WO2020175283A1 - パッケージ型フローセンサ - Google Patents

パッケージ型フローセンサ Download PDF

Info

Publication number
WO2020175283A1
WO2020175283A1 PCT/JP2020/006572 JP2020006572W WO2020175283A1 WO 2020175283 A1 WO2020175283 A1 WO 2020175283A1 JP 2020006572 W JP2020006572 W JP 2020006572W WO 2020175283 A1 WO2020175283 A1 WO 2020175283A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
flow sensor
substrate
land
hole
flow
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/JP2020/006572
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
隆 笠井
宏明 佐土原
下元　康司
克行 山本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Omron Corp
Original Assignee
Omron Corp
Omron Tateisi Electronics Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Omron Corp, Omron Tateisi Electronics Co filed Critical Omron Corp
Publication of WO2020175283A1 publication Critical patent/WO2020175283A1/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F1/00—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
    • G01F1/68—Measuring 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
    • G01F1/684—Structural arrangements; Mounting of elements, e.g. in relation to fluid flow
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P5/00—Measuring speed of fluids, e.g. of air stream; Measuring speed of bodies relative to fluids, e.g. of ship, of aircraft
    • G01P5/10—Measuring speed of fluids, e.g. of air stream; Measuring speed of bodies relative to fluids, e.g. of ship, of aircraft by measuring thermal variables

