(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
リードフレームと、
主面と、裏面と、周側面とを有し、前記主面にダイヤフラムが形成され、前記ダイヤフラムの前記裏面側に凹部が形成され、前記ダイヤフラムに流量検出部が形成され、前記リードフレームの一面上に搭載された第１の半導体チップと、
前記流量検出部を露出して、前記第１の半導体チップの前記主面または前記周側面の少なくとも一部を覆う樹脂と、を備え、
前記リードフレームは、前記第１の半導体チップの前記凹部に連通する一端と、前記第１の半導体チップの前記周側面の外側に配置された他端とを有する換気用通路を有し、
前記換気用通路は、前記第1の半導体チップが搭載された前記リードフレームの一面側が開口した開口部と、前記一面とは反対側の他面には前記リードフレームと一体に成形された底部を有する溝部と、を有し、
前記開口部の少なくとも一部には、接着剤が設置され、
前記リードフレームの前記換気用通路の前記他端は、前記樹脂における前記１の半導体チップの前記周側面の外側に設けられた換気用開口に連通するか、または前記樹脂の外側に配置され、
前記第1の半導体チップと前記換気用開口の間に第2の半導体チップがある、流量センサ。
【請求項２】
請求項１に記載の流量センサにおいて、
さらに、前記半導体チップとは別の半導体チップを備え、前記別の半導体チップは、主面、裏面、周側面、および前記流量検出部を制御する制御部を有し、前記半導体チップが搭載された前記リードフレームの同一面側に配置され、前記別の半導体チップの前記主面および前記周側面の少なくとも一部が前記樹脂により覆われている、流量センサ。
【請求項３】
請求項１または２に記載の流量センサにおいて、
前記リードフレームの前記換気用通路は、前記半導体チップが搭載された前記一面とは反対側が開口され、前記一面側に、前記半導体チップが搭載されるチップ搭載部が一体に成形されている溝である、流量センサ。
【請求項４】
請求項３に記載の流量センサにおいて、
前記リードフレームの前記チップ搭載部に、前記リードフレームの前記溝と前記半導体チップの前記凹部とを連通する開口部が形成されている、流量センサ。
【請求項５】
請求項３に記載の流量センサにおいて、
さらに、前記リードフレームの前記溝を覆う下部側覆い部材を備える、流量センサ。
【請求項６】
請求項５に記載の流量センサにおいて、
前記下部側覆い部材は接着剤である、流量センサ。
【請求項７】
請求項６に記載の流量センサにおいて、
さらに、前記接着剤における前記リードフレーム接着面とは反対側の面に配設された板状構造体を備える、流量センサ。
【請求項８】
請求項１または２に記載の流量センサにおいて、
前記リードフレームの前記換気用通路は、前記半導体チップが搭載された前記一面側が開口され、前記一面とは反対側の他面に、前記リードフレームと一体に成形された底部を有する溝である、流量センサ。
【請求項９】
請求項８に記載の流量センサにおいて、
さらに、前記リードフレームの前記を覆う上部側覆い部材を備える、流量センサ。
【請求項１０】
請求項９に記載の流量センサにおいて、
前記上部側覆い部材は接着剤である、流量センサ。 
【請求項１１】
請求項１または２に記載の流量センサにおいて、
前記リードフレームの前記換気用通路は前記リードフレームを厚さ方向に貫通する開口であり、前記開口の上面側を覆う上部側覆い部材と、前記開口の下面側を覆う下部側覆い部材とを備える、流量センサ。
【請求項１２】
請求項１または２に記載の流量センサにおいて、
前記樹脂は、前記リードフレームの前記一面とは反対側の他面を覆う他面被覆部を有し、前記リードフレームの前記換気用通路の前記他端は、前記他面被覆部の外側に配置されている、流量センサ。
【請求項１３】
請求項１に記載の流量センサにおいて、
前記リードフレームの前記換気用通路は、少なくとも前記リードフレームの前記一面と前記一面に対向する他面との少なくとも一方が開口され、前記換気用通路の前記開口された面が、直接、前記樹脂により被覆されている、流量センサ。
【請求項１４】
請求項１乃至１３のいずれか１項に記載の流量センサと、
前記流量センサを収容する筐体とを備え、
前記筐体は、前記半導体チップの前記流量検出部が前記樹脂から露出された領域と、前記リードフレームの前記換気用通路の前記他端が配置された領域とを仕切る仕切部を有する、流量センサ装置。
【請求項１５】
請求項１４に記載の流量センサ装置において、
前記筐体は、前記リードフレームの前記換気用通路の前記他端が配置された領域を前記
筐体外部に連通する外部連通用開口部を有する、流量センサ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は流量センサおよび流量センサ装置に関し、より詳細には、ダイヤフラム上に流量検出部が形成された半導体チップを備える流量センサおよび流量センサ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車などの内燃機関は、内燃機関に流入する空気と燃料の量を適切に調整して、内燃機関を効率よく稼動させるための電子制御燃料噴射装置を備えている。電子制御燃料噴射装置には、内燃機関に流入する空気の流量を測定するための流量センサが設けられている。
コストおよび性能の面から、マイクロマシニング技術を用いて半導体チップにダイヤフラムを形成し、このダイヤフラム上に流量検出部を設けた流量センサが注目されている。【０００３】
流量検出部は、発熱抵抗体と測温抵抗体とを備え、同一または別の半導体チップに設けられた制御回路部の制御により流量を測定する。このような流量センサは、流量検出部を露出して半導体チップの周囲を樹脂で封止する構造を有している。樹脂の封止をポッティング法により行なうと、樹脂の位置ずれ等が生じて流量センサ毎に流量センサの搭載位置がずれ、流量センサの性能にばらつきが生じる。【０００４】
このため、樹脂による封止を、樹脂モールドにより行う流量センサが知られている。
このような流量センサの一例として、下記の構造がある。
リードフレーム上に、流量検出部が形成された半導体チップが搭載され、半導体チップは、流量検出部を露出する開口部を有する樹脂で覆われている。半導体チップの流量検出部はダイヤフラム上に設けられており、ダイヤフラムの下部側は凹部とされている。リードフレームには、ダイヤフラムの下部側の凹部を、半導体チップの外部に連通するための換気用開口が形成されている。
リードフレームに換気用開口を設ける理由は、流量検出部の周囲の外部空間の圧力と、ダイヤフラムの下部側の凹部の内部圧力とを同一にして、内・外部の圧力の相違に起因してダイヤフラムに応力が生じ、流量検出部の検出精度が低下するのを抑制するためである（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１２−１４１３１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
流量センサの流量検出部は、空気の流れの変化が大きい空間に設置されるため、ダイヤフラムの下部側の凹部の内部圧力は、流量検出部の周囲の外部圧力と同様に変動する。このダイヤフラムの下部側の凹部の内部圧力の変動は、流量検出部の周囲の圧力の変動とは変動幅およびタイミングが異なる。このため、両者の圧力の変動の差に起因してダイヤフラムに応力が生じ、流量検出部の検出精度が低下する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明による流量センサは、リードフレームと、主面と、裏面と、周側面とを有し、主面にダイヤフラムが形成され、ダイヤフラムの裏面側に凹部が形成され、ダイヤフラム上に流量検出部が形成され、リードフレームの一面上に搭載された半導体チップと、流量検出部を露出して、半導体チップの主面または周側面の少なくとも一部を覆う樹脂と、を備え、リードフレームは、半導体チップの凹部に連通する一端と、半導体チップの周側面の外側に配置された他端とを有する換気用通路を有し、リードフレームの換気用通路の他端は、樹脂における半導体チップの周側面の外側に設けられた換気用開口に連通するか、または樹脂の外側に配置されている。
