JP4807928B2 - 表面実装縦型磁電変換素子 - Google Patents

Description

本発明は、表面実装縦型磁電変換素子に関し、より詳細には、縦型の実装が可能な小型の磁電変換素子に関する。

磁電変換素子であるホール効果を有するホール素子やホールＩＣ、そして磁気抵抗効果を有する半導体磁気抵抗素子や強磁性体磁気抵抗素子やＭＲＩＣは、ＶＴＲ、フロッピー（登録商標）ディスク、ＣＤ−ＲＯＭやＤＶＤ、ＣＰＵファン等のドライブモータ用の回転位置検出センサや永久磁石との組み合わせでスイッチやエンコーダ等の用途に広く用いられている。これら電子部品の小型化に伴って、磁電変換素子もより薄型化や実装面積を小さくする要求が益々強まっている。

また、磁束検出位置の自由度が増すメリットがあるために、磁電変換素子の実装面に対して垂直方向の磁束密度だけでなく、水平方向の磁束密度を検出するモータの用途においても小型薄型化の要求が強まっている。また、携帯電話等に搭載される電子コンパスの用途においても薄型化と水平方向の磁束密度を検出する要求が強まっている。

現状の一般的な磁電変換素子の一つであるホール素子は、内部電極を有する磁気に感ずる半導体薄膜から本質的になる磁電変換装置を、リードフレームのアイランド部と呼ばれる部分に固着し、リードフレームと内部電極を金属細線で結線し、次いで、磁電変換装置を覆うリードフレームの一部を含めた部分を樹脂によりモールドし、バリ取り、フォーミング、電気磁気的検査等の工程を経て製造されている。

図９（ａ），（ｂ）は、このようにして製造された従来のホール素子の一例として上述した比較的小型の磁電変換素子の外形を示す図で、図９（ａ）は側面図、図９（ｂ）は平面図である。

高さｈは０．８ｍｍ、幅ｗは１．２５ｍｍ、リードフレームを含めた長さＬおよび幅Ｗはそれぞれ２．１ｍｍである。現在市販されているリードフレームで形成されている最も小型のホール素子の外形寸法は、実装時の外部電極であるリードフレームを含めて、２．５×１．５ｍｍの投影寸法で高さが０．６ｍｍ、あるいは２．１×２．１ｍｍの投影寸法で高さが０．５５ｍｍである。これらのホール素子は高さの低いことが特徴になっている。

また、水平磁束密度の成分をも検出するホール素子で、現在市販されているホール素子の外観寸法は、実装時の外部電極であるリードフレームを含めて、２．７×２．１ｍｍの投影寸法で高さが１．４５ｍｍである。これは、磁電変換装置が固着されているリードフレームのアイランド部分が実装面に対して４５°傾いていることが特徴になっている（例えば、特許文献１参照）。

実公平２−３３５８５号公報 特公平１−１３２１１号公報 特公平１−１５１３５号公報 特公平２−４７８４９号公報 特公平３−５９５７１号公報 特公昭５１−４５２３４号公報 特公平７−１３９８７号公報

鋭意検討を重ねた結果、前述したような方法を用いている限り、特に投影面積の上での小型化には自ずと限界があるという結論に達した。磁電変換素子はモールドされるのであるが、モールド寸法自体は、１．５×１．５ｍｍ程度にできても、そこからはみ出たリードフレームを実装のためにフォーミングする必要があり、そのはみ出し部分が小型化の足枷になっている。

また、水平方向磁束密度を検出する目的でリードフレームのアイランド部分を垂直に立てる方法もあるが、モールドの上方部分からリードフレームを出して折り曲げる構造となるために、リードフレームのアイランド部の長さとモールド部上方のリードフレーム部分が薄型化の足枷になっている。

本発明は、このような状況から出発し、磁電変換素子全体の寸法を、実装用電極も含めてモールド寸法程度にする工夫からなされた。

本発明は、このような状況に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、実装面積を小さくできる小型の磁電変換素子で、実装面に対して垂直方向の磁束密度だけでなく、水平方向の磁束密度も検出可能な縦型の実装タイプで、極めて薄型でかつ小型化された表面実装縦型磁電変換素子を提供することにある。

