JP4894669B2 - Sensor device and manufacturing method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、空洞部上の薄肉部に検出部の抵抗体が形成されたセンサチップを有し、該センサチップが支持リード上に配置された状態で、薄肉部及び検出部が露出されるようにモールドされたセンサ装置及びその製造方法に関するものである。 The present invention has a sensor chip in which a resistor of a detection unit is formed in a thin part on a cavity, and the thin part and the detection unit are exposed in a state where the sensor chip is arranged on a support lead. In particular, the present invention relates to a sensor device molded in the above and a manufacturing method thereof.
従来、例えば特許文献1に示されるように、空洞部上の薄肉部に検出部の抵抗体が形成されたセンサチップを有し、該センサチップが支持リード上に配置された状態で、薄肉部及び検出部が露出されるようにモールドされたセンサ装置が知られている。 Conventionally, for example, as shown in Patent Document 1, a thin-walled portion has a sensor chip in which a resistor of a detection unit is formed in a thin-walled portion on a hollow portion, and the sensor chip is disposed on a support lead. In addition, a sensor device molded so that the detection unit is exposed is known.
特許文献1に示される熱式空気流量センサでは、半導体センサ素子(センサチップ)において、半導体基板に形成された空洞上のダイアフラム(薄肉部)に、流量検出部を構成する発熱抵抗体が形成されている。そして、閉塞支持リード(支持リード)上に、半導体センサ素子が半導体基板の下面(発熱抵抗体の形成面の裏面)を接触面として配置され、流量検出部及びダイアフラムが露出されるように、電気的な各接続部がモールド材により一体的に被覆されている。
特許文献1に示されるセンサ装置では、折曲によって半導体基板の3つの側面に対応する位置決め部位が設けられた支持リードを採用しており、支持リード上にセンサチップが配置されている。このような構成においては、搭載性を考慮すると半導体基板に対して位置決め部位が若干余裕を持って形成されるため、センサチップに位置ずれが生じる恐れがある。また、センサチップが支持リードに対して固定されていないため、超音波を用いてセンサチップと外部接続リードとをワイヤボンディングする際に、超音波振動が逃げて接合状態を形成しにくいという問題がある。 The sensor device disclosed in Patent Document 1 employs a support lead provided with positioning portions corresponding to three side surfaces of a semiconductor substrate by bending, and a sensor chip is disposed on the support lead. In such a configuration, in consideration of mountability, the positioning portion is formed with a slight margin with respect to the semiconductor substrate, and thus there is a possibility that the sensor chip may be displaced. In addition, since the sensor chip is not fixed to the support lead, when the sensor chip and the external connection lead are wire-bonded using ultrasonic waves, there is a problem that ultrasonic vibration escapes and it is difficult to form a bonded state. is there.
そこで、本発明者は、下面全面を接着面としてセンサチップ(半導体基板)が支持リードに接着固定(ダイボンド)された構成を検討した。しかしながら、接着部材(ダイボンド材)として軟らかい接着部材(加圧により変形するもの、ヤング率が1MPa程度)を用いた場合、モールド成形の際に、薄肉部がダメージを受ける(例えば破損する)という問題が生じた。これは、接着部材がモールド成形時に押し広げられる影響でセンサチップに応力が生じ、この応力が薄肉部に集中することによって生じるものと考えられる。 Therefore, the present inventor studied a configuration in which the entire lower surface is an adhesive surface and the sensor chip (semiconductor substrate) is bonded and fixed to the support lead (die bond). However, when a soft adhesive member (one that deforms under pressure, Young's modulus is about 1 MPa) is used as the adhesive member (die bond material), the thin-walled portion is damaged (eg, broken) during molding. Occurred. It is considered that this is caused by the stress generated in the sensor chip due to the influence of the adhesive member being spread during molding, and the stress being concentrated on the thin portion.
また、上述の接着部材よりも硬い接着部材(加圧により変形しがたいもの)を用いた場合、センサ特性が変動するという問題が生じた。このセンサ特性の変動は、ヤング率が大きい(加圧によりほとんど変形しないもの、例えば1GPa程度)ほど顕著であった。これは、例えば接着部材の硬化処理や使用環境での温度変化により、半導体基板と支持リードとの線膨張係数差に基づく応力などが生じ、剛性の低い半導体基板の薄肉部に応力が作用して、ピエゾ抵抗効果により抵抗値変化が生じたためと考えられる。また、変化した抵抗値がクリープによって徐々に変動したためと考えられる。 Further, when an adhesive member that is harder than the above-described adhesive member (that is difficult to be deformed by pressurization) is used, there is a problem that the sensor characteristics fluctuate. The fluctuation of the sensor characteristics is more remarkable as the Young's modulus is larger (those that hardly deform by pressurization, for example, about 1 GPa). This is because, for example, stress due to the difference in linear expansion coefficient between the semiconductor substrate and the support lead occurs due to the curing process of the adhesive member or the temperature change in the usage environment, and the stress acts on the thin part of the semiconductor substrate with low rigidity. This is thought to be because the resistance value changed due to the piezoresistance effect. Moreover, it is considered that the changed resistance value gradually changed due to creep.
本発明は上記問題点に鑑み、センサチップと外部接続リードとの電気的な接続状態が確保され、薄肉部の受けるダメージやセンサ特性の変動が抑制されたセンサ装置を提供することを目的とする。 In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a sensor device in which an electrical connection state between a sensor chip and an external connection lead is ensured and damage to a thin portion and fluctuations in sensor characteristics are suppressed. .
上記目的を達成する為に請求項1に記載の発明は、空洞部を有する基板上に、検出部と検出部に接続された配線部が形成され、検出部を構成する抵抗体が空洞部上の薄肉部に形成されたセンサチップと、リードフレームの一部であり、一面上に、空洞部の開口された下面を搭載面としてセンサチップが接着部材を介して固定された支持リード、及び、配線部と電気的に接続された外部接続リードと、絶縁材料からなり、検出部及び薄肉部を露出させつつ、配線部と外部接続リードとの接続部位を被覆するように一体的に配置された封止部材と、を備えたセンサ装置であって、センサチップと支持リードとの間に、接着部材として、ヤング率が互いに異なる複数の接着部材が並んで配置され、複数の接着部材を介してセンサチップが支持リードに固定されていることを特徴とする。 In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, a detection unit and a wiring unit connected to the detection unit are formed on a substrate having a cavity, and the resistor constituting the detection unit is provided on the cavity. A sensor chip formed on the thin wall portion of the lead frame and a part of the lead frame, and a support lead in which the sensor chip is fixed via an adhesive member with the lower surface opened of the cavity portion as a mounting surface on one surface, and The external connection lead electrically connected to the wiring part and made of an insulating material are integrally arranged so as to cover the connection part between the wiring part and the external connection lead while exposing the detection part and the thin part. A plurality of adhesive members having different Young's moduli are arranged side by side as an adhesive member between the sensor chip and the support lead, and the plurality of adhesive members are interposed between the sensor chip and the support lead. Sensor chip is the support lead Characterized in that it is fixed.
このように本発明によれば、センサチップが支持リードに接着固定されている。これにより、センサチップの位置ずれが抑制され、またセンサチップと外部接続リードとの電気的な接続状態が確保される。 Thus, according to the present invention, the sensor chip is bonded and fixed to the support lead. Thereby, the position shift of the sensor chip is suppressed, and the electrical connection state between the sensor chip and the external connection lead is secured.
また、センサチップと支持リードとの間に、接着部材として、ヤング率が互いに異なる複数の接着部材が並んで配置されている。複数の接着部材のうち、ヤング率の大きい接着部材は、モールド成形時における変形量が他の接着部材(ヤング率の小さい接着部材)よりも小さい。これにより、センサチップの変形、ひいては薄肉部への応力の集中が抑制される。すなわち、薄肉部の受けるダメージが抑制される。 In addition, a plurality of adhesive members having different Young's moduli are arranged side by side as adhesive members between the sensor chip and the support leads. Among the plurality of adhesive members, an adhesive member having a large Young's modulus has a smaller deformation amount at the time of molding than other adhesive members (an adhesive member having a small Young's modulus). Thereby, the deformation of the sensor chip, and consequently the concentration of stress on the thin portion is suppressed. That is, the damage received by the thin portion is suppressed.
また、複数の接着部材のうち、ヤング率の小さい接着部材は、センサチップを構成する基板と支持リードとの線膨張係数差に基づいて生じる応力を緩和する能力が、他の接着部材(ヤング率の大きい接着部材)と比べて高い。これにより、線膨張係数差に基づいてセンサチップの薄肉部に作用する応力が低減され、ひいてはピエゾ抵抗効果によるセンサ特性の変動が抑制される。 Among the plurality of adhesive members, the adhesive member having a low Young's modulus has the ability to relieve stress generated based on the difference in linear expansion coefficient between the substrate constituting the sensor chip and the support lead. It is high compared with a large adhesive member). As a result, the stress acting on the thin portion of the sensor chip based on the difference in coefficient of linear expansion is reduced, and consequently fluctuations in sensor characteristics due to the piezoresistance effect are suppressed.
請求項1に記載の発明においては、請求項2に記載のように、複数の接着部材として、センサチップの下面において、空洞部の周囲領域と固定された第1の接着部材と、第1の接着剤よりもヤング率が大きく、センサチップの下面において、空洞部の周囲領域、及び、センサチップの上面における封止部材によって被覆された部分に対応する領域、の間の領域と固定された第2の接着部材とを有し、第1の接着部材及び第2の接着部材を介して、センサチップが支持リードに固定された構成とすると良い。 In the first aspect of the present invention, as described in the second aspect, as the plurality of adhesive members, the first adhesive member fixed to the peripheral region of the cavity portion on the lower surface of the sensor chip, and the first adhesive member The Young's modulus is greater than that of the adhesive, and the lower surface of the sensor chip is fixed to the region between the peripheral region of the cavity and the region corresponding to the portion covered with the sealing member on the upper surface of the sensor chip. It is preferable that the sensor chip is fixed to the support lead via the first adhesive member and the second adhesive member.
空洞部の周囲領域は、センサチップの下面において薄肉部に近い領域であるため、線膨張係数差に基づく応力がセンサ特性の変動に与える影響が大きい。これに対し、本発明では、空洞部の周囲領域に、第2の接着部材よりもヤング率の小さい第1の接着部材が固定されている。これにより、線膨張係数差に基づいてセンサチップの薄肉部に作用する応力が効果的に低減され、ひいてはピエゾ抵抗効果によるセンサ特性の変動が効果的に抑制される。 Since the peripheral region of the hollow portion is a region close to the thin portion on the lower surface of the sensor chip, the stress based on the difference in linear expansion coefficient has a great influence on the variation in sensor characteristics. On the other hand, in the present invention, the first adhesive member having a Young's modulus smaller than that of the second adhesive member is fixed in the peripheral region of the cavity. As a result, the stress acting on the thin portion of the sensor chip based on the difference in linear expansion coefficient is effectively reduced, and as a result, fluctuations in sensor characteristics due to the piezoresistance effect are effectively suppressed.
