CN102162744A - 流量传感器及其制造方法以及流量传感器组件 - Google Patents

流量传感器及其制造方法以及流量传感器组件 Download PDF

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Abstract

本发明涉及流量传感器及其制造方法及流量传感器组件，提供用树脂封固半导体元件的一部分与电气控制回路表面的流量传感器的结构。使用如下空气流量传感器的结构，具备：半导体元件，其形成有空气流量检测部和流量孔板；以及基板或引线框，其配置有用于控制半导体元件的电气控制回路部，在使空气流量检测部露出的状态下，包含半导体元件的一部分表面在内，电气控制回路部的表面用树脂覆盖。提供树脂模型、基板、预模制的预模制部件等的面在不与半导体元件的和空气流量检测部分的设置面正交的三个面连续接触的状态下，包围半导体元件的流量传感器的结构，或通过弹簧的变形或弹性体薄膜在壁厚方向的变形而能够吸收半导体元件的尺寸偏差的制造方法。

Description

流量传感器及其制造方法以及流量传感器组件
技术领域
本发明涉及流量传感器及其制造方法以及流量传感器组件，所述流量传感器的特征在于，具备形成有空气等流体的流体检测部和流量孔板的半导体元件，以及配置有用于控制上述半导体元件的电气控制回路的基板或引线框，在使半导体元件的空气流量检测部露出的状态下，包含半导体元件的一部分表面在内，用树脂覆盖电气控制回路部的表面。
背景技术
在现有的由具有空气流量检测部的半导体元件和电气控制回路、基板构成的流量传感器中，电连接半导体元件和基板的金属线使用浇注树脂保护、固定。利用浇注树脂的固定通常在用模具等不限制半导体元件的状态下进行，因此由于浇注树脂的收缩而存在半导体元件移动的情况。因而，利用浇注树脂的固定产生尺寸精度变差的问题。而且，由于使浇注树脂硬化的时间较长，所以也产生成本变高的问题。
为了解决这些问题，不是考虑现有的浇注，而是考虑这样的结构：将具有空气流量检测部的半导体元件和基板或引线框，在使上述空气流量检测部露出的状态下，通过模制来固定。
此时，通过在用模具夹持半导体元件的状态下的模制，提高了模制后的半导体元件和基板的定位精度，利用从模具向树脂的传热，能够缩短树脂的硬化时间。
另外，作为具有空气流量检测部的半导体元件和引线框的模制一体结构，例如公知有专利文献1、专利文献2。
专利文献1、2均是不包含测温电阻器体和空穴部的半导体传感器元件的一个端部与引线框模制一体成形的结构。
专利文献1：日本特开平9-158739号公报
专利文献2：日本特开2006-293030号公报
在专利文献1、专利文献2的结构中，由于半导体元件的空气流量检测部以外的面的周围未被树脂或引线框包围，空气流入流路狭窄的流量孔板内，因而也存在不能准确地检测出空气流量检测一侧的流量的结构上的问题。
另外，在制造专利文献1、2的结构时，在将半导体元件和引线框设置在模具内，用模制树脂进行一体成形的流程中，为了防止树脂毛刺(バリ)、进行半导体元件的定位，需要用模具夹持半导体元件和引线框进行固定。
该制造流程中的专利文献1、2在结构上的问题点是，在用模具夹持半导体元件时，由于半导体元件或半导体元件和引线框的连接用粘着剂的尺寸偏差，用模具的夹持在半导体元件上的空气流量检测部产生毛刺或产生半导体元件断裂。
本发明为了解决上述的问题，目的在于提供一种流量传感器的结构，在由树脂模制件、或基板、或预先模制的预模制部件等构成的面，不与同半导体元件的空气流量检测部分的设置面正交的三个面连续接触的状态下，包围半导体元件。
另外，提供一种通过用弹簧支撑夹持半导体元件的模具的镶块，或者在模具表面设置弹性体的薄膜，从而利用弹簧的变形或弹性体薄膜的壁厚方向的变形来吸收半导体元件的尺寸偏差的制造方法。即，即使产生半导体元件的尺寸偏差也可以防止产生毛刺或半导体元件断裂。
在现有的流量传感器中，电连接半导体元件和基板的金属线使用浇注树脂保护、固定。利用浇注树脂的固定，通常在用模具等不限制半导体元件的状态下进行，因此由于浇注树脂的收缩而有半导体元件移动的情况。因而，利用浇注树脂的固定产生尺寸精度变差的问题。而且，由于使浇注树脂硬化的时间较长，所以也产生成本变高的问题。
为了解决这些问题，不仅现有的浇注，而且考虑这样的结构：将具有空气流量检测部的半导体元件和基板或引线框，在使上述空气流量检测部露出的状态下，通过模制来固定。
通过这种模制而固定的结构的课题，防止向流路狭窄的流量孔板部流入空气。在本发明中，提供一种在由树脂模制、或基板、或预先模制的预模制部件等构成的面，和与半导体元件的空气流量检测部的设置面正交的三个面连续而不接触的状态下，包围半导体元件的流量传感器的结构。
另外，制造上的课题是防止用模具的夹持引起的半导体元件产生毛刺或断裂。
发明内容
为了解决上述课题，本发明使用如下的空气流量传感器的结构，具备：半导体元件，其形成有空气流量检测部和流量孔板；以及基板或引线框，其配置有用于控制上述半导体元件的电气控制回路部，在使上述空气流量检测部露出的状态下，包含上述半导体元件的一部分表面在内，上述电气控制回路部的表面用树脂覆盖。
此时，成为如下的结构：除了一体树脂模制半导体元件、传递半导体元件的电信号的金属线、基板或引线框的部分以外，半导体元件与模制树脂不接触。
即提供一种由树脂模型、基板、预模制的预模制部件等构成的面，在与半导体元件的和空气流量检测部分的设置面正交的三个面连续地不接触的状态下，包围半导体元件的流量传感器的结构。