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、感磁部と４つの内部電極を有するペレットがリードフレーム上に載置され、該リードフレームと前記内部電極とが金属細線により電気的に接続され、前記ペレットと前記金属細線と前記リードフレームの一部とを封止する樹脂により構成され、その全体形状は略直方体である表面実装縦型磁電変換素子において、前記リードフレームは、少なくとも２つ以上の厚さで、第１の厚さの領域と第２の厚さの領域を有し、前記第１の厚さの方が前記第２の厚さより厚くなっており、前記第１の厚さの領域は、底面接続用リードフレーム部と側面リードフレーム部とを有し、前記底面接続用リードフレーム部及び前記側面リードフレーム部は前記略直方体から面として露出され、前記底面接続用リードフレーム部は、前記略直方体の底面の一辺に接して並んで配置されて前記側面リードフレーム部と直角に位置し、前記側面リードフレーム部を面として実装面に実装することにより、前記感磁部の感磁面に対する法線の向きが前記実装面に対して平行となり、前記底面接続用リードフレーム部は、２つの組の底面接続用リードフレームを有し、前記ペレットが何れかに戴置されている、底面及び側面を露出している一方の組の一列配置の４つの前記底面接続用リードフレームと、前記ペレット上の前記４つの内部電極のうち２つの内部電極と電気的に接続された、少なくとも底面を露出している他方の組の一列配置の２つの前記底面接続用リードフレームとを有し、該２つの底面接続用リードフレームは、前記４つの底面接続用リードフレームのうちのいずれか２つの底面接続用リードフレームに電気的に接続しているとともに、残りの２つの内部電極は前記４つの底面接続用リードフレームの残りの２つの底面接続用リードフレームに接続されていることを特徴とする。

また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記ペレットを載置する前記リードフレームの裏面が、前記一辺に接して並んで露出して配置されている接続用端子の内の一つであることを特徴とする。

また、請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記ペレットを載置する部分の前記リードフレームが、２つ以上に分割されていることを特徴とする。

また、請求項４に記載の発明は、請求項１乃至３のいずれかに記載の発明において、前記リードフレームを形成する材料は、磁性材料を含まないことを特徴とする。

また、請求項５に記載の発明は、請求項１乃至３のいずれかに記載の発明において、少なくとも前記直方体の一つの面の一辺に接して並んで露出して配置している前記リードフレームの表面に金属被膜が形成されていることを特徴とする。

また、請求項６に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記ペレットを構成する基板が高透磁率磁性体で、前記感磁部が高透磁率磁性体チップによって挟まれている構造であることを特徴とする。

本発明の磁電変換素子は、上述したような構造を採ることにより、例えば、２．０×０．６５ｍｍの投影寸法で、高さが０．５ｍｍといった極めて薄型の縦型磁電変換素子を簡便な方法によって実現可能になった。

また、本発明の磁電変換素子の一例であるホール素子の場合、磁電変換装置であるホール素子のペレットを構成する磁気に感ずる薄膜は、シリコン、ゲルマニウム等の半導体、インジウムアンチモン、ガリウム砒素、インジウム砒素等の化合物半導体あるいは（インジウム、ガリウム）−（アンチモン、砒素）の３元または４元化合物半導体薄膜から選択できる。いわゆる量子効果素子も使用できる。これらの化合物半導体薄膜は、種々の基板に形成されるが、その基板としてはアルミナ、サファイア等の無機基板、石英等のガラス基板、シリコン、ガリウム砒素等の半導体基板を使用することができる。

また、薄膜を一旦雲母のような良好な結晶性基板に蒸着等によって形成し、その薄膜を、樹脂を介して上述の基板に写し取ったような形態がある。本発明者等は、インジウムアンチモン系の高移動度化、つまり高感度化のための蒸着方法を種々提案してきたが、これらの方法によって作製した薄膜を本発明に好適に適用できる（例えば、特許文献２〜５参照）。

