(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
薄膜層（２〜４）が形成された基板（１）の表面（１ａ）に、前記基板の裏面（１ｂ）側から前記薄膜層を残して形成された空洞部（６）上に前記薄膜層からなる薄膜部（７）を含んで構成され、前記基板の表面上を流れる流体の流量を検出する検出部（３ａ〜３ｃ）が形成されたフローセンサチップ（１０）と、
前記検出部の制御を行う制御回路（２１）が形成され、前記フローセンサチップと隙間を有して積層された基台（２０）とを有し、
前記基板の表面と同一平面上に前記制御回路が配置されない様にして、
前記検出部と前記制御回路とが電気的に接続されているフローセンサであって、
前記制御回路は前記基台の表面（２０ａ）側に形成され、前記基台の表面側が前記基板の裏面側と対向配置されて、前記基板と前記基台とが積層されており、
前記基板に対して前記基板の表裏面を貫通する貫通孔（８）が形成され、
前記貫通孔の内壁面に貫通孔用絶縁膜（６０）が形成され、前記貫通孔用絶縁膜の表面に、前記基板の裏面からスパッタ法、ＣＶＤ法、蒸着法のいずれかを用いて形成されたＡｕまたはＴｉの導電膜である導体（９）が設けられ、
前記基板の外表面のうち前記表面以外の面において、前記検出部と電気的に接続された基板導体部（１１）が形成されており、
前記基板の表面には、前記検出部に電気的に接続された複数本のリード部（３ｄ）が、前記検出部から前記基板の周辺部に向かって延びるように形成されており、
各々の前記リード部と前記基板導体部とは、前記基板の裏面側から前記基板の表面側へ貫通するように形成された前記貫通孔の内部の前記導体を介して電気的に接続され、
前記基板の裏面には、複数本の前記リード部に対応して複数個の前記基板導体部が形成されていることを特徴とするフローセンサ。
【請求項２】
各々の前記貫通孔は、前記リード部が延びる方向において互い違いに配置されていることを特徴とする請求項１に記載のフローセンサ。
【請求項３】
各々の前記リード部と前記基板導体部とは、前記基板の裏面から異方性エッチングによって前記基板の表面側へ貫通するように形成された貫通孔を介して電気的に接続されていることを特徴とする請求項１に記載のフローセンサ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体プロセスにより製造されるフローセンサ及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のフローセンサを構成するフローセンサチップの斜視図を図１８に示す。図１８に示すように、矩形状の基板２０１の表面に導体膜が絶縁膜で挟まれてなる薄膜層が形成され、基板２０１の裏面側から薄膜層を残して空洞部２０２が形成され、空洞部２０２上の薄膜層により薄膜部２０３が構成されている。
【０００３】
薄膜部２０３においては、導体膜からなるヒータ２０４が形成されており、このヒータ２０４の両側のうち、図１８中の白抜き矢印で示される流体の流れの上流側に導体膜で構成された測温体２０５が形成されている。また、測温体２０５の上流側の基板２０１上には、導体膜で構成された流体温度計２０６が形成されている。また、基板２０１上には、ヒータ２０４、測温体２０５、及び流体温度計２０６の各々と電気的に接続された電極取り出し部２０７が形成されている。
【０００４】
また、基板２０１の表面のうち薄膜部２０３とは反対側の端部において、電極取り出し部２０７の各々と電気的に接続されたパッド２０８が形成されている。そして、図示しない制御回路とパッド２０８とがボンディングワイヤ２０９により電気的に接続されている。
【０００５】
この様なフローセンサチップは台座に取り付けられる等して車両のエアダクト内等に配置される。この際、ヒータ２０４や測温体２０５等と同一平面上にパッド２０８が配置されているため、ヒータ２０４等の上を流れる流体にパッド２０８が曝されて、エアダクト内に入り込むダスト等によってパッド２０８とボンディングワイヤ２０９との接続部が衝撃を受ける恐れがある。また、ダスト等の影響を受けて制御回路に不具合が生じる恐れもある。従って、基板２０１の表面におけるパッド２０９と薄膜部２０３との間に隔壁２１０を設けて、パッド２０８が流体に曝されない様にしている。
【０００６】
この様なフローセンサは、基板２０１の表面に薄膜層を形成した後、基板２０１の裏面側から空洞部２０２を形成し、パッド２０８と制御回路とをボンディングした後、隔壁２１０を設けることで製造される。
【０００７】
この様なフローセンサでは、流体温度計２０６から得られる流体温度よりも高い温度になるようにヒータ２０４を駆動する。そして、流体が薄膜部２０３上を流れることにより、図１８中の白抜き矢印で示す順流においては、測温体２０５は熱を奪われて温度が下がり、白抜き矢印の逆方向である逆流では熱が運ばれて温度が上がるため、この測温体２０５と流体温度計２０６との温度差から流体の流量及び流れ方向が検出される。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、薄膜部２０３と隔壁２１０との距離が近いと薄膜部２０３上を流れる流体の流れが乱れて適切に流体の流量と流れ方向を検出することができないため、薄膜部２０３と隔壁２１０とはある程度距離を置く必要がある。この距離は、例えば３ｍｍ程度である。
【０００９】
そのため、例えば薄膜部２０３の平面形状が一辺１ｍｍの正方形である場合、フローセンサチップの平面サイズは、流体の流れと平行になっている短辺方向の長さが３ｍｍ程度、この短辺と直角な長辺方向の長さが６．２ｍｍ程度となり、チップの平面サイズが非常に大きくなってしまう。
【００１０】
本発明は、上記問題点に鑑み、フローセンサチップの平面サイズを小型化することができるフローセンサ及びその製造方法を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、薄膜層（２〜４）が形成された基板（１）の表面（１ａ）に、基板の裏面（１ｂ）側から薄膜層を残して形成された空洞部（６）上に薄膜層からなる薄膜部（７）を含んで構成され、基板の表面上を流れる流体の流量を検出する検出部（３ａ〜３ｃ）が形成されたフローセンサチップ（１０）と、検出部の制御を行う制御回路（２１）が形成され、フローセンサチップと隙間を有して積層された基台（２０）とを有し、基板の表面と同一平面上に制御回路が配置されない様にして、検出部と制御回路とが電気的に接続されていることを特徴としている。
【００１５】
本発明では、基板導体部を基板の表面以外の部位に形成しており、制御回路と検出部とを同一平面上に配置していないため、検出部上を流れる流体に対して、制御回路と検出部との接続部を曝さない様にすることができる。従って、基板の表面に隔壁を設けなくて良いため、フローセンサチップの平面サイズを小型化することができるフローセンサを提供することができる。
【００１６】
