特許 7518465 パッケージ型フローセンサ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-07-09

(45)【発行日】2024-07-18

(54)【発明の名称】パッケージ型フローセンサ

(51)【国際特許分類】

   G01F 1/684 20060101AFI20240710BHJP

【ＦＩ】

G01F1/684 A

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2020040837

(22)【出願日】2020-03-10

(65)【公開番号】P2021143855

(43)【公開日】2021-09-24

【審査請求日】2023-02-10

【前置審査】

(73)【特許権者】

【識別番号】521515735

【氏名又は名称】ＭＭＩセミコンダクター株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002860

【氏名又は名称】弁理士法人秀和特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】笠井 隆

(72)【発明者】

【氏名】佐土原 宏明

(72)【発明者】

【氏名】山本 克行

(72)【発明者】

【氏名】梶川 健太

【審査官】羽飼 知佳

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２０１９／１２０９９０（ＷＯ，Ａ１）

【文献】国際公開第２０１０／１０２４０３（ＷＯ，Ａ１）

【文献】欧州特許出願公開第０２６９３１７２（ＥＰ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｆ １／６８－１／６９９

Ｇ０１Ｐ ５／１０－５／１２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

流体の流れを検知するセンサ部を有するフローセンサチップと、
平板状の基板部を含み、前記フローセンサチップを収容する収容室を形成するパッケージと、
前記基板部の外面に設けられ、外部基板と接続される接続端子と、を備え、
前記基板部には、前記収容室の内外を連通させる第１連通孔が設けられ、
前記パッケージにおいて前記基板部とは異なる位置には、前記収容室の内外を連通させる第２連通孔が設けられ、
前記フローセンサチップは、凹部が形成された本体部と、前記凹部の開口を覆うように配置されるメンブレンと、前記メンブレン上に配置されるヒータと、前記メンブレンを平面視で見たときに前記ヒータを間に挟むように前記メンブレン上に配置される第１サーモパイル及び第２サーモパイルと、を有し、
前記メンブレンを平面視したときに、前記第１連通孔、前記第１サーモパイル、前記ヒータ、前記第２サーモパイル及び前記第２連通孔は、この順に一列に並んで配置され、
前記接続端子は、前記第１連通孔の周囲を囲むように形成され、
前記パッケージ型フローセンサは、前記外部基板上に載置され、
前記外部基板には、前記接続端子に囲まれた領域に対応する位置に貫通孔が設けられ、
前記貫通孔の周囲を囲むように形成されたランドと前記接続端子とが、前記第１連通孔及び前記貫通孔を連通するように形成されたハンダによって接続され、
前記流体は、前記外部基板において前記パッケージ型フローセンサが載置された面とは反対側の面から、前記貫通孔および前記第１連通孔を介して、前記収容室に案内されることを特徴とする、
パッケージ型フローセンサ。

【請求項2】

前記パッケージ型フローセンサは、前記外部基板において、電子部品が接続される面と同一の面に載置される、
請求項１に記載のパッケージ型フローセンサ。

【請求項3】

前記パッケージは、天板と前記天板の縁から立設する側壁とによって外部に開口する中空部を形成するケース部材を含み、
前記基板部によって前記開口が閉塞されることで前記収容室が形成され、
前記第２連通孔は、前記ケース部材に設けられる、
請求項１または２に記載のパッケージ型フローセンサ。

【請求項4】

前記第２連通孔は、前記天板に形成される、
請求項３に記載のパッケージ型フローセンサ。

【請求項5】

前記第２連通孔は、前記側壁に形成される、
請求項３に記載のパッケージ型フローセンサ。

【請求項6】

前記収容室には、外部から供給された電圧を昇圧して前記フローセンサチップに供給するチャージポンプがさらに収容される、
請求項１から５のいずれか一項に記載のパッケージ型フローセンサ。

【請求項7】

前記収容室には、前記フローセンサチップの出力を増幅する増幅器がさらに収容される、
請求項１から６のいずれか一項に記載のパッケージ型フローセンサ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、パッケージ型フローセンサに関する。

【背景技術】

【0002】

流体の流量や流速、および流れる方向を検知するフローセンサが利用されている。フローセンサは、例えば、薄膜（メンブレン）上にヒーターと、ヒーターを挟むように配置したサーモパイルを有するセンサ部を備える。このようなセンサ部を備えるフローセンサでは、ヒーターが薄膜を加熱することで生じる熱分布が流体の流れによって乱されると、当該乱れをサーモパイルで生じる熱起電力の差として測定する。センサ部はメンブレンを利用していることから、物理的接触等によって破損しやすい部品であるといえる。

