JP7097671B2 - IC magnetic sensor and lead frame used for it - Google Patents

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本発明は磁気センサおよびそれに使用するリードフレームに関し、特に導体を流れる電流を検出し、それに対応する電気信号を出力するIC(半導体集積回路)化された磁気センサおよびそれに使用するリードフレームに関する。 The present invention relates to a magnetic sensor and a lead frame used thereof, and particularly to an IC (semiconductor integrated circuit) magnetic sensor that detects a current flowing through a conductor and outputs a corresponding electric signal, and a lead frame used thereof.

導体に流れる電流を非接触で検出するため、この電流により生じる磁界を磁気電気変換素子(以下、単に磁電変換素子という)であるホール効果素子(以下、単にホール素子という)等により検出して、電気信号として出力する種々の磁気センサが開発され市販されている。 In order to detect the current flowing through the conductor in a non-contact manner, the magnetic field generated by this current is detected by a Hall effect element (hereinafter, simply referred to as a Hall element) which is a magnetic-electric conversion element (hereinafter, simply referred to as a magnetic-electric conversion element). Various magnetic sensors that output as electrical signals have been developed and are commercially available.

このような磁気センサは、車両等の電子機器または電子応用機器内の多数の信号または制御用導体とともに使用して、これらの導体を流れる電流(入力電流)を検出するために使用されている。これらの機器は一般に小型、軽量かつ安価であるのが望ましい。また、これらの磁電変換素子の検出出力は微弱であるとともに、周囲温度その他の条件により変化するので、1個以上の磁電変換素子、その検出出力の増幅器および検出出力補正回路等を半導体基板(サブストレート)上に一体化または集積してICチップ化した、IC化磁気センサとするのが望ましい。 Such magnetic sensors are used with a large number of signal or control conductors in electronic devices such as vehicles or electronic application devices to detect currents (input currents) flowing through these conductors. It is generally desirable for these devices to be small, lightweight and inexpensive. Further, since the detection output of these magnetometer conversion elements is weak and changes depending on the ambient temperature and other conditions, one or more magnetometer conversion elements, an amplifier of the detection output, a detection output correction circuit, and the like are mounted on a semiconductor substrate (sub). It is desirable to make an IC-based magnetic sensor integrated or integrated on a straight) to form an IC chip.

ICは、一般に、半導体基板上に周知の技法で多数個が同時に形成され、導電性金属製のリードフレームに接合し、所定の電気的接続後に、個別に分割してIC化磁気センサが形成される。そのために、リードフレームには、ICチップを支持するICチップマウント部および複数のリード部(端子部)を有する。ICチップの端子(または接続パッド)とリードフレームのリード部とは、一般に細い金線を使用するワイヤボンディング技法により電気的接続される。 In general, a large number of ICs are simultaneously formed on a semiconductor substrate by a well-known technique, bonded to a lead frame made of a conductive metal, and after a predetermined electrical connection, are individually divided to form an IC magnetic sensor. To. Therefore, the lead frame has an IC chip mount portion for supporting the IC chip and a plurality of lead portions (terminal portions). The terminal (or connection pad) of the IC chip and the lead portion of the lead frame are generally electrically connected by a wire bonding technique using a thin gold wire.

磁気センサをIC化するには、磁電変換素子および増幅回路等の各種エレクトロニクス回路が一体的に形成されたICチップを、リードフレームのICパッドマウント部に適当な接着剤により接着(または接合)し、必要な物理的な支持および発生する熱の放熱等を行う。さらに、ICチップ上の複数の接続パッドとリードフレームの複数のリード部間を、上述したワイヤボンディングにより電気的接続する。最後に、外部との接続部分を除き、全体をエポキシ樹脂等により被覆して保護する。ここで、IC化磁気センサとは、磁電変換素子を含むICチップとリードフレームとを備え、上述のように製造された磁気検出デバイスをいう。 In order to convert a magnetic sensor into an IC, an IC chip in which various electronic circuits such as a magnetic-electric conversion element and an amplifier circuit are integrally formed is bonded (or bonded) to the IC pad mount portion of the lead frame with an appropriate adhesive. , Necessary physical support and heat dissipation of generated heat. Further, the plurality of connection pads on the IC chip and the plurality of lead portions of the lead frame are electrically connected by the wire bonding described above. Finally, except for the connection part with the outside, the whole is covered with epoxy resin or the like to protect it. Here, the IC magnetometer means a magnetic detection device provided with an IC chip including a magnetic-electric conversion element and a lead frame, and manufactured as described above.

このようなIC化磁気センサは、市販されかつ幾つかの特許文献に開示されている。十分な面積を有するリードフレームにICチップを接合するリードフレームの支持部であるICチップマウント部の略全体に延びる細長いスリットを設けて、被測定磁界の変化に起因してリードフレームのICチップマウント部に生じる渦電流による測定エラー等を防止するIC用リードフレームが開示されている(例えば、特許文献1および特許文献2参照)。 Such an IC magnetic sensor is commercially available and disclosed in some patent documents. An elongated slit extending substantially over the IC chip mount portion, which is a support portion of the lead frame for joining the IC chip to the lead frame having a sufficient area, is provided, and the IC chip mount of the lead frame is provided due to a change in the magnetic field to be measured. A lead frame for an IC that prevents a measurement error or the like due to an eddy current generated in a portion is disclosed (see, for example, Patent Document 1 and Patent Document 2).

