JPWO2008099822A1 - 検出装置および検出装置の製造方法 - Google Patents

検出装置および検出装置の製造方法 Download PDF

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Abstract

【課題】正確な方位を検出し、信頼性の高い検出装置を得るとともに、検出装置の小型化を図る。【解決手段】地磁気の方位を検出する感度軸８を備えたＸ軸用磁気センサ７ａ、Ｙ軸用磁気センサ７ｂ、Ｚ軸用磁気センサ７ｃと、センサ制御用半導体９とを有し、各磁気センサ７を、同一のウエハにおいて製造された同一の構成からなる各磁気センサから選択して、各磁気センサ７の感度軸８をそれぞれ異なる所定の角度に向けて回路基板３上に直接設置し、各磁気センサ７におけるセンサ制御用半導体９と導通を図るための電極１５ａ、１５ｂ、１５ｃを、感度面の一側に一列状に並列配置して形成する。【選択図】図１

Description

本発明は、少なくとも１つの感度軸を有するセンサチップ、このセンサチップを備えた検出装置およびこの検出装置の製造方法に関する。
近年、携帯電話機等の端末装置や車載用カーナビゲーション装置等には、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｔｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）に加えて、感度が良好である等の理由により方位情報を得るための磁気方位検出装置等の検出装置が備えられている。
従来、磁気方位検出装置としては、Ｘ軸の地磁気を検出するＸ軸用磁気センサ、Ｙ軸の地磁気を検出するＹ軸用磁気センサおよびＺ軸の地磁気を検出するＺ軸用磁気センサを備え、Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸の３軸の地磁気を検出可能な検出装置が多用されている。
このような磁気方位検出装置は、回路基板における一面に、３つの磁気センサおよび各磁気センサを制御するセンサ制御用半導体が実装されているとともに、各磁気センサおよびセンサ制御用半導体は、絶縁性を有する樹脂等からなる封止部材により封止されて一体化されている（例えば、特許文献１参照）。
各磁気センサは、地磁気を検出する感度軸を備え、各磁気センサのうちＸ軸用磁気センサは、その感度軸を磁気方位検出装置における前後方向および左右方向のいずれか一方の地磁気を検出する角度に向けてメイン回路基板に設置され、また、Ｙ軸用磁気センサは、その感度軸を前記前後方向および左右方向のいずれか他方の地磁気を検出する角度に向けてメイン回路基板に設置されている。さらに、Ｚ軸用磁気センサは、サブ回路基板に実装されており、このＺ軸用磁気センサが実装されたサブ回路基板は、メイン回路基板に立設されている。これにより、このＺ軸用磁気センサは、サブ回路基板を介して、その感度軸を磁気方位検出装置における上下方向の地磁気を検出する角度に向けてメイン回路基板に設置されている。
直方体状の各磁気センサにおける一面における周縁部分、およびセンサ制御用半導体の一面における周縁部分には、各磁気センサとセンサ制御用半導体とを導電接続するための電極が形成されており、各電極は、それぞれリード線を介してセンサ制御用半導体の電極に導電接続されている。
そして、従来より、これらＸ軸用磁気センサ、Ｙ軸用磁気センサおよびＺ軸用磁気センサは、それぞれ専用のウエハによって製造されており、このため、各磁気方位検出装置に実装される各磁気センサは、それぞれ異なるウエハによって製造されている。
特開２００５−２３３６３０号公報
しかし、前述のような従来の磁気方位検出装置において、実装される各磁気センサが異なるウエハによってそれぞれ製造されると、各磁気センサの磁気特性にばらつきが発生してしまうことがある。このため、前記磁気方位検出装置によって地磁気を検出するにあたり、各磁気センサ毎の地磁気の検出感度に誤差が生じてしまい、この結果、前記磁気方位検出装置によって、正確な地磁気を検出することができないおそれがあるという問題を有していた。