【0003】

例えば、特許文献１では、流体を通過させる流路と一体として形成されたフローセンサが開示されている。特許文献２では、流路とは別体として形成され、流速を検知するセンサ部を外部に露出させたフローセンサが開示されている。特許文献２に開示されるフローセンサは流路に備え付けられ、流路の断面積と合わせて流量が検知される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特許第５６５２３１５号公報

【文献】特許第６４３５３８９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

特許文献１に開示されるフローセンサは流路と一体として形成されるため、小型化することが困難であり、また、製造コストも高くなる。特許文献２に開示されるフローセンサは流路と別体として形成されるため、小型化が容易である。しかしながら、特許文献２に開示されるフローセンサは、外部に露出するセンサ部が物理的接触等によって破損しやすく、取り扱いが難しい。

【0006】

そこで、フローセンサをパッケージ内に収容することで、センサ部を保護するパッケージ型フローセンサが考えられる。パッケージ型フローセンサは、外部基板と接続されて使用される。このようなパッケージ型フローセンサは、外部基板の厚さ方向の流体の流れを検知することはできなかった。

【0007】

開示の技術の１つの側面は、外部基板の厚さ方向の流体の流れを検知できるパッケージ型フローセンサを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

開示の技術の１つの側面は、次のようなパッケージ型フローセンサによって例示される。本パッケージ型フローセンサは、流体の流れを検知するセンサ部を有するフローセンサチップと、平板状の基板部を含み、前記フローセンサチップを収容する収容室を形成するパッケージと、前記基板部の外面に設けられ、外部基板と接続される接続端子と、を備える。そして、本パッケージ型フローセンサでは、前記基板部には、前記収容室の内外を連通させる第１連通孔が設けられ、前記パッケージにおいて前記基板部とは異なる位置には、前記収容室の内外を連通させる第２連通孔が設けられ、前記フローセンサチップは、前記第１連通孔と前記第２連通孔とが形成する前記流体の流路上に配置される。

【0009】

フローセンサチップのセンサ部は、流体の流速を検知するための繊細な部品をその表面に実装しており、物理的接触等によって破損しやすい。開示の技術は、パッケージ内にフローセンサチップを収容することで、物理的接触等からフローセンサチップのセンサ部を保護することができるため、フローセンサの取り扱いが容易になる。また、本パッケージ型フローセンサは流路と一体に形成されないため、流路と一体に形成されるフローセンサよりも小型化が容易である。パッケージ自体が小型であるため、別体として形成される流路に本パッケージ型フローセンサを組み込んで、検知した流速から流量を検知する場合でも、流路への取り付け自由度が向上するとともに、流路まで含めた構造であったとしても小型である。

【0010】

第１連通孔、第２連通孔及び収容室とが、フローセンサチップに流体を案内する流路を形成するため、収容室内に導入された流体はセンサ部上を通過することになる。流路が流体をセンサ部に案内することにより、パッケージにフローセンサチップを収容しても、流体の検知精度の低下が抑制される。

【0011】

本パッケージ型フローセンサでは、基板部の外面には外部基板と接続される接続端子が設けられる。そして、第１連通孔が基板部に設けられ、第２連通孔が基板部とは異なる位置に設けられる。すなわち、本パッケージ型フローセンサでは、外部基板と接続される側の面に第１連通孔が設けられ、外部基板と面しない位置に第２連通孔が設けられる。そのため、本パッケージ型フローセンサは、第１連通孔及び第２連通孔の一方から収容室に導入された流体を、第１連通孔及び第２連通孔の他方から、外部基板に阻害されることなく排出させることができる。このような構成を採用する本フローセンサパッケージは、外部基板の法線方向（外部基板の厚み方向）の流体の流れをセンサチップに検知させることができる。

【0012】

開示の技術は、次の特徴を有してもよい。前記接続端子は、前記第１連通孔の周囲を囲むように形成される。第１連通孔が接続端子で囲まれることで、本フローセンサパッケージを外部基板に実装する際は、第１連通孔のハンダ等で囲むことが可能となる。そのため、外部基板において第１連通孔と対応する位置に貫通孔を設けておけば、外部基板の法線方向（外部基板の厚み方向）の流体を効率よく収容室内に導入させることができる。

【0013】

開示の技術は、次の特徴を有してもよい。前記パッケージ型フローセンサは、前記外部基板上に載置され、前記外部基板には、前記接続端子に囲まれた領域に対応する位置に貫通孔が設けられ、前記流体は、前記外部基板において前記パッケージ型フローセンサが載置された面とは反対側の面から、前記貫通孔および前記第１連通孔を介して、前記収容室に案内される。