Definitions

  • the present invention relates to a packaged flow sensor.
  • a flow sensor is used that detects a flow rate, a flow velocity, and a flowing direction of a fluid.
  • the flow sensor includes, for example, a heater on a thin film (a membrane) and a sensor unit having a thermopile arranged so as to sandwich the heater.
  • a sensor unit having a thermopile arranged so as to sandwich the heater.
  • the disturbance is measured as a difference in thermoelectromotive force generated in the thermopile. Since the sensor part uses menprene, it can be said that it is a part that is easily damaged by physical contact.
  • Patent Document 1 discloses a flow sensor formed integrally with a flow path through which a fluid passes.
  • Patent Document 2 discloses a flow sensor which is formed separately from the flow channel and has a sensor portion for detecting the flow velocity exposed to the outside. The flow sensor disclosed in Patent Document 2 is provided in the flow channel, and the flow rate is detected together with the cross-sectional area of the flow channel.
  • Patent Document 1 Patent No. 5 6 5 2 3 15
  • Patent Document 2 Patent No. 6 4 3 5 3 8 9 Publication
  • the exposed sensor part is easily damaged by physical contact, making it difficult to handle
  • One aspect of the disclosed technology is to provide a packaged flow sensor that can be formed in a small size and is easy to handle.
  • This packaged flow sensor includes a flow sensor chip having a sensor part for detecting the flow velocity of a fluid, a case member having an opening toward the outside and having a hollow part for accommodating the flow sensor chip, and a surface facing the opening.
  • the sensor portion of the flow sensor chip has a delicate component for detecting the flow velocity of the fluid mounted on its surface, and is easily damaged by physical contact or the like.
  • the flow sensor chip is housed in the hollow portion of the case member, so that the sensor portion of the flow sensor chip can be protected from physical contact and the like, so that the flow sensor is easily handled.
  • this package type flow sensor is not formed integrally with the flow channel, it is easier to downsize than a flow sensor formed integrally with the flow channel. Since the package itself is small, even if this package type flow sensor is installed in the flow path formed as a separate body and the flow rate is detected from the detected flow velocity, the degree of freedom of attachment to the flow path is improved and the flow rate is increased. Even if the structure includes the road, it is small.
  • the through hole and the hollow portion form a flow path for guiding the fluid to the sensor portion, the fluid introduced from the through hole into the hollow portion passes over the sensor portion. Since the flow path guides the fluid to the sensor unit, even if the sensor unit is housed in the case member, deterioration of detection accuracy by the sensor unit is suppressed.
  • the through hole may be provided in the case member or the substrate. ⁇ 2020/175 283 3 ⁇ (: 170? 2020 /006572
  • the disclosed technology may have the following features.
  • the through hole is provided in the substrate, and a land formed on the surface of the substrate opposite to the surface on which the flow sensor chip is mounted is formed so as to guide the fluid to the through hole. It is characterized by being equipped. With such a feature, the fluid can be positively guided to the through hole by the land, and the detection accuracy of the flow sensor chip can be improved.
  • the disclosed technology may have the following features.
  • the through hole is provided in the substrate, and the land is provided on the surface of the substrate opposite to the surface on which the flow sensor chip is mounted, and the land is formed so as to surround the periphery of the through hole.
  • the package type flow sensor is placed on a second substrate having wiring for connecting electronic components, and the second substrate is provided with a first substrate at a position corresponding to a region surrounded by the land. 2 through-holes are provided, and the fluid is supplied from the surface of the second substrate opposite to the surface on which the package type flow sensor is placed, through the second through-holes and the through-holes. It may be guided to the hollow portion.
  • the package type flow sensor can be provided in a region different from the region in which the fluid flows, so that the flow of the fluid can be disturbed by the package type flow sensor (causing turbulent flow). Will be reduced. Further, by adopting such a configuration, it is possible to mount the package type flow sensor on the same surface of the second substrate as the surface to which the electronic component is connected. Can be implemented.
  • the disclosed technology may have the following features.
  • a filter member that prevents a substance other than the fluid from entering the hollow portion is formed on the second through hole. It is provided so as to cover the hole.
  • the disclosed technology may have the following features.
  • the second through hole is the land. ⁇ 0 2020/175 283 4 (: 17 2020/006572
  • a first opening opening at a position corresponding to a region surrounded by, and a second opening opening on a surface opposite to the surface on which the package type flow sensor is placed, in the second substrate A flow path that is formed and connects the first opening and the second opening to guide the fluid into the hollow portion.
  • the present package type flow sensor can be formed in a small size and is easy to handle.
  • Fig. 1 is an exploded perspective view of a sensor package according to an embodiment.
  • Fig. 2 is a view of the flow sensor chip as viewed from above.
  • Fig. 3 is a cross-sectional view taken along line 8-18 in Fig. 2.
  • FIG. 4 is a first diagram schematically showing a method of measuring a flow velocity by a flow sensor chip.
  • FIG. 5 is a second diagram schematically showing a method for measuring a flow velocity by a flow sensor chip.
  • FIG. 6 is a plan view of the sensor package according to the embodiment.
  • FIG. 7 is a diagram schematically showing a flow of air introduced from a ventilation hole in the sensor package according to the embodiment.
  • FIG. 8 is a view of the substrate of the sensor package according to the embodiment as seen from above.
  • FIG. 9 is a view of the substrate of the sensor package according to the embodiment as seen from below.
  • FIG. 10 is a view of an example of a sensor package including a land extending in a direction orthogonal to the direction of the wind when viewed from below in the embodiment.
  • Fig. 11 is a schematic diagram showing the flow of air introduced into the ventilation holes in a sensor package that has lands extending in a direction orthogonal to the wind direction. ⁇ 2020/175 283 5 ⁇ (: 170? 2020 /006572
  • Fig. 128 is a first diagram illustrating a land variability extending in a direction orthogonal to the wind direction.
  • FIG. 12 is a second diagram illustrating a land variability extending in a direction orthogonal to the wind direction.
  • Fig. 138 is a first diagram showing an example of the method for manufacturing the sensor package according to the embodiment.
  • FIG. 13 is a second view showing an example of the method for manufacturing the sensor package according to the embodiment.
  • FIG. 130 is a third diagram showing an example of the method for manufacturing the sensor package according to the embodiment.
  • FIG. 130 is a fourth diagram showing an example of the method for manufacturing the sensor package according to the embodiment.
  • FIG. 13M is a fifth diagram showing an example of the method for manufacturing the sensor package according to the embodiment.
  • Fig. 14 is a diagram illustrating a sheet in which a plurality of lids are connected in a row.
  • FIG. 15 is an exploded perspective view showing an example of a sensor package according to a first modification.
  • FIG. 16 is a view of the sensor package according to the first modification as seen from below.
  • FIG. 17 is a diagram schematically showing a flow of air introduced from a ventilation hole in a sensor package according to a first modification.
  • FIG. 18 is a view of an example of a sensor package according to a second modification, viewed from below.
  • FIG. 19 is a diagram showing an example of another shape of the land.
  • FIG. 20 is a first diagram showing an example of a case where a land provided so as to be orthogonal to the wind direction is applied to the sensor package according to the second modification. ⁇ 0 2020/175 28 3 6 (: 17 2020 /006572
  • FIG. 21 is a diagram showing an example in which a land provided so as to be orthogonal to the wind direction is applied to the sensor package according to the second modification.
  • FIG. 22 is a diagram of an example of a sensor package according to a third modification as seen from below.
  • FIG. 23 is a diagram schematically showing a flow of air introduced from a ventilation hole in a sensor package according to a third modification.
  • FIG. 24 is a diagram showing an example of a configuration in which a waterproof/dustproof mesh is provided on the back surface of a substrate in a sensor package according to a third modification.
  • FIG. 25 is a diagram showing an example of a configuration in which a distance between air holes is substantially changed in a sensor package according to a third modification.
  • FIG. 26 illustrates a sensor package according to a third modified example in which the wind direction adjusting member is provided on the back surface of the substrate.
  • Fig. 27 is a view showing a variation of the shape of the land and the ventilation hole. MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
  • FIG. 1 is an exploded perspective view of a sensor package according to an embodiment.
  • the sensor package 100 illustrated in FIG. 1 includes a substrate 1, a flow sensor chip 2 and a lid 3.
  • the substrate 1 side is referred to as the lower side
  • the lid 3 side is referred to as the upper side.
  • the direction along one side of the plate-shaped substrate 1 is also referred to as the X direction
  • the direction along the other side is also referred to as the vertical direction
  • the vertical direction is also referred to as the direction.
  • the sensor package 100 is an example of a “package type flow sensor”.
  • the flow sensor chip 2 is a sensor that measures the flow velocity of a fluid (for example, gas).
  • FIG. 2 is a view of the flow sensor chip seen from above, and FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line 8-8 in FIG.
  • the flow sensor chip 2 is And Menpren 22.
  • the main body 21 is formed in a hollow shape (mortar shape) with an open top surface, and the material thereof is, for example, silicon.
  • the membrane 22 is a thin film, and has a hollow structure in the opening of the main body 21 as illustrated in FIG.
  • the membrane 22 is provided with a heater 23 and a thermopile 24, 24.
  • the heater 23 and the thermopiles 24, 24 are arranged in a line along the Y direction.
  • thermopile 241 The contacts at one end of the thermopiles 24 and 24 are arranged at a position overlapping with the main body 21.
  • thermopile 241 one of the thermopiles 24, 24 is called a thermopile 241 and the other is called a thermopile 242.
  • the heater 23 is a heater that heats the membrane 22. Menpren 2
  • thermopiles 24, 24 are thermocouples that generate thermoelectromotive force by receiving heat from the membrane 22. Since the contact at one end of the thermopile 24, 24 is above the main body 21, the temperature difference between the membrane 22 and the main body 21 can be detected as a thermoelectromotive force. The thermopiles 24, 24 generate higher thermoelectromotive force at higher temperatures. When both thermopiles 24 and 24 have the same temperature, the thermoelectromotive force generated by the thermopiles 24 and 24 becomes equal.
  • the flow sensor chip 2 for example, heats the membrane 22 by the heater 23, and the thermopile 24 caused by the difference in heat distribution in the membrane 22 is used.
  • the flow sensor chip 2 is manufactured by, for example, Micr o El ect r o Me e h a n i c a l S y s te m s (MEMS).
  • the membrane 22 of the flow sensor chip 2 is also provided with power-supplied terminals 23 1 and 23 1 that are connected to both ends of the heater 23 and that receive power from the external power source 40 to the heater 23.
  • the difference in thermoelectromotive force V generated by each of the thermopiles 24 and 24 is applied to the membrane 22.
  • Measured terminals 243 and 242 for measuring ut are also provided.
  • the thermopiles 24, 24 and the terminals under test 243, 243 are connected in series by the wiring 25.
  • thermopile 24 a surface mount type flow sensor in which a heater 22 and a membrane 22 provided with a thermopile 24, 24 are exposed to the outside.
  • the membrane 2 2, the heater _ 2 3 and the thermopiles 2 4 and 24 are examples of the "sensor section".
  • FIG. 4 illustrates a state where the wind is not blowing around the flow sensor chip 2.
  • the temperature decreases as the position from the heater 23 increases, and the heat distribution! Will be equal to the center. Therefore, the thermopiles 24 and 24 are both heated to the same temperature by the heater _23, and the thermoelectromotive force generated in the thermopiles 24 and 24 is also equal.
  • FIG. 5 illustrates a state in which wind is blowing around the flow sensor chip 2.
  • a state in which wind is blowing is illustrated. Since the upstream side of the wind is cooled by the wind and the temperature drops, the heat distribution in the membrane 2 2 shifts from the upstream side of the sensor 2 3 to the downstream side (downstream as illustrated by I 2). Side is hotter than the upstream side).
  • thermopile 2 42 located on the downstream side of the heater 23 has a higher temperature than the thermopile 2 4 1 located on the upstream side of the heater 23.
  • thermoelectromotive force V 1 of the thermopile 2 4 1 there is a difference between the thermoelectromotive force V 2 of the thermopile 2 4 2.
  • thermopile 2 4 1 of the electromotive force V 1 and thermopile 2 4 2 of the difference between the electromotive mosquito 2 (i.e., 2 - 1) by measure and with the flow sensor chip 2 detects the direction of the wind, Of wind ⁇ 2020/175 28 3 9 (: 170? 2020/006572
  • the strength can be detected.
  • thermopile 2 4 2 is thermopile 2
  • thermopile 2 4 1 Since the temperature is higher than 4 1, the flow sensor chip 2 can detect that wind is blowing in the direction from the thermopile 2 4 1 to the thermopile 2 4 2. If 2 — VI is negative, thermopile 2 4 1 is hotter than thermopile 2 4 2, so flow sensor chip 2 moves from thermopile 2 4 2 to thermopile 2 4 1. It can detect that the wind is blowing in the direction. further, , Is zero (>), both thermopiles 2 4 and 24 have the same temperature, so the flow sensor chip 2 is not blowing (or the blowing wind detects it). (Less than the lower limit of the range) can be detected. Further, the flow sensor chip 2, 2 - etc. ho 1 value is greater windy be detected that is blowing.
  • the lid 3 is a lid that covers the flow sensor chip 2 from above.
  • the lid 3 illustrated in FIG. 1 has a hollow structure, and the sensor 12 can be housed in the hollow region.
  • the lid 3 illustrated in Fig. 1 is formed in the shape of a hollow rectangular parallelepiped with an open bottom surface, the shape of the lid 3 is not limited to a rectangular parallelepiped, and a cylindrical shape or a polygonal prism such as a pentagonal prism. May be
  • the lid 3 may have any shape as long as it has a cavity capable of accommodating the flow sensor chip 2.
  • the material of the lid 3 is not particularly limited, but any material may be used as long as it has a rigidity capable of protecting the accommodated flow sensor chip 2 from an external impact or the like and can form a flow path in the package. It may be metal, plastic, ceramic or silicon. If the material of lid 3 is metal or other conductive material, it has the advantage of being resistant to electromagnetic noise.
  • FIG. 6 is a plan view of the sensor package according to the embodiment.
  • FIG. 7 is a diagram schematically showing the flow of air introduced from the ventilation holes in the sensor package according to the embodiment.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view taken along the line _ _ and _ _ in FIG.
  • the flow sensor chips 2 and 2 housed in the lid 3 are ⁇ 2020/175 283 10 ⁇ (: 170? 2020 /006572
  • thermopiles 24 and 24 provided on the upper surface of the flow sensor chip 2 are shown by dotted lines.
  • the top surface of the lid 3 is provided with two ventilation holes 3 1, 3 1.
  • the ventilation holes 31 and 31 are holes that penetrate the upper surface of the lid 3 in the thickness direction, and are arranged on the upper surface of the lid 3 along the vertical direction. It can be said that the ventilation holes 31 and 31 communicate with the hollow region of the lid 3 and the outside.
  • the flow sensor chip 2 is housed in the lid 3 so as to be positioned between the ventilation holes 31 and 31. To be done.
  • the air holes 31, the thermopile 2 4 1, the thermopile 2 4 2, and the air holes 3 1 are arranged in this order in a line along the direction of the bird's eye.
  • the ventilation holes 3 1, 3 1 and the thermopiles 24, 24 are arranged in this manner, as shown in FIG. 7, the air introduced into the lid 3 from one of the ventilation holes 31. Passes over the two thermopiles 24, 24 and is discharged to the outside of the lid 3 through the other vent hole 31.
  • the ventilation holes 31 and 31 and the hollow region of the lid 3 on the top surface of the lid 3 can form a flow passage on the two thermopiles 24 and 24 to allow air to pass therethrough. it can.
  • the lid 3 is an example of the “case material”.
  • the hollow region of lid 3 is an example of a “hollow part”.
  • the substrate 1 is a substrate on which the flow sensor chip 2 is mounted on one surface (the surface facing the opening of the lid 3).
  • the substrate 1 may have a connection terminal that connects the flow sensor chip 2 and an external device, for example.
  • the board 1 may be a printed board or a ceramic board.
  • the substrate 1 may be a rigid substrate or a flexible substrate. In FIG. 1, the substrate 1 is formed in a rectangular plate shape, but the shape of the substrate 1 is not limited to such a shape.
  • the substrate 1 may be formed in other shapes such as a circular shape, a triangular shape, and a pentagonal shape.
  • the substrate 1 is preferably formed in a shape capable of covering the entire opening of the lid 3. ⁇ 2020/175 283 1 1 ⁇ (: 170? 2020/006572
  • Fig. 8 is a diagram of the substrate of the sensor package according to the embodiment as seen from above
  • Fig. 9 is a diagram of the substrate of the sensor package as seen from below from the embodiment.
  • the flow sensor chip 2 mounted on the upper surface 11 of the substrate 1 is also shown.
  • the power supply terminals 1 1 2 and 1 1 2 that are electrically connected to the power supply terminals 2 3 1 and 2 3 1 of the sensor 12 and the measured terminals 2 of the sensor 1 2 are connected.
  • Measuring terminals 1 1 3 and 1 1 3 are provided which are electrically connected to 4 3 and 2 4 3.
  • Sensor 1 2's fed terminals 2 3 1, 2 3 1 and fed terminals 1 1 2, 1 1 2 and measured terminals 2 4 3, 2 4 3 and measuring terminals 1 1 3, 1 1 3 are For example, they are connected by wire bonding using metal wire-1.
  • the metal wire ⁇ / 1 is formed by gold, for example.
  • the substrate 1 has, on the lower surface 12 thereof, the power supply terminals 1 1 2 and 1 1 2 provided on the upper surface 11 and the measurement terminals 1 1 3 and
  • the substrate 1 is an example of the “substrate”.
  • the lower surface 12 of the substrate 1 may further have a land extending in a direction orthogonal to the wind direction.
  • FIG. 10 is a view of an example of a sensor package including a land extending in a direction orthogonal to the wind direction as seen from below in the embodiment.
  • FIG. 11 shows a direction orthogonal to the wind direction.
  • FIG. 6 is a diagram schematically showing the flow of air introduced into a ventilation hole in a sensor package including a land extending in a vertical direction.
