JP2006234397A - Physical quantity sensor, and lead frame used therefor - 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、およびこれに使用するリードフレームに関する。 The present invention relates to a physical quantity sensor that measures the azimuth and direction of a physical quantity such as magnetism and gravity, and a lead frame used therefor.
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
ところで、この種の物理量センサを製造する際には、例えば、図14に示すように、物理量センサチップ51,53を載置するステージ部55,57と、このステージ部55,57を囲む矩形枠部59と、ステージ部55,57を矩形枠部59に連結する複数の連結リード61とを備えたリードフレーム50を用いる。
すなわち、図15に示すように、矩形枠部59や連結リード61に対して物理量センサチップ51,53を配したステージ部55,57を金型P,Q内で傾斜させた状態で、溶融した樹脂を金型P,Q内に射出し、樹脂モールド部を形成する。ここで、連結リード61の下面は、金型Qの表面Q1に接しているため、溶融樹脂は、連結リード61や矩形枠部59により画定される隙間S5の上方から流入することになる。
That is, as shown in FIG. 15, the
しかしながら、上記従来のリードフレーム50を用いて物理量センサの小型化を図る際には、連結リード61や矩形枠部59により画定される隙間S5の面積が小さくなるため、この隙間S5に溶融樹脂が流入し難くなると共に、樹脂が充填されない空間(ボイド)が形成される虞があり、結果として、物理量センサの小型化が困難になるという問題があった。
この発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、樹脂の充填不良を防止して容易に小型化を図ることができる物理量センサ及びこれに用いるリードフレームを提供することを目的としている。
However, when the physical quantity sensor is miniaturized using the above-described
The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and an object thereof is to provide a physical quantity sensor that can prevent a resin filling failure and can be easily downsized, and a lead frame used therefor. .
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、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複数のリードを備えるフレーム部と、前記ステージ部及び前記フレーム部を相互に連結する連結部とを有する金属製薄板からなり、前記連結部が、前記フレーム部から前記ステージ部の端部に延びる複数の連結リードと、前記ステージ部の端部及び複数の前記連結リードの先端の間に形成され、前記フレーム部及び前記連結リードに対して前記ステージ部を前記金属製薄板の厚さ方向の一方側に傾斜させる易変形部とを備え、少なくとも前記連結リードの断面形状が、前記金属製薄板の厚さ方向の一方側から他方側に向けて広がる略台形状に形成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.
According to a first aspect of the present invention, there is provided a stage portion on which the physical quantity sensor chip is placed, a frame portion having a plurality of leads arranged around the stage portion, and a connecting portion that connects the stage portion and the frame portion to each other. The connecting portion is formed between a plurality of connecting leads extending from the frame portion to an end portion of the stage portion, and an end portion of the stage portion and a plurality of the connecting lead tips, An easily deformable portion that inclines the stage portion toward one side of the thickness direction of the metal thin plate with respect to the frame portion and the connection lead, and at least a cross-sectional shape of the connection lead is a thickness of the metal thin plate. A lead frame is proposed which is formed in a substantially trapezoidal shape extending from one side in the vertical direction to the other side.
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し、ワイヤボンディングにより物理量センサチップとリードとを電気的に接続させる。次いで、前記フレーム部及び連結リードに対してステージ部が傾斜するように易変形部を変形させて、ステージ部及び物理量センサチップをフレーム部に対して金属製薄板の厚さ方向の一方側に傾斜させる。
その後、これらステージ部及び物理量センサチップの傾斜状態を保持したまま、リードフレームを金型内に収容する。この際、前記厚さ方向の他方側に位置するフレーム部及び連結リードの下面は、金型の表面に当接することになる。
When a physical quantity sensor is manufactured using the lead frame according to the present invention, first, the physical quantity sensor chip is arranged on the surface of the stage portion, and the physical quantity sensor chip and the lead are electrically connected by wire bonding. Next, the easily deformable portion is deformed so that the stage portion is inclined with respect to the frame portion and the connecting lead, and the stage portion and the physical quantity sensor chip are inclined to one side in the thickness direction of the metal thin plate with respect to the frame portion. Let
Thereafter, the lead frame is accommodated in the mold while maintaining the inclined state of the stage part and the physical quantity sensor chip. At this time, the frame portion located on the other side in the thickness direction and the lower surface of the connecting lead come into contact with the surface of the mold.
最後に、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物理量センサチップ、リード及び連結リードを一体的に固定する樹脂モールド部を形成する。この際、複数の連結リードとフレーム部とにより画定されるリードフレームの隙間には、金属製薄板の厚さ方向の一方側に位置するフレーム部及び連結リードの上面側から溶融した樹脂が流れ込むことになる。
ここで、複数の連結リードとフレーム部とから形成される前記隙間が小さくても、フレーム部及び連結リードの上面の面積が同下面の面積よりも小さく形成されているため、すなわち、溶融樹脂が流れ込む連結リードの上面側において前記厚さ方向に直交する隙間の面積が、連結リードの下面側よりも大きく形成されているため、前記隙間に溶融した樹脂を容易に流し込むことができる。
Finally, a molten resin is injected into a resin forming space formed by a mold to form a resin mold portion that integrally fixes the physical quantity sensor chip, the leads, and the connecting leads. At this time, molten resin flows from the frame portion located on one side in the thickness direction of the metal thin plate and the upper surface side of the connection lead into the gap between the lead frames defined by the plurality of connection leads and the frame portion. become.
