(57)【要約】【課題】空気流量検出チップの空気流量検出部に応力が掛かり難く、高精度の空気流量検出が可能で高い信頼性を確保できると共に、製造管理が容易で製造コストを低減できる空気流量検出チップの実装構造を提供する。【解決手段】空気流量検出チップ２０が、半導体チップ２０ａの主面側における一方の端部に空気流量検出部２０ｂが形成され、もう一方の端部にワイヤボンディングのためのパッド部２０ｃが形成されてなる空気流量検出チップであり、空気流量検出チップ２０と基板部材８０の間に、空気流量検出チップ２０より大きな面積で、空気流量検出部２０ｂを除いたパッド部２０ｃの下方の領域に部分的に接着層７０ａが形成されてなるシート状部材７０を介在させ、空気流量検出チップ２０が、シート状部材７０の上に載せられて、シート状部材７０の接着層７０ａで基板部材８０に接合されてなる実装構造とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板部材上への空気流量検出チップの実装構造であって、
前記空気流量検出チップが、半導体チップの主面側における一方の端部に空気流量検出部が形成され、もう一方の端部にワイヤボンディングのためのパッド部が形成されてなる空気流量検出チップであり、
前記空気流量検出チップと前記基板部材の間に、前記空気流量検出チップより大きな面積で、前記空気流量検出部を除いた前記パッド部の下方の領域に部分的に接着層が形成されてなるシート状部材を介在させ、
前記空気流量検出チップが、前記シート状部材の上に載せられて、前記シート状部材の接着層で前記基板部材に接合されてなることを特徴とする空気流量検出チップの実装構造。
【請求項２】
前記シート状部材が、ベースフィルムに前記接着層が形成されてなるテープ状のシート状部材であることを特徴とする請求項１に記載の空気流量検出チップの実装構造。
【請求項３】
前記接着層が、紫外線剥離型接着剤からなることを特徴とする請求項２に記載の空気流量検出チップの実装構造。
【請求項４】
前記シート状部材の全体が、紫外線剥離型接着剤からなり、
前記接着層が、前記紫外線剥離型接着剤の紫外線照射されていない部分であり、
前記接着層を除いた前記シート状部材の残りの部分が、前記紫外線剥離型接着剤の紫外線照射された部分であることを特徴とする請求項１に記載の空気流量検出チップの実装構造。
【請求項５】
前記シート状部材の紫外線剥離型接着剤に、同一サイズのビーズが含有されてなることを特徴とする請求項４に記載の空気流量検出チップの実装構造。
【請求項６】
前記空気流量検出チップが、
前記半導体チップの裏面側に溝が形成され、該溝により主面側にメンブレンが形成され、該メンブレンの周りに前記空気流量検出部が配置されてなる空気流量検出チップであることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の空気流量検出チップの実装構造。
【請求項７】
前記空気流量検出チップが、
前記半導体チップの主面側から溝が形成され、該溝により主面側にメンブレンが形成され、該メンブレンの周りに前記空気流量検出部が配置されてなる空気流量検出チップであることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の空気流量検出チップの実装構造。
【請求項８】
前記空気流量検出チップの主面側の表面と、該空気流量検出チップを取り囲む前記基板部材の表面とが、同じ高さに設定されてなることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載の空気流量検出チップの実装構造。
【請求項９】
前記空気流量検出チップを覆うカバーが、
前記空気流量検出チップ上または前記基板部材上において、前記空気流量検出部が属する空気流路空間と前記パッド部に接続する回路基板が配置されてなる回路空間とを仕切る仕切り壁を有してなり、
前記回路空間にシール材が充填されて、前記回路基板が該シール材中に埋め込まれてなることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか一項に記載の空気流量検出チップの実装構造。
【請求項１０】
前記空気流量検出チップの実装構造が、車載用の空気流量検出装置に用いられてなることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか一項に記載の空気流量検出チップの実装構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板部材上への空気流量検出チップの実装構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
