[0075]另一方面,当由发热电阻体HR加热的气体从特定温度(例如100°C )偏离时,在加热器控制电桥HCB的节点A和节点B之间产生不是OV的差电位,该差电位通过输入电路2而输入至CPU1。并且,识别了产生有来自加热器控制电桥HCB的差电位的CPU1,通过输出电路3,向晶体管Tr的基极输出使差电位变成OV的输出信号(控制信号)。
[0076]例如,当产生由发热电阻体HR加热的气体高于特定温度(例如100°C )的方向的差电位时,CPUl向晶体管Tr的基极输出使流经晶体管Tr的电流减少的控制信号(输出信号)。而相对于此,当产生由发热电阻体HR加热的气体低于特定温度(例如100°C )的方向的差电位时,CPUl向晶体管Tr的基极输出使流经晶体管Tr的电流增加的控制信号(输出信号)。
[0077]如上所述,CPUl根据来自加热器控制电桥HCB的输出信号,以使加热器控制电桥HCB的节点A和节点B之间的差电位成为OV(平衡状态)的方式进行反馈控制。由此可知,在本实施方式I中的流量传感器中,以由发热电阻体HR加热的气体成为特定温度的方式来进行控制。
[0078]其次,对测定在本实施方式I中的流量传感器中的气体流量的动作进行说明。首先,对无风状态的情况进行说明。在向箭头方向流动的气体的流量为零的无风状态时,以温度传感器电桥TSB的节点C的电位和节点D的电位的差电位成为OV的方式,设定上游测温电阻体URl、UR2和下游测温电阻体BRl、BR2的各电阻值。
[0079]具体而言,上游测温电阻体UR1、UR2和下游测温电阻体BR1、BR2以距发热电阻体HR的距离相等且电阻值也相等的方式构成。因此,在温度传感器电桥TSB中,无论发热电阻体HR的发热量如何,只要是无风状态,节点C和节点D的差电位则成为0V,该差电位(OV)通过输入电路2输入至CPUl。并且,识别了来自温度传感器电桥TSB的差电位是OV的CPUl,识别出向箭头方向流动的气体的流量是零,并通过输出电路3,从本实施方式I中的流量传感器输出表示气体流量Q为零的输出信号。
[0080]接着,考虑气体向图1的箭头方向流动的情况。在该情况下,如图1所示,配置于气体流动方向的上游侧的上游测温电阻体UR1、UR2,由向箭头方向流动的气体冷却。因此,上游测温电阻体UR1、UR2的温度下降。相对于此,配置于气体流动方向的下游侧的下游测温电阻体BR1、BR2,由于由发热电阻体HR加热的气体流向下游测温电阻体BR1、BR2,因此温度上升。其结果是,温度传感器电桥TSB的平衡被破坏,在温度传感器电桥TSB的节点C和节点D之间产生不是零的差电位。
[0081]该差电位通过输入电路2输入至CPU1。并且,识别了来自温度传感器电桥TSB的差电位不是零的CPU1,将识别出向箭头方向流动的气体的流量不是零。然后,CPUl访问存储器4。存储器4中记录有使差电位与气体流量对应的对比表(目录),从而访问了存储器4的CPU1,根据记录在存储器4的对比表来算出气体流量Q。从而,由CPUl算出的气体流量Q通过输出电路3从本实施方式I中的流量传感器输出。由如上所述可知,根据本实施方式I中的流量传感器能够求出气体的流量。
[0082]<流量传感器的布局结构>
[0083]其次,对本实施方式I中的流量传感器的布局结构进行说明。例如,图1所示的本实施方式I中的流量传感器形成于两个半导体芯片。具体而言,发热电阻体HR、加热器控制电桥HCB以及温度传感器电桥TSB形成于一个半导体芯片,而CPUl、输入电路2、输出电路3以及存储器4等形成于另一个半导体芯片。以下,对形成有发热电阻体HR、加热器控制电桥HCB以及温度传感器电桥TSB的半导体芯片的布局结构进行说明。
[0084]图2是表示构成本实施方式I中的流量传感器的一部分的半导体芯片CHPl的布局结构的俯视图。首先,如图2所示,半导体芯片CHPl呈矩形形状,气体从该半导体芯片CHPl的左侧向右侧(箭头方向)流动。并且,如图2所示,在呈矩形形状的半导体芯片CHPl的背面侧形成有矩形形状的隔膜DF。隔膜DF表示使半导体芯片CHPl的厚度变薄的薄板区域。也就是说,形成有隔膜DF的区域的厚度与其他半导体芯片CHPl的区域厚度相比薄。