Here, even if the gap formed by the plurality of connecting leads and the frame portion is small, the area of the upper surface of the frame portion and the connecting lead is formed smaller than the area of the lower surface, that is, the molten resin Since the area of the gap orthogonal to the thickness direction is formed larger on the upper surface side of the connecting lead that flows than the lower surface side of the connecting lead, the molten resin can be easily poured into the gap.
請求項2に係る発明は、請求項1に記載のリードフレームにおいて、前記易変形部は、基準軸線を中心に前記ステージ部を傾斜させるように形成され、前記基準軸線上に位置する前記易変形部の厚さ寸法をtとし、前記基準軸線上に位置する前記易変形部の幅寸法をW1として、0.5×t≦W1≦3.0×t、とすることを特徴とするリードフレームを提案している。
ここで、易変形部の幅寸法W1を、0.5×t≦W1≦3.0×t、としたのは、幅寸法W1が、3.0×tよりも大きい場合には、易変形部が容易に変形し難くなるためである。また、幅寸法W1が、0.5×tよりも小さい場合には、ステージ部を傾斜させる際に易変形部において連結リードが切断する虞があるためである。
According to a second aspect of the present invention, in the lead frame according to the first aspect, the easily deformable portion is formed so as to incline the stage portion around a reference axis and is located on the reference axis. The lead frame is characterized in that 0.5 × t ≦ W1 ≦ 3.0 × t, where t is a thickness dimension of the portion and W1 is a width dimension of the easily deformable portion located on the reference axis. Has proposed.
Here, the width dimension W1 of the easily deformable portion is set to 0.5 × t ≦ W1 ≦ 3.0 × t. When the width dimension W1 is larger than 3.0 × t, the easily deformable portion is easily deformed. This is because the portion is not easily deformed. Moreover, when the width dimension W1 is smaller than 0.5 × t, there is a possibility that the connecting lead may be cut at the easily deformable portion when the stage portion is inclined.
請求項3に係る発明は、請求項1に記載のリードフレームにおいて、前記易変形部は、基準軸線を中心に前記ステージ部を傾斜させるように形成され、前記基準軸線上に位置する前記易変形部に、前記金属製薄板の厚さ方向に貫通する少なくとも1つの貫通孔が形成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。
この発明に係るリードフレームによれば、易変形部に貫通孔を形成することにより、基準軸線上に位置する易変形部の残存部分が少なくなるため、ステージ部の傾斜に伴って易変形部を小さな力で容易に変形させることができる。また、樹脂モールド部を形成する際には、貫通孔内に溶融樹脂を流し込むことができるため、樹脂モールド部に対して易変形部を強固に固定することができる。
According to a third aspect of the present invention, in the lead frame according to the first aspect, the easily deformable portion is formed so as to incline the stage portion around a reference axis and is located on the reference axis. A lead frame is proposed in which at least one through-hole penetrating in the thickness direction of the metal thin plate is formed in the portion.
According to the lead frame of the present invention, by forming the through hole in the easily deformable portion, the remaining portion of the easily deformable portion located on the reference axis is reduced. It can be easily deformed with a small force. Moreover, when forming the resin mold part, since the molten resin can be poured into the through hole, the easily deformable part can be firmly fixed to the resin mold part.
請求項4に係る発明は、請求項3に記載のリードフレームにおいて、前記易変形部の厚さ寸法をtとし、前記基準軸線上に位置し、前記貫通孔の部分を除いた前記易変形部の残部の幅寸法の合計をW2をとして、0.5×t≦W2≦2.0×t、とすることを特徴とするリードフレームを提案している。
ここで、易変形部の残部の幅寸法の合計W2を、0.5×t≦W2≦2.0×t、としたのは、残部の幅寸法W2が2.0×tよりも大きい場合には、易変形部が容易に変形し難くなるためである。また、残部の幅寸法W2が0.5×tよりも小さい場合には、ステージ部を傾斜させる際に易変形部において連結リードが切断する虞があるためである。
According to a fourth aspect of the present invention, in the lead frame according to the third aspect, the thickness of the easily deformable portion is t, and the easily deformable portion is located on the reference axis and excluding the portion of the through hole. A lead frame has been proposed in which the total width dimension of the remaining portion is 0.5 × t ≦ W2 ≦ 2.0 × t, where W2 is 0.5 × t ≦ W2 ≦ 2.0 × t.
