JP2015215331A - 物理量センサ、および物理量センサの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】薄肉部に応力がかかり難く、製造容易な構成の物理量センサを提供する。
【解決手段】流量センサ１は、第１基板２と第２基板３を有する。第１基板２は、一端２ａおよび他端２ｂを有すると共に第１面２１および第２面２２を有する支持基板２０を備え、支持基板２０の一端２ａの側における第１面２１に第１凹部２１ａが形成されたことにより薄肉とされた薄肉部２２ａを有する。第２基板３は、第３面３１を有し、第２面２２に対する法線の方向から見て、薄肉部２２ａを内包するように第３面３１に形成された第２凹部３１ａを有し、第３面３１が第１基板２の第１面２１に接触させられつつ第１基板２に貼り合わされる。よって、第１基板２における薄肉部２２ａの周囲の部分は、膨張する際において、貫通孔２３が形成された空間に膨張でき、第１基板２の薄肉部２２ａに応力が発生し難くなる。
【選択図】図２

Description

本発明は、物理量センサ、および物理量センサの製造方法に関する。

従来、センシング部を備えるセンサチップが樹脂部材に貼り合わされると共に、センサチップの一面において該一面とは反対側の他面に凹部が形成されたことにより薄肉とされた薄肉部が形成され、被検出体の物理量を検出する物理量センサが用いられている。

このようなセンサの１つとして、従来、流体の流量を検出する流量センサが知られている。この種の流量センサとしては、特許文献１に記載のものが提案されている。この流量センサは、被検出体である流体の流量を検出するためのセンシング部を有し、センシング部を備えるセンサチップが樹脂部材に貼り合わされた構成とされている。センサチップの一面には、該一面とは反対側の他面に凹部が形成されたことにより薄肉とされた薄肉部が形成されている。この流量センサでは、センサチップの一面のうち薄肉部に形成されたセンシング部によって、薄肉部の上方を流れる流体の流量を検出する。具体的には、この流量センサでは、薄肉部の上方を流体が通ると、センシング部が検出する温度分布に変化が生じ、これによって生じるセンシング部の検出温度の温度差による抵抗値変化を電気信号として出力することで、流体の流量を検出する。

ここで、この流量センサでは、センサチップの凹部に流体が流れ込むことによる検出精度の低下を防止するために、上記の樹脂部材によってセンサチップの凹部が覆われた構成とされている。しかしながら、樹脂部材をセンサチップの他面の全面に（特に、薄肉部の周辺の部分に）接触する構成とした場合、樹脂とセンサチップとセンサチップを樹脂に固定する接着剤の線膨張係数の差異によって、周囲環境の温度が変化した際に歪が生じ、センサチップに発生する応力が大きくなる。この場合、ひいては、センサチップに形成された薄肉部にかかる応力が大きくなる。そして、センサチップに形成された薄肉部に応力が加えられて薄肉部が変形しまうと、流量センサのセンサ特性が変化して、流量センサの検出精度が低下してしまうこととなる。

そこで、この流量センサでは、センサチップのうち薄肉部の周辺の部分、すなわち凹部の周辺の部分と樹脂部材との間に隙間が空いた構成とされると共に、センサチップが該凹部の周辺の部分以外の部分において樹脂部材によって支持された構成とされている。すなわち、センサチップは、センサチップのうち薄肉部から見て該凹部の周辺の部分よりも遠い部分において樹脂部材によって支持された構成とされている。このように、この流量センサでは、センサチップがセンサチップのうち薄肉部から遠い部分で樹脂部材に固定された構成とされることで、センサチップの薄肉部に対して樹脂部材との関係で生じる応力がかかり難くなっている。

特開２０１０−１６００９２号公報

上記したように、特許文献１に記載の流量センサでは、センサチップのうち凹部の周辺の部分と樹脂部材との間に隙間が空いた構成とされると共に、センサチップが該凹部の周辺の部分以外の部分が樹脂部材によって支持された構成とされている。このため、この流量センサでは、センサチップのうち凹部周辺の部分と樹脂部材との接触面積が小さくなって、薄肉部に応力がかかり難くなっている。ここで、上記の隙間に流体が浸入した場合、該隙間が広いと、該隙間を流れる流体が乱流となり易く、この流体が凹部内にまで回り込んだときに渦を生じさせ易い。そして、凹部内で渦が生じると、薄肉部に形成されたセンシング部が検出する温度分布を変化させてしまい、ひいては流量センサの検出精度を低下させてしまうこととなる。よって、この流量センサでは、浸入した流体が流量センサの検出精度を低下させ難い層流になり易くなるように、上記の隙間が狭い構成とされることが好ましい。しかしながら、該隙間を狭くしつつ樹脂部材にセンサチップを高精度に貼り付けることは容易ではなく、また、樹脂部材とセンサチップとを接着する接着剤が硬化するまでの時間、樹脂部材とセンサチップの位置関係を維持しなければならない。このように、この流量センサでは、製造が困難であるという欠点がある。

また、流量センサ以外の物理量センサ、例えば、被検出体の圧力を検出する圧力センサや被検出体の温度を検出する温度センサなどにおいても、同様の事情から同様の欠点が生じる。すなわち、圧力センサや温度センサなどにおいても、上記のようにセンサチップのうち凹部の周辺の部分と樹脂部材との間に隙間が空いた構成とした場合には、この隙間が広いと、隙間に異物（金属屑、有機物など）が入り込み、ひいてはセンシング部に付着して検出精度を低下させる等の問題が生じ得る。このため、圧力センサや温度センサなどにおいても、隙間が狭い構成とされることが好ましいが、隙間を狭くするには樹脂部材とセンサチップの位置関係を維持しなければならず、製造が困難となるということが欠点となる。

また、上記したように、特許文献１に記載の流量センサは、ウェハをカットして１枚単位とされたセンサチップに対して樹脂部材を貼り合わせることによって製造される。すなわち、この流量センサの製造においては、センサチップを製造する工程とセンサチップに対して樹脂部材を貼り合わせる工程という別個の製造工程において別個に加工する必要があり、製造工程が複雑となるという欠点もある。

本発明は上記点に鑑みて、凹部が形成されることにより薄肉とされた薄肉部を有し、薄肉部の表面にセンシング部が形成された物理量センサにおいて、薄肉部に応力がかかり難く、製造容易な構成を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、一端（２ａ）および一端とは反対側の他端（２ｂ）を有すると共に第１面（２１）および第１面とは反対側の第２面（２２）を有する支持基板（２０）を備え、支持基板の一端の側における第１面に第１凹部（２１ａ）が形成されたことにより薄肉とされた薄肉部（２２ａ）を有する構成とされた第１基板（２）と、薄肉部における第２面に形成され、被検出体の物理量を検出して電気信号として出力するセンシング部（７、９、７Ａ、７Ｂ）とを有する物理量センサであって、以下の特徴を有する。すなわち、第３面（３１）を有し、第２面に対する法線の方向から見て、薄肉部を内包するように第３面に形成された第２凹部（３１ａ）を有すると共に、第３面が第１基板の第１面に接触させられつつ第１基板に貼り合わされた構成とされた第２基板（３）を有することを特徴とする。

このため、第１基板のうち薄肉部の周辺の部分と第２基板との間に隙間が空いた構成とされると共に、薄肉部の周辺の部分以外の部分において第２基板によって固定された構成とされる。よって、薄肉部の周辺の部分で固定された場合に比べて、薄肉部に対して第２基板との関係で生じる応力がかかり難くなる。これにより、薄肉部に応力が加えられて薄肉部が変形することによる物理量センサの検出精度の低下を抑制できる。

