JP5533590B2 - Thermal flow sensor - Google Patents
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Description
本発明は、内燃機関の吸入空気流量等の測定に用いられる感熱式流量センサの製造方法に関するものである。 The present invention relates to a method for manufacturing a thermal flow sensor used for measuring an intake air flow rate of an internal combustion engine.
従来より、表面に被検出流体の流量を検出するセンシング部が形成され、センシング部を構成する発熱抵抗が形成された部位の裏面に凹部が形成されたセンサチップを搭載部材の収容凹部に実装してなる感熱式流量センサが知られている(例えば、特許文献1参照)。 Conventionally, a sensing part for detecting the flow rate of the fluid to be detected is formed on the surface, and a sensor chip having a recess formed on the back surface of the part where the heating resistor forming the sensing part is formed is mounted in the housing recess of the mounting member. There is known a heat-sensitive flow sensor (see, for example, Patent Document 1).
具体的には、このような感熱式流量センサでは、センサチップの一部が収容凹部の底面に接続部材としての接着剤等を介して実装され、センサチップは片持ちされた状態になっている。そして、センサチップの裏面と収容凹部の底面との間には隙間が形成されている。また、搭載部材における収容凹部の底面には、凹部内に被検出流体が流入することを抑制し、凹部内で被検出流体の渦旋回(乱流)が発生することを抑制する突起部が凹部内に配置されるように形成されている。 Specifically, in such a thermal flow sensor, a part of the sensor chip is mounted on the bottom surface of the housing recess via an adhesive or the like as a connecting member, and the sensor chip is cantilevered. . A gap is formed between the back surface of the sensor chip and the bottom surface of the housing recess. In addition, the bottom surface of the housing recess in the mounting member has a protrusion that suppresses the flow of the detected fluid into the recess and suppresses the swirling (turbulent flow) of the detected fluid in the recess. It is formed so as to be disposed inside.
上記感熱式流量センサは、例えば、次のように製造される。すなわち、まず、収容凹部を有すると共に当該収容凹部の底面に突起部が形成された搭載部材を用意する。そして、センサチップの凹部内に突起部が配置されるように、接着剤を介してセンサチップを搭載部材に実装することにより製造される。 The thermal flow sensor is manufactured, for example, as follows. That is, first, a mounting member having an accommodation recess and having a projection formed on the bottom surface of the accommodation recess is prepared. And it manufactures by mounting a sensor chip in a mounting member via an adhesive so that a projection part may be arranged in a crevice of a sensor chip.
しかしながら、上記感熱式流量センサの製造方法では、収容凹部に突起部が形成された搭載部材にセンサチップを実装するため、突起部の先端部と、センサチップに形成された凹部の底面とが接触してしまう可能性がある。 However, in the above method for manufacturing a thermal flow sensor, the sensor chip is mounted on the mounting member in which the protrusion is formed in the housing recess, so that the tip of the protrusion contacts the bottom surface of the recess formed in the sensor chip. There is a possibility that.
そして、突起部の先端部と凹部の底面とが接触してしまうと、突起部を介して、搭載部材からセンサチップのセンシング部に、搭載部材に作用する振動などの外部応力やセンサチップと搭載部材との線膨張係数差に起因する熱応力が伝達され、これら応力によって流量検出精度が低下するという問題がある。 If the tip of the protrusion comes into contact with the bottom surface of the recess, the sensor chip and the external stress such as vibration acting on the mounting member are mounted on the sensing part of the sensor chip from the mounting member via the protrusion. There is a problem that thermal stress due to the difference in linear expansion coefficient from the member is transmitted, and the flow rate detection accuracy is reduced by these stresses.
この問題を解決するため、単純には、突起部を小さくすることにより突起部の先端部とセンサチップに形成された凹部の底面とが接触することを抑制することが考えられるが、凹部内での渦旋回を抑制するためには、突起部の先端部と凹部の底面とをできる限り狭くすることが好ましい。 In order to solve this problem, it is possible to simply suppress the contact between the tip of the protrusion and the bottom surface of the recess formed in the sensor chip by reducing the protrusion. In order to suppress the vortex swirling, it is preferable to make the tip of the protrusion and the bottom of the recess as narrow as possible.
また、凹部内で被検出流体の渦旋回が発生することを抑制する感熱式流量センサとしては、例えば、センサチップの裏面のうち、被検出流体の通常時の流れ方向に対して凹部より上流側となる部分に溝部を形成し、収容凹部の底面に溝部内に配置される突出部を形成するものもある。このような感熱式流量センサにおいても、突出部の先端部と溝部の底面とが接触してしまった場合は、流量検出精度が低下することになる。 In addition, as a thermal flow sensor that suppresses the swirling of the fluid to be detected in the recess, for example, on the back side of the sensor chip, upstream of the recess with respect to the normal flow direction of the fluid to be detected In some cases, a groove portion is formed in the portion to be formed, and a protruding portion disposed in the groove portion is formed on the bottom surface of the housing recess. Even in such a heat-sensitive flow sensor, the flow rate detection accuracy is lowered when the tip of the protruding portion and the bottom surface of the groove are in contact with each other.
本発明は上記点に鑑みて、被検出流体が凹部内で渦旋回することを抑制する収容凹部に形成された部分の先端部がセンサチップと接触することを抑制することができる感熱式流量センサの製造方法を提供することを目的とする。 In view of the above points, the present invention provides a thermal flow sensor that can suppress contact between a tip of a portion formed in an accommodation recess and a sensor chip that suppresses swirling of a fluid to be detected in the recess. It aims at providing the manufacturing method of.
