JP2019186372A - 電極構造 - Google Patents

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Abstract

【課題】開発期間や開発コストを増大させないで半導体デバイスの破壊を防止することが可能な電極構造を提供する。【解決手段】半導体デバイス１０３を樹脂１０４でモールドして形成された電極１００である。電極１００は、半導体デバイス１０３の表面に形成され第１の厚さ（ｔ１）を有する第１の樹脂モールド部と、半導体デバイス１０３の裏面に形成され第１の厚さよりも大きい第２の厚さ（ｔ２）を有する第２の樹脂モールド部と、第１の樹脂モールド部における半導体デバイス１０３の端部に対応する部分に形成された露出部１０５とを有する。【選択図】図１

Description

本発明は、電極構造に関する。
例えば、臨床検査用分析装置において、医療ミスの削減およびミス発生時の早期対応を目的として、個体識別コードや使用期間、使用状態等の情報の記録が求められている。そして、これらの情報を記録するためのメモリカード等の半導体デバイスを搭載した電極が提案されている（特許文献１参照）。
その一方で分析装置の小型化が求められており、それに伴い、半導体デバイスを搭載した小型の電極が求められている。
半導体デバイスを搭載した電極を小型化するための技術として、射出成形時に半導体デバイスをインサートモールドする方法が提案されている。インサートモールド法では、半導体デバイスと電極筐体を隙間なく一体化し半導体デバイスの特性を維持しつつ電極を小型化する。しかし、インサートモールド法では、溶融樹脂の圧力によりメモリカード等の半導体デバイスが曲がり破壊される恐れがある。
この対策として、曲がる側を治具等で支えることで変形を抑制する方法が提案されている（特許文献２参照）。
国際公開ＷＯ２０１１／０３４１７０号公報 特開平１１−８７３８５号公報
しかし、特許文献２では、一度実際に成形してみなければメモリカードが曲がる向きがわからない。また、メモリカードが曲がる向きを確認した後に金型を改造しなければならない。このため、特許文献２では、開発期間や開発コストの増大につながる。
本発明の目的は、開発期間や開発コストを増大させないで半導体デバイスの破壊を防止することが可能な電極構造を提供することにある。
本発明の一態様の電極構造は、半導体デバイスを樹脂モールドして形成された電極であって、前記半導体デバイスの表面に形成され、第１の厚さを有する第１の樹脂モールド部と、前記半導体デバイスの裏面に形成され、前記第１の厚さよりも大きい第２の厚さを有する第２の樹脂モールド部と、前記第１の樹脂モールド部における前記半導体デバイスの端部に対応する部分に形成された露出部とを有することを特徴とする。
本発明の一態様の電極構造は、半導体デバイスを樹脂モールドして形成された電極であって、前記半導体デバイスの表面に形成され、第１の厚さを有する第１の樹脂モールド部と、前記半導体デバイスの裏面に形成され、前記第１の厚さよりも大きい第２の厚さを有する第２の樹脂モールド部と、前記第１の樹脂モールド部における前記半導体デバイスの端部に対応する部分に形成された露出部と有し、前記露出部は、前記半導体デバイスを前記樹脂モールドして形成する際に用いられる金型の一部に前記半導体デバイスの前記端部が接触することにより形成されることを特徴とする。
本発明の一態様によれば、開発期間や開発コストを増大させないで半導体デバイスの破壊を防止することが可能な電極構造を提供することができる。
実施例１のイオン選択性の電極の構造を示す模式図である。 実施例１のイオン選択性の電極の樹脂充填途中の模式図である。 実施例２のイオン選択性の電極の構造を示す模式図である。 実施例２のイオン選択性の電極の樹脂充填途中の模式図である。 実施例３のイオン選択性の電極の構造を示す模式図である。 実施例３のイオン選択性の電極の樹脂充填途中の模式図である。 半導体デバイスの肉厚に分布を有する構造における実施例１のイオン選択性の電極の樹脂充填途中の模式図である。 実施例１のイオン選択性の電極の樹脂充填途中における樹脂流動最短経路を示す模式図である。
