流量传感器及其制造方法

流量传感器及其制造方法
【专利摘要】本发明提供一种能够抑制各流量传感器的性能偏差来实现性能提高(也包含提高可靠性来实现性能提高的情况)的技术。例如，在用上模具(UM)和下模具(BM)夹着搭载有半导体芯片(CHP1)的引线框(LF)时，搭载有半导体芯片(CHP1)的引线框(LF)和上模具(UM)之间设置有框体(FB)和弹性体薄膜(LAF)。此时，框体(FB)的高度高于流量检测部(FDU)的高度且框体(FB)的弹性系数小于半导体芯片(CHP1)的弹性系数。
【专利说明】流量传感器及其制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及流量传感器及其制造技术，尤其涉及适用于流量传感器的结构的有效的技术。
【背景技术】
[0002]在日本特开2004-74713号公报(专利文献I)中，作为半导体壳体的制造方法公开有通过设置有分离型薄膜板的模具夹持部件，流入树脂的方法。
[0003]另外，在日本特开2011-122984号公报(专利文献2)中，关于使气体(空气)流动的流量检测部部分露出的流量传感器，记载有模具使用由弹簧支承的放入件或者弹性体薄膜的流量传感器的制造方法。
[0004]现有技术文献
[0005]专利文献
[0006]专利文献1:日本特开2004-74713号公报
[0007]专利文献2:日本特开2011-122984号公报

【发明内容】

[0008]发明想要解决的技术问题
[0009]例如，当前在汽车等的内燃机中，设置有电子控制燃料喷射装置。该电子控制燃料喷射装置具有通过适当地对流入内燃机的气体(空气)和燃料的量进行调整，使内燃机有效地运转的作用。因此，在电子控制燃料喷射装置中，需要正确掌握流入内燃机的气体(空气)。因此，电子控制燃料喷射装置设置有测定气体(空气)流量的流量传感器(空气流量传感器)。
[0010]在流量传 感器中，尤其是利用半导体微加工技术制造的流量传感器，因为能够削减成本且能够以低电力驱动，所以被关注。这种流量传感器，例如采用如下结构:在由硅形成的半导体衬底的背面形成利用各向异性蚀刻而形成的隔膜(diaphragm)(薄板部)，在与该隔膜相对的半导体衬底的表面形成有由发热电阻体和测温电阻体所形成的流量检测部。
[0011]在实际的流量传感器中，例如，除了形成有隔膜和流量检测部的第一半导体芯片之外，还具有形成有控制流量检测部的控制电路部的第二半导体芯片。上述第一半导体芯片和第二半导体芯片例如搭载在衬底上，与形成在衬底上的配线(端子)电连接。具体而言，例如，第一半导体芯片通过由金线(金丝)形成的金属线与形成在衬底的配线连接，第二半导体芯片使用形成在第二半导体芯片的凹凸电极(bump electrode),与形成在衬底的配线连接。这样，搭载在衬底上的第一半导体芯片和第二半导体芯片经由形成在衬底的配线电连接。结果，能够通过形成在第二半导体芯片的控制电路部对形成在第一半导体芯片的流量检测部进行控制，构成流量传感器。
[0012]此时，连接第一半导体芯片和衬底的金线(金丝、金属线)为了防止因变形导致的接触等，通常由充填树脂(potting resin、填缝树脂、密封树脂)固定。即，金线(金属线)由充填树脂覆盖而固定，利用该充填树脂，来保护金线(金属线)。另一方面，构成流量传感器的第一半导体芯片和第二半导体芯片通常不被充填树脂封装。换言之，通常的流量传感器中，采用仅仅金线(金属线)被充填树脂覆盖的结构。
[0013]在此，金线(金属线)的利用充填树脂进行的固定，并不是在使用模具等将第一半导体芯片固定的状态下进行的，所以有时会发生因充填树脂的收缩而导致的第一半导体芯片从搭载位置偏离的问题。并且，因为充填树脂通过滴下而形成，所以，存在充填树脂的尺寸精度低的问题。其结果，在各个流量传感器中，形成在流量检测部的第一半导体芯片的搭载位置产生偏差，并且充填树脂的形成位置也微妙不同，各流量传感器的检测性能产生偏差。因此，为了抑制各流量传感器的性能偏差，需要对每个流量传感器进行检测性能的修正，需要追加进行流量传感器的制造工序中的性能修正工序。尤其是，在性能修正工序变得较长时，也存在流量传感器的制造工序中的生产率降低，流量传感器的成本上升的问题。并且，因为充填树脂并不进行利用加热进行的硬化的促进，所以至充填树脂硬化为止的时间较长，流量传感器的制造工序中的生产率降低。
[0014]本发明的目的在于提供一种能够抑制每个流量传感器的性能偏差从而实现性能提闻(也包含提闻可罪性从而实现性能提闻的情况)的技术。
[0015]本发明的上述目的以及其它的目的和新的特征，能够根据本说明书的记载以及附图而变得明确。
[0016]用于解决技术问题的技术方案
[0017]当简单说明本申请公开的发明之中代表性的内容的概要时，如下所述。
[0018]代表的实施方式中的流量传感器具备:(a)第一芯片搭载部；和(b)配置在上述第一芯片搭载部上的第一半导体芯片，上述第一半导体芯片具有:(bl)形成在第一半导体衬底的主面上的流量检测部；和(b2)在上述第一半导体衬底的与上述主面相反侧的背面中、在与上述流量检测部相对的区域形成的隔膜。在此，上述流量传感器含有框体，该框体搭载在上述第一半导体芯片上且具有至少露出上述流量检测部的开口部，该框体由弹性系数比上述第一半导体芯片的弹性系数小的材质形成。而且，在形成于上述第一半导体芯片上的上述流量检测部从上述框体的上述开口部露出的状态下，上述第一半导体芯片的一部分被含有树脂的封装体封装。
[0019]另外，代表的实施方式中的流量传感器的制造方法是具有上述结构的流量传感器的制造方法。上述流量传感器的制造方法包括:(a)准备具有上述第一芯片搭载部的基材的工序；(b)准备上述第一半导体芯片的工序；(c)在上述第一芯片搭载部上搭载上述第一半导体芯片的工序。然后，还包括:(d)在上述(C)工序后，以使上述流量检测部包含于形成在上述框体的上述开口部的方式，在上述第一半导体芯片上配置上述框体的工序；和
(e)在上述(d)工序之后，使形成在上述第一半导体芯片的上述流量检测部露出，并利用上述封装体将上述第一半导体芯片的一部分封装的工序。在此，上述(e)工序包括:(el)准备上模具和下模具的工序；(e2)在上述(el)工序后，通过使上述上模具的底面紧贴于上述框体，形成包围上述流量检测部的第一空间，并利用上述上模具和上述下模具隔着第二空间夹着搭载有上述第一半导体芯片的上述基材的工序；和(e3)在上述(e2)工序后，使上述树脂流入上述第二空间的工序。
[0020]发明效果[0021]若简单说明在本申请所公开的发明之中、通过代表的发明而得到的效果时，如下所述。
[0022]能够抑制每个流量传感器的性能偏差而实现性能的提高。
【专利附图】

【附图说明】
[0023]图1是表示实施方式I中的流量传感器的电路构成的电路框图。
[0024]图2是表示构成实施方式I中的流量传感器的一部分的半导体芯片的布局构成的平面图。
[0025]图3是表示实施方式I中的流量传感器的实际安装构成的图，表示用树脂进行封装之前的构成的图。特别是，(a)是表示实施方式I中的流量传感器的实际安装构成的平面图，(b)是(a)的以A-A线切断的截面图，(C)是表示半导体芯片的背面的平面图。
[0026]图4(a)是表示框体的构成的平面图，(b)是(a)的以A_A线切断的截面图，(c)是(a)的以B-B线切断的截面图。
[0027]图5是表示实施方式I中的流量传感器的实际安装构成的图，表示用树脂进行封装之后的构成的图。特别是，(a)是表示实施方式I中的流量传感器的实际安装构成的平面图，(b)是(a)的以A-A线切断的截面图，(C)是(a)的以B_B线切断的截面图。
[0028]图6是表示将密封条除去之后的流量传感器的实际安装构成的平面图。
[0029]图7是表示实施方式I中的流量传感器的制造工序的截面图。
[0030]图8是表示接着图7的流量传感器的制造工序的截面图。
[0031]图9是表示接着图8的流量传感器的制造工序的截面图。
[0032]图10是表不接着图9的流量传感器的制造工序的截面图。
[0033]图11是表示接着图10的流量传感器的制造工序的截面图。
[0034]图12是表示接着图11的流量传感器的制造工序的截面图。
[0035]图13是表示不使用弹性体薄膜、仅隔着框体、将上模具按压到搭载有半导体芯片的引线框的一个例子的截面图。
[0036]图14是表示不使用框体进行树脂封装的相关技术的一个例子的图。
[0037]图15(a)是表示变形例I中的流量传感器的平面图，(b)是(a)的以A_A线切断的截面图，(C)是(a)的以B-B线切断的截面图。
[0038]图16是表示变形例I中的流量传感器的一个截面的图。
[0039]图17是表示在变形例2中、树脂封装前的流量传感器的结构的平面图。
[0040]图18是图17的以A-A线切断的截面图。
[0041]图19是图17的以B-B线切断的截面图。
[0042]图20是表示实施方式2中的流量传感器的实际安装构成的图，表示用树脂进行封装之前的构成的图。特别是，(a)是表示实施方式2中的流量传感器的实际安装构成的平面图，(b)是(a)的以A-A线切断的截面图，(C)是(a)的以B_B线切断的截面图，(d)是表示半导体芯片的背面的平面图。
[0043]图21是表示实施方式2中的流量传感器的实际安装构成的图，表示用树脂进行封装后的构成的图。特别是，(a)是表示实施方式2中的流量传感器的实际安装构成的平面图，(b)是(a)的以A-A线切断的截面图，(C)是(a)的以B_B线切断的截面图。[0044]图22是表示将密封条除去之后的流量传感器的实际安装构成的平面图。
[0045]图23是表示实施方式2中的流量传感器的制造工序的截面图。
[0046]图24是表示接着图23的流量传感器的制造工序的截面图。
[0047]图25是表示接着图24的流量传感器的制造工序的截面图。
[0048]图26是表示接着图25的流量传感器的制造工序的截面图。
【具体实施方式】
[0049]在以下的实施方式中，为了方便在有需要时分割为多个部分或实施方式进行说明，但是除了特别明确表示的情况之外，它们彼此并非毫无关系，一方具有另一方的一部分或全部的变形例、详细、补充说明等的关系。
[0050]另外，在以下的实施方式中，在提及要素的数量等(包括个数、数值、量、范围等)的情况下，在除了特别明示的情况和原理上明确地被限定为特定数量的情况等之外，并不限定为特定的数量，可以为特定的数量以上或以下。
[0051]并且，在以下的实施方式中，该构成要素(也包含要素步骤等)除了特别明示的情况和原理上明确地被认为必须的情况之外，并不一定是必须的，这自不待言。
[0052]同样，在以下的实施方式中，当提及构成要素等的形状、位置关系等时，在除了特别明示的情况和原理上明确地被认为并非如此的情况等之外，也包含实质上与其形状等近似或者类似的情况。这对于上述数值和范围也相同。
[0053]另外，在用于对实施方式进行说明的所有图中，对相同部件原则上标注相同的附图标记，省略其重复说明。其中，为了容易理解附图，在平面图中，优势标注阴影。
[0054](实施方式I)
[0055]<流量传感器的电路构成>
