WO2020012908A1 - 流量センサ - Google Patents

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WO2020012908A1
WO2020012908A1 PCT/JP2019/024467 JP2019024467W WO2020012908A1 WO 2020012908 A1 WO2020012908 A1 WO 2020012908A1 JP 2019024467 W JP2019024467 W JP 2019024467W WO 2020012908 A1 WO2020012908 A1 WO 2020012908A1
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resin
diaphragm
flow sensor
semiconductor chip
lead frame
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PCT/JP2019/024467
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裕樹 中土
保夫 小野瀬
余語 孝之
遼太郎 島田
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日立オートモティブシステムズ株式会社
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    • G01F1/68Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using thermal effects
    • G01F1/684Structural arrangements; Mounting of elements, e.g. in relation to fluid flow
    • G01F1/688Structural arrangements; Mounting of elements, e.g. in relation to fluid flow using a particular type of heating, cooling or sensing element
    • G01F1/69Structural arrangements; Mounting of elements, e.g. in relation to fluid flow using a particular type of heating, cooling or sensing element of resistive type
    • G01F1/692Thin-film arrangements
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01FMEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F1/00Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
    • G01F1/05Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using mechanical effects
    • G01F1/34Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using mechanical effects by measuring pressure or differential pressure
    • G01F1/36Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using mechanical effects by measuring pressure or differential pressure the pressure or differential pressure being created by the use of flow constriction
    • G01F1/38Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using mechanical effects by measuring pressure or differential pressure the pressure or differential pressure being created by the use of flow constriction the pressure or differential pressure being measured by means of a movable element, e.g. diaphragm, piston, Bourdon tube or flexible capsule
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    • G01F1/68Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using thermal effects
    • G01F1/684Structural arrangements; Mounting of elements, e.g. in relation to fluid flow

Definitions

  • the present invention relates to a flow sensor.
  • a flow rate sensor in which a diaphragm is formed on a semiconductor chip by using micromachining technology, and a flow rate detection unit is provided on the diaphragm.
  • a flow sensor is used, for example, for measuring the flow rate of air flowing into an internal combustion engine such as an automobile.
  • the flow rate sensor is formed by resin molding such that the flow rate detection unit is exposed in a state where a semiconductor chip provided with a flow rate detection unit on a diaphragm is mounted on a lead frame (for example, see Patent Document 1). 1).
  • Patent Literature 1 does not describe a decrease in detection accuracy due to deformation of the diaphragm during resin molding.
  • a flow sensor includes a lead frame, a semiconductor chip provided on one surface of the lead frame and having a diaphragm having a cavity on the lead frame side, and a semiconductor chip on the diaphragm.
  • the lower resin portion of the resin which covers the other surface side of the lead frame opposite to the one surface side, has a thinner portion thinner than the periphery in a region opposed to a peripheral portion of the diaphragm. .
  • FIG. 1 is a plan view of an embodiment of a flow sensor according to the present invention as viewed from the upper surface side. The top view which looked at the flow sensor shown in FIG. 1 from the back surface side.
  • FIG. 3 is a sectional view taken along line III-III of the flow sensor shown in FIG. 1.
  • FIG. 4 is a sectional view taken along line IV-IV of the flow sensor shown in FIG. 1. Sectional drawing which shows the resin sealing process of the flow sensor by this invention.
  • FIG. 4 is a view for explaining a compressive force acting on a diaphragm of a flow sensor in an X direction during resin molding.
  • FIG. 4 is a diagram for explaining a compressive force acting on a diaphragm of a flow sensor in a Y direction during resin molding.
  • FIG. 7 is a plan view showing a first modification of the flow sensor according to the present invention, as viewed from the back surface side of the flow sensor.
  • FIG. 9 is a plan view showing a second modification of the flow sensor according to the present invention, and viewing the flow sensor from the back surface side.
  • FIG. 11 (a) is a cross-sectional view corresponding to FIG. 3, and
  • FIG. 11 (b) is a cross-sectional view corresponding to FIG.
  • FIG. 14 is a plan view showing Modification Example 4 of the flow sensor according to the present invention and viewed from the upper surface side of the flow sensor.
  • FIG. 14 is a plan view showing Modification Example 5 of the flow sensor according to the present invention and viewed from the upper surface side of the flow sensor.
  • FIG. 1 is a plan view of an embodiment of a flow sensor according to the present invention as viewed from the top side
  • FIG. 2 is a plan view of the flow sensor shown in FIG. 1 as viewed from the back side
  • FIG. FIG. 4 is a sectional view taken along line III-III of the flow sensor shown
  • FIG. 4 is a sectional view taken along line IV-IV of the flow sensor shown in FIG.
  • the flow sensor 100 includes a lead frame 4, a first semiconductor chip 2, a second semiconductor chip 5, a wire 11, and a resin 3, as shown in FIG.
  • the lead frame 4 is formed of, for example, a metal such as copper.
  • the lead frame 4 is provided with a mounting portion (not shown) having a large area for mounting the first semiconductor chip 2 and the second semiconductor chip 5 and is separated from the mounting portion, and is electrically connected to the mounting portion by wires (not shown). And a plurality of lead portions 4a (see FIGS. 1 and 2) connected to the first portion.
  • the first semiconductor chip 2 and the second semiconductor chip 5 are fixed to an upper surface of the mounting portion of the lead frame 4 in the Z direction (hereinafter, sometimes simply referred to as “upper surface”) with an adhesive (not shown).
  • a resin mainly composed of a thermosetting resin such as an epoxy resin or a polyurethane resin, or a thermoplastic resin such as a polyimide resin, an acrylic resin, or a fluororesin can be used.
  • Inorganic fine particles containing glass, carbon, mica or the like as a main component may be mixed in the resin.
  • the diaphragm 1 is formed on the upper surface side of the first semiconductor chip 2.
  • the diaphragm 1 is a portion that is thinner than the surroundings, and a cavity 9 is provided below the diaphragm 1.
  • the diaphragm 1 is formed by cutting the first semiconductor chip 2 from the lower surface side to form a rectangular trapezoidal cavity 9.
  • the flow rate detecting unit includes, for example, a heater control bridge and a temperature sensor bridge including a heating resistor provided on the upper surface of the diaphragm 1 and a pair of measuring resistors disposed on both sides of the heating resistor. Having.
  • the heating resistor and the pair of measuring resistors are arranged along a direction in which a gas such as air for detecting a flow rate flows.
  • the heating resistor and the pair of measuring resistors are configured such that the measuring resistor on the upstream side of the flow of the gas to be measured is cooled by the gas, and the measuring resistor on the downstream side is separated from the heating resistor.
  • the second semiconductor chip 5 includes a CPU, an input circuit, an output circuit, a memory, and the like, and has a control circuit for measuring a flow rate.