Here, the total width W2 of the remaining portion of the easily deformable portion is set to 0.5 × t ≦ W2 ≦ 2.0 × t when the width W2 of the remaining portion is larger than 2.0 × t. This is because the easily deformable portion is not easily deformed. Further, if the width W2 of the remaining portion is smaller than 0.5 × t, the connecting lead may be cut at the easily deformable portion when the stage portion is inclined.
請求項5に係る発明は、請求項3または請求項4に記載のリードフレームにおいて、前記厚さ方向に直交する前記貫通孔の断面形状が、前記厚さ方向の他方側から一方側に向けて広がる略台形状に形成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。
この発明に係るリードフレームによれば、物理量センサチップ及びステージ部を金属製薄板の厚さ方向の一方側に傾斜させる際に易変形部が変形して、易変形部の上面側に位置する溶融樹脂の流入口としての貫通孔の開口部が狭くなっても、前記上面側に位置する貫通孔の開口部の大きさが、易変形部の下面側に位置する貫通孔の開口部よりも小さくなることを防止できる。すなわち、易変形部の上面側に位置する貫通孔の開口部の広さを十分に確保することができるため、貫通孔内に容易に溶融樹脂を流し込むことができる。
According to a fifth aspect of the present invention, in the lead frame according to the third or fourth aspect, the cross-sectional shape of the through hole orthogonal to the thickness direction is directed from the other side to the one side in the thickness direction. A lead frame characterized by a substantially trapezoidal shape is proposed.
According to the lead frame of the present invention, when the physical quantity sensor chip and the stage portion are tilted to one side in the thickness direction of the metal thin plate, the easily deformable portion is deformed, and the melting located on the upper surface side of the easily deformable portion. Even if the opening of the through hole as the resin inlet becomes narrower, the size of the opening of the through hole located on the upper surface side is smaller than the opening of the through hole located on the lower surface side of the easily deformable portion. Can be prevented. That is, since the area of the opening of the through hole located on the upper surface side of the easily deformable portion can be sufficiently ensured, the molten resin can be easily poured into the through hole.
請求項6に係る発明は、請求項1から請求項5のいずれか1項に記載のリードフレームを用いて、前記ステージ部、前記物理量センサチップ、および複数の前記リードを樹脂により一体的に固定してなることを特徴とする物理量センサを提案している。
この発明に係る物理量センサによれば、複数の連結リードとフレーム部とにより画定されるリードフレームの隙間が小さくても、溶融樹脂が流れ込む連結リードの上面側において前記厚さ方向に直交する隙間の面積が、連結リードの下面側よりも大きく形成されているため、前記隙間に溶融した樹脂を容易に流し込むことができる。
According to a sixth aspect of the present invention, the lead frame according to any one of the first to fifth aspects is used to integrally fix the stage portion, the physical quantity sensor chip, and the plurality of leads with a resin. A physical quantity sensor characterized by the above is proposed.
According to the physical quantity sensor of the present invention, even if the gap between the lead frames defined by the plurality of connecting leads and the frame portion is small, the gap perpendicular to the thickness direction is formed on the upper surface side of the connecting lead into which the molten resin flows. Since the area is larger than the lower surface side of the connecting lead, the molten resin can be easily poured into the gap.
以上説明したように、請求項1及び請求項6に係る発明によれば、樹脂モールド部を形成する際に、複数の連結リードとフレーム部とにより画定されるリードフレームの隙間に、溶融した樹脂を容易に流し込むことができるため、リードフレームを小さく形成して前記隙間の面積が小さくても、この隙間にボイドが発生することを防止しできる。以上のことから、容易に物理量センサの小型化を図ることができる。 As described above, according to the first and sixth aspects of the invention, when the resin mold portion is formed, the molten resin is formed in the gap between the lead frames defined by the plurality of connecting leads and the frame portion. Therefore, even if the lead frame is formed small and the area of the gap is small, it is possible to prevent voids from being generated in the gap. From the above, the physical quantity sensor can be easily downsized.
また、請求項2に係る発明によれば、易変形部の幅寸法W1を、0.5×t≦W1≦3.0×t、とすることにより、ステージ部を傾斜させる際に易変形部を容易に変形させることができると共に、連結リードが切断する虞もないため、安定した状態でステージ部を傾斜させることができる。 According to the invention of claim 2, when the stage portion is tilted by setting the width dimension W1 of the easily deformable portion to 0.5 × t ≦ W1 ≦ 3.0 × t, the easily deformable portion Since the connecting lead can be easily deformed and there is no risk of the connecting lead being cut, the stage portion can be inclined in a stable state.
