JP4314583B2 - 物理量センサの製造装置 - Google Patents
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Description
本発明は、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の製造装置に関するものである。
近年、携帯電話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或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。
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、地磁気の成分を３次元空間内のベクトルとして測定を行っている。
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、地磁気の成分を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った。従って、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）が好適に用いられる。
この物理量センサの内部には、例えば、複数の磁気センサチップ等の物理量センサチップが相互に傾斜して配されるように設けられている。このように、物理量センサチップを相互に傾斜させることで、３方向（水平面に沿うと共に互いに直交するＸＹ方向、該ＸＹ方向に直交するＺ方向）の磁気成分を検出し、検出した各値から地磁気の方向を３次元空間内のベクトルとして測定することが可能となる。特に、物理量センサチップを傾斜させているので、Ｚ方向への高さを抑えることができ、厚みを極力小さくすることができる。
なお、これら２つの傾斜面がなす角度は、０°〜９０°の範囲内とされており、２０°以上が好ましく、３０°以上であればさらに良好であるとされている。これは、角度が大きくなるにつれて、Ｚ方向に対する検出感度（Ｘ、Ｙ軸との分離による）が向上するためである。
なお、これら２つの傾斜面がなす角度は、０°〜９０°の範囲内とされており、２０°以上が好ましく、３０°以上であればさらに良好であるとされている。これは、角度が大きくなるにつれて、Ｚ方向に対する検出感度（Ｘ、Ｙ軸との分離による）が向上するためである。
更に、物理量センサチップを傾斜させた物理量センサは、厚みを極力小さくすることができることに加え、他の利点を有するものである。即ち、上記特許文献１に記載されているような片側ビーム構造の加速度センサ（物理量センサ）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）を傾斜させているので、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つことができると共に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。
この物理量センサチップを（相互に）傾斜させた物理量センサをより詳細に説明すると、物量センサチップは、図２０に示すように、通常、リードフレームのステージ部上に載置されている。また、このステージ部は、物理量センサチップ及びリードフレームを一体的に固定する樹脂モールド部の下面に向けて突出するように形成された突出部によって傾斜が支持されるようになっている。
ここで、ステージ部を傾斜させるには、まず、薄板状の金属板にステージ部を含むリードフレームをプレス加工等により形成する。次いで、ステージ部の先端側に、該ステージ部の下面側（裏面側）に突出する突出部を形成する。そして、所定の形状を有する金型により、リードフレームの上下から該リードフレームを挟み込んで固定する。この際、突出部の先端は、一方の金型の表面に押される。これにより、ステージ部は、基端側に連結された一対の連結部を結ぶ軸線回りに回転して曲げ加工され、図２０に示す状態となる。その後、金型の内部に樹脂を流し込んで固定する。
これにより、ステージ部は、図２０に示すように、先端側が樹脂モールド部の上面に向くように傾斜する形状となると共に、突出部によって傾斜が支持された状態となる。
特開平９−２９２４０８号公報
特開２００２−１５６２０４号公報
特開２００４−１２８４７３号公報
ここで、ステージ部を傾斜させるには、まず、薄板状の金属板にステージ部を含むリードフレームをプレス加工等により形成する。次いで、ステージ部の先端側に、該ステージ部の下面側（裏面側）に突出する突出部を形成する。そして、所定の形状を有する金型により、リードフレームの上下から該リードフレームを挟み込んで固定する。この際、突出部の先端は、一方の金型の表面に押される。これにより、ステージ部は、基端側に連結された一対の連結部を結ぶ軸線回りに回転して曲げ加工され、図２０に示す状態となる。その後、金型の内部に樹脂を流し込んで固定する。
これにより、ステージ部は、図２０に示すように、先端側が樹脂モールド部の上面に向くように傾斜する形状となると共に、突出部によって傾斜が支持された状態となる。
しかしながら、上記従来の方法では、上下の金型を使用してステージ部を傾斜させるため、リードフレームのステージ部の一部に突出部を設ける必要があり、そのため物理量センサのパッケージが大きくなってしまうという問題がある。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、物理量センサ自体の小型化を容易に図ることができ、コストを抑え迅速に製造することができる物理量センサの製造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、本発明は以下の手段を提供する。