[0056]首先，说明流量传感器的电路构成。图1是表示本实施方式I中的流量传感器的电路构成的电路框图。图1中，本实施方式I中的流量传感器，首先，具有用于控制流量传感器的CPU (Central Processing Unit) 1，并且，具有用于对该CPUl输入输入信号的输入电路2和用于输出来自CPUl的输出信号的输出电路3。而且，流量传感器设置有存储数据的存储器4，CPUl访问存储器4，能够参照存储于存储器4的数据。
[0057]接着，CPUl经由输出电路3与晶体管Tr的基极连接。而且，该晶体管Tr的集电极与电源PS连接，晶体管Tr的发射电极经由发热电阻体HR与地面(GND)连接。因此，晶体管Tr由CPUl控制。换言之，晶体管Tr的基极经由输出电路3与CPUl连接，所以，来自CPUl的输出信号被输入晶体管Tr的基极。
[0058]结果，利用来自CPUl的输出信号(控制信号)，来控制在晶体管Tr中流动的电流。当由于来自CPUl的输出信号在晶体管Tr中流动的电流变大时，从电源PS向发热电阻体HR供给的电流变大，发热电阻体HR的加热量变大。
[0059]另一方面，当由于来自CPUl的输出信号在晶体管Tr中流动的电流变少时，向发热电阻体HR供给的电流变少，发热电阻体HR的加热量减少。
[0060]这样可知，在本实施方式I中的流量传感器中，由CPUl控制在发热电阻体HR中流动的电流量，由此，来自发热电阻体HR的发热量被CPUl控制。
[0061]接着，在本实施方式I中的流量传感器中，由CPUl控制在发热电阻体HR中流动的电流，因此设置有加热控制桥HCB。该加热控制桥HCB检测从发热电阻体HR散发的发热量，将该检测结果输出到输入电路2。其结果，CPUl能够输入来自加热控制桥HCB的检测结果，基于这种情况，来控制在晶体管Tr中流动的电流。
[0062]具体而言，如图1所示，加热控制桥HCB在参照电压Vrefl和地面(GND)之间具有构成桥的电阻体Rl~电阻体R4。在如以上方式构成的加热控制桥HCB中，由发热电阻体HR加热后的气体比吸气温度仅仅高某一定温度(AT、例如，IOO0C )的情况下，以节点A的电位和节点B的电位的电位差为OV的方式设定电阻体Rl~电阻体R4的电阻值。即，构成加热控制桥HCB的电阻体Rl~电阻体R4以将电阻体Rl和电阻体R3串联连接的构成构件和将电阻体R2和电阻体R4串联连接的构成构件在参照电压Vrefl和地面(GND)之间并列连接的方式构成桥。而且，电阻体Rl和电阻体R3的连接点为节点A，电阻体R2和电阻体R4的连接点为节点B。
[0063]此时，由发热电阻体HR加热后的气体与构成加热控制桥HCB的电阻体Rl接触。因此，由于来自发热电阻体HR的发热量，构成加热控制桥HCB的电阻体Rl的电阻值为主发生变化。这样，电阻体Rl的电阻值发生变化时，节点A和节点B之间的电位差发生变化。该节点A和节点B的电位差经由输入电路2被输入CPU1，所以，CPUl基于节点A和节点B的电位差控制在晶体管Tr中流动的电流。
[0064]具体而言，CPUl控制在晶体管Tr中流动的电流，使得节点A和节点B的电位差成为0V，来控制来自发热电阻体HR的发热量。换言之，可知:在本实施方式I中的流量传感器中，CPUl基于加热控制桥HCB的输出进行反馈控制，将由发热电阻体HR加热后的气体比吸气温度仅高某一定温度(AT、例如，100°C )的一定值。
[0065]接着，本实施方式I中的流量传感器具有用于检测气体的流量的温度传感器桥TSB0该温度传感器桥TSB在参照电压Vref2和地面(GND)之间具有构成桥的4个测温电阻体。该4个测温电阻体由2个上游测温电阻体UR1、UR2和2个下游测温电阻体BR1、BR2构成。
[0066]g卩，图1的箭头的方向表示气体流动的方向，在该气体流动的方向的上游侧设置有上游测温电阻体UR1、UR2，在下游侧设置有下游测温电阻体BR1、BR2。这些上游测温电阻体UR1、UR2和下游测温电阻体BR1、BR2配置成至发热电阻体HR的距离相同。
[0067]在温度传感器桥TSB中，上游测温电阻体URl和下游测温电阻体BRl在参照电压Vref2和地面(GND)之间串联连接，该上游测温电阻体URl和下游测温电阻体BRl的连接点为节点C。
[0068]另一方面，上游测温电阻体UR2和下游测温电阻体BR2在地面(GND)和参照电压Vref2之间串联连接，该上游测温电阻体UR2和下游测温电阻体BR2的连接点为节点D。而且，节点C的电位和节点D的电位经由输入电路2被输入CPUl。而且，设定上游测温电阻体URU UR2和下游测温电阻体BR1、BR2的各电阻值，使得在箭头方向上流动的气体的流量为零的无风状态时，节点C的电位和节点D的电位的差电位成为0V。
[0069]具体而言，上游测温电阻体UR1、UR2和下游测温电阻体BR1、BR2构成为距发热电阻体HR的距离相等且电阻值也相等。因此，可知在温度传感器桥TSB中，与发热电阻体HR的发热量无观，当为无风状态时，节点C和节点D的差电位为0V。
[0070] <流量传感器的动作>[0071]本实施方式I中的流量传感器如上述方式构成，下面，参照图1来对其动作进行说明。首先，CPUl经由输出电路3对晶体管Tr的基极输出输出信号(控制信号)，使电流流过晶体管Tr。这样，电流从与晶体管Tr的集电极连接的电源PS流到与晶体管Tr的发射电极连接的发热电阻体HR。因此，发热电阻体HR发热。而且，由来自发热电阻体HR的发热加热后的气体对构成加热控制桥HCB的电阻体Rl进行加热。
[0072]此时，设定电阻体Rl?R4的各电阻值，在由发热电阻体HR加热的气体仅高于一定温度(例如，IOO0C )的情况下，使得加热控制桥HCB的节点A和节点B的差电位为0V。因此，例如在由发热电阻体HR加热后的气体仅高于一定温度(例如，100°C)的情况下，力口热控制桥HCB的节点A和节点B之间的差电位为0V，该差电位(OV)经由输入电路2被输入CPU1。而且，识别出来自加热控制桥HCB的差电位为OV的CPUl经由输出电路3对晶体管Tr的基极输出用于维持现状的电流量的输出信号(控制信号)。
[0073]另一方面，由发热电阻体HR加热后的气体偏离一定温度(例如，100°C )的情况下，加热控制桥HCB的节点A和节点B之间产生不是OV的差电位，该差电位经由输入电路2被输入CPU1。而且，识别出产生来自加热控制桥HCB的差电位的CPUl经由输出电路3对晶体管Tr的基极输出差电位成为OV的输出信号(控制信号)。
[0074]例如，在产生由发热电阻体HR加热后的气体高于一定温度(例如，IOO0C )的方向的差电位的情况下，CPUl对晶体管Tr的基极输出在晶体管Tr中流动的电流减少的控制信号(输出信号)。对此，在产生由发热电阻体HR加热后的气体低于一定温度(例如，100°C)方向的差电位的情况下，CPUl对晶体管Tr的基极输出在晶体管Tr中流动的电流增加的控制信号(输出信号)。
[0075]如以上方式，CPUl基于来自加热控制桥HCB的输出信号进行反馈控制，使得加热控制桥HCB的节点A和节点B之间的差电位成为OV (平衡状态)。由此，可知在本实施方式I中的流量传感器中，由发热电阻体HR加热后的气体被控制为一定温度。
[0076]接着，对测定本实施方式I中的流量传感器中的气体的流量的动作进行说明。首先，对无风状态的情况进行说明。设定上游测温电阻体UR1、UR2和下游测温电阻体BR1、BR2的各电阻值，使得在箭头方向上流动气体的流量为零的无风状态时，温度传感器桥TSB的节点C的电位和节点D的电位的差电位为0V。
[0077]具体而言，上游测温电阻体UR1、UR2和下游测温电阻体BR1、BR2构成为距发热电阻体HR的距离相等且电阻值也相等。因此，在温度传感器桥TSB中，与发热电阻体HR的发热量无关，当为无风状态时，节点C和节点D的差电位成为0V，该差电位(OV)经由输入电路2被输入CPU1。而且，识别出来自温度传感器桥TSB的差电位为OV的CPUl识别在箭头方向上流动的气体的流量为零，经由输出电路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。
[0078]接着，考虑气体在图1的箭头方向上流动的情况。在该情况下，如图1所示，配置在气体的流动方向的上游侧的上游测温电阻体UR1、UR2由在箭头方向上流动的气体冷却。因此，上游测温电阻体UR1、UR2的温度降低。对此，由于由发热电阻体HR加热后的气体流向下游测温电阻体BR1、BR2，所以配置在气体的流动方向的下游侧的下游测温电阻体BR1、BR2的温度上升。其结果，温度传感器桥TSB的平衡崩坏，在温度传感器桥TSB的节点C和节点D之间产生不为零的差电位。[0079]该差电位经由输入电路2被输入CPU1。而且，识别出来自温度传感器桥TSB的差电位不为零的CPUl识别在箭头方向上流动的气体的流量不为零。然后，CPUl访问存储器4。在存储器4中存储有使差电位和气体流量对应的对比表(表格)，所以，访问了存储器4的CPUl根据存储在存储器4的对比表算出气体流量Q。这样，由CPUl算出的气体流量Q经由输出电路3从本实施方式I中的流量传感器输出。如以上所述可知,采用本实施方式I中的流量传感器，能够求出气体的流量。
[0080]<流量传感器的布局构成>
[0081]接着，对本实施方式I中的流量传感器的布局构成进行说明。例如，图1所示的本实施方式I中的流量传感器形成在2个半导体芯片。具体而言，发热电阻体HR、加热控制桥HCB和温度传感器桥TSB形成在一个半导体芯片，CPUl、输入电路2、输出电路3和存储器4等形成在另外的半导体芯片。以下，对形成有发热电阻体HR、加热控制桥HCB和温度传感器桥TSB的半导体芯片的布局构成进行说明。
[0082]图2是表示本实施方式I中的构成流量传感器的一部分的半导体芯片CHPl的布局构成的平面图。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。而且，如图2所示，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表示半导体芯片CHPl的厚度变薄的薄板区域。即，形成有隔膜DF的区域的厚度比其它的半导体芯片CHPl的区域的厚度薄。
[0083]如图2所示，在与这样形成在隔膜DF的背面区域相对的半导体芯片CHPl的表面区域，形成有流量检测部FDU。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，该发热电阻体HR的周围形成有构成加热控制桥的电阻体R1。而且，在流量检测部FDU的外侧形成有构成加热控制桥的电阻体R2?R4。通过这样形成的电阻体Rl?R4来控制加热控制桥。
[0084]特别是，构成加热控制桥的电阻体Rl形成在发热电阻体HR的附近，所以能够使电阻体Rl精度良好地反映由来自发热电阻体HR的发热加热的气体的温度。
[0085]另一方面，构成加热控制桥的电阻体R2?R4配置成离开发热电阻体HR，所以，能够难以受到来自发热电阻体HR的发热的影响。
[0086]因此，电阻体Rl能够构成为对由发热电阻体HR加热后的气体的温度敏感地反应，并且，电阻体R2?R4构成为能够难以受到发热电阻体HR的影响并容易将电阻值维持为一定值。因此，能够提高加热控制桥的检测精度。