また、センサチップの下面において、空洞部の周囲領域とセンサチップの上面における封止部材によって被覆された部分に対応する被覆領域との間の領域は、モールド成形時にセンサチップの上面において型に押さえられる部分に対応した押さえ領域を含んでいる。この押さえ領域では、モールド成形時に他の領域よりも接着部材が受ける圧力が大きい。これに対し、本発明では、周囲領域と被覆領域との間に領域に、第1の接着部材よりもヤング率の大きい第2の接着部材が固定されている。これにより、センサチップの変形、ひいては薄肉部への応力の集中が効果的に抑制される。すなわち、薄肉部の受けるダメージが効果的に抑制される。 In addition, on the lower surface of the sensor chip, the region between the peripheral region of the cavity and the covering region corresponding to the portion covered with the sealing member on the upper surface of the sensor chip is pressed against the mold on the upper surface of the sensor chip. The holding area corresponding to the portion to be included is included. In this pressing area, the pressure received by the adhesive member during molding is higher than in other areas. On the other hand, in this invention, the 2nd adhesive member with a larger Young's modulus than the 1st adhesive member is being fixed to the area | region between the surrounding area | region and the coating | coated area | region. This effectively suppresses deformation of the sensor chip and consequently concentration of stress on the thin wall portion. That is, the damage received by the thin portion is effectively suppressed.
請求項2に記載の発明においては、請求項3に記載のように、空洞部の周囲領域が、検出部に対応する領域を含む構成としても良い。これによれば、検出部のうち、薄肉部上に位置する部位だけでなく、検出部全体においてピエゾ抵抗効果によるセンサ特性の変動が効果的に抑制される。
In the invention described in
請求項1〜3いずれかに記載の発明においては、請求項4に記載のように、第2の接着部材が、センサチップの下面において、外部接続リードと接続された配線部の部位に対応する領域に配置された構成とすると良い。 In the invention according to any one of claims 1 to 3, as described in claim 4, the second adhesive member corresponds to a portion of the wiring portion connected to the external connection lead on the lower surface of the sensor chip. It is preferable that the configuration be arranged in the region.
本発明では、配線部における外部接続リードとの接続部位(すなわち、パッド)の直下に、ヤング率の大きい第2の接着部材が配置されている。これにより、センサチップと外部接続リードとの間で良好な接続状態が確保される。 In the present invention, the second adhesive member having a large Young's modulus is disposed immediately below the connection portion (that is, the pad) with the external connection lead in the wiring portion. Thereby, a favorable connection state is ensured between the sensor chip and the external connection lead.
次に、請求項5に記載の発明は、空洞部を有する基板上に、検出部と検出部に接続された配線部が形成され、検出部を構成する抵抗体が空洞部上の薄肉部に形成されたセンサチップと、リードフレームの一部であり、一面上に、空洞部の開口された下面を搭載面としてセンサチップが配置された支持リード、及び、配線部と電気的に接続された外部接続リードと、センサチップと支持リードとの間に介在された介在部材と、絶縁材料からなり、検出部及び薄肉部を露出させつつ、配線部と外部接続リードとの接続部位を被覆するようにモールド成形された封止部材と、を備え、介在部材は、センサチップの下面全面に接して配置されており、その一部のみが、センサチップと支持リードの積層方向においてセンサチップ及び前記支持リードと固定され、残りの部分は、センサチップ及び支持リードの少なくとも一方と固定されていないことを特徴とする。 Next, in the invention described in claim 5, the detection part and the wiring part connected to the detection part are formed on the substrate having the cavity part, and the resistor constituting the detection part is formed in the thin part on the cavity part. The formed sensor chip and a part of the lead frame, and electrically connected to the support lead on which the sensor chip is arranged on the one surface with the open lower surface of the cavity as a mounting surface, and the wiring part The external connection lead, the interposition member interposed between the sensor chip and the support lead, and the insulating material, so as to cover the connection portion between the wiring portion and the external connection lead while exposing the detection portion and the thin portion the sealing is molded member comprises, interposed member is disposed in contact with the entire lower surface of the sensor chip, a portion only, the sensor chip and the support in the stacking direction of the sensor chip and the supporting leads Lead and Is a constant, the remaining portion is characterized by not being at least one the fixed sensor chip and support leads.
このように本発明によれば、センサチップが支持リードに接着固定されている。これにより、センサチップの位置ずれが抑制され、またセンサチップと外部接続リードとの電気的な接続状態が確保される。 Thus, according to the present invention, the sensor chip is bonded and fixed to the support lead. Thereby, the position shift of the sensor chip is suppressed, and the electrical connection state between the sensor chip and the external connection lead is secured.
また、介在部材は、その一部のみが、センサチップと支持リードの積層方向においてセンサチップ及び支持リードと固定されている。すなわち、介在部材の一部のみが、センサチップの下面と支持リードの一面の両方と接着しており、介在部材のうちの一部を介して、センサチップが支持リードに固定されている。これにより、センサチップの下面全面が接着固定される構成と比べて、センサチップを構成する基板と支持リードとの線膨張係数差に基づいて生じる応力の範囲が狭められ、ピエゾ抵抗効果によるセンサ特性の変動が抑制される。 Further, only a part of the interposition member is fixed to the sensor chip and the support lead in the stacking direction of the sensor chip and the support lead. That is, only a part of the interposition member is bonded to both the lower surface of the sensor chip and one surface of the support lead, and the sensor chip is fixed to the support lead through a part of the interposition member . As a result, the range of stress generated based on the difference in linear expansion coefficient between the substrate constituting the sensor chip and the support lead is narrowed compared to the configuration in which the entire lower surface of the sensor chip is bonded and fixed, and the sensor characteristics due to the piezoresistive effect Fluctuations are suppressed.
また、介在部材は、その一部のみが、センサチップと支持リードの積層方向においてセンサチップ及び支持リードと固定されている。このため、センサチップの下面全面において、センサチップ及び支持リードの両方に接着する構成と較べて、モールド成形時に介在部材が押し広げられたとしても、その変形範囲が低減され、ひいては薄肉部への応力の集中が抑制される。すなわち、薄肉部の受けるダメージが抑制される。また、センサチップの下面と支持リードの上面との対向領域のうち、センサチップを支持リードに接着固定しない領域にも介在部材が配置されている。これにより、センサチップが介在部材を介して支持リード上に安定して支持され、センサ特性の変動が効果的に抑制される。また、薄肉部の受けるダメージが効果的に抑制される。 Further, only a part of the interposition member is fixed to the sensor chip and the support lead in the stacking direction of the sensor chip and the support lead. For this reason, compared to the configuration in which the entire lower surface of the sensor chip is bonded to both the sensor chip and the support lead, even if the interposition member is spread out during molding, the deformation range is reduced, and consequently the thin portion Stress concentration is suppressed. That is, the damage received by the thin portion is suppressed. An intervening member is also arranged in a region where the sensor chip is not bonded and fixed to the support lead in a region facing the lower surface of the sensor chip and the upper surface of the support lead. As a result, the sensor chip is stably supported on the support lead via the interposition member, and fluctuations in sensor characteristics are effectively suppressed. Moreover, the damage which a thin part receives is suppressed effectively .
請求項5に記載の発明においては、請求項6に記載のように、介在部材が、センサチップの下面において、空洞部の周囲領域、及び、センサチップの上面における封止部材によって被覆された部分に対応する領域、の間の領域と固定されつつ、支持リードと固定された構成とすると良い。センサチップの下面において、空洞部の周囲領域とセンサチップの上面における封止部材によって被覆された部分に対応する被覆領域との間の領域は、モールド成形時にセンサチップの上面において型に押さえられる部分に対応した押さえ領域を含んでいる。この押さえ領域では、モールド成形時に他の領域よりも介在部材が受ける圧力が大きい。これに対し、本発明では、周囲領域と被覆領域との間に領域が、介在部材と接着されて、支持リードに固定されている。したがって、該領域に、圧力を受けてもほとんど変形しない介在部材を配置すれば、センサチップの変形、ひいては薄肉部への応力の集中が抑制され、薄肉部の受けるダメージが抑制される。 In the invention described in claim 5, as described in claim 6, the intervening member is a portion of the lower surface of the sensor chip that is covered with the peripheral region of the cavity and the sealing member on the upper surface of the sensor chip. It is preferable that the structure is fixed to the support lead while being fixed to the area between the areas corresponding to. On the lower surface of the sensor chip, the region between the peripheral region of the cavity and the covered region corresponding to the portion covered with the sealing member on the upper surface of the sensor chip is a portion pressed by the mold on the upper surface of the sensor chip during molding. The holding area corresponding to is included. In this pressing region, the pressure received by the intervening member is larger than that in other regions during molding. On the other hand, in the present invention, the region is bonded to the interposition member and fixed to the support lead between the surrounding region and the covering region. Therefore, if an interposition member that hardly deforms even when subjected to pressure is disposed in the region, the deformation of the sensor chip, and hence the concentration of stress on the thin portion is suppressed, and the damage received by the thin portion is suppressed.
また、空洞部の周囲領域は、センサチップの下面において薄肉部に近い領域であるため、線膨張係数差に基づく応力がセンサ特性の変動に与える影響が大きい。これに対し、本発明では、空洞部の周囲領域では、センサチップが支持リードに固定されていない。すなわち、基板と支持リードとの線膨張係数差に基づく応力が生じない。これにより、線膨張係数差に基づいてセンサチップの薄肉部に作用する応力が効果的に低減され、ひいてはピエゾ抵抗効果によるセンサ特性の変動が効果的に抑制される。 Further, since the peripheral region of the cavity is a region close to the thin portion on the lower surface of the sensor chip, the stress based on the difference in linear expansion coefficient has a great influence on the variation in sensor characteristics. On the other hand, in the present invention, the sensor chip is not fixed to the support lead in the peripheral region of the cavity. That is, no stress is generated based on the difference in linear expansion coefficient between the substrate and the support lead. As a result, the stress acting on the thin portion of the sensor chip based on the difference in linear expansion coefficient is effectively reduced, and as a result, fluctuations in sensor characteristics due to the piezoresistance effect are effectively suppressed.
請求項6に記載の発明においては、請求項7に記載のように、空洞部の周囲領域は、検出部に対応する領域を含む構成としても良い。本発明の作用効果は、請求項3に記載の発明の作用効果と同じであるので、その記載を省略する。 In the invention described in claim 6, as described in claim 7, the surrounding area of the cavity portion may include an area corresponding to the detection section. Since the effect of this invention is the same as the effect of the invention of Claim 3, the description is abbreviate | omitted.
