(57)【要約】【課題】線膨張係数差に起因した応力を低減し、センサチップの体格の増大を抑制しつつシリコン配線へのダメージを抑制する。【解決手段】表面側に、シリコン配線として、半導体基板の空隙領域上に位置するヒータを含むセンシング部及び繋ぎ配線が形成されたセンサチップと、センサチップが搭載される搭載部、センサチップのパッド部と電気的に接続される配線部、センサチップに隙間を有して隣接配置される整流部、が一体的に構成された支持部材と、を備える熱式フローセンサの製造方法であって、パッド部及び搭載部から露出する配線部のいずれかにバンプを形成した後、平コレットにより、裏面を吸着面としてセンサチップを搬送し、搭載部上に位置決めする。そして、加熱により、バンプを介してパッド部と配線部とを電気的且つ機械的に接続する。また、搭載部とセンサチップ表面との間に封止樹脂を配置し、バンプを介した接続部位を封止する。【選択図】図２
2010133865.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一面に開口する空隙領域が形成された半導体基板と、前記空隙領域を架橋するように前記半導体基板の一面上に形成された絶縁膜と、前記絶縁膜上に形成されたシリコンからなる配線としての、前記空隙領域上の部位に配置されたヒータを含むセンシング部、及び、前記半導体基板の一面上に形成されたパッド部と前記センシング部とを繋ぐ繋ぎ配線と、を有するセンサチップと、
前記センサチップと対向し、前記センシング部が外部に露出されるように前記センサチップが搭載される搭載部と、導電材料からなり、前記パッド部と電気的に接続される配線部と、前記センサチップに対して、流体の通常時の流れ方向における上流側及び下流側に隙間を有して隣接配置され、前記センサチップ側の端部から前記センサチップに対して離反する方向に、前記センサチップのヒータ形成側の表面と面一とされる面一部位を有する整流部と、が一体的に構成された支持部材と、を備える熱式フローセンサの製造方法であって、
前記支持部材では、前記配線部における前記パッド部に対応する部位が、前記搭載部の表面に露出しており、
前記パッド部、及び、前記配線部における前記パッド部に対応する部位のいずれかに接して、導電材料からなるバンプを形成するバンプ形成工程と、
平コレットにより、ヒータ形成側の表面の裏面を吸着面として前記センサチップを搬送し、前記センシング部が外部に露出するように前記センサチップの表面の一部を前記搭載部と対向させつつ、前記バンプが前記パッド部及び前記配線部と接触し、且つ、前記センサチップが前記整流部との間に前記隙間を有するように、前記支持部材に対して前記センサチップを位置決めする位置決め工程と、
前記位置決め状態で、加熱により、前記バンプを介して前記パッド部と前記配線部とを電気的且つ機械的に接続する接続工程と、
前記搭載部と前記センサチップの表面との対向領域に封止樹脂を配置して、前記バンプを介した接続部位を封止する封止工程と、を備えることを特徴とする熱式フローセンサの製造方法。
【請求項２】
前記配線は、前記半導体基板としての支持基板上に、前記絶縁膜としての絶縁層を介して積層配置された単結晶シリコンの半導体層からなることを特徴とする請求項１に記載の熱式フローセンサの製造方法。
【請求項３】
前記バンプ形成工程の前に、リードフレームに回路チップを固定し、前記リードフレームと前記回路チップとを電気的に接続した後、モールド樹脂により、前記回路チップ、前記アイランド、及び前記回路チップと前記リードフレームとの接続部位を一体的に被覆するとともに前記搭載部及び前記整流部を成形して、前記支持部材とする支持部材形成工程を備え、
前記接続工程では、前記配線部としての前記リードフレームと前記パッド部とを、前記バンプを介して接続することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の熱式フローセンサの製造方法。
【請求項４】
前記半導体基板は平面長方形であり、平面長方形の長手方向における一端側に前記センシング部が形成され、他端側に前記パッド部が形成され、前記一面及び前記裏面を連結する端面のうち、長手側端面が流体の流れに対して垂直とされ、
前記位置決め工程において、前記センサチップの表面のうち、前記パッド部の形成領域を含むパッド部側の端部の一部を、前記搭載部と対向させることを特徴とする請求項１〜３いずれか１項に記載の熱式フローセンサの製造方法。
【請求項５】
前記支持部材は、前記搭載部上に配置される前記センサチップの、前記半導体基板における互いに隣接する２つの端面と３箇所以上で接触すべく、互いに離間する３つ以上の位置決め用突起部を有し、
前記位置決め工程では、前記位置決め用突起部に前記センサチップの対応する端面を当接させて、前記支持部材に前記センサチップを位置決めすることを特徴とする請求項４に記載の熱式フローセンサの製造方法。
【請求項６】
前記封止樹脂は、ＮＣＦ若しくはＮＣＰからなり、
前記センサチップを前記支持部材に位置決め配置する前に、前記封止樹脂を前記支持部材上に配置し、前記接続工程の加熱により前記封止樹脂を硬化させることを特徴とする請求項１〜５いずれか１項に記載の熱式フローセンサの製造方法。
【請求項７】
前記封止樹脂は、サイドフィル材若しくはアンダーフィル材からなり、
前記接続工程後に前記封止樹脂を前記対向領域に注入し、硬化させることを特徴とする請求項１〜５いずれか１項に記載の熱式フローセンサの製造方法。
【請求項８】
一面に開口する空隙領域が形成された半導体基板と、前記空隙領域を架橋するように前記半導体基板の一面上に形成された絶縁膜と、前記絶縁膜上に形成されたシリコンからなる配線としての、前記空隙領域上の部位に配置されたヒータを含むセンシング部、及び、前記半導体基板の一面上に形成されたパッド部と前記センシング部とを繋ぐ繋ぎ配線と、を有するセンサチップと、
前記センサチップと対向し、前記センシング部が外部に露出されるように前記センサチップが搭載される搭載部と、導電材料からなり、前記パッド部と電気的に接続される配線部と、前記センサチップに対して、流体の通常時の流れ方向における上流側及び下流側に隙間を有して隣接配置され、前記センサチップ側の端部から前記センサチップに対して離反する方向に、前記センサチップのヒータ形成側の表面と面一とされる面一部位を有する整流部と、が一体的に構成された支持部材と、を備える熱式フローセンサであって、
前記支持部材では、前記配線部における前記パッド部に対応する部位が、前記搭載部の表面に露出され、
前記センサチップは、前記整流部との間に隙間を有しつつ、ヒータ形成側の表面のうち、前記センシング部の形成領域を除き、前記パッド部の形成領域を含む一部位を対向させて前記搭載部上に配置され、
前記パッド部と前記配線部とが、バンプを介して電気的且つ機械的に接続され、