[0087]并且，以夹着形成在流量检测部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，气体在流动箭头方向的上游侧形成上游测温电阻体UR1、UR2，气体流动箭头方向的下游侧形成下游测温电阻体BR1、BR2。
[0088]通过如以上方式构成，气体在箭头方向上流动的情况下，能够使上游测温电阻体URUUR2的温度降低，并且，能够使下游测温电阻体BR1、BR2的温度上升。利用这样方式配置在流量检测部FDU的上游测温电阻体UR1、UR2和下游测温电阻体BR1、BR2而形成温度传感器桥。
[0089]上述发热电阻体HR、上游测温电阻体UR1、UR2和下游测温电阻体BR1、BR2能够通过例如在利用派射法、CVD (Chemical Vapor Deposition、化学气相沉积)法等的方法形成钼(钼金、platina)等的金属膜、多晶娃(polysilicon、polycrystal silicon)等的半导体薄膜后，利用离子蚀刻等的方法进行图案化而形成。
[0090]这样方式构成的发热电阻体HR、构成加热控制桥的电阻体Rl?R4以及构成温度传感器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，被引出至沿半导体芯片CHPl的下边配置的焊盘(垫、pad)PDl。
[0091]如以上所述，本实施方式I中的构成流量传感器的一部分的半导体芯片CHPl被布局构成。实际的流量传感器包括:形成有发热电阻体HR、加热控制桥HCB和温度传感器桥TSB的一个半导体芯片；和形成有CPU1、输入电路2、输出电路3和存储器4等的另一个半导体芯片，形成这些半导体芯片实际安装的衬底上的结构。
[0092]以下，对如以上方式实际安装构成的本实施方式I中的流量传感器进行说明。
[0093]<实施方式I中的流量传感器的实际安装构成>
[0094]图3是表示本实施方式I中的流量传感器FSl的实际安装构成的图，是表示用树脂进行封装之前的构成的图。特别是，图3(a)是表示本实施方式I中的流量传感器FSl的实际安装构成的平面图。图3(b)是图3(a)的以A-A线切断的截面图，图3(c)是表示半导体芯片CHPl的背面的平面图。
[0095]首先，如图3(a)所示，本实施方式I中的流量传感器FSl具有例如由铜材料形成的引线框(lead frame) LF。该引线框LF在由构成外框体的密封条(dam bar、封堵件)DM包围的内部具有芯片搭载部TABl和芯片搭载部TAB2。而且，在芯片搭载部TABl上搭载有半导体芯片CHPl，在芯片搭载部TAB2上搭载有半导体芯片CHP2。
[0096]半导体芯片CHPl呈矩形形状，在大致中央部形成有流量检测部FDU。而且，与流量检测部FDU连接的配线WLl形成在半导体芯片CHPl上，该配线WLl与沿着半导体芯片CHPl的一边形成的多个焊盘(pad) PDl连接。换言之，流量检测部FDU和多个焊盘PDl通过配线WLl连接。这些焊盘PDl与形成在引线框LF的引线(Iead)LDl经由例如由金线(金丝)形成的金属线Wl连接。形成在引线框LF的引线LDl进而与形成在半导体芯片CHP2的焊盘PD2通过例如由金线形成的金属线W2连接。
[0097]半导体芯片CHP2 形成有由 MISFET (Metal Insulator Semiconductor Field EffectTransistor (金属-绝缘体-半导体场效应晶体管))等的半导体元件、配线形成的集成电路。具体而言，形成构成图1所示的CPU1、输入电路2、输出电路3、或者、存储器4等的集成电路。这些集成电路与作为外部连接端子而发挥功能的焊盘TO2、焊盘PD3相连接。而且，形成在半导体芯片CHP2的焊盘PD3与形成在引线框LF的引线LD2通过例如由金线形成的金属线W3连接。像这样可知，形成有流量检测部FDU的半导体芯片CHPl和形成有控制电路的半导体芯片CHP2通过形成在引线框LF的引线LDl而连接。其中，图3中虽然未图示，但是在半导体芯片CHPl的最外表面，如后文所述，以与粘合的树脂的应力缓冲、表面保护、绝缘等为目的，而可以形成有聚酰亚胺膜(polyimide film)。
[0098]接着，如图3(b)所示，在引线框LF形成有芯片搭载部TABl，在该芯片搭载部TABl上搭载有半导体芯片CHP1。该半导体芯片CHPl通过粘合材料(粘结材料、粘接件)ADHl与芯片搭载部TABl粘合。在半导体芯片CHPl的背面形成有隔膜DF (薄板部)，在与隔膜DF相对(对置)的半导体芯片CHPl的表面形成有流量检测部FDU。另一方面，在存在于隔膜DF的下方的芯片搭载部TABl的底部形成有开口部0P1。其中，表示了在存在于隔膜DF的下方的芯片搭载部TABl的底部形成有开口部OPl的例子，但是本实施方式I中的技术的思想不限定于此，也能够使用不形成有开口部OPl的引线框LF。
[0099]并且，如图3(b)所示，在半导体芯片CHPl的表面(上面)，除了流量检测部FDU之外，还形成有与流量检测部FDU连接的焊盘roi，该焊盘PDl通过金属线Wl与形成在引线框LF的引线LDl连接。而且，引线框LF除了半导体芯片CHPl之外还搭载有半导体芯片CHP2，半导体芯片CHP2通过粘合材料ADH2与芯片搭载部TAB2粘合。并且，形成在半导体芯片CHP2的焊盘PD2和形成在引线框LF的引线LDl通过金属线W2连接。另外，形成在半导体芯片CHP2的焊盘PD3和形成在引线框LF的引线LD2通过金属线W3电连接。
[0100]对于粘合半导体芯片CHPl和芯片搭载部TABl的粘合材料ADH1、粘合半导体芯片CHP2和芯片搭载部TAB2的粘合材料ADH2，能够使用例如以环氧树脂Gpoxy resin)、聚氨酯树脂(polyurethane resin)等的热硬化性树脂为成分的粘合材料、以聚酰亚胺树脂(polyimide resin)、丙烯酸树脂(acrylic resin)、氟树脂等的热可塑性树脂为成分的粘合材料。
[0101]例如，半导体芯片CHPl和芯片搭载部TABl的粘合，能够如图3(c)所示通过涂敷粘合材料ADH1、银膏等、或利用片状的粘合材料进行。图3 (c)是表示半导体芯片CHPl的背面的平面图。如图3(c)所示，在半导体芯片CHPl的背面形成有隔膜DF，以包围该隔膜DF的方式涂敷有粘合材料ADHl。此外，在图3(c)中，表示以四边形形状包围隔膜DF的方式涂敷粘合材料ADHl的例子，但是不限于此，例如，可以以用椭圆形状的任意的形状包围隔膜DF的方式涂敷粘合材料ADHl。
[0102]并且，在本实施方式I中，如图3(a)和图3(b)所示，在半导体芯片CHPl的一部分上形成有框体FB。该框体FB例如呈矩形形状，在内部形成有开口部OP(FB)。该框体FB配置成形成在半导体芯片CHPl的主面上的流量检测部FDU从开口部OP(FB)露出，且配置成形成在半导体芯片CHPl的多个焊盘PDl露出在框体FB的外侧。
[0103]以下对该框体FB的构成进行说明。图4是表示框体FB的构成的图。图4(a)是表示框体FB的构成的平面图，图4(b)是图4(a)的以A-A线切断的截面图。另外，图4(c)是图4(a)的以B-B线切断的截面图。
[0104]如图4(a)所示可知，框体FB呈矩形形状，在框部FP的内部形成有开口部OP (FB)。而且，如图4 (b)、图4 (c)所示，框体FB形成有与半导体芯片CHPl的侧面平行(并行)的壁部WP。而且，如图3(b)所示，通过使该壁部WP与半导体芯片CHPl紧贴(紧密接触、粘结)，能够在与半导体芯片CHPl对位的状态下，将框体FB配置在半导体芯片CHPl上。此时，框体FB可以与半导体芯片CHPl粘合，或者不与半导体芯片CHPl粘合。特别是，在框体FB与半导体芯片CHPl粘合的情况下，能够获得能够防止框体FB的位置偏离(错位)的效果。此夕卜，形成在框体FB的壁部WP只要与半导体芯片CHPl的至少一个侧面对应设置即可。
[0105]在此，本实施方式I中的框体FB的特征在于:构成框体FB的材质的弹性系数小于构成半导体芯片CHPl的材质的弹性系数这点。此时，弹性系数是指框体FB和半导体芯片CHPl的弹性率。弹性率是将弹性体内的应力和形变彼此成比例的胡克定律表示为“应力与形变成比例”的形式时的比例定数(常数)。
[0106]例如，优选框体FB的弹性系数和半导体芯片CHPl的弹性系数的比较在温度250C (室温)下进行比较。另外，弹性系数的比较能够在框体FB的弹性系数和构成半导体芯片CHPl的基材的弹性系数之间进行。例如，在构成半导体芯片CHPl的基材由单晶硅形成的情况下，能够利用与单晶硅相比在室温下弹性系数小的材质构成框体FB。
[0107]以上，对框体FB和半导体芯片CHPl的弹性系数的比较进行了说明，其基本理念在于使用与半导体芯片CHPl相比硬度小(柔软)的框体FB。在此所谓的硬度，能够使用例如室温下的维氏硬度(Vickers hardness)、显微维氏硬度(micro Vickers hardness)、布氏硬度(Brinellhardness)或者洛氏硬度(Rockwellhardness)的任一者来进行比较。
[0108]具体而言，与半导体芯片CHPl相比硬度小的框体FB能够使用以PBT树脂、ABS树月旨、PC树脂、尼龙树脂、PS树脂、氟树脂等为成分的热可塑性树脂、以环氧树脂、酚醛树脂等为成分的热硬化性树脂、以特氟龙(注册商标)、聚氨酯、氟等为成分的橡胶材料、弹性体等的高分子材料。
[0109]作为框体FB能够使用射出成型(喷射成型)、转印成形法在模具内充填树脂进行注塑成形(模具成型)而形成、或者利用上述材料形成的薄膜件、片形状件。
[0110]另外，利用热硬化性树脂、热可塑性树脂、橡胶材料、弹性体等的高分子材料形成的框体FB，也能够作为框体FB自身具有粘合性的粘合材料进行使用，并且，也能够充填玻璃、二氧化硅、云母、滑石等的无机填料、碳等的有机填料。
[0111]此外，通过对黄铜、铝合金、铜合金等的与硅相比弹性系数小的金属材料进行冲压、辊压加工或者铸造而成形，也能够构成框体FB。
[0112]在本实施方式I中的流量传感器FSI中，在用树脂进行封装之前的流量传感器FSI的实际安装构成如上述方式构成，下面，对用树脂进行封装后的流量传感器FSl的实际安装构成进行说明。
[0113]图5是表示本实施方式I中的流量传感器FSl的实际安装构成的图，是表示用树脂进行封装后的构成的图。特别是，图5(a)是表示本实施方式I中的流量传感器FSl的实际安装构成的平面图。图5(b)是图5(a)的以A-A线切断的截面图，图5(c)是图5(a)的以B-B线切断的截面图。
[0114]在本实施方式I中的流量传感器FSl中，如图5(a)所示，在形成在半导体芯片CHPl的流量检测部FDU从形成在框体FB的开口部OP (FB)露出的状态下，形成半导体芯片CHPl的一部分和半导体芯片CHP2的整体由树脂MR覆盖的结构(第一特征点)。即，本实施方式I中，将除了形成有流量检测部FDU的区域和搭载有框体FB的区域之外的半导体芯片CHPl的区域和半导体芯片CHP2的整个区域统一用树脂MR进行封装。
