JP3328547B2 - Thermal air flow sensor - Google Patents

Thermal air flow sensor

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JP3328547B2
JP3328547B2 JP15873997A JP15873997A JP3328547B2 JP 3328547 B2 JP3328547 B2 JP 3328547B2 JP 15873997 A JP15873997 A JP 15873997A JP 15873997 A JP15873997 A JP 15873997A JP 3328547 B2 JP3328547 B2 JP 3328547B2
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雅通 山田
内山  薫
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、熱式空気流量セン
サに係り、特に内燃機関の吸入空気量を測定するのに好
適な熱式空気流量センサに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a thermal air flow sensor, and more particularly to a thermal air flow sensor suitable for measuring an intake air amount of an internal combustion engine.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より自動車などの内燃機関の電子制
御燃料噴射装置に設けられ吸入空気量を測定する空気流
量センサとして、熱式のものが質量空気量を直接検知で
きることから主流となってきている。この中で特に、半
導体マイクロマシニング技術により製造された空気流量
センサが、コストが低減でき且つ低電力で駆動すること
が出来ることから注目されてきた。
2. Description of the Related Art Conventionally, as an air flow sensor which is provided in an electronic control fuel injection device of an internal combustion engine of an automobile or the like and measures an intake air amount, a thermal air flow sensor has become mainstream since it can directly detect a mass air amount. I have. Among them, an air flow sensor manufactured by a semiconductor micromachining technology has attracted particular attention because it can reduce cost and can be driven with low power.

【0003】このような従来の半導体基板を用いた熱式
空気流量センサの技術は、例えば、特開平7ー1745
99号公報に開示されている。該公報における図1の
(B)に記載の従来の熱式空気流量センサの断面を図13
に示した。図13において、半導体センサ素子2は半導
体基板上に形成された発熱抵抗体3と測温抵抗体24と
熱絶縁の為にダイヤフラム6を形成する空洞5とからな
っている。また、10cが外部回路と接続するためのリ
ード(出力端子)、22が半導体センサ素子2とリード1
0cを接続する金バンプ、7がモールド材、そして、2
3はモールド材のはみ出しを防止するダム樹脂膜であ
る。
The technology of such a conventional thermal air flow sensor using a semiconductor substrate is disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-1745.
No. 99 is disclosed. FIG.
FIG. 13 shows a cross section of the conventional thermal air flow sensor shown in FIG.
It was shown to. In FIG. 13, the semiconductor sensor element 2 includes a heating resistor 3 formed on a semiconductor substrate, a temperature measuring resistor 24, and a cavity 5 for forming a diaphragm 6 for thermal insulation. 10c is a lead (output terminal) for connecting to an external circuit, 22 is a semiconductor sensor element 2 and a lead 1
Gold bumps connecting 0c, 7 are molding materials, and 2
Reference numeral 3 denotes a dam resin film for preventing the protrusion of the molding material.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来技術では、半導体センサ素子と外部回路と接続するた
めのリードをモールド成形する例が記載されているが、
半導体センサ素子の実装構造が被測定空気流の流れに十
分考慮されておらず、流量センサの空気流量の測定精度
が十分でなく、また、空気流量を計測する回路が外部回
路となっており半導体センサ素子と別構成になっている
ことから部品点数が増えコスト高である等の問題があっ
た。
However, in the above prior art, an example is described in which leads for connecting a semiconductor sensor element and an external circuit are molded.
The mounting structure of the semiconductor sensor element is not sufficiently considered for the flow of the air flow to be measured, the air flow measurement accuracy of the flow sensor is not sufficient, and the circuit for measuring the air flow is an external circuit. There is a problem that the number of parts is increased and the cost is high because the sensor element is configured differently from the sensor element.

【0005】即ち、図13に示す従来例では、被測定空
気流が半導体センサ素子2に平行に(図面に対して垂直
方向に)流れるが特に空洞5の部分において凹凸の形状
によって半導体センサ素子2の下面の空気流に乱流が発
生し、ダイヤフラム6上の発熱抵抗体3の温度揺らぎに
より信号ノイズが発生し、さらには、電波妨害に関して
考慮されていないのでこの点からも信号ノイズが大きく
なるという問題がある。また、空気流量を計測する回路
が外部回路となっており半導体センサ素子と別構成にな
っていることから部品点数が増えコスト高である等の問
題がある。従って、本発明の目的は、上記従来技術の課
題を解決し、信号ノイズが少なくさらにはコスト低減が
図られる熱式空気流量センサを提供することにある。
That is, in the conventional example shown in FIG. 13, the air flow to be measured flows parallel to the semiconductor sensor element 2 (in the direction perpendicular to the drawing). Turbulence is generated in the air flow on the lower surface of the device, and signal noise is generated due to temperature fluctuations of the heating resistor 3 on the diaphragm 6. Further, since no consideration is given to radio wave interference, the signal noise also increases from this point. There is a problem. In addition, since the circuit for measuring the air flow rate is an external circuit and is configured separately from the semiconductor sensor element, there is a problem that the number of parts is increased and the cost is high. SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to solve the above-mentioned problems of the prior art, and to provide a thermal type air flow sensor which can reduce signal noise and reduce cost.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成する熱式
空気流量センサは、半導体基板に形成した測温抵抗体と
該半導体基板に設けた空洞上に形成した発熱抵抗体とを
含む測定部位を有する半導体センサ素子と、前記測温抵
抗体の温度に対して所定の温度だけ高くするよう前記発
熱抵抗体に加熱電流を流す制御を実行し空気流量を表わ
す空気流量信号を得る制御回路と、該空気流量信号を外
部に出力するターミナルとを備え、前記半導体センサ素
子または前記制御回路のうちの少なくとも前記半導体セ
ンサ素子を、前記ターミナルを形成するターミナル素材
にて前記空洞を塞ぎつつ支持するものである。
A thermal air flow sensor that achieves the above object has a measuring part including a temperature measuring resistor formed on a semiconductor substrate and a heating resistor formed on a cavity provided in the semiconductor substrate. A semiconductor sensor element having a control circuit for executing a control for applying a heating current to the heating resistor so as to increase the temperature of the temperature measuring resistor by a predetermined temperature to obtain an air flow signal representing an air flow rate; A terminal for outputting the air flow signal to the outside, and supporting at least the semiconductor sensor element of the semiconductor sensor element or the control circuit while closing the cavity with a terminal material forming the terminal. is there.

【0007】そして、前記ターミナル素材は、前記半導
体センサ素子の前記測定部位と前記ターミナルの出力端
子部位とに対応する当該ターミナル素材部位を除いて、
前記半導体センサ素子及び前記制御回路と共に、電気絶
縁材からなる絶縁体で一体被覆されていることが望まし
い。更に、前記絶縁体は、一体成形可能なるモールド材
であることが好ましい。
[0007] The terminal material is the same as the terminal material portion corresponding to the measurement site of the semiconductor sensor element and the output terminal site of the terminal.
It is preferable that the semiconductor sensor element and the control circuit are integrally coated with an insulator made of an electrical insulating material. Further, it is preferable that the insulator is a mold material that can be integrally molded.