基板部材上への空気流量検出チップの実装構造が、例えば、特開２００１−１２９８７号公報（特許文献１）に開示されている。
【０００３】
図９（ａ）は、特許文献１に開示された熱式空気流量センサ１を示す断面図である。また、図９（ｂ）は、図９（ａ）における半導体センサ素子２の周り拡大して示した図である。
【０００４】
熱式空気流量センサ１は、図９（ａ）に示すように、空気流量検出チップである半導体センサ素子２、半導体センサ素子２を支持する基板部材としての積層基板８ａ，８ｂ，８ｃ、および半導体センサ素子２を覆い空気流路空間Ｓを形成するカバー９等を含み構成されている。
【０００５】
半導体センサ素子２の一方の端部には、図９（ｂ）に示すように、下面より異方性エッチングにより形成された空洞５ｋとメンブレン（薄肉部）であるダイヤフラム５ｄ、ダイヤフラム５ｄ上に形成された発熱抵抗体３と空気温度を計測するための測温抵抗体４とを含み構成される空気流量検出部が形成されている。半導体センサ素子２は、パッド部である電極６の下面に塗布されたセンサ接着剤７によって、積層基板８ａ，８ｂ，８ｃの窪みに接着されている。
【０００６】
図９（ａ）に示す熱式空気流量センサ１では、積層基板８ａ，８ｂ，８ｃが、半導体センサ素子２を実装する基板部材としてだけでなく、半導体センサ素子２の制御回路を形成する回路基板を兼ねている。また、半導体センサ素子２を覆うカバー９は、積層基板８ａ上において、空気流路空間Ｓと回路空間Ｋとを仕切る仕切り壁９ｓを有している。回路空間Ｋにはゲルからなるシール材１０が充填されており、積層基板８ａ，８ｂ，８ｃの回路空間Ｋに属する部分がシール材１０中に埋め込まれている。
【特許文献１】特開２００１−１２９８７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
半導体式の空気流量検出装置（エアフロメータ）においては、図９に示した熱式空気流量センサ１のように、その空気流量検出チップにメンブレンからなる構造が形成されている。このため、メンブレンの周りの強度は非常に弱く、外部からの応力に対して脆い構造といえる。また、該応力によって、図９（ｂ）に示すメンブレンの周りの発熱抵抗体３や測温抵抗体４の抵抗値変化が起き、センサ特性が変化するため、高精度が求められるセンサにとっては致命的な欠陥となる。このため、空気流量検出チップは、応力が掛かりにくい実装構造とすることが重要である。
【０００８】
上記課題に対して熱式空気流量センサ１では、図９（ｂ）に示すように、半導体センサ素子２の空気流量検出部とは逆のもう一方の端部にある電極６の下面にのみ液状のセンサ接着剤７を塗布することによって、半導体センサ素子２を片持ち保持して固定し、半導体センサ素子２の空気流量検出部に応力が掛からないようにしている。しかしながら、図９（ｂ）に示す半導体センサ素子２の実装構造では、塗布時においてメンブレンの下部へセンサ接着剤７が流れ込んだり半導体センサ素子２の表面にセンサ接着剤７が這い上がったりしないようにするため、センサ接着剤７の塗布量や硬化温度等を厳密に管理する必要がある。このため、センサ接着剤７の管理が複雑となり、製造コストが増大する。また、製造後においても、経時変化により上記センサ接着剤７のメンブレンの下部への流れ込や半導体センサ素子２の表面への這い上がりが発生する可能性もある。
【０００９】
そこで本発明は、基板部材上への空気流量検出チップの実装構造であって、空気流量検出チップの空気流量検出部に応力が掛かり難く、高精度の空気流量検出が可能で高い信頼性を確保できると共に、製造管理が容易で製造コストを低減できる空気流量検出チップの実装構造を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
請求項１に記載の発明は、基板部材上への空気流量検出チップの実装構造であって、前記空気流量検出チップが、半導体チップの主面側における一方の端部に空気流量検出部が形成され、もう一方の端部にワイヤボンディングのためのパッド部が形成されてなる空気流量検出チップであり、前記空気流量検出チップと前記基板部材の間に、前記空気流量検出チップより大きな面積で、前記空気流量検出部を除いた前記パッド部の下方の領域に部分的に接着層が形成されてなるシート状部材を介在させ、前記空気流量検出チップが、前記シート状部材の上に載せられて、前記シート状部材の接着層で前記基板部材に接合されてなることを特徴としている。
【００１１】
