JP4978587B2 - センサ装置およびその製造方法 - Google Patents

Description

この発明は、センシング部と、このセンシング部と電気的に接続された回路とを備え、その回路が封止材によって封止されてなるセンサ装置およびその製造方法に関する。

従来、この種のセンサ装置の製造方法として、封止材による被覆領域の境界にゴム製の緩衝部材を組付け、その緩衝部材を型締め時に変形させ、センサチップと支持部材との間に形成された溝部を埋めることにより、射出成型時のモールド材が溝を通じてセンシング部の方へ漏れないようにした製造方法が提案されている（特許文献１）。

特開２００７−３３４１１号公報（第５３段落、図１）。

しかし、前述した従来の方法では、緩衝部材自体が微小であるため、緩衝部材および緩衝部材を組付ける部分の寸法に対して高い精度が要求されるので、センサ装置の歩留まりを高め難いという問題がある。また、緩衝部材の組付けにも高い精度が要求されるため、製造効率の向上を図り難いという問題がある。

そこでこの発明は、上述の問題を解決するためになされたものであり、センサ装置の歩留まりを高めることのできるセンサ装置およびその製造方法を実現することを目的とする。また、センサ装置の製造効率を向上させることのできるセンサ装置およびその製造方法を実現することを目的とする。

（請求項１または請求項６に係る発明）
この発明は、上記の各目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、基板（２０ａ）と、前記基板の基板面に配置されたセンシング部（２１）と、前記基板の基板面に配置されており、前記センシング部からの信号を外部に取出すための端子（２２）と、前記端子の近傍に前記基板と離れて配置された回路（３０）と、前記端子および回路を電気的に接続してなる導電部材（６０）と、前記基板および回路が搭載された搭載部材（４０）と、前記回路を封止してなる第１の封止材（９０）と、を備えており、前記搭載部材には、前記基板の側面（２０ｂ）との間に隙間（４３）を形成して前記基板が搭載された凹部（４２）が備えられたセンサ装置（１０）において、前記回路と、前記回路側に開口された前記隙間の開口部（４３ａ）との間に、前記第１の封止材が前記開口部へ流入するのを阻止する壁（５０）が配置されてなり、前記壁の上端と前記基板の表面との間に形成された隙間が、第２の封止材によって封止されてなるという技術的手段を用いる。

請求項６に記載の発明では、基板（２０ａ）と、前記基板の基板面に配置されたセンシング部（２１）と、前記基板の基板面に配置されており、前記センシング部からの信号を外部に取出すための端子（２２）と、前記端子の近傍に前記基板と離れて配置された回路（３０）と、前記端子および回路を電気的に接続してなる導電部材（６０）と、前記基板および回路が搭載された搭載部材（４０）と、前記回路を封止してなる第１の封止材（９０）と、を備えており、前記搭載部材には、前記基板の側面（２０ｂ）との間に隙間（４３）を形成して前記基板が搭載された凹部（４２）が備えられたセンサ装置（１０）の製造方法において、前記回路と、前記回路側に開口された前記隙間の開口部（４３ａ）との間に、前記第１の封止材が前記開口部へ流入するのを阻止する壁（５０）が配置され、前記基板および回路が搭載された前記搭載部材と、前記第１の封止材とを用意し、前記第１の封止材により前記回路を封止し、さらに第２の封止材を用意し、前記端子および導電部材の接続領域と、前記壁の上端と前記基板の表面との間に形成された隙間とが封止されるように前記第２の封止部材を配置する第１工程と、前記第１の封止材により、前記第２の封止材との間に隙間が形成されないように前記回路を封止する第２工程と、を有するという技術的手段を用いる。

請求項１または請求項６に係る発明によれば、回路（３０）と、回路側に開口された隙間（４３）の開口部（４３ａ）との間に、第１の封止材（９０）が開口部へ流入するのを阻止する壁（５０）が配置されてなるため、第１の封止材が開口部を通じて隙間に流入するのを阻止することができる。
したがって、従来のように回路を封止する前に緩衝部材を組付ける必要がないため、センサ装置の歩留まりを高めることができる。また、センサ装置の製造効率を向上させることができる。

（請求項２または請求項７に係る発明）
請求項２に記載の発明では、請求項１に記載のセンサ装置（１０）において、前記回路は前記搭載部材に搭載された回路チップ（３０）に設けられており、前記回路チップは前記第１の封止材（９０）によって封止されており、前記壁（５０）は、前記搭載部材（４０）の底面（４４ａ）から少なくとも前記回路チップの高さ以上に立設されてなるという技術的手段を用いる。

