JP2006177901A - Method of manufacturing physical quantity sensor, and lead frame - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、磁気や重力等の物理量の方位や向きを測定する物理量センサを製造する方法、及び物理量センサの製造に使用するリードフレームに関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a physical quantity sensor for measuring the azimuth and direction of a physical quantity such as magnetism and gravity, and a lead frame used for manufacturing the physical quantity sensor.
近年、携帯電話機等の携帯端末装置には、ユーザの位置情報を表示させるGPS(Global Positioning System)機能を持つものが登場している。このGPS機能に加え、地磁気を正確に検出する機能や加速度を検出する機能を持たせることで、ユーザが携帯する携帯端末装置の三次元空間内の方位や向きあるいは移動方向の検知を行うことができる。
上述した機能を携帯端末装置に持たせるためには、磁気センサ、加速度センサ等の物理量センサを携帯端末装置に内蔵させることが必要となる。また、このような物理量センサにより三次元空間での方位や加速度を検知可能とするためには、物理量センサチップの設置面を傾斜させることが必要となる。
2. Description of the Related Art Recently, mobile terminal devices such as mobile phones have appeared that have a GPS (Global Positioning System) function for displaying user position information. In addition to this GPS function, by providing a function for accurately detecting geomagnetism and a function for detecting acceleration, it is possible to detect the azimuth, direction, or movement direction in the three-dimensional space of the mobile terminal device carried by the user. it can.
In order to provide the mobile terminal device with the functions described above, it is necessary to incorporate a physical quantity sensor such as a magnetic sensor or an acceleration sensor in the mobile terminal device. Further, in order to be able to detect the orientation and acceleration in the three-dimensional space by such a physical quantity sensor, it is necessary to incline the installation surface of the physical quantity sensor chip.
ここで、上述した物理量センサは、現在様々なものが提供されており、例えば、その1つとして、磁気を検出すると共に上述したものとは異なり設置面が傾斜しない磁気センサが知られている。この磁気センサは、基板の表面上に載置されて該表面に沿って互いに直交する2方向(X,Y方向)の外部磁界の磁気成分に対して感応する一方の磁気センサチップ(物理量センサチップ)と、基板の表面上に載置されて該表面に直交する方向(Z方向)の外部磁界の磁気成分に対して感応する他方の磁気センサチップとを有している。
そして、この磁気センサはこれら一対の磁気センサチップにより検出された磁気成分により、地磁気成分を3次元空間内のベクトルとして測定を行っている。
Here, various types of physical quantity sensors described above are currently provided. For example, a magnetic sensor that detects magnetism and does not tilt the installation surface is known as one of them. This magnetic sensor is mounted on the surface of a substrate and is one magnetic sensor chip (physical quantity sensor chip) that is sensitive to magnetic components of external magnetic fields in two directions (X and Y directions) orthogonal to each other along the surface. And the other magnetic sensor chip that is placed on the surface of the substrate and is sensitive to the magnetic component of the external magnetic field in the direction perpendicular to the surface (Z direction).
This magnetic sensor measures the geomagnetic component as a vector in a three-dimensional space using the magnetic component detected by the pair of magnetic sensor chips.
ところが、この磁気センサは、他方の磁気センサチップを基板の表面に対して垂直に立てた状態で載置していたため、厚み(Z方向に対する高さ)が増してしまう不都合がある。したがって、この厚みを極力小さくする意味においても、始めに説明したように設置面が傾斜する物理量センサ(例えば、特許文献1から3参照。)が好適に用いられている。
However, this magnetic sensor has the disadvantage that the thickness (height relative to the Z direction) increases because the other magnetic sensor chip is placed in a state of being perpendicular to the surface of the substrate. Therefore, in order to make the thickness as small as possible, a physical quantity sensor (see, for example,
さらに、この種の物理量センサとして、上記特許文献1に記載されているような加速度センサがある。この片側ビーム構造の加速度センサは、搭載基板に対して予め加速度センサチップ(物理量センサチップ)を傾斜させているため、センサパッケージングを搭載基板の表面上に載置したとしても、傾斜方向に応じた所定軸方向の感度を高く保ち、基板の表面に沿う方向を含む他軸方向の感度を低減することができる。
Further, as this type of physical quantity sensor, there is an acceleration sensor as described in
上述したように、物理量センサチップを相互に傾斜させた物理量センサは、厚みを極力なくして薄型化を図ることができると共に、傾斜に伴う各種の利点を有するので、今後の主流となるものである。 As described above, the physical quantity sensor in which the physical quantity sensor chips are inclined with respect to each other can be reduced in thickness while minimizing the thickness, and has various advantages associated with the inclination. .
この種の物理量センサは、例えば、図17に示すように、物理量センサチップ81,82と、物理量センサチップ81,82を外部に対して電気的に接続するための複数のリード83と、これらを一体的に固定する樹脂モールド部84とからなる。また、物理量センサチップ81,82は、樹脂モールド部84の下面(底面)84aに対して傾斜して配置されている。
This type of physical quantity sensor includes, for example, as shown in FIG. 17, physical
上記記載の物理量センサ80を製造する方法としては、ステージ部85,86に物理量センサチップ81,82を接着した後、物理量センサチップ81,82とリード83とをワイヤー87により配線する。そして、ワイヤー87を配線した後、ステージ部85,86を傾斜させている。
しかしながら、上述の物理量センサを製造する場合、リード83から物理量センサチップ81,82の表面81a,82aまでの距離に係わらず、ワイヤー87の長さは略同等となる。このため、リード83と物理量センサチップ81,82の表面81a,82aとの距離が短い箇所に合わせてボンディングをすると、ステージ部85,86を傾斜させる際、距離の長い箇所のワイヤーに負荷がかかってしまい、ワイヤー87の断線や物理量センサチップ81,82の表面81a,82aからワイヤー87が剥離する虞がある。
一方、リード83と物理量センサチップ81,82の表面81a,82aとの距離が長い箇所に合わせてボンディングをすると、ワイヤー87がたるんでしまい、ワイヤー87同士が接触して短絡する虞や、ワイヤー87が樹脂モールド部84の表面に表出してしまう虞もある。
However, when the physical quantity sensor described above is manufactured, the lengths of the
On the other hand, when bonding is performed in accordance with a location where the distance between the
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、リードと物理量センサチップとの電気接続不良を容易に防止できる物理量センサの製造方法およびこれに使用するリードフレームを提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and provides a method for manufacturing a physical quantity sensor that can easily prevent poor electrical connection between a lead and a physical quantity sensor chip, and a lead frame used in the method. With the goal.
上記課題を解決するために、この発明は以下の手段を提案している。
請求項1に係る発明は、表面に物理量センサチップを載置するステージ部と、その周囲に配されるリードを備えるフレーム部と、前記ステージ部と前記フレーム部とを連結する連結部とを有する金属製薄板からなり、前記ステージ部から離間して位置する前記リードの基端が、略同一平面上に配され、前記ステージ部が、前記同一平面に対して傾斜して配され、前記ステージ部側に位置する複数の前記リードの先端の表面が、前記ステージ部の表面に沿って配列されていることを特徴とするリードフレームを提案している。
In order to solve the above problems, the present invention proposes the following means.
The invention according to
この発明に係るリードフレームを利用して物理量センサを製造する際には、はじめに、物理量センサチップをステージ部の表面に配する。次いで、物理量センサチップの表面に配されたボンディングパッドと各リードの先端の表面とを、ワイヤーにより電気接続するワイヤーボンディングを施す。
その後、これらリードフレーム及び物理量センサチップを金型内に収容し、この金型により形成される樹脂形成空間に溶融した樹脂を射出して、リードフレーム及び物理量センサチップを一体的に固定する樹脂モールド部を形成する。
When manufacturing a physical quantity sensor using the lead frame according to the present invention, first, a physical quantity sensor chip is arranged on the surface of the stage portion. Next, wire bonding is performed to electrically connect the bonding pad disposed on the surface of the physical quantity sensor chip and the surface of the tip of each lead by a wire.
Thereafter, the lead frame and the physical quantity sensor chip are accommodated in a mold, and a molten resin is injected into a resin forming space formed by the mold to integrally fix the lead frame and the physical quantity sensor chip. Forming part.
