JP2005043328A - 磁気検出装置の製造方法および磁気検出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】製品歩留まりが向上した磁気検出装置を得る。
【解決手段】被検出体に対向して配置され磁界を発生する磁石を有する樹脂成形体２と、被検出体の移動に伴う磁界の変化を検出する磁気抵抗素子および抵抗調整部を組み込んだＩＣチップ３、並びにこのＩＣチップ３が搭載されたリードフレーム６が樹脂封止されたＩＣパッケージ４とを備えた磁気検出装置の製造方法であって、ＩＣパッケージ４および樹脂成形体２を一体化する工程と、この後、磁気抵抗素子と磁石１との相対的な位置ずれに伴い発生する信号のずれを補正するために、磁界を磁気抵抗素子に印加したときの磁気抵抗素子から生じる信号を抵抗調整部の調整により調整する工程とを含む。
【選択図】図１

Description

この発明は、例えば歯車状磁性回転体の回転角度を検出する磁気検出装置の製造方法、およびその製造方法によって得られた磁気検出装置に関するものである。

従来の磁気検出装置として、磁石と、この磁石の近傍に設けられ磁気抵抗素子が組み込まれたＩＣチップとを備え、磁気検出装置に接近して設けられた歯車状の磁性回転体の回転に伴って変化する磁気検出素子に印加される磁界の変化から磁性回転体の回転状態を検出するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

特許第３２３５５５３号公報

従来の磁気検出装置では、製造工程において、磁石とＩＣチップに組み込まれた磁気抵抗素子との間で位置ずれが生じたときに、そのままバイアス磁界のばらつきとなり、そのばらつきが大きいときには、磁気抵抗素子の出力と比較レベルが交差しない、即ちパルス出力が出てこない不良品が生じてしまうという問題点があった。

この発明は、上記のような問題点を解決することを課題とするものであって、製品歩留まりが向上した磁気検出装置の製造方法、および磁気検出装置を得ることを目的とする。

この発明に係る磁気検出装置の製造方法においては、被検出体に対向して配置され磁界を発生する磁石を有する樹脂成形体と、前記被検出体の移動に伴う前記磁界の変化を検出する磁気検出手段を組み込んだＩＣチップ、およびこのＩＣチップが搭載されたリードフレームが樹脂封止されたＩＣパッケージとを備えた磁気検出装置の製造方法であって、
前記磁気検出手段と前記磁石との相対的な位置ずれに伴い発生する前記磁気検出手段の信号のずれを補正するために、前記磁界を前記磁気検出手段に印加した状態で磁気検出手段から生じる信号を調整する信号調整工程を含む。

この発明に係る磁気検出装置の製造方法によれば、磁気検出手段と磁石との相対的な位置ずれに伴い発生する磁気検出手段の信号のずれを補正するために、磁界を磁気検出手段に印加した状態で磁気検出手段から生じる信号を調整する信号調整工程を含むので、製品歩留まりが向上した磁気検出装置を得ることができる。

実施の形態１．
以下、この発明に係る磁気検出装置の一実施の形態を図に基づいて説明する。
図１はこの発明の実施の形態１の磁気検出装置の側断面図である。
この磁気検出装置は、被検出体である歯車状の磁性回転体（図示せず）に対向して配置され磁界を発生する磁石１を含む樹脂成形体２と、磁性回転体の回転に伴い変化する前記磁界の変化を検出する磁気検出手段である磁気抵抗素子が組み込まれたＩＣチップ３が内蔵されたＩＣパッケージ４と、ＩＣパッケージ４および樹脂成形体２を樹脂封止した外装樹脂１８とを備えている。

ＩＣパッケージ４は、外来ノイズに対する保護回路を形成する抵抗、コンデンサ等のチップ部品５と、このチップ部品５、ＩＣチップ３を半田付けにより電気的に接続された非磁性の第１のリードフレーム６と、所定の端子同士を電気的に接続した金ワイヤ７と、ＩＣチップ３、チップ部品５および第１のリードフレーム６をインサートモールド成型で樹脂封止した第１の樹脂部８とを備えている。
第１の樹脂部８の下面には突出した圧入部９が形成されている。また、第１の樹脂部８の下面には、図２に示すように圧入部９と同方向に突出した一対のピン１０が形成されている。
第１のリードフレーム６の端子には、図３および図４に示すように、プロービング部１６が設けられている。このプロービング部１６の周囲には樹脂がプロービング部１６に侵入するのを防止する侵入防止手段である溝１７が形成されている。