請求項１に係る発明は、物理量センサチップが設置されたステージ部と、該ステージ部の近傍に配され、前記物理量センサチップに電気的に接続されたリードを有するフレーム部と、該フレーム部と前記ステージ部の一端とを連結する連結部とを備えた金属製薄板を、平坦面を有する基台に設置し、前記金属製薄板の全周を固定する設置・固定手段と、該設置・固定手段により前記金属製薄板が前記平坦面上に固定された状態で、前記金属製薄板の前記ステージ部の端部または前記ステージ部の近傍を、移動手段によって前記平坦面側に移動させ、この移動によって前記連結部を含む軸線を中心として前記連結部を屈曲させながら、前記ステージ部を前記フレーム部に対して傾斜させる傾斜手段と、該傾斜手段によって前記ステージ部が傾斜した状態で、樹脂を射出して前記金属製薄板をモールドするモールド手段とを備え、前記移動手段は、前記ステージ部の端部または前記ステージ部の近傍を吸引する吸引部を備え、前記ステージ部には、該ステージ部の下面側に向けて突出する突出部が形成されており、前記傾斜手段は、前記吸引部によって前記ステージ部の近傍に配された前記フレーム部の下面を吸引することにより、前記平坦面により前記突出部を押圧し、前記ステージ部の他端を持ち上げることを特徴とする。
請求項１に係る発明は、物理量センサチップが設置されたステージ部と、該ステージ部の近傍に配され、前記物理量センサチップに電気的に接続されたリードを有するフレーム部と、該フレーム部と前記ステージ部の一端とを連結する連結部とを備えた金属製薄板を、平坦面を有する基台に設置し、前記金属製薄板の全周を固定する設置・固定手段と、該設置・固定手段により前記金属製薄板が前記平坦面上に固定された状態で、前記金属製薄板の前記ステージ部の端部または前記ステージ部の近傍を、移動手段によって前記平坦面側に移動させ、この移動によって前記連結部を含む軸線を中心として前記連結部を屈曲させながら、前記ステージ部を前記フレーム部に対して傾斜させる傾斜手段と、該傾斜手段によって前記ステージ部が傾斜した状態で、樹脂を射出して前記金属製薄板をモールドするモールド手段とを備え、前記移動手段は、前記ステージ部の端部または前記ステージ部の近傍を吸引する吸引部を備え、前記ステージ部には、該ステージ部の下面側に向けて突出する突出部が形成されており、前記傾斜手段は、前記吸引部によって前記ステージ部の近傍に配された前記フレーム部の下面を吸引することにより、前記平坦面により前記突出部を押圧し、前記ステージ部の他端を持ち上げることを特徴とする。
この発明においては、設置・固定手段により、金属製薄板が基台に設置されて、クランプを利用して金属製薄板の全周が固定される。それから、傾斜手段により、ステージ部が移動手段によって回転させられて、フレーム部に対して傾斜する。すなわち、傾斜手段により、フレーム部の下面を吸引部によって吸引すると、フレーム部が平坦面に引き付けられる。そのため、突出部は、平坦面により押圧される。その結果、連結部を含む軸線を中心としてステージ部が回転し、その他端が持ち上げられるようにして、ステージ部が傾斜する。そして、モールド手段により、モールド領域に樹脂が射出され、複数のリードフレームがモールドされる。さらに、ダイシング手段により、モールド手段によって成型された樹脂モールド部およびフレーム部がダイシングされる。
これにより、従来のように突出部を設けることなく、ステージ部を容易に傾斜させることができる。
これにより、従来のように突出部を設けることなく、ステージ部を容易に傾斜させることができる。
請求項２に係る発明は、物理量センサチップが設置されたステージ部と、該ステージ部の近傍に配され、前記物理量センサチップに電気的に接続されたリードを有するフレーム部と、該フレーム部と前記ステージ部の一端とを連結する連結部とを備えた金属製薄板を、平坦面を有する基台に設置し、前記金属製薄板の全周を固定する設置・固定手段と、該設置・固定手段により前記金属製薄板が前記平坦面上に固定された状態で、前記金属製薄板の前記ステージ部の端部または前記ステージ部の近傍を、移動手段によって前記平坦面側に移動させ、この移動によって前記連結部を含む軸線を中心として前記連結部を屈曲させながら、前記ステージ部を前記フレーム部に対して傾斜させる傾斜手段と、該傾斜手段によって前記ステージ部が傾斜した状態で、樹脂を射出して前記金属製薄板をモールドするモールド手段とを備え、前記移動手段は、前記ステージ部の端部または前記ステージ部の近傍を吸引する吸引部を備え、前記ステージ部は、前記フレーム部に対して上方にオフセットされており、前記傾斜手段は、前記ステージ部の他端の下面を前記吸引部によって吸引して、前記ステージ部の他端を引き下げることを特徴とする。
この発明においては、設置・固定手段により、金属製薄板が基台に設置されて、クランプを利用して金属製薄板の全周が固定される。それから、傾斜手段により、ステージ部が移動手段によって回転させられて、フレーム部に対して傾斜する。すなわち、傾斜手段により、ステージ部の他端の下面を吸引部によって吸引すると、ステージ部の他端が平坦面に引き付けられる。そのため、連結部を含む軸線を中心としてステージ部が回転し、その他端が引き下げられるようにして、ステージ部が傾斜する。そして、モールド手段により、モールド領域に樹脂が射出され、複数のリードフレームがモールドされる。さらに、ダイシング手段により、モールド手段によって成型された樹脂モールド部およびフレーム部がダイシングされる。
これにより、従来のように突出部を設けることなく、ステージ部を容易に傾斜させることができる。
これにより、従来のように突出部を設けることなく、ステージ部を容易に傾斜させることができる。
