(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023161655
(43)【公開日】2023-11-08
(54)【発明の名称】においセンサモジュールおよびにおいセンサ装置
(51)【国際特許分類】
G01N 5/02 20060101AFI20231031BHJP
【ＦＩ】
G01N5/02 A
【審査請求】未請求
【請求項の数】9
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022072116
(22)【出願日】2022-04-26
(71)【出願人】
【識別番号】000204284
【氏名又は名称】太陽誘電株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100087480
【弁理士】
【氏名又は名称】片山 修平
(72)【発明者】
【氏名】恩田 陽介
(57)【要約】
【課題】小型化に適し、におい物質検出の高効率化及び高精度化を実現することが可能なにおいセンサモジュールおよびにおいセンサ装置を提供すること。
【解決手段】本発明に係るセンサモジュールは、対向する一方の辺側に形成された第１回路と、他方の辺側に形成された第２回路とを有し、プリント基板に実装された半導体集積回路と、前記プリント基板に実装され、前記半導体集積回路の一方の辺に近接して配置され、前記第１回路により発振される第１におい検出素子と、前記プリント基板に実装され、前記半導体集積回路の他方の辺に近接して配置され、前記第２回路により発振される第２におい検出素子と、を有し、前記半導体集積回路、前記第１におい検出素子および前記第２におい検出素子は、気体が通過する流路に配置され、前記気体の流れの方向に沿って並ぶ。
【選択図】図１
【解決手段】本発明に係るセンサモジュールは、対向する一方の辺側に形成された第１回路と、他方の辺側に形成された第２回路とを有し、プリント基板に実装された半導体集積回路と、前記プリント基板に実装され、前記半導体集積回路の一方の辺に近接して配置され、前記第１回路により発振される第１におい検出素子と、前記プリント基板に実装され、前記半導体集積回路の他方の辺に近接して配置され、前記第２回路により発振される第２におい検出素子と、を有し、前記半導体集積回路、前記第１におい検出素子および前記第２におい検出素子は、気体が通過する流路に配置され、前記気体の流れの方向に沿って並ぶ。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
対向する一方の辺側に形成された第１回路と、他方の辺側に形成された第２回路とを有し、プリント基板に実装された半導体集積回路と、
前記プリント基板に実装され、前記半導体集積回路の一方の辺に近接して配置され、前記第１回路により発振される第１におい検出素子と、
前記プリント基板に実装され、前記半導体集積回路の他方の辺に近接して配置され、前記第２回路により発振される第２におい検出素子と、
を有し、前記半導体集積回路、前記第１におい検出素子および前記第２におい検出素子は、気体が通過する流路に配置され、前記気体の流れの方向に沿って並ぶ
においセンサモジュール。
前記プリント基板に実装され、前記半導体集積回路の一方の辺に近接して配置され、前記第１回路により発振される第１におい検出素子と、
前記プリント基板に実装され、前記半導体集積回路の他方の辺に近接して配置され、前記第２回路により発振される第２におい検出素子と、
を有し、前記半導体集積回路、前記第１におい検出素子および前記第２におい検出素子は、気体が通過する流路に配置され、前記気体の流れの方向に沿って並ぶ
においセンサモジュール。
【請求項2】
前記半導体集積回路、前記第１におい検出素子および第２におい検出素子の厚みは同一である請求項１に記載のにおいセンサモジュール。
【請求項3】
前記半導体集積回路は平面視で長方形であり、
前記一方の辺と前記他方の辺は前記半導体集積回路の短辺であり、前記半導体集積回路の長辺は前記気体の流れの方向に平行である請求項１または２に記載のにおいセンサモジュール。
前記一方の辺と前記他方の辺は前記半導体集積回路の短辺であり、前記半導体集積回路の長辺は前記気体の流れの方向に平行である請求項１または２に記載のにおいセンサモジュール。
【請求項4】
前記半導体集積回路は、前記第１回路と前記第２回路の間に設けられ、前記第１回路及び前記第２回路の周波数をカウントするカウンタ回路を有する請求項1または２に記載のにおいセンサモジュール。
【請求項5】
前記半導体集積回路と前記第１におい検出素子を電気的に接続する第１金属細線と、
前記半導体集積回路と前記第２におい検出素子を電気的に接続する第２金属細線と、
を有する請求項１または２に記載のにおいセンサモジュール。
前記半導体集積回路と前記第２におい検出素子を電気的に接続する第２金属細線と、
を有する請求項１または２に記載のにおいセンサモジュール。
【請求項6】
前記第１金属細線と前記第２金属細線は前記気体の流れの方向に沿って設けられる請求項５に記載のにおいセンサモジュール。
【請求項7】
実装部品が、前記プリント基板の表面上において前記長辺の外側の領域にのみ実装されている請求項３に記載のにおいセンサモジュール。
【請求項8】
請求項１に記載の前記においセンサモジュールが、前記流路を構成するセンサ室内に設けられ、前記流路には導入口と排出口が設けられ、
前記導入口または前記排出口には気体移送機が設けられる
においセンサ装置。
前記導入口または前記排出口には気体移送機が設けられる
においセンサ装置。
【請求項9】
前記気体移送機はポンプであり、前記センサ室は、陽圧または陰圧へと変動する請求項８に記載のにおいセンサ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、におい測定用のにおいセンサモジュールおよびにおいセンサ装置に関する。
【背景技術】
【0002】
ＱＣＭ(Quartz Crystal Microbalance)やＳＡＷ(Surface acoustic wave)共振器、ＦＢＡＲ(Film bulk acoustic resonator)といった圧電振動子の質量付加による共振周波数変動を利用した、におい物質の検出方法が知られている。共振周波数を検出する方法として、ベクトルネットワークアナライザ等の測定機器で測定する方法や、発振回路とカウンタ回路を組み合わせた検出回路で測定する方法、フェーズシフタおよびミキサにより周波数を電圧に変換する測定方法（例えば、特許文献１）等が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２０１８－１１５９２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