  • the measurement resistor on the upstream side of the heating resistor is cooled, and the measurement resistor on the downstream side of the heating resistor is heated by the gas whose temperature has been increased by the heating resistor. .
  • the flow rate of the gas is determined based on the difference potential caused by the temperature difference between the pair of measurement resistors.
  • the details of such a flow rate detecting unit are described in International Publication No. 2015-033589 described as Patent Document 1.
  • the flow rate detection unit is not limited to the above-described method, and may be another method.
  • the first semiconductor chip 2 and the second semiconductor chip 5 are respectively bonded to the lead frame 4 by wires formed of gold or the like.
  • the resin 3 includes the lead frame 4, the first semiconductor chip 2, and the second semiconductor chip 2, except for the peripheral region of the diaphragm 1 and the region on the lower surface side of the lead frame 4 facing the diaphragm 1. It is formed to cover the semiconductor chip 5 and the wires 11.
  • a thermosetting resin such as an epoxy resin or a phenol resin
  • a thermoplastic resin such as polycarbonate, polyethylene terephthalate, polyphenylene sulfide, or polybutylene terephthalate can be used.
  • metal fine particles such as gold, silver, copper, and tin, or inorganic fine particles containing silica, glass, carbon, mica, talc, or the like as a main component may be mixed in the resin.
  • the resin 3 can be made conductive, and the coefficient of linear expansion of the resin 3 can be adjusted.
  • the upper resin portion 13 a above the lead frame 4 in the Z direction includes a raised portion 12 covering the first semiconductor chip 2, a base portion 14 covering the second semiconductor chip 5, It has a lower surface 15 having an upper surface 2a and a surface 15a flush with each other.
  • the raised portion 12 of the upper resin portion 13a is provided with an opening 8 exposing the diaphragm 1 and a peripheral portion near the diaphragm 1. As shown in FIG. 1, the opening 8 is provided over the entire length of the flow sensor 100 in the Y direction, and the low-back portion 15 is provided in the opening 8.
  • the protruding portion 12 is provided to cover a region extending to one side of the first semiconductor chip 2, and is provided in the X direction with the first protruding portion and the opening 8 interposed therebetween. And a second raised portion 12b that covers a region on the other side facing one side of the second. That is, a pair of the raised portions 12 formed on the upper resin portion 13a is formed on both sides in the X direction with the opening 8 interposed therebetween.
  • the opening 8 of the resin 3 as shown in FIG. 4, the surface 15 a of the low-back portion 15 of the resin 3 is flush with the upper surface 2 a of the first semiconductor chip 2. Therefore, the gas such as air whose flow rate is measured is guided by the opening 8 provided in the raised portion 12 of the upper resin portion 13a and flows in the Y direction as shown by the arrow in FIG.
  • a rectangular opening 6 and a groove 16 which is a recess surrounding the opening 6 are formed in a region facing the diaphragm 1 with the lead frame 4 interposed therebetween. I have.
  • the lead frame 4 is exposed from the opening 6.
  • the opening 6 and the groove 16 have a rectangular shape in plan view.
  • a thin portion 7 is formed between a side surface 16 a of the groove 16 of the lower resin portion 13 b and a side surface 6 a of the opening 6.
  • the side surface of the opening 6 which is the inner side surface of the thin portion 7 is located inside the hollow portion 9 provided below the diaphragm 1, and the side surface 16 a of the groove 16 which is the outer side surface of the thin portion 7 is located below the diaphragm 1. Is located outside of the hollow portion 9 provided in the.
  • the projection of the side surface 6 a of the opening 6 on the positive side in the X direction and the side surface 6 a on the negative side in the X direction projected on the semiconductor chip 2 side is located in the region where the cavity 9 expands. .
  • the projection of the side surface 16a on the plus side in the X direction and the side surface 16a on the minus side in the X direction of the groove 16 projected on the semiconductor chip 2 side is located outside the region where the cavity 9 expands.
  • a region outside the side surface 16 a of the groove 16 of the lower resin portion 13 b, that is, a region of the lower resin portion 13 b surrounding the groove 16 is a thick portion thicker than the thin portion 7.
  • the thick portion has a uniform thickness throughout, and its bottom surface is flat.
  • the thin portion 7 is formed only on the peripheral edge near the region facing the diaphragm 1. For this reason, bending deformation can be effectively applied to the diaphragm 1 as described later.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view showing a resin sealing step of the flow rate sensor according to the present invention, showing a cross-sectional view in a state where the flow sensor is installed in a mold and molded.
  • the outline of the process of forming the flow sensor 100 is described below.
  • the first semiconductor chip 2 and the second semiconductor chip 5 having the diaphragm 1 are bonded to the mounting portion of the lead frame 4 including the lead portion 4a with an adhesive.
  • the lead frame 4 has a dam bar on its outer periphery connecting the mounting portion and the lead portion 4a.
  • the first semiconductor chip 2 and the lead frame 4, and the second semiconductor chip 5 and the lead frame 4 are bonded by wires 11, respectively.
  • each lead portion 4a and the mounting portion of the lead frame 4 are bonded by a wire (not shown). Then, in this state, it is set in the mold 10 and molded.
  • the mold 10 is composed of an upper mold and a lower mold
  • FIG. 5 shows the mold and the lower mold integrally without separating them.
  • the diaphragm 1 and its peripheral edge are exposed from the resin 3. For this reason, the vicinity of the upper surface of the diaphragm 1 is clamped by the clamp 10a.
  • a cavity 10b is provided in a portion of the clamp portion 10a facing the diaphragm 1 so that the mold 10 does not directly contact the diaphragm 1.
  • the clamp portion 10 a can be brought into contact only with the first semiconductor chip 2 on the peripheral edge near the diaphragm 1, but not with the diaphragm 1. Thereby, the deformation of the diaphragm 1 due to the pressing force of the clamp portion 10a can be suppressed.
  • the clamp portion 10a may be formed separately from the mold 10 and attached to the mold 10 so as to be movable in the Z direction. The area where the clamp 10 a is provided becomes the opening 8 of the resin 3.
  • a low-rigid film may be interposed between the clamp portion 10a and the first semiconductor chip 2, though not shown.
  • the pressing force of the clamp portion 10a against the first semiconductor chip 2 is reduced, and the deformation of the diaphragm 1 is further reduced.
  • infiltration of the resin 3 into the diaphragm 1 can be more effectively suppressed.
  • the portion of the lead frame 4 facing the cavity 9 provided below the diaphragm 1 is supported by a support 10c provided in the mold 10.
  • the support portion 10c has a shape in which the opening 6, the thin portion 7, and the groove 16 are formed in the resin 3. That is, the support portion 10c has a shape in which the opening forming portion 21 for forming the opening 6 protrudes above the groove forming portion 22 for forming the groove 16.