請求項７に記載の発明では、請求項６に記載のセンサ装置（１０）の製造方法において、前記回路は前記搭載部材に搭載された回路チップ（３０）に設けられており、かつ、前記壁（５０）は、前記搭載部材（４０）の底面（４４ａ）から少なくとも前記回路チップの高さ以上に立設されてなるという技術的手段を用いる。

壁（５０）は、搭載部材（４０）の底面（４４ａ）から少なくとも回路チップ（３０）の高さ以上に立設されてなるため、第１の封止材（９０）によって回路チップを封止するときに第１の封止材が壁を超えるおそれがない。

（請求項１または請求項６に係る発明）
請求項１または請求項６に係る発明によれば、壁（５０）の上端と基板（２０ａ）の表面との間に形成された隙間（４７）が、第２の封止材（８０）によって封止されてなるため、第１の封止材（９０）によって回路（３０）を封止するときに第１の封止材が壁の上端を超えて基板の表面に流出するおそれがない。

（請求項３または請求項８に係る発明）
請求項３に記載の発明では、請求項１または請求項２に記載のセンサ装置（１０）において、前記第２の封止材（８０）の上端が前記壁（５０）の上端よりも高いという技術的手段を用いる。

請求項８に記載の発明では、請求項６または請求項７に記載のセンサ装置（１０）の製造方法において、前記第１工程では、前記第２の封止材（８０）を、その上端が前記壁（５０）の上端よりも高くなるように配置するという技術的手段を用いる。

第２の封止材（８０）の上端が壁（５０）の上端よりも高いため、第１の封止材（９０）によって回路（３０）を封止するときに第１の封止材が壁の上端を超えた場合であっても、第２の封止材によって阻止されるため、第１の封止材が壁の上端を超えて基板（２０ａ）の表面に流出するおそれがない。

（請求項４または請求項９に係る発明）
請求項４に記載の発明では、請求項１〜３のいずれか１項に記載のセンサ装置（１０）において、前記基板（２０ａ）の裏面が、接着剤（７０）によって前記搭載部材（４０）に接着されており、前記隙間（４７）の下方（４８）において前記第２の封止材（８０）と前記接着剤とが接触していないという技術的手段を用いる。

請求項９に記載の発明では、請求項６〜８のいずれか１項のセンサ装置（１０）の製造方法において、前記基板（２０ａ）の裏面が、接着剤（７０）によって前記搭載部材（４０）に接着されており、前記第１工程では、前記隙間（４７）が封止され、かつ、前記隙間の下方（４８）において前記第２の封止材（８０）と前記接着剤とが接触しないように前記第２の封止材を配置するという技術的手段を用いる。

隙間の下方において第２の封止材と接着剤とが接触していないため、線膨張率の異なる第２の封止材および接着剤が相互に応力を掛け合い、第２の封止材の界面または接着剤の界面に剥離やクラックが発生しないようにすることができる。

（請求項５または請求項１０に係る発明）
請求項５に記載の発明では、請求項１〜４のいずれか１項に記載のセンサ装置（１０）において、さらに、前記端子（２２）および導電部材（６０）の接続領域が、前記第２の封止材（８０）によって封止されてなるという技術的手段を用いる。

請求項１０に記載の発明では、請求項６〜９のいずれか１項に記載のセンサ装置（１０）の製造方法において、前記第１工程では、前記第２の封止材（８０）によって、さらに前記端子（２２）および導電部材（６０）の接続領域をも封止するという技術的手段を用いる。

壁（５０）の上端と基板（２０ａ）の表面との間に形成された隙間（４７）に加えて、端子（２２）および導電部材（６０）の接続領域をも第２の封止材（８０）によって封止することができるため、隙間および接続領域を個別に封止する手法よりも封止作業の効率を高めることができる。

なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する発明の実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。

〈第１実施形態〉
この発明の第１実施形態について図を参照して説明する。以下の各実施形態では、この発明に係るセンサ装置として熱式流量センサ装置を例に挙げて説明する。図１は、熱式流量センサ装置の概略説明図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ矢視断面図、（ｃ）は（ａ）のＢ−Ｂ矢視断面図である。図２は、図１に示す熱式流量センサ装置に備えられたセンサチップと搭載部材との配置関係を示す説明図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ矢視断面図である。図３は、図１に示す熱式流量センサ装置に封止材が配置された状態を示す説明図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ矢視断面図、（ｃ）は封止部材近傍の拡大図、（ｄ）は隙間の説明図である。