【0008】本発明によれば、ターミナルを形成するタ
ーミナル素材にて空洞を塞ぎつつ半導体センサ素子を支
持することにより信号ノイズが少なくなり、そして、そ
のような閉塞体や支持体等を一体化することによって部
品点数が減りコスト低減が図られる。
According to the present invention, the signal noise is reduced by supporting the semiconductor sensor element while closing the cavity with the terminal material forming the terminal, and such a closed body and a support are integrated. As a result, the number of parts is reduced, and the cost is reduced.

【0009】[0009]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面を参照して説明する。図1は、本発明による第
一の実施例の熱式空気流量センサを示す平面図である。
図2は、図1の熱式空気流量センサのA−A’断面を示
す図である。図1,2において、熱式空気流量センサ1
は、半導体センサ素子2と、モールド材7と、制御回路
11と、 同一素材から形成されるターミナル素材とし
てのリード10(リードフレームとも呼称する)と、接続
ワイヤ12とを含み構成される。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a plan view showing a thermal air flow sensor according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing a cross section taken along line AA ′ of the thermal air flow sensor of FIG. 1 and 2, a thermal air flow sensor 1
The semiconductor device includes a semiconductor sensor element 2, a molding material 7, a control circuit 11, a lead 10 (also referred to as a lead frame) as a terminal material formed of the same material, and a connection wire 12.

【0010】そして、半導体センサ素子2は、シリコン
等の半導体基板の下面より異方性エッチングにより電気
絶縁膜からなるダイヤフラム6の境界面まで形成された
空洞5と、空洞5上 即ち ダイヤフラム6上に形成され
た発熱抵抗体4と、半導体基板の先端部に形成されて空
気温度を計測する為の測温抵抗体3と、各抵抗体と外部
回路等とを結ぶ配線接続端子9とを含み構成される。ま
た、制御回路11は、測温抵抗体3の温度に対して所定
の温度だけ高くするように発熱抵抗体4に加熱電流を流
す制御を実行し空気流量を表わす空気流量信号を得るも
のである。
The semiconductor sensor element 2 includes a cavity 5 formed from the lower surface of a semiconductor substrate made of silicon or the like by anisotropic etching to a boundary surface of a diaphragm 6 made of an electric insulating film, and a cavity 5, that is, on the diaphragm 6. A configuration including a heating resistor 4 formed, a temperature measuring resistor 3 formed at the tip of a semiconductor substrate for measuring air temperature, and a wiring connection terminal 9 connecting each resistor to an external circuit or the like. Is done. Further, the control circuit 11 executes a control for supplying a heating current to the heating resistor 4 so as to increase the temperature of the temperature measuring resistor 3 by a predetermined temperature to obtain an air flow signal indicating the air flow. .

【0011】一方、第一のリード10fは、空洞5を半
導体基板の下面から塞ぎつつ半導体センサ素子2を支持
する位置決めとしてのリード10e(少なくとも片端面)
およびリード10d(両側面)を有するものである。即
ち、第一のリード10fは、半導体センサ素子2の閉塞
体であり支持体である。また、第二のリード10aは、
半導体センサ素子2と制御回路11の回路接続を中継す
るもの(即ち、接続体)であり、 第三のリード10b
は、 制御回路11を支持するもの( 即ち、制御回路1
1の支持体)である。 そして、第四のリード10cは、
制御回路11からの空気流量信号を外部に出力するター
ミナル(即ち、接続体)である。更に、接続ワイヤ12a
は半導体センサ素子2と第二のリード10aとを回路接
続し、接続ワイヤ12bは第二のリード10aと制御回
路11とを回路接続し、接続ワイヤ12cは制御回路1
1と第四のリード10cとを回路接続するものである。
On the other hand, the first lead 10f is a lead 10e (at least one end face) for positioning and supporting the semiconductor sensor element 2 while closing the cavity 5 from the lower surface of the semiconductor substrate.
And leads 10d (both sides). That is, the first lead 10f is a closing member and a supporting member of the semiconductor sensor element 2. In addition, the second lead 10a
The third lead 10b relays the circuit connection between the semiconductor sensor element 2 and the control circuit 11 (that is, a connection body).
Are those that support the control circuit 11 (that is, the control circuit 1
1 support). And the fourth lead 10c is
A terminal (that is, a connection body) that outputs an air flow signal from the control circuit 11 to the outside. Further, the connection wire 12a
Is a circuit connection between the semiconductor sensor element 2 and the second lead 10a, a connection wire 12b is a circuit connection between the second lead 10a and the control circuit 11, and a connection wire 12c is a
A circuit connection is made between the first and fourth leads 10c.

【0012】絶縁体としてのモールド材7は、エポキシ
樹脂等の一体成形可能である電気絶縁材からなり、空気
流を感知する発熱抵抗体4や測温抵抗体3などからなる
半導体センサ素子2の測定部位及び該測定部位に対面し
空洞を塞ぐターミナル素材部位と、出力端子部位として
の第四のリード10cに該当するターミナル素材部位と
を除いて、半導体センサ素子2の測定部位を除く部分,
制御回路11,リード10a,10b,10c,10fおよび接続ワイ
ヤ12a,12b,12cなどを、モールド成形にて一体に覆って
いる。
A molding material 7 as an insulator is made of an electric insulating material that can be integrally molded such as an epoxy resin, and is used for the semiconductor sensor element 2 including a heating resistor 4 and a temperature measuring resistor 3 that sense an air flow. Excluding the measurement site, the terminal material site facing the measurement site and closing the cavity, and the terminal material site corresponding to the fourth lead 10c as the output terminal site, excluding the measurement site of the semiconductor sensor element 2,
The control circuit 11, the leads 10a, 10b, 10c, 10f and the connecting wires 12a, 12b, 12c are integrally covered by molding.

【0013】ここで、半導体センサ素子2は、以下の様
にして得られる。まず、シリコン半導体基板上に電気絶
縁体からなるダイヤフラム6として二酸化ケイ素、窒化
ケイ素等を約0.5ミクロンの厚さで熱酸化あるいはC
VD等の方法で形成する。 更に、発熱抵抗体4および
測温抵抗体3として白金等の金属薄膜或いは多結晶ケイ
素(Si)、 多結晶炭化ケイ素(SiC)等の半導体薄膜を
約0.1〜1ミクロンの厚さでスパッタ或いはCVD等
の方法で形成後、公知のホトリソグラフィ技術によりレ
ジストを所定の形状に形成した後、反応性イオンエッチ
ング等の方法により発熱抵抗体4および測温抵抗体3を
パターニングする。次に、配線接続端子9をアルミニー
ム、金等で形成した後、配線接続端子9以外の部分を保
護膜として電気絶縁体を先と同様に 約0.5ミクロンの
厚さに形成する。最後に、シリコン半導体基板の裏面よ
り二酸化ケイ素等をマスク材として、異方性エッチング
することにより空洞5を形成し、チップに切断すること
により半導体センサ素子2が得られる。
Here, the semiconductor sensor element 2 is obtained as follows. First, silicon dioxide, silicon nitride, or the like as a diaphragm 6 made of an electrical insulator is thermally oxidized or C-coated on a silicon semiconductor substrate to a thickness of about 0.5 μm.
It is formed by a method such as VD. Furthermore, a metal thin film such as platinum or a semiconductor thin film such as polycrystalline silicon (Si) or polycrystalline silicon carbide (SiC) is sputtered as the heating resistor 4 and the temperature measuring resistor 3 to a thickness of about 0.1 to 1 micron. Alternatively, after forming by a method such as CVD, a resist is formed in a predetermined shape by a known photolithography technique, and then the heating resistor 4 and the temperature measuring resistor 3 are patterned by a method such as reactive ion etching. Next, after the wiring connection terminals 9 are formed of aluminum, gold, or the like, an electric insulator is formed to a thickness of about 0.5 μm in the same manner as described above, using a portion other than the wiring connection terminals 9 as a protective film. Finally, a cavity 5 is formed from the back surface of the silicon semiconductor substrate by anisotropic etching using silicon dioxide or the like as a mask material, and the semiconductor sensor element 2 is obtained by cutting into a chip.