第１実施形態に係る流量センサ１の平面構成を示す図である。 図１に示す流量センサ１のII−II’断面構成を示す図である。 図１に示す流量センサ１の製造工程中のワークの断面構成を示した図である。 第２実施形態に係る流量センサ１の平面構成を示す図である。 図４に示す流量センサ１のV−V’断面構成を示す図である。 図４に示す流量センサ１の製造工程中のワークの断面構成を示した図である。 第３実施形態に係る流量センサ１の平面構成を示す図である。 図６に示す流量センサ１のVII−VII’断面構成を示す図である。 第４実施形態に係る流量センサ１の平面構成を示す図である。 図８に示す流量センサ１のX−X’断面構成を示す図である。 第５実施形態に係る流量センサ１の平面構成を示す図である。 図１１に示す流量センサ１のXII−XII’断面構成を示す図である。 他の実施形態に係る圧力センサ１Ａの平面構成を示す図である。 図１３に示す圧力センサ１ＡのXIV−XIV’断面構成を示す図である。 他の実施形態に係る温度センサ１Ｂの平面構成を示す図である。 図１５に示す温度センサ１ＢのXVI−XVI’断面構成を示す図である。 他の実施形態に係る流量センサ１の平面構成を示す図である。 図１7に示す流量センサ１のXVIII−XVIII’断面構成を示す図である。 図１7に示す流量センサ１のXIX−XIX’断面構成を示す図である。 別の他の実施形態に係る流量センサ１の平面構成を示す図である。 図１９に示す流量センサ１のXIX−XIX’断面構成を示す図である。

以下、本発明の実施形態について図１〜図１２に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、同一符号を付して説明を行う。

（第１実施形態）
本発明の第１実施形態に係る物理量センサに相当する流量センサ１について図１〜図３を参照して説明する。流量センサ１は、流体の流量を検出する流量計であり、ここでは一例として熱式流量計とされている。流量センサ１は、用途が限定されるものではないが、例えば、自動車に搭載され自動車用エンジンの吸入空気量や排気量などを測定するエアフロメータ（熱式流量計）として用いられる。

図１、図２に示すように、流量センサ１は、流体の流量を検出するためのセンシング部７、９を有するセンサであって、第１基板２と、第２基板３と、電気回路部４と、リードフレーム５と、モールド樹脂６とを有する構成とされている。

図１、図２に示すように、第１基板２は、支持基板２０を備えた構成とされている。支持基板２０は、シリコン半導体などの半導体もしくはガラスなどで構成された板状のチップである。図１、図２に示すように、支持基板２０は、一端２ａおよび一端２ａとは反対側の他端２ｂを有すると共に、一面２１および一面２１とは反対側の他面２２を有する（以下、一面２１を第１面２１といい、他面２２を第２面２２という）。

図２に示すように、第１基板２の第２面２２には、シリコン酸化膜１６ａが形成されている（以下、シリコン酸化膜１６ａを第１シリコン酸化膜１６ａという）。第１シリコン酸化膜１６ａは、プラズマＣＶＤなどにより成膜される。

図２に示すように、第１基板２の一端２ａの側における第１面２１には、凹部２１ａが形成されている（以下、凹部２１ａを第１凹部２１ａという）。本実施形態に係る流量センサ１では、第１凹部２１ａが形成されていることにより、第１基板２の第２面２２側には、薄肉とされた薄肉部２２ａが構成されている。具体的には、本実施形態では、第１凹部２１ａが形成されたことにより、支持基板２０は、貫通した構成とされており、薄肉部２２ａは、第１シリコン酸化膜１６ａおよび後述する薄膜抵抗体７、８、９によって構成されている。なお、第１凹部２１ａは、異方性エッチングなどにより形成される。

図１、図２に示すように、第１基板２には、後述する第２凹部３１ａの内方の領域であって薄肉部２２ａの周囲の領域において、第１面２１から第２面２２まで貫通する貫通孔２３が形成されている。貫通孔２３が形成されていることにより、本実施形態に係る流量センサ１では、第１基板２における薄肉部２２ａの周囲の部分のうち薄肉部２２ａと貫通孔２３の間に挟まれた部分は、膨張する際において、貫通孔２３が形成された空間に膨張できると共に、薄肉部２２aに対して貫通孔２３を挟んだ第１基板２と第２基板３が接合された面で生じる歪による応力が薄肉部２２aに伝達されにくくなる。よって、本実施形態では、第１基板２における応力の発生が抑制され、ひいては第１基板２の薄肉部２２ａに応力が発生し難くなる。

図１に示すように、本実施形態では、貫通孔２３は、第２面２２に対する法線の方向（図１の紙面に対する法線の方向）から見て、第１直線２３ａと、第２直線２３ｂと、第３直線２３ｃとによってＵの字状に構成されている。ここで、第２直線２３ｂは、薄肉部２２ａを挟んで第１直線２３ａとは反対側に配置された直線である。なお、ここでは一例として、第２直線２３ｂを、第１直線２３ａと平行な直線としているが、必ずしも、第２直線２３ｂを、第１直線２３ａと平行な直線とする必要はない。また、第３直線２３ｃは、第１直線２３ａと第２直線２３ｂとを連結する直線である。

図１に示すように、本実施形態では、貫通孔２３は、第２面２２に対する法線の方向から見て、第１直線２３ａと第３直線２３ｃとの連結部分、および、第２直線２３ｂと第３直線２３ｃとの連結部分が、それぞれ、直角に折れ曲がった構成とされている。

なお、図１に示すように、本実施形態では、貫通孔２３は、第２面２２に対する法線の方向から見て、第３直線２３ｃが薄肉部２２ａを挟んで第１基板２の他端２ｂの反対側に配置された構成とされている。

また、図１、図２に示すように、第１基板２の第２面２２には、アルミ、白金などの金属やイオン注入により部分的にドーピングされたシリコンなどで構成された３つの薄膜抵抗体７、８、９が形成されている。具体的には、図１に示すように、第１基板２の薄肉部２２ａにおける第２面２２において、流体の流れの上流側に薄膜抵抗体７、下流側に薄膜抵抗体９が形成されており、薄膜抵抗体７と薄膜抵抗体９との間の中間位置に薄膜抵抗体８が形成されている。なお、図２に示すように、３つの薄膜抵抗体７、８、９は、第１シリコン酸化膜１６ａの上面に形成されている。

図１、図２に示すように、３つの薄膜抵抗体７〜９は、それぞれ、第２面２２に配置された異なる電極対１０（１０ａ、１０ｂ）、１１（１１ａ、１１ｂ）、１２（１２ａ、１２ｂ）を介して、第１ボンディングワイヤ１４により電気回路部４と電気的に接続される。３つの薄膜抵抗体７および９は、それぞれ、図示しないブリッジ回路の一部を構成しており、センシング部として構成されている。また、薄膜抵抗体８は、温度センサである２つの薄膜抵抗体７、９が検出する温度の差を大きくするためのヒータ（発熱体）として構成されている。なお、電極対１０〜１２は、金などで構成されている。

本実施形態に係る流量センサ１では、第１基板２の第２面２２のうち薄肉部２２ａの上方を流体が通ると（図１、図２中の符号Ｙ１を参照）、センシング部７、９が検出する温度分布が変化する。これにより、ヒータである薄膜抵抗体８よりも上流側に配置された薄膜抵抗体７が冷却されると共に、下流側に配置された薄膜抵抗体９がヒータ（薄膜抵抗体８）の熱によって加熱される。このとき、２つの温度センサ（薄膜抵抗体７、９）が検出する温度の温度差によって生じる抵抗値変化を電気信号として出力することで、流体の流量を検出する。

なお、上記したように、本実施形態に係る流量センサ１では、３つの薄膜抵抗体７〜９が第１基板２のうち熱容量の小さい部分である薄肉部２２ａの上まで延設されて、薄肉部２２ａの上方にて流体の流量を検出する構成とされている。このため、本実施形態に係る流量センサ１では、ヒータ（薄膜抵抗体８）が発する熱などの熱が薄肉部２２ａに篭り難くなり、流体の流量変化による熱応答性が良好であり、流量センサ１の検出感度が高くなる。

なお、図２に示すように、第１基板２は、他端２ｂの側において、リードフレーム５に対して、導電性あるいは電気絶縁性の接着剤１３を介して接着されて固定されている。

本実施形態に係る流量センサ１では、流体が第１基板２の第２面２２のうち薄肉部２２ａの上方において流れたときに（図１、図２中の符号Ｙ１を参照）、２つの温度センサ（薄膜抵抗体７、９）の間に流体の流量に対応した温度差が生じる。これによって、ブリッジ回路の平衡が変化して電気的変化が生じることとなる。この流量センサ１では、この電気的変化を流体の流量に対応した電気信号として得ることで、第１基板２の第２面２２のうち薄肉部２２ａの上方を流れる流体の流量を検出する。