  • the height of the opening forming portion 21 in the Z direction is set to match the thickness of the thin portion 7.
  • FIG. 6 is a view for explaining the compressive force acting on the diaphragm of the flow sensor in the X direction at the time of resin molding
  • FIG. 7 shows the compressive force acting on the diaphragm of the flow sensor in the Y direction at the time of resin molding. It is a figure for explaining.
  • the lead frame 4 made of metal and the resin 3 have a larger linear expansion coefficient than the first semiconductor chip 2 made of a semiconductor material such as silicon.
  • the diaphragm 1 has a small thickness, it is easily distorted by a compressive force. When the diaphragm 1 is deformed due to a strain or the like, the detection accuracy of the gas flow rate decreases.
  • the groove 16 is formed on the outer periphery of the opening 6, and the thin portion 7 is formed on the resin 3 in a region opposed to the peripheral edge near the diaphragm 1.
  • FIG. 8 is a diagram for explaining a bending deformation acting on the diaphragm of the flow sensor due to the contraction of the resin mold.
  • the first semiconductor chip 2 is subjected to a bending deformation in which the upper surface 2a side of the first semiconductor chip 2 becomes convex. Acts in a direction to cancel a concave deformation in which the diaphragm 1 is deformed in a direction protruding toward the cavity 9 side. Therefore, the contraction force acting on the diaphragm 1 is reduced, and the distortion of the diaphragm 1 is suppressed.
  • the coefficient of linear expansion of the resin 3 is smaller than the coefficient of linear expansion of the lead frame 4, the suppression of deformation of the diaphragm 1 increases.
  • the thin portion 7 is not formed in the lower resin portion 13b, and the outside of the opening 6 is a thick portion that is uniformly thicker than the thin portion 7.
  • the opening 6 is a rectangular recess formed from the bottom surface of the lower resin portion 13b.
  • the region of the thin portion 7 of the resin 3 on the lower surface side of the diaphragm 1 in the X direction will be described.
  • the thin portion 7 of the resin 3 on the lower surface side of the diaphragm 1 is formed in a region opposing a peripheral edge portion of the diaphragm 1 located inside the cavity portion 9 to a peripheral edge portion outside the cavity portion 9.
  • the X-direction dimension L RX of the thin portion 7 of the resin 3 on the lower surface side of the diaphragm 1 be larger than at least the X-direction dimension L DX of the diaphragm 1.
  • the thin portion 7 of the resin 3 on the lower surface side of the diaphragm 1 is formed in a region opposing a peripheral edge portion of the diaphragm 1 located inside the cavity portion 9 to a peripheral edge portion outside the cavity portion 9.
  • Y-direction dimension L RY of the thin portion 7 of the lower surface side of the molded resin diaphragm 1 is preferably larger than at least the diaphragm 1 Y dimension L DY.
  • FIG. 6 and FIG. 7 are compared. As shown in FIG. 6, in the X direction, a portion above the one side region of the first semiconductor chip 2 and a portion above the other side region facing the one side region are covered with the ridge 12. On the other hand, as shown in FIG. 7, in the Y direction, the surface 15 a of the low-back portion 15 of the resin 3 is flush with the upper surface 2 a of the first semiconductor chip 2, and the first semiconductor chip 2 is covered with the resin 3. Not. Therefore, the load acting on the first semiconductor chip 2 due to the contraction force of the resin 3 is larger in the X direction than in the Y direction.
  • the thin portion 7 of the resin 3 it is desirable that the Y-direction length L RY is greater than X direction length L RX.
  • the thin portion 7 has a shape in which the length along the direction along the opening 8 of the resin 3, that is, the direction in which the gas flows, is greater than the length in the direction orthogonal to the direction along the opening 8. desirable.
  • the thin wall portion 7 has been illustrated as a rectangular shape, as described above, the thin portion 7 of the resin 3, Y-direction length L RY is the X-direction length L RX larger shape If so, the shape may be an elongated polygonal shape equal to or more than a pentagon or an elliptical shape.
  • the following effects are obtained.
  • the lower resin portion 13b covering the other surface of the lead frame 4 opposite to the one surface has a thin portion 7 thinner than the periphery in a region facing the peripheral edge of the diaphragm 1.
  • the side of the lead frame 4 facing the thin portion 7, which is constrained by the resin 3 easily contracts, and the bending deformation in the direction in which the deformation acting on the diaphragm 1 due to the contraction of the resin 3 is relieved is reduced. Acts on 1. For this reason, the deformation of the diaphragm 1 is suppressed, and a decrease in the detection accuracy due to the deformation of the diaphragm can be suppressed.
  • the thin portion 7 extends from a position facing the inside of the cavity 9 provided below the diaphragm 1 to a position facing the outside of the cavity 9. That is, the thin portion 7 is formed in a region opposing the peripheral portion near the diaphragm 1. Therefore, bending deformation can be effectively applied to the diaphragm 1.
  • the upper resin portion 13a covering one surface of the lead frame 4 is provided with the first raised portion 12a covering one side edge of the first semiconductor chip 2 and the first raised portion 12a sandwiching the opening 8 therebetween.
  • a second protruding portion 12b covering an opposing side region opposing the one side region of the first semiconductor chip 2 and the thin portion 7 has a length in a direction along an opening 8 extending in a fluid flow direction.
  • FIG. 9 is a plan view showing a first modification of the flow sensor according to the present invention, as viewed from the back surface side of the flow sensor.
  • the thin portion 7 has a cross shape in a plan view.
  • the area of the thin portion 7 increases, the rigidity of the resin 3 decreases, and the strength of the flow sensor 100 decreases. For this reason, it is necessary to reduce the area of the thin portion 7 and to suppress deformation of the diaphragm 1 effectively.
  • the ratio (area) of the region occupied by the thin portion 7 in the resin 3 can be smaller than that of the rectangular shape shown in FIG.
  • the cross shape shown in FIG. 9 has a vertical portion extending in the Y direction which is a direction along the opening 8 and a horizontal portion extending in the X direction which is a direction perpendicular to the Y direction.
  • the intersection between the vertical portion and the horizontal portion is arranged at a position facing the central region of the diaphragm 1.
  • the length of the vertical portion of the thin portion 7 is larger than the length of the horizontal portion. Therefore, as described above, in the structure having the pair of raised portions 12a and 12b extending in the Y direction which is the direction along the opening 8, the bending deformation in which the upper surface 2a side of the first semiconductor chip 2 is convex is YZ. It is larger in the XZ plane than in the plane.
  • the flow sensor 100 according to the first modification also has the same advantages (1) to (3) as the above embodiment. Further, in the flow sensor 100 according to the first modification, the area of the thin portion 7 can be made smaller than that in the above-described embodiment, so that deformation of the diaphragm 1 can be suppressed while securing the rigidity of the resin 3.