[0115]上述树脂MR能够使用例如环氧树脂、酹醒树脂(酹树脂、phenol resin)等的热硬化性树脂、聚碳酸酯(polycarbonate)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(polyethyleneterephthalate)等的热可塑性树脂,并且，也能够在树脂中混入玻璃和云母等的充填材料。
[0116]利用该树脂MR进行的封装能够在用模具将形成有流量检测部FDU的半导体芯片CHPl固定的状态下进行，所以，能够抑制半导体芯片CHPl的位置偏差(错位)，并且能够用树脂MR封装半导体芯片CHPl的一部分和半导体芯片CHP2。因此，采用本实施方式I中的流量传感器FS1，意味着能够抑制各流量传感器FSl的位置偏差，并且能够用树脂MR封装半导体芯片CHPl的一部分和半导体芯片CHP2的整个区域，意味着能够抑制形成在半导体芯片CHPl的流量检测部FDU的位置的偏差。
[0117]其结果，根据本实施方式I，能够使检测气体之流量的流量检测部FDU的位置在各流量传感器FSl中一致，因此，能够获得能够抑制在各流量传感器FSl中检测气体流量的性能偏差的显著效果。
[0118]接着，在本实施方式I中的流量传感器FSl中，如图5(b)所示，包围露出的流量检测部FDU的两侧中的框体FB的高度、或者树脂MR (封装体)的高度高于包含流量检测部FDU的半导体芯片CHPl的表面的高度(第二特征点)。即，露出的流量检测部FDU由框体FB包围周围，且包围流量检测部FDU的框体FB的高度高于流量检测部FDU的高度。当具有这样的本实施方式I中的第二特征点时，能够防止在部件的安装组装时等部件碰撞露出的流量检测部FDU，所以，能够防止形成有流量检测部FDU的半导体芯片CHPl的破损。换言之，包围流量检测部FDU的框体FB的高度高于露出的流量检测部FDU的高度。因此，当部件发生接触时，首先，与高度高的框体FB接触，所以，能够防止高度低的包含流量检测部FDU的半导体芯片CHPl的露出面(XY面)与部件接触而导致半导体芯片CHPl发生破损。
[0119]特别是，在本实施方式I中，在半导体芯片CHPl的一部分上配置框体FB，该框体FB的弹性系数小于半导体芯片CHPl的弹性系数。换言之，框体FB由硬度比半导体芯片CHPl的硬度小的材料构成。因此，部件与框体FB接触的情况下，能够利用硬度比较小的框体FB的变形吸收冲击，因此，能够抑制冲击被传递至配置在框体FB之下的半导体芯片CHPI,由此，能够有效地防止半导体芯片CHPl的破损。
[0120]此外，框体FB和树脂MR (封装体)的高度高于包含流量检测部FDU的半导体芯片CHPl的表面的高度即可，框体FB的高度可以比树脂MR(封装体)的高度高，也可以比其低，也可以在一个面上。
[0121]另外，在本实施方式I中，为了防止树脂MR侵入隔膜DF的内部空间，前提在于能够取得例如以包围形成在半导体芯片CHPl的背面的隔膜DF的方式涂敷粘合材料ADHl的结构。而且，如图5(b)和图5(c)所示，形成在半导体芯片CHPl的背面的位于隔膜DF的下方的芯片搭载部TABl的底部形成开口部OPl，并且，在覆盖芯片搭载部TABl的背面的树脂MR设置开口部0P2。
[0122]由此，采用本实施方式I的流量传感器FSl时，隔膜DF的内部空间经由形成在芯片搭载部TABl的底部的开口部OPl和形成在树脂MR的开口部0P2与流量传感器FSl的外部空间连通。结果，能够使隔膜DF的内部空间的压力和流量传感器FSl的外部空间的压力相等，能够抑制应力施加于隔膜DF上。
[0123]如以上方式，本实施方式I中的流量传感器FSl被实际安装构成，但是在实际的流量传感器FSl中，在用树脂MR封装后，将构成引线框LF的外框体的密封条DM除去。图6是表示除去了密封条DM后的流量传感器FSl的实际安装构成的平面图。如图6所示可知，通过切断密封条DM，能够将多个电信号从多个引线LD2独立取出。
[0124]<本实施方式I中的流量传感器的制造方法>
[0125]本实施方式I中的流量传感器FSl如上述方式构成，下面，参照图7?图14对其制造方法进行说明。图7?图14表示图5(a)中的以A-A线切断的截面的制造工序。
[0126]首先，如图7所示，准备例如由铜材料形成的引线框LF。该引线框LF —体地形成有芯片搭载部TABl、芯片搭载部TAB2、弓丨线LDl和引线LD2，芯片搭载部TABl的底部形成有开口部0P1。
[0127]接着，如图8所示，在芯片搭载部TABl上搭载半导体芯片CHP1，在芯片搭载部TAB2上搭载半导体芯片CHP2。具体而言，用粘合材料ADHl将半导体芯片CHPl连接到形成在引线框LF的芯片搭载部TABl上。此时，以使形成在半导体芯片CHPl的隔膜DF与形成在芯片搭载部TABl的底部的开口部OPl连通的方式，将半导体芯片CHPl搭载在芯片搭载部TABl上。此外，在半导体芯片CHPl通过通常的半导体制造工艺形成流量检测部FDU、配线(未图示)和焊盘Η)1。而且，例如，通过各向异性蚀刻，在与形成在半导体芯片CHPl的表面的流量检测部FDU相对的背面的位置形成隔膜DF。另外，形成在引线框LF的芯片搭载部TAB2上利用粘合材料ADH2还搭载有半导体芯片CHP2。预先利用通常的半导体制造工艺，在该半导体芯片CHP2形成MISFET等的半导体元件(未图示)、配线(未图示)、焊盘PD2、焊盘 PD3。
[0128]接着，如图9所示，利用金属线(导线)Wl连接形成在半导体芯片CHPl的焊盘TOl和形成在引线框LF的引线LDl (金属线粘合(引线连接))。同样，利用引线LDl和金属线W2连接形成在半导体芯片CHP2的焊盘TO2，利用引线LD2和金属线W3连接形成在半导体芯片CHP2的焊盘TO3。金属线Wl~W3例如由金线形成。
[0129]之后，如图10所示，在半导体芯片CHPl上搭载框体FB。具体而言，对框体FB进行搭载，使得在形成于内部的开口部OP (FB)内，内置(包含)有形成在半导体芯片CHPl的流量检测部FDU(即，被围绕)，且在框体FB的外侧配置有形成在半导体芯片CHPl的多个焊盘PDl。由此，能够使流量检测部FDU和多个焊盘PDl露出的同时，将框体FB搭载在半导体芯片CHPl上。
[0130]此时，本实施方式I中的框体FB具有壁部WP，因此，能够使该壁部WP与半导体芯片CHPl的一侧面紧贴，并且，将框体FB配置在半导体芯片CHPl上。由此，能够提高搭载在半导体芯片CHPl上的框体FB的定位精度，能够可靠地使流量检测部FDU从形成在框体FB的开口部OP(FB)露出，并且能够防止与框体FB和焊盘PDl的接触。
[0131]在此，框体FB和半导体芯片CHPl可以粘合，也可以不粘合。其中，从抑制搭载半导体芯片CHPl上的框体FB的位置偏离的观点出发，优选使框体FB与半导体芯片CHPl粘
入
口 ο
[0132]之后，如图11所示，用树脂MR封装形成有焊盘HH的附近区域中的半导体芯片CHPl的表面、金属线W1、引线LD1、金属线W2、半导体芯片CHP2的主面的整个面、金属线W3和引线LD2的一部分(注塑(浇铸)工序)。具体而言，如图11所示，用上模具UM和下模具BM隔着第二空间夹着搭载有框体FB的半导体芯片CHPl和搭载有半导体芯片CHP2的引线框LF。然后，在加热的情况下，使树脂MR流入该第二空间，由此用树脂MR封装形成有焊盘HH的附近区域中的半导体芯片CHPl的表面、金属线W1、引线LD1、金属线W2、半导体芯片CHP2的主面的整个面、金属线W3和引线LD2的一部分。此时，如图11所示，隔膜DF的内部空间通过粘合材料ADHl与上述第二空间隔离，所以，在用树脂MR充填第二空间时，也能够防止树脂MR侵入隔膜DF的内部空间。
[0133]并且，本实施方式I中，能够在经由框体FB用模具将形成有流量检测部FDU的半导体芯片CHPl固定的状态下进行，所以，能够抑制半导体芯片CHPl的位置偏离，并且，用树脂MR封装半导体芯片CHPl的一部分和半导体芯片CHP2。在该情况下，根据本实施方式I中的流量传感器FSl的制造方法，意味着能够抑制各流量传感器的位置偏离，并且，用树脂MR封装半导体芯片CHPl的一部分和半导体芯片CHP2的整个区域，意味着能够抑制形成在半导体芯片CHPl的流量检测部FDU的位置偏差。其结果，根据本实施方式1，能够使检测气体的流量的流量检测部FDU的位置在各流量传感器中一致，能够获得能够抑制在各流量传感器中发生检测气体流量的性能偏差的显著效果。
[0134]在此，本实施方式I中的流量传感器FSl的制造方法的特征在于，将上模具UM隔着弹性体薄膜LAF抵接到高度比形成在半导体芯片CHPl的流量检测部FDU的高度高的框体FB，并且用下模具BM和上模具UM夹着搭载有半导体芯片CHPl的引线框LF。
[0135]由此，根据本实施方式1，确保将形成在半导体芯片CHPl的流量检测部FDU及其附近区域包围的第一空间SPl (密闭空间)，并且，能够封装例如以焊盘形成区域为代表的半导体芯片CHPl的表面区域。换言之，根据本实施方式1，能够使形成在半导体芯片CHPl的流量检测部FDU及其附近区域露出，并且封装以焊盘形成区域为代表的半导体芯片CHPl的表面区域。
[0136]如上所述，框体FB的本质的功能，在将上模具UM抵接到框体FB时，确保将流量检测部FDU及其附近区域包围的第一空间SPl (密闭空间)，为了实现该本质的功能，在半导体芯片CHPl上配置有框体FB的情况下，能够取得框体FB的高度高于流量检测部FDU的高度的构成。即，框体FB的高度高于流量检测部FDU的高度的构成，从制造方法的观点出发，是以确保将流量检测部FDU及其附近区域包围的第一空间SPl (密闭空间)为目的所采用的构成，利用该构成，能够使形成在流量检测部FDU及其附近区域露出，并且封装以焊盘形成区域为代表的半导体芯片CHPl的表面区域。进一步讲，在本实施方式I中，半导体芯片CHPl上设置高度比流量检测部FDU高的框体FB，与此，能够利用上模具UM的夹力保护从框体FB的开口部OP (FB)露出的流量检测部FDU。
[0137]另一方面，对于框体FB的高度高于流量检测部FDU的高度的构成，从流量传感器FSl的结构的观点出发时，还能够掌握能够防止部件的安装组装时等部件碰撞露出的流量检测部FDU的结构，由此，能够获得能够防止形成有流量检测部FDU的半导体芯片CHPl的破损的优点。换言之，对于框体FB的高度高于流量检测部FDU的高度的构成，是能够从制造方法的观点和结构的观点的两方起到显著的效果的构成。
[0138]并且，本实施方式I中的框体FB由硬度比半导体芯片CHPl小的材质构成，利用该构成，框体FB还具有另外的功能。以下，对该框体FB的另外的功能进行说明。
[0139]本实施方式I中的流量传感器FSl的制造方法的特征在于，在用上模具UM和下模具BM夹着搭载有半导体芯片CHPl的引线框LF时，搭载有半导体芯片CHPl的引线框LF和上模具UM和之间设置有框体FB和弹性体薄膜LAF。
[0140]例如，每个半导体芯片CHPl的厚度存在尺寸偏差，因此，在半导体芯片CHPl的厚度比平均的厚度薄的情况下，在用上模具UM和下模具BM夹着搭载有半导体芯片CHPl的引线框LF时，产生间隙，树脂MR有可能从该间隙泄露到流量检测部FDU上。