【0014】次に、図3を参照し、本発明の実施例の動
作について説明する。図3は、本発明による一実施例の
電気回路を示す図である。半導体センサ素子2の各抵抗
体と制御回路11を示した熱式空気流量センサ1の回路
図である。図において、16は電源、15は発熱抵抗体
4に加熱電流を流すためのトランジスタ、17a,17b,17c
は抵抗、 14はA/D変換器等を含む入力回路とD/
A変換器等を含む出力回路と演算処理等を行うCPU及
びメモリ回路とからなる演算回路であり、制御回路11
は、図中の破線で囲まれた回路が集積された半導体集積
回路からなる。
Next, the operation of the embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a diagram showing an electric circuit of one embodiment according to the present invention. FIG. 2 is a circuit diagram of the thermal air flow sensor 1 showing each resistor of the semiconductor sensor element 2 and a control circuit 11. In the figure, 16 is a power supply, 15 is a transistor for passing a heating current to the heating resistor 4, 17a, 17b, 17c
Is a resistor, 14 is an input circuit including an A / D converter and the like, and D /
An arithmetic circuit comprising an output circuit including an A converter and the like and a CPU and a memory circuit for performing arithmetic processing and the like;
Consists of a semiconductor integrated circuit in which circuits surrounded by broken lines in the figure are integrated.

【0015】ここで、発熱抵抗体4、測温抵抗体3、
抵抗17a,17bよりなるブリッジ回路の中間端子B,Cの
電圧が演算回路14に入力され、発熱抵抗体4の温度が
空気温度に対応する測温抵抗体3の温度よりある一定値
(例えばΔTh=150℃)高くなるよう各抵抗17a,17b
の値が設定され演算回路14により制御される。 発熱
抵抗体4の温度が設定値より低い場合には、演算回路1
4の出力によりトランジスタ16がオンし発熱抵抗体4
加熱電流が流れ、設定温度より高くなるとトランジスタ
16がオフするように設定値に一定になるよう制御され
る。空気流が大きくなると発熱抵抗体4がより冷却され
ることから加熱電流が増大する原理により、発熱抵抗体
4に流す加熱電流値(抵抗17bの電位Cに対応)から空
気流量(Q)を計測する。
Here, the heating resistor 4, the temperature measuring resistor 3,
The voltage of the intermediate terminals B and C of the bridge circuit composed of the resistors 17a and 17b is input to the arithmetic circuit 14, and the temperature of the heating resistor 4 is a certain value higher than the temperature of the temperature measuring resistor 3 corresponding to the air temperature.
(For example, ΔTh = 150 ° C.)
Is set and controlled by the arithmetic circuit 14. If the temperature of the heating resistor 4 is lower than the set value, the arithmetic circuit 1
The transistor 16 is turned on by the output of the heat-generating resistor 4
When the heating current flows and becomes higher than the set temperature, the transistor 16 is turned off so that the transistor 16 is controlled to be constant at the set value. Based on the principle that the heating current increases due to the cooling of the heating resistor 4 as the air flow increases, the air flow rate (Q) is measured from the heating current value (corresponding to the potential C of the resistor 17b) flowing through the heating resistor 4 I do.

【0016】本実施例では、半導体センサ素子2として
発熱抵抗体4及び測温抵抗体3のみで構成した直熱方式
を示したが、例えば発熱抵抗体と発熱抵抗体の上下流に
測温抵抗体を配置した温度差検知方式としても、また、
上下流に一対の発熱抵抗体を配置した空気流方向と流量
を検知するような構成にしてもかまわず、少なくとも発
熱抵抗体4と測温抵抗体3を備える構成であれば良い。
また、発熱抵抗体4、測温抵抗体3として多結晶ケイ素
(Si)、多結晶炭化ケイ素(SiC)等の半導体薄膜の様に
抵抗−温度関数のリニアリテイが十分でない場合には、
予め半導体薄膜の抵抗ー温度関数および流量補正データ
を演算回路14のメモリに記憶しておけば、演算回路1
4のCPUにて演算処理することにより空気流量(Q)の
高精度計測が可能となる。
In this embodiment, the direct heating system in which only the heating resistor 4 and the temperature measuring resistor 3 are used as the semiconductor sensor element 2 has been described. As a temperature difference detection method with a body placed,
A configuration in which a pair of heating resistors is arranged upstream and downstream to detect the air flow direction and the flow rate may be used, and any configuration having at least the heating resistor 4 and the temperature measuring resistor 3 may be used.
The heating resistor 4 and the temperature measuring resistor 3 are made of polycrystalline silicon.
(Si), when the linearity of the resistance-temperature function is not sufficient like a semiconductor thin film such as polycrystalline silicon carbide (SiC),
If the resistance-temperature function of the semiconductor thin film and the flow rate correction data are stored in advance in the memory of the arithmetic circuit 14, the arithmetic circuit 1
By performing arithmetic processing by the CPU of No. 4, high precision measurement of the air flow rate (Q) becomes possible.

【0017】図4は、本発明による一実施例のセンサ実
装構造を示す断面図である。図1の熱式空気流量センサ
1を実装した熱式空気流量センサの実施例を断面で示し
ている。例えば、自動車等の内燃機関の吸気通路に実装
した熱式空気流量センサ1の実施例を示す断面図であ
る。 熱式空気流量センサ1は、 図のように、吸気通路
18の内部にある副通路19に半導体センサ素子2の発
熱抵抗体4と測温抵抗体3とは被測定空気流に晒される
様に配置される。測定された空気流量信号(Q)は熱式空
気流量センサ1のリード10cからエンジン制御回路に
送られる。
FIG. 4 is a sectional view showing a sensor mounting structure according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a sectional view showing an embodiment of a thermal air flow sensor on which the thermal air flow sensor 1 of FIG. 1 is mounted. FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating an example of a thermal air flow sensor 1 mounted in an intake passage of an internal combustion engine of an automobile or the like. As shown in the figure, the thermal air flow sensor 1 is configured such that the heating resistor 4 and the temperature measuring resistor 3 of the semiconductor sensor element 2 are exposed to the air flow to be measured in the sub-passage 19 inside the intake passage 18. Be placed. The measured air flow signal (Q) is sent from the lead 10c of the thermal air flow sensor 1 to the engine control circuit.