  • FIG. 10 shows a second modification of the flow sensor according to the present invention, and is a plan view of the flow sensor as viewed from the back side.
  • the thin portion 7 of the flow sensor 100 shown in FIG. 10 has a shape obtained by deforming the cross-shaped thin portion 7 shown in FIG. 9, and a step portion 31 is provided around an intersection of a cross-shaped vertical portion and a horizontal portion. It has a formed shape.
  • the step portion 31 is formed so as to face a peripheral portion near the cavity 9 of the diaphragm 1.
  • Other structures of the second modification are the same as those of the first modification. Therefore, the flow sensor 100 according to the second modification also has the same effect as the first modification.
  • FIG. 11 (a) is a cross-sectional view corresponding to FIG. 3
  • FIG. FIG. 4 is a sectional view corresponding to FIG.
  • the flow sensor 100 according to the third modification is configured such that the side surface 6a of the thin portion 7 shown in FIG. 3 and the side surface 16a of the groove 16 shown in FIG. , 16b are different from the above embodiment.
  • the other structure of the third modification is the same as that of the above embodiment, and the corresponding members are denoted by the same reference numerals and description thereof will be omitted.
  • the flow sensor 100 according to the third modification also has the same effects (1) to (3) as the above embodiment.
  • FIG. 12 is a plan view showing a fourth modification of the flow sensor according to the present invention, as viewed from the upper surface side of the flow sensor.
  • the flow sensor 100 of Modification 4 differs from the above embodiment in that a pair of raised portions 12a and 12b formed on the upper resin portion 13a are connected by connecting portions 12c at both ends in the Y direction. .
  • the raised portions 12a and 12b may be formed continuously as a whole.
  • one of the pair of connecting portions 12c may be left open without being formed.
  • Other structures of Modification 4 are the same as those of the above embodiment. Therefore, the flow sensor 100 according to the third modification also has the same advantages (1) to (3) as the above embodiment.
  • FIG. 13 is a plan view showing Modification Example 5 of the flow sensor according to the present invention, as viewed from the upper surface side of the flow sensor.
  • the flow sensor 100 of the fifth modification is different from the above-described embodiment in that the pair of raised portions 12a and 12b formed on the upper resin portion 13a has a length that does not reach both ends in the Y direction. At both ends in the Y direction where the raised portions 12a and 12b are not formed, the opening 8 is formed by a step between the base 14 and the low-back portion 15. As described above, the raised portions 12a and 12b may not have a structure having a length extending in the entire Y direction. Other structures of the modification 5 are the same as those of the above embodiment. Therefore, the flow sensor 100 according to the third modification also has the same advantages (1) to (3) as the above embodiment.
  • the flow sensor 100 is exemplified as a structure including the first semiconductor chip 2 and the second semiconductor chip 5.
  • a flow rate sensor including one semiconductor chip can be obtained.
