(57)【要約】【課題】機械的研磨処理以外の技術で電極と導電性接着剤との接触抵抗を低くすることのできる回路基板およびセンサを提供する。【解決手段】回路基板５０は、電気回路を含み、一方の面に各凹部１４が形成される基板１０と、各凹部１４内のいずれかに配置され、前述の電気回路に接続される各電極２０と、各電極２０上のいずれかに形成される各スタットバンプ３０と、各スタッドバンプ３０のいずれかに各リードピン８０を接続させるための導電性接着剤４０と、を備える。【選択図】図１
2015141948.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気回路を含み、一方の面に凹部が形成される基板と、
前記凹部内に配置され、前記電気回路に接続される電極と、
前記電極上に形成されるスタットバンプと、
前記スタッドバンプに配線を接続させるための導電性接着剤と、を備える、
回路基板。
【請求項２】
前記導電性接着剤は、前記凹部に充填される、
前記請求項１に記載の回路基板。
【請求項３】
前記基板は、ガラス製の基板である、
前記請求項１または２に記載の回路基板。
【請求項４】
前記請求項１ないし３のいずれかに記載の回路基板を備える、
センサ。
【請求項５】
前記回路基板を設置するための台座をさらに備える、
請求項４に記載のセンサ。
【請求項６】
前記回路基板と前記台座との間に介在する封止部材をさらに備える、
請求項５に記載のセンサ。
【請求項７】
前記センサは、フローセンサである、
請求項４ないし６のいずれかに記載のセンサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明に係るいくつかの態様は、外部配線などとの接続用の電極を備えた回路基板およびセンサに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電気回路基板や半導体回路基板の表面に電子部品を実装したり、基板と外部との電気的接続をしたりする場合に、内部回路に接続された電極（電極パッドまたは導電膜)を基板上に形成し、この電極に超音波ボンディングやハンダ付けなどの接続手段を介して電子部品、リード線、接続端子などを取り付けている。近年、このような電極と電子部品、電極と外部配線などの他の接続手段として導電性接着剤が注目されている。
【０００３】
導電性接着剤は電気を流す接着剤である。導電性接着剤が電極と部材間の電気的接続に用いられた場合、測定される電気抵抗は、導電性接着剤そのものの抵抗と、電極と導電性接着剤との接触界面における接触抵抗（接続抵抗）と、の合成抵抗になる。したがって、導電性接着剤自体の体積抵抗率が低いばかりでなく、電極と導電性接着剤相互間の接触抵抗も低いことが重要となる。
【０００４】
そこで、例えば、電極の表面を粗面化することによって電極の表面積を増やし、導電粒子と電極との接触面積を増加して接触抵抗を低下させることが知られている（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２００２−３４４１２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
一般に、温度、気圧、撓み、電圧、電流などのパラメータを検出するセンサなどでは、検出素子の出力を精密に測定する必要がある。検出素子や配線などの電気的接続において導電性接着剤を使用する場合には接触抵抗を可及的に低い状態としかつ接触抵抗値のばらつきも少ないことが望まれる。
【０００７】
しかしながら、電極の表面を粗面化するのは手間が掛かる。例えば、前述した特許文献１では、電極の表面をサンドペーパーで擦ることによって粗面を形成して実験データを得ているが、手作業では粗面に凹凸のばらつきが生じやすく、基板を大量生産する場合には必ずしも適当な手法ではない。
【０００８】
また、センサなどを半導体プロセス技術によって製造している場合には、一連とすべき製造過程の途中で、環境が異なる別の場所（例えば、機械加工の工場）に回路基板を移動させて回路基板の電極部分に機械的研磨処理を施し、再度製造ラインに戻すことになり、好ましくない。
【０００９】
本発明のいくつかの態様は前述の問題に鑑みてなされたものであり、機械的研磨処理以外の技術で電極と導電性接着剤との接触抵抗を低くすることのできる回路基板およびセンサを提供することを目的の１つとする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の一態様である回路基板は、電気回路を含み、一方の面に凹部が形成される基板と、凹部内に配置され、前述の電気回路に接続される電極と、電極上に形成されるスタットバンプと、スタッドバンプに配線を接続させるための導電性接着剤と、を備える。
【００１１】