【0014】

開示の技術は、次の特徴を有してもよい。前記パッケージ型フローセンサは、前記外部基板において、電子部品が接続される面と同一の面に載置される。このような特徴を有することで、外部基板のパッケージ型フローセンサを実装する面とは反対側の面からの流体の流れが乱れることが抑制される。そのため、本パッケージ型フローセンサは、外部基板のパッケージ型フローセンサを実装する面とは反対側の面からの流体の流れの検知精度を高めることができる。

【0015】

開示の技術は、次の特徴を有してもよい。前記パッケージは、天板と前記天板の縁から立設する側壁とによって外部に開口する中空部を形成するケース部材を含み、前記基板部によって前記開口が閉塞されることで前記収容室が形成され、前記第２連通孔は、前記ケース部材に設けられる。ここで、開示の技術において、第２連通孔は天板に設けられてもよいし、側壁に設けられてもよい。例えば、第２連通孔が側壁に設けられると、フローセンサパッケージを外部基板に実装する際に、センサパッケージの把持が容易になる。

【0016】

開示の技術は、次の特徴を有してもよい。前記収容室には、外部から供給された電圧を昇圧して前記センサチップに供給するチャージポンプや前記センサチップの出力を増幅する増幅器がさらに収容されてもよい。このような特徴を有することで、センサチップとチャージポンプや増幅器との間の配線に混入するノイズが抑制される。ひいては、パッケージ型フローセンサの性能を向上させることができる。

【発明の効果】

【0017】

本パッケージ型フローセンサは、外部基板の厚さ方向の流体の流れを検知することができる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】図１は、実施形態に係るセンサパッケージの分解斜視図である。

【図2】図２は、フローセンサチップを上面から見た図である。

【図3】図３は、図２におけるＡ－Ａ線断面図である。

【図4】図４は、フローセンサチップによる流速の測定方法を模式的に示す第１の図である。

【図5】図５は、フローセンサチップによる流速の測定方法を模式的に示す第２の図である。

【図6】図６は実施形態に係るセンサパッケージの基板を上方から見た図である。

【図7】図７は実施形態に係るセンサパッケージの基板を下方から見た図である。

【図8】図８は、実施形態に係るセンサパッケージを平面視した図である。

【図9】図９は、実施形態に係るセンサパッケージにおける、通気孔から導入された空気の流れを模式的に示す図である。

【図10】図１０は、実施形態に係るセンサパッケージを外部基板に実装した状態を例示する図である。

【図11】図１１は、実施形態に係るセンサパッケージを基板に複数並べて配置した状態を例示する図である。

【図12】図１２は、実施形態に係るセンサパッケージを差圧センサとして利用する構成を例示する図である。

【図13】図１３は、第１変形例に係るセンサパッケージの分解斜視図である。

【図14】図１４は、第１変形例に係るセンサパッケージにおける、通気孔から導入された空気の流れを模式的に示す図である。

【図15】図１５は、第２変形例に係るセンサパッケージ１００を基板の裏面側から見た図である。

【図16】図１６は、第１変形例に係るセンサパッケージにおける、通気孔から導入された空気の流れを模式的に示す図である。

【図17】図１７は、第３変形例に係るセンサパッケージの一例を示す図である。

【図18】図１８は、第４変形例に係るセンサパッケージの分解斜視図である。

【図19】図１９は、第４変形例に係るセンサパッケージにおける、通気孔から導入された空気の流れを模式的に示す図である。

【図20】図２０は、第４変形例において、箱状に形成された基板の側壁にフローセンサチップを載置した構成の一例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0019】

以下、図面を参照して、一実施形態に係るセンサパッケージについて説明する。図１は、実施形態に係るセンサパッケージの分解斜視図である。図１に例示されるセンサパッケージ１００は、基板１、フローセンサチップ２およびリッド３を備える。以下、本明細書において、基板１側を下、リッド３側を上とする。本明細書において、板状に形成される基板１の一方の辺に沿った方向をＸ方向、他方の辺に沿った方向をＹ方向、上下方向をＺ
方向とも称する。センサパッケージ１００は、「パッケージ型フローセンサ」の一例である。