  • the resin 3 of the flow rate sensor 100 has been described as a structure having the protruding portion 12.
  • a flat structure having almost the entire thickness of the base portion 14 without forming the raised portion 12 may be used.
  • the surface 15a of the low-back portion 15 be flush with the upper surface 2a of the diaphragm 1 so that the gas flows smoothly within the opening 8 serving as a gas flow path. .
  • a through hole is formed in a portion of the lead frame 4 facing the hollow portion 9 so as to penetrate in the thickness direction (Z direction), so that the inside of the hollow portion 9 is always opened to the outside, and the pressure difference between the inside and the outside of the hollow portion 9 is increased. May not occur.

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Abstract

流量センサは、リードフレームと、前記リードフレームの一面上に配置され、前記リードフレーム側に空洞部を有するダイヤフラムが形成された半導体チップと、前記半導体チップの前記ダイヤフラム上を含む前記一面上に形成された流量検出部と、前記ダイヤフラム上に形成された前記流量検出部の少なくとも一部を露出する流路用開口部を有し、前記リードフレームおよび前記半導体チップを覆う樹脂とを備え、前記樹脂の、前記リードフレームの前記一面側とは反対側の他面側を覆う下部側樹脂部は、前記ダイヤフラムの周縁部に対向する領域に、周囲よりも薄い薄肉部を有する。

Description

流量センサ
 本発明は流量センサに関する。
 マイクロマシニング技術を用いて半導体チップにダイヤフラムを形成し、このダイヤフラム上に流量検出部を設けた流量センサが知られている。このような流量センサは、例えば、自動車など内燃機関に流入する空気の流量の測定等に用いられる。
 上記流量センサは、ダイヤフラム上に流量検出部が設けられた半導体チップをリードフレーム上に搭載した状態で、流量検出部が露出されるように、樹脂モールドすることにより形成される(例えば、特許文献1参照)。
国際公開2015-033589号
 特許文献1には、樹脂モールドの際のダイヤフラムの変形に起因する検出精度の低下に関する記載はない。
 本発明の一態様による流量センサは、リードフレームと、前記リードフレームの一面上に配置され、前記リードフレーム側に空洞部を有するダイヤフラムが形成された半導体チップと、前記半導体チップの前記ダイヤフラム上を含む前記一面上に形成された流量検出部と、前記ダイヤフラム上に形成された前記流量検出部の少なくとも一部を露出する流路用開口部を有し、前記リードフレームおよび前記半導体チップを覆う樹脂とを備え、前記樹脂の、前記リードフレームの前記一面側とは反対側の他面側を覆う下部側樹脂部は、前記ダイヤフラムの周縁部に対向する領域に、周囲よりも薄い薄肉部を有する。
 本発明によれば、樹脂モールドの際のダイヤフラムの変形に起因する検出精度の低下を抑制することができる。
本発明による流量センサの一実施形態の上面側からみた平面図。 図1に示す流量センサを裏面側からみた平面図。 図1に示す流量センサのIII-III線断面図。 図1に示す流量センサのIV-IV線断面図。 本発明による流量センサの樹脂封止工程を示す断面図。 樹脂モールド時に、流量センサのダイヤフラムに作用するX方向における圧縮力を説明するための図。 樹脂モールド時に、流量センサのダイヤフラムに作用するY方向における圧縮力を説明するための図。 樹脂モールドの収縮により、流量センサのダイヤフラムに作用する曲げ変形を説明するための図。 本発明による流量センサの変形例1を示し、流量センサの裏面側からみた平面図。 本発明による流量センサの変形例2を示し、流量センサを裏面側からみた平面図。 本発明による流量センサの変形例3を示し、図11(a)は、図3に対応する断面図、図11(b)は、図4に対応する断面図。 本発明による流量センサの変形例4を示し、流量センサの上面側からみた平面図。 本発明による流量センサの変形例5を示し、流量センサの上面側からみた平面図。
 以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。以下の記載および図面は、本発明を説明するための例示であって、説明の明確化のため、適宜、省略および簡略化がなされている。本発明は、他の種々の形態でも実施する事が可能である。特に限定しない限り、各構成要素は単数でも複数でも構わない。
 図面において示す各構成要素の位置、大きさ、形状、範囲などは、発明の理解を容易にするため、実際の位置、大きさ、形状、範囲などを表していない場合がある。このため、本発明は、必ずしも、図面に開示された位置、大きさ、形状、範囲などに限定されない。
 図1は、本発明による流量センサの一実施形態の上面側からみた平面図であり、図2は、図1に示す流量センサを裏面側からみた平面図であり、図3は、図1に示す流量センサのIII-III線断面図であり、図4は図1に示す流量センサのIV-IV線断面図である。
 なお、以下の説明において、X方向、Y方向、Z方向は図示の通りとする。
 流量センサ100は、図3に示されるように、リードフレーム4と、第一半導体チップ2と、第二半導体チップ5と、ワイヤ11と、樹脂3とを有する。
 リードフレーム4は、例えば、銅等の金属により形成されている。リードフレーム4は、第一半導体チップ2および第二半導体チップ5を搭載する広い面積の搭載部(図示せず)とこの搭載部と分離して配置され、不図示のワイヤにより搭載部に電気的に接続された複数のリード部4a(図1、2参照)を有する。
 第一半導体チップ2および第二半導体チップ5は、リードフレーム4の搭載部のZ方向の上面(以下、単に「上面」ということもある)に不図示の接着剤により固定されている。接着剤としては、エポキシ樹脂やポリウレタン樹脂等の熱硬化性樹脂、ポリイミド樹脂、アクリル樹脂、フッ素樹脂等の熱可塑性樹脂を主成分とする樹脂を用いることができる。樹脂中にガラス、カーボン、マイカ等を主成分とする無機微粒子を混入してもよい。
 第一半導体チップ2の上面側には、ダイヤフラム1が形成されている。ダイヤフラム1は、周囲よりも薄肉にされた部位であり、ダイヤフラム1の下方には空洞部9が設けられている。ダイヤフラム1は、第一半導体チップ2を下面側から切り欠いて矩形台形状の空洞部9を形成することにより形成される。
 第一半導体チップ2の上面には、不図示の流量検出部が形成されている。流量検出部は、例えば、ダイヤフラム1の上面に設けられた発熱用抵抗体と、この発熱体用抵抗体の両側に配置された一対の測定用抵抗体とを含む、ヒータ制御ブリッジおよび温度センサブリッジを有する。発熱用抵抗体と、一対の測定用抵抗体は、流量を検出する空気等の気体が流れる方向に沿って配列されている。具体的には、発熱用抵抗体と一対の測定用抵抗体は、計測する気体の流れの上流側の測定用抵抗体が気体で冷却され、下流側の測定用抵抗体が発熱抵抗体からの熱で温められるように配設されている。第二半導体チップ5は、CPU、入力回路、出力回路およびメモリ等から構成され、流量を計測するための制御回路を有する。
