JP2009071073A - Lead frame and method of manufacturing the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えば、流体識別を行うためのセンサー、半導体装置などの電子デバイスに用いられるリードフレーム、およびリードフレームを備えた電子デバイス、ならびに、リードフレームの製造方法、およびリードフレームの製造方法によって製造されたリードフレームを備えた電子デバイスの製造方法に関する。 The present invention provides, for example, a sensor for performing fluid identification, a lead frame used in an electronic device such as a semiconductor device, and an electronic device including the lead frame, a lead frame manufacturing method, and a lead frame manufacturing method. The present invention relates to a method for manufacturing an electronic device including a manufactured lead frame.
従来、例えば、ガソリン、ナフサ、灯油、軽油、重油などの炭化水素系液体、エタノール、メタノールなどのアルコール系液体、尿素水溶液液体、気体、粉粒体などの流体について、流体の熱的性質を利用して、被識別流体について、流体種識別、濃度識別、流体の有無識別、流体の温度識別、流量識別、流体レベル識別などの識別を行う流体識別装置に用いられる熱式センサーが、特許文献1(特開平11−153561号公報)、特許文献2(特開2006−29956号公報)、特許文献3(特開2005−337969号公報)などに既に提案されている。 Conventionally, for example, hydrocarbon liquids such as gasoline, naphtha, kerosene, light oil, and heavy oil, alcohol liquids such as ethanol and methanol, urea aqueous solution liquids, gases, granular materials, etc., use the thermal properties of the fluid. Patent Document 1 discloses a thermal sensor used in a fluid identification device that performs identification such as fluid type identification, concentration identification, fluid presence / absence identification, fluid temperature identification, flow rate identification, fluid level identification, etc. (Japanese Patent Laid-Open No. 11-153561), Japanese Patent Laid-Open No. 2006-29956, Japanese Patent Laid-Open No. 2005-337969, etc. have already been proposed.
図22〜図23に示したように、これらの熱式センサーは100は、モールド樹脂102により構成されるセンサー本体104を備えており、このセンサー本体104は、略楕円形状のフランジ部106と、このフランジ部106の裏面に突設する裏面突設部108と、フランジ部106の表面に突設する検知部110とを備えている。 As shown in FIGS. 22 to 23, these thermal sensors 100 include a sensor main body 104 constituted by a mold resin 102, and the sensor main body 104 includes a substantially elliptical flange portion 106, and A back surface protruding portion 108 protruding from the back surface of the flange portion 106 and a detecting portion 110 protruding from the surface of the flange portion 106 are provided.
そして、この検知部110は、一定間隔離間して配置された2つの矩形平板形状の一対の流体識別検知部112と、流体温度検知部114とから構成されている。これらの流体識別検知部112と、流体温度検知部114とは基本的には、同様な構造となっており、発熱体と感温体を備えており、流体温度検知部114では、発熱体を作用させずに感温体のみを作用させるようになっている。 The detection unit 110 includes a pair of fluid identification detection units 112 and a fluid temperature detection unit 114 having two rectangular flat plates that are spaced apart from each other by a predetermined distance. The fluid identification detection unit 112 and the fluid temperature detection unit 114 basically have the same structure, and include a heating element and a temperature sensing element. The fluid temperature detection unit 114 includes a heating element. Only the temperature sensor is allowed to act without acting.
図22〜図23に示したように、これらの検知部112、114では、モールド樹脂102が欠落した開口部116にその一部が露出するように、センサー本体104内に配置された熱伝達部材として機能する金属製のダイパッド部118を備えている。そして、このダイパッド部118の開口部116と反対側の実装面120に、薄膜チップ122が実装されている。 As shown in FIGS. 22-23, in these detection parts 112 and 114, the heat transfer member arrange | positioned in the sensor main body 104 so that the one part may be exposed to the opening part 116 which the mold resin 102 lacked. A metal die pad portion 118 functioning as A thin film chip 122 is mounted on the mounting surface 120 of the die pad 118 opposite to the opening 116.
また、センサー本体104内には、これらのダイパッド部118と対峙するように、ダイパッド部118と一定間隔離間して配置され、相互に一定間隔離間するように、複数のインナーリード124が配置されている。これらのインナーリード124から、裏面突設部108の方向に外部接続端子部126が延設されており、外部接続端子部126の先端部分にアウターリード128が形成されている。 Further, in the sensor body 104, the die pads 118 are arranged at regular intervals so as to face the die pads 118, and a plurality of inner leads 124 are arranged at regular intervals. Yes. An external connection terminal portion 126 extends from these inner leads 124 in the direction of the rear surface protruding portion 108, and an outer lead 128 is formed at the distal end portion of the external connection terminal portion 126.
そして、薄膜チップ122の電極とインナーリード124の電極124aの間には、Auからなるボンディングワイヤー130によって、電気的に接続されている。
このように構成される熱式センサー100では、通電により発熱体を発熱させ、この発熱により感温体を加熱し、発熱体から感温体への熱伝達に対して、被識別流体により熱的影響を与え、感温体の電気抵抗に対応する電気的出力に基づいて、被識別流体について、上記のような流体識別を行うように構成されている。
In the thermal sensor 100 configured as described above, the heating element is heated by energization, the temperature sensing element is heated by this heating, and the heat transfer from the heating element to the temperature sensing element is thermally performed by the identified fluid. It is configured to perform the fluid identification as described above for the fluid to be identified based on the electrical output that affects and corresponds to the electrical resistance of the temperature sensing element.
ところで、このような従来の熱式センサー100は、図24に示したように、下記の製造工程を経て製造されている。
すなわち、上記のダイパッド部118と、インナーリード124、外部接続端子部126、アウターリード128は、図示しないが、製造工程においてリードフレームとして、Cu、炭素鋼、アルミ合金、アルミなどを用いて、一体的に形成されている。
By the way, such a conventional thermal sensor 100 is manufactured through the following manufacturing process as shown in FIG.
That is, the die pad portion 118, the inner lead 124, the external connection terminal portion 126, and the outer lead 128 are not shown, but are integrally formed using Cu, carbon steel, aluminum alloy, aluminum, or the like as a lead frame in the manufacturing process. Is formed.
そして、このような一体のリードフレームに、先ず、ステップS101のフレームメッキ工程において、リードフレーム全面に、例えば、貴金属系のPdメッキ、Auメッキ、ハンダ系のNiメッキ、Snメッキ、Sn−Pbメッキ、Sn−Biメッキ、Agメッキ、Ag−Cuメッキ、Inメッキなどを施している。なお、この場合、メッキの種類は、特に限定されるものではなく、貴金属とはんだ付けの際に使用するメッキ金属であれば良い。 In such an integrated lead frame, first, in the frame plating process of step S101, the entire surface of the lead frame, for example, precious metal Pd plating, Au plating, solder Ni plating, Sn plating, Sn-Pb plating is used. Sn-Bi plating, Ag plating, Ag-Cu plating, In plating, etc. are applied. In this case, the type of plating is not particularly limited as long as it is a plating metal used for soldering with a noble metal.
ステップS101のフレームメッキ工程においてリードフレーム全面にメッキ処理を施した後、ステップS102のダイボンド工程において、接着剤などの接合材101を介して、ダイパッド部118に、薄膜チップ122を装着(ボンディング)している。 After the entire lead frame is plated in the frame plating process of step S101, the thin film chip 122 is attached (bonded) to the die pad portion 118 via the bonding material 101 such as an adhesive in the die bonding process of step S102. ing.
次に、ステップS103のワイヤーボンディング工程において、薄膜チップ122の電極とインナーリード124の電極124aの間を、Auからなるボンディングワイヤー130によって、電気的に接続する。 Next, in the wire bonding process of step S103, the electrode of the thin film chip 122 and the electrode 124a of the inner lead 124 are electrically connected by the bonding wire 130 made of Au.
そして、この状態で、リードフレームを金型内に配置して、ステップS104のモールド工程において、例えば、エポキシ樹脂を射出する射出成形によって、リードフレームの所定の部分に、モールド樹脂102により構成されるセンサー本体104を形成する。 Then, in this state, the lead frame is arranged in the mold, and in the molding process of step S104, for example, a predetermined portion of the lead frame is configured with the mold resin 102 by injection molding in which an epoxy resin is injected. A sensor body 104 is formed.
その後、ステップS105のダイバーカット工程において、リードフレームを所定の大きさに分離した後、ステップS106のモールドバリ取り工程において、酸またはアルカリ溶液に浸漬することによって、センサー本体104のモールド樹脂102の余分な樹脂部分であるいわゆる「バリ」を除去する。 After that, after the lead frame is separated into a predetermined size in the diver cutting process in step S105, the mold resin deburring process in step S106 is immersed in an acid or alkali solution to thereby remove excess mold resin 102 of the sensor body 104. The so-called “burrs” that are the resin parts are removed.
次に、ステップS107の外装メッキ(端子部メッキ)工程において、外部接続端子部126の先端部分のアウターリード128に、外部のリード線などをはんだ付けする際のはんだ性を向上するために、例えば、貴金属系のPdメッキ、Auメッキ、ハンダ系のNiメッキ、Snメッキ、Sn−Pbメッキ、Sn−Biメッキ、Agメッキ、Ag−Cuメッキ、Inメッキなどを施す。なお、この場合、メッキの種類は、特に限定されるものではなく、貴金属とはんだ付けの際に使用するメッキ金属であれば良い。 Next, in the exterior plating (terminal part plating) step of step S107, in order to improve solderability when soldering an external lead wire or the like to the outer lead 128 at the distal end portion of the external connection terminal part 126, for example, Precious metal Pd plating, Au plating, solder Ni plating, Sn plating, Sn-Pb plating, Sn-Bi plating, Ag plating, Ag-Cu plating, In plating, etc. are performed. In this case, the type of plating is not particularly limited as long as it is a plating metal used for soldering with a noble metal.
そして、ステップS108のマーキング工程において、製品運用管理のために、識別可能箇所、例えば、フランジ部56の側面部分にマーキングを施した後、ステップS109のモールド切り離し工程において、リードフレームの不要部分を、センサー100から切断して除去し、アウターリード128の形状を整えた後、完成品であるセンサー100を得るようになっている。 Then, in the marking process of step S108, for product operation management, after marking the identifiable part, for example, the side part of the flange part 56, in the mold separating process of step S109, the unnecessary part of the lead frame is After cutting and removing from the sensor 100 and adjusting the shape of the outer lead 128, the sensor 100 as a finished product is obtained.
しかしながら、このような従来のセンサー100では、リードフレーム材料として、Cuなどを用いており耐食性に欠けるので、ステップS101のフレームメッキ工程において、リードフレーム全体を酸またはアルカリ溶液からなるメッキ液に浸漬するとともに、ステップS106のモールドバリ取り工程、ステップS107の外装メッキ(端子部メッキ)工程においても、酸またはアルカリ溶液に浸漬するために、リードフレームが腐食されて、リードフレームの機械的強度が低下することになる。 However, since the conventional sensor 100 uses Cu or the like as the lead frame material and lacks corrosion resistance, the entire lead frame is immersed in a plating solution made of an acid or alkali solution in the frame plating process of step S101. At the same time, in the mold deburring process of step S106 and the exterior plating (terminal part plating) process of step S107, the lead frame is corroded because it is immersed in an acid or alkaline solution, and the mechanical strength of the lead frame is reduced. It will be.
また、このように、ステップS101のフレームメッキ工程におけるリードフレーム全面へのメッキ処理、ステップS107の外装メッキ(端子部メッキ)工程の2段階のメッキ処理工程を行わなければならず、工程が煩雑であり、コストも高くつくことになり、しかも、メッキ処理液などの廃液が大量に生じてしまい、環境に与える影響も懸念される。 In addition, in this manner, the plating process on the entire surface of the lead frame in the frame plating process in step S101 and the plating process in two steps of the exterior plating (terminal part plating) process in step S107 must be performed, and the process is complicated. In addition, the cost is high, and a large amount of waste liquid such as a plating solution is generated, and there is a concern about the influence on the environment.
さらに、外部接続端子部126の先端部分のアウターリード128の部分において、マイグレーションが生じて、はんだ付けの接合強度が低下することにもなっていた。
また、ステップS104のモールド工程において、リードフレーム材料として、Cuなどの軟質材料を用いているので、射出成形の際のモールド樹脂の樹脂圧によって、リードフレームにいわゆる片持ち梁状態で支持されているダイパッド部118が変形していまい、センサーとしての品質が低下し、正確な流体識別を行えないことにもなる。
Furthermore, migration occurs in the outer lead 128 at the tip of the external connection terminal portion 126, and the soldering joint strength is also reduced.