[0141]另一方面，在半导体芯片CHPl的厚度比平均的厚度厚的情况下，在用上模具UM和下模具BM夹着搭载有半导体芯片CHPl的引线框LF时，施加于半导体芯片CHPl的力变大，存在半导体芯片CHPl破裂的问题。
[0142]所以，在本实施方式I中，为了防止上述半导体芯片CHPl的厚度偏差导致的向流量检测部FDU上的树脂泄露或者半导体芯片CHPl的破裂，设计在搭载有半导体芯片CHPl的引线框LF和上模具UM和之间设置(存在)弹性体薄膜LAF和框体FB。由此，例如，在半导体芯片CHPl的厚度比平均的厚度薄的情况下，在用上模具UM和下模具BM夹着搭载有半导体芯片CHPl的引线框LF时，虽然产生间隙，但是能够用弹性体薄膜LAF充填该间隙，因此，能够防止向半导体芯片CHPl上的树脂泄露。
[0143]另一方面，在半导体芯片CHPl的厚度比平均的厚度厚的情况下，在用上模具UM和下模具BM夹着搭载有半导体芯片CHPl的引线框LF时，弹性体薄膜LAF和框体FB比半导体芯片CHPl软，因此，弹性体薄膜LAF和框体FB的厚度方向的尺寸发生变化，以使得吸收半导体芯片CHPl的厚度。由此，即便半导体芯片CHPl的厚度比平均的厚度厚，也能够防止在所需以上对半导体芯片CHPl施加力，结果，能够防止半导体芯片CHPl的破裂。 [0144]即，根据本实施方式I中的流量传感器的制造方法，半导体芯片CHPl被上模具UM隔着弹性体薄膜LAF和框体FB挤压。因此，能够利用弹性体薄膜LAF和框体FB的厚度变化来吸收半导体芯片CHP1、粘合材料ADHl、引线框LF的厚度偏差引起的部件的实际安装偏差。
[0145]特别是，在本实施方式I中，在部件的厚度方向(Z方向)的实际安装偏差大，不能够利用弹性体薄膜LAF的厚度变化来吸收半导体芯片CHP1、粘合材料ADHl、引线框LF的厚度偏差引起的部件的实际安装偏差的情况下，也能够通过弹性系数比半导体芯片CHPl的弹性系数小的框体FB的厚度方向(Z方向)的变形，来缓和施加于半导体芯片CHPl的夹力。结果，根据本实施方式I，能够防止半导体芯片CHPl的割裂、缺口或者裂纹等为代表的破损。
[0146]在此，为了吸收部件的实际安装偏差，弹性体薄膜LAF和框体FB的弹性系数比半导体芯片CHPl的弹性系数小是比较重要的。由此，即使在具有部件的实际安装偏差的情况下，能够通过弹性体薄膜LAF的厚度変化和框体FB的变形来有效地缓和施加于半导体芯片CHPl的来自上模具UM的夹力。换言之，本实施方式I中，弹性体薄膜LAF和框体FB的弹性系数比半导体芯片CHPl的弹性系数小即可，弹性体薄膜LAF和框体FB的弹性系数的组合是自由的。例如，框体FB的弹性系数可以比弹性体薄膜LAF的弹性系数大也可以比其小，或者也可以相同。之外，作为弹性体薄膜LAF能够使用利用特氟龙(注册商标)、氟树脂等的高分子材料。
[0147]如上所述，本实施方式I中的框体FB的另外的功能是:抑制部件的实际安装偏差引起的对半导体芯片CHPl的来自上模具UM的夹力的增大。而且，为了实现该功能，在本实施方式I中，采用框体FB的弹性系数比半导体芯片CHPl的弹性系数小的构成。由此，在部件的实际安装偏差存在的情况下，也能够通过弹性系数比半导体芯片CHPl小的框体FB的厚度方向(Z方向)的变形，来缓和施加于半导体芯片CHPl的夹力。结果，根据本实施方式I，能够防止半导体芯片CHPl的割裂、缺口或者裂纹等为代表的破损。
[0148]接着，对本实施方式I的另一特征进行说明。如图11所示，在本实施方式I中，树脂MR也流入引线框LF的背面侧。因此，在芯片搭载部TABl的底部形成开口部0P1，因此，有时树脂MR会从该开口部OPl流入隔膜DF的内部空间。
[0149]所以，在本实施方式I中，对夹着引线框LF的下模具BM的形状进行研究设计。具体而言，如图11所示，在下模具BM形成突起状的放入件(insert die、插入模、镶块模)IPl，用上模具UM和下模具BM夹着引线框LF时，形成在下模具BM的突起状的放入件IPl构成为插入形成在芯片搭载部TABl的底部的开口部OPl。由此，放入件IPl无间隙地插入开口部OPl中，所以，能够防止树脂MR从开口部OPl侵入隔膜DF的内部空间。即，在本实施方式I中，在下模具BM形成突起状的放入件IP1，在进行树脂封装时，将该放入件IPl插入形成在芯片搭载部TABl的底部的开口部OPl。
[0150]并且，本实施方式I中，在放入件IPl的形状上进行研究设计。具体而言，在本实施方式I中，放入件IPI包括插入开口部OPl的插入部和支承该插入部的基座部，基座部的截面积形成为比插入部的截面积大。由此，放入件IPI形成为在插入部与基座部之间设置有台阶部的结构，该台阶部与芯片搭载部TABl的底面紧贴。
[0151]通过如上述方式构成放入件IP1，能够获得以下所示的效果。例如，在仅由上述插入部构成放入件IPl的形状的情况下，插入部被插入开口部OPl中，因此，放入件IPl的插入部的直径比开口部OPl的直径稍小。因此，认为在仅由插入部构成放入件IPl的情况下，即使在将放入件IPl的插入部插入到开口部OPl的情况下，所插入的插入部和开口部OPl之间也存在微小的间隙。在该情况下，有时树脂MR从间隙侵入隔膜DF的内部空间。
[0152]所以，在本实施方式I中，放入件IPl形成为在与插入部相比截面积更大的基座部上形成插入部的构成。在该情况下，如图11所示，在开口部OPl的内部中被插入放入件IPl的插入部，并且，放入件IPl的基座部与芯片搭载部TABl的底面紧贴。其结果，即使在放入件IPl的插入部和开口部OPl之间产生微小的间隙时，基座部也被牢固地按压在芯片搭载部TABl的背面，所以，能够防止树脂MR侵入开口部OPl内。即，在本实施方式I中，放入件IPl形成为在与插入部相比截面积更大的基座部上设置插入部的构成。所以，通过组合利用基座部使树脂MR不到达开口部OPl这点和形成在基座部与插入部之间的台阶部被按压到芯片搭载部TABl这点，而 能够有效地防止树脂MR经由开口部OPl侵入到隔膜DF的内部空间。
[0153]如以上方式，在本实施方式I中，用上模具UM和下模具BM隔着第二空间夹着搭载有搭载着框体FB的半导体芯片CHPl和半导体芯片CHP2的引线框LF。然后，在加热的情况下，使树脂MR流入该第二空间，用树脂MR封装形成有焊盘PDl的附近区域中的半导体芯片CHPl的表面、金属线W1、引线LD1、金属线W2、半导体芯片CHP2的主面的整个面、金属线W3和引线LD2的一部分。
[0154]然后，如图12所示，在树脂MR硬化的阶段中，从上模具UM和下模具BM取出搭载有半导体芯片CHPl和半导体芯片CHP2的引线框LF。由此，能够制造本实施方式I中的流量传感器FSl。
[0155]此外，在本实施方式I中的树脂封装工序(注塑工序)中，使用80°C以上的高温度的上模具UM和下模具BM，因此，热量在短时间内从被加热的上模具UM和下模具BM被传递至注入到第二空间的树脂MR。其结果，根据本实施方式I中的流量传感器FSl的制造方法，能够缩短树脂MR的加热.硬化时间。
[0156]例如，如在发明想要解决的技术问题的栏目中所说明的那样，在仅实施利用充填树脂进行的金线(金属线)的固定的情况下，充填树脂不进行基于加热导致的硬化的促进，所以，至充填树脂硬化为止的时间变长，流量传感器的制造工序中的生产率降低的问题变
得显著。
[0157]对此，在本实施方式I中的树脂封装工序中，如上所述，因为使用被加热的上模具UM和下模具BM，因此，能够在短时间内从被加热的上模具UM和下模具BM向树脂MR传递热，能够缩短树脂MR的加热?硬化时间。结果，根据本实施方式I，能够提高流量传感器FSl的制造工序中的生产率。
[0158]在本实施方式I中，例如，如图11所示，在用上模具UM和下模具BM夹着搭载有半导体芯片CHPl的引线框LF时，对搭载有半导体芯片CHPl的引线框LF和上模具UM之间设置有框体FB和弹性体薄膜LAF的例子进行了说明。其中，本实施方式I中的技术思想不限于此，例如，如图13所示，也可以构成为，不使用弹性体薄膜LAF，仅仅设置框体FB，将上模具UM按压在搭载有半导体芯片CHPl的引线框LF。
[0159]即使在该情况下，也构成为使框体FB的弹性系数小于半导体芯片CHPl的弹性系数，由此，即使在部件的实际安装偏差存在的情况下，也能够利用与半导体芯片CHPl相比弹性系数小的框体FB的厚度方向(Z方向)的变形，来缓和施加于半导体芯片CHPl的夹力。其结果，根据本实施方式1，能够防止半导体芯片CHPl的割裂、缺口或者裂纹等为代表的破损。
[0160]<框体的有用性>
[0161]接着，进一步详细述说在本实施方式I中的流量传感器FSl中所采用的框体FB的有用性。
[0162](I)图14是表示不使用框体FB进行树脂封装的相关技术的一个例子的图。如图14所示，在相关技术中，构成为不对流量检测部FDU进行树脂封装，因此，在上模具UM设置有呈突起形状的密封部SL。而且，流量检测部FDU被该密封部(封装部)SL包围，因此，能够以包围流量检测部FDU的方式形成第一空间SPl (密闭空间)。换言之，在相关技术中，由设置在上模具UM的密封部SL包围流量检测部FDU，由此不将流量检测部FDU树脂封装。
[0163]在如以上方式构成的相关技术中，需要特别地对在上模具UM设置呈突起形状的密封部SL进行设计(即、下工夫)。即，为了制造使流量检测部FDU露出的流量传感器，需要准备在流量传感器的制造中专门化的特别的模具UM。因此，需要准备具有密封部SL的特别的上模具UM。
[0164]对此，在本实施方式I中，例如，如图13所示，在半导体芯片CHPl上配置框体FB，以与该框体FB紧贴的方式按压上模具UM。此时，在本实施方式I中，在半导体芯片CHPl上配置有框体FB的情况下，能够获得框体FB的高度高于流量检测部FDU的高度的构成。即，通过使框体FB的高度高于流量检测部FDU的高度，必然能够确保包围流量检测部FDU及其附近区域的第一空间SPl (密闭空间)。因此，根据本实施方式1，能够使流量检测部FDU及其附近区域露出，且将以焊盘形成区域为代表的半导体芯片CHPl的表面区域封装。
[0165]换言之，本实施方式I中，以在设置于框体FB的开口部OP(FB)内内置(包含)流量检测部FDU的方式将框体FB配置在半导体芯片CHPl上，且使框体FB的高度高于流量检测部FDU的高度。结果，在位于空穴内的上模具UM的表面为平坦的状态下，必然能够确保包围流量检测部FDU的第一空间SPl (密闭空间)。即，根据本实施方式1，例如不需要如相关技术那样在上模具UM设置密封部SL的特别的设计，就能够确保包围流量检测部FDU的第一空间SPl (密闭空间)。
[0166]这意味着采用本实施方式1，不需要使用特别的结构的上模具UM，能够使用用于对空穴内的整体进行树脂封装的一般的上模具UM(通用件)，意味着能够使用作为通用件的一般的上模具UM来制造使流量检测部FDU露出的流量传感器FSl。因此，根据本实施方式1，不需要准备下了特别的功夫(进行了特别设计)的流量传感器专用的上模具UM，能够通过广泛地通常使用的通用结构的上模具UM，来制造使流量检测部FDU露出的流量传感器。