上記空気流量検出チップの実装構造においては、基板部材上への空気流量検出チップの接合を、シート状部材に部分的に形成された接着層で行っている。該シート状部材の接着層は、空気流量検出チップの空気流量検出部を除いたパッド部の下方の領域に部分的に形成されている。従って、該シート状部材を介して基板部材上へ接合された空気流量検出チップは、半導体チップのパッド部のある方の端部を固定した片持ち梁構造となっている。このため、上記実装構造は、従来の接着剤を用いた片持ち梁構造と同様で、基本的に空気流量検出部に外部からの応力が掛かり難い構造となっている。
【００１２】
一方、上記空気流量検出チップの実装構造においては、前記シート状部材が空気流量検出チップより大きな面積を有しており、空気流量検出チップが該シート状部材の上に載せられて、前記接着層により基板部材上へ接合されている。従って、上記実装構造は、従来の接着剤を用いた片持ち梁構造と異なり、空気流量検出チップの空気流量検出部の下方にも接合に寄与しないシート状部材の一部分が介在している。このため、上記実装構造は、従来の接着剤を用いた片持ち梁構造に較べて、固定されていない空気流量検出部のある方の端部の振動に対する振れを抑制することができ、これによっても空気流量検出部に掛かる外部からの応力を抑制することができる。従って、上記実装構造では、従来の接着剤を用いた片持ち梁構造に較べて、高精度の空気流量検出が可能であると共に、より高い信頼性を確保することができる。
【００１３】
また、上記空気流量検出チップの実装構造では、前記接着層を予めシート状部材に正確にパターン形成しておくことができるため、従来の液状の接着剤を用いる場合のように塗布量や硬化温度等を厳密に管理する必要がない。このため、上記実装構造は、従来の液状の接着剤を用いる実装構造に較べて、製造管理が容易であり、製造コストを低減することができる。
【００１４】
以上のようにして、上記空気流量検出チップの実装構造は、基板部材上への空気流量検出チップの実装構造であって、空気流量検出チップの空気流量検出部に応力が掛かり難く、高精度の空気流量検出が可能で高い信頼性を確保できると共に、製造管理が容易で製造コストを低減できる空気流量検出チップの実装構造とすることができる。
【００１５】
上記実装構造における前記シート状部材は、例えば請求項２に記載のように、ベースフィルムに前記接着層が形成されてなるテープ状のシート状部材とすることが好ましい。
【００１６】
これによれば、接着層のパターン形成を正確かつ容易に行うことができる。また、該接着層を薄く形成して、該接着層がある部分とない部分でシート状部材の厚さをほぼ均一にすることができる。このため、該シート状部材が間に介在させた場合に、該シート状部材と基板部材や空気流量検出チップの隙間を極力低減できると共に、基板部材と空気流量検出チップの平行性の確保も容易になる。
【００１７】
この場合、前記接着層は、例えば請求項３に記載のように、紫外線剥離型接着剤からなることが好ましい。
【００１８】
紫外線剥離型接着剤は、紫外線照射により接着力を失う機能を有している。従って、紫外線剥離型接着剤を用いれば、簡単なマスキングを行うことで、紫外線が照射された箇所の接着力をなくし、紫外線が照射されていない箇所を上記接着層としてパターン形成することが可能である。尚、この場合には、上記ベースフィルムの全面に紫外線剥離型接着剤からなる層を形成し、紫外線が照射されていない箇所を上記接着層とする。このため、シート状部材の厚さを、全面積に亘って均一にすることができる。
【００１９】
一方、ベースフィルムを用いずに、請求項４に記載のように、前記シート状部材の全体が、紫外線剥離型接着剤からなり、前記接着層が、前記紫外線剥離型接着剤の紫外線照射されていない部分であり、前記接着層を除いた前記シート状部材の残りの部分が、前記紫外線剥離型接着剤の紫外線照射された部分であるように構成してもよい。これによれば、上記シート状部材の厚さを全面積に亘って均一にした状態で、厚い接着層を確保することができる。
【００２０】
尚、この場合には、請求項５に記載のように、前記シート状部材の紫外線剥離型接着剤に、同一サイズのビーズが含有されてなることが好ましい。これによれば、上記したシート状部材の全面積に亘る均一厚さの確保が容易となる。
【００２１】
上記した空気流量検出チップの実装構造は、請求項６に記載のように、前記空気流量検出チップが、前記半導体チップの裏面側に溝が形成され、該溝により主面側にメンブレンが形成され、該メンブレンの周りに前記空気流量検出部が配置されてなる空気流量検出チップである場合に好適である。
【００２２】
半導体チップの裏面側に溝が形成され、該溝により主面側にメンブレンが形成され、該メンブレンの周りに空気流量検出部が配置されてなる空気流量検出チップは、高い感度を有する反面、メンブレンの周りの強度が非常に弱く、外部からの応力に対して脆い構造となっている。また、該応力によって、メンブレンの周りに配置される空気流量検出部の発熱抵抗体や測温抵抗体の抵抗値変化等による特性変化が起き易い構造でもある。このようなメンブレン構造を有する半導体チップであっても、上記した実装構造によれば、空気流量検出チップの空気流量検出部に掛かる応力を極力低減することができるため、高感度で高い信頼性の空気流量検出装置を構成することができる。