また、本発明による流量センサ装置は、上記流量センサと、流量センサを収容する筐体とを備え、筐体は、半導体チップの流量検出部が樹脂から露出された領域と、リードフレームの溝または貫通孔の他端が配置された領域とを仕切る仕切部を有する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、流量検出部の裏面側に設けられた凹部を、流量検出部が樹脂から露出された周囲とは異なる領域に連通することができる。このため、流量検出部の裏面側に設けられた凹部の内部応力の変動を小さくして、流量検出部の検出精度を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明による流量センサの回路構成の一実施の形態を示す回路ブロック図である。
【図２】本発明による流量センサを構成する半導体チップのレイアウト構成の一実施の形態を示す平面図である。
【図３】本発明による流量センサの一実施の形態を示し、（ａ）は樹脂封止工程後の流量センサの構造を示す平面図であり、（ｂ）は、（ａ）のＩＩＩｂ−ＩＩＩｂ線断面図である。
【図４】図３に図示された流量センサの樹脂封止工程前の流量センサの構造を示し、（ａ）は、平面図であり、（ｂ）は、（ａ）のＩＶｂ−ＩＶｂ線断面図である。
【図５】本発明による一実施の形態における流量センサの樹脂封止工程を示す断面図である。
【図６】流量センサの従来例を示す図であり、（ａ）は、樹脂封止工程後の構造を示す平面図であり、（ｂ）は、（ａ）のＶＩｂ−ＶＩｂ線断面図である。
【図７】図３に図示された流量センサが筐体内に収容された本発明による流量センサ装置の一実施の形態の断面図である。
【図８】本発明による流量センサの実施形態２を示し、（ａ）は樹脂封止工程前の構造を示す断面図であり、（ｂ）は樹脂封止工程後の構造を示す断面図である。
【図９】本発明による流量センサの実施形態３を示し、（ａ）は樹脂封止工程前の構造を示す断面図であり、（ｂ）は樹脂封止工程後の構造を示す断面図である。
【図１０】本発明による流量センサの実施形態４を示し、（ａ）は樹脂封止工程前の構造を示す断面図であり、（ｂ）は樹脂封止工程後の構造を示す断面図である。
【図１１】本発明による流量センサの実施形態５を示し、（ａ）は樹脂封止工程前の構造を示す断面図であり、（ｂ）は樹脂封止工程後の構造を示す断面図である。
【図１２】本発明による流量センサの実施形態６を示し、（ａ）は樹脂封止工程後の構造を示す平面図であり、（ｂ）は（ａ）のＸＩＩｂ−ＸＩＩｂ線断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
--実施形態１-
＜流量センサの回路構成＞
以下、図面を参照して、本願の流量センサおよび流量センサ装置の一実施の形態を説明する。
図１〜図５は、本発明の流量センサの実施形態１を示す。まず、流量センサの回路構成を説明する。
図１は、実施形態１における流量センサの回路構成を示す回路ブロック図である。図１において、実施形態１における流量センサＦＳは、ＣＰＵ（Central Processing Unit）
１を有し、さらに、このＣＰＵ１に入力信号を入力するための入力回路２、および、ＣＰＵ１からの出力信号を出力するための出力回路３を有している。流量センサＦＳにはデータを記憶するメモリ４が設けられており、ＣＰＵ１は、メモリ４にアクセスして、メモリ４に記憶されているデータを参照できるようになっている。
【００１１】
ＣＰＵ１は、出力回路３を介して、トランジスタＴｒのベース電極と接続されている。トランジスタＴｒのコレクタ電極は電源ＰＳに接続され、トランジスタＴｒのエミッタ電極は発熱抵抗体ＨＲを介してグランド（ＧＮＤ）に接続されている。トランジスタＴｒは、ＣＰＵ１によって制御されるようになっている。トランジスタＴｒのベース電極は、出力回路３を介してＣＰＵ１に接続されているので、ＣＰＵ１からの出力信号がトランジスタＴｒのベース電極に入力される。
【００１２】
ＣＰＵ１からの出力信号（制御信号）によって、トランジスタＴｒを流れる電流が制御される。ＣＰＵ１からの出力信号によってトランジスタＴｒを流れる電流が大きくなると、電源ＰＳから発熱抵抗体ＨＲに供給される電流が大きくなり、発熱抵抗体ＨＲの加熱量が大きくなる。ＣＰＵ１からの出力信号によってトランジスタＴｒを流れる電流が少なくなると、発熱抵抗体ＨＲへ供給される電流が少なくなり、発熱抵抗体ＨＲの加熱量は減少する。
このように実施の形態１における流量センサＦＳでは、ＣＰＵ１によって発熱抵抗体ＨＲを流れる電流量が制御され、これによって、発熱抵抗体ＨＲからの発熱量がＣＰＵ１によって制御されるように構成されている。
【００１３】
実施形態１における流量センサＦＳでは、ＣＰＵ１によって発熱抵抗体ＨＲを流れる電流を制御するため、ヒータ制御ブリッジＨＣＢが設けられている。ヒータ制御ブリッジＨＣＢは、発熱抵抗体ＨＲから放射される発熱量を検知し、この検知結果を入力回路２へ出力する。ＣＰＵ１は、ヒータ制御ブリッジＨＣＢからの検知結果を入力することができ、これに基づいて、トランジスタＴｒを流れる電流を制御する。
具体的には、ヒータ制御ブリッジＨＣＢは、参照電圧Ｖｒｅｆ１とグランド（ＧＮＤ）との間にブリッジを構成する抵抗体Ｒ１〜抵抗体Ｒ４を有している。このように構成されているヒータ制御ブリッジＨＣＢでは、発熱抵抗体ＨＲで加熱された気体が吸気温度よりもある一定温度（ΔＴ、例えば、１００℃）だけ高い場合に、ノードＡの電位とノードＢの電位の電位差が０Ｖとなるように、抵抗体Ｒ１〜抵抗体Ｒ４の抵抗値が設定されている。つまり、ヒータ制御ブリッジＨＣＢを構成する抵抗体Ｒ１〜抵抗体Ｒ４は、抵抗体Ｒ１と抵抗体Ｒ３を直列接続した構成要素と、抵抗体Ｒ２と抵抗体Ｒ４を直列接続した構成要素とが、参照電圧Ｖｒｅｆ１とグランド（ＧＮＤ）との間に並列接続されるようにしてブリッジが構成されている。そして、抵抗体Ｒ１と抵抗体Ｒ３の接続点がノードＡとなっており、抵抗体Ｒ２と抵抗体Ｒ４の接続点がノードＢとなっている。
【００１４】
このとき、発熱抵抗体ＨＲで加熱された気体は、ヒータ制御ブリッジＨＣＢを構成する抵抗体Ｒ１に接触するようになっている。したがって、発熱抵抗体ＨＲからの発熱量によって、ヒータ制御ブリッジＨＣＢを構成する抵抗体Ｒ１の抵抗値が主に変化することになる。このように抵抗体Ｒ１の抵抗値が変化すると、ノードＡとノードＢとの間の電位差が変化する。このノードＡとノードＢとの電位差は、入力回路２を介してＣＰＵ１に入力されるので、ＣＰＵ１は、ノードＡとノードＢとの電位差に基づいて、トランジスタＴｒを流れる電流を制御する。
【００１５】
具体的には、ＣＰＵ１は、ノードＡとノードＢとの電位差が０ＶとなるようにトランジスタＴｒを流れる電流を制御して、発熱抵抗体ＨＲからの発熱量を制御するようになっている。すなわち、実施形態１における流量センサＦＳでは、ＣＰＵ１がヒータ制御ブリッジＨＣＢの出力に基づいて、発熱抵抗体ＨＲで加熱された気体が吸気温度よりもある一定温度（ΔＴ、例えば、１００℃）だけ高い一定値に保持するようにフィードバック制御するように構成されている。
【００１６】
実施形態１における流量センサＦＳは、気体の流量を検知するための温度センサブリッジＴＳＢを有している。この温度センサブリッジＴＳＢは、参照電圧Ｖｒｅｆ２とグランド（ＧＮＤ）との間にブリッジを構成する４つの測温抵抗体から構成されている。この４つの測温抵抗体は、２つの上流測温抵抗体ＵＲ１、ＵＲ２と、２つの下流測温抵抗体ＢＲ１、ＢＲ２から構成されている。
