timing, the voltage value is converted into a digital value, and the flow rate of the fluid to be measured is based on the measurement data converted into the digital value. Is calculated.

このように、電磁式流量計測装置のセンシング部10は、シリコン基板12とガラス基板13から形成された流路チップ11内に、微細流路11aを設けると共に、微細流路11aの内壁に、導電性材料を成膜して検出電極16,18を形成しているから、微細流路11aは、シリコン基板12とガラス基板13内に、リソグラフィー工程、エッチング工程、或はサンドブラスト工程を用いて、微細流路を高精度に形成することができ、検出電極16,18は導電性材料の薄膜形成工程により形成することができる。   As described above, the sensing unit 10 of the electromagnetic flow measuring device is provided with the fine flow passage 11a in the flow passage chip 11 formed of the silicon substrate 12 and the glass substrate 13, and is electrically conductive on the inner wall of the fine flow passage 11a. Since the detection electrodes 16 and 18 are formed by forming a conductive material, the fine flow path 11a is finely formed in the silicon substrate 12 and the glass substrate 13 by using a lithography process, an etching process, or a sandblasting process. The flow path can be formed with high accuracy, and the detection electrodes 16 and 18 can be formed by a thin film forming process of a conductive material.

したがって、横断面積が例えば0.55mm2程度の微細流路を、流路チップ11内に効率良く簡単に且つ高精度に製作することができ、また、そのような微細流路内に微細な検出電極を効率良く簡単に成膜形成することができる。よって、このような流路チップ11を有するセンシング部10を設けた電磁式流量計測装置は、約0.3m/秒程度の微小流速の被計測流体を計測することが可能となる。 Therefore, a micro flow channel having a cross-sectional area of, for example, about 0.55 mm 2 can be efficiently and easily manufactured in the flow channel chip 11 with high accuracy, and fine detection in such a micro flow channel is possible. The electrode can be formed efficiently and easily. Therefore, the electromagnetic flow rate measuring device provided with the sensing unit 10 having such a flow path chip 11 can measure a fluid to be measured with a minute flow rate of about 0.3 m / second.

また、リソグラフィー工程、エッチング工程を用いてシリコン基板12に微細流路を形成し、或はサンドブラスト工程を用いてガラス基板13に微細流路を高精度に形成することができ、且つ導電性材料の薄膜形成工程により1対の検出電極16,18を微細流路内に高精度に形成できるから、1対の検出電極の非対称性に起因した計測誤差や製品毎の計測精度のばらつきを低減して、被計測流体の流量を正確に計測することができる。   Further, a fine flow path can be formed in the silicon substrate 12 using a lithography process or an etching process, or a fine flow path can be formed in the glass substrate 13 using a sand blast process, and a conductive material can be formed. Since the pair of detection electrodes 16 and 18 can be formed in the fine flow path with high accuracy by the thin film formation process, measurement errors due to asymmetry of the pair of detection electrodes and variations in measurement accuracy for each product are reduced. The flow rate of the fluid to be measured can be accurately measured.

さらに、微細流路11aをリソグラフィー・エッチング工程により形成する場合、微細流路11aの断面積の変更は、エッチング時間の変更やフォトマスクの変更により簡単に行うことができるから、計測可能な流量範囲の異なるセンシング部10の流路チップ11を容易に製作することができる。また、この流路チップ11を交換するだけで、流路チップ11以外の部品はそのまま使用して、流量範囲の異なる流量計を容易に製作することができる。   Further, when the fine channel 11a is formed by a lithography / etching process, the cross-sectional area of the fine channel 11a can be easily changed by changing the etching time or changing the photomask. It is possible to easily manufacture the flow path chip 11 of the different sensing units 10. Further, by simply exchanging the flow channel chip 11, parts other than the flow channel chip 11 can be used as they are, and a flow meter having a different flow rate range can be easily manufactured.