請求項３に係る発明は、物理量センサチップが設置されたステージ部と、該ステージ部の近傍に配され、前記物理量センサチップに電気的に接続されたリードを有するフレーム部と、該フレーム部と前記ステージ部の一端とを連結する連結部とを備えた金属製薄板を、平坦面を有する基台に設置し、前記金属製薄板の全周を固定する設置・固定手段と、該設置・固定手段により前記金属製薄板が前記平坦面上に固定された状態で、前記金属製薄板の前記ステージ部の端部または前記ステージ部の近傍を、移動手段によって前記平坦面側に移動させ、この移動によって前記連結部を含む軸線を中心として前記連結部を屈曲させながら、前記ステージ部を前記フレーム部に対して傾斜させる傾斜手段と、該傾斜手段によって前記ステージ部が傾斜した状態で、樹脂を射出して前記金属製薄板をモールドするモールド手段とを備え、前記移動手段は、前記ステージ部の端部または前記ステージ部の近傍を吸引する吸引部を備え、前記ステージ部の一端には、該ステージ部の上面側に向けて斜めに延びる傾斜部が形成されており、前記傾斜手段は、前記傾斜部の下面を前記吸引部によって吸引して、前記傾斜部を引き下げることによって、前記ステージ部の他端を持ち上げることを特徴とする。
この発明においては、設置・固定手段により、金属製薄板が基台に設置されて、クランプを利用して金属製薄板の全周が固定される。それから、傾斜手段により、ステージ部が移動手段によって回転させられて、フレーム部に対して傾斜する。すなわち、傾斜手段により、傾斜部の下面を吸引部によって吸引すると、傾斜部が平坦面に引き付けられる。そのため、連結部を含む軸線を中心としてステージ部が回転し、その他端が持ち上げられるようにして、ステージ部が傾斜する。そして、モールド手段により、モールド領域に樹脂が射出され、複数のリードフレームがモールドされる。さらに、ダイシング手段により、モールド手段によって成型された樹脂モールド部およびフレーム部がダイシングされる。
これにより、従来のように突出部を設けることなく、ステージ部を容易に傾斜させることができる。
これにより、従来のように突出部を設けることなく、ステージ部を容易に傾斜させることができる。
請求項４に係る発明は、前記設置・固定手段が、前記平坦面に対して垂直に延びるクランプによって、前記金属製薄板の全周を固定することを特徴とする。
請求項５に係る発明は、前記モールド手段が、前記クランプと前記平坦面とによって区画されたモールド領域に樹脂を射出して前記金属性薄板をモールドすることを特徴とする。
本発明によれば、突出部を設けることなくステージ部を容易に傾斜させることが可能となるため、物理量センサ自体の小型化を容易に図ることができるだけでなく、製造コストを抑え迅速にその物理量センサを製造することができる。
（実施例）
以下、本発明の実施例における物理量センサの製造装置について、図面を参照して説明する。なお、本実施例では、物理量センサとして、地磁気を測定する三次元磁気センサを例にして説明する。
以下、本発明の実施例における物理量センサの製造装置について、図面を参照して説明する。なお、本実施例では、物理量センサとして、地磁気を測定する三次元磁気センサを例にして説明する。
最初に、本実施例における磁気センサの製造方法により製造される磁気センサについて述べる。図１において、符号１は、磁気センサ（物理量センサ）を示すものである。
磁気センサ１は、相互に傾斜させた２つのステージ部２と、これら２つのステージ部２の上面２ａにそれぞれ設置され、外部磁界の大きさ及び向きを測定する磁気センサチップ（物理量センサチップ）３と、この磁気センサチップ３にワイヤ４を介して電気的に接続されたリード５と、これらを一体的に固定する外装モールド部（樹脂モールド部）７とを備えている。そして外装モールド部７の側壁７ａは、その底面７ｂに対して垂直に延びるように構成されている。
この磁気センサ１は、上記ステージ部２及びリード５を有する図２に示すリードフレーム１０を利用して製造されるものである。
磁気センサ１は、相互に傾斜させた２つのステージ部２と、これら２つのステージ部２の上面２ａにそれぞれ設置され、外部磁界の大きさ及び向きを測定する磁気センサチップ（物理量センサチップ）３と、この磁気センサチップ３にワイヤ４を介して電気的に接続されたリード５と、これらを一体的に固定する外装モールド部（樹脂モールド部）７とを備えている。そして外装モールド部７の側壁７ａは、その底面７ｂに対して垂直に延びるように構成されている。
この磁気センサ１は、上記ステージ部２及びリード５を有する図２に示すリードフレーム１０を利用して製造されるものである。
そこで、次にこのリードフレーム１０について説明する。
このリードフレーム１０は、図３に示すように、銅板等の金属製薄板１４にプレス加工やエッチング加工等を施して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１４に複数のリードフレーム１０を形成しているが、その形成する数や位置は適宜変更可能である。
これら複数のリードフレーム１０は、図２に示すように、それぞれに、上面視矩形状に形成された上記２つのステージ部２と、これらステージ部２の周囲に配された複数の上記リード５を有するフレーム部１１と、一部のリード５とステージ部２とを連結すると共に、ステージ部２の基端部（ステージ部２の一端）２ｂにこのステージ部２を挟んで対向配置された一対の連結部１２とを備えている。
このリードフレーム１０は、図３に示すように、銅板等の金属製薄板１４にプレス加工やエッチング加工等を施して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１４に複数のリードフレーム１０を形成しているが、その形成する数や位置は適宜変更可能である。
これら複数のリードフレーム１０は、図２に示すように、それぞれに、上面視矩形状に形成された上記２つのステージ部２と、これらステージ部２の周囲に配された複数の上記リード５を有するフレーム部１１と、一部のリード５とステージ部２とを連結すると共に、ステージ部２の基端部（ステージ部２の一端）２ｂにこのステージ部２を挟んで対向配置された一対の連結部１２とを備えている。