Further, since a soft material such as Cu is used as the lead frame material in the molding process of step S104, the lead frame is supported in a so-called cantilever state by the resin pressure of the mold resin at the time of injection molding. The die pad 118 is not deformed, the quality of the sensor is lowered, and accurate fluid identification cannot be performed.
さらに、従来の熱式センサーは100では、モールド樹脂102が欠落した開口部116に金属製のダイパッド部118が露出するので、この開口部116と金属製のダイパッド部118との間から、被検知流体が浸入して、薄膜チップ122が機能しなくなったり、インナーリード124、ボンディングワイヤー130などが腐食してセンサーとしての品質が低下し、正確な流体識別を行えないことにもなる。 Further, in the conventional thermal sensor 100, the metal die pad portion 118 is exposed in the opening portion 116 from which the mold resin 102 has been lost, and therefore, a sensed object is detected between the opening portion 116 and the metal die pad portion 118. When the fluid enters, the thin film chip 122 does not function, or the inner lead 124, the bonding wire 130, etc. corrode and the quality as a sensor deteriorates, and accurate fluid identification cannot be performed.
本発明は、このような現状に鑑み、リードフレームが腐食されて、リードフレームの機械的強度が低下することがなく、従来のように2段階のメッキ処理工程を行う必要もなく、工程が簡単であり、コストも安価で、しかも、メッキ処理液などの廃液が大量に生じることがなく、環境に与える影響もないリードフレーム、およびリードフレームを備えた電子デバイス、ならびに、リードフレームの製造方法、およびリードフレームの製造方法によって製造されたリードフレームを備えた電子デバイスの製造方法を提供することを目的とする。 In view of such a current situation, the present invention does not cause the lead frame to be corroded and reduce the mechanical strength of the lead frame, and it is not necessary to perform a two-step plating process as in the prior art, and the process is simple. A lead frame that does not cause a large amount of waste liquid such as a plating treatment liquid and does not affect the environment, and an electronic device including the lead frame, and a method for manufacturing the lead frame, It is another object of the present invention to provide a method for manufacturing an electronic device including a lead frame manufactured by the method for manufacturing a lead frame.
また、本発明は、従来のように外部接続端子部の先端部分のアウターリードの部分において、マイグレーションが生じて、はんだ付けの接合強度が低下することがなく、射出成形の際のモールド樹脂の樹脂圧によって、リードフレームにいわゆる片持ち梁状態で支持されているダイパッド部が変形せず、センサーとしての品質が低下することがなく、正確な流体識別を行えるリードフレーム、およびリードフレームを備えた電子デバイス、ならびに、リードフレームの製造方法、およびリードフレームの製造方法によって製造されたリードフレームを備えた電子デバイスの製造方法を提供する。 Further, the present invention does not cause migration in the outer lead portion at the tip portion of the external connection terminal portion as in the prior art, and the bonding strength of soldering does not decrease, and the resin of the mold resin at the time of injection molding The die pad part supported by the lead frame in a so-called cantilever state is not deformed by the pressure, and the quality as a sensor is not deteriorated. Provided are a device, a lead frame manufacturing method, and an electronic device manufacturing method including a lead frame manufactured by the lead frame manufacturing method.
さらに、本発明は、従来のように開口部116と金属製のダイパッド部118との間から、被検知流体が浸入して、薄膜チップ122が機能しなくなったり、インナーリード124、ボンディングワイヤー130などが腐食してセンサーとしての品質が低下することがなく、正確な流体識別を行えるリードフレーム、およびリードフレームを備えた電子デバイス、ならびに、リードフレームの製造方法、およびリードフレームの製造方法によって製造されたリードフレームを備えた電子デバイスの製造方法を提供する。 Further, according to the present invention, the fluid to be detected enters from between the opening 116 and the metal die pad portion 118 as in the prior art, so that the thin film chip 122 does not function, the inner lead 124, the bonding wire 130, etc. Manufactured by a lead frame that can accurately identify a fluid without corroding the quality of the sensor as a sensor, and an electronic device including the lead frame, a lead frame manufacturing method, and a lead frame manufacturing method. A method of manufacturing an electronic device having a lead frame is provided.
本発明は、前述したような従来技術における課題及び目的を達成するために発明されたものであって、本発明のリードフレームは、
アウターリード部と、インナーリード部とを備えたリードフレームであって、
前記アウターリード部またはインナーリード部の少なくともいずれか一方の少なくとも一部にめっきが施されていることを特徴とする。
The present invention has been invented in order to achieve the problems and objects in the prior art as described above.
A lead frame having an outer lead portion and an inner lead portion,
Plating is performed on at least a part of at least one of the outer lead portion and the inner lead portion.
また、本発明のリードフレームの製造方法は、
アウターリード部と、インナーリード部とを備えたリードフレームの製造方法であって、
前記アウターリード部またはインナーリード部の少なくとも一方の少なくとも一部にめっきを施す工程を備えることを特徴とする。
In addition, the manufacturing method of the lead frame of the present invention includes:
A method of manufacturing a lead frame having an outer lead portion and an inner lead portion,
The method includes a step of plating at least a part of at least one of the outer lead portion and the inner lead portion.
このように構成することによって、アウターリード部またはインナーリード部の少なくともいずれか一方の少なくとも一部にめっきが施されているので、従来のようにリードフレーム全面へメッキ処理する必要がないので、従来のように2段階のメッキ処理工程を行う必要もなく、工程が簡単であり、コストも安価で、しかも、部分的なメッキ処理であるので、メッキ処理液などの廃液が大量に生じることがなく、環境に与える影響もない。 By configuring in this way, since at least a part of at least one of the outer lead portion and the inner lead portion is plated, it is not necessary to perform plating on the entire lead frame as in the conventional case. There is no need to perform a two-step plating process as in the case of the above, the process is simple, the cost is low, and since it is a partial plating process, a large amount of waste liquid such as a plating solution does not occur. There is no impact on the environment.
また、本発明は、前記アウターリード部とインナーリード部とを、リードフレーム全体を一括してめっき、またはインナーリード部をメッキ後に、アウターリード部をめっきすることを特徴とする。 Further, the present invention is characterized in that the outer lead portion and the inner lead portion are plated all over the lead frame, or the outer lead portion is plated after the inner lead portion is plated.
このようにアウターリード部とインナーリード部とを、リードフレーム全体を一括してめっき、またはインナーリード部をメッキ後に、アウターリード部をめっきするので、一度のめっき処理工程を行うだけで良く、従来のように2段階のメッキ処理工程を行う必要もなく、工程が簡単であり、コストも安価で、しかも、部分的なメッキ処理であるので、メッキ処理液などの廃液が大量に生じることがなく、環境に与える影響もない。 In this way, the outer lead portion and the inner lead portion are plated all over the lead frame, or the outer lead portion is plated after the inner lead portion is plated, so only one plating process is required. There is no need to perform a two-step plating process as in the case of the above, the process is simple, the cost is low, and since it is a partial plating process, a large amount of waste liquid such as a plating solution does not occur. There is no impact on the environment.
また、本発明は、前記メッキが、Au、Ag、Pd、Ni、Sn、Cu、Bi、Sn−Bi、Sn−Ag、Sn−Ag−Pbから選択した少なくとも1種のメッキ金属から構成されていることを特徴とする。 In the present invention, the plating is made of at least one kind of plated metal selected from Au, Ag, Pd, Ni, Sn, Cu, Bi, Sn-Bi, Sn-Ag, and Sn-Ag-Pb. It is characterized by being.
このようにメッキが、Au、Ag、Pd、Ni、Sn、Cu、Bi、Sn−Bi、Sn−Ag、Sn−Ag−Pbから選択した少なくとも1種のメッキ金属から構成されているので、従来のように外部接続端子部の先端部分のアウターリードの部分において、マイグレーションが生じて、はんだ付けの接合強度が低下することがない。 Thus, since the plating is composed of at least one kind of plating metal selected from Au, Ag, Pd, Ni, Sn, Cu, Bi, Sn-Bi, Sn-Ag, and Sn-Ag-Pb, As described above, migration does not occur in the outer lead portion at the tip of the external connection terminal portion, and the bonding strength of soldering does not decrease.
また、本発明は、前記リードフレームが、耐食性金属から構成されていることを特徴とする。
このようにリードフレームが、耐食性金属から構成されているので、メッキ工程において、酸またはアルカリ溶液に浸漬するために、リードフレームが腐食されて、リードフレームの機械的強度が低下することがない。
In the present invention, the lead frame is made of a corrosion-resistant metal.
As described above, since the lead frame is made of a corrosion-resistant metal, the lead frame is not corroded and the mechanical strength of the lead frame does not decrease because the lead frame is immersed in an acid or alkali solution in the plating process.
また、本発明は、前記リードフレームが、材料硬度Hv135以上の硬質金属から構成されていることを特徴とする。
このように、リードフレームが、材料硬度Hv135以上の硬質金属(剛性(ばね性)を有する金属)から構成されているので、射出成形の際のモールド樹脂の樹脂圧によって、リードフレームにいわゆる片持ち梁状態で支持されているダイパッド部が変形しないので、センサーとしての品質が低下せず、例えば、正確な流体識別を行うことができる。
Further, the present invention is characterized in that the lead frame is made of a hard metal having a material hardness of Hv135 or higher.
In this way, the lead frame is made of a hard metal (metal having rigidity (spring property)) having a material hardness of Hv135 or higher, so that the lead frame is so-called cantilevered by the resin pressure of the mold resin at the time of injection molding. Since the die pad portion supported in the beam state is not deformed, the quality as a sensor does not deteriorate, and for example, accurate fluid identification can be performed.
また、本発明は、前記リードフレームが、ステンレススチール、Fe−Ni系合金から選択した少なくとも1種の金属から構成されていることを特徴とする。
このようにリードフレームが、ステンレススチール、Fe−Ni系合金から選択した少なくとも1種の金属から構成されているので、メッキ工程において、酸またはアルカリ溶液に浸漬するために、リードフレームが腐食されて、リードフレームの機械的強度が低下することがないとともに、射出成形の際のモールド樹脂の樹脂圧によって、リードフレームにいわゆる片持ち梁状態で支持されているダイパッド部が変形しないので、センサーとしての品質が低下せず、例えば、正確な流体識別を行うことができる。
Further, the present invention is characterized in that the lead frame is composed of at least one metal selected from stainless steel and Fe—Ni alloys.
As described above, since the lead frame is made of at least one metal selected from stainless steel and Fe-Ni alloys, the lead frame is corroded in order to be immersed in an acid or alkali solution in the plating process. In addition, the mechanical strength of the lead frame does not decrease, and the die pad supported in a so-called cantilever state on the lead frame is not deformed by the resin pressure of the mold resin at the time of injection molding. For example, accurate fluid identification can be performed without deterioration in quality.
また、本発明は、前記リードフレームが、電子部品を実装するための電子部品実装部を備えていることを特徴とする。
このように構成することによって、電子部品実装部に、例えば、薄膜チップ、ICなどの電子部品を実装することができ、例えば、センサー、半導体装置として用いることができる。
According to the present invention, the lead frame includes an electronic component mounting portion for mounting an electronic component.
With this configuration, an electronic component such as a thin film chip or an IC can be mounted on the electronic component mounting unit, and can be used as, for example, a sensor or a semiconductor device.
また、本発明は、前記インナーリード部と、前記電子部品実装部に実装された電子部品とが電気的に接続されていることを特徴とする。
このように構成することによって、電子部品実装部に、例えば、薄膜チップ、ICなどの電子部品を実装して、インナーリード部と、電子部品実装部に実装された電子部品とを、例えば、ワイヤーボンディングなどで電気的に接続することができ、例えば、センサー、半導体装置として用いることができる。
Further, the present invention is characterized in that the inner lead portion and the electronic component mounted on the electronic component mounting portion are electrically connected.
By configuring in this way, an electronic component such as a thin film chip or IC is mounted on the electronic component mounting portion, and the inner lead portion and the electronic component mounted on the electronic component mounting portion are connected to, for example, a wire. It can be electrically connected by bonding or the like, and can be used as, for example, a sensor or a semiconductor device.