また、請求項3に係る発明によれば、易変形部を小さな力で容易に変形させることができるため、ステージ部を容易に傾斜させることができると共に、ステージ部に配される物理量センサチップの傾斜角度を精度良く設定することが可能となる。
また、樹脂モールド部を形成する際には、貫通孔内に溶融樹脂を流し込んで樹脂モールド部に対して易変形部を強固に固定することができるため、フレーム部に対して傾斜したステージ部や物理量センサチップがぐらつくことも防止できる。
According to the invention of
Further, when forming the resin mold portion, the easily deformable portion can be firmly fixed to the resin mold portion by pouring the molten resin into the through hole, so that the stage portion inclined with respect to the frame portion or It is possible to prevent the physical quantity sensor chip from wobbling.
また、請求項4に係る発明によれば、0.5×t≦W2≦2.0×t、とすることにより、ステージ部を傾斜させる際に易変形部を容易に変形させることができると共に、連結リードが切断する虞もないため、安定した状態でステージ部を傾斜させることができる。 According to the invention of claim 4, by setting 0.5 × t ≦ W2 ≦ 2.0 × t, the easily deformable portion can be easily deformed when the stage portion is inclined. Since there is no possibility that the connecting lead is cut, the stage portion can be inclined in a stable state.
また、請求項5に係る発明によれば、物理量センサチップと共にステージ部を傾斜させた状態で樹脂モールド部を形成する際に、貫通孔内に容易に溶融樹脂を流し込むことができるため、易変形部を樹脂モールド部に対して確実に固定することができる。
Further, according to the invention according to
図1から図6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1,2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。フレーム部11は、ステージ部7,9を囲むように平面視略正方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とを備えている。
リード17は、矩形枠部15の各辺15a〜15dにそれぞれ複数(図示例では7つずつ)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。
FIG. 1 to FIG. 6 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 FIGS. 1 and 2, the
A plurality of
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、これらの一端部7b,9bが相互に対向するように、対角線L1上に並べて配されている。
各ステージ部7,9の一端部7b,9bには、ステージ部7,9の裏面7c,9c側に突出する一対の突出片19,21がそれぞれ形成されている。これら突出片19,21は、ステージ部7,9を傾斜させるためのものであり、一方のステージ部7の突出片19と他方のステージ部9の突出片21とは、互いに対向する位置に配されている。なお、各ステージ部7,9を安定して傾斜させるためには、各ステージ部7,9に形成される一対の突出片19,21の相互間隔を大きくすることが好ましい。
The two
A pair of projecting
連結部13は、矩形枠部15の各辺15a〜15d及び対角線L1上に位置する各角部15e,15gから各ステージ部7,9の他端部7d,9dに向けて突出する複数(図示例ではステージ部7,9毎に3つずつ)の連結リード23と、各ステージ部7,9の他端部7d,9d及び複数の連結リード23の先端との間に形成された易変形部25とを備えている。これら連結リード23及び易変形部25は、各ステージ部7,9の厚さ寸法と等しく形成されている。
A plurality of connecting
図3,4に示すように、連結リード23の断面形状は、金属製薄板の厚さ方向の一方側に位置する連結リード23の表面(上面)23a側から、金属製薄板の厚さ方向の他方側に位置する裏面(下面)23b側に向けて広がる略台形状に形成されている。すなわち、相互に隣接する連結リード23と矩形枠部15とにより画定される隙間S1に関して、連結リード23の表面23a側に位置する隙間S1の面積が、裏面23b側に位置する隙間S1の面積よりも大きく形成されることになる。
ただし、矩形枠部15側に位置する連結リード23の基端部23cは、その断面形状が連結リード23の裏面23b側から表面23a側に向けて広がる略台形状となるように形成されている。すなわち、連結リード23の裏面23b側に位置する隙間S1の面積が、表面23a側に位置する隙間S1の面積よりも大きく形成されることになる。
なお、リード17の断面形状も、上述した連結リード23の基端部23cと同様の略台形状に形成されている。
As shown in FIGS. 3 and 4, the cross-sectional shape of the connecting
However, the
The cross-sectional shape of the
なお、連結リード23の表面23aは、磁気センサチップ3,5を配するステージ部7,9の表面7a,9aと同一平面を形成する面を示している。
この連結リード23の断面形状は、金属製薄板からリードフレーム1を製造する際に、連結リード23として残存させる金属製薄板の表面及び裏面の部分に異なる幅寸法のマスクM1〜M4をそれぞれ形成しておき、その後、金属製薄板の表面及び裏面の両側からフォトエッチング加工を施すことにより略台形状に形成することができる。
The
The cross-sectional shape of the connecting
図1,2に示すように、易変形部25は、矩形枠部15の厚さ方向に直交すると共に矩形枠部15の各辺15a〜15dに対して傾けて配された基準軸線L2を中心にステージ部7,9を傾斜させるために、容易に変形可能に形成されている。すなわち、易変形部25の側面には凹状の切欠が形成されており、基準軸線L2上に位置する易変形部25の幅寸法W1が、他の部分よりも細く形成されている。
易変形部25の幅寸法W1は、基準軸線L2上に位置する易変形部25の厚さ寸法をtとして、0.5×t≦W1≦3.0×t、とすることが好ましい。これは、幅寸法W1が、3.0×tよりも大きい場合には、易変形部25が容易に変形し難くなるためである。また、幅寸法W1が、0.5×tよりも小さい場合には、ステージ部7,9を傾斜させる際に易変形部25において連結リード23が切断する虞があるためである。なお、幅寸法W1がtよりも小さい場合には、ステージ部7,9を傾斜させる際に、ステージ部7,9が対角線L1に沿う軸を中心として連結リード23に対して捩れ易くなるため、幅寸法W1はt以上とすることがより好ましい。