另外，在半导体元件的与空气流量检测部分的设置面正交、平行的两个面与树脂模型连接时，因半导体元件与树脂模型部的线膨胀系数之差而在装载于半导体元件的空气流量检测部产生应力，发生不能准确地测定空气流量的问题。
另外，提供一种通过用弹簧支撑夹持半导体元件的模具的可动镶块，或者在模具表面设置弹性体的薄膜，从而利用弹簧的变形或弹性体薄膜在壁厚方向的变形而能够吸收半导体元件的尺寸偏差的制造方法。即，即使产生半导体元件的尺寸偏差，也能够防止产生毛刺或半导体元件断裂。
另外，若在形成于半导体元件的空气流量检测部产生树脂毛刺，则产生不能准确地测定空气流量的问题。
另外，以上虽然示出了流量传感器的结构和制造方法，但本发明的制造方法不限定于此，对于湿度传感器等的在使半导体元件的一部分露出的状态下进行树脂封固的部件的制造方法也可以使用。
发明的效果
根据本发明，通过将电连接形成有空气流量检测部的半导体元件和基板或引线框的金属线，以将部件夹持在模具上的状态通过树脂模制覆盖，从而能够提高半导体元件的定位精度。另外，由于从模具向树脂传热，所以可以缩短树脂的硬化时间，缩短成形生产节拍。
另外，在这种树脂模制流程中，通过用弹簧支撑从上下方向夹持半导体元件的模具，或者在模具表面设置弹性体的薄膜，从而利用弹簧的变形或弹性体薄膜在壁厚方向的变形而能够吸收半导体元件的尺寸偏差。即，即使产生半导体元件的尺寸偏差，也能够防止产生毛刺或半导体元件断裂，因此，能够提高制造的成品率。
附图说明
图1是使用了基板的流量传感器模制前的结构。
图2是用于通过模制对设置于图1的基板上的包括半导体元件和控制基板的结构体进行树脂封固的制造方法。
图3是采用了如下结构的模具的制造方法：在上下夹持半导体元件的模具的至少一方由可在模具内滑动的镶块构成，用弹簧等的弹性体支撑可在模具内滑动的镶块的与半导体元件相接的相反一侧。
图4是采用了如下结构的模具的制造方法：上下夹持半导体元件的模具的至少一方设置了特氟隆(注册商标)等的弹性体的镶块。
图5是采用了如下的模具的制造方法：从基板的开口部通过模具的镶块支撑半导体元件，在模具的与树脂材料相接的上模具侧设置弹性体的薄膜，通过弹性体的薄膜在上下夹持半导体元件。
图6是采用了不用镶块支撑半导体元件的流量孔板部的模具的制造方法。
图7是用图3的模具模制图1所示的模制前包含半导体元件和控制基板的结构体的结构。
图8是采用了引线框的流量传感器模制前的结构。
图9是将图8的模制前的结构体设置在模具内进行模制的制造方法。
图10是采用了如下结构的模具的制造方法：上下夹持半导体元件的模具的至少一方由可在模具内滑动的镶块构成，用弹簧等的弹性体支撑可在模具内滑动的镶块的与半导体元件相接的相反侧。
图11是采用了如下结构的模具的制造方法：上下夹持半导体元件的模具的至少一方设置了特氟隆等的弹性体的镶块。
图12是采用了如下的模具的制造方法：从基板的开口部通过模具的镶块支撑半导体元件，在模具的与树脂材料相接的上模具侧设置弹性体的薄膜，通过弹性体的薄膜上下夹持半导体元件。
图13是采用了不用镶块支撑半导体元件的流量孔板部的模具的制造方法。
图14是用图10的模具模制图8所示的模制前包含半导体元件和控制基板的结构体的结构。
图15是剖切了图14的模制结构的输出端子以外的引线框的隔壁部的结构。
图16是形成有空气流量检测部和流量孔板的半导体元件在从基板的端部露出的状态下装载的模制前的流量传感器的结构。
图17是将图16所示的模制前的结构体设置在模具内进行模制的制造方法。
图18是用图17的模具模制图16所示的模制前包含半导体元件和控制基板的结构体的结构。
图19是形成有空气流量检测部和流量孔板的半导体元件在从引线框的端部露出的状态下装载的模制前的流量传感器的结构。
图20是将图19所示的模制前的结构体设置在模具内进行模制的制造方法。
图21是用图20的模具模制图19所示的模制前包含半导体元件和控制基板的结构体的结构。
图22是将树脂封固了的图7的流量传感器设置在形成空气通路的结构体上的情况的结构。
图23是具备形成有空气流量检测部和流量孔板的半导体元件、和配置有用于控制半导体元件的电气控制回路部的基板，上述半导体元件被装载于阶梯部并在设置半导体元件的基板的阶梯部设置了壁厚差的模制前的流量传感器的结构。
图24是在图23(b)所示的A-A剖面中，将模制前的结构体设置在模具内进行模制时的制造方法。
图25是具备形成有空气流量检测部和流量孔板的半导体元件、和配置有用于控制半导体元件的电气控制回路部的引线框，半导体元件的一部分和引线框被间隔件支撑而成为相接的结构的模制前的流量传感器的结构。
图26是用于通过模制对设置于图25的基板上的包含半导体元件和控制基板的结构体进行树脂封固的制造方法。
图27是具备装载于预模制部件的形成有空气流量检测部和流量孔板的半导体元件、和配置有用于控制半导体元件的电气控制回路部的引线框的模制前的流量传感器的结构。
图28是预模制部件的结构。
图29是在图27(b)所示的A-A剖面中，将模制前的结构体设置在模具内进行模制时的制造方法。
图30是用图28的模具模制图27所示的模制前包含半导体元件和控制基板的结构体的结构。
图31是采用设置于预模制部件的扣合部结构，接合预模制部件与半导体元件、或预模制部件和引线框时的模制前的结构。
图32是在图31所使用的预模制部件的结构。
图33是用压入接合预模制部件与半导体元件、或预模制部件和引线框时的模制前的结构。
图中：