上記フレーム部１１は、図３に示すように、平面視矩形の枠状に形成されており、複数のリードフレーム１０をそれぞれ囲むように形成されている。そして、フレーム部１１は、複数のリードフレーム１０の間に配されて、ステージ部２の近傍に設けられる兼用部１１ａと、ステージ部２の近傍であって金属製薄板１４の全周に位置する外周部（金属製薄板１４の全周）１１ｂとを備えている。
このフレーム部１１に設けられた複数のリード５のうちの一部のリード５は、図２に示すように、フレーム部１１にステージ部２を固定するための吊りリードとして機能するものであり、連結部１２を介してステージ部２に接続されている。
このフレーム部１１に設けられた複数のリード５のうちの一部のリード５は、図２に示すように、フレーム部１１にステージ部２を固定するための吊りリードとして機能するものであり、連結部１２を介してステージ部２に接続されている。
ステージ部２は、一つのリードフレーム１０内において、フレーム部１１の長手方向Ｆに沿って２つ並べられ、互いに先端部（ステージ部２の他端）２ｃ側が対向するように配されている。さらに、各ステージ部２は、先端部２ｃの両端を起点として、長手方向Ｆに沿って、対向するステージ部２側に延びる一対の突出部１５を備えている。これら突出部１５は、各ステージ部２と一体的に形成されており、突出部１５の基端側を曲げることにより、図４に示すように、下面２ｄ側に向けて突出するとともにステージ部２に対して傾斜した状態になっている。
また、各ステージ部２の上面２ａには、磁気センサチップ３がそれぞれ設置されるようになっている。これら磁気センサチップ３は、共に外部磁界の２方向の磁気成分に対して感応するものである。このうち一方の磁気センサチップ３は、図２に示すように、その感応方向が該磁気センサチップ３の表面に沿って互いに直交する方向（Ａ方向及びＢ方向）となっており、他方の磁気センサチップ３は、その感応方向が該磁気センサチップ３の表面に沿って互いに直交する方向（Ｃ方向及びＤ方向）となっている。なお、Ａ、Ｃ方向は、長手方向Ｆに直交する方向で互いに逆向きとなっており、Ｂ、Ｄ方向は、長手方向Ｆに平行な方向で互いに逆向きとなっている。
なお、他方の磁気センサチップ３は、Ｄ方向感度を持つだけのタイプであっても構わない。また、他方の磁気センサチップ３は、水平（平ら置き）に設置しても良い。
なお、他方の磁気センサチップ３は、Ｄ方向感度を持つだけのタイプであっても構わない。また、他方の磁気センサチップ３は、水平（平ら置き）に設置しても良い。
さらに、上記連結部１２には、その側面に設けられた凹状の切り欠きによりリード５の他の部分よりも薄く形成されたねじれ部２０が設けられており、このねじれ部２０は、突出部１５よりも容易に変形してねじれ易くなっている。これにより、下面２ｄから上面２ａに向けて突出部１５を押圧すると、ねじれ部２０がねじれて、ねじれ部２０を通る軸線Ｌを中心に、ステージ部２が回転するようになっている。
次いで、上述したリードフレーム１０を利用して、磁気センサ１を製造する方法について以下に説明する。
まず、プレス加工やエッチング加工等により、図３に示すように、上述したリードフレーム１０を金属製薄板１４に複数形成する（形成加工工程）。
そして、ステージ部２の上面２ａに磁気センサチップ３をそれぞれ接着する（接着工程）。この際、感応方向が図２に示す方向となるように、磁気センサチップ３を接着する。
次いで、ワイヤ４により、磁気センサチップ３のボンディングパッド９とリード５とを接続する（接続工程）。これにより、磁気センサチップ３と複数のリード５とを互いに電気的に接続することができる。なお、ワイヤ４を接続する際には、ステージ部２を傾斜させたときに、ワイヤ４と磁気センサチップ３とのボンディング部分、及びリード５とのボンディング部分が互いに変化するため、ワイヤ４の材質は、曲げ易く柔らかいことが好ましい。
まず、プレス加工やエッチング加工等により、図３に示すように、上述したリードフレーム１０を金属製薄板１４に複数形成する（形成加工工程）。
そして、ステージ部２の上面２ａに磁気センサチップ３をそれぞれ接着する（接着工程）。この際、感応方向が図２に示す方向となるように、磁気センサチップ３を接着する。
次いで、ワイヤ４により、磁気センサチップ３のボンディングパッド９とリード５とを接続する（接続工程）。これにより、磁気センサチップ３と複数のリード５とを互いに電気的に接続することができる。なお、ワイヤ４を接続する際には、ステージ部２を傾斜させたときに、ワイヤ４と磁気センサチップ３とのボンディング部分、及びリード５とのボンディング部分が互いに変化するため、ワイヤ４の材質は、曲げ易く柔らかいことが好ましい。
次いで、図５に示すように、接続工程を経た後の金属製薄板１４を、基台１７の所定の位置に設置する。この基台１７は、平坦面１８を備えており、この平坦面１８上に、金属製薄板１４が設置されるようになっている。また、基台１７には、金属製薄板１４を設置したときの兼用部１１ａに対応させて、吸引孔２２が形成されている。この吸引孔２２の一端は平坦面１８から開放されており、他端には吸引装置（移動手段、吸引部）２３が連結されている。
このように構成された基台１７の平坦面１８上の所定の位置に、金属製薄板１４を載置する。そして、金属製薄板１４の外周部１１ｂのサイズに合わせた枠状のクランプ２５により、外周部１１ｂを平坦面１８に押し付けて金属製薄板１４を固定する（設置・固定工程）。このとき、外周部１１ｂ平坦面１８に押し付けられて、外周部１１ｂの近くに設けられたステージ部２の突出部１５が、平坦面１８によって上方に向けて押圧される。これにより、それらステージ部２は、ねじれ部２０がねじられながら、先端部２ｃが持ち上げられるようにして、軸線Ｌを中心に相対的に回転する。そのため、ステージ部２は、フレーム部１１に対して、傾斜した状態になる。一方、外周部１１ｂから遠く、金属製薄板１４の中央の近くに設けられたステージ部２は、兼用部１１ａが押さえられておらずフリーな状態にあるため、突出部１５によって平坦面１８から浮いた状態で支持される。これにより、兼用部１１ａが吸引孔２２に対向する位置で、金属製薄板１４が固定される。このときのクランプ２５の内壁は、平坦面１８に対して垂直に延びた状態になっている。
