JP4786986B2 - 電子部品 - Google Patents

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Description

電子部品内のリードフレーム上へ複数の素子をマウントする方法と、各素子の端子の接続方法に関する。より詳細には、上記複数の素子がセンサであり、位置検出や回転検出など様々な用途に使われる電子部品に関する。
近年、様々なセンサがあらゆるところで用いられるようになっている。
例えば、デジタルカメラの手ブレ補正機構では、瞬時に高精度な位置検出を行う必要があり、それと同時に機器全体の小型化の要求が強いので、センサ自体の小型化が要求されている。さらには、長寿命化、埃や油（グリース）などの影響を受けにくいなど様々な要求がある。
上記のような要求をみたすために、磁気センサを用いた位置検出方法などが知られている。例えば、特許文献１等に記載されている方法をアレンジして行うことができる。つまり、特許文献１の図３で示されるように、可動部に磁石を内包させ、その移動を複数の磁気センサを用いて検出する方法である。
ここで、複数個の磁気センサを用いて、位置検出を行う原理と構成を説明する。
図２は、従来のホールセンサを用いた位置検出センサの端子接続図である。図３は、ホールセンサを用いた位置検出方法を説明するための概略図である。
図３に示すように、規定の間隔を隔てて配置された２個のホールセンサ１１、１２に対向して配置された永久磁石２３の側方移動による磁束密度の変化に応じて、２個のホールセンサ１１、１２のホール出力電圧がそれぞれ変化する。そのホール出力電圧の差を、図２で示すように差動信号処理回路２１により処理することで、永久磁石２３の位置検出を行うことができる。
図２に示した従来のホールセンサを用いた位置センサは、２個のホールセンサ１１、１２を有するホールセンサの駆動・処理回路を備えている。第１のホールセンサ１１は、正極入力端子１１ａと負極入力端子１１ｃと、正極出力端子１１ｂと負極出力端子１１ｄとからなる。また、第２のホールセンサ１２は、正極入力端子１２ａと負極入力端子１２ｃと、正極出力端子１２ｂと負極出力端子１２ｄとからなる。
第１のホールセンサ１１の正極入力端子１１ａと、第２のホールセンサ１２の正極入力端子１２ａとを接続し、第１のホールセンサ１１の負極入力端子１１ｃと、第２のホールセンサ１２の負極入力端子１２ｃとを接続して駆動回路の入力端子とする。
第１のホールセンサ１１の正極出力端子１１ｂと負極出力端子１１ｄは、差動信号処理回路２１の第１の差動増幅器２１ａに接続され、第２のホールセンサ１２の正極出力端子１２ｂと負極出力端子１２ｄは、差動信号処理回路２１の第２の差動増幅器２１ｂに接続される。第１の差動増幅器２１ａと第２の差動増幅器２１ｂの出力信号は、第３の差動増幅器２１ｃに接続される。
このような駆動・処理回路によって、第３の差動増幅器２１ｃから第１のホールセンサ１１と第２のホールセンサ１２のホール出力電圧の差が得られ、その値は、永久磁石２３の位置に対応したものになる。
特開２００２−２８７８９１号公報
しかし、特許文献１に記載の手法では、センサをばらばらに配置しているので、センサ全体のサイズが大きくなる。また、センサをばらばらに配置しているので、センサ１つずつの配置誤差が重畳し、高精度な位置検出に適していない。また、高精度に位置検出を行うには、センサどうしの特性が類似のものを選ぶ必要がある。さらにセンサをばらばらに配置しているので、配線の引き回しが複雑になる。
また、図２に示す２個のホールセンサを、例えばリードフレームにマウントして、各ホールセンサの各端子をリードフレームにワイヤボンディングしようとすると、一部の配線が交差してしまい、これを回避するような配線の引き回しができず、結局、その実現は困難であった。
上記のような問題は、位置センサのみならず、回転を検知するセンサなど他のセンサにも共通の問題となっている。