圧電振動子式においセンサをモジュール化するためには、回路基板上での周波数測定が必要となり、発振回路とカウンタ回路による測定が最も有効である。圧電振動子式においセンサの感度は共振周波数の二乗に比例するため、圧電振動子には共振周波数が高いものが適している。発振回路とカウンタ回路はプリント基板とディスクリート部品により実現可能であるが、複数の部品を用いるため大型化しやすく、また高周波回路になるため、高い検出精度を実現するためにはプリント基板の配線パターンのインダクタンス低減などの配慮が必要で、配線や金属細線の引き回しが重要となる。
以上のような事情に鑑み、本発明の目的は、小型化に適し、におい物質検出の高効率化及び高精度化を実現することが可能なにおいセンサモジュールおよびにおいセンサ装置を提供することにある。
以上のような事情に鑑み、本発明の目的は、小型化に適し、におい物質検出の高効率化及び高精度化を実現することが可能なにおいセンサモジュールおよびにおいセンサ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0005】
本発明は、前述の課題に鑑みてなされ、
第１に、
対向する一方の辺側に形成された第１回路と、他方の辺側に形成された第２回路とを有し、プリント基板に実装された半導体集積回路と、
前記プリント基板に実装され、前記半導体集積回路の一方の辺に近接して配置され、前記第１回路により発振される第１におい検出素子と、
前記プリント基板に実装され、前記半導体集積回路の他方の辺に近接して配置され、前記第２回路により発振される第２におい検出素子と、
を有し、前記半導体集積回路、前記第１におい検出素子および前記第２におい検出素子は、気体が通過する流路に配置され、前記気体の流れの方向に沿って並ぶ
においセンサモジュールで解決するものである。
第２に、
前記半導体集積回路、前記第１におい検出素子および第２におい検出素子の厚みは同一であることで解決するものである。
第３に、
前記半導体集積回路は平面視で長方形であり、
前記一方の辺と前記他方の辺は前記半導体集積回路の短辺であり、前記半導体集積回路の長辺は前記気体の流れの方向に平行であることで解決するものである。
第４に、
前記半導体集積回路は、前記第１回路と前記第２回路の間に設けられ、前記第１回路及び前記第２回路の周波数をカウントするカウンタ回路を有することで解決するものである。
第５に、
前記半導体集積回路と前記第１におい検出素子を電気的に接続する第１金属細線と、
前記半導体集積回路と前記第２におい検出素子を電気的に接続する第２金属細線と、
を有することで解決するものである。
第６に、
前記第１金属細線と前記第２金属細線は前記気体の流れの方向に沿って設けられることで解決するものである。
第７に、
実装部品が、前記プリント基板の表面上において前記長辺の外側の領域にのみ実装されていることで解決するものである。
第８に、
前記においセンサモジュールが、前記流路を構成するセンサ室内に設けられ、前記流路には導入口と排出口が設けられ、
前記導入口または前記排出口には気体移送機が設けられる
においセンサ装置で解決するものである。
第９に、
前記気体移送機はポンプであり、前記センサ室は、陽圧または陰圧へと変動することで解決するものである。
第１に、
対向する一方の辺側に形成された第１回路と、他方の辺側に形成された第２回路とを有し、プリント基板に実装された半導体集積回路と、
前記プリント基板に実装され、前記半導体集積回路の一方の辺に近接して配置され、前記第１回路により発振される第１におい検出素子と、
前記プリント基板に実装され、前記半導体集積回路の他方の辺に近接して配置され、前記第２回路により発振される第２におい検出素子と、
を有し、前記半導体集積回路、前記第１におい検出素子および前記第２におい検出素子は、気体が通過する流路に配置され、前記気体の流れの方向に沿って並ぶ
においセンサモジュールで解決するものである。
第２に、
前記半導体集積回路、前記第１におい検出素子および第２におい検出素子の厚みは同一であることで解決するものである。
第３に、
前記半導体集積回路は平面視で長方形であり、
前記一方の辺と前記他方の辺は前記半導体集積回路の短辺であり、前記半導体集積回路の長辺は前記気体の流れの方向に平行であることで解決するものである。
第４に、
前記半導体集積回路は、前記第１回路と前記第２回路の間に設けられ、前記第１回路及び前記第２回路の周波数をカウントするカウンタ回路を有することで解決するものである。
第５に、
前記半導体集積回路と前記第１におい検出素子を電気的に接続する第１金属細線と、
前記半導体集積回路と前記第２におい検出素子を電気的に接続する第２金属細線と、
を有することで解決するものである。
第６に、
前記第１金属細線と前記第２金属細線は前記気体の流れの方向に沿って設けられることで解決するものである。
第７に、
実装部品が、前記プリント基板の表面上において前記長辺の外側の領域にのみ実装されていることで解決するものである。
第８に、
前記においセンサモジュールが、前記流路を構成するセンサ室内に設けられ、前記流路には導入口と排出口が設けられ、
前記導入口または前記排出口には気体移送機が設けられる
においセンサ装置で解決するものである。
第９に、
前記気体移送機はポンプであり、前記センサ室は、陽圧または陰圧へと変動することで解決するものである。
【発明の効果】
【0006】
以上のように本発明によれば、小型化に適し、におい物質検出の高効率化及び高精度化を実現することが可能なにおいセンサモジュールおよびにおいセンサ装置を提供することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【0007】
【図1】本発明の実施形態に係るにおいセンサ装置の斜視図である。
【図3】流路およびチップの厚みを説明する図である。
【図4】においセンサ装置の斜視図である。
【図5】においセンサ装置の分解図である。
【図6】半導体集積回路とにおい検出素子の接続を説明する図である。
【図7】においセンサ装置の断面図である。
【図8】センサ基板を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【0008】
本発明は、においセンサモジュールまたはおよびこれを用いたにおいセンサ装置であり、以下図１～図３を用いて、その特徴と概略構造を述べ、その後に、センサ装置の一実施例を述べる。
尚、以下においセンサを省略しセンサモジュールとも呼ぶ。またにおい検出素子とにおいセンサは、等価である。
においを検知するにおいセンサは、その原理から、感応膜の抵抗値変化を検知する抵抗型、水晶振動子や圧電素子などの共振部に感応膜を付け、振動の周波数変化から検知する振動子型がある。
