(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
空洞部を有する基板上に、検出部と前記検出部に接続された配線部が形成され、前記検出部を構成する抵抗体が前記空洞部上の薄肉部に形成されたセンサチップと、
リードフレームの一部であり、一面上に、前記空洞部の開口された下面を搭載面として前記センサチップが接着部材を介して固定された支持リード、及び、前記配線部と電気的に接続された外部接続リードと、
絶縁材料からなり、前記検出部及び前記薄肉部を露出させつつ、前記配線部と前記外部接続リードとの接続部位を被覆するように一体的に配置された封止部材と、を備えたセンサ装置であって、
前記センサチップと前記支持リードとの間に、前記接着部材として、ヤング率が互いに異なる複数の接着部材が並んで配置され、複数の前記接着部材を介して前記センサチップが前記支持リードに固定されていることを特徴とするセンサ装置。
【請求項２】
複数の前記接着部材として、
前記センサチップの下面において、前記空洞部の周囲領域と固定された第１の接着部材と、
前記第１の接着剤よりもヤング率が大きく、前記センサチップの下面において、前記空洞部の周囲領域、及び、前記センサチップの上面における前記封止部材によって被覆された部分に対応する領域、の間の領域と固定された第２の接着部材とを有し、
前記第１の接着部材及び前記第２の接着部材を介して、前記センサチップが前記支持リードに固定されていることを特徴とする請求項１に記載のセンサ装置。
【請求項３】
前記空洞部の周囲領域は、前記検出部に対応する領域を含むことを特徴とする請求項２に記載のセンサ装置。
【請求項４】
前記第２の接着部材は、前記センサチップの下面において、前記外部接続リードと接続された前記配線部の部位に対応する領域に配置されていることを特徴とする請求項１〜３いずれか１項に記載のセンサ装置。
【請求項５】
空洞部を有する基板上に、検出部と前記検出部に接続された配線部が形成され、前記検出部を構成する抵抗体が前記空洞部上の薄肉部に形成されたセンサチップと、
リードフレームの一部であり、一面上に、前記空洞部の開口された下面を搭載面として前記センサチップが配置された支持リード、及び、前記配線部と電気的に接続された外部接続リードと、
前記センサチップと前記支持リードとの間に介在された介在部材と、
絶縁材料からなり、前記検出部及び前記薄肉部を露出させつつ、前記配線部と前記外部接続リードとの接続部位を被覆するようにモールド成形された封止部材と、を備え、
前記介在部材は、前記センサチップの下面全面に接して配置されており、その一部のみが、前記センサチップと前記支持リードの積層方向において前記センサチップ及び前記支持リードと固定され、残りの部分は、前記センサチップ及び前記支持リードの少なくとも一方と固定されていないことを特徴とするセンサ装置。
【請求項６】
前記介在部材は、前記センサチップの下面において、前記空洞部の周囲領域、及び、前記センサチップの上面における前記封止部材によって被覆された部分に対応する領域、の間の領域と固定されつつ、前記支持リードと固定されていることを特徴とする請求項５に記載のセンサ装置。
【請求項７】
前記空洞部の周囲領域は、前記検出部に対応する領域を含むことを特徴とする請求項６に記載のセンサ装置。
【請求項８】
前記介在部材は、前記センサチップの下面において、前記センサチップの上面における前記封止部材によって被覆された部分に対応する領域とも固定されつつ、前記支持リードと固定されていることを特徴とする請求項６又は請求項７に記載のセンサ装置。
【請求項９】
前記介在部材として、１つの接着部材を有し、
前記１つの接着部材の一部のみが、前記センサチップと前記支持リードの積層方向において前記センサチップ及び前記支持リードと固定され、残りの部分は、前記センサチップ及び前記支持リードの少なくとも一方と固定されていないことを特徴とする請求項５〜８いずれか１項に記載のセンサ装置。
【請求項１０】
前記介在部材として、互いにヤング率の異なる複数の接着部材を有し、
複数の前記接着部材のうち、ヤング率の最も大きい接着部材が、前記センサチップ及び前記支持リードと固定されていることを特徴とする請求項５〜８いずれか１項に記載のセンサ装置。
【請求項１１】
前記センサチップは、前記検出部として、前記薄肉部上に形成されたヒータを含む流量検出部を備えた流量検出チップであることを特徴とする請求項１〜１０いずれか１項に記載のセンサ装置。
【請求項１２】
空洞部を有する基板上に、検出部と前記検出部に接続される配線部が形成され、前記検出部を構成する抵抗体が前記空洞部上の薄肉部に形成されたセンサチップと、前記センサチップを一面上に搭載する支持リード及び前記配線部と電気的に接続される外部接続リードを含むリードフレームと、を準備する準備工程と、
準備した前記センサチップを、前記空洞部が開口する下面を搭載面として、前記リードフレームにおける前記支持リード上に接着部材を介して固定し、積層体を形成する接着工程と、
前記積層体に対し、前記リードフレームにおける前記外部接続リードと前記配線部を電気的に接続する接続工程と、
前記接続工程後、前記積層体を型に構成されるキャビティに配置してモールド成形し、前記検出部及び前記薄肉部を露出しつつ封止部材によって前記配線部と前記外部接続リードとの接続部位を被覆する成形工程と、を備えたセンサ装置の製造方法であって、
前記接着工程において、前記センサチップと前記支持リードとの間に、前記接着部材として、ヤング率が互いに異なる複数の接着部材を並べて配置し、少なくとも１つの前記接着部材を介して前記センサチップを前記支持リードに固定することを特徴とするセンサ装置の製造方法。
【請求項１３】
前記接着工程において、複数の前記接着部材として第１の接着部材と前記第１の接着部材よりもヤング率の大きい第２の接着部材を用い、
前記センサチップの下面において、前記空洞部の周囲領域を除く領域であって、少なくとも成形時に前記センサチップの上面が前記型によって押さえられる部位に対応する領域に前記第２の接着部材を配置し、前記空洞部の周囲領域に前記第１の接着部材を配置し、
前記支持リード上に前記センサチップを配置した状態で前記第１の接着部材及び前記第２の接着部材を硬化処理して、前記センサチップを前記支持リードに固定することを特徴とする請求項１２に記載のセンサ装置の製造方法。
【請求項１４】
前記接着工程において、複数の前記接着部材として第１の接着部材と前記第１の接着部材よりもヤング率の大きい第２の接着部材を用い、
前記センサチップの下面における前記空洞部の周囲領域、及び、前記支持リードの一面における前記周囲領域に対応する領域、のいずれかに前記第１の接着部材を配置して硬化処理を施し、
前記第１の接着部材の硬化処理後、前記センサチップの下面における前記空洞部の周囲領域を除く領域であって少なくとも成形時に前記センサチップの上面が前記型によって押さえられる部位に対応する押さえ領域、及び、前記支持リードの一面における前記周囲領域に対応する領域を除く領域であって少なくとも前記押さえ領域に対応する領域、のいずれかに前記第２の接着部材を配置し、前記支持リード上に前記センサチップを配置した状態で前記第２の接着部材の硬化処理を施して、前記センサチップを前記支持リードに固定することを特徴とする請求項１２に記載のセンサ装置の製造方法。
【請求項１５】
空洞部を有する基板上に、検出部と前記検出部に接続される配線部が形成され、前記検出部を構成する抵抗体が前記空洞部上の薄肉部に形成されたセンサチップと、前記センサチップを一面上に搭載する支持リード及び前記配線部と電気的に接続される外部接続リードを含むリードフレームと、を準備する準備工程と、
介在部材を介在させて、準備した前記センサチップを、前記空洞部が開口する下面を搭載面として前記リードフレームにおける前記支持リード上に配置し、積層体を形成する接着工程と、
前記積層体に対し、前記リードフレームにおける前記外部接続リードと前記配線部を電気的に接続する接続工程と、
前記接続工程後、前記積層体を型に構成されるキャビティに配置してモールド成形し、前記検出部及び前記薄肉部を露出しつつ封止部材によって前記配線部と前記外部接続リードとの接続部位を被覆する成形工程と、を備えたセンサ装置の製造方法であって、
前記接着工程では、前記介在部材を、前記センサチップの下面全面に接するように配置するとともに、前記介在部材として、その一部のみが、前記センサチップと前記支持リードの積層方向において前記センサチップの下面及び前記支持リードの一面の両方に対して接着機能を有し、残りの部分は、前記センサチップ及び前記支持リードの少なくとも一方に対して接着機能を有さない部材を用い、前記センサチップを前記支持リードに固定することを特徴とするセンサ装置の製造方法。