第２基板３は、シリコン半導体などの半導体もしくはガラスなどで構成された板状のチップである。図２に示すように、第２基板３は、一面３１を有する（以下、一面３１を第３面３１という）。第２基板３は、第３面３１が第１基板２の第１面２１に接触させられつつ第１基板２に貼り合わされている。

図１、図２に示すように、第３面３１には、凹部３１ａが形成されている（以下、凹部３１ａを第２凹部３１ａという）。第２凹部３１ａは、第２面２２に対する法線の方向（図１の紙面に対する法線の方向）から見て、薄肉部２２ａを内包するように第３面３１に形成されている。

本流量センサ１では、第２凹部３１ａが形成されていることにより、第１基板２の第１面２１における第１凹部２１ａの外側周辺の部分のうち第２凹部３１ａに対向する部分が、第２基板３の第３面３１と接触せずに、第２凹部３１ａとの間に隙間が空いている。こうして、本実施形態に係る流量センサ１では、第１基板２のうち薄肉部２２ａの周辺の部分と第２基板３との間に隙間が空いた構成とされると共に、薄肉部２２ａの周辺の部分以外の部分において第２基板３によって固定された構成とされている。このように、本流量センサ１では、第１基板２が第１基板２のうち薄肉部２２ａから遠い部分で第２基板３に固定されているため、薄肉部２２ａの周辺の部分で固定された場合に比べて、薄肉部２２ａに対して第２基板３との関係で生じる応力がかかり難くなる。これにより、本実施形態に係る流量センサ１では、薄肉部２２ａに応力が加えられて薄肉部２２ａが変形してしまって流量センサの検出精度を低下してしまうことが生じ難くなる。

なお、本実施形態に係る流量センサ１では、第１基板２の第２面２２に対する法線の方向における長さとしての第１基板２の厚さおよび第２基板３の厚さを比較したときに、第２基板３が第１基板２よりも薄い構成とされている。このため、本実施形態に係る流量センサ１では、第１基板２および第２基板３が温度変化により膨張、収縮するときに、第１基板２よりも第２基板３の方が変形し易く、すなわち第１基板２が変形し難くなる。したがって、さらに薄肉部２２ａが変形し難くなる。

また、第１基板２の第１面２１と第２基板３の第２凹部３１ａの底面との間の距離が１００μｍ以下とされている。このため、本実施形態に係る流量センサ１では、第１基板２の第１面２１と第２基板３の第２凹部３１ａの底面との間に形成された空間が狭くなっている。したがって、該空間を流れる流体についてのレイノルズ数は小さくなり、本実施形態に係る流量センサ１では、流体が外部から貫通孔２３に浸入して、ひいては第２基板３の第２凹部３１ａに浸入したとしても、浸入した流体は乱流ではなく層流となり易い。よって、該浸入した流体が第１凹部２１ａにまで回り込んだ場合においても、この流体が第１凹部２１ａ内において渦を生じさせる事態とはなり難いため、流量センサ１の検出精度に与える影響は少なくなり易い。

電気回路部４は、センシング部７、９が検出して出力した電気信号について演算処理を実行する電気回路を有する回路チップである。電気回路部４は、後述する外部出力用接続端子５ａに接続された第２ボンディングワイヤ１５を介して外部と電気的に接続されており、これにより、電気回路部４によって演算処理された結果として得られる電気信号が外部へ出力される。電気回路部４は、例えば、２つの温度センサ（薄膜抵抗体７、９）が検出した電気信号が示す流量信号と、予め所定の流量が設定された設定流量信号とを比較する演算処理を行い、その結果としての電気信号を外部に出力する。図１、図２に示すように、電気回路部４は、リードフレーム５に搭載されて支持されている。

リードフレーム５は、Ｃｕや４２アロイなどの導電性に優れた金属よりなるもので、エッチングやプレスなどにより形成されたものである。図１、図２に示すように、リードフレーム５は、電気回路部４と外部との電気的接続のための外部出力用接続端子５ａを有する。図１、図２に示すように、リードフレーム５は、第１基板２を積載した第２基板３、および、電気回路部４を搭載して支持している。

モールド樹脂６は、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂等によって構成され、金型を用いたトランスファーモールド法やコンプレッションモールド法により形成されたものである。

以上、本実施形態に係る流量センサ１の構成について説明した。次に、本実施形態に係る流量センサ１の製造方法について図３を参照して説明する。

流量センサ１は、基本的には、一般的なＩＣの製造工程と同様の工程を経て製造される。すなわち、流量センサ１は、前工程（ウェハ（第１ウェハ２００、第２ウェハ３００）上にセンシング部７、９などの配線などを作り込む工程）と前工程を経て完成したウェハについてダイシング、マウントなどの加工等を行う後工程を経て製造される。したがって、ここでは本実施形態に係る流量センサ１の製造方法のうち特徴的部分のみを詳しく説明する。

本実施形態に係る流量センサ１の製造方法は、以下の第１〜３工程を有することを特徴とする。なお、第１、２工程は上記の前工程に含まれる工程であって、第３工程は上記の後工程に含まれる工程である。

第１工程では、図３（ａ）〜（ｇ）各工程を経て、図３（ｇ）に示す第１ウェハ２００を用意する。すなわち、複数の流量センサ１の第１基板２を構成する部材として、一面２０１および一面２０１とは反対側の他面２０２を有する板状の第１ウェハ２００を用意する。以下、一面２０１を第４面２０１、他面２０２を第５面２０２という。第１ウェハ２００としては、半導体もしくはガラスなどで構成されたウェハを用意するが、ここでは、一例として、シリコン半導体で構成された第１ウェハ２００を採用している。ここで、第４面２０１は第１基板２の第１面２１に相当し、第５面２０２は第２面２２に相当する。また、第１ウェハ２００としては、複数の流量センサ１それぞれに対応した複数の第１凹部２１ａが第４面２０１に形成されたことで複数の流量センサ１それぞれに対応した複数の薄肉部２２ａを有する構成のウェハを用意する。また、第１ウェハ２００としては、複数の流量センサ１それぞれに対応した複数の貫通孔２３に対応して、第４面２０１から第５面２０２まで貫通する複数の貫通孔２３を有する構成のウェハを用意する。

なお、この構成の第１ウェハ２００は、例えば、以下の手順で製造することができる。まず、図３（ａ）に示すように、第１ウェハ２００の第５面２０２において、第１シリコン酸化膜１６ａをプラズマＣＶＤなどにより成膜し、第１シリコン酸化膜１６ａの上面に、複数の流量センサ１それぞれに対応した複数の薄膜抵抗体７〜９を配置する。具体的には、アルミ、白金などの金属やイオン注入により部分的にドーピングされたシリコンなどで構成された２つの薄膜抵抗体７、９を、複数の流量センサ１それぞれに対応した複数形成されるようにパターニングし、薄膜抵抗体８を同時にパターニングする。また、第１ウェハ２００の第５面２０２において、複数の電極対１０〜１２を配置する。電極対１０〜１２は、それぞれ、金などで構成されるパッドである。また、第１ウェハ２００の第４面２０１上に、プラズマＣＶＤなどによりシリコン酸化膜１６ｂを成膜して（以下、シリコン酸化膜１６ｂを第２シリコン酸化膜１６ｂという）、第２シリコン酸化膜１６ｂのうち複数の第１凹部２１ａに対応する部分を除去する。