また、請求項１に記載の発明では、制御回路が基台の表面（２０ａ）側に形成され、基台の表面側が基板の裏面側と対向配置されて、基板と基台とが積層されており、基板に対して基板の表裏面を貫通する貫通孔（８）が形成され、貫通孔の内壁面に貫通孔用絶縁膜（６０）が形成され、貫通孔用絶縁膜の表面に、基板の裏面からスパッタ法、ＣＶＤ法、蒸着法のいずれかを用いて形成されたＡｕまたはＴｉの導電膜である導体（９）が設けられ、基板の外表面のうち表面以外の面において、検出部と電気的に接続された基板導体部（１１）が形成されており、基板の表面には、検出部に電気的に接続された複数本のリード部（３ｄ）が、検出部から基板の周辺部に向かって延びるように形成されており、各々のリード部と基板導体部とは、基板の裏面側から基板の表面側へ貫通するように形成された貫通孔の内部の前記導体を介して電気的に接続され、基板の裏面には、複数本のリード部に対応して複数個の基板導体部が形成されていることを特徴としている。
【００１８】
また、請求項２に記載の発明では、請求項１の発明において、各々の貫通孔は、リード部が延びる方向において互い違いに配置されていることを特徴としている。
また、請求項３に記載の発明では、各々のリード部と基板導体部とは、基板の裏面から異方性エッチングによって基板の表面側へ貫通するように形成された貫通孔を介して電気的に接続されていることを特徴としている。
【００６４】
なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。
【００６５】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
以下、図に示す実施形態について説明する。図１は本実施形態のフローセンサ１００の概略断面図であり、図２はフローセンサの概略的な上面図である。図１に示すように、本実施形態のフローセンサ１００は、フローセンサチップ（以下、単にセンサチップという）１０が制御回路を有する基台としての回路基板２０に電気的に接続されており、この回路基板２０が台座３０に固定された構成となっている。
【００６６】
初めに、センサチップ１０の構成について説明する。基板１の表面１ａに絶縁膜からなる下部膜２が形成され、下部膜上に導体膜３が形成され、導体膜３上に絶縁膜からなる上部膜４が形成されている。この下部膜２、導体膜３、及び上部膜４を合わせて薄膜層とする。具体的には、下部膜２は基板側から順に窒化膜と酸化膜が積層され、導体膜３としてはＰｔ膜が用いられ、上部膜４は酸化膜と窒化膜が積層されてなる。
【００６７】
また、基板１の表面１ａとは反対側の裏面１ｂ側には酸化膜等の絶縁膜５が形成されており、この絶縁膜５の開口部から薄膜層２〜４を残して空洞部６が形成されている。そして、空洞部６上の薄膜層２〜４が薄膜部７となっている。
【００６８】
図２に示すように、薄膜層２〜４のうちの導体膜３によって、各々蛇行状のヒータ３ａ、測温体３ｂ、流体温度計３ｃ及び電極取り出し部３ｄが構成されている。これらのうちヒータ３ａ、測温体３ｂ、流体温度計３ｃが流体の流量を検出する検出部に相当し、ヒータ３ａと測温体３ｂが薄膜部７に配置されている。そして、ヒータ３ａ、測温体３ｂ及び流体温度計３ｃの順に並んでいる。また、電極取り出し部３ｄはヒータ３ａ、測温体３ｂ及び流体温度計３ｃの各々と電気的に接続されて基板１の表面１ａにおける端部まで伸びている。
【００６９】
また、基板１のうちこれらの電極取り出し部３ｄの端部と対応する部位の各々において、基板１の表裏面１ａ、１ｂを貫通した貫通孔８が形成されている。具体的には、この貫通孔８は基板１の裏面１ｂ側において開口し、基板１の表面１ａ側における導体膜（電極取り出し部３ｄ）３まで達する孔になっている。そして、この貫通孔８の内壁面には導体９が設けられており、基板１の表面１ａにおける導体膜３と電気的に接続されている。
【００７０】
また、基板１の裏面１ｂにおける貫通孔８の開口部付近に、基板１の裏面１ｂ側から露出して基板導体部１１が形成されている。この基板導体部１１は貫通孔８内の導体９と繋げられており、その結果、導体９を介して検出部３ａ〜３ｃと基板導体部１１とが電気的に接続されている。つまり、基板１の外表面のうち表面１ａ以外の面（裏面１ｂ）において、検出部３ａ〜３ｃと電気的に接続された基板導体部１１が形成されている。この様にして、センサチップ１０が構成されている。
【００７１】
次に、フローセンサ１００の全体の構成について説明する。回路基板２０の表面２０ａに検出部３ａ〜３ｃの制御を行う制御回路２１が形成されている。また、制御回路２１と電気的に接続された基台導体部２２が回路基板２０の表面２０ａに形成されている。
【００７２】
そして、センサチップ１０の基板１の表面１ａと制御回路２１とを同一平面上に配置しない様にして、回路基板２０の表面２０ａ側がセンサチップ１０の基板１の裏面１ｂ側と対向配置されて、回路基板２０にセンサチップ１０が積層されている。また、導電性を有して接着力があり、構造体としての強度を有する部材としてのバンプ２３によって基台導体部２２と基板導体部１１とが電気的に接続されている。具体的には、このバンプ２３として金等からなるものを用いることができる。
【００７３】
その結果、貫通孔８の導体９、基板導体部１１、及び基台導体部２２を介して、制御回路２１と基板１の検出部３ａ〜３ｃとが電気的に接続された状態となっている。また、バンプ２３によってセンサチップ１０と回路基板２０との間には隙間が形成された状態となっている。
【００７４】
また、回路基板２０の裏面２０ｂが台座３０に対して固定されている。具体的には、エポキシ樹脂等の接着部材３１により回路基板２０の裏面２０ｂが台座３０に接着されている。この台座３０としてはフローセンサ１００を収容する容器等を用いることができる。この様にしてフローセンサ１００が構成されている。
【００７５】
次に、この様なフローセンサ１００の製造方法について、貫通孔８の形成方法を示す概略断面図である図３を参照して説明する。基板１を用意し、基板１の表面１ａに下部膜２を形成した後に導体膜３を形成し、導体膜３をパターニングしてヒータ３ａ、測温体３ｂ、流体温度計３ｃ、及び電極取り出し部３ｄを形成する。その後、導体膜３上に上部膜４を形成する（薄膜層を形成する工程）。
【００７６】
続いて、基板１の裏面１ｂ側に形成した絶縁膜５をマスクとして、基板１の裏面１ｂ側から薄膜層２〜４が露出するまで基板１をエッチングすることにより空洞部６を形成する。その結果、空洞部６上に薄膜部７が形成される（薄膜部を形成する工程）。
【００７７】
その後、図３（ａ）に示すように、基板１の裏面１ｂ側に貫通孔８を形成する予定の部位のみ開口するようにレジスト４１を形成する。そして、図３（ｂ）に示すように、レジスト４１をマスクとして薄膜層２〜４のうちの導体膜３が露出するまでエッチングを行って貫通孔８を形成する（貫通孔を形成する工程）。次に、レジスト４１を除去した後、図３（ｃ）に示すように、導体４２を貫通孔８の内壁面と基板１の裏面にコーティングする。
【００７８】
そして、図３（ｄ）に示すように、貫通孔８の内部と基板導体部１１となる部位の表面にレジスト４３を形成し、エッチングを行うことによって、レジスト４３に覆われていない部位の導体４２を除去する。その後、レジスト４３を除去する。以上、図３（ｃ）、（ｄ）を参照して説明した工程が基板導体部を形成する工程である。
【００７９】
そして、表面２０ａに制御回路２１と基台導体部２２とが形成された回路基板２０を用意し、図３（ｅ）に示すように、バンプ２３を介して基板導体部１１と基台導体部２２とを電気的に接続する。その後、台座３０を用意して、回路基板２０の裏面２０ｂ側を台座３０に接着部材３１により固定する。この様にして、フローセンサ１００が完成する。
【００８０】