前記搭載部と前記センサチップの表面との対向領域に配置された封止樹脂により、前記バンプを介した接続部位が封止されていることを特徴とする熱式フローセンサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シリコンからなる配線として、半導体基板の空隙領域を架橋する絶縁膜の部位に位置するヒータを含むセンシング部及び該センシング部とパッド部とを繋ぐ繋ぎ配線を有するセンサチップと、該センサチップに隣接して配置された整流部と、を備える熱式フローセンサの製造方法、及び、該方法を用いて形成される熱式フローセンサに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、シリコンからなる配線として、半導体基板の空隙領域を架橋する絶縁膜の部位に位置するヒータを含むセンシング部及び該センシング部とパッド部とを繋ぐ繋ぎ配線を有するセンサチップと、該センサチップに隣接して配置された整流部と、を備える熱式フローセンサとして、本出願人は先に特許文献１を開示している。
【０００３】
特許文献１に示される熱式フローセンサは、リードフレーム（アイランド）にセンサチップと回路チップをそれぞれ接着固定し、センサチップと回路チップ、及び、リードフレーム（リード）と回路チップとをワイヤにて電気的に接続した後、トランスファーモールド法による封止樹脂にて、回路チップ、各ワイヤ、ワイヤと各チップとの接続部位を一体的に被覆してなるものである。また、整流部（側面被覆部）は、上記した封止樹脂の一部として構成されており、整流部を含む封止樹脂がセンサチップの端面全周に密着している。すなわち、センサチップの端面と整流部との間には、隙間が無い構成となっている。なお、整流部は、流体の通常時の流れ方向において、センサチップに対し上流側及び下流側に隣接配置され、センサチップの表面と面一とされた面一部位を有している。
【０００４】
また、シリコンからなる配線として、ヒータを含むセンシング部及び該センシング部とパッド部とを繋ぐ繋ぎ配線を有するセンサチップは、例えば本出願人による特許文献２にも開示されている。
【特許文献１】特開２００８−１７５７８０号公報
【特許文献２】特開２００８−１８０７３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
熱式フローセンサについて本発明者等がさらに検討を進めたところ、特許文献１に示されるように、センサチップと整流部との間に隙間が無い構成では、外部雰囲気の温度変化などにより、センサ特性が変動することが明らかとなった。これは、整流部を構成する材料とセンサチップとの線膨張係数差に起因して応力が生じ、ピエゾ抵抗効果によって、センシング部を構成するヒータなどの抵抗体の抵抗値が変動することによるものと考えられる。また、クリープ（応力の経時的な緩和）によって抵抗値が変動することも考えられる。このように、センサチップに対して、線膨張係数の異なる他部材が密着している（固定状態にある）と、線膨張係数差に起因した応力が生じることとなるため、センサチップと他部材との密着面積は小さいほど好ましい。
【０００６】
そこで、流体の流れ方向において、整流部がセンサチップの端面に密着しないように、センサチップと整流部との間に隙間を設けることも考えられる。この場合、センサチップを搭載する搭載部と整流部とが一体化された支持部材を準備し、整流部との隙間を確保しつつ搭載部にセンサチップを搭載（固定）すれば良い。
【０００７】
ところで、整流部による乱流抑制機能（整流機能）を活かすためには、流体の流れ方向における隙間の幅は狭いほうが好ましく（例えば１００μｍ以下）、幅が広くなると、整流部を有しながらも、センサチップの端面に流体が衝突して乱流が発生することとなってしまう。したがって、上記した狭い隙間を有するように整流部に対してセンサチップを精度良く位置決めするためには、角錐コレットを使用することはできず、平コレットにて、センサチップを吸着し、搬送して位置決めしなければならない。
【０００８】
しかしながら、特許文献１，２に示されるように、ヒータを含むセンシング部や、金属材料からなるパッド部（外部接続用の電極）とセンシング部とを繋ぐ繋ぎ配線が、単結晶シリコンや多結晶シリコンにリンやボロンなどの不純物を注入してなるシリコン配線の場合、ＡｌやＰｔなどの金属配線に比べて比抵抗が大きいため、特に繋ぎ配線での抵抗を下げるために、配線幅を広くしなければならない。したがって、センサチップの体格の増大を抑制しようとすると、特許文献１，２に示されるように、センサチップを構成する半導体基板の表面のほぼ全域にシリコン配線が配置された構成となる。このため、特許文献１に示されるようにヒータ形成側の表面の裏面を搭載部への搭載面とする場合、平コレットでセンサチップの表面を吸着する際に、シリコン配線上を平コレットで押さえることとなる。また、センサチップを搭載部へ固定するには、平コレットを通して熱を伝える必要があり、セラミックなど、熱伝導性に優れるものの硬い平コレットを用いることとなる。
【０００９】
また、センサチップの表面には、半導体基板をダイシングしてチップ化した際の切粉が付着する。この切粉は、一般にダイシング後の洗浄にて除去するが、特許文献１，２に示されるように、半導体基板の空隙領域を架橋する絶縁膜の部位にヒータが位置する構成では、センサチップにおける空隙領域上の部位が非常に薄いメンブレン（例えば数μｍ程度）となっているため洗浄を行い難く、切粉が残りやすい。したがって、センサチップの表面に残った切粉を平コレットが噛み込み、応力が集中してセンサチップの表面にダメージを与え、ひいてはシリコン配線にクラックが生じる恐れがある。
【００１０】
なお、シリコン配線を避けて平コレットによる吸着エリアをセンサチップの表面に確保することも考えられるが、センサチップの体格の増大を抑制すべく配線幅を狭くすると、抵抗値の増大によりセンサ性能を低下させることとなる。また、配線幅を狭くしない場合には、センサチップの体格が増大し、ひいてはコストアップとなる。
【００１１】
本発明は上記問題点に鑑み、線膨張係数差に起因した応力を低減し、センサチップの体格の増大を抑制しつつシリコン配線へのダメージを抑制することのできる熱式フローセンサの製造方法及び熱式フローセンサを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成する為に請求項１に記載の発明は、一面に開口する空隙領域が形成された半導体基板と、空隙領域を架橋するように半導体基板の一面上に形成された絶縁膜と、絶縁膜上に形成されたシリコンからなる配線としての、空隙領域上の部位に配置されたヒータを含むセンシング部、及び、半導体基板の一面上に形成されたパッド部とセンシング部とを繋ぐ繋ぎ配線と、を有するセンサチップと、センサチップと対向し、センシング部が外部に露出されるようにセンサチップが搭載される搭載部と、導電材料からなり、パッド部と電気的に接続される配線部と、センサチップに対して、流体の通常時の流れ方向における上流側及び下流側に隙間を有して隣接配置され、センサチップ側の端部からセンサチップに対して離反する方向に、センサチップのヒータ形成側の表面と面一とされる面一部位を有する整流部と、が一体的に構成された支持部材と、を備える熱式フローセンサの製造方法である。そして、支持部材では、配線部におけるパッド部に対応する部位が、搭載部の表面に露出しており、パッド部、及び、配線部におけるパッド部に対応する部位のいずれかに接して、導電材料からなるバンプを形成するバンプ形成工程と、平コレットにより、ヒータ形成側の表面の裏面を吸着面としてセンサチップを搬送し、センシング部が外部に露出するようにセンサチップの表面の一部を搭載部と対向させつつ、バンプがパッド部及び配線部と接触し、且つ、センサチップが整流部との間に隙間を有するように、支持部材に対してセンサチップを位置決めする位置決め工程と、位置決め状態で、加熱により、バンプを介してパッド部と配線部とを電気的且つ機械的に接続する接続工程と、搭載部とセンサチップの表面との対向領域に封止樹脂を配置して、バンプを介した接続部位を封止する封止工程と、を備えることを特徴とする。