  • the sensor package 100 is connected to the board 200 by solder 204. That is, the lands 1 2 2 and 1 2 2 1 of the sensor package 100 and the lands on the substrate 2 0 0 are connected by the solder 2 0 4.
  • the lands 1 2 2 1 are provided so as to extend in a direction orthogonal to the wind direction (extend in the X direction). Therefore, the wind passing through the part where the sensor package 100 and the board 200 are connected, the solder 2 0 4, which connects the land 1 2 2 1 and the land 1 2 2 1 and the base plate 2 0 0, Also, the substrate 200 blocks the progress and changes the course in the upward direction. As a result, the amount of air introduced into the lid 3 from the ventilation holes 31 can be increased, and the sensor pad ⁇ 2020/175 283 12 boxes (: 170? 2020/006572
  • the sensitivity of the package 100 can be improved.
  • FIG. 12 and FIG. 12 are diagrams illustrating the variability of the land extending in the direction orthogonal to the wind direction.
  • lands 1 2 2 2 and 1 2 2 2 extending in the direction orthogonal to the wind direction are provided at both ends of the lower surface 12 in the direction of the arrow.
  • lands 1 2 2 3 formed in an annular shape (frame shape) are provided along the outer periphery of the lower surface 12 so as to surround a plurality of lands 1 2 2 provided on the lower surface 12.
  • the direction of the wind passing through the portion where the sensor package 1 0 0 and the substrate 2 0 0 are connected is also controlled by 2 3 2.
  • the direction toward the ventilation hole 31 it is possible to increase the amount of air introduced from the pores 31 into the lid 3.
  • a plurality of lands 1 2 2 2 are surrounded by lands 1 2 2 3 to prevent water and foreign matter from adhering to the lands 1 2 2. For example, if moisture or conductive foreign matter intervenes between lands and electrically shorts the lands, a failure will occur, but the area of lands 1 2 2 is protected by being surrounded by lands 1 2 2 3. It is difficult to get a breakdown because it is done. Not only foreign matter but also corrosive gas that corrodes the land 1 2 2 is less likely to be affected.
  • the land 1223 may be used as a terminal that electrically connects the sensor package 200 and the substrate 200. For example, if land 1 2 2 3 is a ground (ground) terminal, land 1 2 2 3 can protect land 1 2 2 from electromagnetic noise.
  • 13 to 18 are diagrams showing an example of the method for manufacturing the sensor package according to the embodiment.
  • An example of a method of manufacturing the sensor package 100 will be described below with reference to FIGS. ⁇ 2020/175 283 13 ⁇ (: 170? 2020 /006572
  • a substrate 1 is prepared.
  • the substrate 1 may be a printed substrate or a ceramic substrate. Further, the substrate 1 may be a rigid substrate or a flexible substrate.
  • a set of power supply terminals 1 1 2 and 1 1 2 and measurement terminals 1 1 3 and 1 1 3 can be connected to the board 1 and the number of flow sensor chips 2 to be die-bonded in Figure 1 3 can be connected. There are only a few.
  • the flow sensor chip 2 is fixed onto the substrate C1 by die bonding.
  • the flow sensor chip 2 and substrate board 1 fixed by die bonding are connected by wire bonding using metal wire ⁇ / 1.
  • the power-supply terminals 2 3 1, 2 3 1 of the flow sensor chip 2 and the power-supply terminals 1 1 2, 1 1 2 on the base plate 1 are connected by wire bonding, and the flow sensor chip 2 to be measured is measured.
  • the terminals 2 4 3 and 2 4 3 and the measurement terminals 1 1 3 and 1 1 3 on the board 1 are connected by wire bonding.
  • the lid 3 is provided so as to cover the flow sensor chip 2 from above.
  • the lid 3 is bonded to the substrate body 1 with an adhesive or the like.
  • the adhesive is a conductive material such as solder or silver paste, the electromagnetic shielding effect of lid 3 can be obtained.
  • FIG 1 3 it is used to liter de 3 were individually separated for each flow sensor chip 2, as illustrated in FIGS. 1-4, by connecting a plurality of the ripple de 3 _ Continued Shi _ Bok 3 2 may be used.
  • Such sheet _ Bok 3 2 typical printed circuit board or a ceramic substrate material, Ru can be manufactured by the manufacturing method.
  • dicing is performed from the lower surface of the substrate board 1 (from the surface opposite to the surface of the substrate board 1 to which the flow sensor chip 2 is fixed) to form the sensor package. Separate 1 0 0.
  • dicing is performed from the lower surface of the substrate board 1 (from the surface opposite to the surface of the substrate board 1 to which the flow sensor chip 2 is fixed) to form the sensor package. Separate 1 0 0.
  • by closing the ventilation hole 31 of the lid 3 with the tape knife 1 it is possible to prevent water from entering the inside of the lid 3 during dicing.
  • ⁇ 2020/175 283 14 ⁇ (: 170? 2020 /006572
  • the sensor package can be manufactured by performing each of the steps of Fig. 138 to Fig. 13 described above.
  • the flow sensor chip 2 mounted on the substrate 1 is housed inside the lid 3.
  • the flow sensor chip 2 is protected from physical contact from the outside by the lid 2 and the substrate 1. Therefore, the sensor package 100 can be handled more easily than a flow sensor in which the membrane 22 is exposed to the outside. Further, since the sensor package 100 can protect the flow sensor chip 2 from physical contact from the outside by the lid 3, the sensor package 100 can be used in various places.
  • the sensor package 100 Since the sensor package 100 according to the embodiment is not formed integrally with the flow passage through which the fluid passes, the sensor package 100 can be more easily downsized than the flow sensor formed integrally with the flow passage.
  • the sensor package 100 has the ventilation holes 31 and 31 and the thermopiles 24 and 24 arranged in a line along the direction of the ridge so that the flow velocity of the fluid and the direction of the flow can be improved.
  • a flow channel suitable for measurement can be formed.
  • the lid 3 is provided with vent holes 31 and 31.
  • a sensor package in which a ventilation hole is provided in a substrate will be described.
  • a sensor package according to a first modification will be described with reference to the drawings.
  • the same components as those of the embodiment will be designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.
  • FIG. 15 is an exploded perspective view showing an example of a sensor package according to the first modification.
  • the sensor package 1003 illustrated in FIG. 15 is provided so that the ventilation hole 313 penetrates the base plate 13 in the thickness direction.
  • the lid 33 is different from the lid 3 of the sensor package 100 according to the embodiment in that the lid 33 does not have the vent holes 31 and 31.
  • Figure 16 is a view of the sensor package according to the first modification viewed from below. ⁇ 2020/175 283 15 ⁇ (: 170? 2020 /006572
  • the dotted line indicates the sensor chip 2 mounted on the substrate 13 and housed in the lid 33.
  • the vent holes 3 13, the flow sensor chip 2, and the vent holes 3 13 are arranged side by side in the vertical direction.
  • Fig. 17 is a diagram schematically showing the flow of air introduced from the ventilation holes in the sensor package according to the first modified example.
  • the sensor package 1003 has a land 1 2 2 provided on the bottom surface 1 2 3 of the substrate 13 and a land 2 0 3 provided on the back surface 20 2 of the substrate 20 0. Connected by solder 204.
  • the surface 201 of the substrate 200 is a surface on which various electronic components such as capacitors and operational amplifiers are mounted. That is, the sensor package 10 according to the first modification is mounted on the back surface 20 2 which is a surface different from the surface 20 1 on which electronic components such as capacitors and operational amplifiers are mounted. In other words, it can be said that various components including the sensor package 100 are mounted on both sides of the board 200. By mounting in this manner, the number of electronic components that can be mounted on the board 200 is increased, and as a result, the board 200 can be downsized. Further, the sensor package 1003 and the electronic circuit can be mounted on one surface only on the surface 202, and the productivity can be improved by mounting only on one surface.
  • the sensor package 100 according to the embodiment is also mounted on the back surface 202 of the substrate 200 when it is mounted on the substrate 200.
  • the substrate 200 is an example of the “second substrate”.
  • the air passing through the gap is introduced into the lid 33 through one of the ventilation holes 3 1 3 and passes over the thermopiles 2 4 and 2 4 of the flow sensor chip 2 and the ventilation holes 3 1 3 It is discharged to the outside of lid 3 through the other of 3 1 3.
  • the flow velocity and the flowing direction of the fluid can be preferably measured while the flow sensor chip 2 is protected by the lid 33.
  • the sensor package 1003 has ventilation holes 313, ⁇ 2020/175 283 16 ⁇ (: 170? 2020 /006572
  • the sensor package 1 00 3 is located between the substrate 13 and the substrate 200 (gap). This gap is created by soldering the land 122 and the land 203, and is a very narrow gap. Therefore, the sensor package 1 00 3 according to the first modification, it is prevented that ⁇ and dust from entering the ripple de 3 3 through the vent holes 3 1 3.
  • the configuration in which the ventilation holes are provided in the substrate will be described as in the first modified example.
  • the sensor package according to the second modification will be described below with reference to the drawings. In the following description, the same configurations as those of the embodiment and the first modification are denoted by the same reference numerals and the description thereof will be omitted.
  • FIG. 18 is a view of an example of a sensor package according to a second modification as seen from below.
  • lands 1 223 and lands 122 are provided in place of the lands 122.
  • the lands 1 223 and 1 223 are arranged along the ventilation hole 3 13 between the ventilation holes 3 1 3 and 3 1 3 in the vertical direction. That is, in the vertical direction, the land 1223, the vent hole 313, the vent hole 313, and the land 1223 are arranged side by side in this order.
  • the land blocks 122 and 122 are arranged between the lands 1223 and 122 in the direction of the toes. Further, in the X direction, the land 1223 is formed longer than the ventilation hole 313.
  • the sensor package 100 can improve the efficiency of introducing the air into the ventilation hole 3 13 and, in turn, the sensitivity of the sensor package 100.
  • the land 1 223 is formed in a rectangular shape in a plan view in FIG. 18, the shape of the land 1 223 is not limited to such a shape. ⁇ 2020/175 283 17 ⁇ (: 170? 2020/006572
  • FIG. 19 is a diagram showing an example of another shape of the land.
  • the air holes 3 13 are formed in a circular shape in plan view
  • the land 1 2 2 3 is an annular portion 1 2 that surrounds a part of the circumference of the circular air holes 3 1 3.
  • 2 3 1 and a wall portion 1 2 2 3 2 which is connected to both ends of the annular portion 1 2 2 3 1 and extends in the X direction, respectively.
  • the annular portion 1 2 2 3 1 includes an opening 1 2 2 3 3 that is open outward from the vent hole 3 1 3 in the vertical direction.
  • the shape of the land 122 forms a desired air flow path between the sensor package 100 and the substrate 200, thereby improving the characteristics of the sensor package 100.
  • the land 1 22 is intended to physically and electrically connect the sensor package 100 and the substrate 100 with solder 204, but the function of electrical connection is mainly for the purpose of forming a flow path by solder. There may be lands 1 2 2 that do not have.
  • the sensor package 100 is manufactured in the same manner as the manufacturing method shown in Figs. However, since the vent hole 3 1 3 is provided in the substrate 13 instead of the lid 3 3, the dicing is performed by closing the vent hole 3 1 3 on the substrate 13 side with the tape knife 1 in FIG. In this case, water is suppressed from entering inside the lid 33.
  • FIG. 20 and FIG. 21 are diagrams showing an example in which a land provided so as to be orthogonal to the wind direction is applied to the sensor package according to the second modification.
  • FIG. 20 shows an example in which an annular land 1 2 2 3 surrounding a plurality of lands 1 2 2 is applied to the sensor package 100 according to the second modification.
  • the land 1 2 2 3 hinders the movement of the wind, so that the path of the wind can be directed to the ventilation hole 3 13 and the amount of the wind introduced into the lid 3 can be increased.
  • Fig. 21 shows an annular run formed by connecting the walls 1 2 2 3 2 of the two lands 1 2 2 3 illustrated in Fig. 18 at their ends in the X direction. ⁇ 2020/175 283 18 ⁇ (: 170? 2020 /006572
  • Example 1 2 2 4 is illustrated.
  • the lands 1 2 2 4 are formed so as to surround the plurality of lands 1 2 2. With such lands 1 2 2 4 as well, like the lands 1 2 2 3, the adhesion of water and foreign substances to the lands 1 2 2 2 is suppressed.
  • the land 1 2 2 4 can also direct the wind path to the vent hole 3 1 3, and can increase the amount of wind introduced into the lid 3.
  • FIG. 22 is a diagram of an example of a sensor package according to a third modification as seen from below.
  • the sensor package 1000 illustrated in FIG. 22 is different from the sensor package 100 according to the second modification in that the sensor package 1002 is provided with lands 12220 instead of the lands 1223.
  • the lands 1220 and 1220 are formed in a frame shape so as to surround the periphery of the ventilation hole 313.
  • the vent holes 3 13 are opened inside the lands 1 22 0 and 1 22 0 formed in a frame shape when the sensor package 1 0 0 0 is viewed from below.
  • Fig. 23 is a diagram schematically showing the flow of air introduced from the ventilation holes in the sensor package according to the third modified example.
  • the sensor package 1000 is provided on the front surface 203 of the substrate 200, unlike the embodiment, the first modified example, and the second modified example. That is, the sensor package 1000 according to the third modification is provided on the same surface 210 18 as electronic components such as a capacitor and an operational amplifier.
  • the substrate 2003 is a run having a through hole 205 penetrating in the thickness direction of the substrate 2003 at a position corresponding to the frame defined by the lands 1220 and 1220. It is provided with a switch. That is, the land 203 is formed in a frame shape in plan view. Land 1 2 2 0 and land 2 0 3 3 are formed in a frame shape ⁇ 2020/175 283 19 ⁇ (: 170? 2020/006572
  • the solder 204 is also formed in a frame shape. Therefore, when the sensor package 100 0 placed on the board 203 is viewed from below the board 203, it is defined by the through holes 205 and the solder 204 of the board 203.
  • the vent hole 3 13 can be seen through the inside of the frame and the inside of the frame defined by the land 1 220.
  • the ventilation holes 31 It can be said that the inside and outside of 3 communicate.
  • the through hole 205 is an example of the “second through hole”.
  • the wind passes through the vent holes 3 13 in the frame defined by the through holes 205, the solder 2 04, and in the frame defined by the lands 1 220. Then it is installed in lid 3. The air introduced into the lid 3 passes over the thermopiles 24, 24 of the flow sensor chip 2 and is discharged to the outside of the lid 3 through the ventilation holes 3 1 3 different from those at the time of introduction.
  • the sensor package 100 0 can be mounted on the front surface 201 3, which is the same surface as the electronic component, so that the board 200 3 can be mounted on one side.
  • any one of the electronic component and the sensor package 100000 is provided on the rear surface 2023 side of the substrate 20003 that serves as a flow path of the air to be detected by the sensor package 1000. Can be omitted. Therefore, the generation of turbulence due to the collision of the wind to be detected by the sensor package 1003 with the sensor package 100 or electronic components is suppressed.
  • the sensor package 1000 according to the third modification can be further modified.
  • 24 to 27 are diagrams showing variations of the third modified example.
  • variations of the sensor package 100 according to the third modification will be described with reference to FIGS. 24 to 27. ⁇ 2020/175 283 20 ⁇ (: 170? 2020 /006572
  • FIG. 24 is a diagram showing an example of a configuration in which a waterproof/dustproof mesh is provided on the back surface of the substrate in the sensor package according to the third modified example.
  • the waterproof/dustproof mesh 300 is a member that allows air to pass therethrough while removing dust, dirt, water, etc., contained in the passing wind.
  • Waterproof and dustproof mesh 3 0 0 is provided so as to cover the through-holes 2 0 3 of the substrate 2 0 0 3. Since the through hole 203 is covered with the waterproof/dustproof mesh 300, the wind detected by the sensor package 1000 passes through the waterproof/proof mesh 300, and then the ventilation hole 3 1 It will be introduced into lid 3 through 3. With such a configuration, it is possible to prevent dust, dirt, water, and the like from entering the lid 3.
  • the waterproof/dustproof mesh 300 is an example of a “filter member”. Dust, dust, water, etc. are examples of “substances other than fluids”.
  • FIG. 25 is a diagram showing an example of a configuration in which the distance between the vent holes is substantially changed in the sensor package according to the third modification.
  • FIG. 25 by bending the through hole 205 inside the substrate 203, the distance between the ventilation holes 318 and 3118 of the sensor package 10000 is substantially lengthened. .. In this way, by appropriately adjusting the distance between the vent holes 3 13 and 3 13, the wind sensitivity of the sensor package 100 can be adjusted.
  • the opening of the through hole 203 surrounded by the land 203 is an example of the "first opening”.
  • the opening of the through hole 203 on the lower surface 203 side of the substrate 203 is an example of the "second opening".
  • Fig. 26 illustrates a sensor package according to a third modification, in which an airflow direction adjusting member is provided on the back surface of the substrate.
  • the wind direction adjusting member 400 illustrated in FIG. 26 is provided with a roof portion 401, which is provided at a position spaced a predetermined distance in the direction from the through hole 203 of the substrate 200.
  • the wind direction adjusting member 400 has walls 40 2 and 40 2 standing upright in the direction. The walls 40 2 and 40 2 are arranged so that the through hole 20 3, the wall 4 02, the wall 4 02, and the through hole 20 3 are lined up in this order in the vertical direction. To be done.
  • Fig. 27 is a view showing a variation in the shape of a land and a vent hole.
  • Figure 2
  • the land 1 220 and the ventilation hole 3 13 formed in a rectangular shape in plan view from the direction are illustrated, but in Fig. 27, the land 1 22 0 formed in a circle in plan view from the direction. And vent holes 3 13 are illustrated.
  • the land 122 illustrated in FIG. 27 is formed in a cylindrical shape so as to stand in the direction from the circumferential portion of the ventilation hole 3 13 formed in a circle.
  • the land 122 0 and the vent hole 3 13 formed in the rectangular shape or the circular shape are mentioned, but the shapes of the land 122 0 and the vent hole 3 13 are not limited to the rectangular shape and the circular shape.
  • it is sufficient that the land 122 is formed in a frame shape surrounding the vent hole 3 13.
  • the number of vent holes is two, but three or more vent holes may be provided.
  • the thermopile is used as the element that detects the heat on the upstream side and the downstream side of the heater, but an element other than the thermopile (for example, a resistor) may be used. Good.

