JP2006250648A - 物理量センサの製造方法及びボンディング装置 - Google Patents

物理量センサの製造方法及びボンディング装置 Download PDF

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Abstract

【課題】 リードとこれに対して傾斜して配された物理量センサチップとをワイヤーにより電気接続する物理量センサの製造方法において、リード及び物理量センサチップに対するワイヤーの接着性を向上できるようにする。
【解決手段】 ステージ部と、複数のリード１７とを有すると共に、ステージ部がリード１７に対して傾斜したリードフレームを用いて、ステージ部に物理量センサチップ３，５を接着する接着工程と、キャピラリ３５を用いて複数のリード１７に対して傾斜した物理量センサチップ３，５の表面３ａ，５ａと各リード１７の表面１７ａとをワイヤー４０により相互に電気接続する配線工程とを行い、配線工程の際には、リードフレームを揺動させて、物理量センサチップ３，５及び各リード１７の表面３ａ，５ａ，１７ａを各々キャピラリ３５の向きに対して略垂直に配する物理量センサの製造方法を提供する。
【選択図】 図６

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、及びこれに用いるボンディング装置に関する。
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。
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。
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。
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。
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。
この種の物理量センサは、例えば、図１０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。
上記記載の物理量センサ８０を製造する際には、例えば、プレス加工等によりリードフレームのステージ部８５，８６を傾斜させておき、次いで、ステージ部８５，８６に物理量センサチップ８１，８２を搭載する。その後、ワイヤーボンディングにより物理量センサチップ８１，８２の表面に形成されたパッドとリード８３とを電気的に接続するワイヤー８７を配する。
このワイヤーボンディングは、通常物理量センサチップ８１，８２の表面に対してキャピラリの向きを垂直に配して行われる。
すなわち、上記ワイヤーボンディングの際には、物理量センサチップ８１，８２の表面のパターンをカメラにより認識し、この認識結果を予め記憶したパターンと比較して物理量センサチップ８１，８２の位置補正を行う必要がある。このため、従来では、物理量センサチップ８１，８２の表面に対して上記カメラと同軸にあるキャピラリを垂直に配して、上記ワイヤーボンディングを行っている（例えば、非特許文献１参照。）。
したがって、物理量センサ８０の製造におけるワイヤーボンディングは、以下の手順で行われる。はじめに、互いに傾けて配置された２つの物理量センサチップ８１，８２のうち、一方の物理量センサチップ８１が水平に配置されるように、リードフレーム全体を傾斜させてから、一方の物理量センサチップ８１についてワイヤーボンディングを行う。
この工程の後には、リードフレームをマガジンストッカーに収納したり、別のボンディングステーションに移動させるため、リードフレームを搬送する。そして、他方の物理量センサチップ８２が水平に配置されるように、リードフレーム全体を傾斜させて、他方の物理量センサチップ８２について同様のワイヤーボンディングを行う。
特開平９−２９２４０８号公報 特開２００２−１５６２０４号公報 特開２００４−１２８４７３号公報 香山 晋、外４名，「ＡＳＩＣパッケージング技術ハンドブック」，第１版，株式会社サイエンスフォーム，１９９２年１２月２５日，ｐ．２６７−２７２
しかしながら、上述のように物理量センサ８０を製造する場合には、リード８３の表面に対して垂直ではなく、傾斜した方向からワイヤーボンディングを行うことになるため、リード８３とワイヤー８７との接着性が低下するという問題がある。
また、上記問題を解決するためには、ワイヤー８７を接着するリード８３の接着部分に、前記接着性を向上させる補強用のボンド部を別途重ねる必要があり、物理量センサ８０の製造コスト削減が困難であるという問題があった。
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、ボンド部を使用することなく、リードとワイヤーとの接着性を向上させることができる物理量センサの製造方法及びこれに使用するボンディング装置を提供することを目的とする。