また、本発明は、前記インナーリード部と、前記電子部品実装部に実装された電子部品とが気密封止または樹脂封止されていることを特徴とする。
このように構成することによって、インナーリード部と、電子部品実装部に実装された電子部品とが、例えば、セラミック、金属で蓋をして内部を不活性ガスによって気密封止、または、樹脂成形によって樹脂封止(樹脂モールド)されているので、被検知流体が浸入して、薄膜チップなどの電子部品が機能しなくなったり、インナーリード、ボンディングワイヤーなどが腐食してセンサーとしての品質が低下することがなく、例えば、正確な流体識別を行うことができる。
The present invention is characterized in that the inner lead portion and the electronic component mounted on the electronic component mounting portion are hermetically sealed or resin-sealed.
By configuring in this way, the inner lead portion and the electronic component mounted on the electronic component mounting portion are sealed with, for example, ceramic or metal, and the inside is hermetically sealed with an inert gas, or resin molding Since the resin is sealed (resin mold), the fluid to be detected enters and electronic parts such as thin film chips do not function, or the inner leads, bonding wires, etc. corrode and the sensor quality deteriorates. For example, accurate fluid identification can be performed.
また、本発明の電子デバイスは、上記のいずれかに記載のリードフレームを備えたことを特徴とする。
また、本発明の電子デバイスは、流体識別を行うためのセンサーであることを特徴とする。
An electronic device according to the present invention includes any one of the lead frames described above.
Moreover, the electronic device of the present invention is a sensor for performing fluid identification.
また、本発明の電子デバイスは、前記流体識別が、流体種識別、濃度識別、流体の有無識別、流体の温度識別、流量識別、流体の漏れ識別、流体レベル識別のうち、少なくとも一つの識別であることを特徴とする。 In the electronic device of the present invention, the fluid identification is at least one of fluid type identification, concentration identification, fluid presence / absence identification, fluid temperature identification, flow rate identification, fluid leakage identification, and fluid level identification. It is characterized by being.
このように構成することによって、例えば、ガソリン、ナフサ、灯油、軽油、重油などの炭化水素系液体、エタノール、メタノールなどのアルコール系液体、尿素水溶液液体、気体、粉粒体などの流体について、流体の物理的性質、例えば、流体の熱的性質を利用して、、被識別流体について、流体種識別、濃度識別、流体の有無識別、流体の温度識別、流量識別、流体レベル識別などの識別を行うことができる。 By configuring in this way, for example, hydrocarbon liquids such as gasoline, naphtha, kerosene, light oil, and heavy oil, alcohol liquids such as ethanol and methanol, urea aqueous solution liquids, gases, powders, etc. Using the physical properties of the fluid, for example, the thermal properties of the fluid, identification of the fluid to be identified, such as fluid type identification, concentration identification, fluid presence / absence identification, fluid temperature identification, flow identification, fluid level identification, etc. It can be carried out.
本発明によれば、アウターリード部またはインナーリード部の少なくともいずれか一方の少なくとも一部にめっきが施されているので、従来のようにリードフレーム全面へメッキ処理する必要がないので、従来のように2段階のメッキ処理工程を行う必要もなく、工程が簡単であり、コストも安価で、しかも、部分的なメッキ処理であるので、メッキ処理液などの廃液が大量に生じることがなく、環境に与える影響もない。 According to the present invention, since at least a part of at least one of the outer lead portion and the inner lead portion is plated, it is not necessary to perform plating on the entire lead frame as in the conventional case. In addition, there is no need to perform a two-step plating process, the process is simple, the cost is low, and since it is a partial plating process, a large amount of waste liquid such as a plating process liquid is not generated, and the environment There is no effect on
また、アウターリード部とインナーリード部とを、リードフレーム全体を一括してめっき、またはインナーリード部をメッキ後に、アウターリード部をめっきするので、一度のめっき処理工程を行うだけで良く、従来のように2段階のメッキ処理工程を行う必要もなく、工程が簡単であり、コストも安価で、しかも、部分的なメッキ処理であるので、メッキ処理液などの廃液が大量に生じることがなく、環境に与える影響もない。 Also, the outer lead part and inner lead part are plated all over the lead frame, or the inner lead part is plated and then the outer lead part is plated, so only one plating process is required. Thus, there is no need to perform a two-step plating process, the process is simple, the cost is low, and since it is a partial plating process, a large amount of waste liquid such as a plating solution does not occur. There is no impact on the environment.
さらに、メッキが、Au、Ag、Pd、Ni、Sn、Cu、Bi、Sn−Bi、Sn−Ag、Sn−Ag−Pbから選択した少なくとも1種のメッキ金属から構成されているので、従来のように外部接続端子部の先端部分のアウターリードの部分において、マイグレーションが生じて、はんだ付けの接合強度が低下することがない。 Furthermore, since the plating is composed of at least one kind of plating metal selected from Au, Ag, Pd, Ni, Sn, Cu, Bi, Sn-Bi, Sn-Ag, Sn-Ag-Pb, Thus, migration does not occur in the outer lead portion at the tip of the external connection terminal portion, and the soldering joint strength does not decrease.
また、リードフレームが、耐食性金属から構成されているので、メッキ工程において、酸またはアルカリ溶液に浸漬するために、リードフレームが腐食されて、リードフレームの機械的強度が低下することがない。 In addition, since the lead frame is made of a corrosion-resistant metal, the lead frame is not corroded and the mechanical strength of the lead frame does not decrease because the lead frame is immersed in an acid or alkali solution in the plating step.
さらに、リードフレームが、材料硬度Hv135以上の硬質金属(剛性(ばね性)を有する金属)から構成されているので、射出成形の際のモールド樹脂の樹脂圧によって、リードフレームにいわゆる片持ち梁状態で支持されているダイパッド部が変形しないので、センサーとしての品質が低下せず、例えば、正確な流体識別を行うことができる。 Furthermore, since the lead frame is made of a hard metal (metal having rigidity (spring property)) having a material hardness of Hv135 or higher, the so-called cantilever state is formed on the lead frame by the resin pressure of the mold resin at the time of injection molding. Since the die pad part supported by is not deformed, the quality as a sensor does not deteriorate, and for example, accurate fluid identification can be performed.
また、リードフレームが、ステンレススチール、Fe−Ni系合金から選択した少なくとも1種の金属から構成されているので、メッキ工程において、酸またはアルカリ溶液に浸漬するために、リードフレームが腐食されて、リードフレームの機械的強度が低下することがないとともに、射出成形の際のモールド樹脂の樹脂圧によって、リードフレームにいわゆる片持ち梁状態で支持されているダイパッド部が変形しないので、センサーとしての品質が低下せず、例えば、正確な流体識別を行うことができる。 In addition, since the lead frame is made of at least one metal selected from stainless steel and Fe-Ni alloys, the lead frame is corroded in order to be immersed in an acid or alkali solution in the plating process. The mechanical strength of the lead frame does not decrease, and the die pad part supported by the lead frame in a so-called cantilever state is not deformed by the resin pressure of the mold resin during injection molding, so the quality as a sensor For example, accurate fluid identification can be performed.
このように構成することによって、例えば、ガソリン、ナフサ、灯油、軽油、重油などの炭化水素系液体、エタノール、メタノールなどのアルコール系液体、尿素水溶液液体、気体、粉粒体などの流体について、流体の物理的性質、例えば、流体の熱的性質を利用して、、被識別流体について、流体種識別、濃度識別、流体の有無識別、流体の温度識別、流量識別、流体レベル識別などの識別を行うことができる。 By configuring in this way, for example, hydrocarbon liquids such as gasoline, naphtha, kerosene, light oil, and heavy oil, alcohol liquids such as ethanol and methanol, urea aqueous solution liquids, gases, powders, etc. Using the physical properties of the fluid, for example, the thermal properties of the fluid, identification of the fluid to be identified, such as fluid type identification, concentration identification, fluid presence / absence identification, fluid temperature identification, flow identification, fluid level identification, etc. It can be carried out.
以下、本発明の実施の形態(実施例)を図面に基づいてより詳細に説明する。
図1は、本発明の多数個取りのリードフレームの上面図、図2は、図1のリードフレームの部分拡大上面図、図3は、図1のリードフレームを用いた熱式センサーの製造工程を説明する工程概略図、図4は、図1のリードフレームを用いた熱式センサーの製造工程を説明する図1のリードフレームの部分拡大上面図、図5は、図1のリードフレームを用いた熱式センサーの斜視図、図6は、図5の熱式センサーの縦断面図、図7は、図6の熱式センサーのA−A線での縦断面図、図8は、モールド工程を説明する概略図、図9は、図8の結果を示すグラフである。
Hereinafter, embodiments (examples) of the present invention will be described in more detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a top view of a multi-piece lead frame of the present invention, FIG. 2 is a partially enlarged top view of the lead frame of FIG. 1, and FIG. 3 is a manufacturing process of a thermal sensor using the lead frame of FIG. FIG. 4 is a partially enlarged top view of the lead frame in FIG. 1 for explaining the manufacturing process of the thermal sensor using the lead frame in FIG. 1, and FIG. 5 uses the lead frame in FIG. 6 is a longitudinal sectional view of the thermal sensor of FIG. 5, FIG. 7 is a longitudinal sectional view of the thermal sensor of FIG. 6, taken along line AA, and FIG. 8 is a molding process. FIG. 9 is a graph showing the results of FIG.
図1〜図3において、符号1は、全体で本発明のリードフレームを有するリードフレーム体を示している。
図1のリードフレーム体1は、いわゆる多数個取り形式であって、熱式センサーを製造するために適用した実施例を示している。
1 to 3, reference numeral 1 indicates a lead frame body having the lead frame of the present invention as a whole.
The lead frame body 1 in FIG. 1 is a so-called multi-cavity type, and shows an embodiment applied to manufacture a thermal sensor.
すなわち、リードフレーム体1は、複数個のリードフレーム2が並列して配置されており、リードフレーム2は略矩形平板状の外枠体4を備えており、外枠体4には、金型内に配置した際に位置決めを行うための合計4箇所の位置決め孔3が形成されている。 In other words, the lead frame body 1 includes a plurality of lead frames 2 arranged in parallel, and the lead frame 2 includes an outer frame body 4 having a substantially rectangular flat plate shape. A total of four positioning holes 3 for positioning when placed inside are formed.
また、外枠体4の下側枠体6から、4本の一定間隔離間したアウターリード8が、左右に2組延設されている。これらのアウターリード8の上方には、外部接続端子部10が形成され、外部接続端子部10において、外枠体4の左側枠体12、右側枠体14に左右に延びる水平方向支持部16で支持されている。なお、下側枠体6の中央部分には、2本の左側中央支持部18、右側中央支持部20が延設されており、それぞれ水平方向支持部16と連結されている。 In addition, two sets of four outer leads 8 spaced apart from each other by a predetermined distance are extended from the lower frame 6 of the outer frame 4. External connection terminal portions 10 are formed above these outer leads 8, and in the external connection terminal portions 10, horizontal support portions 16 that extend left and right to the left frame body 12 and the right frame body 14 of the outer frame body 4. It is supported. Note that two left central support portions 18 and a right central support portion 20 are extended from the central portion of the lower frame body 6 and are connected to the horizontal support portion 16, respectively.
さらに、外部接続端子部10の上方にはそれぞれ、一定間隔離間するように、中央に向かって傾斜するように延設されたインナーリード22が形成されており、これらのインナーリード22の先端部にインナーリード先端部24が配置されている。 Furthermore, an inner lead 22 extending so as to incline toward the center is formed above the external connection terminal portion 10 so as to be spaced apart from each other by a predetermined distance. An inner lead tip 24 is disposed.
また、外枠体4の左側枠体12、右側枠体14からそれぞれ、インナーリード22の形状に対応するように、インナーリード22と一定間隔離間して、左側吊りリード26、右側吊りリード28が延設されている。一方、左側中央支持部18、右側中央支持部20からそれぞれ、左側中央吊りリード30、右側中央吊りリード32が延設されている。 Further, the left suspension lead 26 and the right suspension lead 28 are spaced apart from the inner lead 22 by a predetermined distance from the left frame 12 and the right frame 14 of the outer frame 4 so as to correspond to the shape of the inner lead 22, respectively. It is extended. On the other hand, a left central suspension lead 30 and a right central suspension lead 32 extend from the left central support portion 18 and the right central support portion 20, respectively.