1-空气流量检测部，2-半导体元件，3-电气控制回路，4-基板，5-金属线，6-配线，7-带有阶梯的开口部，8-流量孔板，9-模具的空间，10-粘着剂，11-模制树脂，12-上模具，13-下模具，14-浇口，15-弹性体，16-模具镶块(入れ駒)，17-可动镶块，18-弹簧，19-弹簧压板，20-弹性体镶块，21-弹性体薄膜，22-半导体元件的与空气流量检测部正交的三个面，23-基板的壁，24-引线框，25-引线框的开口部，26-用模制树脂形成的树脂壁，27-输出端子，28-隔壁，29-形成空气通路的结构体，30-空气通路槽，31-通往空气通路的入口，32-空气通路的出口(上方)，33-定位用凸部，34-盖，35-基板阶梯部的厚壁部，36-间隔件，37-预模制部件，38-输出部，39-预模制部件的凸部，40-扣合部，41-半导体元件的设置面，42-与半导体元件设置面正交的面，43-压入部。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。图1(a)表示流量传感器模制前的俯视图。图1(b)表示图1(a)的背面的俯视图，图1(c)表示图1(a)的A-A剖面。
如图1(a)、图1(b)、图1(c)所示，模制前的流量传感器为这样的结构，具备：形成有空气流量检测部1和流量孔板8的半导体元件2；以及基板4，其在一方配置带有阶梯的开口部7、在另一方配置有用于控制上述半导体元件2的电气控制回路部3，上述半导体元件2装载于上述开口部7所设置的阶梯部，通过金属线5和设置于基板4上的配线6传递电信号。另外，电气控制回路3及半导体元件2用粘着剂10等接合在基板4上。
这里，半导体元件2作为空气流量检测部1，至少设置发热电阻器和测温电阻器，为使发热电阻器的温度比与空气温度对应的测温电阻器高出一定温度，用电气控制回路3进行控制。因空气的流动而测温电阻器的温度变化时，为使其高出一定温度而以流入发热电阻器的加热电流值作为流量进行检测。
另外，空气流量检测部1设计成只要至少设置发热电阻器与测温电阻器即可，例如，设计成能够根据空气流量的上下流的测温电阻器的温度差检测出流量。
发热电阻器和测温电阻器为在用溅射、CVD等方法形成铂等的金属膜、多晶硅等半导体薄膜后，用离子蚀刻等的方法形成。
在形成空气流量检测部1的半导体元件2上，为了热绝缘而形成流量孔板8的空穴用各向异性蚀刻等的方法形成。
另外，基板4的材质使用环氧玻璃等，模制树脂11的材质使用环氧树脂或酚醛树脂等的热硬化性树脂、聚碳酸脂树脂、聚对苯二甲酸乙二醇酯等的热硬化性树脂，也可以在树脂中混入玻璃、云母等的填充材料。
(制造方法)
这里，图2表示用于通过模制对设置于图1的基板4上的包含半导体元件2和控制基板4的结构体进行树脂封固的制造方法。
图2(a)表示在图1所示的A-A剖面中将图1的模制前的结构体设置于模具内进行模制时的剖视图。
在设置于基板4的开口部7插入下模具13，从上下通过上模具12和下模具13夹入半导体元件2而进行固定，由此能提高模制时半导体元件2的尺寸精度。
另外，空气流量检测部1以在上模具12设置空间9以免接触上模具12的状态从浇口14部向模具内填充树脂11，能够用树脂11封固电气控制回路3、金属线5、半导体元件2的一部分。
图2(a)的B-B剖面由图2(b)或图2(c)构成。这里，为使树脂11不流入流量孔板8，需要堵塞B-B剖面中的半导体元件2与基板4的间隙，堵住树脂11的流动。
B-B剖面中的半导体元件2与基板4之间的间隙为这样的结构，设置图2(b)所示的特氟隆块等弹性体15，或者用设置于图2(c)所示的上模具12上的镶块16堵住树脂11。
这里，由于半导体元件2的尺寸具有偏差，所以若使用图2的制造方法，则在半导体元件2的尺寸小于模具夹持尺寸时，在半导体元件2上发生树脂11泄漏；在半导体元件2的尺寸大于模具夹持尺寸时，会产生半导体元件2的断裂。
图3、图4、图5表示在图1所示的A-A剖面中，在模具内设置图1的模制前的结构体进行模制时的剖视图。
这里，如图3所示，可以采用如下结构的模具：上下夹持半导体元件2的模具的至少一方由可在模具内滑动的可动镶块17构成，用弹簧18等弹性体支撑可在模具内滑动的可动镶块17的与半导体元件2相接的相反侧。另外，弹簧18由弹簧压板19固定于模具内。
另外，如图4所示，可以采用如下结构的模具：在上下夹持半导体元件2的模具的至少一方设置了特氟隆等的弹性体镶块20。
这里，在弹性体上可以使用特氟隆、氟树脂等高分子材料。
另外，如图5所示，可以采用如下的模具：通过从基板4的开口部7插入下模具13来支撑半导体元件2，在模具的与树脂11材料相接的上模具12侧设置弹性体的薄膜21，通过弹性体的薄膜21在上下夹持半导体元件2。
图5(a)表示在图1所示的A-A剖面中将图1的模制前的结构体设置于模具内进行模制时的剖视图。图5(a)的B-B剖面由图5(b)或图5(c)构成。
这里，为使树脂11不流入流量孔板8，需要堵塞B-B剖面中的半导体元件2与基板4的间隙，堵住树脂11的流动。
B-B剖面中的半导体元件2与基板4之间的间隙为这样的结构，设置图5(b)所示的特氟隆块等的弹性体15，或者用设置于图5(c)所示的上模具12上的镶块16堵住树脂11。
这里，在弹性体的薄膜21上可以使用特氟隆、氟树脂等高分子材料，由于弹性体薄膜21的壁厚方向的尺寸变化，所以在半导体元件2的尺寸具有偏差时也没有树脂11的泄漏、断裂，可进行模制。
如上所述，使用图3、图4、图5所示结构的模具，在半导体元件2的尺寸具有偏差时也没有树脂11的泄漏、半导体元件2的断裂，可进行模制。
另外，也可以为采用在夹持图5所示的半导体元件2的部分使用由图3所示的弹性体支撑的可动镶块17的结构、或使用图4所示的弹性体的镶块20的结构。
另外，在图3、图4、图5中虽然做成流量孔板8也从基板4的开口部7用镶块支撑的结构，但如图6所示，也可以做成不用镶块支撑半导体元件2的流量孔板部8的结构。