上記目的を達成するため、請求項1に記載の発明では、凹部(12)が形成されたセンサチップ(10)と、一面(20a)にセンサチップ(10)を実装する収容凹部(21)が形成されていると共に当該収容凹部(21)の底面に貫通孔(22)が形成された搭載部材(20)と、を用意する工程と、凹部(12)と貫通孔(22)とを対向させて、センサチップ(10)の一部を収容凹部(21)の底面に接続部材(70)を介して実装する工程と、貫通孔(22)から樹脂を注入し、収容凹部(21)の底面からセンサチップ(10)の方向に延び、凹部(12)内に配置されると共にセンサチップ(10)と離間した突起部(22)を形成する工程と、を行うことを特徴としている。
In order to achieve the above object, in the invention according to
このような製造方法では、収容凹部(21)の底面と凹部(12)の底面との間隔に基づいて貫通孔(22)から樹脂を注入して突起部(22)を形成するため、従来の製造方法と同様に、突起部(22)の先端部と凹部(12)の底面とが接触することを抑制することができる。 In such a manufacturing method, since the resin is injected from the through hole (22) based on the distance between the bottom surface of the housing recess (21) and the bottom surface of the recess (12), the projection (22) is formed. Similar to the manufacturing method, it is possible to suppress contact between the tip of the protrusion (22) and the bottom of the recess (12).
例えば、請求項2に記載の発明のように、突起部(22)を形成する工程では、センサチップ(10)の表面と搭載部材(20)の一面(20a)との間隔を測定し、測定した間隔、収容凹部(21)の深さ、センサチップ(10)の厚さ、凹部(12)の深さに基づいて収容凹部(21)の底面と凹部(12)の底面との間隔を演算し、演算した間隔に基づいて突起部(22)を形成することができる。 For example, as in the invention described in claim 2, in the step of forming the protrusion (22), the distance between the surface of the sensor chip (10) and the one surface (20a) of the mounting member (20) is measured and measured. The distance between the bottom surface of the housing recess (21) and the bottom surface of the recess (12) is calculated based on the measured distance, the depth of the housing recess (21), the thickness of the sensor chip (10), and the depth of the recess (12). Then, the protrusion (22) can be formed based on the calculated interval.
また、請求項3に記載の発明のように、センサチップ(10)を用意する工程では、矩形板状の基板を用いて構成され、当該基板の裏面のうち、被検出流体の通常時の流れ方向に対して、凹部(12)より上流側となる部分に第1溝部(15)が形成されたものを用意し、搭載部材(20)を用意する工程では、センサチップ(10)を収容凹部(21)に実装したときに第1溝部(15)と対向する領域に第1貫通溝(25)が形成されたものを用意し、突起部(22)を形成する工程では、貫通孔(22)に加えて第1貫通溝(25)にも樹脂を注入し、収容凹部(21)からセンサチップ(10)の方向に伸び、第1溝部(15)内に配置されると共にセンサチップ(10)と離間した第1突出部(24)を形成することができる。 Further, as in the third aspect of the invention, the step of preparing the sensor chip (10) is configured using a rectangular plate-like substrate, and the normal flow of the fluid to be detected on the back surface of the substrate. In the step of preparing the mounting member (20) in which the first groove (15) is formed in a portion upstream of the recess (12) with respect to the direction, the sensor chip (10) is accommodated in the receiving recess. In the step of forming the projecting portion (22) by preparing the one having the first through groove (25) formed in a region facing the first groove portion (15) when mounted on (21), the through hole (22 ) In addition to the first through-groove (25), the resin extends from the housing recess (21) toward the sensor chip (10), and is disposed in the first groove (15) and the sensor chip (10). ) And the first protrusion (24) spaced apart from each other.
さらに、請求項4に記載の発明のように、センサチップ(10)を用意する工程では、基板の裏面のうち、凹部(12)より基板の長手方向の一端部側となる部分に第1溝部(15)と繋がった第2溝部(16)が形成されたものを用意し、搭載部材(20)を用意する工程では、センサチップ(10)を収容凹部(21)に実装したときに第2溝部(16)と対向する領域に第2貫通溝が形成されたものを用意し、突起部(22)を形成する工程では、貫通孔(22)および第1貫通溝(25)に加えて、第2貫通溝にも樹脂を注入し、収容凹部(21)からセンサチップ(10)の方向に伸び、第2溝部(16)内に配置されると共にセンサチップ(10)と離間した第2突出部を形成することができる。 Furthermore, as in the invention according to claim 4, in the step of preparing the sensor chip (10), the first groove portion is formed in a portion of the back surface of the substrate that is closer to one end in the longitudinal direction of the substrate than the recess (12). In the step of preparing the mounting member (20) in which the second groove (16) connected to (15) is formed, the second step is performed when the sensor chip (10) is mounted in the housing recess (21). In the step of forming the protrusion (22) by preparing a second through groove formed in a region facing the groove (16), in addition to the through hole (22) and the first through groove (25), Resin is also poured into the second through-groove, extends from the housing recess (21) in the direction of the sensor chip (10), is disposed in the second groove (16), and is separated from the sensor chip (10). The part can be formed.
以上は、凹部(12)内に突起部(22)が配置された感熱式流量センサの製造方法について説明したが、凹部(12)内に突起部(22)が配置されていない感熱式流量センサの製造方法についても本発明を適用することができる。 The above is a description of a method for manufacturing a thermal flow sensor in which the protrusion (22) is disposed in the recess (12). However, a thermal flow sensor in which the protrusion (22) is not disposed in the recess (12). The present invention can also be applied to this manufacturing method.
