專利名稱：熱動式流量傳感器及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種熱動式流量傳感器以及制造該熱動式流量傳感器的方法。
背景技術(shù)：
例如，在JP-B2-3328547所公開的熱動式流量傳感器中，利用加熱器產(chǎn)生的熱被流經(jīng)加熱器附近的流體獲取，來測量流體的流量。
在JP-B2-3328547中公開的熱動式流量傳感器，包括流量檢測芯片、電路芯片、導(dǎo)線和支承元件。流量檢測芯片具有流量檢測部分，該部分包括形成在半導(dǎo)體基體的薄壁部分中的加熱器(熱產(chǎn)生電阻)。電路芯片具有通過連接線而與流量檢測部分電連接的電路部分，并且處理流量檢測部分的輸出信號。導(dǎo)線通過連接線而與電路部分進行電連接，且支承元件至少用于安裝流量檢測芯片。
在流量檢測芯片安裝在支承元件上的安裝狀態(tài)下，包括連接線與流量檢測部分和電路部分的每個連接部分、連接線與電路部分和導(dǎo)線的每個連接部分、以及電路芯片在內(nèi)的預(yù)定范圍，一體地覆蓋有模制材料，以使包括加熱器在內(nèi)的流量檢測部分的一部分暴露于測量流體(例如空氣)。
支承元件具有一個端面和兩個側(cè)面，這兩個側(cè)面從底表面部分處(其中流量檢測芯片布置在其上)沿垂直方向彎曲。流量檢測芯片由該端面和該兩個側(cè)面進行定位，且布置在支承元件上，從而封閉流量檢測芯片的基體的薄膜部分的靠下部分的腔部。因此，流量檢測芯片的薄壁部分的靠下部分的腔部會被支承元件堵塞，且不會直接暴露于被測量流體。
從而，當腔部的周邊部分固定(例如粘結(jié))在支承元件上以包圍基體的腔部時，密封在腔部中的流體(空氣)的溫度很難隨著熱動式流量傳感器周圍的溫度變化而變化，從而產(chǎn)生測量誤差。
此外，如果流量檢測芯片被部分地固定在支承元件上，則腔部可通過流量檢測芯片和支承元件之間的間隙而與外部相通。然而，在支承元件的每個側(cè)面(和一個端面)和流量檢測芯片的側(cè)面之間具有預(yù)定間隙，其中所述支承元件的側(cè)面(和一個端面)用于定位流量檢測芯片。因此，在一體成型時，模制材料會進入這個間隙。在這種情況下，取決于流量檢測芯片的布置差異和支承元件的兩個側(cè)面(和一個端面)的結(jié)構(gòu)差異，模制材料可進入腔部。從而，腔部會被模制材料堵塞，并產(chǎn)生測量誤差。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述問題，本發(fā)明的一個目的是提供一種熱動式流量傳感器及其制造方法，其可減少由于紊流而產(chǎn)生的噪音以及降低檢測誤差。
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，熱動式流量傳感器包括流量檢測芯片，其包括具有薄壁部分的基體和具有位于薄壁部分中的加熱器的流量檢測部分；電路芯片，其通過第一連接線而與流量檢測部分電連接，并且具有用于控制流量檢測部分的輸入和輸出的電路部分；導(dǎo)線部分，其通過第二連接線而與電路部分電連接；支承元件，其具有槽部，其中流量檢測芯片連接在該槽部中；以及模制材料。該模制材料通過模制成型而形成，以一體地覆蓋預(yù)定范圍，以使包括加熱器在內(nèi)的流量檢測部分的一部分暴露于測量流體，其中該預(yù)定范圍包括電路芯片、流量檢測部分和電路部分與第一連接線之間的連接部分、以及電路部分和導(dǎo)線部分與第二連接線之間的連接部分。流量檢測芯片位于支承元件的槽部中，以使得其與槽部形成一個間隙以及在薄壁部分中形成腔部；該腔部通過連通部分而與薄壁部分的外側(cè)相通，其中該連通部分包括間隙。此外，所述間隙至少在位于上述預(yù)定范圍內(nèi)的一部分處被填料所堵塞，且該填料防止模制材料在模制成型時進入間隙。
因此，被定位且布置在支承元件的槽部中的流量檢測芯片的腔部不直接暴露于測量流體。因此，與沒有布置支承元件的結(jié)構(gòu)相比，可減少由于紊流產(chǎn)生的噪音。另外，基體的薄壁部分內(nèi)的腔部沒有完全地被支承元件堵塞，且可通過形成在支承元件中的連通部分而與流量檢測芯片的外部相通。然而，在本發(fā)明中，間隙在位于預(yù)定范圍內(nèi)的至少一部分處被填料堵塞，且填料防止模制材料在模制成型時進入間隙。因此，可防止模制材料進入腔部以及腔部被堵塞。
