JP2016225634A - センサ - Google Patents

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Abstract

【課題】リードフレームに結合された集積構成要素を有するセンサを提供する。【解決手段】センサ７００は、ダイ７０４と、対向した第１の表面および第２の表面を有し、前記第１の表面で前記ダイを支持するリードフレーム７０６と、前記リードフレームとの電気接続および前記ダイとの電気接続を与える複数のリードフィンガ７０８ａ、７０８ｂ、７０８ｃと、ＩＣパッケージの集積部品であるように、前記ＩＣパッケージと関心のある対象物の間の距離を最小にするために前記リードフレームと前記リードフィンガの第１のフィンガ７０８ａとに結合された構成要素７０２と、前記リードフレームに結合された構成要素に対して前記ダイの反対側にある外部リードを含む。【選択図】図７

Description

半導体パッケージングの技術は、当技術分野でよく知られている。一般には、ダイがウェハから切り離され、加工され、リードフレームに取り付けられる。集積回路（ＩＣ）パッケージの組立後、次に、そのＩＣパッケージを回路基板上に、コンデンサ、抵抗およびインダクタなどの受動部品を含む他の構成要素とともに配置することができる。フィルタリングなどに使用できるこのような受動部品により、センサ付近に回路基板が追加されたり、存在することのある回路基板上にスペースが追加されたりする結果になることがある。
当技術分野で知られているように、集積回路（ＩＣ）は一般に、プラスチックまたは他の材料でオーバモールドされてパッケージが形成される。このようなＩＣ、例えばセンサは、適正な動作のためにＩＣに結合されるべきコンデンサなどの外部部品を必要とすることが多い。例えば、磁気センサでは、ノイズを低減し、ＥＭＣ（電磁適合性）を向上させるためにデカップリングコンデンサが必要なことがある。しかし、外部部品は、プリント回路基板（ＰＣＢ）上のスペース、および追加の加工段階を必要とする。
Ｃｈｅｗらの米国特許第５９７３３８８号は、リードフレームが、ダイをリードフレームに接続するワイヤ接合部と併せてフラグ部およびリード部を含む技法を開示している。リード部の内側端部がエッチングされて、エポキシ化合物用のロッキング構造が設けられる。次に、アセンブリはエポキシプラスチック化合物で封止される。
Ｙａｓｕｎａｇａらの米国特許第６５６３１９９号は、ワイヤを受け入れるための凹部があるリードを備えたリードフレームを開示しており、このワイヤは、半導体チップとの電気的接続のために樹脂内に収容することができる。
Ｍｉｎａｍｉｏらの米国特許第６６４２６０９号は、ランド電極を備えたリードを有するリードフレームを開示している。ランドリードはハーフカット部およびランド部を有し、樹脂成形プロセスで樹脂がランド電極まで達するのを防ぐために、ランド電極が封止シートに付着するように傾斜している。
Ｌｉｕらの米国特許第６７１３８３６号は、リードと、チップを接合できるダイパッドとがあるリードフレームを含むパッケージング構造を開示している。受動デバイスが接点パッド間に装着される。ボンディングワイヤがチップと受動デバイスとリードを接続し、これらのすべてが封止される。
Ｈｓｕらの米国特許出願公開第２００５／００３５４４８号は、キャリヤ、ダイ、受動部品、および導電ワイヤを含むチップパッケージ構造を開示している。受動部品の電極は、それぞれの導電ワイヤを介して電源およびグランドに結合される。
本明細書に含まれる例示的な実施形態は、以下の詳細な説明を添付の図面と併せ読めばより完全に理解されよう。