另外，图3的模具也可以在上模具12或下模具13的任何一方设置特氟隆等的弹性体镶块20的镶块。
图4的模具也可以在上模具12或下模具13的任何一方设置被弹簧18等弹性体支撑的镶块16。
(模制后的结构)
图7(a)是用图3的模具模制制造图1所示的模制前包含半导体元件2和控制基板4的结构体的流量传感器的俯视图。
图7(b)表示图7(a)的A-A剖视图，电连接半导体元件2和基板4、电气控制回路3和基板4的金属线5用模制树脂11绝缘，将检测出的流量从电信号的输出部38输出。
另外，正式流量传感器能够做成除了一体树脂模制半导体元件2、传递半导体元件2的电信号的金属线5和基板4的部分以外，半导体元件2和模制树脂11、或基板4不接触的结构。
即，能够提供基板4的壁23在具有与半导体元件2的和空气流量检测部分的设置面正交的三个面22连续的空间的状态下，包围半导体元件2的流量传感器的结构。
(引线框24的结构)
图8(a)是本发明的流量传感器模制前的俯视图。图8(b)表示图8(a)的背面的俯视图，图8(c)表示图8(a)的A-A剖视图。
如图8(a)、图8(b)、图8(c)所示，模制前的流量传感器具备：形成有空气流量检测部1和流量孔板8的半导体元件2；以及引线框24，其在一方配置开口部25，在另一方配置有用于控制上述半导体元件2的电气控制回路3，上述半导体元件2为装载于设置在上述开口部25的投影面上的结构。另外，电气控制回路3和半导体元件2用粘着剂10等接合在引线框24上。另外，引线框部的隔壁28被模具夹持，防止树脂从模具内流出，切断模制后的隔壁28，从输出端子27输出电信号。
(制造方法)
这里，图9表示用于通过模制对设置于图8的引线框24上的包含半导体元件2和控制基板4的结构体进行树脂封固的制造方法。
图9(a)表示在图8所示的A-A剖面中将图8的模制前的结构体设置于模具内进行模制时的剖视图。
在设置于引线框24上的开口部25插入下模具13，从上下通过模具夹入半导体元件2而进行固定，在使上述半导体元件2的一部分露出的状态下，在包含上述半导体元件2的一部分的表面形成树脂11层。
这样，通过从上下用模具夹入半导体元件2，从而能提高模制时的半导体元件2的尺寸精度。这里，引线框部的隔壁28由模具夹持，防止树脂11从模具内流出。
另外，流量检测部1以在模具上设置空间9以免接触模具的状态从浇口14向模具内填充树脂11，可以用树脂11封固电气控制回路3、金属线5、半导体元件2的一部分。
图9(a)的B-B剖面由图9(b)或图9(c)构成。这里，为使树脂11不流入流量孔板8，需要堵塞B-B剖面中的半导体元件2与基板4的间隙，堵住树脂11的流动。
B-B剖面中的半导体元件2与基板4之间的间隙为这样的结构，设置图9(b)所示的特氟隆块等的弹性体15，或者用设置于图9(c)所示的下模具13的镶块16堵住树脂11。
这里，由于半导体元件2的尺寸具有偏差，所以若使用图9的制造方法，则在半导体元件2的尺寸小于模具夹持尺寸时，在半导体元件2上发生树脂11泄漏；在半导体元件2的尺寸大于模具夹持尺寸时，会产生半导体元件2的断裂。
图10、图11、图12表示在图8所示的A-A剖面中，在模具内设置图8的模制前的结构体进行模制时的剖视图。
如图10所示，可以采用如下结构的模具：上下夹持半导体元件2的模具的至少一方由可在模具内滑动的可动镶块17构成，用弹簧18等的弹性体支撑可在模具内滑动的可动镶块17的与半导体元件2相接的相反侧。另外，弹簧18由弹簧压板19固定于模具内。
另外，如图11所示，可以采用如下结构的模具：在上下夹持半导体元件2的模具的至少一方设置了特氟隆等的弹性体镶块20。
这里，在弹性体镶块20上可以使用特氟隆、氟树脂等的高分子材料。
另外，如图12所示，可以采用如下的模具：通过从引线框24的开口部插入下模具13来支撑半导体元件2，在上模具12的表面设置弹性体的薄膜21，通过弹性体的薄膜21在上下夹持半导体元件2。
这里，弹性体的薄膜21可以使用特氟隆、氟树脂等高分子材料，由于弹性体薄膜21的壁厚方向的尺寸变化，所以在半导体元件2的尺寸具有偏差时也没有树脂11的泄漏、断裂，可进行模制，由于弹性体薄膜21的壁厚方向的尺寸变化，所以在半导体元件2的尺寸具有偏差时也没有树脂11的泄漏、半导体元件2的断裂，可进行模制。
如上所述，使用图10、图11、图12所示的结构的模具，在半导体元件2的尺寸具有偏差时也没有树脂11的泄漏、半导体元件2的断裂，可进行模制。
另外，也可以做成如下结构：在夹持图12所示的半导体元件2的部分使用由图10所示的弹性体支撑的可动镶块17、或图11所示的弹性体的镶块20。
另外，在图10、图11、图12中虽然做成流量孔板8也用镶块从基板4的开口部支撑的结构，但如图13所示，也可以做成不用可动镶块17支撑半导体元件2的流量孔板部8的结构。
另外，图10的模具也可以在上模具12或下模具13的任何一个上设置特氟隆等的弹性体镶块20的镶块。
图11的模具也可以在上模具12或下模具13的任何一个上设置由弹簧18等弹性体支撑的可动镶块17。
(模制后的结构)
图14(a)是用图10的模具模制图8所示的模制前包含半导体元件2和控制基板4的结构体的俯视图。
图14(b)表示图14(a)的A-A剖视图。这样，电连接半导体元件2和引线框24、电气控制回路3和引线框24的金属线5用模制树脂11绝缘。
另外，图15表示剖切了输出端子27以外的引线框24的隔壁部28的结构，将检测出的流量作为电信号从输出端子27输出。
另外，能够做成除了一体树脂模制半导体元件2、传递半导体元件2的电信号的金属线5和引线框24的部分以外，半导体元件2和树脂11模型不接触的结构。