當被布置在槽部的流量檢測芯片的表面與支承元件的表面大致在同一平面上時，可進一步減少由于流體(空氣)的紊流而產(chǎn)生的噪音。例如，填料是粘結(jié)劑。在這種情況下，流量檢測芯片可牢固地固定在支承元件上。
此外，支承元件和導(dǎo)線部分可由同一材料制成。在這種情況下，可簡化流量檢測傳感器的結(jié)構(gòu)。而且，半導(dǎo)體基體可用作該基體。
連通部分還包括連通槽，其位于支承元件中以與間隙相通。此外，連通槽被設(shè)置成與流量檢測芯片的側(cè)壁和與該側(cè)壁相對的槽部之間的間隙相通。因此，可防止大量測量流體(例如空氣)進入腔部，并有效地降低由于測量流體的流動而產(chǎn)生的噪音。此外，槽部的一部分可用作積蓄部分，其中填料就設(shè)置在該積蓄部分中。
支承元件可由第一支承部分和第二支承部分構(gòu)成，其中第一支承部分具有通孔，流量檢測芯片就布置在該通孔中，第二支承部分用于支承第一支承部分。在這種情況下，第二支承部分具有充當連通部分的連通槽，且連通槽與位于第一支承部分的外側(cè)面和第二支承部分的側(cè)面之間的間隙相通，其中所述第二支承部分的側(cè)面與第一支承部分的外側(cè)面相對。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，一種制造熱動式流量傳感器的方法包括將流量檢測芯片布置在支承元件的槽部中，以與該槽部一起形成間隙，其中該流量檢測芯片包括基體和流量檢測部分，該基體具有薄壁部分，且該流量檢測部分具有位于薄壁部分內(nèi)的腔部中的加熱器；使用連接線將流量檢測芯片與電路芯片和導(dǎo)線部分進行電連接；將填料注入間隙中，以堵塞間隙的至少一部分；以及一體地成型模制材料，以一體地覆蓋預(yù)定范圍，從而將包括加熱器在內(nèi)的流量檢測部分的一部分暴露于測量流體，其中該預(yù)定范圍包括電路芯片和連接線的連接部分。此外，所述間隙至少在位于預(yù)定范圍內(nèi)的區(qū)域中被堵塞，從而可防止在一體成型時模制材料進入該間隙。因此，該方法可防止模制材料進入位于薄壁部分內(nèi)的腔部。
可以在上述布置步驟之前或上述布置步驟之后進行電連接。
此外，通過將具有通孔的第一支承部分布置在第二支承部分上來形成支承元件，從而使用通孔和第二支承部分的表面來形成所述槽部。在這種情況下，可在流量檢測芯片固定在第一支承部分之后將第一支承部分安裝在第二支承部分上。例如，可使用填料將流量檢測芯片固定在第一支承部分上。


從下面參考附圖的優(yōu)選實施例的詳細說明，可以很明顯地看出本發(fā)明的上述和其他目的、特征和優(yōu)點，其中圖1A是表示根據(jù)本發(fā)明第一優(yōu)選實施例的熱動式流量傳感器的示意平面圖，圖1B是沿圖1A中的線IB-IB的橫截面圖；圖2是表示圖1A所示熱動式流量傳感器的流量檢測芯片的平面圖；圖3A到3C分別是表示根據(jù)第一實施例的熱動式流量傳感器的制造方法中的電連接過程、填料注入過程和樹脂成型過程的示意截面圖；圖4A是表示根據(jù)本發(fā)明第二優(yōu)選實施例的熱動式流量傳感器的示意平面圖，圖4B是沿圖4A中的線IVB-IVB的橫截面圖；以及圖5A到5C分別是表示根據(jù)第二實施例的熱動式流量傳感器的制造方法中的填料注入過程、成型過程和槽形成過程的示意截面圖。
具體實施例方式
(第一實施例)
如圖1A和1B所示，該實施例的熱動式流量傳感器100由流量檢測芯片10、電路芯片20、導(dǎo)線30、支承元件40和模制材料50構(gòu)成，其中流量檢測芯片10部分地暴露于測量流體(在該實施例中例如是空氣)并檢測其流量，電路芯片20用于控制流量檢測芯片10的輸入和輸出，導(dǎo)線30與電路芯片20電連接且與外部相連，支承元件40至少用于安裝流量檢測芯片10。例如使用樹脂材料來成型模制材料50，用于一體地覆蓋流量檢測芯片10的一部分、電路芯片20以及導(dǎo)線30的一部分。在圖1A和1B中，標記60和61分別表示用于電連接流量檢測芯片10和電路芯片20的連接線，以及用于電連接電路芯片20和導(dǎo)線30的連接線。