これら設置・固定工程の後、吸引装置２３を駆動する。すると、吸引孔２２を介して、兼用部１１ａの下面（フレーム部１１の下面）２７側を吸い込む。そのため、吸引孔２２に圧力差が生じ、吸引孔２２に対向する位置に配された兼用部１１ａが、吸引孔２２を介して吸引装置２３に吸引される。そのため、兼用部１１ａは、図６に示すように、平坦面１８側に移動し、平坦面１８に密着する。そして、金属製薄板１４の全体が平坦面１８に接触した状態になる。このとき、突出部１５が平坦面１８によって上方に向けて押圧され、これにより、平坦面１８から浮いた状態になっていたステージ部２は、ねじれ部２０がねじられながら、先端部２ｃが持ち上げられるようにして、軸線Ｌを中心に相対的に回転する。その結果、全てのステージ部２が、フレーム部１１に対して、傾斜した状態になる（傾斜工程）。
この傾斜工程の後の工程は、いわゆるＭＡＰ方式と呼ばれるものである。すなわち、クランプ２５の内壁と平坦面１８とによって区画されたモールド領域３１に樹脂を流し込み、所定の時間おくことによって、図７に示すように、磁気センサチップ３やステージ部２、リード５などを覆う外装モールド部７を形成する。これにより、磁気センサチップ３が、相互に傾斜した状態で、外装モールド部７の内部に固定されることになる（モールド工程）。なお、この樹脂は、該樹脂の流動によって磁気センサチップ３及びステージ部２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。外装モールド部７が形成された後、クランプ２５を取り外す。すると、外装モールド部７の側壁７ａは、図８に示すように、その底面７ｂに対して、垂直に延びた状態になる。
さらに、クランプ２５を取り外した後、それぞれのリードフレーム１０に合わせて、外装モールド部７およびフレーム部１１を、ブレード２５により切断する（ダイシング工程）。これにより、各リードフレーム１０ごとに切り分けられ、それぞれの外装モールド部７の底面７ｂに対して垂直に延びた側壁７ａを備える磁気センサ１が得られる。
以上より、兼用部１１ａの下面２７を吸引することにより、従来のような突出部を不要としつつ、ステージ部２を容易に傾斜させることができる。そのため、磁気センサ1の小型化を容易に図ることができるだけでなく、コストを抑え短時間で容易に磁気センサ１を製造することができる。
また、従来は、ステージ部２を傾斜させるために、上下の型を使って挟みこんでいたため、上述のＭＡＰ方式を採用することができなかった。そして、上下の型を使うと、外装モールド部７に離型のための抜き勾配を設ける必要があるため、外装モールド部７の底面７ｂの面積を小さくするのにも限界があった。本実施例によれば、上下の型を使わないでも容易にステージ部２を傾斜させるという、さらに別の効果も得ることができるため、ＭＡＰ方式を採用することができる。そのため、外装モールド部７の底面７ｂの面積を小さくすることができ、磁気センサ１のさらなる小型化を図ることができる。
また、従来は、ステージ部２を傾斜させるために、上下の型を使って挟みこんでいたため、上述のＭＡＰ方式を採用することができなかった。そして、上下の型を使うと、外装モールド部７に離型のための抜き勾配を設ける必要があるため、外装モールド部７の底面７ｂの面積を小さくするのにも限界があった。本実施例によれば、上下の型を使わないでも容易にステージ部２を傾斜させるという、さらに別の効果も得ることができるため、ＭＡＰ方式を採用することができる。そのため、外装モールド部７の底面７ｂの面積を小さくすることができ、磁気センサ１のさらなる小型化を図ることができる。
さらに、磁気センサチップ３により、地磁気の方向を３次元空間内のベクトルとして検出でき、測定した地磁気の方位を図示しない表示パネル等に表示することができる。そのため、携帯端末装置などに本磁気センサ１を設置することにより、地磁気を利用した各種のナビゲーション機能を付加することができる。
なお、上記の実施例においては、突出部１５を、ステージ部２の先端部２ｃの両端に一対設けるとしたが、これに限ることはなく、その設置位置や設置数は適宜変更可能である。
また、磁気センサチップ３を上面２ａに設置するとしたが、これに限ることはなく、下面２ｄに設置するようにしてもよい。これにより、突出部１５とワイヤ４とが干渉することなく、磁気センサチップ３とリード５との接続を容易にすることができる。
さらに、吸引孔２２および吸引装置２３を設けるとしたが、これに限ることはなく、吸引部としての構成は適宜変更可能である。例えば、吸引部として、磁石を基台に設け、この磁石の磁力により吸引するようにしてもよい。磁石は、永久磁石であっても、電磁石であってもよいが、電磁石にした方が、吸引タイミングや吸引力などを調整し易くすることができるだけでなく、通電を切ることにより、リードフレーム１０や磁気センサ１を取り外し易くすることができる。
また、傾斜工程において、兼用部１１ａを平坦面１８に密着させるようにしたが、これに限ることはなく、平坦面１８から兼用部１１ａを浮かせた状態であってもよい。
また、磁気センサチップ３を上面２ａに設置するとしたが、これに限ることはなく、下面２ｄに設置するようにしてもよい。これにより、突出部１５とワイヤ４とが干渉することなく、磁気センサチップ３とリード５との接続を容易にすることができる。
さらに、吸引孔２２および吸引装置２３を設けるとしたが、これに限ることはなく、吸引部としての構成は適宜変更可能である。例えば、吸引部として、磁石を基台に設け、この磁石の磁力により吸引するようにしてもよい。磁石は、永久磁石であっても、電磁石であってもよいが、電磁石にした方が、吸引タイミングや吸引力などを調整し易くすることができるだけでなく、通電を切ることにより、リードフレーム１０や磁気センサ１を取り外し易くすることができる。