次に、図３（ｂ）に示すように、第１ウェハ２００の第５面２０２上に、薄膜抵抗体７、８、９および第１シリコン酸化膜１６ａを覆うように、フォトレジスト１７を塗布する。次に、図３（ｃ）に示すように、現像によりパターニングしてフォトレジスト１７のうち複数の貫通孔２３に対応する部分を除去する。次に、図３（ｄ）に示すように、フォトレジスト１７をマスクとして、ドライエッチングなどによって第１シリコン酸化膜１６ａのうち複数の貫通孔２３に対応する部分を除去する。次に、図３（ｅ）に示すように、アセトンなどの有機溶剤などによってフォトレジスト１７を除去する。次に、図３（ｆ）に示すように、第１シリコン酸化膜１６ａをマスクとしたドライエッチングなどによって、第１ウェハ２００のうち貫通孔２３となる部分を除去する。このとき、第４面２０１には第２シリコン酸化膜１６ｂが成膜されているため、第５面２０２側から導入されたエッチングガスが貫通孔２３を通って第４面２０１側に流れても、このエッチングガスの流れは第２シリコン酸化膜１６ｂによって遮られる。よって、エッチングガスが第４面２０１側に回り込んでしまうことが抑制される。次に、図３（ｇ）に示すように、第１ウェハ２００をエッチングすることにより、第１ウェハ２００の第４面２０１において、第１凹部２１ａとなる部分を除去した後、ドライエッチングなどによって、第２シリコン酸化膜１６ｂを除去する。以上の手順で、第１ウェハ２００を製造することができる。

また、第１工程では、図３（ｈ）〜（ｊ）各工程を経て、図３（ｊ）に示す第２ウェハ３００を用意する。すなわち、複数の流量センサ１の第２基板３を構成する部材として、一面３０１を有する板状の第２ウェハ３００を用意する（以下、一面３０１を第６面３０１という）。第２ウェハ３００としては、半導体もしくはガラスなどで構成されたウェハを用意するが、ここでは、一例として、シリコン半導体で構成された第２ウェハ３００を採用している。

なお、この構成の第２ウェハ３００は、例えば、以下の手順で製造することができる。まず、図３（ｈ）に示すように、第２ウェハ３００の第６面３０１上に、プラズマＣＶＤなどによりシリコン酸化膜１８を成膜する（以下、シリコン酸化膜１８を第３シリコン酸化膜１８という）。そして、第３シリコン酸化膜１８のうち複数の第２凹部３１ａに対応する部分を除去する。次に、図３（ｉ）に示すように、第３シリコン酸化膜１８をマスクとしたドライエッチングなどによって、第２ウェハ３００のうち第２凹部３１ａとなる部分を除去する。次に、図３（ｊ）に示すように、ドライエッチングなどによって、第３シリコン酸化膜１８を除去する。以上の手順で、第２ウェハ３００を製造することができる。

このように第１工程を行い、第１工程の後の第２工程では、図３（ｋ）に示すように、第６面３０１を第４面２０１に接触させつつ第１ウェハ２００と第２ウェハ３００とを貼り合わせる。このとき、第６面３０１に対する法線の方向から見て、複数の第２凹部３１ａそれぞれが、複数の薄肉部２２ａのうち対応する薄肉部２２ａおよび複数の貫通孔２３のうち対応する貫通孔２３を内方に含むように、第１ウェハ２００と第２ウェハ３００とを貼り合わせる。

このように第２工程を行い、第２工程の後に以下の第３工程を行う。第３工程では、まず、第１ウェハ２００および第２ウェハ３００が貼り合わされた構成のワークをダイシングして個片化することで、図３（ｋ）に示すワークを複数得る。次に、これら複数のワークについて、それぞれ、接着剤１３を介してリードフレーム５に接着する。また、電気回路部４をリードフレーム５に搭載する。また、第１ボンディングワイヤ１４によって、３つの薄膜抵抗体７〜９を、それぞれ、第１ウェハ２００の第５面２０２に配置された異なる電極対１０〜１２を介して、電気回路部４と電気的に接続する。そして、モールド樹脂６による封止を行う。

以上の工程を経て、複数の流量センサ１が完成する。以上説明した本製造方法では、半導体プロセスにおいて、特徴部分である第２凹部３１ａおよび貫通孔２３をウェハ（第１、２ウェハ２００、３００）に形成して、流量センサ１を単一ウェハ上に作り上げる。このように、この流量センサ１の製造方法においては、半導体プロセスにおいて、特徴部分である第２凹部３１ａを第２ウェハ３００に形成して、流量センサ１を単一ウェハ上に作り上げる製法技術によって製造することができる。このため、この流量センサ１の製造方法においては、半導体プロセスによって複数の流量センサ１について同時に加工を行うことが可能となる。

以上、本実施形態に係る流量センサ１の製造方法について説明した。次に、上記で説明した本実施形態に係る流量センサ１の構成および製造方法による作用効果について説明する。

上記で説明したように、本実施形態に係る流量センサ１は、流体の流量を検出して電気信号として出力するセンシング部７、９を有する流量センサであって、以下の特徴を有する構成とされた第１基板２および第２基板３を有する。すなわち、第１基板２は、一端２ａおよび他端２ｂを有すると共に第１面２１および第２面２２を有する支持基板２０を備え、支持基板２０の一端２ａの側における第１面２１に第１凹部２１ａが形成されたことにより薄肉とされた薄肉部２２ａを有する。また、第２基板３は、第３面３１を有し、第２面２２に対する法線の方向から見て、薄肉部２２ａを内包するように第３面３１に形成された第２凹部３１ａを有し、第３面３１が第１基板２の第１面２１に接触させられつつ第１基板２に貼り合わされている。

このため、本実施形態に係る流量センサ１では、第１基板２のうち薄肉部２２ａの周辺の部分と第２基板３との間に隙間が空いた構成とされると共に、薄肉部２２ａの周辺の部分以外の部分において第２基板３によって固定された構成とされる。よって、薄肉部２２ａの周辺の部分で固定された場合に比べて、薄肉部２２ａに対して第２基板３との関係で生じる応力がかかり難くなる。これにより、本実施形態に係る流量センサ１では、薄肉部２２ａに応力が加えられて薄肉部２２ａが変形することによる流量センサ１の検出精度の低下を抑制できる。

また、本実施形態に係る流量センサ１では、第１基板２において、第２面２２に対する法線の方向から見て、第２凹部３１ａの内方の領域であって薄肉部２２ａの周囲の領域において、第１面２１から第２面２２まで貫通する貫通孔２３が形成されている。

このため、本実施形態に係る流量センサ１では、第１基板２における薄肉部２２ａの周囲の部分のうち薄肉部２２ａと貫通孔２３の間に挟まれた部分は、膨張する際において、貫通孔２３が形成された空間に膨張できると共に、薄肉部２２aに対して貫通孔２３を挟んだ第１基板２と第２基板３が接合された面で生じる歪による応力が薄肉部２２aに伝達されにくくなる。よって、本実施形態では、第１基板２における応力の発生が抑制され、ひいては第１基板２の薄肉部２２ａに応力が発生し難くなる。

また、本実施形態に係る流量センサ１では、第１基板２の第２面２２に対する法線の方向における長さとしての第１基板２の厚さおよび第２基板３の厚さを比較したときに、第２基板３が第１基板２よりも薄い構成とされている。

このため、本実施形態に係る流量センサ１では、第１基板２および第２基板３が温度変
化により膨張、収縮するときに、第１基板２よりも第２基板の方が変形し易く、すなわち
第１基板２が変形し難くなり、ひいては薄肉部２２ａが変形し難くなる。

また、本実施形態に係る流量センサ１では、第１基板２の第１面２１と第２基板３の第２凹部３１ａの底面との間の距離が１００μｍ以下とされている。

このため、本実施形態に係る流量センサ１では、第１基板２の第１面２１と第２基板３の第２凹部３１ａの底面との間に形成された空間が狭くなっており、該空間を流れる流体についてのレイノルズ数は小さくなる。これにより、本実施形態に係る流量センサ１では、流体が外部から第２凹部３１ａに浸入した流体が層流となり易く、該浸入した流体が第１凹部２１ａにまで回り込んだ場合においても、流量センサ１の検出精度に与える影響が少なくなり易い。