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Measuring Volume Flow (AREA)

Abstract

小型に形成することができ、取り扱いが容易なパッケージ型フローセンサを提供する。本パッケージ型フローセンサは、流体の流量を検知するセンサ部を有するフローセンサチップと、外部に向けて開口し、前記フローセンサチップを収容する中空部を有するケース部材と、前記開口に対向する面に前記フローセンサチップを載置するとともに、前記開口を覆う基板と、を備え、前記ケース部材または前記基板のうちの一方は、外部と連通する貫通孔を有し、前記貫通孔と前記中空部とが、前記センサ部に前記流体を案内する流路を形成することを特徴とする。

Description

\¥0 2020/175283 1 卩（：17 2020 /006572 明 細 書
発明の名称 ： パッケージ型フローセンサ
技術分野
[0001 ] 本発明は、 パッケージ型フローセンサに関する。
背景技術
[0002] 流体の流量や流速、 および流れる方向を検知するフローセンサが利用され ている。 フローセンサは、 例えば、 薄膜 （メンプレン） 上にヒーターと、 ヒ —ターを挟むように配置したサーモパイルを有するセンサ部を備える。 この ようなセンサ部を備えるフローセンサでは、 ヒーターが薄膜を加熱すること で生じる熱分布が流体の流れによって乱されると、 当該乱れをサーモパイル で生じる熱起電力の差として測定する。 センサ部はメンプレンを利用してい ることから、 物理的接触等によって破損しやすい部品であるといえる。
[0003] 例えば、 特許文献 1では、 流体を通過させる流路と一体として形成された フローセンサが開示されている。 特許文献 2では、 流路とは別体として形成 され、 流速を検知するセンサ部を外部に露出させたフローセンサが開示され ている。 特許文献 2に開示されるフローセンサは流路に備え付けられ、 流路 の断面積と合わせて流量が検知される。
先行技術文献
特許文献
[0004] 特許文献 1 :特許第 5 6 5 2 3 1 5号公報
特許文献 2 :特許第 6 4 3 5 3 8 9号公報
発明の概要
発明が解決しようとする課題
[0005] 特許文献 1 に開示されるフローセンサは流路と一体として形成されるため 、 小型化することが困難であり、 また、 製造コストも高くなる。 特許文献 2 に開示されるフローセンサは流路と別体として形成されるため、 小型化が容 易である。 しかしながら、 特許文献 2に開示されるフローセンサは、 外部に 〇 2020/175283 2 卩（：170? 2020 /006572
露出するセンサ部が物理的接触等によって破損しやすく、 取り扱いが難しい
[0006] 開示の技術の 1つの側面は、 小型に形成することができ、 取り扱いが容易 なパッケージ型フローセンサを提供することを目的とする。
課題を解決するための手段
[0007] 開示の技術の 1つの側面は、 次のようなパッケージ型フローセンサによっ て例示される。 本パッケージ型フローセンサは、 流体の流速を検知するセン サ部を有するフローセンサチップと、 外部に向けて開口し、 前記フローセン サチップを収容する中空部を有するケース部材と、 前記開口に対向する面に 前記フローセンサチップを載置するとともに、 前記開口を覆う基板と、 を備 え、 前記ケース部材または前記基板のうちの一方は、 外部と連通する貫通孔 を有し、 前記センサ部は、 前記貫通孔と前記中空部とが、 前記センサ部に前 記流体を案内する流路を形成することを特徴とする。
[0008] フローセンサチップのセンサ部は、 流体の流速を検知するための繊細な部 品をその表面に実装しており、 物理的接触等によって破損しやすい。 開示の 技術は、 ケース部材内の中空部にフローセンサチップを収容することで、 物 理的接触等からフローセンサチップのセンサ部を保護することができるため 、 フローセンサの取り扱いが容易になる。 また、 本パッケージ型フローセン サは流路と一体に形成されないため、 流路と一体に形成されるフローセンサ よりも小型化が容易である。 パッケージ自体が小型であるため、 別体として 形成される流路に本パッケージ型フローセンサを組み込んで、 検知した流速 から流量を検知する場合でも、 流路への取り付け自由度が向上するとともに 、 流路まで含めた構造であったとしても小型である。
[0009] 貫通孔と中空部とが、 センサ部に流体を案内する流路を形成するため、 貫 通孔から中空部内に導入された流体はセンサ部上を通過することになる。 流 路が流体をセンサ部に案内することにより、 ケース部材にセンサ部を収容し ても、 センサ部による検知精度の低下が抑制される。 貫通孔は、 前記ケース 部材に設けられてもよいし、 前記基板に設けられてもよい。 〇 2020/175283 3 卩（：170? 2020 /006572
[0010] 開示の技術は、 次の特徴を有してもよい。 前記貫通孔が基板に設けられて おり、 前記基板の前記フローセンサチップを載置する面とは反対側の面に設 けられ、 前記貫通孔に前記流体を案内するように形成されたランドを備える ことを特徴とする。 このような特徴を有することで、 ランドによって流体を 積極的に貫通孔に案内することができ、 フローセンサチップの検知精度を高 めることができる。
[001 1 ] 開示の技術は、 次の特徴を有してもよい。 前記貫通孔が基板に設けられて おり、 前記基板の前記フローセンサチップを載置する面とは反対側の面に設 けられ、 前記貫通孔の周囲を囲むように形成されたランドを備えることを特 徴とする。 このような場合、 前記パッケージ型フローセンサは、 電子部品を 接続する配線を有する第 2基板上に載置され、 前記第 2基板には、 前記ラン ドに囲まれた領域に対応する位置に第 2貫通孔が設けられ、 前記流体は、 前 記第 2基板において前記/ ッケージ型フローセンサが載置された面とは反対 側の面から、 前記第 2貫通孔および前記貫通孔を介して、 前記中空部に案内 されてもよい。 このような構成を採用することで、 流体が流れる領域とは別 の領域にパッケージ型フローセンサを設けることができるため、 パッケージ 型フローセンサによって流体の流れを乱す （乱流を生じさせる） ことが低減 される。 また、 このような構成を採用することで、 前記第 2基板において、 前記電子部品が接続される面と同一の面に前記パッケージ型フローセンサを 載置することができるため、 第 2基板を片面実装とすることができる。
[0012] 開示の技術は、 次の特徴を有してもよい。 前記第 2基板において前記パッ ケージ型フローセンサチップが載置された面とは反対側の面には、 前記流体 以外の物質が前記中空部へ侵入することを抑止するフィルタ部材が前記第 2 貫通孔上を覆うように設けられる。 このような特徴を有することで、 中空部 内に流体以外の水やゴミ、 塵等の侵入が抑止されるため、 水やゴミ、 塵等が フローセンサチップに接触することによる、 検知精度の低下やフローセンサ チップの故障が抑制される。
[0013] 開示の技術は、 次の特徴を有してもよい。 前記第 2貫通孔は、 前記ランド \¥0 2020/175283 4 卩（：17 2020 /006572
に囲まれた領域に対応する位置に開口する第 1開口部と、 前記パッケージ型 フローセンサが載置された面とは反対側の面において開口する第 2開口部と 、 前記第 2基板内に形成され、 前記第 1開口部と前記第 2開口部とを接続す ることで、 前記流体を前記中空部に案内する流路と、 を含む。 このような特 徴を有することで、 流路の形状を所望の目的に合うように設計することで、 中空部に導入される流体の量を好適に制御できる。
発明の効果
［0014］ 本パッケージ型フローセンサは、 小型に形成することができ、 取り扱いが 容易である。
図面の簡単な説明
［0015］ ［図 1］図 1は、 実施形態に係るセンサパッケージの分解斜視図である。
［図 2］図 2は、 フローセンサチップを上面から見た図である。
［図 3］図 3は、 図 2における八一八線断面図である。
［図 4］図 4は、 フローセンサチップによる流速の測定方法を模式的に示す第 1 の図である。
［図 5］図 5は、 フローセンサチップによる流速の測定方法を模式的に示す第 2 の図である。
［図 6］図 6は、 実施形態に係るセンサパッケージを平面視した図である。 ［図 7］図 7は、 実施形態に係るセンサパッケージにおける、 通気孔から導入さ れた空気の流れを模式的に示す図である。
［図 8］図 8は、 実施形態に係るセンサパッケージの基板を上方から見た図であ る。
［図 9］図 9は、 実施形態に係るセンサパッケージの基板を下方から見た図であ る。
［図 10］図 1 0は、 実施形態において、 風の向きに対して直交する方向に延び るランドを備えるセンサパッケージの一例を下方から見た図である。
［図 1 1］図 1 1は、 風の向きに対して直交する方向に延びるランドを備えるセ ンサパッケージにおける、 通気孔に導入される空気の流れを模式的に示す図 〇 2020/175283 5 卩（：170? 2020 /006572
である。
［図 12八］図 1 2八は、 風の向きに直交する方向に延びるランドのバリエーシヨ ンを例示する第 1 の図である。
［図 128］図 1 2巳は、 風の向きに直交する方向に延びるランドのバリエーシヨ ンを例示する第 2の図である。
［図 13八］図 1 3八は、 実施形態に係るセンサパッケージの製造方法の一例を示 す第 1 の図である。
［図 138］図 1 3巳は、 実施形態に係るセンサパッケージの製造方法の一例を示 す第 2の図である。
［図 13（：］図 1 3〇は、 実施形態に係るセンサパッケージの製造方法の一例を示 す第 3の図である。
［図 130］図 1 3 0は、 実施形態に係るセンサパッケージの製造方法の一例を示 す第 4の図である。
［図 13£］図 1 3巳は、 実施形態に係るセンサパッケージの製造方法の一例を示 す第 5の図である。
［図 14］図 1 4は、 複数のリツ ドを一続きにつなげたシートを例示する図であ る。
［図 1 5］図 1 5は、 第 1変形例に係るセンサパッケージの一例を示す分解斜視 図である。
［図 16］図 1 6は、 第 1変形例に係るセンサパッケージを下方から見た図であ る。
［図 17］図 1 7は、 第 1変形例に係るセンサパッケージにおける、 通気孔から 導入された空気の流れを模式的に示す図である。
［図 18］図 1 8は、 第 2変形例に係るセンサパッケージの一例を下方から見た 図である。
［図 1 9］図 1 9は、 ランドの他の形状の一例を示す図である。
［図 20］図 2 0は、 第 2変形例に係るセンサパッケージに対して、 風の向きと 直交するように設けられるランドを適用した場合の一例を示す第 1 の図であ \¥0 2020/175283 6 卩（：17 2020 /006572
る。
［図 21］図 2 1は、 第 2変形例に係るセンサパッケージに対して、 風の向きと 直交するように設けられるランドを適用した場合の 例を示す図である。
［図 22］図 2 2は、 第 3変形例に係るセンサパッケージの一例を下方から見た 図である。
［図 23］図 2 3は、 第 3変形例に係るセンサパッケージにおける、 通気孔から 導入された空気の流れを模式的に示す図である。
［図 24］図 2 4は、 第 3変形例に係るセンサパッケージにおいて、 防水 ·防塵 メッシュを基板の裏面に設ける構成の一例を示す図である。
［図 25］図 2 5は、 第 3変形例に係るセンサパッケージにおいて、 通気孔間の 距離を実質的に変更する構成の一例を示す図である。
［図 26］図 2 6は、 第 3変形例に係るセンサパッケージにおいて、 風向調整部 材を基板の裏面に設けた構成が例示される。
［図 27］図 2 7は、 ランドと通気孔の形状のバリエーシヨンを示す図である。 発明を実施するための形態
［0016］ <実施形態 >
以下、 図面を参照して、 一実施形態に係るセンサパッケージについて説明 する。 図 1は、 実施形態に係るセンサパッケージの分解斜視図である。 図 1 に例示されるセンサパッケージ 1 0 0は、 基板 1、 フローセンサチップ 2お よびリッ ド 3を備える。 以下、 本明細書において、 基板 1側を下、 リッ ド 3 側を上とする。 本明細書において、 板状に形成される基板 1の一方の辺に沿 った方向を X方向、 他方の辺に沿った方向を丫方向、 上下方向を 方向とも 称する。 センサパッケージ 1 0 0は、 「パッケージ型フローセンサ」 の一例 である。