【００１３】
本発明では、センシング部が外部に露出し、且つ、パッド部が配線部の露出部位と対向するように、センサチップの表面のうち、センシング部の形成領域を除き、バンプ部の形成領域を含む一部のみを、位置決め状態で搭載部と対向させる。そして、センサチップのパッド部と配線部とをバンプ接続し、この接続部位を、搭載部とセンサチップ表面との対向領域に配置した封止樹脂にて封止する。すなわち、センサチップに密着する他部材は封止樹脂のみであり、接続部位を封止するには、対向領域における接続部位の周囲に封止樹脂を配置すれば良い。したがって、従来のように、センサチップ端面全周に整流部（封止樹脂）が密着された構成や、センサチップと配線部とがワイヤ接続された構成に比べて、センサチップと他部材（本発明では封止樹脂）との密着面積を小さくすることができる。そして、線膨張係数差に起因した応力を低減し、ひいてはセンサ特性の変動を抑制することができる。
【００１４】
また、支持部材の搭載部に配線部を露出させ、この配線部とセンサチップのパッド部とを、バンプを介して電気的且つ機械的に接続するようにしたため、ヒータ形成側の表面（シリコン配線の形成面）の裏面を吸着面として、センサチップを平コレットにて吸着することができる。これにより、ヒータを含むセンシング部や繋ぎ配線がシリコン配線であり、半導体基板の空隙領域を架橋する絶縁膜の部位にヒータが位置することでセンサチップの表面にダイシングの切粉が残りやすい構成でありながら、センサチップの体格の増大を抑制しつつ平コレットによるシリコン配線へのダメージを抑制することができる。
【００１５】
また、センサチップの搬送に平コレットを用いることができるので、整流部が整流機能（乱流抑制機能）を発揮すべくセンサチップとの間に所定の隙間を有するように、センサチップを位置決めしつつ、センサチップを支持部材の搭載部に搭載することができる。
【００１６】
請求項２に記載のように、半導体基板としての支持基板上に、絶縁膜としての絶縁層を介して積層配置された単結晶シリコンの半導体層を、シリコンからなる配線とすると良い。換言すれば、ＳＯＩ（Silicon On Insulator）基板の半導体層を配線とすると良い。これによれば、周知の半導体プロセスを用い、支持基板としての半導体基板に空隙領域を形成し、絶縁層を、空隙領域を架橋する絶縁膜とし、半導体層をパターニングして空隙領域上に位置するヒータを含む配線とすることができる。なお、シリコンからなる配線としては、上記以外にも、ＣＶＤ法などにより堆積形成された多結晶シリコンからなる配線を採用することもできる。
【００１７】
請求項３に記載のように、バンプ形成工程の前に、リードフレームに回路チップを固定し、リードフレームと回路チップとを電気的に接続した後、モールド樹脂により、回路チップ及び回路チップとリードフレームとの接続部位を一体的に被覆するとともに搭載部及び整流部を成形して、支持部材とする支持部材形成工程を備え、接続工程では、配線部としてのリードフレームとパッド部とを、バンプを介して接続しても良い。
【００１８】
これによれば、一工程で、回路チップなどをモールド樹脂によって被覆するとともに、モールド樹脂の一部として搭載部及び整流部を成形することができる。すなわち、支持部材を一括で形成することができる。したがって、製造工程を簡素化することができる。
【００１９】
請求項４に記載のように、半導体基板は平面長方形であり、平面長方形の長手方向における一端側にセンシング部が形成され、他端側にパッド部が形成され、一面及び裏面を連結する端面のうち、長手側端面が流体の流れに対して垂直とされ、位置決め工程において、センサチップの表面のうち、パッド部の形成領域を含むパッド部側の端部の一部を、搭載部と対向させると良い。
【００２０】
これによれば、パッド部を長手方向の一端側にまとめて形成するので、センサチップと他部材（封止樹脂）との密着面積をより小さくすることができる。また、センサチップと他部材との密着部位（応力の生じる位置）と、絶縁膜における空隙領域上の部位（空隙領域上に位置するヒータなどのシリコン配線）までの距離を長くとることができるので、これによっても、ヒータなどのシリコン配線に作用する応力を低減することができる。なお、センサチップは支持部材に片持ち支持された構造となる。
【００２１】
請求項５に記載のように、支持部材は、搭載部上に配置されるセンサチップの、半導体基板における互いに隣接する２つの端面と３箇所以上で接触すべく、互いに離間する３つ以上の位置決め用突起部を有し、位置決め工程では、位置決め用突起部にセンサチップの対応する端面を当接させて、支持部材にセンサチップを位置決めすると良い。
【００２２】
これによれば、平面長方形の半導体基板の長手方向及び短手方向において、センサチップを精度良く位置決めすることができる。すなわち、整流部とセンサチップとの間に所定の隙間を確保して、整流部に所望の整流機能を発揮させることができる。
【００２３】
なお、請求項６に記載のように、封止樹脂はＮＣＦ（Non Conductive Film）若しくはＮＣＰ（Non Conductive Paste）からなり、センサチップを支持部材に位置決め配置する前に、封止樹脂を支持部材上に配置し、接続工程の加熱により封止樹脂を硬化させても良い。また、請求項７に記載のように、封止樹脂はサイドフィル材若しくはアンダーフィル材からなり、接続工程後に封止樹脂を対向領域に注入し、硬化させても良い。
【００２４】
なお、請求項８に記載の発明は、上記した熱式フローセンサの製造方法を用いて形成される熱式フローセンサに関するものであり、その作用効果は、請求項１に係る発明の作用効果と同じであるので、その記載を省略する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。
（第１の実施の形態）
図１は、本実施形態に係る熱式フローセンサの概略構成を示す平面図である。図２は、図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図である。図３は、図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う断面図である。図４は、センサチップの概略構成を示す平面図である。図５は、図４のＶ−Ｖ線に沿う断面図である。図１，図３，図４に示す白抜き矢印は、通常時の流体の流れ方向を示している。また、図４においては、便宜上、ヒータ、感温体、繋ぎ配線上の絶縁膜を省略して図示している。
【００２６】
なお、以下においては、流体の流れ方向（通常の順方向及び逆流時の逆方向いずれも）を単に流れ方向、半導体基板の厚さ方向を単に厚さ方向、該厚さ方向に垂直な方向を単に垂直方向と示すものとする。本実施形態に係る熱式フローセンサは、ヒータの生じる熱が流体によって奪われることを利用して、流体の流量などを検出するものであり、例えば車両内燃機関の吸気管内に配置される。