【0018】次に、図1に示した本発明の第一の実施例
の熱式空気流量センサ1の組立工程について説明する。
図5は、第一の実施例の熱式空気流量センサの組立工程
を示す図である。図5(a)に示す工程では、ターミナル
素材からリードフレームとしてのリード10(10a,10b,1
0c,10d,10e,10f)が形成される。 リード10は、半導体
センサ素子2を支持し位置決めするために設けた位置決
め用の リード10e,10dを有する第一のリード10f、半
導体センサ素子2と制御回路11の回路接続を中継する
ための第二のリード10a、制御回路11を支持するた
めの第三のリード10b、制御回路11の出力信号を外
部に出力する為の第四のリード10cとが外周フレーム
で一体化されている。
Next, an assembling process of the thermal air flow sensor 1 according to the first embodiment of the present invention shown in FIG. 1 will be described.
FIG. 5 is a diagram showing an assembling process of the thermal air flow sensor according to the first embodiment. In the process shown in FIG. 5A, the lead 10 (10a, 10b,
0c, 10d, 10e, 10f) are formed. The lead 10 includes a first lead 10 f having positioning leads 10 e and 10 d provided for supporting and positioning the semiconductor sensor element 2, and a second lead 10 for relaying a circuit connection between the semiconductor sensor element 2 and the control circuit 11. , A third lead 10b for supporting the control circuit 11, and a fourth lead 10c for outputting the output signal of the control circuit 11 to the outside are integrated with the outer peripheral frame.

【0019】位置決め用のリード10e,10dは、 平面上の
リード10fがパターンニングまたは型抜きされた後に
型押しされて、半導体センサ素子2の片端面および両側
面を位置決めするように、図面に垂直方向に折曲げられ
て形成される。即ち、本発明による熱式空気流量センサ
の別の特徴は、半導体センサ素子を支持するための第一
のリード10fは、半導体センサ素子を位置決めするた
めに少なくとも半導体センサ素子の片端面または両側面
に対面するように配置されている位置決め用のリード10
e,10dを有する点にある。
The positioning leads 10e and 10d are perpendicular to the drawing so that the leads 10f on a plane are stamped after patterning or die cutting to position one end surface and both side surfaces of the semiconductor sensor element 2. It is formed by bending in the direction. That is, another feature of the thermal air flow sensor according to the present invention is that the first lead 10f for supporting the semiconductor sensor element is provided on at least one end surface or both side surfaces of the semiconductor sensor element for positioning the semiconductor sensor element. Positioning leads 10 arranged facing each other
e, 10d.

【0020】図5(a)では、一個分の熱式空気流量セン
サ1のリード10を示しているが、一枚の素材に複数個
のリード10が繰り返し連接している構成にすれば、複
数個の熱式空気流量センサ1の一括自動化処理が可能に
なり、更に組立工程の生産性が向上し、熱式空気流量セ
ンサのコスト低減が図れる。
FIG. 5A shows one lead 10 of the thermal air flow sensor 1, but if a plurality of leads 10 are repeatedly connected to one material, a plurality of leads 10 may be provided. Batch thermal processing of the individual thermal air flow sensors 1 can be performed, productivity of the assembling process can be further improved, and the cost of the thermal air flow sensor can be reduced.

【0021】図5(b)に示す工程では、半導体センサ素
子2と制御回路11が第一のリード10fおよび第三の
リード10b上の所定の位置に配置され、半導体センサ
素子2と第二のリード10aとを回路接続する為の接続
ワイヤ12a、第二のリード10aと制御回路11を回
路接続する為の接続ワイヤ12b、制御回路11と第四
のリード10cを回路接続する為の接続ワイヤ12cが
アルミまたは金等の線材でワイヤボンドされる。
In the step shown in FIG. 5B, the semiconductor sensor element 2 and the control circuit 11 are arranged at predetermined positions on the first lead 10f and the third lead 10b. A connection wire 12a for connecting the lead 10a to the circuit, a connection wire 12b for connecting the second lead 10a to the control circuit 11, and a connection wire 12c for connecting the control circuit 11 to the fourth lead 10c. Is wire-bonded with a wire such as aluminum or gold.

【0022】図5(c)では、半導体センサ素子2の空気
流を感知する各抵抗体3,4などからなる測定部位と第
四のリード10cの出力端子部位(外部接続部)を除い
て、半導体センサ素子2,制御回路11,リード10f,10
a,10b,10c 及び接続ワイヤ12a,12b,12cなどが、エポキ
シ樹脂等のモールド材7によって、 所定の型を用いて
一体成形されて覆われる。そして最終的に、図5(d)の
工程において、リード10の外周フレーム部分が切除さ
れて、熱式空気流量センサ1が得られる。従って、一体
成形可能なるモールド材7が、一体にかつ成形加工で各
構成部品を覆うことによって、各構成部品がバラバラと
ならないようにしっかりと纏めることになる。換言すれ
ば、ターミナルを形成するターミナル素材を閉塞体や支
持体等に利用し、そして、モールド成形にて一体化する
ことによって、部品点数を減らしコスト低減に結び付け
るものであると言える。
In FIG. 5 (c), except for the measurement site including the resistors 3 and 4 for sensing the air flow of the semiconductor sensor element 2 and the output terminal site (external connection portion) of the fourth lead 10c, Semiconductor sensor element 2, control circuit 11, leads 10f, 10
The a, 10b, 10c and the connection wires 12a, 12b, 12c are integrally formed and covered with a molding material 7 such as an epoxy resin using a predetermined mold. Finally, in the step of FIG. 5D, the outer peripheral frame portion of the lead 10 is cut off, and the thermal air flow sensor 1 is obtained. Therefore, the molding material 7 that can be integrally molded covers each component part integrally and by a molding process, so that each component part is tightly integrated so as not to be scattered. In other words, it can be said that the terminal material forming the terminal is used for the closing body, the support, and the like, and is integrated by molding, thereby reducing the number of parts and leading to cost reduction.

【0023】この様に構成された本発明の熱式空気流量
センサ1では、図1,2に示したように、半導体センサ
素子2のダイヤフラム6下の空洞5が リード10fによっ
て塞がれて空気流13に直接晒されることがないので、
従来例のような空洞部位における乱流の発生は防止さ
れ、発熱抵抗体4の熱揺らぎが少なくなるので、出力信
号のノイズの低減が図られる。また、従来例では、制御
回路11が熱式空気流量センサ1とは別構成になってい
たが、本発明では、制御回路11を半導体センサ素子2
及びリード10とモールド材7と共に一体成形したこと
により、部品点数が低減でき、組立工程の生産性が向上
することからコスト低減が可能となる。
In the thermal air flow sensor 1 of the present invention having the above-described structure, as shown in FIGS. 1 and 2, the cavity 5 below the diaphragm 6 of the semiconductor sensor element 2 is closed by the lead 10f. Because they are not directly exposed to stream 13
The occurrence of turbulence in the cavity as in the conventional example is prevented, and the thermal fluctuation of the heating resistor 4 is reduced, so that the noise of the output signal is reduced. Further, in the conventional example, the control circuit 11 has a configuration different from that of the thermal air flow sensor 1, but in the present invention, the control circuit 11 is
In addition, since the lead 10 and the molding material 7 are integrally formed, the number of parts can be reduced, and the productivity of the assembling process is improved, so that the cost can be reduced.