［0017］ （フローセンサチップ 2）
フローセンサチップ 2は、 流体 （例えば、 気体） の流速を測定するセンサ である。 図 2は、 フローセンサチップを上面から見た図であり、 図 3は図 2 における八_八線断面図である。 フローセンサチップ 2は、 本体部 2 1およ びメンプレン 22を備える。 本体部 2 1は、 上面が開口した中空形状 (すり 鉢形状) に形成されており、 その素材は、 例えばシリコンである。 メンブレ ン 22は、 薄膜であり、 図 3に例示されるように、 本体部 2 1が有する開口 において中空状の構造となっている。 メンプレン 22には、 ヒーター23お よびサ _モパイル 24、 24が設けられる。 ヒーター 23およびサーモパイ ル 24、 24は、 Y方向に沿って一列に並んで配置される。 サーモパイル 2 4、 24の一端の接点は、 本体部 2 1 と重なる位置に配置される。 サーモパ イル 24、 24のそれぞれを区別するときは、 サーモパイル 24、 24の一 方をサ _モパイル 24 1 と称し、 他方をサーモパイル 242と称する。
[0018] ヒーター23は、 メンプレン 22を加熱する加熱器である。 メンプレン 2
2は薄膜であるため熱容量が小さく、 ヒーター 23によって効率的に加熱さ れる。 サーモパイル 24、 24はメンプレン 22からの熱を受けることで熱 起電力を発生させる熱電対である。 サーモパイル 24、 24の一端の接点が 本体部 2 1の上にあるため、 メンプレン 22と本体部 2 1 との温度差が熱起 電力として検出できる。 サーモパイル 24、 24は、 高い温度になるほど高 い熱起電力を生じる。 また、 サーモパイル 24、 24のいずれもが同じ温度 の場合、 サーモパイル 24、 24が発生させる熱起電力は等しくなる。 フロ —センサチップ 2は、 例えば、 ヒーター23によってメンプレン 22を加熱 し、 メンプレン 22における熱分布の差によって生じるサーモパイル 24、
24の熱起電力の差を基に流量を測定する熱式フローセンサである。 フロー センサチップ 2は、 例えば、 M i c r o E l e c t r o Me e h a n i c a l S y s t e m s (MEMS) によって製造される。
[0019] フローセンサチップ 2のメンプレン 22には、 ヒーター23の両端に接続 され、 外部電源 40からヒーター 23への給電を受ける被給電端子 23 1、 23 1 も設けられる。 また、 メンプレン 22には、 サーモパイル 24、 24 のそれぞれが発生させる熱起電力の差 V。 u tを測定するための被測定端子 24 3、 242も設けられる。 サーモパイル 24、 24および被測定端子 243 、 243は、 配線 25によって直列に接続される。 フローセンサチップ 2は 〇 2020/175283 8 卩（：170? 2020 /006572
、 例えば、 ヒーター 2 3およびサーモパイル 2 4、 2 4が設けられたメンブ レン 2 2が外部に露出する表面実装型のフローセンサである。 メンプレン 2 2、 ヒータ _ 2 3およびサーモパイル 2 4、 2 4は、 「センサ部」 の一例で ある。
[0020] 図 4および図 5は、 フローセンサチップによる流速の測定方法を模式的に 示す図である。 図 4は、 フローセンサチップ 2の周囲において風が吹いてい ない状態を例示する。 フローセンサチップ 2の周囲で風が吹いていない場合 、 ヒーター 2 3からの位置が離れるにしたがって温度が下がり、 熱分布!· I 1 によって例示するように、 メンプレン 2 2における熱分布はヒーター2 3を 中心として均等になる。 そのため、 サーモパイル 2 4、 2 4はいずれもヒー 夕 _ 2 3によって同じ温度に加熱され、 サーモパイル 2 4、 2 4で生じる熱 起電力も等しくなる。
[0021 ] 図 5は、 フローセンサチップ 2の周囲において風が吹いている状態を例示 する。 サ _モパイル 2 4、 2 4のうち _方をサーモパイル 2 4 1、 他方をサ —モパイル 2 4 2とすると、 図 5では、 サ _モパイル 2 4 1からサ _モパイ ル 2 4 2の方向に向けて風が吹いている状態が例示される。 風の上流側は風 によって冷やされて温度が下がるため、 熱分布!· I 2によって例示するように 、 メンプレン 2 2における熱分布は、 センサ 2 3の上流側よりも下流側にず れる （下流側の方が上流側より高温になる） 。 そのため、 ヒーター 2 3より も下流側に位置するサーモパイル 2 4 2の方が、 ヒーター 2 3よりも上流側 に位置するサーモパイル 2 4 1 よりも高温となる。 その結果、 サーモパイル 2 4 1の熱起電力 V 1と、 サーモパイル 2 4 2の熱起電力 V 2との間に差が生 じる。
[0022] 上記の通り、 サーモパイル 2 4、 2 4は、 高温になるほど熱起電力が高く なり、 風の下流側に位置するサーモパイル 2 4の方が、 風の上流側に位置す るサーモパイル 2 4よりも高温となる。 そのため、 サーモパイル 2 4 1の起 電力 V 1とサーモパイル 2 4 2の起電カ 2の差 （すなわち、 2 - 1） を測 定することで、 フローセンサチップ 2は風の向きを検知するとともに、 風の 〇 2020/175283 9 卩（：170? 2020 /006572
強さを検知することができる。
[0023] V 2— V ]が正である場合には、 サーモパイル 2 4 2の方がサーモパイル 2
4 1 よりも高温となっているため、 フローセンサチップ 2はサーモパイル 2 4 1からサーモパイル 2 4 2に向かう方向に風が吹いていることを検知でき る。 また、 2— V Iが負である場合には、 サーモパイル 2 4 1の方がサーモ パイル 2 4 2よりも高温となっているため、 フローセンサチップ 2はサーモ パイル 2 4 2からサーモパイル 2 4 1 に向かう方向に風が吹いていることを 検知できる。 さらに、
Figure imgf000011_0001
、が〇＞ （ゼロ） である場合には、 いずれのサー モパイル 2 4、 2 4も同じ温度となっているため、 フローセンサチップ 2は 風が吹いていない （または、 吹いている風が検知範囲の下限未満） であるこ とを検知できる。 また、 フローセンサチップ 2は、 2 - 1の値が大きいほ ど強い風が吹いていると検知できる。
[0024] （リッ ド 3）
リッ ド 3は、 フローセンサチップ 2を上方から覆う蓋である。 図 1 に例示 されるリッ ド 3は、 中空構造となっており、 中空となっている領域にセンサ 1 2を収容可能である。 図 1 に例示されるリッ ド 3は底面が開口した中空の 直方体状に形成されているが、 リッ ド 3の形状が直方体に限定されるわけで はなく、 円柱形状や五角柱等の多角柱であってもよい。 リッ ド 3の形状は、 その内部にフローセンサチップ 2を収容可能な空洞を有すればよい。 リッ ド 3の素材には特に限定はないが、 収容したフローセンサチップ 2を外部から の衝撃等から保護可能な剛性を有し、 かつパッケージ内の流路を形成できる 素材であればよい。 金属、 プラスチック、 セラミックやシリコンなどでもよ い。 リッ ド 3の素材が金属など導電性を有していれば、 電磁ノイズに対する 耐性が得られるなどの利点もある。
[0025] 図 6は、 実施形態に係るセンサパッケージを平面視した図である。 図 7は 、 実施形態に係るセンサパッケージにおける、 通気孔から導入された空気の 流れを模式的に示す図である。 図 7は、 図 6の巳 _巳線における断面図とな っている。 図 6では、 リッ ド 3内に収容されているフローセンサチップ 2お 〇 2020/175283 10 卩（：170? 2020 /006572
よびフローセンサチップ 2の上面に設けられたサーモパイル 2 4、 2 4を点 線で図示している。 リッ ド 3の上面には、 2つの通気孔 3 1、 3 1が設けら れる。 通気孔 3 1、 3 1は、 リッ ド 3の上面を厚さ方向に貫通する孔であり 、 リッ ド 3の上面において丫方向に沿って配置される。 通気孔 3 1、 3 1は 、 リッ ド 3の中空となっている領域と外部とを連通するということもできる 。 図 6を参照すると理解できるように、 センサパッケージ 1 0 0を上方から 見た平面視において、 フローセンサチップ 2は、 通気孔 3 1、 3 1の間に位 置するようにリッ ド 3に収容される。 その結果、 通気孔 3 1、 サーモパイル 2 4 1、 サーモパイル 2 4 2、 通気孔 3 1は、 丫方向に沿って一列にこの順 に並べられる。
[0026] このように通気孔 3 1、 3 1およびサーモパイル 2 4、 2 4が並べられる と、 図 7に例示されるように、 一方の通気孔 3 1からリッ ド 3内に導入され た空気は、 2つのサーモパイル 2 4、 2 4上を通過して、 他方の通気孔 3 1 からリッ ド 3外に排出される。 すなわち、 リッ ド 3の上面に通気孔 3 1、 3 1 とリッ ド 3の中空となっている領域とで、 2つのサーモパイル 2 4、 2 4 上に風を通過させる流路を形成することができる。 リッ ド 3は、 「ケース部 材」 の一例である。 リッ ド 3の中空となっている領域は、 「中空部」 の一例 である。
[0027] （基板 1）
基板 1は、 一方の面 （リッ ド 3の開口に対向する面） にフローセンサチッ プ 2を載置する基板である。 基板 1は、 例えば、 フローセンサチップ 2と外 部装置とを接続する接続端子を有してもよい。 基板 1は、 プリント基板であ ってもセラミック基板であってもよい。 また、 基板 1はリジッ ドな基板であ ってもフレキシブルな基板であってもよい。 図 1 において、 基板 1は長方形 の板状に形成されているが、 基板 1の形状がこのような形状に限定されるわ けではない。 基板 1は、 円形状や三角形状、 五角形状等の他の形状に形成さ れてもよい。 基板 1は、 リッ ド 3の開口全体を覆うことが可能な形状に形成 されることが好ましい。 〇 2020/175283 1 1 卩（：170? 2020 /006572
[0028] 図 8は実施形態に係るセンサパッケージの基板を上方から見た図であり、 図 9は実施形態に係るセンサパッケージの基板を下方から見た図である。 図 8では、 基板 1の上面 1 1 に載置されるフローセンサチップ 2も図示されて いる。 基板 1は、 上面 1 1 において、 センサ 1 2の被給電端子 2 3 1、 2 3 1 と電気的に接続される給電端子 1 1 2、 1 1 2と、 センサ 1 2の被測定端 子 2 4 3、 2 4 3と電気的に接続される測定端子 1 1 3、 1 1 3を備える。 センサ 1 2の被給電端子 2 3 1、 2 3 1 と給電端子 1 1 2、 1 1 2、 および 、 被測定端子 2 4 3、 2 4 3と測定端子 1 1 3、 1 1 3とは、 例えば、 金属 ワイヤ— 1 を用いたワイヤーボンディングによって接続される。 金属ワイ ヤー \^/ 1は、 例えば、 金によって形成される。 また、 基板 1は、 下面 1 2に おいて、 上面 1 1 に設けられた給電端子 1 1 2、 1 1 2や測定端子 1 1 3、
1 1 3と電気的に接続されたランド 1 2 2、 1 2 2、 1 2 2、 1 2 2を有す る。 基板 1は、 「基板」 の一例である。
[0029] 実施形態において、 基板 1の下面 1 2は、 風の向きに対して直交する方向 に延びるランドをさらに有してもよい。 図 1 0は、 実施形態において、 風の 向きに対して直交する方向に延びるランドを備えるセンサパッケージの一例 を下方から見た図であり、 図 1 1は、 風の向きに対して直交する方向に延び るランドを備えるセンサパッケージにおける、 通気孔に導入される空気の流 れを模式的に示す図である。 図 1 1では、 センサパッケージ 1 〇〇は、 基板 2 0 0上にハンダ 2 0 4によって接続される。 すなわち、 センサパッケージ 1 0 0のランド 1 2 2、 1 2 2 1 と基板 2 0 0上のランドとがハンダ 2 0 4 によって接続される。