本発明の一態様であるセンサは、前述した回路基板を備える。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の回路基板およびセンサの一態様によれば、回路基板が、電極上に形成されるスタッドバンプと、当該スタッドバンプに配線を接続させるための導電性接着剤と、を備える。これにより、電極に機械的研磨処理を行うことなく、導電性接着剤との接触抵抗を低下させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】第１実施形態におけるセンサの一例を説明する側方断面図である。
【図２】図１に示したセンサの上面図である。
【図３】図２に示したＩＩ−ＩＩ線矢視方向断面図である。
【図４】図１に示したセンサの製造方法の一例を説明する側方断面図である。
【図５】図１に示したセンサの製造方法の一例を説明する側方断面図である。
【図６】図１に示したセンサの製造方法の一例を説明する側方断面図である。
【図７】図１に示したセンサの製造方法の一例を説明する側方断面図である。
【図８】図１に示したセンサの製造方法の一例を説明する側方断面図である。
【図９】図１に示したセンサの製造方法の一例を説明する側方断面図である。
【図１０】図１に示したセンサの製造方法の一例を説明する側方断面図である。
【図１１】図１に示したセンサの製造方法の一例を説明する側方断面図である。
【図１２】第２実施形態におけるセンサの一例を説明する斜視図である。
【図１３】図１２に示したセンサの側方断面図である。
【図１４】図１２に示したセンサの製造方法の一例を説明する側方断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下に本発明の実施形態を説明する。以下の図面の記載において、同一または類似の部分には同一または類似の符号で表している。但し、図面は模式的なものである。したがって、具体的な寸法などは以下の説明を照らし合わせて判断するべきものである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。なお、以下の説明において、図面の上側を「上」、下側を「下」、左側を「左」、右側を「右」という。
【００１５】
（第１実施形態）
図１ないし図１１は、本発明の回路基板およびセンサの第１実施形態を示すためのものである。図１は、第１実施形態におけるセンサの一例を説明する側方断面図である。図１に示すように、センサ１００は、回路基板５０を含んで構成される。
【００１６】
回路基板５０は、基板１０と、電極２０と、スタッドバンプ３０と、導電性接着剤４０と、を備える。回路基板５０は、リードピン（接続線）８０を介して、他の回路基板や他の電気機器と電気的に接続可能である。
【００１７】
基板１０は、電気回路（図示省略）を含む。電気回路は、例えば、抵抗素子（抵抗器）、インダクタ（コイル）、キャパシタ（コンデンサ）、トランジスタ、などの各種の電気部品（電気素子）や、配線パターンなどを含んで構成される。具体的には、電気回路は、後述する検出部１１ａを含んで構成される。
【００１８】
また、基板１０は、例えば、第１基板１２および第２基板１３を含んで構成される。基板１０は、一方の面（図１において下面）に、他の部分よりへこんで（くぼんで）いる凹部１４が形成されている。凹部１４は、第２基板１３の一方の面（図１において下面）から他方の面（図１において上面）まで貫通している。一方、第１基板１２の一方の面（図１において下面）には、前述した検出部１１ａを有する電気回路（図示省略）と、電極２０と、が設けられている。第１基板１２の一方の面（図１において下面）と第２基板１３の他方の面（図１において上面）とは接合されている。
【００１９】
各電極２０は、パッド形状（薄膜形状）を有しており、例えば、金（Ａｕ）、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、または、それらの合金などの導電性材料で構成される。各電極２０は、第１基板１２と第２基板１３とが接合されたときに、凹部１４内に配置される。また、各電極２０は、前述した電気回路の配線パターンなどに電気的に接続されている。
【００２０】
本実施形態では、各電極２０が前述した電気回路とは別に設けられる例を示したが、これに限定されない。各電極２０は、前述した電気回路に接続していれば足り、例えば、前述した電気回路が有するもの、つまり、前述した電気回路の一部であってもよい。
【００２１】
各スタッドバンプ３０は、２段突起形状のバンプである。各スタッドバンプ３０は、電極２０上に形成され、各スタッドバンプ３０の底面は電極２０に電気的に接続される。
【００２２】