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複数のリードを備えるフレーム部とを有すると共に、前記ステージ部が前記フレーム部に対して傾斜したリードフレームが複数形成された金属製薄板を用い、前記ステージ部に載置した前記物理量センサチップと前記各リードとを相互に電気接続するボンディング装置であって、基台と、該基台の表面に平行な基準軸線を中心に揺動可能に取り付けられ、前記ステージ部の傾斜状態を保持した状態で前記金属製薄板を支持する治具と、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表面とをワイヤーで相互に接続するためのキャピラリとを備え、該キャピラリが、前記基台の表面に対して所定角度で対向するように配置され、前記物理量センサチップ及び前記各リードの表面が前記キャピラリの向きに対して略垂直となるように、前記治具が揺動することを特徴とするボンディング装置を提案している。
この発明に係るボンディング装置を用いて物理量センサチップと各リードとを電気的に接続する際には、予め物理量センサチップを各リードフレームのステージ部の表面に配しておくと共に、物理量センサチップ及びステージ部をフレーム部に対して傾斜させておく。この状態においては、各リードの表面と物理量センサチップの表面とが相互に傾斜している。次いで、このリードフレームを複数備える金属製薄板をボンディング装置の治具に取り付ける。
そして、基準軸線を中心に治具及び金属製薄板を揺動させて、物理量センサチップの表面をキャピラリの向きに対して略垂直に位置させる。その後、キャピラリの先端を物理量センサチップの表面に当接させ、キャピラリの先端から吐出されるワイヤーの一端を物理量センサチップの表面に接着させる。
そして、キャピラリからワイヤーを吐出させながら、キャピラリを物理量センサチップの表面から離間させる。さらに、基準軸線を中心に治具及び金属製薄板を揺動させて、リードの表面をキャピラリの向きに対して略垂直に配置させる。その後、キャピラリの先端をリードの表面に当接させ、前述したワイヤーの他端をリードの表面に接着させる。
以上のように、ワイヤーボンディングを行うことにより、物理量センサチップ及びリードの表面がそれぞれキャピラリの向きに対して垂直に配されるため、キャピラリの先端によりワイヤーの両端をそれぞれ物理量センサチップ及びリードの各表面にしっかりと押さえつけることができる。
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複数のリードを備えるフレーム部とを有すると共に、前記ステージ部が前記フレーム部に対して傾斜したリードフレームを有する物理量センサの製造方法であって、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、前記フレーム部に対して傾斜した前記物理量センサチップの表面と前記各リードの表面とをワイヤーボンディングにより相互に電気接続する配線工程とを備え、前記配線工程の際には、前記リードフレームを揺動させ、前記物理量センサチップ及び前記各リードの表面を前記ワイヤーボンディングに使用するキャピラリの向きに対してそれぞれ略垂直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。
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、物理量センサチップにワイヤーの一端を接着する際には、物理量センサチップの表面がキャピラリの向きに対して略垂直に位置するように、また、リードにワイヤーの他端を接着する際には、リードの表面がキャピラリの向きに対して略垂直に位置するように、リードフレームを揺動させる。このため、キャピラリの先端から吐出されるワイヤーの両端を物理量センサチップ及びリードの各表面にしっかりと押さえつけることができる。
以上説明したように、請求項１及び請求項２に係る発明によれば、ワイヤーボンディングの際に、物理量センサチップとリードとの間に配されるワイヤーの両端が、キャピラリによって、物理量センサチップ及びリードの各表面にしっかりと押さえつけられるため、物理量センサチップ及びリードの各表面とワイヤーとの接着性の低下を防止することができる。また、前記接着性を向上させるための補強用のボンド部が不要となるため、物理量センサの製造コスト削減を図ることもできる。
図１から図９は、本発明の一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の製造方法及びボンディング装置は、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磁気センサ（物理量センサ）に適用されるものである。この磁気センサは、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。
図１に示すように、リードフレーム１は、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及び連結リード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の一対の辺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。これらステージ連結部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。
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。