ここで、各リードの先端の表面は、ステージ部の表面と略同一平面上に配されることになるため、ステージ部の表面に設置される物理量センサチップのボンディングパッドと平行に配されることになる。したがって、ボンディングパッドとリードの先端とを接続するワイヤーボンディングを容易に行うことができる。
また、このワイヤーボンディング後に、リードの先端とボンディングパッドとの距離を変化させる必要がないため、物理量センサチップやワイヤーに応力がかかることを防止できる。
Here, since the surface of the tip of each lead is arranged on the same plane as the surface of the stage part, it is arranged in parallel with the bonding pad of the physical quantity sensor chip installed on the surface of the stage part. become. Therefore, wire bonding for connecting the bonding pad and the tip of the lead can be easily performed.
Moreover, since it is not necessary to change the distance between the tip of the lead and the bonding pad after the wire bonding, it is possible to prevent stress from being applied to the physical quantity sensor chip and the wire.
請求項2に係る発明は、表面に物理量センサチップを載置するステージ部と、その周囲に配されるリードを備えるフレーム部と、前記ステージ部と前記フレーム部とを連結する連結部とを有する金属製薄板からなるリードフレームを用意する準備工程と、前記連結部を変形させて前記各ステージ部を前記フレーム部に対して傾斜させるステージ傾斜工程と、前記ステージ部側に位置する複数の前記リードの先端を、前記ステージ部の傾斜方向に沿って配列させるリード加工工程と、前記ステージ部に前記物理量センサチップを接着する接着工程と、該物理量センサチップと前記リードの先端とを電気的に接続する配線工程とを備え、前記ステージ傾斜工程および前記リード加工工程をプレス加工により同時に行うことを特徴とする物理量センサの製造方法を提案している。 The invention which concerns on Claim 2 has a stage part which mounts a physical quantity sensor chip on the surface, a frame part provided with the lead distribute | arranged to the circumference | surroundings, and a connection part which connects the said stage part and the said frame part A preparation step of preparing a lead frame made of a thin metal plate, a stage tilting step of deforming the connecting portion to tilt the stage portions with respect to the frame portion, and the plurality of leads positioned on the stage portion side Lead processing step for arranging the tip of the physical quantity along the inclination direction of the stage portion, an adhesion step for bonding the physical quantity sensor chip to the stage portion, and electrically connecting the physical quantity sensor chip and the tip of the lead A physical quantity center, wherein the stage tilting step and the lead machining step are simultaneously performed by press working. We have proposed a method of manufacturing.
この発明に係る物理量センサの製造方法によれば、接着工程や配線工程の前に、予めステージ部を傾斜させたり、複数のリードをステージ部の傾斜方向に配列させているため、物理量センサチップを接着した状態で、また、物理量センサチップと各リードとをワイヤーにより電気接続した状態で、ステージ部をフレーム部に対して移動させることがない。したがって、物理量センサを製造する際には、物理量センサチップや配線用のワイヤーに応力がかかることを防止できる。 According to the physical quantity sensor manufacturing method of the present invention, since the stage portion is tilted in advance or a plurality of leads are arranged in the tilt direction of the stage portion before the bonding step or the wiring step, the physical quantity sensor chip is mounted. In a state where the physical quantity sensor chip and each lead are electrically connected by a wire in a bonded state, the stage portion is not moved with respect to the frame portion. Therefore, when manufacturing a physical quantity sensor, it is possible to prevent stress from being applied to the physical quantity sensor chip and wiring wires.
また、ステージ傾斜工程およびリード加工工程をプレス加工により同時に行っているため、容易にかつ短時間で、リードの先端を物理量センサチップのボンディングパッドとほぼ同じ高さに配することができる。
さらに、各リードの先端を、ステージ部の傾斜方向に沿って配列させているため、各リードとステージ部に接着した物理量センサチップの表面との距離を最小限に抑えることができる。したがって、配線工程においては、物理量センサチップと各リードとを電気接続するワイヤーの長さを短く設定することができる。
Further, since the stage tilting step and the lead processing step are simultaneously performed by press processing, the tip of the lead can be easily and in a short time arranged at substantially the same height as the bonding pad of the physical quantity sensor chip.
Furthermore, since the tips of the leads are arranged along the inclination direction of the stage portion, the distance between each lead and the surface of the physical quantity sensor chip bonded to the stage portion can be minimized. Therefore, in the wiring process, the length of the wire that electrically connects the physical quantity sensor chip and each lead can be set short.
請求項3に係る発明は、請求項2に記載の物理量センサの製造方法において、前記接着工程および前記配線工程の際に、前記ステージ部および前記リードの先端の傾斜状態を保持した状態で、前記ステージ部、前記リードおよび前記フレーム部を、これらの裏面側から一括して支持する治具に配することを特徴とする物理量センサの製造方法を提案している。 According to a third aspect of the present invention, in the physical quantity sensor manufacturing method according to the second aspect of the present invention, in the state in which the stage portion and the tip end of the lead are held in an inclined state during the bonding step and the wiring step, The manufacturing method of the physical quantity sensor characterized by arrange | positioning a stage part, the said lead, and the said frame part to the jig | tool which collectively supports these from the back side is proposed.
この発明に係る物理量センサの製造方法によれば、ステージ部、リードおよびフレーム部が治具によって一括して支持されているため、接着工程や配線工程の際に、ステージ部やリードが変形することを防止でき、安定した状態で物理量センサチップの接着や物理量センサチップと各リードとの電気接続を行うことができる。 According to the method of manufacturing a physical quantity sensor according to the present invention, since the stage part, the lead, and the frame part are collectively supported by the jig, the stage part and the lead are deformed during the bonding process and the wiring process. Thus, the physical quantity sensor chip can be adhered and the physical quantity sensor chip and each lead can be electrically connected in a stable state.
請求項4に係る発明は、請求項2に記載の物理量センサの製造方法において、前記準備工程の際に、前記ステージ部を複数形成しておき、前記配線工程の際には、ワイヤーボンディングにより前記物理量センサチップの表面と前記各リードの先端の表面とをワイヤーにより接続し、前記配線工程においては、前記ワイヤーボンディングに使用するキャピラリーの向きが、前記各ステージ部及び前記リードの先端の表面に対して略垂直に配されるように、前記リードフレームを揺動させることを特徴とする物理量センサの製造方法を提案している。 According to a fourth aspect of the present invention, in the physical quantity sensor manufacturing method according to the second aspect of the present invention, a plurality of the stage portions are formed in the preparation step, and the wire step is performed by wire bonding in the wiring step. The surface of the physical quantity sensor chip and the surface of the tip of each lead are connected by a wire, and in the wiring step, the direction of the capillary used for the wire bonding is relative to the surface of each stage part and the tip of the lead. A method of manufacturing a physical quantity sensor is proposed in which the lead frame is swung so as to be arranged substantially vertically.
この発明に係る物理量センサの製造方法によれば、配線工程においては、各ステージ部の傾斜角度にあわせてリードフレームを揺動させ、各ステージ部及び物理量センサチップの表面に対してキャピラリーの向きを略垂直に配しているため、ワイヤーボンディングに要する装置の設定、特にキャピラリーの配置設定を容易に行うことができる。 According to the physical quantity sensor manufacturing method of the present invention, in the wiring process, the lead frame is swung in accordance with the inclination angle of each stage part, and the direction of the capillary is set with respect to the surface of each stage part and the physical quantity sensor chip. Since they are arranged substantially vertically, it is possible to easily set an apparatus required for wire bonding, in particular, arrangement of capillaries.
請求項5に係る発明は、請求項2に記載の物理量センサの製造方法において、前記準備工程の際に、前記ステージ部を複数形成しておき、前記接着工程の前に、少なくとも2つの前記ステージ部にわたって配される1枚のシート状のダイボンドテープの表面に、前記各ステージ部に配する前記物理量センサチップを接着しておき、前記接着工程の際に、前記ダイボンドテープを介して2つの前記物理量センサチップを前記各ステージ部の表面に配することを特徴とする物理量センサの製造方法を提案している。 According to a fifth aspect of the present invention, in the physical quantity sensor manufacturing method according to the second aspect, at the time of the preparation step, a plurality of the stage portions are formed, and at least two of the stages before the bonding step. The physical quantity sensor chip disposed on each stage portion is bonded to the surface of a single sheet-like die bond tape disposed over the portion, and the two bonding steps are performed via the die bond tape during the bonding step. A method of manufacturing a physical quantity sensor is proposed in which a physical quantity sensor chip is arranged on the surface of each stage part.