【0020】

（フローセンサチップ２）
フローセンサチップ２は、流体（例えば、気体）の流速を測定するセンサである。図２は、フローセンサチップを上面から見た図であり、図３は図２におけるＡ－Ａ線断面図である。フローセンサチップ２は、本体部２１およびメンブレン２２を備える。本体部２１は、上面が開口した中空形状（すり鉢形状）に形成されており、その素材は、例えばシリコンである。メンブレン２２は、薄膜であり、図３に例示されるように、本体部２１が有する開口において中空状の構造となっている。メンブレン２２には、ヒーター２３およびサーモパイル２４、２４が設けられる。ヒーター２３およびサーモパイル２４、２４は、Ｙ方向に沿って一列に並んで配置される。サーモパイル２４、２４の一端の接点は、本体部２１と重なる位置に配置される。サーモパイル２４、２４のそれぞれを区別するときは、サーモパイル２４、２４の一方をサーモパイル２４１と称し、他方をサーモパイル２４２と称する。

【0021】

ヒーター２３は、メンブレン２２を加熱する加熱器である。メンブレン２２は薄膜であるため熱容量が小さく、ヒーター２３によって効率的に加熱される。サーモパイル２４、２４はメンブレン２２からの熱を受けることで熱起電力を発生させる熱電対である。サーモパイル２４、２４の一端の接点が本体部２１の上にあるため、メンブレン２２と本体部２１との温度差が熱起電力として検出できる。サーモパイル２４、２４は、高い温度になるほど高い熱起電力を生じる。また、サーモパイル２４、２４のいずれもが同じ温度の場合、サーモパイル２４、２４が発生させる熱起電力は等しくなる。フローセンサチップ２は、例えば、ヒーター２３によってメンブレン２２を加熱し、メンブレン２２における熱分布の差によって生じるサーモパイル２４、２４の熱起電力の差を基に流量を測定する熱式フローセンサである。フローセンサチップ２は、例えば、Ｍｉｃｒｏ Ｅｌｅｃｔｒｏ
Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍｓ（ＭＥＭＳ）によって製造される。

【0022】

フローセンサチップ２のメンブレン２２には、ヒーター２３の両端に接続され、外部電源４０からヒーター２３への給電を受ける被給電端子２３１、２３１も設けられる。また、メンブレン２２には、サーモパイル２４、２４のそれぞれが発生させる熱起電力の差Ｖ_ｏｕｔを測定するための被測定端子２４３、２４３も設けられる。サーモパイル２４、２４および被測定端子２４３、２４３は、配線２５によって直列に接続される。フローセンサチップ２は、例えば、ヒーター２３およびサーモパイル２４、２４が設けられたメンブレン２２が外部に露出する表面実装型のフローセンサである。メンブレン２２、ヒーター２３およびサーモパイル２４、２４は、「センサ部」の一例である。

【0023】

図４および図５は、フローセンサチップによる流速の測定方法を模式的に示す図である。図４は、フローセンサチップ２の周囲において風が吹いていない状態を例示する。フローセンサチップ２の周囲で風が吹いていない場合、ヒーター２３からの位置が離れるにしたがって温度が下がり、熱分布Ｈ１によって例示するように、メンブレン２２における熱分布はヒーター２３を中心として均等になる。そのため、サーモパイル２４、２４はいずれもヒーター２３によって同じ温度に加熱され、サーモパイル２４、２４で生じる熱起電力も等しくなる。

【0024】

図５は、フローセンサチップ２の周囲において風が吹いている状態を例示する。サーモパイル２４、２４のうち一方をサーモパイル２４１、他方をサーモパイル２４２とすると、図５では、サーモパイル２４１からサーモパイル２４２の方向に向けて風が吹いている状態が例示される。風の上流側は風によって冷やされて温度が下がるため、熱分布Ｈ２によって例示するように、メンブレン２２における熱分布は、ヒーター２３の上流側よりも
下流側にずれる（下流側の方が上流側より高温になる）。そのため、ヒーター２３よりも下流側に位置するサーモパイル２４２の方が、ヒーター２３よりも上流側に位置するサーモパイル２４１よりも高温となる。その結果、サーモパイル２４１の熱起電力Ｖ_１と、サーモパイル２４２の熱起電力Ｖ_２との間に差が生じる。

【0025】

上記の通り、サーモパイル２４、２４は、高温になるほど熱起電力が高くなり、風の下流側に位置するサーモパイル２４の方が、風の上流側に位置するサーモパイル２４よりも高温となる。そのため、サーモパイル２４１の起電力Ｖ_１とサーモパイル２４２の起電力Ｖ_２の差（すなわち、Ｖ_２－Ｖ_１）を測定することで、フローセンサチップ２は風の向きを検知するとともに、風の強さを検知することができる。