ここで、例えば、後述するガラス製の基板などに形成された電極は、鏡面を有することになるため、当該電極上に導電性接着剤を用いることは適切ではない。これに対し、スタッドバンプは、電極が鏡面を有する場合でも、電極上に好適に用いることができる。また、スタッドバンプ以外のバンプ、例えば、メッキバンプは、基本的に導電性材料の基板にのみ形成することができるので、ガラス製の基板には形成することができないのに対し、スタッドバンプは、基板の材料を問わずに形成することができるという特徴を有し、ガラス製の基板にも形成することができる。さらに、メッキバンプは、電極以外に金属が付着しないようにマスキングするマスキング工程が必要であるのに対し、スタッドバンプは、マスキング工程は不要であり、形成工程が簡易であるという特徴を有する。
【００２３】
導電性接着剤４０は、スタッドバンプ３０にリードピン８０を電気的に接続させるためのものである。導電性接着剤４０は、例えば、接着剤中に電気の流路を形成する導電性フィラー（充填材）をバインダーに分散したものである。
【００２４】
導電性接着剤４０の導電性フィラーとしては、主に銀粉が使用され、他には、金粉、銅粉、ニッケル粉、アルミ粉、メッキ粉、カーボン粉、グラファイト粉などが使用される。代表的なフィラーの形状は、粒状、フレーク（簿片）状、などである。導電性接着剤４０のバインダーは、体積収縮によって硬化物内部の導電性フィラーの接続と同時に被着体、つまり、スタッドバンプ３０との接着を図るものである。バインダーとしては、例えば、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂、ウレタン樹脂、その他の熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂が使用される。
【００２５】
スタッドバンプ３０の材料は、導電性接着剤４０の導電性フィラーとの組合せや相性などを考慮して選択される。異種金属間の接触においてガルバニック腐食を抑制するために、両金属の腐食電位差が小さくなるように材料を選択する必要があるからである。例えば、導電性接着剤４０の導電性フィラーとして銀（Ａｇ）を用いる場合、スタッドバンプ３０として、銀との腐食電位差が小さくなる金（Ａｕ）、銅（Ｃｕ）などの貴金属を選択することが望ましい。
【００２６】
各リードピン８０は、細長いピン状（棒状、針状）の導電性部材であり、例えば、コバール、Ｆｅ−Ｎｉ合金、ステンレス鋼（ＳＵＳ）、銅（Ｃｕ）などの材料で構成される。スタッドバンプ３０の場合と同様に、導電性接着剤４０とのガルバニック腐食を抑制するために、各リードピン８０の外側表面には、金めっきや銅めっきなどが施される。各リードピン８０の長手方向（図１において上下方向）は、基板１０の厚さよりも長く、より好ましくは、基板１０の厚さより十分に長い長さを有する。各リードピン８０の一端部（図１において上端部）は、導電性接着剤４０を介してスタッドバンプ３０の一つに接続する。一方、各リードピン８０の他端部（図１において下端部）は、回路基板５０の各凹部１４から突出している。これにより、回路基板５０を、他の回路基板や他の電気機器に、容易に接続させることができる。
【００２７】
なお、リードピン８０の数は、電極２０の数と同じであっても異なっていてもよい。
【００２８】
ここで、従来の回路基板のように、電極２０上に導電性接着剤４０を塗布し、電極２０とリードピン８０とを直接接続させた場合には、電極２０とリードピン８０との間に導電性接着剤４０のバインダーが存在し、相対的に抵抗値が高くなっていた。
【００２９】
そこで、本発明者は、電極２０と導電性接着剤４０との間にスタッドバンプ３０を介在させることで、抵抗値が相対的に低くなることを見出した。この要因の一つとして、スタッドバンプ３０の材料である金や銅が、スタッドバンプ３０の形成工程において一度溶融した後に凝固することで、スタッドバンプ３０の表面に微細な凹凸を形成するため、導電性接着剤４０との接触面積が増加し、スタッドバンプ３０と導電性接着剤４０との間の接触抵抗が低下するものと考えられる。
【００３０】
図１に示すように、導電性接着剤４０は、各凹部１４に充填されることが好ましい。これにより、スタッドバンプ３０が形成される各凹部１４が、導電性接着剤４０で満たされる。
【００３１】
一般に、スタッドバンプは、高さにバラツキが生じることがあり、リードピンなどの配線と接続する際に接続不良となるおそれがある。このため、スタッドバンプを形成する場合には、スタッドバンプを所望の高さにするために、スタッドバンプの高さを調整するレベリング工程が行われる。
【００３２】
これに対し、本実施形態の回路基板５０では、導電性接着剤４０を各凹部１４に充填することにより、各スタッドバンプ３０の高さにバラツキが生じる場合でも、各凹部１４の高さ（深さ）によって当該バラツキを吸収することが可能であるため、導電性接着剤４０によって、各スタッドバンプ３０と各リードピン８０とを導通させることができる。
【００３３】
次に、図１に示したセンサ１００の一例として、例えば、流体の速度（流速）を検出可能なフローセンサについて、説明する。