【0024】次に、図6は、本発明による第二の実施例
の熱式空気流量センサを示す断面図である。本発明の第
二の実施例の熱式空気流量センサ1の断面を示してい
る。図6に示した第二の実施例の第一の実施例と異なる
点は、ターミナル素材から形成されるリード10aから
10fが絶縁基板8上に一体化されていることにある。
リード10a,10b,10c,10fを絶縁基板8上に一体化したこ
とにより、 リードの強度を増すことができる。また、
リード10fが絶縁基板8の先端部において折曲げられ
て、 凹状のリード10g(リード10fの一部分)が形成さ
れたことにより半導体センサ素子2が4方向(図中の前
後左右方向)の側面で位置決めされるので、位置決め作
業が確実でかつ容易となる。即ち、本発明による熱式空
気流量センサの別の特徴は、 リード10(10a,10b,10c,
10f)が絶縁基板8上にて一体化されていることにある。
FIG. 6 is a sectional view showing a thermal air flow sensor according to a second embodiment of the present invention. 2 shows a cross section of a thermal air flow sensor 1 according to a second embodiment of the present invention. The difference of the second embodiment shown in FIG. 6 from the first embodiment is that the leads 10a to 10f formed of the terminal material are integrated on the insulating substrate 8.
By integrating the leads 10a, 10b, 10c, 10f on the insulating substrate 8, the strength of the leads can be increased. Also,
The lead 10f is bent at the tip of the insulating substrate 8 to form the concave lead 10g (a part of the lead 10f), thereby positioning the semiconductor sensor element 2 on the side surface in four directions (front-rear, left-right directions in the figure). Therefore, the positioning operation can be performed reliably and easily. That is, another feature of the thermal air flow sensor according to the present invention is that the lead 10 (10a, 10b, 10c,
10f) is integrated on the insulating substrate 8.

【0025】図7は、第二の実施例の熱式空気流量セン
サの組立工程を示す図である。図7(a),(b),(c)に
は第二の実施例である熱式空気流量センサ1の組立工程
を示した。図7(a)に示す工程では、空洞5を塞ぎつつ
半導体センサ素子2を支持する第一のリード10f(含むリ
ード10e,10d,10g)と、 接続体のリード10aと、制御回路
11を支持する10bと、ターミナルとしての第四のリード1
0cとが、前述の様に絶縁基板8上に一体化されている。
絶縁基板8にはアルミナ等のハード材あるいは樹脂等に
よるフレキシブル材が用いられ、基板上のリード10が
所定の形状にパターニングされた後、型整形一体化され
ている。図7(b),(c)では、第一の実施例と同じ様
に、半導体センサ素子2と制御回路11が所定の位置に
配置され、接続ワイヤ12a,12b,12cが接続された後、 モ
ールド材7により所定の型を用いて一体成形される。な
お、リード10の外周フレームの削除工程の説明は省略
している。
FIG. 7 is a diagram showing an assembling process of the thermal air flow sensor according to the second embodiment. FIGS. 7A, 7B, and 7C show an assembly process of the thermal air flow sensor 1 according to the second embodiment. In the step shown in FIG. 7A, the first lead 10f (including the leads 10e, 10d, 10g) supporting the semiconductor sensor element 2 while closing the cavity 5, the lead 10a of the connector, the control circuit
10b supporting 11 and fourth lead 1 as terminal
0c is integrated on the insulating substrate 8 as described above.
The insulating substrate 8 is made of a hard material such as alumina or a flexible material such as a resin. The leads 10 on the substrate are patterned into a predetermined shape, and are then formed and integrated. 7B and 7C, as in the first embodiment, after the semiconductor sensor element 2 and the control circuit 11 are arranged at predetermined positions and the connection wires 12a, 12b, and 12c are connected, The molding material 7 is integrally molded using a predetermined mold. The description of the step of removing the outer peripheral frame of the lead 10 is omitted.

【0026】次に、図8は、本発明による第三の実施例
の熱式空気流量センサを示す断面図である。 図9は、
第三の実施例の熱式空気流量センサの組立工程を示す図
である。図8に、本発明の第三の実施例である熱式空気
流量センサ1の断面を、図9(a),(b),(c)に組立工
程を示す。第三の実施例の図1,2に示した第一の実施
例と異なる点は、制御回路11が、第一の実施例では半
導体集積回路からなる半導体チップであったのに対し
て、第三の実施例では絶縁基板20と該基板上に配置さ
れた厚膜配線及び抵抗パターン、半導体集積回路からな
る半導体チップ、チップコンデンサ等の電気部品11a,11
b,11cからなっていること、 また、リード10の第一の
リード10f(含むリード10e,10d,10g) 及び第四のリー
ド10cを絶縁基板8上にて一体化しており、絶縁基板
8上の第一のリード10fと第四のリード10c間に、
制御回路11を固定していることである。
FIG. 8 is a sectional view showing a thermal air flow sensor according to a third embodiment of the present invention. FIG.
It is a figure showing an assembly process of a thermal type air flow sensor of a 3rd example. FIG. 8 shows a cross section of the thermal air flow sensor 1 according to the third embodiment of the present invention, and FIGS. 9 (a), 9 (b) and 9 (c) show an assembling process. The difference between the third embodiment and the first embodiment shown in FIGS. 1 and 2 is that the control circuit 11 is a semiconductor chip composed of a semiconductor integrated circuit in the first embodiment. In the third embodiment, the insulating substrate 20 and the electrical components 11a and 11 such as a thick film wiring and a resistor pattern disposed on the substrate, a semiconductor chip composed of a semiconductor integrated circuit, and a chip capacitor are provided.
b, 11c, and the first lead 10f (including the lead 10e, 10d, 10g) and the fourth lead 10c of the lead 10 are integrated on the insulating substrate 8, Between the first lead 10f and the fourth lead 10c,
That is, the control circuit 11 is fixed.

【0027】図9(a)に示す工程で、ターミナル素材か
ら形成されて、空洞5を塞ぎつつ半導体センサ素子2を
支持する第一のリード10f(含むリード10e,10d,10g)およ
びターミナルとしての第四のリード10cが、絶縁基板8
上にて一体化される。 図9(b),(c)では、絶縁
基板8上のリード10fとリード10c間に、絶縁基板
20と、該基板上に配置された厚膜配線,抵抗パターン,
半導体集積回路からなる半導体チップ,チップコンデン
サ等の電気部品11a,11b,11cなどからなる制御回路とが
配置された後に接続ワイヤ12a,12bが接続され、 モール
ド材7によって所定の型を用いて一体成形される。な
お、リード10の外周フレームの削除工程の説明は省略
している。
In the step shown in FIG. 9A, the first leads 10f (including the leads 10e, 10d, 10g) supporting the semiconductor sensor element 2 while closing the cavity 5 and formed as a terminal are formed from the terminal material. The fourth lead 10c is connected to the insulating substrate 8
Integrated above. 9 (b) and 9 (c), the insulating substrate 20 and the thick film wiring, the resistance pattern, and the like disposed between the lead 10f and the lead 10c on the insulating substrate 8 are arranged.
After the control circuit including the electric components 11a, 11b, 11c, etc., such as a semiconductor chip and a chip capacitor, which are composed of a semiconductor integrated circuit, are arranged, the connection wires 12a, 12b are connected. Molded. The description of the step of removing the outer peripheral frame of the lead 10 is omitted.