また、ICチップを載置する広い面積を有するリードフレームの1辺から他辺に向けて第1のスロットを形成するとともにこの第1のスロットの端部からこれと直交する第2のスロットを形成するリードフレームを使用するIC化磁気センサも開示されている(例えば、特許文献3参照)。 Further, a first slot is formed from one side of the lead frame having a large area on which the IC chip is placed toward the other side, and a second slot orthogonal to the first slot is formed from the end of the first slot. An IC-based magnetic sensor using a lead frame is also disclosed (see, for example, Patent Document 3).

米国特許公報第6853178号US Pat. No. 6,853,178 米国特許公報第6922048号US Patent Publication No. 6922048 日本特許第5676635号公報Japanese Patent No. 5676635

検出エラーが少なくしかも磁気検出の応答速度が良好なIC化磁気センサを得るには、上述した渦電流の影響を軽減するために導電体を磁電変換素子の近傍から可能な限り排除または遠ざけることが望ましいことが判明した。換言すると、ICチップマウント領域のうち、磁電変換素子の近傍にはリードフレームの導電部が存在しないことが望ましい。 In order to obtain an IC-based magnetic sensor with few detection errors and good magnetic detection response speed, the conductor should be removed or kept away from the vicinity of the magnetic-electric conversion element as much as possible in order to reduce the influence of the above-mentioned eddy current. It turned out to be desirable. In other words, it is desirable that the conductive portion of the lead frame does not exist in the vicinity of the magnetic-electric conversion element in the IC chip mount region.

しかし、リードフレームに対してICチップが正確に配置、すなわち接合固定されていない場合には、後工程であるワイヤボンディング作業等が困難となるとともにリードフレームとICチップとの電気的接続の不具合および接合強度の不足が生じて製品の歩留まりや信頼性が低下する。 However, if the IC chip is not accurately arranged, that is, joined and fixed to the lead frame, the wire bonding work, which is a subsequent process, becomes difficult, and the electrical connection between the lead frame and the IC chip becomes defective. Insufficient bonding strength reduces product yield and reliability.

本発明は、従来技術の上述した種々の課題に鑑みなされたものであり、これらの課題を解決または軽減するIC化磁気センサおよびそれに使用するリードフレームを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-mentioned various problems of the prior art, and an object of the present invention is to provide an IC magnetometer and a lead frame used for solving or alleviating these problems.

上述した課題を解決するとともに上述した目的を達成するために、本発明のIC化磁気センサは、次のような特徴的な構成を採用している。すなわち、少なくとも1個の磁電変換素子およびワイヤボンディング領域を有する矩形のICチップをリードフレームのICチップマウント部に接合するIC化磁気センサであって、リードフレームはICチップのワイヤボンディング領域が載置される基部とこの基部から直角に突出する少なくとも1個の角状部とを有し、ICチップは、リードフレームを平面視したとき、磁電変換素子がリードフレームの角状部と重複しないように配置されることを特徴とする。 In order to solve the above-mentioned problems and achieve the above-mentioned object, the IC magnetic sensor of the present invention adopts the following characteristic configuration. That is, it is an IC-ized magnetic sensor that joins a rectangular IC chip having at least one magnetic-electric conversion element and a wire bonding region to the IC chip mount portion of the lead frame, and the wire bonding region of the IC chip is placed on the lead frame. The IC chip has a base portion to be formed and at least one square portion protruding at a right angle from the base portion, so that the magnetic and electrical conversion element does not overlap with the square portion of the lead frame when the lead frame is viewed in a plan view. It is characterized by being arranged.

ここで、リードフレームの角状部は、基部に対して線対称に形成される。また、リードフレームの角状部の長さは、リードフレームの基部および角状部の合計寸法を、リードフレームのICチップマウント部に載置されるICチップの対応する辺の寸法に応じて決定される。ICチップの磁電変換素子は、リードフレームの2個の角状部間に配置される。また、磁電変換素子は、リードフレームの角状部の両側に配置される複数である。 Here, the square portion of the lead frame is formed line-symmetrically with respect to the base portion. Further, the length of the square portion of the lead frame is determined by determining the total dimension of the base portion and the square portion of the lead frame according to the dimension of the corresponding side of the IC chip mounted on the IC chip mount portion of the lead frame. Will be done. The magnetic-electric conversion element of the IC chip is arranged between the two square portions of the lead frame. Further, there are a plurality of magnetic / electric conversion elements arranged on both sides of the square portion of the lead frame.

