JP6129225B2 - 流量センサ - Google Patents
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- Measuring Volume Flow (AREA)
Description
<流量センサの回路構成>
まず、流量センサの回路構成を説明する。図1は、本実施の形態1における流量センサの回路構成を示す回路ブロック図である。図1において、本実施の形態1における流量センサは、まず、流量センサを制御するためのCPU(Central Processing Unit)1を有し、さらに、このCPU1に入力信号を入力するための入力回路2、および、CPU1からの出力信号を出力するための出力回路3を有している。そして、流量センサにはデータを記憶するメモリ4が設けられており、CPU1は、メモリ4にアクセスして、メモリ4に記憶されているデータを参照できるようになっている。
本実施の形態1における流量センサは上記のように構成されており、以下に、その動作について図1を参照しながら説明する。まず、CPU1は、出力回路3を介してトランジスタTrのベース電極に出力信号(制御信号)を出力することにより、トランジスタTrに電流を流す。すると、トランジスタTrのコレクタ電極に接続されている電源PSから、トランジスタTrのエミッタ電極に接続されている発熱抵抗体HRに電流が流れる。このため、発熱抵抗体HRは発熱する。そして、発熱抵抗体HRからの発熱で暖められた気体がヒータ制御ブリッジHCBを構成する抵抗体R1を加熱する。
次に、本実施の形態1における流量センサのレイアウト構成について説明する。例えば、図1に示す本実施の形態1における流量センサは、2つの半導体チップに形成される。具体的には、発熱抵抗体HR、ヒータ制御ブリッジHCBおよび温度センサブリッジTSBが1つの半導体チップに形成され、CPU1、入力回路2、出力回路3およびメモリ4などが別の半導体チップに形成される。以下では、発熱抵抗体HR、ヒータ制御ブリッジHCBおよび温度センサブリッジTSBが形成されている半導体チップのレイアウト構成について説明する。
図3は、第1関連技術における流量センサFSP1の構成を示す断面図である。図3に示すように、第1関連技術における流量センサFSP1は、チップ搭載部TAB1上に半導体チップCHP1を有しており、この半導体チップCHP1は、チップ搭載部TAB1に接着材ADH1で接着されている。半導体チップCHP1の主面(上面、表面)には、流量検出部FDUが形成されており、半導体チップCHP1の裏面のうち、流量検出部FDUと相対する位置にダイヤフラム(薄板部)DFが形成されている。そして、第1関連技術における流量センサFSP1では、半導体チップCHP1の一部およびチップ搭載部TAB1の一部が樹脂MRを含む封止体で封止されている。具体的に、第1関連技術における流量センサFSP1では、半導体チップCHP1の上面に形成されている流量検出部FDUを露出させながら、半導体チップCHP1の側面を覆うように樹脂MRが形成されている。このとき、第1関連技術における流量センサFSP1においては、半導体チップCHP1の上面SUR(CHP)と樹脂MRの上面SUR(MR)が面一となっている。
そこで、本実施の形態1では、上述した第2関連技術の問題点を解決する工夫を施している。以下では、この工夫を施した本実施の形態1における流量センサの実装構成について説明する。
本実施の形態1における流量センサFS1は上記のように構成されており、以下に、その製造方法について、図面を参照しながら説明する。図13〜図16は、図9(a)のB−B線で切断した断面における製造工程を示している。
本実施の形態1における流量センサFS1によれば、以下に示す効果が得られる。
続いて、前記実施の形態1における流量センサFS1の変形例1について説明する。前記実施の形態1では、例えば、図10に示すように、凹部CAVに接する樹脂MRの上面SUR(MR)が概ね水平方向と並行するように形成されている例について説明した。本変形例1では、凹部CAVに接する樹脂MRの上面SUR(MR)が傾斜している例について説明する。
次に、前記実施の形態1における流量センサFS1の変形例2について説明する。前記実施の形態1では、例えば、図9(b)や図9(c)に示すように、チップ搭載部TAB1上に接着材ADH1を介して半導体チップCHP1を配置する例について説明した。本変形例2では、半導体チップCHP1とチップ搭載部TAB1(リードフレームLF)の間に板状構造体PLTを挿入する例について説明する。