【0028】この様に構成された第三の実施例である熱
式空気流量センサ1では、制御回路が絶縁基板20上に
厚膜配線、 抵抗パターン及び電気部品11a,11b,11cから
なることにより、 多種用途に適応する場合に電気部品1
1a,11b,11cを各々の用途に適したように交換することが
可能となり、フレキシビリテーが増すと共に、抵抗パタ
ーンを調整抵抗とすることにより抵抗トリミングによる
回路調整がより精密に出来るという利点がある。すなわ
ち、本発明による熱式空気流量センサの別の特徴は、制
御回路11が、絶縁基板と該基板上に配置された厚膜配
線,抵抗パターンおよび半導体集積回路からなる半導体
チップとチップコンデンサ等の電気部品とからなること
にある。
In the thermal air flow sensor 1 according to the third embodiment, which is configured as described above, the control circuit includes the thick film wiring, the resistance pattern, and the electric components 11a, 11b, and 11c on the insulating substrate 20. , Electric parts 1
1a, 11b, and 11c can be replaced as appropriate for each application, increasing flexibility and having the advantage that circuit adjustment by resistance trimming can be performed more precisely by using a resistor pattern as an adjustment resistor. is there. That is, another characteristic of the thermal air flow sensor according to the present invention is that the control circuit 11 is configured such that the insulating substrate and the semiconductor chip including the thick film wiring, the resistor pattern and the semiconductor integrated circuit arranged on the substrate, the semiconductor chip and the chip capacitor, etc. And electrical components.

【0029】図10は、本発明による第四の実施例の熱
式空気流量センサの組立工程を示す図である。 図10
(a),(b),(c),(d)に、本発明の第四の実施例である
熱式空気流量センサ1の組立工程を示す。 第四の実施
例は、図6,7に示した第二の実施例のリード10(即
ち、リードフレーム)と同じ構成となっており、半導体
センサ素子2と制御回路11とがリード10の所定の位
置に配置されて、接続ワイヤ12a,12b,12cが接続され
る。 図10(c)では、被測定空気流を半導体センサ素
子2の空気流を感知する各抵抗体3,4に導入するため
の 副通路19を形成するために所定の形状の副通路構
成部材19aが配置され、図10(d)では副通路構成部
材19aを含めてモールド材7により半導体センサ素子
2、制御回路11およびリード10が一体成形される。
FIG. 10 is a view showing a process of assembling a thermal air flow sensor according to a fourth embodiment of the present invention. FIG.
(a), (b), (c) and (d) show an assembly process of a thermal air flow sensor 1 according to a fourth embodiment of the present invention. The fourth embodiment has the same configuration as the lead 10 (that is, the lead frame) of the second embodiment shown in FIGS. 6 and 7, and the semiconductor sensor element 2 and the control circuit 11 And the connection wires 12a, 12b, 12c are connected. In FIG. 10C, a sub-passage member 19a having a predetermined shape is formed to form a sub-passage 19 for introducing the air flow to be measured into each of the resistors 3 and 4 for sensing the air flow of the semiconductor sensor element 2. In FIG. 10 (d), the semiconductor sensor element 2, the control circuit 11, and the lead 10 are integrally formed with the molding material 7 including the sub-passage constituting member 19 a.

【0030】この様に構成された熱式空気流量センサ1
では、副通路構成部材19aを含めてモールド材7によ
り半導体センサ素子2、制御回路11およびリード10
が一体成形されることから、部品点数が低減でき組立工
程の生産性が向上することからコスト低減が可能とな
る。ここで、副通路構成部材19aは図10(c)では矩
形の断面になっているが、円形断面でも、空気流を収束
させる構造でも、U字形の折り返し構造の通路形状でも
任意の形状が可能である。即ち、本発明による熱式空気
流量センサの別の特徴は、被測定空気流に晒す為の副通
路構成部材19aを、半導体センサ素子2の空気流を感
知する各抵抗体3,4とそれに付随した第一のリード1
0fと共に、モールド材7のモールド成形時に一体に成
形することにある。
The thermal air flow sensor 1 constructed as described above
Then, the semiconductor sensor element 2, the control circuit 11, and the lead 10 are molded by the molding material 7 including the sub-passage constituting member 19a.
Is integrally molded, the number of parts can be reduced, and the productivity of the assembling process can be improved, so that the cost can be reduced. Here, the auxiliary passage component member 19a has a rectangular cross section in FIG. 10 (c), but any shape can be used, such as a circular cross section, a structure for converging the air flow, or a U-shaped folded structure. It is. That is, another feature of the thermal air flow sensor according to the present invention is that the sub-passage constituting member 19a for exposing to the air flow to be measured is provided with each of the resistors 3 and 4 for sensing the air flow of the semiconductor sensor element 2 and its associated components. First Lead 1
0f together with the molding material 7 during molding.

【0031】図11は、本発明による第五の実施例の熱
式空気流量センサを示す断面図である。図12は、本発
明による第六の実施例の熱式空気流量センサを示す断面
図である。本発明の第五、第六の実施例である熱式空気
流量センサ1の断面を各々示す。第五、第六の実施例で
ある熱式空気流量センサ1は、更に電波妨害等の電磁ノ
イズを低減し、信号対ノイズ比をより向上するものであ
る。エポキシ樹脂等のモールド材7単体では、絶縁材で
あり十分に外部からの電磁ノイズからシールドすること
が難しく、特に自動車等の空気流量センサに適用する場
合の様に過酷な環境では問題となる。そこで、シールド
体をモールド材7で一体成形して保持するものである。
一体成形が可能であるから作業性や強度上から有効であ
る。即ち、本発明による熱式空気流量センサの別の特徴
は、絶縁体としてのモールド材7が、 制御回路11を電
磁シールドするシールド体としての導電体リード10hま
たは導電体21を包含している所にある。
FIG. 11 is a sectional view showing a thermal air flow sensor according to a fifth embodiment of the present invention. FIG. 12 is a sectional view showing a thermal air flow sensor according to a sixth embodiment of the present invention. The cross sections of the thermal air flow sensor 1 according to the fifth and sixth embodiments of the present invention are respectively shown. The thermal air flow sensor 1 according to the fifth and sixth embodiments further reduces electromagnetic noise such as radio wave interference and improves the signal-to-noise ratio. The molding material 7 such as an epoxy resin alone is an insulating material, and it is difficult to sufficiently shield it from external electromagnetic noise. This is a problem particularly in a severe environment such as when applied to an air flow sensor such as an automobile. Therefore, the shield body is integrally formed with the molding material 7 and held.
Since integral molding is possible, it is effective in terms of workability and strength. That is, another feature of the thermal air flow sensor according to the present invention is that the molding material 7 as an insulator includes the conductor lead 10h or the conductor 21 as a shield for electromagnetically shielding the control circuit 11. It is in.