また、本発明のIC化磁気センサに使用するリードフレームは、次のような特徴的な構成を採用している。すなわち、少なくとも1個の磁電変換素子を含む略矩形のICチップを有するIC化磁気センサに使用するリードフレームであって、ICチップの接続パッド領域が配置される基部と、

この基部から直角に突出する少なくとも1個の角状部とを備え、角状部の長さは、リードフレームの基部と角状部の合計寸法を、リードフレームのICチップマウント部に載置されるICチップの対応する辺の寸法に応じて決定する。
Further, the lead frame used for the IC magnetic sensor of the present invention adopts the following characteristic configuration. That is, a lead frame used for an IC magnetometer having a substantially rectangular IC chip including at least one magnetic / electrical conversion element, and a base on which a connection pad region of the IC chip is arranged.

It is provided with at least one square portion protruding at a right angle from this base portion, and the length of the square portion is such that the total dimension of the base portion and the square portion of the lead frame is mounted on the IC chip mount portion of the lead frame. It is determined according to the dimensions of the corresponding sides of the IC chip.

ここで、リードフレームの角状部は、基部に対して線対称に形成される。リードフレームの角状部は、相互に平行な複数個形成される。また、リードフレームの角状部は単一であり、その両側にICチップの磁電変換素子が配置される。 Here, the square portion of the lead frame is formed line-symmetrically with respect to the base portion. A plurality of square portions of the lead frame are formed parallel to each other. Further, the lead frame has a single angular portion, and magnetic / electrical conversion elements of the IC chip are arranged on both sides thereof.

本発明によるIC化磁気センサは、リードフレームが基部とこれと直角に突出する細長い角状部を有するので、ICチップの磁電変換素子の近傍に配置される導電体が最小であるので、渦電流による悪影響を抑えて磁気検出の応答速度を大幅に改善する。また、リードフレームの角状部は、基部に対して線対称かつICチップの対応する辺の寸法に応じた長さを有するので、リードフレームに正確な平行度かつ十分な強度で安定的に搭載でき、ワイヤボンディング等の後処理を高信頼性で実施可能にし、高い歩留まり、信頼性かつIC化磁気センサの低価格化が実現可能である。さらに、必要に応じて単一または複数の磁電変換素子を有するICチップに対応可能である。 Since the IC magnetic sensor according to the present invention has an elongated square portion in which the lead frame protrudes at right angles to the base portion, the conductor arranged in the vicinity of the magnetic-electric conversion element of the IC chip is the minimum, so that the eddy current is eddy current. It suppresses the adverse effects of magnetic detection and greatly improves the response speed of magnetic detection. In addition, since the square portion of the lead frame is line-symmetrical with respect to the base and has a length corresponding to the dimension of the corresponding side of the IC chip, it is stably mounted on the lead frame with accurate parallelism and sufficient strength. It is possible to carry out post-processing such as wire bonding with high reliability, and it is possible to realize high yield, reliability and low price of IC magnetic sensor. Further, it is possible to correspond to an IC chip having a single or a plurality of magnetic-electric conversion elements as needed.

また、本発明のリードフレームを使用することにより、リードフレームに対するICチップの接合精度および接合力が維持されるとともにワイヤボンディング等の後工程を確実に実行可能にするので、IC化磁気センサの製造工程による製品の歩留まりや信頼性を高く維持でき、低価格化が実現可能である。 Further, by using the lead frame of the present invention, the bonding accuracy and bonding force of the IC chip to the lead frame are maintained, and the post-processes such as wire bonding can be reliably executed. It is possible to maintain high product yield and reliability due to the process, and to reduce the price.

次に、添付図面を参照して、本発明によるIC化磁気センサおよびそれに使用するリードフレームの構成および作用効果を詳細に説明する。 Next, with reference to the attached drawings, the configuration and operation / effect of the IC magnetic sensor according to the present invention and the lead frame used thereof will be described in detail.

本発明によるIC化磁気センサに使用するリードフレームの第1実施形態を示す平面図である。It is a top view which shows 1st Embodiment of the lead frame used for the IC magnetic sensor by this invention. 本発明によるIC化磁気センサに使用するリードフレームの第2実施形態を示す平面図である。It is a top view which shows the 2nd Embodiment of the lead frame used for the IC magnetic sensor by this invention. 本発明のIC化磁気センサを応用する具体例の説明図である。It is explanatory drawing of the specific example which applies the IC magnetic sensor of this invention. 図3における磁気コア(単にコアという)の空隙内に配置して使用する本発明によるIC化磁気センサの説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram of an IC-based magnetic sensor according to the present invention, which is arranged and used in a gap of a magnetic core (simply referred to as a core) in FIG. リードフレーム等の導体と変化する磁力線が鎖交する場合に導体に生じる渦電流の説明図である。It is explanatory drawing of the eddy current generated in a conductor when a conductor such as a lead frame and a changing magnetic force line are chained. IC用リードフレームの従来例を示し、(a)は平面図、(b)はICチップマウント部の他の例を示す平面図である。A conventional example of a lead frame for an IC is shown, (a) is a plan view, and (b) is a plan view showing another example of an IC chip mount portion. IC化磁気センサに使用するリードフレームの他の従来例を示す平面図である。It is a top view which shows the other conventional example of the lead frame used for the IC magnetic sensor.