（主要構成）
最初に、この実施形態に係る熱式流量センサ装置の主要構成について図１を参照して説明する。なお、以下の説明では、図面右側を先端とし、図面左側を後端とする。
熱式流量センサ装置１０は、気体の流量を検出するセンサチップ２０と、このセンサチップ２０と電気的に接続された回路チップ３０と、センサチップ２０および回路チップ３０を収容する搭載部材４０とを備える。熱式流量センサ装置１０は、たとえば、車両に備えられたインテークマニホルド内に配置され、内燃機関のシリンダ内に取り込まれる空気の流量検出に用いられる。

センサチップ２０の基板面には、センシング部２１と、このセンシング部２１などと電気的に接続された複数のパッド２２とが配置されている。回路チップ３０の表面には複数のパッド３１が配置されている。センサチップ２０のパッド２２および回路チップ３０のパッド３１は、ボンディングワイヤ６０によって電気的に接続されている。

搭載部材４０は、センサチップ２０が収容された第１の搭載部４１と、回路チップ３０が収容された第２の搭載部４４とから構成される。第１の搭載部４１には、センサチップ２０を収容するための凹部４２が形成されており、第２の搭載部４４には、回路チップ３０を収容するための凹部４６が形成されている。凹部４２の内壁とセンサチップ２０の両側面との間には隙間４３が形成されている。

第２の搭載部４４の底部には、回路チップ３０を搭載するための底面４４ａが形成されている。底面４４ａの周囲には、周壁４５が立設されている。周壁４５のうち、第１の搭載部４１との境界には、周壁４５の形成されていない切欠部４５ｃが形成されている。この切欠部４５ｃには、凹部４２に収容されたセンサチップ２０の後端が突出している。この実施形態では、第２の搭載部４４は上面開口のケース状に形成されており、第１の搭載部４１は第２の搭載部の先端から舌状に突出形成されている。

図１（ｃ）に示すように、センサチップ２０は、接着剤７０によって凹部４２の底面および底面４４ａに接着されており、回路チップ３０は、接着剤７０によって底面４４ａに接着されている。この実施形態では、センサチップ２０の裏面のうち、略後ろ半分が接着剤７０によって接着されており、その後ろ半分のうち、底面４４ａにはみ出した部分は、接着剤７０によって底面４４ａに接着されている。

図２（ａ）に示すように、凹部４２の内壁とセンサチップ２０の両側面との間に形成された隙間４３は、第２の搭載部４４の凹部４６に連通している。図２（ｂ）に示すように、回路チップ３０の側からセンサチップ２０の後端を見ると、センサチップ２０の両側壁２０ｂと、周壁４５の切欠部４５ｃとの間には、隙間４３の開口部４３ａがそれぞれ開口している。

回路チップ３０と、回路チップ３０の側に開口された隙間４３の開口部４３ａとの間には、壁５０が配置されている。この壁５０が本発明の特徴であり、壁５０は、低粘度の封止材９０（図３）によって回路チップ３０を封止するときに、その封止材９０が開口部４３ａを通じて隙間４３に流入しないようにするためのものである。
つまり、壁５０は、封止材９０が隙間４３に流入しないように隙間４３の開口部４３ａを閉塞するものである。

この実施形態では、壁５０は、センサチップ２０のうち、底面４４ａにはみ出した部分の周囲を囲むように配置されている。壁５０は、センサチップ２０の表面と略同じ高さに形成されているが、少なくとも隙間４３の開口部４３ａを塞ぐ高さに形成すればよい。壁５０は、直線部５１と、この直線部５１の両端から屈曲した屈曲部５２，５２とから構成される。このように壁５０を配置することにより、第２の搭載部４４の底面４４ａに配置された低粘度の封止材９０が隙間４３の開口部４３ａから流入しないようにすることができる。

直線部５１は、センサチップ２０の後端と回路チップ３０の先端との境界を横切るように配置されており、各屈曲部５２は周壁４５ａの内壁面４５ｂにそれぞれ密着している。また、壁５０は、第２の搭載部４４と同じ材料によって第２の搭載部４４と同時に一体成形される。なお、壁５０は、隙間４３の開口部４３ａを閉塞できるものであれば、図示の形状に限定されるものではなく、たとえば、屈曲部５２を備えず、直線部５１を延長し、相対向する周壁４５の内壁と密着させた形状でも良い。