 気体が流れると、発熱用抵抗体の上流側の測定用抵抗体は冷却され、発熱用抵抗体の下流側の測定用抵抗体は、発熱用抵抗体により温度が上昇した気体により温度が上昇する。一対の測定用抵抗体の温度差により生じる差電位に基づいて、気体の流量を求める。このような流量検出部の詳細は、特許文献1として記載した国際公開2015-033589号に記載されている。
 但し、流量検出部は、上記の方式に限られるものではなく、他の方式であってもよい。
 第一半導体チップ2および第二半導体チップ5は、それぞれ、金等により形成されたワイヤによりリードフレーム4にボンディングされている。
 図3に示されるように、樹脂3は、ダイヤフラム1の周縁部の領域、およびダイヤフラム1に対向するリードフレーム4の下面側の領域を除いて、リードフレーム4、第一半導体チップ2、第二半導体チップ5およびワイヤ11を覆って形成されている。樹脂3の材料としては、エポキシ樹脂やフェノール樹脂等の熱硬化性樹脂、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート、ポリフェニレンサルファイド、ポリブチレンテレフタレート等の熱可塑性樹脂を用いることができる。また、樹脂中に、金、銀、銅、錫等の金属微粒子、あるいは、シリカ、ガラス、カーボン、マイカ、タルク等を主成分とする無機微粒子を混入してもよい。樹脂3に導電性をもたせたり、樹脂3の線膨張係数の調整を行ったりすることができる。
 図3および図4に示されるように、リードフレーム4のZ方向上方の上部側樹脂部13aは、第一半導体チップ2上を覆う隆起部12、第二半導体チップ5上を覆う基部14、第一半導体チップ2の上面2aと面一な表面15aを有する低背部15とを有する。上部側樹脂部13aの隆起部12には、ダイヤフラム1およびダイヤフラム1の近傍周縁部を露出する開口部8が設けられている。開口部8は、図1に示されるように、流量センサ100のY方向全長に亘って設けられており、低背部15は、開口部8内に設けられている。隆起部12は、第一半導体チップ2の一側に拡がる領域を覆う第一隆起部12aと、この第一隆起部と開口部8を挟んでX方向に離間して設けられ、第一半導体チップ2の一側に対向する他側の領域を覆う第二隆起部12bとを有する。つまり、上部側樹脂部13aに形成された隆起部12は、開口部8を挟んでX方向の両側に一対形成されている。樹脂3の開口部8内では、図4に示すように、樹脂3の低背部15の表面15aは、第一半導体チップ2の上面2aと面一になっている。このため、流量が測定される空気等の気体は、図1の矢印に示すように、上部側樹脂部13aの隆起部12に設けられた開口部8にガイドされて、Y方向に流れる。
 リードフレーム4のZ方向下方の下部側樹脂部13bには、リードフレーム4を挟んでダイヤフラム1に対向する領域に矩形形状の開口6、および開口6を囲繞する凹部である溝16が形成されている。開口6からはリードフレーム4が露出している。図2に示されるように、開口6および溝16は、平面視で矩形形状を有する。下部側樹脂部13bの溝16の側面16aと開口6の側面6aとの間には薄肉部7が形成されている。薄肉部7の内側側面である開口6の側面は、ダイヤフラム1の下方に設けられた空洞部9の内側に位置し、薄肉部7の外側側面である溝16の側面16aは、ダイヤフラム1の下方に設けられた空洞部9の外側に位置している。換言すると、図3を参照すると、開口6のX方向プラス側の側面6aとX方向マイナス側の側面6aの各側面を半導体チップ2側に投影した射影は空洞部9が拡がる領域内に位置する。溝16のX方向プラス側の側面16aとX方向マイナス側の側面16aの各側面を半導体チップ2側に投影した射影は空洞部9が拡がる領域の外に位置する。
 下部側樹脂部13bの溝16の側面16aより外側領域、すなわち、溝16を囲繞する下部側樹脂部13bの領域は、薄肉部7より厚い厚肉部とされている。厚肉部は、厚さが全体に亘り均一であり、その底面は平坦となっている。薄肉部7は、ダイヤフラム1に対向する領域の近傍周縁部のみに形成されている。このため、後述するように、ダイヤフラム1に曲げ変形を効果的に作用させることができる。
 図5は、本発明による流量センサの樹脂封止工程を示す断面図であり、金型内に設置してモールド成形する状態の断面図を示す。
 流量センサ100を形成する工程の概略を以下に示す。
 リード部4aを含むリードフレーム4の搭載部に、ダイヤフラム1を有する第一半導体チップ2および第二半導体チップ5を接着剤により接着する。図示はしないが、この時点では、リードフレーム4は、その外周に搭載部およびリード部4aを連結するダムバーを有する。第一半導体チップ2とリードフレーム4、第二半導体チップ5とリードフレーム4とを、それぞれ、ワイヤ11によりボンディングする。また、各リード部4aと、リードフレーム4の搭載部とをワイヤ(図示せず)によりボンディングする。そして、この状態で、金型10内に設置し、モールド成形する。なお、金型10は、上金型と下金型とにより構成されるが、図5では、金型と下金型とを分離せず、一体化して示している。
 ダイヤフラム1およびその近傍周縁部は樹脂3から露出される。このため、ダイヤフラム1の上面近傍はクランプ部10aでクランプする。但し、ダイヤフラム1は薄膜構造であるため、ダイヤフラム1に金型10が直接、接しないように、クランプ部10aのダイヤフラム1と対向する部分に空洞10bを設けておく。このようにすることで、クランプ部10aはダイヤフラム1の近傍周縁部の第一半導体チップ2のみに接触し、ダイヤフラム1には接触しないようにすることができる。これにより、クランプ部10aの押付力によるダイヤフラム1の変形を抑制することができる。クランプ部10aは、金型10とは別体に形成し、金型10に対し、Z方向に移動可能に取付けるようにしてもよい。クランプ部10aが設けられている領域が、樹脂3の開口部8となる。
 第一半導体チップ2の破損防止のため、クランプ部10aと第一半導体チップ2の間には図示しないが、低剛性のフィルムを挟むようにしてもよい。クランプ部10aと第一半導体チップ2の間に低剛性のフィルムを介在させることで、クランプ部10aによる第一半導体チップ2への押付力が緩和され、ダイヤフラム1の変形が一層、緩和される。また、樹脂3のダイヤフラム1側への浸入を、より効果的に抑制することができる。
 ダイヤフラム1の下方に設けられた空洞部9に対向するリードフレーム4の部分は、金型10に設けた支持部10cにより支持される。支持部10cは、樹脂3に、開口6、薄肉部7および溝16が形成される形状とする。つまり、支持部10cは、溝16を形成するための溝形成部22の上に、開口6を形成するための開口形成部21が突出する形状である。開口形成部21のZ方向の高さは、薄肉部7の厚さに一致するようにする。
 図5に示すように各部材をセッティングした後、金型10内に樹脂材3aを流し込み、キャビティ内を樹脂材3aで充填する。この後、樹脂材3aを冷却して硬化する。その後、金型10から封止された半導体チップ中間体を取り出して、ダムバーを切断すると、図1~図4に図示される、樹脂3によりパッケージ化された流量センサ100が得られる。
 金型10内に樹脂材3aを流し込み、硬化するまでの冷却工程において、樹脂材3aとリードフレーム4が収縮するため、この収縮力が第一半導体チップ2に作用する。すなわち、樹脂モールド時に第一半導体チップ2の外周面に圧縮力が作用する。
 図6は、樹脂モールド時に、流量センサのダイヤフラムに作用するX方向における圧縮力を説明するための図であり、図7は、樹脂モールド時に、流量センサのダイヤフラムに作用するY方向における圧縮力を説明するための図である。