本発明は、上記のような問題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、小型で、複数の素子を高精度に実装可能で、複数の素子間の特性がほぼ均一で、配線の引き回しが容易な、電子部品を提供することにある。
また、位置検出や回転検出のセンサだけに限らず、小型で、複数の素子を高精度に実装可能で、複数の素子間の特性がほぼ均一で、配線の引き回しが容易な、電子部品を提供することにもある。
本発明は、このような目的を達成するためになされたもので、請求項１に記載の発明は、１つのパッケージ内のリードフレームのダイパッド上に搭載され、かつワイヤボンドされた長方形または正方形の第１及び第２のホールセンサを有する電子部品において、ワイヤ配線同士の交差を回避して該ワイヤ配線の引き回しを可能とするために、前記第１及び第２のホールセンサの各々の厚み方向以外の各辺が、少なくともパッケージの外形の厚さ方向以外の各辺に対して、平行または垂直以外の角度となるように回転されて配置され、かつ前記第１及び第２のホールセンサが、該第１及び第２のホールセンサの正極入力端子同士が対向するように前記リードフレームの前記ダイパッドにマウントされ、前記第１及び第２のホールセンサの各々の前記正極入力端子が、前記リードフレーム上の共通の正極入力電極に直接接続されるとともに、前記第１及び第２のホールセンサの角部に配置された各々の負極入力端子が、前記リードフレーム上の共通の負極入力電極に直接接続されるように、前記各々の入力端子と前記各々の入力電極とがワイヤボンドされていることを特徴とする。
磁気式センサとしては、ホールセンサの他にも磁気抵抗効果素子など様々なものが適用可能である。
本発明によれば、電子部品が位置検出や回転検出のセンサの場合は特に、また、それ以外の電子部品においても、小型で、複数の素子を高精度に実装可能で、配線の引き回しが容易な、電子部品を提供することが可能になる。
また、基板上に多数形成された素子の中で隣り合った位置、もしくは近隣の位置にあるものから選択して組み立てることにより、複数の素子間の特性がほぼ均一なものを一体化して供給することが可能となり、様々な用途において好適に対応可能となる。
以下、図面を参照して本発明の実施例について説明する。各図面の説明において、先行する図面と共通するものについては重複説明を省略する。
前述のとおり、本発明の電子部品は様々な用途に用いられる種々の電子部品に関するものであるが、本実施例では、複数個の素子を２個のホールセンサとし、電子部品を位置検出センサとしたもので説明を行う。
図１は基板上に成膜された半導体薄膜に多数形成されたホールセンサの概略図で、３１は基板、３２、３３、３４は基板上に形成されたホールセンサ、３５はホールセンサの一方の端子対方向を示す矢印、３６はホールセンサの他方の端子対方向を示す矢印である。本実施例における位置検出素子に用いる２個のホールセンサの一方に、ホールセンサ３２を選択した場合、他方に、ホールセンサ３２と隣り合う位置にあるホールセンサ３３を選択する。万が一、ホールセンサ３３が不良ホールセンサであった場合は、ホールセンサ３３の次にホールセンサ３２に近い位置にあるホールセンサ３４を選択する。このように、本実施例における位置検出素子に用いる２個のホールセンサを、感磁部を形成する半導体薄膜の結晶性や電極の特性がほぼ同一の隣り合う位置にあるホールセンサ、もしくは近隣にあるホールセンサを選択的に用いることによって、２個の電気的・磁気的な特性をほぼ同一にし、高精度な位置検出を行うことができる。