そして、左側吊りリード26と左側中央吊りリード30は、インナーリード22のインナーリード先端部24より上方に延びており、その先端部にインナーリード先端部24と対峙するように、一定間隔離間して配置された電子部品実装部を構成する略矩形状のダイパッド部34が形成されている。 The left suspension lead 26 and the left central suspension lead 30 extend upward from the inner lead distal end portion 24 of the inner lead 22, and are spaced apart from each other by a predetermined interval so as to face the inner lead distal end portion 24. A substantially rectangular die pad portion 34 constituting the arranged electronic component mounting portion is formed.
同様に、右側吊りリード28と右側中央吊りリード32は、インナーリード22のインナーリード先端部24より上方に延びており、その先端部にインナーリード先端部24と対峙するように、一定間隔離間して配置された電子部品実装部を構成する略矩形状のダイパッド部34が形成されている。 Similarly, the right suspension lead 28 and the right center suspension lead 32 extend upward from the inner lead distal end portion 24 of the inner lead 22, and are spaced apart from each other at a certain interval so as to face the inner lead distal end portion 24. A substantially rectangular die pad portion 34 that constitutes the electronic component mounting portion arranged in the above manner is formed.
そして、これらのダイパッド部34の上方先端部には、後述するようにステップS5のダイボンド工程、ステップS6のワイヤーボンディング工程において、ダイパッド部34を支持するための支持部36が突設されている。なお、この支持部36は、ステップS7のモールド工程において、モールド樹脂を射出成形する際のアンカー効果、金型内での支持効果も有している。 Further, a support portion 36 for supporting the die pad portion 34 is projected from the upper end portion of these die pad portions 34 in the die bonding process of step S5 and the wire bonding process of step S6 as will be described later. In addition, this support part 36 has the anchor effect at the time of injection molding of mold resin, and the support effect in a metal mold | die in the molding process of step S7.
このように構成されるリードフレーム2を用いて、熱式センサーを製造する方法について、以下に説明する。
先ず、図3の工程概略図に示したように、ステップS1のレジスト印刷・露光工程において、所定のパターンになるようにレジストを印刷して、露光した後、図2の黒の塗りつぶしの部分で示したインナーリード22のインナーリード先端部24、アウターリード8、外部接続端子部10を露出させる。
A method of manufacturing a thermal sensor using the lead frame 2 configured as described above will be described below.
First, as shown in the process schematic diagram of FIG. 3, in the resist printing / exposure process of step S1, after printing and exposing a resist so as to have a predetermined pattern, in the black filled portion of FIG. The inner lead tip 24, the outer lead 8, and the external connection terminal portion 10 of the inner lead 22 shown are exposed.
次に、ステップS2のNiメッキ(部分)工程において、露出した部分であるインナーリード22のインナーリード先端部24、アウターリード8、外部接続端子部10に、下地メッキであるNiメッキを施す。そして、ステップS3の剥離工程において、アルカリ溶液でレジストを除去する。 Next, in the Ni plating (partial) step of step S2, Ni plating as base plating is applied to the inner lead tip 24, the outer lead 8, and the external connection terminal 10 of the inner lead 22 which are exposed portions. Then, in the peeling process in step S3, the resist is removed with an alkaline solution.
その後、ステップS4のAuメッキ(部分)工程において、インナーリード22のインナーリード先端部24、アウターリード8、外部接続端子部10に、下地メッキであるNiメッキの上面にAuメッキを施してフレームを製造する。 Thereafter, in the Au plating (partial) process of step S4, the inner lead 22 of the inner lead 22, the outer lead 8, and the external connection terminal portion 10 are plated with Au on the upper surface of the Ni plating as the base plating to form a frame. To manufacture.
次に、図4に示したように、ステップS5のダイボンド工程において、接着剤などの接合材38を介して、ダイパッド部34に、薄膜チップ40を装着(ボンディング)する。
そして、ステップS6のワイヤーボンディング工程において、薄膜チップ40の電極(図示せず)とインナーリード22のインナーリード先端部24の電極部24aの間を、Auからなるボンディングワイヤー42によって、電気的に接続する。
Next, as shown in FIG. 4, in the die bonding step of step S <b> 5, the thin film chip 40 is attached (bonded) to the die pad portion 34 via a bonding material 38 such as an adhesive.
Then, in the wire bonding process of step S6, the electrode (not shown) of the thin film chip 40 and the electrode part 24a of the inner lead tip 24 of the inner lead 22 are electrically connected by a bonding wire 42 made of Au. To do.
そして、この状態で、リードフレーム2を金型内に配置して、ステップS7のモールド工程において、例えば、エポキシ樹脂を射出する射出成形によって、リードフレーム2の所定の部分に、図4に示したように、モールド樹脂44により構成されるセンサー本体54を形成する。 In this state, the lead frame 2 is arranged in the mold, and in the molding process of step S7, for example, by injection molding in which an epoxy resin is injected, a predetermined portion of the lead frame 2 is shown in FIG. Thus, the sensor main body 54 constituted by the mold resin 44 is formed.
その後、ステップS8のダイバーカット工程において、リードフレーム2を所定の大きさに分離する。
そして、ステップS9のマーキング工程において、製品運用管理のために、識別可能箇所、例えば、フランジ部56の側面部分にマーキングを施した後、ステップS10のモールド切り離し工程において、リードフレーム2の不要部分を、センサー50から切断して除去し、アウターリード8の形状を整えた後、図5〜図7に示した完成品であるセンサー50を得るようになっている。
Thereafter, in the diver cutting process of step S8, the lead frame 2 is separated into a predetermined size.
Then, in the marking process of step S9, for product operation management, after marking the identifiable part, for example, the side part of the flange portion 56, the unnecessary part of the lead frame 2 is removed in the mold separating process of step S10. The sensor 50 is cut and removed from the sensor 50, and after adjusting the shape of the outer lead 8, the completed sensor 50 shown in FIGS. 5 to 7 is obtained.
この場合、上記の実施例では、インナーリード22のインナーリード先端部24、アウターリード8、外部接続端子部10に、メッキを施したが、この部分メッキの部分は適宜選択することができ、アウターリード部またはインナーリード部の少なくともいずれか一方の少なくとも一部にめっきが施すことが可能である。 In this case, in the above embodiment, the inner lead tip 24, the outer lead 8 and the external connection terminal portion 10 of the inner lead 22 are plated. However, the portion of the partial plating can be selected as appropriate. It is possible to apply plating to at least a part of at least one of the lead part and the inner lead part.
これにより、従来のようにリードフレーム全面へメッキ処理する必要がないので、従来のように2段階のメッキ処理工程を行う必要もなく、工程が簡単であり、コストも安価で、しかも、部分的なメッキ処理であるので、メッキ処理液などの廃液が大量に生じることがなく、環境に与える影響もない。 As a result, there is no need to plate the entire lead frame as in the conventional case, so there is no need to perform a two-step plating process as in the conventional case, the process is simple, the cost is low, and partial Therefore, a large amount of waste liquid such as a plating solution is not generated and there is no influence on the environment.
また、アウターリード部とインナーリード部とを一括してめっきするので、一度のめっき処理工程を行うだけで良く、従来のように2段階のメッキ処理工程を行う必要もなく、工程が簡単であり、コストも安価で、しかも、部分的なメッキ処理であるので、メッキ処理液などの廃液が大量に生じることがなく、環境に与える影響もない。 Also, since the outer lead part and the inner lead part are plated together, it is only necessary to perform a single plating process, and there is no need to perform a two-step plating process as in the prior art, and the process is simple. In addition, since the cost is low and the plating process is partial, a large amount of waste liquid such as a plating process liquid is not generated, and the environment is not affected.
さらに、メッキとしては、Au、Ag、Pd、Ni、Sn、Cu、Bi、Sn−Bi、Sn−Ag、Sn−Ag−Pbから選択した少なくとも1種のメッキ金属から構成するのが望ましく、これにより、従来のように外部接続端子部の先端部分のアウターリードの部分において、マイグレーションが生じて、はんだ付けの接合強度が低下することがない。 Further, the plating is preferably composed of at least one kind of plated metal selected from Au, Ag, Pd, Ni, Sn, Cu, Bi, Sn-Bi, Sn-Ag, and Sn-Ag-Pb. Thus, migration does not occur in the outer lead portion at the tip of the external connection terminal portion as in the prior art, and the soldering joint strength does not decrease.
また、リードフレームが、耐食性金属から構成するのが望ましく、これにより、メッキ工程において、酸またはアルカリ溶液に浸漬するために、リードフレームが腐食されて、リードフレームの機械的強度が低下することがない。 In addition, it is desirable that the lead frame is made of a corrosion-resistant metal, which may cause the lead frame to be corroded and immersed in an acid or alkaline solution during the plating process, thereby reducing the mechanical strength of the lead frame. Absent.
さらに、リードフレームが、材料硬度Hv135以上、好ましくは、180以上、さらに好ましくは、220以上の硬質金属(剛性(ばね性)を有する金属)から構成されているのが望ましく、射出成形の際のモールド樹脂の樹脂圧によって、リードフレームにいわゆる片持ち梁状態で支持されているダイパッド部が変形しないので、センサーとしての品質が低下せず、例えば、正確な流体識別を行うことができる。 Further, it is desirable that the lead frame is made of a hard metal (metal having rigidity (spring property)) having a material hardness of Hv135 or more, preferably 180 or more, and more preferably 220 or more. Since the die pad portion supported in a so-called cantilever state on the lead frame is not deformed by the resin pressure of the mold resin, the quality as a sensor does not deteriorate and, for example, accurate fluid identification can be performed.
また、リードフレームが、ステンレススチール、例えば、42アロイなどのFe−Ni系合金から選択した少なくとも1種の金属から構成されているのが望ましく、メッキ工程において、酸またはアルカリ溶液に浸漬するために、リードフレームが腐食されて、リードフレームの機械的強度が低下することがないとともに、射出成形の際のモールド樹脂の樹脂圧によって、リードフレームにいわゆる片持ち梁状態で支持されているダイパッド部が変形しないので、センサーとしての品質が低下せず、例えば、正確な流体識別を行うことができる。 In addition, it is desirable that the lead frame is made of at least one metal selected from stainless steel, for example, an Fe-Ni alloy such as 42 alloy, so that the lead frame is immersed in an acid or alkali solution in the plating process. The lead frame is not corroded and the mechanical strength of the lead frame is not lowered, and the die pad portion supported by the lead frame in a so-called cantilever state by the resin pressure of the molding resin at the time of injection molding Since it does not deform | transform, the quality as a sensor does not fall, for example, accurate fluid identification can be performed.
このように構成することによって、例えば、ガソリン、ナフサ、灯油、軽油、重油などの炭化水素系液体、エタノール、メタノールなどのアルコール系液体、尿素水溶液液体、気体、粉粒体などの流体について、流体の物理的性質、例えば、流体の熱的性質を利用して、被識別流体について、流体種識別、濃度識別、流体の有無識別、流体の温度識別、流量識別、流体レベル識別などの識別を行うことができる。 By configuring in this way, for example, hydrocarbon liquids such as gasoline, naphtha, kerosene, light oil, and heavy oil, alcohol liquids such as ethanol and methanol, urea aqueous solution liquids, gases, powders, etc. The physical properties of the fluid, for example, the thermal properties of the fluid, are used to identify the fluid to be identified, such as fluid type identification, concentration identification, fluid presence / absence identification, fluid temperature identification, flow rate identification, fluid level identification, etc. be able to.
この場合、ステップS8のモールド工程において、例えば、エポキシ樹脂を射出する射出成形によって、リードフレーム2の所定の部分に、モールド樹脂44により構成されるセンサー本体54を形成している。この際に、図4および図6に示したように、本発明のリードフレーム2は、吊りリード26、28、30、32による片側からの吊り構造であるので、図8に示したように、モールド工程での樹脂流れによって、電子部品実装部であるダイパッド部34の位置が安定しにくい構造となっている。そのため、X線透過像による裏面樹脂厚Hを計測することで、電子部品実装部の安定性を確認した。その結果を、図9のグラフに示した。 In this case, in the molding process of step S8, the sensor main body 54 composed of the mold resin 44 is formed in a predetermined portion of the lead frame 2 by, for example, injection molding in which an epoxy resin is injected. At this time, as shown in FIGS. 4 and 6, the lead frame 2 of the present invention has a suspension structure from one side by the suspension leads 26, 28, 30, 32. Due to the resin flow in the molding process, the position of the die pad portion 34 which is an electronic component mounting portion is difficult to stabilize. Therefore, the stability of the electronic component mounting part was confirmed by measuring the back surface resin thickness H from the X-ray transmission image. The results are shown in the graph of FIG.