特に振動子型の場合、発振回路と周波数カウンタを用いて、発振周波数の変化を検知するものが一般的である。本発明は、この発振回路をＩＣ内部に持ち、このＩＣを用いてにおいセンサモジュールとしたものである。
その際に工夫の点があり、その説明をしていく。
尚、以下においセンサを省略しセンサモジュールとも呼ぶ。またにおい検出素子とにおいセンサは、等価である。
においを検知するにおいセンサは、その原理から、感応膜の抵抗値変化を検知する抵抗型、水晶振動子や圧電素子などの共振部に感応膜を付け、振動の周波数変化から検知する振動子型がある。
特に振動子型の場合、発振回路と周波数カウンタを用いて、発振周波数の変化を検知するものが一般的である。本発明は、この発振回路をＩＣ内部に持ち、このＩＣを用いてにおいセンサモジュールとしたものである。
その際に工夫の点があり、その説明をしていく。
【0009】
[におい検出素子について]
図１および図２で示す様に、
においの測定には、においが吸脱着する感応膜が必要で、この膜を有する第１のにおい検出素子１０Ａとリファレンス用の第２のにおい検出素子１０Ｂが用いられる。このため、二つのにおい検出素子１０Ａ、１０Ｂは、略同一形状で同等の特性であると好ましい。この略同一形状で同等の特性の二つのにおい検出素子１０Ａ、１０Ｂは、半導体技術で量産化されたものである。
半導体ウェハに、このにおい検出素子が、マトリックス状に配置され、最後にはダイシングされ、ダイス状（直方体状）に加工される。このウェハで量産化された個々のにおい検出素子がここで言う「略同一形状で同等の特性」である。尚、ウェハ内で隣り合わせのものが好ましい。
第２のにおい検出素子１０Ｂは、感応膜を有し、におい検知用であってもよい。におい検知用のとき、第１のにおい検出素子１０Ａの感応膜の材料とは、異なる感応膜の材料を用いることで、異なるにおいを吸脱着しやすいにおいセンサとすることもできる。このとき、二つのにおい検出素子１０Ａ、１０Ｂは、略同一形状で同等の特性であると好ましい。
この二つのにおい検出素子１０Ａ、１０Ｂが発振回路に接続される。なお、におい検出素子１０Ａ、１０Ｂは、フェイスアップ実装で、表面の共振部１１に感応膜が設けられ、その周囲には、振動子を構成する配線Ｌ、ボンディングパッドＥが設けられる。
図１および図２で示す様に、
においの測定には、においが吸脱着する感応膜が必要で、この膜を有する第１のにおい検出素子１０Ａとリファレンス用の第２のにおい検出素子１０Ｂが用いられる。このため、二つのにおい検出素子１０Ａ、１０Ｂは、略同一形状で同等の特性であると好ましい。この略同一形状で同等の特性の二つのにおい検出素子１０Ａ、１０Ｂは、半導体技術で量産化されたものである。
半導体ウェハに、このにおい検出素子が、マトリックス状に配置され、最後にはダイシングされ、ダイス状（直方体状）に加工される。このウェハで量産化された個々のにおい検出素子がここで言う「略同一形状で同等の特性」である。尚、ウェハ内で隣り合わせのものが好ましい。
第２のにおい検出素子１０Ｂは、感応膜を有し、におい検知用であってもよい。におい検知用のとき、第１のにおい検出素子１０Ａの感応膜の材料とは、異なる感応膜の材料を用いることで、異なるにおいを吸脱着しやすいにおいセンサとすることもできる。このとき、二つのにおい検出素子１０Ａ、１０Ｂは、略同一形状で同等の特性であると好ましい。
この二つのにおい検出素子１０Ａ、１０Ｂが発振回路に接続される。なお、におい検出素子１０Ａ、１０Ｂは、フェイスアップ実装で、表面の共振部１１に感応膜が設けられ、その周囲には、振動子を構成する配線Ｌ、ボンディングパッドＥが設けられる。
【0010】
尚、図１のにおい検出素子１０Ａ、１０Ｂは、ＦＢＡＲ(Film bulk acoustic resonator)で、共振部となる圧電材を挟む電極が配線Ｌを介して周囲のボンディングパッドＥに到る。水晶振動子も同様である。またＳＡＷは、一対の櫛歯電極から延在してボンディングパッドＥが設けられる。水晶振動子もＦＢＡＲも共振部に感応膜が設けられる。尚、におい検出素子１０Ａ、１０Ｂは後述する半導体集積回路２０と同様にプリント基板３０に実装される。におい検出素子１０Ａ、１０Ｂの二つの取込み用のボンディングパッドＥは、チップの周囲に設けられたボンディングパッドＥ、または配線Ｌが代用できる。配線Ｌは、半導体集積回路２０のパターンから比べるとそのサイズが大きいからである。
好ましくは、半導体集積回路２０の短辺と対向する側辺にボンディングパッドＥが配置され、ここをボンディングパッドとすることが良い。しかし実施例では、配線の太い部分にボンディングされている。
半導体集積回路２０、におい検出素子１０Ａ、１０Ｂは、気体が通過する流路に配置される。図１において、気体の流れの方向を矢印で示す。半導体集積回路２０、におい検出素子１０Ａ、１０Ｂはこの気体の流れの方向に沿って並んでいる。
好ましくは、半導体集積回路２０の短辺と対向する側辺にボンディングパッドＥが配置され、ここをボンディングパッドとすることが良い。しかし実施例では、配線の太い部分にボンディングされている。
半導体集積回路２０、におい検出素子１０Ａ、１０Ｂは、気体が通過する流路に配置される。図１において、気体の流れの方向を矢印で示す。半導体集積回路２０、におい検出素子１０Ａ、１０Ｂはこの気体の流れの方向に沿って並んでいる。
【0011】
[半導体集積回路と相互干渉]
二つの発振回路Ａ、Ｂは、同一特性のにおい検出素子１０Ａ、１０Ｂと接続されて発振するため、その振動周波数帯域は、実質同じである。ただし、においを検知する際には、２つのにおい検出素子１０Ａ、１０Ｂは異なった周波数で発振する。これは、それぞれのにおい検出素子１０Ａ、１０Ｂの、一方にのみにおいが吸脱着するか、または、両方ににおいが吸脱着するが、その吸脱着特性が異なるためである。こうして、異なる質量負荷による共振周波数変化が生じる。このとき、二つの発振回路Ａ、Ｂ、と、二つのにおい検出素子１０Ａ、１０Ｂそれぞれの配置によっては、二つの発振回路Ａ、Ｂに、周波数の相互干渉が起き、同じ周波数で発振する問題がある。よってその為の対策が必要と成る。
その対策の一つは、
二つの発振回路Ａ、Ｂを集積回路に内蔵する上で、チップを細長くした。つまり平面視で、長方形とした。この長方形の一方の短辺２１（ここでは左側）側に第１の発振回路Ａが主に形成される。また他方の短辺側２２（右側）に第２の発振回路Ｂが主に構成される。そして発振回路Ａと発振回路Ｂの間には、この二つの発振回路Ａ、Ｂと電気的に接続される周波数カウンタＣが主に設けられる。この３つの回路は、回路ブロックのパターンとして構成されるのが一般的である。回路が、あるブロックのエリアに形成される場合、機能・回路が完結せず、他の場所に必要な回路が存在する場合がある。そのため、文章では、「短辺側に発振回路が主に形成される。」と「主に」を使った。