例如，流量檢測芯片10由硅半導(dǎo)體基體構(gòu)成。流量檢測芯片10的流量檢測部分具有薄壁部分(膜)12，其由形成在腔部11上的薄絕緣膜構(gòu)成。通過刻蝕半導(dǎo)體基體并形成腔部11，來形成薄壁部分12。如圖1B所示，腔部11形成于薄壁部分12內(nèi)部。加熱器13布置在薄壁部分12中。當使用硅半導(dǎo)體基體作為流量檢測芯片10的基體時，通過從薄壁部分12的后表面?zhèn)冗M行刻蝕可簡單地成形出薄壁部分12。在這種情況下，加熱器13可充當具有如下所述高靈敏度的流量檢測部分。因此，在熱動式流量傳感器100中，流量檢測芯片10可制作得緊湊，同時具有高靈敏度，而且制造成本低。
參考附圖2詳細地說明流量檢測芯片10。圖2是表示流量檢測芯片10結(jié)構(gòu)的平面圖。在圖2中，為了方便起見，所示的流量檢測芯片10省略了模制材料50。也就是說，雙點劃線的右手側(cè)表示覆蓋有模制材料50的一部分。
由于薄壁部分12與基體上的其他部件相比非常薄，薄壁部分12的熱容量被限制在很低程度，并可確保薄壁部分12相對于基體的熱絕緣。如圖2所示，由熱產(chǎn)生電阻構(gòu)成的一對加熱器13形成在薄壁部分12中的空氣流的上游側(cè)和下游側(cè)。由溫度測量電阻構(gòu)成的一對溫度感應(yīng)部分14在薄壁部分12周圍形成在基體上，并位于空氣流中的加熱器13的上游側(cè)和下游側(cè)。
除了用作根據(jù)所供應(yīng)的電流量而產(chǎn)生熱的熱產(chǎn)生電阻以外，每個加熱器13還具有根據(jù)自身電阻溫度系數(shù)的變化來感應(yīng)自身溫度的功能。空氣流量的檢測是根據(jù)循環(huán)空氣從上游和下游加熱器13中的每一個加熱器產(chǎn)生的熱中所獲取的熱而進行的。也就是說，空氣流量的檢測是根據(jù)從每個加熱器13產(chǎn)生的熱中、傳遞給空氣的熱而進行的。此外，供應(yīng)到每個加熱器13上的電流量是根據(jù)上游加熱器13和上游溫度感應(yīng)部分14之間的溫度差以及下游加熱器13和下游溫度感應(yīng)部分14之間的溫度差進行控制。
在圖2中，標記15表示配線部分，標記16表示電極墊部分，其布置在配線部分15的端部。流量檢測芯片10的流量檢測部分和電路芯片20的電路部分通過連接線60進行電連接，其中連接線60與墊部分16相連。在該實施例中，流量檢測部分由形成在薄壁部分12中的加熱器13、溫度感應(yīng)部分14和配線部分15構(gòu)成。如圖2所示，配線部分15的一部分以及墊部分16被模制材料50所覆蓋(圖2中雙點劃線的右手側(cè)區(qū)域)。
在該實施例中，支承元件40至少用于布置流量檢測芯片10，且通過對一種材料(其與導(dǎo)線30的材料相同)進行處理(刻蝕等)而成形。當支承元件40由與導(dǎo)線30材料相同的一種材料成形時，可以簡化熱動式流量傳感器100的結(jié)構(gòu)。而且，由于流量檢測芯片10安裝在支承元件40上，流量檢測芯片10的腔部11不直接暴露于作為測量流體的空氣。因此，與在腔部11的靠下部分中沒有布置支承元件的結(jié)構(gòu)相比，可減少由于測量流體的紊流所造成的噪音。
例如，如圖1A和1B所示，一個具有與流量檢測芯片10的外形近似相同尺寸的槽部41，通過進行處理例如半蝕法而形成在支承元件40的一端側(cè)。流量檢測芯片10布置在槽部41的內(nèi)部。舉例說明，通過將流量檢測部分的后表面設(shè)置成下表面，由粘結(jié)劑將流量檢測芯片10粘結(jié)并固定到槽部41的底部表面上。在這種布置狀態(tài)下，流量檢測芯片10的流量檢測部分的成形表面與支承元件40的表面近似位于同一平面上。從而，可以防止由于流量檢測芯片10和支承元件40之間的臺階高度差所產(chǎn)生的紊流的影響。此外，在使用模制材料50進行一體成型的操作過程中(將在后面說明)，會限制毛邊的產(chǎn)生。在該實施例中，具有用于控制流量檢測部分的輸入和輸出的未示出電路部分的電路芯片20，由粘結(jié)劑在支承元件40的另一端部處被粘結(jié)并固定在支承元件40上。如圖2所示，電路部分成形表面的后表面被粘結(jié)到支承元件40上。