電解質分析装置は人の健康状態の分析のため、血液や尿から分離した検体に含まれる各種イオンの濃度を測定する装置である。電解質分析装置の方式は種々あるが，そのひとつにイオン選択性電極を用いてイオン濃度を間接的に測定する方式がある。イオン選択性電極は構造的には検体を流す流路を有し、流路の一部が特定のイオンのみを取り込むイオン選択膜で形成されている。
また、外部端子を有し、イオン選択膜が外部端子と電気的に接続されており、イオン選択膜が取り込んだイオンの量に応じた起電力が外部端子に伝わるしくみとなっている。検体を電極の流路に流し、検体のカリウムやナトリウム等のイオン濃度に応じた外部端子の電位変化を測定することによりイオン濃度を推定する。
イオン選択性電極は、以下のような方法で製造される。
検体流路を含む電極筐体を熱可塑性樹脂で射出成形する。このとき流路の一部を開口したものを成形するか、後から切削加工等により開口した後、開口部にイオン選択膜を接着して流路の一部をイオン選択膜とする。アナログ端子を電極筐体の所定の位置に挿入し、イオン選択膜と電気的に接続する。
イオン選択性電極を用いたイオン濃度測定は高精度であるが、電極に振動が生じると、わずかではあるものの起電力が変化する。これは振動によるイオン選択膜近傍の検体イオン濃度分布の変化の影響と解釈できる。振動が著しいとノイズとなって測定の安定性を阻害するが、一定レベル以下の振動であれば起電力の変化は無視できるほど小さい。振動の大きさを調べるためには電極に加速度センサを搭載し、電極の振動を測定して分析する方法が挙げられる。
イオン選択性電極にセンサやメモリを搭載する方法としては、接着剤を用いた接着やねじ留めが挙げられる。接着はセンサやメモリを格納するスペースを設けた電極筐体を射出成形し、接着剤を前記スペースもしくはセンサやメモリに塗布した後、センサやメモリをスペースに挿入して固定する。
ここで、加速度センサはセンシング対象である電極と一体となって運動（振動）することが前提となっている。接着剤によっては振動を吸収してしまい、正しい加速度が得られない。また、振動や経時劣化により接着力が低下して剥離してしまった場合も正しい加速度が得られなくなる。
他方、ねじ留めは以下のような手順となる。センサを格納するスペースとそれにつながる貫通孔または切欠きを設けた電極筐体を射出成形する。また同様な貫通孔（切欠き）を有する押さえ板を用意する。電極筐体内スペースにセンサを設置し、押さえ板と筐体でセンサを挟み込んで、貫通孔よりも大きい頭部を有するボルトおよびナットで締め付ける。ここで、押さえ板の剛性によってはセンサが電極と一体振動せず正しい加速度が得られない。また、電極筐体内スペースおよび押さえ板はボルト及びナットの分センサよりもサイズを大きくする必要があり小型化の障害となる。
ここで、射出成形時にセンサやメモリをインサートモールドすることで、センサやメモリと電極筐体を隙間なく一体化し、センサやメモリの特性を維持しつつ電極を小型化できる。
センサのインサートモールドの手順を以下に説明する。電極筐体の形の空間（キャビティ）を有する金型内にセンサを設置する。このとき、センサの外部端子等の樹脂モールドすべきでない部分は、センサの或る断面を一周するように金型を接触させる領域を設けることで樹脂が進入できないように隔絶する。
この状態で溶融した樹脂を金型内に射出し、樹脂が金型に熱を奪われて冷却・固化した後、金型を開いて電極筐体を取り出す。このようにすると接着剤やねじを用いずに、センサを搭載した小型の電極筐体を得ることができる。なお、センサの或る断面を一周するように金型に接触させる部分を金型でつかむことからクランプ部分と呼ぶ。
ここで問題となるのが溶融樹脂射出時の圧力によるセンサの破壊である。例えば、センサが扁平なカード型である場合は、樹脂充填途中においてカードの表裏に存在する樹脂量の違いにより、クランプ端部を支点とする曲げ力がカードに作用する。曲げ力が許容値を超えるとカードが折れてしまう。