【００１７】
図１の矢印の方向は、気体が流れる方向を示しており、この気体が流れる方向の上流側に上流測温抵抗体ＵＲ１、ＵＲ２が設けられ、下流側に下流測温抵抗体ＢＲ１、ＢＲ２が設けられている。これらの上流測温抵抗体ＵＲ１、ＵＲ２および下流測温抵抗体ＢＲ１、ＢＲ２は、発熱抵抗体ＨＲまでの距離が同じになるように配置されている。
【００１８】
温度センサブリッジＴＳＢでは、参照電圧Ｖｒｅｆ２とグランド（ＧＮＤ）の間に上流測温抵抗体ＵＲ１と下流測温抵抗体ＢＲ１が直列接続されており、この上流測温抵抗体ＵＲ１と下流測温抵抗体ＢＲ１の接続点がノードＣとなっている。
グランド（ＧＮＤ）と参照電圧Ｖｒｅｆ２の間に上流測温抵抗体ＵＲ２と下流測温抵抗体ＢＲ２が直列接続されており、この上流測温抵抗体ＵＲ２と下流測温抵抗体ＢＲ２の接続点がノードＤとなっている。
【００１９】
ノードＣの電位とノードＤの電位は、入力回路２を介してＣＰＵ１に入力されるように構成されている。矢印方向に流れる気体の流量が零である無風状態のとき、ノードＣの電位とノードＤの電位との差電位が０Ｖとなるように、上流測温抵抗体ＵＲ１、ＵＲ２と下流測温抵抗体ＢＲ１、ＢＲ２の各抵抗値が設定されている。
【００２０】
具体的には、上流測温抵抗体ＵＲ１、ＵＲ２と下流測温抵抗体ＢＲ１、ＢＲ２は、発熱抵抗体ＨＲからの距離が等しく、かつ、抵抗値も等しくなるように構成されている。このため、温度センサブリッジＴＳＢでは、発熱抵抗体ＨＲの発熱量にかかわらず、無風状態であれば、ノードＣとノードＤの差電位は０Ｖとなるように構成されていることがわかる。
【００２１】
＜流量センサの動作＞
実施形態１における流量センサＦＳは上記のように構成されており、以下に、その動作について図１を参照しながら説明する。
まず、ＣＰＵ１は、出力回路３を介してトランジスタＴｒのベース電極に出力信号（制御信号）を出力することにより、トランジスタＴｒに電流を流す。すると、トランジスタＴｒのコレクタ電極に接続されている電源ＰＳから、トランジスタＴｒのエミッタ電極に接続されている発熱抵抗体ＨＲに電流が流れる。このため、発熱抵抗体ＨＲは発熱する。そして、発熱抵抗体ＨＲからの発熱で暖められた気体がヒータ制御ブリッジＨＣＢを構成する抵抗体Ｒ１を加熱する。
【００２２】
このとき、発熱抵抗体ＨＲで暖められた気体が一定温度（例えば、１００℃）だけ高くなっている場合、ヒータ制御ブリッジＨＣＢのノードＡとノードＢの差電位が０Ｖとなるように、抵抗体Ｒ１〜Ｒ４の各抵抗値が設定されている。このため、例えば、発熱抵抗体ＨＲで暖められた気体が一定温度（例えば、１００℃）だけ高くなっている場合、ヒータ制御ブリッジＨＣＢのノードＡとノードＢとの間の差電位は０Ｖとなり、この差電位（０Ｖ）が入力回路２を介してＣＰＵ１に入力される。そして、ヒータ制御ブリッジＨＣＢからの差電位が０Ｖであることを認識したＣＰＵ１は、出力回路３を介してトランジスタＴｒのベース電極に、現状の電流量を維持するための出力信号（制御信号）を出力する。
【００２３】
一方、発熱抵抗体ＨＲで暖められた気体が一定温度（例えば、１００℃）からずれている場合、ヒータ制御ブリッジＨＣＢのノードＡとノードＢとの間に０Ｖではない差電位が発生し、この差電位が入力回路２を介してＣＰＵ１に入力される。そして、ヒータ制御ブリッジＨＣＢからの差電位が発生していることを認識したＣＰＵ１は、出力回路３を介してトランジスタＴｒのベース電極に、差電位が０Ｖになるような出力信号（制御信号）を出力する。
【００２４】
例えば、発熱抵抗体ＨＲで暖められた気体が一定温度（例えば、１００℃）よりも高くなる方向の差電位が発生している場合、ＣＰＵ１は、トランジスタＴｒを流れる電流が減少するような制御信号（出力信号）を、トランジスタＴｒのベース電極へ出力する。これに対し、発熱抵抗体ＨＲで暖められた気体が一定温度（例えば、１００℃）よりも低くなる方向の差電位が発生している場合、ＣＰＵ１は、トランジスタＴｒを流れる電流が増加するような制御信号（出力信号）を、トランジスタＴｒのベース電極へ出力する。
【００２５】
以上のようにして、ＣＰＵ１は、ヒータ制御ブリッジＨＣＢのノードＡとノードＢとの間の差電位が０Ｖ（平衡状態）になるように、ヒータ制御ブリッジＨＣＢからの出力信号に基づいて、フィードバック制御する。このことから、実施形態１における流量センサＦＳでは、発熱抵抗体ＨＲで暖められた気体が一定温度となるように制御されることがわかる。
【００２６】
次に、実施形態１における流量センサＦＳでの気体の流量を測定する動作について説明する。まず、無風状態の場合について説明する。矢印方向に流れる気体の流量が零である無風状態のとき、温度センサブリッジＴＳＢのノードＣの電位とノードＤの電位との差電位が０Ｖとなるように、上流測温抵抗体ＵＲ１、ＵＲ２と下流測温抵抗体ＢＲ１、ＢＲ２の各抵抗値が設定されている。
【００２７】
具体的には、上流測温抵抗体ＵＲ１、ＵＲ２と下流測温抵抗体ＢＲ１、ＢＲ２は、発熱抵抗体ＨＲからの距離が等しく、かつ、抵抗値も等しくなるように構成されている。このため、温度センサブリッジＴＳＢでは、発熱抵抗体ＨＲの発熱量にかかわらず、無風状態であれば、ノードＣとノードＤの差電位は０Ｖとなり、この差電位（０Ｖ）が入力回路２を介してＣＰＵ１に入力される。そして、温度センサブリッジＴＳＢからの差電位が０Ｖであることを認識したＣＰＵ１は、矢印方向に流れる気体の流量が零であると認識し、出力回路３を介して気体流量Ｑが零であることを示す出力信号を流量センサＦＳの出力値として出力する。
【００２８】
続いて、図１の矢印方向に気体が流れている場合を考える。この場合、図１に示すように、気体の流れる方向の上流側に配置されている上流測温抵抗体ＵＲ１、ＵＲ２は、矢印方向に流れる気体によって冷却される。このため、上流測温抵抗体ＵＲ１、ＵＲ２の温度は低下する。これに対し、気体の流れる方向の下流側に配置されている下流測温抵抗体ＢＲ１、ＢＲ２は、発熱抵抗体ＨＲで暖められた気体が下流測温抵抗体ＢＲ１、ＢＲ２に流れてくるので温度が上昇する。この結果、温度センサブリッジＴＳＢのバランスが崩れ、温度センサブリッジＴＳＢのノードＣとノードＤとの間に零ではない差電位が発生する。
【００２９】
この差電位が入力回路２を介してＣＰＵ１に入力される。そして、温度センサブリッジＴＳＢからの差電位が零ではないことを認識したＣＰＵ１は、矢印方向に流れる気体の流量が零ではないことを認識する。その後、ＣＰＵ１はメモリ４にアクセスする。メモリ４には、差電位と気体流量を対応づけた対比表（テーブル）が記憶されているので、メモリ４にアクセスしたＣＰＵ１は、メモリ４に記憶されている対比表から気体流量Ｑを算出する。このようにして、ＣＰＵ１で算出された気体流量Ｑは出力回路３を介して、実施形態１における流量センサＦＳから出力される。以上のようにして、実施形態１における流量センサによれば、気体の流量を求めることができる。
【００３０】
＜流量センサのレイアウト構成＞
次に、実施形態１における流量センサのレイアウト構成について説明する。例えば、図１に示す実施形態１における流量センサは、２つの半導体チップに形成される。具体的には、発熱抵抗体ＨＲ、ヒータ制御ブリッジＨＣＢおよび温度センサブリッジＴＳＢが第一半導体チップＣＨＰ１（図３（ｂ）参照）に形成され、ＣＰＵ１、入力回路２、出力回路３およびメモリ４などが第二半導体チップＣＨＰ２（図３（ｂ）参照）に形成される。以下では、発熱抵抗体ＨＲ、ヒータ制御ブリッジＨＣＢおよび温度センサブリッジＴＳＢが形成されている第一半導体チップＣＨＰ１のレイアウト構成について説明する。
【００３１】