より高感度のホール素子は、高透磁率磁性体基板上に半導体薄膜を形成した後、感磁部と内部電極部をパターン形成し、さらにその上に載置された略直方体の高透磁率磁性体チップからなる積載構造をなしている。例えば、移動度の高い半導体薄膜をこの構造体の装置にするための方法を示したものがある（例えば、特許文献６参照）。すなわち、雲母等の結晶性基板上に化合物半導体薄膜を形成し、この半導体薄膜をエポキシ樹脂等の接着剤を用いて高透磁率磁性体基板に接着し、その後、結晶性基板を除去し、次いで、所望のパターン形成をした後、半導体薄膜の感磁部の上に高透磁率磁性体チップを載せることによって上述した積層構造のホール素子を形成する方法である。

このような構造のホール素子は、本発明の小型で高感度の磁電変換素子を作るのに好適である。高透磁率強磁性体基板及び高透磁率強磁性体チップの材料としては、ＮｉＺｎフェライト、ＭｎＺｎフェライト、パーマロイ、鉄珪素合金等の高透磁率材料を用いることができる。その中で、切断のし易さ、価格の安いこと等の理由から高透磁率フェライトが好適なものとして利用できる。

また、より高い感度のホール素子は、表面を鏡面に研磨した高透磁率磁性体基板上に一旦、酸化シリコン、窒化シリコン、ガラス、アルミナ等の層を設け、その上に半導体薄膜を蒸着等によって形成し、次いで所望の感磁部や内部電極のパターン形成をした後、感磁部の上に高透磁率磁性体チップを載せる方法も適用できる。

また、感度は低いが出力の温度特性が良いホール素子として、シリコン基板やガリウム砒素の化合物半導体等のような半導体基板にドーピングによりホール効果を有する磁気に感ずる部分を形成する方法も適用できる。

また、シリコン基板等の半導体基板に半導体素子部と、ドーピングにより磁気に感ずる部分を形成する方法も適用できる。

また、ホール素子以外の磁電変換素子としては、例えば、強磁性体磁気抵抗素子、ＧＭＲ、半導体磁気抵抗素子などが挙げられる。ＧＭＲ、強磁性体抵抗素子の場合の膜としては、Ｎｉ−Ｆｅ、Ｎｉ−Ｃｏなどの強磁性材料が使用できる。また、半導体磁気抵抗素子の場合は、上述の化合物半導体薄膜が使用できる。

更に、シリコン基板等の半導体基板に半導体素子部を形成し、絶縁層を形成した後に、上述した半導体薄膜や強磁性体材料の薄膜等を形成し、この半導体薄膜と半導体素子部とを基板上で電気的に接合を施した方法も適用できる。

以上説明したように、本発明によれば、感磁部と４つの内部電極を有するペレットがリードフレーム上に載置され、該リードフレームと前記内部電極とが金属細線により電気的に接続され、前記ペレットと前記金属細線と前記リードフレームの一部とを封止する樹脂により構成され、その全体形状は略直方体である表面実装縦型磁電変換素子において、前記リードフレームは、少なくとも２つ以上の厚さで、第１の厚さの領域と第２の厚さの領域を有し、前記第１の厚さの方が前記第２の厚さより厚くなっており、前記第１の厚さの領域は、底面接続用リードフレーム部と側面リードフレーム部とを有し、前記底面接続用リードフレーム部及び前記側面リードフレーム部は前記略直方体から面として露出され、前記底面接続用リードフレーム部は、前記略直方体の底面の一辺に接して並んで配置されて前記側面リードフレーム部と直角に位置し、前記側面リードフレーム部を面として実装面に実装することにより、前記感磁部の感磁面に対する法線の向きが前記実装面に対して平行となり、前記底面接続用リードフレーム部は、２つの組の底面接続用リードフレームを有し、前記ペレットが何れかに戴置されている、底面及び側面を露出している一方の組の一列配置の４つの前記底面接続用リードフレームと、前記ペレット上の前記４つの内部電極のうち２つの内部電極と電気的に接続された、少なくとも底面を露出している他方の組の一列配置の２つの前記底面接続用リードフレームとを有し、該２つの底面接続用リードフレームは、前記４つの底面接続用リードフレームのうちのいずれか２つの底面接続用リードフレームに電気的に接続しているとともに、残りの２つの内部電極は前記４つの底面接続用リードフレームの残りの２つの底面接続用リードフレームに接続されているので、実装面に対して垂直方向の磁束密度だけでなく、水平方向の磁束密度も検出することが可能な小型でかつ薄型の表面実装縦型磁電変換素子を提供することができる。