即，能够提供在树脂模型部分形成的树脂壁26以具有与半导体元件2的和空气流量检测部分的设置面正交的三个面22连续的空间的状态，包围半导体元件2的流量传感器的结构。
(从基板4端部露出半导体元件2的结构)
图16(a)表示本发明的流量传感器模制前的表面的俯视图。图16(b)表示图16(a)的A-A剖面。
如图16(a)、图16(b)所示，模制前的流量传感器是具备基板4的结构，该基板4的结构为，形成有空气流量检测部1和流量孔板8的半导体元件2以从基板4的端部露出的状态被装载，在另一方配置有用于控制上述半导体元件2的电气控制回路3。
(制造方法)
这里，图17表示用于通过模制对设置于图16的基板4上的包含半导体元件2和控制基板4的结构体进行树脂封固的制造方法。
图17表示在图16所示的A-A剖面中将图16的模制前的结构体设置于模具内进行模制时的剖视图。
从上下通过模具夹入半导体元件2进行固定，在使上述半导体元件2的一部分露出的状态下，在包含上述半导体元件2的一部分的表面形成树脂11层。这样，可以采用如下结构的模具：上下夹持半导体元件2的模具的至少一方由可在模具内滑动的可动镶块17构成，用弹簧18等弹性体支撑可在模具内滑动的可动镶块17的与半导体元件2相接的相反侧。
另外，图17所示的模具，可以采用如下结构的模具：如图4所示，在上下夹持半导体元件2的模具的至少一方设置了特氟隆等的弹性体镶块20。
另外，图17所示的模具，可以采用如下的模具：如图5所示，在与模具的树脂11材料相接的上模具12侧设置弹性体的薄膜21，通过弹性体的薄膜21在上下夹持半导体元件2。
通过采用由图17所示的弹性体支撑的可动镶块17，从而在半导体元件2的尺寸具有偏差时也没有树脂11的泄漏、断裂，可进行模制。
(模制后的结构)
图18(a)是用图17的模具模制图16所示的模制前包含半导体元件2和控制基板4的结构体的俯视图。
图18(b)表示图18(a)的A-A剖视图。这样，电连接半导体元件2和基板4、电气控制回路3和基板4的金属线5用模制树脂11绝缘，将检测出的流量从电信号的输出部38输出。
另外，在使用图18所示的流量传感器的场合，由于处于用其他具有与半导体元件2连续的空间的结构体包围半导体元件2周围的状态，从而能防止向流量孔板8流入空气。
图19(a)表示本发明的流量传感器模制前的表面的俯视图。图19(b)表示图19(a)的A-A剖面。
如图19(a)、图19(b)所示，模制前的流量传感器是具备引线框24的结构，该引线框24的结构为，形成有空气流量检测部1和流量孔板8的半导体元件2以从引线框24的端部露出的状态被装载，在另一方配置有用于控制上述半导体元件2的电气控制回路3。
(制造方法)
这里，图19表示用于通过模制对设置于图19的引线框24上的包含半导体元件2和控制基板4的结构体进行树脂封固的制造方法。
图20表示在图19所示的A-A剖面中将图19的模制前的结构体设置于模具内进行模制时的剖视图。
从上下通过模具夹入半导体元件2进行固定，在使上述半导体元件2的一部分露出的状态下，在包含上述半导体元件2的一部分的表面形成树脂11层。这样，可以采用如下结构的模具：在上下夹持半导体元件2的模具的至少一方由可在模具内滑动的可动镶块17构成，用弹簧18等的弹性体支撑可在模具内滑动的可动镶块17的与半导体元件2相接的相反侧。
另外，引线框部的隔壁28由模具夹持，防止树脂11从模具内流出。
另外，图20所示的模具，可以采用如下结构的模具：如图4所示，在上下夹持半导体元件2的模具的至少一方设置了特氟隆等的弹性体镶块20。
另外，图20所示的模具，可以采用如下的模具：如图5所示，在与模具的树脂11材料相接的上模具12侧设置弹性体的薄膜21，通过弹性体的薄膜21在上下夹持半导体元件2。
通过采用由图20所示的弹性体支撑的镶块，从而在半导体元件2的尺寸具有偏差时也没有树脂11的泄漏、断裂，可进行模制。
(模制后的结构)
图21(a)是用图20的模具模制图19所示的模制前包含半导体元件2和控制基板4的结构体的俯视图。
图21(b)表示图21(a)的A-A剖视图。这样，电连接半导体元件2和引线框24、电气控制回路3和基板4的金属线5用模制树脂11绝缘，在切断引线框的隔壁28部分后，将检测出的流量从电信号的输出端子27输出。
另外，在使用图20所示的流量传感器的场合，由于处于用其他具有与半导体元件2连续的空间的结构体包围半导体元件2的周围的状态，从而能防止向流量孔板8流入空气。
(流量传感器在空气通路部的设置)
图22(a)是将树脂封固了的图7的流量传感器设置在形成空气通路的结构体29上的情况下的俯视图，在形成空气通路的结构体29上加工有空气的通路槽30。
图22(b)表示图22(a)的A-A剖视图。这样，通过将形成空气通路的结构体29的定位用凸部33插入固定于流量传感器的开口部7，从而能够实现提高形成空气通路的结构体29与流量传感器的定位精度、缩短组装时间。
图22(c)是在装载有以图22(b)的剖面所示的流量传感器的形成空气通路的结构体29的上部设置了盖34的情况的剖视图。
在图22(c)所示的空气通路30中，从图22(a)所示的入口31流入的空气流经空气通路30，通过流量传感器的上部，从设置于图22(a)所示的上方的出口32排出。
(在基板4的阶梯部设置壁厚差(厚度差)的结构)
图23(a)表示流量传感器的模制前的表面的俯视图。图23(b)表示图23(a)的A-A剖面的第一实施例。