上記で説明したように、本実施形態に係る流量センサ１の製造方法は、以下の第１工程および第２工程を有することを特徴とする。すなわち、第１工程では、まず、複数の流量センサ１の第１基板２を構成する部材として、第４面２０１および第４面２０１とは反対側の第５面２０２を有する板状の第１ウェハ２００を用意する。第４面２０１は、第１基板２の第１面２１に相当し、第５面２０２は第２面２２に相当する。また、第１ウェハ２００としては、複数の流量センサ１それぞれに対応した複数の第１凹部２１ａが第４面２０１に形成されたことで複数の流量センサ１それぞれに対応した複数の薄肉部２２ａを有する構成のウェハを用意する。また、第１ウェハ２００としては、複数の流量センサ１それぞれに対応した複数の薄肉部２２ａに対応して、第４面２０１から第５面２０２まで貫通する複数の貫通孔２３を有する構成のウェハを用意する。また、第１工程では、複数の流量センサ１の第２基板３を構成する部材として、第６面３０１を有する板状の第２ウェハ３００を用意する。第１工程の後の第２工程では、第６面３０１を第４面２０１に接触させつつ第１ウェハ２００と第２ウェハ３００とを貼り合わせる。このとき、第６面３０１に対する法線の方向から見て、複数の第２凹部３１ａそれぞれが、複数の第１凹部２１ａのうち対応する第１凹部２１ａおよび複数の貫通孔２３のうち対応する貫通孔２３を内方に含むように、第１ウェハ２００と第２ウェハ３００とを貼り合わせる。

このため、本実施形態に係る流量センサ１の製造においては、上記した従来技術のように複数の部材についてそれぞれ別個の製造工程において別個に加工することなく、同時に複数の流量センサ１を製造することができる。これにより、本実施形態に係る流量センサ１では、従来よりも製造工程を簡略化することができる。

（第２実施形態）
本発明の第２実施形態について図４〜図６を参照して説明する。本実施形態は、第１実施形態に対して、貫通孔２３の構成を変更したものである。その他については基本的には第１実施形態と同様であるため、第１実施形態と異なる部分のみについて説明する。

第１実施形態では、貫通孔２３を、第１直線２３ａと第３直線２３ｃとの連結部分、および、第２直線２３ｂと第３直線２３ｃとの連結部分が、それぞれ、直角に折れ曲がった構成としていた。しかしながら、図４、図５に示すように、本実施形態では、貫通孔２３を、第１直線２３ａと第３直線２３ｃとの連結部分、および、第２直線２３ｂと第３直線２３ｃとの連結部分が、それぞれ、鈍角に折れ曲がった部分を複数有する構成としている。

このため、本実施形態に係る流量センサ１では、第１実施形態の場合に比べて、第１直線２３ａと第３直線２３ｃとの連結部分や、第２直線２３ｂと第３直線２３ｃとの連結部分に、応力が集中し難くなる。これによって、本実施形態に係る流量センサ１では、第１実施形態の場合に比べて、半導体プロセス中（例えば、ダイシング工程時）において、これら連結部分に応力が集中して該連結部分が割れてしまうなどの不具合が生じ難くなる。

なお、本実施形態では、図４、５に示すように、電気回路部４が第２基板３内に作製されている。なお、図４、図５では、センシング部である薄膜抵抗体７、９や、ヒータである薄肉抵抗体８や、第１シリコン酸化膜１６ａなどの電気的接続に関わるものの図示を省略してある。ここでは、電気回路部４と外部出力用接続端子５ａに接続された第２ボンディングワイヤ１５とを電気的に接続するための第１面２１から第２面２２まで貫通した貫通電極１９を第１基板２に設けることで、電気回路部４と外部との電気的接続を可能としている。このような構成とすることにより、本実施形態に係る流量センサ１では、第１実施形態の場合に比べて、流量センサ１の小型化が可能となる。なお、図５に示すように、貫通電極１９のうち電・BR>C回路部４に向けられた端部とは反対側の端部において電極１９ａが設けられており、この電極１９ａは電極１０とボンディングワイヤ１４によって電気的に接続されていると共に、外部出力用接続端子５Aとボンディングワイヤ１５で電気的に接続されている。

以上、本実施形態に係る流量センサ１の構成について説明した。本実施形態に係る流量センサ１の製造方法について図６を参照して説明する。

第１実施形態の場合と同様、本実施形態に係る流量センサ１は、基本的には、一般的なＩＣの製造工程と同様の工程を経て製造される。すなわち、流量センサ１は、上記した前工程および後工程を経て製造される。したがって、第１実施形態と同様、ここでは本実施形態に係る流量センサ１の製造方法のうち特徴的部分のみを詳しく説明する。

本実施形態に係る流量センサ１の製造方法は、以下の第１〜３工程を有することを特徴とする。なお、第１、２工程は上記の前工程に含まれる工程であって、第３工程は上記の後工程に含まれる工程である。

第１工程では、図６（ａ）〜（ｇ）各工程を経て、図６（ｇ）に示す第１ウェハ２００を用意する。すなわち、複数の流量センサ１の第１基板２を構成する部材として、第４面２０１および第５面２０２を有する板状の第１ウェハ２００を用意する。ここで、第１ウェハ２００としては、複数の流量センサ１それぞれに対応した複数の貫通電極１９に対応して、第４面２０１から第５面２０２まで貫通する複数の貫通電極１９を有する構成のウェハを用意する。

なお、この構成の第１ウェハ２００は、例えば、以下の手順で製造することができる。まず、図６（ａ）に示すように、第１ウェハ２００の第５面２０２において、第１シリコン酸化膜１６ａをプラズマＣＶＤなどにより成膜し、第１シリコン酸化膜１６ａの上面に、複数の流量センサ１それぞれに対応した複数の薄膜抵抗体７〜９を配置する。また、第１ウェハ２００の第４面２０１上に、プラズマＣＶＤなどにより第２シリコン酸化膜１６ｂを成膜して、第２シリコン酸化膜１６ｂのうち複数の第１凹部２１ａに対応する部分を除去する。次に、図６（ｂ）に示すように、ドライエッチングなどによって第１シリコン酸化膜１６ａのうち複数の貫通電極１９に対応する部分を除去する。次に、図６（ｃ）に示すように、第１シリコン酸化膜１６ａをマスクとしたドライエッチングなどによって、第１ウェハ２００のうち貫通電極１９が形成される部分を除去する。次に、図６（ｄ）に示すように、第１ウェハ２００のうち貫通電極１９が形成される部分として除去された部分に銅などの金属めっきによって貫通電極１９を形成する。次に、図６（ｅ）に示すように、電極１０および電極１９ａを配置する。次に、図６（ｆ）に示すように、ドライエッチングなどによって第１シリコン酸化膜１６ａのうち複数の貫通孔２３に対応する部分を除去した後、第１シリコン酸化膜１６ａをマスクとしたドライエッチングなどによって、第１ウェハ２００のうち貫通孔２３となる部分を除去する。このとき、第１実施形態の場合と同様、第４面２０１には第２シリコン酸化膜１６ｂが成膜されているため、エッチングガスが第４面２０１側に回り込んでしまうことが抑制される。次に、図６（ｇ）に示すように、第１ウェハ２００をエッチングすることにより、第１ウェハ２００の第４面２０１において、第１凹部２１ａとなる部分を除去した後、ドライエッチングなどによって、第２シリコン酸化膜１６ｂを除去する。以上の手順で、第１ウェハ２００を製造することができる。

また、第１工程では、図６（ｈ）、（ｉ）各工程を経て、図６（ｉ）に示す第２ウェハ３００を用意する。すなわち、複数の流量センサ１の第２基板３を構成する部材として、第６面３０１を有する板状の第２ウェハ３００を用意する。この第２ウェハ３００は第１実施形態の場合と同様の方法で製造できるものであるため、ここでは第２ウェハ３００の製造方法についての説明は省略する。

このように第１工程を行い、第１工程の後の第２工程では、第１実施形態の場合と同様、図６（ｊ）に示すように、第６面３０１を第４面２０１に接触させつつ第１ウェハ２００と第２ウェハ３００とを貼り合わせる。