本発明の例示的な実施形態による集積コンデンサを有するセンサの絵画図である。 図２Ａは、コンデンサおよびリードフレームの上面図である。図２Ｂは、図２Ａのコンデンサおよびリードフレームの側面図である。 図３Ａは、導電性エポキシによってリードフレームに固定されたコンデンサの上面図である。図３Ｂは、図３Ａのアセンブリの側面図である。 本発明の例示的な実施形態による集積コンデンサを有するセンサの上面図である。 図４Ａのセンサの側面図である。 図４Ａのコンデンサの上面図である。 図４Ｃのコンデンサの側面図である。 本発明の例示的な実施形態による集積コンデンサを有するセンサの上面図である。 図４Ｅのセンサの側面図である。 図４Ａのセンサを製造するための例示的な一連のステップを示す流れ図である。図５Ａは、本発明の例示的な実施形態によるセンサを製造するための代替の一連のステップを示す流れ図である。図５Ｂは、本発明の例示的な実施形態によるセンサを製造するための別の一連のステップを示す流れ図である。 本発明の例示的な実施形態によるリードフレームに結合されたコンデンサの上面図である。 図６Ａのアセンブリの断面図である。 図６Ａのアセンブリを製造するための例示的な一連のステップを示す流れ図である。 図７Ａは、リードフレームに結合されたコンデンサの上面図である。図７Ｂは、図７Ａのアセンブリの断面図である。 図８Ａは、リードフレームに結合されたコンデンサの上面図である。図８Ｂは図８のアセンブリの、線Ａ−Ａに沿った断面図である。図８Ｃは図８のアセンブリの、線Ｂ−Ｂに沿った断面図である。 図９Ａはリードフレームに結合されたコンデンサの上面図である。 図９Ａのアセンブリの、線Ａ−Ａに沿った断面図である。 図９Ａのアセンブリの、線Ｂ−Ｂに沿った断面図である。 リードフレームに結合されたコンデンサの上面図である。 図９Ｄのアセンブリの、線Ａ−Ａに沿った断面図である。 図９Ｄのアセンブリの、線Ｂ−Ｂに沿った断面図である。 図９Ｄのアセンブリの絵画図である。 リードフレームに結合されたコンデンサの上面図である。 図１０のアセンブリの、線Ａ−Ａに沿った断面図である。 図１０のアセンブリの、線Ｂ−Ｂに沿った断面図である。 図１０のアセンブリの、線Ｃ−Ｃに沿った断面図である。 図１１Ａは、集積コンデンサを有するセンサの前面図である。図１１Ｂは、図１１Ａのセンサの側面図である。 従来技術のセンサの前面図である。 図１２Ａの従来技術のセンサの側面図である。 図１２Ａの従来技術のセンサの絵画図である。
図１は、本発明の例示的な実施形態による集積コンデンサ１０２ａ、１０２ｂを有する集積回路（ＩＣ）パッケージ１００を示す。図示の実施形態では、ＩＣパッケージ１００はダイ１０４を含み、ダイ１０４は、磁界を検出するための、あるいは対象物の動きに伴って変化しうる磁界の変化を検出するための磁気センサを有する。ダイ１０４、および１つまたは複数のコンデンサ１０２は、一連のリードフィンガ１０８を有するリードフレーム１０６上に配置することができる。
以下でより詳細に説明する例示的な実施形態による１つまたは複数のコンデンサ１０２を集積することによって、パッケージの垂直方向、または磁界は、既知のセンサパッケージと比較して、例えば増大するという影響を受けることが最少であるか、あるいは影響を受けない。当業者には理解されるように、センサＩＣでは、センサパッケージと対象物の間の距離を最短にすることが望ましい。
図２Ａおよび図２Ｂは、リードフレーム２０６によって画定された領域２０４内で、ＫＡＰＴＯＮテープなどのテープ２０２上に配置されたコンデンサ２００を示す。より具体的には、リードフレームは、コンデンサ２００のための領域２０４を形成するように形づくられ、切断され、あるいは別の方法で処理される。コンデンサ２００は、リードフレーム２０６の表面２０８よりも下にあり、そのため、リードフレーム上のコンデンサと比較するとパッケージの垂直寸法が低減されている。
コンデンサ２００は、ワイヤボンディング、ハンダ、導電性エポキシなどの適切な任意の技法を使用して、リードフレーム２０６に電気的に結合される。特定の実施形態では、温度サイクルの間の熱膨張率（ＣＴＥ）の不一致によって生じる熱膨張により、コンデンサまたはリードフレームとの境界面でハンダに亀裂が入る可能性が潜在的にあるので、ワイヤボンディングおよび／または導電性エポキシが好ましいことがある。