次に、本発明によるIC化磁気センサおよびそれに使用するリードフレームの実施例を、添付図を参照して詳細に説明する。なお、ここに示す実施例は、本発明の単なる例示に過ぎず、何ら本発明を限定するものではなく、特定用途に応じて種々の変形変更が可能であることに留意されたい。 Next, an example of the IC magnetic sensor according to the present invention and the lead frame used thereof will be described in detail with reference to the attached drawings. It should be noted that the examples shown here are merely examples of the present invention and do not limit the present invention in any way, and various modifications can be made according to specific uses.

先ず、図3は、本発明によるIC化磁気センサの応用例を示す説明図である。この応用例において、磁電変換素子(例えば、ホール素子)を含むIC化磁気センサ100は、入力電流が流れる導体120が貫通するコア110に形成された空隙112(図4参照)内に配置されている。コア110は、入力電流が流れることにより導体120の周囲に生じる磁界を集磁する。このIC化磁気センサ100には、その動作に必要な電源等(図示せず)が供給される。IC化磁気センサ100の検出出力は一般に微弱であるので、増幅器130により適当な振幅に増幅され、出力端子140と接地端子141間に出力される。なお、増幅器130は、IC化磁気センサ100と一体に形成、すなわちIC化されるのが望ましい。 First, FIG. 3 is an explanatory diagram showing an application example of the IC magnetic sensor according to the present invention. In this application example, the IC magnetometer 100 including a magnetic-electric conversion element (for example, a Hall element) is arranged in a gap 112 (see FIG. 4) formed in a core 110 through which a conductor 120 through which an input current flows passes. There is. The core 110 collects a magnetic field generated around the conductor 120 due to the flow of an input current. The IC magnetic sensor 100 is supplied with a power source or the like (not shown) necessary for its operation. Since the detection output of the IC magnetic sensor 100 is generally weak, it is amplified to an appropriate amplitude by the amplifier 130 and output between the output terminal 140 and the ground terminal 141. It is desirable that the amplifier 130 is integrally formed with the IC magnetic sensor 100, that is, it is made into an IC.

次に、図4は、図3のIC化磁気センサ100が配置されたコア110の一部分の拡大図である。コア110に形成された微小空隙112内に配置されるIC化磁気センサ100は適当な接着剤等により導電性のリードフレーム102に固定される。後述するように、IC化磁気センサ100は、導電性のリードフレーム102に接合形成され、外部への接続部分(リード端子部)を除き、全体をエポキシ樹脂等により被覆して保護される。 Next, FIG. 4 is an enlarged view of a part of the core 110 in which the IC magnetic sensor 100 of FIG. 3 is arranged. The IC magnetic sensor 100 arranged in the minute void 112 formed in the core 110 is fixed to the conductive lead frame 102 with an appropriate adhesive or the like. As will be described later, the IC magnetic sensor 100 is formed by joining to the conductive lead frame 102, and is protected by covering the whole with an epoxy resin or the like except for the connection portion (lead terminal portion) to the outside.

図4のコア110の内部および空隙112には、導体120に流れる入力電流により磁力線が生じる。この磁力線103が変化すると、IC化磁気センサ100を構成する導体であるリードフレーム102には、図5に示すように磁力線103の周りに渦電流104が不可避的に生じる。この渦電流104は、元の磁力線(すなわち、入力電流により導体120の周りに生じる磁力線)を打ち消す作用を有するので、これを最小にするのが、IC化磁気センサ100にとり望ましい。 Magnetic force lines are generated inside the core 110 and in the gap 112 of FIG. 4 due to the input current flowing through the conductor 120. When the magnetic force lines 103 change, an eddy current 104 is inevitably generated around the magnetic force lines 103 in the lead frame 102, which is a conductor constituting the IC magnetic sensor 100, as shown in FIG. Since the eddy current 104 has a function of canceling the original magnetic force lines (that is, the magnetic force lines generated around the conductor 120 by the input current), it is desirable for the IC magnetic sensor 100 to minimize this.

ここで、本発明の課題や作用効果の理解を助けるために、先ず、リードフレーム102のICチップマウント部の導体に生じる上述した渦電流を軽減する従来技術について、図6および図7を参照して説明する。 Here, in order to help understanding the problems and effects of the present invention, first, refer to FIGS. 6 and 7 for the prior art for reducing the above-mentioned eddy current generated in the conductor of the IC chip mount portion of the lead frame 102. I will explain.

図6は、上述した特許文献1および特許文献2に開示された従来のリードフレームの平面図である。図6(a)に示すリードフレームユニット200は、磁気センサ等を含むICチップを支持する略正方形のチップマウントパッド201およびその周囲に配置形成された複数のリードフレームセグメントを備えている。このチップマウントパッド201には、略その全長を横断するように、0.01~0.5mmの極めて細いスリット205を形成している。このスリット205により、図5を参照して上述した渦電流の抑制を図っている。一方、図6(b)には、図6(a)と同様の目的で、一辺303の近傍から対向する他の辺304の近傍に亘りスリット302が形成された従来のリードフレームのチップマウントパッド300を開示している。 FIG. 6 is a plan view of the conventional lead frame disclosed in Patent Document 1 and Patent Document 2 described above. The lead frame unit 200 shown in FIG. 6A includes a substantially square chip mount pad 201 that supports an IC chip including a magnetic sensor and the like, and a plurality of lead frame segments arranged and formed around the chip mount pad 201. The chip mount pad 201 is formed with an extremely thin slit 205 of 0.01 to 0.5 mm so as to substantially traverse the entire length thereof. With this slit 205, the above-mentioned eddy current is suppressed with reference to FIG. On the other hand, in FIG. 6B, for the same purpose as in FIG. 6A, a chip mount pad of a conventional lead frame in which a slit 302 is formed from the vicinity of one side 303 to the vicinity of the other side 304 facing the other side 304. 300 is disclosed.