[0030] ランド 1 2 2 1は、 風の向きに対して直交する方向に延びる （X方向に延 びる） ように設けられる。 そのため、 センサパッケージ 1 0 0と基板 2 0 0 とが接続される部分を通過する風は、 ランド 1 2 2 1、 ランド 1 2 2 1 と基 板 2 0 0とを接続するハンダ 2 0 4、 および、 基板 2 0 0によって進行を妨 げられ、 上方向に進路を変更するようになる。 その結果、 通気孔 3 1からリ ッ ド 3内に導入される風の量を増加させることができ、 ひいては、 センサパ 〇 2020/175283 12 卩（：170? 2020 /006572
ッケージ 1 0 0の感度を向上させることができる。
[0031 ] 図 1 0および図 1 1では、 下面 1 2の丫方向における略中央に風の向きに 対して直交する方向に延びるランドが例示されたが、 このようなランドは他 の位置に設けられてもよい。 図 1 2八及び図 1 2巳は、 風の向きに直交する 方向に延びるランドのバリエーシヨンを例示する図である。 図 1 2八では、 下面 1 2の丫方向の両端のそれぞれに、 風の方向と直交する方向に延びる （ X方向に延びる） ランド 1 2 2 2、 1 2 2 2が設けられる。 図 1 2巳では、 下面 1 2の外周に沿って、 下面 1 2に設けられた複数のランド 1 2 2を囲む ように環状 （枠状） に形成されたランド 1 2 2 3が設けられる。
[0032] 図 1 2八に例示されるランド 1 2 2 2や図 1 2巳に例示されるランド 1 2
2 3によっても、 図 1 0、 図 1 1で例示されるランド 1 2 2 1 と同様に、 セ ンサパッケージ 1 0 0と基板 2 0 0とが接続される部分を通過する風の進行 方向を通気孔 3 1 に向かう方向に変更することで、 気孔 3 1からリッ ド 3内 に導入される風の量を増加させることができる。
[0033] 図 1 2巳に例示されるように、 複数のランド 1 2 2がランド 1 2 2 3に囲 まれることで、 ランド 1 2 2に水分や異物が付着することが抑制される。 例 えば、 水分や導電性異物がランドの間に介在しランド同士を電気的に短絡さ せると故障となるが、 ランド 1 2 2 3に囲まれていることでランド 1 2 2の エリアは保護されているため故障に至りづらい。 異物のみならず、 ランド 1 2 2を腐食するような腐食ガスなどからの影響もうけづらくなっている。 ま た、 ランド 1 2 2 3をセンサパッケージ 2 0 0と基板 2 0 0とを電気的に接 続する端子として使用してもよい。 例えば、 ランド 1 2 2 3をグランド （接 地） 端子とすると、 ランド 1 2 2 3によってランド 1 2 2を電磁ノイズ等か ら保護することができる。
[0034] （センサパッケージ 1 0 0の製造方法）
図 1 3八から図 1 3巳は、 実施形態に係るセンサパッケージの製造方法の —例を示す図である。 以下、 図 1 3八から図 1 3巳を参照して、 センサパッ ケージ 1 0 0の製造方法の一例について説明する。 〇 2020/175283 13 卩（：170? 2020 /006572
[0035] 図 1 3八では、 第 1工程として、 基板巳 1が用意される。 基板巳 1は、 プ リント基板であってもセラミック基板であってもよい。 また、 基板巳 1は、 リジッ ドな基板であってもフレキシブルな基板であってもよい。 基板巳 1 に は、 給電端子 1 1 2、 1 1 2と測定端子 1 1 3、 1 1 3との組が、 図 1 3巳 でダイボンディングの対象となる数のフローセンサチップ 2を接続可能な数 だけ設けられている。
[0036] 図 1 3巳では、 第 2工程として、 ダイボンディングによって、 フローセン サチップ 2を基板巳 1上に固着させる。 図 1 3〇では、 第 3工程として、 ダ イボンディングによって固着させたフローセンサチップ 2と基板巳 1 とを金 属ワイヤー \^/ 1 を用いたワイヤーボンディングによって接続する。 ワイヤー ボンディングでは、 フローセンサチップ 2の被給電端子 2 3 1、 2 3 1 と基 板巳 1上の給電端子 1 1 2、 1 1 2とがワイヤーボンディングによって接続 され、 フローセンサチップ 2の被測定端子 2 4 3、 2 4 3と基板巳 1上の測 定端子 1 1 3、 1 1 3とがワイヤーボンディングによって接続される。
[0037] 図 1 3 0では、 第 4工程として、 フローセンサチップ 2を上方から覆うよ うにリッ ド 3が設けられる。 リッ ド 3は、 接着剤等によって基板巳 1 と接着 される。 リッ ド 3の材料が金属である場合には、 接着剤をハンダや銀ペース 卜などの導電性の材料とすると、 リッ ド 3による電磁シールド効果が得られ る。 なお、 図 1 3 0では、 フローセンサチップ 2のそれぞれに対して個々に 分離したリッ ド 3を用いているが、 図 1 4に例示するような、 複数のリッ ド 3を _続きにつなげたシ _卜 3 2を用いてもよい。 このようなシ _卜 3 2は 一般的なプリント基板やセラミック基板の材料、 作製方法によって作製でき る。
[0038] 図 1 3巳では、 第 5工程として、 基板巳 1の下面から （基板巳 1 において フローセンサチップ 2が固着された面とは反対側の面から） ダイシングを行 って、 センサパッケージ 1 0 0を分離する。 この際、 リッ ド 3の通気孔 3 1 をテープ丁 1で塞ぐことで、 ダイシングの際にリッ ド 3の内部に水が入るこ とが抑制される。 〇 2020/175283 14 卩（：170? 2020 /006572
[0039] 以上で説明した、 図 1 3八から図 1 3巳の各工程を行うことで、 センサパ ッケージを製造することができる。
[0040] ＜実施形態の作用効果＞
実施形態に係るセンサパッケージ 1 〇〇は、 基板 1 に載置したフローセン サチップ 2をリッ ド 3の内部に収容する。 その結果、 フローセンサチップ 2 は、 リッ ド 2と基板 1 とによって、 外部からの物理的接触等から保護される 。 そのため、 センサパッケージ 1 0 0は、 メンプレン 2 2が外部に露出する フローセンサよりも容易に取り扱うことができる。 また、 センサパッケージ 1 0 0は、 リッ ド 3によって外部からの物理的接触からフローセンサチップ 2を保護できるため、 センサパッケージ 1 0 0を様々な場所で使用すること ができる。
[0041 ] 実施形態に係るセンサパッケージ 1 0 0は、 流体を通過させる流路と一体 として形成されないため、 流路と一体として形成されるフローセンサよりも 小型化が容易である。
[0042] 実施形態に係るセンサパッケージ 1 0 0は、 通気孔 3 1、 3 1 とサーモパ イル 2 4、 2 4とを丫方向に沿って一列に並べることで、 流体の流速や流れ る方向の測定に好適な流路を形成できる。
[0043] ＜第 1変形例＞
実施形態では、 リッ ド 3に通気孔 3 1、 3 1が設けられる。 第 1変形例で は、 通気孔が基板に設けられるセンサパッケージについて説明する。 以下、 図面を参照して、 第 1変形例に係るセンサパッケージについて説明する。 以 下の説明において、 実施形態と同一の構成については同一の符号を付し、 そ の説明を省略する。
[0044] 図 1 5は、 第 1変形例に係るセンサパッケージの一例を示す分解斜視図で ある。 図 1 5に例示されるセンサパッケージ 1 0 0 3は、 通気孔 3 1 3が基 板 1 3を厚み方向に貫通するように設けられる。 リッ ド 3 3は、 通気孔 3 1 、 3 1 を有さない点で、 実施形態に係るセンサパッケージ 1 0 0のリッ ド 3 と異なる。 図 1 6は、 第 1変形例に係るセンサパッケージを下方から見た図 〇 2020/175283 15 卩（：170? 2020 /006572
である。 図 1 6では、 基板 1 3上に載置されてリッ ド 3 3内に収容されるフ 口ーセンサチップ 2が点線で示される。 第 1変形例では、 実施形態と同様に 、 通気孔 3 1 3、 フローセンサチップ 2、 通気孔 3 1 3が、 丫方向に沿って —列に並んで配置される。
[0045] 図 1 7は、 第 1変形例に係るセンサパッケージにおける、 通気孔から導入 された空気の流れを模式的に示す図である。 図 1 7では、 センサパッケージ 1 0 0 3は、 基板 1 3の下面 1 2 3に設けられたランド 1 2 2と基板 2 0 0 の裏面 2 0 2に設けられたランド 2 0 3とが、 ハンダ 2 0 4によって接続さ れる。
[0046] 基板 2 0 0の表面 2 0 1は、 コンデンサやオペアンプ等の様々な電子部品 が実装される面である。 すなわち、 第 1変形例に係るセンサパッケージ 1 0 は、 コンデンサやオペアンプ等の電子部品が実装される表面 2 0 1 とは 異なる面である裏面 2 0 2に実装される。 換言すると、 基板 2 0 0にはセン サパッケージ 1 0 0を含む各種部品が両面実装されるということができる。 このように実装することで、 基板 2 0 0に搭載できる電子部品の数量が増え 、 結果、 基板 2 0 0を小型化することができる。 また、 センサパッケージ 1 0 0 3と電子回路を表面 2 0 2にのみ片面実装とすることもでき、 片面実装 のみとすることで生産性を向上させることもできる。 なお、 実施形態に係る センサパッケージ 1 0 0も、 基板 2 0 0に実装するときは、 基板 2 0 0の裏 面 2 0 2に実装される。 基板 2 0 0は、 「第 2基板」 の一例である。
[0047] このようにセンサパッケージ 1 0 0 3と基板 2 0 0とが接続されることで 、 基板 1 3と基板 2 0 0との間に隙間が生じる。 第 1変形例では、 隙間を通 る風が通気孔 3 1 3の一方を介してリッ ド 3 3内に導入され、 フローセンサ チップ 2のサーモパイル 2 4、 2 4の上を通過し、 通気孔 3 1 3の他方を介 してリッ ド 3外に排出される。
[0048] 第 1変形例に係るセンサパッケージ 1 0 0 3によっても、 リッ ド 3 3によ ってフローセンサチップ 2を保護しつつ、 流体の流速や流体の流れる方向を 好適に測定できる。 また、 センサパッケージ 1 0 0 3では、 通気孔 3 1 3、 〇 2020/175283 16 卩（：170? 2020 /006572
3 1 3は、 基板 1 3と基板 200との間 （隙間） に位置する。 この隙間は、 ランド 1 22とランド 203とのハンダ付けによって生じるものであり、 非 常に狭い隙間となる。 そのため、 第 1変形例に係るセンサパッケージ 1 00 3は、 麈や埃等が通気孔 3 1 3を介してリッ ド 33内に侵入することが抑制 される。
[0049] ＜第 2変形例＞
第 2変形例では、 第 1変形例と同様に基板に通気孔が設けられる構成につ いて説明する。 以下、 図面を参照して第 2変形例に係るセンサパッケージに ついて説明する。 以下の説明において、 実施形態や第 1変形例と同一の構成 については同 _の符号を付し、 その説明を省略する。
[0050] 図 1 8は、 第 2変形例に係るセンサパッケージの一例を下方から見た図で ある。 図 1 8に例示されるセンサパッケージ 1 00匕では、 ランド 1 22に 代えて、 ランド 1 223とランド 1 22匕が設けられる。 ランド 1 223、
1 223は、 X方向に延びるように形成される。 ランド 1 223、 1 223 は、 丫方向において、 通気孔 3 1 3, 3 1 3の間に、 通気孔 3 1 3に沿うよ うに配置される。 すなわち、 丫方向において、 ランド 1 223、 通気孔 3 1 3、 通気孔 3 1 3、 ランド 1 223がこの順に一列に並んで配置される。 ラ ンド 1 22匕、 1 22匕は、 丫方向において、 ランド 1 223、 1 22 の 間に配置される。 また、 X方向において、 ランド 1 223は、 通気孔 3 1 3 よりも長く形成される。
[0051] このようにランド 1 223が形成されることで、 センサパッケージ 1 00 匕の基板 1 3と基板 200との間に入り込んだ風はランド 1 223ぶつかる 。 ランド 1 223にぶつかった風は、 ランド 1 223によって通気孔 3 1 3 に案内される。 そのため、 第 2変形例に係るセンサパッケージ 1 00匕は、 通気孔 3 1 3への風の導入効率を高めることができ、 ひいては、 センサパッ ケージ 1 00匕の感度を高めることができる。
[0052] なお、 図 1 8では、 ランド 1 223は平面視において長方形に形成されて いるが、 ランド 1 223の形状がこのような形状に限定されるわけではない 〇 2020/175283 17 卩（：170? 2020 /006572