此外，在流量檢測芯片10布置在槽部41中的狀態(tài)下，使腔部11與流量檢測芯片10上的外部相通的連通部分被形成在支承元件40中。也就是說，流量檢測芯片10的腔部11沒有完全地被支承元件40堵塞，而是通過連通部分與流量檢測芯片10上的外部(即作為測量連通的空氣)相通。因此，腔部11中的流體的溫度可隨著流量檢測芯片10周圍的溫度變化而變化。因此，與由支承元件40完全地密封腔部11的結(jié)構(gòu)相比，可減少由于空氣溫度的變化而導(dǎo)致的測量誤差。
如圖1A和1B所示，成形出槽部41，以相對于流量檢測芯片10形成預(yù)定間隙。當流量檢測芯片10被定位且布置在槽部41內(nèi)時，在槽部41的側(cè)面和相對的流量檢測芯片10側(cè)面之間形成預(yù)定間隙42。在該實施例中，與間隙42相通的連通槽部43通過半蝕法形成在腔部11的靠下部分中。因此，連通部分由該連通槽部43和間隙42構(gòu)成。當連通部分由連通槽部43和間隙42以這種方式構(gòu)成時，可簡化連通部分的結(jié)構(gòu)。而且，由于空氣(測量流體)可從流量檢測芯片10的外部通過間隙42和連通槽部43進入腔部11，所以不會有大量的空氣流進腔部11中，且可有效地減少空氣紊流產(chǎn)生的噪音。
連通部分可僅位于相對于腔部11的一個位置處，也可位于多個位置處。連通部分的布置位置取決于形狀、尺寸等，同時考慮腔部11中紊流產(chǎn)生的容易程度、以及相對于周圍溫度變化的隨動特性。在該實施例中，連通槽部43沿著空氣的流動方向形成，且連通部分相對于流量檢測芯片10形成在兩個位置。
填料44至少在這樣一個位置處注入，用于防止模制材料50在一體成型時進入間隙42。也就是說，通過使用填料44使間隙42的至少一部分被堵塞，以防止在一體成型時模制材料50進入間隙42。這樣，即使流量檢測芯片10的腔部11沒有完全被支承元件40堵塞，且被構(gòu)造成通過連通部分而與流量檢測芯片10的成形表面的外部相通，也可以防止在一體成型時模制材料50進入腔部11并堵塞腔部11。
任何材料都可作為填料44，只要該材料可注入到槽部41的側(cè)面和流量檢測芯片10的側(cè)面之間的間隙42中、并在注入后硬化、以及可限制模制材料50進入間隙42即可。例如，可使用凝膠體(硅膠、氟膠等)、熱塑性樹脂、粘結(jié)劑等。當特別是使用粘結(jié)劑時，流量檢測芯片10可牢固地固定在支承元件40上。在該實施例中，通常使用環(huán)氧粘結(jié)劑作為填料44。
填料44注入到間隙42中的注入位置可以只是一處，用于防止在樹脂材料一體成型時模制材料50的進入。模制材料50被布置成用于保護形成在電路芯片20中的電路部分、連接線60、61、以及與連接線60、61相連的連接部分。通過與連接線60、61相連的連接部分，流量檢測芯片10、電路芯片20和導(dǎo)線30電連接。由于流量檢測芯片10的預(yù)定區(qū)域(其包括墊部分16)被模制材料50所覆蓋，所以優(yōu)選地將填料44注入到位于模制材料50覆蓋區(qū)域內(nèi)的間隙42中以及相對于覆蓋區(qū)域從邊界處開始的預(yù)定范圍內(nèi)的間隙42中。這里，間隙42在一體成型前被填料44堵塞，從而在一體成型時沒有模制材料50進入間隙42。
在該實施例中，如圖1A所示，通過在平面方向上擴展槽部41而形成積蓄部分(staying portion)45(其中填料44積蓄在其中)。如圖1A所示，積蓄部分45從覆蓋模制材料50的區(qū)域一直延伸到?jīng)]有覆蓋的區(qū)域。因此，可通過將填料44注入到該積蓄部分45內(nèi)，來防止在一體成型時模制材料50進入間隙42。因此，當在槽部41的一部分中成形出用于積蓄填料44的積蓄部分45時，填料44可被設(shè)定成積蓄在間隙42中的預(yù)定位置(即積蓄部分45)；即使在注入時使用具有良好流動性(低粘性)的填料44也是如此。在圖1A中，積蓄部分45被構(gòu)造成使得填料44在間隙42的平面方向上積蓄。然而，積蓄部分45可被構(gòu)造成在深度方向上延伸，而不改變間隙42的寬度。
模制材料50由能夠進行一體成型的電絕緣材料(例如環(huán)氧樹脂等)制成，且流量檢測芯片10布置在支承元件40的槽部41中。腔部11通過連通部分而與流量檢測芯片10前表面的外部相通。在將填料44注入到位于流量檢測芯片10和支承元件40的槽部41之間的間隙42的預(yù)定范圍之后，具有電路部分的電路芯片20、各個連接線60、61以及與各個部分(流量檢測芯片10、電路芯片20和導(dǎo)線30)相連的各個連接線60、61的連接部分都一體地由模制材料50所覆蓋。