【００２３】
同じ理由で、上記した空気流量検出チップの実装構造は、請求項７に記載のように、前記空気流量検出チップが、前記半導体チップの主面側から溝が形成され、該溝により主面側にメンブレンが形成され、該メンブレンの周りに前記空気流量検出部が配置されてなる空気流量検出チップである場合にも適している。
【００２４】
空気流量検出装置において、高精度に空気流量を計測するためには、空気流量検出チップ上で乱流が発生する構造であってはならない。従って、請求項８に記載のように、上記空気流量検出チップの実装構造においては、前記空気流量検出チップの主面側の表面と、該空気流量検出チップを取り囲む前記基板部材の表面とが、同じ高さに設定されてなることが好ましい。
【００２５】
前述したように、上記実装構造では、基板部材と空気流量検出チップの平行性の確保が容易である。また、上記実装構造においては、空気流量検出チップの上から加圧してシート状部材を押しつぶすことにより、シート状部材を容易に変形させることができる。従って、上記実装構造では、空気流量検出チップの表面と該空気流量検出チップを取り囲む基板部材の表面を容易に同じ高さで平坦にすることができ、空気流量検出チップ上で乱流が発生し難い、高精度な空気流量検出装置を構成することができる。
【００２６】
また、上記した空気流量検出チップの実装構造は、請求項９に記載のように、前記空気流量検出チップを覆うカバーが、前記空気流量検出チップ上または前記基板部材上において、前記空気流量検出部が属する空気流路空間と前記パッド部に接続する回路基板が配置されてなる回路空間とを仕切る仕切り壁を有してなり、前記回路空間にシール材が充填されて、前記回路基板が該シール材中に埋め込まれてなる場合に好適である。
【００２７】
通常、上記回路空間のシール材にはゲルが用いられ、空気流量検出チップの制御回路等が形成された回路基板を保護する役割を果たす。上記ゲルからなるシール材は、上記カバーの仕切り壁によって空気流路空間と隔てられているにもかかわらず、該仕切り壁と空気流量検出チップや基板部材との隙間から滲み出して、空気流量検出部が属する空気流路空間に流れ込む場合がある。このようにゲルからなるシール材が空気流路空間に流れ込んだ場合であっても、前述したように上記実装構造では空気流量検出部の下方にもシート状部材が介在しているため、空気流量検出部の下方へのゲルの回り込みを防止することができる。従って、この場合にも、高精度の空気流量検出が可能で、信頼性の高い実装構造とすることができる。
【００２８】
以上のようにして、上記空気流量検出チップの実装構造は、基板部材上への空気流量検出チップの実装構造であって、空気流量検出チップの空気流量検出部に応力が掛かり難く、高精度の空気流量検出が可能で高い信頼性を確保できると共に、製造管理が容易で製造コストを低減できる空気流量検出チップの実装構造とすることができる。
【００２９】
従って、上記した空気流量検出チップの実装構造は、請求項１０に記載のように、高精度・高信頼性であると共に安価であることが要求される、車載用の空気流量検出装置に用いられて好適である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下、本発明を実施するための最良の形態を、図に基づいて説明する。
【００３１】
図１は、本発明に係る空気流量検出チップの実装構造の一例で、空気流量測定装置（エアフロメータ）１００の要部を示す模式的な断面図である。
【００３２】
図１の空気流量測定装置１００では、リードフレーム８０ａがモールドされた基板部材８０上へ、空気流量検出チップ２０が実装されている。空気流量検出チップ２０には、半導体チップ２０ａの主面側における一方の端部に空気流量検出部２０ｂが形成され、もう一方の端部にワイヤボンディングのためのパッド部２０ｃが形成されている。
【００３３】
より詳細に説明すると、図１の空気流量測定装置１００に搭載されている空気流量検出チップ２０は、半導体チップ２０ａの裏面側に溝２０ｄが形成され、該溝２０ｄにより主面側にメンブレン２０ｅが形成され、該メンブレン２０ｅの周りに空気流量検出部２０ｂが配置されている。上記空気流量検出チップ２０は、高い感度を有する反面、メンブレン２０ｅの周りの強度が非常に弱く、外部からの応力に対して脆い構造となっている。また、該応力によって、メンブレン２０ｅの周りに配置される空気流量検出部２０ｂの発熱抵抗体や測温抵抗体の抵抗値変化等による特性変動が起き易い構造でもある。このようなメンブレン構造を有する半導体チップ２０ａの弱点をカバーするため、図１の空気流量測定装置１００では、以下に示す実装構造が用いられている。