As shown in FIGS. 1 and 2, the easily
The width dimension W1 of the easily
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、ステージ部7,9の表面7a,9aに磁気センサチップ3,5を接着し、磁気センサチップ3,5の表面に配されたボンディングパッド(図示せず)と、電気接続用のリード17とをワイヤー(図示せず)により電気的に接続する。なお、ワイヤーを配する際には、ステージ部7,9を傾斜させる段階において、ワイヤーと磁気センサチップ3,5とのボンディング部分、およびリード17とのボンディング部分が互いに変化するため、このワイヤーの材質は、曲げやすく柔らかいことが好ましい。
Next, a method for manufacturing a magnetic sensor using the
First, the
次いで、磁気センサチップ3,5、ステージ部7,9及びリード17を一体的に固定する樹脂モールド部を形成する。
すなわち、はじめに、図5に示すように、凹部E1を有する金型Eの表面E2にリードフレーム1の矩形枠部15を配する。この際には、矩形枠部15の内側にあるリード17連結部13、ステージ部7,9、磁気センサチップ3,5及び突出片19,21は、凹部E1の上方に配される。また、この状態においては、凹部E1側から上方側に向けて、磁気センサチップ3,5、ステージ部7,9、突出片19,21が順番に配されている。突出片19,21の上方には、平坦面F1を有する金型Fが配されており、前述した金型Eと共にリードフレーム1の矩形枠部15を挟み込むように構成されている。
Next, a resin mold part for integrally fixing the
That is, first, as shown in FIG. 5, the
そして、図6に示すように、これら一対の金型E,Fにより矩形枠部15を挟み込んだ際には、金型Fの平坦面F1により各突出片19,21が押圧される。
この際には、基準軸線L2上に位置する易変形部25が変形し、ステージ部7,9がフレーム部11に対して基準軸線L2を中心に移動することになる。これにより、ステージ部7,9と共に磁気センサチップ3,5が、矩形枠部15や平坦面F1に対して所定の角度で傾斜することになる。すなわち、ステージ部7,9及び磁気センサチップ3,5は、フレーム部11や連結リード23の表面23a側に突出するように、フレーム部11に対して傾斜することになる。
また、この傾斜の際には、連結リード23の裏面23bが金型Fの平坦面F1に当接することになる。
As shown in FIG. 6, when the
At this time, the easily
Further, during this inclination, the
その後、金型Fの平坦面F1により突出片19,21を押圧した状態で、金型E,Fの凹部E1及び平坦面F1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。この際、溶融樹脂は、連結リード23の表面23a側から矩形枠部15及び連結リード23により画定される隙間S1に流れ込むことになる。
なお、この溶融樹脂は、図1に示すように、一方の対角線L1と交差する他方の対角線L3上に位置する矩形枠部15の一方の角部15h側に設けられたゲートGから射出され、この一方の角部15hの対角に位置する他方の角部15f側に向けて流れる。
Thereafter, in a state where the projecting
In addition, as shown in FIG. 1, this molten resin is injected from a gate G provided on one
これにより、図7,8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29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、流動性が高い材質であることが好ましい。
最後に、矩形枠部15を切り落としてリード17及び連結リード23を個々に切り分け、磁気センサ30の製造が終了する。
As a result, as shown in FIGS. 7 and 8, the
Finally, the
以上のように製造された磁気センサ30の樹脂モールド部29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。リード17及び連結リード23は樹脂モールド部29の各辺29d〜29gから樹脂モールド部29の内方側に突出している。
また、リード17の裏面及び連結リード23の裏面23bは、樹脂モールド部29の下面29a側に露出している。さらに、リード17の一端部は、金属製のワイヤー(図示せず)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29の内部に埋まっている。
The
Further, the back surface of the
磁気センサチップ3,5は、樹脂モールド部29の内部に埋まっており、樹脂モールド部29の下面29a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3a,5aが樹脂モールド部29の上面29c側に向くと共に、その表面3b,5b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9c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3b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5b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2つの磁気センサチップ3,5の配列方向となる一方の対角線L1に直交する方向で、互いに逆向きとなっている。また、B,D方向は一方の対角線L1と平行な方向で、互いに逆向きとなっている。
The
The
Here, the A and C directions are orthogonal to one diagonal line L1, which is the arrangement direction of the two
さらに、磁気センサチップ3の表面3b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5b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、実際上は20°以上であることが好ましく、30°以上であることがさらに好ましい。
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 practice, the angle is preferably 20 ° or more, and more preferably 30 ° or more.