この対策として、曲がる側を治具等で支えることで変形を抑制する方法では、一度実際に成形してみなければ曲がる向きがわからない。また曲がる向きを確認した後に金型を改造しなければならないため、開発期間の長大化や開発コストの増大につながる。このため、あらかじめ曲がる向きを制御した上でセンサやメモリといった半導体デバイスを非破壊インサートモールドする技術が求められている。
実施形態は、メモリカード等の半導体デバイスの表裏にあえて肉厚差を設け、半導体デバイスの厚さのばらつきによらず厚肉側から曲げ力が作用する構造とする。これにより、薄肉側のカード端部を金型で支持することで曲げを抑制する。
この結果、図１に示すように、半導体デバイス１０３を樹脂モールドして形成された電極１００であって、前記半導体デバイス１０３の表面に形成され、第１の厚さ（ｔ１）を有する第１の樹脂モールド部と、前記半導体デバイス１０３の裏面に形成され、前記第１の厚さよりも大きい第２の厚さ（ｔ２）を有する第２の樹脂モールド部と、前記第１の樹脂モールド部における前記半導体デバイスの端部に対応する部分に形成された露出部１０５と、を有する電極構造が得られる。
実施形態によれば、センサやメモリ等の半導体デバイスを破壊することなくインサートモールドできる。その結果、例えば、センサやメモリ等の半導体デバイスを搭載した小型のイオン選択性電極を提供できる。
具体的には、実施形態は、以下の形態を有する。
（形態１）扁平な半導体デバイス１０３を樹脂１０４でモールドした構造であって、半導体デバイス１０３の表裏モールド部の肉厚ｔ１、ｔ２が異なり、かつ肉厚の小さい側の半導体デバイス１０３の端部が露出して形成された露出部１０５を有する電極構造。
（形態２）露出部１０５は樹脂モールド時に金型１０６に接触することで溶融樹脂１０８が進入できずに形成される電極構造。
（形態３）半導体デバイス１０３の断面幅ｔｗと厚さｔｓの比が２以上である電極構造。
（形態４）半導体デバイス１０３の表裏モールド部の肉厚ｔ１およびｔ２の差が２０％以上である電極構造。
（形態５）半導体デバイス１０３の表裏モールド部の肉厚ｔ１およびｔ２に分布を有し、ｔ１およびｔ２の平均肉厚差が２０％以上であることを特徴とする電極構造。
（形態６）半導体デバイス１０３の端部から露出部１０５の端部の距離ｔｅが半導体デバイス１０３の厚さｔｓよりも小さいことを特徴とする電極構造。
（形態７）平均肉厚の小さい側への樹脂流動最短経路と大きい側への樹脂流動最短経路が等しいか平均肉厚の大きい側が短くなるように樹脂ゲート１１３を儲け、平均肉厚差を１０％以上とした電極構造。
（形態８）半導体デバイス１０３の端部に突起１１０を有し、突起１１０の上面および側面の一部が露出している電極構造。
（形態９）突起１１０の端部と半導体デバイス端部との距離ｔｅ２が半導体デバイス１０３の厚さｔｓよりも小さい電極構造。
（形態１０）扁平な半導体デバイス１０３を樹脂モールドした構造であって、半導体デバイス１０３の表裏モールド部の平均肉厚が異なり、平均肉厚の小さい側の半導体デバイス１０３の露出部１０５に軟化温度がモールド樹脂以上であるスペーサ１１１が設けられている電極構造。
（形態１１）スペーサ１１１の表面に凸部または凹部１１２を有する電極構造。
（形態１２）スペーサ１１１がアンダーカット１１４により電極１００からの脱落が防止されている電極構造。
以下、図面を用いて、実施例について説明する。
図１を参照して、実施例１のイオン選択性の電極の構造について説明する。
イオン選択性の電極１００は、検体流路１０１および検体流路１０１とイオン選択膜（図示しない）を介して電気的に接続された外部端子１０２を有する。扁平な半導体デバイス１０３が樹脂１０４でモールドされている。ここで、半導体デバイス１０３は、例えば、センサやメモリである。
このような構造の下、半導体デバイス１０３の表モールド部の肉厚ｔ１と、裏モールド部の肉厚ｔ２が異なり、かつ肉厚の小さい側の半導体デバイスの端部が露出部１０５において露出している。