。 ランド 1 2 2 3の形状は、 様々に変形することができる。 図 1 9は、 ラン ドの他の形状の一例を示す図である。 図 1 9では、 通気孔 3 1 3は平面視に おいて円形に形成されているランド 1 2 2 3は、 円形に形成された通気孔 3 1 3の周囲の一部を囲む環状部 1 2 2 3 1 と、 環状部 1 2 2 3 1の両端にそ れぞれ接続され、 X方向に延びる壁部 1 2 2 3 2を含む。 環状部 1 2 2 3 1 は、 丫方向において、 通気孔 3 1 3よりも外側に向けて開口する開口部 1 2 2 3 3を含む。 このようなランド 1 2 2 3によっても、 通気孔 3 1 3への風 の導入効率を高めることができ、 ひいては、 センサパッケージ 1 0 0 1〇の感 度を高めることができる。 すなわち、 ランド 1 2 2の形状によりセンサパッ ケージ 1 0 0匕と基板 2 0 0との間に風の流路を所望に形成し、 センサパッ ケージ 1 0 0匕の特性を向上させている。 ランド 1 2 2はセンサパッケージ 1 0 0匕と基板 1 0 0をハンダ 2 0 4によって物理的、 電気的接続を図るも のであるが、 ハンダによる流路形成を主目的として、 電気的接続の機能を有 しないランド 1 2 2があってもよい。
[0053] なお、 センサパッケージ 1 0 0匕は図 1 3八から図 1 3巳に示した製造方 法と同様に作製される。 ただしリッ ド 3 3ではなく基板 1 3に通気孔 3 1 3 を有しているため、 図 1 3巳においては、 基板 1 3側をテープ丁 1 にて通気 孔 3 1 3を塞ぐことでダイシングの際にリッ ド 3 3の内部に水が入ることが 抑制される。
[0054] 図 2 0および図 2 1は、 第 2変形例に係るセンサパッケージに対して、 風 の向きと直交するように設けられるランドを適用した場合の一例を示す図で ある。 図 2 0では、 第 2変形例に係るセンサパッケージ 1 0 0匕に対して、 複数のランド 1 2 2を囲む環状のランド 1 2 2 3を適用した場合の一例を示 す。 ランド 1 2 2 3によって風の進行が妨げられることで、 風の進路を通気 孔 3 1 3に向けることができ、 リッ ド 3内に導入される風の量を増加させる ことができる。
[0055] 図 2 1は、 図 1 8に例示される 2つのランド 1 2 2 3の壁部 1 2 2 3 2を 、 その X方向の端部においてそれぞれ接続することで形成された環状のラン 〇 2020/175283 18 卩（：170? 2020 /006572
ド 1 2 2 4を例示する。 ランド 1 2 2 4は、 複数のランド 1 2 2を囲むよう に形成される。 このようなランド 1 2 2 4によっても、 ランド 1 2 2 3と同 様に、 ランド 1 2 2に水分や異物が付着することが抑制される。 また、 ラン ド 1 2 2 4によっても、 風の進路を通気孔 3 1 3に向けることができ、 リッ ド 3内に導入される風の量を増加させることができる。
[0056] ＜第 3変形例＞
第 2変形例では、 通気孔の周囲の一部がランドによって囲まれた。 第 3変 形例では、 通気孔の周囲全体をランドで囲む構成について、 図面を参照して 説明する。 以下の説明において、 実施形態、 第 1変形例または第 2変形例と 同一の構成については同一の符号を付し、 その説明を省略する。
[0057] 図 2 2は、 第 3変形例に係るセンサパッケージの一例を下方から見た図で ある。 図 2 2に例示されるセンサパッケージ 1 0 0〇は、 ランド 1 2 2 3に 代えてランド 1 2 2〇を備える点で、 第 2変形例に係るセンサパッケージ 1 0 0匕とは異なる。
[0058] ランド 1 2 2〇、 1 2 2〇は、 通気孔 3 1 3の周囲を囲むように枠状に形 成されている。 通気孔 3 1 3は、 センサパッケージ 1 0 0〇を下方から見た 場合に、 枠状に形成されたランド 1 2 2〇、 1 2 2〇の内側において開口し ている。
[0059] 図 2 3は、 第 3変形例に係るセンサパッケージにおける、 通気孔から導入 された空気の流れを模式的に示す図である。 第 3変形例では、 センサパッケ —ジ 1 0 0〇は、 実施形態、 第 1変形例および第 2変形例とは異なり、 基板 2 0 0 3の表面 2 0 1 3に設けられる。 すなわち、 第 3変形例に係るセンサ パッケージ 1 0 0〇は、 コンデンサやオペアンプ等の電子部品と同じ表面 2 0 1 8に設けられる。
[0060] 基板 2 0 0 3は、 ランド 1 2 2〇、 1 2 2〇によって規定される枠に対応 する位置に、 基板 2 0 0 3の厚み方向に貫通する貫通孔 2 0 5を有するラン ド 2 0 3 3が設けられる。 すなわち、 ランド 2 0 3 3は、 平面視において枠 状に形成される。 ランド 1 2 2〇およびランド 2 0 3 3が枠状に形成される 〇 2020/175283 19 卩（：170? 2020 /006572
ことから、 第 3変形例においては、 ハンダ 2 0 4も枠状に形成されることに なる。 そのため、 基板 2 0 0 3に載置されたセンサパッケージ 1 0 0〇を基 板 2 0 0 3の下方から見ると、 基板 2 0 0 3の貫通孔 2 0 5、 ハンダ 2 0 4 によって規定される枠内、 および、 ランド 1 2 2〇によって規定される枠内 を介して、 通気孔 3 1 3を見ることができる。 換言すれば、 基板 2 0 0 3の 貫通孔 2 0 5、 ハンダ 2 0 4によって規定される枠内、 および、 ランド 1 2 2〇によって規定される枠内、 通気孔 3 1 3によって、 リッ ド 3の内部と外 部とが連通するということができる。 貫通孔 2 0 5は、 「第 2貫通孔」 の一 例である。
[0061 ] 第 3変形例では、 風は、 貫通孔 2 0 5、 ハンダ 2 0 4によって規定される 枠内、 および、 ランド 1 2 2〇によって規定される枠内、 通気孔 3 1 3を介 してリッ ド 3内に導入される。 リッ ド 3内に導入された風は、 フローセンサ チップ 2のサーモパイル 2 4、 2 4の上を通過し、 導入時とは異なる通気孔 3 1 3を介してリッ ド 3外に排出される。
[0062] 第 3変形例では、 センサパッケージ 1 0 0〇は、 基板 2 0 0 3の表面 2 0
1 3に設けられ、 基板 2 0 0 3の裏面 2 0 2 3を流れる風を通気孔 3 1 3か ら導入できる。 そのため、 第 3変形例によれば、 電子部品と同じ面である表 面 2 0 1 3にセンサパッケージ 1 0 0〇を実装できることで、 基板 2 0 0 3 を片面実装とすることができる。
[0063] 第 3変形例では、 センサパッケージ 1 0 0〇の検知対象とする風の流路と なる基板 2 0 0 3の裏面 2 0 2 3側に電子部品およびセンサパッケージ 1 0 0〇のいずれも設けなくすることができる。 そのため、 センサパッケージ 1 0 0 3が検知対象とする風とセンサパッケージ 1 0 0〇や電子部品とが衝突 することによる乱流の発生が抑制される。
[0064] 第 3変形例に係るセンサパッケージ 1 0 0〇は、 さらに変形することがで きる。 図 2 4から図 2 7は、 第 3変形例のバリエーションを示す図である。 以下、 図 2 4から図 2 7を参照して、 第 3変形例に係るセンサパッケージ 1 0 0〇のバリエーションについて説明する。 〇 2020/175283 20 卩（：170? 2020 /006572
[0065] 図 2 4は、 第 3変形例に係るセンサパッケージにおいて、 防水 ·防塵メッ シュを基板の裏面に設ける構成の一例を示す図である。 防水 ·防塵メッシュ 3 0 0は、 風を通過させる一方で、 通過する風に含まれる塵や埃、 水等を除 去する部材である。 防水 ·防塵メッシュ 3 0 0は、 基板 2 0 0 3の貫通孔 2 0 3を覆うように設けられる。 貫通孔 2 0 3が防水 ·防塵メッシュ 3 0 0で 覆われるため、 センサパッケージ 1 0 0〇が検知対象とする風は、 防水 ·防 麈メッシュ 3 0 0を通過してから、 通気孔 3 1 3を介してリッ ド 3内に導入 されることになる。 このような構成によれば、 リッ ド 3内に塵や埃、 水等の 侵入を抑制できる。 防水 ·防塵メッシュ 3 0 0は、 「フィルタ部材」 の一例 である。 塵や埃、 水等は、 「流体以外の物質」 の一例である。
[0066] 図 2 5は、 第 3変形例に係るセンサパッケージにおいて、 通気孔間の距離 を実質的に変更する構成の一例を示す図である。 図 2 5では、 貫通孔 2 0 5 を基板 2 0 0 3内で屈曲させることで、 実質的にセンサパッケージ 1 0 0〇 の通気孔 3 1 8、 3 1 8間の距離を長く している。 このように、 通気孔 3 1 3、 3 1 3間の距離を適宜調整することで、 センサパッケージ 1 0 0〇によ る風の感度を調整することができる。 貫通孔 2 0 3のランド 2 0 3 3に囲ま れた開口は、 「第 1開口部」 の一例である。 貫通孔 2 0 3の基板 2 0 0 3の 下面 2 0 2 3側の開口は、 「第 2開口部」 の一例である。
[0067] 図 2 6は、 第 3変形例に係るセンサパッケージにおいて、 風向調整部材を 基板の裏面に設けた構成が例示される。 図 2 6に例示される風向調節部材 4 0 0は、 基板 2 0 0の貫通孔 2 0 3から 方向において所定距離置いた位置 に設けられる屋根部 4 0 1が設けられる。 風向調整部材 4 0 0は、 方向に 立設する壁部 4 0 2、 4 0 2を有する。 壁部 4 0 2、 4 0 2は、 丫方向にお いて、 貫通孔 2 0 3、 壁部 4 0 2、 壁部 4 0 2、 貫通孔 2 0 3とこの順に一 列に並ぶように配置される。 このような風向調整部材 4 0 0が設けられるこ とで、 屋根部 4 0 1 と壁部 4 0 2によって貫通孔 2 0 3や通気孔 3 1 3に風 を案内することができ、 センサパッケージ 1 0 0〇の検知精度を高めること ができる。 〇 2020/175283 21 卩（：170? 2020 /006572
[0068] 図 27は、 ランドと通気孔の形状のバリエーシヨンを示す図である。 図 2
2では、 方向からの平面視において長方形に形成されたランド 1 22〇と 通気孔 3 1 3が例示されたが、 図 27では、 方向からの平面視において円 形に形成されたランド 1 22〇と通気孔 3 1 3が例示される。 図 27に例示 されるランド 1 22〇は、 円形に形成された通気孔 3 1 3の円周部分から 方向に向けて立設するように、 筒状に形成される。 以上では、 長方形や円形 に形成されたランド 1 22〇および通気孔 3 1 3が挙げられたが、 ランド 1 22〇および通気孔 3 1 3の形状が長方形や円形に限定されるわけではない 。 第 3変形例では、 通気孔 3 1 3の周囲を囲む枠状にランド 1 22〇が形成 されればよい。
[0069] <その他の変形 >
以上説明した実施形態および第 1から第 3変形例では、 通気孔の数は 2つ であったが、 3つ以上の通気孔が設けられてもよい。 また、 実施形態および 第 1から第 3変形例では、 ヒーターの上流側と下流側の熱を検知する素子と してサーモパイルを用いたが、 サーモパイル以外の素子 （例えば、 抵抗器） を用いてもよい。
[0070] 以上説明した実施形態や変形例はそれぞれ組み合わせることができる。
符号の説明
[0071] 1 00、 1 003、 1 00 1 00〇 · - -センサパッケージ
I、 1 3、 200、 巳 1 - - 基板
I I、 1 1 、 201 · · ·表面
1 1 2 · · ·給電端子
1 1 3 · · ·測定端子
1 2、 1 23、 202 裏面
1 22、 1 223、 1 2213、 1 22〇, 203 · · ランド 2 フローセンサチップ
2 1 · · ·本体部
22 · · メンプレン \¥02020/175283 22 卩（：17 2020 /006572
23 · · · ヒーター
23 1 · · ·被給電端子
24、 24 1、 242 · · ·サーモパイル
243 · · ·被測定端子
Figure imgf000024_0001
3 1、 3 1 8 - - -通気孔
2〇 4 ハンダ
3〇 0 防水 ·防麈メッシュ
4〇 0 風向調整部材
\/\/ 1 金属ワイヤー