図３Ａおよび図３Ｂは、リードフレーム３０４の表面３０２よりも下に位置するコンデンサ３００を有するセンサの別の実施形態を示す。図示の実施形態では、コンデンサの底部３０６がリードフレーム３０４の底面３０８よりも下にある。コンデンサ３００をリードフレーム３０４に電気的に接続し固定するために、導電性エポキシ３１０が使用される。この構成では、パッケージ厚さに関して垂直方向にセンサのパッケージ本体のより多くを使用することができる。この方向は、当業者には容易に理解されるように、磁気センサの動作において重要な要素である。
例示的な実施形態では、コンデンサ３００は、リードフレーム３０２よりも下に配置され、このリードフレームに電気的に接続され、導電性エポキシ３１０によって所定の場所に固定される。一実施形態では、コンデンサ３００は、リードフレーム３０２の長手方向中心３１２を概して中心にして配置される。つまり、コンデンサの相等しい部分が、リードフレームの上面３１４より上と底面３１６より下とにある。しかし、他の実施形態では、コンデンサ３００をリードフレーム３０２に対して異なるように配置することができる。
例示的な一実施形態では、リードフレーム３０２に対してコンデンサ３００を位置付けるアセンブリ固定具３５０（図３Ｂ）が、アセンブリプロセス中にコンデンサ３００を所定の場所に固定するための凹部を設けるトレイ３５２含む。例えばシリコンであるダイもまた、リードフレームの別の部分の上に存在するが、図を見やすくするために示してない。トレイ３５２は、導電性エポキシ３１０が付けられ硬化する間コンデンサをリードフレーム３０２に対して所望の位置に配置するように位置付けることができる。エポキシまたは他の接続手段が硬化または凝固した後、トレイを取り外し、例えば成形コンパウンドをアセンブリの周囲にオーバモールドしてＩＣパッケージを形成することができる。
別の実施形態では、コンデンサをリードフレームに電気的に接続し固定するのにハンダが使用される。プラスチックパッケージの射出成形プロセス中に存在する機械的力に耐えることができる、他の適切な材料も使用されてよいことを理解されたい。
図４Ａおよび図４Ｂは、本発明の例示的な実施形態による第１および第２の集積コンデ
ンサ４０２ａ、４０２ｂと例示的な寸法とを有するＩＣパッケージ４００の別の実施形態を示す。ダイ４０４は、コンデンサ４０２をリードフレーム４０６の表面４１０よりも下に配置できるカットアウト領域４０８を有するリードフレーム４０６に接続される。プラスチックまたは他の材料を成形物４１２として使用してアセンブリを封止することができる。
図４Ｃおよび図４Ｄに示されるように、図示の実施形態では、コンデンサ４０２は、導電箔を備えたポリイミドテープ（ＫＡＰＴＯＮはポリイミドテープの商標名の１つである）などのテープ４１４上に装着される。連続リールを用いたテープ自動化ボンディングプロセス（ＴＡＢ）をコンデンサ４０２に使用することができる。この構成では、アセンブリは成形プロセス中、元のままである。コンデンサ４０２がリードフレーム表面４１０より下に配置されると、リードフレーム上に装着されたコンデンサを有するパッケージと比較して、必要なパッケージの厚さが低減される。
図４Ａおよび図４Ｂの例示的なパッケージで、集積コンデンサ４０２ａ、４０２ｂを有するＩＣパッケージ４００はホール効果センサである。当技術分野でよく知られているように、センサ４００は、磁界の変化を監視することによって対象物の動きを検出するのに有用である。
例示的なセンサパッケージ４００は、長さが約０．２４インチ（約０．６１０ｃｍ）、幅が約０．１８４インチ（約０．４６７ｃｍ）、深さすなわち厚さが約０．７６インチ（約１．９３ｃｍ）の寸法を有する。リードフレーム４０６は、厚さが約０．０１インチ（約０．０２５４ｃｍ）であり、コンデンサ４０２をリードフレーム表面よりも下に配置できるようにする約０．０４インチ（約０．１０２ｃｍ）のカットアウト領域を有する。
コンデンサによって得られる容量性インピーダンスは様々でありうる。一般に、その静電容量は約５００ｐＦから約２００ｎＦの範囲とすることができる。
図４Ｅ〜Ｆは、集積コンデンサ４０２ａ、４０２ｂを含む別のセンサパッケージの実施形態４５０を示し、集積コンデンサ４０２ａ、４０２ｂは、本発明の例示的な実施形態による渦電流を低減するための第１の溝４５４を備えたリードフレーム４５２を有する。他の実施形態では、別の溝４５６、４５８をリードフレーム内に設けることができる。センサ４５０は、図４Ａのセンサ４００との共通性をいくらか有しており、同じ参照番号は同じ要素を示す。