[0085]在与这样形成有隔膜DF的背面区域相对的半导体芯片CHPl的表面区域,如图2所示,形成有流量检测部FDU0具体而言,在该流量检测部FDU的中央部,形成有发热电阻体HR,在该发热电阻体HR的周围,形成有构成加热器控制电桥的电阻体Rl ο并且,在流量检测部FDU的外侧,形成有构成加热器控制电桥的电阻体R2?R4。由如此形成的电阻体Rl?R4构成加热器控制电桥。
[0086]特别是,由于构成加热器控制电桥的电阻体Rl形成于发热电阻体HR的附近,因此能够将通过来自发热电阻体HR的发热而进行加热的气体的温度精度良好地反映至电阻体Rl0
[0087]另一方面,由于将构成加热器控制电桥的电阻体R2?R4远离发热电阻体HR地配置,因此能够使其难以受到来自发热电阻体HR的发热的影响。
[0088]因此,能够将电阻体Rl构成为对由发热电阻体HR加热的气体的温度敏感地反应,并且将电阻体R2?R4构成为难以受到发热电阻体HR的影响且容易将电阻值维持在特定值。从而,能够提高加热器控制电桥的检测精度。
[0089]进而,以夹着形成于流量检测部FDU的发热电阻体HR的方式,配置上游测温电阻体UR1、UR2和下游测温电阻体BR1、BR2。具体而言,在气体流动的箭头方向的上游侧形成有上游测温电阻体UR1、UR2,在气体流动的箭头方向的下游侧形成有下游测温电阻体BR1、BR2。
[0090]通过如此构成,在气体向箭头方向流动的情况下,能够使上游测温电阻体URUUR2的温度降低,同时能够使下游测温电阻体BR1、BR2的温度上升。通过这样地配置在流量检测部FDU的上游测温电阻体UR1、UR2以及下游测温电阻体BR1、BR2,形成温度传感器电桥。
[0091]上述发热电阻体HR、上游测温电阻体UR1、UR2以及下游测温电阻体BR1、BR2可以通过例如下述方法形成:通过派射法、化学气相沉积(CVD(Chemical Vapor Deposit1n))法等方法形成白金(铂)等的金属膜、多晶硅(多结晶硅)等的半导体薄膜之后,利用离子蚀刻等方法来形成图案。
[0092]如此构成的发热电阻体HR、构成加热器控制电桥的电阻体Rl?R4以及构成温度传感器电桥的上游测温电阻体UR1、UR2和下游测温电阻体BR1、BR2,各自与配线WLl连接,被引到沿着半导体芯片CHPl的下边配置的焊垫roi。
[0093]构成本实施方式I中的流量传感器的一部分的半导体芯片CHPl形成如上所述的布局结构。实际的流量传感器形成为如下的结构,即具有形成有发热电阻体HR、加热器控制电桥HCB以及温度传感器电桥TSB的一个半导体芯片和形成有CPUl、输入电路2、输出电路3以及存储器4等的另一个半导体芯片,并将这些半导体芯片安装在基板上。
[0094]以下,首先对有关流量传感器的安装结构的相关技术进行说明,然后对该相关技术所具有的改善的必要性进行说明。其次,对努力将相关技术所具有的改善余地克服的本实施方式I中的流量传感器的安装构成进行说明。
[0095]<相关技术的说明>
[0096]图3是表示相关技术中的流量传感器FSP的安装结构的图,是表示由树脂封闭后的结构的图。特别是,图3(a)是表示相关技术中的流量传感器FSP的安装结构的俯视图。图3(b)是以图3 (a) A-A线切断的剖视图,图3(c)是以图3(a)的B-B线切断的剖视图。
[0097]如图3(a)?(C)所示,相关技术中的流量传感器FSP例如在芯片搭载部TABl上具有半导体芯片CHPI,通过粘接材料ADHl将该半导体芯片CHPl粘接于芯片搭载部TABl。此外,在半导体芯片CHPl的主面(上表面、表面)上形成有流量检测部FDU,在半导体芯片CHPl的背面中与流量检测部FDU相对的位置形成有隔膜(薄板部)DF。
[0098]并且,如图3(a)?(C)所示,在相关技术中的流量传感器FSP中,半导体芯片CHP2由含有树脂MR的封闭体封闭,同时,半导体芯片CHPl的一部分以及芯片搭载部TABl的一部分由含有树脂MR的封闭体封闭。具体而言,在相关技术中的流量传感器FSP中,以使形成于半导体芯片CHPl的上表面的流量检测部FDU露出,并将半导体芯片CHPl的侧面以及上表面的一部分覆盖的方式形成树脂MR。另外,如图3所示,在从树脂MR露出的半导体芯片CHPl的表面的一部分,形成有例如“A001”的用于识别半导体芯片CHPl的识别号NUM。