この様なフローセンサ１００では、流体温度計３ｃから得られる流体温度よりも高い温度になるようにヒータ３ａを駆動する。そして、流体が検出部３ａ〜３ｃ上を流れることより、流体温度計３ｃからヒータ３ａに向かって流体が流れる場合は、測温体３ｂは熱を奪われて温度が下がり、ヒータ３ａから流体温度計３ｃに向かって流体が流れる場合は、測温体３ｂは熱が運ばれて温度が上がる。従って、この測温体３ｂと流体温度計３ｃとの温度差を電極取り出し部３ｄから電圧変化等として取り出すことにより流体の流量及び流れ方向が検出される。この様な検出部３ａ〜３ｃの制御を主に制御回路２１によって行う。
【００８１】
本実施形態では、センサチップ１０に貫通孔８が形成され、この貫通孔８の内壁面に導体９が設けられているため、基板１の裏面１ｂ側において検出部３ａ〜３ｃと制御回路２１との電気的な信号の授受を行うことができる。従って、センサチップ１０における基板１の表面１ａにおいて、検出部３ａ〜３ｃと制御回路２１との電気的な接続部を設ける必要が無いため、この接続部を流体から保護する必要がない。また、センサチップ１０の表面と同一平面上に制御回路２１を配置していないため、制御回路２１が検出部３ａ〜３ｃ上を流れる流体に曝されることが無く、流体による制御回路２１の破壊を考慮する必要がない。
【００８２】
その結果、基板１の表面１ａ上に、上記接続部や制御回路２１を保護するための隔壁を配置する必要がないため、隔壁を配置する領域と、隔壁を配置した場合に流体の流れの乱れを抑えるために必要となる検出部３ａ〜３ｃと隔壁との間の領域とを設けなくて良い。従って、センサチップ１０の平面サイズを小型化することができる。
【００８３】
また、センサチップ１０と回路基板２０との間に隙間を設けており、フローセンサ１００の外部と空洞部６とを連通しているため、流体が薄膜部７上を流れた際の薄膜部７の表裏面における差圧を低減して薄膜部７が破壊されることを抑制することができる。
【００８４】
なお、基板導体部１１と基台導体部２２とを銀ペーストにより電気的に接続しても良い。
【００８５】
（第２実施形態）
図４は本実施形態のフローセンサ１００の概略断面図である。本実施形態では、回路基板２０の裏面２０ｂ側に制御回路２１が形成される場合について説明する。以下、主として第１実施形態と異なる部分について述べ、図４中、図１と同一部分は同一符号を付して説明を省略する。
【００８６】
図４に示すように、回路基板２０の裏面２０ｂ側に制御回路２１が形成され、回路基板２０には表面２０ａ側から裏面２０ｂ側に貫通した貫通孔２４が形成されている。この貫通孔２４は、センサチップ１０の貫通孔８と対応する位置に設けられている。また、この貫通孔２４の内壁面に導体２５が設けられ回路基板２０の裏面２０ｂ側に設けられた基台導体部２２と電気的に接続されている。また、回路基板２０の表面２０ａ側においても、貫通孔２４の開口部において回路基板２０から露出した表面導体部２６が形成されており、貫通孔２４内の導体２５と電気的に接続されている。
【００８７】
また、回路基板２０の表面２０ａ側がセンサチップ１０の裏面側と対向配置されて積層されている。そして、基板導体部１１と回路基板２０の表面導体部２６とが金バンプ２７等により電気的に接続されている。また、回路基板２０の裏面２０ｂ側がフローセンサの容器等の台座３０に対してエポキシ樹脂等の接着部材３１を介して接着されている。
【００８８】
本実施形態では、台座３０に対して回路基板２０を固定することができると同時に、制御回路２１を接着部材３１によりモールドして制御回路２１を周囲の環境から保護することができる。また、特に制御回路２１を保護するための工程を加えること無く、制御回路２１を保護することができるため、工程を効率化することができる。その他、第１実施形態と同様の効果を発揮することができる。
【００８９】
（第３実施形態）
図５は本実施形態のフローセンサ１００の概略断面図である。本実施形態は第１実施形態と比較してセンサチップ１０と外部の回路（制御回路）との接続方法が異なるものである。以下、主として第１実施形態と異なる部分について述べ、図５中図１と同一部分は同一符号を付して説明を省略する。
【００９０】
センサチップ１０の検出部３ａ〜３ｃと接続されている電極取り出し部３ｄの端部において、センサチップ１０の表面側に露出したパッド１２が形成されている。また、センサチップ１０の表面上に中継部材としての中継基板５０が配置されている。図６に中継基板５０の斜視図を示す。この中継基板５０には、センサチップ１０の基板１の平面形状よりは小さく、且つ検出部３ａ〜３ｃに相当する領域以上の大きさの開口部５１が形成されている。この開口部５１は、開口部５１の側壁面のうち流体の流れ方向にある面５１ａが傾斜しており、開口部５１の中央に向かうに連れ深くなるようになっている。
【００９１】
この様な形状の開口部５１にすることにより、流体が検出部３ａ〜３ｃ上を滑らかに流れるようになっている。そして、検出部としてのヒータ３ａ、測温体３ｂ、流体温度計３ｃが中継部材５０の開口部５１から露出するようにして基板１の表面１ａ上に中継基板５０が配置されている。
【００９２】
また、中継基板５０のうちセンサチップ１０の基板１の表面１ａと対向する裏面５０ｂに中継部材導体部５２が形成されている。また、中継基板５０の裏面５０ｂには制御回路２１が形成されており、中継部材導体部５２と制御回路２１とが電気的に接続されている。そして、基板１のパッド１２と中継部材導体部５２とがバンプ５３等により電気的に接続されている。
【００９３】
本実施形態では中継基板５０を用いているため、検出部３ａ〜３ｃ上を流れる流体に対して検出部３ａ〜３ｃとセンサチップ１０の外部（制御回路２１等）との接続部や制御回路２１を曝さない様にすることができる。従って、第１実施形態と同様の理由からセンサチップ１０の平面サイズを小型化することができる。
【００９４】
なお、この中継基板５０は隔壁のように高さの高いものではないため、流体の流れに大きな影響を及ぼすことはない。
【００９５】
（第４実施形態）
図７は本実施形態のフローセンサ１００の概略断面図である。本実施形態は、第２実施形態の様に回路基板２０の裏面２０ｂ側に制御回路２１を形成し、第３実施形態の様に中継基板５０を用いるものである。以下、主として、第１〜第３実施形態と異なる部分について述べ、図７中、図１、図４、図５と同一部分は同一符号を付して説明を省略する。
【００９６】
図７に示すように、中継基板５０がセンサチップ１０の表面側に接続されている。また、センサチップ１０の裏面側が回路基板２０の表面２０ａ側に接着部材５４を介して固定されている。また、回路基板２０と台座３０とがオフセットして固定され、回路基板２０の裏面２０ｂ側のうち基台導体部２２が露出した状態となっている。
【００９７】
そして、中継基板５０の中継部材導体部５２と回路基板２０の基台導体部２２とがボンディングワイヤ５５を用いて電気的に接続されている。その結果、中継部材導体部５２と制御回路２１とがボンディングワイヤ５５を介して電気的に接続され、検出部３ａ〜３ｃと制御回路２１とが電気的に接続された構成となる。このボンディングは、例えば、センサチップ１０と回路基板２０とを積層して固定した後に行うことができる。
【００９８】
本実施形態のような構成でも、上記第３実施形態と同様の効果を発揮することができる。
【００９９】
（第５実施形態）
図８は本実施形態のフローセンサ１００の概略断面図である。本実施形態では、中継基板を用いずにボンディングワイヤを用いて検出部３ａ〜３ｃと制御回路２１とを電気的に接続する場合について説明する。以下、主として第４実施形態と異なる部分について述べ、図８中図７と同一部分は同一符号を付して説明を省略する。