すなわち、請求項5に記載の発明では、矩形板状の基板を用いて構成され、当該基板の裏面のうち、被検出流体の通常時の流れ方向に対して、凹部(12)より上流側となる部分に第1溝部(15)が形成されたセンサチップ(10)を用意する工程と、一面(20a)にセンサチップ(10)を実装する収容凹部(21)が形成されていると共に当該収容凹部(21)の底面に第1貫通溝(25)が形成された搭載部材(20)を用意する工程と、第1溝部(15)と第1貫通溝(25)とを対向させて、センサチップ(10)の一部を収容凹部(21)の底面に接続部材(70)を介して実装する工程と、第1貫通溝(25)から樹脂を注入し、収容凹部(21)の底面からセンサチップ(10)の方向に延び、第1溝部(15)内に配置されると共にセンサチップ(10)と離間した第1突出部(24)を形成する工程と、を行うことを特徴としている。 That is, the invention according to claim 5 is configured by using a rectangular plate-shaped substrate, and on the back surface of the substrate, the upstream side of the recess (12) with respect to the normal flow direction of the fluid to be detected. A step of preparing a sensor chip (10) in which a first groove (15) is formed in a portion to be formed, and an accommodation recess (21) for mounting the sensor chip (10) is formed on one surface (20a) and the accommodation The step of preparing the mounting member (20) in which the first through groove (25) is formed on the bottom surface of the recess (21), and the first groove portion (15) and the first through groove (25) are made to face each other. A step of mounting a part of the chip (10) on the bottom surface of the housing recess (21) via the connecting member (70), and injecting resin from the first through groove (25), from the bottom surface of the housing recess (21) It extends in the direction of the sensor chip (10) and is arranged in the first groove (15). Is characterized by performing the steps of forming a first protruding portion spaced a sensor chip (10) (24) while being, a.
このような製造方法では、収容凹部(21)の底面と第1溝部(15)の底面との間隔に基づいて第1貫通溝(25)から樹脂を注入して第1突出部(24)を形成するため、従来の製造方法と比較して、第1突出部(24)の先端部と凹部(12)の底面とが接触することを抑制することができる。 In such a manufacturing method, resin is injected from the first through groove (25) based on the distance between the bottom surface of the housing recess (21) and the bottom surface of the first groove portion (15), so that the first protrusion (24) is formed. Since it forms, compared with the conventional manufacturing method, it can suppress that the front-end | tip part of a 1st protrusion part (24) and the bottom face of a recessed part (12) contact.
例えば、請求項6に記載の発明のように、第1突出部(24)を形成する工程では、センサチップ(10)の表面と搭載部材(20)の一面(20a)との間隔を測定し、測定した間隔、収容凹部(21)の深さ、センサチップ(10)の厚さ、第1溝部(15)の深さに基づいて収容凹部(21)の底面と第1溝部(15)の底面との間隔を演算し、演算した間隔に基づいて第1突出部(24)を形成することができる。 For example, as in the invention described in claim 6, in the step of forming the first protrusion (24), the distance between the surface of the sensor chip (10) and one surface (20a) of the mounting member (20) is measured. Based on the measured distance, the depth of the receiving recess (21), the thickness of the sensor chip (10), the depth of the first groove (15), the bottom surface of the receiving recess (21) and the first groove (15) The first protrusion (24) can be formed based on the calculated distance from the bottom surface.
また、請求項7に記載の発明のように、センサチップ(10)を用意する工程では、基板の裏面のうち、凹部(12)より基板の長手方向の一端部側となる部分に第1溝部(15)と繋がった第2溝部(16)が形成されたものを用意し、搭載部材(20)を用意する工程では、センサチップ(10)を収容凹部(21)に実装したときに第2溝部(16)と対向する領域に第2貫通溝が形成されたものを用意し、第1突出部(24)を形成する工程では、第1貫通溝(25)に加えて、第2貫通溝にも樹脂を注入し、収容凹部(21)からセンサチップ(10)の方向に伸び、第2溝部(16)内に配置されると共にセンサチップ(10)と離間した第2突出部を形成することができる。 According to the seventh aspect of the present invention, in the step of preparing the sensor chip (10), the first groove portion is formed in a portion of the back surface of the substrate that is closer to one end in the longitudinal direction of the substrate than the recess (12). In the step of preparing the mounting member (20) in which the second groove (16) connected to (15) is formed, the second step is performed when the sensor chip (10) is mounted in the housing recess (21). In the step of forming the first projecting portion (24) by preparing a second through groove formed in a region facing the groove portion (16), the second through groove is added to the first through groove (25). The resin is also injected, and the second projecting portion extending from the housing recess (21) toward the sensor chip (10) and disposed in the second groove (16) and spaced apart from the sensor chip (10) is formed. be able to.
なお、この欄および特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。 In addition, the code | symbol in the bracket | parenthesis of each means described in this column and the claim shows the correspondence with the specific means as described in embodiment mentioned later.