【００３４】
図２は、図１に示したセンサ１００の上面図であり、図３は、図２に示したＩＩ−ＩＩ線矢視方向断面図である。なお、図１は、図２に示したＩ−Ｉ線矢視方向断面図ある。また、図２において、一点鎖線は第１基板１２に設けられ（形成され）ていることを表し、破線は第２基板１３に設けられ（形成され）ていることを表すものとする。
【００３５】
図２に示すように、検出部１１ａは、第１基板１２の中央部に設けられており、流体を加熱するヒータ（抵抗素子）１１ｂと、このヒータ１１ｂによって生ずる流体の温度差を測定するように構成された測温ユニット、つまり、一組の温度センサ（抵抗素子）１１ｃ，１１ｄと、を含んで構成される。これにより、流体の温度差から当該流体の速度（流速）を検出可能な熱式のフローセンサを容易に実現（構成）することができる。
【００３６】
図２および図３に示すように、温度センサ１１ｃ，１１ｄは、第１基板１２においてヒータ１１ｂを挟んでヒータ１１ｂの両側（図２において上側と下側、図３において左側と右側）に、それぞれ設けられる。また、第１基板１２には、流体の温度を検出する周囲温度センサ（抵抗素子）１１ｅが設けられている。
【００３７】
このような構成を備えるセンサ１００は、例えば図２および図３中にブロック矢印で示すように、測定対象である流体、例えばガス（気体）の流通する方向に沿って、温度センサ１１ｃ、ヒータ１１ｂ、および温度センサ１１ｄが順に並ぶように配置される。この場合、温度センサ１１ｃは、ヒータ１１ｂよりも上流側（図２において上側、図３において左側）に設けられた上流側温度センサとして機能し、温度センサ１１ｄは、ヒータ１１ｂよりも下流側（図２において下側、図３において右側）に設けられた下流側温度センサとして機能する。このように、ヒータ１１ｂに対して上流側に温度センサ１１ｃを配置し、下流側に温度センサ１１ｄを配置することにより、ヒータ１１ｂに対して上流の流体の温度と下流の流体の温度とをそれぞれ測定することができ、ヒータ１１ｂによって生ずる流体の温度差を、容易に測定することができる。
【００３８】
第１基板１２および第２基板１３において、検出部１１ａが設けられる部分は、後述するように、熱容量が小さいダイアフラムを構成する。周囲温度センサ１１ｅは、センサ１００が設置される管路（図示省略）を流通する流体の温度を検出する。ヒータ１１ｂは、周囲温度センサ１１ｅが検出した流体の温度よりもヒータ１１ｂの温度が一定温度高くなるように、駆動される。上流側温度センサ１１ｃは、ヒータ１１ｂよりも上流側の温度を検出するのに用いられ、下流側温度センサ１１ｄは、ヒータ１１ｂよりも下流側の温度を検出するのに用いられる。
【００３９】
ここで、管路内の流体が静止している場合、ヒータ１１ｂで加えられた熱は、上流方向および下流方向へ対称的に拡散する。したがって、上流側温度センサ１１ｃおよび下流側温度センサ１１ｄの温度は等しくなり、上流側温度センサ１１ｃおよび下流側温度センサ１１ｄの電気抵抗は等しくなる。これに対し、管路内の流体が上流から下流に流れている場合、ヒータ１１ｂで加えられた熱は、下流方向に運ばれる。したがって、上流側温度センサ１１ｃで検出される温度よりも、下流側温度センサ１１ｄで検出される温度が高くなる。
【００４０】
このような温度差は、上流側温度センサ１１ｃの電気抵抗と下流側温度センサ１１ｄの電気抵抗との間に差を生じさせる。下流側温度センサ１１ｃの電気抵抗値と上流側温度センサ１１ｄの電気抵抗値との差は、管路内の流体の速度や流量と相関関係がある。そのため、下流側温度センサ１１ｄの電気抵抗値と上流側温度センサ１１ｃの電気抵抗値との差を基に、管路を流通する流体の速度（流速）や流量を算出することができる。
【００４１】
図３に示すように、本実施形態では、センサ１００の上を流体が流通し、センサ１００が流体の速度（流速）を算出（測定）して検出する。よって、センサ１００において、第１基板１２の他方の面（図３において上面）が回路基板５０の検出面（表面）であり、第２基板１３の一方の面（図３において下面）が回路基板５０の検出面（表面）とは反対側の面（裏面）となる。
【００４２】
図２に示すように、ヒータ１１ｂ、上流側温度センサ１１ｃ、および下流側温度センサ１１ｄのぞれぞれは、第１基板１２に設けられた配線パターンを介して、６つの電極２０のいずれかに接続している。
【００４３】
本実施形態では、図１ないし図３において、回路基板５０が６つの電極２０を備える例を示したが、これに限定されない。電極２０の数は、６つ未満、または７つ以上であってもよい。
【００４４】
また、６つの電極２０のそれぞれは、第２基板１３に形成された６つの凹部１４のそれぞれに配置される。
【００４５】
