JP2009071081A - パッケージ構造およびパッケージ構造の製造方法 - Google Patents

パッケージ構造およびパッケージ構造の製造方法 Download PDF

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浩幸 中村
Yutaka Osawa
裕 大沢
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Abstract

【課題】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。
【解決手段】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、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。
【選択図】図２

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パッケージ構造、およびパッケージ構造を備えた電子デバイス、ならびに、パッケージ構造の製造方法、およびパッケージ構造の製造方法によって製造されたパッケージ構造を備えた電子デバイスの製造方法に関する。
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。
図２３〜図２４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。
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。
図２３〜図２４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。
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。
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。
特開平１１−１５３５６１号公報 特開２００６−２９９５６号公報 特開２００５−３３７９６９号公報
ところで、このような従来の熱式センサー１００は、図２５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、アルミを用いて、一体的に形成されている。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
ところで、このような従来のセンサー１００において、例えば、ステップＳ１０２のダイボンド工程において、１５０℃、１時間、ステップＳ１０３のワイヤーボンディング工程において、２００℃、ステップＳ１０４のモールド工程において、１７５℃、３分など、それぞれの工程において、異なる温度の熱を受けることになる。
また、センサー１００の使用状態においても、被検知流体の温度差、季節、使用場所の相違による温度差の影響を受けることになる。
このような温度差によって、ダイパッド部１１８、インナーリード１２４、薄膜チップ１２２、モールド樹脂１０２などのそれぞれの熱膨張率が異なるため、その結果、例えば、図２４の矢印で示した方向に、検知部１１０に反りが生じてしまい、モールド樹脂１０２内部に残留応力がバランスせず、センサーの抵抗値が変化するなどして、正確な流体識別を行えないことになっていた。
また、このような従来のセンサー１００では、図２４に示したように、フランジ部１０６の表面に突設する検知部１１０の基端部１３０において、リードフレームの表裏面に形成されたモールド樹脂の厚さｄ１、ｄ２が、略同じ厚さとなっているため、このようなモールド樹脂１０２内部に残留応力の非バランス状態を緩和することができず、正確な流体識別を行えないことになっていた。
本発明は、このような現状に鑑み、例えば、ダイボンド工程、ワイヤーボンディング工程、モールド工程などのそれぞれの工程において、異なる温度の熱を受けても、また、使用状態においても、被検知流体の温度差、季節、使用場所の相違による温度差の影響を受けた場合にも、このような温度差によって、検知部に反りが生ずることがなく、モールド樹脂内部の残留応力がバランスして、正確な流体識別を行うことが可能なパッケージ構造、およびパッケージ構造を備えた電子デバイス、ならびに、パッケージ構造の製造方法、およびパッケージ構造の製造方法によって製造されたパッケージ構造を備えた電子デバイスの製造方法を提供する。
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、本発明のパッケージ構造は、リードフレームを樹脂封止したパッケージ構造であって、
前記パッケージ構造が、樹脂封止した状態で、樹脂内部の残留応力がバランスした状態に維持されていることを特徴とする。
また、本発明のパッケージ構造の製造方法は、リードフレームを樹脂封止したパッケージ構造の製造方法であって、
前記パッケージ構造を、樹脂封止した状態で、樹脂内部の残留応力がバランスした状態に維持されるように構成することを特徴とする。
このように構成することによって、パッケージ構造を、樹脂封止した状態で、樹脂内部の残留応力がバランスした状態に維持されるので、例えば、ダイボンド工程、ワイヤーボンディング工程、モールド工程などのそれぞれの工程において、異なる温度の熱を受けても、また、使用状態においても、被検知流体の温度差、季節、使用場所の相違による温度差の影響を受けた場合にも、このような温度差によって、検知部に反りが生ずることがなく、モールド樹脂内部の残留応力がバランスして、例えば、センサーの抵抗値などが変化せず、正確な流体識別を行うことが可能である。
また、本発明のパッケージ構造は、前記パッケージ構造が、残留応力を緩和するための応力緩和部が設けられることによって、樹脂内部の残留応力がバランスした状態に維持されていることを特徴とする。
また、本発明のパッケージ構造の製造方法は、前記パッケージ構造を、残留応力を緩和するための応力緩和部が設けられることによって、樹脂内部の残留応力がバランスした状
態に維持されるように構成することを特徴とする。
このように構成することによって、残留応力を緩和するための応力緩和部が設けられることによって、樹脂内部の残留応力がバランスした状態に維持されるので、上記のような温度差を受けても、検知部に反りが生ずることがなく、モールド樹脂内部の残留応力がバランスして、正確な流体識別を行うことが可能である。
また、本発明のパッケージ構造は、前記応力緩和部が、段部によって形成されていることを特徴とする。
また、本発明のパッケージ構造の製造方法は、前記応力緩和部を、段部によって形成することを特徴とする。
このように構成することによって、上記のような温度差を受けても、段部によって、リードフレーム表裏面における残留応力が緩和、バランスされることになって、検知部に反りが生ずることがなく、モールド樹脂内部の残留応力がバランスして、正確な流体識別を行うことが可能である。
また、本発明のパッケージ構造は、前記パッケージ構造が、熱膨張係数の差が８％以内の材料の組み合わせによって構成されることによって、樹脂内部の残留応力がバランスした状態に維持されていることを特徴とする。