また、図7は、上述した特許文献3に開示される従来の磁気センサ500の導電性リードフレーム502の平面図である。このリードフレーム502には、上述した渦電流を軽減するために、一辺から他辺に向かう第1のスロット510およびこの第1スロット510の端部から連続する第2スロット520が形成されている。ここで、第1スロット510の中心軸511と第2スロット520の中心軸521は、相互に直交している。そして、ICチップ530は、これらのスロット510および520と位置合わせして配置されている。 Further, FIG. 7 is a plan view of the conductive lead frame 502 of the conventional magnetic sensor 500 disclosed in Patent Document 3 described above. In the lead frame 502, in order to reduce the above-mentioned eddy current, a first slot 510 extending from one side to the other side and a second slot 520 continuous from the end of the first slot 510 are formed. Here, the central axis 511 of the first slot 510 and the central axis 521 of the second slot 520 are orthogonal to each other. The IC chip 530 is aligned with these slots 510 and 520.

しかし、図6(a)および図6(b)に示すスリットが形成されたリードフレーム200および300では、上述した渦電流を十分に低減することができず、図7に示すリードフレーム502を使用する磁気センサ500では、磁気検出の応答速度が低いことが実験により判明した。具体的には、上述した従来技術による磁気センサの磁気検出の応答速度は、約10μs以上であり、速い応答速度を必要とする用途には適用できない。 However, in the lead frames 200 and 300 in which the slits shown in FIGS. 6 (a) and 6 (b) are formed, the above-mentioned eddy current cannot be sufficiently reduced, and the lead frame 502 shown in FIG. 7 is used. Experiments have shown that the magnetic sensor 500 has a low response speed for magnetic detection. Specifically, the response speed of magnetic detection of the magnetic sensor according to the above-mentioned conventional technique is about 10 μs or more, and it cannot be applied to applications requiring a high response speed.

次に、図1および図2を参照して、本発明によるIC化磁気センサおよびそれに使用するリードフレームの好適な実施形態について詳細に説明する。 Next, a preferred embodiment of the IC magnetic sensor according to the present invention and the lead frame used thereof will be described in detail with reference to FIGS. 1 and 2.

先ず、図1は、本発明によるIC化磁気センサに使用するリードフレームの第1実施形態の平面図である。図1において、リードフレーム10は実線で示し、このリードフレーム10のICチップマウント部に接合するとともに周知技法によりこのリードフレーム10と電気的接続して本発明によるIC化磁気センサを構成する半導体基板を含むICチップ40を破線で示している。 First, FIG. 1 is a plan view of a first embodiment of a lead frame used for an IC magnetic sensor according to the present invention. In FIG. 1, the lead frame 10 is shown by a solid wire, and is joined to the IC chip mount portion of the lead frame 10 and electrically connected to the lead frame 10 by a well-known technique to form an IC magnetic sensor according to the present invention. The IC chip 40 including the above is shown by a broken line.

このリードフレーム10は、ICチップ40を接合するICチップマウント部20と複数のリード部(端子部)30とにより構成されている。図1に示す特定実施形態において、ICチップマウント部20は、比較的幅が広く横方向に延びる基部21と、この基部21から直角方向(図上では上方)に突出するとともに相互に離間する細長い1対の角状部22、23を含んでいる。ここで、角状部とは、基部21から延びる細長い突出部を意味する。他方、リード部30は、ICチップマウント部20の基部21の下方に延びる相互に平行な4本のリード(端子)31~34を有する。 The lead frame 10 is composed of an IC chip mount portion 20 for joining the IC chip 40 and a plurality of lead portions (terminal portions) 30. In the specific embodiment shown in FIG. 1, the IC chip mount portion 20 has a relatively wide base portion 21 extending in the lateral direction, and an elongated base portion 21 projecting from the base portion 21 in a right angle direction (upward in the drawing) and separated from each other. It contains a pair of square portions 22, 23. Here, the square portion means an elongated protruding portion extending from the base portion 21. On the other hand, the lead portion 30 has four leads (terminals) 31 to 34 parallel to each other extending below the base portion 21 of the IC chip mount portion 20.