[0167](2)接着，在图14所示的相关技术中，半导体芯片CHPl与直接形成在上模具UM的密封部SL接触。因此，夹力被从形成在上模具UM的密封部SL传递到半导体芯片CHPl。
[0168]在此，例如，在每个半导体芯片CHPl的厚度中存在尺寸偏差，因此，在半导体芯片CHPl的厚度比平均的厚度厚的情况下，当用上模具UM和下模具BM夹着搭载有半导体芯片CHPl的引线框LF时，从密封部SL施加于半导体芯片CHPl的夹力变大，有时半导体芯片CHPl发生破裂。
[0169]对此，在本实施方式I中，不使上模具UM与直接半导体芯片CHPl抵接，使框体FB介于上模具UM和半导体芯片CHPl之间。而且，本实施方式I中，使用框体FB的弹性系数比半导体芯片CHPl小的材质。因此，框体FB比半导体芯片CHPl软，因此，在将上模具UM按压到框体FB的情况下，框体FB的厚度方向的尺寸发生变化，以使得吸收半导体芯片CHPl的厚度偏差。由此，即使半导体芯片CHPl的厚度比平均的厚度厚，也能够防止在需要以上对半导体芯片CHPl施加夹力。结果，根据本实施方式I，能够防止半导体芯片CHPl的破裂。
[0170](3)并且，在图14所示的相关技术中，形成在上模具UM的密封部SL和半导体芯片CHPl的接触面积小。因此，被从上模具UM按压的夹力集中在密封部SL和半导体芯片CHPl的接触区域。因此，被施加到密封部SL和半导体芯片CHPl的接触部分的压力变大，由此，半导体芯片CHPl变得容易破损。特别是，在图14所示的相关技术中，密封部SL和半导体芯片CHPl的接触区域形成在与隔膜DF平面重合的区域。这意味着在半导体芯片CHPl的厚度薄的区域存在密封部SL和半导体芯片CHPl的接触区域。半导体芯片CHPl的厚度薄的区域容易割裂，所以，在图14所示的相关技术中，密封部SL和半导体芯片CHPl的接触面积小引起的压力集中、和接触区域配置成在俯视时与半导体芯片CHPl的厚度薄的区域重合而引起的、半导体芯片CHPl容易破损。
[0171]对此，在本实施方式I中，例如，如图13所示，框体FB和半导体芯片CHPl的接触面积与图14所示的相关技术相比变大。因此，从上模具UM施加于框体FB的夹力，因为框体FB和半导体芯片CHPl的接触面积较大而被分散。因此，根据本实施方式1，能够缓和经由框体FB从上模具UM施加于半导体芯片CHPl的夹力的局部集中，由此，能够抑制半导体芯片CHPl的破损。并且，例如，如图13所示，框体FB和半导体芯片CHPl的接触区域，当俯视时不与隔膜DF重合。即，在本实施方式I中，框体FB和半导体芯片CHPl的接触区域不形成在形成有隔膜DF的半导体芯片CHPl的厚度薄的区域，而形成在其它的半导体芯片CHPl的厚度厚的区域。根据以上的情况，根据本实施方式1，利用框体FB和半导体芯片CHPl的接触面积的增大导致的夹力被分散这点和接触区域形成在半导体芯片CHPl的厚度厚的区域这点的协同效应，能够有效地抑制半导体芯片CHPl的破损。
[0172](4)另外，如上述所述，在图14所不的相关技术中，?封部SL和半导体芯片CHPl的接触区域较小，所以被注入的树脂泄露入包围流量检测部FDU的第一空间SP1(密闭空间)的危险变闻。
[0173]对此，在本实施方式I中，框体FB和半导体芯片CHPl的接触面积变大，所以能够降低流入包围流量检测部FDU的第一空间SPl (密闭空间)的危险。
[0174]如上所述，根据本实施方式1，通过使用高度高于流量检测部FDU的高度且弹性系数小于半导体芯片CHPl的弹性系数的框体FB，能够获得上述(I)?(4)所示的有用性。
[0175]<变形例I >
[0176]接着，对上述实施方式I中的流量传感器FSl的变形例I进行说明。在上述实施方式I中，例如，如图4所示,对框体FB具有壁部WP的例子进行了说明,但是在本变形例I中，对在框体FB不设置壁部WP的例子进行说明。
[0177]图15(a)是表示本变形例I中的流量传感器FSl的平面图。另外，图15(b)是图15(a)的以A-A线切断的截面图，图15(c)是图15(a)的以B-B线切断的截面图。
[0178]如图15(b)和图15(c)所示，在配置在半导体芯片CHPl上的框体FB不形成有壁部。即使在使用如上述方式不形成有壁部的框体FB的情况下，当框体FB的高度高于流量检测部FDU的高度且框体FB的弹性系数小于半导体芯片CHPl的弹性系数时，能够获得与上述实施方式I相同的效果。
[0179]其中，在本变形例I中的框体FB中，难以实现由壁部进行的定位精度的提高，所以从在半导体芯片CHPl上可靠地固定框体FB的观点出发，优选本变形例I中的框体FB与半导体芯片CHPl粘合。此时，框体FB和半导体芯片CHPl的粘合例如能够使用粘合材料，也可以利用具有粘合作用的材料构成框体FB。
[0180]另外，例如，在框体FB的外形尺寸大于半导体芯片CHPl的外形尺寸的情况下，有时框体FB的位置因树脂封装工序(注塑工序)中的树脂压力而偏离。所以，优选例如框体FB的外形尺寸小于半导体芯片CHPl的外形尺寸。换言之，能够优选框体FB形成为当俯视时内置(包含)于半导体芯片CHPl (即被半导体芯片CHPl围绕/包含)。进而，换言之，框体FB的外形尺寸能够比半导体芯片CHPl的上面的投影面的外形尺寸小。通过如上述方式构成，能够抑制树脂封装工序中的树脂压力引起的框体FB的位置偏离。
[0181]图16是表示本变形例I中的流量传感器的一个截面的图。如图16所示可知，框体FB内置(包含)于半导体芯片CHPl (被半导体芯片CHPl围绕/包含)。具体而言，在图16中，在令半导体芯片CHPl的宽度为L1、框体的宽度为L2的情况下，在LI > L2的关系在所有的界面中成立的情况下，框体FB能够内置(包含)于半导体芯片CHP1(被半导体芯片CHPl围绕/包含)。
[0182]<变形例2>
[0183]接着，对上述实施方式I中的流量传感器FSl的变形例2进行说明。在上述实施方式I中，例如，如图5 (b)、图5 (c)所示，对在芯片搭载部TABl上经由粘合材料(粘合件)ADHl搭载的半导体芯片CHPl上配置框体FB的例子进行了说明。本变形例2中，对在半导体芯片CHPl和引线框LF之间插入有板状结构体PLT的例子进行说明。
[0184]图17是表示本变形例2中树脂封装前的流量传感器的结构的平面图。图18是图17的以A-A线切断的截面图，图19是图17的以B-B线切断的截面图。
[0185]如图17所示可知，本变形例2中的流量传感器FS1，遍及半导体芯片CHPl的下层和半导体芯片CHP2的下层形成板状结构体PLT。该板状结构体PLT例如呈矩形形状，具有当俯视时包含(围绕)半导体芯片CHPl和半导体芯片CHP2的外形尺寸。
[0186]具体而言，如图18、图19所示，在包含芯片搭载部TABl和芯片搭载部TAB2的引线框LF上配置板状结构体PLT。该板状结构体PLT例如使用粘合材料ADH3与引线框LF粘合，但是也能够使用膏状材料进行粘合。而且，该板状结构体PLT上经由粘合材料ADHl搭载有半导体芯片CHP1，并且，经由粘合材料ADH2搭载有半导体芯片CHP2。此时，板状结构体PLT由金属材料形成的情况下，也能够通过金属线Wl与半导体芯片CHPl连接，并且，通过金属线W2半导体与芯片CHP2连接。此外，引线框LF上除了上述板状结构体PLT之外还能够搭载电容器、热敏电阻等的部件。
[0187]上述板状结构体PLT主要作为对流量传感器FSl的刚性提高、来自外部的冲击的缓冲材料发挥作用。并且，在板状结构体PLT由导电材料构成的情况下，与半导体芯片CHPl (焊盘roi)、半导体芯片CHP2(焊盘TO2)电连接，能够用于接地电位(基准电位)的供给，也能够实现接地电位的稳定化。
[0188]板状结构体PLT能够由例如PBT树脂、ABS脂、PC树脂、尼龙树脂、PS树脂、PP树月旨、氟树脂等的热可塑性树脂、环氧树脂、酚醛树脂、聚氨酯树脂等的热硬化性树脂构成。在该情况下，板状结构体PLT能够主要作为保护半导体芯片CHP1、半导体芯片CHP2不受来自外部冲击的影响的缓冲材料而发挥功能。
[0189]另一方面，板状结构体PLT能够通过对铁合金、铝合金或者铜合金等的金属材料进行冲压加工而形成，也能够由玻璃材料形成。特别是，在由金属材料形成板状结构体PLT的情况下，能够提高流量传感器FSl的刚性。并且，使板状结构体PLT与半导体芯片CHP1、半导体芯片CHP2电连接，也能够将板状结构体PLT用于地面电位的供给、地面电位的稳定化。
[0190]在如上述方式构成的变形例2中的流量传感器FSl中，例如，如图17?图19所示，也在半导体芯片CHPl上配置框体FB。而且，框体FB的内部形成有开口部OP (FB)，形成在半导体芯片CHPl的流量检测部FDU从该开口部OP (FB)露出。在本变形例2中，通过使框体FB的高度高于流量检测部FDU的高度且使框体FB的弹性系数小于半导体芯片CHPl，也能够获得与上述实施方式I相同的效果。
[0191](实施方式2)
[0192]在上述实施方式I中，例如，如图5(b)所示，列举出具有半导体芯片CHPl和半导体芯片CHP2的双芯片结构的流量传感器FSl为例进行了说明，但是本发明的技术思想不限于此，例如，也能够应用于包括一体地形成有流量检测部和控制部(控制电路)的一个半导体芯片的单芯片结构的流量传感器。在本实施方式2中，列举将本发明的技术思想应用于单芯片结构的流量传感器的情况为例进行说明。
[0193]<实施方式2中的流量传感器的实际安装构成>
[0194]图20是表示本实施方式2中的流量传感器FS2的实际安装构成的图，是表示用树脂封装前的构成的图。特别是，图20(a)是表示本实施方式2中的流量传感器FS2的实际安装构成的平面图。图20(b)是图20(a)的以A-A线切断的截面图，图20(c)是图20(a)的以B-B线切断的截面图。另外，图20(d)是表示半导体芯片CHPl的背面的平面图。
[0195]首先，如图20(a)所示，本实施方式2中的流量传感器FS2具有例如由铜材料构成的引线框LF。该引线框LF在由构成外框体的密封条DM包围的内部具有芯片搭载部TABl。而且，在芯片搭载部TABl上搭载有半导体芯片CHPl。
[0196]半导体芯片CHPl呈长方形形状，在大致中央部形成有流量检测部FDU。而且，与流量检测部FDU连接的配线WLlA形成在半导体芯片CHPl上，该配线WLlA与形成在半导体芯片CHPl的控制部CU连接。该控制部CU形成有由MISFET (Metal Insulator SemiconductorField Effect Transistor)等的半导体元件、配线形成的集成电路。具体而言，形成有构成图1所示的CPUl、输入电路2、输出电路3、或者、存储器4等的集成电路。而且，控制部⑶通过配线WLlB与沿半导体芯片CHPl的长边形成的多个焊盘HH、焊盘PD2连接。换言之，流量检测部FDU和控制部⑶通过配线WLlA连接，控制部⑶通过配线WLlB与焊盘TOl、焊盘PD2连接。焊盘PDl经由例如由金线形成的金属线Wl与形成在引线框LF的引线LDl连接。另一方面，焊盘PD2经由例如由金线形成的金属线W2与形成在引线框LF的引线LD2连接。此外，可以在半导体芯片CHPl的最外表面(元件形成面)上，以与粘合树脂的应力缓冲功能、表面保护功能、或者绝缘保护功能等为目的而形成有聚酰亚胺膜。