【００２７】
図１〜図３に示すように、熱式フローセンサ１は、要部として、後述するヒータ１４を含むセンシング部が形成されたセンサチップ１０と、搭載部、配線部、及び整流部が一体的に構成された支持部材３０と、センサチップ１０と支持部材３０の配線部との、バンプ５０を介した接続部位を封止する封止樹脂部５１と、を有している。
【００２８】
センサチップ１０は、図４及び図５に示すように、一面１１ａに開口する空隙領域１２を備えた半導体基板１１と、空隙領域１２を架橋するように半導体基板１１の一面１１ａ上に形成された絶縁膜１３と、絶縁膜１３上に配置されたシリコンからなる配線としての、ヒータ１４を含むセンシング部及び該センシング部と一面１１ａ上に形成されたパッド部１７とを繋ぐ繋ぎ配線１６と、を有するものである。
【００２９】
本実施形態では、厚さ５００μｍ程度の、単結晶シリコンからなる平面略長方形の半導体基板１１を有しており、半導体基板１１の表面（一面１１ａ及びその裏面）が（１００）面となっている。また、半導体基板１１は、一面１１ａ及びその裏面を繋ぐ端面（側面）のうち、長手側の両端面が流体の流れに面する（略垂直となる）ように配置される。また、絶縁膜１３としてのシリコン酸化膜をエッチングストッパとして、裏面側からＫＯＨなどのアルカリ性溶液にて半導体基板１１をエッチングすることで、（１１１）面を壁面とする空隙領域１２が形成されている。この空隙領域１２は、厚さ方向において半導体基板１１を貫通する断面矩形の貫通孔となっており、半導体基板１１の一面１１ａ側ほど開口面積が小さくなっている。なお、図４に矩形の破線で示す符号１２ａは、空隙領域１２の裏面側開口端を、符号１２ｂは空隙領域１２の一面側開口端を示している。また、図示しないが、半導体基板１１の裏面（センサチップ１０の裏面１０ｂ）上にもエッチングマスクとしての絶縁膜が配置されている。
【００３０】
絶縁膜１３上には、シリコンからなる配線として、空隙領域１２を架橋する部位に位置するヒータ１４を含むセンシング部と、繋ぎ配線１６が形成されている。本実施形態では、上記した半導体基板１１を支持基板とし、シリコン酸化膜からなる絶縁膜１３を介して半導体基板１１上に単結晶シリコンからなる半導体層が積層されたＳＯＩ（Silicon On Insulator）基板を採用し、ボロンやリンなどの不純物が注入された厚さ１μｍ程度の上記半導体層に、厚さ方向においてその表面からＲＩＥなどにより絶縁膜１３に達する溝（トレンチ）を形成することで、センシング部としてのヒータ１４や、繋ぎ配線１６が区画形成されている。
【００３１】
本実施形態では、一例として、通常時の流れ方向に対して上流側に位置する上流側ヒータ１４ａと、下流側に位置する下流側ヒータ１４ｂが形成されている。また、絶縁膜１３における半導体基板１１の空隙領域１２を除く領域上の部位に、抵抗体としての一対のヒータ１４ａ，１４ｂを挟むようにして、抵抗体としての一対の感温体１５ａ，１５ｂが上流側と下流側にそれぞれ形成されている。詳しくは、流れ方向に反って、ヒータ１４ａ，１４ｂ及び感温体１５ａ，１５ｂが一直線上に配置されている。そして、これらヒータ１４ａ，１４ｂと感温体１５ａ，１５ｂとによりセンシング部が構成されている。これら抵抗体１４ａ，１４ｂ，１５ａ，１５ｂは、繋ぎ配線１６を介して、電極としてのパッド部１７と電気的に接続されている。
【００３２】
このように構成されるセンシング部では、ヒータ１４ａ，１４ｂが、電流の供給によって発熱する機能に加え、それ自身の抵抗値の変化に基づいて、自身の温度を感知する機能も有している。そして、上流側と下流側の各ヒータ１４ａ，１４ｂで生じる熱のうち、流体によって奪われる熱に基づき、流体の流量が検出されるようになっている。また、上流側ヒータ１４ａと下流側ヒータ１４ｂとのそれぞれに生じる熱のうち、流体によって奪われる熱量の差に基づき、流体の流通方向が検出されるようにもなっている。さらには、上流側ヒータ１４ａと上流側の感温体１５ａとの温度差、及び、下流側ヒータ１４ｂと下流側の感温体１５ｂとの温度差に基づき、ヒータ１４ａ，１４ｂに供給される電流量が制御されるようにもなっている。このようなセンシング部の構成は、本出願人による例えば特開２００８−１８０７３９号公報などに説明されているものと基本的に同じであり、詳細については参照されたい。
【００３３】
また、絶縁膜１３上には、ヒータ１４ａ，１４ｂ、感温体１５ａ，１５ｂ、繋ぎ配線１６のシリコンからなる配線層を覆うようにして、保護膜１８が形成されている。本実施形態では、ＣＶＤ法などにより、シリコン酸化膜、シリコン窒化膜の順に堆積されて保護膜１８が形成されている。なお、上記したパッド部１７は、保護膜１８に形成したコンタクトホール内に、アルミニウムなどの導電材料を堆積させて形成されており、繋ぎ配線１６と電気的に接続され、且つ、センサチップ１０におけるヒータ形成側の表面１０ａ（以下、単に表面１０ａと示す）に露出している。
【００３４】
このように、半導体基板１１の一面１１ａ上には、絶縁膜１３、ヒータ１４などのシリコンからなる配線層、保護膜１８を含む上部構造体１９が構成されている。そして、上部構造体１９の空隙領域１２を架橋する部位が、センサチップ１０において、他の部位よりも厚さの薄い（例えば２〜３μｍ程度）薄肉部位１９ａ（以下、メンブレン１９ａと示す）となっている。このように、メンブレン１９ａの熱容量は低く抑えられており、ヒータ１４とセンサチップ１０におけるヒータ１４の周囲部位（空隙領域１２の周囲部位）との熱的な絶縁が確保されている。
【００３５】
支持部材３０は、センサチップ１０を搭載して支持し、外部機器とセンシング部との電気的な中継機能を果たし、センシング部上を通過する流体を整流する機能を果たすものである。具体的には、センサチップ１０と対向し、センシング部が外部に露出されるようにセンサチップ１０が搭載される搭載部と、導電材料からなり、パッド部１７と電気的に接続される配線部と、センサチップ１０に対して、流体の通常時の流れ方向における上流側及び下流側に隙間を有して隣接配置される整流部と、が一体的に構成されてなるものである。
【００３６】
本実施形態では、図１〜図３に示すように、配線部としてのリードフレーム３２が、樹脂を成形してなる成形樹脂部３１と一体的に構成されて支持部材３０となっており、成形樹脂部３１が、その一部として、搭載部３３と整流部３４，３５を有している。また、電気絶縁材料からなる接着材７１を介して、リードフレーム３２における搭載部位（所謂アイランド）に回路チップ７０が固定され、リードフレーム３２における電流経路をなす部位（所謂リード）と回路チップ７０の図示しないパッド部とが、ワイヤ７２を介して電気的に接続されている。そして、成形樹脂部３１の一部である被覆部３６により、回路チップ７０、回路チップ７０とリードフレーム３２との接続部位、及びワイヤ７２が一体的に被覆されている。また、成形樹脂部３１の一部である連結部３７により、両整流部３４，３５が連結されている。なお、回路チップ７０は、半導体基板にＭＯＳトランジスタやダイオードなどの素子や配線を形成することで、センシング部の入出力を制御する回路（図示略）が設けられたものである。