請求項6又は請求項7に記載の発明においては、請求項8に記載のように、介在部材が、センサチップの下面において、センサチップの上面における封止部材によって被覆された部分に対応する領域とも固定されつつ、支持リードと固定された構成としても良い。 In the invention according to claim 6 or claim 7, as in claim 8, the intervening member is a region corresponding to a portion of the lower surface of the sensor chip covered by the sealing member on the upper surface of the sensor chip. Both may be configured to be fixed to the support lead while being fixed.
本発明では、配線部における外部接続リードとの接続部位(すなわち、パッド)の直下において、センサチップが支持リードに固定されている。これにより、センサチップと外部接続リードとの間で良好な接続状態が確保される。 In the present invention, the sensor chip is fixed to the support lead immediately below the connection portion (that is, the pad) with the external connection lead in the wiring portion. Thereby, a favorable connection state is ensured between the sensor chip and the external connection lead.
請求項5〜8いずれかに記載の発明においては、請求項9に記載のように、介在部材として、1つの接着部材を有し、1つの接着部材の一部のみが、センサチップと支持リードの積層方向においてセンサチップ及び支持リードと固定され、残りの部分は、センサチップ及び支持リードの少なくとも一方と固定されていない構成としても良い。これによれば、構成を簡素化することができる。 In the invention according to any one of claims 5-8, as described in claim 9, as an intervening member, have a single adhesive member, only a portion of one adhesive member, the sensor chip and the supporting leads The sensor chip and the support lead may be fixed in the stacking direction, and the remaining part may not be fixed to at least one of the sensor chip and the support lead . According to this, the configuration can be simplified.
また、請求項10に記載のように、介在部材として、互いにヤング率の異なる複数の接着部材を有し、複数の接着部材のうち、ヤング率の最も大きい接着部材が、センサチップ及び支持リードと固定された構成としても良い。これによれば、モールド成形時におけるセンサチップの変形、ひいては薄肉部への応力の集中が抑制され、薄肉部の受けるダメージが抑制される。 According to a tenth aspect of the present invention, the interposition member includes a plurality of adhesive members having different Young's moduli, and the adhesive member having the largest Young's modulus among the plurality of adhesive members is a sensor chip and a support lead. It may be a fixed configuration. According to this, the deformation of the sensor chip at the time of molding, and the concentration of stress on the thin portion is suppressed, and the damage received by the thin portion is suppressed.
請求項1〜10いずれかに記載の発明においては、請求項11に記載のように、検出部として薄肉部上に形成されたヒータを含む流量検出部を備えた流量検出チップをセンサチップとした構成に特に効果的である。
In the invention according to any one of claims 1 to 10, as described in
流量検出チップにおける薄肉部の厚さは、ヒータの応答性を高めるために薄いほど良く、一般的に数μm程度となっている。したがって、モールド成形時に薄肉部がダメージを受け易く、また、ピエゾ抵抗効果によってセンサ特性が変動しやすい。これに対し、請求項1〜10いずれかに記載の構成とすると、流量検出チップと外部接続リードとの電気的な接続状態が確保され、薄肉部の受けるダメージやセンサ特性の変動が抑制された流量センサ装置とすることができる。 The thickness of the thin portion in the flow rate detection chip is preferably as thin as possible in order to improve the response of the heater, and is generally about several μm. Therefore, the thin-walled portion is easily damaged during molding, and the sensor characteristics are likely to fluctuate due to the piezoresistance effect. On the other hand, if it is set as the structure in any one of Claims 1-10, the electrical connection state of a flow volume detection chip and an external connection lead is ensured, and the damage which a thin part receives and the fluctuation | variation of a sensor characteristic were suppressed. It can be set as a flow sensor device.
次に、請求項12に記載の発明は、空洞部を有する基板上に、検出部と検出部に接続される配線部が形成され、検出部を構成する抵抗体が空洞部上の薄肉部に形成されたセンサチップと、センサチップを一面上に搭載する支持リード及び配線部と電気的に接続される外部接続リードを含むリードフレームと、を準備する準備工程と、準備したセンサチップを、空洞部が開口する下面を搭載面として、リードフレームにおける支持リード上に接着部材を介して固定し、積層体を形成する接着工程と、積層体に対し、リードフレームにおける外部接続リードと配線部を電気的に接続する接続工程と、接続工程後、積層体を型に構成されるキャビティに配置してモールド成形し、検出部及び薄肉部を露出しつつ封止部材によって配線部と外部接続リードとの接続部位を被覆する成形工程と、を備えたセンサ装置の製造方法であって、接着工程において、センサチップと支持リードとの間に、接着部材として、ヤング率が互いに異なる複数の接着部材を並べて配置し、少なくとも1つの接着部材を介してセンサチップを支持リードに固定することを特徴とする。
Next, in the invention described in
このように本発明によれば、接着工程において、センサチップと支持リードとの間に、接着部材として、ヤング率が互いに異なる複数の接着部材を並べて配置する。そして、少なくとも1つの接着部材を介してセンサチップを支持リードに固定する。これにより、請求項1に記載のセンサ装置や、請求項10に記載のセンサ装置を形成することができる。 As described above, according to the present invention, in the bonding step, a plurality of bonding members having different Young's moduli are arranged side by side as bonding members between the sensor chip and the support lead. Then, the sensor chip is fixed to the support lead via at least one adhesive member. Thereby, the sensor device according to claim 1 or the sensor device according to claim 10 can be formed.
請求項12に記載の発明においては、例えば請求項13に記載のように、接着工程において、複数の接着部材として第1の接着部材と第1の接着部材よりもヤング率の大きい第2の接着部材を用い、センサチップの下面において、空洞部の周囲領域を除く領域であって、少なくとも成形時にセンサチップの上面が型によって押さえられる部位に対応する領域に第2の接着部材を配置し、空洞部の周囲領域に第1の接着部材を配置し、支持リード上にセンサチップを配置した状態で第1の接着部材及び第2の接着部材を硬化処理して、センサチップを支持リードに固定しても良い。 In the twelfth aspect of the invention, for example, as in the thirteenth aspect, in the bonding step, the first bonding member and the second bonding having a larger Young's modulus than the first bonding member are used as the plurality of bonding members. A second adhesive member is disposed on the lower surface of the sensor chip on the lower surface of the sensor chip, excluding the peripheral region of the sensor chip, at least in a region corresponding to a portion where the upper surface of the sensor chip is pressed by the mold at the time of molding. The first adhesive member is disposed in the peripheral area of the part, and the first adhesive member and the second adhesive member are cured with the sensor chip disposed on the support lead to fix the sensor chip to the support lead. May be.
これによれば、モールド成形時に型によって押さえられる部位に対応してヤング率の大きい第2の接着部材を配置するので、モールド成形時に、薄肉部が受けるダメージを抑制することができる。 According to this, since the 2nd adhesive member with a large Young's modulus corresponding to the part pressed down by a model at the time of mold fabrication is arranged, the damage which a thin part receives at the time of mold fabrication can be controlled.
また、空洞部の周囲領域に第2の接着部材よりもヤング率の小さい第1の接着部材を配置するので、硬化処理で加熱する場合や使用環境での温度変化により、基板と支持リードとの線膨張係数差に基づいて応力が生じても、薄肉部に近い空洞部の周囲領域に接する第2の接着部材によって緩和することができる。すなわち、ピエゾ抵抗効果によるセンサ特性の変動を抑制することができる。 In addition, since the first adhesive member having a Young's modulus smaller than that of the second adhesive member is disposed in the peripheral region of the cavity, the substrate and the support lead may be affected by heating in the curing process or temperature change in the usage environment. Even if stress is generated based on the difference in linear expansion coefficient, it can be mitigated by the second adhesive member in contact with the peripheral region of the hollow portion close to the thin portion. That is, fluctuations in sensor characteristics due to the piezoresistance effect can be suppressed.
また、センサチップを配置した状態で第1の接着部材及び第2の接着部材を硬化処理するので、製造工程を簡素化することができる。 In addition, since the first adhesive member and the second adhesive member are cured with the sensor chip disposed, the manufacturing process can be simplified.
また、請求項14に記載のように、接着工程において、複数の接着部材として第1の接着部材と第1の接着部材よりもヤング率の大きい第2の接着部材を用い、センサチップの下面における空洞部の周囲領域、及び、支持リードの一面における周囲領域に対応する領域、のいずれかに第1の接着部材を配置して硬化処理を施し、第1の接着部材の硬化処理後、センサチップの下面における空洞部の周囲領域を除く領域であって少なくとも成形時にセンサチップの上面が型によって押さえられる部位に対応する押さえ領域、及び、支持リードの一面における周囲領域に対応する領域を除く領域であって少なくとも押さえ領域に対応する領域、のいずれかに第2の接着部材を配置し、支持リード上にセンサチップを配置した状態で第2の接着部材の硬化処理を施して、センサチップを支持リードに固定しても良い。 In the bonding step, the first bonding member and the second bonding member having a higher Young's modulus than the first bonding member are used as the plurality of bonding members in the bonding step. The first adhesive member is disposed in any one of the peripheral region of the cavity and the region corresponding to the peripheral region on one surface of the support lead, and the curing process is performed on the first adhesive member. A region excluding the peripheral region of the cavity on the lower surface of the substrate, and a region excluding a region corresponding to a region where the upper surface of the sensor chip is pressed by the mold at the time of molding and a region corresponding to the peripheral region on one surface of the support lead The second adhesive member is arranged in a state where the second adhesive member is disposed at least in one of the regions corresponding to the pressing region and the sensor chip is disposed on the support lead. Subjected to hardening treatment may be fixed to the sensor chip to the supporting lead.
これによれば、モールド成形時に型によって押さえられる部位に対応してヤング率の大きい第2の接着部材を配置し、センサチップを支持リードに接着固定するので、モールド成形時に、薄肉部が受けるダメージを抑制することができる。 According to this, since the second adhesive member having a large Young's modulus is arranged corresponding to the portion pressed by the mold at the time of molding and the sensor chip is bonded and fixed to the support lead, the damage received by the thin portion at the time of molding Can be suppressed.
また、空洞部の周囲領域に配置する第1の接着部材については、センサチップを支持リード上に配置する前に、硬化処理まで実施しておき、センサチップにおける空洞部の周囲領域と支持リードにおける周囲領域に対応する領域とは接着固定しない。したがって、該領域においては、使用環境での温度変化により、基板と支持リードとの線膨張係数差に基づいて応力が生じることがないので、ピエゾ抵抗効果によるセンサ特性の変動を抑制することができる。 In addition, with respect to the first adhesive member disposed in the peripheral region of the cavity, the curing process is performed before the sensor chip is disposed on the support lead. It is not bonded and fixed to the area corresponding to the surrounding area. Therefore, in this region, no stress is generated based on the difference in coefficient of linear expansion between the substrate and the support lead due to the temperature change in the usage environment, so that fluctuations in sensor characteristics due to the piezoresistance effect can be suppressed. .