さらに、流路チップ11に検出電極16,18を薄膜形成した電磁式流量計測装置のセンシング部10は、非常に小型で、低コスト、且つ大量生産が可能となるため、使い捨ての製品とすることができる。例えば、本電磁式流量計測装置を、医療機器における輸液(点滴液)や透析液などの流量計測に使用した場合、その微細流路11aを含むセンシング部10は、励磁装置30から分離し、使い捨ての器具として使用する。これにより、感染などに対し安全な流量計測装置を提供することが可能となる。   Furthermore, the sensing unit 10 of the electromagnetic flow measuring device in which the detection electrodes 16 and 18 are formed in a thin film on the channel chip 11 is very small, low cost, and can be mass-produced. Can do. For example, when this electromagnetic flow measuring device is used for measuring the flow rate of an infusion solution (drip solution) or dialysate in a medical device, the sensing unit 10 including the fine channel 11a is separated from the excitation device 30 and is disposable. Use as an instrument. This makes it possible to provide a flow rate measuring device that is safe against infection and the like.

図10〜図12は他の実施形態の流路チップ41を示している。この流路チップ41は、図10に示す如く、上記と同様に、シリコン基板42の上にガラス基板43を重ね合わせて接合し、構成されるが、そのシリコン基板42の上面に形成される溝部44は、両端を基板の両側縁部にそのまま開口して形成され、ガラス基板43には上記のような流路孔は穿設されていない。シリコン基板42上の溝部44は、上記と同様に、リソグラフィー工程とエッチング工程を用いて高精度に形成される。   10-12 has shown the flow-path chip | tip 41 of other embodiment. As shown in FIG. 10, the flow path chip 41 is configured by stacking and bonding a glass substrate 43 on a silicon substrate 42 in the same manner as described above, but a groove formed on the upper surface of the silicon substrate 42. 44 is formed with both ends opened as it is at both side edges of the substrate, and the glass substrate 43 is not provided with the above-described flow path holes. The groove 44 on the silicon substrate 42 is formed with high accuracy using a lithography process and an etching process, as described above.

そして、シリコン基板42の上面から溝部44にかけてその両側に、1対の検出電極46,48が、薄膜形成工程において、例えば真空蒸着を用いて、導電性材料のAuなどで成膜形成される。ガラス基板43には、上記と同様に、ランド部の位置に導電孔がサンドブラストによって形成され、その後、薄膜形成工程の例えば真空蒸着により、ガラス基板43の導電孔内からランド部領域にかけてAuなどの導電性材料が成膜形成され、ランド部49と51とそれに続く導電部が形成される。   Then, a pair of detection electrodes 46 and 48 are formed on both sides of the silicon substrate 42 from the upper surface to the groove portion 44 by using, for example, vacuum evaporation to form a conductive material such as Au. Similarly to the above, a conductive hole is formed on the glass substrate 43 by sandblasting at the land portion, and then, for example, by vacuum deposition in a thin film forming process, from the conductive hole of the glass substrate 43 to the land portion region, Au or the like. A conductive material is formed into a film, and land portions 49 and 51 and subsequent conductive portions are formed.

この後、シリコン基板42とガラス基板43は、図11に示す如く、上記と同様に、ガラス基板43をシリコン基板42の上に正確に重ね合わせた状態で、陽極接合装置にかけられ、ガラス基板43とシリコン基板42の接合面が陽極接合される。この後、ガラス基板43の導電孔に導電性樹脂を埋め込み、シリコン基板42の電極46,48とガラス基板43のランド部49,51を電気的に接続する。或は、薄膜形成工程により電気的に接続する。このように、ガラス基板43とシリコン基板42が接合されて流路チップ41が形成され、溝部44の上面がガラス基板43により蓋をした状態となり、そこに微細流路41aが形成される。この流路チップ41の微細流路41aは、図11に示すように、その端部がその両側面に開口した形状となる。   Thereafter, as shown in FIG. 11, the silicon substrate 42 and the glass substrate 43 are put on an anodic bonding apparatus in a state where the glass substrate 43 is accurately superimposed on the silicon substrate 42 as described above. The bonding surface of the silicon substrate 42 is anodically bonded. Thereafter, a conductive resin is embedded in the conductive holes of the glass substrate 43 to electrically connect the electrodes 46 and 48 of the silicon substrate 42 and the land portions 49 and 51 of the glass substrate 43. Alternatively, they are electrically connected by a thin film forming process. Thus, the glass substrate 43 and the silicon substrate 42 are joined to form the flow channel chip 41, and the upper surface of the groove 44 is covered with the glass substrate 43, and the fine flow channel 41a is formed there. As shown in FIG. 11, the fine channel 41a of the channel chip 41 has a shape in which an end thereof is opened on both side surfaces.