【0026】

Ｖ_２－Ｖ_１が正である場合には、サーモパイル２４２の方がサーモパイル２４１よりも高温となっているため、フローセンサチップ２はサーモパイル２４１からサーモパイル２４２に向かう方向に風が吹いていることを検知できる。また、Ｖ_２－Ｖ_１が負である場合には、サーモパイル２４１の方がサーモパイル２４２よりも高温となっているため、フローセンサチップ２はサーモパイル２４２からサーモパイル２４１に向かう方向に風が吹いていることを検知できる。さらに、Ｖ_２－Ｖ_１が０（ゼロ）である場合には、いずれのサーモパイル２４、２４も同じ温度となっているため、フローセンサチップ２は風が吹いていない（または、吹いている風が検知範囲の下限未満）であることを検知できる。また、フローセンサチップ２は、Ｖ_２－Ｖ_１の値が大きいほど強い風が吹いていると検知できる。フローセンサチップ２は、「センサチップ」の一例である。ここではヒーター２３の熱を検出する温度検知素子をサーモパイル２４としたが、温度検知素子がダイオード、サーミスタ、白金等の測温抵抗体であるセンサチップであってもよい。

【0027】

（リッド３）
リッド３は、フローセンサチップ２を上方から覆う蓋である。図１に例示されるリッド３は、天板３１及び天板３１の縁から立設される側壁３２によって中空の直方体状に形成される。リッド３は、基板１に向けて開口する箱状に形成されるということもできる。リッド３は、中空となっている領域にフローセンサチップ２を収容可能である。リッド３の天板３１には、天板３１を厚さ方向に貫通する通気孔３３が設けられる。通気孔３３は、「第２連通孔」の一例である。

【0028】

図１に例示されるリッド３は底面が開口した中空の直方体状に形成されているが、リッド３の形状が直方体に限定されるわけではなく、円柱形状や五角柱等の多角柱であってもよい。リッド３の形状は、その内部にフローセンサチップ２を収容可能な中空の領域を有すればよい。リッド３の素材には特に限定はないが、収容したフローセンサチップ２を外部からの衝撃等から保護可能な剛性を有し、かつパッケージ内の流路を形成できる素材であればよい。金属、プラスチック、セラミックやシリコンなどでもよい。リッド３の素材が金属など導電性を有していれば、電磁ノイズに対する耐性が得られるなどの利点もある。リッド３は、「ケース部材」の一例である。

【0029】

（基板１）
基板１は、一方の面（リッド３の開口に対向する面）にフローセンサチップ２が載置される平板状の基板である。基板１は、例えば、フローセンサチップ２と外部基板とを接続する接続端子を有してもよい。基板１は、プリント基板であってもセラミック基板であってもよい。また、基板１はリジッドな基板であってもフレキシブルな基板であってもよい。図１において、基板１は四角形の板状に形成されているが、基板１の形状がこのような形状に限定されるわけではない。基板１は、円形状や三角形状、五角形状等の他の形状に形成されてもよい。基板１は、リッド３の開口全体を覆うことが可能な形状に形成されることが好ましい。基板１には、基板１を厚さ方向に貫通する通気孔１３が設けられる。リ
ッド３の開口を基板１が閉塞することで、フローセンサチップ２を収容する収容室が形成される。通気孔１３は、「第１連通孔」の一例である。

【0030】

図６は実施形態に係るセンサパッケージの基板を上方から見た図であり、図７は実施形態に係るセンサパッケージの基板を下方から見た図である。図６では、基板１の上面１１に載置されるフローセンサチップ２も図示されている。基板１は、上面１１において、フローセンサチップ２の被給電端子２３１、２３１と電気的に接続される給電端子１１２、１１２と、フローセンサチップ２の被測定端子２４３、２４３と電気的に接続される測定端子１１３、１１３を備える。フローセンサチップ２の被給電端子２３１、２３１と給電端子１１２、１１２、および、被測定端子２４３、２４３と測定端子１１３、１１３とは、例えば、金属ワイヤーＷ１を用いたワイヤーボンディングによって接続される。金属ワイヤーＷ１は、例えば、金によって形成される。また、基板１は、裏面１２において、上面１１に設けられた給電端子１１２、１１２や測定端子１１３、１１３と電気的に接続されたランド１２２、１２２、１２２、１２３を有する。ランド１２３は、基板１の裏面１２において通気孔１３の周囲を囲むように配置される。基板１は、「基板部」の一例である。リッド３と基板１とは、「パッケージ」の一例である。基板１の裏面１２は、「基板部の外面」の一例である。ランド１２２、１２２、１２２、１２３は、「接続端子」の一例である。