このように、実施例１のイオン選択性の電極１００は、半導体デバイス１０３を樹脂１０４でモールドして形成された電極である。電極１００は、半導体デバイス１０３の表面に形成され第１の厚さ（ｔ１）を有する第１の樹脂モールド部と、半導体デバイス１０３の裏面に形成され第１の厚さよりも大きい第２の厚さ（ｔ２）を有する第２の樹脂モールド部とを有する。電極１００は、第１の樹脂モールド部における半導体デバイス１０３の端部に対応する部分に形成された露出部１０５有する。
ここで、露出部１０５は、樹脂モールド時に金型に接触することでモールド樹脂が進入できずに形成されたものである。本構造を採用することにより、半導体デバイス１０３を非破壊でインサートモールドしたイオン選択性の電極１００を得ることができる。
その理由をインサートモールド時の溶融樹脂充填中における図１のＡＡ’断面の模式図である図２を用いて説明する。
本構造は、半導体デバイス１０３の表裏の最大肉厚ｔ１およびｔ２に差を設けており、図２に示すように、最大肉厚の大きいｔ２側の方の樹脂充填が促進される。ここで、充填における樹脂先端部の速度は肉厚の３乗に比例する。このため樹脂充填領域の差Ｄが生じ樹脂圧力による曲げ力Ｆがクランプ端部１０９を支点として最大肉厚の大きいｔ２側からｔ１側に向かって作用する。
本構造では最大肉厚の小さいｔ１側の端部を金型１０６で支持している。このため、半導体デバイス１０３の端部の変位ひいては半導体デバイス１０３の曲げ変形を抑制できる。また、半導体デバイス１０３の両端が露出していることで、ブロワーなどを用いた半導体デバイス１０３（動作時は発熱する）の温調効率が高まる。その結果、温度ノイズに対する電位測定誤差が大きいイオン選択性の電極１００の測定精度を向上させることができる。
実験によれば、半導体デバイス１０３の断面幅Ｔｗと厚さＴｓの比が２以上で、その表裏の肉厚差が２０％以上であれば非破壊でのインサートモールドが可能であった。これは、断面幅Ｔｗと厚さＴｓの比が大きいことで、半導体デバイス１０３の変形が厚さ方向への曲がりが支配的となることと、充填における樹脂先端部の速度の肉厚に対する感度が大きいことが強く影響していると考えられる。
図５に示すように、半導体デバイス１０３の肉厚に分布を有する構造では、平均肉厚の差が２０％以上であれば非破壊でのインサートモールドが可能であった。また、半導体デバイス１０３の端部から露出部１０５の端部の距離ｔｅを半導体デバイス１０３の厚さ（厚さに分布を有するものは最小厚さ）ｔｓよりも小さくした。こうしないと、露出部１０５よりも半導体デバイス１０３の端部側で曲がりが生じた。
また、図６に示すように、最大肉厚の小さいｔ１側への樹脂流動最短経路（図６のｈ１＋ｈ２）と大きいｔ２側への樹脂流動最短経路（図６のｈ１’）が等しいか、平均肉厚の大きい側が短くなるように樹脂ゲート１１３を儲けた構造とする。これにより、より安定して平均肉厚が大きい側に早く溶融樹脂１０８が充填され、最大肉厚差を１０％まで小さくしても非破壊インサートモールドが可能であった。
ここで、樹脂流動最短経路とはゲート１１３の中心点から金型キャビティ１０７内を通って半導体デバイス１０３の表裏樹脂モールド部の端点に到達するための線分の総和である。また、樹脂流動最短経路は、金型キャビティ１０７内でゲート１１３から半導体デバイス１０３の樹脂モールド部の端点を糸で張ったときの最短経路とも言う。
図３Ａ、図３Ｂを参照して、実施例２のイオン選択性の電極の構造について説明する。
実施例１のイオン選択性の電極１００の構造との相違は、端部に突起１１０を設け、突起１１０の上面および側面の一部が露出している点である。その他の構造は、実施例１のイオン選択性の電極１００の構造とほぼ同じなのでその説明は省略する。
実施例２のイオン選択性の電極１００の構造を採用することにより、溶融樹脂充填時の半導体デバイス１０３の変形をより低減することができる。その理由を以下に説明する。