【0032】図11の第五の実施例では、制御回路11
および配線接続部の電波妨害を防止するための電磁シー
ルドとして、半導体センサ素子2、制御回路11および
配線接続部の下部に導電体リード10hを配置し、モー
ルド成形時に一体成形している。導電体リード10h
は、絶縁基板8の下層として制御回路11および配線接
続部を十分に覆うように配置され、最終的には図示して
ない端子を経由してアースされ、且つ、半導体センサ素
子2の支持体としても機能している。この様に構成する
ことにより、半導体センサ素子2、制御回路11および
配線接続部が、導電体リード10hによって下部が接近
して覆われることから、外部から電磁シールドされて、
信号対ノイズ比が向上する。
In the fifth embodiment shown in FIG.
The semiconductor sensor element 2, the control circuit 11, and a conductor lead 10h are arranged below the wiring connection part as an electromagnetic shield for preventing electric wave interference of the wiring connection part, and are integrally formed at the time of molding. Conductor lead 10h
Is disposed as a lower layer of the insulating substrate 8 so as to sufficiently cover the control circuit 11 and the wiring connection portion, is finally grounded via a terminal not shown, and serves as a support for the semiconductor sensor element 2. Is also working. With such a configuration, the semiconductor sensor element 2, the control circuit 11, and the wiring connection portion are covered with the conductor lead 10h at the lower portion thereof, and are electromagnetically shielded from the outside.
The signal to noise ratio is improved.

【0033】図12の第六の実施例では、電磁シールド
として導電体21が制御回路11および配線接続部の上
部に配置され、モールド成形時に一体成形している。こ
の様な構成においても図11の第五の実施例と同様に、
制御回路11および配線接続部が、導電体21によって
上部が接近して覆われることから、外部から電磁シール
ドされて信号対ノイズ比が向上する。
In the sixth embodiment shown in FIG. 12, a conductor 21 is disposed above the control circuit 11 and the wiring connection portion as an electromagnetic shield, and is integrally formed at the time of molding. In such a configuration, similarly to the fifth embodiment in FIG.
Since the upper part of the control circuit 11 and the wiring connection part are closely covered by the conductor 21, they are electromagnetically shielded from the outside and the signal-to-noise ratio is improved.

【0034】前記第五,第六の実施例では、制御回路1
1および配線接続部を導電体リード10hと導電体21
によって上部と下部において電磁シールドする構成であ
ったが、当然のことながら上下部両方を電磁シールドす
る構成としても、効果に変わりがない。また、上記の導
電体リード10h、導電体21の様な電磁シールドする
構成に対して、制御回路11内に電磁ノイズを低減する
フィルター回路を内臓するように構成すれば、更に信号
対ノイズ比が向上する。
In the fifth and sixth embodiments, the control circuit 1
1 and the wiring connection portion are defined by the conductor lead 10h and the conductor 21.
The electromagnetic shielding is performed at the upper part and the lower part. However, the electromagnetic shielding of both the upper and lower parts naturally has the same effect. Further, if a filter circuit for reducing electromagnetic noise is incorporated in the control circuit 11 with respect to the electromagnetic shield such as the conductor lead 10h and the conductor 21, the signal-to-noise ratio is further improved. improves.

【0035】[0035]

【発明の効果】本発明によれば、 (1)半導体基板上に電
気絶縁膜を介して少なくも発熱抵抗体4、測温抵抗体3
および配線接続端子9を形成した半導体センサ素子2
と、測温抵抗体3の温度に対して所定の温度高く発熱抵
抗体4に加熱電流を流し空気流量を計測する制御回路1
1と、計測された空気流量信号を外部に出力する為のリ
ード10からなり、前記半導体センサ素子2の空気流を
感知する抵抗体部3,4と前記リード10の外部接続部
を除き、少なくとも半導体センサ素子2、制御回路11
およびリード10をモールド成形にて覆ったことによ
り、 (2)また、前記リード10を、少なくとも前記半導
体センサ素子を支持し位置決めするために少なくとも半
導体センサ素子の片端面および両側面に対面する様に位
置決め用のリード10e,10dが配置された第一のリ
ード10fと出力信号を外部に出力する為の第四のリー
ド10cから構成し、前記制御回路11を、半導体集積
回路からなる半導体チップ或いは絶縁基板と該基板上に
配置された厚膜配線および抵抗パターン、半導体集積回
路からなる半導体チップ、チップコンデンサ等の電気部
品から構成し、 (3)更に、被測定空気流導くための副通
路19aと前記制御回路上部或いは下部に配置された電
磁シールド用導電体10h,21或いは制御回路内に電
波妨害を防止するためのフィルター回路を内臓し前記モ
ールド成形時に一体成形したことにより、従来例では問
題になった空洞5が第一のリード10fにより覆われ空
気流の乱れが発生せずまた電磁シールド10h,21を
付加したことにより信号ノイズが少なく、且つ制御回路
が一体化されたことにより部品点数が減り、コスト低減
が図られた熱式空気流量センサが提供できる。
According to the present invention, (1) at least the heating resistor 4 and the temperature measuring resistor 3 are provided on the semiconductor substrate with the electric insulating film interposed therebetween.
Sensor element 2 having wiring connection terminals 9 formed thereon
And a control circuit 1 for measuring the air flow rate by supplying a heating current to the heating resistor 4 at a predetermined temperature higher than the temperature of the temperature measuring resistor 3.
1 and a lead 10 for outputting a measured air flow signal to the outside. At least, except for the resistor parts 3 and 4 for sensing the air flow of the semiconductor sensor element 2 and the external connection part of the lead 10, Semiconductor sensor element 2, control circuit 11
And the leads 10 are covered by molding. (2) Also, the leads 10 are arranged so as to face at least one end face and both side faces of the semiconductor sensor element in order to support and position at least the semiconductor sensor element. The control circuit 11 comprises a first lead 10f on which positioning leads 10e and 10d are arranged and a fourth lead 10c for outputting an output signal to the outside. A substrate and a thick film wiring and a resistance pattern arranged on the substrate, a semiconductor chip composed of a semiconductor integrated circuit, an electric component such as a chip capacitor, and (3) a sub-passage 19a for guiding an air flow to be measured; To prevent electromagnetic interference in the electromagnetic shielding conductors 10h, 21 disposed in the upper or lower part of the control circuit or in the control circuit. By incorporating a filter circuit and integrally molding at the time of the molding, the cavity 5 which is a problem in the conventional example is covered with the first lead 10f, so that the air flow is not disturbed and the electromagnetic shields 10h and 21 are added. As a result, a thermal air flow sensor with reduced signal noise and a reduced number of components due to the integrated control circuit can be provided.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明による第一の実施例の熱式空気流量セン
サを示す平面図である。
FIG. 1 is a plan view showing a thermal air flow sensor according to a first embodiment of the present invention.

【図2】図1の熱式空気流量センサのA−A’断面を示
す図である。
FIG. 2 is a diagram showing a cross section taken along the line AA ′ of the thermal air flow sensor of FIG. 1;

【図3】本発明による一実施例の電気回路を示す図であ
る。
FIG. 3 is a diagram showing an electric circuit of one embodiment according to the present invention.

【図4】本発明による一実施例のセンサ実装構造を示す
断面図である。
FIG. 4 is a sectional view showing a sensor mounting structure according to an embodiment of the present invention.

【図5】第一の実施例の熱式空気流量センサの組立工程
を示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing an assembly process of the thermal air flow sensor according to the first embodiment.

【図6】本発明による第二の実施例の熱式空気流量セン
サを示す断面図である。
FIG. 6 is a sectional view showing a thermal air flow sensor according to a second embodiment of the present invention.