【００３４】
すなわち、図１の空気流量測定装置１００では、空気流量検出チップ２０と基板部材８０の間に、空気流量検出チップ２０より大きな面積で、空気流量検出部２０ｂを除いたパッド部２０ｃの下方の領域に部分的に接着層７０ａが形成されたシート状部材７０を介在させている。
【００３５】
より詳細に説明すると、図１のシート状部材７０は、ベースフィルム７０ｃの両面に接着層７０ａが形成されてなるテープ状のシート状部材である。接着層７０ａは、紫外線照射により接着力を失う機能を有した、紫外線剥離型接着剤からなっている。該紫外線剥離型接着剤がベースフィルムの全面に形成されたシート状部材としては、例えば、半導体ウエハ処理において使用されるダイシング・ダイボンドフィルム等がある。該紫外線剥離型接着剤を用いることで、後述するように、ベースフィルム７０ｃの全面に紫外線剥離型接着剤からなる層を形成し、簡単なマスキングにより紫外線が照射された箇所の接着力をなくし、紫外線が照射されていない箇所を上記接着層７０ａとしてパターン形成することが可能である。尚、図１のシート状部材７０における符号７０ｂで示した部分が、紫外線照射により接着力を失った非接着層である。
【００３６】
空気流量検出チップ２０は、上記シート状部材７０の上に載せられて、該シート状部材７０の接着層７０ａで基板部材８０に接合されている。図１に示す空気流量検出チップ２０の実装構造においては、基板部材８０上への空気流量検出チップ２０の接合を、シート状部材７０に部分的に形成された接着層７０ａで行っている。該シート状部材７０の接着層７０ａは、空気流量検出チップ２０の空気流量検出部２０ｂを除いたパッド部２０ｃの下方の領域に部分的に形成されている。従って、該シート状部材７０を介して基板部材８０上へ接合された空気流量検出チップ２０は、半導体チップ２０ａのパッド部２０ｃのある方の端部を固定した片持ち梁構造となっている。このため、上記実装構造は、図９（ｂ）に示した従来の接着剤７を用いた片持ち梁構造と同様で、基本的に空気流量検出部２０ｂに外部からの応力が掛かり難い構造となっている。
【００３７】
一方、図１に示す空気流量検出チップ２０の実装構造においては、シート状部材７０が空気流量検出チップ２０より大きな面積を有しており、空気流量検出チップ２０が該シート状部材７０の上に載せられて、接着層７０ａにより基板部材８０上へ接合されている。従って、上記実装構造は、図９（ｂ）に示した従来の接着剤７を用いた片持ち梁構造と異なり、空気流量検出チップ２０の空気流量検出部２０ｂの下方にも接合に寄与しないシート状部材の一部分が介在している。このため、上記実装構造は、図９（ｂ）に示した従来の接着剤７を用いた片持ち梁構造に較べて、固定されていない空気流量検出部２０ｂのある方の端部の振動に対する振れを抑制することができ、これによっても空気流量検出部２０ｂに掛かる外部からの応力を抑制することができる。従って、上記実装構造では、図９（ｂ）に示した従来の接着剤７を用いた片持ち梁構造に較べて、高精度の空気流量検出が可能であると共に、より高い信頼性を確保することができる。
【００３８】
また、図１に示す空気流量検出チップ２０の実装構造では、接着層７０ａを予めシート状部材７０に正確にパターン形成しておくことができるため、図９（ｂ）に示した従来の液状の接着剤７を用いる場合のように塗布量や硬化温度等を厳密に管理する必要がない。このため、上記実装構造は、図９（ｂ）に示した従来の液状の接着剤７を用いる実装構造に較べて、製造管理が容易であり、製造コストを低減することができる。
【００３９】
特に、図１のベースフィルム７０ｃに接着層７０ａが形成されてなるテープ状のシート状部材７０の場合には、接着層７０ａのパターン形成を正確かつ容易に行うことができる。また、該接着層７０ａを薄く形成して、該接着層７０ａがある部分とない部分でシート状部材７０の厚さをほぼ均一にすることができる。このため、該シート状部材７０を間に介在させた場合に、該シート状部材７０と基板部材８０や空気流量検出チップ２０の隙間を極力低減できると共に、基板部材８０と空気流量検出チップ２０の平行性の確保も容易になる。また、接着層７０ａとして紫外線剥離型接着剤を用いる場合には、後述するように、ベースフィルム７０ｃの全面に紫外線剥離型接着剤からなる層を形成し、紫外線が照射されていない箇所を上記接着層７０ａとする。このため、シート状部材７０の厚さを、全面積に亘って均一にすることができる。尚、図１に示すシート状部材７０では、ベースフィルム７０ｃの両面に紫外線剥離型接着剤からなる接着層７０ａが形成されているが、これに限らず、例えば該接着層７０ａが片面だけに形成され、もう一方の面は通常の接着剤からなる層が全面に形成されてなるシート状部材であってもよい。
