(57)【要約】      （修正有）【課題】センサチップの電極パッドに対するワイヤのボンディング位置を明確にすることにより、ワイヤと他の装置構成部材との干渉を防止することができる測定装置を提供する。【解決手段】配管内に流れる流体の流量を測定する温度センサチップ１２と、測温部２３からチップ外側に向けて延びる電極パッド２４と、電極パッド２４に電気的にボンディングされ、測温部２３から出力された測定信号を温度センサチップ１２の外部に送信するワイヤ１４とを備え、電極パッド２４は、測温部２３から直線状に伸びるストレート部２４ａと、電極パッド２４の先端に形成され、ストレート部２４ａの幅寸法よりも幅広となる幅寸法を有する幅広部２４ｂとを有し、幅広部２４ｂの表面全域を、ワイヤ１４のワイヤボンディング許容領域とする。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被測定部材に測定部を接触させて、当該被測定部材に対して測定を行うセンサチップと、
前記センサチップに設けられ、前記測定部から前記センサチップの外側に向けて延びる電極パッドと、
前記電極パッドに電気的にボンディングされ、前記測定部から出力された測定信号を前記センサチップの外部に送信するワイヤとを備え、
前記電極パッドは、
前記測定部から直線状に伸びるストレート部と、
前記ストレート部の先端側に形成され、前記ストレート部の幅寸法と異なる幅寸法を有する幅変更部とを有し、
前記電極パッドにおける前記幅変更部から前記電極パッドの先端までの表面全域を、前記ワイヤを前記電極パッドにボンディングするときのワイヤボンディング許容領域とする
ことを特徴とする測定装置。
【請求項２】
前記幅変更部は、
前記ストレート部の先端に形成され、前記ストレート部の幅寸法よりも幅広となる幅寸法を有する幅広部であって、
前記幅広部の表面全域を、前記ワイヤボンディング許容領域とする
ことを特徴とする請求項１記載の測定装置。
【請求項３】
前記幅変更部は、
前記ストレート部の先端に形成され、前記ストレート部の幅寸法よりも幅狭となる幅寸法を有する幅狭部であって、
前記幅狭部の表面全域を、前記ワイヤボンディング許容領域とする
ことを特徴とする請求項１記載の測定装置。
【請求項４】
前記幅変更部は、
前記ストレート部の先端側途中部分に形成され、前記ストレート部の幅寸法よりも幅広となる幅寸法を有する境界部であって、
前記境界部から前記ストレート部の先端までの表面全域を、前記ワイヤボンディング許容領域とする
ことを特徴とする請求項１記載の測定装置。
【請求項５】
前記被測定部材は、円形管状部材であって、
前記幅変更部は、前記円形管状部材の径方向において、当該円形管状部材と重ならない位置に配置される
ことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項記載の測定装置。
【請求項６】
前記被測定部材は、流体を流すための円形管状部材であって、
前記センサチップは、流体の流速を測定する熱式のセンサチップである
ことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項記載の測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、センサチップのパッド形状を変更することにより、ワイヤのボンディング位置を明確にするようにした測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、流体の流量を測定する測定装置として、様々な形式のものが提供されている。その中でも、低コスト化や省電力化等を図ることが比較的容易であるという理由から、熱式のものが多く利用され始めている。
【０００３】
熱式の測定装置においては、半導体製造プロセス技術を利用して製造されたセンサチップ（フローセンサ）を、流量測定手段としており、流体によって奪われたヒータ熱が流量に依存して変化するという原理を用いたものとなっている。
【０００４】
そして、このような、熱式の測定装置としては、例えば、特許文献１に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特表２００３−５３２０９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記従来の測定装置においては、配管内を流れる流体の流量を測定することを目的としており、配管の外面にセンサチップを設け、このセンサチップと基板とを、電導性のワイヤによって電気的に接続させている。つまり、ワイヤの一端は、センサチップの電極パッドにボンディングされる一方、ワイヤの他端は、基板のリードにボンディングされることになる。これにより、センサチップの測定部から出力された測定信号は、ワイヤを通じて、基板に送信可能となっている。