また、センサチップの下面の一部を支持リードに接着固定する構成でありながら、接着部材として、第1の接着部材を接着固定されない空洞部の周囲領域にも配置する。したがって、接着部材を介して、センサチップを支持リード上に安定して支持することができ、これによりモールド成形時における基板での応力の偏りなどを抑制することができる。 In addition, a part of the lower surface of the sensor chip is adhesively fixed to the support lead, but the first adhesive member is also disposed as an adhesive member in the peripheral region of the cavity that is not adhesively fixed. Therefore, it is possible to stably support the sensor chip on the support lead via the adhesive member, and thereby it is possible to suppress uneven stress on the substrate during molding.
次に、請求項15に記載の発明は、空洞部を有する基板上に、検出部と検出部に接続される配線部が形成され、検出部を構成する抵抗体が空洞部上の薄肉部に形成されたセンサチップと、センサチップを一面上に搭載する支持リード及び配線部と電気的に接続される外部接続リードを含むリードフレームと、を準備する準備工程と、介在部材を介在させて、準備したセンサチップを、空洞部が開口する下面を搭載面としてリードフレームにおける支持リード上に配置し、積層体を形成する接着工程と、積層体に対し、リードフレームにおける外部接続リードと配線部を電気的に接続する接続工程と、接続工程後、積層体を型に構成されるキャビティに配置してモールド成形し、検出部及び薄肉部を露出しつつ封止部材によって配線部と外部接続リードとの接続部位を被覆する成形工程と、を備えたセンサ装置の製造方法であって、接着工程では、介在部材を、センサチップの下面全面に接するように配置するとともに、介在部材として、その一部のみが、センサチップと支持リードの積層方向においてセンサチップの下面及び支持リードの一面の両方に対して接着機能を有し、残りの部分は、センサチップ及び支持リードの少なくとも一方に対して接着機能を有さない部材を用い、センサチップを支持リードに固定することを特徴とする。
Next, in the invention described in
このように本発明によれば、介在部材として、その一部のみが、センサチップと支持リードの積層方向においてセンサチップの下面及び支持リードの一面の両方に対して接着機能を有する部材を用いる。これにより、請求項5に記載のセンサ装置を形成することができる。 As described above, according to the present invention, as the interposition member , only a part thereof uses a member having an adhesive function with respect to both the lower surface of the sensor chip and one surface of the support lead in the stacking direction of the sensor chip and the support lead. Thereby, the sensor device according to claim 5 can be formed.
請求項15に記載の発明においては、例えば請求項16に記載のように、介在部材として、センサチップの下面における空洞部の周囲領域を除く領域であって、少なくとも成形時にセンサチップの上面が型によって押さえられる部位に対応する押さえ領域と、支持リードの一面における周囲領域に対応する領域を除く領域であって少なくとも押さえ領域に対応する領域に対応する部分が、接着機能を有する部材を採用しても良い。 In the invention of the fifteenth aspect, for example, as described in the sixteenth aspect, the intervening member is an area excluding the peripheral area of the cavity portion on the lower surface of the sensor chip, and at least the upper surface of the sensor chip is a mold at the time of molding. A member having an adhesive function is used in the region corresponding to the pressing region corresponding to the pressing region and the region corresponding to the pressing region, except for the region corresponding to the peripheral region on one surface of the support lead. Also good.
これによれば、モールド成形時に型によって押さえられる部位に対応して、センサチップを支持リードに接着固定する。したがって、介在部材として圧力を受けてほとんど変形しない程度のヤング率を有するものを採用すれば、モールド成形時に、薄肉部が受けるダメージを抑制することができる。特に介在部材として圧力を受けてほとんど変形しない程度のヤング率を有するものを採用すれば、薄肉部が受けるダメージを効果的に抑制することができる。 According to this, the sensor chip is bonded and fixed to the support lead in correspondence with the portion pressed by the mold at the time of molding. Therefore, if a member having a Young's modulus that hardly deforms under pressure is employed as the interposed member , damage to the thin portion during molding can be suppressed. In particular, if a member having a Young's modulus that hardly deforms when subjected to pressure is used as the interposed member , damage to the thin portion can be effectively suppressed.
また、センサチップにおける空洞部の周囲領域と支持リードにおける周囲領域に対応する領域とは接着固定しない。したがって、該領域においては、使用環境での温度変化により、基板と支持リードとの線膨張係数差に基づいて応力が生じることがないので、ピエゾ抵抗効果によるセンサ特性の変動を抑制することができる。 Further, the peripheral area of the cavity in the sensor chip and the area corresponding to the peripheral area of the support lead are not bonded and fixed. Therefore, in this region, no stress is generated based on the difference in coefficient of linear expansion between the substrate and the support lead due to the temperature change in the usage environment, so that fluctuations in sensor characteristics due to the piezoresistance effect can be suppressed. .
また、センサチップの下面の一部を支持リードに接着固定する構成でありながら、介在部材のうち、接着機能有さない部分を接着固定されない空洞部の周囲領域にも配置する。したがって、介在部材を介して、センサチップを支持リード上に安定して支持することができ、これによりモールド成形時における基板での応力の偏りなどを抑制することができる。 In addition, while a part of the lower surface of the sensor chip is bonded and fixed to the support lead, a portion of the intervening member that does not have an adhesive function is also disposed in the peripheral region of the cavity portion that is not bonded and fixed. Therefore, the sensor chip can be stably supported on the support lead via the interposition member , and thereby, stress deviation in the substrate during molding can be suppressed.
以下、本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。尚、以下の実施形態においては、センサ装置として熱式流量センサを例にとり説明する。
(第1の実施の形態)
図1は、本実施形態に係る熱式流量センサの概略構成を示す上面視平面図である。図2は、図1のII−II線に沿う断面図である。図1に示す白抜き矢印は、流体の流れ方向(通常時)を示している。本実施形態に示す熱式流量センサは、例えば車両内燃機関の吸気管内に配置される。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following embodiments, a thermal flow sensor will be described as an example of the sensor device.
(First embodiment)
FIG. 1 is a top view plan view showing a schematic configuration of the thermal flow sensor according to the present embodiment. 2 is a cross-sectional view taken along line II-II in FIG. The white arrow shown in FIG. 1 indicates the fluid flow direction (normal time). The thermal flow sensor shown in the present embodiment is disposed, for example, in an intake pipe of a vehicle internal combustion engine.
図1及び図2に示す熱式流量センサ100は、要部として、一部が被測定流体である空気に露出されてその流量を検出する流量検出チップ10と、リードフレームの一部として構成され、接着部材50を介して流量検出チップ10を支持する支持リード31と、リードフレームの一部として構成され、流量検出チップ10と外部とを電気的に接続する外部接続リード32と、流量検出チップ10と外部接続リード32との接続部位を被覆する封止部材70とを備えている。なお、図1及び図2に示す符号90は、流量検出チップ10と外部接続リード32を電気的に接続するワイヤを示している。
The
流量検出チップ10は、シリコンからなる半導体基板11に、エッチングにより空洞部12を形成することにより、空洞部12上に形成された薄い絶縁層から構成される薄肉部(メンブレン)13と、薄肉部13に形成されたヒータ14とを有している。このように、基板として半導体基板11を用いると、薄肉部13の裏面側からエッチングすることで、簡単に薄肉部13を形成することができ、後述するように、ヒータ14を高感度の流量検出部として機能させることができる。
The flow
ここで、流量検出チップ10について図3及び図4を用いてより詳細に説明する。図3は、流量検出チップの概略構成を示す平面図である。図4は、図3のIV−IV線に沿う断面図である。なお、図3においては、便宜上、ヒータ、感温体、及び繋ぎ配線上の層間絶縁膜や保護膜を省略して図示している。また、図3に示す白抜き矢印は、流体の流れ方向(通常時)を示している。
Here, the flow
図3及び図4に示すように、流量検出部を構成する一対のヒータ14(14a,14b)に対応して、半導体基板11に空洞部12が形成されている。この空洞部12は、半導体基板11の絶縁層15との接触面の裏面(以下、半導体基板11の下面と示す)側に、矩形状の開口部16(図3に示す矩形状の破線のうち、外側内の領域)をもって形成され、この開口面積が半導体基板11の上面側(絶縁層15との接触面側)へ行くほど縮小されて、半導体基板11の上面では、開口部16よりも小さく、半導体基板11の厚さ方向に対して垂直な方向において開口部16に含まれる矩形状の底面部17(図3に示す矩形状の破線のうち、内側内の領域)となっている。
As shown in FIGS. 3 and 4, a
本実施形態においては、絶縁層15としてシリコン酸化膜を採用しており、絶縁層15の一部が、上述した空洞部12の底面部17を構成している。このように、流量検出チップ10において、底面部17に相当する部位は、薄肉部13(メンブレン)となっている。そして、ヒータ14a,14bが、この薄肉部13に形成されている。薄肉部13は、流量検出部を構成する他の箇所と比べてその膜厚が薄く形成されており(例えば数μm程度)、これにより熱容量が低く抑えられ、他の箇所との熱的な絶縁が確保されている。
In the present embodiment, a silicon oxide film is employed as the insulating