当技術分野ではよく知られているように、交流磁界（例えば、電流を搬送している導体を取り巻く磁界）の存在下では、交流渦電流が導電性リードフレーム４５２内に誘導することがある。渦電流は、小さな磁界を生じる傾向がある閉ループを形成し、その結果ホール効果素子は、そうでなければ感知するはずの磁界よりも小さな磁界を感知し、それによって感度が低くなる。さらに、渦電流と関連している磁界が均一でない場合、あるいはホール効果素子に関して対称でない場合には、ホール効果素子はまた、望ましくないオフセット電圧を発生させることもある。
１つまたは複数の溝４５４は、リードフレーム４５２内で渦電流が流れる閉ループのサイズ（例えば直径または経路長）を低減させる傾向がある。渦電流が流れる閉ループのサイズが縮小されると、より小さな渦電流になり、渦電流を誘導した交流磁界に及ぼす局所的影響がより小さくなることが理解されよう。したがって、ホール効果素子４６０を有する電流センサの感度が渦電流から受ける影響が、１つまたは複数の溝４５４により少なくなる。
ホール効果素子４６０を中心に回転する渦電流の代わりに、溝４５４によりホール素子の両側に渦電流が生じる。渦電流により生じる磁界は付加的であるが、総合磁界強度は、溝がない場合の単一の渦電流と比較して、各渦電流がより近接したことにより小さくなる。
ある特定の用途の必要に応じるために、任意の数の溝を多種多様な構成で形成できることを理解されたい。図４Ｅの例示的な実施形態では、第１、第２および第３の溝４５４、４５６、４５８が、ダイの中心に配置されたホール効果素子４６０に対してリードフレーム４５２内に形成されている。溝は渦電流の流れを低減させ、センサの総合性能を向上させる。
溝という用語は、リードフレームの伝導性の遮断を一般的に含むように広く解釈されるべきことを理解されたい。例えば、溝は、数個の相対的に大きな穴を含むとともに、相対的に高い密集度のより小さな穴を含むこともできる。加えて、溝という用語は、どんな特定の形状も指すものではない。例えば、溝は、先細り、長円形など多種多様の規則的な形状および不規則な形状を含む。さらに、１つまたは複数の溝の方向は様々であってよいことを理解されたい。また、１つまたは複数の溝をセンサの種類に基づいて配置することが望ましいことがあることも明らかであろう。
溝を付けたリードフレーム４５２は、例えばアルミニウム、銅、金、チタン、タングステン、クロム、および／またはニッケルを含む適切な導電材料の金属層から形成することができる。
図５は、１つまたは複数の集積コンデンサを有するセンサを提供するための、例示的な一連のステップを有する処理５００を示す。ステップ５０２で導電性エポキシが所望の位置に付けられ、ステップ５０４でダイがリードフレームに取り付けられる。ステップ５０６で、導電性エポキシによってコンデンサがリードフレームに取り付けられる。ステップ５０８でアセンブリを硬化させ、続いてステップ５１０でリードフィンガをダイにワイヤボンディングする。次にステップ５１２で、アセンブリは、例えばプラスチック材料でオーバモールドされ、ばり取り／めっきの仕上げステップ５１４、およびトリミング／シングレーション（シングレーション）の仕上げステップ５１６が後に続く。
別法として、ハンダボールおよび／またはハンダバンプがダイに付けられるフリップチップ取付けを用いることもでき、その後ダイはリードフレームに取り付けられる。コンデンサがリードフレームに取り付けられ、ハンダリフローの後にアセンブリのオーバモールドが続く。
図５Ａは、導電性エポキシの代わりにハンダが使用される、図５の処理５００の代替実施形態５５０を示す。図では同じ参照番号が同じ要素を示す。ステップ５５２で、ステップ５５４でのコンデンサの取付けのために、ハンダが所望の位置に印刷され、または別の方法で施される。ステップ５５６で、ダイはリードフレームに取り付けられた後、図５と同様な方法で硬化させることなどが続く。図５Ｂは、ワイヤボンディング中に亀裂が入ることを低減できる別の代替実施形態５６０を示す。ステップ５６２でエポキシが施され、ステップ５６４でダイが取り付けられる。次に、ステップ５６６でエポキシを硬化させた後、ステップ５６８でのワイヤボンディングが続く。次に、ステップ５７２でコンデンサが取り付けられ、ステップ５７４でアセンブリを硬化させた後、ステップ５１２でのモールディング、ステップ５１４でのばり取り／めっき、およびステップ５１６でのトリミング／シングレーションが続く。