図３Ｂに示すように、溶融樹脂充填時において金型クランプ部１０９の端部および金型１０６の支持部（露出部１０５）を支点とした最大肉厚が小さい側へのたわみが半導体デバイス１０３に生じる。このとき半導体デバイス１０３の端部に作用する力のうち半導体デバイス１０３の表裏に垂直な成分は金型１０６の支持で押し返されてキャンセルされるが、半導体デバイス１０３の表裏に水平な成分もわずかだが存在する。
実施例２のイオン選択性の電極の構造においては、突起１１０の上面部に加え側面部が金型１０６に接触しているために引っかかって（あるいは摩擦で）抵抗が生じ、その結果変位がさらに抑制される。
実験において、半導体デバイス１０３の端部から半導体デバイス１０３の厚さｔｓと等しいかそれより近い位置に突起１１０の端部を設ければ、突起１００による変形抑制効果があった。
図４Ａ、図４Ｂを参照して、実施例３のイオン選択性の電極の構造について説明する。
実施例１のイオン選択性の電極１００の構造との相違は、最大肉厚の小さい側の半導体デバイス１０３の端部に軟化温度がモールド樹脂以上であるスペーサ１１１を設けた点である。その他の構造は、実施例１のイオン選択性の電極１００の構造とほぼ同じなのでその説明は省略する。
実施例３のイオン選択性の電極１００の構造を採用することにより、半導体デバイス１０３が露出しない、より信頼性に優れたイオン選択性の１００電極を得ることができる。その理由を以下に説明する。
図４Ｂに示すように、溶融樹脂充填時において樹脂圧力による曲げ力Ｆがクランプ端部を支点として最大肉厚の大きいｔ２側からｔ１側に向かって作用する。しかし、実施例３のイオン選択性の電極の構造においては、最大肉厚の小さいｔ１側の端部を、軟化温度がモールド樹脂以上であるスペーサ１１１を介して金型１０６で支持しているため、半導体デバイス１０３の端部の変位ひいては半導体デバイス１０３の曲げ変形を抑制できる。
実験によれば，半導体デバイス１０３の表裏のスペーサ１１１の存在しない領域の肉厚差が２０％以上であれば非破壊でのインサートモールドが可能であった。半導体デバイス１０３の表裏の肉厚に分布を有する構造では，平均肉厚の差が２０％以上であれば非破壊でのインサートモールドが可能であった。また、半導体デバイス１０３の端部からスペーサ１１１の端部の距離を半導体デバイス１０３の厚さ（厚さに分布を有するものは最小厚さ）ｔｓよりも小さくした。
また、最大肉厚の小さいｔ１側への樹脂流動最短経路と大きいｔ２側への樹脂流動最短経路が等しいか、最大肉厚の大きい側が短くなるように樹脂ゲートを設けた構造とする。これにより、より安定して最大肉厚が大きい側に早く樹脂が充填され、最大肉厚差を１０％まで小さくしても非破壊インサートモールドが可能であった。
これより、半導体デバイス１０３が露出せず、スペーサ１１１の材質をモールド樹脂よりも軟化点の高いものとすることで半導体デバイス１０３が露出しない構造となる。この結果、棒や先の尖ったものが直接接触することにより半導体デバイス１０３が破損するリスクが減じて信頼性の面で優れたイオン選択性の電極１００を得ることができる。
スペーサ１１１の材質としては、例えば、樹脂やセラミクスが挙げられる。ここで、スペーサ１１１が溶融樹脂に流されて位置ずれを起こすことによる成形歩留まりの低下が問題となる。この対策として、図４Ａに示すように、スペーサ１１１の表面に凸部または凹部１１２を設け、それに合致する凹部または凸部を金型１０６に設ける。これにより、スペーサ１１１の厚さに垂直な方向への移動を拘束し、溶融樹脂充填時のスペーサ１１１の位置ずれを抑制して成形歩留まりを向上させることができる。また、スペーサ１１１にアンダーカット１１４を形成することで、電極筐体成形後に振動や衝撃等によりスペーサ１１１が脱落することを防止できる。
なお、本発明はイオン選択性の電極に限定するものではなく、半導体デバイス１０３をインサートモールドした半導体装置に広く適用できる。
１００ 電極
１０１ 検体流路
１０２ 外部端子
１０３ 半導体デバイス
１０４ 樹脂
１０５ 露出部
１０６ 金型
１０７ 金型キャビティ
１０８ 溶融樹脂
１０９ 金型クランプ部
１１０ 突起
１１１ スペーサ