【請求項１６】
前記介在部材は、前記センサチップの下面における前記空洞部の周囲領域を除く領域であって、少なくとも成形時に前記センサチップの上面が前記型によって押さえられる部位に対応する押さえ領域と、前記支持リードの一面における前記周囲領域に対応する領域を除く領域であって少なくとも前記押さえ領域に対応する領域に対応する部分が、接着機能を有することを特徴とする請求項１５に記載のセンサ装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空洞部上の薄肉部に検出部の抵抗体が形成されたセンサチップを有し、該センサチップが支持リード上に配置された状態で、薄肉部及び検出部が露出されるようにモールドされたセンサ装置及びその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば特許文献１に示されるように、空洞部上の薄肉部に検出部の抵抗体が形成されたセンサチップを有し、該センサチップが支持リード上に配置された状態で、薄肉部及び検出部が露出されるようにモールドされたセンサ装置が知られている。
【０００３】
特許文献１に示される熱式空気流量センサでは、半導体センサ素子（センサチップ）において、半導体基板に形成された空洞上のダイアフラム（薄肉部）に、流量検出部を構成する発熱抵抗体が形成されている。そして、閉塞支持リード（支持リード）上に、半導体センサ素子が半導体基板の下面（発熱抵抗体の形成面の裏面）を接触面として配置され、流量検出部及びダイアフラムが露出されるように、電気的な各接続部がモールド材により一体的に被覆されている。
【特許文献１】特許第３３２８５４７号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に示されるセンサ装置では、折曲によって半導体基板の３つの側面に対応する位置決め部位が設けられた支持リードを採用しており、支持リード上にセンサチップが配置されている。このような構成においては、搭載性を考慮すると半導体基板に対して位置決め部位が若干余裕を持って形成されるため、センサチップに位置ずれが生じる恐れがある。また、センサチップが支持リードに対して固定されていないため、超音波を用いてセンサチップと外部接続リードとをワイヤボンディングする際に、超音波振動が逃げて接合状態を形成しにくいという問題がある。
【０００５】
そこで、本発明者は、下面全面を接着面としてセンサチップ（半導体基板）が支持リードに接着固定（ダイボンド）された構成を検討した。しかしながら、接着部材（ダイボンド材）として軟らかい接着部材（加圧により変形するもの、ヤング率が１ＭＰａ程度）を用いた場合、モールド成形の際に、薄肉部がダメージを受ける（例えば破損する）という問題が生じた。これは、接着部材がモールド成形時に押し広げられる影響でセンサチップに応力が生じ、この応力が薄肉部に集中することによって生じるものと考えられる。
【０００６】
また、上述の接着部材よりも硬い接着部材（加圧により変形しがたいもの）を用いた場合、センサ特性が変動するという問題が生じた。このセンサ特性の変動は、ヤング率が大きい（加圧によりほとんど変形しないもの、例えば１ＧＰａ程度）ほど顕著であった。これは、例えば接着部材の硬化処理や使用環境での温度変化により、半導体基板と支持リードとの線膨張係数差に基づく応力などが生じ、剛性の低い半導体基板の薄肉部に応力が作用して、ピエゾ抵抗効果により抵抗値変化が生じたためと考えられる。また、変化した抵抗値がクリープによって徐々に変動したためと考えられる。
【０００７】
本発明は上記問題点に鑑み、センサチップと外部接続リードとの電気的な接続状態が確保され、薄肉部の受けるダメージやセンサ特性の変動が抑制されたセンサ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】
【０００８】
上記目的を達成する為に請求項１に記載の発明は、空洞部を有する基板上に、検出部と検出部に接続された配線部が形成され、検出部を構成する抵抗体が空洞部上の薄肉部に形成されたセンサチップと、リードフレームの一部であり、一面上に、空洞部の開口された下面を搭載面としてセンサチップが接着部材を介して固定された支持リード、及び、配線部と電気的に接続された外部接続リードと、絶縁材料からなり、検出部及び薄肉部を露出させつつ、配線部と外部接続リードとの接続部位を被覆するように一体的に配置された封止部材と、を備えたセンサ装置であって、センサチップと支持リードとの間に、接着部材として、ヤング率が互いに異なる複数の接着部材が並んで配置され、複数の接着部材を介してセンサチップが支持リードに固定されていることを特徴とする。
【０００９】
このように本発明によれば、センサチップが支持リードに接着固定されている。これにより、センサチップの位置ずれが抑制され、またセンサチップと外部接続リードとの電気的な接続状態が確保される。
【００１０】
また、センサチップと支持リードとの間に、接着部材として、ヤング率が互いに異なる複数の接着部材が並んで配置されている。複数の接着部材のうち、ヤング率の大きい接着部材は、モールド成形時における変形量が他の接着部材（ヤング率の小さい接着部材）よりも小さい。これにより、センサチップの変形、ひいては薄肉部への応力の集中が抑制される。すなわち、薄肉部の受けるダメージが抑制される。
【００１１】
また、複数の接着部材のうち、ヤング率の小さい接着部材は、センサチップを構成する基板と支持リードとの線膨張係数差に基づいて生じる応力を緩和する能力が、他の接着部材（ヤング率の大きい接着部材）と比べて高い。これにより、線膨張係数差に基づいてセンサチップの薄肉部に作用する応力が低減され、ひいてはピエゾ抵抗効果によるセンサ特性の変動が抑制される。
【００１２】
請求項１に記載の発明においては、請求項２に記載のように、複数の接着部材として、センサチップの下面において、空洞部の周囲領域と固定された第１の接着部材と、第１の接着剤よりもヤング率が大きく、センサチップの下面において、空洞部の周囲領域、及び、センサチップの上面における封止部材によって被覆された部分に対応する領域、の間の領域と固定された第２の接着部材とを有し、第１の接着部材及び第２の接着部材を介して、センサチップが支持リードに固定された構成とすると良い。
【００１３】
空洞部の周囲領域は、センサチップの下面において薄肉部に近い領域であるため、線膨張係数差に基づく応力がセンサ特性の変動に与える影響が大きい。これに対し、本発明では、空洞部の周囲領域に、第２の接着部材よりもヤング率の小さい第１の接着部材が固定されている。これにより、線膨張係数差に基づいてセンサチップの薄肉部に作用する応力が効果的に低減され、ひいてはピエゾ抵抗効果によるセンサ特性の変動が効果的に抑制される。
【００１４】
また、センサチップの下面において、空洞部の周囲領域とセンサチップの上面における封止部材によって被覆された部分に対応する被覆領域との間の領域は、モールド成形時にセンサチップの上面において型に押さえられる部分に対応した押さえ領域を含んでいる。この押さえ領域では、モールド成形時に他の領域よりも接着部材が受ける圧力が大きい。これに対し、本発明では、周囲領域と被覆領域との間に領域に、第１の接着部材よりもヤング率の大きい第２の接着部材が固定されている。これにより、センサチップの変形、ひいては薄肉部への応力の集中が効果的に抑制される。すなわち、薄肉部の受けるダメージが効果的に抑制される。
【００１５】
請求項２に記載の発明においては、請求項３に記載のように、空洞部の周囲領域が、検出部に対応する領域を含む構成としても良い。これによれば、検出部のうち、薄肉部上に位置する部位だけでなく、検出部全体においてピエゾ抵抗効果によるセンサ特性の変動が効果的に抑制される。
【００１６】
請求項１〜３いずれかに記載の発明においては、請求項４に記載のように、第２の接着部材が、センサチップの下面において、外部接続リードと接続された配線部の部位に対応する領域に配置された構成とすると良い。
【００１７】
本発明では、配線部における外部接続リードとの接続部位（すなわち、パッド）の直下に、ヤング率の大きい第２の接着部材が配置されている。これにより、センサチップと外部接続リードとの間で良好な接続状態が確保される。
【００１８】