図示のプロセスの実施形態は例示的なものであることを理解されたい。加えて、すべて
のステップが示されていないこともあり、例えば、一般にはパッケージをモールドした後にリードがめっきされ、トリミングされ、次に成形される。コンデンサを１つのタイプのハンダを用いて取り付けることも可能であり、次に第２のタイプのハンダを用いてリードフレームにダイをフリップチップ取付けることができる。さらに、各処理ステップは、どのハンダがより高いリフロー温度を有するかによって、順序を逆にすることもできる。温度が高い方のハンダが最初に使用されなければならない。ダイのフリップチップ取付けの場合には、エポキシ付のコンデンサもまた可能である。
コンデンサとリードフレームを固定し、かつ／または電気的に接続するのに、多様な取付け機構を使用できることを理解されたい。例示的な機構には、テープと導電エポキシ、ハンダ、テープとワイヤボンド、ＴＡＢ（テープ自動化ボンディング）、ならびに非導電性エポキシとワイヤボンディングが含まれる。
図６Ａおよび図６Ｂは、ダイ６０４、および構成部品６０６ａ、６０６ｂ、６０６ｃが取り付けられるリードフレーム６０２を含む半導体パッケージ構造６００を示す。一般に、コンデンサおよび受動デバイスなどの構成要素は、リードフレームおよびフィンガに結合させることができる。この構成は、受動部品などの構成要素のライフサイクルを向上させ、ノイズ低減能力を改善し、より多くのスペースをプリント回路基板上に生み出す。
一連の未取付けリードフィンガ６０８ａ、６０８ｂ、６０８ｃが、図示の実施形態でそれぞれの構成要素６０６ａ、６０６ｂ、６０６ｃを介してフィンガ〜リードフレーム接続を可能にするように、リードフレーム６０２に対して間隔を置いた関係に配置される。ダイ６０４は、リードフレーム６０２の上面６０２ａに配置され、１つまたは複数の構成要素６０６がリードフレームの底面６０２ｂに取り付けられる。構成要素６０６はまた、リードフィンガ６０８をリードフレーム６０２に電気的に接続するようにリードフィンガに結合させることもできる。例えば、ワイヤボンド６１０を使用して、ダイ６０４とリードフレームの間の電気的接続を行うことができる。
この構成では、スクリーン印刷、ディスペンシング（dispensing）、表面実装デバイス取付けなどの１つまたは複数の成熟した表面実装技術（ＳＭＴ）プロセスを用いて、受動部品の組込みをリードフレームパッド上で実現することができる。
リードフレーム６０２および／またはリードフィンガ６０８は、エッチング、スタンピング、研磨などを用いて製造することができる。受動部品６０６の取付けは、シングレーションプロセスが内部構成要素の品質に悪影響を及ぼさないように、シングレーション、およびパッケージ本体のモールディングの前に実施することができる。当技術分野で知られているように、また例えば、Ｄｒｕｓｓｅｌらの米国特許６８８６２４７号に開示されているように、シングレーションとは、基板材料からなるパネル内の相互接続されたＰＣＢからプリント基板を分離することを指す。
図６Ｃは、図６Ａおよび図６Ｂのアセンブリを製造するための例示的な一連のステップ６５０を示す。ステップ６５２でダイがリードフレームに取り付けられた後、ステップ６５４での硬化が続く。硬化の後、ステップ６５６でワイヤボンドが取り付けられ、次にステップ６５８でアセンブリがモールドされ、ステップ６６０でばり取り／めっきされる。ステップ６６２でハンダが印刷され、または別の方法で施された後、ステップ６６４での１つまたは複数のコンデンサの取付け、ハンダリフロー、および洗浄が続く。ステップ６６６でトリミングおよびシングレーションが実施される。図示の実施形態では、モールディングが完了した後にパッケージにコンデンサを取り付けるために、リードフレームの銅を露出させる。