【００４０】
また、図９（ａ）の構造を参照しながら説明すると、図１に示す空気流量検出チップ２０の実装構造は、空気流量検出チップ２０を覆う図９（ａ）のカバー９が、空気流量検出チップ２０上または基板部材８０上において、空気流量検出部２０ｂが属する図９（ａ）の空気流路空間Ｓとパッド部２０ｃに接続する回路基板３０が配置されてなる図９（ａ）の回路空間Ｋとを仕切る仕切り壁９ｓを有してなり、該回路空間Ｋにシール材１０が充填されて、回路基板３０が該シール材１０中に埋め込まれてなる場合に好適である。
【００４１】
通常、上記回路空間Ｋのシール材１０にはゲルが用いられ、空気流量検出チップ２０の制御回路等が形成された回路基板３０や電気的接続部分（ボンディングワイヤ、パッド等）を保護する役割を果たす。上記ゲルからなるシール材１０は、上記カバー９の仕切り壁９ｓによって空気流路空間Ｓと隔てられているにもかかわらず、該仕切り壁９ｓと空気流量検出チップ２０や基板部材８０との隙間から滲み出して、空気流量検出部２０ｂが属する空気流路空間Ｓに流れ込む場合がある。このようにゲルからなるシール材１０が空気流路空間Ｓに流れ込んだ場合であっても、前述したように上記実装構造では空気流量検出部２０ｂの下方にもシート状部材７０が介在して空気流量検出チップ２０の全面に亘って敷き詰められているため、空気流量検出部２０ｂの下方へのゲルの回り込みを防止することができる。従って、この場合にも、高精度の空気流量検出が可能で、信頼性の高い実装構造とすることができる。
【００４２】
以上のようにして、図１の実装構造は、基板部材８０上への空気流量検出チップ２０の実装構造であって、空気流量検出チップ２０の空気流量検出部２０ｂに応力が掛かり難く、高精度の空気流量検出が可能で高い信頼性を確保できると共に、製造管理が容易で製造コストを低減できる空気流量検出チップの実装構造となっている。
【００４３】
図２（ａ），（ｂ）は、別の実装構造の一例で、それぞれ、空気流量測定装置１０１，１０２の要部を示す模式的な断面図である。尚、以下に例示する空気流量検出チップの実装構造が適用された各空気流量測定装置において、図１の空気流量測定装置１００と同様の部分については、同じ符号を付した。
【００４４】
図２（ａ）の空気流量測定装置１０１に用いられている空気流量検出チップ２０の実装構造では、シート状部材７１に、図１のようなベースフィルム７０ｃが用いられていない。シート状部材７１の全体が、紫外線剥離型接着剤からなり、接着層７１ａが、紫外線剥離型接着剤の紫外線照射されていない部分であり、接着層７１ａを除いたシート状部材７１の残りの部分（非接着層）７１ｂが、紫外線剥離型接着剤の紫外線照射された部分となっている。図２（ａ）のシート状部材７１は、該シート状部材７１の厚さを全面積に亘って均一にした状態で、厚い接着層７１ａを確保することができる。
【００４５】
図２（ｂ）の空気流量測定装置１０２に用いられている空気流量検出チップ２０の実装構造では、図２（ａ）のシート状部材７１と同様の全体が紫外線剥離型接着剤からなるシート状部材７２に、同一サイズのビーズ７２ｃが含有されている。そして、紫外線照射されていない接着層７２ａと紫外線照射された非接着層７２ｂの全体に亘ってビーズ７２ｃが分散配置されている。図２（ｂ）のシート状部材７２では、図２（ａ）のシート状部材７１に較べて、全面積に亘る均一厚さの確保が容易となる。
【００４６】
図３は、別の例で、空気流量測定装置１０３の要部を示す模式的な断面図である。尚、以下に示す実装構造の例示では、簡単化のため図２（ａ）のシート状部材７１を用いた実装構造を基本として説明するが、図１のシート状部材７０や図２（ｂ）のシート状部材７２についても、同様に適用することができる。
【００４７】
図３の空気流量測定装置１０３では、図２（ａ）の空気流量測定装置１０１と同じ、シート状部材７１が用いられている。一方、実装されている空気流量検出チップ２１は、図２（ａ）の空気流量検出チップ２０と異なり、表面マイクロマシニングにより半導体チップ２１ａの主面側から溝２１ｄが形成され、該溝２１ｄにより主面側にメンブレン２１ｅが形成されている。そして、該メンブレン２１ｅの周りに、空気流量検出部２１ｂが配置されている。
【００４８】