この発明に係る物理量センサの製造方法によれば、接着工程において、ダイボンドテープを複数のステージ部表面にわたって配するだけで、複数のステージ部の傾斜角度が相互に異なっていても、容易に物理量センサチップを各ステージ部に配することができると共に、各ステージ部に配される複数の物理量センサチップの相対位置を精度良く設定することができる。 According to the method of manufacturing a physical quantity sensor according to the present invention, the physical quantity sensor can be easily obtained even by arranging the die-bonding tape over the surfaces of the plurality of stage portions in the bonding step, even if the inclination angles of the plurality of stage portions are different from each other. The chips can be arranged on each stage unit, and the relative positions of a plurality of physical quantity sensor chips arranged on each stage unit can be set with high accuracy.
請求項6に係る発明は、枠体部からその内方に物理量センサチップを配する複数のリードが突出するフレーム部を有する金属製薄板からなり、前記枠体部が、平坦面に配され、前記物理量センサチップを配する複数の前記リードの先端の表面が、前記平坦面に対して一定の角度で傾斜する同一平面に配列されていることを特徴とするリードフレームを提案している。 The invention according to claim 6 is formed of a metal thin plate having a frame portion from which a plurality of leads projecting physical quantity sensor chips to the inside of the frame portion protrudes, and the frame portion is arranged on a flat surface, A lead frame is proposed in which the surfaces of the tips of the plurality of leads on which the physical quantity sensor chips are arranged are arranged in the same plane inclined at a certain angle with respect to the flat surface.
このリードフレームを用いて物理量センサを製造する際には、板状の物理量センサチップの表面から各リードの先端と電気接続するための突出電極を複数備えている物理量センサチップを用意する。そして、物理量センサチップの複数の突出電極を各リードの表面に接着するだけで、物理量センサチップと各リードとが相互に電気的に接続される。
また、上述のように物理量センサチップを配した状態においては、物理量センサチップが枠体部に対して傾斜することになる。このため、物理量センサを製造する際に、物理量センサチップとリードの先端との接続部分となる突出電極に応力がかかることを防止できる。
When manufacturing a physical quantity sensor using this lead frame, a physical quantity sensor chip having a plurality of protruding electrodes for electrical connection from the surface of the plate-like physical quantity sensor chip to the tip of each lead is prepared. Then, the physical quantity sensor chip and each lead are electrically connected to each other only by bonding the plurality of protruding electrodes of the physical quantity sensor chip to the surface of each lead.
In the state where the physical quantity sensor chip is arranged as described above, the physical quantity sensor chip is inclined with respect to the frame body portion. For this reason, when manufacturing a physical quantity sensor, it can prevent that a stress is applied to the protruding electrode used as the connection part of a physical quantity sensor chip and the front-end | tip of a lead | read | reed.
請求項7に係る発明は、枠体部からその内方側に複数のリードが突出するフレーム部を有する金属製薄板からなるリードフレームと、表面から突出する複数の突出電極を備えた物理量センサチップとを用意する準備工程と、前記物理量センサチップを配する複数の前記リードの先端を、前記枠体部に対して傾斜する方向に配列させるリード加工工程と、前記各リードの先端に、前記物理量センサチップの突出電極を接着する接着配線工程とを備えることを特徴とする物理量センサの製造方法を提案している。 According to a seventh aspect of the present invention, there is provided a physical quantity sensor chip including a lead frame made of a thin metal plate having a frame portion in which a plurality of leads protrudes inward from the frame body portion, and a plurality of protruding electrodes protruding from the surface. A lead processing step in which tips of a plurality of leads on which the physical quantity sensor chip is arranged are arranged in a direction inclined with respect to the frame body portion, and the physical quantities at the tips of the leads. A method of manufacturing a physical quantity sensor is provided, which includes a bonding wiring process for bonding protruding electrodes of a sensor chip.
この発明に係る物理量センサの製造方法によれば、物理量センサチップの突出電極を各リードの先端に配するだけで、物理量センサチップを枠体部に対して傾斜させることができると共に、物理量センサチップと各リードとを相互に電気接続することができる。
また、接着配線工程の前に、複数のリードを傾斜方向に配列させているため、物理量センサチップを各リードに対して接着した状態で、複数のリードの先端を枠体部に対して移動させることがない。したがって、物理量センサを製造する際には、物理量センサチップと各リードの先端との接続部分となる突出電極に応力がかかることを防止できる。
According to the physical quantity sensor manufacturing method of the present invention, the physical quantity sensor chip can be tilted with respect to the frame body portion only by arranging the protruding electrode of the physical quantity sensor chip at the tip of each lead, and the physical quantity sensor chip. And each lead can be electrically connected to each other.
In addition, since the plurality of leads are arranged in the inclination direction before the bonding wiring process, the tips of the plurality of leads are moved with respect to the frame body portion with the physical quantity sensor chip bonded to each lead. There is nothing. Therefore, when the physical quantity sensor is manufactured, it is possible to prevent stress from being applied to the protruding electrode that is a connecting portion between the physical quantity sensor chip and the tip of each lead.
請求項8に係る発明は、請求項7に記載の物理量センサの製造方法において、前記接着配線工程の際に、前記リードの先端の傾斜状態を保持した状態で、前記リードおよび前記フレーム部を、これらの裏面側から一括して支持する治具に配することを特徴とする物理量センサの製造方法を提案している。 According to an eighth aspect of the present invention, in the physical quantity sensor manufacturing method according to the seventh aspect, in the state of maintaining the inclined state of the tip of the lead in the bonding wiring step, the lead and the frame portion are A method of manufacturing a physical quantity sensor has been proposed, which is arranged on a jig that collectively supports these backsides.
この発明に係る物理量センサの製造方法によれば、リードおよびフレーム部が治具によって一括して支持されているため、接着配線工程の際に、リードが変形を防止することができ、安定した状態で物理量センサチップの設置及び電気接続を行うことができる。 According to the method of manufacturing a physical quantity sensor according to the present invention, since the lead and the frame portion are collectively supported by the jig, the lead can be prevented from being deformed during the bonding wiring process, and is in a stable state. Thus, the physical quantity sensor chip can be installed and electrically connected.
以上説明したように、請求項1に係る発明によれば、物理量センサを製造する際に、物理量センサチップや配線用のワイヤーに応力がかかることが無いため、物理量センサチップと各リードとを接続するワイヤーの断線や、ワイヤーが物理量センサチップやリードから剥離することを防止できる、すなわち、物理量センサチップとリードとの電気接続不良を容易に防止することができる。
また、ステージ部の表面に設置される物理量センサチップのボンディングパッドとは、互いに平行に配されるため、ワイヤーボンディングに要するワイヤーの長さをリード毎に変える必要がなくなり、ボンディングパッドとリードの先端とを接続するワイヤーボンディングを容易に行うことができる。
As described above, according to the first aspect of the present invention, when manufacturing a physical quantity sensor, no stress is applied to the physical quantity sensor chip or the wiring wire, so the physical quantity sensor chip and each lead are connected. It is possible to prevent disconnection of the wire to be disconnected and peeling of the wire from the physical quantity sensor chip or the lead, that is, it is possible to easily prevent poor electrical connection between the physical quantity sensor chip and the lead.
Also, since the physical quantity sensor chip bonding pads installed on the surface of the stage part are arranged in parallel to each other, there is no need to change the length of the wire required for wire bonding for each lead, and the tip of the bonding pad and the lead Wire bonding can be easily performed.