また、傾斜工程において、兼用部１１ａを平坦面１８に密着させるようにしたが、これに限ることはなく、平坦面１８から兼用部１１ａを浮かせた状態であってもよい。
さらに、リードフレーム１０の形状は適宜変更可能である。例えば、突出部１５を設けることなく、図９に示すように、互いのステージ部２を一体的に連結するステージ連結部４０を設けるようにする。そして、ステージ連結部４０の長手方向Ｆの両端に、長手方向Ｆに直交する方向に延びるスリット４１を設ける。これらスリット４１は、厚さ寸法の小さい薄圧部としてもよい。さらに、連結部１２を介してステージ部２に接続されたリード５には、上方に向けて傾斜するリード傾斜部４２を設け、ステージ部２を上方にオフセットする。
このような構成のもと、図１０に示すように、上記接続工程を経た後の金属製薄板１４を、基台１７の所定の位置に設置して固定すると、ステージ連結部４０が、吸引孔２２に対向する位置に配される（設置・固定工程）。そして、吸引装置２３を駆動し、ステージ部２の近傍であるステージ連結部４０を吸引する。すると、ステージ部２は、その先端部２ｃが引き下げられるようにして傾斜する（傾斜工程）。すなわち、ステージ連結部４０が吸引されると、ステージ部２の先端部２ｃがスリット４１の軸線を中心として屈曲するとともに、リード傾斜部４２の基端部とねじれ部２０とが屈曲しながら、ステージ部２が傾けられていき、ステージ連結部４０が平坦面１８に密着する。そして、このように密着した状態で、樹脂を流してモールド（モールド工程）し、上記と同様にして、磁気センサ１が得られる。
以上より、迅速かつ確実にステージ部２を傾斜させることができる。
以上より、迅速かつ確実にステージ部２を傾斜させることができる。
（実施例２）
図１１および図１２は、本発明の第２の実施例を示したものである。
図１１および図１２において、図１から図８に記載の構成要素と同一部分については同一符号を付し、その説明を省略する。
この実施例と上記第１の実施例とは基本的構成や工程は同一であり、以下の点においてのみ相違した構成とするものである。すなわち、ステージ部２の基端部２ｂが、上方に向けて立ち上げられた支持壁部２９の上端に連結されており、これにより、リードフレーム１０は、ステージ部２がフレーム部１１に対して、上方にオフセットされて構成されている。そして、このような構成のリードフレーム１０が、形成加工工程によって形成される。
図１１および図１２は、本発明の第２の実施例を示したものである。
図１１および図１２において、図１から図８に記載の構成要素と同一部分については同一符号を付し、その説明を省略する。
この実施例と上記第１の実施例とは基本的構成や工程は同一であり、以下の点においてのみ相違した構成とするものである。すなわち、ステージ部２の基端部２ｂが、上方に向けて立ち上げられた支持壁部２９の上端に連結されており、これにより、リードフレーム１０は、ステージ部２がフレーム部１１に対して、上方にオフセットされて構成されている。そして、このような構成のリードフレーム１０が、形成加工工程によって形成される。
さらに、本実施例においては、吸引孔２２の一端に、蓋部３５が設けられており、この蓋部３５は、ヒンジ部によって、吸引孔２２の一端を開閉するように回転可能に支持されている。すなわち、蓋部３５は、吸引孔２２の一端を塞いで蓋をする閉塞位置と、吸引孔２２の内部に配されて、吸引孔２２の一端を開放する開放位置との間を移動するようになっている。さらに、蓋部３５は、自然状態において閉塞位置に配されるように、不図示の弾性部材により常に付勢された状態になっている。このような吸引孔２２が、ステージ部２の先端部２ｃに対応するように設けられており、金属製薄板１４を基台１７の所定の位置に設置すると、吸引孔２２とステージ部２の先端部２ｃとが互いに対向して配置されるようになっている。
そして、上記と同様に設置・固定工程を経た後、吸引装置２３を駆動する。すると、吸引装置２３の吸引力により、蓋部３５が弾性部材の付勢力に抗して開放位置に配され、これら開放された吸引孔２２を介して、ステージ部２の先端部２ｃの下面２ｄ側が吸い込まれる。そのため、吸引孔２２に圧力差が生じ、図１２に示すように、先端部２ｃが吸引孔２２を介して吸引装置２３に吸引されて平坦面１８側に移動する。すると、ステージ部２は、ねじれ部２０がねじられながら、先端部２ｃが引き下げられるようにして、軸線Ｌを中心に相対的に回転する。その結果、全てのステージ部２が、フレーム部１１に対して、傾斜した状態になる（傾斜工程）。
さらに、上記と同様に、モールド工程およびダイシング工程を経て、磁気センサ１が製造される。
さらに、上記と同様に、モールド工程およびダイシング工程を経て、磁気センサ１が製造される。
以上より、上記と同様、簡易な構成により確実にステージ部２を傾斜させることができる。
（実施例３）
図１３および図１４は、本発明の第３の実施例を示したものである。
図１３および図１４において、図１から図８に記載の構成要素と同一部分については同一符号を付し、その説明を省略する。
本実施例においては、リード５がＬ字状に形成されており、フレーム部１１に対して、上方に突出した状態になっている。そして、このリード５の上端と、ステージ部２の基端部２ｂとが、長手方向Ｆに沿って延びる連結部１２によって連結されている。これにより、ステージ部２がフレーム部１１に対して上方にオフセットされている。
このような構成のリードフレーム１０が、形成加工工程によって形成され、上記と同様の工程により、磁気センサ１が得られる。
図１３および図１４は、本発明の第３の実施例を示したものである。
図１３および図１４において、図１から図８に記載の構成要素と同一部分については同一符号を付し、その説明を省略する。
本実施例においては、リード５がＬ字状に形成されており、フレーム部１１に対して、上方に突出した状態になっている。そして、このリード５の上端と、ステージ部２の基端部２ｂとが、長手方向Ｆに沿って延びる連結部１２によって連結されている。これにより、ステージ部２がフレーム部１１に対して上方にオフセットされている。