一方、この流路チップ41が装着される流路体52は、図12に示すように、中央部分から左右に分離して形成され、左右の流路体52の先端部分に、挿入凹部が軸方向に形成される。この挿入凹部と流路体52内の流路53とは、連通孔57,59を通して連通接続される。流路チップ41は、図12に示す如く、左右の流路体52の先端部分の挿入凹部内に、シール材を介して水密状態で嵌め込まれ、この状態で、流路体52の連通孔57、59は、流路チップ41内に形成された微細流路41aに連通接続される。   On the other hand, the flow channel body 52 to which the flow channel chip 41 is mounted is formed separately from the center portion on the left and right sides, as shown in FIG. Formed in the direction. The insertion recess and the flow path 53 in the flow path body 52 are connected in communication through the communication holes 57 and 59. As shown in FIG. 12, the channel chip 41 is fitted in the insertion recesses at the tip portions of the left and right channel bodies 52 in a watertight state via a sealing material. In this state, the communication hole 57 of the channel body 52 is inserted. , 59 are connected in communication with a fine channel 41a formed in the channel chip 41.

図示は省略されているが、流路チップ41を装着した流路体52においても、上記と同様な構成の励磁装置が、そのコア先端部の先端スリットに流路チップ41の微細流路41aを上下から挟むように位置させて装着される。また、流路チップ41上のランド部49,51に接続されたリード線は、上記と同様に、励磁装置の回路基板上に実装した計測処理回路の入力側に接続される。   Although not shown, even in the flow channel body 52 to which the flow channel chip 41 is mounted, the excitation device having the same configuration as described above is configured so that the fine flow channel 41a of the flow channel chip 41 is provided in the front end slit of the core front end portion. It is mounted so as to be sandwiched from above and below. Further, the lead wires connected to the land portions 49 and 51 on the flow path chip 41 are connected to the input side of the measurement processing circuit mounted on the circuit board of the excitation device, as described above.

このように、両端を開口して微細流路41aを形成し、その内側に検出電極46,48を成膜形成した流路チップ41であっても、流路体52の挿入凹部に嵌着して、流量計測装置に使用することができる。   Thus, even the flow channel chip 41 having both ends opened to form the fine flow channel 41a and the detection electrodes 46 and 48 formed on the inside thereof is fitted into the insertion recess of the flow channel body 52. And can be used in a flow rate measuring device.

図13は、励磁装置30Aを構成するコア34Aの別の実施形態を示している。コア34Aは略E字状に形成され、コア34Aの中央部に励磁コイル32Aが巻装される。本励磁装置30Aでは、コア34Aの中央部と外周部間で発生する磁力線が、流路チップ41の中央を横断するように生じて、励磁される。このようなコア34Aを有する励磁装置30Aは、流路チップ41の上側または下側に取り付けて使用することができ、流路チップ41の挿入方向と同じ方向から、本励磁装置30Aを装着する構造とすれば、流量計測装置のケースの開口部は1箇所のみとすることができ、励磁装置30Aを容易に取り付けることができる。   FIG. 13 shows another embodiment of the core 34A constituting the excitation device 30A. The core 34A is formed in a substantially E shape, and an exciting coil 32A is wound around the center of the core 34A. In the exciting device 30A, the magnetic field lines generated between the central portion and the outer peripheral portion of the core 34A are generated so as to cross the center of the flow channel chip 41 and excited. The excitation device 30A having such a core 34A can be used by being attached to the upper side or the lower side of the flow channel chip 41, and the structure in which the excitation device 30A is mounted from the same direction as the insertion direction of the flow channel chip 41. Then, the opening of the case of the flow rate measuring device can be provided only at one place, and the excitation device 30A can be easily attached.