下面參考附圖3A到3C來說明具有上述結(jié)構(gòu)的熱動式流量傳感器100的制造方法的一個實例。圖3A到3C是表示熱動式流量傳感器100制造方法的橫截面圖。圖3A表示電連接過程，圖3B表示填料注入過程，圖3C表示成型過程。通過事先在支承元件40中進行刻蝕而形成槽部41和連通槽部43。
首先，如圖3A所示，例如流量檢測芯片10相對于支承元件40的槽部41進行定位，并且粘結(jié)、固定到支承元件40上。此時，流量檢測芯片10的流量檢測部分的成形表面和支承元件40的表面變得大約位于同一平面內(nèi)，且預(yù)定間隙42形成在流量檢測芯片10和槽部41的側(cè)面之間。此外，具有電路部分的電路芯片20位于支承元件40的端部區(qū)域，并且粘結(jié)、固定在支承元件40上。流量檢測部分和電路部分通過連接線60進行電連接，且電路部分和導(dǎo)線30通過連接線61進行電連接。
然后，注入填料44，并使其在間隙42的注入?yún)^(qū)域(即圖1A中積蓄部分45所在的區(qū)域)中硬化。這里，間隙42的注入?yún)^(qū)域包括從模制材料50的邊界起、位于模制材料50覆蓋區(qū)域中的間隙42的范圍，以及從邊界起、位于模制材料50的未覆蓋區(qū)域中的間隙42的范圍。此外，注入?yún)^(qū)域被設(shè)定成不會堵塞連通部分(連通槽部43和間隙42的其他部分)。也就是說，間隙42被填料44堵塞，從而在成型過程中沒有模制材料50進入間隙42。
在間隙42的預(yù)定范圍被填料44堵塞之后，如圖3C所示，通過使用預(yù)定的模具來一體地成型模制材料50，從而一體地覆蓋電路芯片20、各個連接線60、61、以及與各個部分(即流量檢測芯片10、電路芯片20和導(dǎo)線30)進行連接的連接線60、61的連接部分。因此，該實施例的熱動式流量傳感器100可減少由于紊流產(chǎn)生的噪音，并減少由于溫度改變而導(dǎo)致的測量誤差。
支承元件40和導(dǎo)線30由相同的材料制成，且在上述過程中通過未示出的外周框架而結(jié)合在一起。在成型之后，通過切割和除去外周框架部分而成形出熱動式流量傳感器100。
在將流量檢測芯片10固定到支承元件40的槽部41上時，還可以進行操作以將填料44注入到間隙42中。也就是說，可以在使用連接線60、61進行電連接之前注入填料44。
(第二實施例)下面參考附圖4A、4B和圖5A-5C說明本發(fā)明的第二實施例。
第二實施例的熱動式流量傳感器100及其制造方法具有與第一實施例相同的部分。因此，省略了相同部分的詳細說明，只是主要針對不同的部分進行說明。
在該實施例的熱動式流量傳感器100中，如圖4A、4B所示，至少用于安裝流量檢測芯片10的支承元件40由第一支承元件40a和第二支承元件40b構(gòu)成。
例如，第一支承元件40a由與導(dǎo)線30材料相同的一種材料成形，并且取代第一實施例中的槽部41而成形出能夠布置流量檢測芯片10的通孔46。在該實施例中，第一支承元件40a的厚度近似等于流量檢測芯片10的厚度，且通孔46的尺寸約等于流量檢測芯片10的外部形狀。
例如，第二支承元件40b由樹脂材料(例如聚亞苯基硫醚(PPS)等)成形，且成形出連通部分。當?shù)谝恢С性?0a位于第二支承元件40b上時，用于容納流量檢測芯片10的槽部由第二支承元件40b的表面和形成在第一支承元件40a中的通孔46形成。在該實施例中，連通槽部48與間隙47(其位于第一支承元件40a的外側(cè)表面和與該外側(cè)表面相對的第二支承元件40b的側(cè)面之間)相通，且形成為連通部分。也就是說，連通部分由連通槽部48以及位于第一和第二支承體40a、40b之間的間隙47構(gòu)成。通過這種結(jié)構(gòu)，可簡化連通部分的結(jié)構(gòu)。
在第二實施例中，通孔46形成有位于第一支承元件40a和流量檢測芯片10的外側(cè)面之間的預(yù)定間隙。從而，當流量檢測芯片10布置在通孔46中時，在通孔46的側(cè)面和流量檢測芯片10的側(cè)面之間形成預(yù)定間隙42。通過注入填料44來堵塞間隙42，而連通部分沒有被堵塞。因此，在一體成型時，可防止模制材料50進入間隙42。