【０００７】
ここで、電極パッドは、測定部から、一定の幅で、且つ、直線状に引き出されることが多くある。このため、電極パッドにワイヤの一端をボンディングする場合に、電極パッドが、上述したような、画一的な形状であると、当該電極パッド内のどこの領域に向けて、ワイヤの一端をボンディングすれば良いのかが判らない。これに伴い、ワイヤのボンディング位置を検査する場合においても、電極パッドにおけるワイヤのボンディング許容領域が明確でないため、良否判定を正しく行うことができない。更に、ワイヤのボンディング位置によっては、ワイヤと他の装置構成部材とが干渉してしまうおそれがある。
【０００８】
従って、本発明は上記課題を解決するものであって、センサチップの電極パッドに対するワイヤのボンディング位置を明確にすることにより、ワイヤと他の装置構成部材との干渉を防止することができる測定装置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】
【０００９】
この発明に係る測定装置は、被測定部材に測定部を接触させて、当該被測定部材に対して測定を行うセンサチップと、センサチップに設けられ、測定部からセンサチップの外側に向けて延びる電極パッドと、電極パッドに電気的にボンディングされ、測定部から出力された測定信号をセンサチップの外部に送信するワイヤとを備え、電極パッドは、測定部から直線状に伸びるストレート部と、ストレート部の先端側に形成され、ストレート部の幅寸法と異なる幅寸法を有する幅変更部とを有し、電極パッドにおける幅変更部から電極パッドの先端までの表面全域を、ワイヤを電極パッドにボンディングするときのワイヤボンディング許容領域とするものである。
【発明の効果】
【００１０】
この発明によれば、センサチップの電極パッドに対するワイヤのボンディング位置を明確にすることにより、ワイヤと他の装置構成部材との干渉を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施の形態１に係る測定装置の平面図である。
【図２】図１のII−II矢視断面図である。
【図３】温度センサチップの斜視図である。
【図４】図１のIV−IV矢視断面図である。
【図５】ヒータチップの斜視図である。
【図６】図１のVI−VI矢視断面図である。
【図７】図７Ａは本発明の実施の形態２に係る測定装置の要部拡大図であって、電極パッドに幅狭部を形成したときの拡大図である。図７Ｂは本発明の実施の形態３に係る測定装置の要部拡大図であって、電極パッドに境界部を形成したときの拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、この発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１３】
実施の形態１．
図１に示すように、熱式の測定装置（流量測定装置）は、配管１１、一対のセンサチップ１２，１３、ワイヤ１４、及び、基板１５等を備えている。そして、各チップ１２，１３と基板１５とは、配管１１に接着固定されると共に、導電性のワイヤ１４によって電気的に接続されている。
【００１４】
被測定部材となる配管１１は、その内部流路に流体（気体または液体）を通過可能とする円形管状部材である。この配管１１の材質は、例えば、ガラス、セラミックス、プラスチック、及び、ステンレス等のいずれかである。なお、図１に記載した矢印の方向は、流体の流れ方向を示している。
【００１５】
また、図１、図２、図４、及び、図６に示すように、配管１１の軸方向途中部分には、凹部４１が形成されている。この凹部４１は、配管１１の径方向内側に向けて凹んでいる。そして、凹部４１の底面４１ａは、配管１１の軸方向に延びる平坦面であって、チップ１２，１３を取り付けるためのチップ取付面となっている。
【００１６】
更に、図１示すように、流体流れ方向前後一対のチップ１２，１３は、配管１１内を流れる流体の流量を測定する熱式のフローセンサであって、半導体製造プロセス技術を利用して製造されている。このような、半導体チップとなるセンサチップ１２，１３は、配管１１の外面となる底面４１ａに、当該配管１１の軸方向（流体流れ方向）に沿って順に設けられている。
【００１７】