次に、請求項５に記載の発明は、空洞部を有する基板上に、検出部と検出部に接続された配線部が形成され、検出部を構成する抵抗体が空洞部上の薄肉部に形成されたセンサチップと、リードフレームの一部であり、一面上に、空洞部の開口された下面を搭載面としてセンサチップが配置された支持リード、及び、配線部と電気的に接続された外部接続リードと、センサチップと支持リードとの間に介在された介在部材と、絶縁材料からなり、検出部及び薄肉部を露出させつつ、配線部と外部接続リードとの接続部位を被覆するようにモールド成形された封止部材と、を備え、介在部材は、センサチップの下面全面に接して配置されており、その一部のみが、センサチップと支持リードの積層方向においてセンサチップ及び前記支持リードと固定され、残りの部分は、センサチップ及び支持リードの少なくとも一方と固定されていないことを特徴とする。
【００１９】
このように本発明によれば、センサチップが支持リードに接着固定されている。これにより、センサチップの位置ずれが抑制され、またセンサチップと外部接続リードとの電気的な接続状態が確保される。
【００２０】
また、介在部材は、その一部のみが、センサチップと支持リードの積層方向においてセンサチップ及び支持リードと固定されている。すなわち、介在部材の一部のみが、センサチップの下面と支持リードの一面の両方と接着しており、介在部材のうちの一部を介して、センサチップが支持リードに固定されている。これにより、センサチップの下面全面が接着固定される構成と比べて、センサチップを構成する基板と支持リードとの線膨張係数差に基づいて生じる応力の範囲が狭められ、ピエゾ抵抗効果によるセンサ特性の変動が抑制される。
【００２１】
また、介在部材は、その一部のみが、センサチップと支持リードの積層方向においてセンサチップ及び支持リードと固定されている。このため、センサチップの下面全面において、センサチップ及び支持リードの両方に接着する構成と較べて、モールド成形時に介在部材が押し広げられたとしても、その変形範囲が低減され、ひいては薄肉部への応力の集中が抑制される。すなわち、薄肉部の受けるダメージが抑制される。また、センサチップの下面と支持リードの上面との対向領域のうち、センサチップを支持リードに接着固定しない領域にも介在部材が配置されている。これにより、センサチップが介在部材を介して支持リード上に安定して支持され、センサ特性の変動が効果的に抑制される。また、薄肉部の受けるダメージが効果的に抑制される。
【００２２】
請求項５に記載の発明においては、請求項６に記載のように、介在部材が、センサチップの下面において、空洞部の周囲領域、及び、センサチップの上面における封止部材によって被覆された部分に対応する領域、の間の領域と固定されつつ、支持リードと固定された構成とすると良い。センサチップの下面において、空洞部の周囲領域とセンサチップの上面における封止部材によって被覆された部分に対応する被覆領域との間の領域は、モールド成形時にセンサチップの上面において型に押さえられる部分に対応した押さえ領域を含んでいる。この押さえ領域では、モールド成形時に他の領域よりも介在部材が受ける圧力が大きい。これに対し、本発明では、周囲領域と被覆領域との間に領域が、介在部材と接着されて、支持リードに固定されている。したがって、該領域に、圧力を受けてもほとんど変形しない介在部材を配置すれば、センサチップの変形、ひいては薄肉部への応力の集中が抑制され、薄肉部の受けるダメージが抑制される。
【００２３】
また、空洞部の周囲領域は、センサチップの下面において薄肉部に近い領域であるため、線膨張係数差に基づく応力がセンサ特性の変動に与える影響が大きい。これに対し、本発明では、空洞部の周囲領域では、センサチップが支持リードに固定されていない。すなわち、基板と支持リードとの線膨張係数差に基づく応力が生じない。これにより、線膨張係数差に基づいてセンサチップの薄肉部に作用する応力が効果的に低減され、ひいてはピエゾ抵抗効果によるセンサ特性の変動が効果的に抑制される。
【００２４】
請求項６に記載の発明においては、請求項７に記載のように、空洞部の周囲領域は、検出部に対応する領域を含む構成としても良い。本発明の作用効果は、請求項３に記載の発明の作用効果と同じであるので、その記載を省略する。
【００２５】
請求項６又は請求項７に記載の発明においては、請求項８に記載のように、介在部材が、センサチップの下面において、センサチップの上面における封止部材によって被覆された部分に対応する領域とも固定されつつ、支持リードと固定された構成としても良い。
【００２６】
本発明では、配線部における外部接続リードとの接続部位（すなわち、パッド）の直下において、センサチップが支持リードに固定されている。これにより、センサチップと外部接続リードとの間で良好な接続状態が確保される。
【００２７】
請求項５〜８いずれかに記載の発明においては、請求項９に記載のように、介在部材として、１つの接着部材を有し、１つの接着部材の一部のみが、センサチップと支持リードの積層方向においてセンサチップ及び支持リードと固定され、残りの部分は、センサチップ及び支持リードの少なくとも一方と固定されていない構成としても良い。これによれば、構成を簡素化することができる。
【００２８】
また、請求項１０に記載のように、介在部材として、互いにヤング率の異なる複数の接着部材を有し、複数の接着部材のうち、ヤング率の最も大きい接着部材が、センサチップ及び支持リードと固定された構成としても良い。これによれば、モールド成形時におけるセンサチップの変形、ひいては薄肉部への応力の集中が抑制され、薄肉部の受けるダメージが抑制される。
【００２９】
請求項１〜１０いずれかに記載の発明においては、請求項１１に記載のように、検出部として薄肉部上に形成されたヒータを含む流量検出部を備えた流量検出チップをセンサチップとした構成に特に効果的である。
【００３０】
流量検出チップにおける薄肉部の厚さは、ヒータの応答性を高めるために薄いほど良く、一般的に数μｍ程度となっている。したがって、モールド成形時に薄肉部がダメージを受け易く、また、ピエゾ抵抗効果によってセンサ特性が変動しやすい。これに対し、請求項１〜１０いずれかに記載の構成とすると、流量検出チップと外部接続リードとの電気的な接続状態が確保され、薄肉部の受けるダメージやセンサ特性の変動が抑制された流量センサ装置とすることができる。
【００３１】
次に、請求項１２に記載の発明は、空洞部を有する基板上に、検出部と検出部に接続される配線部が形成され、検出部を構成する抵抗体が空洞部上の薄肉部に形成されたセンサチップと、センサチップを一面上に搭載する支持リード及び配線部と電気的に接続される外部接続リードを含むリードフレームと、を準備する準備工程と、準備したセンサチップを、空洞部が開口する下面を搭載面として、リードフレームにおける支持リード上に接着部材を介して固定し、積層体を形成する接着工程と、積層体に対し、リードフレームにおける外部接続リードと配線部を電気的に接続する接続工程と、接続工程後、積層体を型に構成されるキャビティに配置してモールド成形し、検出部及び薄肉部を露出しつつ封止部材によって配線部と外部接続リードとの接続部位を被覆する成形工程と、を備えたセンサ装置の製造方法であって、接着工程において、センサチップと支持リードとの間に、接着部材として、ヤング率が互いに異なる複数の接着部材を並べて配置し、少なくとも１つの接着部材を介してセンサチップを支持リードに固定することを特徴とする。
【００３２】
このように本発明によれば、接着工程において、センサチップと支持リードとの間に、接着部材として、ヤング率が互いに異なる複数の接着部材を並べて配置する。そして、少なくとも１つの接着部材を介してセンサチップを支持リードに固定する。これにより、請求項１に記載のセンサ装置や、請求項１０に記載のセンサ装置を形成することができる。
【００３３】
請求項１２に記載の発明においては、例えば請求項１３に記載のように、接着工程において、複数の接着部材として第１の接着部材と第１の接着部材よりもヤング率の大きい第２の接着部材を用い、センサチップの下面において、空洞部の周囲領域を除く領域であって、少なくとも成形時にセンサチップの上面が型によって押さえられる部位に対応する領域に第２の接着部材を配置し、空洞部の周囲領域に第１の接着部材を配置し、支持リード上にセンサチップを配置した状態で第１の接着部材及び第２の接着部材を硬化処理して、センサチップを支持リードに固定しても良い。
【００３４】
これによれば、モールド成形時に型によって押さえられる部位に対応してヤング率の大きい第２の接着部材を配置するので、モールド成形時に、薄肉部が受けるダメージを抑制することができる。
【００３５】
また、空洞部の周囲領域に第２の接着部材よりもヤング率の小さい第１の接着部材を配置するので、硬化処理で加熱する場合や使用環境での温度変化により、基板と支持リードとの線膨張係数差に基づいて応力が生じても、薄肉部に近い空洞部の周囲領域に接する第２の接着部材によって緩和することができる。すなわち、ピエゾ抵抗効果によるセンサ特性の変動を抑制することができる。