図３（ｄ）に示すように、壁５０の上端とセンサチップ２０の表面との間には隙間４７が形成されており、図３（ｃ）に示すように、隙間４７は、高粘度の封止材８０によって封止されている。また、高粘度の封止材８０は、センサチップ２０に配置されたパッド２２とボンディングワイヤ６０との接続領域をも封止している。

高粘度の封止材８０は、その上端が壁５０の上端よりも高くなるように配置されており、低粘度の封止材９０が壁５０の上端を超えて隙間４７に流入しないようになっている。このため、封止材８０は、低粘度の封止材９０によって回路チップ３０を封止する前に配置される。また、図３（ｃ）に示すように、隙間４７を封止する高粘度の封止材８０と、接着剤７０との間には、隙間４８が形成されており、高粘度の封止材８０と接着剤７０とが接触しないようになっている。これにより、線膨張率の異なる高粘度の封止材８０および接着剤７０が相互に応力を掛け合い、高粘度の封止材８０の界面または接着剤７０の界面に剥離やクラックが発生しないようにすることができる。

この実施形態では、搭載部材４０はＰＰＳ（Polyphenylene sulfide：ポリフェニレンスルファイド）、ＰＢＴ（Polybutylene terephtalate：ポリブチレンテレフタレート）などの非導電性材料により形成されている。また、寸法安定性や耐水性・耐薬品性および電気絶縁性に優れているという理由から、低粘度の封止材９０および高粘度の封止材８０として、エポキシ樹脂を用いる。

また、エポキシ樹脂の粘度は、エポキシ樹脂に混合する反応性希釈剤の量によって調整する。なお、エポキシ樹脂以外の熱硬化性樹脂、あるいは、シリコーンゲルなどの非導電性材料を用いることもできる。さらに、接着剤７０を形成する接着剤として、容量、寸法および形状の制御が容易であり、かつ、接着面への配置が容易であるなどの理由から、フィルム状の接着剤、たとえば、エポキシ樹脂製の非導電性フィルム（ＮＣＦ(Non-Conductive Film)）を用いる。

（センサチップの構成）
次に、センサチップ２０の構成について図４を参照して説明する。図４は、センサチップ２０の説明図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）におけるＡ−Ａ矢視断面図である。

センサチップ２０は、半導体基板２０ａを用いて構成されており、薄肉の板状に形成されている。半導体基板２０ａの基板面の一端には、気体の流量を検出するセンシング部２１が配置されており、他端には、センシング部２１などと電気的に接続された複数のパッド２２が配置されている。
センシング部２１の裏面には、空洞部２７が形成されており、その空洞部２７の基板表面には、薄い絶縁膜から構成される薄肉部（メンブレン）２３が形成されている。

この実施形態では、絶縁層および導電層などの形成および加工が容易であるなどの理由から、半導体基板３０ａとしてシリコン基板を用いる。また、形成が容易であるなどの理由から、空洞部３５は、半導体基板３０ａの裏面をエッチングすることにより形成し、それにより、薄肉部２３を形成する。

センサチップ２０の薄肉部２３には、気体流（図中Ｆ１で示す白抜き矢印）の上流側に対してヒータ２１ａが形成されており、下流側にはヒータ２１ｂが形成されている。この薄肉部２３および一対のヒータ２１ａ，２１ｂによってセンシング部２１が構成されている。また、センサチップ２０には、熱式流量センサ装置１０が置かれた環境温度を測定するための測温抵抗２４，２４と、配線層２５，２６を構成する抵抗体とが形成されている。

薄肉部２３は半導体基板２０ａに比べて非常に薄く形成されているため、薄肉部２３の熱容量は低く抑えられ、薄肉部２３では半導体基板２０ａとの熱的な絶縁が確保される。また、ヒータ２１ａ，２１ｂは、薄肉部２３に形成されているため、センシング部２１は、高感度に機能する。

この実施形態では、シリコン基板の表面上には、例えばシリコン窒化膜やシリコン酸化膜により構成された絶縁膜が形成されている。そして、その絶縁膜の表面に、シリコン層に不純物を熱拡散させたことによって形成された半導体層がパターニングされている。そして、その半導体層により、ヒータ２１ａ，２１ｂと、各測温抵抗２４と、各配線層２５，２６を構成する抵抗体とが形成されている。

つまり、上記のように構成されたシリコン基板、絶縁膜および半導体層は、シリコン基板を支持基板、絶縁膜を埋め込み層（ＢＯＸ層）、半導体層をＳＯＩ層とするＳＯＩ（silicon on insulator）基板を用いて構成されている。