また、本発明のパッケージ構造の製造方法は、前記パッケージ構造を、熱膨張係数の差が８％以内の材料の組み合わせによって構成されることによって、樹脂内部の残留応力がバランスした状態に維持されるように構成することを特徴とする。
このように熱膨張係数の差が８％以内の材料の組み合わせによって構成することによって、上記のような温度差を受けても、例えば、ダイパッド部、インナーリード、薄膜チップ、モールド樹脂などの間の熱膨張率の差が小さくなっているので、リードフレーム表裏面における残留応力が緩和、バランスされることになって、検知部に反りが生ずることがなく、モールド樹脂内部の残留応力がバランスして、正確な流体識別を行うことが可能である。
また、本発明のパッケージ構造は、前記パッケージ構造が、リードフレーム表裏面に位置する樹脂の厚さを相違させることによって、樹脂内部の残留応力がバランスした状態に維持されていることを特徴とする。
また、本発明のパッケージ構造の製造方法は、前記パッケージ構造を、リードフレーム表裏面に位置する樹脂の厚さを相違させることによって、樹脂内部の残留応力がバランスした状態に維持されるように構成することを特徴とする。
このように構成することによって、上記のような温度差を受けても、リードフレーム表裏面に位置する樹脂の厚さが相違するので、この樹脂の厚さの相違によって、リードフレーム表裏面における残留応力が緩和、バランスされることになって、検知部に反りが生ずることがなく、モールド樹脂内部の残留応力がバランスして、正確な流体識別を行うことが可能である。
また、本発明は、前記リードフレームが、アウターリード部と、インナーリード部とを備えていることを特徴とする。
このように、リードフレームが、アウターリード部と、インナーリード部とを備えているので、例えば、ダイパッド部に装着した薄膜チップなどの電子部品からの被検知流体か
らの識別情報を、アウターリードを介して、外部のコンピュータなどの処理装置に接続することができる。
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。
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。
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。
また、本発明の電子デバイスは、上記のいずれかに記載のパッケージ構造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。
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。
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。
本発明によれば、パッケージ構造を、樹脂封止した状態で、樹脂内部の残留応力がバランスした状態に維持されるので、例えば、ダイボンド工程、ワイヤーボンディング工程、モールド工程などのそれぞれの工程において、異なる温度の熱を受けても、また、使用状態においても、被検知流体の温度差、季節、使用場所の相違による温度差の影響を受けた場合にも、このような温度差によって、検知部に反りが生ずることがなく、モールド樹脂内部の残留応力がバランスして、例えば、センサーの抵抗値などが変化せず、正確な流体識別を行うことが可能である。
また、段部などの残留応力を緩和するための応力緩和部が設けられることによって、樹
脂内部の残留応力がバランスした状態に維持されるので、上記のような温度差を受けても、検知部に反りが生ずることがなく、モールド樹脂内部の残留応力がバランスして、正確な流体識別を行うことが可能である。
さらに、熱膨張係数の差が８％以内の材料の組み合わせによって構成することによって、上記のような温度差を受けても、例えば、ダイパッド部、インナーリード、薄膜チップ、モールド樹脂などの間の熱膨張率の差が小さくなっているので、リードフレーム表裏面における残留応力が緩和、バランスされることになって、検知部に反りが生ずることがなく、モールド樹脂内部の残留応力がバランスして、正確な流体識別を行うことが可能である。
また、上記のような温度差を受けても、リードフレーム表裏面に位置する樹脂の厚さが相違するので、この樹脂の厚さの相違によって、リードフレーム表裏面における残留応力が緩和、バランスされることになって、検知部に反りが生ずることがなく、モールド樹脂内部の残留応力がバランスして、正確な流体識別を行うことが可能である。
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。
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、モールド樹脂によるステップＳ７のモールド工程の成形時の熱変化や、製品使用過程での熱変化によって生じる、樹脂内部の残留応力を緩和するためにシミュレーションを行った結果を示す概略データ図である。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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５
４を形成する。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
さらに、リードフレームが、材料硬度ＨｖＨｖ１３５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。
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。
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。
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。そこで、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）を使用することによって、電子部品実装部の安定性を確保することができる。
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。
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。
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。
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。
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。
また、このセンサー５０では、樹脂封止した状態で、樹脂内部の残留応力がバランスした状態に維持されている。
このように構成することによって、パッケージ構造を、樹脂封止した状態で、樹脂内部の残留応力がバランスした状態に維持されるので、例えば、ダイボンド工程、ワイヤーボンディング工程、モールド工程などのそれぞれの工程において、異なる温度の熱を受けても、また、使用状態においても、被検知流体の温度差、季節、使用場所の相違による温度差の影響を受けた場合にも、このような温度差によって、検知部に反りが生ずることがなく、モールド樹脂内部の残留応力がバランスして、例えば、センサーの抵抗値などが変化せず、正確な流体識別を行うことが可能である。