以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
図１及至図７は、本発明による磁電変換素子の一つであるホール素子の種々の実施形態の構成図である。なお、以下に図面を参照して本発明の磁電変換素子の一例であるホール素子の実施形態について説明するが、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではない。

(実施形態１)
図１（ａ），（ｂ）は、本発明に係るホール素子の実施形態１を説明するための構成図で、図１（ａ）は底面図、図１（ｂ）は側面図である。図中符号１はモールド樹脂、２（２ａ）はリードフレームを示している。

本実施例１の全体形状は、ほぼ直方体の形状をしており、図１（ａ）に示した底面図のように、リードフレーム２は、底面の一辺に接して外部接続用リードフレーム部の面が露出して並んで配置され、また、図１（ｂ）に示した側面図のように、一辺に接してリードフレーム２の断面が露出して配置されている。

図２は、図１（ａ）のＡ−Ａ’線における断面図で、図中符号２ａは底面接続用リードフレーム部、２ｂは側面リードフレーム部、３はダイボンド樹脂又は金属、４はホール素子のペレット、５は金属細線、７は金属被膜を示している。

金属細線５は、ペレット４上の内部電極とリードフレーム２とを電気的に接合するためのものである。ダイボンド樹脂又は金属３は、ホール素子のペレット４をリードフレーム２に載置する際に使用される。金属被膜７は、リードフレーム２の外部電極に相当する部分に形成されている。

このように、本実施例１のホール素子は、外部との電気的な接続用端子となる接続面を有するリードフレーム２と、このリードフレーム２上に載置され、感磁部と内部電極を備えたペレット４と、リードフレーム２と内部電極とを接続した金属細線５と、ペレット４と金属細線５とリードフレーム２の一部とを封止する樹脂１とを備えている。

また、本実施例１に示されたホール素子の全体形状は略直方体で、リードフレーム２の接続面が、直方体の一つの面の一辺に接して並んで露出して配置されて底面接続用リードフレーム部２ａを構成している。

使用するリードフレームの材料及びリードフレームに施された金属被膜７には、磁性体は含まれていない。ペレット４の基板は、高透磁率磁性基板、無機基板、ガラス基板、半導体基板、半導体素子が形成された半導体基板のいずれかで構成されている。リードフレーム２の厚さは、少なくとも２つ以上の異なる厚さである第１の厚さａの領域と、第２の厚さｂの領域を有しており、第１の厚さａの方が第２の厚さｂより厚くなるように構成されている。

また、第１の厚さａの部分が、図１（ａ）に示す底面に露出し、このうち、直方体の一辺に接するように配置された露出部が外部との電気的な接続用端子となっている。また、第１の厚さａであるリードフレーム２の断面が、側面に露出しており、底面接続用リードフレーム部２ａと切断によって出現した第１の厚さａを有する側面リードフレーム部２ｂが形成されている。従って、このように構成することにより、ほぼ直方体形状から突き出た形のリードフレーム部は、存在しないことになり、薄型でかつ小型のホール素子を実現することができる。

（実施形態２）
図３は、本発明に係わるホール素子の実施形態２を説明するための構成図で、図２における切断によって出現した第１の厚さａの部分にも金属被膜７が形成された状態を示している。これにより、側面電極を構成することができる。

（実施形態３）
図４（ａ），（ｂ）は、本発明に係わるホール素子の実施形態３を説明するための構成図で、図４（ａ）は本発明のホール素子を底面から見た透視図、図４（ｂ）はその断面図である。ホール素子のペレット４を載置するリードフレーム２が、ほぼ直方体の一辺に並んでいる接続用端子の内の一つとなっており（図４の左から２番目の端子）、接続用端子の接続面の裏面に相当する部分にホール素子のペレット４が載置されている。

（実施形態４）
図５は、本発明に係わるホール素子の実施形態４を説明するための構成図で、本発明のホール素子を底面から見た透視図で、上述した図４の変形例を示す図である。ホール素子のペレット４との電気的接続には関与しない接続用端子の裏面に相当する部分にホール素子のペレット４が載置されている様子を示している。この接続用端子（図５の５つの端子のうち真ん中の端子）は、外部と接続する際に使用する端子となる。ホール素子のペレット４を磁電変換素子の中心に配置する際に好適である。