【０１００】
図８に示すように、センサチップ１０と回路基板２０と台座３０とが各々オフセットして積層されている。また、基板１の裏面１ｂにおいては基板導体部１１と電気的に接続された配線１４が露出しており、この露出した配線１４が回路基板２０の基台導体部２２とボンディングワイヤ１５により電気的に接続されている。
【０１０１】
この様な構成でも上記第４実施形態等と同様に、センサチップ１０の平面サイズを小型化することができる。
【０１０２】
（第６実施形態）
ところで、上記第１実施形態において、上記図３を参照して述べた製造方法では、基板１としてシリコン基板等の半導体基板を用いることが多い。
【０１０３】
そのような場合、基板導体部１１を形成するにあたって上記貫通孔８の内壁面に直接導体９が形成されると、この導体９と基板１とが電気的および熱的につながって、導体９から基板１へ電流の漏れが生じたり、温度分布が不適当となる可能性がある。本第６実施形態は、そのような問題に対する解決策としての製造方法を提供するものである。
【０１０４】
本第６実施形態におけるフローセンサ１００の製造方法について、図９および図１０に示す概略断面図を参照して述べる。
【０１０５】
まず、図９（ａ）に示すように、半導体基板からなる基板１を用意し、基板１の表面１ａに薄膜層２、３、４を形成する。具体的には、上記第１実施形態と同様、シリコン基板等からなる基板１の表面１ａに下部膜２を形成した後に、Ｐｔ、Ｔｉ、Ｔｉ−Ｎｉ、Ｔｉ−Ｗ、Ｃｒ等からなる導体膜３を形成し、導体膜３をパターニングしてヒータ３ａ、測温体３ｂ、流体温度計３ｃ、及び電極取り出し部３ｄを形成する。その後、導体膜３上に上部膜４を形成する。
【０１０６】
次に、基板１の裏面１ｂ側のうち空洞部６を形成しない部位から、基板１を貫通して薄膜層２〜４における導体膜３すなわち電極取り出し部３ｄまで達する貫通孔８を形成する。
【０１０７】
具体的には、基板１の裏面１ｂ側に貫通孔８を形成する予定の部位のみ開口するようにシリコン窒化膜等からなる絶縁膜５を形成する。そして、図９（ａ）に示すように、絶縁膜５をマスクとして薄膜層２〜４のうちの導体膜３が露出するまでＴＭＡＨ（テトラメチルアンモニウムハイドライド）やＫＯＨ等のアルカリ溶液を用いたエッチングを行って貫通孔８を形成する。
【０１０８】
次に、図９（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）に示すように、基板１の裏面１ｂ側における貫通孔８の開口縁部および貫通孔８の内壁面に、貫通孔用絶縁膜６０を形成する。
【０１０９】
具体的には、図９（ｂ）に示すように、フッ酸を用いたエッチング等により、絶縁膜５と貫通孔８から基板１の裏面１ｂ側に露出した下部膜２とを除去し、続いて、図９（ｃ）に示すように、貫通孔８の内壁面を含む基板１の裏面１ｂ全体に、スパッタ法やＣＶＤ法等によりシリコン酸化膜やシリコン窒化膜等からなる貫通孔用絶縁膜６０を形成する。
【０１１０】
そして、図９（ｄ）に示すように、フォトリソグラフ法を用いて、貫通孔用絶縁膜６０の表面にレジスト６１をパターニングして形成し、このレジスト６１をマスクとして不要な部分の貫通孔用絶縁膜６０をエッチングして除去する。これにより、基板１の裏面１ｂ側における貫通孔８の開口縁部および貫通孔８の内壁面に、貫通孔用絶縁膜６０が形成される。
【０１１１】
次に、図１０（ａ）に示すように、基板１の裏面１ｂ側から薄膜層２〜４を残してエッチングすることにより空洞部６を形成して、空洞部６上に薄膜部７を形成する。
【０１１２】
具体的には、レジスト６１を除去した後、シリコン酸化膜やシリコン窒化膜等からなる貫通孔用絶縁膜６０をマスクとして、ＴＭＡＨやＫＯＨ等のアルカリ溶液を用いた異方性エッチングを行うことによって、空洞部６を形成する。
【０１１３】
次に、図１０（ｂ）、（ｃ）に示すように、基板１の裏面１ｂ側から、貫通孔８を介して薄膜層２〜４の導体膜３に接するように、貫通孔用絶縁膜６０の表面に貫通孔用導体膜としての導体４２を形成することにより、基板１の裏面１ｂ側において基板導体部１１を形成する。以下、この導体４２を貫通孔用導体膜４２という。
【０１１４】
具体的には、図１０（ｂ）に示すように、基板１の裏面１ｂ側から、スパッタ法、ＣＶＤ法、蒸着法等を用いてＡｕやＴｉ等の導電膜からなる貫通孔用導体膜４２を形成する。
【０１１５】
続いて、図１０（ｃ）に示すように、フォトリソグラフ法を用いたエッチングやリフトオフ法等によって、貫通孔用導体膜４２をパターニングする。このパターニングによって、貫通孔用導体膜４２は、貫通孔８を介して導体膜３（３ｄ）に接するとともに、貫通孔用絶縁膜６０の表面に形成された形となる。
【０１１６】
こうして、基板１の裏面１ｂ側において貫通孔８の開口縁部に位置する貫通孔用導体膜４２が、基板導体部１１として形成される。この基板導体部１１は、貫通孔８の内部の導体９を介して電極取り出し部３ｄと電気的に接続され、結果、検出部３ａ〜３ｃと電気的に接続されている。
【０１１７】
この後、本第６実施形態においても、上記第１実施形態と同様、表面２０ａに制御回路２１と基台導体部２２とが形成された回路基板２０を用意し、上記図３（ｅ）に示すものと同様に、バンプ２３を介して基板導体部１１と基台導体部２２とを電気的に接続する。その後、台座３０を用意して、回路基板２０の裏面２０ｂ側を台座３０に接着部材３１により固定する。この様にして、フローセンサ１００が完成する。
【０１１８】
本第６実施形態によれば、基板１と導体９および基板導体部１１との間すなわち基板１と貫通孔用導体膜４２との間に、貫通孔用絶縁膜６０が介在しているため、基板１と貫通孔用導体膜４２との電気的、熱的な絶縁を適切に維持することができる。そのため、貫通孔用導体膜４２から基板１へ電流の漏れが生じたり、温度分布が不適当となる可能性を適切に排除することができる。
【０１１９】
（第７実施形態）
図１１は、本発明の第７実施形態に係るフローセンサの概略断面図である。上記各実施形態では、フローセンサチップ１０と制御回路２１を有する基台としての回路基板２０とを台座３０の一面上に積層した形となっていたが、本第７実施形態では、これら両者１０、２０を略同一平面上に並列に配置させたものである。
【０１２０】
図１１に示すフローセンサチップ１０は、上記図１に示したフローセンサチップ１０と同じものであり、基板１の表面１ａに導体膜と絶縁膜とからなる薄膜層を形成し、導体膜によって基板１の表面１ａ上を流れる流体の流量を検出する検出部を形成し、基板１の裏面１ｂ側から薄膜層を残して形成した空洞部６上に薄膜層からなる薄膜部７を形成し、基板１の裏面１ｂに検出部と電気的に接続された基板導体部１１を形成したものである。
【０１２１】
なお、図１１には、薄膜層や薄膜層を構成する導体膜および絶縁膜、さらには、検出部は図示されずに省略されているが、この図１１に示すフローセンサチップ１０においても、上記図１と同様の薄膜層２〜４や薄膜層２〜４を構成する導体膜３および絶縁膜２、４、さらには、検出部３ａ〜３ｃ、電極取り出し部３ｄが構成されていることはもちろんである。
【０１２２】
また、基台としての回路基板２０は、例えば上記図１に示す回路基板２０と同様、その表面２０ａに検出部の制御を行う制御回路２１が形成されたものである。