本実施形態では、図１ないし図３において、基板１０に６つの凹部１４が形成される例を示したが、これに限定されず、６つ未満、または、７つ以上であってもよい。また、凹部１４の平面形状は、図２に示すように、円形である場合に限定されず、例えば、矩形、楕円形など、他の形状であってもよい。さらに、凹部１４の断面形状は、図１に示すように、台形である場合に限定されず、例えば、矩形など、他の形状であってもよい。
【００４６】
図１および図３に示すように、第２基板１３の一方の面（図１および図３において下面）には、第１基板１２に設けられた検出部１１ａに対応する位置に、他の部分よりへこんで（くぼんで）いる凹部１５が形成されている。これにより、第１基板１２の他方の面（図１および図３において上面）および第２基板１３の凹部１５を所定の厚さに設定することで、検出部１１ａが所望の検出感度を維持しつつ（保ちつつ）、検出部１１ａを覆う部分は、流体に含まれるゴミや塵などのダストが衝突したときに、検出部１１ａを保護し得る機械的強度を備えることができる。また、検出部１１ａを覆う部分は、基板１０の他の部分と比較して、熱容量の小さいダイアフラムを形成することできる。
【００４７】
図２および図３に示すように、第１基板１２および第２基板１３には、検出部１１ａを挟んで検出部１１ａの両側（図２において上側と下側、図３において左側と右側）に一組の貫通孔１６，１７が形成されている。図３に示すように、貫通孔１６，１７は、第１基板１２の他方の面（図３において上面）から第２基板１３の一方の面（図３において下面）まで貫通し、第１基板１２の上面側、すなわち、回路基板５０の検出面（表面）側と、第２基板１３の下面に設けられた凹部１５とを連通している。また、貫通孔１６は検出部１１ａに対して上流側（図２において上側、図３において左側）に配置されて上流側貫通孔として機能し、貫通孔１７は検出部１１ａに対して下流側（図２において下側、図３において右側）に配置されて下流側貫通孔として機能する。このように、第１基板１２および第２基板１３に上流側貫通孔１６と下流側貫通孔１７とを形成することにより、検出部１１ａを覆う部分、すなわち、ダイアフラムを熱絶縁することができるとともに、センサ１００において、第１基板１２の上面、すなわち、回路基板５０の検出面（表面）側における圧力と、第２基板１３の下面、すなわち、回路基板５０の検出面（表面）とは反対側の面（裏面）側における圧力との差（差圧）を小さくすることができる。
【００４８】
第１基板１２および第２基板１３の母材としては、例えば、ステンレス鋼（ＳＵＳ）、シリコン（Ｓｉ）、アルミナセラミックス、ガラス、サファイア、インコネル、アルミナなどが挙げられる。
【００４９】
また、第１基板１２および第２基板１３の材料は、所定の腐食性物質、例えば、ＳＯｘ、ＮＯｘ、Ｃｌ2、ＢＣｌ3などを含有するガス（気体）や、硫酸や硝酸を含む薬液（液体）などに対して耐食性を有するものが好ましい。具体的には、腐食性物質がＣｌ2、ＢＣｌ3などの塩素（Ｃｌ）を含む場合、シリコン（Ｓｉ）は、この腐食性物質に対して耐食性を有さない（耐食性が低い）ため、第１基板１２および第２基板１３の材料として用いるのは適切ではない。一方、腐食性物質が塩素（Ｃｌ）を含まないＳＯｘ、ＮＯｘなどである場合、シリコン（Ｓｉ）はこの腐食性物質に対して耐食性を有する（耐食性が高い）ので、第１基板１２および第２基板１３の材料として好適に用いることができる。これにより、第１基板１２の一方の面（図１において下面）と第２基板１３の一方の面（図１において上面）とが接合されていることと相俟って、腐食性物質に対して基板１０を露出する（さらす）場合に、センサ１００の耐食性を高めることができる。
【００５０】
特に、第１基板１２および第２基板１３は、ガラス製基板であることが好ましい。ここで、ガラス製の基板は、他の基板、例えば、シリコン製の基板などと比較して、熱伝導率は低く、エッチングに加えてドリルなどを用いた微細加工も可能である、という特徴を有する。よって、第１基板１２および第２基板１３がガラス製基板であることにより、電気回路を含み、一方の面に凹部１４が形成される基板１０を、容易に実現（構成）することができるとともに、基板１０の温度上昇を抑制することができるセンサ１００を容易に実現（構成）することができる。
【００５１】
なお、第１基板１２および第２基板１３は、同一材料であってもよいし、異なる材料であってもよい。
【００５２】
次に、図１に示したセンサ１００の製造方法の一例を説明する。
【００５３】
図４ないし図１１は、図１に示したセンサ１００の製造方法の一例を説明する側方断面図である。なお、図４ないし図１１は、図２に示したＩ−Ｉ線矢視方向断面図である。最初に、図４に示すように、第１基板１２の元となる部材として板状の第１ウエハＡを用意する。第１ウエハＡは、例えば、５００［μｍ］程度の厚さを有している。
【００５４】