また、請求項2に係る発明によれば、物理量センサを製造する際に、物理量センサチップや配線用のワイヤーに応力がかかることが無いため、物理量センサチップと各リードとを接続するワイヤーの断線や、ワイヤーが物理量センサチップやリードから剥離することを防止できる、すなわち、物理量センサチップとリードとの電気接続不良を容易に防止することができる。
また、容易にかつ短時間でステージ傾斜工程およびリード加工工程を行うことができるため、物理量センサの製造効率の向上、並びに、製造コストの削減を図ることができる。
さらに、配線工程の際に、物理量センサチップと各リードとを電気接続するワイヤーの長さを短く設定できるため、物理量センサの製造コストをさらに削減することができる。
According to the second aspect of the present invention, when the physical quantity sensor is manufactured, no stress is applied to the physical quantity sensor chip or the wire for wiring, so that the wire that connects the physical quantity sensor chip and each lead is disconnected. In addition, it is possible to prevent the wire from peeling from the physical quantity sensor chip and the lead, that is, it is possible to easily prevent poor electrical connection between the physical quantity sensor chip and the lead.
In addition, since the stage tilting process and the lead processing process can be performed easily and in a short time, the manufacturing efficiency of the physical quantity sensor can be improved and the manufacturing cost can be reduced.
Furthermore, since the length of the wire that electrically connects the physical quantity sensor chip and each lead can be set short in the wiring process, the manufacturing cost of the physical quantity sensor can be further reduced.
また、請求項3に係る発明によれば、安定した状態で物理量センサチップの接着や物理量センサチップと各リードとの電気接続を行うことができるため、物理量センサチップとリードとの電気接続不良を確実に防止することができる。また、物理量センサチップの傾斜角度を所望の角度に保持することができ、精度の高い物理量センサを提供することができる。
According to the invention of
また、請求項4に係る発明によれば、配線工程においては、各ステージ部の傾斜角度にあわせてリードフレームを揺動させ、各ステージ部及び物理量センサチップの表面に対してキャピラリーの向きを略垂直に配しているため、配線工程に要する装置の設定、特にキャピラリーの配置設定を容易に行うことができる。 According to the invention of claim 4, in the wiring process, the lead frame is swung in accordance with the inclination angle of each stage portion, and the direction of the capillary with respect to the surface of each stage portion and the physical quantity sensor chip is substantially reduced. Since it is arranged vertically, it is possible to easily set the apparatus required for the wiring process, particularly the arrangement of the capillaries.
また、請求項5に係る発明によれば、各ステージ部に配される複数の物理量センサチップの相対位置を精度良く設定することができるため、さらに精度の高い物理量センサを提供することができる。複数の物理量センサチップを容易に各ステージ部に配することができるため、物理量センサの製造効率向上を図ることができる。 According to the fifth aspect of the present invention, since the relative positions of the plurality of physical quantity sensor chips arranged on each stage unit can be set with high accuracy, a physical quantity sensor with higher accuracy can be provided. Since a plurality of physical quantity sensor chips can be easily arranged on each stage part, the manufacturing efficiency of the physical quantity sensor can be improved.
また、請求項6及び請求項7に係る発明によれば、物理量センサを製造する際に、物理量センサチップの突出電極に応力がかかることが無いため、この突出電極がリードの先端から剥離することを防止できる、すなわち、物理量センサチップとリードとの電気接続不良を容易に防止することができる。
さらに、リードフレームに物理量センサチップを配するだけで、物理量センサチップと各リードとを電気接続することができるため、物理量センサの製造効率を向上させることができる。
Further, according to the inventions according to claim 6 and
Furthermore, since the physical quantity sensor chip and each lead can be electrically connected only by arranging the physical quantity sensor chip on the lead frame, the manufacturing efficiency of the physical quantity sensor can be improved.
また、請求項8に係る発明によれば、安定した状態で物理量センサチップの設置及び電気接続を行うことができるため、物理量センサチップとリードとの電気接続不良を確実に防止することができる。また、物理量センサチップの傾斜角度を所望の角度に保持することができ、精度の高い物理量センサを提供することができる。 According to the eighth aspect of the present invention, since the physical quantity sensor chip can be installed and electrically connected in a stable state, an electrical connection failure between the physical quantity sensor chip and the lead can be reliably prevented. Moreover, the inclination angle of the physical quantity sensor chip can be maintained at a desired angle, and a highly accurate physical quantity sensor can be provided.
図1から図10は、本発明の第1の実施形態を示しており、この実施の形態に係る磁気センサ(物理量センサ)は、相互に傾斜させた2つの磁気センサチップにより外部磁界の向きと大きさを測定するものであり、薄板状の銅材等からなる金属製薄板にプレス加工及びエッチング加工を施して形成されるリードフレームを用いて製造されるものである。
リードフレーム1は、図1に示すように、平面視矩形の板状に形成された磁気センサチップ(物理量センサチップ)3,5を載置する2つのステージ部7,9と、ステージ部7,9を支持するフレーム部11と、各ステージ部7,9及びフレーム部11を相互に連結する連結リード(連結部)13とを備えており、これらステージ部7,9、フレーム部11及び連結部13は一体的に形成されている。
FIG. 1 to FIG. 10 show a first embodiment of the present invention. A magnetic sensor (physical quantity sensor) according to this embodiment has a direction of an external magnetic field by two magnetic sensor chips inclined with respect to each other. The size is measured, and is manufactured using a lead frame formed by pressing and etching a thin metal plate made of a thin plate-like copper material or the like.
As shown in FIG. 1, the
フレーム部11は、ステージ部7,9を囲むように平面視略矩形の枠状に形成された矩形枠部15と、この矩形枠部15の各辺15a〜15dから内方側に突出する複数のリード17,19とを備えている。
リード17,19は、矩形枠部15の各辺15a〜15dにそれぞれ複数設けられており、磁気センサチップ3,5のボンディングパッド(図示せず)と電気的に接続することを目的としたものである。
2つのステージ部7,9の配列方向と平行に配される矩形枠部15の辺15b,15dから突出するリード17は、前記配列方向に直交する矩形枠部15の辺15a,15cから突出するリード19よりも長く形成されている。
The
A plurality of
The leads 17 projecting from the
2つのステージ部7,9は、その表面7a,9aにそれぞれ磁気センサチップ3,5を載置するように平面視略矩形状に形成されており、矩形枠部15の辺15b,15dに沿って並べて配されている。
また、相互に対向する2つのステージ部7,9の一端部7b,9bには、これら2つのステージ部7,9を相互に連結するステージ連結部21が2つ形成されている。このステージ連結部21は、各ステージ部7,9の不要なぐらつきを防止するためのものであり、容易に変形可能となっている。
The two
Two
連結リード13は、矩形枠部15の各角部15e〜15hから各ステージ部7,9の他端部7c,9cに向けて突出しており、その一端部は、各ステージ部7,9の他端部7c,9c側の両端に位置する側端部に連結されている。ここで、各ステージ部7,9の側端部は、2つのステージ部7,9の配列方向に直交する各ステージ部7,9の幅方向の端部を示している。