在該實施例中，形成在第二支承元件40b中的連通部分由連通槽部48構(gòu)成，且部分地與位于通孔46的側(cè)面和流量檢測芯片10的側(cè)面之間的間隙42相通。然而，在第一支承元件40a連接到第二支承元件40b之前，填料44被注入間隙42。從而，將作為填料44的粘結(jié)劑注入到流量檢測芯片10的側(cè)面的整個周邊上，以將流量檢測芯片10固定在第一支承元件40a的通孔46的壁面上。當作為填料44的粘結(jié)劑以這種方式注入到流量檢測芯片10的側(cè)面的整個周邊上時，可有效地提高流量檢測芯片10相對于第一支承元件40a的通孔46的連接強度。
這樣，在該實施例的熱動式流量傳感100中，流量檢測芯片10的腔部11不直接暴露于作為測量流體的空氣。因此，與在腔部11的靠下部分中沒有布置支承元件40(40b)的結(jié)構(gòu)相比，可減少由于空氣的紊流造成的噪音。此外，流量檢測芯片10的腔部11沒有完全地被支承元件40(40a、40b)堵塞，并且可通過形成在第二支承元件40b中的連通部分而與流量檢測芯片10的外部相通。因此，腔部11內(nèi)的流體的溫度可根據(jù)熱動式流量傳感器100周圍的溫度變化而變化。所以，可以減少由于溫度變化而導(dǎo)致的測量誤差。
此外，在流量檢測芯片10布置在第一支承元件40a的通孔46中的狀態(tài)下，流量檢測芯片10的流量檢測部分的表面和第一支承元件40a的表面大致位于同一平面。此外，例如填料44的粘結(jié)劑注入到位于第一支承元件40a的通孔46的側(cè)面和流量檢測芯片10的側(cè)面之間的間隙42中，從而間隙42的至少一部分被堵塞以防止在成型時模制材料50進入間隙42。所以，即使腔部11沒有完全被支承元件40(40a、40b)堵塞且可通過連通部分而與流量檢測芯片10的外部相通，也可以防止模制材料50進入腔部11。因此，可防止在成型時模制材料50堵塞腔部11。
例如，上述結(jié)構(gòu)的熱動式流量傳感器100可通過下述方法來成形。尺寸稍大于流量檢測芯片10外部尺寸的通孔46，被事先地形成在第一支承元件40a中。
首先，如圖5A所示，第一支承元件40a和導(dǎo)線30通過未示出的外周框架結(jié)合在一起，并布置在基座200上。此外，將流量檢測芯片10布置在第一支承元件40a的通孔46中。在這種布置狀態(tài)下，流量檢測芯片10的流量檢測部分的表面和第一支承元件40a的表面大致位于同一平面。在位于通孔46的側(cè)面和流量檢測芯片10的側(cè)面之間的間隙42中，作為填料44的粘結(jié)劑被注入并硬化。這里，通孔46的一端被基座200的表面所封閉。因此，流量檢測芯片10通過填料44被固定在第一支承元件40a上，且間隙42被堵塞以使得在下述的成型過程中沒有模制材料50進入間隙42中。流量檢測部分和電路部分通過連接線60進行電連接。此外，電路部分和導(dǎo)線30通過連接線61進行電連接。然后，除去基座200。
接著如圖5B所示，通過使用預(yù)定模具來一體地成型模制材料50，以覆蓋電路芯片20、各個連接線60、61、以及與各個部分相連的連接線60、61的連接部分。
最后，例如通過粘結(jié)劑將第一支承元件40a固定到第二支承元件40b的預(yù)定位置。所以，在第二實施例中，通過第一支承元件40a的通孔46和第二支承元件40b的表面形成了用于容納流量檢測芯片10的槽部41。流量檢測芯片10的腔部11通過連通部分而與流量檢測芯片10表面的外部相通。這里，連通部分由形成在第二支承元件40b中的連通槽部48以及位于第一支承元件40a的外側(cè)面與第二支承元件40b的側(cè)面之間的間隙47構(gòu)成。在成型過程或槽部成形過程之后，通過切割和除去外周框架部分來成形出熱動式流量傳感器100。
在第二實施例中，例如作為填料44的粘結(jié)劑注入到流量檢測芯片10的側(cè)面的整個周邊上，從而流量檢測芯片10固定在第一支承元件40a的通孔46上。然而，由粘結(jié)劑構(gòu)成的填料44可部分地注入間隙42中。例如，間隙42可部分地被堵塞，從而在成型過程中沒有模制材料50進入間隙42。