さらに、上記の半導体層は、ＢＰＳＧ(Boron-doped Phospho-Silicate Glass)、などからなる絶縁膜によって覆われ、この絶縁膜の所定部位に形成されたコンタクトホールを通じて、アルミニウムなどで構成された各パッド２２に電気的に接続されている。

また、上記の絶縁膜の表面において、シリコン基板のほぼ全域を覆うようにシリコン窒化膜が形成され、センサチップ２０の表面が保護されている。このシリコン窒化膜における各パッド２２と対応する部位には、開口部が形成されており、この開口部を通じて各パッド２２に対してボンディングワイヤ６０によるワイヤボンディングが行われることで、回路チップ３０の各パッド３１と電気的に接続されるようになっている。

（動作）
ヒータ２１ａ，２１ｂは、回路チップ３０に内臓された図示しない制御回路によって駆動され、たとえば、測温抵抗２４によって測定される環境温度よりも２００℃高い温度となるように制御される。具体的には、制御回路からパッド２２および配線層２６を通じてヒータ２１ａ，２１ｂに電流が流される。これにより、所定の線幅で構成された各ヒータ２１ａ，２１ｂが加熱され、これに伴ってヒータ２１ａ，２１ｂの温度が上昇する。

このとき、気体の流れによって、ヒータ２１ａ，２１ｂの熱が奪われる。また、気体の流量によって熱の奪われ方に差が生じる。そこで、ヒータ２１ａ，２１ｂが常に一定の温度になるように、制御回路側で電流を調整する。このときの電流値の変化を信号として取込み、それに基づいて気体の流量を算出する。また、気体の流れる方向によって、２本のヒータ２１ａ，２１ｂで熱の奪われ方に差が生じる。つまり、下流側に比べて上流側の方が熱の奪われ方が激しく、より多くの電流が必要になってくる。この両者の差から、気体の流量と同時に、気体の流れの方向を検知することができる。

たとえば、図４においてＦ１で示す白抜き矢印の方向から気体が流れてくるとする。ここで、上述したように、ヒータ２１ａ，２１ｂのうちヒータ２１ａは多く熱を奪われるため、制御回路がヒータ２１ａの温度（抵抗値）を一定に保とうとヒータ２１ａへの通電量を大きくする。逆に、ヒータ２１ａの発熱によって暖められた気体がヒータ２１ｂの上を通過するため放熱量が減るため、ヒータ２１ｂへの通電量を小さくする。
従って、制御回路は、ヒータ２１ａ，２１ｂへの通電量に基づいて、気体の流量および流れの方向を検出することが可能となる。

（製造方法）
次に、上記構成の熱式流量センサ装置１０の製造方法について図を参照して説明する。図５は、製造工程の流れを示す工程図である。

まず、センサチップ２０、回路チップ３０、搭載部材４０、高粘度の封止材８０および低粘度の封止材９０を用意する（工程１）。続いて、第１の搭載部４１に形成された凹部４２の底面と、第２の搭載部４４に形成された底面４４ａとに接着剤を配置して接着剤７０を形成する（工程２）。この実施形態では、ＩＣチップなどを回路基板上に配置する場合に用いる吸着コレットなどを用いてフィルム状接着剤を配置する。

続いて、図１に示すように、接着剤７０の上にセンサチップ２０および回路チップ３０を配置する（工程３）。続いて、センサチップ２０および回路チップ３０の表面を押圧するとともに加熱し、各チップを通じて伝熱する熱によって接着剤７０を硬化させ、センサチップ２０および回路チップ３０を接着する（工程４）。センサチップ２０および回路チップ３０は、熱伝導率の高いシリコン基板によって形成されているため、接着剤７０は瞬時に硬化する。

センサチップ２０および回路チップ３０の押圧は、押圧装置（図示せず）によって行う。この押圧装置は、ヒータを内蔵した押圧部材を備える。押圧部材は、平坦な押圧面を下面に備えており、その押圧面は、接着剤７０が接着し難い材質になっている。この実施形態では、金属または樹脂あるいはセラミックスなどの材料によって形成された部材の押圧面に対応する面をテフロンコーティング（テフロンは登録商標である）したものを押圧部材として用いる。また、テフロン製の押圧部材を用いても良い。