そして、第２工程の後に以下の第３工程を行う。第３工程は第１実施形態の場合と同様であるため、ここでは第３工程についての説明は省略する。

以上の工程を経て、複数の流量センサ１が完成する。以上説明した本製造方法では、第１実施形態と同様、半導体プロセスにおいて、第２凹部３１ａおよび貫通孔２３をウェハ（第１、２ウェハ２００、３００）に形成して、流量センサ１を単一ウェハ上に作り上げる。このため、この流量センサ１の製造方法においては、半導体プロセスによって複数の流量センサ１について同時に加工を行うことが可能となる。特に、本実施形態における製造方法では、貫通電極１９を、貫通孔２３を形成する工程と同一の工程で形成することができる。よって、本製造方法では、効率的に、電気回路部４と外部との電気的接続を可能とするための貫通電極１９が第１基板２に設けられた構成の流量センサ１を製造することができる。

（第３実施形態）
本発明の第３実施形態について図７、図８を参照して説明する。本実施形態は、第２実施形態に対して、貫通孔２３の構成を変更したものである。その他については基本的には第２実施形態と同様であるため、第２実施形態と異なる部分のみについて説明する。

第２実施形態では、貫通孔２３を、第１直線２３ａと第３直線２３ｃとの連結部分、および、第２直線２３ｂと第３直線２３ｃとの連結部分が、それぞれ、折れ曲がった部分を複数有する構成としていた。しかしながら、図７、図８に示すように、本実施形態では、貫通孔２３を、第１直線２３ａと第３直線２３ｃとの連結部分、および、第２直線２３ｂと第３直線２３ｃとの連結部分が、それぞれ、曲線状に曲がった部分を有する構成とされている。なお、図７、図８では、センシング部である薄膜抵抗体７、９や、ヒータである薄肉抵抗体８や、第１シリコン酸化膜１６ａ、電極対１０〜１２などの電気的接続に関わるものの図示を省略してある。

このため、本実施形態に係る流量センサ１では、第２実施形態の場合よりもさらに、第１直線２３ａと第３直線２３ｃとの連結部分や、第２直線２３ｂと第３直線２３ｃとの連結部分に、応力が集中し難くなる。これによって、本実施形態に係る流量センサ１では、第２実施形態の場合に比べて、さらに、半導体プロセス中（例えば、ダイシング工程時）において、これら連結部分に応力が集中して該連結部分が割れてしまうなどの不具合が生じ難くなる。

（第４実施形態）
本発明の第４実施形態について図９、図１０を参照して説明する。本実施形態は、第１実施形態に対して、貫通孔２３の構成を変更したものである。その他については基本的には第１実施形態と同様であるため、第１実施形態と異なる部分のみについて説明する。

第１実施形態では、貫通孔２３が、第３直線２３ｃが薄肉部２２ａを挟んで第１基板２の他端２ｂの反対側に配置された構成とされていた。しかしながら、本実施形態では、図９、図１０に示すように、貫通孔２３が、第３直線２３ｃが薄肉部２２ａを挟んで第１基板２の一端２ａの反対側に配置された構成とされている。

このため、本実施形態では、第１基板２のうち他端２ｂの側の部分と第２基板３との関係で生じる応力（以下、他端起因応力という）は、貫通孔２３の周囲を通って第１直線２３ａと第２直線２３ｂの間の領域に回り込む経路で薄肉部２２ａに伝達することとなる。すなわち、他端起因応力は、図９の矢印Ｙ２に示すような経路を通って伝達することとなる。したがって、本実施形態では、他端起因応力が薄肉部２２ａに到達するまでの伝達経路が、第１実施形態の場合と比べて、長距離となる。よって、本実施形態に係る流量センサ１では、他端起因応力が薄肉部２２ａに到達するまでに吸収され易くなり、ひいては、薄肉部２２ａへの応力集中が緩和され易い。

（第５実施形態）
本発明の第５実施形態について図１１、図１２を参照して説明する。本実施形態は、第２実施形態に対して、貫通孔２３を省略すると共に第２凹部３１ａの形状を変更したものである。その他については基本的には第２実施形態と同様であるため、第２実施形態と異なる部分のみについて説明する。

図１１、図１２に示すように、本実施形態に係る流量センサ１では、第２凹部３１ａが、第２面２２に対する法線の方向から見て、第２基板３のうち一端２ａの側の部分の全体を含むように形成されている。したがって、本実施形態では、第２基板３は、第２凹部３１ａが形成されたことにより、第３面３１のうち一端２ａの側の部分において第１面２１と接触させられておらず、第３面３１のうち他端２ｂの側の部分の少なくとも一部において第１面２１と接触させられている。なお、図１１、図１２の例では、第２凹部３１ａは、第２基板３のうち、図１１の上下方向における下端から上端まで繋がって形成されると共に、図１１の左右方向における右端まで繋がって形成されている。

上記したように、本実施形態では、第２基板３は、第２凹部３１ａが形成されたことにより、第３面３１のうち一端２ａの側の部分において第１面２１と接触させられておらず、第３面のうち他端２ｂの側の部分の少なくとも一部において第１面２１と接触させられている。

このため、本実施形態に係る流量センサ１では、第１基板２のうち一端２ａの側の部分と第２基板３との関係で応力が生じず、また、他端起因応力は第１基板２のうち一端２ａの側の部分に伝達されない。よって、本実施形態に係る流量センサ１では、貫通孔２３が形成されなくても、薄肉部２２ａへの応力集中が抑制される。なお、本実施形態に係る流量センサ１において貫通孔２３が形成されていてもよい。

（他の実施形態）
本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した範囲内において適宜変更が可能である。

例えば、第１〜４実施形態では、流量センサ１において、貫通孔２３が形成された構成としていた。しかしながら、第１〜４実施形態に係る流量センサ１において、貫通孔２３が形成されていない構成としてもよい。

また、第２、３、５実施形態では、電気回路部４が第２基板３内に作製されていたが、第１、４実施形態において、電気回路部４が第２基板３に作製された構成してもよい。

また、第１〜５実施形態では、薄肉部２を、第１シリコン酸化膜１６ａおよび薄膜抵抗体７、８、９によって構成していたが、薄肉部２２ａの構成は、この構成に限られない。例えば、第１〜４実施形態において、薄肉部２を、支持基板２０の構成材料によって構成してもよい。

また、第１〜５実施形態では、図３（ｋ）、図６（ｊ）に示すように、製造工程において、第２、３シリコン酸化膜１６ｂ、１８を除去して、第１基板２と第２基板３とを貼り合わせていた。しかしながら、第１〜５実施形態において、第２、３シリコン酸化膜１６ｂ、１８を除去せずに残した構成としてもよい。この場合、第２シリコン酸化膜１６ｂと第３シリコン酸化膜１８とを接触（接着）させて、両酸化膜１６ｂ、１８同士の接着力により第１基板２と第２基板３とを貼り合わせた構成の流量センサ１とすることができる。この場合、第１〜５実施形態の場合に比べて、製造工程が少なくなり、容易に流量センサ１を製造することができる。

また、第１〜５実施形態では、本発明を流量センサ１に適用した例を示したが、本発明を流量センサ以外の物理量センサに適用しても良い。

すなわち、例えば、図１３、図１４に示すように、本発明を圧力センサ１Ａに適用しても良い。この圧力センサ１Ａは、第１実施形態に係る流量センサ１において、基本構成を圧力センサに変更したものである。具体的には、流体の流量を検出するためのセンシング部７、９を、被検出体による圧力を検出するためのピエゾ抵抗等で構成されたセンシング部７Ａに変更すると共に、圧力基準室を構成する凹部（図１４中の符号２１Ａを参照）を有する第３基板２０Ａを第１基板２の他面２２側に設けている。なお、この圧力センサ１Ａでは、貫通孔２３を形成していない。そして、この圧力センサ１Ａにおいても、第１実施形態における流量センサ１と同様、薄肉部２２ａを内包するように第２基板３の第３面３１に形成された第２凹部３１ａを形成している。そして、第２基板３の第２凹部３１ａの底面には、第２凹部３１ａの底面から第２基板３のうち第３面３１と反対側の面３２まで貫通する通気孔２２Ａが形成されている。この通気孔２２Ａは、被測定体である流体が流れ込むための入口である。この圧力センサ１Ａは、被検出体である流体が通気孔２２Ａから第２基板３の第２凹部３１ａ、第１基板２の第１凹部２１ａへと順に進入して、流体の圧力によって薄肉部２２ａに形成されたピエゾ抵抗が変化した場合に、その圧力に対応する電気信号を出力することで圧力を検出するものである。通気孔２２Ａは、微少サイズ（例えば、孔の直径が数μｍ〜数十μｍ）とされているため、この通気孔２２Ａには、従来技術（特許文献１に記載の流量センサ）の場合のように異物（金属屑、有機物など）が入り込むことは生じ難い。この通気孔２２Ａは、ドライエッチング等によって形成され得る。また、この圧力センサ１Ａにおいても、第１実施形態における流量センサ１の場合と同様、薄肉部２２ａの周辺の部分で固定された場合に比べて、薄肉部２２ａに対して第２基板３との関係で生じる応力がかかり難くなる。