[0197]引线LDl和引线LD2以在与气体的流动Y方向正交的X方向上延伸的方式配置，具有进行外部电路的输入输出的功能。另一方面，沿引线框LF的Y方向形成有突出引线PLD。该突出引线PLD与芯片搭载部TABl连接，但是不与形成在半导体芯片CHPl的焊盘Η)1、Η)2连接。即，突出引线PLD与作为上述输入输出端子发挥功能的引线LD1、引线LD2不同。
[0198]在此，本实施方式2中，以呈长方形形状的半导体芯片CHPl的长边与气体的流动方向(箭头方向、Y方向)平行的方式在芯片搭载部TABl上搭载有半导体芯片CHPl。而且，在半导体芯片CHPi的长边沿长边方向配置有多个焊盘ro1、PD20这些多个焊盘roi的各自和多个引线LDl的各自通过以跨半导体芯片CHPl的长边的方式配置的多个金属线Wl连接。同样，多个焊盘PD2的各自和多个引线LD2的各自通过以跨半导体芯片CHPl的长边的方式配置的多个金属线W2连接。像这样，沿长方形形状的半导体芯片CHPl的长边配置多个焊盘ro1、ro2，所以，与在半导体芯片CHPi的短边方向上配置多个焊盘ro1、PD2的情况相比，能够使更多的焊盘ro1、PD2形成在半导体芯片CHP1。特别是，本实施方式2中，半导体芯片CHPl不仅形成控制部⑶还一并形成有流量检测部FDU，所以，通过使多个焊盘ro1、PD2在长边方向上排列，能够有效利用半导体芯片CHPl上的区域。
[0199]并且，在本实施 方式2中，在半导体芯片CHPl的一部分上形成有框体FB。该框体FB例如呈矩形形状，在内部形成开口部OP(FB)。该框体FB配置成形成在半导体芯片CHPl的主面上的流量检测部FDU从开口部OP(FB)露出，且配置成形成在半导体芯片CHPl的多个焊盘PDl露出至框体FB的外侧。
[0200]接着，如图20(b)所示，在引线框LF形成有芯片搭载部TAB1，在该芯片搭载部TABl上搭载有半导体芯片CHPl。该半导体芯片CHPl通过粘合材料ADHl与芯片搭载部TABl粘合。半导体芯片CHPl的背面形成有隔膜DF(薄板部)，在与隔膜DF相对的半导体芯片CHPl的表面形成有流量检测部FDU。另一方面，存在于隔膜DF的下方的芯片搭载部TABl的底部形成有开口部OPl。
[0201]并且，如图20(b)所示，在半导体芯片CHPl的表面(上面)，除了流量检测部FDU之外，还形成有焊盘ro1、焊盘TO2，该焊盘PDl经由金属线Wl与形成在引线框LF的引线LDl连接。同样，焊盘PD2经由金属线W2与形成在引线框LF的引线LD2连接。而且，半导体芯片CHPl上配置有框体FB。该框体FB形成有开口部OP (FB)，流量检测部FDU从该开口部OP(FB)露出。
[0202]另外，如图20 (C)所示，引线框LF形成有芯片搭载部TABl和突出引线PLD，芯片搭载部TABl和突出引线PLD形成为一体。在该芯片搭载部TABl上通过粘合材料ADHl与半导体芯片CHPl粘合。在半导体芯片CHPl的背面形成有隔膜DF (薄板部)，在与隔膜DF相对的半导体芯片CHPl的表面形成有流量检测部FDU。另一方面，在存在于隔膜DF的下方的芯片搭载部TABl的底部形成有开口部0P1。另外，在半导体芯片CHPl的表面以与流量检测部FDU并列的方式形成有控制部CU。同样地，在半导体芯片CHPl上配置框体FB。该框体FB形成有开口部OP (FB)，流量检测部FDU从该开口部OP (FB)露出。
[0203]粘合半导体芯片CHPl和芯片搭载部TABl的粘合材料ADHl能够使用例如环氧树月旨、聚氨酯树脂等的热硬化性树脂、聚酰亚胺树脂、丙烯酸树脂等的热可塑性树脂。
[0204]例如，半导体芯片CHPl和芯片搭载部TABl的粘合能够如图20 (d)所示的方式通过涂敷粘合材料ADHl来进行。图20(d)是表示半导体芯片CHPl的背面的平面图。如图20(d)所示，在半导体芯片CHPl的背面形成有隔膜DF，以包围该隔膜DF的方式涂敷粘合材料ADH1。此外，在图20(c)中，表示以将隔膜DF包围为四边形形状的方式涂敷粘合材料ADHl的例子，但是不限于此，例如，也可以以用椭圆形状等的任意的形状包围隔膜DF的方式涂敷粘合材料ADHl。
[0205]在本实施方式2中的流量传感器FS2中，用树脂进行封装之前的流量传感器FS2的实际安装构成如上述那样地构成，下面，对用树脂封装后的流量传感器FS2的实际安装构成进行说明。
[0206]图21是表示本实施方式2中的流量传感器FS2的实际安装构成的图，是表示用树脂封装后的构成的图。特别是，图21(a)是表示本实施方式2中的流量传感器FS2的实际安装构成的平面图。图21(b)是图21(a)的以A-A线切断的截面图，图21(c)是图21(a)的以B-B线切断的截面图。
[0207]在本实施 方式2中的流量传感器FS2中，如图21(a)所示，在形成在半导体芯片CHPl的流量检测部FDU从形成在框体FB的开口部OP (FB)露出的状态下，形成半导体芯片CHPl的一部分被树脂MR覆盖的结构。即，在本实施方式2中，用树脂MR统一封装除了形成有流量检测部FDU的区域和搭载有框体FB的区域之外的半导体芯片CHPl的区域。
[0208]利用该树脂MR进行的封装，能够在用模具将在形成有流量检测部FDU的半导体芯片CHPl固定的状态下进行，所以，能够抑制半导体芯片CHPl的位置偏离，并且，能够利用树脂MR封装半导体芯片CHPl的一部分。这意味着，根据本实施方式2中的流量传感器FS2，能够抑制各流量传感器FS2的位置偏离，并且，能够利用树脂MR封装半导体芯片CHPl的一部分，意味着能够抑制形成在半导体芯片CHPl的流量检测部FDU的位置的偏差。
[0209]结果，根据本实施方式2，能够使检测气体之流量的流量检测部FDU的位置在各流量传感器FSl中一致，因此，能够获得能够抑制在各流量传感器FS2中检测气体流量的性能发生偏差的显著的效果。
[0210]接着,在本实施方式2中的流量传感器FSl中，如图21(a)所示,包围露出的流量检测部FDU的两侧中的框体FB的高度、或者树脂MR(封装体)的高度高于包含流量检测部FDU的半导体芯片CHPl的表面的高度。即，露出的流量检测部FDU由框体FB包围周围，且包围流量检测部FDU的框体FB的高度高于流量检测部FDU的高度。采用如上述方式构成的本实施方式2，能够防止部件的安装组装时等部件碰撞露出的流量检测部FDU，所以，能够防止形成有流量检测部FDU的半导体芯片CHPl的破损。换言之，包围流量检测部FDU的框体FB的高度高于露出的流量检测部FDU的高度。因此，当部件发生接触时，首先，与高度高的框体FB接触，所以，能够防止高度低的包含流量检测部FDU的半导体芯片CHPl的露出面(XY面)与部件接触、半导体芯片CHPl发生破损。
[0211]特别是，在本实施方式2中，在半导体芯片CHPl的一部分上配置框体FB，该框体FB的弹性系数小于半导体芯片CHPl的弹性系数。换言之，框体FB由硬度比半导体芯片CHPl的硬度小的材料构成。因此，在部件与框体FB接触的情况下，能够利用硬度比较小的框体FB的变形吸收冲击，因此，能够抑制冲击被传递至配置在框体FB之下的半导体芯片CHPI,由此，能够有效地防止半导体芯片CHPl的破损。
[0212]另外，在本实施方式2中，为了防止树脂MR侵入隔膜DF的内部空间，前提在于能够取得例如以包围形成在半导体芯片CHPl的背面的隔膜DF的方式涂敷粘合材料ADHl的构成。而且，如图21(b)和图21 (c)所示，形成在半导体芯片CHPl的背面的位于隔膜DF的下方的芯片搭载部TABl的底部形成有开口部0P1，并且，在覆盖芯片搭载部TABl的背面的树脂MR设置开口部0P2。
[0213]由此，在采用本实施方式2的流量传感器FS2时，隔膜DF的内部空间经由形成在芯片搭载部TABl的底部的开口部OPl和形成在树脂MR的开口部0P2与流量传感器FSl的外部空间连通。结果，能够使隔膜DF的内部空间的压力和流量传感器FS2的外部空间的压力相等，能够抑制应力施加于隔膜DF上。
[0214]如以上方式，本实施方式2中的流量传感器FS2被实际安装构成，但是在实际的流量传感器FS2中，在用树脂MR封装后，将构成引线框LF的外框体的密封条DM除去。图22是表示除去了密封条DM后的流量传感器FS2的实际安装构成的平面图。如图22所示可知，通过切断密封条DM，能够将多个电信号从多个引线LDl和引线LD2独立地取出。
[0215]<本实施方式2中的流量传感器的制造方法>
[0216]本实施方式2中的流量传感器FS2如上述方式构成，下面，参照图23?图26对其制造方法进行说明。图23?图26表示图21 (a)中的以B-B线切断的截面中的制造工序。
[0217]首先，如图23所示，准备例如由铜材料形成的引线框LF。该引线框LF—体地形成有芯片搭载部TABl、突出引线PLD，芯片搭载部TABl的底部形成有开口部OPl。
[0218]接着，如图24所示，在芯片搭载部TABl上搭载半导体芯片CHPl。具体而言，用粘合材料ADHl将半导体芯片CHPl连接到形成在引线框LF的芯片搭载部TABl上。此时，半导体芯片CHPl搭载在芯片搭载部TABl上，使得形成在半导体芯片CHPl的隔膜DF与形成在芯片搭载部TABl的底部的开口部OPl连通。此外，在半导体芯片CHPl通过通常的半导体制造工艺形成流量检测部FDU、控制部⑶、配线(未图示)和焊盘(未图示)。而且，例如，通过各向异性蚀刻，在与形成在半导体芯片CHPl的表面的流量检测部FDU相对的背面的位置形成隔膜DF。
[0219]接着，用金属线(未图示)连接(金属线粘合)形成在半导体芯片CHPl的焊盘(未图示)和形成在引线框LF的引线(未图示)。金属线(未图示)例如由金线形成。
[0220]之后，在半导体芯片CHPl上搭载框体FB。具体而言，框体FB搭载成在形成在内部的开口部OP(FB)内内置(包含)有形成在半导体芯片CHPl的流量检测部FDU，且在框体FB的外侧配置有形成在半导体芯片CHPl的控制部⑶。由此，能够使流量检测部FDU和控制部CU露出，并且将框体FB搭载在半导体芯片CHPl上。
[0221]接着，如图25所示，用上模具UM和下模具BM隔着弹性体薄膜LAF且形成第二空间(空穴)地夹着搭载有搭载框体FB的半导体芯片CHPl的引线框LF，然后，在加热的情况下，使树脂MR流入该第二空间，用树脂MR封装形成有控制部CU的附近区域中的半导体芯片CHPl的表面、金属线(未图示)、突出引线PLD的一部分。
[0222]在这种本实施方式2中的流量传感器FS2的制造方法中，例如，如图25所示，使上模具UM隔着弹性体薄膜LAF抵接到高度高于形成在半导体芯片CHPl的流量检测部FDU的高度的框体FB，并且，用下模具BM和上模具UM夹着搭载有半导体芯片CHPl的引线框LF。
[0223]由此，根据本实施方式2，确保将形成在半导体芯片CHPl的流量检测部FDU及其附近区域包围的第一空间SPl (密闭空间)，并且，能够封装(封闭)例如以控制部形成区域为代表的半导体芯片CHPl的表面区域。换言之，根据本实施方式2，能够使形成在半导体芯片CHPl的流量检测部FDU及其附近区域露出，并且封装以控制部形成区域为代表的半导体芯片CHPl的表面区域。