このとき、流体流れ方向上流側に配置されるセンサチップ１２は、配管１１内を流れる流体の温度を測定する温度センサチップとなっている。一方、流体流れ方向下流側に配置されるセンサチップ１３は、配管１１内を流れる流体に所定の熱量を供給するヒータチップとなっている。以下、センサチップ１２を、温度センサチップ１２と称する一方、センサチップ１３をヒータチップ１３と称して、本実施の形態を説明する。
【００１８】
図２及び図３に示すように、温度センサチップ１２は、例えば、ベース基板２１、絶縁膜２２、測温部（測定部）２３、及び、電極パッド２４等を備えており、基板１５から分離された構造となっている。
【００１９】
具体的に、ベース基板２１の表面は、絶縁膜２２によって覆われている。また、絶縁膜２２の表面中央部には、測温部２３が設けられており、この測温部２３には、電極パッド２４の基端が電気的に接続されている。測温部２３は、配管１１内を流れる流体の温度を測定するものであって、２つの電極パッド２４は、絶縁膜２２の表面上において、測温部２３からチップ外側に向けて延びている。そして、電極パッド２４の先端は、ワイヤ１４を介して、基板１５のリードと電気的に接続されている。
【００２０】
つまり、ワイヤ１４の一端は、電極パッド２４に、第１ボンディング点として、ボンディングされている。一方、ワイヤ１４の他端は、基板１５のリードに、第２ボンディング点として、ボンディングされている。これにより、測温部２３から出力された温度測定信号は、ワイヤ１４を通じて、基板１５に中継された後、当該基板１５から流量測定部（図示省略）に送信される。
【００２１】
ここで、電極パッド２４は、ストレート部２４ａ及び幅広部２４ｂから構成されている。ストレート部２４ａは、温度センサチップ１２の長手方向（配管１１の径方向）に沿って、直線状に延びており、その長さ方向において、一定の幅寸法を有している。また、幅変更部となる幅広部２４ｂは、電極パッド２４の先端に形成されており、その幅広部２４ｂの幅寸法は、ストレート部２４ａの幅寸法よりも幅広となっている。このとき、幅広部２４ｂは、配管１１よりも径方向外側に配置されており、その径方向において、配管１１と重ならない位置に形成されている。
【００２２】
即ち、幅広部２４ｂは、ストレート部２４ａの幅寸法よりも幅広となる幅寸法を有すると共に、配管１１よりも径方向外側に配置される。そして、電極パッド２４においては、上述した形状をなす幅広部２４ｂの表面全域を、ワイヤ１４の一端をボンディングするときのワイヤボンディング許容領域としている。このように、幅広部２４ｂの表面全域を、ワイヤボンディング許容領域とすることにより、ワイヤ１４のボンディング位置を明確にすることができる。
【００２３】
一方、図４及び図５に示すように、ヒータチップ１３は、例えば、ベース基板３１、絶縁膜３２、ヒータ（測定部）３３、及び、電極パッド３４等を備えており、基板１５から分離された構造となっている。
【００２４】
具体的に、ベース基板３１の中央部には、キャビティ３１ａが、当該ベース基板３１をその厚さ方向に貫通するように形成されている。これに対して、ベース基板３１の表面は、絶縁膜３２によって覆われており、この絶縁膜３２の中央部には、断熱性を有する薄膜状のダイヤフラム３２ａが設けられている。即ち、ダイヤフラム３２ａは、キャビティ３１ａの上端開口部全域を、上方から覆っている。
【００２５】
更に、ダイヤフラム３２ａの表面中央部には、ヒータ３３が設けられており、このヒータ３３には、電極パッド３４の基端が電気的に接続されている。ヒータ３３は、配管１１内を流れる流体を一定温度に加熱すると共に、配管１１内を流れる流体の温度を測定するものであって、２つの電極パッド３４は、絶縁膜３２の表面上において、ヒータ３３からチップ外側に向けて延びている。そして、電極パッド２４の先端は、ワイヤ１４を介して、基板１５のリードと電気的に接続されている。
【００２６】
つまり、ワイヤ１４の一端は、電極パッド３４に、第１ボンディング点として、ボンディングされている。一方、ワイヤ１４の他端は、基板１５のリードに、第２ボンディング点として、ボンディングされている。これにより、ヒータ３３から出力された温度測定信号は、ワイヤ１４を通じて、基板１５に中継された後、当該基板１５から流量測定部に送信される。
【００２７】
ここで、電極パッド３４は、ストレート部３４ａ及び幅広部３４ｂから構成されている。ストレート部３４ａは、ヒータチップ１３の長手方向（配管１１の径方向）に沿って、直線状に延びており、その長さ方向において、一定の幅寸法を有している。また、幅変更部となる幅広部３４ｂは、電極パッド３４の先端に形成されており、その幅広部３４ｂの幅寸法は、ストレート部３４ａの幅寸法よりも幅広となっている。このとき、幅広部３４ｂは、配管１１よりも径方向外側に配置されており、その径方向において、配管１１と重ならない位置に形成されている。