樹脂成形体２は、第１のリードフレーム６と溶接により電気的に接続されているとともに磁気抵抗素子の出力信号を外部に出力するコネクタ端子１１を有する第２のリードフレーム１２と、この第２のリードフレーム１２をインサートモールド成型で樹脂封止した第２の樹脂部１３とを備えている。また、第２の樹脂部１３の上面には、圧入部９が圧入される凹部１４が形成されている。また、第２の樹脂部１３の上面には、図２に示すようにピン１０が嵌入される孔１５が形成されている。ＩＣパッケージ４のピン１０、圧入部９、並びに樹脂成形体２の孔１５、凹部１４により、ＩＣパッケージ４と樹脂成形体２との相対位置を決め、かつ一体化する位置決め・一体化手段を構成している。

上記構成の磁気検出装置では、この装置に接近して設けられた磁性回転体の回転により、ＩＣチップ３に組み込まれた磁気抵抗素子には磁性回転体の凹部と凸部とが交互に接近し、そのため磁気抵抗素子に印加する磁石１からの磁界が変化する。この磁界の変化は磁気抵抗素子により抵抗の変化として検出される。磁気抵抗素子に発生した抵抗の変化はコネクタ端子１１を介してコンピュータユニット（図示せず）に送られ、磁性回転体の回転数が検出される。

次に、上記構成の磁気検出装置の製造方法について説明する。
先ず、最初に、磁気抵抗素子の特性ばらつきを調整する。これは従来の磁気検出装置でも行っていたもので、磁気抵抗素子が組み込まれたＩＣチップ３に対して行われる。この調整工程により後工程で信号調整のために必要とされるプローブ部の数が削減される。

ここで、磁気抵抗素子の特性ばらつきの調整について詳述する。
図５は磁気検出装置の回路図である。第１の磁気抵抗素子２０、第２の磁気抵抗素子２１で構成されたブリッジ回路２２が差動増幅回路２３に接続されている。差動増幅回路２３は、ブリッジ回路２２の中点２４に発生した電圧を所定の増幅を行った電圧を出力する。この差動増幅回路２３の出力は、比較回路２５において２値に変換され、出力回路２６を経て最終的には出力端子３０からパルス波として出力される。この時、第１の磁気抵抗素子２０と第２の磁気抵抗素子２１との抵抗値に差があれば、この差も増幅されてしまい、差動増幅回路２３の出力と比較回路２５の比較レベルが交差しない状態が発生してしまう。
このような状態を回避するために差動増幅回路２３の基準電圧を調整する。具体的には基準電圧を決定する差動増幅回路２３の抵抗調整部２７の抵抗値を調整して、第１の磁気抵抗素子２０、第２の磁気抵抗素子２１の特性ばらつきの調整を行う。

第１の磁気抵抗素子２０、第２の磁気抵抗素子２１の特性ばらつきの調整が終了した後、ＩＣチップ３、チップ部品５を非磁性の第１のリードフレーム６上に搭載し、所定の端子同士を金ワイヤ７で接続し、このものを第１の樹脂部８で樹脂封止し、ＩＣパッケージ４を製作する。非磁性の第１のリードフレーム６を使用するのは磁界の散乱を防止するためである。

次に、このＩＣパッケージ４を樹脂成形体２に組み付ける。このとき、ＩＣパッケージ４の圧入部９、ピン１０は樹脂成形体２の凹部１４、孔１５に嵌入され、ＩＣパッケージ４および樹脂成形体２は、がたが生じないように一体化される。なお、ＩＣパッケージ４および樹脂成形体２の位置決め、および一体化に関しては、確実に位置決めおよび一体化がなされるものであれば、特にこれらの構成に限定されるものではない。

次に、ＩＣパッケージ４の磁気抵抗素子と樹脂成形体２の磁石１との相対的な位置ずれに伴い発生する出力端子３０からの出力信号のずれを補正するために、再度調整を行う。
具体的には比較回路２５の比較レベルを決定する抵抗調整部２８の抵抗値を調整する。この比較回路２５の抵抗調整部２８、先に説明した差動増幅回路２３の抵抗調整部２７は共にＩＣチップ３内の抵抗調整部である。この抵抗調整部の抵抗調整を行うことで、例えばトリマブル抵抗といった追加の抵抗調整用部品が不要となり、小型化が確保される。

ここでは、抵抗調整部２８の調整手段としてツェナーザッピング法を用いる。ツェナーザッピング法とは抵抗に対して並列に構成されたトランジスタにプロービング部１６を通じて電流を流すことによってショートさせる技術である。即ち、この調整を行わない状態では抵抗値が存在し、調整を施すことにより抵抗値をゼロにすることが可能となる。
ツェナーザッピング法はプロービング部１６間に電流を流すことで調整が可能なため、抵抗調整部２８を露出させる必要は無く、ＩＣチップ３を樹脂封止したままで抵抗調整部２８の抵抗値を調整することができる。