図２は、実施形態１における流量センサの一部を構成した第一半導体チップＣＨＰ１のレイアウト構成を示す平面図である。図２に示すように、半導体チップＣＨＰ１が矩形形状をしており、この第一半導体チップＣＨＰ１の左側から右側に向って（矢印方向）、気体が流れる。矩形形状をした第一半導体チップＣＨＰ１の主面側に矩形形状のダイヤフラムＤＦ（図３（ｂ）参照）が形成されている。ダイヤフラムＤＦとは、第一半導体チップＣＨＰ１の厚さを薄くした薄板領域のことを示している。つまり、ダイヤフラムＤＦが形成されている領域の厚さは、第一半導体チップＣＨＰ１の他の領域の厚さよりも薄くなっている。
【００３２】
ダイヤフラムＤＦが形成されている裏面領域に相対する第一半導体チップＣＨＰ１の表面領域には、流量検出部ＦＤＵが形成されている(図３参照)。流量検出部ＦＤＵの中央部には、発熱抵抗体ＨＲが形成されており、この発熱抵抗体ＨＲの周囲にヒータ制御ブリッジＨＣＢを構成する抵抗体Ｒ１が形成されている。そして、流量検出部ＦＤＵの外側にヒータ制御ブリッジＨＣＢを構成する抵抗体Ｒ２〜Ｒ４が形成されている。このように形成された抵抗体Ｒ１〜Ｒ４によってヒータ制御ブリッジＨＣＢが構成される。
【００３３】
ヒータ制御ブリッジＨＣＢを構成する抵抗体Ｒ１は、発熱抵抗体ＨＲの近傍に形成されているので、発熱抵抗体ＨＲからの発熱で暖められた気体の温度を抵抗体Ｒ１に精度良く反映させることができる。
一方、ヒータ制御ブリッジＨＣＢを構成する抵抗体Ｒ２〜Ｒ４は、発熱抵抗体ＨＲから離れて配置されているので、発熱抵抗体ＨＲからの発熱の影響を受けにくくすることができる。
したがって、抵抗体Ｒ１は発熱抵抗体ＨＲで暖められた気体の温度に敏感に反応するように構成することができるとともに、抵抗体Ｒ２〜Ｒ４は発熱抵抗体ＨＲの影響を受けにくく抵抗値を一定値に維持しやすく構成することができる。このため、ヒータ制御ブリッジＨＣＢの検出精度を高めることができる。
【００３４】
さらに、流量検出部ＦＤＵに形成されている発熱抵抗体ＨＲを挟むように、上流測温抵抗体ＵＲ１、ＵＲ２と下流測温抵抗体ＢＲ１、ＢＲ２が配置されている。具体的に、気体が流れる矢印方向の上流側に上流測温抵抗体ＵＲ１、ＵＲ２が形成され、気体が流れる矢印方向の下流側に下流測温抵抗体ＢＲ１、ＢＲ２が形成されている。
このように構成することにより、気体が矢印方向に流れる場合、上流測温抵抗体ＵＲ１、ＵＲ２の温度を低下させることができるとともに、下流測温抵抗体ＢＲ１、ＢＲ２の温度を上昇させることができる。このように流量検出部ＦＤＵに配置されている上流測温抵抗体ＵＲ１、ＵＲ２および下流測温抵抗体ＢＲ１、ＢＲ２により温度センサブリッジＴＳＢが形成される。
【００３５】
上述した発熱抵抗体ＨＲ、上流測温抵抗体ＵＲ１、ＵＲ２および下流測温抵抗体ＢＲ１、ＢＲ２は、例えば、白金（プラチナ）などの金属膜やポリシリコン（多結晶シリコン）などの半導体薄膜をスパッタリング法やＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法などの方法で形成した後、イオンエッチングなどの方法でパターニングすることにより形成することができる。
このように構成されている発熱抵抗体ＨＲ、ヒータ制御ブリッジＨＣＢを構成する抵抗体Ｒ１〜Ｒ４、および温度センサブリッジＴＳＢを構成する上流測温抵抗体ＵＲ１、ＵＲ２と下流測温抵抗体ＢＲ１、ＢＲ２は、それぞれ、配線ＷＬ１により接続されて、第一半導体チップＣＨＰ１の下辺に沿って配置されている電極パッドＰＤ１に引き出されている。
【００３６】
＜流量センサの構造＞
次に、流量センサＦＳの構造の実施形態１を説明する。
図３は、本発明による流量センサの実施形態１を示し、図３（ａ）は樹脂封止工程後の流量センサの構造を示す平面図であり、図３（ｂ）は、図３（ａ）のＩＩＩｂ−ＩＩＩｂ線断面図である。図４は、図３に図示された流量センサの樹脂封止工程前の流量センサの構造を示し、図４（ａ）は、その平面図であり、図４（ｂ）は、図４（ａ）のＩＶｂ−ＩＶｂ線断面図である。また、図５は、本発明による実施の形態１における流量センサの樹脂封止工程を示す断面図である。
なお、以下の説明において、Ｘ方向、Ｙ方向、Ｚ方向は図示の通りとする。
流量センサＦＳは、リードフレームＬＦと、リードフレームＬＦ上に搭載された第一半導体チップＣＨＰ１および第二半導体チップＣＨＰ２と、第一半導体チップＣＨＰ１をリードフレームＬＦに接着する接着剤ＡＤＨ１と、第二半導体チップＣＨＰ２をリードフレームＬＦに接着する接着剤ＡＤＨ２と、リードフレームＬＦのリードＬＤ２を露出して第一半導体チップＣＨＰ１および第二半導体チップＣＨＰ２を封止する樹脂ＭＲとを備えている。
【００３７】
リードフレームＬＦは、例えば、銅等の金属部材により形成されており、矩形の枠状に形成されたダムバーＤＭと、ダムバーＤＭの内部に設けられ、第一半導体チップＣＨＰ１を搭載する第一チップ搭載部ＴＡＢ１（図４（ａ）参照）および第二半導体チップＣＨＰ２を搭載する第二チップ搭載部ＴＡＢ２（図４（ａ）参照）を有する。
第一半導体チップＣＨＰ１は、上面（主面）と、裏面と、周側面とを有し、裏面側をリードフレームＬＦ側に向けて第一チップ搭載部ＴＡＢ１上に配置されている。上述した通り、第一半導体チップＣＨＰ１の主面には、発熱抵抗体ＨＲ、ヒータ制御ブリッジＨＣＢおよび温度センサブリッジＴＳＢを有する流量検出部ＦＤＵが形成されている。第一半導体チップＣＨＰ１の流量検出部ＦＤＵの裏面側は、異方性エッチング等により除去されることにより凹部ＤＰＲが形成され、主面側に薄肉のダイヤフラムＤＦが形成されている。
【００３８】
第二半導体チップＣＨＰ２は、上面（主面）と、裏面と、周側面とを有し、裏面側をリードフレームＬＦ側に向けて第二チップ搭載部ＴＡＢ２上に配置されている。第二半導体チップＣＨＰ２は、ＣＰＵ１、入力回路２、出力回路３およびメモリ４などを有し、流量検出部ＦＤＵを制御して流量を計測するための制御回路部が形成されている。
【００３９】
ワイヤＷ１の一端は、第一半導体チップＣＨＰ１の電極パッドＰＤ１に接続され、他端は、リードフレームＬＦのリードＬＤ１に接続されている。ワイヤＷ２の一端は、第二半導体チップＣＨＰ２の電極パッドＰＤ２に接続され、他端は、リードフレームＬＦのリードＬＤ１に接続されている。従って、第一半導体チップＣＨＰ１の電極パッドＰＤ１と第二半導体チップＣＨＰ２の電極パッドＰＤ２とは、リードＬＤ１を介して接続されている。また、ワイヤＷ３の一端は、第二半導体チップＣＨＰ２の電極パッドＰＤ３に接続され、他端は、リードフレームＬＦのリードＬＤ２に接続されている。ワイヤＷ１、Ｗ２、Ｗ３は金などにより形成され、各電極パッドＰＤ１〜ＰＤ３とリードＬＤ１、ＬＤ２との接続には、ワイヤボンディング法が適用される。リードフレームＬＦのダムバーＤＭを切断すると、ワイヤＷ１、Ｗ２の他端が接続されたリードフレームＬＦのリードＬＤ１およびワイヤＷ３の他端が接続されたリードフレームＬＦのリードＬＤ２はリードフレームＬＦから分離され、外部接続用の端子が形成される。
【００４０】
第二半導体チップＣＨＰ２は、その裏面がリードフレームＬＦの第二チップ搭載部ＴＡＢ２の上面に接着剤ＡＤＨ２により接着されている。
第一半導体チップＣＨＰ１の裏面は接着剤ＡＤＨ１により、ダイヤフラムＤＦの裏面が、凹部ＤＰＲに対向する領域を除き、リードフレームＬＦの第一チップ搭載部ＴＡＢ１の上面に接着されている。
接着剤ＡＤＨ１および接着剤ＡＤＨ２として、例えば、エポキシ樹脂やポリウレタン樹脂などの熱硬化性樹脂を成分とした接着材、ポリイミド樹脂やアクリル樹脂やフッ素樹脂などの熱可塑性樹脂を成分とした接着材を使用することができる。また、熱硬化性樹脂または熱可塑性樹脂を主成分として、金、銀、銅、すずなどの金属微粒子、あるいは、シリカ、ガラス、カーボン、マイカ、タルクなどを成分として含む無機微粒子を混入してもよい。金属微粒子や無機微粒子を適量混入することにより、接着剤に導電性を持たせたり、接着剤の線膨張係数の調整を行ったりすることができる。