この場合、バネ材ロット1、2、3としては、硬質金属であるSUS316を、軟質材としては、Fe−Ni系合金、ステンレス鋼を用いた。
その結果、リードフレーム2として、硬質金属(剛性(ばね性)を有する金属)を使用した場合は、裏面樹脂厚Hが設計値150〜300μmに収まった。これに対して、軟質材では上反り方向を示す樹脂厚300μm以上にまで及んでいる。これは、成形時の樹脂流れによって、電子部品実装部であるダイパッド部34が下方から押される状態で成形されるためである。このように、リードフレームとして、硬質金属(剛性(ばね性)を有する金属)を使用することで電子部品実装部の安定性を確保することが可能となることが分かる。
In this case, SUS316 which is a hard metal was used as the spring material lots 1, 2, and 3, and an Fe—Ni alloy and stainless steel were used as the soft material.
As a result, when a hard metal (a metal having rigidity (spring property)) was used as the lead frame 2, the back surface resin thickness H was within the design value of 150 to 300 μm. On the other hand, the soft material has a resin thickness of 300 μm or more indicating the upward warping direction. This is because the die pad portion 34 that is the electronic component mounting portion is molded in a state of being pressed from below by the resin flow during molding. Thus, it is understood that the stability of the electronic component mounting portion can be ensured by using a hard metal (a metal having rigidity (spring property)) as the lead frame.
このように構成されるセンサー50は、図5〜図7に示したように、モールド樹脂44により構成されるセンサー本体54を備えており、このセンサー本体54は、略楕円形状のフランジ部56と、このフランジ部56の裏面に突設する裏面突設部58と、フランジ部56の表面に突設する検知部60とを備えている。 As shown in FIGS. 5 to 7, the sensor 50 configured as described above includes a sensor main body 54 formed of a mold resin 44. The sensor main body 54 includes a substantially elliptical flange portion 56 and a sensor body 54. The rear surface protruding portion 58 protruding from the rear surface of the flange portion 56 and the detecting portion 60 protruding from the surface of the flange portion 56 are provided.
そして、この検知部60は、一定間隔離間して配置された2つの矩形平板形状の一対の流体識別検知部62と、流体温度検知部64とから構成されている。これらの流体識別検知部62と、流体温度検知部64とは基本的には、同様な構造となっており、発熱体と感温体を備えており、流体温度検知部64では、発熱体を作用させずに感温体のみを作用させるようになっている。 The detection unit 60 includes a pair of fluid identification detection units 62 having a rectangular plate shape and a fluid temperature detection unit 64 that are spaced apart from each other by a predetermined distance. The fluid identification detection unit 62 and the fluid temperature detection unit 64 basically have the same structure, and include a heating element and a temperature sensing element. The fluid temperature detection unit 64 includes a heating element. Only the temperature sensor is allowed to act without acting.
図5〜図7に示したように、これらの検知部62、64では、モールド樹脂44で封止されたセンサー本体54内に配置された熱伝達部材として機能する金属製のダイパッド部34を備えている。そして、このダイパッド部34の実装面に、接合材38を介して、薄膜チップ40が実装されている。 As shown in FIGS. 5 to 7, these detection units 62 and 64 include a metal die pad portion 34 that functions as a heat transfer member disposed in the sensor main body 54 sealed with the mold resin 44. ing. A thin film chip 40 is mounted on the mounting surface of the die pad portion 34 via a bonding material 38.
また、センサー本体54内には、これらのダイパッド部34と対峙するように、ダイパッド部34と一定間隔離間して配置され、相互に一定間隔離間するように、複数のインナーリード22が配置されている。これらのインナーリード22から、裏面突設部58の方向に外部接続端子部10が延設されており、外部接続端子部10の先端部分にアウターリード8が形成されている。 Further, in the sensor main body 54, a plurality of inner leads 22 are disposed so as to be opposed to the die pad portions 34 by being spaced apart from the die pad portions 34 by a certain distance and being spaced apart from each other by a certain distance. Yes. The external connection terminal portion 10 extends from these inner leads 22 in the direction of the rear surface protruding portion 58, and the outer lead 8 is formed at the tip portion of the external connection terminal portion 10.
そして、薄膜チップ40の電極とのインナーリード先端部24の電極部24aの間には、Auからなるボンディングワイヤー42によって、電気的に接続されている。
このように構成される熱式センサー50では、特許文献3(特開2005−337969公報)に開示されるような方法に基づいて、流体識別を行うように構成されている。
And between the electrode part 24a of the inner lead front-end | tip part 24 with the electrode of the thin film chip | tip 40, it is electrically connected by the bonding wire 42 which consists of Au.
The thermal sensor 50 configured as described above is configured to perform fluid identification based on a method disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-337969.
すなわち、図10は、本発明によるセンサー50を流体識別装置に適用した実施例を示す分解斜視図、図11は、図10の一部省略断面図、図12は、本発明による流体識別装置のタンクへの取り付け状態を示す図である。 10 is an exploded perspective view showing an embodiment in which the sensor 50 according to the present invention is applied to a fluid identification apparatus, FIG. 11 is a partially omitted sectional view of FIG. 10, and FIG. 12 is a diagram of the fluid identification apparatus according to the present invention. It is a figure which shows the attachment state to a tank.
図10〜図12に示されているように、タンク66の上部には開口部68が設けられており、この開口部に、本発明による流体識別装置70が取り付けられている。
タンク66には、流体が注入される入口配管72と、流体が取り出される出口配管74が設けられている。出口配管74は、タンク66の底部に近い高さ位置にてタンクに接続されており、ポンプ76を介して、図示しない流体使用機器に接続されている。
As shown in FIGS. 10 to 12, an opening 68 is provided in the upper portion of the tank 66, and a fluid identification device 70 according to the present invention is attached to this opening.
The tank 66 is provided with an inlet pipe 72 through which fluid is injected and an outlet pipe 74 through which fluid is taken out. The outlet pipe 74 is connected to the tank at a height position close to the bottom of the tank 66, and is connected to a fluid use device (not shown) via the pump 76.
流体識別装置70は、流体識別センサー部78と支持部80とを備えている。支持部80の一方の端部(下端部)に、流体識別センサー部78が取り付けられており、支持部80の他方の端部(上端部)には、タンク開口部68へ取り付けるための取り付け部82が設けられている。 The fluid identification device 70 includes a fluid identification sensor unit 78 and a support unit 80. A fluid identification sensor unit 78 is attached to one end (lower end) of the support 80, and an attachment for attaching to the tank opening 68 at the other end (upper end) of the support 80. 82 is provided.
流体識別センサー部78は、発熱体と感温体を備えた流体識別検知部62と、流体の温度を測定する流体温度検知部64とを有する。
このように構成される流体識別装置70では、特許文献3(特開2005−337969公報)に開示されるような方法に基づいて、通電により発熱体を発熱させ、この発熱により感温体を加熱し、発熱体から感温体への熱伝達に対して、被識別流体により熱的影響を与え、感温体の電気抵抗に対応する電気的出力に基づいて、被識別流体について、上記のような流体識別を行うように構成されている。
The fluid identification sensor unit 78 includes a fluid identification detection unit 62 including a heating element and a temperature sensing body, and a fluid temperature detection unit 64 that measures the temperature of the fluid.
In the fluid identification device 70 configured as described above, the heating element is heated by energization based on the method disclosed in Patent Document 3 (Japanese Patent Laid-Open No. 2005-337969), and the temperature sensing element is heated by this heating. The heat transfer from the heating element to the temperature sensing element is thermally affected by the fluid to be identified, and based on the electrical output corresponding to the electrical resistance of the temperature sensing body, the fluid to be identified is as described above. It is configured to perform accurate fluid identification.
以下に、流体識別の一実施例として液種識別について説明する。本実施例においては、図13にて一点鎖線で囲まれる部分がカスタムIC84に作り込まれている。
図13には、簡単のために、スイッチ86が単なる開閉を行うものとして記載されているが、カスタムIC84に作り込む際に、互いに異なる電圧の印加が可能な複数の電圧印加経路を形成しておき、ヒーター制御に際していずれかの電圧印加経路を選択できるようにしてもよい。このようにすることで、流体識別検知部62の発熱体62a4の特性の選択の幅が大幅に広がる。すなわち、発熱体62a4の特性に応じて識別に最適な電圧を印加することが可能となる。また、ヒーター制御に際して互いに異なる複数の電圧の印加を行うことができるので、識別対象液体の種類を広げることが可能となる。
Hereinafter, liquid type identification will be described as an example of fluid identification. In the present embodiment, the portion surrounded by the alternate long and short dash line in FIG.
In FIG. 13, for the sake of simplicity, the switch 86 is described as simply opening and closing, but when creating the custom IC 84, a plurality of voltage application paths capable of applying different voltages to each other are formed. Alternatively, any voltage application path may be selected during heater control. By doing so, the range of selection of the characteristics of the heating element 62a4 of the fluid identification detection unit 62 is greatly expanded. In other words, it is possible to apply an optimum voltage for identification according to the characteristics of the heating element 62a4. In addition, since a plurality of different voltages can be applied during heater control, the types of identification target liquids can be expanded.
また、図13には、簡単のために、抵抗体88,90が抵抗値一定のものとして記載されているが、カスタムIC84に作り込む際に、これら抵抗体88,90のそれぞれを抵抗値可変なものに形成しておき、識別に際して抵抗体88,90の抵抗値を適宜変更できるようにしてもよい。同様に、カスタムIC84に作り込む際に、差動増幅器92および液温検知増幅器94について特性調節が可能なようにしておき、識別に際して増幅器特性を適宜変更できるようにしてもよい。 In FIG. 13, for the sake of simplicity, the resistors 88 and 90 are described as having a constant resistance value. However, when the resistors 88 and 90 are built in the custom IC 84, the resistance values of the resistors 88 and 90 are variable. For example, the resistance values of the resistors 88 and 90 may be appropriately changed for identification. Similarly, the characteristics of the differential amplifier 92 and the liquid temperature detection amplifier 94 may be adjusted when being built in the custom IC 84, and the amplifier characteristics may be changed as appropriate for identification.
このようにすることで、液種検知回路の特性を最適なものに設定することが容易になり、流体識別検知部62および流体温度検知部64の製造上の個体ばらつきとカスタムIC84の製造上の個体ばらつきとに基づき発生する識別特性のばらつきを低減することができ、製造歩留まりが向上する。 In this way, it becomes easy to set the characteristics of the liquid type detection circuit to an optimum one, and individual variations in manufacturing of the fluid identification detection unit 62 and the fluid temperature detection unit 64 and the manufacturing of the custom IC 84 are facilitated. Variations in identification characteristics that occur based on individual variations can be reduced, and manufacturing yield is improved.
以下、本実施例における液種識別動作につき説明する。
タンク66内に被測定液体USが収容されると、流体識別センサー部78を覆うカバー部材98により形成される被測定液体導入路96内にも尿素水溶液USが満たされる。被測定液体導入路96内を含めてタンク66内の被測定液体USは実質上流動しない。
Hereinafter, the liquid type identification operation in the present embodiment will be described.
When the liquid to be measured US is stored in the tank 66, the aqueous solution US to be measured is also filled in the liquid to be measured introduction path 96 formed by the cover member 98 that covers the fluid identification sensor unit 78. The liquid to be measured US in the tank 66 including the liquid to be measured introduction path 96 does not substantially flow.
マイコン91からスイッチ86に対して出力されるヒーター制御信号により、該スイッチ86を所定時間(例えば、8秒間)閉じることで、発熱体62a4に対して所定高さ(例えば、10V)の単一パルス電圧Pを印加して該発熱体を発熱させる。この時の差動増幅器92の出力電圧(センサー出力)Qは、図14に示されるように、発熱体62a4への電圧印加中は次第に増加し、発熱体62a4への電圧印加終了後は次第に減少する。 By closing the switch 86 for a predetermined time (for example, 8 seconds) by a heater control signal output from the microcomputer 91 to the switch 86, a single pulse having a predetermined height (for example, 10V) with respect to the heating element 62a4. A voltage P is applied to cause the heating element to generate heat. At this time, the output voltage (sensor output) Q of the differential amplifier 92 gradually increases during voltage application to the heating element 62a4 and gradually decreases after the voltage application to the heating element 62a4 is completed, as shown in FIG. To do.