【００３７】
リードフレーム３２は、配線部として、外部機器とセンシング部との電気的な中継機能を果たすとともに、センサチップ１０が機械的に接続される部位でもあり、金属などの導電材料を用いて形成されている。本実施形態では、電流経路をなす部位である複数本のリードのうちの一部に、図２に示すように搭載部位であるアイランドが設けられており、アイランドを有するリードを含む複数本のリードに、ワイヤ７２を介して回路チップ７０が電気的に接続されている。また、上記したアイランドを含む複数本のリードは、その一部３２ａ（以下、単に露出部３２ａと示す）が、成形樹脂部３１のうちの搭載部３３の表面に露出され、センサチップ１０のパッド部１７と、後述するバンプ５０を介して電気的且つ機械的に接続されている。本実施形態では、リードフレーム３２の一端側の一面が搭載部３３の平坦面と面一とされ、この一面が搭載部３３から露出する露出部３２ａとなっている。なお、図１に示す符号３２ｂは、リードフレーム３２におけるリードのうち、被覆部３６から露出された、外部機器と電気的に接続される端子部である。
【００３８】
搭載部３３は、センサチップ１０の表面１０ａの一部、具体的には、センシング部の形成領域を除き、パッド部１７の形成領域を含む一部、と対向し、センシング部が外部に露出されるようにセンサチップ１０を搭載するものである。なお、センサチップ１０は、バンプ５０を介して搭載部３３の表面に露出するリードフレーム３２の露出部３２ａと接続されるため、隙間をもって搭載部３３上に搭載される。すなわち、搭載部３３とセンサチップ１０の表面１０ａとは接触していない。また、センサチップ１０の表面１０ａとの対向領域（隙間）には、後述する封止樹脂部５１が配置されている。本実施形態では、モールド樹脂を形成してなる成形樹脂部３１の一部として、被覆部３６の一部が平坦面とされ、該平坦面の部位が搭載部３３となっている。また、この搭載部３３の大きさは、センサチップ１０の表面１０ａのうちの一部のみと対向する程度の大きさとなっている。この搭載部３３は、流れ方向において、２つの整流部３４，３５に挟まれる位置に構成されている。
【００３９】
整流部３４，３５は、流れ方向において、センサチップ１０の端面（半導体基板１１の端面）に流体が直接当たることで生じる乱流を抑制（すなわち整流する）ための部位であり、センサチップ１０の上流側端面と下流側端面に対向してそれぞれ隣接配置されている。本実施形態では、整流部３４が、通常時の流れ方向において、センサチップ１０の上流側に配置され、整流部３５がセンサチップ１０の下流側に配置されている。また、この配置状態で、流れ方向において、センサチップ１０側の端部からセンサチップ１０に対して離反する方向に、センサチップ１０の表面１０ａと面一とされた面一部位を有している。この面一部位により、整流部３４，３５におけるセンサチップ１０とは反対側の端部に流体が衝突して乱流が生じても、センサチップ１０のセンシング部上において整流された状態となるように距離を稼いでいる。
【００４０】
なお、本実施形態では、図３に示すように、流れ方向において、整流部３４，３５におけるヒータ１４に対して遠い側の端部をテーパ状に成形しているので、これにより、該端部での乱流を抑制することができる。また、整流部３４，３５の厚さを、センサチップ１０の厚さと同じ厚さとすることで、センサチップ１０の配置状態で、センサチップ１０の裏面１０ｂとも面一となるようにしている。これにより、センサチップ１０の裏面１０ｂ側で乱流が生じ、この乱流が表面１０ａ側に影響を及ぼすのを低減することができる。
【００４１】
また、整流部３４，３５は、乱流抑制機能（整流機能）を活かし、且つ、整流部３４，３５を構成する樹脂とセンサチップ１０（主として半導体基板１１）との線膨張係数差による応力が生じるのを抑制すべく、センサチップ１０の端面との間に所定の隙間３８を有して配置されている。この隙間３８は、整流機能の観点から流れ方向の幅が狭いほうが好ましく（例えば１００μｍ以下）、幅が長くなると、整流部３４，３５を有しながらも、センサチップの端面に流体が衝突して乱流が発生することとなってしまう。本実施形態では、隙間３８が、５０〜１００μｍ程度となっている。
【００４２】
連結部３７は、上流側の整流部３４と下流側の整流部３５とを連結する部位であり、センサチップ１０の端面のうち、上流側端面と下流側端面を除く端面であって、センシング部形成領域に近い側の端面全面、すなわち、被検出流体に晒される側の端面全面に対向して隣接配置されている。本実施形態では、連結部３７の厚さが整流部３４，３５の厚さと等しくなっており、平面略コの字状に連結された整流部３４，３５及び連結部３７によって、センサチップ１０が取り囲まれている。また、連結部３７とセンサチップ１０の端面との間にも、線膨張数差による応力を抑制するために、上記した隙間３８が構成されている。
【００４３】
このように構成された支持部材３０に対し、センサチップ１０は、図２に示すように、表面１０ａの一部、詳しくは表面１０ａのうち、センシング部の形成領域を除き、パッド部１７の形成領域を含む一部、を搭載部３３と対向させて、搭載部３３上に位置決め配置されている。そして、この位置決め状態で、センサチップ１０と整流部３４，３５（及び連結部３７）との間には、所定の隙間３８が確保され、センサチップ１０の表面１０ａと整流部３４，３５とが面一となっている。また、パッド部１７は、対応するリードフレーム３２の露出部３２ａ上に位置し、パッド部１７と対応する露出部３２ａとが、バンプ５０を介して電気的且つ機械的に接続されている。そして、センサチップ１０の表面１０ａと搭載部３３との対向領域には、バンプ５０による接続部位を封止すべく封止樹脂部５１が配置されている。このように、センサチップ１０は、バンプ５０による接続部位（及び封止樹脂部５１）により、支持部材３０に片持ち支持されている。
【００４４】
なお、後述するが、本実施形態では、パッド部１７上に設けたバンプ５０ａと露出部３２ａ上に設けたペースト５２とが互いに濡れあって接合した部位を、バンプ５０ａを少なからず含むためバンプ５０としている。
【００４５】
次に、このように構成される熱式フローセンサ１の製造方法について、図６及び図７を用いて説明する。図６は、熱式フローセンサの製造工程のうち、支持部材の形成工程を説明するための平面図である。図７は、熱式フローセンサの製造工程のうち、支持部材へのセンサチップの位置決め工程を説明するための断面図である。図６においては、便宜上、リードフレーム３２のうち、一部のみ（成形樹脂部３１の周辺部位のみ）を図示している。また、図７においては、分かりやすくするために、整流部３４，３５を破線で示している。
【００４６】
先ず上記した構成のセンサチップ１０と支持部材３０を、それぞれ準備する。センサチップ１０は、周知の半導体プロセスにより形成することができる。
【００４７】