底面部17(薄肉部13)を構成する絶縁層15上には、ヒータ14a,14bが形成されている。ヒータ14aは、流体の流れ方向に対して上流側に配置された上流側ヒータであり、ヒータ14bは、流体の流れ方向に対して下流側に配置された下流側ヒータである。また、一対のヒータ14a,14bを挟むようにして、測温抵抗体からなる一対の感温体18a,18bが、薄肉部13よりも厚い薄肉部周辺領域であって流体の上流側と下流側にそれぞれ形成されている。この感温体18a,18bは、ヒータ14a,14bととも流量検出部を構成している。そして、これらヒータ14a,14bや感温体18a,18bは、繋ぎ配線19を介して、ワイヤ90が接続されるパッド20と接続されている。この繋ぎ配線19が特許請求の範囲に記載の配線部に相当する。
On the insulating
そして、これらヒータ14a,14b、感温体18a,18b、及び繋ぎ配線19を覆うようにして、例えばシリコン酸化膜からなる層間絶縁膜21が積層され、層間絶縁膜21上に例えばシリコン窒化膜からなる保護膜22が積層されている。
Then, an
このように構成される流量検出チップ10においては、ヒータ14a,14bが、電流の供給量によって発熱する機能に加えて、それ自身の抵抗値の変化に基づいて、自身の温度を感知する機能も有している。そして、上流側と下流側の各ヒータ14a,14bで生じる熱のうち、流体によって奪われる熱に基づき、流体の流量が検出される。また、上流側のヒータ14aと下流側のヒータ14bとのそれぞれに生じる熱のうち、流体によって奪われる熱量の差に基づき、流体の流通方向が検出される。さらに、上流側のヒータ14aと上流側の感温体18aとの温度差、及び、下流側のヒータ14bと下流側の感温体18bとの温度差に基づき、ヒータ14a,14bに供給される電流量が制御される。なお、このような流量検出チップ10の詳細については、本出願人による例えば特開2004−205498号公報,特開2004−241398号公報などを参照されたい。
In the flow
支持リード31は、流量検出チップ10を支持するものであり、外部接続リード32とともに、金属材料からなるリードフレームの一部として構成されている。すなわち、支持リード31は、流量検出チップ10を構成する半導体基板11とは異なる材料であって線膨張係数の差が大きい材料(例えば42アロイやCuなど、半導体基板11との線膨張係数差が5以上の材料)を用いて構成されている。このように、支持リード31をリードフレームの一部として構成すると、熱式流量センサ100の構成を簡素化することができる。本実施形態において、支持リード31は、図1に破線で示すように平面矩形状であり、その大きさが流量検出チップ10よりも大きく、流量検出チップ10は、その下面(流量検出部形成面の裏面であって空洞部12の開口部16を取り囲む平面)が支持リード31と完全に対向して配置されている。そして、接着部材50を介して、支持リード31上に流量検出チップ10が固定されており、支持リード31によって流量検出チップ10の空洞部12が開口部16にて塞がれている。これにより、空洞部12が被測定流体である空気に直接晒されることがないので、乱流によるノイズを低減することができる。
The
接着部材50は所謂ダイボンド材であり、その構成材料や形態は、流量検出チップ10を支持リード31に接着固定できるものであれば特に限定されるものではない。有機系成分のみでも良いし、有機系成分に無機系成分や金属成分を混入させたもの(例えばAgペースト)を用いても良い。本実施形態においては、接着部材50として、互いにヤング率が異なる2種類の接着部材51,52を採用しており、接着部材50が、流量検出チップ10の下面と支持リード31の上面との対向領域全体に配置されている。
The
具体的には、第1の接着部材51として、硬化後の状態で圧力を受けて変形する程度のヤング率(例えば1MPa程度)を有する軟らかい接着部材を採用しており、第2の接着部材52として、硬化後の状態で圧力を受けてほとんど変形しない程度のヤング率(例えば1GPa程度)を有する硬い接着部材を採用している。すなわち、第1の接着部材51よりも第2の接着部材52のほうが、ヤング率の大きい接着部材を採用している。そして、図2に示すように、流量検出チップ10と支持リード31との間に、第1の接着部材51と第2の接着部材52が、半導体基板11の下面(支持リード31の上面)に沿って並んで配置され、接着部材51,52を介して流量検出チップ10が支持リード31に固定されている。
Specifically, as the first
より詳しくは、図2及び図3に示すように、流量検出チップ10の下面における空洞部12(開口部16)を取り囲む周囲領域に対応して、第1の接着部材51が配置されている。本実施形態においては、流量検出チップ10の下面において、図3に示す一点鎖線で囲まれた領域が、流量検出チップ10の下面における第1の接着部材51との接触領域(空洞部12の周囲領域)となっており、流量検出部の形成領域全体に対応する領域が含まれている。また、流量検出チップ10の下面における空洞部12の周囲領域を除く領域であって、少なくとも空洞部12の周囲領域と流量検出チップ10の上面における封止部材70によって被覆された部分に対応する領域との間の領域に対応して、第2の接着部材52が配置されている。本実施形態においては、図3に示す二点鎖線で囲まれた領域、すなわち空洞部12の周囲領域を除く領域全てが、流量検出チップ10の下面における第2の接着部材52との接触領域となっている。したがって、第2の接着部材52は、流量検出チップ10の下面において、ワイヤ90との接続部位であるパッド20に対応する領域にも配置されている。
More specifically, as shown in FIGS. 2 and 3, the first
外部接続リード32は、流量検出チップ10と外部とを電気的に接続するものであり、支持リード31とともに、金属材料からなるリードフレームの一部として構成されている。そして、本実施形態においては、例えばAuからなるワイヤ90が、超音波を用いた接合方法で外部接続リード32と流量検出チップ10のパッド20にそれぞれ接続されて、外部接続リード32と流量検出チップ10が電気的に接続されている。
The
封止部材70は、流量検出チップ10の流量検出部及び薄肉部13を露出させつつ流量検出チップ10と外部接続リード32との接続部位を被覆するものであり、エポキシ樹脂等の一体成形(モールド成形)可能である電気絶縁材料を用いて構成されている。本実施形態においては、封止部材70によって、ワイヤ90、ワイヤ90と流量検出チップ10(パッド20)の接続部位、及びワイヤ90と外部接続リード32との接続部位が、一体的に被覆されている。
The sealing
なお、本実施形態においては、封止部材70が、上述の各接続部位を被覆するパッド側端部71だけでなく、パッド側端部71と連なって、流量検出チップ10の、パッド20の形成された端部側の端面を除く残りの3つの端面(半導体基板11の側面)を取り囲むように配置された周囲部72を有している。この周囲部72は流量検出チップ10の端面に接しており、その上面72aが流量検出チップ10の上面と略面一となっている。すなわち、流体の流れ方向において、流量検出部から封止部材70の周囲部72の端部までが面一となっており、これにより、流量検出部上において流体がより整流された状態となる。言うなれば、流量検出チップ10上に配置されたパッド側端部71における流量検出部側の端面71aと周囲部72の上面72a(及び流量検出チップ10の上面)とにより、流量検出部に対して流路が形成されている。
In the present embodiment, the sealing
次に、このように構成される熱式流量センサ100の製造方法について、図5(a)〜(c)を用いて説明する。図5は、熱式流量センサ100の製造方法を示す工程別断面図であり、(a)は接着工程、(b)は接続工程、(c)はモールド成形工程を示す図である。図5(a)〜(c)は、図2に対応している。
Next, the manufacturing method of the thermal
先ず流量検出チップ10と、支持リード31と外部接続リード32を有するリードフレーム30を準備する。そして、流量検出チップ10を、下面を接着面としてリードフレーム30の一部である支持リード31に接着固定する。この接着固定においては、支持リード31の上面に接着部材50を配置しても良いし、流量検出チップ10の下面に接着部材50を配置しても良い。
First, a
本実施形態においては、図5(a)に示すように、支持リード31の上面に、ほぼ同じ厚さのフィルム状(シート状)の接着部材51,52を、上述した領域にそれぞれ配置する。そして、支持リード31上に並んで配置した接着部材51,52に下面が接するように、流量検出チップ10を接着部材51,52上に配置し、この状態で接着部材51,52の硬化処理を行う。これにより、接着部材51,52を介して、流量検出チップ10が支持リード31に固定される。すなわち、支持リード31上に流量検出チップ10が積層された積層体が形成される。詳しくは、流量検出チップ10における空洞部12の周囲領域が、第1の接着部材51を介して支持リード31に固定され、流量検出チップ10における空洞部12の周囲領域を除く領域が、第1の接着部材51よりも硬化後のヤング率の大きい第2の接着部材52を介して支持リード31に固定される。このように、複数の接着部材51,52の硬化処理を同一工程で実施するので、製造工程を簡素化することができる。
In the present embodiment, as shown in FIG. 5A, film-like (sheet-like)
次に、図5(b)に示すように、流量検出チップ10のパッド20(図1,図3参照)と外部接続リード32とを、ワイヤボンディングによって電気的に接続する。本実施形態においては、Auからなるワイヤ90を、超音波を用いた接合方法を用いて、外部接続リード32と流量検出チップ10のパッド20にそれぞれ接続する。ここで、超音波を用いて接合する場合、流量検出チップ10が固定されていないと、流量検出チップ10がフリーであるため、超音波振動が逃げて良好な接合状態を形成することができない。しかしながら、本実施形態においては、流量検出チップ10を支持リード31に接着固定した状態で、ワイヤボンディングを実施するので、良好な接合状態を形成することができる。また、第2の接着部材52を介して、流量検出チップ10の下面におけるパッド形成領域に対応する領域と該領域に対向する支持リード31の上面とを接着固定した状態で、ワイヤボンディングを実施するので、さらに良好な接合状態を形成することができる。これにより、図5(b)に示すように、流量検出チップ10(パッド20)と外部接続リード32とが、ワイヤ90を介して電気的に接続された構造となる。
Next, as shown in FIG. 5B, the pad 20 (see FIGS. 1 and 3) of the flow
次に、ワイヤボンディング後の積層体を、型91,92に構成されるキャビティに配置し、型締めした状態で、溶融された封止部材をキャビティ内に射出して一体モールド成形する。これにより、図5(c)に示すように、積層体が、薄肉部13を含む流量検出部が露出され、ワイヤ90、ワイヤ90と流量検出チップ10(パッド20)の接続部位、及びワイヤ90と外部接続リード32との接続部位が、封止部材70によって一体的に被覆された状態となる。
Next, the laminated body after wire bonding is placed in the cavities formed in the dies 91 and 92, and in a state where the dies are clamped, the molten sealing member is injected into the cavities and integrally molded. As a result, as shown in FIG. 5C, the flow rate detection unit including the
本実施形態においては、図5(c)に示すように、流量検出チップ10の下面において、空洞部12の周囲領域を除く領域であって、少なくとも成形時に流量検出チップ10の上面が型91の押さえ部91aによって押さえられる部位に対応する領域に、第2の接着部材52を配置している。また、型締めによる応力によって、薄肉部13がダメージを受けるのを抑制するために、薄肉部13に対向する型91のうち、薄肉部13に対向する部分に凹部91bを設けている。したがって、モールド成形時において、接着部材50がほとんど変形しない。
In the present embodiment, as shown in FIG. 5C, the lower surface of the flow
また、本実施形態においては、支持リード31と外部接続リード32がリードフレーム30の一部として構成されているので、流量検出チップ10を含めて、お互いの位置精度を向上することができる。また、ワイヤボンディング工程及びモールド成形工程を簡素化することができる。
Further, in the present embodiment, since the
そして、モールド成形後、封止部材70のキュアを経て、リードフレーム30の不要部分を除去する。これにより、支持リード31と外部接続リード32とが、電気的に分離された状態となる。そして、図1及び図2に示す熱式流量センサ100が形成される。
Then, after molding, unnecessary portions of the
次に、このように構成される熱式流量センサ100の効果について説明する。
Next, the effect of the
支持リード31上に流量検出チップ10が配置される構成の場合、流量検出チップ10を構成する半導体基板11と支持リード31とは線膨張係数が異なるため、使用環境などでの温度変化により、線膨張係数差に基づく応力が生じることとなる。このような応力が、剛性の低い薄肉部13に作用すると、ピエゾ抵抗効果により抵抗値変化が生じ、狙い値に対してセンサ特性が変動することとなる。また、応力がクリープによって徐々に緩和されると、抵抗値が変化してセンサ特性が変動することとなる。特に空洞部12の周囲領域は薄肉部13との距離が短いので、空洞部12の周囲領域で生じる膨張係数差に基づく応力は、薄肉部13、ひいてはセンサ特性の変動に大きな影響を与えることとなる。
In the configuration in which the flow
これに対し、本実施形態では、流量検出チップ10の下面のうち、空洞部12の周囲領域が、第2の接着部材52よりもヤング率が小さく、圧力を受けて変形する第1の接着部材51を介して支持リード31に固定されている。したがって、流量検出チップ10を構成する半導体基板11と支持リード31との線膨張係数差に基づく応力は、接着部材50の一部である第1の接着部材51によって緩和されることとなる。特に、空洞部12の周囲領域で生じる線膨張係数差に基づく応力が、空洞部12の周囲領域に接する第1の接着部材51によって、効果的に緩和されることとなる。これにより、接着部材50が第2の接着部材52のみによって構成される場合よりも、薄肉部13に伝達される応力が低減されて、ピエゾ抵抗効果によるセンサ特性の変動が抑制される。
On the other hand, in the present embodiment, the first adhesive member in which the area around the