（実施形態５）
図６（ａ），（ｂ）は、本発明に係わるホール素子の実施形態５を説明するための構成図で、図６（ａ）は本発明のホール素子を底面から見た透視図、図６（ｂ）はその断面図である。ペレット４を載置するリードフレーム２が、２つ以上の分割部分２Ａ，２Ｂを有する様子を示している。図６に示した実施形態５では、２つの接続用端子の裏面に相当する部分にホール素子のペレット４が跨るように載置されている。これもホール素子のペレット４を磁電変換素子の中心に配置する際に好適である。

（実施形態６）
図７（ａ），（ｂ）は、本発明に係わるホール素子の実施形態６を説明するための構成図で、図７（ａ）は本発明のホール素子を底面から見た透視図、図７（ｂ）はその断面図である。図７（ａ）は、図４（ａ）と同様なリードフレームであるが、より高い感度を有するホール素子を構成するために、ホール素子のペレット４は、高透磁率磁性体基板で構成され、感磁部上に樹脂層を介して高透磁率磁性体チップ８が載置されている。

（実施形態７）
図８は、本発明に係わるホール素子の実施形態７を説明するための構成図で、図２で示したホール素子をプリント基板上に金属または導電性樹脂で電気的に接続した様子を示した図である。図中符号９は金属または導電性樹脂、１０はプリント基板、１１は感磁部に対する法線、１２は実装面を示している。

外部との電気的な接続用端子となるリードフレーム２の接続面が、底面の一辺に接して並んで露出して配置されており、この一辺に接して切断により形成されたもう一つの面を実装面１２とすることによって、底面接続用リードフレーム部２ａを側面電極としている。このような実装をすることにより、ホール素子のペレット４の感磁部の感磁面に対する法線１１の向きを実装面１２に対して平行とすることが可能となる。

上述した実施形態に基づいた作製された製造方法の具体的な実施例について以下に説明する。

まず、図４に示した実施形態３に係るホール素子の製造方法について説明する。
リードフレーム２に載置するホール素子のペレット４を次のような工程を経て作製した。

まず、４インチのガリウム砒素を蒸着基板にして、１０^-10Paの超高真空中でインジウムとアンチモンを別々に蒸着する方法により、電子移動度４００００ｃｍ^２／Ｖ／ｓｅｃのインジウムアンチモン薄膜を厚さ０．７μｍに形成した。

次に、フォトリソグラフィーの手法でウエハ上にホール素子パターンを形成する。内部電極と感磁部用のパターニングを実施し、エッチングによりパターン形成を実施し、リフトオフ蒸着法によりチタンと金を蒸着して内部電極部を形成した。感磁部の長さは１２０μｍ、幅は３６μｍとした。更にワイヤーボンディング用電極部以外に窒化シリコンの保護膜を更に形成した後、バックグラインダーでガリウム砒素基板の厚さを０．１５ｍｍに研削した。

次に、ダイシングソーにより切断し、ホール素子のペレット４を作製した。ホール素子のペレット４の大きさは、０．３ｍｍ×０．３ｍｍで厚さが０．１５ｍｍとなった。

次に、２つの厚さを有し、第１の厚さａが０．１ｍｍのリードフレームを準備した。リードフレーム材料は、銅をベースにした合金であり、第２の厚さｂはエッチング加工により０．０５ｍｍの厚さの部分を形成している。更に、ホール素子のペレット４が載置される箇所とワイヤーボンディングで接続される箇所には銀メッキが施してある。また、リードフレームの全体は、図４で示したリードフレームのデザインが縦横に配置してあり、最終的にダイシングで切断することで、図４で示した個片にする。

次に、ダイボンダーにより、銀ペーストをリードフレーム部に滴下し、ホール素子のペレット４を載置し、銀ペーストを加熱硬化させる。更に金の細線により、ホール素子のペレット４とリードフレーム部を、ワイヤーボンダーを使用して電気的接続を施した。

次に、耐熱テープをリードフレームの裏面の第１の厚さａの部分に貼り付け、リードフレーム全体を、トランスファーモールドを実施する。下型がリードフレーム厚の０．１ｍｍで、上型が０．５５ｍｍのキャビティ深さとした。モールド後、耐熱テープを剥がしてトータル厚０．６５ｍｍのモールド済みリードフレームが完成した。