(第1実施形態)
本発明の第1実施形態について説明する。図1は本実施形態における感熱式流量センサの概略平面図であり、図2(a)は図1中のA−A断面図、図2(b)は図1中のB−B断面拡大図である。なお、本実施形態の感熱式流量センサは、例えば、車両のエンジンへの吸気やエンジンからの排気の流量を検出する際に用いられると好適である。
(First embodiment)
A first embodiment of the present invention will be described. FIG. 1 is a schematic plan view of a thermal flow sensor according to the present embodiment, FIG. 2A is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. 1, and FIG. 2B is an enlarged cross-sectional view taken along line BB in FIG. It is. Note that the heat-sensitive flow sensor of the present embodiment is preferably used, for example, when detecting the flow rate of intake air into the engine of the vehicle or exhaust gas from the engine.
図1および図2に示されるように、感熱式流量センサは、センサチップ10と、当該センサチップ10が実装される搭載部材20と、センサチップ10におけるセンシング部11の入出力を制御する回路チップ30と、当該回路チップ30と電気的に接続されるリード40と、リード40と回路チップ30との接続部位、回路チップ30、回路チップ30とセンサチップ10との接続部位を被覆・保護する封止樹脂50とを有する構成とされている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the thermal flow sensor includes a
センサチップ10は、被検出流体の流量を検出するためのセンシング部11を有する一般的なものである。具体的には、センサチップ10は、特開2010−151542号公報等のように、シリコン等からなる矩形板状の半導体基板を用いて構成され、半導体基板の表面に絶縁膜が形成されている。そして、この絶縁膜上のうち長手方向の一端部側(図1中紙面右側)にセンシング部11が形成されている。センシング部11は、発熱素子と感温素子とを含むブリッジ回路を有する構成とされており、該ブリッジ回路の出力が一定になるように発熱素子の発熱が制御される。
The
また、センサチップ10は、裏面から異方性エッチングされた四角錘形状の凹部12が形成されることにより絶縁膜からなる薄膜部13が形成されている。そして、上記センシング部11のうち発熱素子は薄膜部13上に形成されている。すなわち、センサチップ10のうち発熱素子が形成された部位の裏面に凹部12が形成されている。感温素子は薄膜部13を除く領域に形成されており、発熱素子と感温素子とは熱的に分離されている。また、センサチップ10には、センシング部11が形成される一端部側と反対側の他端部側にパッド14が形成されている。
Further, the
回路チップ30は、センサチップ10から出力される検出信号の信号処理を行うための各種回路が形成されたものであり、パッド31、32が形成されている。そして、パッド31がセンサチップ10に形成されたパッド14とボンディングワイヤ61を介して電気的に接続されており、パッド32がリード40とボンディングワイヤ62を介して電気的に接続されている。
The
リード40は、支持部材41と一つのリードフレームによって構成されており、搭載部材20をモールド成形した後、リード40と支持部材41とを繋ぐ不要部分を切り離すことで、リード40と支持部材41とが互いに独立するようになっている。不要部分は、リードフレームの外周フレームに相当し、リード40と支持部材41を一時的に連結する機能を果たしている。支持部材41は、リードフレームのアイランドに相当し、その表面に回路チップ30とセンサチップ10とが実装される。
The
搭載部材20は、例えば、エポキシ等の樹脂がモールド成形されて構成されており、一面20aにセンサチップ10および回路チップ30を実装する収容凹部21が形成されている。収容凹部21の底面は、上記支持部材41と、樹脂で構成された部分とで構成されている。そして、支持部材41には、センサチップ10のうちパッド14の形成領域の裏面、および回路チップ30が接続部材としての接着剤70を介して実装されている。すなわち、センサチップ10は、一部が支持部材41に実装されて片持ちされた状態になっている。
The mounting
そして、センシング部11が形成されている部分は支持部材41から突出して収容凹部21の底面のうち樹脂で構成された部分と対向しており、支持部材41から突出している部分は接着剤70の高さの分だけ収容凹部21の底面との間に空隙が形成された構成となっている。さらに、センサチップ10は、収容凹部21の側壁とも離間して配置されており、当該側壁との間にも空隙が形成された構成となっている。
And the part in which the
また、収容凹部21の底面のうち樹脂で構成された部分、具体的にはセンサチップ10の凹部12と対向する部位には、収容凹部21の底面からセンサチップ10の方向に延び、凹部12内に配置されると共にセンサチップ10と離間した突起部22が形成されている。この突起部22は、詳しくは後述するが、収容凹部21の底面のうちセンサチップ10の凹部12と対向する部位に形成されている貫通孔23に樹脂を注入することにより形成されたものである。
In addition, a portion of the bottom surface of the
封止樹脂50は、センサチップ10の一部、回路チップ30、センサチップ10と回路チップ30とを接続するボンディングワイヤ61、回路チップ30とリード40とを接続するボンディングワイヤ62等を封止している。このような封止樹脂50としては、例えば、エポキシ系樹脂等が用いられる。
The sealing
以上説明したように、本実施形態の感熱式流量センサが構成されている。このような感熱式流量センサでは、センサチップ10に形成されたセンシング部11の発熱抵抗の熱が被検出流体の流れによって奪われてブリッジ回路の出力が変化するため、この変化に基づいて流体の流量が検出される。
As described above, the thermal flow sensor of this embodiment is configured. In such a thermal flow sensor, the heat of the heating resistor of the
また、上記感熱式流量センサでは、センサチップ10と収容凹部21との間には空隙が構成されており、当該空隙を介して凹部12内に被検出流体が流入する。しかしながら、収容凹部21の底面には、センサチップ10側に突出すると共に凹部12内に配置される突起部22が形成されている。このため、凹部12内に突起部22が存在しない場合と比較して、被検出流体が凹部12内に流入する流入面積、言い換えると、凹部12の開口面積が低減され、凹部12内に流入する被検出流体の流量を低減することができる。また、凹部12内のスペースが低減され、凹部12内を流れる被検出流体を整流することができる。したがって、凹部12内で被検出流体が渦旋回することを抑制することができ、流量検出精度が低下することを抑制することができる。
In the thermal flow sensor, a gap is formed between the
また、突起部22はセンサチップ10と離間しているため、突起部22を介して、搭載部材20からセンサチップ10に、搭載部材20に作用する振動などの外部応力やセンサチップ10と搭載部材20との線膨張係数差に起因する熱応力が伝達されることが抑制され、これら応力により流量検出精度が低下することを抑制することができる。
Further, since the
次に、上記感熱式流量センサの製造方法について説明する。図3は、図1に示す感熱式流量センサの製造工程を示す断面図である。なお、図3は、図1中のB−B断面に相当している。 Next, a method for manufacturing the thermal flow sensor will be described. FIG. 3 is a cross-sectional view showing a manufacturing process of the thermal flow sensor shown in FIG. FIG. 3 corresponds to the BB cross section in FIG.