 金属で形成されたリードフレーム4および樹脂3は、シリコン等の半導体材料により形成された第一半導体チップ2よりも線膨張係数が大きい。このため、冷却工程では、リードフレーム4および樹脂3の収縮による負荷が第一半導体チップ2に作用する。特に、ダイヤフラム1は、肉厚が薄いので、圧縮力によりひずみ易い。ひずみ等によりダイヤフラム1が変形すると、気体流量の検出精度が低下する。
 本実施形態では、図6、図7に示されるように、開口6の外周に溝16を形成し、ダイヤフラム1の近傍周縁部に対向する領域の樹脂3に薄肉部7を形成した。
 リードフレーム4の線膨張係数が、樹脂3の線膨張係数よりも大きい場合、薄肉部7を形成することにより、樹脂3により拘束されていたリードフレーム4の薄肉部7に面する側が収縮し易くなる。
 図8は、樹脂モールドの収縮により、流量センサのダイヤフラムに作用する曲げ変形を説明するための図である。
 リードフレーム4の薄肉部7に面する側が収縮すると、図8に示すように、第一半導体チップ2には、第一半導体チップ2の上面2a側が凸となる曲げ変形が作用する、この曲げ変形は、ダイヤフラム1が空洞部9側に突き出す方向に変形する凹状変形を打ち消す方向に作用する。このため、ダイヤフラム1に作用していた収縮力が緩和され、ダイヤフラム1のひずみが抑制される。樹脂3の線膨張係数がリードフレーム4の線膨張係数より小さい場合に、ダイヤフラム1の変形の抑制が大きくなる。
 従来の流量センサでは、下部側樹脂部13bには、薄肉部7は形成されておらず、開口6の外側は、均一に薄肉部7よりも厚い厚肉部とされていた。換言すると、開口6は下部側樹脂部13bの底面から形成された矩形形状の凹部である。樹脂3の厚さが厚いと、樹脂3の剛性が大きくなるため、リードフレーム4の下面側の収縮が薄肉部を有する実施形態に比べて小さい。このため、第一半導体チップ2の上面2a側が凸となる曲げ変形が生じ難い。そのため、実施形態の流量センサに比べて、ダイヤフラム1は、空洞部9側に突き出す方向に変形する、凹状変形を生じ易い。
 図6を参照して、X方向における、ダイヤフラム1の下面側の樹脂3の薄肉部7の領域について説明する。以下では、流量センサを上から見た透視図として各部の位置関係を説明する。
 ダイヤフラム1の下面側の樹脂3の薄肉部7は、空洞部9の内側に位置するダイヤフラム1の周縁部から空洞部9の外側の近傍周縁部に対向する領域に形成されている。この構成により、ダイヤフラム1を有する第一半導体チップ2の上面側がXZ面において凸となる曲げ変形による引張力がダイヤフラム1の全面に作用し易くなる。従って、図6に示すように、ダイヤフラム1の下面側の樹脂3の薄肉部7のX方向寸法LRXは、少なくともダイヤフラム1のX方向寸法LDXよりも大きくすることが望ましい。
 図7を参照して、Y方向における、ダイヤフラム1の下面側の樹脂3の薄肉部7の領域について説明する。ダイヤフラム1の下面側の樹脂3の薄肉部7は、空洞部9の内側に位置するダイヤフラム1の周縁部から空洞部9の外側の近傍周縁部に対向する領域に形成されている。この構成により、ダイヤフラム1を有する第一半導体チップ2の上面側がYZ面において凸となる曲げ変形による引張力がダイヤフラム1の全面に作用し易くなる。従って、ダイヤフラム1の下面側のモールド樹脂の薄肉部7のY方向寸法LRYは、少なくともダイヤフラム1のY方向寸法LDYよりも大きくすることが望ましい。
 図6と図7とを対比する。
 図6に示すように、X方向では、第一半導体チップ2の一側領域の上および一側領域に対向する他側領域の上は隆起部12により覆われている。一方、図7に示すように、Y方向では、樹脂3の低背部15の表面15aは、第一半導体チップ2の上面2aと面一であり、第一半導体チップ2は、樹脂3により覆われていない。従って、樹脂3の収縮力により第一半導体チップ2に作用する負荷は、X方向の方がY方向より大きい。このため、第一半導体チップ2に作用する負荷を緩和するには、第一半導体チップ2の上面2a側が凸となる曲げ変形がYZ面よりもXZ面で大きくなるようにする必要がある。
 換言すれば、XZ面における曲げの方がYZ面における曲げよりも、第一半導体チップ2の上面2a側が凸となるように曲がり易くする必要がある。
 このためには、薄肉部7の長さをX方向よりもY方向に大きくする必要がある。薄肉部7のX方向の長さをY方向の長さと同程度にすることは、樹脂3の剛性が低下するだけで、メリットは無いと考えられる。従って、樹脂3の薄肉部7を、Y方向の長さLRYがX方向の長さLRXより大きくすることが望ましい。換言すれば、薄肉部7は、樹脂3の開口部8に沿う方向、すなわち気体が流れる方向の長さが、この開口部8に沿う方向に直交する方向の長さよりも大きい形状とすることが望ましい。
 なお、上記実施形態では、薄肉部7を矩形形状として例示したが、上記のように、樹脂3の薄肉部7が、Y方向の長さLRYがX方向の長さLRXより大きい形状であれば、五角形以上の細長い多角形状や、楕円形状としてもよい。
 本実施形態によれば、下記の効果を奏する。
(1)ダイヤフラム1の一面上に形成された流量検出部の少なくとも一部を開口部から露出して、リードフレーム4および第一半導体チップ2を覆う樹脂3を備えた流量センサ100において、樹脂3の、リードフレーム4の一面側とは反対側の他面側を覆う下部側樹脂部13bは、ダイヤフラム1の周縁部に対向する領域に、周囲よりも薄い薄肉部7を有する。このような構成とすると、樹脂3により拘束されていたリードフレーム4の薄肉部7に面する側が収縮し易くなり、樹脂3の収縮によりダイヤフラム1に作用する変形を緩和する方向の曲げ変形がダイヤフラム1に作用する。このため、ダイヤフラム1の変形が抑制され、ダイヤフラムの変形に起因する検出精度の低下を抑制することができる。
(2)薄肉部7は、ダイヤフラム1の下方に設けられた空洞部9の内側に対向する位置から空洞部9の外側に対向する位置まで延在して設けられている。つまり、薄肉部7は、ダイヤフラム1の近傍周縁部に対向する領域に形成されている。このため、ダイヤフラム1に曲げ変形を効果的に作用させることができる。
(3)リードフレーム4の一面側を覆う上部側樹脂部13aは、第一半導体チップ2の一側縁を覆う第一隆起部12aと、第一隆起部12aとは開口部8を挟んで設けられ、第一半導体チップ2の一側領域に対向する対向側領域を覆う第二隆起部12bを有し、薄肉部7は、流体の流れ方向に延在する開口部8に沿う方向の長さが、この開口部8に沿う方向に直交する方向の長さよりも大きい形状を有する。このため、気体の流れをガイドする開口部8の深さを大きくするため、樹脂3に隆起部12を設けた流量センサ100において、樹脂3の剛性を確保しつつ、ダイヤフラム1に曲げ変形を効果的に作用させることができる。
(変形例1)
 本発明による流量センサの変形例1を示し、流量センサの裏面側からみた平面図である。
 変形例1に示す流量センサ100は、薄肉部7が平面視で十字形状を有する。薄肉部7の領域が増大すると、樹脂3の剛性が低下し、流量センサ100の強度が低下する。このため、薄肉部7の領域を小さくし、かつ、ダイヤフラム1の変形の抑制が効果的となるようにする必要がある。図9に示すように、薄肉部7の形状を平面視で十字形状とすると、図2に示す矩形形状よりも樹脂3における薄肉部7が占める領域の割合(面積)を小さくすることができる。
 図9に示された十字形状は、開口部8に沿う方向であるY方向に延在された縦部分と、Y方向に垂直な方向であるX方向に延在される横部分とを有し、縦部分と横部分との交差部が、ダイヤフラム1の中心部領域に対向する位置に配置されている。また、薄肉部7の縦部分の長さの方が横部分の長さよりも大きくなっている。このため、上述したように、開口部8に沿う方向であるY方向に延在する一対の隆起部12a、12bを有する構造において、第一半導体チップ2の上面2a側が凸となる曲げ変形がYZ面よりもXZ面で大きくなる。
 変形例1の他の構造は、上記実施形態と同様である。
 従って、変形例1の流量センサ100においても、上記実施形態と同様な効果(1)~(3)を奏する。