マイコン91では、図14に示されているように、発熱体62a4への電圧印加の開始前の所定時間(例えば、0.1秒間)センサー出力を所定回数(例えば、256回)サンプリングし、その平均値を得る演算を行って平均初期電圧値V1を得る。この平均初期電圧値V1は、感温体62a2の初期温度に対応する。 In the microcomputer 91, as shown in FIG. 14, the sensor output is sampled a predetermined number of times (for example, 256 times) for a predetermined time (for example, 0.1 second) before the voltage application to the heating element 62a4 is started. An operation for obtaining an average value is performed to obtain an average initial voltage value V1. This average initial voltage value V1 corresponds to the initial temperature of the temperature sensing element 62a2.
また、図14に示されているように、発熱体への電圧印加の開始から比較的短い時間である第1の時間(例えば単一パルスの印加時間の1/2以下であって0.5〜3秒間;図14では2秒間)経過時(具体的には第1の時間の経過の直前)にセンサー出力を所定回数(例えば、256回)サンプリングし、その平均値をとる演算を行って平均第1電圧値V2を得る。この平均第1電圧値V2は、感温体62a2の単一パルス印加開始から第1の時間経過時の第1温度に対応する。そして、平均初期電圧値V1と平均第1電圧値V2との差V01(=V2−V1)を液種対応第1電圧値として得る。 Further, as shown in FIG. 14, the first time which is a relatively short time from the start of voltage application to the heating element (for example, 0.5 or less of the application time of a single pulse and 0.5 ~ 3 seconds; 2 seconds in FIG. 14 (specifically immediately before the passage of the first time), the sensor output is sampled a predetermined number of times (for example, 256 times), and an operation is performed to obtain the average value. An average first voltage value V2 is obtained. This average first voltage value V2 corresponds to the first temperature when the first time elapses from the start of the single pulse application of the temperature sensing element 62a2. Then, a difference V01 (= V2−V1) between the average initial voltage value V1 and the average first voltage value V2 is obtained as the liquid type corresponding first voltage value.
また、図14に示されているように、発熱体への電圧印加の開始から比較的長い時間である第2の時間(例えば単一パルスの印加時間;図14では8秒間)経過時(具体的には第2の時間の経過の直前)にセンサー出力を所定回数(例えば、256回)サンプリングし、その平均値をとる演算を行って平均第2電圧値V3を得る。この平均第2電圧値V3は、感温体62a2の単一パルス印加開始から第2の時間経過時の第2温度に対応する。そして、平均初期電圧値V1と平均第2電圧値V3との差V02(=V3−V1)を液種対応第2電圧値として得る。 Further, as shown in FIG. 14, when a second time (for example, the application time of a single pulse; 8 seconds in FIG. 14), which is a relatively long time from the start of voltage application to the heating element has elapsed (specifically Specifically, the sensor output is sampled a predetermined number of times (for example, 256 times) just before the second time elapses, and an operation for obtaining the average value is performed to obtain the average second voltage value V3. This average second voltage value V3 corresponds to the second temperature when the second time has elapsed from the start of the single pulse application of the temperature sensing element 62a2. Then, a difference V02 (= V3−V1) between the average initial voltage value V1 and the average second voltage value V3 is obtained as the liquid type-corresponding second voltage value.
ところで、以上のような単一パルスの電圧印加に基づき発熱体62a4で発生した熱の一部は被測定液体を介して感温体62a2へと伝達される。この熱伝達には、パルス印加開始からの時間に依存して異なる主として2つの形態がある。すなわち、パルス印加開始から比較的短い時間(例えば3秒とくに2秒)内の第1段階では、熱伝達は主として伝導が支配的である(このため、液種対応第1電圧値V01は主として液体の熱伝導率による影響を受ける)。 By the way, a part of the heat generated in the heating element 62a4 based on the voltage application of the single pulse as described above is transmitted to the temperature sensing element 62a2 through the liquid to be measured. There are mainly two forms of this heat transfer that differ depending on the time from the start of pulse application. That is, in the first stage within a relatively short time (for example, 3 seconds, particularly 2 seconds) from the start of pulse application, the heat transfer is mainly dominated by conduction (for this reason, the first voltage value V01 corresponding to the liquid type is mainly liquid. Affected by the thermal conductivity of
これに対して、第1段階後の第2段階では、熱伝達は主として自然対流が支配的である(このため、液種対応第2電圧値V02は主として液体の動粘度による影響を受ける)。これは、第2段階では、第1段階で加熱された被測定液体による自然対流が発生し、これによる熱伝達の比率が高くなるからである。 On the other hand, in the second stage after the first stage, heat transfer is mainly dominated by natural convection (for this reason, the liquid type-corresponding second voltage value V02 is mainly influenced by the kinematic viscosity of the liquid). This is because in the second stage, natural convection occurs due to the liquid to be measured heated in the first stage, and the ratio of heat transfer due to this increases.
上記のように、排ガス浄化システムにおいて使用される尿素水溶液の濃度[重量パーセント:以下同様]は32.5%が最適とされている。従って、尿素水溶液タンク66に収容されるべき尿素水溶液の尿素濃度の許容範囲を、例えば、32.5%±5%と定めることができる。この許容範囲の幅±5%は、所望により適宜変更可能である。すなわち、本実施例では、所定の液体として、尿素濃度が32.5%±5%の範囲内の尿素水溶液を定めている。 As described above, the optimum concentration (weight percent: the same applies hereinafter) of the urea aqueous solution used in the exhaust gas purification system is 32.5%. Accordingly, the allowable range of the urea concentration of the urea aqueous solution to be accommodated in the urea aqueous solution tank 66 can be set to 32.5% ± 5%, for example. The width ± 5% of the allowable range can be appropriately changed as desired. That is, in this embodiment, a urea aqueous solution having a urea concentration in the range of 32.5% ± 5% is determined as the predetermined liquid.
上記液種対応第1電圧値V01および液種対応第2電圧値V02は、尿素水溶液の尿素濃度が変化するにつれて変化する。従って、尿素濃度32.5%±5%の範囲内の尿素水溶液に対応する液種対応第1電圧値V01の範囲(所定範囲)および液種対応第2電圧値V02の範囲(所定範囲)が存在する。 The liquid type corresponding first voltage value V01 and the liquid type corresponding second voltage value V02 change as the urea concentration of the urea aqueous solution changes. Accordingly, the range (predetermined range) of the liquid type-corresponding first voltage value V01 and the range (predetermined range) of the liquid type-corresponding second voltage value V02 corresponding to the urea aqueous solution within the urea concentration range of 32.5% ± 5% are obtained. Exists.
ところで、尿素水溶液以外の液体であっても、その濃度によっては、上記の液種対応第1電圧値V01の所定範囲内および液種対応第2電圧値V02の所定範囲内の出力が得られる場合がある。すなわち、液種対応第1電圧値V01または液種対応第2電圧値V02がそれぞれ所定範囲内であったとしても、その液体が所定の尿素水溶液であるとは限らない。例えば、図15に示されているように、尿素濃度が所定範囲内32.5%±5%の尿素水溶液で得られる液種対応第1電圧値V01の範囲内(すなわち、センサー表示濃度値に換算して32.5%±5%の範囲内)には、砂糖濃度が25%±3%程度の範囲内の砂糖水溶液の液種対応第1電圧値が存在する。 By the way, even if it is liquid other than urea aqueous solution, depending on the density | concentration, the output in the predetermined range of said liquid type corresponding | compatible 1st voltage value V01 and the predetermined range of liquid type corresponding | compatible 2nd voltage value V02 is obtained. There is. That is, even if the liquid type corresponding first voltage value V01 or the liquid type corresponding second voltage value V02 is within the predetermined range, the liquid is not necessarily a predetermined urea aqueous solution. For example, as shown in FIG. 15, the urea concentration is within the range of the first voltage value V01 corresponding to the liquid type obtained with the urea aqueous solution having a predetermined range of 32.5% ± 5% (that is, the sensor display concentration value). Within the range of 32.5% ± 5% in terms of conversion, there is a first voltage value corresponding to the liquid type of the sugar aqueous solution having a sugar concentration of about 25% ± 3%.
しかしながら、この砂糖濃度範囲内の砂糖水溶液から得られる液種対応第2電圧値V02の値は、所定の尿素濃度範囲内の尿素水溶液で得られる液種対応第2電圧値V02の範囲とはかけ離れたものとなる。すなわち、図16に示されているように、25%±3%程度の砂糖濃度範囲を包含する15%〜35%の砂糖濃度範囲内の砂糖水溶液では、液種対応第1電圧値V01が所定の尿素濃度範囲内の尿素水溶液と重複するものがあるが、液種対応第2電圧値V02は所定の尿素濃度範囲内の尿素水溶液とは大きく異なる。 However, the value of the liquid type corresponding second voltage value V02 obtained from the sugar aqueous solution within the sugar concentration range is far from the range of the liquid type corresponding second voltage value V02 obtained with the urea aqueous solution within the predetermined urea concentration range. It will be. That is, as shown in FIG. 16, in the sugar aqueous solution within the sugar concentration range of 15% to 35% including the sugar concentration range of about 25% ± 3%, the liquid type corresponding first voltage value V01 is predetermined. However, the liquid type-corresponding second voltage value V02 is significantly different from the urea aqueous solution within the predetermined urea concentration range.
なお、図16では、液種対応第1電圧値V01および液種対応第2電圧値V02の双方が、尿素濃度30%の尿素水溶液のものを1.000とした相対値で示されている。このように、液種対応第1電圧値V01および液種対応第2電圧値V02の双方についてそれぞれの所定範囲内にあることを所定の液体であるか否かの判定基準とすることで、上記砂糖水溶液が所定の液体ではないと確実に識別することができる。 In FIG. 16, both the liquid type-corresponding first voltage value V01 and the liquid type-corresponding second voltage value V02 are shown as relative values with 1.000 being a urea aqueous solution having a urea concentration of 30%. As described above, by determining that both the liquid type-corresponding first voltage value V01 and the liquid type-corresponding second voltage value V02 are within the respective predetermined ranges, it is determined whether or not the liquid is a predetermined liquid. It can be reliably identified that the aqueous sugar solution is not a predetermined liquid.
また、液種対応第2電圧値V02が所定の液体のものと重複する場合もあり得る。しかし、この場合には、液種対応第1電圧値V01が所定の液体のものと異なるので、上記判定基準により当該液体が所定のものではないと確実に識別することができる。 In addition, the liquid type corresponding second voltage value V02 may overlap with that of the predetermined liquid. However, in this case, since the liquid type-corresponding first voltage value V01 is different from that of the predetermined liquid, it is possible to reliably identify that the liquid is not the predetermined one based on the determination criterion.
本発明は、以上のように液種対応第1電圧値V01と液種対応第2電圧値V02との関係が溶液の種類により異なることを利用して、液種の識別を行うものである。すなわち、液種対応第1電圧値V01と液種対応第2電圧値V02とは液体の互いに異なる物性すなわち熱伝導率と動粘度との影響を受け、これらの関係は溶液の種類により互いに異なるので、以上のような液種識別が可能となる。尿素濃度の所定範囲を狭くすることで、さらに、識別の精度を高めることができる。 In the present invention, the liquid type is identified by utilizing the fact that the relationship between the liquid type-corresponding first voltage value V01 and the liquid type-corresponding second voltage value V02 varies depending on the type of solution as described above. That is, the liquid type-corresponding first voltage value V01 and the liquid type-corresponding second voltage value V02 are affected by different physical properties of the liquid, that is, thermal conductivity and kinematic viscosity, and their relationship differs depending on the type of solution. Thus, liquid type identification as described above becomes possible. By narrowing the predetermined range of the urea concentration, the identification accuracy can be further increased.
すなわち、本発明の実施例では、尿素濃度既知の幾つかの尿素水溶液(参照尿素水溶液)について、温度と液種対応第1電圧値V01との関係を示す第1検量線および温度と液種対応第2電圧値V02との関係を示す第2検量線を予め得ておき、これらの検量線をマイコン91の記憶手段に記憶しておく。第1および第2の検量線の例を、それぞれ図17および図18に示す。これらの例では、尿素濃度c1(例えば27.5%)およびc2(例えば37.5%)の参照尿素水溶液について、検量線が作成されている。 That is, in the embodiment of the present invention, the first calibration curve indicating the relationship between the temperature and the liquid type corresponding first voltage value V01 and the temperature and the liquid type correspondence for some urea aqueous solutions (reference urea aqueous solution) having a known urea concentration. A second calibration curve indicating the relationship with the second voltage value V02 is obtained in advance, and these calibration curves are stored in the storage means of the microcomputer 91. Examples of the first and second calibration curves are shown in FIGS. 17 and 18, respectively. In these examples, calibration curves are created for reference urea aqueous solutions having urea concentrations c1 (for example, 27.5%) and c2 (for example, 37.5%).