【００３６】
また、センサチップを配置した状態で第１の接着部材及び第２の接着部材を硬化処理するので、製造工程を簡素化することができる。
【００３７】
また、請求項１４に記載のように、接着工程において、複数の接着部材として第１の接着部材と第１の接着部材よりもヤング率の大きい第２の接着部材を用い、センサチップの下面における空洞部の周囲領域、及び、支持リードの一面における周囲領域に対応する領域、のいずれかに第１の接着部材を配置して硬化処理を施し、第１の接着部材の硬化処理後、センサチップの下面における空洞部の周囲領域を除く領域であって少なくとも成形時にセンサチップの上面が型によって押さえられる部位に対応する押さえ領域、及び、支持リードの一面における周囲領域に対応する領域を除く領域であって少なくとも押さえ領域に対応する領域、のいずれかに第２の接着部材を配置し、支持リード上にセンサチップを配置した状態で第２の接着部材の硬化処理を施して、センサチップを支持リードに固定しても良い。
【００３８】
これによれば、モールド成形時に型によって押さえられる部位に対応してヤング率の大きい第２の接着部材を配置し、センサチップを支持リードに接着固定するので、モールド成形時に、薄肉部が受けるダメージを抑制することができる。
【００３９】
また、空洞部の周囲領域に配置する第１の接着部材については、センサチップを支持リード上に配置する前に、硬化処理まで実施しておき、センサチップにおける空洞部の周囲領域と支持リードにおける周囲領域に対応する領域とは接着固定しない。したがって、該領域においては、使用環境での温度変化により、基板と支持リードとの線膨張係数差に基づいて応力が生じることがないので、ピエゾ抵抗効果によるセンサ特性の変動を抑制することができる。
【００４０】
また、センサチップの下面の一部を支持リードに接着固定する構成でありながら、接着部材として、第１の接着部材を接着固定されない空洞部の周囲領域にも配置する。したがって、接着部材を介して、センサチップを支持リード上に安定して支持することができ、これによりモールド成形時における基板での応力の偏りなどを抑制することができる。
【００４１】
次に、請求項１５に記載の発明は、空洞部を有する基板上に、検出部と検出部に接続される配線部が形成され、検出部を構成する抵抗体が空洞部上の薄肉部に形成されたセンサチップと、センサチップを一面上に搭載する支持リード及び配線部と電気的に接続される外部接続リードを含むリードフレームと、を準備する準備工程と、介在部材を介在させて、準備したセンサチップを、空洞部が開口する下面を搭載面としてリードフレームにおける支持リード上に配置し、積層体を形成する接着工程と、積層体に対し、リードフレームにおける外部接続リードと配線部を電気的に接続する接続工程と、接続工程後、積層体を型に構成されるキャビティに配置してモールド成形し、検出部及び薄肉部を露出しつつ封止部材によって配線部と外部接続リードとの接続部位を被覆する成形工程と、を備えたセンサ装置の製造方法であって、接着工程では、介在部材を、センサチップの下面全面に接するように配置するとともに、介在部材として、その一部のみが、センサチップと支持リードの積層方向においてセンサチップの下面及び支持リードの一面の両方に対して接着機能を有し、残りの部分は、センサチップ及び支持リードの少なくとも一方に対して接着機能を有さない部材を用い、センサチップを支持リードに固定することを特徴とする。
【００４２】
このように本発明によれば、介在部材として、その一部のみが、センサチップと支持リードの積層方向においてセンサチップの下面及び支持リードの一面の両方に対して接着機能を有する部材を用いる。これにより、請求項５に記載のセンサ装置を形成することができる。
【００４３】
請求項１５に記載の発明においては、例えば請求項１６に記載のように、介在部材として、センサチップの下面における空洞部の周囲領域を除く領域であって、少なくとも成形時にセンサチップの上面が型によって押さえられる部位に対応する押さえ領域と、支持リードの一面における周囲領域に対応する領域を除く領域であって少なくとも押さえ領域に対応する領域に対応する部分が、接着機能を有する部材を採用しても良い。
【００４４】
これによれば、モールド成形時に型によって押さえられる部位に対応して、センサチップを支持リードに接着固定する。したがって、介在部材として圧力を受けてほとんど変形しない程度のヤング率を有するものを採用すれば、モールド成形時に、薄肉部が受けるダメージを抑制することができる。特に介在部材として圧力を受けてほとんど変形しない程度のヤング率を有するものを採用すれば、薄肉部が受けるダメージを効果的に抑制することができる。
【００４５】
また、センサチップにおける空洞部の周囲領域と支持リードにおける周囲領域に対応する領域とは接着固定しない。したがって、該領域においては、使用環境での温度変化により、基板と支持リードとの線膨張係数差に基づいて応力が生じることがないので、ピエゾ抵抗効果によるセンサ特性の変動を抑制することができる。
【００４６】
また、センサチップの下面の一部を支持リードに接着固定する構成でありながら、介在部材のうち、接着機能有さない部分を接着固定されない空洞部の周囲領域にも配置する。したがって、介在部材を介して、センサチップを支持リード上に安定して支持することができ、これによりモールド成形時における基板での応力の偏りなどを抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４７】
以下、本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。尚、以下の実施形態においては、センサ装置として熱式流量センサを例にとり説明する。
（第１の実施の形態）
図１は、本実施形態に係る熱式流量センサの概略構成を示す上面視平面図である。図２は、図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図である。図１に示す白抜き矢印は、流体の流れ方向（通常時）を示している。本実施形態に示す熱式流量センサは、例えば車両内燃機関の吸気管内に配置される。
【００４８】
図１及び図２に示す熱式流量センサ１００は、要部として、一部が被測定流体である空気に露出されてその流量を検出する流量検出チップ１０と、リードフレームの一部として構成され、接着部材５０を介して流量検出チップ１０を支持する支持リード３１と、リードフレームの一部として構成され、流量検出チップ１０と外部とを電気的に接続する外部接続リード３２と、流量検出チップ１０と外部接続リード３２との接続部位を被覆する封止部材７０とを備えている。なお、図１及び図２に示す符号９０は、流量検出チップ１０と外部接続リード３２を電気的に接続するワイヤを示している。
【００４９】
流量検出チップ１０は、シリコンからなる半導体基板１１に、エッチングにより空洞部１２を形成することにより、空洞部１２上に形成された薄い絶縁層から構成される薄肉部（メンブレン）１３と、薄肉部１３に形成されたヒータ１４とを有している。このように、基板として半導体基板１１を用いると、薄肉部１３の裏面側からエッチングすることで、簡単に薄肉部１３を形成することができ、後述するように、ヒータ１４を高感度の流量検出部として機能させることができる。
【００５０】
ここで、流量検出チップ１０について図３及び図４を用いてより詳細に説明する。図３は、流量検出チップの概略構成を示す平面図である。図４は、図３のＩＶ−ＩＶ線に沿う断面図である。なお、図３においては、便宜上、ヒータ、感温体、及び繋ぎ配線上の層間絶縁膜や保護膜を省略して図示している。また、図３に示す白抜き矢印は、流体の流れ方向（通常時）を示している。
【００５１】
図３及び図４に示すように、流量検出部を構成する一対のヒータ１４（１４ａ，１４ｂ）に対応して、半導体基板１１に空洞部１２が形成されている。この空洞部１２は、半導体基板１１の絶縁層１５との接触面の裏面（以下、半導体基板１１の下面と示す）側に、矩形状の開口部１６（図３に示す矩形状の破線のうち、外側内の領域）をもって形成され、この開口面積が半導体基板１１の上面側（絶縁層１５との接触面側）へ行くほど縮小されて、半導体基板１１の上面では、開口部１６よりも小さく、半導体基板１１の厚さ方向に対して垂直な方向において開口部１６に含まれる矩形状の底面部１７（図３に示す矩形状の破線のうち、内側内の領域）となっている。
【００５２】