図14、図15はさらの別の実施形態の流路チップ61を示している。この流路チップ61は、図14に示すように、上記と同様に、シリコン基板62の上にガラス基板63を重ね合わせて接合し、構成される。ここでは、シリコン基板62の上に重ね合わせられるガラス基板63の幅は、シリコン基板62の幅より短く形成される。また、そのシリコン基板62の上面に形成される溝部64は、両端を基板の両側縁部にそのまま開口して形成される。シリコン基板62上の溝部64は、上記と同様に、リソグラフィー工程とエッチング工程を用いて高精度に形成される。   14 and 15 show a flow channel chip 61 of still another embodiment. As shown in FIG. 14, the flow path chip 61 is configured by superposing and bonding a glass substrate 63 on a silicon substrate 62 in the same manner as described above. Here, the width of the glass substrate 63 superimposed on the silicon substrate 62 is formed shorter than the width of the silicon substrate 62. Further, the groove 64 formed on the upper surface of the silicon substrate 62 is formed with both ends opened as they are at both side edges of the substrate. The groove portion 64 on the silicon substrate 62 is formed with high accuracy using a lithography process and an etching process, as described above.

さらに、シリコン基板62の上面から溝部64にかけてその両側に、1対の検出電極66,68が、薄膜形成工程において、例えば真空蒸着を用いて、Auなどで成膜形成される。検出電極66,68をAuで成膜形成する場合、下地としてCrを成膜した後、その上にAuを成膜形成することになる。一方、ガラス基板63にランド部は形成されず、ガラス基板63は加工せずにそのまま使用することができる。   Further, a pair of detection electrodes 66 and 68 are formed on both sides of the silicon substrate 62 from the upper surface to the groove portion 64 by, for example, vacuum deposition using Au or the like in a thin film forming process. When the detection electrodes 66 and 68 are formed and formed of Au, after Cr is formed as a base, Au is formed thereon. On the other hand, no land portion is formed on the glass substrate 63, and the glass substrate 63 can be used as it is without being processed.

この後、シリコン基板62とガラス基板63は、図15に示すように、上記と同様に、ガラス基板63をシリコン基板62の上に正確に重ね合わせた状態で、陽極接合装置にかけられ、ガラス基板63とシリコン基板62の接合面が陽極接合される。ガラス基板63とシリコン基板62の接合面を陽極接合して形成された流路チップ61は、図15のようにガラス基板63の幅がシリコン基板62の幅より短いため、シリコン基板62上の検出電極66,68が両側から露出した状態となる。   Thereafter, as shown in FIG. 15, the silicon substrate 62 and the glass substrate 63 are put on an anodic bonding apparatus in a state where the glass substrate 63 is accurately superimposed on the silicon substrate 62 as described above, and the glass substrate The joining surface of 63 and the silicon substrate 62 is anodically joined. The flow path chip 61 formed by anodically bonding the bonding surfaces of the glass substrate 63 and the silicon substrate 62 has a width of the glass substrate 63 shorter than the width of the silicon substrate 62 as shown in FIG. The electrodes 66 and 68 are exposed from both sides.

そこで、検出信号を取り出すためのリード線は、この検出電極66,68の露出部分に直接半田付けして接続される。このような構成とすることにより、リード線が検出電極66,68の露出部分に直接半田付けされるため、ガラス基板63上にランド部を成膜形成する工程が不要となり、より少ない工程で流路チップ61を製作することができる。   Therefore, the lead wire for taking out the detection signal is directly soldered and connected to the exposed portions of the detection electrodes 66 and 68. By adopting such a configuration, the lead wire is directly soldered to the exposed portions of the detection electrodes 66 and 68, so that the step of forming the land portion on the glass substrate 63 is not required, and the flow can be reduced with fewer steps. The road chip 61 can be manufactured.