図3(a)に示されるように、まず、収容凹部21が形成されていると共に当該収容凹部21に貫通孔23が形成された搭載部材20を用意する。そして、図3(b)に示されるように、接着剤70を介して収容凹部21に回路チップ30およびセンサチップ10を実装する。具体的には、凹部12が収容凹部21に形成された貫通孔23と対向するように位置決めしつつ、センサチップ10の一部および回路チップ30を支持部材41に接着剤70を介して実装する。
As shown in FIG. 3A, first, a mounting
その後、図3(c)に示されるように、収容凹部21の底面と、凹部12の底面、つまり薄膜部13の裏面との間隔に基づいて、貫通孔23からエポキシ等の樹脂を注入して硬化させることにより突起部22を形成する。具体的には、本実施形態では、搭載部材20の一面20a側から、搭載部材20およびセンサチップ10にレーザ光等の送信ビームを照射し、その反射ビームを検出することによってセンサチップ10の表面と搭載部材20の表面との間隔(図中a)を計測する。そして、収容凹部21の深さ、センサチップ10の厚さ、凹部12の深さ、計測したセンサチップ10の表面と搭載部材20の一面20aとの間隔から、収容凹部21の底面と凹部12の底面との間隔を演算し、演算した間隔に基づいて樹脂を注入して突起部22を形成する。
Thereafter, as shown in FIG. 3 (c), a resin such as epoxy is injected from the through
この場合、突起部22の先端部と凹部12の底面との間隔が狭いほど凹部12内で被検出流体が渦旋回すること抑制できるため、突起部22の先端部と凹部12の底面との間隔に基づいて樹脂の注入量や注入する樹脂の粘土を適宜考慮することが好ましい。また、樹脂を注入する際には、収容凹部21内の圧力が搭載部材20における一面20aと反対側、つまり、樹脂を注入する側の圧力より低くなるようにして樹脂を注入するようにしてもよい。これにより、樹脂の注入速度を向上させることができる。
In this case, since the detected fluid can be prevented from swirling in the
その後は、従来と同様に、まず、ボンディングワイヤ61を介してセンサチップ10と回路チップ30とを電気的に接続すると共にボンディングワイヤ62を介して回路チップ30とリード40とを電気的に接続する。そして、収容凹部21に封止樹脂50をポッティングしてセンサチップ10のセンシング部11等が露出するように、回路チップ30、ボンディングワイヤ61、62、センサチップ10の一部等を封止することにより、上記感熱式流量センサが製造される。
Thereafter, as in the prior art, first, the
以上説明したように、本実施形態の製造方法では、収容凹部21にセンサチップ10を接着剤70を介して実装した後に、収容凹部21の底面と凹部12の底面との間隔に基づいて貫通孔23から樹脂を注入して突起部22を形成している。このため、従来の製造方法と比較して、突起部22の先端部と凹部12の底面とが接触することを抑制することができる。
As described above, in the manufacturing method of the present embodiment, after mounting the
また、従来の製造方法において、突起部22の先端部と凹部12の底面とが接触することを抑制するために、センサチップ10を収容凹部21に実装した後の接着剤70の膜厚が所定値となるように厳密に実装工程を制御する方法も考えられるが、この方法では製造方法が複雑になってしまう。しかしながら、本実施形態では、センサチップ10を実装するときに接着剤70の膜厚を厳密に制御する必要はなく、つまり、製造方法を複雑にすることなく突起部22の先端部と凹部12の底面とが接触することを抑制することができる。
Further, in the conventional manufacturing method, the film thickness of the adhesive 70 after the
さらに、従来の製造方法において、センサチップ10をヤング率の高い材料で構成された接着剤70を介して収容凹部21に実装して接着剤70の膜厚が実装の前後において変化し難くすることにより、突起部22の先端部と凹部12の底面とが接触することを抑制することも考えられる。しかしながら、このような製造方法では、接着剤70をヤング率の低い材料を用いて構成した場合と比較して、接着剤70の応力緩和機能が低下することになり、接着剤70を介して搭載部材20からセンサチップ10に伝達される応力が大きくなってしまう。しかしながら、本実施形態では、センサチップ10を実装した後に突起部22を形成するため、接着剤70をヤング率の低い材料を用いて構成することができ、接着剤70を介してセンサチップ10に伝達される応力を小さくすることができる。
Further, in the conventional manufacturing method, the
(第2実施形態)
本発明の第2実施形態について説明する。本実施形態の感熱式流量センサは、第1実施形態と比較して、センサチップ10の裏面に第1溝部を形成したものであり、その他に関しては上記第1実施形態と同様であるため、ここでは説明を省略する。図4(a)はセンサチップ10の平面図、図4(b)は感熱式流量センサの断面図である。なお、図4(b)は、図1中のB−B断面に相当している。なお、図4(a)では、パッド14を省略して示してある。
(Second Embodiment)
A second embodiment of the present invention will be described. The heat-sensitive flow sensor of this embodiment has a first groove formed on the back surface of the
図4に示されるように、本実施形態の感熱式流量センサでは、センサチップ10の裏面のうち、被検出流体の通常時の流れ方向に対して、凹部12より上流側となる部分に第1溝部15が形成されている。具体的には、第1溝部15は、流れ方向に対して垂直方向に、半導体基板の一端部から他端部まで形成されている。また、第1溝部15の深さは、凹部12より浅くされている。