このような構成のリードフレーム１０が、形成加工工程によって形成され、上記と同様の工程により、磁気センサ１が得られる。
以上より、上記と同様の効果を奏することができるだけでなく、磁気センサチップ３の上面と、リード５の表面との高さをほぼ合わせることができ、磁気センサチップ３とリード５との接続を容易にすることができる。さらに、ワイヤ４の長さを短くするとともに、磁気センサチップ３の傾斜時のワイヤ変形量を減少させることができ、信頼性を向上させることができる。
（実施例４）
図１５から図１７は、本発明の第４の実施例を示したものである。
図１５から図１７において、図１から図８に記載の構成要素と同一部分については同一符号を付し、その説明を省略する。
本実施例においては、図１５および図１６に示すように、ステージ部２の近傍であって、このステージ部２の基端部２ｂに、上面２ａ側に外方に向けて斜めに延びる傾斜部３３が形成されている。そして、このような構成のリードフレーム１０が形成加工工程により形成される。
図１５から図１７は、本発明の第４の実施例を示したものである。
図１５から図１７において、図１から図８に記載の構成要素と同一部分については同一符号を付し、その説明を省略する。
本実施例においては、図１５および図１６に示すように、ステージ部２の近傍であって、このステージ部２の基端部２ｂに、上面２ａ側に外方に向けて斜めに延びる傾斜部３３が形成されている。そして、このような構成のリードフレーム１０が形成加工工程により形成される。
また、本実施例においては、吸引孔２２が、傾斜部３３に対応するように設けられており、金属製薄板１４を基台１７の所定の位置に設置すると、吸引孔２２と傾斜部３３とが互いに対向して配置されるようになっている。
そして、上記と同様に設置・固定工程を経た後、吸引装置２３を駆動すると、吸引孔２２を介して、傾斜部３３の下面３３ａ側が吸い込まれる。そのため、図１７に示すように、傾斜部３３が吸引孔２２に吸引されて下面３３ａが平坦面１８側に移動する。このとき、ねじれ部２０がねじられながら、ステージ部２が相対的に回転し、先端部２ｃが持ち上げられていく。そして、傾斜部３３が平坦面１８に密着すると、傾斜部３３はフレーム部１１と面一になるように配され、これにより、全てのステージ部２が、先端部２ｃを持ち上げるようにして、フレーム部１１に対して、傾斜した状態になる（傾斜工程）。
さらに、上記と同様に、モールド工程およびダイシング工程を経て、磁気センサ１が製造される。
さらに、上記と同様に、モールド工程およびダイシング工程を経て、磁気センサ１が製造される。
以上より、上記と同様、簡易な構成により確実にステージ部２を傾斜させることができる。
（実施例５）
図１８及び図１９は、本発明の第５の実施例を示したものである。
図１８及び図１９において、図１から図８に記載の構成要素と同一部分については同一符号を付し、その説明を省略する。
本実施例においては、設置・固定工程によって固定された状態の金属製薄板１４が、複数の押圧ピン（移動手段）４６によって、平坦面１８と直交する方向に押圧されるようになっている。
押圧ピン４６は、柱状に延ばされて形成されており、これら押圧ピン４６は、矩形格子状に形成された支持フレーム４５によって、この支持フレーム４５と直交する方向に向けられて支持されている。そして、支持フレーム４５を基台１７上の所定の位置に配すると、基台１７上に固定された縦横方向に延びる兼用部１１ａのそれぞれの交点に、押圧ピン４６が対向配置されるようになっている。
図１８及び図１９は、本発明の第５の実施例を示したものである。
図１８及び図１９において、図１から図８に記載の構成要素と同一部分については同一符号を付し、その説明を省略する。
本実施例においては、設置・固定工程によって固定された状態の金属製薄板１４が、複数の押圧ピン（移動手段）４６によって、平坦面１８と直交する方向に押圧されるようになっている。
押圧ピン４６は、柱状に延ばされて形成されており、これら押圧ピン４６は、矩形格子状に形成された支持フレーム４５によって、この支持フレーム４５と直交する方向に向けられて支持されている。そして、支持フレーム４５を基台１７上の所定の位置に配すると、基台１７上に固定された縦横方向に延びる兼用部１１ａのそれぞれの交点に、押圧ピン４６が対向配置されるようになっている。
すなわち、設置・固定工程によって、上記のように金属製薄板１４が固定した後、図１８に示すように、支持フレーム４５を上記所定の位置に配し、支持フレーム４５を基台１７に向けて上記直交する方向のうちの下方に移動させる。すると、押圧ピン４６の先端が、あるタイミングで兼用部１１ａのそれぞれの交点に接触し、それら交点を下方に押圧する。そして、支持フレーム４５をさらに下方に移動させると、兼用部１１ａが下方に押圧されて平坦面１８側に移動する。そのため、図１９に示すように、ねじれ部２０がねじられながら、先端部２ｃが持ち上げられるようにして、ステージ部２が、軸線Ｌを中心に相対的に回転する。そして、支持フレーム４５をクランプ２５上の所定の位置に固定すると、兼用部１１ａが平坦面１８に密着し、ステージ部２が、フレーム部１１に対して、傾斜した状態になる（傾斜工程）。
これら傾斜した状態で、樹脂を流してモールド（モールド工程）し、支持フレーム４５を取り外して、上記と同様に、ダイシング工程を経て、磁気センサ１が得られる。
これら傾斜した状態で、樹脂を流してモールド（モールド工程）し、支持フレーム４５を取り外して、上記と同様に、ダイシング工程を経て、磁気センサ１が得られる。
以上より、簡易な構成により、迅速かつ確実にステージ部２を傾斜させることができる。
なお、本実施例において、支持フレーム４５を矩形格子状としたが、これに限ることはなく、例えば板状のように、その形状は適宜変更可能である。
また、押圧ピン４６が兼用部１１ａの交点を押圧するとしたが、これに限ることはなく、適宜変更可能である。例えば、兼用部１１ａの全長にわたって所定の間隔を空けて押圧するようにしてもよい。