連結リード13の一端部には、各ステージ部7,9の他端部7c,9c側に位置する易変形部23が形成されている。易変形部23は、矩形枠部15の厚さ方向に直交する基準軸線L1を中心にステージ部7,9の向きを変化させるために、容易に変形可能に形成されている。なお、各基準軸線L1は、2つのステージ部7,9の配列方向に直交している。
The connecting
One end portion of the connecting
このリードフレーム1は、図2に示すように、銅板等の金属製薄板25にプレス加工やエッチング加工等を経て複数形成されるものである。なお、本実施例においては、一枚の金属製薄板25に複数のリードフレーム1を形成しているが、形成するリードフレーム1の数や位置は適宜変更可能である。この金属製薄板25のうち、各リードフレーム1の周囲には、厚さ方向に貫通する貫通孔27が形成されている。
As shown in FIG. 2, a plurality of
次に、上述したリードフレーム1を用いて磁気センサを製造する方法を説明する。
はじめに、上述したリードフレーム1を用意し(準備工程)、このリードフレーム1にプレス加工を施すことにより、図3,4に示すように、基準軸線L1を中心にステージ部7,9の向きを変化させて矩形枠部15に対して傾斜させる(ステージ傾斜工程)と同時に、ステージ部7,9の配列方向に並べられたリード17のうち、ステージ部7,9側に位置する複数のリード17の先端部17aを、ステージ部7,9の傾斜方向に沿って配列させる(リード加工工程)。なお、図3において、2つのステージ部7,9の配列方向に沿う矩形枠部15の一方の辺15dに配されるリード17は、図示されていないが、実際には、矩形枠部15の他方の辺15bに配されるリード17と同様の構成となっている。
ステージ傾斜工程においては、プレス加工によって連結リード13の易変形部23、および、ステージ連結部21が変形することで、基準軸線L1を中心にステージ部7,9の向きが変化することになる。また、ステージ傾斜工程においては、ステージ部7,9の他端部7c,9cが矩形枠部15に対して金属製薄板の厚さ方向にずれた位置に配される。
リード加工工程においては、プレス加工によって各リード17の中途部を屈曲させることで、配列させることができる。
Next, a method for manufacturing a magnetic sensor using the
First, the
In the stage tilting process, the direction of the
In the lead processing step, the
なお、プレス加工によるリード17の屈曲加工を容易に行うためには、図5に示すように、リード17の中途部に位置する表面や裏面、あるいは、リード連結部13の易変形部23の表面や裏面に、予めフォトエッチング加工により凹状の溝29を形成しておくことが好ましい。このフォトエッチング加工は、例えば、金属製薄板にリードフレーム1を形成する際に行えばよい。
この場合には、屈曲部分となるリード17の中途部における厚さ寸法が、この溝29によって他の部分よりも薄く形成され、リード17の中途部を容易に屈曲させることができるため、矩形枠部15に対するリード17の先端部17aの高さ位置を精度良く設定することができる。
In order to easily perform the bending process of the
In this case, since the thickness dimension of the middle portion of the
図3,4に示すように、このプレス加工を施したリードフレーム1では、各リード17の先端部17aが、矩形枠部15やリード17の基端部17bに対して厚さ方向にずれた位置に配されると共に、各リード17の先端部17aの表面17cが、各ステージ部7,9の表面7a,9aに沿って配されている。また、このリードフレーム1では、ステージ部7,9が、矩形枠部15に対して所定の角度で傾斜している。
これらステージ傾斜工程およびリード加工工程の終了後には、図6に示すように、このリードフレーム1を支持ユニット31に固定する。この支持ユニット31は、複数のリードフレーム1を形成した金属製薄板25を表面33aに配する第1の治具33と、第1の治具33と共に金属製薄板25を挟み込む第2の治具35とを備えている。
As shown in FIGS. 3 and 4, in the
After the stage tilting process and the lead processing process are completed, the
第1の治具33の表面33aには、金属製薄板25に形成されたリードフレーム1の数と同数のステージ支持部37と、金属製薄板25に形成された貫通孔27に挿通させる複数の突起部39とが突出して形成されている。
ステージ支持部37は、略楔状に形成されており、その傾斜した表面37a,37bにそれぞれステージ部7,9を配するように構成されている。また、図示はしていないが、このステージ支持部37の表面37a,37bには、各ステージ部7,9の表面7a,9aに沿って位置するリード17の先端部17aも配されるようになっている。
On the
The
このステージ支持部37に各ステージ部7,9及びリード17を配した状態においては、プレス加工による各ステージ部7,9及びリード17の先端部17aの位置及び傾斜状態を保持することができる。
また、矩形枠部15を第1の治具33の表面33aに配した状態においては、突起部39を金属製薄板25の貫通孔27に挿通させているため、ステージ支持部37とリードフレーム1の位置がステージ支持部37に対してずれることを防止できる。すなわち、この第1の治具33は、ステージ部7,9及びフレーム部11を一括して支持する役割を果たしている。
In the state where the
Further, in the state where the
第2の治具35は、第1の治具33の周縁部33bの表面33aに配すると共に、金属製薄板25の周縁部25aに形成された貫通孔27に挿通する突出部39の先端に配されるように構成されており、金属製薄板25が突出部39から抜け出ることを防止している。これら2つの治具33,35は、金属製薄板25を挟み込んだ状態において、ボルトや支持体等の固定具38によって相互に固定できるようになっている。
The
そして、図7〜9に示すように、各ステージ部7,9の表面7a,9aにそれぞれ磁気センサチップ3,5を銀ペーストにより接着する(接着工程)と共に、ワイヤーボンディングによりワイヤー40を配して磁気センサチップ3,5の表面3a,5aに配されたボンディングパッド41とリード17,19とを電気的に接続する(配線工程)。これら接着工程及び配線工程は、支持ユニット31に固定された金属製薄板25を傾斜(揺動)させて、一方のステージ部7の表面7a若しくは他方のステージ部9の表面9aを水平な位置に配した状態で行う。
7 to 9, the
接着工程においては、各ステージ部7,9の表面7a,9aに銀ペーストを供給するコレット43を用いる。このコレット43は、鉛直方向下方側に銀ペーストを出すよう配されている、すなわち、接着工程の際には、コレット43の向きが各ステージ部7,9の表面7a,9aに対して略垂直に配されることになる。また、この接着工程は、位置合わせ用カメラ45により取得した画像データに基づいて磁気センサチップ3,5とステージ部との相対位置を調整しながら行う。
In the bonding step, a
配線工程においては、鉛直方向下方側に向けてワイヤー40を供給するキャピラリー47を用いる。すなわち、配線工程の際には、このキャピラリー47の向きが各ステージ部7,9の表面7a,9aに対して略垂直に配されることになる。そして、ワイヤーボンディングの際には、このキャピラリー47が、各リード17,19の先端部17a,19aと磁気センサチップ3,5のボンディングパッド41との間を移動することで、ワイヤー40による磁気センサチップ3,5とリード17との電気接続が行われる。これらワイヤー40は、ボンディングパッド41の高さ位置によらず、ほぼ一定の長さとなっている。
なお、キャピラリー47とリード17の先端部17aやボンディングパッド41との相対的な位置調整には、接着工程の際に使用する位置合わせ用カメラ45と同様のものを用いて行われる。この位置合わせカメラ45は、接着工程や配線工程を行うためのコレット43もしくはキャピラリー47と同一の装置に設置されている。
In the wiring process, a capillary 47 that supplies the
The relative position adjustment between the capillary 47 and the
これら接着工程及び配線工程は、相互に平行な表面7a,9aを有するステージ部7,9毎に行われる。すなわち、図7に示すように、一方のステージ部7の表面7aを水平に配した状態で、接着工程及び配線工程を行い、その後に、金属製薄板25を傾斜(揺動)させて、図8に示すように、他方のステージ部9の表面9aを水平に配した状態で、接着工程及び配線工程を行う。
なお、これら接着工程及び配線工程においては、磁気センサチップ3,5の接着やワイヤーボンディングにともなって熱や機械的応力が発生するため、支持ユニット31の第1の治具33は、これら熱や機械的応力に耐えうる金属から形成することが好ましい。
The bonding process and the wiring process are performed for each of the
In the bonding process and the wiring process, heat and mechanical stress are generated along with the bonding of the
これら接着工程及び配線工程の終了後には、金属製薄板25を支持ユニット31から取り外し、図10に示すように、一対の金型E,Fにより金属製薄板25を上下方向から挟み込む。一方の金型Eは平坦面E1を有しており、この平坦面E1に矩形枠部15やリード19が配される。他方の金型Fには表面F1から窪む複数の凹部F2が形成されており、一対の金型E,Fにより金属製薄板25の矩形枠部15を挟み込んだ状態においては、磁気センサチップ3,5と、各リードフレーム1のステージ部7,9及びリード17,19が凹部F2内に収容されることになる。
After the completion of the bonding process and the wiring process, the metal
その後、金型E,Fの凹部F2及び平坦面E1により画定される樹脂形成空間に溶融した樹脂を射出し、磁気センサチップ3,5を樹脂の内部に埋める樹脂モールド部を形成する(モールド工程)。
このモールド工程においては、ステージ部7,9の全体が矩形枠部15に対して金属製薄板25の厚さ方向にずれて配されているため、溶融樹脂をステージ部7,9の裏面7d,9d側にも容易に流し込むことができ、結果として、ステージ部7,9の裏面7d,9dと金型Eの平坦面E1との隙間にも溶融樹脂を容易に充填することができる。
Thereafter, the molten resin is injected into a resin forming space defined by the recesses F2 and the flat surface E1 of the molds E and F to form a resin mold portion that fills the
In this molding process, since the
上述したモールド工程を行うことにより、図11,12に示すように、磁気センサチップ3,5が、相互に傾斜した状態で樹脂モールド部49の内部に固定されることになる。なお、ここで用いる樹脂は、樹脂の流動によって磁気センサチップ3,5の傾斜角度が変化しないように、流動性の高い材質であることが好ましい。