また、支持部材３０は、トランスファーモールド法を用いることで形成することができる。具体的には、電気絶縁材料からなる接着材７１を介して、リードフレーム３２におけるアイランドに回路チップ７０を固定し、リードフレーム３２におけるリードと回路チップ７０の図示しないパッド部とを、ワイヤ７２を介して電気的に接続する。そして、モールド樹脂により、回路チップ７０、回路チップ７０とリードフレーム３２との接続部位、及びワイヤ７２を一体的に被覆する被覆部３６を成形するとともに、搭載部３３、整流部３４，３５、及び連結部３７を成形することで、成形樹脂部３１を形成しつつ該成形樹脂部３１にリードフレーム３２を鋳込んで、支持部材３０とする。
【００４８】
図６に示すように、支持部材３０の形成工程では、露出部３２ａが搭載部３３の表面に露出され、端子部３２ｂが被覆部３６から外部に露出されるように、リードフレーム３２が成形樹脂部３１に一体的に鋳込まれる。また、搭載部３３と、平面コの字状に連結された整流部３４，３５及び連結部３７によって囲まれる領域が空洞部３９となる。この空洞部３９には後にセンサチップ１０が配置され、一部位が隙間３８となる。
【００４９】
次に、センサチップ１０の各パッド部１７上に、導電材料（例えばはんだ）からなるバンプ５０ａを形成する。また、パッド部１７に対応する各露出部３２ａ上に、導電材料（例えばはんだ）からなるペースト５２を塗布し、その後、硬化処理後に封止樹脂部５１となるＮＣＦ５１ａ（Non Conductive Film）を、ペースト５２の周囲（搭載部３３及び露出部３２ａの少なくとも一方）であって、後にセンサチップ１０の表面１０ａと対向する位置に、ペースト５２よりも厚く配置する。
【００５０】
そして、図７に示すように、表面１０ａ側にバンプ５０ａの形成されたセンサチップ１０の裏面１０ｂを、平コレット９０にて吸着し、図７に白抜き矢印で示すように、搭載部３３（露出部３２ａ）に近づく方向にセンサチップ１０を搬送し、表面１０ａを搭載面として、支持部材３０の搭載部３３に位置決め配置する。この位置決めに際しては、カメラなどの画像データを用いた位置決めを行う。この位置決めにより、センサチップ１０の表面１０ａの一部のみ、具体的には、平面長方形の半導体基板１１におけるパッド部１７の形成領域側の一部のみが、搭載部３３上に配置される。すなわち、表面１０ａのうちの、センシング部の形成領域は、搭載部３３と対向せずに外部に露出される。また、パッド部１７上に設けたバンプ５０ａが、支持部材３０の搭載部３３から露出する対応する露出部３２ａ上のペースト５２と接触される。さらには、センサチップ１０と整流部３４．３５及び連結部３７との間に所定の隙間３８が確保されるとともに、センサチップ１０の表面１０ａと整流部３４，３５（及び連結部３７）がほぼ面一となる。
【００５１】
位置決め工程後、平コレット９０により、センサチップ１０が搭載部３３に近づく方向に力を加えつつ加熱することで、バンプ５０とペースト５２中の金属粒子が溶融し、互いに濡れて金属結合を形成する。すなわち、上記したバンプ５０となる。これにより、バンプ５０を介して、パッド部１７とリードフレーム３２の露出部３２ａとが、電気的且つ機械的に接続される。
【００５２】
本実施形態では、この接続工程において、平コレット９０を通じてセンサチップ１０側から熱を印加する。このため、平コレット９０として、ゴムのような低熱伝導の材料ではなく、熱伝導に優れたセラミック製のものを採用する。
【００５３】
また、接続工程の熱を利用して、ＮＣＦ５１ａを硬化させ、バンプ５０を介した接続部位を封止する封止樹脂部５１とする。すなわち、同一工程として、この封止工程と上記した接続工程を実施する。封止工程では、加熱の初期段階で軟化し、流動性を示すので、センサチップ１０の表面１０ａにおけるパッド部１７の周囲部位と、露出部３２ａにおけるパッド部１７と対応する部位（ペースト５２の塗布された部位）の周囲部位（搭載部３３及び露出部３２ａのバンプ５０と接しない部位の少なくとも一方）とに密着し、その後に硬化することで、バンプ５０を介した接続部位を封止する封止樹脂部５１となる。
【００５４】
そして、リードフレーム３２の不要部分を除去することにより、図１〜３に示した構成の熱式フローセンサ１を得ることができる。
【００５５】
次に、上記した熱式フローセンサ１の製造方法及び該製造方法を用いて形成された熱式フローセンサ１の特徴部分の効果について説明する。先ず本実施形態では、センシング部が外部に露出し、且つ、パッド部１７が配線部としてのリードフレーム３２の露出部３２ａと対向するように、センサチップ１０の表面１０ａのうち、センシング部の形成領域を除き、パッド部１７の形成領域を含む一部のみを、位置決め状態で搭載部３３と対向させる。そして、センサチップ１０のパッド部１７と露出部３２ａとをバンプ５０を介して接続し、この接続部位を、搭載部３３とセンサチップ１０の表面１０ａとの対向領域に配置した封止樹脂部５１にて封止する。すなわち、センサチップ１０に密着する（機械的にのみ接する）他部材が封止樹脂部５１のみであり、封止樹脂部５１のセンサチップ１０との接触部位も、接続部位の周囲のみとしている。
【００５６】
したがって、従来のように、センサチップ１０の端面全周に整流部（封止樹脂）が密着された構成や、リードフレームに接着固定されたセンサチップ１０と配線部とがワイヤ接続され、該接続部位を液状の絶縁材料を硬化して封止する構成に比べて、センサチップ１０と他部材（本実施形態では封止樹脂部５１）との密着面積を小さくすることができる。そして、線膨張係数差に起因した応力を低減し、ひいてはセンサ特性の変動を抑制することができる。
【００５７】
なお、本実施形態では、表面１０ａ側に形成されたパッド部１７と露出部３２ａとがバンプ５０を介して接続され、図８（ａ）に示すように、接続部位を封止する封止樹脂部５１も、センサチップ１０の表面１０ａの一部のみ、若しくは、センサチップ１０の表面１０ａの一部とパッド部側の端面の一部のみと接する。すなわち、センサチップ１０の裏面１０ｂ側は、他部材と密着しておらず、完全なフリーとなっている。したがって、図８（ａ）に破線矢印で示すように、センサチップ１０の表面１０ａ側のみで線膨張係数差に起因する応力が生じる。
【００５８】
一方、比較例として図８（ｂ）に示す構成では、センサチップ１１０の裏面１１０ｂを搭載面とし、接着材１７１を介してリードフレーム１３２に固定され、センサチップ１１０のパッド部（図示略）と、回路チップ１７０に配線部として構成された配線とがワイヤ１７２を介して接続されている。そして、センサチップ１１０のパッド部、ワイヤ１７２、回路チップ１７０が、液状の絶縁材料を固化（硬化若しくはゲル化）してなる被覆部１３６によって封止されている。液状の絶縁材料としては、ポッティング法で用いる樹脂材料やゾル、トランスファーモールド法で用いる樹脂材料を採用することができる。なお、図８（ｂ）に示す符号１３１は、予めリードフレーム１７２と一体化された成形樹脂部であり、符号１３７は、成形樹脂部１３１の一部であり、図示しない整流部を連結する連結部である。また、符号１７３は、液状の絶縁材料を堰き止めるダム材であり、符号１７４はダム材１７３をセンサチップ１１０の表面１１０ａに固定するための接着材である。図８（ｂ）に示す構成では、接着材１７１を介して、センサチップ１１０の裏面１１０ｂがリードフレーム１７２に固定されている。また、表面１１０ａ側のパッド部の周囲には、被覆部１３６が密着しており、接着材１７４を介してダム材１７３も固定されている。なお、被覆部１３６は、パッド部側の端部において、センサチップ１１０の端面にも密着している。すなわち、センサチップ１１０の表面１１０ａ及び裏面１１０ｂ、特に垂直方向において互いに重なる位置で、他部材と密着している。したがって、図８（ｂ）に破線矢印で示すように、センサチップ１１０の表面１１０ａ及び裏面１１０ｂの両側で線膨張係数差に起因する応力が生じる。