【図7】第二の実施例の熱式空気流量センサの組立工程
を示す図である。
FIG. 7 is a diagram showing an assembling process of the thermal air flow sensor according to the second embodiment.

【図8】本発明による第三の実施例の熱式空気流量セン
サを示す断面図である。
FIG. 8 is a sectional view showing a thermal air flow sensor according to a third embodiment of the present invention.

【図9】第三の実施例の熱式空気流量センサの組立工程
を示す図である。
FIG. 9 is a diagram showing an assembling process of the thermal air flow sensor according to the third embodiment.

【図10】本発明による第四の実施例の熱式空気流量セ
ンサの組立工程を示す図である。
FIG. 10 is a view showing an assembling process of a thermal air flow sensor according to a fourth embodiment of the present invention.

【図11】本発明による第五の実施例の熱式空気流量セ
ンサを示す断面図である。
FIG. 11 is a sectional view showing a thermal air flow sensor according to a fifth embodiment of the present invention.

【図12】本発明による第六の実施例の熱式空気流量セ
ンサを示す断面図である。
FIG. 12 is a sectional view showing a thermal air flow sensor according to a sixth embodiment of the present invention.

【図13】従来例の熱式空気流量センサを示す断面図で
ある。
FIG. 13 is a sectional view showing a conventional thermal air flow sensor.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…熱式空気流量センサ、2…半導体センサ素子、3,
24…測温抵抗体、4…発熱抵抗体、5…空洞、6…ダ
イヤフラム、7…モールド材、8,20…絶縁基板、9
…配線接続端子、10,10a,10b,10c,10d,10e,10f,10g…リ
ード、10h…導電体リード、11…制御回路、11a,11b,11c
…電気部品、12,12a,12b,12c…接続ワイヤ、13…空気
流、14…演算回路、15…トランジスタ、16…電
源、17a,17b,17c…抵抗、18…吸気通路、19…副通
路、19a…副通路構成部材、21…導電体、22…金バ
ンプ、23…ダム樹脂膜。
1. Thermal air flow sensor 2: Semiconductor sensor element 3,
Reference numeral 24: resistance temperature detector, 4: heating resistor, 5: cavity, 6: diaphragm, 7: molding material, 8, 20: insulating substrate, 9
... Wiring connection terminals, 10, 10a, 10b, 10c, 10d, 10e, 10f, 10g ... Leads, 10h ... Conductor leads, 11 ... Control circuits, 11a, 11b, 11c
... Electrical parts, 12,12a, 12b, 12c ... Connection wires, 13 ... Air flow, 14 ... Operation circuit, 15 ... Transistor, 16 ... Power supply, 17a, 17b, 17c ... Resistance, 18 ... Intake passage, 19 ... Sub passage , 19a: Sub-passage constituent member, 21: Conductor, 22: Gold bump, 23: Dam resin film.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平9−26343(JP,A) 特開 平8−29224(JP,A) 特開 平7−263888(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01F 1/68 - 1/699 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) References JP-A-9-26343 (JP, A) JP-A 8-292224 (JP, A) JP-A 7-263888 (JP, A) (58) Field (Int.Cl. 7 , DB name) G01F 1/68-1/699

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 空洞を有する半導体基板上に発熱抵抗体と
流量計測を行なう空気の温度を計測する測温抵抗体と、
前記測温抵抗体の温度に対して予め定められた温度だけ
高くなるように前記発熱抵抗体に加熱電流を供給し空気
流量信号を得る制御回路とから構成される流量センサに
おいて、前記半導体基板上の空洞部に電気絶縁膜を介し
て形成された発熱抵抗体と、前記半導体基板の先端部の
空洞部を外れた部分に形成されたに測温抵抗体と、前記
空洞部を塞ぐように配設され前記測温抵抗体と発熱抵抗
体からなるセンサ部の位置決めのための片端面および両
側面を有する閉塞支持リードと、前記制御回路で得られ
た空気流量信号を出力する接続体と、前記センサ部から
前記制御回路へ接続する接続体とを具備し、前記制御回
路で得られた空気流量信号を出力する接続体端部と前記
センサ部端部の間でかつ前記制御回路を含む部分を一体
モールド成形したことを特徴とする熱式空気流量セン
サ。
A heating resistor on a semiconductor substrate having a cavity and a temperature measuring resistor for measuring a temperature of air for measuring a flow rate;
A control circuit for supplying a heating current to the heating resistor to obtain an air flow signal so as to be higher by a predetermined temperature than the temperature of the temperature measuring resistor; A heating resistor formed in the hollow portion of the semiconductor substrate via an electric insulating film, a temperature measuring resistor formed in a portion of the semiconductor substrate outside the hollow portion, and a heating resistor arranged so as to cover the hollow portion. An obstruction support lead having one end face and both side faces for positioning a sensor section comprising the temperature measuring resistor and the heating resistor, a connector for outputting an air flow signal obtained by the control circuit, A connection unit connected from the sensor unit to the control circuit, a portion including the control circuit between the end of the connection unit that outputs the air flow signal obtained in the control circuit and the end of the sensor unit and Integrally molded Thermal air flow sensor according to claim and.
【請求項2】 空洞を有する半導体基板上に発熱抵抗体と
流量計測を行なう空気の温度を計測する測温抵抗体と、
前記測温抵抗体の温度に対して予め定められた温度だけ
高くなるように前記発熱抵抗体に加熱電流を供給し空気
流量信号を得る制御回路とから構成される流量センサに
おいて、前記半導体基板の空洞部上に電気絶縁膜を介し
て形成された発熱抵抗体と、前記半導体基板上の空洞部
を外れた部分に形成されたに測温抵抗体とからなるセン
サ部と、前記空洞部を塞ぐように配設され前記測温抵抗
体と発熱抵抗体からなるセンサ部の位置決めのための片
端面および両側面を有する閉塞支持リードと、前記発熱
抵抗体と前記測温抵抗体を含み前記位置決めされたセン
サ部を吸気通路内に設けた副通路内に配設し、前記制御
回路で得られた空気流量信号を出力する接続体と、前記
センサ部と前記制御回路を接続する接続体とを有し、前
記制御回路で得られた空気流量信号を出力する前記接続
体端部と前記センサ部の端部の間にあってかつ前記制御
回路を含み一体モールド成形したことを特徴とする熱式
空気流量センサ。
2. A heating resistor and a temperature measuring resistor for measuring a temperature of air for measuring a flow rate on a semiconductor substrate having a cavity;
A control circuit that supplies a heating current to the heating resistor to obtain an air flow signal so as to be higher by a predetermined temperature than the temperature of the temperature measuring resistor. A sensor section comprising a heating resistor formed on the cavity through an electrical insulating film, a temperature measuring resistor formed on a portion of the semiconductor substrate outside the cavity, and closing the cavity. And a closed support lead having one end surface and both side surfaces for positioning a sensor portion comprising the temperature measuring resistor and the heating resistor, and the positioning member including the heating resistor and the temperature measuring resistor. A connection unit for arranging the sensor unit in the sub-passage provided in the intake passage and outputting an air flow signal obtained by the control circuit; and a connection unit for connecting the sensor unit and the control circuit. And obtained by the control circuit. Thermal type air flow sensor being characterized in that integrally molded include matching and the control circuit between the ends of said connecting member end the sensor unit which outputs an air flow rate signal.
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