最後に、矩形枠部15を切り落として連結リード13及びリード17,19を個々に切り分け、磁気センサ50の製造が終了する。
By performing the molding process described above, as shown in FIGS. 11 and 12, the
Finally, the
以上のように製造された磁気センサ50の樹脂モールド部49は、前述した矩形枠部15と同様の平面視略矩形状に形成されている。また、リード19の裏面、及び、リード17の基端部17bの裏面17dは、樹脂モールド部49の下面49a側に露出している。さらに、リード17の先端部17aは、金属製のワイヤー40により磁気センサチップ3,5と電気的に接続されており、その接続部分は樹脂モールド部49の内部に埋まっている。
The
磁気センサチップ3,5は、樹脂モールド部49の内部に埋まっており、樹脂モールド部49の下面49aに対して傾斜している。また、相互に対向する磁気センサチップ3,5の一端部3b,5bが樹脂モールド部49の上面49c側に向くと共に、その表面3a,5aが相互に鋭角に傾斜している。ここで鋭角とは、ステージ部7の表面7aと、ステージ部9の裏面9dとのなす角度θを示している。
The
磁気センサチップ3は、外部磁界の2方向の磁気成分に対してそれぞれ感応するものであり、これら2つの感応方向は、磁気センサチップ3の表面3aに沿って互いに直交する方向(A方向およびB方向)となっている。
また、磁気センサチップ5は、外部磁界の2方向の磁気成分に対して感応するものであり、これら2つの感応方向は、磁気センサチップ5の表面5aに沿って互いに直交する方向(C方向およびD方向)となっている。
ここで、A,C方向は各ステージ部7,9の基準軸線L1と平行な方向で、互いに逆向きとなっている。また、B,D方向は基準軸線L1に直交する方向で、互いに逆向きとなっている。
The
The
Here, the A and C directions are parallel to the reference axis L1 of the
さらに、磁気センサチップ3の表面3aに沿ってA,B方向により画定される平面(A−B平面)と、磁気センサチップ5の表面5aに沿ってC,D方向により画定される平面(C−D平面)とは、互いに鋭角な角度θで交差している。
なお、A−B平面とC−D平面とがなす角度θは、0°よりも大きく、90°以下であり、理論上では、0°よりも大きい角度であれば3次元的な地磁気の方位を測定できる。ただし、A−B平面あるいはC−D平面に対する垂直方向の地磁気ベクトル成分を最低限度以上の感度で感知し、誤差が少なくなるように地磁気ベクトルを演算するためには、角度θを20°以上とすることが好ましく、さらに誤差を減少させるためには30°以上とすることがさらに好ましい。
この磁気センサ50は、例えば、図示しない携帯端末装置内の基板に搭載され、この携帯端末装置では、磁気センサ50により測定した地磁気の方位を携帯端末装置の表示パネルに示すようになっている。
Furthermore, a plane defined by the A and B directions along the
Note that the angle θ formed by the AB plane and the CD plane is greater than 0 ° and not greater than 90 °. Theoretically, if the angle is greater than 0 °, the orientation of the three-dimensional geomagnetism Can be measured. However, in order to detect the geomagnetic vector component in the direction perpendicular to the AB plane or the CD plane with a sensitivity of a minimum level or more and to calculate the geomagnetic vector so as to reduce the error, the angle θ is set to 20 ° or more. It is preferable to set the angle to 30 ° or more in order to further reduce the error.
For example, the
上記のリードフレーム1及び磁気センサ50の製造方法によれば、接着工程や配線工程の前に、予めステージ部7,9を傾斜させたり、複数のリード17をステージ部7,9の傾斜方向に配列させているため、磁気センサチップ3,5を接着した状態で、また、磁気センサチップ3,5と各リード17とをワイヤー40により電気接続した状態で、ステージ部7,9をフレーム部11に対して移動させることがない。したがって、磁気センサ50を製造する際には、物理量センサチップ3,5やワイヤー40に応力がかかることを防止でき、磁気センサチップ3,5と各リード17,19とを接続するワイヤー40の断線や、ワイヤー40が磁気センサチップ3,5やリード17から剥離することを防止できる、すなわち、磁気センサチップ3,5とリード17との電気接続不良を容易に防止することができる。
また、各ステージ部7,9の表面7a,9aに設置される磁気センサチップ3,5のボンディングパッド41とは、互いに平行に配されるため、ワイヤーボンディングに要するワイヤー40の長さをリード17毎に変える必要がなくなり、ボンディングパッド40とリード17の先端とを接続するワイヤーボンディングを容易に行うことができる。
According to the manufacturing method of the
Further, since the
さらに、ステージ傾斜工程およびリード加工工程をプレス加工により同時に行うことにより、容易にかつ短時間で、リード17の先端部17aを磁気センサチップ3,5のボンディングパッド41とほぼ同じ高さに配することができるため、磁気センサ50の製造効率の向上、並びに、製造コストの削減を図ることができる。
また、各リード17の先端部17aを、ステージ部7,9の傾斜方向に沿って配列させているため、各リード17とステージ部7,9に接着した磁気センサチップ3,5の表面3a,5aとの距離を最小限に抑えることができる。したがって、配線工程においては、磁気センサチップ3,5と各リード17とを電気接続するワイヤー40の長さを短く設定することができ、磁気センサ50の製造コストをさらに削減することができる。
Furthermore, by simultaneously performing the stage tilting step and the lead processing step by press processing, the
In addition, since the
また、金属製薄板25が支持ユニットに固定されている、特に、ステージ部7,9、リード17の先端部およびフレーム部11が第1の治具33によって一括して支持されているため、接着工程や配線工程の際に、ステージ部7,9やリード17が変形することを防止でき、安定した状態で磁気センサチップ3,5の接着や磁気センサチップ3,5と各リード17,19との電気接続を行うことができる。したがって、磁気センサチップ3,5とリード17との電気接続不良を確実に防止することができる。また、磁気センサチップ3,5の傾斜角度を所望の角度に保持することができ、精度の高い磁気センサ50を提供することができる。
Further, since the metal
さらに、接続工程及び配線工程においては、各ステージ部7,9の傾斜角度にあわせて金属製薄板25を傾斜(揺動)させ、各ステージ部7,9及び磁気センサチップ3,5の表面7a,9a,3a,5aに対してコレット43やキャピラリー47の向きを略垂直に配しているため、接続工程や配線工程に要する装置の設定や調整、特にコレット43やキャピラリー47の配置設定を容易に行うことができる。また、例えば、接続工程や配線工程において、位置合わせ用カメラ45のピントをステージ部7,9の表面7a,9a全体や磁気センサチップ3,5の表面3a,5a全体に合わせ易くできる効果も奏する。
Further, in the connecting step and the wiring step, the metal
なお、上記の実施の形態においては、相互に平行な表面7a,9aを有するステージ部7,9毎に接着工程及び配線工程を行うとしたが、2つのステージ部7,9に磁気センサチップ3,5を配する接着工程を行った後に、各ステージ部7,9の配線工程を行うとしても構わない。
ただし、接着工程及び配線工程を同一の装置によって行う場合には、一方のステージ部7について接着工程及び配線工程を行った後に、他方のステージ部9について接着工程及び配線工程を行うことが好ましい。この場合には、金属製薄板25を傾斜(揺動)させる回数を少なくして、磁気センサ50の製造効率を向上させることができるためである。
In the above embodiment, the bonding process and the wiring process are performed for each of the
However, when the bonding process and the wiring process are performed by the same apparatus, it is preferable to perform the bonding process and the wiring process on the
また、接着工程において、磁気センサチップ3,5は、銀ペーストを介してステージ部7,9の表面7a,9aに接着されるとしたが、これに限ることはなく、少なくとも各ステージ部7,9に接着されればよい。
すなわち、接着工程においては、例えば、図13,14に示すように、粘着性を有するシート状のダイボンドテープ51を介して、磁気センサチップ3,5を各ステージ部7,9に接着するとしても構わない。特に、1枚のダイボンドテープ51を2つのステージ部7,9にわたって配する場合には、このダイボンドテープ51の表面に2つの磁気センサチップ3,5を接着させてもよい。
In the bonding process, the
That is, in the bonding step, for example, as shown in FIGS. 13 and 14, the
この1枚のダイボンドテープ51のうち、磁気センサチップ3,5の配置位置の中途部には、磁気センサチップ3,5の配列方向に直交して一対の切欠53が形成されている。この一対の切欠53は、ダイボンドテープ51を2つのステージ部7,9にわたって配する際に、各ステージ連結部21を挿通させることができるようになっている。すなわち、この切欠53は、ダイボンドテープ51を2つのステージ部7,9に配する際に、ステージ部7,9に対するダイボンドテープ51の位置決めする役割を果たしている。
なお、これら2つの磁気センサチップ3,5のダイボンドテープ51への接着は、接着工程の前に予め行っておくことが好ましい。
A pair of
The two
このダイボンドテープ21を使用する場合には、2つのステージ部7,9の傾斜角度が相互に異なっていても、接着工程において、ダイボンドテープ21を2つのステージ部7,9の表面7a,9aにわたって配するだけで、容易に磁気センサチップ3,5を各ステージ部7,9に配することができると共に、各ステージ部7,9に配される複数の磁気センサチップ3,5の相対位置を精度良く設定することができる。
したがって、さらに精度の高い磁気センサ50を提供することができる。また、複数の磁気センサチップ3,5を容易に各ステージ部7,9に配することができるため、磁気センサ50の製造効率向上を図ることができる。