本実施形態においては、絶縁層１５としてシリコン酸化膜を採用しており、絶縁層１５の一部が、上述した空洞部１２の底面部１７を構成している。このように、流量検出チップ１０において、底面部１７に相当する部位は、薄肉部１３（メンブレン）となっている。そして、ヒータ１４ａ，１４ｂが、この薄肉部１３に形成されている。薄肉部１３は、流量検出部を構成する他の箇所と比べてその膜厚が薄く形成されており（例えば数μｍ程度）、これにより熱容量が低く抑えられ、他の箇所との熱的な絶縁が確保されている。
【００５３】
底面部１７（薄肉部１３）を構成する絶縁層１５上には、ヒータ１４ａ，１４ｂが形成されている。ヒータ１４ａは、流体の流れ方向に対して上流側に配置された上流側ヒータであり、ヒータ１４ｂは、流体の流れ方向に対して下流側に配置された下流側ヒータである。また、一対のヒータ１４ａ，１４ｂを挟むようにして、測温抵抗体からなる一対の感温体１８ａ，１８ｂが、薄肉部１３よりも厚い薄肉部周辺領域であって流体の上流側と下流側にそれぞれ形成されている。この感温体１８ａ，１８ｂは、ヒータ１４ａ，１４ｂととも流量検出部を構成している。そして、これらヒータ１４ａ，１４ｂや感温体１８ａ，１８ｂは、繋ぎ配線１９を介して、ワイヤ９０が接続されるパッド２０と接続されている。この繋ぎ配線１９が特許請求の範囲に記載の配線部に相当する。
【００５４】
そして、これらヒータ１４ａ，１４ｂ、感温体１８ａ，１８ｂ、及び繋ぎ配線１９を覆うようにして、例えばシリコン酸化膜からなる層間絶縁膜２１が積層され、層間絶縁膜２１上に例えばシリコン窒化膜からなる保護膜２２が積層されている。
【００５５】
このように構成される流量検出チップ１０においては、ヒータ１４ａ，１４ｂが、電流の供給量によって発熱する機能に加えて、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。また、上流側のヒータ１４ａと下流側のヒータ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。さらに、上流側のヒータ１４ａと上流側の感温体１８ａとの温度差、及び、下流側のヒータ１４ｂと下流側の感温体１８ｂ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。なお、このような流量検出チップ１０の詳細については、本出願人による例えば特開２００４−２０５４９８号公報，特開２００４−２４１３９８号公報などを参照されたい。
【００５６】
支持リード３１は、流量検出チップ１０を支持するものであり、外部接続リード３２とともに、金属材料からなるリードフレームの一部として構成されている。すなわち、支持リード３１は、流量検出チップ１０を構成する半導体基板１１とは異なる材料であって線膨張係数の差が大きい材料（例えば４２アロイやＣｕなど、半導体基板１１との線膨張係数差が５以上の材料）を用いて構成されている。このように、支持リード３１をリードフレームの一部として構成すると、熱式流量センサ１００の構成を簡素化することができる。本実施形態において、支持リード３１は、図１に破線で示すように平面矩形状であり、その大きさが流量検出チップ１０よりも大きく、流量検出チップ１０は、その下面（流量検出部形成面の裏面であって空洞部１２の開口部１６を取り囲む平面）が支持リード３１と完全に対向して配置されている。そして、接着部材５０を介して、支持リード３１上に流量検出チップ１０が固定されており、支持リード３１によって流量検出チップ１０の空洞部１２が開口部１６にて塞がれている。これにより、空洞部１２が被測定流体である空気に直接晒されることがないので、乱流によるノイズを低減することができる。
【００５７】
接着部材５０は所謂ダイボンド材であり、その構成材料や形態は、流量検出チップ１０を支持リード３１に接着固定できるものであれば特に限定されるものではない。有機系成分のみでも良いし、有機系成分に無機系成分や金属成分を混入させたもの（例えばＡｇペースト）を用いても良い。本実施形態においては、接着部材５０として、互いにヤング率が異なる２種類の接着部材５１，５２を採用しており、接着部材５０が、流量検出チップ１０の下面と支持リード３１の上面との対向領域全体に配置されている。
【００５８】
具体的には、第１の接着部材５１として、硬化後の状態で圧力を受けて変形する程度のヤング率（例えば１ＭＰａ程度）を有する軟らかい接着部材を採用しており、第２の接着部材５２として、硬化後の状態で圧力を受けてほとんど変形しない程度のヤング率（例えば１ＧＰａ程度）を有する硬い接着部材を採用している。すなわち、第１の接着部材５１よりも第２の接着部材５２のほうが、ヤング率の大きい接着部材を採用している。そして、図２に示すように、流量検出チップ１０と支持リード３１との間に、第１の接着部材５１と第２の接着部材５２が、半導体基板１１の下面（支持リード３１の上面）に沿って並んで配置され、接着部材５１，５２を介して流量検出チップ１０が支持リード３１に固定されている。
【００５９】
より詳しくは、図２及び図３に示すように、流量検出チップ１０の下面における空洞部１２（開口部１６）を取り囲む周囲領域に対応して、第１の接着部材５１が配置されている。本実施形態においては、流量検出チップ１０の下面において、図３に示す一点鎖線で囲まれた領域が、流量検出チップ１０の下面における第１の接着部材５１との接触領域（空洞部１２の周囲領域）となっており、流量検出部の形成領域全体に対応する領域が含まれている。また、流量検出チップ１０の下面における空洞部１２の周囲領域を除く領域であって、少なくとも空洞部１２の周囲領域と流量検出チップ１０の上面における封止部材７０によって被覆された部分に対応する領域との間の領域に対応して、第２の接着部材５２が配置されている。本実施形態においては、図３に示す二点鎖線で囲まれた領域、すなわち空洞部１２の周囲領域を除く領域全てが、流量検出チップ１０の下面における第２の接着部材５２との接触領域となっている。したがって、第２の接着部材５２は、流量検出チップ１０の下面において、ワイヤ９０との接続部位であるパッド２０に対応する領域にも配置されている。
【００６０】
外部接続リード３２は、流量検出チップ１０と外部とを電気的に接続するものであり、支持リード３１とともに、金属材料からなるリードフレームの一部として構成されている。そして、本実施形態においては、例えばＡｕからなるワイヤ９０が、超音波を用いた接合方法で外部接続リード３２と流量検出チップ１０のパッド２０にそれぞれ接続されて、外部接続リード３２と流量検出チップ１０が電気的に接続されている。
【００６１】
封止部材７０は、流量検出チップ１０の流量検出部及び薄肉部１３を露出させつつ流量検出チップ１０と外部接続リード３２との接続部位を被覆するものであり、エポキシ樹脂等の一体成形（モールド成形）可能である電気絶縁材料を用いて構成されている。本実施形態においては、封止部材７０によって、ワイヤ９０、ワイヤ９０と流量検出チップ１０（パッド２０）の接続部位、及びワイヤ９０と外部接続リード３２との接続部位が、一体的に被覆されている。
【００６２】
なお、本実施形態においては、封止部材７０が、上述の各接続部位を被覆するパッド側端部７１だけでなく、パッド側端部７１と連なって、流量検出チップ１０の、パッド２０の形成された端部側の端面を除く残りの３つの端面（半導体基板１１の側面）を取り囲むように配置された周囲部７２を有している。この周囲部７２は流量検出チップ１０の端面に接しており、その上面７２ａが流量検出チップ１０の上面と略面一となっている。すなわち、流体の流れ方向において、流量検出部から封止部材７０の周囲部７２の端部までが面一となっており、これにより、流量検出部上において流体がより整流された状態となる。言うなれば、流量検出チップ１０上に配置されたパッド側端部７１における流量検出部側の端面７１ａと周囲部７２の上面７２ａ（及び流量検出チップ１０の上面）とにより、流量検出部に対して流路が形成されている。
【００６３】
次に、このように構成される熱式流量センサ１００の製造方法について、図５（ａ）〜（ｃ）を用いて説明する。図５は、熱式流量センサ１００の製造方法を示す工程別断面図であり、（ａ）は接着工程、（ｂ）は接続工程、（ｃ）はモールド成形工程を示す図である。図５（ａ）〜（ｃ）は、図２に対応している。
【００６４】
先ず流量検出チップ１０と、支持リード３１と外部接続リード３２を有するリードフレーム３０を準備する。そして、流量検出チップ１０を、下面を接着面としてリードフレーム３０の一部である支持リード３１に接着固定する。この接着固定においては、支持リード３１の上面に接着部材５０を配置しても良いし、流量検出チップ１０の下面に接着部材５０を配置しても良い。
【００６５】