流路チップ61が装着される流路体は、上記と同様に、中央部分から左右に分離して形成され、左右の流路体の先端部分に、挿入凹部が軸方向に形成され、挿入凹部と流路体内の流路とは、連通孔を通して連通接続される。流路チップ61は、上記と同様に、左右の流路体の先端部分の挿入凹部内に、シール材を介して水密状態で嵌め込まれ、流路体の連通孔は、流路チップ61内に形成された微細流路に連通接続されることとなる。   The flow path body to which the flow path chip 61 is mounted is formed separately from the center portion on the left and right sides as described above, and the insertion recesses are formed in the axial direction at the tip portions of the left and right flow path bodies. And the flow channel in the flow channel body are connected in communication through the communication hole. Similarly to the above, the channel chip 61 is fitted in the insertion recesses at the tip portions of the left and right channel bodies in a watertight state via a sealing material, and the communication hole of the channel body is formed in the channel chip 61. It will be connected in communication with the formed fine channel.

図16はさらの別の実施形態の流路チップ71を示している。この流路チップ71は、図16に示す如く、シリコン基板72の上にガラス基板73を重ね合わせて接合し、構成されるが、そのシリコン基板72の上面に形成される溝部74は、略コ字状に形成され、溝部74の両端は基板の縁部に開口して形成されている。シリコン基板72上の溝部74は、上記と同様に、リソグラフィー工程とエッチング工程を用いて高精度に形成される。   FIG. 16 shows a channel chip 71 according to still another embodiment. As shown in FIG. 16, the flow path chip 71 is configured by superposing and bonding a glass substrate 73 on a silicon substrate 72, and the groove portion 74 formed on the upper surface of the silicon substrate 72 has a substantially rectangular shape. It is formed in a letter shape, and both ends of the groove 74 are formed to open at the edge of the substrate. The groove 74 on the silicon substrate 72 is formed with high accuracy using a lithography process and an etching process, as described above.

そして、シリコン基板72の上面から溝部74の中央部にかけてその両側に、1対の検出電極76,78が、薄膜形成工程において、例えば真空蒸着を用いて、導電性材料のAuなどで成膜形成される。ガラス基板73には、上記と同様に、ランド部の位置に導電孔がサンドブラストによって形成され、その後、薄膜形成工程の例えば真空蒸着により、ガラス基板73の導電孔内からランド部領域にかけてAuなどの導電性材料が成膜形成され、ランド部79と81とそれに続く導電部が形成される。   Then, a pair of detection electrodes 76 and 78 are formed on both sides from the upper surface of the silicon substrate 72 to the central portion of the groove portion 74 in a thin film forming process using, for example, vacuum evaporation and the like with a conductive material such as Au. Is done. Similarly to the above, a conductive hole is formed in the glass substrate 73 at the land portion by sandblasting, and then, for example, by vacuum deposition in a thin film formation process, Au or the like is formed from the conductive hole of the glass substrate 73 to the land portion region. A conductive material is formed into a film, and land portions 79 and 81 and subsequent conductive portions are formed.