【0031】

（風の流れ）
図８は、実施形態に係るセンサパッケージを平面視した図である。図９は、実施形態に係るセンサパッケージにおける、通気孔から導入された空気の流れを模式的に示す図である。図９は、図８のＢ－Ｂ線における断面図となっている。図８では、リッド３内に収容されているフローセンサチップ２、フローセンサチップ２の上面に設けられたサーモパイル２４、２４および基板１に設けられた通気孔１３を点線で図示している。通気孔１３は、基板１を厚さ方向に貫通する孔である。リッド３の上面には、通気孔３３が設けられる。通気孔３３は、リッド３の上面を厚さ方向に貫通する孔である。通気孔１３及び通気孔３３は、センサパッケージ１００のフローセンサチップ２を収容する収容室１０１と外部とを連通する貫通穴ということもできる。図８を参照すると理解できるように、センサパッケージ１００を上方から見た平面視において、フローセンサチップ２は、通気孔１３と通気孔３３との間に位置するようにリッド３に収容される。その結果、通気孔１３、サーモパイル２４１、サーモパイル２４２、通気孔３３は、Ｙ方向に沿って一列にこの順に並べられる。

【0032】

このように通気孔１３、通気孔３３およびサーモパイル２４、２４が並べられると、図９に例示されるように、通気孔１３からリッド３内に導入された空気は、２つのサーモパイル２４、２４上を通過して、通気孔３３からリッド３外に排出される。すなわち、基板１に設けられた通気孔１３、リッド３の上面に設けられた通気孔３３及び収容室１０１で、２つのサーモパイル２４、２４上に風を通過させる流路を形成することができる。換言すれば、フローセンサチップ２は、通気孔１３、通気孔３３及び収容室１０１によって形成される流路上に配置されるということもできる。なお、通気孔３３からリッド３内に空気が導入されると、２つのサーモパイル２４、２４上を通過して、通気孔１３からリッド３外に排出される。なお、図９では便宜的に一方向の風向を矢印で例示してあるが、実際には通気孔１３から通気孔３３への流体の流れおよび通気孔３３から通気孔１３への流体の流れの両方向を検知できる。前述の通り、フローセンサチップ２はサーモパイル２４、２４の起電力差の電位の正負によって風向を区別して検知できる。

【0033】

（実装例）
図１０は、実施形態に係るセンサパッケージを外部基板に実装した状態を例示する図である。図１０では、センサパッケージ１００は、基板２００の電子部品が実装される表面
２０１に設けられる。基板２００は、センサパッケージ１００のランド１２３によって規定される枠に対応する位置に、基板２００の厚み方向に貫通する貫通孔２０６が設けられる。また、基板２００の表面２０１には、貫通孔２０６の周囲を囲むようにランド２０４が設けられる。また、基板２００の表面２０１には、センサパッケージ１００のランド１２３に対応する位置に、ランド２０３が設けられる。基板２００は、「外部基板」の一例である。

【0034】

本実装例では、センサパッケージ１００のランド１２２と基板２００ランド２０３とがハンダ２０５によって接続される。また、センサパッケージ１００のランド１２３と基板２００のランド２０４とがハンダ２０５によって接続される。ランド１２３が通気孔１３の周囲を囲む枠状に形成され、ランド２０４が貫通孔２０６の周囲を囲む枠状に形成されることからら、ランド１２３とランド２０４とを接続するハンダ２０５も枠状に形成される。そのため、基板２００に載置されたセンサパッケージ１００を基板２００の裏面２０２側から見ると、基板２００の貫通孔２０６、ハンダ２０５によって規定される枠内、および、ランド１２３によって規定される枠内を介して、通気孔１３を見ることができる。換言すれば、基板２００の貫通孔２０６、ハンダ２０５によって規定される枠内、および、ランド１２３によって規定される枠内、通気孔１３によって、リッド３の内部と外部とが連通するということができる。

【0035】

このような実装例では、センサパッケージ１００は、例えば、貫通孔２０６及び通気孔１３から収容室１０１に導入し、通気孔３３を経て収容室１０１から排出される流体の流れをフローセンサチップ２に検知させることができる。また、センサパッケージ１００は、例えば、通気孔３３から収容室１０１に導入し、収容室１０１から貫通孔２０６及び通気孔１３を経て収容室１０１から排出される流体の流れをフローセンサチップ２に検知させることができる。すなわち、センサパッケージ１００は、基板２００の厚み方向（基板２００の表面２０１の法線方向）の流体の流れを検知することができる。

【0036】

センサパッケージ１００は、例えば、基板２００に複数並べて配置してもよい。図１１は、実施形態に係るセンサパッケージを基板に複数並べて配置した状態を例示する図である。図１１では、基板２００の表面２０１に複数のセンサパッケージ１００が一列に並んで配置される。このようにセンサパッケージ１００を複数並べて基板２００に配置することで、流体の流速の分布を検知することができる。なお、図１１では、複数のセンサパッケージ１００を一列に並べたが、センサパッケージ１００は複数列に並べてもよい。