次に、この状態でスズメッキを施し、耐熱テープで覆われた第１の厚さａのリードフレームの部分に金属被膜であるスズを形成した。

次に、電気的な接続用端子となる、並んで露出しているリードフレームの第１の厚さａの部分に沿ってダイシングソーでモールド済みリードフレームを切断した。０．２ｍｍ厚のブレードを使用して、Ｘ方向を２．２ｍｍ、並んで端子が露出している方向であるＹ方向を０．７ｍｍピッチで切断した。こうして図４に示したホール素子が完成した。寸法は２．０ｍｍ×０．５ｍｍで、厚さがモールド厚の０．６５ｍｍであった。このホール素子の感度は１Ｖ、０．０５Ｔの磁束密度中の条件で平均約７０ｍＶであった。

次に、図７に示した実施形態６に係るホール素子の製造方法について説明する。
リードフレーム２に載置するホール素子のペレット４を次のような工程を経て作製した。

まず、劈開した雲母を蒸着基板にして、始めにインジウム過剰のインジウムアンチモン薄膜を蒸着により形成し、次いで、インジウムアンチモン膜中にある過剰のインジウムと化合物を形成するアンチモンを過剰に蒸着する方法により、電子移動度４６０００ｃｍ^２／Ｖ／ｓｅｃのインジウムアンチモン薄膜を厚さ０．７μｍに形成した。次に、５４ｍｍ角、厚さ０．２５ｍｍのフェライト基板４を準備し、上述したインジウムアンチモン薄膜上にポリイミド樹脂を滴下し、フェライト基板４をその上に重ね、重石を置いて２００℃で１２時間放置した。

次に、室温に戻して雲母を剥ぎ取り、インジウムアンチモン薄膜が表面に形成されたウエハにした。次に、フォトリソグラフィーの手法でウエハ上にホール素子パターンを形成した。内部電極用のパターニングを実施して無電解銅メッキを施し、厚付けのため更に電解銅メッキを施し、さらに、ニッケルと金メッキを施した。次に、エッチングパターンを形成後、エッチングにより感磁部と内部電極を形成した。感磁部の長さは３５０μｍ、幅は１４０μｍであった。

次に、感磁部が形成されている表面に０．２４ｍｍ角で厚さが０．２４ｍｍである直方体のフェライトチップを、上述した特許文献７に記載の方法によって、半導体装置の感磁部上に接着剤を介して載せた。

次に、ダイシングソーにより切断し、ホール素子のペレット４を作製した。ホール素子のペレットの大きさは、０．６ｍｍ×０．６ｍｍで厚さが０．２５ｍｍとなった。

次に、２つの厚さを有し、第１の厚さａが０．１５ｍｍのリードフレームを準備した。リードフレーム材料は、銅をベースにした合金であり、第２の厚さｂはエッチング加工により０．０７ｍｍの厚さの部分を形成している。また、ホール素子のペレット４が載置される箇所とワイヤーボンディングで接続される箇所には銀メッキが施してある。

次に、トランスファーモールド時の上型キャビティ厚を０．８ｍｍとし、下型キャビティ厚をリードフレーム厚の０．１５ｍｍにしたことと、切断ピッチＸ方向２．７ｍｍでＹ方向１．０ｍｍとしたこと以外は実施例１と同様に作製した。こうして図７に示したホール素子が完成した。寸法は２．５ｍｍ×０．８ｍｍで、厚さがモールド厚の０．９５ｍｍであった。このホール素子の感度は１Ｖ、０．０５Ｔの磁束密度中の条件で平均約４３０ｍＶであった。

次に、図７に示した実施形態６に係るホール素子の他の製造方法について説明する。
リードフレーム２に載置するホール素子のペレット４を次のような工程を経て作製した。

６０ｍｍの丸形で厚さが０．３ｍｍのフェライト基板を鏡面に仕上げた面の上に酸化シリコンを３０００オングストローム形成した。その上に直接、実施例２と同様な蒸着法により、電子移動度２４０００ｃｍ^２／Ｖ／ｓｅｃのインジウムアンチモン薄膜を形成した。