如图23(a)、图23(b)所示，模制前的流量传感器具备形成有空气流量检测部1和流量孔板8的半导体元件2、和配置有用于控制半导体元件2的电气控制回路3部的基板4，上述半导体元件2被装载于阶梯部，并通过设置在金属线5和基板4的配线6传递电信号。另外，电气控制回路3通过粘着剂10等接合在基板4上。
这里，在设置半导体元件2的基板4的阶梯部设置壁厚差，半导体元件2的电气控制回路3侧通过粘着剂10等接合在基板4上，半导体元件2的与电气控制回路3的相反侧成为与阶梯部的壁厚变大的部分35连接的结构。
图23(c)表示图23(a)的A-A剖面的第二实施例。这样，半导体元件2的电气控制回路3侧通过粘着剂10等接合在基板4上，半导体元件2的与电气控制回路3的相反侧成为通过间隔件36支撑而与基板4的阶梯部连接的结构。
另外，在间隔件36上可以使用特氟隆、氟树脂、环氧树脂、聚碳酸酯树脂等的有机材料，可以做成将基板4与半导体元件2粘接的结构或不粘接的结构。
(制造方法)
这里，图24表示用于通过模制对设置于图23的基板4上的包含半导体元件2和控制基板4的结构体进行树脂封固的制造方法。
图24(a)表示在图23(b)所示的A-A剖面中将模制前的结构体设置于模具内进行模制的情况。
能够使用在上模具12的表面设置弹性体的薄膜21，通过弹性体的薄膜21在上下夹持半导体元件2的模具。
这里，如图23(b)所示，由于半导体元件2的与流量孔板8相对的与电气控制回路3相反的一侧成为与阶梯部的壁厚变大的部分相接的结构，所以即使从上模具12通过弹性体的薄膜21进行夹持，也能够在模具夹持方向实现准确的定位。
图24(a)的B-B剖面由图24(b)或图24(c)构成。
为使树脂11不流入流量孔板8，需要堵塞B-B剖面中的半导体元件2与基板4的间隙，堵住树脂11的流动。
B-B剖面中的半导体元件2与基板4之间的间隙为这样的结构，设置图24(b)所示的特氟隆块等的弹性体15，或者用设置于图24(c)所示的上模具12的镶块16堵住树脂11。
另外，在弹性体的薄膜21上可以使用特氟隆、氟树脂等的高分子材料，由于弹性体薄膜21在壁厚方向的尺寸变化，所以即使在半导体元件2的尺寸具有偏差时也没有树脂11的泄漏、半导体元件2的断裂，可进行模制。
另外，模制后形成的正式流量传感器能够做成除了一体树脂模制半导体元件2、传递半导体元件2的电信号的金属线5和基板4的部分以外，半导体元件2和树脂11模型不接触的结构。
即，能够提供基板4的壁23以具有与半导体元件2的和空气流量检测部分的设置面正交的三个面22连续的空间的状态包围半导体元件2的流量传感器的结构。
(在引线框结构上设置间隔件的结构)
图25(a)表示流量传感器的模制前的表面的俯视图。图25(b)表示图25(a)的A-A剖面。
如图25(a)、图25(b)所示，模制前的流量传感器是如下结构：具备形成有空气流量检测部1和流量孔板8的半导体元件2，以及配置有用于控制半导体元件2的电气控制回路3的引线框24，上述半导体元件2通过具有导电性的引线框24传递电信号。另外，电气控制回路3通过粘着剂10等接合在基板4上。
如图25(b)所示，成为如下结构：半导体元件2的电气控制回路3侧通过粘着剂10等接合在引线框24上，半导体元件2的与电气控制回路3相反的一侧通过间隔件36支撑而与引线框24连接。
另外，间隔件36可以使用特氟隆、氟树脂、环氧树脂、聚碳酸酯树脂等的有机材料，可以做成将引线框24与半导体元件2粘接的结构或不粘接的结构。
(制造方法)
图26表示用于通过模制对设置于图25的基板4上的包含半导体元件2和电气控制回路3的结构体进行树脂封固的制造方法。
图26表示在图25(b)所示的A-A剖面中将模制前的结构体设置于模具内进行模制的情况的剖视图。
这里，能够使用在上模具12的表面设置弹性体的薄膜21，通过弹性体的薄膜21在上下夹持半导体元件2的模具。
另外，如图25(b)所示，由于半导体元件2的与电气控制回路3相反的一侧为通过间隔件36与引线框24连接的结构，所以即使从上模具12通过弹性体的薄膜21进行夹持，也能够在模具夹持方向实现准确的定位。
另外，引线框部的隔壁28由模具夹持，防止树脂11从模具内流出。
另外，弹性体的薄膜21可以使用特氟隆、氟树脂11等的高分子材料，由于弹性体薄膜21在壁厚方向的尺寸变化，所以即使在半导体元件2的尺寸具有偏差时也没有树脂11的泄漏、半导体元件2的断裂，可进行模制。
另外，模制后，如图14、15所示，切断输出端子27以外的引线框24的隔壁28部分作为流量传感器使用，将检测出的流量作为电信号从输出端子27输出。
正式流量传感器能够做成除了一体树脂模制半导体元件2、传递半导体元件2的电信号的金属线5和基板4的部分以外，半导体元件2和模制树脂11不接触的结构。
即，能够提供由树脂11模制部分形成的树脂壁26以具有与半导体元件2的和空气流量检测部分的设置面正交的三个面22连续的空间的状态包围半导体元件2的流量传感器的结构。
(预模制和引线框结构)
图27(a)表示流量传感器的模制前的表面的俯视图。图27(b)表示图27(a)的A-A剖面。
如图27(a)、图27(b)所示，模制前的流量传感器是如下结构：具备装载于预模制部件37上的形成有空气流量检测部1和流量孔板8的半导体元件2，以及配置有用于控制半导体元件2的电气控制回路3的引线框24，上述半导体元件2通过具有导电性的引线框24传递电信号。另外，预模制部件37与电气控制回路3通过粘着剂10等接合在基板4上。
这里，图28(a)表示用树脂形成的预模制部件37的俯视图，图28(b)表示图28(a)的A-A剖面。预模制部件37为具有半导体元件2的设置面41和与半导体元件2的设置面41正交的面42的结构，在半导体元件2的设置面41上局部地形成有凸部39