Claims

〇 2020/175283 23 卩（：170? 2020 /006572 請求の範囲
[請求項 1 ] 流体の流量を検知するセンサ部を有するフローセンサチップと、 外部に向けて開口し、 前記フローセンサチップを収容する中空部を 有するケース部材と、
前記開口に対向する面に前記フローセンサチップを載置するととも に、 前記開口を覆う基板と、 を備え、
前記ケース部材または前記基板のうちの _方は、 外部と連通する貫 通孔を有し、
前記貫通孔と前記中空部とが、 前記センサ部に前記流体を案内する 流路を形成することを特徴とする、
パッケージ型フロ—センサ。
[請求項 2] 前記貫通孔は、 前記ケース部材に設けられることを特徴とする、 請求項 1 に記載のパッケージ型フローセンサ。
[請求項 3] 前記貫通孔は、 前記基板に設けられることを特徴とする、
請求項 1 に記載のパッケージ型フローセンサ。
[請求項 4] 前記基板の前記フローセンサチップを載置する面とは反対側の面に 設けられ、 前記貫通孔に前記流体を案内するように形成されたランド を備えることを特徴とする、
請求項 1から 3のいずれか一項に記載のパッケージ型フローセンサ
[請求項 5] 前記基板の前記フローセンサチップを載置する面とは反対側の面に 設けられ、 前記貫通孔の周囲を囲むように形成されたランドを備える ことを特徴とする、
請求項 3に記載のパッケージ型フローセンサ。
[請求項 6] 前記パッケージ型フローセンサは、 電子部品を接続する配線を有す る第 2基板上に載置され、
前記第 2基板には、 前記ランドに囲まれた領域に対応する位置に第 2貫通孔が設けられ、 〇 2020/175283 24 卩（：170? 2020 /006572
前記流体は、 前記第 2基板において前記/ ッケージ型フローセンサ が載置された面とは反対側の面から、 前記第 2貫通孔および前記貫通 孔を介して、 前記中空部に案内されることを特徴とする、
請求項 5に記載のパッケージ型フローセンサ。
[請求項 7] 前記パッケージ型フローセンサは、 前記第 2基板において、 前記電 子部品が接続される面と同一の面に載置される、
請求項 6に記載のパッケージ型フローセンサ。
[請求項 8] 前記第 2基板において前記/ ッケージ型フローセンサが載置された 面とは反対側の面には、 前記流体以外の物質が前記中空部へ侵入する ことを抑止するフィルタ部材が前記第 2貫通孔上を覆うように設けら れることを特徴とする、
請求項 6または 7に記載のパッケージ型フローセンサ。
[請求項 9] 前記第 2貫通孔は、
前記ランドに囲まれた領域に対応する位置に開口する第 1開口部と 前記/ ッケージ型フローセンサが載置された面とは反対側の面にお いて開口する第 2開口部と、
前記第 2基板内に形成され、 前記第 1開口部と前記第 2開口部とを 接続することで、 前記流体を前記中空部に案内する流路と、 を含むこ とを特徴とする、
請求項 6から 8のいずれか一項に記載のパッケージ型フローセンサ
PCT/JP2020/006572 2019-02-25 2020-02-19 パッケージ型フローセンサ Ceased WO2020175283A1 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019-031857 2019-02-25
JP2019031857A JP7064460B2 (ja) 2019-02-25 2019-02-25 パッケージ型フローセンサ

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2020175283A1 true WO2020175283A1 (ja) 2020-09-03

Family

ID=72238448

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2020/006572 Ceased WO2020175283A1 (ja) 2019-02-25 2020-02-19 パッケージ型フローセンサ

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JP7064460B2 (ja)
WO (1) WO2020175283A1 (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114608666A (zh) * 2022-05-09 2022-06-10 苏州敏芯微电子技术股份有限公司 流量传感器封装结构及封装方法
US20230110107A1 (en) * 2020-03-10 2023-04-13 MMI Semiconductor Co., Ltd. Package-type flow sensor

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008070315A (ja) * 2006-09-15 2008-03-27 Yamatake Corp フローセンサ
US20110226053A1 (en) * 2010-03-22 2011-09-22 Honeywell International Inc. Flow sensor assembly with porous insert
US20120161256A1 (en) * 2009-03-10 2012-06-28 Oleg Grudin Flow sensing device and packaging thereof
JP2013124917A (ja) * 2011-12-14 2013-06-24 Panasonic Corp フローセンサ

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5937419A (ja) * 1982-08-25 1984-02-29 Mitsubishi Electric Corp 感熱形流量検出器
JP2002062306A (ja) 2000-08-23 2002-02-28 Tokyo Gas Co Ltd 流速検出装置
JP5061963B2 (ja) 2008-03-05 2012-10-31 オムロン株式会社 流量センサ
JP2012141181A (ja) 2010-12-28 2012-07-26 Azbil Corp フローセンサ
JP6825821B2 (ja) 2016-04-26 2021-02-03 Koa株式会社 流量センサ

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008070315A (ja) * 2006-09-15 2008-03-27 Yamatake Corp フローセンサ
US20120161256A1 (en) * 2009-03-10 2012-06-28 Oleg Grudin Flow sensing device and packaging thereof
US20110226053A1 (en) * 2010-03-22 2011-09-22 Honeywell International Inc. Flow sensor assembly with porous insert
JP2013124917A (ja) * 2011-12-14 2013-06-24 Panasonic Corp フローセンサ

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20230110107A1 (en) * 2020-03-10 2023-04-13 MMI Semiconductor Co., Ltd. Package-type flow sensor
US12158383B2 (en) * 2020-03-10 2024-12-03 MMI Semiconductor Co., Ltd. Package-type flow sensor
CN114608666A (zh) * 2022-05-09 2022-06-10 苏州敏芯微电子技术股份有限公司 流量传感器封装结构及封装方法

Also Published As

Publication number Publication date
JP2020134450A (ja) 2020-08-31
JP7064460B2 (ja) 2022-05-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106458575B (zh) 包含微机电系统声敏感测器和环境感测器的集成封装件及其制造方法
US8572993B2 (en) Apparatus for detecting fogged window of vehicle
JP5832007B2 (ja) 赤外線センサ及びその製造方法
US10184910B2 (en) Combined pressure and humidity sensor
US8115286B2 (en) Integrated sensor including sensing and processing die mounted on opposite sides of package substrate
CN109073433B (zh) 流量传感器
US20240133801A1 (en) Photoacoustic gas sensor device
US9400197B2 (en) Fluid flow sensor
JP7064460B2 (ja) パッケージ型フローセンサ
JP4732804B2 (ja) ガスセンサ及びその製造方法
US20230349742A1 (en) Packaged flow sensor
JP6935780B2 (ja) 温度センサ
US12158383B2 (en) Package-type flow sensor
JP6741201B2 (ja) 赤外線センサ
JP2016145756A (ja) 湿度センサ
JP2017041010A (ja) 熱感知器
JPS58146845A (ja) ガス検知装置
JP7795071B2 (ja) 耐塵埃／耐ノイズ構造を有するセンサ
JP2008026080A (ja) 圧力センサ
KR20070118894A (ko) 차창유리 김서림 검출장치
WO2025202024A1 (en) Current transducer with integrated circuit and leadframe conductor arrangement
JP2019128178A (ja) 赤外線センサ
JP2012517605A5 (ja) 光検出器を備えた構造ユニット及びその構造ユニットをキャリアへ取り付けるためのプロセス

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 20762335

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 20762335

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1