図４は、本実施例の電子部品に用いる２個のホールセンサをリードフレームのダイパッド上へ搭載し、ワイヤーボンディングしたときの概略図である。本実施例は、図１で示した、ホールセンサの一方の端子対方向３５と他方の端子対方向３６の電気的・磁気的特性が異なる場合、つまりどちらの端子対を入力端子、もしくは出力端子にするかが決定している場合（今回は図１中の端子対方向３５を入力端子方向とする）を示している。５７は第１のホールセンサ、５８は第２のホールセンサ、５１は正極入力電極、５２は負極入力電極（ダイパッド、グラウンド端子）、５３は第１のホールセンサの正極出力電極、５４は第１のホールセンサの負極出力電極、５５は第２のホールセンサの正極出力電極、５６は第２のホールセンサの負極出力電極、５９はパッケージの外形を示す。
斜線の入っている端子対が、図１中の端子対方向３５の端子対である。本実施例においては、一部の各電極が長方形または正方形の基板の角部に配置されている。
基板上に成膜された半導体薄膜の結晶が異方性の場合、もしくは、入力抵抗と出力抵抗が異なる場合など、ホールセンサの一方の端子対方向３５と他方の端子対方向３６の電気的・磁気的特性が異なる場合は、図４で示すように、第１のホールセンサ５７と第２のホールセンサ５８を、当該センサ５７，５８の厚さ方向以外の各辺がパッケージ５９の厚さ方向以外の各辺に対して、平行もしくは垂直の状態から、それ以外の角度となるように、当該センサ５７，５８が形成する平面上で、時計回りに４５度回転し、リードフレームのダイパッド５２に搭載し、ワイヤーボンディングを行う。
このように、第１のホールセンサ５７と第２のホールセンサ５８を時計回りに４５度回転してリードフレームのダイパッド５２に搭載することによって、第１のホールセンサ５７および第２のホールセンサ５８の正極入力端子同士を対向させることができ、その結果、図２で示したように回転せずにリードフレームのダイパッド４２に搭載しようとしたときには困難であったワイヤーボンディングを可能にすることができる。すなわち、１つのパッケージ内で２個のホールセンサの第１のホールセンサの正極入力端子と第２のホールセンサの正極入力端子を同電極に接続し、第１のホールセンサの負極入力端子と第２のホールセンサの負極入力端子を同電極に接続して該電子部品の入力端子とすることができる。よって、電子部品の電極数を減らし素子の小型化を実現し、配線の引き回しが容易になる。また、２個のホールセンサを１つのパッケージ内に収納することにより、２つのホールセンサの位置関係は、プリント基板上に電子部品を配置する精度ではなく、素子をリードフレーム上に配置する精度で実装できることになるので、一般的に高精度でお互いの位置関係を決めることができるようになる。
図５は、本発明の電子部品に用いられる複数の端子を備えた素子の概略図である。６１は複数の端子を備えた素子、６２は正極入力端子、６３は負極入力端子である。図５では、簡単のために他の端子は省略している。前記複数の端子を備えた素子６１はホールセンサのように、正極入力端子と負極入力端子を入れ替えることができない素子である。図６は電子部品に用いられる複数の端子を備えた電気的素子６１を、リードフレームのダイパッド上へ２個搭載し、ワイヤーボンディングしたときの概略図である。７１は正極入力電極、７２は負極入力電極（ダイパッド）、７３は第１の複数の端子を備えた素子、７４は第２の複数の端子を備えた素子、７５は電子部品のパッケージ外形を示してある。図６で示すように、各素子７３，７４が形成する平面上で、第１の複数の端子を備えた素子７３を時計回りに４５度回転し、第２の複数の端子を備えた素子７４を反時計回りに１３５度回転しリードフレームのダイパッド７２に搭載することによって、各素子の正極入力端子同士を対向させて、ワイヤーボンディングを行うことができる。
上記方法をとることによって、正極入力端子と負極入力端子を入れ替えることができず配線が困難であった素子でも、ワイヤーボンディングを容易に実現可能にし、パッケージ内で第１の複数の端子を備えた素子の正極入力端子と第２の複数の端子を備えた素子の正極入力端子を同電極に接続し、第１の複数の端子を備えた素子の負極入力端子と第２の複数の端子を備えた素子の負極入力端子を同電極に接続して該電子部品の入力端子とすることができる。よって、電子部品の電極数を減らし素子の小型化を実現し、配線の引き回しが容易になる。また、２個の素子を１つのパッケージ内に収納することにより、２つの素子の位置関係は、プリント基板上に電子部品を配置する精度ではなく、素子をリードフレーム上に配置する精度で実装できることになるので、一般的に高精度でお互いの位置関係を決めることができるようになる。