各ステージ部７，９の他端部７ｃ，９ｃ側に位置する連結リード１３の一端部には、易変形部２３が形成されている。この易変形部２３は、矩形枠部１５の厚さ方向に直交する軸線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。ここで、各軸線Ｌ１は、２つのステージ部７，９の配列方向に直交している。
易変形部２３は、例えば、予めフォトエッチング加工によりリードフレームの厚さ方向に窪む凹状の溝や、連結リード１３の幅方向から切り欠いた切欠部等からなる。これら溝や切欠部は、例えば、金属製薄板にリードフレーム１を形成する際に同時に行えばよい。
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。
次に、このリードフレーム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を複数形成した金属製薄板２５を用意し（準備工程）、各リードフレーム１にプレス加工を施すことにより、図３に示すように、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）。
この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、及び、ステージ連結部２１が変形することで、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及びリード１７に対して金属製薄板２５の厚さ方向にずれた位置に配される。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。
このステージ傾斜工程の後に、各ステージ部７，９の表面７ａ，９ａに銀ペーストを介してそれぞれ磁気センサチップ３，５を接着する（接着工程）。
接着工程の終了後には、図４，５に示すように、ボンディング装置３１を用いて、ワイヤーボンディングにより磁気センサチップ３，５の表面３ａ，５ａに形成されたボンディングパッドと各リード１７とを電気的に接続する（配線工程）。
ここで使用するボンディング装置３１は、平坦面（表面）３２ａを有する基台３２と、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に配する治具３３と、ボンディングパッドとリード１７との間にワイヤーを配するためのキャピラリ３５とを備えている。
治具３３は、基台３２の平坦面３２ａに平行な基準軸線Ｌ２を中心に揺動可能に取り付けられている。基準軸線Ｌ２は、各ステージ部７，９を傾斜させる軸線Ｌ１と略平行に配されている。配線工程においては、ワイヤーボンディングに基づく熱や機械的応力が発生するため、この治具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。
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。
したがって、金属製薄板２５を治具３３に取り付けた状態においては、矩形枠部１５及びリード１７が治具３３の表面３３ａに配されると共に、各ステージ部７，９がステージ支持部３７の表面３７ａ，３７ｂに配されるため、矩形枠部１５及び各リード１７に対する各ステージ部７，９の傾斜状態を保持することができる。
また、矩形枠部１５及びリード１７を治具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、各リードフレーム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、この治具３３は、ステージ部７，９、リード１７及び矩形枠部１５を一括して支持する役割を果たしている。
さらに、この治具３３の表面３３ａの周縁部には、ストッパー４１が設けられている。このストッパー４１は、治具３３の周縁部に配された突起部３９の先端を塞ぐものであり、これら突起部３９の先端に当接する位置と、突起部３９の先端から退避した位置との間で、治具３３に対して揺動できるように取り付けられている。このストッパー４１を突出部３９の先端に当接させた状態においては、金属製薄板２５が突出部３９から抜け出ることを防止できる。
キャピラリ３５は、その向きが基台３２の平坦面３２ａに対して略垂直となるように対向して設けられており、その先端３５ａから平坦面３２ａに向けてワイヤーを供給するように構成されている。このキャピラリ３５は、基台３２に対してその平坦面３２ａに沿う方向及び直交する方向に平行移動できるようになっている。
以上のように構成されたボンディング装置３１を用いて前述した配線工程を行う。この配線工程においては、図６に示すように、基準軸線Ｌ２を中心に治具３３及び金属製薄板２５を揺動させて、磁気センサチップ３，５及びリード１７の各表面３ａ，５ａ，１７ａを、それぞれキャピラリ３５の向きに対して略垂直に配する。
すなわち、はじめに、図６（ａ）に示すように、基準軸線Ｌ２を中心に治具３３を揺動させて、一方の磁気センサチップ３の表面３ａをキャピラリの向きに対して略垂直に位置させる。次いで、キャピラリ３５の先端３５ａを一方の磁気センサチップ３の表面３ａに配されたボンディングパッドに当接させ、キャピラリ３５の先端３５ａから吐出されるワイヤー４０の一端をボンディングパッドに接着させる。