【０１２３】
そして、フローセンサチップ１０および回路基板２０は、台座３０の一面上に搭載されている。台座３０はセラミック等からなり、その一面にはＡｕやＣｕ等の導電性材料からなる台座導体部３２が形成されている。
【０１２４】
フローセンサチップ１０は、基板１における表面１ａとは反対側の裏面１ｂにて台座３０の一面上に固定されている。具体的には、フローセンサチップ１０における基板１の裏面１ｂに形成された基板導体部１１と台座導体部３２とが、Ａｕ等からなるバンプ２３を介して機械的および電気的に接続されている。
【０１２５】
一方、回路基板２０は、その裏面２０ｂ側にて台座３０の一面上に接着等により固定されている。そして、回路基板２０の表面２０ａに位置する制御回路２１と台座導体部３２とは、ワイヤボンディングにより形成されたＡｕやＡｌ等のボンディングワイヤ１６を介して電気的に接続されている。
【０１２６】
また、台座３０の一面上におけるフローセンサチップ１０と回路基板２０との間には、制御回路２１が流体にさらされないように流体の流れを区画する隔壁１１０が設けられている。この隔壁１１０は台座３０の一面上に接着等により固定されている。
【０１２７】
そして、上記した台座導体部３２は、台座３０の一面上にてフローセンサチップ１０側から隔壁１１０の下側を通って回路基板２０側へ形成されている。それにより、台座３０の一面上にて、基板導体部１１と制御回路２１とが、台座導体部３２およびボンディングワイヤ１６を介して電気的に接続されている。
【０１２８】
この図１１に示すフローセンサにおいては、図１１中の紙面垂直方向に沿って、基板１の表面１ａ上を流体が流れるようになっている。そして、隔壁１１０にて区画された回路基板２０は、この流体の流れにさらされないようになっている。
【０１２９】
このような本第７実施形態によれば、基板導体部１１を基板１の表面１ａ以外の裏面１ｂに形成しているため、基板１の表面１ａに位置する検出部３ａ〜３ｃ上を流れる流体に対して、制御回路２１と検出部３ａ〜３ｃとの接続部を曝さないようにすることができる。
【０１３０】
また、フローセンサチップ１０と回路基板２０との間に隔壁１１０を設けることで、回路基板２０における制御回路２１は流体の流れにさらされない。また、この隔壁１１０は、従来の隔壁のようにフローセンサチップの基板の表面に設けるものではない。
【０１３１】
つまり、基板１の裏面１ｂの基板導体部１１を介して、フローセンサチップ１０は外部の制御回路２１と電気的に接続されるため、従来のように、基板の表面に設けられた隔壁を境に隔壁の一側に検出部、他側に外部と検出部との電気的な信号の授受を行うための部位を設けることはない。そのため、基板１の平面サイズを大型化する必要はなく、フローセンサチップの大型化を招くことはない。
【０１３２】
このように、本第７実施形態によれば、フローセンサチップ１０を構成する基板１の表面１ａに隔壁１１０を設けなくて良いため、フローセンサチップ１０の平面サイズを小型化することができるフローセンサを提供することができる。
【０１３３】
次に、本第７実施形態の変形例を図１２に示す。この図１２は、回路基板２０における制御回路２１と台座導体部３２との電気的接続の変形例を示すものである。
【０１３４】
図１２に示す例でも、制御回路２１は回路基板２０の表面２０ａに形成されており、回路基板２０は、その表面２０ａとは反対側の裏面２０ｂにて台座３０の一面上に固定されている。そして、本例では、制御回路２１と台座導体部３２とは、回路基板２０の表面２０ａから裏面２０ｂへ貫通して設けられた貫通孔２４を介して電気的に接続されている。
【０１３５】
この回路基板２０の貫通孔２４は、上記図４に示した回路基板２０の貫通孔２４と同様の構成を採用することができ、当該貫通孔２４の内部に導体を設けることにより、回路基板２０の表面２０ａと裏面２０ｂとの導通を図るようにしたものにできる。そして、この回路基板２０の貫通孔２４内の導体と台座導体部３２とはバンプ３３にて接続することができる。
【０１３６】
（第８実施形態）
図１３は、本発明の第８実施形態に係るフローセンサの概略断面図である。本第８実施形態も、上記第７実施形態と同様、フローセンサチップ１０と回路基板２０とを、台座３０の一面上にて、略同一平面上に並列に配置させたものである。
【０１３７】
図１３に示すフローセンサチップ１０は、上記図１に示したフローセンサチップ１０と同様に、基板１の表面１ａに導体膜３と絶縁膜２、４とからなる薄膜層２〜４を形成し、導体膜３によって基板１の表面１ａ上を流れる流体の流量を検出する検出部３ａ〜３ｃを形成し、基板１の裏面１ｂ側から薄膜層２〜４を残して形成した空洞部６上に薄膜層２〜４からなる薄膜部７を形成したものである。
【０１３８】
ここで、図１３のセンサチップ１０では、基板１の表面１ａに、検出部３ａ〜３ｃと電気的に接続された基板導体部１１ａが形成されている。ここにおける基板導体部１１ａは、例えば、上記図２において電極取り出し部３ｄの表面に形成されたＡｕやＡｌ等の導体膜とすることができる。なお、この導体膜は、薄膜層２〜４の上部膜４にコンタクトホールを形成することによって、電極取り出し部３ｄと接続することができる。
【０１３９】
一方、図１３に示す回路基板２０においては、その表面２０ａに制御回路２１および制御回路２１と導通する基台導体部２２ａが形成されている。また、図１３に示す台座３０においては、フローセンサチップ１０および回路基板２０が搭載される一面には、上記した台座導体部は形成されていない。
【０１４０】
そして、フローセンサチップ１０は、基板１の裏面１ｂにて台座３０の一面上に接着部材３１を介して接着固定され、回路基板２０は、その裏面２０ｂにて台座３０の一面上に接着部材３１を介して接着固定されている。
【０１４１】
また、図１３に示すように、フローセンサチップ１０の基板１と回路基板２０との間には、基板導体部１１ａと制御回路２１とを電気的に接続する接続部材１２０が橋渡しされている。
【０１４２】
この接続部材１２０はシリコン基板等からなり、その平面サイズが基板１よりも小さく且つその厚みが基板１の厚みと同等かそれ以下のものである。この接続部材１２０の裏面には、ＡｕやＮｉ等の導電性材料からなる接続部材導体部１２１が形成されている。
【０１４３】
そして、図１３に示すように、接続部材１２０によって基板導体部１１ａが覆われ、また、制御回路２１と接続部材１２０との電気的接続部である基台導体部２２ａが覆われている。また、接続用導体部１２０と基板導体部１１ａおよび接続用導体部１２０と基台導体部２２ａとは、Ａｕ等からなるバンプ１２２により電気的および機械的に接続されている。
【０１４４】
この図１３に示すフローセンサにおいては、図１３中の紙面垂直方向に沿って、基板１の表面１ａ上を流体が流れるようになっている。そして、接続部材１２０にて覆われた基板導体部１１ａや基台導体部２２ａといった電気的接続部は、この流体の流れにさらされないようになっている。
【０１４５】
また、接続部材１２０は、その平面サイズが基板１よりも小さく且つその厚みが基板１の厚みと同等以下であるため、流体の流れを乱すことが少ない。そのため、フローセンサチップ１０における検出部３ａ〜３ｃと接続部材１２０との距離は、従来の隔壁を用いた場合ほどには離す必要が無く、比較的小さくすることができる。
【０１４６】
そのため、本第８実施形態発明によっても、フローセンサチップ１０の平面サイズを従来に比べて小型化することができる。