なお、本実施形態においては、空洞部12の周囲領域が、流量検出部形成領域に対応する領域全体を含んでいる。したがって、流量検出部のうち、薄肉部13上に位置する抵抗体だけでなく、流量検出部全体においてピエゾ抵抗効果によるセンサ特性の変動が効果的に抑制される。
In the present embodiment, the peripheral region of the
また、支持リード31上に流量検出チップ10が配置される構成において、流量検出チップ10を支持リード31に固定するための接着部材として、軟らかい接着部材(硬化後において加圧により変形するもの、例えばヤング率が1MPa程度)を用いる場合、モールド成形時に、型締めした際の圧力で薄肉部13がダメージを受け、場合によっては破損することとなる。これは、モールド成形時に、流量検出チップ10と支持リード31との間で硬化後の接着部材が押し広げられ、接着部材の変形とともに接着部材に隣接する流量検出チップ10が引っ張られて半導体基板11に応力が生じ、この応力が薄肉部13に集中することによって生じるものと考えられる。特にモールド成形時において、型の押さえ部によって押さえられる領域では、他の領域よりも接着部材が受ける圧力が大きい。
Further, in the configuration in which the flow
これに対し、本実施形態では、流量検出チップ10の下面のうち、空洞部12の周囲領域を除く領域(型91の押さえ部91aによって押さえられる領域を含む)が、第1の接着部材51よりもヤング率が大きく、圧力を受けてもほとんど変形しない第2の接着部材52を介して支持リード31に固定されている。したがって、モールド成形時において、型91の押さえ部91aによって第2の接着部材52が押圧されても、第2の接着部材52はほとんど変形しないため、これにより、流量検出チップ10の変形が抑制されて薄肉部13への応力の集中が抑制される。すなわち、薄肉部13の受けるダメージが抑制される。
On the other hand, in this embodiment, a region (including a region pressed by the
また、流量検出チップ10が支持リード31に接着固定されており、これによって、本実施形態に係る熱式流量センサ100は、流量検出チップ10と外部接続リード32との電気的な接続状態が確保される。なお、本実施形態においては、流量検出チップ10の下面における空洞部12の周囲領域と流量検出チップ10の上面における封止部材70によって被覆された部分に対応する領域との間の領域だけでなく、空洞部12の周囲領域を除く領域全体に対して、第2の接着部材52が配置されている。すなわち、パッド20の下部にも、第2の接着部材52が配置されている。したがって、流量検出チップ10と外部接続リード32との間でさらに良好な接続状態が確保される。
Further, the flow
以上から、本実施形態に係る熱式流量センサ100は、流量検出チップ10と外部接続リード32との電気的な接続状態が確保され、薄肉部13の受けるダメージやセンサ特性の変動が抑制されたセンサ装置となっている。
As described above, in the
なお、本実施形態においては、流量検出チップ10の下面において、第1の接着部材51が接する空洞部12の周囲領域が、流量検出部形成領域に対応する領域全てを含む例を示した。しかしながら、ピエゾ抵抗効果による抵抗値変動は、薄肉部13に形成されたヒータ14において最も生じ易い。したがって、空洞部12の周囲領域が、流量検出部のうち、感温体18a,18bの形成領域に対応する領域を含まない構成としても良い。
In the present embodiment, an example is shown in which the peripheral region of the
また、本実施形態においては、流量検出チップ10の下面において、空洞部12の周囲領域除く領域全てが、第2の接着部材52を介して支持リード31に固定される例を示した。しかしながら、モールド成形時において、接着部材50のうち、型91の押さえ部91aに対応する領域に接する部位が最も変形し易い。したがって、型91の押さえ部91aによって押さえられる領域のみに、第2の接着部材52が配置された構成としても良い。
Further, in the present embodiment, the example in which the entire region except the peripheral region of the
(第2実施形態)
次に、本発明の第2実施形態を、図6及び図7に基づいて説明する。図6は、第2実施形態に係る熱式流量センサの概略構成を示す断面図であり、第1実施形態に示した図2に対応している。図7は、図6に示す熱式流量センサの製造方法の一例における接着工程を示す図であり、(a)は第1の接着、(b)は第2の接着を示している。
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 6 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of the thermal flow sensor according to the second embodiment, and corresponds to FIG. 2 shown in the first embodiment. FIGS. 7A and 7B are diagrams showing an adhesion process in an example of the manufacturing method of the thermal flow sensor shown in FIG. 6. FIG. 7A shows the first adhesion, and FIG. 7B shows the second adhesion.
第2実施形態に係る熱式流量センサ及びその製造方法は、第1実施形態に示した熱式流量センサ100及びその製造方法と共通するところが多いので、以下、共通部分については詳しい説明は省略し、異なる部分を重点的に説明する。なお、第1実施形態に示した要素と同一の要素には、同一の符号を付与するものとする。
Since the thermal flow sensor and the manufacturing method thereof according to the second embodiment are in common with the
第1実施形態においては、第1の接着部材51と第2の接着部材52を介して、流量検出チップ10が支持リード31に固定される例を示した。すなわち、接着部材50全体で、流量検出チップ10が支持リード31に固定される例を示した。これに対し、本実施形態においては、図6に示すように、接着部材50の一部のみが、流量検出チップ10と支持リード31の積層方向(以下、単に積層方向と示す)において流量検出チップ10と支持リード31と固定されていることを特徴とする。
In the first embodiment, the example in which the flow
本実施形態においても、流量検出チップ10の下面における空洞部12(開口部16)を取り囲む周囲領域に対応して、第1の接着部材51が配置されている。第1の接着部材51は、流量検出チップ10とは接着せずに支持リード31のみと接着しており、支持リード31との間のみに接着部51aが構成されている。また、流量検出チップ10の下面における空洞部12の周囲領域を除く領域全てに対応して、第2の接着部材52が配置されている。第2の接着部材52は、支持リード31及び流量検出チップ10の両方と接着しており、支持リード31との間に接着部52a、流量検出チップ10との間に接着部52bが構成されている。それ以外の構成は、第1実施形態に示した構成と同じである。
Also in the present embodiment, the first
このように本実施形態に係る熱式流量センサ100によれば、接着部材50の一部のみが、積層方向において流量検出チップ10及び支持リード31の両方と接着している。すなわち、接着部材50のうちの一部を介して、流量検出チップ10が支持リード31に固定されている。これにより、流量検出チップ10の下面全面が接着固定される構成と比べて、流量検出チップ10を構成する半導体基板11と支持リード31との線膨張係数差に基づいて生じる応力の範囲が狭められ、ピエゾ抵抗効果によるセンサ特性の変動が抑制される。
As described above, according to the
特に本実施形態においては、接着部材50のうち、流量検出チップ10の下面における空洞部12の周囲領域と接する第1の接着部材51が、積層方向において流量検出チップ10及び支持リード31の少なくとも一方(本実施形態においては流量検出チップ10)と接着していない。すなわち、半導体基板11の下面において薄肉部13に近い領域である空洞部12の周囲領域では、接着部材50を介して流量検出チップ10が支持リード31に固定されておらず、半導体基板11と支持リード31との線膨張係数差に基づく応力が生じない。これにより、線膨張係数差に基づいて流量検出チップ10の薄肉部13に作用する応力が効果的に低減され、ひいてはピエゾ抵抗効果によるセンサ特性の変動が効果的に抑制される。
In particular, in the present embodiment, among the
また、接着部材50の一部のみが、積層方向において流量検出チップ10及び支持リード31の両方と接着しているので、モールド成形時に接着部材50が押し広げられたとしても、その変形範囲が流量検出チップ10の下面全面が接着固定される構成と比べて低減される。すなわち、薄肉部13への応力の集中が抑制され、ひいては薄肉部13の受けるダメージが抑制される。
In addition, since only a part of the
特に本実施形態においては、流量検出チップ10の下面における空洞部12の周囲領域を除く領域(型91の押さえ部91aによって押さえられる領域を含む)と接する第2の接着部材52が、積層方向において流量検出チップ10及び支持リード31の両方と接着している。したがって、第1実施形態に示したように、モールド成形時において、型91の押さえ部91aによって第2の接着部材52が押圧されても、第2の接着部材52はほとんど変形しないため、これにより、流量検出チップ10の変形が抑制されて薄肉部13への応力の集中が抑制される。すなわち、薄肉部13の受けるダメージが効果的に抑制される。
In particular, in the present embodiment, the
また、流量検出チップ10の下面における空洞部12の周囲領域が、支持リード31に接着固定されない構成でありながら、流量検出チップ10の下面と支持リード31の上面との対向領域のうち、空洞部12の周囲領域に接して第1の接着部材51が配置されている。すなわち、流量検出チップ10の下面全面に接して接着部材50が配置されている。したがって、流量検出チップ10が接着部材50を介して支持リード31上に安定して支持され、モールド成形時における半導体基板11での応力の偏りが抑制される。これにより、センサ特性の変動や薄肉部13の受けるダメージが抑制される。
Further, the surrounding area of the
次に、このように構成される熱式流量センサ100の製造方法の一例について説明する。先ず第1の接着工程として、第1の接着部材51を支持リード31上の所定領域に配置し、硬化処理を実施する。これにより第1の接着部材51が硬化され、図7(a)に示すように、第1の接着部材51と支持リード31との間に接着部51aが構成される。第1の接着部材51の効果処理後、第2の接着工程として、第2の接着部材52を支持リード31上の所定領域に配置し、第1の接着部材51及び第2の接着部材52上に流量検出チップ10を積層配置する。そして、この積層状態で、硬化処理を実施する。これにより第2の接着部材52が硬化され、図7(b)に示すように、第2の接着部材52と支持リード31との間に接着部52aが構成されるとともに、第2の接着部材52と流量検出チップ10との間に接着部52bが構成される。第1の接着部材51については、第2の接着工程の前に硬化処理を実施するため、第2の接着工程において硬化処理を施しても、流量検出チップ10に接着することはない。これにより、図7(b)に示すように、接着部材50のうち、第2の接着部材52のみが、支持リード31及び流量検出チップ10の両方に接着された構成となる。以上が、接着工程である。接着工程以後の工程(接続工程、モールド成形工程)については、第1実施形態に示した製造方法と同様であるの、その記載を省略する。
Next, an example of a manufacturing method of the
本実施形態においては、接着工程を2段階とすることにより、接着部材50の一部のみが、積層方向において流量検出チップ10と支持リード31と固定された構成とする例を示した。しかしながら、接着部材50の一部が、流量検出チップ10及び支持リード31の両方と選択的に接着された構成を形成する方法としては、上記例に限定されるものではない。例えば、図8に示す例においては、第1の接着部材51が、流量検出チップ10との接触面側に、接着機能を有さないカバー部材53を有している。これによれば、第1の接着部材51と第2の接着部材52の硬化処理を同一工程で実施することができる。図8は、変形例を示す断面図である。
In the present embodiment, an example in which only a part of the
また、支持リード31の上面(又は流量検出チップ10の下面)に第1の接着部材51及び第2の接着部材52を配置した状態で、接着部材50の一部を選択的に硬化させ(例えば選択的にUV照射し)、接着部材50の一部を介して流量検出チップ10を支持リード31に固定するようにしても良い。
In addition, in a state where the first
また、第1の接着部材51及び第2の接着部材52として、基材の表面に粘着材が塗布されたシート状の接着部材(接着テープ)を採用しても良い。第1の接着部材51としては、基材が接着機能を有さず、基材の片面に粘着材が配置された片面接着テープを採用し、第2の接着部材52としては、基材の両面に粘着材が配置された両面接着テープを採用すれば良い。なお、第1の接着部材51としては、基材の両面ともに粘着材が配置されないものを採用することも可能であるが、第1の接着部材51がいずれとも固定されない構成となる。したがって、片面に粘着材を有する構成のほうが好ましい。
Further, as the first
(第3実施形態)
次に、本発明の第3実施形態を、図9に基づいて説明する。図9は、第3実施形態に係る熱式流量センサの概略構成を示す断面図である。図9は、図2に対応している。
(Third embodiment)
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 9 is a cross-sectional view illustrating a schematic configuration of a thermal flow sensor according to the third embodiment. FIG. 9 corresponds to FIG.