接着剤ＡＤＨ１およびＡＤＨ２は、接着シートであってもよいが、塗布により形成してもよい。接着剤ＡＤＨ１およびＡＤＨ２は、円形状、楕円形状、矩形形状または多角形形状等などの任意の形状とすることができる。接着剤ＡＤＨ１には、ダイヤフラムＤＦの裏面側に形成された凹部ＤＰＲに対応する領域に開口部ＯＰＡが形成されている。
【００４１】
図３（ａ）、図３（ｂ）に図示されるように、第一半導体チップＣＨＰ１、第二半導体チップＣＨＰ２、ワイヤＷ１、Ｗ２およびリードフレームＬＦは、リードフレームＬＦのリードＬＤ２を露出して樹脂ＭＲにより封止されている。樹脂ＭＲは、第一半導体チップＣＨＰ１の主面に形成された流量検出部ＦＤＵを露出する開口部ＭＲＯＰ、および流量センサＦＳの長手方向（Ｘ方向）における第二半導体チップＣＨＰ２の外側に形成された換気用開口部ＯＰＡＶを有する。換気用開口部ＯＰＡＶは、後述する如く、リードフレームＬＦの換気用通路ＬＦＰＡＳＳに連通している。
【００４２】
樹脂ＭＲは、リードフレームＬＦの裏面側も覆っており、リードフレームＬＦの裏面側を覆う樹脂ＭＲの部分には、開口部ＭＲＯＰに対向する開口部ＭＲＯＰｒおよび換気用開口部ＯＰＡＶに対向する換気用開口部ＯＰＡＶｒが形成されている。
樹脂ＭＲとしては、例えば、エポキシ樹脂やフェノール樹脂などの熱硬化性樹脂、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート、ポリフェニ レンサルファイド、ボリブチレンテレフタレートなどの熱可塑性樹脂を使用することができる。また、金、銀、銅、すずなどの金属微粒子、あるいは、シリカ、ガラス、カーボン、マイカ、タルクなどを成分として含む無機微粒子を混入してもよい。金属微粒子や無機微粒子を適量混入することにより、樹脂ＭＲに導電性を持たせたり、樹脂ＭＲの線膨張係数の調整を行ったりすることができる。
【００４３】
リードフレームＬＦの上面（一面）側には、上述した通り、第一チップ搭載部ＴＡＢ１と、第二チップ搭載部ＴＡＢ２が長手方向（Ｘ方向に）に連結された状態でリードフレームＬＦに一体に形成されている。第一チップ搭載部ＴＡＢ１には、第一半導体チップＣＨＰ１のダイヤフラムＤＦの裏面側に設けられた凹部ＤＰＲに連通する開口部ＯＰＣＨＰ１が形成されている。第二チップ搭載部ＴＡＢ２には、第二半導体チップＣＨＰ２の外側に形成された開口部ＯＰＣＨＰ２が形成されている。開口部ＯＰＣＨＰ２は、開口部ＯＰＣＨＰ１とは、長手方向（Ｘ方向）において最も離れた位置、樹脂ＭＲの周側面近傍の内側の位置に設けられている。リードフレームＬＦには、一端側で開口部ＯＰＣＨＰ１に連通し、他端側で開口部ＯＰＣＨＰ２に連通する、流量センサＦＳの長手方向（Ｘ方向）に延出された換気用通路ＬＦＰＡＳＳが形成されている。実施形態１としての換気用通路ＬＦＰＡＳＳは、リードフレームＬＦの上面とは反対側の裏面（他面）側が開口された溝として形成されている。つまり、リードフレームＬＦは、開口部ＯＰＣＨＰ１および開口部ＯＰＣＨＰ２が形成された厚さが一様な板材を、裏面側から薄肉化のための加工をして、上面側に第一チップ搭載部ＴＡＢ１および第二チップ搭載部ＴＡＢ２が形成されるように溝状の換気用通路ＬＦＰＡＳＳを形成したものである。薄肉化の加工としては、プレス加工、エッチング、機械加工等いずれでもよい。
【００４４】
リードフレームＬＦの裏面側には、換気用通路ＬＦＰＡＳＳの裏面側の開口された面を覆う接着剤ＡＤＨ３が設けられている。従って、第一半導体チップＣＨＰ１のダイヤフラムＤＦの裏面側に設けられた凹部ＤＰＲの内部空間は、リードフレームＬＦの開口部ＯＰＣＨＰ１、換気用通路ＬＦＰＡＳＳ、開口部ＯＰＣＨＰ２、樹脂ＭＲの換気用開口部ＯＰＡＶを介して流量センサＦＳの外部空間に連通される。
接着剤ＡＤＨ３の材料としては、接着剤ＡＤＨ１および接着剤ＡＤＨ２と同様なものを用いることができる。接着剤ＡＤＨ３は、接着シートとしたものを用いたり、塗布または樹脂成形により形成したりすることができる。
なお、以下において、図４に図示された樹脂封止前の流量センサＦＳを未封止流量センサｐ−ＦＳという。
【００４５】
＜樹脂成形方法＞
次に、図５を参照して、樹脂ＭＲを成形する方法を説明する。
上面側に、第一チップ搭載部ＴＡＢ１および第二チップ搭載部ＴＡＢ２が一体形成され、開口部ＯＰＣＨＰ１、換気用通路ＬＦＰＡＳＳおよび開口部ＯＰＣＨＰ２が形成されたリードフレームＬＦを準備する。
リードフレームＬＦの第一チップ搭載部ＴＡＢ１の上面に接着剤ＡＤＨ１により第一半導体チップＣＨＰ１を接着し、第二チップ搭載部ＴＡＢ２の上面に接着剤ＡＤＨ２により第二半導体チップＣＨＰ２を接着する。
第一半導体チップＣＨＰ１の電極パッドＰＤ１とリードフレームＬＦのリードＬＤ１とをワイヤＷ１により接続し、第二半導体チップＣＨＰ２の電極パッドＰＤ２とリードフレームＬＦのリードＬＤ１とをワイヤＷ２により接続する。また、第二半導体チップＣＨＰ２の電極パッドＰＤ３とリードフレームＬＦのリードＬＤ２とをワイヤＷ３により接続する。これにより図４に図示された未封止流量センサｐ-ＦＳが作製される。この段階では、リードＬＤ１、ＬＤ２は、リードフレームＬＦから分離されていない。
【００４６】
未封止流量センサｐ−ＦＳを上金型ＵＭと下金型ＢＭのキャビティ内に収容する。上金型ＵＭの内面には弾性フィルムＬＡＦが設置されている。また、上金型ＵＭには、流量検出部ＦＤＵの周囲を囲む環状の仕切壁ＵＭＷ１、およびリードフレームＬＦに形成された開口部ＯＰＣＨＰ２を覆う柱状の突出部ＵＭＷ２が形成されている。下金型ＢＭには、環状の仕切壁ＵＭＷ１に対向する位置および突出部ＵＭＷ２に対向する位置に、隆起状の押え部が形成されている。
仕切壁ＵＭＷ１は、上金型ＵＭに対して上下に移動可能に嵌合されており、不図示の圧力調整機構により第一半導体チップＣＨＰ１の上面を押圧する押圧力が調整可能とされている。この圧力調整機構により、仕切壁ＵＭＷ１による第一半導体チップＣＨＰ１への押圧力を、第一半導体チップＣＨＰ１がダイヤフラムＤＦ周囲付近で変形しない程度に調整する。仕切壁ＵＭＷ１による第一半導体チップＣＨＰ１への押圧により接着剤ＡＤＨ１が加圧される。また、ＡＤＨ３は、上金型ＵＭの仕切壁ＵＭＷ１と下金型ＢＭの押え部、および上金型ＵＭの突出部ＵＭＷ２と下金型ＢＭの押え部との間で加圧されている。
弾性フィルムＬＡＦは、上金型ＵＭの仕切壁ＵＭＷ１と下金型ＢＭの押え部によって挟圧される第一半導体チップＣＨＰ１を保護する。
【００４７】
この状態で、樹脂流入部ＧＡＴＥより樹脂材を流入し、キャビティ内に充填する。このとき、リードフレームＬＦの換気用通路ＬＦＰＡＳＳの下面側の開口された面は、接着剤ＡＤＨ３により覆われているので、換気用通路ＬＦＰＡＳＳ内に樹脂材が流入することはない。また、リードフレームＬＦの開口部ＯＰＣＨＰ２は、上金型ＵＭの突出部ＵＭＷ２により塞がれているので、樹脂材が開口部ＯＰＣＨＰ２から開口部ＯＰＣＨＰ２の換気用通路ＬＦＰＡＳＳ内に流入することがない。このとき、リードフレームＬＦのダムバーＤＭは、樹脂材の漏れを防止する。上金型ＵＭおよび下金型ＢＭのキャビティ内に充填された樹脂材を硬化することにより、樹脂ＭＲにより封止された流量センサＦＳが形成される。この流量センサＦＳを金型から取出し、リードフレームＬＦのダムバーＤＭを切断することにより、リードＬＤ１、ＬＤ２がリードフレームＬＦから分離された図３に図示された流量センサＦＳが作製される。
【００４８】
上記実施形態１では、リードフレームＬＦに形成された換気用通路ＬＦＰＡＳＳの裏面側の開口さらた面を、接着剤ＡＤＨ３により被覆した構造として例示した。しかし、接着剤ＡＤＨ３を用いることなく、換気用通路ＬＦＰＡＳＳの裏面側の開口された面を、直接、樹脂ＭＲにより被覆することもできる。