根據(jù)第二實施例，熱動式流量傳感器100可減少由于空氣(流體)的紊流所產(chǎn)生的噪音，以及減少由于空氣溫度變化導(dǎo)致的測量誤差。
(其他實施例)雖然結(jié)合附圖和一些優(yōu)選實施例說明了本發(fā)明，但是需要指出的是，本領(lǐng)域技術(shù)人員可很明顯地聯(lián)想到各種改進和變形。
例如，在上述實施例中，用于形成流量檢測芯片10的基體是由硅制成的半導(dǎo)體基體。當半導(dǎo)體基體用作流量檢測芯片10時，通過一般的半導(dǎo)體制造工藝可很容易地在半導(dǎo)體基體中成形出腔部11和薄壁部分12。在這種情況下，熱動式流量傳感器100的制造成本低。然而，玻璃基體等也可用作這種基體。
此外，在上述實施例中，例如支承元件40由一個元件或兩個元件(即第一支承元件40a和第二支承元件40b)來成形。然而，支承元件40的結(jié)構(gòu)不限于上述實施例。例如，支承元件40可由多于兩個的多個元件來成形。
此外，在上述實施例中，電路芯片20與流量檢測芯片10布置在同一個的支承元件40上。然而，電路芯片20可布置在與支承元件40(其用于支承流量檢測芯片10)不同的元件上。在這種情況下，電路芯片20可由與導(dǎo)線30材料相同的一種材料制成，且可通過外周框架而與支承元件40a結(jié)合在一起。
此外，在上述實施例中，腔部11可僅位于一個位置，也可位于多個位置。
盡管已經(jīng)參考優(yōu)選實施例說明了本發(fā)明，但是可以理解本發(fā)明不限于上述優(yōu)選實施例和結(jié)構(gòu)。本發(fā)明包括各種變形和等同的布置。此外，盡管實施例中具有各種組合和結(jié)構(gòu)的各種元件是優(yōu)選的，但是其他組合和結(jié)構(gòu)(包括更多、更少或只有單一的元件)也都在本發(fā)明的構(gòu)思和范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種熱動式流量傳感器，包括流量檢測芯片(10)，其包括具有薄壁部分(12)的基體和具有位于薄壁部分中的加熱器(13)的流量檢測部分；電路芯片(20)，其通過第一連接線(60)而與流量檢測部分電連接，并且具有用于控制流量檢測部分的輸入和輸出的電路部分；導(dǎo)線部分(30)，其通過第二連接線(61)而與電路部分電連接；支承元件(40)，其具有槽部(41)，其中流量檢測芯片連接在該槽部中；以及模制材料(50)，其通過模制成型而形成，以一體地覆蓋預(yù)定范圍，以使包括加熱器在內(nèi)的流量檢測部分的一部分暴露于測量流體，其中該預(yù)定范圍包括電路芯片、流量檢測部分和電路部分與第一連接線之間的連接部分、以及電路部分和導(dǎo)線部分與第二連接線之間的連接部分；其中流量檢測芯片位于支承元件的槽部中，以使得其與槽部形成一個間隙(42)并在薄壁部分中形成腔部(11)；該腔部通過連通部分(42、43，48)而與薄壁部分的外側(cè)相通，其中該連通部分包括所述間隙(42)；以及所述間隙至少在位于上述預(yù)定范圍內(nèi)的一部分處被填料(44)所堵塞，且該填料防止模制材料在模制成型時進入所述間隙。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱動式流量傳感器，其特征在于布置在槽部(41)中的所述流量檢測芯片(10)的表面與支承元件的表面近似地位于同一平面內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱動式流量傳感器，其特征在于所述填料是粘結(jié)劑。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一所述的熱動式流量傳感器，其特征在于所述支承元件和導(dǎo)線部分由相同的材料制成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一所述的熱動式流量傳感器，其特征在于所述連通部分還包括連通槽(43，48)，其位于支承元件中以與間隙(42)相通。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的熱動式流量傳感器，其特征在于所述連通槽(43，48)與位于流量檢測芯片的側(cè)壁和與該側(cè)壁相對的槽部之間的所述間隙相通。