そして、キャピラリ３５の先端３５ａからワイヤー４０を吐出させながら、キャピラリ３５を一方の磁気センサチップ３の表面３ａから離間させる。さらに、図６（ｂ）に示すように、基準軸線Ｌ２を中心に治具３３及び金属製薄板２５を揺動させて、キャピラリ３５の向きに対して略垂直に配置させる。その後、キャピラリ３５の先端３５ａをリード１７の表面１７ａに当接させ、ワイヤー４０の他端をリード１７の表面１７ａに接着させる。
一方の磁気センサチップ３と各リード１７とをワイヤー４０により電気接続した後には、他方の磁気センサチップ５と各リード１７とを、前述と同様に、ワイヤー４０により電気接続する。すなわち、キャピラリ３５によりワイヤー４０を配する毎に、治具３３及び金属製薄板２５を揺動させて、他方の磁気センサチップ５の表面５ａ及びリード１７の表面１７ａを、それぞれキャピラリ３５の向きに対して略垂直に配する。
以上のように、ワイヤーボンディングを行うことにより、各磁気センサチップ３，５及びリード１７の表面３ａ，５ａ，１７ａがそれぞれキャピラリ３５の向きに対して垂直に配されるため、キャピラリ３５の先端３５ａによりワイヤー４０の両端をそれぞれ磁気センサチップ３，５及びリード１７の各表面３ａ，５ａ，１７ａにしっかりと押さえつけることができる。
なお、この配線工程において、磁気センサチップ３，５やリード１７に対するキャピラリ３５の先端３５ａの位置合わせは、ボンディング装置３１に備える図示しない位置合わせ用カメラ（不図示）を用いて行う。すなわち、この位置合わせ用カメラにより磁気センサチップ３，５やリード１７の表面３ａ，５ａ，１７ａの画像データを取得し、この画像データに基づいて、キャピラリ３５と磁気センサチップ３，５やリード１７との相対位置を調整する。
配線工程の終了後には、金属製薄板２５をボンディング装置３１から取り外し、図７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１７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が凹部Ｆ２内に収容されることになる。
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。
上述したモールド工程を行うことにより、図８，９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を個々に切り分け、磁気センサ５０の製造が終了する。
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、各リード１７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、その裏面１７ｂは、樹脂モールド部４９の下面４９ａ側に露出している。
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。
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方向は軸線Ｌ１に直交する方向で、互いに逆向きとなっている。
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。
上記のボンディング装置３１及び磁気センサ５０の製造方法によれば、配線工程の際に、磁気センサチップ３，５とリード１７との間に配されるワイヤー４０の両端が、キャピラリ３５の先端３５ａによって、磁気センサチップ３，５及びリード１７の各表面３ａ，５ａ，１７ａにしっかりと押さえつけられるため、磁気センサチップ３，５及びリード１７の各表面３ａ，５ａ，１７ａとワイヤー４０との接着性の低下を防止することができる。また、従来のように、前記接着性を向上させるための補強用のボンド部が不要となるため、磁気センサ５０の製造コスト削減を図ることもできる。
また、治具３３を揺動させる基準軸線Ｌ２は、各ステージ部７，９の軸線Ｌ１と略平行に配されているため、基準軸線Ｌ２を中心に治具３３を揺動させることにより、各ステージ部７，９に固定された磁気センサチップ３，５の各表面３ａ，５ａをキャピラリ３５の向きに対して略垂直に配することができる。したがって、同一の治具３３において、２つの磁気センサチップ３，５にワイヤーボンディングを施すことができるため、磁気センサの製造効率の向上を図ることができる。
なお、上記の実施の形態においては、ステージ傾斜工程は、リードフレーム１の準備工程の後に行われるとしたが、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、ステージ傾斜工程の後に接着工程を行うとしたが、これに限ることはなく、接着工程の後にステージ傾斜工程を行うとしても構わない。
さらに、ボンディング装置３１においては、配線工程のみが行われるとしたが、接着工程も行うとしても構わない。すなわち、例えば、各ステージ部７，９の表面７ａ，９ａを基台３２の平坦面３２ａと略平行に配した状態で、各ステージ部７，９の表面７ａ，９ａに磁気センサチップ３，５を接着するとしても構わない。
また、リードフレーム１は、治具３３を利用して揺動するとしたが、これに限ることはなく、少なくとも各磁気センサチップ３，５及びリード１７の表面３ａ，５ａ，１７ａがキャピラリ３５の向きに略垂直となるようにリードフレーム１を揺動させればよい。