次に、図５に示すように、第１ウエハＡの一方の面（図５において上面）に、スパッタリング法、ＭＯＣＶＤ法、真空蒸着法などの方法により、白金（Ｐｔ）、金（Ａｕ）、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）などの金属を付着させ、検出部１１ａを含む電気回路を構成する各要素を形成（パターニング）する。また、同様の方法により、検出部１１ａを挟んだ両側（右側と左側）に、各電極２０を形成（パターニング）するとともに、電気回路と各電極２０とを接続する配線パターンを形成（パターニング）する。
【００５５】
次に、第２基板１３の元となる部材として、第１ウエハＡと同様に、板状の第２ウエハＢを用意し、図６に示すように、第２ウエハＢの一方の面（図６において上面）の中央部に、ドリルなどを用いた機械加工により座ぐりのような凹みを形成する。これにより、図１および図３に示した基板１０の凹部１５が形成される。また、第２ウエハＢにおいて、後述する第１ウエハＡと第２ウエハＢとの接合の際に第１ウエハＡに設けられた各電極２０に対応する位置に、貫通孔を形成する。これにより、図１に示した基板１０の凹部１４が形成される。同様に、第２ウエハＢにおいて、第１ウエハＡと第２ウエハＢとの接合の際に第１ウエハＡに設けられた電気回路の検出部１１ａおよび配線パターンに対応する位置に、それぞれ座ぐりのような所定の深さの凹みを形成する。これにより、第１ウエハＡと第２ウエハＡとの接合時に、第１ウエハＡに設けられた検出部１１ａおよび配線パターンによって段差が生じて接合不良となるのを防止することができる。なお、後述する第１ウエハＡと第２ウエハＢとの接合に、耐食性の接着剤を用いる場合には、配線パターンに対応する位置に座ぐりを形成する必要はない。
【００５６】
次に、図７に示すように、図５に示す第１ウエハＡの上面に、図６に示す第２ウエハＢの下面を載置し、第１ウエハＡの上面と第２ウエハＢの下面とを接合する。これにより、第１ウエハＡの上面に設けられた検出部１１ａは、第１ウエハＡおよび第２ウエハＢによって被覆される。
【００５７】
接合方法としては、例えば、拡散接合、アルゴン（Ａｒ）などの不活性ガスを用いたイオンビームを接合する両面に照射して活性化してから接合する表面活性化接合（常温接合）、金や銀などのろう材を接合する両面に付けてから接合するろう付け、陽極接合、耐食性の接着剤を使用した接着などが挙げられる。
【００５８】
なお、本出願における「接合」という用語は、物と物とをつなぎ合わせる広義の接合を意味し、接着やろう付けなどを含む概念である。よって、「接合」という用語は、接着剤を用いる方法を除外する意味ではない。
【００５９】
次に、図８に示すように、第１ウエハＡにおいて検出部１１ａおよび電極２０が設けられた面（図８において上面）と反対の面（図８において下面）を研磨し、図８において破線で示す部分を削り、第１ウエハＡを所定の厚さに調整する。調整後の第１ウエハＡの厚さは、例えば、５０［μｍ］程度である。
【００６０】
このようにして、電気回路を含み、一方の面（図８において上面）に凹部１４が形成された基板１０と、凹部１４内に配置され、基板１０の電気回路に接続される電極２０とが製造（形成）される。
【００６１】
この基板１０では、検出部１１ａが第１基板１２の一方の面（図８において上面）に設けられ、第１基板１２の一方の面（図８において上面）と第２基板１３の他方の面（図８において下面）とが接合されるので、検出部１１ａは、第１基板１２と第２基板１３との間に配置される。これにより、検出部１１ａが外部に対して露出する（曝される）ことがない。また、第１基板１２と第２基板１３との間から所定の腐食性物質が浸食（侵入）するのを防止することが可能となる。
【００６２】
また、研磨により第１基板１２の厚さが調整され、第２基板１３の一方の面（図８において上面）において、第１基板１２に設けられた検出部１１ａに対応する位置に、凹部１５が形成されるので、検出部１１ａを被覆する部分は、第１基板１２および第２基板１３の他の部分と比較して、厚さが薄くなる。これにより、検出部１１ａを被覆する部分は、熱容量の小さいダイアフラムを形成することができる。さらに、このダイアフラム部分は、チップ全体または局所的にウェットエッチング法、ドライエッチング法を施すことにより、厚さを薄くすることができ、例えば、１０〜１００［μｍ］程度の厚さにすることができる。
【００６３】
次に、図９に示すように、各電極２０の上に、例えば、キャピラリを用いてボールボンディング法により、スタッドバンプ３０を形成する。
【００６４】
次に、図１０に示すように、各凹部１４に導電性接着剤４０を注入し、導電性接着剤４０が各凹部１４に充填される。
【００６５】
次に、図１１に示すように、導電性接着剤４０が充填された各凹部１４にリードピン８０を挿入する。そして、導電性接着剤４０を所定温度で所定時間加熱して導電性接着剤４０に含まれるバインダーを硬化、収縮させ、各凹部１４に挿入されたリードピン８０を固定する。
【００６６】