次に、フォトリソグラフィーの手法でウエハ上にホール素子パターンを形成した。内部電極と感磁部用のパターニングを実施し、エッチングによりパターン形成を実施し、リフトオフ蒸着法によりクロムと金を蒸着して内部電極部を形成した。感磁部の長さは３５０μｍ、幅は１４０μｍとした。ダイシングソーにより切断して０．６ｍｍ角のホール素子のペレット４を作製した。

次に、ダイボンダーにより、リードフレームにホール素子のペレット４を、Ａｇペーストを滴下して載置させた。その後、ワイヤーボンダーにより、ホール素子のペレット４の内部電極とリードフレーム部を金の細線で接続した後、高透磁率磁性体である０．３ｍｍの立方体の形をしたチップを、シリコン樹脂を使用して更にダイボンダーでホール素子のペレットの受感部の上に載置した。

その後、実施例２と同様に製造し、図７に示したホール素子が完成した。寸法は２．５ｍｍ×０．８ｍｍで、厚さがモールド厚の０．９５ｍｍであった。このホール素子の感度は１Ｖ、０．０５Ｔの磁束密度中の条件で平均約２３０ｍＶであった。

次に、図６に示した実施形態５に係るホール素子の製造方法について説明する。
まず、リードフレーム２に載置するホール素子のペレット４が形成されている基板を、実施例１と同様な工程を経て作製した。

次に、基板裏面に絶縁性の熱可塑性樹脂をスピンナーで回転し、樹脂を滴下する方法で５ミクロンの厚さで塗布し、溶剤を飛ばすために恒温槽で加熱乾燥させた。その後、実施例１と同様にダイシングソーで基板を切断し、裏面に熱可塑性樹脂が塗布されたホール素子のペレット４を作製した。

次に、図６で示したリードフレームのデザインが縦横に配置してあるリードフレームの図６で示した箇所にダイボンダーでホール素子のペレット４を載置した。この際、リードフレームは、熱可塑性樹脂が熱によって溶融する温度にヒーターで加熱をした。ホール素子のペレット４を載置するリードフレーム２は、２つの分割部分２Ａ，２Ｂを有し、そのそれぞれは、外部接続用端子に繋がっているが、絶縁性樹脂でホール素子のペレット４を接着させるため電気的にショートするような問題は無い。

次に、熱可塑性樹脂が熱によって溶融する温度以下で、ワイヤーボンディングを実施する。その後は、実施例１と全く同様にして、図６で示したホール素子が完成した。寸法は２．０ｍｍ×０．５ｍｍで、厚さがモールド厚の０．６５ｍｍであった。このホール素子の感度は１Ｖ、０．０５Ｔの磁束密度中の条件で平均約７０ｍＶであった。

次に、図３に示した実施形態２に係るホール素子の製造方法について説明する。
実施例１と同様な方法で、トランスファーモールドまで実施した。次に、モールド後、耐熱テープを剥がし、トータル厚０．６５ｍｍのモールド済みリードフレームが完成した。

次に、電気的な接続用端子となる、並んで露出しているリードフレームの第１の厚さａの部分に沿ってダイシングソーでモールド済みリードフレームを切断した。０．２ｍｍ厚のブレードを使用して、Ｘ方向を２．２ｍｍ、並んで端子が露出している方向であるＹ方向を０．７ｍｍピッチで切断した。

次に、この個片になった状態で０．６ｍｍの球状のダミーボールを混入させて電解スズバレルメッキを施し、耐熱テープで覆われた第１の厚さａのリードフレームの部分と切断によって出現したリードフレーム断面に金属被膜であるスズを形成した。

こうして図３に示したホール素子が完成した。寸法は２．０ｍｍ×０．５ｍｍで、厚さがモールド厚の０．６５ｍｍであった。このホール素子の感度は１Ｖ、０．０５Ｔの磁束密度中の条件で平均約７０ｍＶであった。

本発明は、縦型実装が可能な小型の磁電変換素子に関し、実装面積を小さくできる小型の磁電変換素子で、実装面に対して垂直方向の磁束密度だけでなく、水平方向の磁束密度も検出可能な縦型の実装タイプで、極めて薄型でかつ小型化された磁電変換素子を提供することができる。