樹脂成形によりリードフレームＬＦの裏面を樹脂ＭＲにより被覆する場合、キャビティ内に充填する硬化前の樹脂材が、開口された面から換気用通路ＬＦＰＡＳＳ内に落ち込まないようにする必要があるが、その条件は以下の通りである。
ニュートン流体の溝への流入距離Lは、下記の式（１）で表される。
L=（ΔP×W×T3）/（12×η×Q）                  式（１）
ΔP  圧力差、W  溝の幅（Ｙ方向の長さ）、T  溝の肉厚、η  粘度、Q  樹脂材流量
従って、例えば、溝の幅と肉厚を小さく設定し、粘度の高い樹脂を用いて成形すれば、樹脂材は溝を完全に埋めることはなく、換気用通路ＬＦＰＡＳＳを塞いで、リードフレームＬＦの裏面にリードフレームと一体的に形成することができる。
【００４９】
[従来構造との対比]
図６は、流量センサの従来例を示す図であり、図６（ａ）は、樹脂封止工程後の構造を示す平面図であり、図６（ｂ）は、図６（ａ）のＶＩｂ−ＶＩｂ線断面図である。
図６に図示された流量センサＦＳＫでは、リードフレームＬＦＫに、リードフレームＬＦＫの板厚を貫通する貫通孔ＯＰ１が形成されているのみである。つまり、実施形態１として示した流量センサＦＳにおける換気用通路ＬＦＰＡＳＳおよび開口部ＯＰＣＨＰ２に対応する構成を有していない。また、樹脂ＭＲＫには、流量センサＦＳの樹脂ＭＲに形成された換気用開口部ＯＰＡＶに対応する開口部は形成されていない。他の構成は、実施形態として示す流量センサＦＳと同一であり、対応する構成には同一の符号を付してある。
【００５０】
従来の流量センサＦＳＫでは、流量検出部ＦＤＵが露出された樹脂ＭＲＫの開口部ＭＲＯＰ周囲の外部空間と、貫通孔ＯＰ１を介して凹部ＤＰＲに連通する樹脂ＭＲＫの開口部ＭＲＯＰｒ周囲の外部空間とが、流量センサＦＳＫの厚さ方向（Ｚ方向）における反対側の位置で対向しており、長さ方向（Ｘ方向）および幅方向（Ｙ方向）では、ほぼ同一の位置となっている。
【００５１】
流量センサＦＳＫのダイヤフラムＤＦ上に形成された流量検出部ＦＤＵは、空気流量を測定するために、流れが速い空気の主通路部に設置される。図６に図示された流量センサＦＳＫでは、ダイヤフラムＤＦ直下の凹部ＤＰＲに連通する貫通孔ＯＰ１は、長さ方向（Ｘ方向）および幅方向（Ｙ方向）では、樹脂ＭＲＫの開口部ＭＲＯＰから露出された流量検出部ＦＤＵとほぼ同一位置で、厚さ方向（Ｚ方向）で対向する位置に配置されている。つまり、貫通孔ＯＰ１も、流量検出部ＦＤＵと同様に、空気の主通路部に設置されることになる。このため、主通路を流れる空気が貫通孔ＯＰ１を介してダイヤフラムＤＦ直下の凹部ＤＰＲに流入することにより、凹部ＤＰＲ内の圧力が大きく変動することがある。特に、寒冷地では、空気中に含まれる水分が凍結することによって、貫通孔ＯＰ１が塞がれる可能性もある。
貫通孔ＯＰ１近傍における圧力変動や水分の凍結によって、凹部ＤＰＲの内部空間と流量検出部ＦＤＵ周囲の外部空間とに圧力差が生じるので、流量測定の誤差が大きくなる。
【００５２】
これに対し、実施形態１に示す流量センサＦＳにおいては、上述した通り、ダイヤフラムＤＦの裏面側の凹部ＤＰＲの内部空間は、リードフレームＬＦに形成した開口部ＯＰＣＨＰ１、換気用通路ＬＦＰＡＳＳ、開口部ＯＰＣＨＰ２、および樹脂ＭＲの換気用開口部ＯＰＡＶを介して流量センサＦＳの外部空間に連通している。リードフレームＬＦの開口部ＯＰＣＨＰ２および樹脂ＭＲの換気用開口部ＯＰＡＶは、空気の主通路部に配置された流量検出部ＦＤＵから、長手方向（Ｘ方向）に離れた位置に配置されている。このため、開口部ＯＰＣＨＰ２近傍の圧力が大きく変動することを防止することができると共に、空気中に含まれる水分が開口部ＯＰＣＨＰ２近傍に流入する可能性も低くできる。これに伴い、ダイヤフラムＤＦ直下の凹部ＤＰＲの内部空間と流量センサＦＳの外部空間との圧力差をなくすことができる。従って、流量測定の誤差を小さくすることができ、測定性能の向上を図ることができる。
【００５３】
＜流量センサ装置＞
図７は、図３に図示された流量センサが筐体内に収容された本発明による流量センサ装置の実施形態１の断面図である。
流量センサ装置ＡＦＳは、流量センサＦＳと、流量センサＦＳを収容する筐体ＨＯＵ１とを備える。筐体ＨＯＵ１は、例えば、ＰＢＴ樹脂、ＡＢＳ樹脂、ＰＣ樹脂、ナイロン樹脂、ＰＳ樹脂、ＰＰ樹脂、フッ素樹脂などの熱可塑性樹脂や、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ウレタン樹脂などの熱硬化性樹脂、ガラス材料、銅合金、アルミ合金、鉄合金などの金属材料から構成することができる。
【００５４】
筐体ＨＯＵ１の上部内面側には、流量センサＦＳの上面に当接する仕切り板ＤＰＬＴ１、ＤＰＬＴ２が形成され、下部内面側には流量センサＦＳの下面に当接する仕切り板ＤＰＬＡＴＥ１、ＤＰＬＴＥ２が形成されている。
仕切り板ＤＰＬＴ１は、流量センサＦＳの流量検出部ＦＤＵと第一半導体チップＣＨＰ１のＸ方向側の周側面との間に配置されており、仕切り板ＤＰＬＴ２は、樹脂ＭＲに形成された換気用開口部ＯＰＡＶのＸ方向側の隣接部に配置されている。筐体ＨＯＵ１の下部内面側の仕切り板ＤＰＬＡＴＥ１、ＤＰＬＡＴＥ２は、それぞれ、仕切り板ＤＰＬＴ１、ＤＰＬＴ２に対向する位置に配置されている。
【００５５】
筐体ＨＯＵ１には、仕切り板ＤＰＬＴ１とＤＰＬＴ２とにより仕切られた空間、換言すれば、リードフレームＬＦの開口部ＯＰＣＨＰ２と連通する外部連通用開口部ＯＰＨＯＵ１が形成されている。ダイヤフラムＤＦ直下の凹部ＤＰＲ内の内部空気は、筐体ＨＯＵ１の外部連通用開口部ＯＰＨＯＵ１を介して、筐体ＨＯＵ１の外部空気と換気される。
【００５６】
仕切り板ＤＰＬＴ１とＤＰＬＡＴＥ１とにより、流量検出部ＦＤＵ近傍における空気の主通路部ＭＰＡＳＳと、リードフレームＬＦの開口部ＯＰＣＨＰ２とが仕切られている。このため、空気の主通路部ＭＰＡＳＳを流れる圧力変動の大きい空気の流れは、リードフレームＬＦの開口部ＯＰＣＨ２内に流れ込むのを確実に防止することができる。また、空気中に含まれる水分が開口部ＯＰＣＨＰ２近傍に流入し、凍結する可能性を低くすることができる。
【００５７】
上記実施形態１によれば、下記の効果を奏する。
（１）リードフレームＬＦに、開口部ＯＰＣＨＰ１、換気用通路ＬＦＰＡＳＳおよび開口部ＯＰＣＨＰ２を形成し、樹脂ＭＲに換気用開口部ＯＰＡＶを形成し、ダイヤフラムＤＦの下部側の凹部ＤＰＲの内部空間に連通した。これにより、開口部ＯＰＣＨＰ２および樹脂ＭＲの換気用開口部ＯＰＡＶを、空気の主通路部に配置された流量検出部ＦＤＵから離れた位置に配置することが可能となる。このため、開口部ＯＰＣＨＰ２近傍の圧力が変動することを防止することができると共に、空気中に含まれる水分が開口部ＯＰＣＨＰ２近傍に流入する可能性も低くできる。これに伴い、ダイヤフラムＤＦ直下の凹部ＤＰＲの内部空気と、流量検出部ＦＤＵ近傍の外部空気との圧力差をなくすことができる。従って、流量測定の誤差を小さくすることができ、測定性能の向上を図ることができる。
【００５８】
（２）ダイヤフラムＤＦ直下の凹部ＤＰＲの内部空間に連通される換気用通路ＬＦＰＡＳＳをリードフレームＬＦに形成した。従って、他の部材を追加して換気用通路ＬＦＰＡＳＳを形成する構成に比し、部材を節減するので、流量センサＦＳの小型化およびコスト低減を図ることができる。
【００５９】
（３）リードフレームＬＦに形成した換気用通路ＬＦＰＡＳＳの開口された面を接着剤ＡＤＨ３により覆った。このため、流量センサＦＳの薄型化が可能である。
（４）さらに、接着剤ＡＤＨ３を用いることなく、未封止流量センサｐ−ＦＳを封止する樹脂ＭＲにより、直接、換気用通路ＬＦＰＡＳＳの開口された面を覆う構造とすれば、一層、薄型化を図ることができる。また、接着剤ＡＤＨ３を取り付ける作業を無くすことができるので、生産性を向上することができる。