１１２ スペーサの凹部
１１３ ゲート
１１４ アンダーカット

Claims (14)

  1. 半導体デバイスを樹脂モールドして形成された電極であって、
    前記半導体デバイスの表面に形成され、第１の厚さを有する第１の樹脂モールド部と、
    前記半導体デバイスの裏面に形成され、前記第１の厚さよりも大きい第２の厚さを有する第２の樹脂モールド部と、
    前記第１の樹脂モールド部における前記半導体デバイスの端部に対応する部分に形成された露出部と、
    を有することを特徴とする電極構造。
  2. 前記半導体デバイスは、扁平な半導体センサ又は半導体メモリであることを特徴とする請求項１に記載の電極構造。
  3. 前記半導体デバイスの断面幅と前記半導体デバイスの厚さの比が２以上であることを特徴とする請求項１に記載の電極。
  4. 前記第１の樹脂モールド部の前記第１の厚さと前記第２の樹脂モールド部の前記第２の厚さの肉厚差が２０％以上であることを特徴とする請求項１に記載の電極構造。
  5. 前記第１の樹脂モールド部の前記第１の厚さと前記第２の樹脂モールド部の前記第２の厚さはそれぞれ肉厚に分布を有しており、平均肉厚差が２０％以上であることを特徴とする請求項１に記載の電極構造。
  6. 前記半導体デバイスの下部端面から前記露出部の下部端面までの距離は、前記半導体デバイスの厚さよりも小さいことを特徴とする請求項１に記載の電極構造。
  7. 前記露出部において前記半導体デバイスの前記端部に形成された突起部を更に有することを特徴とする請求項１に記載の電極構造。
  8. 前記突起部の上面及び側面の少なくも一部分が露出していることを特徴とする請求項７に記載の電極構造。
  9. 前記突起部の下部端面と前記半導体デバイスの下部端面との距離が、前記半導体デバイスの厚さよりも小さいことを特徴とする請求項７に記載の電極構造。
  10. 前記露出部において前記半導体デバイスの前記端部に形成されたスペーサを更に有することを特徴とする請求項１に記載の電極構造。
  11. 前記スペーサの表面に形成された凹部または凸部を更に有することを特徴とする請求項１０に記載の電極構造。
  12. 前記スペーサに形成されたアンダーカット部を更に有することを特徴とする請求項１０に記載の電極構造。
  13. 検体を流す流路と外部端子を更に有し、
    前記流路に流された前記検体のイオン濃度に応じた前記外部端子の電位変化を測定することにより前記イオン濃度を推定することを特徴とする請求項１に記載の電極構造。
  14. 半導体デバイスを樹脂モールドして形成された電極であって、
    前記半導体デバイスの表面に形成され、第１の厚さを有する第１の樹脂モールド部と、
    前記半導体デバイスの裏面に形成され、前記第１の厚さよりも大きい第２の厚さを有する第２の樹脂モールド部と、
    前記第１の樹脂モールド部における前記半導体デバイスの端部に対応する部分に形成された露出部と、有し、
    前記露出部は、前記半導体デバイスを前記樹脂モールドして形成する際に用いられる金型の一部に前記半導体デバイスの前記端部が接触することにより形成されることを特徴とする電極構造。
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Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH042152A (ja) * 1990-04-19 1992-01-07 Mitsubishi Electric Corp 樹脂封止型半導体装置及びその製造方法
JPH04196141A (ja) * 1990-11-26 1992-07-15 Sony Corp 半導体装置モールド方法
JPH0774195A (ja) * 1993-01-25 1995-03-17 Sharp Corp 樹脂封止型半導体装置の製造方法
JPH0847936A (ja) * 1994-08-08 1996-02-20 Hitachi Chem Co Ltd 半導体素子封止用金型及び該金型で製造した半導体装置