図17および図18に示されているように、液種対応第1電圧値V01および液種対応第2電圧値V02は温度に依存するので、これらの検量線を用いて被測定液体を識別する際には、流体温度検知部64の感温体64a2から液温検知増幅器94を介して入力される液温対応出力値Tをも用いる。液温対応出力値Tの一例を図19に示す。このような検量線をもマイコン91の記憶手段に記憶しておく。 As shown in FIGS. 17 and 18, since the liquid type corresponding first voltage value V01 and the liquid type corresponding second voltage value V02 depend on the temperature, the liquid to be measured is identified using these calibration curves. In this case, the liquid temperature corresponding output value T input from the temperature sensing body 64a2 of the fluid temperature detecting unit 64 via the liquid temperature detecting amplifier 94 is also used. An example of the liquid temperature corresponding output value T is shown in FIG. Such a calibration curve is also stored in the storage means of the microcomputer 91.
液種対応第1電圧値V01の測定に際しては、先ず、測定対象の被測定液体について得た液温対応出力値Tから図19の検量線を用いて温度値を得る。得られた温度値をtとして、次に、図17の第1の検量線において、温度値tに対応する各検量線の液種対応第1電圧値V01(c1;t),V01(c2;t)を得る。 In measuring the liquid type-corresponding first voltage value V01, first, a temperature value is obtained from the liquid temperature-corresponding output value T obtained for the liquid to be measured, using the calibration curve of FIG. Assuming that the obtained temperature value is t, then, in the first calibration curve of FIG. 17, the liquid type corresponding first voltage values V01 (c1; t), V01 (c2; c) of each calibration curve corresponding to the temperature value t. t).
そして、測定対象の被測定液体について得た液種対応第1電圧値V01(cx;t)のcxを、各検量線の液種対応第1電圧値V01(c1;t),V01(c2;t)を用いた比例演算を行って、決定する。すなわち、cxは、V01(cx;t),V01(c1;t),V01(c2;t)に基づき、以下の式(1)
cx=c1+
(c2−c1)[V01(cx;t)−V01(c1;t)]
/[V01(c2;t)−V01(c1;t)]・・・・(1)
から求める。
Then, cx of the liquid type corresponding first voltage value V01 (cx; t) obtained for the liquid to be measured to be measured is used as the liquid type corresponding first voltage value V01 (c1; t), V01 (c2; c) of each calibration curve. Determine by performing a proportional operation using t). That is, cx is based on V01 (cx; t), V01 (c1; t), V01 (c2; t), and the following formula (1)
cx = c1 +
(C2-c1) [V01 (cx; t) -V01 (c1; t)]
/ [V01 (c2; t) -V01 (c1; t)] (1)
Ask from.
同様にして、液種対応第2電圧値V02の測定に際しては、図18の第2の検量線において、以上のようにして被測定液体について得た温度値tに対応する各検量線の液種対応第2電圧値V02(c1;t),V02(c2;t)を得る。そして、被測定液体について得た液種対応第2電圧値V02(cy;t)のcyを、各検量線の液種対応第2電圧値V02(c1;t),V02(c2;t)を用いた比例演算を行って、決定する。 Similarly, when measuring the liquid type corresponding second voltage value V02, the liquid type of each calibration curve corresponding to the temperature value t obtained for the liquid to be measured in the second calibration curve of FIG. Corresponding second voltage values V02 (c1; t), V02 (c2; t) are obtained. Then, the cy of the liquid type corresponding second voltage value V02 (cy; t) obtained for the liquid to be measured is set as the liquid type corresponding second voltage value V02 (c1; t), V02 (c2; t) of each calibration curve. Determine by performing the proportional calculation used.
すなわち、cyは、V01(cy;t),V01(c1;t),V01(c2;t)に基づき、以下の式(2)
cy=c1+
(c2−c1)[V02(cy;t)−V02(c1;t)]
/[V02(c2;t)−V02(c1;t)]・・・・(2)
から求める。
That is, cy is based on V01 (cy; t), V01 (c1; t), V01 (c2; t), and the following formula (2)
cy = c1 +
(C2-c1) [V02 (cy; t) -V02 (c1; t)]
/ [V02 (c2; t) -V02 (c1; t)] (2)
Ask from.
尚、図17および図18の第1および第2の検量線として温度の代わりに液温対応出力値Tを用いたものを採用することで、図19の検量線の記憶およびこれを用いた換算を省略することもできる。 In addition, by adopting the first and second calibration curves in FIGS. 17 and 18 that use the liquid temperature corresponding output value T instead of the temperature, the calibration curve in FIG. 19 is stored and converted using this. Can be omitted.
以上のように、液種対応第1電圧値V01および液種対応第2電圧値V02のそれぞれについて、温度に応じて変化する所定範囲を設定することができる。上記のようにc1を27.5%とし、且つc2を37.5%とすることで、図17および図18のそれぞれにおける2つの検量線で囲まれた領域が、所定の液体(すなわち尿素濃度32.5%±5%の尿素水溶液)に対応するものとなる。 As described above, for each of the liquid type-corresponding first voltage value V01 and the liquid type-corresponding second voltage value V02, a predetermined range that varies depending on the temperature can be set. By setting c1 to 27.5% and c2 to 37.5% as described above, the region surrounded by the two calibration curves in each of FIGS. 17 and 18 is a predetermined liquid (that is, urea concentration). 32.5% ± 5% urea aqueous solution).
図20は、液種対応第1電圧値V01および液種対応第2電圧値V02の組み合わせによる所定液体識別の判定基準が温度に応じて変化することを模式的に示すグラフである。温度がt1,t2,t3と上昇するにつれて、所定の液体と判別される領域AR(t1),AR(t2),AR(t3)が移動する。 FIG. 20 is a graph schematically showing that a predetermined liquid identification criterion based on the combination of the liquid type corresponding first voltage value V01 and the liquid type corresponding second voltage value V02 changes according to the temperature. As the temperature rises to t1, t2, and t3, the areas AR (t1), AR (t2), and AR (t3) that are determined as the predetermined liquid move.
図21は、マイコン91での液種識別プロセスを示すフロー図である。
先ず、ヒーター制御による発熱体62a4へのパルス電圧印加の前に、マイコン内にN=1を格納し(S1)、次いでセンサー出力をサンプリングし平均初期電圧値V1を得る(S2)。次に、ヒーター制御を実行し、発熱体62a4への電圧印加の開始から第1の時間経過時にセンサー出力をサンプリングし、平均第1電圧値V2を得る(S3)。
次に、V2−V1の演算を行って、液種対応第1電圧値V01を得る(S4)。次に、発熱体62a4への電圧印加の開始から第2の時間経過時にセンサー出力をサンプリングし、平均第2電圧値V3を得る(S5)。次に、V3−V1の演算を行って、液種対応第2電圧値V02を得る(S6)。
FIG. 21 is a flowchart showing a liquid type identification process in the microcomputer 91.
First, before applying the pulse voltage to the heating element 62a4 by the heater control, N = 1 is stored in the microcomputer (S1), and then the sensor output is sampled to obtain the average initial voltage value V1 (S2). Next, the heater control is executed, and the sensor output is sampled when the first time has elapsed from the start of voltage application to the heating element 62a4 to obtain the average first voltage value V2 (S3).
Next, the calculation of V2-V1 is performed to obtain a liquid type corresponding first voltage value V01 (S4). Next, the sensor output is sampled when the second time has elapsed from the start of voltage application to the heating element 62a4 to obtain an average second voltage value V3 (S5). Next, calculation of V3-V1 is performed to obtain a liquid type corresponding second voltage value V02 (S6).
次に、被測定液体について得た温度値tを参照して、液種対応第1電圧値V01が当該温度での所定範囲内にあり且つ液種対応第2電圧値V02が当該温度での所定範囲内にあるという条件が満たされるか否かを判断する(S7)。S7において液種対応第1電圧値V01および液種対応第2電圧値V02のうちの少なくとも一方がそれぞれの所定範囲内にない(NO)と判断された場合には、上記格納値Nが3であるか否かを判断する(S8)。S8においてNが3ではない[すなわち現測定ルーチンが3回目ではない(具体的には1回目または2回目である)](NO)と判断された場合には、続いて格納値Nを1だけ増加させ(S9)、S2へと戻る。 Next, referring to the temperature value t obtained for the liquid to be measured, the liquid type-corresponding first voltage value V01 is within a predetermined range at the temperature and the liquid type-corresponding second voltage value V02 is a predetermined value at the temperature. It is determined whether or not the condition of being within the range is satisfied (S7). If it is determined in S7 that at least one of the liquid type-corresponding first voltage value V01 and the liquid type-corresponding second voltage value V02 is not within the predetermined range (NO), the stored value N is 3. It is determined whether or not there is (S8). If it is determined in S8 that N is not 3 [that is, the current measurement routine is not the third time (specifically, the first or second time)] (NO), then the stored value N is set to 1 only. Increase (S9) and return to S2.
一方、S8においてNが3である[すなわち現測定ルーチンが3回目である](YES)と判断された場合には、被測定流体が所定のものではないと判定する(S10)。
一方、S7において液種対応第1電圧値V01および液種対応第2電圧値V02の双方がそれぞれの所定範囲内にある(YES)と判断された場合には、被測定流体が所定のものであると判定する(S11)。
On the other hand, if it is determined in S8 that N is 3 [that is, the current measurement routine is the third time] (YES), it is determined that the fluid to be measured is not a predetermined one (S10).
On the other hand, if it is determined in S7 that both the liquid type-corresponding first voltage value V01 and the liquid type-corresponding second voltage value V02 are within the respective predetermined ranges (YES), the fluid to be measured is the predetermined one. It is determined that there is (S11).
本実施例においては、S11に続いて、尿素水溶液の尿素濃度を算出する(S12)。この濃度算出は、流体温度検知部64の出力すなわち被測定液体について得た温度値tと、液種対応第1電圧値V01と、図17の第1の検量線とに基づき、上記式(1)を用いて行うことができる。または、濃度算出は、流体温度検知部64の出力すなわち被測定液体について得た温度値tと、液種対応第2電圧値V02と、図18の第2の検量線とに基づき、上記式(2)を用いて行うこともできる。 In this embodiment, following S11, the urea concentration of the urea aqueous solution is calculated (S12). This concentration calculation is based on the output of the fluid temperature detector 64, that is, the temperature value t obtained for the liquid to be measured, the liquid type-corresponding first voltage value V01, and the first calibration curve in FIG. ) Can be used. Alternatively, the concentration is calculated based on the output of the fluid temperature detector 64, that is, the temperature value t obtained for the liquid to be measured, the liquid type-corresponding second voltage value V02, and the second calibration curve in FIG. 2).
以上のようにして液種の識別を正確に且つ迅速に行うことができる。この液種識別のルーチンは、自動車のエンジン始動時に、または定期的に、または運転者または自動車(後述のECU)側からの要求時に、または自動車のキーOFF時等に、適宜実行することができ、所望の様式にて尿素タンク内の液体が所定の尿素濃度の尿素水溶液であるか否かを監視することができる。 As described above, the liquid type can be identified accurately and quickly. This liquid type identification routine can be appropriately executed when the engine of the automobile is started, periodically, when requested by the driver or the automobile (an ECU described later), or when the automobile key is turned off. In a desired manner, it is possible to monitor whether the liquid in the urea tank is a urea aqueous solution having a predetermined urea concentration.
このようにして得られた液種を示す信号(所定のものであるか否か、さらに、は所定のもの[所定の尿素濃度の尿素水溶液]である場合の尿素濃度を示す信号)が不図示のD/A変換器を介して、図13に示される出力バッファ回路93へと出力され、ここから端子ピン、電源回路基板および防水配線を介して、アナログ出力として不図示の自動車のエンジンの燃焼制御などを行うメインコンピュータ(ECU)へと出力される。液温対応のアナログ出力電圧値も同様な経路でメインコンピュータ(ECU)へと出力される。一方、液種を示す信号は、必要に応じてデジタル出力として取り出して、同様な経路で表示、警報その他の動作を行う機器へと入力することができる。 A signal indicating whether or not the liquid type is obtained in this way (whether or not it is a predetermined one, and further, a signal indicating the urea concentration in the case of a predetermined one [urea aqueous solution having a predetermined urea concentration]) is not shown. Is output to the output buffer circuit 93 shown in FIG. 13 from here, and the combustion of an automobile engine (not shown) as an analog output through the terminal pin, the power supply circuit board and the waterproof wiring from here. It is output to a main computer (ECU) that performs control and the like. The analog output voltage value corresponding to the liquid temperature is also output to the main computer (ECU) through a similar route. On the other hand, a signal indicating the liquid type can be taken out as a digital output as necessary, and can be input to a device that performs a display, an alarm, and other operations through a similar route.