第3実施形態に係る熱式流量センサ及びその製造方法は、上述した実施形態に示した熱式流量センサ100及びその製造方法と共通するところが多いので、以下、共通部分については詳しい説明は省略し、異なる部分を重点的に説明する。なお、上述した実施形態に示した要素と同一の要素には、同一の符号を付与するものとする。
Since the thermal flow sensor and the manufacturing method thereof according to the third embodiment are in common with the
第2実施形態においては、接着部材50の一部が、積層方向において流量検出チップ10及び支持リード31に固定される例として、第1の接着部材51と第2の接着部材52のうち、第2の接着部材52のみが流量検出チップ10及び支持リード31に固定される例を示した。すなわち、複数の接着部材のうち、一部の接着部材が流量検出チップ10及び支持リード31に固定される例を示した。これに対し、本実施形態においては、図9に示すように、接着部材50が1つの接着部材54からなり、接着部材54の一部のみが、積層方向において流量検出チップ10及び支持リード31に固定される点を特徴とする。
In the second embodiment, as an example in which a part of the
接着部材54は、上述した第2の接着部材52同様、圧力を受けてほとんど変形しないヤング率(例えば1MPa程度)を有する硬い接着部材であり、流量検出チップ10の下面と支持リード31の上面の対向領域全体に配置されている。そして、図9に示すように、接着部材54のうち、流量検出チップ10の下面における空洞部12の周囲領域を除く領域に対応する部位が、選択的に積層方向において流量検出チップ10及び支持リード31の両方と接着している。すなわち、空洞部12の周囲領域を除く領域において、接着部材54と支持リード31との間に接着部54aが構成され、接着部材54と流量検出チップ10との間に接着部54bが構成されている。また、接着部材54のうち、流量検出チップ10の下面における空洞部12の周囲領域に対応する部位は、流量検出チップ10とは接着せず、支持リード31のみと接着している。すなわち、接着部材54と支持リード31との間に、全面にわたって接着部54aが構成されている。
Similar to the
このような構成としても、第2実施形態に示した構成と同様の効果を期待することができる。 Even with such a configuration, the same effect as the configuration shown in the second embodiment can be expected.
また、流量検出チップ10と支持リード31との間に、1つの接着部材54のみが配置されるので、構成を簡素化することができる。
In addition, since only one
なお、本実施形態においては、接着部材54として、接着機能を有さない基材に対し、空洞部12の周囲領域に対応する部位には片面のみに粘着材が配置され、空洞部12の周囲領域を除く領域に対応する部位には両面に粘着材が配置されたシート状の接着部材(接着テープ)を採用している。これにより、図9に示す熱式流量センサ100が構成されている。しかしながら、図9に示す熱式流量センサ100の製造方法としては、上記例に限定されるものではない。例えば、図8の変形例に示したように、接着部材54の一部に接着機能を発揮しないカバー部材を配置することで、接着部材54の一部のみを、積層方向において流量検出チップ10及び支持リード31の両方と接着するようにしても良い。また、図8の変形例に示したように、支持リード31の上面(又は流量検出チップ10の下面)に接着部材54を配置した状態で、接着部材54の一部を選択的に硬化させる(例えば選択的にUV照射する)ことで、接着部材54の一部のみを、積層方向において流量検出チップ10及び支持リード31の両方と接着するようにしても良い。
In the present embodiment, an adhesive material is disposed only on one side of the portion corresponding to the peripheral region of the
また、本実施形態においては、接着部材54のうち、空洞部12の周囲領域に対応する部位が、支持リード31のみと接着する例を示した。しかしながら、例えば図10に示すように、接着部材54のうち、積層方向において流量検出チップ10及び支持リード31の両方と接着する部位以外の部位については、流量検出チップ10だけでなく、支持リード31とも接着しない構成としても良い。このような構成としても、流量検出チップ10及び支持リード31のいずれとも接着しない部位が、流量検出チップ10及び支持リード31の両方と接着する部位と連結されているので、位置ずれ等の問題を抑制することができる。図10は、変形例を示す断面図である。
Further, in the present embodiment, an example is shown in which the portion of the
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態になんら制限されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々変形して実施することが可能である。 The preferred embodiments of the present invention have been described above. However, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
本実施形態においては、流量検出チップ10を構成する基板が、シリコンからなる半導体基板11である例を示した。このように半導体基板11を用いると、一般的な半導体製造技術により、半導体基板に容易に空洞部12及び薄肉部13を形成することができる。すなわち、熱式流量センサ100を低コストで製造することができる。しかしながら、半導体基板はシリコン基板に限定されるものではない。また、基板も半導体基板に限定されず、支持リード31との線膨張係数に差のある部材(例えばガラス)を採用することができる。
In the present embodiment, the example in which the substrate constituting the flow
本実施形態においては、センサ装置の一例として熱式流量センサ100を取り上げた。これは、薄肉部13の厚さが数μm程度と非常に薄く、モールド成形時に薄肉部13がダメージを受け易く、また、ピエゾ抵抗効果によってセンサ特性が変動しやすいからである。しかしながら、センサ装置としては熱式流量センサ100に限定されるものではない。例えば熱式流量センサ100以外にも、基板の空洞部上に薄肉部が形成され、この薄肉部に検出部の抵抗体が配置された構造のセンサ(例えばサーモパイル式の赤外線センサ、湿度センサ、圧力センサ等)であれば適用することができる。
In the present embodiment, the
本実施形態においては、封止部材70が、パッド側端部71以外に周囲部72を有する例を示した。しかしながら、封止部材70の形態は、上記例に限定されるものではない。例えばパッド側端部71のみを有する構成としても良い。
In the present embodiment, an example in which the sealing
本実施形態においては、流量検出チップ10のパッド20と外部接続リード32が、ワイヤ90を介して電気的に接続される例を示した。しかしながら、流量検出チップ10と外部接続リード32との接続はワイヤボンディングに限定されるものではない。例えば、支持リード31及び外部接続リード32(リードフレーム30)としてプリント基板を採用する場合には、バンプ等によって接続された構成としても良い。
In the present embodiment, an example in which the
本実施形態においては、流量検出チップ10と外部接続リード32が、ワイヤ90を介して直接的に接続される例を示した。しかしながら、流量検出部の入出力を制御する回路が形成された回路チップを介して、流量検出チップ10と外部接続リード32が電気的に接続された構成としても良い。この場合、流量検出チップと回路チップとの接続部、及び、回路チップと外部接続リードとの接続部が、封止部材70によって被覆された構造となる。このように、回路チップを含む構成に対しても、回路チップを含まない構成同様乃至それに準ずる効果を期待することができる。
In the present embodiment, the example in which the flow
本実施形態においては、接着部材50として、ヤング率が互いに異なる第1の接着部材51及び第2の接着部材52を有する例を示した。しかしながら、ヤング率が互いに異なる複数の接着部材としては、2種類の接着部材51,52に限定されるものではない。接着部材50として、ヤング率が互いに異なる3種類以上の接着部材を有する構成としても良い。
In this embodiment, the example which has the
10・・・流量検出チップ(センサチップ)
11・・・半導体基板(基板)
12・・・空洞部
13・・・薄肉部
14,14a,14b・・・ヒータ
31・・・支持リード
32・・・外部接続リード
50,54・・・接着部材
51・・・第1の接着部材
52・・・第2の接着部材
70・・・封止部材
10. Flow rate detection chip (sensor chip)
11 ... Semiconductor substrate (substrate)
12 ...
Claims (16)
リードフレームの一部であり、一面上に、前記空洞部の開口された下面を搭載面として前記センサチップが接着部材を介して固定された支持リード、及び、前記配線部と電気的に接続された外部接続リードと、
絶縁材料からなり、前記検出部及び前記薄肉部を露出させつつ、前記配線部と前記外部接続リードとの接続部位を被覆するように一体的に配置された封止部材と、を備えたセンサ装置であって、
前記センサチップと前記支持リードとの間に、前記接着部材として、ヤング率が互いに異なる複数の接着部材が並んで配置され、複数の前記接着部材を介して前記センサチップが前記支持リードに固定されていることを特徴とするセンサ装置。 A sensor chip in which a detection part and a wiring part connected to the detection part are formed on a substrate having a hollow part, and a resistor constituting the detection part is formed in a thin part on the hollow part,
The lead frame is a part of the lead frame, and is electrically connected to the wiring portion on one side, the support lead having the sensor chip fixed through an adhesive member with the open lower surface of the cavity portion as a mounting surface. External connection leads,
A sensor device comprising: a sealing member made of an insulating material and integrally disposed so as to cover a connection portion between the wiring portion and the external connection lead while exposing the detection portion and the thin portion Because
Between the sensor chip and the support lead, a plurality of adhesive members having different Young's moduli are arranged side by side as the adhesive member, and the sensor chip is fixed to the support lead via the plurality of adhesive members. A sensor device.