本実施形態においては、図５（ａ）に示すように、支持リード３１の上面に、ほぼ同じ厚さのフィルム状（シート状）の接着部材５１，５２を、上述した領域にそれぞれ配置する。そして、支持リード３１上に並んで配置した接着部材５１，５２に下面が接するように、流量検出チップ１０を接着部材５１，５２上に配置し、この状態で接着部材５１，５２の硬化処理を行う。これにより、接着部材５１，５２を介して、流量検出チップ１０が支持リード３１に固定される。すなわち、支持リード３１上に流量検出チップ１０が積層された積層体が形成される。詳しくは、流量検出チップ１０における空洞部１２の周囲領域が、第１の接着部材５１を介して支持リード３１に固定され、流量検出チップ１０における空洞部１２の周囲領域を除く領域が、第１の接着部材５１よりも硬化後のヤング率の大きい第２の接着部材５２を介して支持リード３１に固定される。このように、複数の接着部材５１，５２の硬化処理を同一工程で実施するので、製造工程を簡素化することができる。
【００６６】
次に、図５（ｂ）に示すように、流量検出チップ１０のパッド２０（図１，図３参照）と外部接続リード３２とを、ワイヤボンディングによって電気的に接続する。本実施形態においては、Ａｕからなるワイヤ９０を、超音波を用いた接合方法を用いて、外部接続リード３２と流量検出チップ１０のパッド２０にそれぞれ接続する。ここで、超音波を用いて接合する場合、流量検出チップ１０が固定されていないと、流量検出チップ１０がフリーであるため、超音波振動が逃げて良好な接合状態を形成することができない。しかしながら、本実施形態においては、流量検出チップ１０を支持リード３１に接着固定した状態で、ワイヤボンディングを実施するので、良好な接合状態を形成することができる。また、第２の接着部材５２を介して、流量検出チップ１０の下面におけるパッド形成領域に対応する領域と該領域に対向する支持リード３１の上面とを接着固定した状態で、ワイヤボンディングを実施するので、さらに良好な接合状態を形成することができる。これにより、図５（ｂ）に示すように、流量検出チップ１０（パッド２０）と外部接続リード３２とが、ワイヤ９０を介して電気的に接続された構造となる。
【００６７】
次に、ワイヤボンディング後の積層体を、型９１，９２に構成されるキャビティに配置し、型締めした状態で、溶融された封止部材をキャビティ内に射出して一体モールド成形する。これにより、図５（ｃ）に示すように、積層体が、薄肉部１３を含む流量検出部が露出され、ワイヤ９０、ワイヤ９０と流量検出チップ１０（パッド２０）の接続部位、及びワイヤ９０と外部接続リード３２との接続部位が、封止部材７０によって一体的に被覆された状態となる。
【００６８】
本実施形態においては、図５（ｃ）に示すように、流量検出チップ１０の下面において、空洞部１２の周囲領域を除く領域であって、少なくとも成形時に流量検出チップ１０の上面が型９１の押さえ部９１ａによって押さえられる部位に対応する領域に、第２の接着部材５２を配置している。また、型締めによる応力によって、薄肉部１３がダメージを受けるのを抑制するために、薄肉部１３に対向する型９１のうち、薄肉部１３に対向する部分に凹部９１ｂを設けている。したがって、モールド成形時において、接着部材５０がほとんど変形しない。
【００６９】
また、本実施形態においては、支持リード３１と外部接続リード３２がリードフレーム３０の一部として構成されているので、流量検出チップ１０を含めて、お互いの位置精度を向上することができる。また、ワイヤボンディング工程及びモールド成形工程を簡素化することができる。
【００７０】
そして、モールド成形後、封止部材７０のキュアを経て、リードフレーム３０の不要部分を除去する。これにより、支持リード３１と外部接続リード３２とが、電気的に分離された状態となる。そして、図１及び図２に示す熱式流量センサ１００が形成される。
【００７１】
次に、このように構成される熱式流量センサ１００の効果について説明する。
【００７２】
支持リード３１上に流量検出チップ１０が配置される構成の場合、流量検出チップ１０を構成する半導体基板１１と支持リード３１とは線膨張係数が異なるため、使用環境などでの温度変化により、線膨張係数差に基づく応力が生じることとなる。このような応力が、剛性の低い薄肉部１３に作用すると、ピエゾ抵抗効果により抵抗値変化が生じ、狙い値に対してセンサ特性が変動することとなる。また、応力がクリープによって徐々に緩和されると、抵抗値が変化してセンサ特性が変動することとなる。特に空洞部１２の周囲領域は薄肉部１３との距離が短いので、空洞部１２の周囲領域で生じる膨張係数差に基づく応力は、薄肉部１３、ひいてはセンサ特性の変動に大きな影響を与えることとなる。
【００７３】
これに対し、本実施形態では、流量検出チップ１０の下面のうち、空洞部１２の周囲領域が、第２の接着部材５２よりもヤング率が小さく、圧力を受けて変形する第１の接着部材５１を介して支持リード３１に固定されている。したがって、流量検出チップ１０を構成する半導体基板１１と支持リード３１との線膨張係数差に基づく応力は、接着部材５０の一部である第１の接着部材５１によって緩和されることとなる。特に、空洞部１２の周囲領域で生じる線膨張係数差に基づく応力が、空洞部１２の周囲領域に接する第１の接着部材５１によって、効果的に緩和されることとなる。これにより、接着部材５０が第２の接着部材５２のみによって構成される場合よりも、薄肉部１３に伝達される応力が低減されて、ピエゾ抵抗効果によるセンサ特性の変動が抑制される。
【００７４】
なお、本実施形態においては、空洞部１２の周囲領域が、流量検出部形成領域に対応する領域全体を含んでいる。したがって、流量検出部のうち、薄肉部１３上に位置する抵抗体だけでなく、流量検出部全体においてピエゾ抵抗効果によるセンサ特性の変動が効果的に抑制される。
【００７５】
また、支持リード３１上に流量検出チップ１０が配置される構成において、流量検出チップ１０を支持リード３１に固定するための接着部材として、軟らかい接着部材（硬化後において加圧により変形するもの、例えばヤング率が１ＭＰａ程度）を用いる場合、モールド成形時に、型締めした際の圧力で薄肉部１３がダメージを受け、場合によっては破損することとなる。これは、モールド成形時に、流量検出チップ１０と支持リード３１との間で硬化後の接着部材が押し広げられ、接着部材の変形とともに接着部材に隣接する流量検出チップ１０が引っ張られて半導体基板１１に応力が生じ、この応力が薄肉部１３に集中することによって生じるものと考えられる。特にモールド成形時において、型の押さえ部によって押さえられる領域では、他の領域よりも接着部材が受ける圧力が大きい。
【００７６】
これに対し、本実施形態では、流量検出チップ１０の下面のうち、空洞部１２の周囲領域を除く領域（型９１の押さえ部９１ａによって押さえられる領域を含む）が、第１の接着部材５１よりもヤング率が大きく、圧力を受けてもほとんど変形しない第２の接着部材５２を介して支持リード３１に固定されている。したがって、モールド成形時において、型９１の押さえ部９１ａによって第２の接着部材５２が押圧されても、第２の接着部材５２はほとんど変形しないため、これにより、流量検出チップ１０の変形が抑制されて薄肉部１３への応力の集中が抑制される。すなわち、薄肉部１３の受けるダメージが抑制される。
【００７７】
また、流量検出チップ１０が支持リード３１に接着固定されており、これによって、本実施形態に係る熱式流量センサ１００は、流量検出チップ１０と外部接続リード３２との電気的な接続状態が確保される。なお、本実施形態においては、流量検出チップ１０の下面における空洞部１２の周囲領域と流量検出チップ１０の上面における封止部材７０によって被覆された部分に対応する領域との間の領域だけでなく、空洞部１２の周囲領域を除く領域全体に対して、第２の接着部材５２が配置されている。すなわち、パッド２０の下部にも、第２の接着部材５２が配置されている。したがって、流量検出チップ１０と外部接続リード３２との間でさらに良好な接続状態が確保される。
【００７８】
以上から、本実施形態に係る熱式流量センサ１００は、流量検出チップ１０と外部接続リード３２との電気的な接続状態が確保され、薄肉部１３の受けるダメージやセンサ特性の変動が抑制されたセンサ装置となっている。
【００７９】
なお、本実施形態においては、流量検出チップ１０の下面において、第１の接着部材５１が接する空洞部１２の周囲領域が、流量検出部形成領域に対応する領域全てを含む例を示した。しかしながら、ピエゾ抵抗効果による抵抗値変動は、薄肉部１３に形成されたヒータ１４において最も生じ易い。したがって、空洞部１２の周囲領域が、流量検出部のうち、感温体１８ａ，１８ｂの形成領域に対応する領域を含まない構成としても良い。
【００８０】