【００５９】
図８（ａ）に示したように、本実施形態では、センサチップ１０の表面１０ａ側のみで線膨張係数差に起因する応力が生じるので、線膨張係数差に起因し、温度変化によってセンサチップ１０に作用する応力を低減することができる。また、図８（ｂ）に示す構成では、表面１１０ａ側と裏面１１０ｂ側との両側で応力が作用するため、例えば互いに逆向きに応力が作用するように応力のバランスが悪いと、センサチップ１００と被覆部１３６との間、センサチップ１００と接着材１７１との間などで剥離が生じやすくなることも考えられる。これに対し、本実施形態では、表面１０ａ側のみに応力が作用するため、剥離の発生を抑制することができる。図８は、線膨張係数差に起因し、温度変化によってセンサチップに作用する応力を説明するための模式的な断面図であり、（ａ）は本実施形態、（ｂ）は比較例を示している。なお、図８（ｂ）では、本実施形態に示した要素と対応する要素について、１００を加算した符号を付与している。
【００６０】
また、本実施形態では、支持部材３０の搭載部３３にリードフレーム３２の露出部３２ａを露出させ、この露出部３２ａとセンサチップ１０のパッド部１７とを、バンプ５０を介して電気的且つ機械的に接続するようにしている。このため、ヒータ１４などのシリコンからなる配線が形成されていない裏面１０ｂを吸着面として、センサチップ１０を平コレット９０にて吸着することができる。これにより、ヒータ１４を含むセンシング部や繋ぎ配線１６がシリコン配線であり、半導体基板１１の空隙領域１２を架橋する絶縁膜１３の部位にヒータ１４が位置することでセンサチップ１０の表面１０ａにダイシングの切粉が残りやすい構成でありながら、センサチップ１０の体格の増大を抑制しつつ平コレット９０によるシリコン配線へのダメージを抑制することができる。
【００６１】
また、センサチップ１０の搬送に平コレット９０を用いることができるので、整流部３４，３５が整流機能（乱流抑制機能）を発揮すべくセンサチップ１０との間に所定の隙間３８を有するように、センサチップ１０を、支持部材３０に位置決めしつつ搭載部３３に搭載することができる。
【００６２】
また、本実施形態では、ＳＯＩ基板の支持基板を半導体基板１１とし、絶縁層を絶縁膜１３とし、半導体層をパターニングして、ヒータ１４などのシリコンからなる配線としている。このようにＳＯＩ基板を用いると、単結晶シリコンからなる配線を、絶縁膜１３上に形成することができる。
【００６３】
また、本実施形態では、トランスファーモールド法により、成形樹脂部３１として、搭載部３３、整流部３４，３５、被覆部３６、及び連結部３７を一括で成形するとともに、搭載部３３に露出部３２ａが露出するように、リードフレーム３２を成形樹脂部３１に一体的に鋳込む。すなわち、支持部材３０を一括で形成するので、製造工程を簡素化することができる。
【００６４】
また、本実施形態では、平面長方形の半導体基板１１に対し、長手方向の一端側にセンシング部、他端側にパッド部１７を形成し、位置決め工程において、センサチップ１０の表面１０ａのうち、パッド部１７の形成領域を含むパッド部１７側の端部の一部を、搭載部３３と対向させるようにしている。すなわち、パッド部１７を長手方向の一端側にまとめて形成している。したがって、センサチップ１０と封止樹脂部５１との密着面積をより小さくすることができる。また、封止樹脂部５１との密着部位からメンブレン１９ａまでの距離を長くとることができるので、これによっても、メンブレン１９ａに位置するヒータ１４などのシリコン配線に作用する応力を低減することができる。
【００６５】
また、本実施形態では、接続工程の前にＮＣＦ５１ａを支持部材３０における露出部３２ａの周囲に配置しておき、接続工程の熱を利用して、ＮＣＦ５１ａを構成する熱硬化性樹脂を硬化させ、封止樹脂部５１とする。したがって、接続工程において、封止樹脂部５１を形成するため、製造工程を簡素化することができる。なお、ＮＣＰ（Non Conductive Paste）を採用しても、同様の効果を得ることができる。
【００６６】
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態になんら制限されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々変形して実施することが可能である。
【００６７】
本実施形態では、熱式フローセンサ１（センサチップ１０）がセンシング部として、一対のヒータ１４ａ，１４ｂと感温体１５ａ，１５ｂを有する例を示した。しかしながら、抵抗体からなるセンシング部の構成は上記例に限定されるものではない。上部構造体１９における空隙領域１２上の部位、すなわちメンブレン１９ａに、シリコンからなる配線として、抵抗体であるヒータ１４が少なくとも１つ形成され、ヒータ１４の生じる熱が流体によって奪われることを利用して、流体の流量などを検出する構成であれば良い。例えば、メンブレン１９ａに、シリコンからなる配線として、１つのヒータと、該ヒータの温度をモニターし、フィードバックによってヒータの温度を一定温度に制御するのに用いる傍熱抵抗と、ヒータに対して上流及び下流にそれぞれ配置され、上流側と下流側の温度差を測定することで、流量を測定するための側温抵抗と、が配置された構成としても良い。
【００６８】
本実施形態では、ＮＣＦ５１ａを用いることで、接続工程の熱により、封止樹脂部５１も同時に形成する例を示した。しかしながら、接続工程後に、センサチップ１０の表面１０ａと搭載部３３との対向領域に、サイドフィル材やアンダーフィル材を注入し、熱や光などによって硬化させて封止樹脂部５１としても良い。
【００６９】
本実施形態では、シリコンからなる配線として、単結晶シリコンからなる配線の例を示した。しかしながら、多結晶シリコンからなる配線を採用することもできる。例えば、ＣＶＤ法などにより、絶縁膜１３上に多結晶シリコン膜を成膜し、パターニングして、ヒータ１４などの配線としても良い。
【００７０】
本実施形態では、平コレット９０にてセンサチップ１０の裏面１０ｂを吸着し、支持部材３０の搭載部３３に位置決め載置する際に、カメラなどの画像データを用いた位置決めを行う例を示した。しかしながら、例えば図９に示すように、支持部材３０に、搭載部３３上に配置される平面長方形のセンサチップ１０（半導体基板１１）における互いに隣接する２つの端面と３箇所以上で接触すべく、互いに離間する３つ以上の位置決め用突起部４０を設け、位置決め工程では、位置決め用突起部４０にセンサチップ１０の対応する端面を当接させることで位置決めしても良い。これによれば、画像データを用いることなく、平面長方形の半導体基板１１の長手方向及び短手方向において、センサチップ１０を精度良く位置決めすることができる。すなわち、整流部３４，３５とセンサチップ１０との間に所定の隙間３８を確保して、整流部３４，３５に所望の整流機能を発揮させることができる。なお、図９に示す例では、支持部材３０を構成する成形樹脂部３１の一部として、搭載部３３に立設する態様で、３つの位置決め用突起部４０が構成されている。図９は、変形例を示す平面図であり、センサチップの周辺を拡大している。