【0037】

（差圧センサとしての利用）
センサパッケージ１００は、差圧センサとして利用することもできる。図１２は、実施形態に係るセンサパッケージを差圧センサとして利用する構成を例示する図である。図１２では、部屋Ｐ１と部屋Ｐ２の気圧の差（差圧）をセンサパッケージ１００で検知する構成を例示する。部屋Ｐ１と部屋Ｐ２は、基板２００によって区切られている。例えば、部屋Ｐ１の気圧が部屋Ｐ２よりも低くなると、通気孔１３、収容室１０１及び通気孔３３を介して、部屋Ｐ２から部屋Ｐ１にむけた風が流れるようになる。部屋Ｐ１と部屋Ｐ２の気圧の差の大きさに応じて風向及び風速が変化する。そのため、センサパッケージ１００は、部屋Ｐ１と部屋Ｐ２の間で流れる風向及び風速を検知することで、部屋Ｐ１と部屋Ｐ２の差圧を検知することが可能となる。

【0038】

＜実施形態の作用効果＞
実施形態に係るセンサパッケージ１００は、基板１に載置したフローセンサチップ２を収容室１０１に収容する。その結果、フローセンサチップ２は、リッド３と基板１とによって、外部からの物理的接触等から保護される。そのため、センサパッケージ１００は、メンブレン２２が外部に露出するフローセンサよりも容易に取り扱うことができる。また
、センサパッケージ１００は、リッド３及び基板１とによって外部からの物理的接触からフローセンサチップ２を保護できるため、センサパッケージ１００を様々な場所で使用することができる。

【0039】

実施形態に係るセンサパッケージ１００は、流体を通過させる流路と一体として形成されないため、流路と一体として形成されるフローセンサよりも小型化が容易である。

【0040】

実施形態に係るセンサパッケージ１００は、通気孔１３、通気孔３３とサーモパイル２４、２４とをＹ方向に沿って一列に並べることで、流体の流速や流れる方向の測定に好適な流路を形成できる。

【0041】

実施形態に係るセンサパッケージ１００は、基板１に通気孔１３が設けられリッド３に通気孔３３が設けられる。そのため、センサパッケージ１００は、基板１から天板３１に向かう風や天板３１から基板１に向かう風を検知することができる。すなわち、センサパッケージ１００は、基板２００の厚さ方向の流体の流れを検知することができる。

【0042】

＜第１変形例＞
実施形態では、リッド３の天板３１に通気孔３３が設けられる。しかしながら、通気孔３３が設けられる位置は、リッド３の天板３１に限定されない。図１３は、第１変形例に係るセンサパッケージの分解斜視図である。第１変形例に係るセンサパッケージ１００ａでは、リッド３ａが有する側壁３２のうちのひとつが、通気孔３３ａが設けられた側壁３２ａとなる。

【0043】

図１４は、第１変形例に係るセンサパッケージにおける、通気孔から導入された空気の流れを模式的に示す図である。第１変形例に係るセンサパッケージ１００ａは、リッド３の側壁３２ａに通気孔３３ａが設けられる。このようなセンサパッケージ１００ａによっても、基板１の裏面１２からリッド３に向かう風の流れを検知することができる。例えば、図１０に例示する構成において、センサパッケージ１００に代えてセンサパッケージ１００ａを採用することで、センサパッケージ１００ａは、基板２００の厚さ方向の流体の流れを検知することができる。

【0044】

＜第２変形例＞
実施形態に係るセンサパッケージ１００では、基板１の裏面１２において、通気孔１３の周囲を囲むようにランド１２３が設けられる。しかしながら、通気孔１３の周囲の少なくとも一部はランドによって囲まれなくともよい。図１５は、第２変形例に係るセンサパッケージ１００を基板の裏面側から見た図である。第２変形例に係るセンサパッケージ１００ｂでは、略コの字型に形成されたランド１２３ａが基板１の裏面１２に設けられる。

【0045】

図１６は、第１変形例に係るセンサパッケージにおける、通気孔から導入された空気の流れを模式的に示す図である。センサパッケージ１００ｂでは、基板２００の表面２０１と平行に流れる風をランド１２３ａが通気孔１３に誘導することができる。そのため、センサパッケージ１００ｂは、基板２００の表面２０１と平行に流れる風を高感度で検知することができる。なお、ランド１２３ａはセンサパッケージ１００ｂと基板２００をハンダ２０５によって物理的、電気的接続を図るものであるが、ハンダによる流路形成を主目的として、電気的接続の機能を有しないランド１２３ａが設けられてもよい。