さらに、流体温度検知部64から入力される液温対応出力値Tに基づき、尿素水溶液が凍結する温度(−13℃程度)の近くまで温度低下したことが検知された場合に警告を発するようにすることができる。 Further, based on the liquid temperature corresponding output value T input from the fluid temperature detector 64, a warning is issued when it is detected that the temperature of the urea aqueous solution has dropped to near the temperature (about −13 ° C.). can do.
なお、以上の液種識別は、自然対流を利用しており、尿素水溶液等の被測定液体の動粘度とセンサー出力とが相関関係を有するという原理を利用している。このような液種識別の精度を高めるためには、流体識別検知部62および流体温度検知部64と被測定液体との間の熱伝達がなされる容器本体部20Aの周囲の被測定液体にできるだけ外的要因に基づく強制流動が生じにくくするのが好ましく、この点からカバー部材98とくに上下方向の被測定液体導入路を形成するようにしたものの使用は好ましい。尚、カバー部材98は、異物の接触を防止する保護部材としても機能する。 Note that the above liquid type identification uses natural convection and uses the principle that the kinematic viscosity of the liquid to be measured such as urea aqueous solution and the sensor output have a correlation. In order to improve the accuracy of such liquid type identification, the liquid to be measured around the container body 20A where heat is transferred between the fluid identification detection unit 62 and the fluid temperature detection unit 64 and the liquid to be measured can be as much as possible. It is preferable to prevent the forced flow based on external factors from occurring. From this point, it is preferable to use the cover member 98, in particular, one that forms the liquid to be measured in the vertical direction. The cover member 98 also functions as a protective member that prevents foreign matter from contacting.
以上の実施例では、所定の流体として、所定の尿素濃度の尿素水溶液が用いられているが、本発明では、所定の液体は溶質として尿素以外を用いた水溶液その他の液体であってもよい。 In the embodiments described above, a urea aqueous solution having a predetermined urea concentration is used as the predetermined fluid. However, in the present invention, the predetermined liquid may be an aqueous solution or other liquid using a substance other than urea as a solute.
また、上記の実施例では、被識別流体として、被測定液体を用いたが、後述するように、例えば、ガソリン、ナフサ、灯油、軽油、重油などの炭化水素系液体、エタノール、メタノールなどのアルコール系液体、尿素水溶液液体、気体、粉粒体などの流体について、流体の物理的性質、例えば、流体の熱的性質を利用して、被識別流体について、流体種識別、濃度識別、流体の有無識別、流体の温度識別、流量識別、流体の漏れ識別、流体レベル識別、アンモニア発生量などの識別を行うことができる。
(実施例1)リードフレーム材料の耐食試験
本発明のリードフレーム材料として、ステンレススチールとして、SUS316、Fe−Ni系合金として、42アロイを用い、試験片(10mm×100mm)を作製し、比較として、従来のリードフレーム材料として、Cuを用いて試験片(10mm×100mm)を作製し、耐食試験を実施した。試験条件としては、60℃、32.5%の尿素水溶液中に浸漬して、リードフレーム材料の外観、尿素水溶液の色の変化を観察した。
In the above embodiment, the liquid to be measured is used as the fluid to be identified. However, as described later, for example, hydrocarbon liquids such as gasoline, naphtha, kerosene, light oil, and heavy oil, alcohols such as ethanol and methanol For fluids such as system liquids, urea aqueous solution liquids, gases, and granular materials, the physical properties of the fluid, for example, the thermal properties of the fluid, are used to identify the fluid type, the concentration, and the presence of fluid. Identification such as identification, fluid temperature identification, flow rate identification, fluid leakage identification, fluid level identification, and ammonia generation amount can be performed.
(Example 1) Corrosion resistance test of lead frame material As a lead frame material of the present invention, stainless steel, SUS316, Fe-Ni alloy, 42 alloy were used, and a test piece (10 mm x 100 mm) was prepared. A test piece (10 mm × 100 mm) was prepared using Cu as a conventional lead frame material, and a corrosion resistance test was performed. The test conditions were immersed in a 32.5% aqueous urea solution at 60 ° C., and the appearance of the lead frame material and the change in the color of the aqueous urea solution were observed.
本発明のリードフレーム材料である、SUS316、42アロイを用いたものでは、112日目においても、リードフレーム材料の外観上の変化がなく、尿素水溶液の色の変化も見られなかった。 In the case of using the SUS316, 42 alloy, which is the lead frame material of the present invention, there was no change in the appearance of the lead frame material and no change in the color of the urea aqueous solution was observed even on the 112th day.
これに対して、従来のリードフレーム材料として、Cuを用いたものでは、2日目で、リードフレーム材料の外観、尿素水溶液とも色の変化が観察され、104日目にリードフレーム材料のCuが腐食により消滅した。 On the other hand, in the case of using Cu as the conventional lead frame material, the color change of the appearance of the lead frame material and the urea aqueous solution was observed on the second day, and the lead frame material Cu was observed on the 104th day. Disappeared due to corrosion.
従って、この結果から、本発明のリードフレーム材料である、SUS316、42アロイを用いた場合の方が、従来のリードフレーム材料として、Cuを用いた場合よりも耐食性に格段に優れていることがわかる。
(実施例2)耐食試験および濃度測定に及ぼす影響
透明アクリル製の管状ケースに、銅製センサーモールド(No.3〜8)と、SUS製(SUS304)(No.6〜8)のものを3個ずつ直列に配管した。これを45℃に保持し、液送ポンフ゜50rpmで、60℃、32.5%の尿素水溶液を液循環させ、腐食が見られる前後の出力値(濃度測定)の推移を測定した。
Therefore, from this result, the case where SUS316, 42 alloy which is the lead frame material of the present invention is used is much more excellent in corrosion resistance than the case where Cu is used as the conventional lead frame material. Recognize.
(Example 2) Influence on corrosion resistance test and concentration measurement Three transparent acrylic tubular cases made of copper sensor mold (No. 3-8) and SUS (SUS304) (No. 6-8) Piped in series. This was kept at 45 ° C., and a 32.5% urea aqueous solution was circulated at 60 ° C. with a liquid feed pump of 50 rpm, and the transition of the output value (concentration measurement) before and after corrosion was measured.
この結果を、図25に、No.3〜8のdVxにおける初期値(平均値)との差分の推移を示した。
図25から明らかなように、銅製フィンのNo.3〜5は、dVx値に8〜10mVの明確な変動があり、先端部の外観も初期は明赤色だったが、暗赤色に変化した。これに対し、SUS製フィンのNo.6〜8では、dVxの変動はなく、外観上も腐食していなかった。以上の結果から、No.3〜5で、銅製フィンの変質(腐食)が生じたためにdVxが上昇したものである。
The results are shown in FIG. The change of the difference with the initial value (average value) in dVx of 3-8 was shown.
As is apparent from FIG. 3 to 5 had a clear fluctuation of 8 to 10 mV in the dVx value, and the appearance of the tip portion was also light red at the beginning, but changed to dark red. On the other hand, SUS fin No. In 6-8, there was no fluctuation | variation of dVx and it did not corrode also in appearance. Based on the above results, 3 to 5, dVx increased due to the deterioration (corrosion) of the copper fin.
従って、この結果から、本発明のリードフレーム材料である、SUS304を用いた場合の方が、従来のリードフレーム材料として、Cuを用いた場合よりも耐食性に優れているとともに、測定に対して影響を及ぼさず、正確な流体識別を実施することができることがわかる。 Therefore, from this result, the case of using SUS304, which is the lead frame material of the present invention, is superior in corrosion resistance to the case of using Cu as the conventional lead frame material and has an influence on the measurement. It can be seen that accurate fluid identification can be performed.
以上、本発明の好ましい実施の態様を説明してきたが、本発明はこれに限定されることはなく、上記実施例では、図4に示したように、モールド樹脂44により構成されるセンサー本体54を形成したが、例えば、セラミック、金属で蓋をして内部を不活性ガスによって気密封止するようにしても良い。 Although the preferred embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to this, and in the above embodiment, as shown in FIG. However, the inside may be hermetically sealed with an inert gas by covering with ceramic or metal.
また、例えば、上記実施例では、熱式センサーを製造するために適用した実施例を示しているが、流体識別を行うためのセンサー以外にも、各種センサー、半導体装置などの電子デバイスに用いることも可能であるなど本発明の目的を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。 In addition, for example, in the above-described embodiment, an embodiment applied to manufacture a thermal sensor is shown. However, in addition to a sensor for performing fluid identification, it is used for electronic devices such as various sensors and semiconductor devices. Various modifications are possible without departing from the object of the present invention.
1 リードフレーム体
2 リードフレーム
3 位置決め孔
4 外枠体
6 下側枠体
8 アウターリード
10 外部接続端子部
12 左側枠体
14 右側枠体
16 水平方向支持部
18 左側中央支持部
20 右側中央支持部
22 インナーリード
24 インナーリード先端部
24a 電極部
26 左側吊りリード
28 右側吊りリード
30 左側中央吊りリード
32 右側中央吊りリード
34 ダイパッド部
36 支持部
38 接合材
40 薄膜チップ
42 ボンディングワイヤー
44 モールド樹脂
50 熱式センサー
54 センサー本体
56 フランジ部
58 裏面突設部
60 検知部
62 流体識別検知部
64 流体温度検知部
66 タンク
68 タンク開口部
70 流体識別装置
72 入口配管
74 出口配管
76 ポンプ
78 流体識別センサー部
80 支持部
82 取り付け部
100 熱式センサー
101 接合材
102 モールド樹脂
104 センサー本体
106 フランジ部
108 裏面突設部
110 検知部
112 流体識別検知部
114 流体温度検知部
116 開口部
118 ダイパッド部
120 実装面
122 薄膜チップ
124 インナーリード
124a 電極
126 外部接続端子部
128 アウターリード
130 ボンディングワイヤー
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Lead frame body 2 Lead frame 3 Positioning hole 4 Outer frame body 6 Lower frame body 8 Outer lead 10 External connection terminal part 12 Left frame body 14 Right frame body 16 Horizontal direction support part 18 Left side center support part 20 Right side center support part 22 Inner lead 24 Inner lead tip 24a Electrode portion 26 Left suspension lead 28 Right suspension lead 30 Left center suspension lead 32 Right center suspension lead 34 Die pad portion 36 Support portion 38 Bonding material 40 Thin film chip 42 Bonding wire 44 Mold resin 50 Thermal type Sensor 54 Sensor body 56 Flange portion 58 Back surface protruding portion 60 Detection portion 62 Fluid identification detection portion 64 Fluid temperature detection portion 66 Tank 68 Tank opening portion 70 Fluid identification device 72 Inlet piping 74 Outlet piping 76 Pump 78 Fluid identification sensor portion 80 Support Part 82 mounting part 100 thermal type Sensor 101 Bonding material 102 Mold resin 104 Sensor body 106 Flange portion 108 Back surface protruding portion 110 Detection portion 112 Fluid identification detection portion 114 Fluid temperature detection portion 116 Opening portion 118 Die pad portion 120 Mounting surface 122 Thin film chip 124 Inner lead 124a Electrode 126 External Connection terminal 128 Outer lead 130 Bonding wire
Claims (25)
前記アウターリード部またはインナーリード部の少なくともいずれか一方の少なくとも一部にめっきが施されていることを特徴とするリードフレーム。 A lead frame having an outer lead portion and an inner lead portion,
A lead frame, wherein at least a part of at least one of the outer lead portion and the inner lead portion is plated.
前記アウターリード部またはインナーリード部の少なくとも一方の少なくとも一部にめっきを施す工程を備えることを特徴とするリードフレームの製造方法。 A method of manufacturing a lead frame having an outer lead portion and an inner lead portion,
A method of manufacturing a lead frame, comprising: plating at least a part of at least one of the outer lead portion and the inner lead portion.
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