次に、ワイヤボンディングにより、センサチップ２０の各パッド２２と回路チップ３０の各パッド３１とをボンディングワイヤ６０によって電気的に接続する（工程５）。なお、熱式流量センサ装置の接続対象によっては、センサチップ２０を回路基板上の回路に直接接続する場合もある。この場合、超音波溶着法を用い、スタッドバンプによって各パッド２２と回路とを電気的に接続することができる。

続いて、図３示すように、高粘度の封止材８０によって、ボンディングワイヤ６０とセンサチップ２０の各パッド２２との接続領域を封止するとともに、壁５０の上端とセンサチップ２０の表面との間に形成された隙間４７を封止する（工程６）。続いて、低粘度の封止材９０を第２の搭載部４４に形成された凹部４６に注入し、回路チップ３０を封止する（工程７）。

このとき、凹部４６に注入された低粘度の封止材９０は、底面４４ａの全体に拡がるが、壁５０が配置されているため、封止材９０が開口部４３ａ（図２）から漏れることがない。
したがって、封止材９０が開口部４３ａを介して隙間４３に流入し、センサチップ２０の表面に流出することがない。また、高粘度の封止材８０の上端が壁５０の上端よりも高いため、低粘度の封止材９０が壁５０の上端を超えてセンサチップ２０の表面に流出することもない。

（第１実施形態の効果）
以上のように、第１実施形態の熱式流量センサ装置１０を実施すれば、従来のように回路チップを封止する前に緩衝部材を組付ける必要がないため、熱式流量センサ装置の歩留まりを高めることができる。また、熱式流量センサ装置の製造効率を向上させることができる。

（変更例）
（１）壁５０は、センサチップ２０または回路チップ３０よりも低く形成してもよい。この構造の場合でも、高粘度の封止材８０によって開口部４３ａおよび隙間４７を封止することができるため、低粘度の封止材９０が開口部４３ａまたは隙間４７からセンサチップ２０の方へ流出するおそれがない。

（２）壁５０を少なくとも回路チップ３０よりも高く形成することもできる。この構造によれば、低粘度の封止材９０を配置してから高粘度の封止材８０を配置する工程順序であっても、低粘度の封止材９０が壁５０を超えてセンサチップ２０の表面に流出するおそれがない。

〈第２実施形態〉
次に、この発明の第２実施形態について図６を参照して説明する。図６は、この実施形態に係る熱式流量センサ装置の縦断面図である。この実施形態に係る熱式流量センサ装置は、放熱部材の一部を壁に利用したことを特徴とする。

熱式流量センサ装置１０は、センサチップ２０および回路チップ３０に発生した熱を放熱するための放熱部材１００を備える。放熱部材１００は、搭載部材４０の裏面に接続されている。放熱部材１００のうち、搭載部材４０の裏面と接触している部分から突起部１０１が突出形成されている。その突起部１０１のうち、第２の搭載部４４に形成された凹部４６内に突出した部分が壁５０に設定されている。壁５０の形状は、第１実施形態と同じである。

以上のように、第２実施形態の熱式流量センサ装置１０を実施すれば、従来のように回路チップを封止する前に緩衝部材を組付ける必要がないため、熱式流量センサ装置の歩留まりを高めることができる。また、熱式流量センサ装置の製造効率を向上させることができる。

〈第３実施形態〉
次に、この発明の第３実施形態について図７を参照して説明する。図７は、この実施形態に係る熱式流量センサ装置の説明図であり、（ａ）は接着剤の説明図、（ｂ）は接着剤によって形成された壁の説明図である。この実施形態に係る熱式流量センサ装置は、センサチップ２０を接着する接着剤の一部を壁に利用したことを特徴とする。

センサチップ２０は、フィルム状の接着剤７０によって第１の搭載部４１の凹部４２に接着されている。接着剤７０は、センサチップ２０の後端の周囲からはみ出る大きさに形成されており、そのはみ出た部分は、接着剤７０の第２の搭載部４４の底面４４ａに達している。接着剤７０のはみ出た部分は、相対向する折曲げ片７２，７２と、これら折曲げ片７２に隣接する折曲げ片７３とから構成される。

各折曲げ片は、それぞれ折曲げ線７１から折曲げ可能に形成されており、各折曲げ片をそれぞれ折曲げ線７１から折り曲げて垂直に立設させ、隣接する折曲げ片同士を接続すると、図７（ｂ）に示すように、折曲げ片７２，７２，７３により構成された壁５０が形成される。