【００６０】
（５）流量センサＦＳを収容する筐体ＨＯＵ１に、流量検出部ＦＤＵ近傍における空気の主通路部ＭＰＡＳＳと、リードフレームＬＦの開口部ＯＰＣＨＰ２とを仕切る仕切り板ＤＰＬＴ１、ＤＰＬＡＴＥ１を形成した。このため、空気の主通路部ＭＰＡＳＳを流れる圧力変動の大きい空気の流れが、リードフレームＬＦの開口部ＯＰＣＨＰ２内に流れ込むのを確実に防止することができる。
（６）流量センサＦＳを収容する筐体ＨＯＵ１に、リードフレームＬＦの開口部ＯＰＣＨＰ２と連通する外部連通用開口部ＯＰＨＯＵ１を形成した。このため、ダイヤフラムＤＦ直下の凹部ＤＰＲの内部空気を、筐体ＨＯＵ１の外部空気と換気することができる。これにより、ダイヤフラムＤＦの下部側の凹部ＤＰＲの内部圧力を、流量センサ装置ＡＦＳの外部圧力と同じにすることができる。
【００６１】
なお、上記実施形態１では、樹脂ＭＲにおけるリードフレームＬＦの裏面側を覆う部分に開口部ＭＲＯＰｒおよび換気用開口部ＯＰＡＶｒが形成されている構造として例示したが、開口部ＭＲＯＰｒおよび換気用開口部ＯＰＡＶｒは形成しなくてもよい。
【００６２】
--実施形態２--
図８は、本発明による流量センサの実施形態２を示し、図８（ａ）は樹脂封止工程前の構造を示す断面図であり、図８（ｂ）は樹脂封止工程後の構造を示す断面図である。
実施形態２が実施形態１と相違する点は、リードフレームＬＦの換気用通路ＬＦＰＡＳＳの他端に形成された開口部ＯＰＣＨＰ２の反対側にも開口部ＯＰＣＨＰ２ｒを設けた点である。
上述した如く、樹脂ＭＲにおけるリードフレームＬＦの裏面側を覆う部分には、換気用開口部ＯＰＡＶに対向して換気用開口部ＯＰＡＶｒが形成されている。リードフレームＬＦの裏面に設けられた接着剤ＡＤＨ３には、換気用開口部ＯＰＡＶｒに対向する位置に、接着剤ＡＤＨ３の厚さ方向に貫通する開口部ＯＰＣＨＰ２ｒが形成されている。従って、ダイヤフラムＤＦの裏面側に設けられた凹部ＤＰＲは、開口部ＯＰＣＨＰ１および換気用通路ＬＦＰＡＳＳを介して、リードフレームＬＦの上面側に形成された開口部ＯＰＣＨＰ２および接着剤ＡＤＨ３に設けられた換気用開口部ＯＰＡＶｒに連通している。
実施形態２におけるその他の構成は、実施形態１と同様であり、対応する構成に同一の符号を付してその説明を省略する。
【００６３】
実施形態２によれば、リードフレームＬＦの表裏両面において、ダイヤフラムＤＦ直下の凹部ＤＰＲの内部空気を流量センサＦＳの外部空気と換気することができる。
従って、実施形態２においても実施形態１と同様な効果を奏する。
【００６４】
なお、実施形態２において、開口部ＯＰＣＨＰ２を形成せず、換気用開口部ＯＰＣＨＰ２ｒのみを形成するようにしてもよい。すなわち、リードフレームＬＦに、開口部ＯＰＣＨＰ２が形成されていない構造とする。この場合には、樹脂ＭＲに、換気用開口部ＯＰＡＶを形成する必要もない。
【００６５】
--実施形態３--
図９は、本発明による流量センサの実施形態３を示し、図９（ａ）は樹脂封止工程前の構造を示す断面図であり、図９（ｂ）は樹脂封止工程後の構造を示す断面図である。
実施形態３が実施形態２と相違する点は、リードフレームＬＦの裏面に設けられた接着剤ＡＤＨ３の裏面に板状構造体ＰＬＴを設けた点である。
板状構造体ＰＬＴは、接着剤ＡＤＨ３より少し大きい面積を有し、樹脂ＭＲと接着剤ＡＤＨ３との間に配設されている。板状構造体ＰＬＴは、１枚若しくは複数枚のシート状部材により構成されており、第一半導体チップＣＨＰ１および第二半導体チップＣＨＰ２に加わる外部からの衝撃を緩衝する機能を有する。また、成形により未封止流量センサｐ−ＦＳを封止する樹脂ＭＲを形成する際、接着剤ＡＤＨ３として融点が低い材料を用いるような場合には、樹脂ＭＲが換気用通路ＬＦＰＡＳＳ内に流入するのを防止する機能を持たせることもできる。
【００６６】
板状構造体ＰＬＴは、例えば、ＰＢＴ樹脂、ＡＢＳ樹脂、ＰＣ樹脂、ナイロン樹脂、ＰＳ樹脂、ＰＰ樹脂、フッ素樹脂などの熱可塑性樹脂や、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ウレタン樹脂などの熱硬化性樹脂、ガラス材料、銅合金、アルミ合金、鉄合金などの金属材料から構成することができる。
実施形態３におけるその他の構成は、実施形態１と同様であり、対応する構成に同一の符号を付してその説明を省略する。
【００６７】
実施形態３においても、実施形態１と同様な効果を奏する。
加えて、板状構造体ＰＬＴにより、第一半導体チップＣＨＰ１および／または第二半導体チップＣＨＰ２に加わる外部からの衝撃を緩衝するという効果を奏する。
【００６８】
なお、板状構造体ＰＬＴは、接着剤ＡＤＨ３の全領域を覆う面積とする必要はなく、第一半導体チップＣＨＰ１または第二半導体チップＣＨＰ２の一方に対応する面積としたり、さらには、開口部ＯＰＣＨＰ１、ＯＰＣＨＰ２または換気用通路ＬＦＰＡＳＳ等の一部に対応する面積としたりしてもよい。
【００６９】
また、実施形態３において、実施形態２と同様、接着剤ＡＤＨ３および板状構造体ＰＬＴに、樹脂ＭＲの開口部ＯＰＣＨＰｒに対向する位置に換気用の開口を設け、凹部ＤＰＲの内部空間をリードフレームＬＦの表裏両面の外部空間に連通するようにしてもよい。
【００７０】
--実施形態４--
図１０は、本発明による流量センサの実施形態４を示し、図１０（ａ）は樹脂封止工程前の構造を示す断面図であり、図１０（ｂ）は樹脂封止工程後の構造を示す断面図である。
実施形態４が実施形態１と相違する点は、リードフレームＬＦの換気用通路ＬＦＰＡＳＳが、上面側に開口されている点である。リードフレームＬＦには、上面側が開口され、裏面側に底部ＬＦＲを有する換気用通路ＬＦＰＡＳＳが形成されている。リードフレームＬＦの上面には、接着剤ＡＤＨ４が接着され、換気用通路ＬＦＰＡＳＳの開口された面を塞いでいる。接着剤ＡＤＨ４には、ダイヤフラムＤＦ直下の凹部ＤＰＲに対向する開口部ＯＰＣＨＰ１ａと、樹脂ＭＲの換気用開口部ＯＰＡＶに対向する開口部ＯＰＣＨＰ２ａとが形成されている。
実施形態４におけるその他の構成は、実施形態１と同様であり、対応する構成に同一の符号を付してその説明を省略する。
実施形態４においても、実施形態１と同様な効果を奏する。
【００７１】
なお、実施形態４において、リードフレームＬＦの底部ＬＦＲに、樹脂ＭＲの開口部ＯＰＡＶｒに連通する換気用の開口部を形成し、ダイヤフラムＤＦ直下の凹部ＤＰＲの内部空気をリードフレームＬＦの表裏両面側の外部空気と換気できるようにしてもよい。
また、第一半導体チップＣＨＰ１および／または第二半導体チップＣＨＰ２と接着剤ＡＤＨ４との間に、実施形態３に示した板状構造体ＰＬＴを配設するようにしてもよい。
【００７２】
--実施形態５--
図１１は、本発明による流量センサの実施形態５を示し、図１１（ａ）は樹脂封止工程前の構造を示す断面図であり、図１１（ｂ）は樹脂封止工程後の構造を示す断面図である。
実施形態５が実施形態１と相違する点は、リードフレームＬＦに形成された換気用通路ＬＦＰＡＳＳが、リードフレームＬＦの板厚方向に貫通されている点である。
換気用通路ＬＦＰＡＳＳは、リードフレームＬＦの板厚を貫通する貫通開口として形成されている。リードフレームＬＦの上面には、実施形態４と同様、開口部ＯＰＣＨＰ１ａ、ＯＰＣＨＰ２ａを有し、換気用通路ＬＦＰＡＳＳの上部側の開口された面を覆う接着剤ＡＤＨ３ｆが配設されている。また、リードフレームＬＦの裏面には、実施形態１と同様、換気用通路ＬＦＰＡＳＳの裏面側の開口された面を覆う接着剤ＡＤＨ３ｒが配設されている。接着剤ＡＤＨ３ｒには、換気用の開口部が形成されていない。接着剤ＡＤＨ３ｒとして、実施形態２に示すように、開口部ＯＰＣＨＰ２ｒが形成されたものを用いてもよい。