この後、シリコン基板72とガラス基板73は、ガラス基板73をシリコン基板72の上に正確に重ね合わせた状態で、陽極接合装置にかけられ、ガラス基板73とシリコン基板72の接合面が陽極接合される。その後、導電性樹脂等によりシリコン基板72の検出電極76,78とガラス基板73のランド部79,81を電気的に接続する。このように、ガラス基板73とシリコン基板72が接合されて流路チップ71が形成され、溝部74の上面がガラス基板73により蓋をした状態となり、そこに微細流路が形成される。この流路チップ71の微細流路は、その両側の端部が流路チップ71の一方の縁部に開口した形状となる。そして、このような流路チップ71は、図示しない流路体内に組み付けられ、流路体内の流路の連通口が流路チップ71の縁部に開口した微細流路の開口端に連通接続される。   Thereafter, the silicon substrate 72 and the glass substrate 73 are applied to an anodic bonding apparatus in a state where the glass substrate 73 is accurately superimposed on the silicon substrate 72, and the bonding surfaces of the glass substrate 73 and the silicon substrate 72 are anodically bonded. The Thereafter, the detection electrodes 76 and 78 of the silicon substrate 72 and the land portions 79 and 81 of the glass substrate 73 are electrically connected by a conductive resin or the like. Thus, the glass substrate 73 and the silicon substrate 72 are joined to form the flow channel chip 71, and the upper surface of the groove 74 is covered with the glass substrate 73, and a fine flow channel is formed there. The fine channel of the channel chip 71 has a shape in which the end portions on both sides thereof are open to one edge of the channel chip 71. Such a channel chip 71 is assembled in a channel body (not shown), and a communication port of the channel in the channel body is connected to an opening end of a fine channel opened at an edge of the channel chip 71. The

なお、上記図4に示す実施形態では、検出電極16,18のみを溝部14内に形成したが、図17に示すように、検出電極16,18と共に溝部14の両側に、1対のアース電極20a,20bを形成することもできる。   In the embodiment shown in FIG. 4, only the detection electrodes 16 and 18 are formed in the groove 14. However, as shown in FIG. 17, a pair of ground electrodes is provided on both sides of the groove 14 together with the detection electrodes 16 and 18. 20a and 20b can also be formed.

また、上記実施形態では、シリコン基板に溝部を形成すると共に、溝部内に検出電極を成膜形成し、そのシリコン基板の上にガラス基板を被せるように、陽極接合により接合して流路チップを形成したが、シリコン基板に溝部を形成すると共に、溝部内に検出電極を成膜形成し、そのシリコン基板上に表面と電極孔に絶縁膜を付けたシリコン基板を被せ、接合部にガラス薄膜を介して陽極接合または融接により接合して、流路チップを形成することもできる。また、ガラス基板に代えてセラミック基板を用いて流路チップを形成することもできる。さらに、ガラス基板に溝部を形成すると共に、溝部内に検出電極を成膜形成し、そのガラス基板の上にガラス基板を被せ、融接或は接着する。若しくは、シリコンまたはアルミニウムの薄膜を形成し、この薄膜を介してガラス同士を陽極接合して流路チップを形成することもできる。   In the above embodiment, the groove portion is formed in the silicon substrate, the detection electrode is formed in the groove portion, and the flow path chip is bonded by anodic bonding so that the glass substrate is covered on the silicon substrate. In addition to forming a groove in the silicon substrate, a detection electrode is formed in the groove, a silicon substrate with an insulating film on the surface and the electrode hole is covered on the silicon substrate, and a glass thin film is applied to the bonding portion. It is also possible to form a channel chip by anodic bonding or fusion welding. Further, the channel chip can be formed using a ceramic substrate instead of the glass substrate. Further, a groove is formed on the glass substrate, and a detection electrode is formed in the groove, and the glass substrate is placed on the glass substrate and fused or bonded. Alternatively, a flow path chip can be formed by forming a thin film of silicon or aluminum and anodically bonding the glasses through the thin film.