 また、変形例1の流量センサ100では、薄肉部7の領域を上記実施形態よりも小さくすることができるので、樹脂3の剛性を確保しつつ、ダイヤフラム1の変形を抑制することができる。
(変形例2)
 図10は、本発明による流量センサの変形例2を示し、流量センサを裏面側からみた平面図である。
 図10に示す流量センサ100の薄肉部7は、図9に示す十字形状の薄肉部7を変形させた形状を有し、十字形状の縦部分と横部分との交差部周辺に段部31が形成された形状を有する。段部31は、ダイヤフラム1の空洞部9の近傍周縁部に対向して形成されている。
 変形例2の他の構造は、変形例1と同様である。
 従って、変形例2の流量センサ100においても、変形例1と同様な効果を奏する。
(変形例3)
 図11(a)、図11(b)は、本発明による流量センサの変形例3を示し、図11(a)は、図3に対応する断面図であり、図11(b)は、図4に対応する断面図である。
 変形例3の流量センサ100は、図3に示される薄肉部7の側面6a、および図4に示される溝16の側面16aを、それぞれ、薄肉部7の厚さ方向において外側に拡がる傾斜面6b、16bとした点で、上記実施形態とは相違する。
 薄肉部7の側面および溝の側面を、それぞれ、傾斜面6b、16bすることにより、樹脂モール時に巻き込みボイドを抑制したり、金型10から取り出す際の、離型性を向上したりすることができる。
 変形例3の他の構造は、上記実施形態と同様であり、対応する部材に同一の符号を付して、説明を省略する。
 変形例3の流量センサ100においても、上記実施形態と同様な効果(1)~(3)を奏する。
(変形例4)
 図12は、本発明による流量センサの変形例4を示し、流量センサの上面側からみた平面図である。
 変形例4の流量センサ100は、上部側樹脂部13aに形成された一対の隆起部12a、12bが、Y方向の両端部で接続部12cにより接続されている点で、上記実施形態と相違する。このように、隆起部12a、12bは全体を連続状に形成するようにしてもよい。
 なお、一対の接続部12cのうちの一方は、形成せず、開放するようにしてもよい。
 変形例4の他の構造は、上記実施形態と同様である。
 従って、変形例3の流量センサ100においても、上記実施形態と同様な効果(1)~(3)を奏する。
(変形例5)
 図13は、本発明による流量センサの変形例5を示し、流量センサの上面側からみた平面図である。
 変形例5の流量センサ100は、上部側樹脂部13aに形成された一対の隆起部12a、12bが、Y方向の両端部に達しない長さとされている点で、上記実施形態と相違する。
 隆起部12a、12bが形成されていないY方向の両端側では、開口部8は、基部14と低背部15との段差部により形成される。
 このように、隆起部12a、12bはY方向全体に亘る長さを有する構造でなくてもよい。
 変形例5の他の構造は、上記実施形態と同様である。
 従って、変形例3の流量センサ100においても、上記実施形態と同様な効果(1)~(3)を奏する。
 なお、上記実施形態では、流量センサ100は、第一半導体チップ2および第二半導体チップ5を備える構造として例示した。しかし、第一半導体チップ2に流量検出部の制御回路を設けるようにして、1つの半導体チップを備える流量センサとすることができる。
 上記実施形態および各変形例では、流量センサ100の樹脂3は、隆起部12を有する構造として例示した。しかし、隆起部12を形成せず、ほぼ全体が基部14の厚さを有する平坦な構造としてもよい。但し、この場合でも、気体の流路となる開口部8内では、低背部15の表面15aをダイヤフラム1の上面2aと面一にして、気体が円滑に流れるようにする構造とすることが好ましい。
 リードフレーム4の空洞部9に対向する部分に、厚さ方向(Z方向)に貫通する貫通孔を形成して、空洞部9内を常に外部に開放して、空洞部9の内外に圧力差が生じないようにしてもよい。
 上記実施形態および変形例を組み合わせてもよい。
 上記では、種々の実施形態および変形例を説明したが、本発明はこれらの内容に限定されるものではない。本発明の技術的思想の範囲内で考えられるその他の態様も本発明の範囲内に含まれる。
 次の優先権基礎出願の開示内容は引用文としてここに組み込まれる。
 日本国特許出願2018-132464(2018年7月12日出願)
  1   ダイヤフラム
  2   第一半導体チップ(半導体チップ)
  3   樹脂
  4   リードフレーム
  5   第二半導体チップ
  6   開口
  6a  側面
  6b  傾斜面
  7   薄肉部
  8   開口部(流路用開口部)
  9   空洞部
 12   隆起部
 12a  第一隆起部
 12b  第二隆起部
 13a  上部側樹脂部
 13b  下部側樹脂部
 16b  傾斜面
 31   段部
100   流量センサ
 LDY   ダイヤフラム1のY方向寸法
 LDX   ダイヤフラム1のX方向寸法
 LRX   薄肉部7のX方向寸法
 LRY   薄肉部7のY方向寸法
 
 

Claims (9)

  1.  リードフレームと、
     前記リードフレームの一面上に配置され、前記リードフレーム側に空洞部を有するダイヤフラムが形成された半導体チップと、
     前記半導体チップの前記ダイヤフラム上を含む前記一面上に形成された流量検出部と、
     前記ダイヤフラム上に形成された前記流量検出部の少なくとも一部を露出する流路用開口部を有し、前記リードフレームおよび前記半導体チップを覆う樹脂とを備え、
     前記樹脂の、前記リードフレームの前記一面側とは反対側の他面側を覆う下部側樹脂部は、前記ダイヤフラムの周縁部に対向する領域に、周囲よりも薄い薄肉部を有する、流量センサ。
  2.  請求項1に記載の流量センサにおいて、
     前記薄肉部は、前記ダイヤフラムの下方に設けられた前記空洞部の内側に対向する位置から前記空洞部の外側に対向する位置まで延在して設けられている、流量センサ。
  3.  請求項2に記載の流量センサにおいて、
     前記薄肉部の、前記ダイヤフラムの中心部領域に対向する領域に開口が設けられている、流量センサ。
  4.  請求項1に記載の流量センサにおいて、
     前記樹脂の、前記リードフレームの前記一面側を覆う上部側樹脂部は、前記半導体チップの一側領域を覆う第一隆起部と、前記第一隆起部とは前記流路用開口部を挟んで設けられ、前記半導体チップの前記一側領域に対向する対向側領域を覆う第二隆起部を有し、前記薄肉部は、検出対象流体の流れ方向に延在する前記流路用開口部に沿う方向の長さが、この流路用開口部に沿う方向に直交する方向の長さよりも大きい形状を有する、流量センサ。
  5.  請求項4に記載の流量センサにおいて、
     前記薄肉部は、平面視で、四角形以上の多角形状または楕円形状を有する、流量センサ。
  6.  請求項4に記載の流量センサにおいて、
     前記薄肉部は、前記流路用開口部に沿う方向に延在する縦部と、前記流路用開口部に沿う方向に直交する方向に延在する横部を有する十字状形状を有する、流量センサ。
  7.  請求項6に記載の流量センサにおいて、
     前記薄肉部は、前記縦部と前記横部との交差部に前記縦部と前記横部とを接続する段部を有する形状に形成されている、流量センサ。
  8.  請求項1に記載の流量センサにおいて、
     前記薄肉部の内側側面および外側側面は、前記樹脂の厚さ方向において外側に拡がる傾斜面である、流量センサ。
  9.  請求項1から8までのいずれか一項に記載の流量センサにおいて、
     前記樹脂の線膨張係数が前記リードフレームの線膨張係数よりも小さい、流量センサ。
     
     
     
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