【００２８】
即ち、幅広部３４ｂは、ストレート部３４ａの幅寸法よりも幅広となる幅寸法を有すると共に、配管１１よりも径方向外側に配置される。そして、電極パッド３４においては、上述した形状をなす幅広部３４ｂの表面全域を、ワイヤ１４の一端をボンディングするときのワイヤボンディング許容領域としている。このように、幅広部２４ｂの表面全域を、ワイヤボンディング許容領域とすることにより、ワイヤ１４のボンディング位置を明確にすることができる。
【００２９】
従って、電極パッド２４，３４に、ワイヤボンディング許容領域となる幅広部２４ｂ，３４ｂを形成することにより、ワイヤ１４のボンディング位置を明確にすることができるので、当該ワイヤ１４の一端を容易にボンディングすることができる。この場合、本発明に係る測定装置の製造工程においては、各チップ１２，１３と基板１５とをワイヤ１４によって電気的に接続した後、各チップ１２，１３と配管１１とを接着することになるが、その接着過程においては、ボンディングされたワイヤ１４に、配管１１が干渉することはない。つまり、ワイヤ１４を上記ワイヤボンディング許容領域のいずれかの位置にボンディングするだけで、配管１１とワイヤ１４との干渉を防止することができる。
【００３０】
更に、図１、図２、及び、図４に示すように、チップ１２，１３は、接着剤５１によって、配管１１の外面に固定されている。即ち、絶縁膜２２，３２の表面中央部は、接着剤５１によって、凹部４１の底面４１ａに接着されている。このとき、接着剤５１は、測温部２３及びヒータ３３の表面全域と接触するものの、電極パッド２４，３４の幅広部２４ｂ，３４ｂとは接触していない。言い換えれば、幅広部２４ｂ，３４ｂは、絶縁膜２２，３２における接着剤５１との接着部よりも、配管１１の径方向外側に配置されている。
【００３１】
また、図１及び図６に示すように、基板１５の先端には、矩形をなす先端突出部１５ａが形成されている。この先端突出部１５ａは、基板１５の先端中央部からその外側に向けて、配管１１の径方向に突出している。そして、先端突出部１５ａの左右両側（配管１１の軸方向両側）には、基板１５から分離されたチップ１２，１３が、それぞれ配置されている。これにより、先端突出部１５ａは、チップ１２，１３と共に、凹部４１の底面４１ａに接着固定されている。このとき、先端突出部１５ａは、接着剤５２によって、凹部４１の底面４１ａに固定されている。
【００３２】
つまり、基板１５は、先端突出部１５ａのみが、配管１１に接着固定されている。そして、先端突出部１５ａの流体流れ方向上流側には、温度測定機能を有する温度センサチップ１２が設置されている。一方、先端突出部１５ａの流体流れ方向下流側には、熱量供給機能を有するヒータチップ１３が設置されている。
【００３３】
従って、配管１１内を流れる流体の流量を測定する場合には、温度センサチップ１２によって、配管１１内を流れる流体の温度を測定する。これに対して、ヒータチップ１３によって、配管１１内を流れる流体の温度が、温度センサチップ１２によって測定された流体の温度（測定温度）よりも、一定温度高くなるように、流体に熱量を供給する。
【００３４】
即ち、ヒータチップ１３に設定された発熱温度は、温度センサチップ１２によって測定された測定温度に応じて変化することになり、当該ヒータチップ１３は、測定温度と発熱温度との温度差に対応した熱量を、流体に供給する。
【００３５】
そして、ヒータチップ１３が上記熱量を流体に供給するときの電力量は、配管１１内を流れる流体の流量と相関関係があることが、従来から知られている。これにより、流量測定部は、上記電力量に基づいて、配管１１内を流れる流体の流量を算出（測定）することができる。
【００３６】
なお、上述した実施の形態においては、電極パッド２４におけるワイヤボンディング許容領域として、幅変更部となる幅広部２４ｂを形成するようにしているが、ワイヤボンディング許容領域としては、ストレート部２４ａと区別することができれば良く、ストレート部２４ａの幅寸法と異なる幅寸法を有していれば良い。
【００３７】
この点については、実施の形態２，３として、図７Ａ及び図７Ｂを用いて詳細に説明する。但し、以下に記載した図７Ａ及び図７Ｂを用いた説明においては、温度センサチップ１２における２つの電極パッド２４、及び、ヒータチップ１３における２つの電極パッド３４のうち、一方の電極パッド２４を代表して説明している。
【００３８】
実施の形態２．