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一所述的熱動式流量傳感器，其特征在于所述槽部(41)的一部分具有積蓄部分(45)，其中填料設(shè)置在該積蓄部分中。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一所述的熱動式流量傳感器，其特征在于所述支承元件(40)包括第一支承部分(40a)和第二支承部分(40b)，其中第一支承部分具有通孔(46)，且流量檢測芯片布置在該通孔中，第二支承部分用于支承第一支承部分(40a)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的熱動式流量傳感器，其特征在于所述第二支承部分具有用作連通部分的連通槽(48)；以及所述連通槽與位于第一支承部分的外側(cè)面和第二支承部分的側(cè)面之間的一個間隙(47)相通，其中所述第二支承部分的側(cè)面與第一支承部分的外側(cè)面相對。
10.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一所述的熱動式流量傳感器，其特征在于所述基體是半導(dǎo)體基體。
11.一種制造熱動式流量傳感器的方法，包括將流量檢測芯片(10)布置在支承元件(40)的槽部(41)中，以與該槽部(41)一起形成間隙(42)，其中該流量檢測芯片(10)包括基體和流量檢測部分，該基體具有薄壁部分(12)，且該流量檢測部分具有位于薄壁部分內(nèi)的腔部(11)中的加熱器(13)；使用連接線(60、61)將流量檢測芯片與電路芯片(20)和導(dǎo)線部分(30)進行電連接；將填料(44)注入間隙中，以堵塞間隙的至少一部分；以及一體地成型模制材料(50)，以一體地覆蓋預(yù)定范圍，從而將包括加熱器在內(nèi)的流量檢測部分的一部分暴露于測量流體，其中該預(yù)定范圍包括電路芯片(20)和連接線的連接部分；其中所述間隙至少在位于預(yù)定范圍內(nèi)的區(qū)域中被堵塞，從而可防止在一體成型時模制材料進入該間隙。
12.根據(jù)權(quán)利要求11的方法，其特征在于在進行布置步驟之前進行電連接。
13.根據(jù)權(quán)利要求11的方法，其特征在于所述腔部通過連通部分(42、43)而與薄壁部分的外側(cè)的測量流體相通，其中該連通部分包括間隙(42)。
14.根據(jù)權(quán)利要求11的方法，其特征在于所述填料是粘結(jié)劑，且在注入步驟之后將流量檢測芯片粘結(jié)到支承元件上。
15.根據(jù)權(quán)利要求11的方法，還包括通過將具有通孔(46)的第一支承部分(40a)布置在第二支承部分(40b)上來形成支承元件，從而使用通孔和第二支承部分的表面來形成所述槽部。
16.根據(jù)權(quán)利要求15的方法，其特征在于在流量檢測芯片(10)被固定到第一支承部分(40a)上之后，將第一支承部分(40a)安裝在第二支承部分(40b)上。
17.根據(jù)權(quán)利要求16的方法，其特征在于使用填料將流量檢測芯片(10)固定到第一支承部分(40a)上。
全文摘要
在一種熱動式流量傳感器中，模制材料(50)被成型以一體地覆蓋預(yù)定范圍，以使流量檢測芯片的一部分暴露于測量流體，其中該預(yù)定范圍包括電路芯片(20)、流量檢測芯片(10)和電路芯片(20)與連接線(60)的連接部分、和以及電路芯片和導(dǎo)線部分(30)與連接線(61)的連接部分。流量檢測芯片位于支承元件的槽部(41)中，以與槽部形成一個間隙(42)并在檢測芯片(10)的薄壁部分(12)中形成腔部。該腔部通過包括間隙(42)的連通部分而與外部相通，且間隙(42)至少在位于預(yù)定范圍內(nèi)的部分處被填料(44)堵塞。因此，填料(44)可防止模制材料在模制成型時進入間隙。
文檔編號G01F1/68GK1752721SQ20051009942
公開日2006年3月29日 申請日期2005年8月31日 優(yōu)先權(quán)日2004年9月24日
發(fā)明者田中昌明, 水野千昭, 有吉博海 申請人:株式會社電裝