また、前述のような従来の磁気方位検出装置においては、Ｚ軸用磁気センサが、サブ回路基板を介してメイン回路基板に実装されているので、Ｚ軸用磁気センサの地磁気の検出感度と、他の各磁気センサの地磁気の検出感度とにより誤差が生じてしまうこととなる。この結果、前記磁気方位検出装置によって、正確な地磁気を検出することができないおそれがあった。さらに、サブ回路基板はメイン回路基板に立設されているので、サブ回路基板の大きさによっては、磁気方位検出装置の厚さが厚くなってしまい、このため、磁気方位検出装置の小型化の要請に反するという問題を有していた。
本発明は、この点に鑑みてなされたものであり、正確な方位を検出し、信頼性の高い検出装置を得ることができるセンサチップ、正確な方位を検出し信頼性を向上させることができるとともに、小型化を図ることが可能な検出装置およびこの検出装置の製造方法を提供することを目的とする。
前述した目的を達成するため、本発明に係るセンサチップの特徴は、検出装置の回路基板に実装される、少なくとも１つの感度軸を有するセンサチップであって、前記センサチップの一面を前記回路基板に対向させて実装することにより前記感度軸が前記回路基板の一面に対して水平に配置されるように前記回路基板上に直接設置可能とする水平実装面と、前記センサチップの他の一面を前記回路基板に対向させて実装することにより前記感軸が前記回路基板の一面に対して交差する角度に配置されるように前記回路基板上に直接設置可能とされている交差実装面とを有する点にある。
本発明に係るセンサチップによれば、感度軸を回路基板の一面に水平に配置して回路基板上に直接設置可能であるとともに、感度軸を回路基板の一面に対して交差する角度に配置して回路基板上に直接設置することもできるので、例えばＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の３軸の方位を検出する検出装置においても、同一のウエハにより製造されたセンサチップを用いることができる。このため、各センサチップの特性を均一にすることができる。また、サブ回路基板を用いることなく各センサチップを直接回路基板上に実装することができる。
本発明に係る他のセンサチップの特徴は、前記センサチップに設けられた、前記センサチップと前記回路基板との導通を図るための電極が、前記水平実装面によって実装した場合であっても前記交差実装面によって実装した場合であっても共通の電極を用いることができるよう配置されている点にある。
本発明に係る他のセンサチップによれば、前記水平実装面によって実装する場合と、前記交差実装面によって実装する場合とにおいて異なる電極を形成する必要がなく、センサチップの製造コストの低廉化、製造工程の簡易化を図ることができる。
本発明に係る他のセンサチップの特徴は、前記電極が、一列状に配置されている点にある。
本発明に係る他のセンサチップによれば、各電極が一列状に並列配置して形成されているので、各電極とセンサ制御用半導体の各電極とを導電接続するリード線の引き回しが単純になる。このため、各リード線の引き回しの作業性が向上するとともに、各リード線同士が当接してしまうことによりショートしてしまうのを防止することができ、さらには、各リード線が交錯することなく引き回すことが可能となるので、このセンサチップを用いた検出装置の小型化を図ることができる。
本発明に係る他のセンサチップの特徴は、前記センサチップが略直方体形状であり、前記電極が、前記水平実装面および前記交差実装面のいずれか一方の面と、他方の面に対向する面とが接する辺に面して設けられている点にある。
本発明に係る他のセンサチップによれば、水平実装面および交差実装面のいずれか一方の面で実装する場合には、センサチップ上の電極は回路基板に隣接した位置に電極が配置されるので、回路基板上の電極との接続が容易となり、他方の面で実装する場合には、電極は回路基板と水平に配置されるため、ワイヤボンディングなどで容易に接続することができる。