また、本実施形態においては、流量検出チップ１０の下面において、空洞部１２の周囲領域除く領域全てが、第２の接着部材５２を介して支持リード３１に固定される例を示した。しかしながら、モールド成形時において、接着部材５０のうち、型９１の押さえ部９１ａに対応する領域に接する部位が最も変形し易い。したがって、型９１の押さえ部９１ａによって押さえられる領域のみに、第２の接着部材５２が配置された構成としても良い。
【００８１】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態を、図６及び図７に基づいて説明する。図６は、第２実施形態に係る熱式流量センサの概略構成を示す断面図であり、第１実施形態に示した図２に対応している。図７は、図６に示す熱式流量センサの製造方法の一例における接着工程を示す図であり、（ａ）は第１の接着、（ｂ）は第２の接着を示している。
【００８２】
第２実施形態に係る熱式流量センサ及びその製造方法は、第１実施形態に示した熱式流量センサ１００及びその製造方法と共通するところが多いので、以下、共通部分については詳しい説明は省略し、異なる部分を重点的に説明する。なお、第１実施形態に示した要素と同一の要素には、同一の符号を付与するものとする。
【００８３】
第１実施形態においては、第１の接着部材５１と第２の接着部材５２を介して、流量検出チップ１０が支持リード３１に固定される例を示した。すなわち、接着部材５０全体で、流量検出チップ１０が支持リード３１に固定される例を示した。これに対し、本実施形態においては、図６に示すように、接着部材５０の一部のみが、流量検出チップ１０と支持リード３１の積層方向（以下、単に積層方向と示す）において流量検出チップ１０と支持リード３１と固定されていることを特徴とする。
【００８４】
本実施形態においても、流量検出チップ１０の下面における空洞部１２（開口部１６）を取り囲む周囲領域に対応して、第１の接着部材５１が配置されている。第１の接着部材５１は、流量検出チップ１０とは接着せずに支持リード３１のみと接着しており、支持リード３１との間のみに接着部５１ａが構成されている。また、流量検出チップ１０の下面における空洞部１２の周囲領域を除く領域全てに対応して、第２の接着部材５２が配置されている。第２の接着部材５２は、支持リード３１及び流量検出チップ１０の両方と接着しており、支持リード３１との間に接着部５２ａ、流量検出チップ１０との間に接着部５２ｂが構成されている。それ以外の構成は、第１実施形態に示した構成と同じである。
【００８５】
このように本実施形態に係る熱式流量センサ１００によれば、接着部材５０の一部のみが、積層方向において流量検出チップ１０及び支持リード３１の両方と接着している。すなわち、接着部材５０のうちの一部を介して、流量検出チップ１０が支持リード３１に固定されている。これにより、流量検出チップ１０の下面全面が接着固定される構成と比べて、流量検出チップ１０を構成する半導体基板１１と支持リード３１との線膨張係数差に基づいて生じる応力の範囲が狭められ、ピエゾ抵抗効果によるセンサ特性の変動が抑制される。
【００８６】
特に本実施形態においては、接着部材５０のうち、流量検出チップ１０の下面における空洞部１２の周囲領域と接する第１の接着部材５１が、積層方向において流量検出チップ１０及び支持リード３１の少なくとも一方（本実施形態においては流量検出チップ１０）と接着していない。すなわち、半導体基板１１の下面において薄肉部１３に近い領域である空洞部１２の周囲領域では、接着部材５０を介して流量検出チップ１０が支持リード３１に固定されておらず、半導体基板１１と支持リード３１との線膨張係数差に基づく応力が生じない。これにより、線膨張係数差に基づいて流量検出チップ１０の薄肉部１３に作用する応力が効果的に低減され、ひいてはピエゾ抵抗効果によるセンサ特性の変動が効果的に抑制される。
【００８７】
また、接着部材５０の一部のみが、積層方向において流量検出チップ１０及び支持リード３１の両方と接着しているので、モールド成形時に接着部材５０が押し広げられたとしても、その変形範囲が流量検出チップ１０の下面全面が接着固定される構成と比べて低減される。すなわち、薄肉部１３への応力の集中が抑制され、ひいては薄肉部１３の受けるダメージが抑制される。
【００８８】
特に本実施形態においては、流量検出チップ１０の下面における空洞部１２の周囲領域を除く領域（型９１の押さえ部９１ａによって押さえられる領域を含む）と接する第２の接着部材５２が、積層方向において流量検出チップ１０及び支持リード３１の両方と接着している。したがって、第１実施形態に示したように、モールド成形時において、型９１の押さえ部９１ａによって第２の接着部材５２が押圧されても、第２の接着部材５２はほとんど変形しないため、これにより、流量検出チップ１０の変形が抑制されて薄肉部１３への応力の集中が抑制される。すなわち、薄肉部１３の受けるダメージが効果的に抑制される。
【００８９】
また、流量検出チップ１０の下面における空洞部１２の周囲領域が、支持リード３１に接着固定されない構成でありながら、流量検出チップ１０の下面と支持リード３１の上面との対向領域のうち、空洞部１２の周囲領域に接して第１の接着部材５１が配置されている。すなわち、流量検出チップ１０の下面全面に接して接着部材５０が配置されている。したがって、流量検出チップ１０が接着部材５０を介して支持リード３１上に安定して支持され、モールド成形時における半導体基板１１での応力の偏りが抑制される。これにより、センサ特性の変動や薄肉部１３の受けるダメージが抑制される。
【００９０】
次に、このように構成される熱式流量センサ１００の製造方法の一例について説明する。先ず第１の接着工程として、第１の接着部材５１を支持リード３１上の所定領域に配置し、硬化処理を実施する。これにより第１の接着部材５１が硬化され、図７（ａ）に示すように、第１の接着部材５１と支持リード３１との間に接着部５１ａが構成される。第１の接着部材５１の効果処理後、第２の接着工程として、第２の接着部材５２を支持リード３１上の所定領域に配置し、第１の接着部材５１及び第２の接着部材５２上に流量検出チップ１０を積層配置する。そして、この積層状態で、硬化処理を実施する。これにより第２の接着部材５２が硬化され、図７（ｂ）に示すように、第２の接着部材５２と支持リード３１との間に接着部５２ａが構成されるとともに、第２の接着部材５２と流量検出チップ１０との間に接着部５２ｂが構成される。第１の接着部材５１については、第２の接着工程の前に硬化処理を実施するため、第２の接着工程において硬化処理を施しても、流量検出チップ１０に接着することはない。これにより、図７（ｂ）に示すように、接着部材５０のうち、第２の接着部材５２のみが、支持リード３１及び流量検出チップ１０の両方に接着された構成となる。以上が、接着工程である。接着工程以後の工程（接続工程、モールド成形工程）については、第１実施形態に示した製造方法と同様であるの、その記載を省略する。
【００９１】
本実施形態においては、接着工程を２段階とすることにより、接着部材５０の一部のみが、積層方向において流量検出チップ１０と支持リード３１と固定された構成とする例を示した。しかしながら、接着部材５０の一部が、流量検出チップ１０及び支持リード３１の両方と選択的に接着された構成を形成する方法としては、上記例に限定されるものではない。例えば、図８に示す例においては、第１の接着部材５１が、流量検出チップ１０との接触面側に、接着機能を有さないカバー部材５３を有している。これによれば、第１の接着部材５１と第２の接着部材５２の硬化処理を同一工程で実施することができる。図８は、変形例を示す断面図である。
【００９２】
また、支持リード３１の上面（又は流量検出チップ１０の下面）に第１の接着部材５１及び第２の接着部材５２を配置した状態で、接着部材５０の一部を選択的に硬化させ（例えば選択的にＵＶ照射し）、接着部材５０の一部を介して流量検出チップ１０を支持リード３１に固定するようにしても良い。
【００９３】
また、第１の接着部材５１及び第２の接着部材５２として、基材の表面に粘着材が塗布されたシート状の接着部材（接着テープ）を採用しても良い。第１の接着部材５１としては、基材が接着機能を有さず、基材の片面に粘着材が配置された片面接着テープを採用し、第２の接着部材５２としては、基材の両面に粘着材が配置された両面接着テープを採用すれば良い。なお、第１の接着部材５１としては、基材の両面ともに粘着材が配置されないものを採用することも可能であるが、第１の接着部材５１がいずれとも固定されない構成となる。したがって、片面に粘着材を有する構成のほうが好ましい。
【００９４】
（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態を、図９に基づいて説明する。図９は、第３実施形態に係る熱式流量センサの概略構成を示す断面図である。図９は、図２に対応している。