図７Ａおよび図７Ｂは、集積手法を用いて設けられた埋込みコンデンサ７０２を有するアセンブリ７００を示す。ダイ７０４がリードフレーム７０６の上面７０６ａに配置され、リードフィンガ７０８ａ、７０８ｂ、７０８ｃがリードフレームに対して配置されている。コンデンサ７０２、または他の構成要素は、リードフレーム上の第１のボンディングパッド７１０上に配置された第１の端部７０２ａと、第１のリードフィンガ７０８ａ上の第２のボンディングパッド７１２上に配置された第２の端部７０２ｂとを有する。コンデンサ７０２を受けるために、リードフレームは、リードフレームの上面７０６ａより下に面がある低部７１４を有する。同様に、コンデンサの第２の端部７０２ｂを受けるために、第１のリードフィンガ７０８ａは、リードフィンガの上面７１８より下に低部７１６を有する。
この構成では、リードフレームの低部７１４、および第１のリードフィンガの低部７１６により、リードフレームの上面７０６ａに対してコンデンサの上面７２０の高さが低くされる。
コンデンサの例示的なインピーダンスの範囲は、約５００ｐＦから約１００ｎＦである。集積コンデンサを有するセンサを提供するのに様々なコンデンサの種類、および取付け技術の技法を使用できることを理解されたい。特定の一実施形態では、長さ１．６ｍｍ×幅０．８５ｍｍ×厚さ０．８６ｍｍの例示的な寸法を有する表面実装コンデンサが使用される。
図８Ａ〜Ｃは、図２Ａおよび図２Ｂのアセンブリとの共通性をいくらか有する別の実施形態７００’を示す。低部７１４’、７１６’は、それぞれのリードフレーム７０６’および第１のリードフィンガ７０８ａで四角にした溝として形成されている。
集積コンデンサを有する集積回路は、その入力部または出力部にバイパスコンデンサなどによるノイズフィルタリングを必要とする用途に有用である。例えば、ホール効果デバイスなどの位置センサは、自動車用途でバイパスコンデンサを使用することが多い。
図９Ａ〜Ｃは、第１および第２の集積構成要素８０２、８０４を有するアセンブリの別の実施形態８００を示す。ダイ８０５がリードフレーム８０６上に配置され、リードフレームから第１および第２のリードフィンガ８０８ａ、８０８ｂが延びている。リードフレーム８０６から分離した別のリードフィンガ８１０ａ〜ｅが、リードフレームに対して間隔が置かれている。第１および第２の構成要素８０２、８０４の端部を受けるために、第１の元のままのリードフィンガ８０８ａは、リードフィンガの外側領域上に第１および第２の低部８１２ａ、８１２ｂを有する。第１および第２の構成要素８０２、８０４の他方の端部を受けるために、第１および第２の切り離されたリードフィンガ８１０ａ、８１０ｂは、それぞれの低部８１４、８１６を有する。構成要素８０２、８０４は、図示した所望の電気的接続を行う。ワイヤボンド８１８は、リードフィンガとダイ８０５の間の電気的接続を行うことができる。
図示の実施形態では、リードフィンガ８０８ａ、８１０ａ、８１０ｂは、低部８１２、８１４、８１６を設けるために圧引加工される。圧引加工された低部に、例えばコンデンサ、インダクタ、抵抗などの構成要素を配置することによって、パッケージ全体の厚さが低減される。
このような構成は、パッケージ厚さを低減できるので、磁界センサに利点をもたらす。つまり、集積構成要素を有する本発明のセンサが、集積構成要素がない同等の従来のセンサと同じ厚さを有することができる。磁気ギャップは、磁気センサの重要なパラメータであり、パッケージ厚さを低減できることが磁気センサの設計向上を実現しうることは、当
業者には容易に理解される。
図９Ｄ〜Ｇは、磁気センサなど、パッケージ内に集積された第１および第２の構成要素８０２、８０４を有するアセンブリの別の実施形態８００’を示す。実施形態８００’は、図９Ａ〜Ｃの実施形態８００との類似性をいくらか有し、同じ参照番号が同じ要素を示す。構成要素８０２、８０４は、低部がないリードフレーム８０６’に固定される。構成要素８０２、８０４は、ダイ８０５の反対側に、様々なダイの場所をリードフィンガに接続するために使用されるワイヤボンド８１８に対して配置されている。構成要素８０２、８０４は、パッケージから延びるリード８２０に対してダイの反対側にある。図示の実施形態では、構成要素８０２、８０４に近いタイバー（tie bar）は、最終パッケージから