図３の空気流量検出チップ２１にも、メンブレン２１ｅが形成されており、該メンブレン２１ｅの周りに、空気流量検出部２１ｂが配置されている。従って、図３の空気流量検出チップ２１も、前述した空気流量検出チップ２０と同様で、高い感度を有している。一方、図３の空気流量検出チップ２１におけるメンブレン構造は、図１の空気流量検出チップ２０におけるメンブレン構造と異なり、メンブレン２１ｅの下方に半導体チップ２１ａの厚い層が残されており、応力が集中し難い構造となっている。このため、図３の空気流量検出チップ２１は、図１の空気流量検出チップ２０と較べて、ハンドリングが容易で、組み付け工程での取り扱いが簡単である。しかしながら、図３の空気流量検出チップ２１についても、メンブレン２１ｅが形成されているため、依然としてメンブレン２１ｅの周りの強度が弱く、外部からの応力に対して弱い構造に違いなく、該応力によって特性変化が起き易い構造でもある。従って、図３の空気流量検出チップ２１に対しても、上記した実装構造によれば、空気流量検出チップ２１の空気流量検出部２１ｂに掛かる応力を極力低減することができ、高感度で高い信頼性の空気流量検出装置１０３を構成することができる。
【００４９】
図４は、空気流量検出チップ２０の好ましい実装例を示す図で、図４（ａ）は、空気流量測定装置１０４の要部を示す模式的な断面図である。また、図４（ｂ）は、図４（ａ）の実装方法を示す図である。
【００５０】
空気流量検出装置において、高精度に空気流量を計測するためには、空気流量検出チップ上で乱流が発生する構造であってはならない。従って、図４（ａ）の空気流量測定装置１０４において一点鎖線Ａで示したように、空気流量検出チップ２０の主面側の表面Ｓａと、該空気流量検出チップ２０を取り囲む基板部材８０の表面Ｓｂとが、同じ高さに設定されてなることが好ましい。
【００５１】
前述したように、上記実装構造では、基板部材８０と空気流量検出チップ２０の平行性の確保が容易である。また、上記実装構造においては、図４（ｂ）に示すように、空気流量検出チップ２０の上から加圧してシート状部材７１を押しつぶすことにより、シート状部材７１を容易に変形させることができる。これによって、図４（ａ）の実装構造のように、空気流量検出チップ２０の表面Ｓａと該空気流量検出チップ２０を取り囲む基板部材８０の表面Ｓｂを容易に同じ高さで平坦にすることができ、空気流量検出チップ２０上で乱流が発生し難い、高精度な空気流量検出装置１０４を構成することができる。
【００５２】
次に、上記実装構造の形成方法について説明する。
【００５３】
図５（ａ）〜（ｄ）は、上記実装構造の形成方法の一例で、図４（ａ）の空気流量測定装置１０１における実装構造の形成工程別の断面図である。
【００５４】
最初に、図５（ａ）に示すように、全体が紫外線剥離型接着剤からなる接着層７３ａでできたシート状部材７３を、基板部材８０の所定位置に貼り合わせる。次に、図５（ｂ）に示すように、マスクＭ１でシート状部材７３の所定部分をマスクして、シート状部材７３に選択的に紫外線を照射する。これにより、図５（ｃ）に示すように、図５（ａ）のシート状部材７３が、紫外線照射されず接着力を有したままの接着層７１ａと紫外線が照射され接着力が失われた非接着層７１ｂとからなるシート状部材７１に変わる。ここに、予め準備した空気流量検出チップ２０を貼り合わせる。以上で、図５（ｄ）に示すように、空気流量測定装置１０１における空気流量検出チップ２０の実装構造が完成する。
【００５５】
図６（ａ）〜（ｅ）は、図４（ａ）の空気流量測定装置１０１における実装構造の別の形成方法を示した工程別の断面図である。
【００５６】
最初に、図６（ａ）に示すように、空気流量検出チップ２０の各構造が形成された半導体ウエハ４０を準備し、該半導体ウエハ４０の裏面側に、全体が紫外線剥離型接着剤からなる接着層７４ａでできたシート状部材７４を貼り合わせる。次に、図６（ｂ）に示すように、マスクＭ２でシート状部材７４の所定部分をマスクして、シート状部材７４に選択的に紫外線を照射する。これにより、図６（ｃ）に示すように、図６（ａ）のシート状部材７４が、紫外線照射されず接着力を有したままの接着層７１ａと紫外線が照射され接着力が失われた非接着層７１ｂとからなるシート状部材７１に変わる。次に、図中に破線Ｂで示した所定の位置で半導体ウエハ４０をシート状部材７１と共に切断し、個々の空気流量検出チップ２０を切り出す。次に、図６（ｄ）に示すように、裏面側にシート状部材７１が貼り合わされた空気流量検出チップ２０を、基板部材８０に貼り合わせる。以上で、図６（ｅ）に示すように、空気流量測定装置１０１における空気流量検出チップ２０の実装構造が完成する。
【００５７】
以上の図６に示した実装構造の形成方法では、シート状部材７１を半導体ウエハ４０のダイシング用のテープとして共用しているため、コストダウンを図ることができる。
【００５８】
図７（ａ）〜（ｃ）は、別の形成方法を示した工程別の断面図である。
【００５９】