【０１４７】
（第９実施形態）
ところで、上記図３や図９、図１０に示すような基板導体部１１の形成方法では、基板１の表面１ａ側における貫通孔８を形成した部分は、絶縁膜と導体膜とが積層された薄い積層膜構造となっており、その薄い部分によって結果的に、基板１が破損する恐れがある。本第９実施形態は、そのような問題に対する解決策としての製造方法を提供するものである。
【０１４８】
本第９実施形態におけるフローセンサの製造方法について、図１４に示す概略断面図を参照して述べる。図１４は、最終的に図１４中の（ｃ）に示す構成を有する基板導体部１１を形成するための工程説明図である。
【０１４９】
［図１４（ａ）に示す工程］
まず、基板１を用意し、基板１における空洞部６を形成しない部位に、基板１の表面１ａ側から所定深さのトレンチ７０を形成する。
【０１５０】
具体的には、基板１の表面１ａに、薄膜層２〜４を構成する下部膜２を形成し、トレンチ７０を形成する部分に位置する下部膜２をエッチング等により除去する。続いて、下部膜２をマスクとして、基板１の表面１ａからＲＩＥ（反応性イオンエッチング）等のトレンチエッチングを行い、トレンチ７０を形成する。
【０１５１】
次に、トレンチ７０の内壁面にトレンチ用絶縁膜６２を形成する。具体的には、熱酸化等によりトレンチ用絶縁膜６２を形成することができる。次に、トレンチ用絶縁膜６２が形成されたトレンチ７０の内部にトレンチ用導体６３を埋め込む。具体的には、多結晶シリコンやＡｕ、Ａｌ等を用いてスパッタ法、ＣＶＤ法、蒸着法等により埋め込むことができる。
【０１５２】
次に、基板１の表面１ａにて、検出部３ａ〜３ｃとトレンチ用導体６３とが電気的に接続された状態となるように薄膜層２〜４を形成する。具体的には、トレンチ７０の部分を除いて下部膜２が形成されているので、その上に導体膜３をパターニング形成して検出部３ａ〜３ｃおよびこれと導通する電極取り出し部３ｄを形成する。
【０１５３】
ここで、電極取り出し部３ｄが、トレンチ７０の部分に形成されることによって、電極取り出し部３ｄとトレンチ用導体６３とが電気的に接続され、結果、検出部３ａ〜３ｃとトレンチ用導体６３とが電気的に接続された状態となる。そして、上部膜４を成膜することにより、薄膜層２〜４が基板１の表面１ａに形成される。
【０１５４】
［図１４（ｂ）に示す工程］
次に、基板１の裏面１ｂ側からエッチングすることによりトレンチ７０の底部に達する開口部７１を形成する。
【０１５５】
具体的には、まず、基板１の裏面１ｂのうちトレンチ７０に対応した領域を開口させた絶縁膜５を形成する。この絶縁膜５は、シリコン窒化膜等を成膜してフォトリソグラフ技術を用いたエッチングを行うことにより、パターニング形成することができる。
【０１５６】
次に、絶縁膜５をマスクとして、トレンチ７０内のトレンチ用絶縁膜６２およびトレンチ用導体６３が露出するまでＴＭＡＨやＫＯＨ等のアルカリ溶液を用いた異方性エッチングを行うことにより、開口部７１を形成する。
【０１５７】
続いて、基板１の裏面１ｂ側における開口部７１の開口縁部および開口部７１の内壁面に、開口部用絶縁膜６４を形成する。具体的には、スパッタ法やＣＶＤ法等によりシリコン酸化膜等を成膜することにより、開口部用絶縁膜６４を形成する。
【０１５８】
そして、上記図９（ｄ）と同様に、フォトリソグラフ法を用いたフッ酸等によるエッチング等によって、不要な部分の開口部用絶縁膜６４を絶縁膜５とともにエッチングして除去する。
【０１５９】
このとき、基板１の裏面１ｂ側に開口する開口部７１の底部に位置する開口部用絶縁膜６４は、選択的に除去され、基板１の裏面１ｂ側にトレンチ用導体６３が露出する。また、絶縁膜５および開口部用絶縁膜６４は、空洞部６の形成予定部位が開口するようにパターニングされる。
【０１６０】
［図１４（ｃ）に示す工程］
次に、基板１の裏面１ｂ側から薄膜層２〜４を残してエッチングすることにより空洞部６を形成して、空洞部６上に薄膜部７を形成する。
【０１６１】
具体的には、空洞部６の形成予定部位が開口するようにパターニングされた絶縁膜５および開口部用絶縁膜６４をマスクとして、ＴＭＡＨやＫＯＨ等のアルカリ溶液を用いた異方性エッチングを行い、空洞部６を形成する。
【０１６２】
次に、基板１の裏面１ｂ側から、開口部７１を介してトレンチ用導体６３に接するように、開口部用絶縁膜６４の表面に開口部用導体６５を形成することにより、基板１の裏面１ｂ側において基板導体部１１を形成する。
【０１６３】
具体的には、基板１の裏面１ｂ側から、スパッタ法、ＣＶＤ法、蒸着法等を用いてＡｕやＴｉ等の導電膜からなる開口部用導体膜６５を形成し、これを、フォトリソグラフ法を用いたエッチングやリフトオフ法等によって、パターニングする。それにより、開口部用導体膜６５は、開口部７１を介してトレンチ用導体膜６３に接するとともに、開口部用絶縁膜６４の表面に形成された形となる。
【０１６４】
こうして、基板１の裏面１ｂ側において開口部７１の開口縁部に位置する開口部用導体膜６５が、基板導体部１１として形成される。この基板導体部１１は、開口部７１内の開口部用導体膜６５およびトレンチ７０内のトレンチ用導体６３を介して電極取り出し部３ｄと電気的に接続される結果、検出部３ａ〜３ｃと電気的に接続されている。
【０１６５】
この後、本第９実施形態においても、基板導体部１１を介してフローセンサチップ１０を回路基板２０に接続し、さらに、台座３０に搭載することにより。フローセンサ１００を完成させることができる。
【０１６６】
本製造方法によれば、基板１の表面１ａから、予めある程度の深さのトレンチ７０を形成し、そのトレンチ７０をトレンチ用導体６３で埋めておくようにすることで、その部分においては十分な厚みが確保され機械的強度も確保される。そのため、製造中あるいは使用中等において、基板１の破損を抑制することができる。
【０１６７】
また、本第９実施形態の製造方法においては、基板１の裏面１ｂ側から開口部７１を形成するエッチングと空洞部６を形成するエッチングとを同時に行うようにしても良い。それによれば、工程の簡略化を図ることができ、好ましい。
【０１６８】
具体的には、基板１の裏面１ｂに、開口部７１形成用のマスクである絶縁膜５を形成する際に、この絶縁膜５において、トレンチ７０に対応した領域および空洞部６の形成予定部位が開口するように、絶縁膜５をパターニング形成する。
【０１６９】
そして、このような絶縁膜５をマスクとして、ＴＭＡＨやＫＯＨ等のアルカリ溶液を用いた異方性エッチングを行うことにより、開口部７１および空洞部６を同時に形成できる。
【０１７０】
また、その後に行われる開口部用絶縁膜６４や開口部用導体膜６５の形成についても、通常のフォトリソグラフ法やエッチング技術、リフトオフ法等を駆使することによって選択的な成膜が可能であり、同じく、図１４（ｃ）に示すような構造を形成することができる。
【０１７１】
（第１０実施形態）
また、上記図３や図９、図１０に示したような貫通孔８の形成方法においては、基板１として半導体基板を用い、基板１の裏面１ｂ側から一度の異方性エッチングにて基板１を貫通させることが行われる。この場合、異方性エッチングによって形成された貫通孔８の内壁面は、基板１の裏面１ｂ側に向かって広がるテーパ形状となる（図９参照）。
【０１７２】