二つの発振回路Ａ、Ｂは、同一特性のにおい検出素子１０Ａ、１０Ｂと接続されて発振するため、その振動周波数帯域は、実質同じである。ただし、においを検知する際には、２つのにおい検出素子１０Ａ、１０Ｂは異なった周波数で発振する。これは、それぞれのにおい検出素子１０Ａ、１０Ｂの、一方にのみにおいが吸脱着するか、または、両方ににおいが吸脱着するが、その吸脱着特性が異なるためである。こうして、異なる質量負荷による共振周波数変化が生じる。このとき、二つの発振回路Ａ、Ｂ、と、二つのにおい検出素子１０Ａ、１０Ｂそれぞれの配置によっては、二つの発振回路Ａ、Ｂに、周波数の相互干渉が起き、同じ周波数で発振する問題がある。よってその為の対策が必要と成る。
その対策の一つは、
二つの発振回路Ａ、Ｂを集積回路に内蔵する上で、チップを細長くした。つまり平面視で、長方形とした。この長方形の一方の短辺２１（ここでは左側）側に第１の発振回路Ａが主に形成される。また他方の短辺側２２（右側）に第２の発振回路Ｂが主に構成される。そして発振回路Ａと発振回路Ｂの間には、この二つの発振回路Ａ、Ｂと電気的に接続される周波数カウンタＣが主に設けられる。この３つの回路は、回路ブロックのパターンとして構成されるのが一般的である。回路が、あるブロックのエリアに形成される場合、機能・回路が完結せず、他の場所に必要な回路が存在する場合がある。そのため、文章では、「短辺側に発振回路が主に形成される。」と「主に」を使った。
【0012】
図１の様に、半導体集積回路２０は、プリント基板３０に実装される。チップを平面視で長方形とし、真ん中に周波数カウンタＣを配置し、両側に発振回路Ａ、Ｂを配置すれば、カウンタＣの配置領域を使って、二つの発振回路Ａ、Ｂを離間できる。二つの発振回路Ａ、Ｂの間にカウンタＣが存在するので、一方の発振回路から半導体に流れるリーク電流が、もう一方の発振回路に到達し、ノイズとなることを抑制できる。また、二つの発振回路Ａ、Ｂに距離を設けることができるので、相互干渉によるノイズを低減できる。
半導体集積回路２０は、化合物半導体またはＳｉチップで、表面の活性領域に、拡散領域が作り込まれ、この領域が表面に形成された導電パターンは、表面に作り込まれたトランジスタなどと接続され、回路が組み込まれる。
更に半導体集積回路２０の短辺２１、２２、長辺２３、２４の近傍は、前記導電パターンと接続されたボンディングパッドが設けられる。短辺側のボンディングパッド２５、２６は、におい検出素子と接続される端子である。長辺側のボンディングパッド２７、２８は、周波数カウンタＣの電源、ＧＮＤまたはカウンタＣの制御信号が入力される部分である。におい検出素子のボンディングパッドＥと短辺側のボンディングパッド２５、２６は、金属細線Ｗ１で接続される。長辺２３、２４側のボンディングパッド２７、２８は、金属細線Ｗ２で接続される。
半導体集積回路２０は、化合物半導体またはＳｉチップで、表面の活性領域に、拡散領域が作り込まれ、この領域が表面に形成された導電パターンは、表面に作り込まれたトランジスタなどと接続され、回路が組み込まれる。
更に半導体集積回路２０の短辺２１、２２、長辺２３、２４の近傍は、前記導電パターンと接続されたボンディングパッドが設けられる。短辺側のボンディングパッド２５、２６は、におい検出素子と接続される端子である。長辺側のボンディングパッド２７、２８は、周波数カウンタＣの電源、ＧＮＤまたはカウンタＣの制御信号が入力される部分である。におい検出素子のボンディングパッドＥと短辺側のボンディングパッド２５、２６は、金属細線Ｗ１で接続される。長辺２３、２４側のボンディングパッド２７、２８は、金属細線Ｗ２で接続される。
【0013】
尚、一般には半導体集積回路２０の短辺２１、２２または長辺２３、２４と回路ブロックとの間にボンディングパッドが位置する。また別の表現では、半導体集積回路２０の周囲に沿ってボンディングパッドは、点在する。
図２に示すように半導体集積回路２０は、長辺２３、２４が矢印で示す気体の流れの方向に平行となるように配置されている。半導体集積回路２０の一方の短辺２１、他方の短辺２２に近接して、プリント基板３０に、におい検出素子１０Ａ、１０Ｂが実装され、半導体集積回路２０の短辺側にはボンディングパッド２５、２６が設けられている。
この配置であれば、半導体集積回路２０の一方の短辺２１側に第１の発振回路Ａがあるため、第１のにおい検出素子１０Ａは第１の発振回路Ａと近接配置が可能と成る。また半導体集積回路２０の他方の短辺２２側の第２の発振回路Ｂと、第２のにおい検出素子１０Ｂも近接配置が可能と成る。よって相互を繋ぐ４本の金属細線Ｗ１の距離は、短くできる。この金属細線Ｗ１が短い事で、金属細線のインダクタンスを小さくでき、発振回路Ａ、Ｂは、安定した発振が可能である。しかも二つの発振回路Ａ、Ｂを内蔵した半導体集積回路２０を採用するため、プリント基板３０に実装した場合、実装サイズも小さくできる。
図２に示すように半導体集積回路２０は、長辺２３、２４が矢印で示す気体の流れの方向に平行となるように配置されている。半導体集積回路２０の一方の短辺２１、他方の短辺２２に近接して、プリント基板３０に、におい検出素子１０Ａ、１０Ｂが実装され、半導体集積回路２０の短辺側にはボンディングパッド２５、２６が設けられている。
この配置であれば、半導体集積回路２０の一方の短辺２１側に第１の発振回路Ａがあるため、第１のにおい検出素子１０Ａは第１の発振回路Ａと近接配置が可能と成る。また半導体集積回路２０の他方の短辺２２側の第２の発振回路Ｂと、第２のにおい検出素子１０Ｂも近接配置が可能と成る。よって相互を繋ぐ４本の金属細線Ｗ１の距離は、短くできる。この金属細線Ｗ１が短い事で、金属細線のインダクタンスを小さくでき、発振回路Ａ、Ｂは、安定した発振が可能である。しかも二つの発振回路Ａ、Ｂを内蔵した半導体集積回路２０を採用するため、プリント基板３０に実装した場合、実装サイズも小さくできる。
【0014】
[プリント基板]
実装基板であるプリント基板３０は、少なくとも表面に導電パターンが形成され、３つの半導体チップの実装エリアを有する。この導電パターンは、金属細線が接続されるパッド電極、半導体チップ裏面と接続されるアイランド電極、更にはパッド電極またはアイランド電極と一体で延在される配線がある。
このプリント基板３０の中央に位置するアイランド電極の配置部分は、半導体集積回路２０の実装領域で、半導体集積回路２０がハンダ実装される。半導体集積回路２０の短辺２１、２２側に設けられたアイランド電極の配置部分は、におい検出素子１０Ａ、１０Ｂの配置領域で、におい検出素子１０Ａ、１０Ｂがハンダで固着される。