なお、本実施例において、支持フレーム４５を矩形格子状としたが、これに限ることはなく、例えば板状のように、その形状は適宜変更可能である。
また、押圧ピン４６が兼用部１１ａの交点を押圧するとしたが、これに限ることはなく、適宜変更可能である。例えば、兼用部１１ａの全長にわたって所定の間隔を空けて押圧するようにしてもよい。
また、上記第１から第５の実施例においては、磁気センサ１を例にとって説明したが、本発明は磁気センサ１に限定されるものではなく、加速度センサなど様々な物理量センサにも適用できることは言う迄もない。
また、本発明の技術範囲は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
また、本発明の技術範囲は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
１ 磁気センサ（物理量センサ）；２ ステージ部；２ｂ 基端部（ステージ部の一端）；２ｃ 先端部（ステージ部の他端）；３ 磁気センサチップ（物理量センサチップ）；５ リード；７ 外装モールド部（樹脂モールド部）；１０ リードフレーム；１１ フレーム部；１１ｂ 外周部（金属製薄板の全周）；１２ 連結部；１４ 金属製薄板；１５ 突出部；１７ 基台；１８ 平坦面；２３ 吸引装置（移動手段、吸引部）；２５ クランプ；２７ 下面（フレーム部の下面）；３１ モールド領域；３３ 傾斜部；３３ａ 下面（傾斜部の下面）；４６ 押圧ピン（移動手段）；Ｌ 軸線
Claims (5)
- 物理量センサチップが設置されたステージ部と、該ステージ部の近傍に配され、前記物理量センサチップに電気的に接続されたリードを有するフレーム部と、該フレーム部と前記ステージ部の一端とを連結する連結部とを備えた金属製薄板を、平坦面を有する基台に設置し、前記金属製薄板の全周を固定する設置・固定手段と、
該設置・固定手段により前記金属製薄板が前記平坦面上に固定された状態で、前記金属製薄板の前記ステージ部の端部または前記ステージ部の近傍を、移動手段によって前記平坦面側に移動させ、この移動によって前記連結部を含む軸線を中心として前記連結部を屈曲させながら、前記ステージ部を前記フレーム部に対して傾斜させる傾斜手段と、
該傾斜手段によって前記ステージ部が傾斜した状態で、樹脂を射出して前記金属製薄板をモールドするモールド手段とを備え、
前記移動手段は、前記ステージ部の端部または前記ステージ部の近傍を吸引する吸引部を備え、
前記ステージ部には、該ステージ部の下面側に向けて突出する突出部が形成されており、
前記傾斜手段は、前記吸引部によって前記ステージ部の近傍に配された前記フレーム部の下面を吸引することにより、前記平坦面により前記突出部を押圧し、前記ステージ部の他端を持ち上げることを特徴とする物理量センサの製造装置。 - 物理量センサチップが設置されたステージ部と、該ステージ部の近傍に配され、前記物理量センサチップに電気的に接続されたリードを有するフレーム部と、該フレーム部と前記ステージ部の一端とを連結する連結部とを備えた金属製薄板を、平坦面を有する基台に設置し、前記金属製薄板の全周を固定する設置・固定手段と、
該設置・固定手段により前記金属製薄板が前記平坦面上に固定された状態で、前記金属製薄板の前記ステージ部の端部または前記ステージ部の近傍を、移動手段によって前記平坦面側に移動させ、この移動によって前記連結部を含む軸線を中心として前記連結部を屈曲させながら、前記ステージ部を前記フレーム部に対して傾斜させる傾斜手段と、
該傾斜手段によって前記ステージ部が傾斜した状態で、樹脂を射出して前記金属製薄板をモールドするモールド手段とを備え、
前記移動手段は、前記ステージ部の端部または前記ステージ部の近傍を吸引する吸引部を備え、
前記ステージ部は、前記フレーム部に対して上方にオフセットされており、
前記傾斜手段は、前記ステージ部の他端の下面を前記吸引部によって吸引して、前記ステージ部の他端を引き下げることを特徴とする物理量センサの製造装置。 - 物理量センサチップが設置されたステージ部と、該ステージ部の近傍に配され、前記物理量センサチップに電気的に接続されたリードを有するフレーム部と、該フレーム部と前記ステージ部の一端とを連結する連結部とを備えた金属製薄板を、平坦面を有する基台に設置し、前記金属製薄板の全周を固定する設置・固定手段と、
該設置・固定手段により前記金属製薄板が前記平坦面上に固定された状態で、前記金属製薄板の前記ステージ部の端部または前記ステージ部の近傍を、移動手段によって前記平坦面側に移動させ、この移動によって前記連結部を含む軸線を中心として前記連結部を屈曲させながら、前記ステージ部を前記フレーム部に対して傾斜させる傾斜手段と、
該傾斜手段によって前記ステージ部が傾斜した状態で、樹脂を射出して前記金属製薄板をモールドするモールド手段とを備え、
前記移動手段は、前記ステージ部の端部または前記ステージ部の近傍を吸引する吸引部を備え、
前記ステージ部の一端には、該ステージ部の上面側に向けて斜めに延びる傾斜部が形成されており、
前記傾斜手段は、前記傾斜部の下面を前記吸引部によって吸引して、前記傾斜部を引き下げることによって、前記ステージ部の他端を持ち上げることを特徴とする物理量センサの製造装置。 - 前記設置・固定手段は、前記平坦面に対して垂直に延びるクランプによって、前記金属製薄板の全周を固定することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の物理量センサの製造装置。
- 前記モールド手段は、前記クランプと前記平坦面とによって区画されたモールド領域に樹脂を射出して前記金属性薄板をモールドすることを特徴とする請求項４に記載の物理量センサの製造装置。
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