図1において、ICチップ40は、略矩形状であり、IC化磁気センサの組立時には、ICチップマウント部20の基部21および1対の角状部22、23を覆うように位置決めして配置され、適当な接着剤を用いて、これら基部21および角状部22、23に接合固定される。ICチップマウント部20の上述した特定構成により、ICチップ40はリードフレーム10のICチップマウント部20に確実に接合される。すなわち、ICチップ40とリードフレーム10の面の平行度が正確に維持される。ここで、リードフレーム10の角状部22、23の寸法は、使用されるICチップ40の寸法に対応して決定される。すなわち、ICチップマウント部20の基部21および角状部22(または23)の合計寸法(図中縦方向の寸法)は、使用されるICチップ40の対応する辺の寸法(長さ)と略等しい寸法に選定されていることに注目されたい。 In FIG. 1, the IC chip 40 has a substantially rectangular shape, and is positioned and arranged so as to cover the base 21 of the IC chip mount portion 20 and the pair of square portions 22, 23 at the time of assembling the IC magnetic sensor. , Are joined and fixed to these bases 21 and square portions 22 and 23 using an appropriate adhesive. With the above-mentioned specific configuration of the IC chip mount portion 20, the IC chip 40 is reliably joined to the IC chip mount portion 20 of the lead frame 10. That is, the parallelism between the surfaces of the IC chip 40 and the lead frame 10 is accurately maintained. Here, the dimensions of the square portions 22 and 23 of the lead frame 10 are determined according to the dimensions of the IC chip 40 used. That is, the total dimension (vertical dimension in the figure) of the base portion 21 and the square portion 22 (or 23) of the IC chip mount portion 20 is abbreviated as the dimension (length) of the corresponding side of the IC chip 40 used. Note that they are selected to have the same dimensions.

また、ICチップ40は、ワイヤボンディング部42および磁電変換素子配置部44を有する。ワイヤボンディング部42は、リードフレーム10のICチップマウント部20の基部21に沿って配置形成されている。この特定の構成により、ICチップ40とリードフレーム10の接合強度が十分であり、かつIC化磁気センサの組立製造工程において、ICチップ40およびリードフレーム10のリード部30との電気的接続、すなわちワイヤボンディング作業を、エラーを生じることなく確実に実行できるので、IC化磁気センサを高い歩留まりかつ高信頼性で製造できる。 Further, the IC chip 40 has a wire bonding portion 42 and a magnetic-electric conversion element arranging portion 44. The wire bonding portion 42 is arranged and formed along the base portion 21 of the IC chip mount portion 20 of the lead frame 10. With this specific configuration, the bonding strength between the IC chip 40 and the lead frame 10 is sufficient, and in the process of assembling and manufacturing the IC magnetic sensor, the electrical connection between the IC chip 40 and the lead portion 30 of the lead frame 10, that is, Since the wire bonding work can be reliably performed without causing an error, the IC magnetic sensor can be manufactured with high yield and high reliability.

さらに、ICチップ40の磁電変換素子配置部44は、ICチップ40の略中央位置であり、ICチップマウント部20の基部21から十分に離間するとともに隣接する角状部22、23からも離間している。したがって、後述するように、被検出磁界の変化による渦電流の影響を最小限に抑えて磁気検出の応答速度を著しく高めることができることに注目されたい。 Further, the magnetic-electric conversion element arranging portion 44 of the IC chip 40 is substantially at the center position of the IC chip 40, and is sufficiently separated from the base portion 21 of the IC chip mount portion 20 and also separated from the adjacent square portions 22 and 23. ing. Therefore, as will be described later, it should be noted that the influence of the eddy current due to the change in the detected magnetic field can be minimized and the response speed of the magnetic detection can be significantly increased.

リードフレーム10のICチップマウント部20に接合されたICチップ40とリード部30の各リード31~34との間の電気的接続は、従来技術、例えばワイヤボンディングにより行われる。なお、ICチップマウント部20の基部21とリード部30の1つのリード33とは、予め一体化して形成され、ICチップ40の1つの端子、例えば接地端子とする。 The electrical connection between the IC chip 40 joined to the IC chip mount portion 20 of the lead frame 10 and the leads 31 to 34 of the lead portion 30 is performed by a conventional technique, for example, wire bonding. The base 21 of the IC chip mount portion 20 and one lead 33 of the lead portion 30 are integrally formed in advance, and one terminal of the IC chip 40, for example, a ground terminal.

図1に示す本発明の第1実施形態によるリードフレーム10の具体例について説明する。ICチップ40は、1辺が約2.4mmの略正方形である。ICチップマウント部20の横方向の全長(幅)は約5.3mmおよび基部21の高さは約1.0mmである。また、角状部22、23の長さ、幅および間隔はそれぞれ約1.0mm、約0.38mmおよび約1.0mmである。しかし、本発明は、何らこの具体例に限定するものではないこと勿論である。 A specific example of the lead frame 10 according to the first embodiment of the present invention shown in FIG. 1 will be described. The IC chip 40 is a substantially square having a side of about 2.4 mm. The total length (width) of the IC chip mount portion 20 in the lateral direction is about 5.3 mm, and the height of the base portion 21 is about 1.0 mm. The length, width and spacing of the square portions 22 and 23 are about 1.0 mm, about 0.38 mm and about 1.0 mm, respectively. However, it goes without saying that the present invention is not limited to this specific example.