先ず、図７Ａに示すように、電極パッド２４は、ストレート部２４ａ及び幅狭部２４ｃから構成されている。幅変更部となる幅狭部２４ｃは、電極パッド２４の先端に形成されており、その幅狭部２４ｃの幅寸法は、ストレート部２４ａの幅寸法よりも幅狭となっている。このとき、幅狭部２４ｃは、配管１１よりも径方向外側に配置されており、その径方向において、配管１１と重ならない位置に形成されている。
【００３９】
即ち、幅狭部２４ｃは、ストレート部２４ａの幅寸法よりも幅狭となる幅寸法を有すると共に、配管１１よりも径方向外側に配置される。そして、電極パッド２４においては、上述した形状をなす幅狭部２４ｃの表面全域を、ワイヤ１４の一端をボンディングするときのワイヤボンディング許容領域としている。このように、幅狭部２４ｃの表面全域を、ワイヤボンディング許容領域とすることにより、ワイヤ１４のボンディング位置を明確にすることができる。これにより、ワイヤ１４を上記ワイヤボンディング許容領域のいずれかの位置にボンディングするだけで、配管１１とワイヤ１４との干渉を防止することができる。
【００４０】
実施の形態３．
次に、図７Ｂに示すように、電極パッド２４は、ストレート部２４ａ及び境界部２４ｄから構成されている。幅変更部となる境界部２４ｄは、電極パッド２４の先端側（ストレート部２４ａの先端側途中部分）に形成されており、その境界部２４ｄの幅寸法は、ストレート部２４ａの幅寸法よりも幅広となっている。このとき、境界部２４ｄは、配管１１よりも径方向外側に配置されており、その径方向において、配管１１と重ならない位置に形成されている。
【００４１】
即ち、境界部２４ｄは、ストレート部２４ａの幅寸法よりも幅広となる幅寸法を有すると共に、配管１１よりも径方向外側に配置されている。そして、電極パッド２４は、上述した形状をなす境界部２４ｄから、ストレート部２４ａの先端までの表面全域を、ワイヤ１４の一端をボンディングするときのワイヤボンディング許容領域としている。このように、境界部２４ｄを境界として、当該境界部２４ｄを含んだその先端側表面全域を、ワイヤボンディング許容領域とすることにより、ワイヤ１４のボンディング位置を明確にすることができる。これにより、ワイヤ１４を上記ワイヤボンディング許容領域のいずれかの位置にボンディングするだけで、配管１１とワイヤ１４との干渉を防止することができる。
【００４２】
以上より、本発明に係る測定装置によれば、ストレート部２４ａと区別できる幅広部２４ｂ、幅狭部２４ｃ、及び、境界部２４ｄを形成すると共に、ストレート部３４ａと区別できる幅広部３４ｂを形成することにより、電極パッド２４，３４におけるワイヤボンディング許容領域を判別し易くすることができる。従って、チップ１２，１３の電極パッド２４，３４に対するワイヤ１４のボンディング位置を明確にすることができ、上記ワイヤボンディング許容領域内に、ワイヤ１４のボンディング位置を設定することにより、配管１１とワイヤ１４との干渉を防止することができる。
【００４３】
また、ワイヤ１４のボンディング時において、電極パッド２４，３４の表面上に異物が付着している場合には、その異物を除去する必要がある。これに対して、上述したように、電極パッド２４，３４にワイヤボンディング許容領域を設定することにより、そのワイヤボンディング許容領域のみに異物が付着した場合に、その異物を除去すれば良い。これにより、電極パッド２４，３４に対するワイヤボンディング作業の効率化を図ることができる。
【００４４】
なお、本願発明は、その発明の領域内において、実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは、実施の形態の任意の構成要素の省略が可能である。
【符号の説明】
【００４５】
１１  配管
１２  温度センサチップ
１３  ヒータチップ
１４  ワイヤ
１５  基板
１５ａ  先端突出部
２１  ベース基板
２２  絶縁膜
２３  測温部
２４  電極パッド
２４ａ  ストレート部
２４ｂ  幅広部
２４ｃ  幅狭部
２４ｄ  境界部
３１  ベース基板
３１ａ  キャビティ
３２  絶縁膜
３２ａ  ダイヤフラム
３３  ヒータ
３４  電極パッド
３４ａ  ストレート部
３４ｂ  幅広部
４１  凹部
４１ａ  底面
５１，５２  接着剤
【図１】
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【図２】
2019027881.tif 000004
【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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