また、この構成の場合には、切欠53及びステージ連結部21によりステージ部7,9に対するダイボンドテープ21及び磁気センサチップ3,5の位置決めを行うことができるため、接着工程のために第1の治具33に配した金属製薄板25を傾斜(揺動)させなくてもよい。
When this die
Therefore, the
Further, in the case of this configuration, the
さらに、ステージ傾斜工程及びリード加工工程は、リードフレーム1の準備工程の後に行うとしたが、これに限ることはなく、リードフレーム1の準備工程と同時に行うとしても構わない。
また、リード加工工程において屈曲したリード17の先端部17aの表面17cは、傾斜したステージ部7,9の表面7a,9aに沿って配されるとしたが、これに限ることはなく、例えば、表面17cよりも高い位置に配されるとしても良い。ただし、各リード17の先端部17aの表面17cは、各ステージ部7,9の表面7a,9aと平行な方向に傾斜していることが好ましい。
この構成の場合には、各リード17の先端部17aの表面17cと、ステージ部7,9に配される磁気センサチップ3,5の表面との距離が短くすることができるため、ワイヤーの長さをさらに短く設定することができる。
Furthermore, the stage tilting step and the lead processing step are performed after the
Further, the
In the case of this configuration, the distance between the
次に、本発明による第2の実施形態について図15,16を参照して説明する。なお、ここでは、第1の実施形態との相違点のみについて説明し、リードフレーム1や磁気センサ50の構成要素と同一の部分については同一符号を付し、その説明を省略する。
図15,16に示すように、この実施形態において使用する磁気センサチップ55,56は、その表面のパッド上に突起電極を形成した構成を持っている、あるいは、所謂フリップチップやチップサイズパッケージ(Chip Size Package)等の表面実装型の構成となっていてもよい。すなわち、リードフレーム57側に位置する磁気センサチップ55,56の裏面55a,56aには、半田を略球体状に形成した半田ボール(突出電極)59が突出して形成されており、これら半田ボール59は、リードフレーム57の各リード61,62と電気接続するためのものである。
Next, a second embodiment according to the present invention will be described with reference to FIGS. Here, only differences from the first embodiment will be described, and the same components as those of the
As shown in FIGS. 15 and 16, the
これら2つの磁気センサチップ55,56を搭載するリードフレーム57は、金属製薄板に複数形成されるものであり、平面視略矩形状に形成された矩形枠部(枠体部)63と、矩形枠部63の各辺63a〜63dから内方に突出する複数のリード61,62とを有するフレーム部65から構成されている。各リード61,62の先端部61a,62aは、磁気センサチップ55,56の半田ボール59の配置位置と略一致する位置に配されている。
このリードフレーム57を用いて磁気センサを製造する際には、上述したリードフレーム57及び磁気センサチップ55,56を用意し(準備工程)、このリードフレーム57にプレス加工を施して、複数のリード61,62の先端部61a,62aの表面を、矩形枠部63の表面(平坦面)に対して一定の角度で傾斜させる(リード加工工程)。この状態においては、一方の磁気センサチップ55の半田ボール59を配するリード61の先端部61aの表面と、他方の磁気センサチップ56の半田ボール59を配するリード62の先端部62aの表面とは、相互に傾斜している。
A plurality of lead frames 57 on which these two
When manufacturing a magnetic sensor using the
なお、リード加工工程においては、第1の実施形態の場合と同様に、各リード61,62の中途部を屈曲させることにより、矩形枠部63の表面に対して傾斜した状態で同一平面上に配列させることができる。
このリード加工工程の終了後には、このリードフレーム57を第1の実施形態と同様の第1の治具33に配する。この状態においては、矩形枠部63が第1の治具33の表面33aに配されると共にリード61,62の先端部61a,62aが、ステージ支持部37の傾斜した表面37a,37bにそれぞれ配されており、リード61,62の先端部61a,62aの位置及び傾斜状態が保持される。
In the lead processing step, in the same manner as in the first embodiment, the middle portion of each lead 61, 62 is bent so that it is inclined with respect to the surface of the
After the end of the lead processing step, the
そして、この状態において、各磁気センサチップ55,56の半田ボール59を各リード61,62の先端部61a,62aに接着する(接着配線工程)。この接着配線工程においては、はじめに、矩形枠部63に対して一方向に傾斜するリード61の表面を水平な位置に配した状態で一方の磁気センサチップ55を配する。その後、リードフレーム57を第1の治具33と共に傾斜(揺動)させて、矩形枠部63に対して他方向に傾斜するリード62の表面を水平な位置に配した状態で他方の磁気センサチップ56を配する。
その後、第1の実施形態と同様のモールド工程を行い、磁気センサチップ55,56を樹脂の内部に埋め込む樹脂モールド部を形成する。最後に、矩形枠部63を切り落としてリード61,62を個々に切り分けて磁気センサ(図示せず)の製造が終了する。
In this state, the
Thereafter, a molding process similar to that of the first embodiment is performed to form a resin mold portion in which the
上記のリードフレーム57及び磁気センサの製造方法によれば、第1の実施形態と同様に、接着配線工程の前に、複数のリード61,62を傾斜方向に配列させているため、磁気センサチップ55,56の半田ボール59を各リード61,62に対して接着した状態で、複数のリード61,62の先端部61a,62aを矩形枠部63に対して移動させることがない。このため、磁気センサチップ55,56と各リード61,62の先端部61a,62aとの接続部分となる半田ボール59に応力がかかることを防止でき、この半田ボール59がリード61,62の先端部61a,62aから剥離することを防止できる、すなわち、磁気センサチップ55,56とリード61,62との電気接続不良を容易に防止できる。
また、磁気センサチップ55,56をリードフレーム57に配するだけで、磁気センサチップ55,56と各リード61,62との接続も完了することができるため、第1の実施形態のように接着工程とを個別に行う必要が無くなり、磁気センサの製造効率をさらに向上させることができる。
According to the
Moreover, since the connection between the
さらに、リード61,62の先端部61a,62aおよび矩形枠部が第1の治具33によって一括して支持されているため、接着配線工程の際に、リード61,62が変形することを防止でき、安定した状態で磁気センサチップ55,56の接着や磁気センサチップ55,56と各リード61,62との電気接続を行うことができる。したがって、磁気センサチップ55,563,5とリード61,6217との電気接続不良を確実に防止することができる。また、磁気センサチップ55,56の傾斜角度を所望の角度に保持することができ、精度の高い磁気センサ50を提供することができる。
また、この磁気センサチップ55,56がチップサイズパッケージの構成となっている場合には、第1の実施形態において使用する磁気センサチップ55,56と比較して、同等レベルの磁気センサを小型化できると共に壊れ難いという利点も有している。
Furthermore, since the
Further, when the
なお、上記の実施の形態においては、磁気センサチップ55,56は半田ボール59を備えるとしたが、これに限ることはなく、少なくとも磁気センサチップ55,56の裏面55a,56aからリード61,62と電気接続するための突出電極が突出して形成されていればよい。
なお、上述した第1,第2の実施形態において、フレーム部11は、平面視略矩形の枠状に形成された矩形枠部15,57を備えるとしたが、これに限ることはなく、少なくとも内方側に向けてリード17,19,55,56を突出させる枠体部を備えていればよい。すなわち、この枠体部は、例えば、平面視で円形状に形成されるとしても構わないし、3次元的な立体構造を持っていても構わない。
In the above embodiment, the
In the first and second embodiments described above, the
また、ステージ部7,9は、平面視で略矩形状に形成されるとしたが、これに限ることはなく、少なくとも磁気センサチップ3,5が表面7a,9aに接着可能に形成されていればよい。すなわち、ステージ部7,9は、例えば、平面視で円形、楕円形に形成されるとしてもよいし、厚さ方向に貫通する穴を設けたものや、網目状に形成したものとしても構わない。
さらに、樹脂モールド部49によって、磁気センサチップ3,5,55,56、リード17,19,61,62やステージ部7,9を一体的に固定するとしたが、これに限ることはなく、例えば、パッケージとしての箱体の内部空間に磁気センサチップ3,5,55,56、リード17,19,61,62やステージ部7,9を収納し、これらを一体的に固定するとしても構わない。
Further, the
Furthermore, although the
また、本発明の実施形態では、3次元空間内の磁気方向を検出する磁気センサに適用して説明したが、これに限ることはなく、少なくとも3元空間内の方位や向きを測定する物理量センサであればよい。ここで物理量センサは、例えば、磁気センサチップの代わりに加速度の大きさや方向を検出する加速度センサチップを搭載した加速度センサであってもよい。 In the embodiment of the present invention, the description is applied to a magnetic sensor that detects a magnetic direction in a three-dimensional space. However, the present invention is not limited to this, and a physical quantity sensor that measures at least the azimuth and orientation in a three-dimensional space. If it is. Here, the physical quantity sensor may be, for example, an acceleration sensor equipped with an acceleration sensor chip that detects the magnitude and direction of acceleration instead of the magnetic sensor chip.