そして電源端子、接地端子、制御端子などが、半導体集積回路２０の長辺の近傍に対応したプリント基板３０に設けられている。半導体集積回路２０と接続される電源ＩＣやコンデンサ等の実装部品、実装部品間の導通をとる配線は、プリント基板３０の表面上に設けられてよい。このとき、におい検出素子１０Ａ、１０Ｂと半導体集積回路２０が揃って一直線に並んでいる方向に気体が流れる場合、実装部品は、プリント基板３０上で、半導体集積回路２０の長辺の外側の領域のみに設けられてよい。このとき、におい検出素子１０Ａ、１０Ｂに向かって流れる気体は、実装部品に邪魔されないので直接当てることができ、検知精度の低下を防ぐことができる。また、半導体集積回路２０の長辺の外側の領域のみに配線を設ければ、さらに邪魔される気体を減らすことができる。半導体集積回路２０と接続される電源ＩＣは、におい検出素子１０Ａ、１０Ｂへの熱の影響を低減するため、プリント基板３０とは別の回路基板に設けて、その回路基板とプリント基板３０を配線し導通することで、半導体集積回路２０を制御してもよい。
実装基板であるプリント基板３０は、少なくとも表面に導電パターンが形成され、３つの半導体チップの実装エリアを有する。この導電パターンは、金属細線が接続されるパッド電極、半導体チップ裏面と接続されるアイランド電極、更にはパッド電極またはアイランド電極と一体で延在される配線がある。
このプリント基板３０の中央に位置するアイランド電極の配置部分は、半導体集積回路２０の実装領域で、半導体集積回路２０がハンダ実装される。半導体集積回路２０の短辺２１、２２側に設けられたアイランド電極の配置部分は、におい検出素子１０Ａ、１０Ｂの配置領域で、におい検出素子１０Ａ、１０Ｂがハンダで固着される。
そして電源端子、接地端子、制御端子などが、半導体集積回路２０の長辺の近傍に対応したプリント基板３０に設けられている。半導体集積回路２０と接続される電源ＩＣやコンデンサ等の実装部品、実装部品間の導通をとる配線は、プリント基板３０の表面上に設けられてよい。このとき、におい検出素子１０Ａ、１０Ｂと半導体集積回路２０が揃って一直線に並んでいる方向に気体が流れる場合、実装部品は、プリント基板３０上で、半導体集積回路２０の長辺の外側の領域のみに設けられてよい。このとき、におい検出素子１０Ａ、１０Ｂに向かって流れる気体は、実装部品に邪魔されないので直接当てることができ、検知精度の低下を防ぐことができる。また、半導体集積回路２０の長辺の外側の領域のみに配線を設ければ、さらに邪魔される気体を減らすことができる。半導体集積回路２０と接続される電源ＩＣは、におい検出素子１０Ａ、１０Ｂへの熱の影響を低減するため、プリント基板３０とは別の回路基板に設けて、その回路基板とプリント基板３０を配線し導通することで、半導体集積回路２０を制御してもよい。
【0015】
このプリント基板３０は、前述した様に、半導体集積回路２０と二つのにおい検出素子１０Ａ、１０Ｂが配置される。この場合、このプリント基板３０が１ユニットとなりアルコールなどのガス測定が可能である。しかし、においは、複数の成分が混ざっているため、このプリント基板３０が複数枚で並べられる。それぞれのプリント基板３０のにおい検出素子は、異なる感応膜が設けられ、その周波数変化を調べることで、色々なにおいを判断できる。（詳細は図５で説明する。）
このプリント基板３０は、流路であるセンサ室４０内に設けられる。また本実施例では、プリント基板３０の表面がセンサ室４０の内壁を構成し、それ以外の内部空間の側面や上面は、筐体４１を構成する内部側壁または蓋体の内壁から構成される。図３は、プリント基板３０の表面も含めて実線の四角形５０が図示されている。つまりこの部分がセンサ室４０の内壁である事を示している。
後述する図７に於いて、符号１０２のセンサ基板１０２の表面だけがセンサ室４０に露出している事が判る。
このプリント基板３０は、流路であるセンサ室４０内に設けられる。また本実施例では、プリント基板３０の表面がセンサ室４０の内壁を構成し、それ以外の内部空間の側面や上面は、筐体４１を構成する内部側壁または蓋体の内壁から構成される。図３は、プリント基板３０の表面も含めて実線の四角形５０が図示されている。つまりこの部分がセンサ室４０の内壁である事を示している。
後述する図７に於いて、符号１０２のセンサ基板１０２の表面だけがセンサ室４０に露出している事が判る。
【0016】
[金属細線の方向とにおいを含む流路の関係]
前述した様に、半導体集積回路２０、両端の二つのにおい検出素子１０Ａ、１０Ｂが実装されたプリント基板３０は、センサ室４０に内蔵される。別の表現では、プリント基板３０は、流路内に設置される。図１に於いて実線で示す直方体があるが、一番外側の直方体がセンサ室４０で、流路でもある。このセンサ室４０の外側は、筐体４１となる。
センサ室４０は、図面では広く見えるが、プリント基板３０の表面またはにおい検出素子１０Ａ、１０Ｂの表面から天井まで、上下の高さが数ｍｍで、その断面積も少ないものであり、センサ室４０に流れる気体は、ポンプを介して、狭い空間の中を流れる。そのため、ポンプによって移送される気体の流れる速度は大きくなる。図１の右斜め上が導入口６０で、左斜め下が排出口６１である。気体の流れの上流側に導入口６０、下流側に排出口６１が設けられる。また導入口６０または排出口６１と外側に連通する流路にはポンプなどの気体移送機がつながっている。
図５の実施例では、ポンプ１０９を使ってセンサ室４０に気体が供給される。この場合、ポンプ１０９は、流路１５１から吸引してセンサ室４０から流路１５３へと排気する場合は、センサ室４０は、陽圧と成る。一方、流路１５３から吸引してセンサ室４０に気体を供給し、流路１５１を介して排気する場合は、センサ室４０は、陰圧と成る。どちらにしても、ポンプを介して圧力の変動が生じる。
前述した様に、半導体集積回路２０、両端の二つのにおい検出素子１０Ａ、１０Ｂが実装されたプリント基板３０は、センサ室４０に内蔵される。別の表現では、プリント基板３０は、流路内に設置される。図１に於いて実線で示す直方体があるが、一番外側の直方体がセンサ室４０で、流路でもある。このセンサ室４０の外側は、筐体４１となる。
センサ室４０は、図面では広く見えるが、プリント基板３０の表面またはにおい検出素子１０Ａ、１０Ｂの表面から天井まで、上下の高さが数ｍｍで、その断面積も少ないものであり、センサ室４０に流れる気体は、ポンプを介して、狭い空間の中を流れる。そのため、ポンプによって移送される気体の流れる速度は大きくなる。図１の右斜め上が導入口６０で、左斜め下が排出口６１である。気体の流れの上流側に導入口６０、下流側に排出口６１が設けられる。また導入口６０または排出口６１と外側に連通する流路にはポンプなどの気体移送機がつながっている。