そのため、当該貫通孔８の開口面積が大きくなり、結果、基板導体部１１が基板１に占めるスペースも大きくなることから、基板１すなわちフローセンサチップ１０の小型化をより進めて行くためには好ましくない。本第１０実施形態は、そのような問題に対する解決策としての製造方法を提供するものである。
【０１７３】
本第１０実施形態におけるフローセンサの製造方法について、図１５に示す概略断面図を参照して述べる。図１５は、最終的に図１５中の（ｂ）に示す構成を有する基板導体部１１を形成するための工程説明図である。
【０１７４】
［図１５（ａ）に示す工程］
まず、基板１を用意し、基板１における空洞部６を形成しない部位に、基板１の表面１ａ側から異方性エッチングすることにより所定深さの第１の開口部８１を形成する。
【０１７５】
具体的には、エッチング部以外をマスキングしてＴＭＡＨやＫＯＨ等のアルカリ溶液を用いた異方性エッチングを行うことにより、第１の開口部８１を形成する。
【０１７６】
次に、第１の開口部８１の内壁面を含む基板１の表面１ａに、薄膜層２〜４を形成する。このとき、図１５（ａ）に示す例では、第１の開口部８１の内壁面上に、薄膜層を構成する導体膜３のうちの電極取り出し部３ｄが形成されるようにする。
【０１７７】
次に、後述する第２の開口部８２を形成するためのマスクとして、絶縁膜５を形成する。この絶縁膜５は、基板１の裏面１ｂのうち第１の開口部８１に対応した領域が開口した形状を有しており、シリコン窒化膜等を成膜してフォトリソグラフ技術を用いたエッチングを行うことにより、パターニング形成することができる。
【０１７８】
［図１５（ｂ）に示す工程］
次に、基板１の裏面１ｂ側から異方性エッチングすることにより第１の開口部８１まで貫通する第２の開口部８２を形成する。
【０１７９】
具体的には、絶縁膜５をマスクとして、第１の開口部８１内の薄膜層２〜４の下部膜２が露出するまでＴＭＡＨやＫＯＨ等のアルカリ溶液を用いた異方性エッチングを行うことにより、第２の開口部８２を形成する。
【０１８０】
次に、基板１の裏面１ｂ側における第２の開口部８２の開口縁部および第２の開口部８２の内壁面に、第２の開口部用絶縁膜８３を形成する。具体的には、スパッタ法やＣＶＤ法等によりシリコン酸化膜等を成膜することにより、第２の開口部用絶縁膜８３を形成する。
【０１８１】
そして、フォトリソグラフ法を用いたフッ酸等によるエッチング等によって、不要な部分の第２の開口部用絶縁膜８３を絶縁膜５とともにエッチングして除去する。
【０１８２】
このとき、基板１の裏面１ｂ側に開口する第２の開口部８２の底部に位置する第２の開口部用絶縁膜８３および薄膜層２〜４の下部膜２は、選択的に除去され、基板１の裏面１ｂ側に薄膜層の導体膜３が露出する。また、絶縁膜５および第２の開口部用絶縁膜８３は、空洞部６の形成予定部位が開口するようにパターニングされる。
【０１８３】
次に、基板１の裏面１ｂ側から薄膜層２〜４を残して異方性エッチングすることにより空洞部６を形成して、空洞部６上に薄膜部７を形成する。
【０１８４】
具体的には、空洞部６の形成予定部位が開口するようにパターニングされた絶縁膜５および第２の開口部用絶縁膜８３をマスクとして、ＴＭＡＨやＫＯＨ等のアルカリ溶液を用いた異方性エッチングを行い、空洞部６を形成する。
【０１８５】
次に、基板１の裏面１ｂ側から、第２の開口部８２を介して薄膜層２〜４の導体膜３（電極取り出し部３ｄ）に接するように、第２の開口部用絶縁膜８３の表面に第２の開口部用導体８４を形成することにより、基板１の裏面１ｂ側において基板導体部１１を形成する。
【０１８６】
具体的には、基板１の裏面１ｂ側から、スパッタ法、ＣＶＤ法、蒸着法等を用いてＡｕやＴｉ等の導電膜からなる第２の開口部用導体膜８４を形成し、これを、フォトリソグラフ法を用いたエッチングやリフトオフ法等によって、パターニングする。それにより、第２の開口部用導体膜８４は、第２の開口部８２を介して導体膜３（３ｄ）に接するとともに、第２の開口部用絶縁膜８３の表面に形成された形となる。
【０１８７】
こうして、基板１の裏面１ｂ側において第２の開口部８２の開口縁部に位置する第２の開口部用導体膜８４が、基板導体部１１として形成される。この基板導体部１１は、第２の開口部８２内の第２の開口部用導体膜８４を介して電極取り出し部３ｄと電気的に接続される結果、検出部３ａ〜３ｃと電気的に接続されている。
【０１８８】
この後、本第１０実施形態においても、基板導体部１１を介してフローセンサチップ１０を回路基板２０に接続し、さらに、台座３０に搭載することにより。フローセンサ１００を完成させることができる。
【０１８９】
本製造方法によれば、基板１の表面１ａから、予めある程度の深さの第１の開口部８１を異方性エッチングによって形成し、次に、基板１の裏面１ｂから異方性エッチングによって第２の開口部８２を形成して、第１および第２の開口部８１、８２同士を連通させることとなる。
【０１９０】
そして、第１および第２の各開口部８１、８２の開口面積は、基板１の裏面１ｂ側から一度の異方性エッチングにて基板１を貫通させることで形成された貫通孔の開口面積に比べて、小さくすることができる。その結果、基板導体部１１に必要な面積も小さくなるため、フローセンサチップ１０の小型化にとって好ましい。
【０１９１】
また、本第１０実施形態の製造方法において、基板１の裏面１ｂ側から第２の開口部８２を形成する異方性エッチングと空洞部６を形成する異方性エッチングとを同時に行うようにしても良い。それによれば、工程の簡略化を図ることができ、好ましい。具体的には、上記第９実施形態における開口部と空洞部との同時エッチング方法に準じて行うことができる。
【０１９２】
（第１１実施形態）
従来のフローセンサにおいては、上記図１８に示すように、外部との電気接続を行うパッド２０８が、リード部としての電極取り出し部２０７が延びる方向と直交する方向へ一列に並んでいる。
【０１９３】
上記各実施形態においても、このような従来のパッドの配置形態に準じて、基板１の裏面１ｂ側に基板導体部１１を形成することも可能である。すなわち、各貫通孔８を、リード部が延びる方向と直交する方向へ一列に配置することも可能であり、その場合でも、従来に比べてフローセンサチップの平面サイズの小型化を図ることができる。
【０１９４】
しかし、このような貫通孔の配置形態では、貫通孔８が異方性エッチングにて形成されたものである場合には、上記第１０実施形態の冒頭にて述べたように、開口面積が大きいため、複数の貫通孔８を配置するにはスペース的に限度がある。この場合、基板１の厚さを薄くすれば、貫通孔８の開口面積も小さくできるが、そのかわり、基板１の強度が低下してしまう。
【０１９５】
本第１１実施形態は、そのような問題に対する解決策としてのフローセンサを提供するものである。図１６は、本発明の第１１実施形態に係るフローセンサチップを示す斜視図である。
【０１９６】
図１６に示すように、基板１の表面１ａに基板１の表面１ａ上を流れる流体の流量を検出する検出部３ａ〜３ｃが形成され、基板１の表面１ａには、検出部３ａ〜３ｃに電気的に接続された複数本のリード部としての電極取り出し部３ｄが、検出部３ａ〜３ｃから基板１の一端側の周辺部に向かって延びるように形成されている。
【０１９７】
さらに、基板１の裏面１ｂには、複数本の電極取り出し部３ｄに対応して複数個の基板導体部１１が形成されている。ここで、各々の電極取り出し部３ｄと基板導体部１１との接続部には、基板１の裏面１ｂ側から異方性エッチングによって基板１の表面１ａ側へ貫通するように形成された貫通孔８が形成されている。