この磁気センサ30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30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。
なお、基板の表面とリード17の裏面や連結リード23の裏面23bとを半田等により接着して、磁気センサ30を基板に搭載した状態においては、磁気センサ30に基板から離間する方向に力が作用する等して、リード17や連結リード23が基板側に引っ張られる場合がある。ここで、連結リード23の基端部23c及びリード17の断面形状は、前述したように、裏面23b側から表面23a側に向けて広がる略台形状(図4参照)に形成されている。このため、リード17や連結リード23は基板側に引っ張られても樹脂モールド部29に対してぐらつくことがなく、樹脂モールド部29から抜けにくいという効果を奏する。
For example, the
In the state where the front surface of the substrate and the back surface of the
上記のリードフレーム1及び磁気センサ30によれば、連結リード23の表面23a側に位置する隙間S1の面積が、裏面23b側に位置する隙間S1の面積よりも大きく形成されるため、この隙間S1に溶融した樹脂を容易に流し込むことができる。したがって、リードフレーム1を小さく形成して隙間S1の面積が小さくても、この隙間S1にボイドが発生することを防止できる。特に、ステージ部7,9の他端部7d,9d側に位置する複数の連結リード23の先端によって囲まれる隙間S1の狭い角部であっても、この角部にボイドが発生することを容易に防止できる。以上のことから、容易に磁気センサ30の小型化を図ることができる。
また、易変形部25の幅寸法W1を、0.5×t≦W1≦3.0×t、とすることにより、ステージ部7,9を傾斜させる際に易変形部25を容易に変形させることができると共に、連結リード23が切断する虞もないため、安定した状態でステージ部7,9を傾斜させることができる。
According to the
Further, by setting the width dimension W1 of the easily
さらに、他方の対角線L3上に位置する一方の角部15hと他方の角部15fとの間に傾斜したステージ部7,9や磁気センサチップ3,5が位置しないため、樹脂モールド部29を形成する際に、ステージ部7,9や磁気センサチップ3,5によって溶融樹脂の流れが妨げられることを防止できる。したがって、樹脂形成空間内に樹脂が届かない部分が形成されることを容易に防止できる。特に、ゲートGから樹脂形成空間に流入した樹脂を、ゲートGから最も遠くに位置する他方の角部15fまで容易に到達させることができる。
さらに、樹脂形成空間内に流入する樹脂の流れによってステージ部7,9や磁気センサチップ3,5が押されて、ステージ部7,9や磁気センサチップ3,5の傾斜角度が不意に変化することも防止できるため、ステージ部7,9に配される磁気センサチップ3,5の傾斜角度を精度良く設定することが可能となる。
Further, since the
Further, the
なお、上記の実施の形態においては、易変形部25の厚さ寸法が、ステージ部7,9や連結リード23と等しいとしたが、これに限ることはなく、例えば、基準軸線L2上に位置する易変形部25にハーフエッチングを施して、ステージ部7,9や連結リード23よりも薄く形成するとしても構わない。ただし、この構成の場合には、ハーフエッチングを施した易変形部25の厚さ寸法をtとして、易変形部25の幅寸法W1を設定する必要がある。
In the above-described embodiment, the thickness dimension of the easily
次に、本発明による第2の実施形態について図9〜11を参照して説明する。なお、この第2の実施形態に係るリードフレーム及び磁気センサは、第1の実施形態と易変形部25の形状のみについて異なっている。ここでは、易変形部の形状のみについて説明し、リードフレーム1や磁気センサ30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。
すなわち、図9,10に示すように、この実施形態に係るリードフレーム31や磁気センサ(図示せず)の易変形部25には、易変形部25の厚さ方向に貫通する貫通孔33が1つ形成されている。
Next, a second embodiment according to the present invention will be described with reference to FIGS. Note that the lead frame and the magnetic sensor according to the second embodiment differ from the first embodiment only in the shape of the easily
That is, as shown in FIGS. 9 and 10, the lead frame 31 and the easily
この貫通孔33は、基準軸線L2上に位置しており、その断面形状は、連結リード23の裏面23b側から表面23a側に向けて広がる略台形状に形成されている。この貫通孔33は、第1の実施形態において説明した連結リード23と同様に、金属製薄板の表面及び裏面の両側からフォトエッチング加工を施すことにより略台形状に形成することができる。
なお、基準軸線L2上に位置し、貫通孔33の部分を除いた易変形部25の残部の幅寸法の合計W2は、基準軸線L2上に位置する易変形部25の厚さ寸法をtとして、0.5×t≦W2≦2.0×t、とすることが好ましい。なお、残部の幅寸法W2は、基準軸線L2上に位置する易変形部25の幅寸法から、基準軸線L2上に位置する貫通孔33の幅寸法を差し引いた値を示している。
The through
The total width W2 of the remaining portion of the easily
上記のように残部の幅寸法W2を規定することは、残部の幅寸法W2が2.0×tよりも大きい場合には、易変形部25が容易に変形し難くなるためである。また、残部の幅寸法W2が0.5×tよりも小さい場合には、ステージ部7,9を傾斜させる際に易変形部25において連結リード23が切断する虞があるためである。
ただし、基準軸線L2上における貫通孔33の幅寸法は、0.5mm以上であることが好ましく、また、対角線L1に沿う貫通孔33の寸法は、0.2mm以上であることが好ましい。
The reason why the remaining width W2 is defined as described above is that the easily
However, the width dimension of the through