図５の実施例では、ポンプ１０９を使ってセンサ室４０に気体が供給される。この場合、ポンプ１０９は、流路１５１から吸引してセンサ室４０から流路１５３へと排気する場合は、センサ室４０は、陽圧と成る。一方、流路１５３から吸引してセンサ室４０に気体を供給し、流路１５１を介して排気する場合は、センサ室４０は、陰圧と成る。どちらにしても、ポンプを介して圧力の変動が生じる。
【0017】
一方、半導体集積回路２０と第１のにおい検出素子１０Ａを電気的に接続する金属細線Ｗ１と、半導体集積回路２０と第２のにおい検出素子１０Ｂを電気的に接続する金属細線Ｗ１は、高周波信号を扱うため、金属細線の微動でも防止する必要がある。ワイヤの変動はインダクタンスの変動へとつながる。
におい検出素子であるＦＢＡＲにつながるワイヤは高周波信号が流れており、半導体集積回路２０側からＦＢＡＲを見ると、共振器両端にインダクタンスがついているように見える。このインダクタンスは、ワイヤの長さと径だけなく、たわみ具合でも変化するため、気流の影響をうけて、結果発振特性に影響し、ノイズの原因となる。
つまり金属細線Ｗ１は、気流や圧力の影響を避けるため、この流路の流れの方向(矢印で示す)に沿ってこの金属細線Ｗ１は設けられる。
一方、半導体集積回路２０の二つの長辺２３、２４に沿ってボンディングパッドが複数設けられている。このボンディングパッドと対応してプリント基板３０にも複数のボンディングパッドが設けられ、これらの間を結ぶ金属細線Ｗ２は、長辺と交差する方向、つまり流れの方向と交差する方向に設けられている。ここは、ＩＣ駆動用の信号や電源で、金属細線Ｗ１で扱う超高周波信号の如きものではなく、精度を要しないものである。
におい検出素子であるＦＢＡＲにつながるワイヤは高周波信号が流れており、半導体集積回路２０側からＦＢＡＲを見ると、共振器両端にインダクタンスがついているように見える。このインダクタンスは、ワイヤの長さと径だけなく、たわみ具合でも変化するため、気流の影響をうけて、結果発振特性に影響し、ノイズの原因となる。
つまり金属細線Ｗ１は、気流や圧力の影響を避けるため、この流路の流れの方向(矢印で示す)に沿ってこの金属細線Ｗ１は設けられる。
一方、半導体集積回路２０の二つの長辺２３、２４に沿ってボンディングパッドが複数設けられている。このボンディングパッドと対応してプリント基板３０にも複数のボンディングパッドが設けられ、これらの間を結ぶ金属細線Ｗ２は、長辺と交差する方向、つまり流れの方向と交差する方向に設けられている。ここは、ＩＣ駆動用の信号や電源で、金属細線Ｗ１で扱う超高周波信号の如きものではなく、精度を要しないものである。
【0018】
[半導体集積回路のチップ厚みと、におい検出素子のチップ厚み]
半導体チップは、半導体メーカーのプロセスや製造条件により、ウェハサイズ、そしてウェハの厚みが異なり、完成されたチップの厚みもバラバラである。
半導体集積回路２０とにおい検出素子１０Ａ、１０Ｂは、チップ裏面を削り込む事で、全てのチップの厚みを、同等にすることができる。その結果、両者をつなぐ金属細線は、短くすることが可能である。
図３は、第１、第２のにおい検出素子１０Ａ、１０Ｂと半導体集積回路２０のチップ厚みを同じにしたものが図示されている。符号３０は、プリント基板である。例えば、半導体集積回路２０の厚みが薄く、におい検出素子１０Ａ、１０Ｂが厚いと、金属細線Ｗ１は、余分な長さの立ち下がりが必要となり、金属細線Ｗ１の長さは長くなる。しかし３つのチップの厚みが実質同じになれば、それぞれの金属細線Ｗ１は、短くできる。
よって金属細線Ｗ１が短い事で、そのインダクタンスを小さくでき、また金属細線Ｗ１の外力の耐性も向上する事ができる。
半導体チップは、半導体メーカーのプロセスや製造条件により、ウェハサイズ、そしてウェハの厚みが異なり、完成されたチップの厚みもバラバラである。
半導体集積回路２０とにおい検出素子１０Ａ、１０Ｂは、チップ裏面を削り込む事で、全てのチップの厚みを、同等にすることができる。その結果、両者をつなぐ金属細線は、短くすることが可能である。
図３は、第１、第２のにおい検出素子１０Ａ、１０Ｂと半導体集積回路２０のチップ厚みを同じにしたものが図示されている。符号３０は、プリント基板である。例えば、半導体集積回路２０の厚みが薄く、におい検出素子１０Ａ、１０Ｂが厚いと、金属細線Ｗ１は、余分な長さの立ち下がりが必要となり、金属細線Ｗ１の長さは長くなる。しかし３つのチップの厚みが実質同じになれば、それぞれの金属細線Ｗ１は、短くできる。
よって金属細線Ｗ１が短い事で、そのインダクタンスを小さくでき、また金属細線Ｗ１の外力の耐性も向上する事ができる。
【0019】
［サイズ]
図1に於いて、本実施例の寸法を説明し、本発明のサイズがどの程度なのか、説明しておく。センサ室４０の内部空間のサイズは、平面視で短辺が１０～１５ｍｍ程度、長辺は、１０～２０ｍｍ程度の中で選択される。
図５では、プリント基板３０が２列であるため、センサ室４０の内部空間のサイズは図１の倍程度、短辺が３５ｍｍ、長辺が４０ｍｍ程度である。
尚、図５に示す様に、プリント基板３０を何枚使うか、その列の数によりそのサイズは変化する。
センサ室４０の高さは、センサ基板１０２またはにおい検出素子の表面から天井までで、２ｍｍ～４ｍｍ程度である。
また両チップの厚み：２１０μｍ、ワイヤ長さ：３００μｍ程度、チップの間隔：２００μｍ、ＩＣチップ平面サイズ：１０００μｍ×５００μｍ、においセンサ平面サイズ：８００μｍ×６００μｍである。
更に、以下に述べるポンプは、印加電圧で流量を０．３リットル／分～１リットル／分で、制御でき、通常は、０．５リットル／分～１リットル／分を採用している。
以下、図４～図８を参照しながら、具体的な実施例、つまり筐体への実装について説明する。
図1に於いて、本実施例の寸法を説明し、本発明のサイズがどの程度なのか、説明しておく。センサ室４０の内部空間のサイズは、平面視で短辺が１０～１５ｍｍ程度、長辺は、１０～２０ｍｍ程度の中で選択される。
図５では、プリント基板３０が２列であるため、センサ室４０の内部空間のサイズは図１の倍程度、短辺が３５ｍｍ、長辺が４０ｍｍ程度である。
尚、図５に示す様に、プリント基板３０を何枚使うか、その列の数によりそのサイズは変化する。
センサ室４０の高さは、センサ基板１０２またはにおい検出素子の表面から天井までで、２ｍｍ～４ｍｍ程度である。
また両チップの厚み：２１０μｍ、ワイヤ長さ：３００μｍ程度、チップの間隔：２００μｍ、ＩＣチップ平面サイズ：１０００μｍ×５００μｍ、においセンサ平面サイズ：８００μｍ×６００μｍである。
更に、以下に述べるポンプは、印加電圧で流量を０．３リットル／分～１リットル／分で、制御でき、通常は、０．５リットル／分～１リットル／分を採用している。