As shown in FIG. 4, in the thermal type flow sensor of the present embodiment, the first portion of the back surface of the
また、収容凹部21のうち第1溝部15と対向する部位には、収容凹部21からセンサチップ10の方向に伸び、第1溝部15内に配置されると共にセンサチップ10と離間した第1突出部24が形成されている。この第1突出部24は、収容凹部21の底面のうちセンサチップ10の第1溝部15と対向する部位に形成されている第1貫通溝25に樹脂を注入することにより形成されたものである。
In addition, a first projecting portion that extends from the
このような感熱式流量センサでは、第1溝部15および第1突出部24が形成されていない感熱式流量センサと比較して、被検出流体が凹部12内に流入するまでの経路を長くすることができる。このため、被検出流体は圧損により流速が低減されるので、さらに、凹部12内で被検出流体が渦旋回することを抑制することができる。
In such a thermal flow sensor, the path until the fluid to be detected flows into the
図4に示される感熱式流量センサは次のように製造される。すなわち、収容凹部21が形成されていると共に当該収容凹部21に貫通孔23および第1貫通溝25が形成された搭載部材20を用意し、センサチップ10を収容凹部21に実装する。その後、貫通孔23に樹脂を注入して突起部22を形成するときに、収容凹部21の底面と第1溝部15の底面との間隔に基づいて第1貫通溝25に樹脂を注入して第1突出部24を形成することにより製造される。なお、収容凹部21の底面と第1溝部15の底面との間隔は、例えば、上記第1実施形態と同様に、センサチップ10の表面と搭載部材20の表面との間隔、収容凹部21の深さ、センサチップ10の厚さ、第1溝部15の深さから演算することができる。
The thermal flow sensor shown in FIG. 4 is manufactured as follows. That is, the mounting
上記のような感熱式流量センサを製造する場合にも、収容凹部21の底面と第1溝部15の底面との間隔に基づいて第1貫通溝25から樹脂を注入して第1突出部24を形成するため、第1突出部24の先端部と第1溝部15の底面とが接触することを抑制することができる。
Even in the case of manufacturing the above-described heat-sensitive flow sensor, resin is injected from the first through
(第3実施形態)
本発明の第3実施形態について説明する。本実施形態の感熱式流量センサは、第2実施形態と比較して、センサチップ10の裏面に第2溝部を形成したものであり、その他に関しては上記第2実施形態と同様であるため、ここでは説明を省略する。図5はセンサチップ10の平面図である。なお、図5では、パッド14を省略して示してある。
(Third embodiment)
A third embodiment of the present invention will be described. The thermal flow sensor of this embodiment has a second groove formed on the back surface of the
図5に示されるように、本実施形態の感熱式流量センサでは、センサチップ10の裏面のうち、凹部12より一端部側となる部分に第1溝部15と繋がった第2溝部16が形成されている。すなわち、センサチップ10の裏面には、第1、第2溝部15、16で構成されるL字形状の溝が形成され、当該L字形状の内側に凹部12が形成されている。これら第1、第2溝部15、16はそれぞれ溝幅、深さが等しくされている。
As shown in FIG. 5, in the thermal flow sensor of the present embodiment, the
また、特に図示しないが、収容凹部21のうち第2溝部16と対向する部位には、第1突出部24と同様に、収容凹部21からセンサチップ10の方向に伸び、第2溝部16内に配置されると共にセンサチップ10と離間した第2突出部が形成されている。この第2突出部は、第1突出部24と同様に、収容凹部21の底面のうちセンサチップ10の第2溝部16と対向する部位に形成されている第2貫通溝に樹脂を注入することにより形成されたものである。
In addition, although not particularly illustrated, the portion of the receiving
このような感熱式流量センサでは、第2溝部16および第2突出部が形成されていない感熱式流量センサと比較して、被検出流体がセンサチップ10の一端部側から凹部12内に流入することを抑制することができ、凹部12内で被検出流体が渦旋回することをさらに抑制することができる。
In such a thermal flow sensor, the fluid to be detected flows into the
図5に示される感熱式流量センサは次のように製造される。すなわち、収容凹部21が形成されていると共に当該収容凹部21に貫通孔23、第1貫通溝25、第2貫通溝が形成された搭載部材20を用意し、上記センサチップ10を収容凹部21に実装する。その後、貫通孔23に樹脂を注入して突起部22を形成すると共に第1貫通溝25に樹脂を注入して第1突出部24を形成するときに、収容凹部21の底面と第2溝部16の底面との間隔に基づいて樹脂を注入して第2突出部と形成することにより製造される。
The thermal flow sensor shown in FIG. 5 is manufactured as follows. That is, a mounting
上記のような感熱式流量センサを製造する場合にも、第2突出部の先端部と第2溝部16の底面とが接触することを抑制することができる。
Also when manufacturing the above-mentioned heat-sensitive flow sensor, it can control that the tip part of the 2nd projection and the bottom of the
(他の実施形態)