JP2012151404A (ja) * 2011-01-21 2012-08-09 Yazaki Corp 射出成形方法、射出成形装置及び電子装置
JP2015014578A (ja) * 2013-07-08 2015-01-22 日立オートモティブシステムズ株式会社 流量センサ
WO2017029893A1 (ja) * 2015-08-20 2017-02-23 株式会社日立ハイテクノロジーズ イオン濃度測定装置

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5690893A (en) 1994-06-10 1997-11-25 Hitachi, Ltd. Analyzer having sensor with memory device
US5665653A (en) 1995-03-29 1997-09-09 Unifet, Incorporated Method for encapsulating an electrochemical sensor
JPH09222413A (ja) * 1996-02-16 1997-08-26 Hitachi Ltd 塩素イオンセンサ
JP2982952B2 (ja) * 1996-03-21 1999-11-29 株式会社日立製作所 半導体装置
JPH1187385A (ja) 1997-09-10 1999-03-30 Omron Corp 樹脂モールド型電子部品の製造方法、成形金型、リードフレーム
CN102483385A (zh) 2009-09-18 2012-05-30 日立化成工业株式会社 离子选择性电极盒
JP2013050458A (ja) * 2012-10-18 2013-03-14 Hitachi Automotive Systems Ltd 流量センサとその製造方法、及び流量センサモジュール
US20140132274A1 (en) * 2012-11-13 2014-05-15 Awareness Technology Inc. Method and apparatus for providing information in an electrolyte measurment system
CN110988085B (zh) * 2013-09-18 2023-07-04 克莱米特有限责任公司 基于分子受体的化学场效应晶体管
JP6678395B2 (ja) * 2015-05-07 2020-04-08 株式会社日立ハイテク イオンセンサ

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH042152A (ja) * 1990-04-19 1992-01-07 Mitsubishi Electric Corp 樹脂封止型半導体装置及びその製造方法
JPH04196141A (ja) * 1990-11-26 1992-07-15 Sony Corp 半導体装置モールド方法
JPH0774195A (ja) * 1993-01-25 1995-03-17 Sharp Corp 樹脂封止型半導体装置の製造方法
JPH0847936A (ja) * 1994-08-08 1996-02-20 Hitachi Chem Co Ltd 半導体素子封止用金型及び該金型で製造した半導体装置
JP2012151404A (ja) * 2011-01-21 2012-08-09 Yazaki Corp 射出成形方法、射出成形装置及び電子装置
JP2015014578A (ja) * 2013-07-08 2015-01-22 日立オートモティブシステムズ株式会社 流量センサ
WO2017029893A1 (ja) * 2015-08-20 2017-02-23 株式会社日立ハイテクノロジーズ イオン濃度測定装置

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