以下、図４～図８を参照しながら、具体的な実施例、つまり筐体への実装について説明する。
【0020】
［におい測定装置の構成］
センサ装置１００は、筐体１０１を有し、筐体１０１内ににおいセンサモジュール１０３が設けられる。においセンサモジュール１０３は、センサ基板１０２、センサ基板１０２に実装された半導体集積回路２０１、二つのにおい検出素子２０３および温湿度センサ１０４などから成る。
図１では、一つのにおいセンサモジュール１０３が示されているが、ここでは４つのにおいセンサモジュール１０３で構成されている。これは、においの検出を目的とし、４種類の感応膜が別々に設けられている。センサ基板１０２は、ここでは、温湿度センサを実装する基板もあり、全部で５枚の基板から成る。
センサ基板１０２の下方には、マザーボードである実装基板１０５がある。実装基板に実装されたセンサ制御回路１０６および電源回路１０７、センサ基板１０２と実装基板１０５を接続するリードピン１０８が設けられる。更には第１ポンプ１０９、第２ポンプ１１０、筐体１０１の上方に位置するポンプ制御回路１１１を備える。
センサ装置１００は、筐体１０１を有し、筐体１０１内ににおいセンサモジュール１０３が設けられる。においセンサモジュール１０３は、センサ基板１０２、センサ基板１０２に実装された半導体集積回路２０１、二つのにおい検出素子２０３および温湿度センサ１０４などから成る。
図１では、一つのにおいセンサモジュール１０３が示されているが、ここでは４つのにおいセンサモジュール１０３で構成されている。これは、においの検出を目的とし、４種類の感応膜が別々に設けられている。センサ基板１０２は、ここでは、温湿度センサを実装する基板もあり、全部で５枚の基板から成る。
センサ基板１０２の下方には、マザーボードである実装基板１０５がある。実装基板に実装されたセンサ制御回路１０６および電源回路１０７、センサ基板１０２と実装基板１０５を接続するリードピン１０８が設けられる。更には第１ポンプ１０９、第２ポンプ１１０、筐体１０１の上方に位置するポンプ制御回路１１１を備える。
【0021】
筐体１０１は、気体を流入させ、においセンサモジュール１０３の表面を通過した後に、外部に排出するため、二つの流路が形成される。この流路の外側は、導入口および排気口となる。
筐体１０１は図５に示すように、複数の部材で構成され、ここでは第１筐体１３１、第２筐体１３２および第３筐体１３３の３つの部分によって構成される。これらはネジ１３４によって互いに接合（嵌合）されている。
第１筐体１３１は、センサ室である内部空間の上壁となる蓋体である。第２筐体１３２は、前述したセンサ基板１０２を取り付け、センサ基板１０２と第１筐体１３１の内壁で内部空間１４１を構成する。更に第３筐体１３３は、第１ポンプ１０９の収納空間を構成する。
第1筐体１３１および第２筐体１３２によって内部空間１４１が形成されている。各筐体の間には図示しないパッキンが配置されている。
なお、図５は、第１筐体１３１および第３筐体１３３を取り外し、第２筐体１３２を上から見たもので、実装されたセンサ基板１０２が見えている。
筐体１０１は図５に示すように、複数の部材で構成され、ここでは第１筐体１３１、第２筐体１３２および第３筐体１３３の３つの部分によって構成される。これらはネジ１３４によって互いに接合（嵌合）されている。
第１筐体１３１は、センサ室である内部空間の上壁となる蓋体である。第２筐体１３２は、前述したセンサ基板１０２を取り付け、センサ基板１０２と第１筐体１３１の内壁で内部空間１４１を構成する。更に第３筐体１３３は、第１ポンプ１０９の収納空間を構成する。
第1筐体１３１および第２筐体１３２によって内部空間１４１が形成されている。各筐体の間には図示しないパッキンが配置されている。
なお、図５は、第１筐体１３１および第３筐体１３３を取り外し、第２筐体１３２を上から見たもので、実装されたセンサ基板１０２が見えている。
【0022】
図５に示すように筐体１０１には、第１流路１５１、第２流路１５２および第３流路１５３が設けられている。
第１流路１５１は、第１筐体１３１および第３筐体１３３に上から下に渡り設けられ、内部空間１４１と外部を連通させる。第１流路１５１の途中には第１ポンプ１０９が配置されている。
第２流路１５２は、第１筐体１３１および第３筐体１３３に設けられ、内部空間１４１と外部を連通させる。第２流路１５２の途中には第２ポンプ１１０が配置されている。
図４で見える符号１５１、１５２の部分が二つの導入口である。
第３流路１５３は、第１筐体１３１の側壁に設けられ、内部空間１４１と筐体１０１の外部を連通させる。第３流路１５３の外側が排出口である。
第１流路１５１は、第１筐体１３１および第３筐体１３３に上から下に渡り設けられ、内部空間１４１と外部を連通させる。第１流路１５１の途中には第１ポンプ１０９が配置されている。
第２流路１５２は、第１筐体１３１および第３筐体１３３に設けられ、内部空間１４１と外部を連通させる。第２流路１５２の途中には第２ポンプ１１０が配置されている。
図４で見える符号１５１、１５２の部分が二つの導入口である。
第３流路１５３は、第１筐体１３１の側壁に設けられ、内部空間１４１と筐体１０１の外部を連通させる。第３流路１５３の外側が排出口である。
【0023】
センサ基板１０２は、配線などの導電パターンを有する樹脂材からなるプリント基板であり、においセンサモジュール１０３および温湿度センサ１０４が実装される。なお、センサ基板１０２は、いわゆるプリント基板で、セラミック基板などでもよい。
【0024】
センサ基板１０２は、図７示すようにリードピン１０８によって実装基板１０５に設けられる。センサ制御回路１０６はにおいセンサモジュール１０３の出力信号の処理や外部との通信を実行する。電源回路１０７は、第１ポンプ１０９および第２ポンプ１１０に駆動電力を供給する。
【0025】
リードピン１０８は実装基板１０５とセンサ基板１０２の間に配置され、センサ基板１０２と実装基板１０５を離間させ、実装基板１０５に対してセンサ基板１０２を支持する。第２筐体１３２に実装基板１０５が接合されると、蓋として成る第１筐体１３１、第２筐体１３２および実装基板１０５によって内部空間１４１が密閉される。
また、センサ基板１０２はリードピン１０８によって実装基板１０５から離間されており、内部空間１４１を流路空間１４４と非流路空間１４５に区画する。
また、センサ基板１０２はリードピン１０８によって実装基板１０５から離間されており、内部空間１４１を流路空間１４４と非流路空間１４５に区画する。
【0026】
第１ポンプ１０９は、第１流路１５１中に配置され、測定対象である気体を流路空間１４４に送出する。また、第１ポンプ１０９は第１流路１５１の外部に配置されてもよい。気体は第１流路１５１を介して外部から流路空間１４４に流入し、第３流路１５３から排出される。また、第１ポンプ１０９の気体送出方向は反対であってもよい。