上記第1実施形態では、突起部22を形成した後にセンサチップ10と回路チップ30とを電気的に接続すると共に回路チップ30とリード40とを電気的に接続する例に説明したが、製造工程の順番は適宜変更可能である。すなわち、例えば、センサチップ10と回路チップ30とを電気的に接続すると共に回路チップ30とリード40とを電気的に接続した後に、突起部22を形成するようにしてもよい。
(Other embodiments)
In the first embodiment, the example in which the
同様に、上記第2実施形態では、突起部22および第1突出部24を形成する前に、センサチップ10と回路チップ30とを電気的に接続すると共に回路チップ30とリード40とを電気的に接続してもよい。また、上記第3実施形態では、突起部22、第1突出部24および第2突出部を形成する前に、センサチップ10と回路チップ30とを電気的に接続すると共に回路チップ30とリード40とを電気的に接続してもよい。
Similarly, in the second embodiment, the
また、上記各実施形態では、センサチップ10を収容凹部21に接続部材としての接着剤70を介して実装する例について説明したが、例えば、接続部材として接着シートを介して実装するようにしてもよい。
In each of the above embodiments, the
また、上記各実施形態では、レーザ光等の送信ビームを照射し、その反射ビームに基づいて収容凹部21の底面と凹部12の底面との間隔を演算して突起部22を形成する例について説明したが、次のようにすることもできる。例えば、X線CT等によって得られる断面画像から収容凹部21の底面と凹部12の底面との間隔を計測して突起部22を形成することもできる。同様に、第2実施形態では、X線CT等によって得られる断面画像から収容凹部21の底面と第1溝部15の底面との間隔を計測して第1突出部24を形成することができる。また、第3実施形態では、X線CT等によって得られる断面画像から収容凹部21の底面と第2溝部16の底面との間隔を計測して第2突出部を形成することもできる。
In each of the above embodiments, an example in which a
さらに、上記各実施形態では、凹部12内に突起部22を有する感熱式流量センサの製造方法について説明したが、凹部12内に突起部22を有しない感熱式流量センサの製造方法にも本発明を適用することができる。例えば、上記第2、第3実施形態において、収容凹部21に貫通孔23が形成されておらず、突起部22を有しない感熱式流量センサの製造方法について適用することができる。この場合は、まず、貫通孔23が形成されていない搭載部材20を用意する。そして、第2実施形態では、第1貫通溝25に樹脂を注入して第1突出部24を形成すればよい。また、第3実施形態では、第1貫通溝25および第2貫通溝にそれぞれ樹脂を注入して第1突出部24および第2突出部を形成すればよい。
Further, in each of the above-described embodiments, the method for manufacturing a thermal flow sensor having the
10 センサチップ
11 センシング部
12 凹部
13 薄膜部
20 搭載部材
21 収容凹部
22 突起部
23 貫通孔
70 接着剤
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記センサチップ(10)と、一面(20a)に前記センサチップ(10)を実装する収容凹部(21)が形成されていると共に当該収容凹部(21)の底面に貫通孔(22)が形成された前記搭載部材(20)と、を用意する工程と、
前記凹部(12)と前記貫通孔(22)とを対向させて、前記センサチップ(10)の一部を前記収容凹部(21)の底面に接続部材(70)を介して実装する工程と、
前記貫通孔(22)から樹脂を注入し、前記収容凹部(21)の底面から前記センサチップ(10)の方向に延び、前記凹部(12)内に配置されると共に前記センサチップ(10)と離間した突起部(22)を形成する工程と、を行うことを特徴とする感熱式流量センサの製造方法。 A sensor chip (10) in which a sensing part (11) for detecting the flow rate of the fluid to be detected is formed on the surface, and a concave part (12) is formed on the back surface of the part where the heating resistor constituting the sensing part (11) is formed. ) Is mounted on the mounting member (20).
The sensor chip (10) and an accommodation recess (21) for mounting the sensor chip (10) are formed on one surface (20a), and a through hole (22) is formed on the bottom surface of the accommodation recess (21). Preparing the mounting member (20);
Mounting the part of the sensor chip (10) on the bottom surface of the housing recess (21) via a connecting member (70) with the recess (12) and the through hole (22) facing each other;
Resin is poured from the through hole (22), extends from the bottom surface of the housing recess (21) in the direction of the sensor chip (10), is disposed in the recess (12), and the sensor chip (10). Forming the spaced projections (22), and a method of manufacturing a thermal flow sensor.