最後に、図１１に示す基板１０を上下逆さまに配置し、図１に示した回路基板５０、およびこの回路基板５０を備えるセンサ１００が製造される。
【００６７】
この回路基板５０では、導電性接着剤４０が凹部１４に充填されるので、この凹部１４にリードピン８０を挿入すれば、導電性接着剤４０によって、スタッドバンプ３０とリードピン８０とを導通させることができる。したがって、リードピン８０の正確な位置あわせや高さあわせを行う必要がない。
【００６８】
本実施形態では、センサ１００の一例としてフローセンサを示したが、これに限定されない。センサ１０は、所定の物理量を検出可能なものであれば、例えば、温度センサ、圧力センサ、湿度センサ、ジャイロセンサ、加速度センサ、光センサ、位置センサなどの他の種類のセンサであってもよい。
【００６９】
また、本実施形態では、基板１０が第１基板１２および第２基板１３を含んで構成される例を示したが、これに限定されない。基板１０は、電気回路を含み、一方の面に凹部１４が形成されていれば、１つの基板、または、３つ以上の基板で構成されていてもよい。
【００７０】
このように、本実施形態における回路基板５０およびセンサ１００によれば、回路基板５０が、電極２０上に形成されるスタッドバンプ３０と、当該スタッドバンプ３０とリードピン８０とを接続させる導電性接着剤４０と、を備える。これにより、電極２０に機械的研磨処理を行うことなく、導電性接着剤４０との接触抵抗を低下させることが可能となる。
【００７１】
（第２実施例）
図１２ないし図１４は、本発明のセンサの第２実施形態を示すためのものである。なお、特に記載がない限り、前述した第１実施形態と同一構成部分は同一符号をもって表し、その説明を省略する。また、図示しない構成部分は、前述した第１実施形態と同様とする。
【００７２】
図１２は、第２実施形態におけるセンサ１００Ａの一例を説明する斜視図である。図１２に示すように、本実施形態におけるセンサ１００Ａは、第１実施形態と同様の構成を備える回路基板５０と、回路基板５０を設置するためのヘッダー（台座）６０を備える。これにより、チップ状の回路基板５０（ダイ）をヘッダー６０（ダイパッド）に設置（ダイボンディング）することができ、パッケージング（パッケージ化）されたセンサ１００Ａを容易に実現（構成）することが可能となる。
【００７３】
図１３は、図１２に示したセンサ１００Ａの側方断面図である。図１３に示すように、ヘッダー６０は、例えば、筒体状の形状を有しており、ヘッダー６０には、信号孔６１が形成されている。各信号孔６１は、回路基板５０がヘッダー４０の上面に設置されたときに、基板１０の各凹部１４に対応する位置に配置されている。
【００７４】
ヘッダー６０の下端部には、外側（図１３において左右両側）に屈曲した環状の外フランジ６２が一体に形成されている。外フランジ６２は、例えば、流体が流通する管路（図示両略）の内壁に、シール部材などを介して内面が密接される。これにより例えば、ねじや溶接などにより、ヘッダー６０が管路に固定される。
【００７５】
センサ１００Ａは、封止部材７０をさらに備える。封止部材７０は、例えば、封止樹脂であり、回路基板５０とヘッダー６０との間に介在する。これにより、回路基板５０とヘッダー６０との間から、例えば、流体などが浸食（侵入）するのを防止することが可能となる。
【００７６】
ヘッダー６０の材料には、例えば、ステンレス鋼、ハステロイ（登録商標）、インコネル、ステライト（登録商標）など、例えば、ＳＯｘ、ＮＯｘ、Ｃｌ2、ＢＣｌ3などを含有するガス（気体）や、硫酸や硝酸を含む薬液（液体）などの腐食性物質に対して耐食性を有するものが好ましい。これにより、腐食性物質に対してヘッダー６０を露出する（さらす）場合に、センサ１００Ａの耐食性を高めることができる。
【００７７】
また、封止樹脂７０の材料についても、同様に、腐食性物質に対して耐食性を有するものが好ましい。これにより、例えば、ＳＯｘ、ＮＯｘ、Ｃｌ2、ＢＣｌ3などを含有するガス（気体）や、硫酸や硝酸を含む薬液（液体）などの所定の腐食性物質にヘッダー６０を露出する（さらす）場合に、回路基板５０とヘッダー６０との間から、所定の腐食性物質が浸食（侵入）するのを防止することができる。
【００７８】
センサ１００Ａは、リードピン８０をさらに備える。各リードピン８０は、細長いピン状（棒状、針状）の導電性部材であり、例えば、コバール、Ｆｅ−Ｎｉ合金、ステンレス鋼（ＳＵＳ）、銅（Ｃｕ）などの材料で構成される。スタッドバンプ３０の場合と同様に、導電性接着剤４０とのガルバニック腐食を抑制するために、各リードピン８０の外側表面には、金めっきや銅めっきなどが施される。各リードピン８０の長手方向（図１３において上下方向）は、基板１０の厚さよりも長く、より好ましくは、基板１０の厚さより十分に長い長さを有する。各リードピン８０の一端部（図１３において上端部）は、導電性接着剤４０を介して６つのスタッドバンプ３０のいずれかに接続する。一方、各リードピン８０の他端部（図１３において下端部）は、ヘッダー６０の信号孔６１を貫通し、回路基板５０の凹部１４から突出している。これにより、センサ１００Ａの回路基板５０を、他の回路基板や他の電気機器に、容易に接続させることができる。