[0099]如此构成的相关技术中的流量传感器FSP,通过例如图4所示的制造工序来进行树脂封闭。图4是表示对相关技术中的流量传感器FSP进行树脂封闭的工序的剖视图。
[0100]如图4所示,在形成于引线框LF的芯片搭载部TABl上,通过粘接材料ADHl固定半导体芯片CHPl。并且,通过上模具UM和下模具BM,隔着第二空间将搭载有半导体芯片CHPl的引线框LF夹入。然后,通过在加热的状态下将树脂MR浇注至该第二空间,从而由树脂MR将半导体芯片CHPl的一部分封闭。
[0101]此时,如图4所示,通过粘接材料ADH1,隔膜DF的内部空间与上述的第二空间隔离,因此在由树脂MR填充第二空间时,也能够防止树脂MR侵入隔膜DF的内部空间。
[0102]此外,在上模具UM中形成有凹部,以确保包围形成于半导体芯片CHPl的上表面的流量检测部FDU的第一空间SPl (密闭空间)。由此,当将上模具UM向半导体芯片CHPl上按压时,通过形成于上模具UM的凹部,能够确保将形成于半导体芯片CHPl的流量检测部FDU以及其附近区域包围的第一空间SPl (密闭空间),并例如将半导体芯片CHPl的侧面以及上表面的一部分封闭。即,根据相关技术,能够使形成于半导体芯片CHPl的流量检测部FDU以及其附近区域露出,并将半导体芯片CHPl的一部分封闭。
[0103]具体而言,图4表示作为制造方法的下述工序的剖视图:通过下模具BM和设置有弹性体薄膜LAF的上模具UM,在夹紧搭载于引线框LF的芯片搭载部TABl上的半导体芯片CHPl等部件的状态下,将树脂MR注入形成于上模具UM和下模具BM之间的第二空间。尤其,图4表示流量传感器的空气(气体)的流动方向的剖视图。如图4所示,半导体芯片CHPl隔着弹性体薄膜LAF被上模具UM按压,由此半导体芯片CHPl由上模具UM固定。
[0104]在相关技术中,能够在利用模具固定形成有流量检测部FDU的半导体芯片CHPl的状态下进行树脂封闭,从而能够抑制半导体芯片CHPl的位置偏离,并由树脂MR将半导体芯片CHPl的一部分封闭。根据相关技术中的流量传感器FSP的制造方法,这意味着能够抑制各流量传感器的位置偏离,并由树脂MR将半导体芯片CHPl的一部分封闭,意味着能够抑制形成于半导体芯片CHPl的流量检测部FDU的位置偏差。其结果是,根据相关技术,能够在各流量传感器中使检测气体流量的流量检测部FDU的位置一致,因而能够在各流量传感器中抑制检测气体流量的性能偏差。也就是说,通过利用模具来进行固定同时将半导体芯片CHPl的一部分封闭的相关技术,与使用灌封树脂的技术相比,能够抑制每个流量传感器FSP的性能偏差。
[0105]予以说明的是,采用树脂封闭工序的流量传感器FSP的制造工序中,需要使含有树脂MR的封闭体从下模具BM顺畅地脱模。于是,虽然在图4没有图示,但在下模具BM中插入有可上下移动的顶针(Ejector pin),通过使用该顶针,能够使树脂封闭后的封闭体从下模具BM脱模。
[0106]在此,从树脂封闭前的引线框LF的下端部直至半导体芯片CHPl的上端部的安装高度的尺寸,有时产生偏差。该安装高度的偏差起因于各部件(引线框LF、粘接材料ADH1、半导体芯片CHP1)的厚度尺寸的偏差。为了防止由该安装高度尺寸的偏差所产生的半导体芯片的断裂或树脂泄漏至半导体芯片CHPl上,例如,如图4所示,在相关技术中,使弹性体薄膜LAF介于半导体芯片CHPl与上模具UM之间。
[0107]由此,例如半导体芯片CHPl的厚度比平均厚度薄的情况下,在通过上模具UM和下模具BM将搭载有半导体芯片CHPl的引线框LF夹入时,会产生间隙,但由于能够通过弹性体薄膜LAF将该间隙填充,因此能够防止树脂泄漏至半导体芯片CHPl上。
[0108]另一方面,半导体芯片CHPl的厚度比平均厚度厚的情况下,在通过上模具UM和下模具BM将搭载有半导体芯片CHPl的引线框LF夹入时,由于弹性体薄膜LAF与半导体芯片CHPl相比弹性模量低,因此弹性体薄膜LAF的厚度方向的尺寸发生变化,以吸收半导体芯片CHPl的厚度。由此,即使半导体芯片CHPl的厚度比平均厚度厚,也能够防止必要以上的力量施加于半导体芯片CHP1,结果,能够防止半导体芯片CHPl的断裂。