【０１９８】
そして、本実施形態においても、各貫通孔８は、上記図３や図１０に示したように貫通孔８の内部に導体を有しており、それによって、各々の電極取り出し部３ｄと基板導体部１１とは、貫通孔８を介して電気的に接続されている。
【０１９９】
ここにおいて、図１６に示すように、各々の貫通孔８は、電極取り出し部３ｄが延びる方向において互い違いに配置されている。言い換えれば、各々の貫通孔８は、電極取り出し部３ｄが延びる方向と直交する方向に一列ではなく、段差を持って配置されている。
【０２００】
このように、各貫通孔８を、電極取り出し部３ｄが延びる方向において互い違いに配置することにより、従来のような電極取り出し部３ｄが延びる方向と直交する方向へ一列に配置する場合に比べて、各貫通孔８をスペース的に効率よく配置できる。
【０２０１】
したがって、本第１１実施形態によれば、貫通孔８すなわち基板導体部１１を、限られた狭いスペースにて高密度に配置するのに好ましいフローセンサチップ構成を実現することができる。
【０２０２】
また、本実施形態においても、基板１の裏面１ｂ側の基板導体部１１を介してフローセンサチップ１０の外部と検出部３ａ〜３ｃとの電気的な信号の授受を行うことができるため、フローセンサチップ１０の平面サイズを小型化できることは、上記第１実施形態等と同様である。
【０２０３】
（他の実施形態）
上記第１実施形態において、センサチップ１０と回路基板２０との間をエポキシ系の接着部材等によってモールドしても良い。これにより、制御回路２１付近に微小ダストが堆積したり雰囲気の湿度の影響を受けたりして制御回路２１に不具合が生じることを防止できる。
【０２０４】
また、上記第３実施形態において、センサチップ１０と中継基板５０とが積層されている部位に生じた隙間にエポキシ樹脂等の接着部材等を充填しても良い。これにより、センサチップ１０と中継基板５０との接続が補強される。また、中継基板５０のうちセンサチップ１０の近傍の裏面に制御回路２１を配置せずに、ボンディングワイヤにより離れた位置の制御回路２１に電気的に接続しても良い。
【０２０５】
また、基板１の裏面１ｂにおける基板導体部１１から直接ボンディングすることにより、制御回路２１やその他の回路と電気的に接続するようにしても良い。
【０２０６】
また、センサチップ１０を回路基板２０のうち制御回路２１が形成されている部位の上に配置しなくても、図１７のフローセンサ１００の概略断面図に示すように、センサチップ１０の基板導体部１１を回路基板２０上の配線２８の端部に接続し、更に配線２８と制御回路２１とをボンディングワイヤ２９等により電気的に接続することにより、基板導体部１１と制御回路２１とをボンディングワイヤ２９を介して電気的に接続するようにしても良い。
【０２０７】
また、貫通孔８を設けずに、センサチップ１０の基板１の表面１ａから側面、更には裏面１ｂへと基板１の外表面上に配線を形成することにより、基板１の表面１ａにおける検出部３ａ〜３ｃと基板導体部１１とを電気的に接続しても良い。また、基板１の裏面１ｂではなく、例えば基板１の側面に基板導体部１１を形成し、検出部３ａ〜３ｃから基板導体部１１まで基板１の外表面上に配線を形成するようにしても良い。
【０２０８】
また、第３実施形態の中継基板５０としてフローセンサを収容する容器を利用しても良い。つまり、容器の内表面に制御回路２１を形成したり、容器の内表面に配線を形成し、この配線と容器の内表面以外の部位に配置された制御回路２１とを電気的に接続したりしても良い。これにより、フローセンサ１００における必要な部品数を低減することができる。
【０２０９】
また、上記各実施形態では、貫通孔８、２４の内壁面に導体９、２５を設けているが、貫通孔８、２４を導体によって埋めても良い。また、可能であれば、基板１の裏面１ｂに直接制御回路２１を設けて、基板導体部１１と電気的に接続するようにしても良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態に係るフローセンサの概略断面図である。
【図２】第１実施形態に係るフローセンサの上面図である。
【図３】第１実施形態に係るフローセンサの製造方法を部分的に示す概略断面図である。
【図４】第２実施形態に係るフローセンサの概略断面図である。
【図５】第３実施形態に係るフローセンサの概略断面図である。
【図６】第３実施形態に係るフローセンサを模式的に示す斜視図である。
【図７】第４実施形態に係るフローセンサの概略断面図である。
【図８】第５実施形態に係るフローセンサの概略断面図である。
【図９】第６実施形態に係るフローセンサの製造方法を部分的に示す概略断面図である。
【図１０】図９に続くフローセンサの製造方法を部分的に示す概略断面図である。
【図１１】第７実施形態に係るフローセンサの概略断面図である。
【図１２】第７実施形態の変形例としてのフローセンサの概略断面図である。
【図１３】第８実施形態に係るフローセンサの概略断面図である。
【図１４】第９実施形態に係るフローセンサの製造方法を部分的に示す概略断面図である。
【図１５】第１０実施形態に係るフローセンサの製造方法を部分的に示す概略断面図である。
【図１６】第１１実施形態に係るフローセンサチップの概略断面図である。
【図１７】他の実施形態に係るフローセンサの概略断面図である。
【図１８】従来のフローセンサを模式的に示す斜視図である。
【符号の説明】
１…基板、１ａ…基板の表面、１ｂ…基板の裏面、２〜４…薄膜層、
３ａ〜３ｃ…検出部、６…空洞部、７…薄膜部、８…貫通孔、
９…貫通孔内の導体、１０…センサチップ（フローセンサチップ）、
１１、１１ａ…基板導体部、１２…パッド、
１６、２９、５５…ボンディングワイヤ、２０…回路基板（基台）、
２０ａ…基台の表面、２０ｂ…基台の裏面、２１…制御回路、
２４…回路基板の貫通孔、３０…台座、３１…接着部材、
３２…台座導体部、５０…中継部材、５０ｂ…中継部材の裏面、
５１…中継部材の開口部、５２…中継部材導体部、６０…貫通孔用絶縁膜、
６２…トレンチ用絶縁膜、６３…トレンチ用導体、６４…開口部用絶縁膜、
６５…開口部用導体、７０…トレンチ、７１…開口部、８１…第１の開口部、
８２…第２の開口部、８３…第１の開口部用絶縁膜、
８４…第２の開口部用絶縁膜、１１０…隔壁、１２０…接続部材。
【図１】
0004486289.tif 000002
【図２】
0004486289.tif 000003
【図３】
0004486289.tif 000004
【図４】
0004486289.tif 000005
【図５】
0004486289.tif 000006
【図６】
0004486289.tif 000007
【図７】
0004486289.tif 000008
【図８】
0004486289.tif 000009
【図９】
0004486289.tif 000010
【図１０】
0004486289.tif 000011
【図１１】
0004486289.tif 000012
【図１２】
0004486289.tif 000013
【図１３】
0004486289.tif 000014
【図１４】
0004486289.tif 000015
【図１５】
0004486289.tif 000016
【図１６】
0004486289.tif 000017
【図１７】
0004486289.tif 000018
【図１８】
0004486289.tif 000019