本発明の一実施形態を示し、ケースからカバーを外した状態の電磁式流量計測装置の斜視図である。1 is a perspective view of an electromagnetic flow measuring device according to an embodiment of the present invention, with a cover removed from a case. 図1のII-II断面図である。It is II-II sectional drawing of FIG. 図1のIII-III拡大断面図である。FIG. 3 is an enlarged sectional view taken along line III-III in FIG. 1. シリコン基板とガラス基板の分解斜視図である。It is a disassembled perspective view of a silicon substrate and a glass substrate. シリコン基板とガラス基板を接合して形成した流路チップの斜視図である。It is a perspective view of a channel chip formed by bonding a silicon substrate and a glass substrate. シリコンウエハー上に形成されたシリコン基板の斜視図である。It is a perspective view of the silicon substrate formed on the silicon wafer. 流路チップの模式図的な拡大断面図である。It is a schematic diagrammatic expanded sectional view of a channel chip. ケース内に励磁装置と流路チップを装着する状態の下方からの分解斜視図である。It is a disassembled perspective view from the lower part of the state which mounts an exciting device and a flow-path chip | tip in a case. ケース内に励磁装置と流路チップを装着する状態の分解斜視図である。It is a disassembled perspective view of the state which mounts an exciting device and a flow-path chip | tip in a case. 他の実施形態のシリコン基板とガラス基板の分解斜視図である。It is a disassembled perspective view of the silicon substrate and glass substrate of other embodiment. 同シリコン基板とガラス基板を接合した流路チップの分解斜視図である。It is a disassembled perspective view of the flow-path chip | tip which joined the silicon substrate and the glass substrate. 同流路体に流路チップを装着した状態の拡大断面図である。It is an expanded sectional view of the state where the channel chip was attached to the channel body. 同流路体に励磁装置を取り付けた状態の拡大断面図である。It is an expanded sectional view of the state where the exciter was attached to the same channel object. 他の実施形態のシリコン基板とガラス基板の分解斜視図である。It is a disassembled perspective view of the silicon substrate and glass substrate of other embodiment. 同流路チップの模式図的な拡大断面図である。It is a schematic diagrammatic expanded sectional view of the channel chip. 別の実施形態のシリコン基板とガラス基板の分解斜視図である。It is a disassembled perspective view of the silicon substrate and glass substrate of another embodiment. さらに別の実施形態のシリコン基板とガラス基板の分解斜視図である。It is a disassembled perspective view of the silicon substrate and glass substrate of another embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

1 ケース
2 流路体
10 センシング部
11 流路チップ
11a 微細流路
12 シリコン基板
13 ガラス基板
14 溝部
15、17 流路孔
16、18 検出電極
19、21 ランド部
30 励磁装置
31 回路基板
32 励磁コイル
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Case 2 Channel body 10 Sensing part 11 Channel chip 11a Fine channel 12 Silicon substrate 13 Glass substrate 14 Groove part 15, 17 Channel hole 16, 18 Detection electrode 19, 21 Land part 30 Excitation apparatus 31 Circuit board 32 Excitation coil

Claims (8)