[0109]也就是说,根据相关技术中的流量传感器FSP的制造方法,半导体芯片CHPl隔着弹性体薄膜LAF被上模具UM按压。因此,能够通过弹性体薄膜LAF的厚度变化来吸收由半导体芯片CHP1、粘接材料ADH1、引线框LF的厚度偏差而引起的部件的安装偏差。根据这样的相关技术,可以缓和施加于半导体芯片CHPl的夹紧力。其结果是,能够防止半导体芯片CHPl的裂纹、缺口或裂缝等所代表的破损。即,根据相关技术中的流量传感器FSP的制造方法,能够保护半导体芯片CHPl不发生伴随部件的安装偏差所引起的夹紧力的增大而产生的半导体芯片CHPl的裂纹、缺口或裂缝等所代表的破损。
[0110]<相关技术中的改善的余地>
[0111]就包括半导体芯片CHPl的流量检测部FDU以及其附近区域在内的未由树脂MR覆盖的露出部分而言,作为半导体芯片CHPl的主成分的娃材料会露出。由于该娃材料为脆性材料,从而容易由于冲击、因温度变化而产生的热应力等外力负荷而产生断裂。因此,需要使包括半导体芯片CHPl的流量检测部FDU以及其附近区域在内的露出部分尽量变小。
[0112]然而,如图4所示,为了防止树脂MR流入流量检测部FDU,为了确保防止树脂泄漏至流量检测部FDU的封闭性,需要将弹性体薄膜LAF与半导体芯片CHPl接触的接触部分SEL的尺寸设为特定值以上。因此,为了使半导体芯片CHPl的露出区域变小而使上述的接触部分SEL的尺寸(宽度)变小是困难的。即,上述的接触部分SEL最终将成为半导体芯片CHPl的表面露出的部分,但不能为了使半导体芯片CHPl的露出区域变小而使该接触部分SEL的尺寸变小。这是因为,如果将弹性体薄膜LAF与半导体芯片CHPl接触的接触部分SEL的尺寸变少,则难以确保防止树脂泄漏至流量检测部FDU的充分的封闭性。
[0113]于是,为了使包括半导体芯片CHPl的流量检测部FDU以及其附近区域在内的未由树脂MR覆盖的露出部分变小,可考虑将形成于半导体芯片CHPl的上表面的流量检测部FDU包围的第一空间SPl (密闭空间)的尺寸SL变小。在该情况下,即使不使弹性体薄膜LAF与半导体芯片CHPl接触的接触部分SEL的尺寸变小,第一空间SPl自身的尺寸SL也会变小,因此从结果看来,可认为能够使半导体芯片CHPl的露出部分(露出区域)变小。
[0114]另一方面,如图4所示,在半导体芯片CHPl的背面形成有隔膜DF,为了将该隔膜DF形成在半导体芯片CHPl的背面,需要对半导体芯片CHPl进行薄板化加工。一般而言,隔膜DF通过利用氢氧化钾(KOH)对用于半导体芯片CHPl的[100]方位的单结晶硅进行蚀亥Ij,加工成具有54.7°的角度的倾斜形状来形成。
[0115]在此,图5是表示在使第一空间SPl自身的尺寸变小的状态下,对相关技术中的流量传感器FSP进行树脂封闭的工序的剖视图。此时,如图5所示,如果使第一空间SPl自身的尺寸SL变小,则隔膜DF的倾斜部将位于弹性体薄膜LAF与半导体芯片CHPl接触的接触部分SEL的正下方区域。在该情况下,来自接触部分SEL的负荷将直接施加于隔膜DF的倾斜部,从而在半导体芯片CHPl容易产生裂纹CLK。由此可知,如果在相关技术中考虑使半导体芯片CHPl的露出部分变小的结构,则存在作为其副作用在半导体芯片CHPl容易产生裂纹CLK这样的改善余地。
[0116]此外,与利用蚀刻来形成隔膜DF的情况同样地,利用喷砂法等将隔膜DF形成为方槽状的情况下,为了使半导体芯片CHPl的露出部分尽量变小,也需要使第一空间SPl的尺寸SL变小。由此,弹性体薄膜LAF与半导体芯片CHPl接触的接触部分SEL与隔膜DF的距离变近,在半导体芯片CHPl容易产生裂纹CLK。
[0117]进而,如图3所示,在半导体芯片CHPl上形成有批号等识别号NUM(例如图3的“A001”),该识别号被利用于产品管理等。因此,如果半导体芯片CHPl的上表面的露出部分变小,则半导体芯片CHPl上的识别号NUM被树脂MR覆盖,有可能无法认出识别号NUM。
[0118]于是,在本实施方式I中的技术思想中,施加了应对上述的改善余地的办法。以下,对施加了该办法的本实施方式I中的技术思想进行说明。
[0119]<实施方式I中的流量传感器的树脂封闭前的结构>
[0120]图6是表示本实施方式I中的流量传感