【００７１】
本実施形態では、位置決め工程において、平コレット９０にてセンサチップ１０の裏面１０ｂを吸着し、支持部材３０の搭載部３３に搭載する際に、センサチップ１０の表面１０ａにおける搭載部３３との対向部位を除く部位については特に言及しなかった。しかしながら、センサチップ１０において、搭載部３３との対向部位は表面１０ａの一部であるので、例えば図１０に示すように、搭載部３３との対向部位を除く部位を支えるように、基台９１を配置しても良い。図１０に示す例では、基台９１のメンブレン１９ａに対応する部位に凹部９１ａが形成されており、基台９１によって支持しながらもメンブレン１９ａへ直接的に応力が印加されないようになっている。また、基台９１の支持面には、ポリイミドなどの樹脂やゴムなどを材料とする、弾性変形により応力を緩和する応力緩和層９２がコーティングされており、基台９１の接触によりセンサチップ１０の表面１０ａにキズがつくのを抑制するようになっている。図１０は、変形例を示す断面図であり、図７に対応している。
【００７２】
本実施形態では、センサチップ１０の裏面１０ｂが外部に露出され、裏面１０ｂ上を流体が流通可能とされた例を示した。しかしながら、半導体基板１１の裏面側からのエッチングにより、空隙領域１２が構成されている場合、すなわち、センサチップ１０の裏面１０ｂに空隙領域１２が開口している場合、空隙領域１２内も流体が通過するため、裏面１０ｂと空隙領域１２の壁面及び底面（絶縁膜１３）との段差により、流れが乱れることも考えられる。また裏面１０ｂ側の乱流が、表面１０ｂ側の流体の流れに影響を及ぼすことも考えられる。そこで、図１１（ａ），（ｂ）に示すように、カバー５３を設けることで、センサチップ１０の裏面１０ｂ側には直接流体が流れない構成としても良い。なお、図１１（ａ），（ｂ）に示す例では、樹脂製のカバー５３の端部が、成形樹脂部３１を構成する、整流部３４，３５、被覆部３６、及び連結部３７に接着固定されており、裏面１０ｂ側は、隙間３８を介して外部雰囲気と通じている。図１１（ａ），（ｂ）は、変形例を示す断面図であり、（ａ）は図８（ａ）に対応しており、（ｂ）は図３に対応している。
【００７３】
本実施形態では、空隙領域１２として、裏面からのエッチングにより、半導体基板１１の一面１１ａ及び裏面に開口する、すなわち、センサチップ１０の裏面１０ｂに開口する例を示した。すなわち、裏面加工型のセンサチップ１０の例を示した。しかしながら、保護膜１８及び絶縁膜１３に形成されたエッチングホール（図示略）を介して、半導体基板１１の一面１１ａ側からエッチングされてなる、未貫通の空隙領域１２を採用しても良い。すなわち、表面加工型のセンサチップ１０を採用しても良い。この場合、空隙領域１２は、半導体基板１１の一面１１ａのみに開口することとなる。したがって、図１１に示したカバー５３を設けなくとも、裏面１０ｂ側での流体の乱れを抑制することができる。図１２は、変形例を示す断面図であり、図２に対応している。
【００７４】
本実施形態では、トランスファーモールド法を用いることで、成形樹脂部３１として、搭載部３３、整流部３４，３５、被覆部３６、及び連結部３７を一括成形するとともに、配線部としてのリードフレーム３２を鋳込んで、支持部材３０を一括で形成する例を示した。しかしながら、互いに異なる部材を接着固定するなどして、搭載部３３と、配線部（リードフレーム３２）と、整流部３４，３５とが一体的に構成された支持部材３０としてもよい。
【００７５】
本実施形態では、配線部としてリードフレーム３２の例を示した。しかしながら、リードフレーム３２に限定されるものではない。例えば、リードフレーム３２に固定された回路チップ７０の配線（パッド部を含む）を配線部としても良い。また、配線基板に形成された配線（ランドを含む）を配線部とし、配線基板にセンサチップが実装された構成としても良い。
【００７６】
本実施形態では、センサチップ１０のパッド部１７上に、バンプ５０ａを形成する例を示した。しかしながら、配線部（リードフレーム３２）の露出部３２ａにバンプ５０ａを形成しても良い。また、ペースト５２は必ずしも必要ではない。ペースト５２を塗布しない場合には、バンプ５０ａのみによってバンプ５０が構成されることとなる。
【００７７】
本実施形態では、整流部３４，３５におけるヒータ１４とは反対側の端部をテーパ状とする例を示したが、半導体基板１１の一面１１ａ及び裏面に略垂直な面としても良い。
【００７８】
本実施形態では、熱式フローセンサ１が、回路チップ７０を含む例を示した。しかしながら、回路チップ７０のない構成としても良い。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】第１実施形態に係る熱式フローセンサの概略構成を示す平面図である。
【図２】ＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図である。
【図３】ＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う断面図である。
【図４】センサチップの概略構成を示す平面図である。
【図５】Ｖ−Ｖ線に沿う断面図である。
【図６】熱式フローセンサの製造工程のうち、支持部材の形成工程を説明するための平面図である。
【図７】熱式フローセンサの製造工程のうち、支持部材へのセンサチップの位置決め工程を説明するための断面図である。
【図８】線膨張係数差に起因し、温度変化によってセンサチップに作用する応力を説明するための模式的な断面図であり、（ａ）は本実施形態、（ｂ）は比較例を示している。
【図９】変形例を示す平面図である。
【図１０】変形例を示す断面図である。
【図１１】変形例を示す断面図である。
【図１２】変形例を示す断面図である。
【符号の説明】
【００８０】
１・・・熱式フローセンサ
１０・・・センサチップ
１０ａ・・・表面
１０ｂ・・・裏面
１２・・・空隙領域
１４，１４ａ，１４ｂ・・・ヒータ
１９ａ・・・メンブレン
３０・・・支持部材
３１・・・成形樹脂部
３２・・・リードフレーム（配線部）
３３・・・搭載部
３４，３５・・・整流部
３８・・・隙間
５０，５０ａ・・・バンプ
５１・・・封止樹脂部
【図１】
2010133865.tif 000003
【図２】
2010133865.tif 000004
【図３】
2010133865.tif 000005
【図４】
2010133865.tif 000006
【図５】
2010133865.tif 000007
【図６】
2010133865.tif 000008
【図７】
2010133865.tif 000009
【図８】
2010133865.tif 000010
【図９】
2010133865.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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