接着剤ＡＤＨ３ｆ、ＡＤＨ３ｒは、接着シートとしたものを用いたり、塗布または樹脂成形により形成したりすることができる。
実施形態５におけるその他の構成は、実施形態１と同様であり、対応する構成に同一の符号を付して説明を省略する。
実施形態５においても実施形態１と同様な効果を奏する。
【００７３】
なお、実施形態５において、実施形態３のように、接着剤ＡＤＨ３ｒと樹脂ＭＲとの間に、第一半導体チップＣＨＰ１および第二半導体チップＣＨＰ２に加わる外部からの衝撃を緩衝するための板状構造体ＰＬＴを配設してもよい。
【００７４】
実施形態５において、接着剤ＡＤＨ３ｒを用いず、換気用通路ＬＦＰＡＳＳの下面側の開口された面を、直接、樹脂ＭＲにより被覆する構造とすることもできる。このような構造を採用する場合は、式（１）を満たす条件で、樹脂ＭＲを成形する。
【００７５】
--実施形態６--
図１２は、本発明による流量センサの実施形態６を示し、図１２（ａ）は樹脂封止工程後の構造を示す平面図であり、図１２（ｂ）は図１２（ａ）のＸＩＩｂ−ＸＩＩｂ線断面図である。
実施形態６が実施形態１と相違する点は、流量センサＦＳＢは、１つの半導体チップＣＨＰを備えている点である。
半導体チップＣＨＰは、実施形態１の第一半導体チップＣＨＰ１と同様、ダイヤフラムＤＦの上部に流量検出部ＦＤＵを備えている。また、半導体チップＣＨＰは、実施形態１の第二半導体チップＣＨＰ２が有するＣＰＵ、入力回路、出力回路およびメモリと、流量検出部ＦＤＵを制御する制御部ＣＵを備えている。流量検出部ＦＤＵと制御部ＣＵとは、配線ＷＬ１により接続されている。
【００７６】
ダイヤフラムＤＦは、流量センサＦＳＢにおける長手方向（Ｘ方向）および幅方向（Ｙ方向）のほぼ中央部に形成され、その裏面側には凹部ＤＰＲが形成されている。流量検出部ＦＤＵは、ダイヤフラムＤＦのほぼ中央部に配置されている。リードフレームＬＦの上面には、チップ搭載部ＴＡＢが一体形成されている。リードフレームＬＦには、底部がチップ搭載部ＴＡＢとされ、裏面が開口された換気用通路ＬＦＰＡＳＳが形成されている。
【００７７】
リードフレームＬＦのチップ搭載部ＴＡＢの上面に半導体チップＣＨＰが、接着剤ＡＤＨ１により接着されている。リードフレームＬＦのチップ搭載部ＴＡＢには、換気用通路ＬＦＰＡＳＳと、流量検出部ＦＤＵの裏面側の凹部ＤＰＲとを連通する開口部ＯＰＣＨＰ１が形成されている。リードフレームＬＦの裏面には、換気用通路ＬＦＰＡＳＳの下面の開口された面を覆う接着剤ＡＤＨ３が配設されている。半導体チップＣＨＰの主面および周側面は、流量検出部ＦＤＵの周囲を露出する開口部ＭＲＯＰを有する樹脂ＭＲにより被覆されている。接着剤ＡＤＨ３には、樹脂ＭＲの周側面の外側の位置に開口部ＯＰＣＨＰ２が形成されている。換気用通路ＬＦＰＡＳＳは、開口部ＯＰＣＨＰ１から長手方向（Ｘ方向）に開口部ＯＰＣＨＰ２まで延出されて開口部ＯＰＣＨＰ２に連通している。
【００７８】
実施形態６に示された流量センサＦＳＢは、ダイヤフラムＤＦ直下の凹部ＤＰＲの内部空間は、リードフレームＬＦの開口部ＯＰＣＨＰ１および換気用通路ＬＦＰＡＳＳを介して接着剤ＡＤＨ１の開口部ＯＰＣＨＰ２に連通している。このため、凹部ＤＰＲの内部空気を流量センサＦＳＢの外部空気と換気することができる。
【００７９】
図７に図示されるように、実施形態６の流量センサＦＳＢを、樹脂ＭＲの開口部ＭＲＯＰと、接着剤ＡＤＨ３の開口部ＯＰＣＨＰ２とを仕切る仕切り部を有する筐体に収容して、流量センサ装置を形成することができる。
【００８０】
従って、実施形態６においても実施形態１と同様な効果を奏する。
加えて、実施形態６では、流量検出部ＦＤＵを有する半導体チップＣＨＰに、制御部ＣＵを一体化することにより、１つの半導体チップＣＨＰを備える流量センサＦＳＢとしたので、流量センサＦＳＢを小型化することができる。
【００８１】
なお、実施形態６において、リードフレームＬＦに形成する換気用通路ＬＦＰＡＳＳを、実施形態４に示すように、底部を有し、リードフレームＬＦの上面が開口された面を有する構造としてもよい。リードフレームＬＦに形成する換気用通路ＬＦＰＡＳＳを、実施形態５に示すように、リードフレームＬＦの板厚を貫通する貫通開口部としてもよい。
【００８２】
換気用通路ＬＦＰＡＳＳの開口された面を、直接、樹脂ＭＲで被覆する構造としてもよい。換気用通路ＬＦＰＡＳＳを、リードフレームＬＦの表裏両面において外部空間に連通するようにリードフレームＬＦのＴＡＢに開口部を形成してもよい。
【００８３】
また、実施形態１〜５において、実施形態６と同様に、第一半導体チップＣＨＰ１に流量検出部ＦＤＵを制御する制御部ＣＵを一体的に形成し、１つの半導体チップＣＨＰを備える流量センサＦＳまたは流量センサ装置ＡＦＳとすることができる。
【００８４】
上記各実施形態においては、第一、第二半導体チップＣＨＰ１、ＣＨＰ２および半導体チップＣＨＰを被覆する樹脂ＭＲは、その上面が、第一、第二半導体チップＣＨＰ１、ＣＨＰ２または半導体チップＣＨＰの流量検出部ＦＤＵの上面より高い構造として例示した。しかし、樹脂ＭＲの上面を、第一、第二半導体チップＣＨＰ１、ＣＨＰ２または半導体チップＣＨＰの流量検出部ＦＤＵの上面より低い構造としたり、あるいは、樹脂ＭＲの一部が、第一、第二半導体チップＣＨＰ１、ＣＨＰ２および半導体チップＣＨＰを部分的に被覆していない構造としたりしてもよい。
【００８５】
その他、本発明は、発明の趣旨の範囲において、種々、変形することが可能であり、要は、リードフレームの一面上に搭載され、裏面に凹部が形成されたダイヤフラム上に流量検出部を有する半導体チップを備え、リードフレームは、半導体チップの凹部に連接する一端と、半導体チップの周側面の外側に配置された他端とを有する換気用通路を有し、換気用通路の他端は、樹脂おける半導体チップの周側面の外側に設けられた換気用開口に連通するか、または樹脂の外側に配置されているものであればよい。
【符号の説明】
【００８６】
ＡＤＨ１〜ＡＤＨ３  接着剤
ＡＤＨ３ｆ、ＡＤＨ３ｒ      接着剤
ＡＦＳ      流量センサ装置
ＣＨＰ        半導体チップ
ＣＨＰ１      第一半導体チップ
ＣＨＰ２      第二半導体チップ
ＣＵ      制御部
ＤＦ      ダイヤフラム
ＤＭ      ダムバー
ＤＰＬＴ１、ＤＰＬＴ２      仕切り板
ＤＰＬＡＴＥ１、ＤＰＬＡＴＥ２      仕切り板
ＤＰＲ      凹部
ＦＤＵ      流量検出部
ＦＳ、ＦＳＢ      流量センサ
ＨＣＢ  ヒータ制御ブリッジ
ＨＯＵ１      筐体
ＬＡＦ      弾性フィルム
ＬＦＲ      底部
ＬＤ１、ＬＤ２      リード
ＬＦ      リードフレーム
ＬＦＰＡＳＳ      換気用通路
ＭＲ      樹脂
ＭＲＯＰ、ＭＲＯＰｒ      開口部
ＭＰＡＳＳ      空気の主通路部
ＯＰＡ      開口部
ＯＰＡＶ、ＯＰＡＶｒ      換気用開口部
ＯＰＣＨＰ１、ＯＰＣＨＰ１ａ      開口部
ＯＰＣＨＰ２、ＯＰＣＨＰ２ａ      開口部
ＯＰＣＨＰｒ      開口部
ＯＰＨＯＵ１      外部連通用開口部
ＰＤ、ＰＤ１〜ＰＤ３      電極パッド
ｐ−ＦＳ      未封止流量センサ
ＰＬＴ      板状構造体
ＴＳＢ      温度センサブリッジ
ＴＡＢ        チップ搭載部
ＴＡＢ１      第一チップ搭載部
ＴＡＢ２      第二チップ搭載部
ＵＭＷ１      仕切壁
ＵＭＷ２      突出部
Ｗ１、Ｗ２      ワイヤ
ＷＬ１      配線
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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