次に、図2を参照して、本発明の第2実施形態によるリードフレームについて説明する。この実施形態のリードフレーム50は、図1を参照して上述したリードフレーム10と同様に、ICチップマウント部60とリード部70とを備えている。ICチップマウント部60には、図2中に破線で示すICチップ80が接合される。リード部70は、4本のリード71~74を有する。ここで、図1および図2の実施例とともに、角状部22、23および62は、基部21および61に対して線対称に形成されていることに注目されたい。これによりICチップをリードフレームに安定的に接合または支持可能にする。 Next, the lead frame according to the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The lead frame 50 of this embodiment includes an IC chip mount portion 60 and a lead portion 70, similarly to the lead frame 10 described above with reference to FIG. 1. The IC chip 80 shown by the broken line in FIG. 2 is joined to the IC chip mount portion 60. The lead portion 70 has four leads 71 to 74. It should be noted here that, with the embodiments of FIGS. 1 and 2, the angular portions 22, 23 and 62 are formed line-symmetrically with respect to the base portions 21 and 61. This makes it possible to stably join or support the IC chip to the lead frame.

以下、図1を参照して上述した第1実施形態との相違点を中心に、図2に示すリードフレーム50について説明することとする。このリードフレーム50のICチップマウント部60は、基部61および単一の角状部62を有する。 Hereinafter, the lead frame 50 shown in FIG. 2 will be described with reference to FIG. 1, focusing on the differences from the first embodiment described above. The IC chip mount portion 60 of the lead frame 50 has a base 61 and a single square portion 62.

このリードフレーム50のICチップマウント部60に配置して接合されるICチップ80は、その略中央部に横方向に離間して配置された1対の磁電変換素子配置部84、85を有する。そして、ICチップマウント部60の1個の角状部62が、1対の磁電変換素子配置部84、85の中心と一致するようにICチップ80とICチップマウント部60とを位置合わせする。 The IC chip 80 arranged and joined to the IC chip mount portion 60 of the lead frame 50 has a pair of magnetic and electrical conversion element arranging portions 84 and 85 arranged laterally spaced apart from each other in a substantially central portion thereof. Then, the IC chip 80 and the IC chip mount portion 60 are aligned so that one square portion 62 of the IC chip mount portion 60 coincides with the center of the pair of magnetic / electric conversion element arrangement portions 84 and 85.

この実施形態のリードフレーム50においても、上述したリードフレーム10と同様に、ICチップマウント部60の基部61と角状部62の合計寸法は、ここに接合されるICチップ80の対応する辺の寸法に応じて決定または選定されていることに注目されたい。 Also in the lead frame 50 of this embodiment, similarly to the lead frame 10 described above, the total dimensions of the base portion 61 and the square portion 62 of the IC chip mount portion 60 are the corresponding sides of the IC chip 80 joined therein. Note that it is determined or selected according to the dimensions.

IC化磁気センサの磁電変換素子、例えばホール素子の検出出力は、一般にばらつきが大きくかつ微弱であることが知られている。そこで、ICチップに複数の磁電変換素子を使用し、これら複数の磁電変換素子の出力信号を合成して検出出力とすることによりばらつきの低減と出力の増大が望ましい。図2に示す本発明の実施形態のリードフレーム50は、1対の磁電変換素子を含むIC化磁気センサに好適である。 It is known that the detection output of a magnetic-electric conversion element of an IC-based magnetic sensor, for example, a Hall element, generally has large variations and weakness. Therefore, it is desirable to reduce the variation and increase the output by using a plurality of magnetic-electric conversion elements for the IC chip and synthesizing the output signals of the plurality of magnetic-electric conversion elements to obtain a detection output. The lead frame 50 according to the embodiment of the present invention shown in FIG. 2 is suitable for an IC magnetometer including a pair of magnetic-electric conversion elements.

図2に示すリードフレーム50において、ICチップマウント部60に形成された角状部62の幅の具体例は、約1.0mmである。ICチップ80が3個以上の磁電変換素子を含む場合には、角状部62を複数個形成し、それら角状部の間隙に磁電変換素子が配置されるようにするのが望ましい。 In the lead frame 50 shown in FIG. 2, a specific example of the width of the square portion 62 formed on the IC chip mount portion 60 is about 1.0 mm. When the IC chip 80 includes three or more magnetic-electric conversion elements, it is desirable to form a plurality of square portions 62 so that the magnetic-electric conversion elements are arranged in the gaps between the square portions.

磁気検出の応答速度を、ICチップマウント部にスリット等を形成した従来のIC化磁気センサと本発明によるIC化磁気センサの応答速度の比較実験を行った。その結果、上述のような従来技術のリードフレームでは応答速度が約10~12μsであるのに対して、図1および図2に示す本発明のリードフレーム10、50を使用するIC化磁気センサでは約2.3μsであり、応答速度が著しく改善されることが判明した。その理由は、広い面積の導体から磁電変換素子を遠ざけることにより、渦電流の影響を効果的に排除または大幅に低減するためである。 The response speed of magnetic detection was compared with the response speed of the conventional IC-based magnetic sensor having a slit or the like formed in the IC chip mount portion and the IC-based magnetic sensor according to the present invention. As a result, the response speed of the conventional lead frame as described above is about 10 to 12 μs, whereas the IC magnetic sensor using the lead frames 10 and 50 of the present invention shown in FIGS. 1 and 2 has a response speed of about 10 to 12 μs. It was about 2.3 μs, and it was found that the response speed was significantly improved. The reason is that the influence of the eddy current is effectively eliminated or significantly reduced by keeping the magnetic / electric conversion element away from the conductor having a large area.