如图27(b)所示，半导体元件2的电气控制回路3侧通过粘着剂10等接合在预模制部件37上，半导体元件2的与电气控制回路3相反的一侧为半导体元件2的一部分与凸部39接触的结构。
这里，预模制部件37的材质可以使用环氧树脂、酚醛树脂等的热硬化性树脂、聚碳酸酯树脂、PBT树脂等的热塑性树脂。
另外，预模制部件37的凸部39的形状虽然在图28表示了设置三个半球形状的例子，但本发明并不定限于此，设置个数可以为任意，凸部的剖面可以采用矩形、三角形等的任意的剖面形状。
(制造方法)
这里，图29表示用于通过模制对设置于图27的预模制部件37上的包含半导体元件2和控制基板4的结构体进行树脂封固的制造方法。
图29(a)表示在图27(b)所示的A-A剖面中将模制前的结构体设置于模具内进行模制时的剖视图。
能够使用在上模具12的表面设置弹性体的薄膜21，并通过弹性体的薄膜21夹持半导体元件2的模具。另外，引线框部的隔壁28由模具夹持，防止树脂11从模具内流出。
这里，如图27(b)、图28所示，由于半导体元件2的与电气控制回路3相反的一侧为与预模制部件37的凸部39连接的结构，所以即使从上模具12通过弹性体的薄膜21进行夹持，也能够在模具夹持方向实现准确的定位。
图29(a)的B-B剖面由图29(b)或图29(c)构成。
为使树脂11不流入流量孔板8，需要堵塞B-B剖面中的半导体元件2与基板4的间隙，堵住树脂11的流动。
B-B剖面中的半导体元件2与基板4之间的间隙为这样的结构，设置图29(b)所示的特氟隆块等的弹性体15，或者用设置于图29(c)所示的上模具12的镶块16堵住树脂11。
另外，弹性体的薄膜21可以使用特氟隆、氟树脂等的高分子材料，由于弹性体薄膜21在壁厚方向的尺寸变化，所以即使在半导体元件2的尺寸具有偏差时也没有树脂11的泄漏、断裂，可进行模制。
(模制后的结构)
图30(a)是用图28的模具模制图27所示的模制前包含半导体元件2和控制基板4的结构体的俯视图。
图30(b)表示图30(a)的A-A剖视图，电连接半导体元件2和引线框24、电气控制回路3和引线框24的金属线5用模制树脂11绝缘，将检测出的流量从电信号的输出部输出。
另外，将图30所示的模制后的结构，如图14、15所示，切断输出端子27以外的引线框24的隔壁28部分作为流量传感器使用，将检测出的流量作为电信号从输出端子27输出。
正式流量传感器能够做成除了一体树脂模制半导体元件2、传递半导体元件2的电信号的金属线5、预模制部件37和引线框24的部分以外，半导体元件2和模制树脂11或预模制部件37不接触的结构。
即，能够提供半导体元件2的与空气流量检测部分的设置面正交的三个面22和预模制部分以具有连续的空间的状态包围半导体元件2的流量传感器的结构。
(扣合部结构)
使用了图27所示的预模制部件37的结构，表示了用粘着剂10接合预模制部件37与半导体元件2、或预模制部件37与引线框24的结构，但本发明不限定于此，如图31所示，也可以采用这样的结构：使用设置于预模制部件37的扣合部(snap fit)40，接合预模制部件37与半导体元件2、或预模制部件37和引线框24。
另外，图31(a)表示流量传感器的模制前的表面的俯视图，图31(b)表示图31(a)的A-A剖面。
这里，图32(a)表示用树脂形成的预模制部件37的俯视图，图32(b)表示图32(a)的A-A剖面，图32(c)表示图32(a)的B-B剖面。预模制部件37是具有半导体元件2的设置面41和与半导体元件2的设置面正交的面42的结构，在半导体元件2的设置面41上局部地形成凸部39，是形成图32(b)所示的引线框24与预模制部件37的接合用扣合件40、图32(c)所示的半导体元件2与预模制部件37接合用的扣合结构40的结构。
另外，在上文中虽然表示了如图27所示，用粘着剂10接合预模制部件37与半导体元件2、或预模制部件37与引线框24的结构，或者，如图31所示，使用扣合件40，接合预模制部件37与半导体元件2、或预模制部件37与引线框24的结构，但本发明不限于此，也可以如图33所示，做成通过压入43接合预模制部件37与半导体元件2、或预模制部件37与引线框24的结构。
还有，图33(a)表示流量传感器的模制前的表面的俯视图，图33(b)表示图33(a)的A-A剖面。另外，将图31、图33所示的模制前的结构模制后，如图14、15所示，切断输出端子27以外的引线框24的隔壁28部分作为流量传感器使用，将检测出的流量作为电信号从输出端子27输出。
以上所示的产品结构和制造方法，虽然对于流量传感器进行了表示，但本发明不限定于此，但也可以应用于以使温度传感器等的半导体元件2的一部分露出的状态进行树脂封固的部件的制造方法。另外，在以上所示的制造方法的模具上加工有模制树脂11的脱模斜度，在产品结构的模制树脂11部分带有脱模斜度。

Claims (20)

1.一种流量传感器，其特征在于，
具备：半导体元件，其形成有空气流量检测部和流量孔板；以及基板，其在一方配置有带有阶梯的开口部、在另一方配置有用于控制上述半导体元件的电气控制回路部，
上述半导体元件装载于设置有上述开口部的阶梯部，
在使上述空气流量检测部露出的状态下，包含上述半导体元件的一部分表面在内，上述电气控制回路部的表面用树脂覆盖。
2.一种流量传感器，其特征在于，
具备：半导体元件，其形成有空气流量检测部和流量孔板；以及引线框，其在一方配置有开口部、在另一方配置有用于控制上述半导体元件的电气控制回路部，
上述半导体元件装载于上述开口部的投影面上，