流路を流れる被計測流体に対し磁場を発生させる励磁コイルを含む励磁装置と、
該流路内の該被計測流体に接触して配設された1対の検出電極を有したセンシング部と、
該センシング部の検出電極から出力される検出信号に基づき、該被計測流体の流量を算出する計測処理回路と、
を備えた電磁式流量計測装置において、
該被計測流体の流路体がケース内に形成され、該センシング部には内部に微細流路を形成した流路チップが設けられ、
該流路体の一部に、該センシング部の該流路チップを挿入するための挿入凹部が形成され、該流路チップが該挿入凹部にシール材を介して水密状に嵌着され、
該流路チップは、シリコン基板とガラス基板、ガラス基板同士、シリコン基板同士、或いはシリコン基板とセラミック基板を重ね合わせて形成され、
該微細流路の内壁に導電性材料の検出電極が取着形成され、
該流路体の流路と該流路チップ内の該微細流路とが連通接続され、
該流路チップ内の該微細流路に磁場を形成するための励磁装置が該ケース内に配設されたことを特徴とする電磁式流量計測装置。
An excitation device including an excitation coil that generates a magnetic field for a fluid to be measured flowing through a flow path;
A sensing unit having a pair of detection electrodes disposed in contact with the fluid to be measured in the flow path;
A measurement processing circuit that calculates a flow rate of the fluid to be measured based on a detection signal output from the detection electrode of the sensing unit;
In an electromagnetic flow measuring device equipped with
A flow channel body of the fluid to be measured is formed in the case, and the sensing unit is provided with a flow channel chip in which a fine flow channel is formed,
An insertion recess for inserting the flow path chip of the sensing unit is formed in a part of the flow path body, and the flow path chip is fitted into the insertion recess in a watertight manner via a sealant,
The flow path chip is formed by overlapping a silicon substrate and a glass substrate, glass substrates, silicon substrates, or a silicon substrate and a ceramic substrate,
A detection electrode made of a conductive material is attached to the inner wall of the fine channel,
The flow path of the flow path body and the fine flow path in the flow path chip are connected in communication,
An electromagnetic flow rate measuring device, wherein an excitation device for forming a magnetic field in the fine flow channel in the flow channel chip is disposed in the case.
前記流路チップの微細流路は、前記シリコン基板上にマスキング工程、リソグラフィー工程及びエッチング工程を用いて溝部を形成し、或はガラス基板上にリソグラフィー工程とサンドブラスト工程を用いて形成されたことを特徴とする請求項1記載の電磁式流量計測装置。   The fine flow path of the flow path chip is formed on the silicon substrate using a masking process, a lithography process, and an etching process, or formed on a glass substrate using a lithography process and a sandblasting process. The electromagnetic flow measuring device according to claim 1, wherein 前記流路チップの検出電極は、前記シリコン基板またはガラス基板上に、リソグラフィー工程、薄膜形成工程、及びエッチング工程を用いて成膜形成されたことを特徴とする請求項1記載の電磁式流量計測装置。   2. The electromagnetic flow measurement according to claim 1, wherein the detection electrode of the flow path chip is formed on the silicon substrate or the glass substrate by using a lithography process, a thin film forming process, and an etching process. apparatus. 前記流路チップのシリコン基板とガラス基板、ガラス基板同士、シリコン基板同士、或いはシリコン基板とセラミック基板は、陽極接合により接合されたことを特徴とする請求項1記載の電磁式流量計測装置。   2. The electromagnetic flow rate measuring apparatus according to claim 1, wherein the silicon substrate and the glass substrate, the glass substrates, the silicon substrates, or the silicon substrate and the ceramic substrate of the flow path chip are bonded by anodic bonding. 前記流路チップ内の微細流路は、一方のシリコン基板またはガラス基板に両端を閉じた形状の溝部を形成すると共に、他方のシリコン基板、ガラス基板、或いはセラミック基板に該溝部と連通する流路孔を穿設して形成されたことを特徴とする請求項2記載の電磁式流量計測装置。   The fine flow channel in the flow channel chip forms a groove having a closed shape on one silicon substrate or glass substrate and communicates with the groove on the other silicon substrate, glass substrate, or ceramic substrate. 3. The electromagnetic flow measuring device according to claim 2, wherein the electromagnetic flow measuring device is formed by forming a hole. 前記流路チップ内の微細流路は、一方のシリコン基板またはガラス基板に両端を両側縁部に開口した形状の溝部を設けて形成されたことを特徴とする請求項2記載の電磁式流量計測装置。   3. The electromagnetic flow rate measurement according to claim 2, wherein the fine flow path in the flow path chip is formed by providing a groove portion having a shape in which both ends are opened at both side edges on one silicon substrate or glass substrate. apparatus. 前記流路チップ内の微細流路は、一方のシリコン基板またはガラス基板に両端を一方の縁部に開口した略コ字状の溝部を設けて形成されたことを特徴とする請求項2記載の電磁式流量計測装置。   The fine flow path in the flow path chip is formed by providing a substantially U-shaped groove portion having both ends opened at one edge on one silicon substrate or glass substrate. Electromagnetic flow measuring device. 前記流路チップの一方のシリコン基板またはガラス基板の上面にランド部がリソグラフィー工程と薄膜形成工程を用いて成膜形成され、該ランド部は導電部を介して上記微細流路内の検出電極に接続されることを特徴とする請求項2または3記載の電磁式流量計測装置。   A land portion is formed on the upper surface of one silicon substrate or glass substrate of the flow path chip using a lithography process and a thin film forming process, and the land section is formed on the detection electrode in the fine flow path via the conductive section. The electromagnetic flow measuring device according to claim 2 or 3, wherein the electromagnetic flow measuring device is connected.
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