切断またはトリミングされている。構成要素８０２、８０４をダイ８０５の反対側に、外部リード８２０のに対して配置することによって、より小型のパッケージが実現される。
図１０Ａ〜Ｄは、図９Ｄ〜Ｆのアセンブリとの類似性をいくらか有する別の実施形態９００を示す。構成部品は、リードフレーム８０６’の反対側に、ダイ８０５’のように配置される。この構成は、磁石がデバイスの裏側に配置される磁気センサとの使用でデバイスを最適化し、リードは、センサのサイズを最適にするために９０°の角度に曲げられる（図６参照）。
図１１Ａ〜Ｂは、集積コンデンサを有する例示的なセンサパッケージ９５０を示しており、本体直径が、図１２Ａ〜Ｃに示された集積コンデンサなしの従来のセンサと比較して低減されている。リード９５２は、パッケージ本体９５４内でリードフレームから９０°曲げられている。一実施形態では、外部リード９５２は、図９Ｄに示されるように、集積コンデンサと同様にダイの反対側にある。本発明の集積コンデンサを用いて、このセンサは、堅牢で、ノイズがフィルタリングされる解決策を縮小サイズで提供する。例えば、図１２Ａ〜Ｃに示された同等の従来技術のセンサは約９．８ｍｍの直径を有するが、図１１Ａ、Ｂのセンサパッケージ９５０は約７．６ｍｍの直径を有することができる。
図１１Ａ〜Ｂのパッケージ９５０を製造するのに、リードは９０°で成形される／曲げられる。この部分は、パッケージ本体とリードを位置合わせするために、予備モールドされたハウジング内に挿入される。例えばホールセンサでは、磁石およびコンセントレータ（図示せず）を追加することができる。次にアセンブリがオーバモールドされる。
例示的な本発明の実施形態は、自動車用途など、様々な用途におけるシステム−イン−パッケージ（ＳｉＰ）技術に有用である。本発明のパッケージングは、受動部品のライフサイクルを最適化し、ノイズ低減能力を改善し、回路基板上により多くのスペースを生み出すことに寄与する。加えて、本発明は、スペース要件を緩和し、デバイスの感知能力を向上させるように構成要素の配置を最適化する。
別の実施形態では、センサは、センサ素子を有する第１のダイと、回路を有する第２のダイと、少なくとも１つの集積コンデンサとをリードフレーム上に含む。本明細書に含まれる例示的な実施形態ではホール効果センサの使用を論じているが、他の種類の磁界センサもまた、ホール素子の代わりに、またはそれと組み合わせて使用できることは当業者には明らかであろう。例えばデバイスは、異方性磁気抵抗（ＡＭＲ）センサ、および／または巨大磁気抵抗（ＧＭＲ）センサを使用することもできる。ＧＭＲセンサの場合では、ＧＭＲ素子は、複数の材料積層体、例えば線形スピンバルブ、トンネル磁気抵抗（ＴＭＲ）、またはコロッサル（colossal）磁気抵抗（ＣＭＲ）センサから構成されるセンサの範囲を含むものである。他の実施形態では、センサはバックバイアス磁石を含む。ダイは、シリコン、ＧａＡｓ、ＩｎＧａＡｓ、ＩｎＧａＡｓＰ、ＳｉＧｅ、または他の適切な材料から別個に形成することができる。
本発明の他の実施形態は、コンデンサなどの集積構成要素を有することが望ましい圧力センサ、および他の非接触センサのパッケージ全般を含む。
上述の実施形態に基づき、本発明のさらなる特徴および利点を当業者は理解されよう。したがって、本発明は、添付の特許請求の範囲に示したものを除き、特に図示し説明したものによっては限定されない。本明細書で引用したすべての刊行物および参考文献は、参照によりその全体を特定して組み込む。

Claims (24)

  1. 磁界センサ素子を支持するダイと、
    対向する第１の表面及び第２の表面並びにリードフィンガを有し、前記第１の表面で前記ダイを支持するリードフレームであって、前記リードフィンガのうちの少なくとも第１のリードフィンガ及び第２のリードフィンガは、互いに電気的に絶縁され、前記リードフレーム及び前記ダイに対する電気的接続を提供するように構成される、リードフレームと、