すなわち、残留応力を緩和するための応力緩和部５が設けられることによって、樹脂内部の残留応力がバランスした状態に維持されている。このように残留応力を緩和するため
の応力緩和部５が設けられることによって、樹脂内部の残留応力がバランスした状態に維持されるので、上記のような温度差を受けても、検知部に反りが生ずることがなく、モールド樹脂内部の残留応力がバランスして、正確な流体識別を行うことが可能である。
この実施例では、応力緩和部５は、図７および図８に示したように、検知部６０の基端部に形成された段部７によって形成されている。
このように段部７を設けることによって、上記のような温度差を受けても、段部７によって、リードフレーム２の表裏面における残留応力が緩和、バランスされることになって、検知部に反りが生ずることがなく、モールド樹脂内部の残留応力がバランスして、正確な流体識別を行うことが可能である。
また、この実施例では、段部７は、ダイパッド部３４の薄膜チップ４０側（表面側）の厚さＤ１が、ダイパッド部３４の薄膜チップ４０と反対側（裏面側）の厚さＤ２よりも小さくなるように設定されている。
このように構成することによって、上記のような温度差を受けても、リードフレーム２の表裏面に位置する樹脂の厚さＤ１、Ｄ２が相違するので、この樹脂の厚さの相違によって、リードフレーム２の表裏面における残留応力が緩和、バランスされることになって、検知部に反りが生ずることがなく、モールド樹脂内部の残留応力がバランスして、正確な流体識別を行うことが可能である。
また、図示しないが、リードフレーム２の表裏面に位置する樹脂の厚さを、例えば、ダイパッド部３４、インナーリード２２、薄膜チップ４０、モールド樹脂などの熱膨張率の差を考慮して、相違させることによって、樹脂内部の残留応力がバランスした状態に維持することもできる。
このように構成することによって、上記のような温度差を受けても、リードフレーム２の表裏面に位置する樹脂の厚さが相違するので、この樹脂の厚さの相違によって、リードフレーム２の表裏面における残留応力が緩和、バランスされることになって、検知部に反りが生ずることがなく、モールド樹脂内部の残留応力がバランスして、正確な流体識別を行うことが可能である。
図9は、モールド樹脂によるステップＳ７のモールド工程の成形時の熱変化や、製品使
用過程での熱変化によって生じる、樹脂内部の残留応力を緩和するために、（シュミレーション依頼先：株式会社Wave Technology、シュミレータ装置：「Mentant Marc2005r3」MSC社製）のシミュレーションソフトを用いて、シミュレーションを行った結果を示す概略データ図である。
図９に示したように、図９（Ａ）に示したように、従来のセンサーでは、センサーの先端部の反りが、０．０２５３５ｍｍであったのに対して、図９（Ｂ）に示したように、モールド樹脂によって、薄膜チップ、ダイパッドインナーリードを樹脂封止した「単純フルモールド」品では、センサーの先端部の反りが、０．０１５３８２ｍｍであった。
これに対して、図９（Ｃ）に示したように、本発明のように、段部７を形成した「センサー上モールド薄＋付け根部厚」品では、センサーの先端部の反りが、０．０００４７４ｍｍと格段と反りが減少していることが分かる。
また、図１０は、ダイパッド（Ｄ／Ｐ）の大きさ、凹凸、樹脂厚さを変更して、上記と同様にシミュレーションを行った結果を示すグラフである。図１０から明らかなように、本発明のように、ダイパッド上面（表面）の樹脂を削除して、付け根部モールド追加（段
部７を形成したもの）では、センサー先端部の反りがほとんどなく、最適な形状であることがわかる。
さらに、センサー５０において、熱膨張係数の差が８％以内、好ましくは、５％以内、さらに好ましくは、３％以内、より好ましくは、２％以内の材料の組み合わせによって構成されることによって、樹脂内部の残留応力がバランスした状態に維持するように構成することもできる。
このように熱膨張係数の差が８％以内、好ましくは、５％以内、さらに好ましくは、３〜２％以内以内の材料の組み合わせによって構成することによって、上記のような温度差を受けても、例えば、ダイパッド部３４、インナーリード２２、薄膜チップ４０、モールド樹脂などの間の熱膨張率の差が小さくなっているので、リードフレーム表裏面における残留応力が緩和、バランスされることになって、検知部に反りが生ずることがなく、モールド樹脂内部の残留応力がバランスして、正確な流体識別を行うことが可能である。
例えば、樹脂封止に使用するモールド樹脂は、基板（チップ）がアルミナ（Ａｌ２Ｏ３：９９．６％）である場合には、その熱膨張係数が７．２（ｐｐｍ／Ｋ）であるので、この熱膨張係数に近い、例えば、熱膨張係数が８（ｐｐｍ／Ｋ）のモールド樹脂（日立化成株式会社製「ＲＭ０９８」）を選択すれば良い。この場合、リードフレーム材料としては、上記の熱膨張係数の差を考慮すれば、熱膨張係数が１６．１（ｐｐｍ／Ｋ）のＳＵＳ３１６Ｌ、熱膨張係数が４．５（ｐｐｍ／Ｋ）の４２アロイが使用できるが、熱膨張係数の差を考慮すれば、熱膨張係数が４．５（ｐｐｍ／Ｋ）の４２アロイが好適であることがわかる。
（熱膨張率の差によるセンサー５０の反りの比較データはありますか？）
例えば、ダイパッド部３４を熱膨張率１６ｐｐｍのＳＵＳ３１６、インナーリード２２を熱膨張率１６ｐｐｍのＳＵＳ３１６、薄膜チップ４０を熱膨張率７ｐｐｍ、モールド樹脂を熱膨張率８ｐｐｍのエポキシ樹脂から作成することによって、熱膨張率の差を、９ｐｐｍにすることによって、センサー５０の先端の反りを０．０１５ｍｍにすることができた。
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。
すなわち、図１１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１２は、図１１の一部省略断面図、図１３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。
図１１〜図１３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。
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。
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２００５−３３７９６
９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。
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１４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１４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。
また、図１４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。
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。