在使上述空气流量检测部露出的状态下，包含上述半导体元件的一部分表面在内，上述电气控制回路部的表面用树脂覆盖。
3.一种装载有半导体元件的部件的制造方法，是在基板或引线框上配置有开口部、至少在上述开口部的投影面上装载有半导体元件的部件的树脂封固成形方法，其特征在于，
在基板的开口部插入模具，通过模具从上下夹住半导体元件进行固定，
在使上述半导体元件的一部分露出的状态下，在包含上述半导体元件的一部分的表面形成树脂层。
4.一种流量传感器，其特征在于，
具备：半导体元件，其形成有空气流量检测部和流量孔板；以及基板，其配置有用于控制上述半导体元件的电气控制回路部，
在上述半导体元件的一部分从基板端部露出的状态下装载半导体元件，
在使上述半导体元件的一部分露出的状态下，包含上述半导体元件的一部分表面在内，上述电气控制回路部的表面用树脂覆盖。
5.一种流量传感器，其特征在于，
具备：半导体元件，其形成有空气流量检测部和流量孔板；以及引线框，其配置有用于控制上述半导体元件的电气控制回路部，
在上述半导体元件的一部分从引线框端部露出的状态下装载半导体元件，
在使上述半导体元件的一部分露出的状态下，包含上述半导体元件的一部分表面在内，上述电气控制回路部的表面用树脂覆盖。
6.一种使半导体元件露出的部件的制造方法，是使半导体元件从基板或引线框的端部露出的部件的制造方法，其特征在于，
用上、下模具夹住从基板或引线框的端部露出的半导体元件进行固定，
在使上述半导体元件的一部分露出的状态下，在包含上述半导体元件的一部分的表面形成树脂层。
7.一种流量传感器，其特征在于，
具备：半导体元件，其形成有空气流量检测部和流量孔板；以及基板，其在一方配置有具有壁厚差的阶梯部、在另一方配置有用于控制上述半导体元件的电气控制回路部，
在上述具有壁厚差的阶梯部装载有上述半导体元件的一部分，该半导体元件的一部分与上述具有壁厚差的阶梯部接触。
在使上述空气流量检测部露出的状态下，包含上述半导体元件的一部分表面在内，上述电气控制回路部的表面用树脂覆盖。
8.一种流量传感器，其特征在于，
具备：半导体元件，其形成有空气流量检测部和流量孔板；以及引线框，其配置有用于控制上述半导体元件的电气控制回路部，
隔着流量孔板部位于上述半导体元件的电气控制回路部侧与引线框接合的接合部相反侧的半导体元件与引线框之间的间隙设置间隔件，
在使上述空气流量检测部露出的状态下，包含上述半导体元件的一部分表面在内，上述电气控制回路部的表面用树脂覆盖。
9.一种流量传感器，其特征在于，
具备：半导体元件，其形成有空气流量检测部和流量孔板；预模制部件，其在设置上述半导体元件的面和与上述设置面正交的方向至少具有三个面的壁；以及引线框，其配置有用于控制上述半导体元件的电气控制回路部，
在使上述空气流量检测部露出的状态下，包含上述半导体元件的一部分表面在内，上述电气控制回路部的表面用树脂覆盖。
10.根据权利要求9所述的流量传感器，其特征在于，
上述预模制部件的形状为，在半导体元件的设置面的预模制部件上设置壁厚差，在上述具有壁厚差的半导体元件的设置面上装载上述半导体元件的一部分，该半导体元件的一部分与上述设置面的厚壁部接触。
11.根据权利要求9所述的流量传感器，其特征在于，
使用形成于预模制部件上的扣合结构，接合半导体元件与预模制部件、或者引线框与预模制部件。
12.根据权利要求9所述的流量传感器，其特征在于，
半导体元件压入预模制部件并接合，或者预模制部件压入引线框并接合。
13.根据权利要求3或6所述的制造方法，其特征在于，
使用如下结构的模具在包含上述半导体元件的一部分的表面形成树脂层：在上下夹持半导体元件的模具的至少一方设置可在模具内滑动的可动镶块，用弹性体支撑可在上述模具内滑动的可动镶块的与半导体元件相接的相反侧。
14.根据权利要求3或6所述的制造方法，其特征在于，
使用在上下夹持半导体元件的模具的至少一方设置有弹性体的镶块，在包含上述半导体元件的一部分的表面形成树脂层。
15.根据权利要求3或6所述的制造方法，其特征在于，
在模具表面的至少一部分设置弹性体薄膜，使用通过上述弹性体薄膜在上下夹持半导体元件的模具，在包含上述半导体元件的一部分的表面形成树脂层。
16.一种装载有半导体元件的部件的制造方法，是权利要求7～12所述的流量传感器的制造方法，其特征在于，
使用如下结构的模具在包含上述半导体元件的一部分的表面形成树脂层：在夹持半导体元件的模具上设置可在模具内滑动的可动镶块，用弹性体支撑可在上述模具内滑动的可动镶块的与半导体元件相接的相反侧。
17.一种装载有半导体元件的部件的制造方法，是权利要求7～12所述的流量传感器的制造方法，其特征在于，
使用在夹持半导体元件的模具上设置了弹性体的镶块，在包含上述半导体元件的一部分的表面形成树脂层。
18.一种装载有半导体元件的部件的制造方法，是权利要求7～12所述的流量传感器的制造方法，其特征在于，
在模具表面的至少一部分设置弹性体薄膜，使用通过上述弹性体薄膜夹持半导体元件的模具，在包含上述半导体元件的一部分的表面形成树脂层。
19.一种流量传感器的结构，是权利要求1、2、7～12所述的流量传感器，其特征在于，
具备如下的结构：在半导体元件的与空气流量检测部分的设置面正交的三个面，具有半导体元件与通过树脂模制形成的树脂壁或基板或预模制品连续的空间。
20.一种流量传感器组件的结构，是装载有权利要求1或2所述的流量传感器的流量传感器组件的结构，其特征在于，
在形成于至少具有空气流路结构的流量传感器组件的凸部上，插入设置流量传感器的基板或引线框的开口部。
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