前記搭載部材(20)を用意する工程では、前記センサチップ(10)を前記収容凹部(21)に実装したときに前記第1溝部(15)と対向する領域に第1貫通溝(25)が形成されたものを用意し、
前記突起部(22)を形成する工程では、前記貫通孔(22)に加えて前記第1貫通溝(25)にも前記樹脂を注入し、前記収容凹部(21)から前記センサチップ(10)の方向に伸び、前記第1溝部(15)内に配置されると共に前記センサチップ(10)と離間した第1突出部(24)を形成することを特徴とする請求項1または2に記載の感熱式流量センサの製造方法。 In the step of preparing the sensor chip (10), the sensor chip (10) is configured by using a rectangular plate-shaped substrate, and the concave portion (12) from the back surface of the substrate with respect to the normal flow direction of the fluid to be detected. Prepare the first groove (15) formed in the upstream part,
In the step of preparing the mounting member (20), a first through groove (25) is formed in a region facing the first groove portion (15) when the sensor chip (10) is mounted in the housing recess (21). Prepare the formed one,
In the step of forming the protrusion (22), the resin is injected into the first through groove (25) in addition to the through hole (22), and the sensor chip (10) is inserted from the housing recess (21). 3. The first protrusion (24) extending in the direction of 1 and arranged in the first groove (15) and spaced apart from the sensor chip (10) is formed according to claim 1 or 2. A method for manufacturing a thermal flow sensor.
前記搭載部材(20)を用意する工程では、前記センサチップ(10)を前記収容凹部(21)に実装したときに前記第2溝部(16)と対向する領域に第2貫通溝が形成されたものを用意し、
前記突起部(22)を形成する工程では、前記貫通孔(22)および前記第1貫通溝(25)に加えて、前記第2貫通溝にも前記樹脂を注入し、前記収容凹部(21)から前記センサチップ(10)の方向に伸び、前記第2溝部(16)内に配置されると共に前記センサチップ(10)と離間した第2突出部を形成することを特徴とする請求項3に記載の感熱式流量センサの製造方法。 In the step of preparing the sensor chip (10), a second portion of the back surface of the substrate that is connected to the first groove portion (15) at a portion on the one end side in the longitudinal direction of the substrate from the concave portion (12). Prepare a groove (16) formed,
In the step of preparing the mounting member (20), a second through groove is formed in a region facing the second groove portion (16) when the sensor chip (10) is mounted in the housing recess (21). Prepare things,
In the step of forming the protrusion (22), in addition to the through-hole (22) and the first through-groove (25), the resin is injected into the second through-groove, and the housing recess (21) 4. A second protrusion that extends in the direction of the sensor chip (10), is disposed in the second groove (16), and is spaced apart from the sensor chip (10). 5. The manufacturing method of the thermal-type flow sensor of description.
矩形板状の基板を用いて構成され、当該基板の裏面のうち、前記被検出流体の通常時の流れ方向に対して、前記凹部(12)より上流側となる部分に第1溝部(15)が形成された前記センサチップ(10)を用意する工程と、
一面(20a)に前記センサチップ(10)を実装する収容凹部(21)が形成されていると共に当該収容凹部(21)の底面に第1貫通溝(25)が形成された前記搭載部材(20)を用意する工程と、
前記第1溝部(15)と前記第1貫通溝(25)とを対向させて、前記センサチップ(10)の一部を前記収容凹部(21)の底面に接続部材(70)を介して実装する工程と、
前記第1貫通溝(25)から樹脂を注入し、前記収容凹部(21)の底面から前記センサチップ(10)の方向に延び、前記第1溝部(15)内に配置されると共に前記センサチップ(10)と離間した第1突出部(24)を形成する工程と、を行うことを特徴とする感熱式流量センサの製造方法。 A sensor chip (10) in which a sensing part (11) for detecting the flow rate of the fluid to be detected is formed on the surface, and a concave part (12) is formed on the back surface of the part where the heating resistor constituting the sensing part (11) is formed. ) Is mounted on the mounting member (20).
A first groove (15) is formed in a portion of the back surface of the substrate that is upstream of the recess (12) with respect to the normal flow direction of the detected fluid. Preparing the sensor chip (10) formed with:
The mounting member (20) in which a housing recess (21) for mounting the sensor chip (10) is formed on one surface (20a) and a first through groove (25) is formed on the bottom surface of the housing recess (21). )
The first groove portion (15) and the first through groove (25) are opposed to each other, and a part of the sensor chip (10) is mounted on the bottom surface of the housing recess (21) via a connection member (70). And a process of
Resin is poured from the first through groove (25), extends from the bottom surface of the housing recess (21) in the direction of the sensor chip (10), is disposed in the first groove portion (15) and the sensor chip. (10) and the process of forming the 1st protrusion part (24) spaced apart, The manufacturing method of the thermal type flow sensor characterized by the above-mentioned.
前記搭載部材(20)を用意する工程では、前記センサチップ(10)を前記収容凹部(21)に実装したときに前記第2溝部(16)と対向する領域に第2貫通溝が形成されたものを用意し、
前記第1突出部(24)を形成する工程では、前記第1貫通溝(25)に加えて、前記第2貫通溝にも前記樹脂を注入し、前記収容凹部(21)から前記センサチップ(10)の方向に伸び、前記第2溝部(16)内に配置されると共に前記センサチップ(10)と離間した第2突出部を形成することを特徴とする請求項6に記載の感熱式流量センサの製造方法。 In the step of preparing the sensor chip (10), a second portion of the back surface of the substrate that is connected to the first groove portion (15) at a portion on the one end side in the longitudinal direction of the substrate from the concave portion (12). Prepare a groove (16) formed,
In the step of preparing the mounting member (20), a second through groove is formed in a region facing the second groove portion (16) when the sensor chip (10) is mounted in the housing recess (21). Prepare things,
In the step of forming the first protrusion (24), the resin is injected into the second through groove in addition to the first through groove (25), and the sensor chip ( The thermal flow rate according to claim 6, characterized in that a second protrusion is formed extending in the direction of 10) and disposed in the second groove (16) and spaced apart from the sensor chip (10). Sensor manufacturing method.
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