最初に、図７（ａ）に示すように、薄い半導体を透過できるＸ線等の照射により接着力を失う機能を有した接着層７５ａでできたシート状部材７５を、基板部材８０の所定位置に貼り合わせる。次に、予め準備した空気流量検出チップ２０を貼り合わせる。次に、図７（ｂ）に示すように、マスク無しで全面にＸ線を照射する。これにより、図７（ｃ）に示すように、図７（ａ）のシート状部材７５が、半導体チップ２０ａの厚い部分でＸ線照射されず接着力を有したままの接着層７５ａと、メンブレン２０ｅを透過しＸ線が照射されて接着力が失われた非接着層７５ｂとからなる、シート状部材７６に変わる。以上で、図７（ｄ）に示す空気流量測定装置１０５における空気流量検出チップ２０の実装構造が完成する。
【００６０】
図８は、上記Ｘ線等の照射により接着力を失うシート状部材７５を用いる場合の別の形成方法を示す一工程の断面図である。
【００６１】
図７（ａ）〜（ｃ）では、空気流量検出チップ２０をシート状部材７５に貼り合わせた後、Ｘ線を照射していた。これに対して、図８に示す形成方法では、上記Ｘ線等の照射により接着力を失うシート状部材７５を用いる場合の別の形成方法を、空気流量検出チップ２０をＸ線照射のマスクとして用い、半導体チップ２０ａの厚い部分でＸ線照射されず接着力を有したままの接着層７５ａと、メンブレン２０ｅを透過しＸ線が照射されて接着力が失われた非接着層７５ｂとからなる、シート状部材７７を形成するようにしている。この場合には、空気流量検出チップ２０の基板部材８０からの高さを適宜設定することで、シート状部材７７における接着層７５ａの占有面積を任意に設定することが可能である。
【００６２】
部分的に接着層が形成されてなるシート状部材には、上記した紫外線やＸ線等の照射により接着力を失う材料の他に、例えば、光遅延硬化性接着剤を用いることもできる。光遅延硬化性接着剤は、紫外線照射により瞬間的に硬化が起こるのではなく、遅延をもって硬化する接着剤である。この接着剤を使用する場合は、接着部分に対して紫外線照射を行った後、空気流量検出チップを実装し、一定時間保持することにより実装を行う。光遅延硬化性接着剤を使うことの利点は、完全に硬化が起こるまでの間に空気流量検出チップの高さ、平坦性、平面性が調整できる点にある。
【００６３】
以上説明したように、上記空気流量検出チップの実装構造は、基板部材上への空気流量検出チップの実装構造であって、空気流量検出チップの空気流量検出部に応力が掛かり難く、高精度の空気流量検出が可能で高い信頼性を確保できると共に、製造管理が容易で製造コストを低減できる空気流量検出チップの実装構造とすることができる。従って、上記した空気流量検出チップの実装構造は、高精度・高信頼性であると共に安価であることが要求される、車載用の空気流量検出装置に用いられて好適である。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明に係る空気流量検出チップの実装構造の一例で、空気流量測定装置（エアフロメータ）１００の要部を示す模式的な断面図である。
【図２】（ａ），（ｂ）は、別の実装構造の一例で、それぞれ、空気流量測定装置１０１，１０２の要部を示す模式的な断面図である。
【図３】別の例で、空気流量測定装置１０３の要部を示す模式的な断面図である。
【図４】空気流量検出チップ２０の好ましい実装例を示す図で、（ａ）は、空気流量測定装置１０４の要部を示す模式的な断面図である。また、（ｂ）は、（ａ）の実装方法を示す図である。
【図５】（ａ）〜（ｄ）は、図４（ａ）の空気流量測定装置１０１における実装構造の形成工程別の断面図である。
【図６】（ａ）〜（ｅ）は、図４（ａ）の空気流量測定装置１０１における実装構造の別の形成方法を示した工程別の断面図である。
【図７】（ａ）〜（ｃ）は、別の形成方法を示した工程別の断面図である。
【図８】Ｘ線等の照射により接着力を失うシート状部材７５を用いる場合の別の形成方法を示す一工程の断面図である。
【図９】（ａ）は、特許文献１に開示された熱式空気流量センサ１を示す断面図である。また、（ｂ）は、（ａ）における半導体センサ素子２の周り拡大して示した図である。
【符号の説明】
【００６５】
１，１００〜１０５  空気流量測定装置
２，２０，２１  空気流量検出チップ
２０ａ，２１ａ  半導体チップ
２０ｂ，２１ｂ  空気流量検出部
２０ｃ  パッド部
２０ｄ，２１ｄ  溝
２０ｅ，２１ｅ  メンブレン
７０〜７７  シート状部材
７０ａ〜７５ａ  接着層
７０ｂ〜７２ｂ，７５ｂ  非接着層
７０ｃ  ベースフィルム
７２ｃ  ビーズ
８０  基板部材
【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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