以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。 As mentioned above, although embodiment of this invention was explained in full detail with reference to drawings, the concrete structure is not restricted to this embodiment, The design change etc. of the range which does not deviate from the summary of this invention are included.
1,57・・・リードフレーム、3,5,55,56・・・磁気センサチップ(物理量センサチップ)、7,9・・・ステージ部、7a,9a・・・表面、11,65・・・フレーム部、13・・・連結リード(連結部)、15・・・矩形枠部、17,19,61,62・・・リード、17a,61a,62a・・・先端部、17b・・・基端部、17c・・・表面、25・・・金属製薄板、33・・・第1の治具、40・・・ワイヤー、47・・・キャピラリー、50・・・磁気センサ(物理量センサ)、51・・・ダイボンドテープ、59・・・半田ボール(突出電極)、63・・・矩形枠部(枠体部)
DESCRIPTION OF
Claims (8)
前記ステージ部から離間して位置する前記リードの基端が、略同一平面上に配され、
前記ステージ部が、前記同一平面に対して傾斜して配され、
前記ステージ部側に位置する複数の前記リードの先端の表面が、前記ステージ部の表面に沿って配列されていることを特徴とするリードフレーム。 It consists of a metal thin plate having a stage part for placing a physical quantity sensor chip on the surface, a frame part having leads arranged around it, and a connecting part for connecting the stage part and the frame part,
The base end of the lead positioned away from the stage portion is arranged on substantially the same plane,
The stage portion is arranged to be inclined with respect to the same plane,
A lead frame, wherein the surfaces of the tips of the leads positioned on the stage part side are arranged along the surface of the stage part.
前記連結部を変形させて前記各ステージ部を前記フレーム部に対して傾斜させるステージ傾斜工程と、
前記ステージ部側に位置する複数の前記リードの先端を、前記ステージ部の傾斜方向に沿って配列させるリード加工工程と、
前記ステージ部に前記物理量センサチップを接着する接着工程と、
該物理量センサチップと前記リードの先端とを電気的に接続する配線工程とを備え、
前記ステージ傾斜工程および前記リード加工工程をプレス加工により同時に行うことを特徴とする物理量センサの製造方法。 A lead frame made of a metal thin plate having a stage portion on which a physical quantity sensor chip is placed, a frame portion having leads arranged around it, and a connecting portion for connecting the stage portion and the frame portion. A preparation process to prepare;
A stage tilting step of deforming the connecting part and tilting each stage part with respect to the frame part;
A lead processing step in which tips of a plurality of leads positioned on the stage part side are arranged along an inclination direction of the stage part;
Bonding step of bonding the physical quantity sensor chip to the stage part;
A wiring step for electrically connecting the physical quantity sensor chip and the tip of the lead,
A method of manufacturing a physical quantity sensor, wherein the stage tilting step and the lead processing step are simultaneously performed by pressing.
前記配線工程の際には、ワイヤーボンディングにより前記物理量センサチップの表面と前記各リードの先端の表面とをワイヤーにより接続し、
前記配線工程においては、前記ワイヤーボンディングに使用するキャピラリーの向きが、前記各ステージ部及び前記リードの先端の表面に対して略垂直に配されるように、前記リードフレームを揺動させることを特徴とする請求項2に記載の物理量センサの製造方法。 In the preparation step, a plurality of the stage portions are formed,
During the wiring process, the surface of the physical quantity sensor chip and the surface of the tip of each lead are connected by wire bonding by wire,
In the wiring step, the lead frame is swung so that the direction of the capillary used for the wire bonding is arranged substantially perpendicular to the surface of each stage portion and the tip of the lead. A method for manufacturing a physical quantity sensor according to claim 2.
前記接着工程の前に、少なくとも2つの前記ステージ部にわたって配される1枚のシート状のダイボンドテープの表面に、前記各ステージ部に配する前記物理量センサチップを接着しておき、
前記接着工程の際に、前記ダイボンドテープを介して2つの前記物理量センサチップを前記各ステージ部の表面に配することを特徴とする請求項2に記載の物理量センサの製造方法。 In the preparation step, a plurality of the stage portions are formed,
Prior to the bonding step, the physical quantity sensor chip disposed on each stage portion is bonded to the surface of one sheet-like die bond tape disposed over at least two of the stage portions,
3. The physical quantity sensor manufacturing method according to claim 2, wherein two physical quantity sensor chips are arranged on the surface of each stage portion through the die-bonding tape during the bonding step.
前記枠体部が、平坦面に配され、
前記物理量センサチップを配する複数の前記リードの先端の表面が、前記平坦面に対して一定の角度で傾斜する同一平面に配列されていることを特徴とするリードフレーム。 It consists of a metal thin plate having a frame part from which a plurality of leads projecting physical quantity sensor chips from the frame part protrudes,
The frame part is arranged on a flat surface;
A lead frame, wherein surfaces of tips of the plurality of leads on which the physical quantity sensor chips are arranged are arranged on the same plane inclined at a constant angle with respect to the flat surface.
前記物理量センサチップを配する複数の前記リードの先端を、前記枠体部に対して傾斜する方向に配列させるリード加工工程と、
前記各リードの先端に、前記物理量センサチップの突出電極を接着する接着配線工程とを備えることを特徴とする物理量センサの製造方法。 A preparation step of preparing a lead frame made of a thin metal plate having a frame portion from which a plurality of leads protrude from the frame portion to the inside thereof, and a physical quantity sensor chip having a plurality of protruding electrodes protruding from the surface;
A lead processing step in which tips of the plurality of leads on which the physical quantity sensor chips are arranged are arranged in a direction inclined with respect to the frame body;
A method of manufacturing a physical quantity sensor, comprising: an adhesion wiring step for adhering a protruding electrode of the physical quantity sensor chip to a tip of each lead.
In the bonding wiring step, the lead and the frame portion are arranged on a jig that collectively supports them from the back side while maintaining the inclined state of the tip of the lead. Item 8. A method for manufacturing a physical quantity sensor according to Item 7.
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