【００７９】
本実施形態では、図１２において、センサ１００Ａが、リードピン８０を電極２０の数と同じ６つ備える例を示したが、これに限定されず、リードピン８０の数は、電極２０と異なっていてもよい。
【００８０】
また、本実施形態では、図１３において、ヘッダー６０に２つの信号孔６１が形成される例を示したが、これに限定されず、１つ、または、３つ以上の複数であってもよい。また、信号孔６１の断面形状は、矩形である場合に限定されず、例えば、台形、凸形状など、他の形状であってもよい。
【００８１】
さらに、本実施形態では、図１２および図１３において、ヘッダー６０と各リードピン８０とが別々の部材である例を示したが、これに限定されない。ヘッダー６０および各リードピン８０は、例えば、ハーメチックシール構造を有する一体化された部材であってもよい。
【００８２】
次に、図１２に示したセンサ１００Ａの製造方法の一例を説明する。
【００８３】
図１４は、図１２に示したセンサ１００Ａの製造方法の一例を説明する側方断面図である。なお、特に記載がない限り、前述した第１実施形態の回路基板５０およびセンサ１００と同一工程（同一手順）は、その説明を省略する。図４ないし図１０に示したように、第１実施形態と同様の工程（手順）を経て、各凹部１４が導電性接着剤４０で充填される。次に、図１０に示した基板１０を上下逆さまに配置し、図１４に示すように、回路基板５０の下面に対して、ヘッダー６０の上面が所定の空間（隙間）を空けるようにヘッダー６０および各リードピン８０を配置する。このとき、各リードピン８０の上端部が、ヘッダー６０の信号孔６１を貫通して回路基板５０の凹部１４に挿入されるように、回路基板５０の下面とヘッダー６０の上面と間の距離Ｄを調整する。そして、導電性接着剤４０を所定温度で所定時間加熱して導電性接着剤４０に含まれるバインダーを硬化、収縮させ、各凹部１４に挿入されたリードピン８０を固定する。
【００８４】
次に、回路基板５０とヘッダー６０との間に存在する空間（隙間）に、封止樹脂７０を流すと、毛細管現象（毛管現象）により封止樹脂７０が広がり、回路基板５０とヘッダー６０との間の空間（隙間）に、封止樹脂７０が充填される。これにより、回路基板５０とヘッダー６０との間の空間（隙間）が封止される。
【００８５】
最後に、前述した空間（隙間）に広がった封止樹脂７０に、熱や光を加えて（与えて）硬化、収縮させることにより、図１３に示したセンサ１００Ａが製造される。
【００８６】
このように、本実施形態におけるセンサ１００Ａによれば、回路基板５０を設置するためのヘッダー（台座）８０をさらに備える。これにより、前述した第１実施形態の作用効果に加え、チップ状の回路基板５０を台座（ダイパッド）に設置（ダイボンディング）することができ、フローセンサ１００Ａをパッケージング（パッケージ化）することが可能となる。
【００８７】
なお、前述の各実施形態の構成は、組み合わせたり或いは一部の構成部分を入れ替えたりしたりしてもよい。また、本発明の構成は前述の各実施形態のみに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加えてもよい。
【符号の説明】
【００８８】
１０…基板
１１ａ…検出部
１１ｂ…ヒータ（抵抗素子）
１１ｃ…上流側温度センサ（抵抗素子）
１１ｄ…下流側温度センサ（抵抗素子）
１１ｅ…周囲温度センサ
１２…第１基板
１３…第２基板
１４…凹部
１５…凹部
１６…貫通孔
１７…貫通孔
２０…電極
３０…スタッドバンプ
４０…導電性接着剤
５０…回路基板
６０…ヘッダー（台座）
６１…信号孔
６２…外フランジ
７０…封止樹脂
８０…リードピン（配線）
１００，１００Ａ…センサ
【図１】
2015141948.tif 000003
【図２】
2015141948.tif 000004
【図３】
2015141948.tif 000005
【図４】
2015141948.tif 000006
【図５】
2015141948.tif 000007
【図６】
2015141948.tif 000008
【図７】
2015141948.tif 000009
【図８】
2015141948.tif 000010
【図９】
2015141948.tif 000011
【図１０】
2015141948.tif 000012
【図１１】
2015141948.tif 000013
【図１２】
2015141948.tif 000014
【図１３】
2015141948.tif 000015
【図１４】
2015141948.tif 000016