この実施形態では、接着剤７０として、熱硬化速度が速く、かつ、絶縁の機能を有するなどの理由から、エポキシ樹脂製の非導電性フィルム（ＮＣＦ(Non-Conductive Film)）を用いる。この非導電性フィルムは、環境温度下において軟化状態にあるが、硬化温度に達すると硬化する性質の接着剤を接着面に有する。このため、完全に硬化する前のある程度剛性のある状態のときに各折曲げ片を折り曲げることが望ましい。

以上のように、第３実施形態の熱式流量センサ装置１０を実施すれば、従来のように回路チップを封止する前に緩衝部材を組付ける必要がないため、熱式流量センサ装置の歩留まりを高めることができる。また、熱式流量センサ装置の製造効率を向上させることができる。

〈第４実施形態〉
次に、この発明の第４実施形態について図８を参照して説明する。図８は、この実施形態に係る熱式流量センサ装置の説明図であり、（ａ）はリードフレームの縦断面図、（ｂ）は熱式流量センサ装置の縦断面図である。この実施形態に係る熱式流量センサ装置は、リードフレームの一部を壁に利用したことを特徴とする。

搭載部材４０の底面にはリードフレーム２００が配置されており、そのリードフレーム２００の表面にセンサチップ２０および回路チップ３０が配置されている。リードフレーム２００には、図７（ａ）に示した接着剤７０の各折曲げ片７２，７３の外形に対応した切れ目が形成されており、リードフレーム２００の裏面における折曲げ線７１に対応した部位には切り込みが形成されている。

そして、図８（ａ）に示すように、リードフレーム２００の切れ目Ｄと切り込みＧとの間に形成された折曲げ片２０１を、切り込みＧを起点にして矢印Ｅで示す方向へ折り曲げ、その折曲げ片２０１を起立させることによって壁５０を形成する。壁５０の形状は、図７（ｂ）に示した壁５０と同じである。

リードフレーム２００は、搭載部材４０から外部に導出されており、図示しないコネクタと電気的に接続される。そのコネクタは、図示しないコンピュータ（たとえば、車両に備えられた電子制御装置）と電気的に接続され、そのコンピュータにより、気体の流量などが演算され、その演算値に基づいて燃料の混合比などが制御される。
リードフレーム としては、通常の電子装置の分野で用いられるＣｕや４２アロイなどからなるリードフレーム 材料を採用することができる。

以上のように、第４実施形態の熱式流量センサ装置１０を実施すれば、従来のように回路チップを封止する前に緩衝部材を組付ける必要がないため、熱式流量センサ装置の歩留まりを高めることができる。また、熱式流量センサ装置の製造効率を向上させることができる。

〈他の実施形態〉
（１）壁５０は、開口部４３ａを閉塞できれば良いため、図２（ａ）に示すように、屈曲部５２，５２をそれぞれ切欠部４５ｃの壁面と面一にする必要はない。したがって、図２（ａ）に示す直線部５１を延長形成して壁５０をさらに縦長に形成し、開口部４３ａを余裕をもって囲むようにしても良い。

（２）また、壁５０は前述の各実施形態において説明した各部材以外のものによって形成することもできる。たとえば、壁５０を別部材で形成しておき、それを搭載部材４０に取付ける方法でもよい。この場合、上述したように、壁５０によって開口部４３ａを閉塞することができれば良いため、壁５０を大きめに作成しておけば、搭載部材４０に配置するときに高い位置決め精度は要求されない。
したがって、高い位置決め精度が要求される従来の方法よりも熱式流量センサ装置の歩留まりを高めることができるし、製造効率を向上させることができる。

（３）この発明は、熱式流量センサ装置の他、圧力センサ装置、温度センサ装置、湿度センサ装置、日射センサ装置、赤外線センサ装置など、封止材によって回路チップを封止する必要のあるセンサ装置に適用することができる。

熱式流量センサ装置の概略説明図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ矢視断面図、（ｃ）は（ａ）のＢ−Ｂ矢視断面図である。 図１に示す熱式流量センサ装置に備えられたセンサチップと搭載部材との配置関係を示す説明図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ矢視断面図である。 図１に示す熱式流量センサ装置に封止材が配置された状態を示す説明図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ矢視断面図、（ｃ）は封止部材近傍の拡大図である。 センサチップ２０の説明図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）におけるＡ−Ａ矢視断面図である。 製造工程の流れを示す工程図である。 第２実施形態に係る熱式流量センサ装置の縦断面図である。 第３実施形態に係る熱式流量センサ装置の説明図であり、（ａ）は接着剤の説明図、（ｂ）は接着剤によって形成された壁の説明図である。 第４実施形態に係る熱式流量センサ装置の説明図であり、（ａ）はリードフレームの縦断面図、（ｂ）は熱式流量センサ装置の縦断面図である。