なお、第１基板２の周囲に配置されている部材（図１３、図１４中の符号３０Ａを参照）は、モールド樹脂６を金型成形した際にモールド樹脂６と一体に成形されたものである。この部材３０Ａは、金型成形時には第２基板３に密着するように成形されるが、ここでは、金型成形の後に、部材３０Ａを構成するモールド樹脂のうち第１基板２の周囲において第１基板２に接触していた部分が、レーザーが照射されたことにより除去されている。これにより、この流量センサ１では、図１３に示すように、部材３０Ａと第１基板２の間に隙間３１Ａが形成され、この隙間３１Ａが形成されたことにより、部材３０Ａの少なくとも一部が第１基板２から離されている。

このように、この圧力センサ１Ａでは、隙間３１Ａが形成されることで部材３０Ａの少なくとも一部が第１基板２から離されていることにより、部材３０Ａが第１基板２に密着している場合に比べて、薄肉部２２ａに対して部材３０Ａとの関係で生じる応力がかかり難くなる。なお、この部材３０Ａは、第１基板２を保護する部分として機能する。

また、同様に、図１５、図１６に示すように、本発明を温度センサ１Ｂに適用しても良い。この温度センサ１Ｂは、第１実施形態に係る流量センサ１において、基本構成を温度センサに変更したものである。具体的には、流体の流量を検出するためのセンシング部７、９を、被検出体の温度を検出するためのサーミスタで構成されたセンシング部７Ｂに変更すると共に、凹部（図１６中の符号２１Ｂを参照）を有する第３基板２０Ｂを第１基板２の他面２２側に設けている。そして、上記の圧力センサ１Ａの場合と同様、第２基板３の第２凹部３１ａの底面には、第２凹部３１ａの底面から第２基板３のうち第３面３１と反対側の面３２まで貫通する通気孔２２Ｂが形成されている。この温度センサ１Ｂは、被検出体である流体が通気孔２２Ｂから第２基板３の第２凹部３１ａ、第１基板２の第１凹部２１ａへと順に進入して、流体の温度によってサーミスタの電気抵抗が変化した場合に、その温度に対応する電気信号を出力することで圧力を検出するものである。この通気孔２２Ｂは、被測定体である流体が流れ込むための入口である。通気孔２２Ｂは、微少サイズ（例えば、孔の直径が数μｍ〜数十μｍ）とされているため、この通気孔２２Ｂには、従来技術（特許文献１に記載の流量センサ）の場合のように異物（金属屑、有機物など）が入り込むことは生じ難い。この通気孔２２Ｂは、ドライエッチング等によって形成され得る。また、この圧力センサ１Ａにおいても、第１実施形態における流量センサ１の場合と同様、薄肉部２２ａの周辺の部分で固定された場合に比べて、薄肉部２２ａに対して第２基板３との関係で生じる応力がかかり難くなる。

なお、第１基板２の周囲に配置されている部材（図１５、図１６中の符号３０Ｂを参照）は、モールド樹脂６を金型成形した際にモールド樹脂６と一体に成形されたものである。図１５、図１６に示すように、この温度センサ１Ｂにおいても、圧力センサ１Ａの場合と同様、隙間３１Ｂが形成されることで部材３０Ｂの少なくとも一部が第１基板２から離されていることにより、部材３０Ｂが第１基板２に密着している場合に比べて、薄肉部２２ａに対して部材３０Ｂとの関係で生じる応力がかかり難くなる。なお、この部材３０Ｂも、第１基板２を保護する部分として機能する。

また、第１〜５実施形態に係る流量センサ１において、図１７、図１８に示すように、測定対象である流体の流れを整えるための整流板３０を設けても良い。この整流板３０は、モールド樹脂で構成されると共に、第１基板２の周囲のうち、第１基板２の第２面２２の方向におけるセンシング部７、９よりも流体の上流側およびセンシング部７、９よりも下流側において第１基板２に密着して配置されている。具体的には、この整流板３０は、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂等によって構成され、金型を用いたトランスファーモールド法やコンプレッションモールド法により形成され得る。なお、第１実施形態において、第１基板２ｂの他端２ｂ側の部分を封止するモールド樹脂６を成形する工程と同じ工程において、整流板３０を構成するモールド樹脂を成形する、すなわち第１基板２ｂの他端２ｂ側の部分を封止するモールド樹脂６と整流板３０を構成するモールド樹脂とを一体成形することにより、製造工程の削減を図ることができる。

ここで、図１７〜図１９に示すように、この流量センサ１では、整流板３０が第２基板３に密着して配置されているが、第１基板２には貫通孔２３が形成されているため、整流板３０の膨張収縮に起因する応力が第１基板２の薄肉部２２ａに伝達され難い。なお、図１９に示すように、第１基板２が整流板３０よりも図中上方向に突き出してしまうと流体の整流ができなくなるため、この流量センサ１では、整流板３０の端部が第１基板２よりも図中上方向に突き出している。

なお、第１基板２の周囲のうち、第１基板２の第２面２２の方向におけるセンシング部７、９よりも流体の上流側およびセンシング部７、９よりも下流側の一方にのみに整流板３０を設けても良い。

また、整流板３０を設けた流量センサ１において、図２０、図２１に示すように、整流板３０を構成するモールド樹脂のうち第１基板２の周囲において第１基板２に接触していた部分を、レーザーを照射することにより除去しても良い。すなわち、流量センサ１において、整流板３０を構成するモールド樹脂に対して第１基板２に整流板３０と第１基板２の境界に沿ってレーザーを照射することにより第１基板２の周囲に位置するモールド樹脂を除去しても良い。この場合、この流量センサ１では、図２０、図２１に示すように、整流板３０と第１基板２の間に隙間４０が形成され、この隙間４０が形成されたことにより、整流板３０の少なくとも一部が第１基板２から離されている。なお、ここでは、整流板３０は、モールド樹脂６と一体となっていることで固定されている。

このように、この流量センサ１では、隙間４０が形成されることで整流板３０の少なくとも一部が第１基板２から離されていることにより、整流板３０が第１基板２に密着している場合に比べて、薄肉部２２ａに対して整流板３０との関係で生じる応力がかかり難くなる。なお、この隙間４０に流体が流れ込むことで流体の流れが阻害されることが懸念されるが、この隙間４０はレーザーが照射されたことにより形成されるものであるため、この流量センサ１では、レーザーの経口等を調節するだけで、隙間４０の幅を狭くすることができる。すなわち、隙間４０の幅を狭くすることにより、隙間４０に流体が流れ込むことで流体の流れが阻害される問題は生じ難くなる。

２ 第１基板
２１ 第１面
２１ａ 第１凹部
２２ 第２面
２２ａ 薄肉部
２３ 貫通孔
３ 第２基板
３０ 整流板
３１ 第３面
３１ａ 第２凹部
２００ 第１ウェハ
３００ 第２ウェハ

Claims (15)