【0027】
第２ポンプ１１０は、第２流路１５２中に配置され、クリーニングガスを流路空間１４４に送出する。また、第２ポンプ１１０は第２流路１５２の外部に配置されてもよい。クリーニングガスは第２流路１５２を介して外部から流路空間１４４に流入し、第３流路１５３から排出される。
【0028】
このように、においセンサ装置１００はクリーニング機構を別に備えているが、第２ポンプ１１０および第２流路１５２を省略し、第１ポンプ１０９と第１流路１５１をクリーニングと測定に兼用してもよい。つまり、におい物質の測定後、クリーニングガスを第１ポンプ１０９で吸引させることによりクリーニングが可能である。
【0029】
ポンプ制御回路１１１は、回路基板１９１、回路基板１９１に実装された制御素子１９２を含み、第1ポンプ１０９および第２ポンプ１１０を制御する。ポンプ制御回路１１１の構成は特に限定されない。
【0030】
[におい測定装置の動作]
におい測定が開始されると、第１ポンプ１０９が駆動され、気体に含まれるにおい物質は、各においセンサモジュール１０３の表面に供給され、各においセンサモジュール１０３において検出される。このにおい測定の前または後には、流路空間１４４のクリーニングが実行される。クリーニングでは第２ポンプ１１０が駆動され、クリーニングガスが流路空間１４４を流れる。クリーニングガスは、吸着膜に吸着していたにおい物質および水分を取り込み、外部へと放出するだけでなく、流路空間１４４の内壁などに吸着していたにおい物質もクリーニングする。
におい測定が開始されると、第１ポンプ１０９が駆動され、気体に含まれるにおい物質は、各においセンサモジュール１０３の表面に供給され、各においセンサモジュール１０３において検出される。このにおい測定の前または後には、流路空間１４４のクリーニングが実行される。クリーニングでは第２ポンプ１１０が駆動され、クリーニングガスが流路空間１４４を流れる。クリーニングガスは、吸着膜に吸着していたにおい物質および水分を取り込み、外部へと放出するだけでなく、流路空間１４４の内壁などに吸着していたにおい物質もクリーニングする。
【0031】
[においセンサモジュールの構成]
においセンサモジュール１０３は、図1～図３で説明したとおりで、半導体集積回路２０１、第１のにおい検出素子２０２、第２のにおい検出素子２０３、第１の金属細線２０４および第２の金属細線２０５を備える。
図６に示す様に、半導体集積回路２０１は、平面視で長方形であり、その短辺２１１、２１２側には、ＦＢＡＲとの接続パッド２１５、２１６が設けられている。またこの半導体集積回路２０１の二つの短辺側には、発振回路がそれぞれ内蔵され、間にカウンタ回路が設けられるため、お互いの発振回路の離間距離を長く設定している。これは相互干渉を防止し、ノイズの侵入により発振の停止を抑制している。しかもＦＢＡＲの金属細線による接続により発生するインダクタンスも影響を受ける。
においセンサモジュール１０３は、図1～図３で説明したとおりで、半導体集積回路２０１、第１のにおい検出素子２０２、第２のにおい検出素子２０３、第１の金属細線２０４および第２の金属細線２０５を備える。
図６に示す様に、半導体集積回路２０１は、平面視で長方形であり、その短辺２１１、２１２側には、ＦＢＡＲとの接続パッド２１５、２１６が設けられている。またこの半導体集積回路２０１の二つの短辺側には、発振回路がそれぞれ内蔵され、間にカウンタ回路が設けられるため、お互いの発振回路の離間距離を長く設定している。これは相互干渉を防止し、ノイズの侵入により発振の停止を抑制している。しかもＦＢＡＲの金属細線による接続により発生するインダクタンスも影響を受ける。
【0032】
前述したように、半導体集積回路２０１内の発振回路は、ＦＢＡＲも含めて発振する。そのため、電気的に接続する金属細線２０４、２０５のインダクタンスが影響する。よって二つの発振回路の発振特性を同じとし、発振停止を抑制するには、金属細線の長さをできるだけ短く、更には実質同じ長さにすることが好ましい。
そのため、におい検出素子２０２、２０３のチップ厚みと、半導体集積回路２０１のチップ厚みを同じにすることが重要と成る。同じ厚みにすることで、金属細線のループ長を最短にできる。半導体チップは、ＩＣ、ディスクリートなどで、そのチップの厚みは、各社様々である。よって、少なくともどちらかのチップを削って、３つのチップの厚みを揃えることが重要である。またこの金属細線は、流路に晒されるため、できるだけ短い事で、その強度が増し、腐食や機械的損傷を少なくできるメリットもある。
また金属細線２０４、２０５は、図１の金属細線Ｗ１と同様に、気体の流れに沿った方向に延在させる事で、気流の影響を抑止でき、計測精度を向上できる。
そのため、におい検出素子２０２、２０３のチップ厚みと、半導体集積回路２０１のチップ厚みを同じにすることが重要と成る。同じ厚みにすることで、金属細線のループ長を最短にできる。半導体チップは、ＩＣ、ディスクリートなどで、そのチップの厚みは、各社様々である。よって、少なくともどちらかのチップを削って、３つのチップの厚みを揃えることが重要である。またこの金属細線は、流路に晒されるため、できるだけ短い事で、その強度が増し、腐食や機械的損傷を少なくできるメリットもある。
また金属細線２０４、２０５は、図１の金属細線Ｗ１と同様に、気体の流れに沿った方向に延在させる事で、気流の影響を抑止でき、計測精度を向上できる。
【符号の説明】
【0033】
１０Ａ、１０Ｂ：におい検出素子
２０：半導体集積回路
２１，２２：短辺
３０：プリント基板
４０：センサ室
６０：導入口
６１：排出口
W１：金属細線
１００：においセンサ装置
１０１：筐体
１０２：センサ基板
１０３：においセンサモジュール
１０４：温湿度センサ
１０５：実装基板
１０６：センサ制御回路
１０７：電源回路
１０８：リードピン
１０９：第１ポンプ
１１０：第２ポンプ
１１１：ポンプ制御回路
２０１：半導体集積回路
２０２、２０３：におい検出素子
２０４、２０５：金属細線
２０：半導体集積回路
２１，２２：短辺
３０：プリント基板
４０：センサ室
６０：導入口
６１：排出口
W１：金属細線
１００：においセンサ装置
１０１：筐体
１０２：センサ基板
１０３：においセンサモジュール
１０４：温湿度センサ
１０５：実装基板
１０６：センサ制御回路
１０７：電源回路
１０８：リードピン
１０９：第１ポンプ
１１０：第２ポンプ
１１１：ポンプ制御回路
２０１：半導体集積回路
２０２、２０３：におい検出素子
２０４、２０５：金属細線
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】