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。
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１５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。
マイコン９１では、図１５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。
また、図１５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１５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。
また、図１５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１５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。
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）。
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。
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。
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。
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１６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。
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１７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。
なお、図１７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。
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。
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。
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１８および図１９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。
図１８および図１９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２０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。
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２０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１８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。
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。
同様にして、液種対応第２電圧値Ｖ０２の測定に際しては、図１９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。
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。
尚、図１８および図１９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２０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。
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１８および図１９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。
図２１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。
図２２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）。
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。
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）。
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１８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１９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。
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。
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１４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。
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。
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。
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。
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、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。
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。
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。
図１は、本発明の多数個取りのリードフレームの上面図である。 図２は、図１のリードフレームの部分拡大上面図である。 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である。 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である。 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である。 図６は、図５の熱式センサーの縦断面図である。 図７は、図６の熱式センサーのＡ−Ａ線での縦断面図である。 図８は、モールド工程を説明する概略図である。 図９は、モールド樹脂によるステップＳ７のモールド工程の成形時の熱変化や、製品使用過程での熱変化によって生じる、樹脂内部の残留応力を緩和するためにシミュレーションを行った結果を示す概略データ図である。 図１０は、ダイパッド（Ｄ／Ｐ）の大きさ、凹凸、樹脂厚さを変更して、シミュレーションを行った結果を示すグラフである。 図１１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である。 図１２は、図１１の一部省略断面図図である。 図１３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。 図１４は、液種識別ための回路の構成図である。 図１５は、発熱体に印加される単一パルス電圧Ｐとセンサー出力Ｑとの関係を示す図である。 図１６は、尿素濃度が所定範囲内の尿素水溶液で得られる液種対応第１電圧値Ｖ０１の範囲内には、ある砂糖濃度範囲内の砂糖水溶液の液種対応第１電圧値が存在することを示す図である。 図１７は、尿素水溶液および砂糖水溶液および水についての液種対応第１電圧値Ｖ０１および液種対応第２電圧値Ｖ０２を、尿素濃度３０％の尿素水溶液のものを１．０００とした相対値で示す図である。 図１８は、第１の検量線の例を示す図である。 図１９は、第２の検量線の例を示す図である。 図２０は、液温対応出力値Ｔの一例を示す図である。 図２１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。 図２２は、液種識別プロセスを示すフロー図である。 図２３は、従来の熱式センサーの縦断面図である。 図２４は、従来の熱式センサーのＡ−Ａ線での縦断面図である。 図２５は、従来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である。
符号の説明
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
５ 応力緩和部
６ 下側枠体
７ 段部
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

Claims (24)

  1. リードフレームを樹脂封止したパッケージ構造であって、
    前記パッケージ構造が、樹脂封止した状態で、樹脂内部の残留応力がバランスした状態に維持されていることを特徴とするパッケージ構造。
  2. 前記パッケージ構造が、残留応力を緩和するための応力緩和部が設けられることによって、樹脂内部の残留応力がバランスした状態に維持されていることを特徴とする請求項１に記載のパッケージ構造。
  3. 前記応力緩和部が、段部によって形成されていることを特徴とする請求項２に記載のパッケージ構造。
  4. 前記パッケージ構造が、熱膨張係数の差が８％以内の材料の組み合わせによって構成されることによって、樹脂内部の残留応力がバランスした状態に維持されていることを特徴とする請求項３に記載のパッケージ構造。
  5. 前記パッケージ構造が、リードフレーム表裏面に位置する樹脂の厚さを相違させることによって、樹脂内部の残留応力がバランスした状態に維持されていることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載のパッケージ構造。
  6. 前記リードフレームが、アウターリード部と、インナーリード部とを備えていることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載のパッケージ構造。
  7. 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請求項１から６のいずれかに記載のパッケージ構造。
  8. 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請求項７に記載のパッケージ構造。
  9. 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請求項７から８のいずれかにに記載のパッケージ構造。
  10. 請求項１から９のいずれかに記載のパッケージ構造を用いた電子デバイス。
  11. 前記電子デバイスが、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請求項１０に記載の電子デバイス。
  12. 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請求項１２に記載の電子デバイス。
  13. リードフレームを樹脂封止したパッケージ構造の製造方法であって、
    前記パッケージ構造を、樹脂封止した状態で、樹脂内部の残留応力がバランスした状態に維持されるように構成することを特徴とするパッケージ構造の製造方法。
  14. 前記パッケージ構造を、残留応力を緩和するための応力緩和部が設けられることによって、樹脂内部の残留応力がバランスした状態に維持されるように構成することを特徴とする請求項１３に記載のパッケージ構造の製造方法。
  15. 前記応力緩和部を、段部によって形成することを特徴とする請求項１４に記載のパッケージ構造の製造方法。
  16. 前記パッケージ構造を、熱膨張係数の差が８％以内の材料の組み合わせによって構成されることによって、樹脂内部の残留応力がバランスした状態に維持されるように構成することを特徴とする請求項１３から１５のいずれかに記載のパッケージ構造の製造方法。
  17. 前記パッケージ構造を、リードフレーム表裏面に位置する樹脂の厚さを相違させることによって、樹脂内部の残留応力がバランスした状態に維持されるように構成することを特徴とする請求項１３から１６のいずれかに記載のパッケージ構造の製造方法。
  18. 前記リードフレームが、アウターリード部と、インナーリード部とを備えていることを特徴とする請求項１３から１７のいずれかに記載のパッケージ構造の製造方法。
  19. 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請求項１３から１８のいずれかに記載のパッケージ構造の製造方法。
  20. 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請求項１９に記載のパッケージ構造の製造方法。
  21. 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請求項１９から２０のいずれかに記載のパッケージ構造の製造方法。
  22. 請求項１３から２１のいずれかに記載のパッケージ構造の製造方法によって製造されたパッケージ構造を備えるように構成することを特徴とする電子デバイスの製造方法。
  23. 前記電子デバイスが、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請求項２２に記載の電子デバイスの製造方法。
  24. 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請求項２３に記載の電子デバイスの製造方法。
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