符号の説明

１０・・熱式流量センサ装置（センサ装置）、２０・・センサチップ、
２２・・パッド（端子）、２１・・センシング部、３０・・回路チップ（回路）、
４０・・搭載部材、４２・・凹部、４３・・隙間、４３ａ・・開口部、５０・・壁、
６０・・ボンディングワイヤ（導電部材）、８０・・封止材（第２の封止材）、
９０・・封止材（第１の封止材）。

Claims (10)

1. 基板と、
   前記基板の基板面に配置されたセンシング部と、
   前記基板の基板面に配置されており、前記センシング部からの信号を外部に取出すための端子と、
   前記端子の近傍に前記基板と離れて配置された回路と、
   前記端子および回路を電気的に接続してなる導電部材と、
   前記基板および回路が搭載された搭載部材と、
   前記回路を封止してなる第１の封止材と、を備えており、
   前記搭載部材には、前記基板の側面との間に隙間を形成して前記基板が搭載された凹部が備えられたセンサ装置において、
   前記回路と、前記回路側に開口された前記隙間の開口部との間に、前記第１の封止材が前記開口部へ流入するのを阻止する壁が配置されてなり、
   前記壁の上端と前記基板の表面との間に形成された隙間が、第２の封止材によって封止されてなることを特徴とするセンサ装置。
2. 前記回路は前記搭載部材に搭載された回路チップに設けられており、
   前記回路チップは前記第１の封止材によって封止されており、
   前記壁は、前記搭載部材の底面から少なくとも前記回路チップの高さ以上に立設されてなることを特徴とする請求項１に記載のセンサ装置。
3. 前記第２の封止材の上端が前記壁の上端よりも高いことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のセンサ装置。
4. 前記基板の裏面が、接着剤によって前記搭載部材に接着されており、
   前記隙間の下方において前記第２の封止材と前記接着剤とが接触していないことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のセンサ装置。
5. さらに、前記端子および導電部材の接続領域が、前記第２の封止材によって封止されてなることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のセンサ装置。
6. 基板と、
   前記基板の基板面に配置されたセンシング部と、
   前記基板の基板面に配置されており、前記センシング部からの信号を外部に取出すための端子と、
   前記端子の近傍に前記基板と離れて配置された回路と、
   前記端子および回路を電気的に接続してなる導電部材と、
   前記基板および回路が搭載された搭載部材と、
   前記回路を封止してなる第１の封止材と、を備えており、
   前記搭載部材には、前記基板の側面との間に隙間を形成して前記基板が搭載された凹部が備えられたセンサ装置の製造方法において、
   前記回路と、前記回路側に開口された前記隙間の開口部との間に、前記第１の封止材が前記開口部へ流入するのを阻止する壁が配置され、前記基板および回路が搭載された前記搭載部材と、前記第１の封止材とを用意し、前記第１の封止材により前記回路を封止し、
   さらに第２の封止材を用意し、
   前記端子および導電部材の接続領域と、前記壁の上端と前記基板の表面との間に形成された隙間とが封止されるように前記第２の封止部材を配置する第１工程と、
   前記第１の封止材により、前記第２の封止材との間に隙間が形成されないように前記回路を封止する第２工程と、
   を有することを特徴とするセンサ装置の製造方法。
7. 前記回路は前記搭載部材に搭載された回路チップに設けられており、かつ、前記壁は、前記搭載部材の底面から少なくとも前記回路チップの高さ以上に立設されてなることを特徴とする請求項６に記載のセンサ装置の製造方法。
8. 前記第１工程では、前記第２の封止材を、その上端が前記壁の上端よりも高くなるように配置することを特徴とする請求項６または請求項７に記載のセンサ装置の製造方法。
9. 前記基板の裏面が、接着剤によって前記搭載部材に接着されており、
   前記第１工程では、前記隙間が封止され、かつ、前記隙間の下方において前記第２の封止材と前記接着剤とが接触しないように前記第２の封止材を配置することを特徴とする請求項６〜８のいずれか１項に記載のセンサ装置の製造方法。
10. 前記第１工程では、前記第２の封止材によって、さらに前記端子および導電部材の接続領域をも封止することを特徴とする請求項６〜９のいずれか１項に記載のセンサ装置の製造方法。

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