    ＩＣパッケージの集積部品であるように、前記リードフィンガのうちの前記第１のフィンガ及び前記第２のフィンガに結合された受動構成要素と、
    前記磁界センサ素子をバックバイアスする、前記リードフレームの前記第２の表面に隣接する磁石と
    を備える、センサ。
  2. 前記リードフレームは、前記ダイが支持される連続的な第１の部分を含み、前記リードフィンガのうちの前記第１のリードフィンガは前記第１の部分から延在する、請求項１に記載のセンサ。
  3. 前記ダイを前記リードフィンガのうちの前記第２のリードフィンガに接続するための接続手段をさらに含む、請求項２に記載のセンサ。
  4. 前記接続手段はワイヤボンドを含む、請求項３に記載のセンサ。
  5. 前記第１のリードフィンガは、前記受動構成要素が結合される低部を含む、請求項１に記載のセンサ。
  6. 前記低部における前記第１のリードフィンガの厚さは、前記低部に隣接する低部でない領域における前記第１のリードフィンガの厚さより小さい、請求項５に記載のセンサ。
  7. 前記リードフィンガは、前記リードフレームに対して約９０度曲げられる、請求項１に記載のセンサ。
  8. 前記リードフレームは、前記受動構成要素が配置されるカットアウト領域を有する、請求項１に記載のセンサ。
  9. 前記受動構成要素はコンデンサを含む、請求項１に記載のセンサ。
  10. 前記リードフレームは、渦電流を低減させるための少なくとも１つの溝を含む、請求項１に記載のセンサ。
  11. 前記磁界センサ素子は１つ又は複数のホール素子を含む、請求項１に記載のセンサ。
  12. 前記磁界センサ素子はＡＭＲ素子を含む、請求項１に記載のセンサ。
  13. 前記磁界センサ素子はＴＭＲ素子を含む、請求項１に記載のセンサ。
  14. 前記磁界センサ素子はＣＭＲ素子を含む、請求項１に記載のセンサ。
  15. 前記磁界センサ素子はＧＭＲ素子を含む、請求項１に記載のセンサ。
  16. 前記センサはフリップチップ構成を有する、請求項１に記載のセンサ。
  17. 前記センサは、前記磁界センサ素子と対象物との間の距離を最短にするように構成される、請求項１に記載のセンサ。
  18. 磁界センサ素子を支持するダイを用いるステップと、
    対向する第１の表面及び第２の表面並びにリードフィンガを有し、前記第１の表面で前記ダイを支持するリードフレームを用いるステップであって、前記リードフィンガのうちの少なくとも第１のリードフィンガ及び第２のリードフィンガは、互いに電気的に絶縁され、前記リードフレーム及び前記ダイに対する電気的接続を提供するように構成される、ステップと、
    ＩＣパッケージの集積部品であるように、前記リードフィンガのうちの前記第１のフィンガ及び前記第２のフィンガに結合された受動構成要素を用いるステップと、
    前記磁界センサ素子をバックバイアスする、前記リードフレームの前記第２の表面に隣接する磁石を用いるステップと
    を含む、方法。
  19. 前記リードフレームは、前記ダイが支持される連続的な第１の部分を含み、前記リードフィンガのうちの前記第１のリードフィンガは前記第１の部分から延在する、請求項１８に記載の方法。
  20. 前記第１のリードフィンガは、前記受動構成要素が結合される低部を含み、前記低部における前記第１のリードフィンガの厚さは、前記低部に隣接する低部でない領域における前記第１のリードフィンガの厚さより小さい、請求項１８に記載の方法。
  21. 前記リードフレームは、前記受動構成要素が配置されるカットアウト領域を有する、請求項１８に記載の方法。
  22. 前記磁界センサ素子は、ホール素子、ＡＭＲ素子、ＴＭＲ素子、ＣＭＲ素子又はＧＭＲ素子のうちの１つ又は複数を含む、請求項１８に記載の方法。
  23. 前記センサはフリップチップ構成を有する、請求項１８に記載の方法。
  24. 前記センサは、前記磁界センサ素子と対象物との間の距離を最短にするように構成される、請求項１８に記載の方法。
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