[0224]并且，在本实施方式2中的流量传感器FS2的制造方法中，在用上模具UM和下模具BM夹着搭载有半导体芯片CHPl的引线框LF时，使框体FB和弹性体薄膜LAF介于搭载有半导体芯片CHPl的引线框LF和上模具UM和之间。
[0225]由此，即便在部件的实际安装偏差存在的情况下，也能够通过弹性系数比半导体芯片CHPl小的框体FB的厚度方向(Z方向)的变形，来缓和施加于半导体芯片CHPl的夹力。结果，根据本实施方式2，能够防止半导体芯片CHPl的割裂、缺口或者裂纹等为代表的破损。
[0226]然后，如图26所示，在树脂MR硬化的阶段中，从上模具UM和下模具BM取出搭载有半导体芯片CHPl的 引线框LF。由此，能够制造本实施方式I中的流量传感器FS2。在如上述方式制造的本实施方式2中的流量传感器FS2中，能够获得与上述实施方式I相同的效果。
[0227]以上，基于该实施方式对本发明人提出的发明具体地进行了说明，但是本发明不限于上述实施方式，在不脱离其主旨的范围内能够进行各种变更，这是自不待言的。
[0228]此外，上述实施方式中说明的流量传感器也可以在形成有流量检测部FDU的半导体芯片CHPl的表面(上面)的一部分形成以聚酰亚胺膜、氮化硅膜、多晶硅膜、TE0S(Si(0C2H5)4)为原料的氧化硅膜等的膜。由此，在与树脂紧贴的半导体芯片CHPl的表面的一部分中，能够实现粘合强度的提高。
[0229]聚酰亚胺膜能够例如通过对半导体芯片CHPl涂敷而形成，根据需要实施光刻技术和蚀刻技术而进行图案化。氮化硅膜、多晶硅膜、氧化硅膜能够利用以等离子体CVD法、减压CVD法、常压CVD法等为代表的化学气相成长法、化学气相蒸镀(沉积)法、化学蒸镀法、物理气相成长法或者物理蒸镀法形成。
[0230]形成在半导体芯片CHPl上的这些膜，能够防止形成在构成半导体芯片CHPl的硅(Si)上的氧化硅膜的膜厚增加，能够提高树脂MR和半导体芯片CHPl的粘合性。
[0231]这些膜成膜在由树脂MR覆盖的半导体芯片CHPl的至少一部分即可。
[0232]另外，以聚酰亚胺膜、氮化硅膜、多晶硅膜、TEOS为原料的氧化硅膜等的膜厚设定为大约I μ m~大约120 μ m，但是不限于该膜厚，在半导体芯片CHPl的表面区域之中的由树脂MR覆盖的区域形成这些膜即可。
[0233]在上述实施方式中进行了说明的流量传感器是测定气体的流量的器件，但是对于具体的气体种类并不被限定，其能够广泛应用于测定空气、LP气体、二氧化碳(CO2气体)、氯氟烃气体(氟利昂气体)等的任意的气体的流量的器件。
[0234]另外，在上述实施方式中，对测定气体的流量的流量传感器进行了说明，但是本发明的技术的思想不限于此，其能够广泛应用于在使湿度传感器等的半导体元件的一部分露出的状态下进行树脂封装的半导体装置中。
[0235]工业上的可利用性
[0236]本发明能够广泛地利用于例如制造流量传感器等的半导体装置的制造业。
[0237]附图标记说明
[0238]I CPU
[0239]2输入电路
[0240]3输出电路
[0241]4存储器
[0242]ADHl粘合材料(粘合件)
[0243]ADH2粘合材料(粘合件)
[0244]ADH3粘合材料(粘合件)
[0245]BM下模具
[0246]BRl下游测温电阻体
[0247]BR2下游测温电阻体
[0248]CHPl半导体芯片
[0249]CHP2半导体芯片
[0250]CU控制部
[0251]DF 隔膜
[0252]DM密封条
[0253]FB 框体
[0254]FDU流量检测部
[0255]FP 框部
[0256]FSl流量传感器
[0257]FS2流量传感器
[0258]HCB加热控制桥
[0259]HR发热电阻体
[0260]IPl放入件(insert die、插入模、镶块模)
[0261]LAF弹性体薄膜
[0262]LDl 引线
[0263]LD2 引线
[0264]LF引线框
[0265]MR 树脂
[0266]OPl 开口部
[0267]0P2 开口部
[0268]OP (FB)开口部
[0269]PDl 焊盘(pad)[0270]PD2 焊盘
[0271]PD3 焊盘
[0272]PLD突出引线
[0273]PLT板状结构体
[0274]PS 电源
[0275]Q气体流量
[0276]Rl电阻体
[0277]R2电阻体
[0278]R3电阻体
[0279]R4电阻体
[0280]SL密封部
[0281]SPl 第一空间
[0282]TABl芯片搭载部
[0283]TAB2芯片搭载部
[0284]Tr晶体管
[0285]TSB温度传感器桥
[0286]UM上模具
[0287]URl上游测温电阻体
[0288]UR2上游测温电阻体
[0289]Vrefl参照电压
[0290]Vref2参照电压
[0291]Wl金属线
[0292]W2金属线
[0293]W3金属线
[0294]WLl 配线
[0295]WLlA 配线
[0296]WLlB 配线
[0297]WP 壁部
【权利要求】
1.一种流量传感器，其特征在于，具备: (a)第一芯片搭载部；和 (b)配置在所述第一芯片搭载部上的第一半导体芯片， 所述第一半导体芯片具有: (bl)形成在第一半导体衬底的主面上的流量检测部；和 (b2)在所述第一半导体衬底的与所述主面相反侧的背面中、在与所述流量检测部相对的区域形成的隔膜， 该流量传感器含有框体，该框体搭载在所述第一半导体芯片上且具有至少露出所述流量检测部的开口部，该框体由弹性系数比所述第一半导体芯片的弹性系数小的材质形成，在形成于所述第一半导体芯片上的所述流量检测部从所述框体的所述开口部露出的状态下，所述第一半导体芯片的一部分被含有树脂的封装体所封装。
2.如权利要求1所述的流量传感器，其特征在于: 所述第一半导体芯片还具有控制所述流量检测部的控制电路部。
3.如权利要求1所述的流量传感器，其特征在于，还具备: (C)第二芯片搭载 部；和 (d)配置在所述第二芯片搭载部上的第二半导体芯片， 所述第二半导体芯片具有形成在第二半导体衬底的主面上的控制电路部，所述控制电路部控制所述流量检测部， 所述第二半导体芯片被所述封装体所封装。
4.如权利要求1所述的流量传感器，其特征在于: 具有所述开口部的所述框体与所述第一半导体芯片相粘合。
5.如权利要求1所述的流量传感器，其特征在于: 具有所述开口部的所述框体与所述第一半导体芯片不粘合。
6.如权利要求1所述的流量传感器，其特征在于: 具有所述开口部的所述框体具有与所述第一半导体芯片的至少一个侧面平行的壁部。
7.如权利要求1所述的流量传感器，其特征在于: 当俯视时，具有所述开口部的所述框体包含于所述第一半导体芯片的所述主面。
8.如权利要求1所述的流量传感器，其特征在于: 在所述第一半导体芯片的所述主面的至少一部分形成有聚酰亚胺膜、氮化硅膜、多晶硅膜或氧化硅膜。
9.如权利要求1所述的流量传感器，其特征在于: 在含有露出的所述流量检测部的任意截面内，所述框体或所述封装体的高度高于含有所述流量检测部的所述第一半导体芯片的所述主面的高度。
10.如权利要求1所述的流量传感器，其特征在于: 构成所述框体的框部与所述隔膜被配置成当俯视时不重叠。
11.如权利要求1所述的流量传感器，其特征在于: 在所述第一芯片搭载部与所述第一半导体芯片之间插入有板状结构体。
12.一种流量传感器，其特征在于，具备: (a)第一芯片搭载部；和(b)配置在所述第一芯片搭载部上的第一半导体芯片， 所述第一半导体芯片具有: (bl)形成在第一半导体衬底的主面上的流量检测部；和 (b2)在所述第一半导体衬底的与所述主面相反侧的背面中、在与所述流量检测部相对的区域形成的隔膜， 该流量传感器含有框体，该框体搭载在所述第一半导体芯片上且具有至少露出所述流量检测部的开口部，该框体在搭载在所述第一半导体芯片上的情况下，其高度高于所述流量检测部的高度， 在形成于所述第一半导体芯片上的所述流量检测部从所述框体的所述开口部露出的状态下，所述第一半导体芯片的一部分被含有树脂的封装体所封装。
13.一种流量传感器的制造方法，其中， 所述流量传感器具备: 第一芯片搭载部；和 配置在所述第一芯片搭载部上的第一半导体芯片， 所述第一半导体芯片具有: 形成在第一半导体衬底的主面上的流量检测部；和 在所述第一半导体衬底的与所述主面相反侧的背面中、在与所述流量检测部相对的区域形成的隔膜， 所述流量传感器含有框体，该框体搭载在所述第一半导体芯片上且具有至少露出所述流量检测部的开口部，该框体由弹性系数比所述第一半导体芯片的弹性系数小的材质形成，并且该框体在搭载在所述第一半导体芯片上时，其高度高于所述流量检测部的高度，在形成于所述第一半导体芯片上的所述流量检测部从所述框体的所述开口部露出的状态下，所述第一半导体芯片的一部分被含有树脂的封装体所封装， 所述流量传感器的制造方法的特征在于，包括: (a)准备具有所述第一芯片搭载部的基材的工序； (b)准备所述第一半导体芯片的工序； (C)在所述第一芯片搭载部上搭载所述第一半导体芯片的工序； (d)在所述(C)工序之后，以使所述流量检测部包含于形成在所述框体的所述开口部的方式，在所述第一半导体芯片上配置所述框体的工序；和 (e)在所述(d)工序之后，使形成在所述第一半导体芯片的所述流量检测部露出，并利用所述封装体将所述第一半导体芯片的一部分封装的工序，其中， 所述(e)工序包括: (el)准备上模具和下模具的工序； (e2)在所述(el)工序之后，通过使所述上模具的底面紧贴于所述框体，形成包围所述流量检测部的第一空间，并利用所述上模具和所述下模具隔着第二空间夹着搭载有所述第一半导体芯片的所述基材的工序；和 (e3)在所述(e2)工序后，使所述树脂流入所述第二空间的工序。
14.如权利要求13所述的流量传感器的制造方法，其特征在于: 所述第一半导体芯片还具有控制所述流量检测部的控制电路部。
15.如权利要求13所述的流量传感器的制造方法，其特征在于，还包括: (f)在所述(c)工序之前准备具有控制所述流量检测部的控制电路部的第二半导体芯片的工序， 在所述(a)工序中准备的所述基材具有第二芯片搭载部， 在所述(C)工序中，将所述第二半导体芯片搭载在所述第二芯片搭载部上， 在所述(e)工序 中，利用所述封装体封装所述第二半导体芯片， 在所述(e2)工序中，通过使所述上模具的底面紧贴于所述框体，形成包围所述流量检测部的第一空间，并利用所述上模具和所述下模具隔着所述第二空间夹着搭载有所述第一半导体芯片和所述第二半导体芯片的所述基材。
16.如权利要求13所述的流量传感器的制造方法，其特征在于: 所述框体具有与所述第一半导体芯片的至少一个侧面平行的壁部， 在所述(d)工序中，使所述壁部紧贴于所述第一半导体芯片的所述侧面并将所述框体配置在所述第一半导体芯片上。
17.如权利要求13所述的流量传感器的制造方法，其特征在于: 在所述(e2)工序中，使所述上模具隔着弹性体薄膜紧贴于所述框体。
【文档编号】G01F1/684GK104024807SQ201280065517
【公开日】2014年9月3日 申请日期:2012年12月4日 优先权日:2012年3月19日
【发明者】河野务, 半泽惠二, 德安升, 田代忍 申请人:日立汽车系统株式会社