【0046】

＜第３変形例＞
センサパッケージにおいて、基板１には、フローセンサチップ２に加えて他の電子部品がさらに実装されてもよい。図１７は、第３変形例に係るセンサパッケージの一例を示す図である。第３変形例に係るセンサパッケージ１００ｃは、フローセンサチップ２に加え
て電子部品４も基板１上に実装される。電子部品４は、任意の電子部品であってよい。電子部品４は、例えば、外部から供給された電圧を昇圧してフローセンサチップ２に供給するチャージポンプであってもよいし、フローセンサチップ２の出力を増幅する増幅器であってもよい。フローセンサチップ２と電子部品４とは、ワイヤで接続してもよいし、基板１上の配線によって接続してもよい。電子部品４を収容室１０１内で基板１上に実装することで、フローセンサチップ２と電子部品４との間の配線に混入するノイズが抑制される。ひいては、センサパッケージ１００ｃの性能を向上させることができる。

【0047】

＜第４変形例＞
実施形態及び第１変形例から第３変形例では、リッド３が箱状に形成され、基板１が板状に形成される。しかしながら、リッド３が板状に形成され、基板１が箱状に形成されてもよい。図１８は、第４変形例に係るセンサパッケージの分解斜視図である。また、図１９は、第４変形例に係るセンサパッケージにおける、通気孔から導入された空気の流れを模式的に示す図である。第４変形例に係るセンサパッケージ１００ｄでは、リッド３ｂは板状に形成される。また、基板１ａは、平板状の底板１５及び底板１５の縁から立設される板状の側壁１４によって中空の直方体状に形成される。基板１ａは、リッド３ａに向けて開口する箱状に形成されるということもできる。基板１ａは、中空となっている領域にフローセンサチップ２を収容可能である。基板１ａの底板１５には、底板１５を厚さ方向に貫通する通気孔１３が設けられる。このような基板１ａ及びリッド３ｂによっても、フローセンサチップ２を収容する収容室１０１を形成することができる。第４変形例に係るセンサパッケージ１００ｄも、実施形態に係るセンサパッケージ１００のように、基板１ａからリッド３ｂに向かう風やリッド３ｂから基板１ａに向かう風を検知することができる。底板１５は、「基板部」の一例である。

【0048】

箱状に形成される基板１ａでは、底板１５以外にも側壁１４にも電子部品を実装することが可能である。そのため、第４変形例では、フローセンサチップ２を基板１ａの側壁１４に載置することも可能である。図２０は、第４変形例において、箱状に形成された基板の側壁にフローセンサチップを載置した構成の一例を示す図である。図２０に例示されるように、通気孔１３、通気孔３３及び収容室１０１が形成する流路上であれば、フローセンサチップ２を載置する場所は側壁１４であってもよい。

【0049】

本実施の形態は、以下の態様（付記と呼ぶ）を含む。
＜付記１＞
流体の流れを検知するセンサ部を有するフローセンサチップ（２）と、
平板状の基板部（１、１５）を含み、前記フローセンサチップ（２）を収容する収容室（１０１）を形成するパッケージ（３、１）と、
前記基板部（１、１５）の外面に設けられ、外部基板（２００）と接続される接続端子（１２３）と、を備え、
前記基板部（１、１５）には、前記収容室（１０１）の内外を連通させる第１連通孔（１３）が設けられ、
前記パッケージにおいて前記基板部（１、１５）とは異なる位置には、前記収容室（１０１）の内外を連通させる第２連通孔（３３）が設けられ、
前記フローセンサチップ（２）は、前記第１連通孔（１３）と前記第２連通孔（３３）とが形成する前記流体の流路上に配置される、
パッケージ型フローセンサ（１００）。

【0050】

以上で開示した実施形態や変形例はそれぞれ組み合わせることができる。

【符号の説明】

【0051】

１００、１００ａ、１００ｂ、１００ｃ、１００ｄ・・・センサパッケージ
１、１ａ、２００・・・基板
１１、２０１・・・表面
１１２・・・給電端子
１１３・・・測定端子
１２、１２ａ、２０２・・・裏面
１２２、１２３、１２３ａ、２０３、２０４・・・ランド
２・・・フローセンサチップ
２１・・・本体部
２２・・・メンブレン
２３・・・ヒーター
２３１・・・被給電端子
２４、２４１、２４２・・・サーモパイル
２４３・・・被測定端子
３、３ａ、３ｂ・・・リッド
１３、３３、３３ａ・・・通気孔
２０５・・・ハンダ
Ｗ１・・・金属ワイヤー

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】