前記センサチップの下面において、前記空洞部の周囲領域と固定された第1の接着部材と、
前記第1の接着剤よりもヤング率が大きく、前記センサチップの下面において、前記空洞部の周囲領域、及び、前記センサチップの上面における前記封止部材によって被覆された部分に対応する領域、の間の領域と固定された第2の接着部材とを有し、
前記第1の接着部材及び前記第2の接着部材を介して、前記センサチップが前記支持リードに固定されていることを特徴とする請求項1に記載のセンサ装置。 As a plurality of the adhesive members,
On the lower surface of the sensor chip, a first adhesive member fixed to the peripheral region of the cavity,
The Young's modulus is larger than that of the first adhesive, and on the lower surface of the sensor chip, the peripheral region of the cavity and the region corresponding to the portion covered with the sealing member on the upper surface of the sensor chip, An intermediate region and a fixed second adhesive member,
The sensor device according to claim 1, wherein the sensor chip is fixed to the support lead via the first adhesive member and the second adhesive member.
リードフレームの一部であり、一面上に、前記空洞部の開口された下面を搭載面として前記センサチップが配置された支持リード、及び、前記配線部と電気的に接続された外部接続リードと、
前記センサチップと前記支持リードとの間に介在された介在部材と、
絶縁材料からなり、前記検出部及び前記薄肉部を露出させつつ、前記配線部と前記外部接続リードとの接続部位を被覆するようにモールド成形された封止部材と、を備え、
前記介在部材は、前記センサチップの下面全面に接して配置されており、その一部のみが、前記センサチップと前記支持リードの積層方向において前記センサチップ及び前記支持リードと固定され、残りの部分は、前記センサチップ及び前記支持リードの少なくとも一方と固定されていないことを特徴とするセンサ装置。 A sensor chip in which a detection part and a wiring part connected to the detection part are formed on a substrate having a hollow part, and a resistor constituting the detection part is formed in a thin part on the hollow part,
A support lead that is a part of the lead frame, and on one surface, the support chip on which the sensor chip is arranged with the lower surface opened of the cavity portion as a mounting surface; and an external connection lead electrically connected to the wiring portion; ,
An interposition member interposed between the sensor chip and the support lead;
A sealing member made of an insulating material and molded so as to cover the connection portion between the wiring portion and the external connection lead while exposing the detection portion and the thin portion,
The interposition member is disposed in contact with the entire lower surface of the sensor chip, and only a part thereof is fixed to the sensor chip and the support lead in the stacking direction of the sensor chip and the support lead, and the remaining portion. Is not fixed to at least one of the sensor chip and the support lead .
前記1つの接着部材の一部のみが、前記センサチップと前記支持リードの積層方向において前記センサチップ及び前記支持リードと固定され、残りの部分は、前記センサチップ及び前記支持リードの少なくとも一方と固定されていないことを特徴とする請求項5〜8いずれか1項に記載のセンサ装置。 As the intermediate member, it has a single adhesive member,
Only a part of the one adhesive member is fixed to the sensor chip and the support lead in the stacking direction of the sensor chip and the support lead, and the remaining part is fixed to at least one of the sensor chip and the support lead. It is not carried out , The sensor apparatus of any one of Claims 5-8 characterized by the above-mentioned.
複数の前記接着部材のうち、ヤング率の最も大きい接着部材が、前記センサチップ及び前記支持リードと固定されていることを特徴とする請求項5〜8いずれか1項に記載のセンサ装置。 As the interposition member , having a plurality of adhesive members having different Young's moduli from each other,
The sensor device according to claim 5, wherein an adhesive member having the largest Young's modulus among the plurality of adhesive members is fixed to the sensor chip and the support lead.
準備した前記センサチップを、前記空洞部が開口する下面を搭載面として、前記リードフレームにおける前記支持リード上に接着部材を介して固定し、積層体を形成する接着工程と、
前記積層体に対し、前記リードフレームにおける前記外部接続リードと前記配線部を電気的に接続する接続工程と、
前記接続工程後、前記積層体を型に構成されるキャビティに配置してモールド成形し、前記検出部及び前記薄肉部を露出しつつ封止部材によって前記配線部と前記外部接続リードとの接続部位を被覆する成形工程と、を備えたセンサ装置の製造方法であって、
前記接着工程において、前記センサチップと前記支持リードとの間に、前記接着部材として、ヤング率が互いに異なる複数の接着部材を並べて配置し、少なくとも1つの前記接着部材を介して前記センサチップを前記支持リードに固定することを特徴とするセンサ装置の製造方法。 A sensor chip in which a detection part and a wiring part connected to the detection part are formed on a substrate having a cavity part, and a resistor constituting the detection part is formed in a thin part on the cavity part, and the sensor A preparation step for preparing a lead frame including a support lead for mounting a chip on one surface and an external connection lead electrically connected to the wiring portion;
An adhesive step of fixing the prepared sensor chip with a lower surface where the hollow portion opens as a mounting surface on the support lead in the lead frame via an adhesive member, and forming a laminate;
A connection step for electrically connecting the external connection lead and the wiring portion in the lead frame to the laminate,
After the connecting step, the laminate is placed in a cavity formed in a mold and molded, and the connection part between the wiring part and the external connection lead is formed by a sealing member while exposing the detection part and the thin part. A method of manufacturing a sensor device comprising:
In the bonding step, a plurality of bonding members having different Young's moduli are arranged side by side as the bonding member between the sensor chip and the support lead, and the sensor chip is disposed via the at least one bonding member. A method of manufacturing a sensor device, wherein the sensor device is fixed to a support lead.
前記センサチップの下面において、前記空洞部の周囲領域を除く領域であって、少なくとも成形時に前記センサチップの上面が前記型によって押さえられる部位に対応する領域に前記第2の接着部材を配置し、前記空洞部の周囲領域に前記第1の接着部材を配置し、
前記支持リード上に前記センサチップを配置した状態で前記第1の接着部材及び前記第2の接着部材を硬化処理して、前記センサチップを前記支持リードに固定することを特徴とする請求項12に記載のセンサ装置の製造方法。 In the bonding step, a first bonding member and a second bonding member having a Young's modulus larger than the first bonding member are used as the plurality of bonding members,
In the lower surface of the sensor chip, the second adhesive member is disposed in a region excluding the peripheral region of the cavity, and at least in a region corresponding to a portion where the upper surface of the sensor chip is pressed by the mold at the time of molding, Disposing the first adhesive member in a peripheral region of the cavity,
13. The sensor chip is fixed to the support lead by curing the first adhesive member and the second adhesive member in a state where the sensor chip is disposed on the support lead. A method for manufacturing the sensor device according to claim 1.
前記センサチップの下面における前記空洞部の周囲領域、及び、前記支持リードの一面における前記周囲領域に対応する領域、のいずれかに前記第1の接着部材を配置して硬化処理を施し、
前記第1の接着部材の硬化処理後、前記センサチップの下面における前記空洞部の周囲領域を除く領域であって少なくとも成形時に前記センサチップの上面が前記型によって押さえられる部位に対応する押さえ領域、及び、前記支持リードの一面における前記周囲領域に対応する領域を除く領域であって少なくとも前記押さえ領域に対応する領域、のいずれかに前記第2の接着部材を配置し、前記支持リード上に前記センサチップを配置した状態で前記第2の接着部材の硬化処理を施して、前記センサチップを前記支持リードに固定することを特徴とする請求項12に記載のセンサ装置の製造方法。 In the bonding step, a first bonding member and a second bonding member having a Young's modulus larger than the first bonding member are used as the plurality of bonding members,
The first adhesive member is disposed in one of the peripheral area of the cavity on the lower surface of the sensor chip and the area corresponding to the peripheral area on one surface of the support lead, and subjected to a curing process.
After the curing process of the first adhesive member, a pressing region corresponding to a region where at least the upper surface of the sensor chip is pressed by the mold at the time of molding, the region excluding the peripheral region of the cavity on the lower surface of the sensor chip, And the second adhesive member is disposed in any one of the areas excluding the area corresponding to the peripheral area on one surface of the support lead and corresponding to at least the pressing area, and the second adhesive member is disposed on the support lead. 13. The method of manufacturing a sensor device according to claim 12, wherein the second adhesive member is cured in a state in which the sensor chip is disposed, and the sensor chip is fixed to the support lead.
介在部材を介在させて、準備した前記センサチップを、前記空洞部が開口する下面を搭載面として前記リードフレームにおける前記支持リード上に配置し、積層体を形成する接着工程と、
前記積層体に対し、前記リードフレームにおける前記外部接続リードと前記配線部を電気的に接続する接続工程と、
前記接続工程後、前記積層体を型に構成されるキャビティに配置してモールド成形し、前記検出部及び前記薄肉部を露出しつつ封止部材によって前記配線部と前記外部接続リードとの接続部位を被覆する成形工程と、を備えたセンサ装置の製造方法であって、
前記接着工程では、前記介在部材を、前記センサチップの下面全面に接するように配置するとともに、前記介在部材として、その一部のみが、前記センサチップと前記支持リードの積層方向において前記センサチップの下面及び前記支持リードの一面の両方に対して接着機能を有し、残りの部分は、前記センサチップ及び前記支持リードの少なくとも一方に対して接着機能を有さない部材を用い、前記センサチップを前記支持リードに固定することを特徴とするセンサ装置の製造方法。 A sensor chip in which a detection part and a wiring part connected to the detection part are formed on a substrate having a cavity part, and a resistor constituting the detection part is formed in a thin part on the cavity part, and the sensor A preparation step for preparing a lead frame including a support lead for mounting a chip on one surface and an external connection lead electrically connected to the wiring portion;
An interposing member is interposed, and the prepared sensor chip is disposed on the support lead in the lead frame with the lower surface where the hollow portion is opened as a mounting surface, and an adhesion step for forming a laminate,
A connection step for electrically connecting the external connection lead and the wiring portion in the lead frame to the laminate,
After the connecting step, the laminate is placed in a cavity formed in a mold and molded, and the connection part between the wiring part and the external connection lead is formed by a sealing member while exposing the detection part and the thin part. A method of manufacturing a sensor device comprising:
In the bonding step, the interposition member is disposed so as to be in contact with the entire lower surface of the sensor chip, and only a part of the interposition member is disposed in the sensor chip and the support lead in the stacking direction of the sensor chip. It has a bonding function for both the one surface of the lower surface and the supporting lead, rest, using a member that does not have an adhesive function to at least one of the sensor chip and the support leads, the sensor chip A method of manufacturing a sensor device, wherein the sensor device is fixed to the support lead .
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