しかも、本発明のIC化磁気センサおよびリードフレームによると、ICチップマウント部の所定寸法に選定された基部と1個以上の角状部とにより、ICチップをリードフレームに正確に位置決めして接合するので、製造工程における高い組立精度および高い歩留まりが可能であるとともにICチップをリードフレームに対して十分な強度で接合できる。また、ICチップのワイヤボンディング部は、リードフレームのICチップマウント部の基部上に配置するので、確実なワイヤボンディング作業を可能にする。 Moreover, according to the IC magnetic sensor and the lead frame of the present invention, the IC chip is accurately positioned and joined to the lead frame by the base portion selected to the predetermined dimensions of the IC chip mount portion and one or more square portions. Therefore, high assembly accuracy and high yield in the manufacturing process are possible, and the IC chip can be bonded to the lead frame with sufficient strength. Further, since the wire bonding portion of the IC chip is arranged on the base portion of the IC chip mounting portion of the lead frame, reliable wire bonding work is possible.

以上、本発明によるIC化磁気センサおよびそれに使用するリードフレームの好適な実施形態の構成および作用効果を詳述した。しかし、本発明の要旨を逸脱することなく、特定用途に応じて種々の変形変更が可能であることが当業者には容易に理解できよう。 In the above, the configuration and operation / effect of a suitable embodiment of the IC magnetic sensor according to the present invention and the lead frame used thereof have been described in detail. However, those skilled in the art can easily understand that various modifications can be made according to a specific application without departing from the gist of the present invention.

10、50 リードフレーム
20、60 ICチップマウント部
21、61 基部
22、23、62 角状部
40、80 ICチップ
42、82 ワイヤボンディング部
44、84、85 磁電変換素子配置部
10, 50 Lead frame 20, 60 IC chip mount part 21, 61 Base 22, 23, 62 Square part 40, 80 IC chip 42, 82 Wire bonding part 44, 84, 85 Magnetic conversion element placement part

Claims (2)

磁電変換素子およびワイヤボンディング領域を有する略矩形のICチップリードフレームのICチップマウント部に接合されたIC化磁気センサにおいて、
前記リードフレームは、前記ICチップの前記ワイヤボンディング領域が載置される基部と、該基部から直角方向に突出するとともに相互に離間する細長い1対の角状部であって、前記基部の前記直角方向の高さおよび該1対の角状部の間隔よりも幅が小さく、前記直角方向の長さが該幅よりも大きい1対の角状部とを有し、
前記ICチップは、前記磁電変換素子が前記リードフレームの前記1対の角状部および前記基部から離間した位置であって、前記直角方向と平行な2辺が前記1対の角状部よりもそれぞれ外側となる位置に配置されることを特徴とするIC化磁気センサ。
In an IC magnetometer in which a substantially rectangular IC chip having a magnetic conversion element and a wire bonding region is bonded to an IC chip mount portion of a lead frame.
The lead frame is a base portion on which the wire bonding region of the IC chip is placed, and a pair of elongated angular portions protruding from the base portion in a perpendicular direction and separated from each other, and the right angle of the base portion. It has a pair of squares that are smaller in width than the height in the direction and the spacing of the pair of squares and have a length in the right angle greater than the width .
In the IC chip, the magnetic conversion element is located at a position separated from the pair of square portions and the base portion of the lead frame, and the two sides parallel to the right angle direction are larger than the pair of square portions. IC magnetic sensors characterized in that they are arranged at positions on the outside .
磁電変換素子およびワイヤボンディング領域を有する略矩形のICチップを有するIC化磁気センサに使用するリードフレームであって、
前記ICチップの前記ワイヤボンディング領域が載置される基部と、該基部から直角方向に突出するとともに相互に離間する細長い1対の角状部であって、前記基部の前記直角方向の高さおよび該1対の角状部の間隔よりも幅が小さく、前記直角方向の長さが該幅よりも大きい1対の角状部とを有し、
前記ICチップは、前記磁電変換素子が前記1対の角状部および前記基部から離間した位置であって、前記直角方向と平行な2辺が前記1対の角状部よりもそれぞれ外側となる位置に配置されることを特徴とするIC化磁気センサに使用するリードフレーム。
A lead frame used for an IC magnetometer having a magnetic-electric conversion element and a substantially rectangular IC chip having a wire bonding region.
A base on which the wire bonding region of the IC chip is placed, and a pair of elongated square portions protruding from the base in a right-angle direction and separated from each other, and the height of the base in the right-angle direction and the height of the base. It has a pair of square portions having a width smaller than the distance between the pair of square portions and having a length in the right angle direction larger than the width .
In the IC chip, the magnetic conversion element is located at a position separated from the pair of square portions and the base portion, and two sides parallel to the right-angled direction are outside the pair of square portions. A lead frame used for an IC magnetic sensor characterized by being placed at a position .
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