上記のように、素子を回転させてリードフレーム上に搭載する方法を用いる事により、ホールセンサに限らず様々な素子の同機能を有する端子を共有化することが可能になる。
また、本実施例では素子を２個含む電子部品で説明を行ったが、当然、素子の数は２個である必要はなく、３個でも４個でも複数個であれば同様な効果を有する。
また、本実施例では素子をホールセンサとした電子部品で説明を行ったが、素子はホールセンサに限定されるものではなく、ＬＥＤや光ディテクタ、温度センサなどとしても同様な効果を有する。
また、本実施例では素子を４５度もしくは１３５度回転させてリードフレームに配置する説明を行ったが、リードフレームに素子を配置する際の回転角度は、電極の位置により適宜調整可能である。
基板上に成膜された半導体薄膜に多数形成されたホールセンサの概略図である。 従来のホールセンサを用いた位置検出センサの端子接続図である。 ホールセンサを用いた位置検出方法を説明するための概略図である。 本発明の電子部品に用いる２個のホールセンサをリードフレームのダイパッド上へ搭載し、ワイヤーボンディングしたときの概略図である。 本発明の電子部品に用いられる複数の端子を備えた素子の概略図である。 本発明の電子部品に用いられる複数の端子を備えた素子を、リードフレームのダイパッド上へ２個搭載し、ワイヤーボンディングしたときの概略図である。
符号の説明
１１ 第１のホールセンサ
１２ 第２のホールセンサ
１１ａ、１２ａ 正極入力端子
１１ｂ、１２ｂ 正極出力端子
１１ｃ、１２ｃ 負極入力端子
１１ｄ、１２ｄ 負極出力端子
２１ 差動信号処理回路
２１ａ，２１ｂ，２１ｃ 差動増幅器
２３ 永久磁石
３１ 基板
３２、３３、３４ ホールセンサ
３５ ホールセンサの一方の端子対方向を示す矢印
３６ ホールセンサの他方の端子対方向を示す矢印
５１ 正極入力電極
５２ 負極入力電極
５３ 第１のホールセンサの正極出力電極
５４ 第１のホールセンサの負極出力電極
５５ 第２のホールセンサの正極出力電極
５６ 第２のホールセンサの負極出力電極
５７ 第１のホールセンサ
５８ 第２のホールセンサ
５９ パッケージ外形
６１ 複数の端子を備えた素子
６２ 正極入力端子
６３ 負極入力端子
７１ 正極入力電極
７２ 負極入力電極
７３ 第１の複数の端子を備えた素子
７４ 第２の複数の端子を備えた素子
７５ 電子部品のパッケージ外形

Claims (1)

  1. １つのパッケージ内のリードフレームのダイパッド上に搭載され、かつワイヤボンドされた長方形または正方形の第１及び第２のホールセンサを有する電子部品において、
    ワイヤ配線同士の交差を回避して該ワイヤ配線の引き回しを可能とするために、前記第１及び第２のホールセンサの各々の厚み方向以外の各辺が、少なくともパッケージの外形の厚さ方向以外の各辺に対して、平行または垂直以外の角度となるように回転されて配置され、かつ前記第１及び第２のホールセンサが、該第１及び第２のホールセンサの正極入力端子同士が対向するように前記リードフレームの前記ダイパッドにマウントされ、
    前記第１及び第２のホールセンサの各々の前記正極入力端子が、前記リードフレーム上の共通の正極入力電極に直接接続されるとともに、前記第１及び第２のホールセンサの角部に配置された各々の負極入力端子が、前記リードフレーム上の共通の負極入力電極に直接接続されるように、前記各々の入力端子と前記各々の入力電極とがワイヤボンドされていることを特徴とする電子部品。
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