【００９５】
第３実施形態に係る熱式流量センサ及びその製造方法は、上述した実施形態に示した熱式流量センサ１００及びその製造方法と共通するところが多いので、以下、共通部分については詳しい説明は省略し、異なる部分を重点的に説明する。なお、上述した実施形態に示した要素と同一の要素には、同一の符号を付与するものとする。
【００９６】
第２実施形態においては、接着部材５０の一部が、積層方向において流量検出チップ１０及び支持リード３１に固定される例として、第１の接着部材５１と第２の接着部材５２のうち、第２の接着部材５２のみが流量検出チップ１０及び支持リード３１に固定される例を示した。すなわち、複数の接着部材のうち、一部の接着部材が流量検出チップ１０及び支持リード３１に固定される例を示した。これに対し、本実施形態においては、図９に示すように、接着部材５０が１つの接着部材５４からなり、接着部材５４の一部のみが、積層方向において流量検出チップ１０及び支持リード３１に固定される点を特徴とする。
【００９７】
接着部材５４は、上述した第２の接着部材５２同様、圧力を受けてほとんど変形しないヤング率（例えば１ＭＰａ程度）を有する硬い接着部材であり、流量検出チップ１０の下面と支持リード３１の上面の対向領域全体に配置されている。そして、図９に示すように、接着部材５４のうち、流量検出チップ１０の下面における空洞部１２の周囲領域を除く領域に対応する部位が、選択的に積層方向において流量検出チップ１０及び支持リード３１の両方と接着している。すなわち、空洞部１２の周囲領域を除く領域において、接着部材５４と支持リード３１との間に接着部５４ａが構成され、接着部材５４と流量検出チップ１０との間に接着部５４ｂが構成されている。また、接着部材５４のうち、流量検出チップ１０の下面における空洞部１２の周囲領域に対応する部位は、流量検出チップ１０とは接着せず、支持リード３１のみと接着している。すなわち、接着部材５４と支持リード３１との間に、全面にわたって接着部５４ａが構成されている。
【００９８】
このような構成としても、第２実施形態に示した構成と同様の効果を期待することができる。
【００９９】
また、流量検出チップ１０と支持リード３１との間に、１つの接着部材５４のみが配置されるので、構成を簡素化することができる。
【０１００】
なお、本実施形態においては、接着部材５４として、接着機能を有さない基材に対し、空洞部１２の周囲領域に対応する部位には片面のみに粘着材が配置され、空洞部１２の周囲領域を除く領域に対応する部位には両面に粘着材が配置されたシート状の接着部材（接着テープ）を採用している。これにより、図９に示す熱式流量センサ１００が構成されている。しかしながら、図９に示す熱式流量センサ１００の製造方法としては、上記例に限定されるものではない。例えば、図８の変形例に示したように、接着部材５４の一部に接着機能を発揮しないカバー部材を配置することで、接着部材５４の一部のみを、積層方向において流量検出チップ１０及び支持リード３１の両方と接着するようにしても良い。また、図８の変形例に示したように、支持リード３１の上面（又は流量検出チップ１０の下面）に接着部材５４を配置した状態で、接着部材５４の一部を選択的に硬化させる（例えば選択的にＵＶ照射する）ことで、接着部材５４の一部のみを、積層方向において流量検出チップ１０及び支持リード３１の両方と接着するようにしても良い。
【０１０１】
また、本実施形態においては、接着部材５４のうち、空洞部１２の周囲領域に対応する部位が、支持リード３１のみと接着する例を示した。しかしながら、例えば図１０に示すように、接着部材５４のうち、積層方向において流量検出チップ１０及び支持リード３１の両方と接着する部位以外の部位については、流量検出チップ１０だけでなく、支持リード３１とも接着しない構成としても良い。このような構成としても、流量検出チップ１０及び支持リード３１のいずれとも接着しない部位が、流量検出チップ１０及び支持リード３１の両方と接着する部位と連結されているので、位置ずれ等の問題を抑制することができる。図１０は、変形例を示す断面図である。
【０１０２】
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。
【０１０３】
本実施形態においては、流量検出チップ１０を構成する基板が、シリコンからなる半導体基板１１である例を示した。このように半導体基板１１を用いると、一般的な半導体製造技術により、半導体基板に容易に空洞部１２及び薄肉部１３を形成することができる。すなわち、熱式流量センサ１００を低コストで製造することができる。しかしながら、半導体基板はシリコン基板に限定されるものではない。また、基板も半導体基板に限定されず、支持リード３１との線膨張係数に差のある部材（例えばガラス）を採用することができる。
【０１０４】
本実施形態においては、センサ装置の一例として熱式流量センサ１００を取り上げた。これは、薄肉部１３の厚さが数μｍ程度と非常に薄く、モールド成形時に薄肉部１３がダメージを受け易く、また、ピエゾ抵抗効果によってセンサ特性が変動しやすいからである。しかしながら、センサ装置としては熱式流量センサ１００に限定されるものではない。例えば熱式流量センサ１００以外にも、基板の空洞部上に薄肉部が形成され、この薄肉部に検出部の抵抗体が配置された構造のセンサ（例えばサーモパイル式の赤外線センサ、湿度センサ、圧力センサ等）であれば適用することができる。
【０１０５】
本実施形態においては、封止部材７０が、パッド側端部７１以外に周囲部７２を有する例を示した。しかしながら、封止部材７０の形態は、上記例に限定されるものではない。例えばパッド側端部７１のみを有する構成としても良い。
【０１０６】
本実施形態においては、流量検出チップ１０のパッド２０と外部接続リード３２が、ワイヤ９０を介して電気的に接続される例を示した。しかしながら、流量検出チップ１０と外部接続リード３２との接続はワイヤボンディングに限定されるものではない。例えば、支持リード３１及び外部接続リード３２（リードフレーム３０）としてプリント基板を採用する場合には、バンプ等によって接続された構成としても良い。
【０１０７】
本実施形態においては、流量検出チップ１０と外部接続リード３２が、ワイヤ９０を介して直接的に接続される例を示した。しかしながら、流量検出部の入出力を制御する回路が形成された回路チップを介して、流量検出チップ１０と外部接続リード３２が電気的に接続された構成としても良い。この場合、流量検出チップと回路チップとの接続部、及び、回路チップと外部接続リードとの接続部が、封止部材７０によって被覆された構造となる。このように、回路チップを含む構成に対しても、回路チップを含まない構成同様乃至それに準ずる効果を期待することができる。
【０１０８】
本実施形態においては、接着部材５０として、ヤング率が互いに異なる第１の接着部材５１及び第２の接着部材５２を有する例を示した。しかしながら、ヤング率が互いに異なる複数の接着部材としては、２種類の接着部材５１，５２に限定されるものではない。接着部材５０として、ヤング率が互いに異なる３種類以上の接着部材を有する構成としても良い。
【図面の簡単な説明】
【０１０９】
【図１】第１実施形態に係る熱式流量センサの概略構成を示す上面視平面図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図である。
【図３】流量検出チップの概略構成を示す平面図である。
【図４】図３のＩＶ−ＩＶ線に沿う断面図である。
【図５】熱式流量センサの製造方法を示す工程別断面図であり、（ａ）は接着工程、（ｂ）は接続工程、（ｃ）はモールド成形工程を示す図である。
【図６】第２実施形態に係る熱式流量センサの概略構成を示す断面図である。
【図７】図６に示す熱式流量センサの製造方法の一例における接着工程を示す図であり、（ａ）は第１の接着、（ｂ）は第２の接着を示している。
【図８】変形例を示す断面図である。
【図９】第３実施形態に係る熱式流量センサの概略構成を示す断面図である。
【図１０】変形例を示す断面図である。
【符号の説明】
【０１１０】
１０・・・流量検出チップ（センサチップ）
１１・・・半導体基板（基板）
１２・・・空洞部
１３・・・薄肉部
１４，１４ａ，１４ｂ・・・ヒータ
３１・・・支持リード
３２・・・外部接続リード
５０，５４・・・接着部材
５１・・・第１の接着部材
５２・・・第２の接着部材
７０・・・封止部材
【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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