以上のように構成されたリードフレームのステージ部7,9を連結リード23に対して傾斜させた場合には、図11に示すように、連結リード23の表面23a側に位置する溶融樹脂の流入口としての貫通孔33の開口部が、ステージ部7,9を傾斜させる前の状態と比較して狭くなる。ただし、貫通孔33の断面形状は予め略台形状に形成されているため、この貫通孔33の開口部の大きさは、連結リード23の裏面23b側に位置する貫通孔の開口部よりも小さくなることがない。
したがって、ステージ部7,9を傾斜させた状態で、樹脂モールド部を形成するための溶融樹脂を金型E,Fにより形成される樹脂形成空間内に射出した際には、貫通孔33内に容易に溶融樹脂が流れ込むことになる。
When the
Therefore, when the molten resin for forming the resin mold portion is injected into the resin forming space formed by the molds E and F with the
上記のリードフレーム及び磁気センサによれば、第1の実施形態のものと同様の効果を奏する。
また、易変形部25に貫通孔33を形成することにより、基準軸線L2上に位置する易変形部25の残存部分が少なくなるため、ステージ部7,9の傾斜に伴って易変形部25を小さな力で容易に変形させることができる。したがって、ステージ部7,9を容易に傾斜させることができると共に、ステージ部7,9に配される磁気センサチップ3,5の傾斜角度を精度良く設定することが可能となる。
According to the lead frame and the magnetic sensor described above, the same effects as those of the first embodiment can be obtained.
Further, by forming the through-
さらに、樹脂モールド部を形成する際には、貫通孔33内に溶融樹脂を流し込んで樹脂モールド部に対して易変形部25を強固に固定することができるため、フレーム部11に対して傾斜したステージ部7,9や磁気センサチップ3,5がぐらつくことも防止できる。特に、貫通孔33の断面形状を略台形状に形成しておくことにより、貫通孔33内に容易に溶融樹脂を流し込むことができるため、易変形部25を樹脂モールド部に対して確実に固定することができる。
また、易変形部25の残部の幅寸法の合計W2を、0.5×t≦W2≦2.0×t、とすることにより、ステージ部7,9を傾斜させる際に易変形部25を容易に変形させることができると共に、連結リード23が切断する虞もないため、安定した状態でステージ部7,9を傾斜させることができる。
Furthermore, when forming the resin mold portion, the easily
Moreover, when the total width W2 of the remaining width of the easily
なお、上記の実施の形態においては、易変形部25には、貫通孔33を1つだけ設けるとしたが、これに限ることはなく、複数の貫通孔33を基準軸線L2上に並べて形成するとしても構わない。したがって、例えば、図12に示すように、2つの貫通孔33を易変形部25に形成するとしても構わない。この構成において、易変形部25の残部の幅寸法の合計W2は、2つの貫通孔33の両端に位置する易変形部25の幅寸法と、2つの貫通孔33の間に位置する易変形部25の幅寸法とを足し合わせた値となる。
また、貫通孔33は、平面視で角の丸まった略長方形状に形成されるとしたが、これに限ることはなく、楕円形状や円形状に形成されるとしても構わない。ただし、円形状の場合には、貫通孔の直径を0.1mm〜0.5mmと設定することが好ましい。
In the above embodiment, only one through
The through
また、略台形状の断面形状からなる貫通孔33のみを形成するとしたが、これに限ることはなく、例えば、図13に示すように、易変形部25の厚さ方向に貫通する貫通孔35を形成することに加え、基準軸線L2上に位置する易変形部25にハーフエッチングを施して、易変形部25の厚さ寸法をステージ部7,9や連結リード23よりも薄く形成するとしても構わない。
ここで、ハーフエッチングにより形成された窪み部37の開口部を貫通孔35の大きさよりも大きく形成する場合には、前述のハーフエッチングを連結リード23の表面23a側から行うことが好ましい。すなわち、窪み部37の開口部を貫通孔の大きさよりも大きく形成することにより、樹脂モールド部形成用の溶融樹脂を窪み部の開口部側から容易に流入させることができる。したがって、この構成の場合には、貫通孔35の断面形状を略台形状に形成する必要が無くなる。
Further, although only the through
Here, in the case where the opening of the
なお、上述した第1,第2の実施形態において、連結リード23の断面形状は、フォトエッチング加工によりに形成されるとしたが、これに限ることはなく、少なくとも略台形状に形成されていればよい。
また、連結リード23の断面形状は、連結リード23の表面23a側から裏面23b側に向けて広がる略台形状に形成されるとしたが、これに限ることはなく、少なくとも金属製薄板の一方側に向けてステージ部7,9を傾斜させる場合に、連結リード23の断面形状を、この金属製薄板の厚さ方向の一方側から他方側に向けて広がる略台形状に形成しておけばよい。すなわち、例えば、ステージ部7,9を連結リード23の裏面23bから突出させるように傾斜させる場合には、予め連結リード23の断面形状を裏面23b側から表面23a側に向けて広がる略台形状に形成しておけばよい。
In the first and second embodiments described above, the cross-sectional shape of the connecting
Further, the cross-sectional shape of the connecting
また、突出片19,21は、相互に対向するステージ部7,9の他端部7c,9cに形成されるとしたが、これに限ることはなく、少なくともステージ部7,9の裏面7c,9c側に突出していればよい。
さらに、ステージ部7,9は、突出片19,21を利用して傾斜させるとしたが、これに限ることはなく、少なくとも樹脂モールド部29を形成する前に2つの磁気センサチップ3,5が相互に傾斜していればよい。
Further, the protruding
Further, the