通常、ＩＣチップ３を封止する樹脂はエポキシ樹脂で、この樹脂は流動性が非常に高く、第１のリードフレーム６の厚みのばらつきや成形条件によっては露出させたい箇所にも樹脂が被ってしまうことがある。当然、プロービング部１６に樹脂が被ってしまうと電流を流すことができないので、ＩＣチップ３内の抵抗調整ができなくなってしまう。
これに対しては、プロービング部１６の周囲に溝１７が形成されているので、この溝１７がプロービング部１６に対する樹脂の侵入を防止し、プロービング部１６の露出が確保され、安定した抵抗調整が可能となる。

なお、ツェナーザッピング法以外の方法、例えばレーザーカット法などではＩＣチップ３の配線を直接切断するため、ＩＣチップ３の表面を外部に露出させておく必要がある。また、この場合、ごみによる短絡や湿度による腐食等に注意を払う必要がある。

その後、ＩＣパッケージ４の第１のリードフレーム６の端部と樹脂成形体２の第２のリードフレーム１２の端部等を溶接で接続する。
最後に、一体化されたＩＣパッケージ４および樹脂成形体２をインサート成型でコネクタ端子１１を露出した状態で樹脂封止することで、外部が外装樹脂１８で覆われた磁気検出装置が製造される。

なお、上記実施の形態では侵入防止手段として溝１７を設けた場合について説明したが、図６に示すように、プロービング部１６の周囲に壁１９を形成するようにしてもよい。この壁１９は、メッキを施す、樹脂を塗布する、あるいはシールを貼る等により形成することができる。
また、上記実施の形態では磁気検出手段として磁気抵抗素子２０、２１を用いたが、勿論このものに限定されるものではなく、磁界の変化を電圧に変えるホール素子であってもよい。

この発明の実施の形態１の磁気検出装置の側断面図である。 図１のＩＣパッケージおよび樹脂成形体の部分分解斜視図である。 図１のＩＣパッケージの平面図である。 図２のプロービング部の近傍の断面図である。 この発明の実施の形態1の磁気検出装置の電気回路図である。 プロービング部の近傍の他の例を示す断面図である。

符号の説明

１ 磁石、２ 樹脂成形体、３ ＩＣチップ、４ ＩＣパッケージ、６ 第１のリードフレーム、９ 圧入部、１０ ピン、１４ 凹部、１５ 孔、１６ プロービング部、１７ 溝、２０ 第１の磁気抵抗素子、２１ 第２の磁気抵抗素子、２７，２８ 抵抗調整部。

Claims (10)

1. 被検出体に対向して配置され磁界を発生する磁石を有する樹脂成形体と、
   前記被検出体の移動に伴う前記磁界の変化を検出する磁気検出手段を組み込んだＩＣチップ、およびこのＩＣチップが搭載されたリードフレームが樹脂封止されたＩＣパッケージと
   を備えた磁気検出装置の製造方法であって、
   前記磁気検出手段と前記磁石との相対的な位置ずれに伴い発生する前記磁気検出手段の信号のずれを補正するために、前記磁界を前記磁気検出手段に印加した状態で磁気検出手段から生じる信号を調整する信号調整工程を含む磁気検出装置の製造方法。
2. 前記ＩＣパッケージおよび前記樹脂成形体を一体化する一体化工程の後に、前記信号調整工程を備えた請求項１に記載の磁気検出装置の製造方法。
3. 前記信号調整工程では、前記IＣチップに組み込まれた調整抵抗部の抵抗値が調整される請求項１または２に記載の磁気検出装置の製造方法。
4. 前記抵抗調整部の調整は、ツェナーザッピング法で行われる請求項３に記載の磁気検出装置の製造方法。
5. 請求項３に記載の磁気検出装置の製造方法で製造された磁気検出装置であって、
   前記リードフレームで前記抵抗調整部の調整用端子のプロービング部の周囲には、樹脂がプロービング部に侵入するのを防止する侵入防止手段が設けられている磁気検出装置。
6. 前記侵入防止手段は、溝である請求項５に記載の磁気検出装置。
7. 前記侵入防止手段は、壁である請求項５に記載の磁気検出装置。
8. 前記樹脂成形体および前記ＩＣパッケージには、樹脂成形体およびＩＣパッケージの相対位置を決め、かつ一体化する位置決め・一体化手段が設けられている請求項５から７の何れか１項に記載の磁気検出装置。
9. 前記リードフレームは、非磁性部材で構成されている請求項５から８の何れか１項に記載の磁気検出装置。
10. 前記磁気検出手段は、磁気抵抗素子である請求項５から９の何れか１項に記載の磁気検出装置。
    
    

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