本発明に係るホール素子の実施形態１を説明するための構成図で、（ａ）は底面図、（ｂ）は側面図である。 図１（ａ）のＡ−Ａ’線における断面図である。 本発明に係わるホール素子の実施形態２を説明するための構成図である。 本発明に係わるホール素子の実施形態３を説明するための構成図で、（ａ）は本発明のホール素子を底面から見た透視図、（ｂ）はその断面図である。 本発明に係わるホール素子の実施形態４を説明するための構成図である。 本発明に係わるホール素子の実施形態５を説明するための構成図で、（ａ）は本発明のホール素子を底面から見た透視図、（ｂ）はその断面図である。 本発明に係わるホール素子の実施形態６を説明するための構成図で、（ａ）は本発明のホール素子を底面から見た透視図、（ｂ）はその断面図である。 本発明に係わるホール素子の実施形態７を説明するための構成図である。 従来のホール素子の一例として上述した比較的小型の磁電変換素子の外形を示す図で、（ａ）は側面図、（ｂ）は平面図である。

符号の説明

１ モールド樹脂
２ リードフレーム
２ａ 底面接続用リードフレーム部
２ｂ 側面リードフレーム部
２Ａ，２Ｂ 第２のリードフレームの分割部分
３ ダイボンド樹脂又は金属
４ ホール素子のペレット
５ 金属細線
７ 金属被膜
８ 高透磁率磁性体チップ
９ 金属または導電性樹脂
１０ プリント基板
１１ 受感部に対する法線
１２ 実装面

Claims (6)

1. 感磁部と４つの内部電極を有するペレットがリードフレーム上に載置され、該リードフレームと前記内部電極とが金属細線により電気的に接続され、前記ペレットと前記金属細線と前記リードフレームの一部とを封止する樹脂により構成され、その全体形状は略直方体である表面実装縦型磁電変換素子において、
   前記リードフレームは、少なくとも２つ以上の厚さで、第１の厚さの領域と第２の厚さの領域を有し、前記第１の厚さの方が前記第２の厚さより厚くなっており、前記第１の厚さの領域は、底面接続用リードフレーム部と側面リードフレーム部とを有し、前記底面接続用リードフレーム部及び前記側面リードフレーム部は前記略直方体から面として露出され、前記底面接続用リードフレーム部は、前記略直方体の底面の一辺に接して並んで配置されて前記側面リードフレーム部と直角に位置し、前記側面リードフレーム部を面として実装面に実装することにより、前記感磁部の感磁面に対する法線の向きが前記実装面に対して平行となり、
   前記底面接続用リードフレーム部は、２つの組の底面接続用リードフレームを有し、
   前記ペレットが何れかに戴置されている、底面及び側面を露出している一方の組の一列配置の４つの前記底面接続用リードフレームと、前記ペレット上の前記４つの内部電極のうち２つの内部電極と電気的に接続された、少なくとも底面を露出している他方の組の一列配置の２つの前記底面接続用リードフレームとを有し、該２つの底面接続用リードフレームは、前記４つの底面接続用リードフレームのうちのいずれか２つの底面接続用リードフレームに電気的に接続しているとともに、残りの２つの内部電極は前記４つの底面接続用リードフレームの残りの２つの底面接続用リードフレームに接続されていることを特徴とする表面実装縦型磁電変換素子。
2. 前記ペレットを載置する前記リードフレームの裏面が、前記一辺に接して並んで露出して配置されている接続用端子の内の一つであることを特徴とする請求項１に記載の表面実装縦型磁電変換素子。
3. 前記ペレットを載置する部分の前記リードフレームが、２つ以上に分割されていることを特徴とする請求項１に記載の表面実装縦型磁電変換素子。
4. 前記リードフレームを形成する材料は、磁性材料を含まないことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の表面実装縦型磁電変換素子。
5. 少なくとも前記直方体の一つの面の一辺に接して並んで露出して配置している前記リードフレームの表面に金属被膜が形成されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の表面実装縦型磁電変換素子。
6. 前記ペレットを構成する基板が高透磁率磁性体で、前記感磁部が高透磁率磁性体チップによって挟まれている構造であることを特徴とする請求項１に記載の表面実装縦型磁電変換素子。

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