また、ステージ部7,9は、平面視略矩形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29によって、磁気センサチップ3,5、ステージ部7,9及びリード17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に磁気センサチップ3,5、ステージ部7,9及びリード17を収納し、これらを一体的に固定するとしても構わない。
また、リードフレーム1の矩形枠部15は、平面視略正方形の枠状に形成されるとしたが、これに限ることはなく、例えば、平面視略長方形状に形成されるとしても構わない。
Further, the
Further, the
In addition, 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・・・リードフレーム、3,5・・・磁気センサチップ(物理量センサチップ)、7,9・・・ステージ部、7d,9d・・・他端部、11・・・フレーム部、13・・・連結部、17・・・リード、23・・・連結リード、25・・・易変形部、30・・・磁気センサ(物理量センサ)、33・・・貫通孔、L2・・・基準軸線
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記連結部が、前記フレーム部から前記ステージ部の端部に延びる複数の連結リードと、前記ステージ部の端部及び複数の前記連結リードの先端の間に形成され、前記フレーム部及び前記連結リードに対して前記ステージ部を前記金属製薄板の厚さ方向の一方側に傾斜させる易変形部とを備え、
少なくとも前記連結リードの断面形状が、前記金属製薄板の厚さ方向の一方側から他方側に向けて広がる略台形状に形成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 on which a physical quantity sensor chip is placed, a frame part having a plurality of leads arranged around it, and a connecting part that interconnects the stage part and the frame part,
The connecting portion is formed between a plurality of connecting leads extending from the frame portion to an end portion of the stage portion, and an end portion of the stage portion and a plurality of leading ends of the connecting leads, and the frame portion and the connecting leads. An easily deformable portion that inclines the stage portion to one side in the thickness direction of the metal thin plate,
The lead frame according to claim 1, wherein at least a cross-sectional shape of the connecting lead is formed in a substantially trapezoidal shape extending from one side in the thickness direction of the metal thin plate to the other side.
前記基準軸線上に位置する前記易変形部の厚さ寸法をtとし、前記基準軸線上に位置する前記易変形部の幅寸法をW1として、
0.5×t≦W1≦3.0×t、
とすることを特徴とする請求項1に記載のリードフレーム。 The easily deformable portion is formed so as to incline the stage portion around a reference axis.
The thickness dimension of the easily deformable portion located on the reference axis is t, and the width dimension of the easily deformable portion located on the reference axis is W1.
0.5 × t ≦ W1 ≦ 3.0 × t,
The lead frame according to claim 1, wherein:
前記基準軸線上に位置する前記易変形部に、前記金属製薄板の厚さ方向に貫通する少なくとも1つの貫通孔が形成されていることを特徴とする請求項1に記載のリードフレーム。 The easily deformable portion is formed so as to incline the stage portion around a reference axis.
The lead frame according to claim 1, wherein at least one through-hole penetrating in the thickness direction of the metal thin plate is formed in the easily deformable portion located on the reference axis.
0.5×t≦W2≦2.0×t、
とすることを特徴とする請求項3に記載のリードフレーム。 The thickness dimension of the easily deformable part is t, and the total width dimension of the remaining part of the easily deformable part located on the reference axis and excluding the part of the through hole is W2.
0.5 × t ≦ W2 ≦ 2.0 × t,
The lead frame according to claim 3, wherein:
The lead frame according to any one of claims 1 to 5, wherein the stage portion, the physical quantity sensor chip, and the plurality of leads are integrally fixed with a resin. Physical quantity sensor.
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