さらに、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。
また、上記実施形態においては、２つのステージ部７，９を備えるリードフレーム１について述べたが、これに限ることはなく、１つ若しくは３つ以上のステージ部を備えるリードフレームに適用してもよい。すなわち、１つ若しくは３つ以上の物理量センサチップを備える物理量センサの製造方法や、この物理量センサの製造に使用するボンディング装置に適用してもよい。
また、金属製薄板２５には、複数のリードフレーム１が形成されるとしたが、これに限ることはなく、１つのリードフレーム１のみが形成されるとしても構わない。
さらに、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。
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、リード１７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、リード１７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。
また、ボンディング装置３１のキャピラリ３５は、その向きが基台３２の平坦面３２ａに対して略垂直となるように設けられるとしたが、これに限ることはなく、少なくとも基台３２の平坦面３２ａに対して対向して配置されていればよい。すなわち、キャピラリ３５の向きは、例えば、基台３２の平坦面３２ａに対して傾斜した所定角度で配されていてもよい。
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。
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。
本発明の一実施形態に係る磁気センサの製造法に使用するリードフレームを示す平面図である。 図１のリードフレームを複数形成した金属製薄板を示す平面図である。 図１のリードフレームに、ステージ傾斜工程及び接着工程を施した状態を示す斜視図である。 本発明の一実施形態に係るボンディング装置を示す概略側断面図である。 図４のボンディング装置の治具を示す要部拡大断面図である。 図４のボンディング装置により、ワイヤーボンディングをの側断面図であり、（ａ）は、磁気センサチップにワイヤーの一端を接着する状態を示しており、（ｂ）は、リードにワイヤーの他端を接着する状態を示している。 樹脂モールド部の形成方法を示す拡大斜視図である。 図１のリードフレームにより製造された磁気センサを示す平面図である。 図１のリードフレームにより製造された磁気センサを示す断面図である。 従来の磁気センサのワイヤーボンディングした状態を示す側面図である。
符号の説明
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）、３ａ，５ａ・・・表面、７，９・・・ステージ部、７ａ，９ａ・・・表面、１１・・・フレーム部、１７・・・リード、１７ａ・・・表面、２５・・・金属製薄板、３１・・・ボンディング装置、３２・・・基台、３２ａ・・・平坦面（表面）、３３・・・治具、３５・・・キャピラリ、４０・・・ワイヤー、５０・・・磁気センサ（物理量センサ）、Ｌ２・・・基準軸線

Claims (2)

  1. 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複数のリードを備えるフレーム部とを有すると共に、前記ステージ部が前記フレーム部に対して傾斜したリードフレームが複数形成された金属製薄板を用い、前記ステージ部に載置した前記物理量センサチップと前記各リードとを相互に電気接続するボンディング装置であって、
    基台と、該基台の表面に平行な基準軸線を中心に揺動可能に取り付けられ、前記ステージ部の傾斜状態を保持した状態で前記金属製薄板を支持する治具と、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表面とをワイヤーで相互に接続するためのキャピラリとを備え、
    該キャピラリが、前記基台の表面に対して所定角度で対向するように配置され、
    前記物理量センサチップ及び前記各リードの表面が前記キャピラリの向きに対して略垂直となるように、前記治具が揺動することを特徴とするボンディング装置。
  2. 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複数のリードを備えるフレーム部とを有すると共に、前記ステージ部が前記フレーム部に対して傾斜したリードフレームを有する物理量センサの製造方法であって、
    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、
    前記フレーム部に対して傾斜した前記物理量センサチップの表面と前記各リードの表面とをワイヤーボンディングにより相互に電気接続する配線工程とを備え、
    前記配線工程の際には、前記リードフレームを揺動させ、前記物理量センサチップ及び前記各リードの表面を前記ワイヤーボンディングに使用するキャピラリの向きに対してそれぞれ略垂直に配することを特徴とする物理量センサの製造方法。
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