前記実施の形態1では、例えば、図9(b)に示すように、半導体チップCHP1と半導体チップCHP2を備える2チップ構造の流量センサFS1を例に挙げて説明した。本発明の技術的思想は、これに限らず、例えば、流量検出部と制御部(制御回路)を一体的に形成した1つの半導体チップを備える1チップ構造の流量センサにも適用することができる。本実施の形態2では、本発明の技術的思想を1チップ構造の流量センサに適用する場合を例に挙げて説明する。
図23は、本実施の形態2における流量センサFS2の実装構成を示す図であり、樹脂で封止した後の構成を示す図である。特に、図23(a)は、本実施の形態2における流量センサFS2の実装構成を示す平面図である。図23(b)は、図23(a)のA−A線で切断した断面図であり、図23(c)は、図23(a)のB−B線で切断した断面図である。特に、図23(b)は、露出している流量検出部FDU上を流れる気体の進行方向と並行する一断面を示しており、図23(b)において、気体は、例えば、X軸を左側から右側に向って流れるものとする。
2 入力回路
3 出力回路
4 メモリ
ADH1 接着材
ADH2 接着材
ADH3 接着材
BM 下金型
BR1 下流測温抵抗体
BR2 下流測温抵抗体
CAV 凹部
CHP1 半導体チップ
CHP2 半導体チップ
DF ダイヤフラム
DM ダムバー
FDU 流量検出部
FS1 流量センサ
FS2 流量センサ
FSP1 流量センサ
FSP2 流量センサ
HCB ヒータ制御ブリッジ
HR 発熱抵抗体
IPA 入れ駒
IPA2 入れ駒
LAF 弾性体フィルム
LD1 リード
LD2 リード
LF リードフレーム
MR 樹脂
OP1 開口部
OP2 開口部
PD パッド
PD1 パッド
PD2 パッド
PD3 パッド
PJN 突起部
PLT 板状構造体
PR 凸部
PS 電源
Q 気体流量
R1 抵抗体
R2 抵抗体
R3 抵抗体
R4 抵抗体
RA 領域
SD1 辺
SD2 辺
SD3 辺
SLP 傾斜部
SP1 第1空間
SUR(CHP) 上面
SUR(MR) 上面
TAB1 チップ搭載部
TAB2 チップ搭載部
Tr トランジスタ
TSB 温度センサブリッジ
UM 上金型
UR1 上流測温抵抗体
UR2 上流測温抵抗体
Vref1 参照電圧
Vref2 参照電圧
W ワイヤ
W1 ワイヤ
W2 ワイヤ
W3 ワイヤ
WL1 配線
Claims (10)
- 半導体チップと、
前記半導体チップの上面を露出して、前記半導体チップの一部を覆う樹脂と、を備える流量センサであって、
前記樹脂の上面には凹部が形成されており、
前記流量センサの断面には、
前記凹部の下端よりも前記半導体チップに近い前記樹脂が前記半導体チップの上面よりも低い所定の断面がある流量センサ。 - 請求項1に記載の流量センサであって、
前記凹部は前記半導体チップの周辺領域にある流量センサ。 - 請求項1に記載の流量センサであって、
前記凹部は、前記半導体チップの側面に沿うように形成されている流量センサ。 - 請求項1に記載の流量センサであって、
前記凹部の最下部から前記半導体チップの上面までの前記所定の断面上の距離が、前記半導体チップの上面の端部における前記半導体チップの厚さの1/2以下である流量センサ。 - 請求項1に記載の流量センサであって、
前記凹部の最下部から前記半導体チップの上面の端部までの前記所定の断面上の距離が、前記所定の断面における前記半導体チップの上面の幅の1/4以下である流量センサ。 - 請求項1に記載の流量センサであって、
前記樹脂の上面は、前記半導体チップの端部に近づくにつれて低くなるように傾斜している流量センサ。 - 請求項1に記載の流量センサであって、
前記流量センサは、前記半導体チップを制御する制御チップを有している流量センサ。 - 請求項7に記載の流量センサであって、
前記制御チップは前記樹脂に覆われている流量センサ。 - 請求項1に記載の流量センサであって、
前記半導体チップには複数の第1パットが形成されており、
前記半導体チップを搭載し、複数のリードが配置されたチップ搭載部と、
前記複数のリードと前記複数の第1パッドとをそれぞれ接続する複数の第1ワイヤと、をさらに備え、
前記複数の第1ワイヤは、前記樹脂に覆われている流量センサ。 - 請求項8に記載の流量センサであって、
前記半導体チップには複数の第1パッドが形成されており、
前記制御チップには複数の第2パッドが形成されており、
前記半導体チップと、前記制御チップと、を搭載し、複数のリードが配置されたチップ搭載部と、
前記複数のリードと、前記複数の第1パッドと、をそれぞれ接続する複数の第1ワイヤと、
前記複数のリードと、前記複数の第2パッドと、をそれぞれ接続する複数の第2ワイヤと、をさらに備え、
前記複数の第1ワイヤと前記複数の第2ワイヤは、前記樹脂に覆われている流量センサ。
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