1. 一端（２ａ）および前記一端とは反対側の他端（２ｂ）を有すると共に第１面（２１）および前記第１面とは反対側の第２面（２２）を有する支持基板（２０）を備え、前記支持基板の前記一端の側における前記第１面に第１凹部（２１ａ）が形成されたことにより薄肉とされた薄肉部（２２ａ）を有する構成とされた第１基板（２）と、
   第３面（３１）を有し、前記第２面に対する法線の方向から見て、前記薄肉部を内包するように前記第３面に形成された第２凹部（３１ａ）を有すると共に、前記第３面が前記第１基板の第１面に接触させられつつ前記第１基板に貼り合わされた構成とされた第２基板（３）と、
   前記薄肉部における前記第２面に形成され、被検出体の物理量を検出して電気信号として出力するセンシング部（７、９、７Ａ、７Ｂ）と、を有することを特徴とする物理量センサ。
2. 前記被検出体の物理量として流体の流量を検出する前記センシング部（７、９）を有することを特徴とする請求項１に記載の物理量センサ。
3. 前記第１基板の周囲のうち前記第１基板の第２面の方向における前記流体の上流側および下流側のうち少なくとも一方において第１基板２に密着して配置され、前記流体の流れを整えるための整流板（３０）を備えることを特徴とする請求項２に記載の物理量センサ。
4. 前記第１基板２ｂの他端２ｂ側の部分を封止するモールド樹脂（６）を有し、該モールド樹脂と前記整流板を構成する前記モールド樹脂が一体成形されていることを特徴とする請求項３に記載の物理量センサ。
5. 前記第２面に対する法線の方向における長さとしての前記第１基板の厚さおよび前記第２基板の厚さを比較したときに、前記第２基板が前記第１基板よりも薄い構成とされていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１つに記載の物理量センサ。
6. 前記第２基板は、前記第２凹部が形成されたことにより、前記第３面のうち前記一端の側の部分において前記第１面と接触させられておらず、前記第３面のうち前記他端の側の部分の少なくとも一部において前記第１面と接触させられていることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１つに記載の物理量センサ。
7. 前記第２基板内に作製された回路であり、前記センシング部が検出して出力した電気信号について演算処理を実行する電気回路を有する電気回路部（４）と、
   前記第１基板に設けられ、前記電気回路部と外部との電気的接続を可能とするための前記第１基板を前記第１面から前記第２面まで貫通した貫通電極（１９）と、を有することを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１つに記載の物理量センサ。
8. 前記第１基板には、前記第２面に対する法線の方向から見て、前記第２凹部の内方の領域であって前記薄肉部の周囲の領域において、前記第１面から前記第２面まで貫通する貫通孔（２３）が形成されており、
   前記貫通孔は、前記薄肉部の周囲を部分的に囲む構成とされていることを特徴とする請求項２ないし４のいずれか１つに記載の物理量センサ。
9. 前記貫通孔は、前記第２面に対する法線の方向から見て、第１直線（２３ａ）と、前記薄肉部を挟んで前記第１直線とは反対側に配置された第２直線（２３ｂ）と、前記第１直線と前記第２直線とを連結する第３直線（２３ｃ）と、によってＵの字状に構成されており、
   前記第２面に対する法線の方向から見て、前記第１直線と前記第３直線との連結部分、および、前記第２直線と前記第３直線との連結部分が、それぞれ、鈍角に折れ曲がった部分を複数有する構成とされていることを特徴とする請求項８に記載の物理量センサ。
10. 前記貫通孔は、前記第２面に対する法線の方向から見て、第１直線（２３ａ）と、前記薄肉部を挟んで前記第１直線とは反対側に配置された第２直線（２３ｂ）と、前記第１直線と前記第２直線とを連結する第３直線（２３ｃ）と、によってＵの字状に構成されており、
    前記第２面に対する法線の方向から見て、前記第１直線と前記第３直線との連結部分、および、前記第２直線と前記第３直線との連結部分が、それぞれ、曲線状に曲がった部分を有する構成とされていることを特徴とする請求項８に記載の物理量センサ。
11. 前記貫通孔は、前記第２面に対する法線の方向から見て、第１直線（２３ａ）と、前記薄肉部を挟んで前記第１直線とは反対側に配置された第２直線（２３ｂ）と、前記第１直線と前記第２直線とを連結する第３直線（２３ｃ）と、によってＵの字状に構成されており、
    前記第１基板の前記第２面に対する法線の方向から見て、前記第３直線が、前記薄肉部を挟んで前記第１基板の一端の反対側に配置されていることを特徴とする請求項８ないし１０のいずれか１つに記載の物理量センサ。
12. 前記第１基板の第１面と前記第２基板の第２凹部の底面との間の距離が１００μｍ以下とされていることを特徴とする請求項２ないし１１のいずれか１つに記載の物理量センサ。
13. 請求項１ないし１２のいずれか１つに記載の物理量センサの製造方法であって、
    複数の前記物理量センサの前記第１基板を構成する部材として、第４面（２０１）および前記第４面とは反対側の第５面（２０２）を有する板状とされ、複数の前記物理量センサそれぞれに対応した複数の前記第１凹部が前記第４面に形成されたことにより複数の前記薄肉部を有する構成とされた第１ウェハ（２００）を用意すると共に、複数の前記物理量センサの前記第２基板を構成する部材として、第６面（３０１）を有する板状とされ、複数の前記物理量センサそれぞれに対応した複数の前記第２凹部が前記第６面に形成された第２ウェハ（３００）を用意する第１工程と、
    前記第１工程の後に、前記第６面に対する法線の方向から見て、前記複数の前記第２凹部それぞれが前記複数の前記第１凹部のうち対応する前記第１凹部を内方に含むように、前記第６面を前記第４面に接触させつつ前記第１ウェハと前記第２ウェハとを貼り合わせる第２工程と、を有することを特徴とする物理量センサの製造方法。
14. 請求項８ないし１１のいずれか１つに記載の物理量センサの製造方法であって、
    複数の前記物理量センサの前記第１基板を構成する部材として、第４面（２０１）および前記第４面とは反対側の第５面（２０２）を有する板状とされ、複数の前記物理量センサそれぞれに対応した複数の前記第１凹部が前記第４面に形成されたことで複数の前記物理量センサそれぞれに対応した複数の前記薄肉部を有し、複数の前記物理量センサそれぞれに対応した前記複数の前記薄肉部に対応して、前記第４面から前記第５面まで貫通する複数の貫通孔（２３）を有する構成とされた第１ウェハ（２００）を用意すると共に、複数の前記物理量センサの前記第２基板を構成する部材として、第６面（３０１）を有する板状とされ、複数の前記物理量センサそれぞれに対応した複数の前記第２凹部が前記第６面に形成された第２ウェハ（３００）を用意する第１工程と、
    前記第１工程の後に、前記第６面に対する法線の方向から見て、前記複数の前記第２凹部それぞれが、前記複数の前記第１凹部のうち対応する前記第１凹部および前記複数の貫通孔のうち対応する前記貫通孔を内方に含むように、前記第６面を前記第４面に接触させつつ前記第１ウェハと前記第２ウェハとを貼り合わせる第２工程と、を有することを特徴とする物理量センサの製造方法。
15. 請求項５に記載の物理量センサの製造方法であって、
    複数の前記物理量センサの前記第１基板を構成する部材として、第４面（２０１）および前記第４面とは反対側の第５面（２０２）を有する板状とされた第１ウェハ（２００）を用意して、複数の前記物理量センサそれぞれに対応した複数の前記貫通電極を前記第１ウェハに形成すると共に複数の前記物理量センサそれぞれに対応した複数の前記第１凹部を前記第１ウェハに形成することにより、複数の前記貫通電極および複数の前記薄肉部を有する前記第１ウェハを用意すると共に、複数の前記物理量センサの前記第２基板を構成する部材として、第６面（３０１）を有する板状とされ、複数の前記物理量センサそれぞれに対応した複数の前記第２凹部が前記第６面に形成された第２ウェハ（３００）を用意する第１工程と、
    前記第１工程の後に、前記第６面に対する法線の方向から見て、前記複数の前記第２凹部それぞれが前記複数の前記第１凹部のうち対応する前記第１凹部を内方に含むように、前記第６面を前記第４面に接触させつつ前記第１ウェハと前記第２ウェハとを貼り合わせる第２工程と、を有することを特徴とする物理量センサの製造方法。

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