また、本発明に係る検出装置の特徴は、回路基板上に、少なくとも１つの感度軸を有する複数のセンサチップが直接実装された検出装置であって、前記センサチップが、前記感度軸が前記回路基板の一面に対して水平に配置された水平配置センサと、前記感度軸が前記回路基板の一面に対して交差する角度に配置された交差配置センサとを含んでおり、前記水平配置センサと前記交差配置センサが、同一の構成からなる点にある。
本発明に係る検出装置によれば、前記水平配置センサと前記交差配置センサが、同一の構成からなるので、前記各センサチップを同一のウエハにより製造することができる。このため、水平配置センサと交差配置センサの特性を均一にすることができ、また、サブ回路基板を用いることなく水平配置センサおよび交差配置センサを直接回路基板上に実装することができる。
本発明に係る他の検出装置の特徴は、前記水平配置センサと前記交差配置センサとが、前記各センサチップにおいて同一の位置に形成された同一の電極を用いて回路基板と導通が図られている点にある。
本発明に係る他の検出装置によれば、前記水平センサおよび前記交差センサにおいてそれぞれ異なる位置に電極を形成する必要がなく、センサチップの製造コストの低廉化、製造工程の簡易化を図ることができる。
本発明に係る他の検出装置の特徴は、前記同一の電極が、前記各センサチップに一列状に配置して形成されている点にある。
本発明に係る他の検出装置によれば、各センサチップの各電極が一列状に並列配置して形成されているので、各電極とセンサ制御用半導体の各電極とを導電接続するリード線の引き回しが単純になる。このため、各リード線の引き回しの作業性が向上するとともに、各リード線同士が当接してしまうことによりショートしてしまうのを防止することができ、さらには、各リード線が交錯することなく引き回すことが可能となるので、検出装置の小型化を図ることができる。
本発明に係る他の検出装置の特徴は、少なくとも１つの前記センサチップを、前記電極が形成されている電極形成面における前記電極が一列に配置された一側が前記回路基板側に位置するように配設し、前記回路基板上に、前記センサチップの前記電極と前記回路基板との接続に用いられる配線を形成する点にある。
本発明に係る他の検出装置によれば、回路基板上に、センサチップの各電極とセンサ制御用半導体におけるセンサチップに対応する各電極との接続に用いられる配線が形成されている。このため、センサチップの各電極とセンサ制御用半導体の各電極とを導電接続するリード線の引き回しをより単純にすることができるので、各リード線の引き回しの作業性が向上する。また、各リード線同士が当接してしまうことによりショートしてしまうのを防止することができるとともに、リード線同士が交錯することなく引き回すことができるので、検出装置の薄型化、小型化をはかることが可能となる。
本発明に係る他の検出装置の特徴は、前記センサチップの前記電極と前記配線とをボール状のコーナーバンプによって導電接続する点にある。
本発明に係る他の検出装置によれば、センサチップの各電極と各配線とをボール状のコーナーバンプによって導電接続することにより、狭ピッチに形成された各電極に対応することができる。
本発明に係る他の検出装置の特徴は、前記各センサチップを、少なくとも前記感度軸によってＸ軸方向の地磁気の方位を検出するＸ軸用磁気センサ、前記感度軸によってＹ軸方向の地磁気を検出するＹ軸用磁気センサ、および前記感度軸によってＺ軸方向の地磁気を検出するＺ軸用磁気センサとする点にある。
本発明に係る他の検出装置によれば、Ｘ軸用磁気センサ、Ｙ軸用磁気センサおよびＺ軸用磁気センサの３つの磁気センサを有しており、Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸の３軸の地磁気を検出することができる。
さらに、本発明に係る検出装置の製造方法の特徴は、回路基板上に、少なくとも１つの感度軸を有する複数のセンサチップを直接実装する検出装置装置の製造方法において、前記センサチップを、同一のウエハにおいて製造された同一の構成からなる各センサチップから選択し、前記各センサチップの前記感度軸をそれぞれ異なる所定の角度に向けて、前記各センサチップを設置する点にある。
本発明に係る検出装置の製造方法によれば、各センサチップを同一のウエハにおいて製造された同一の構成からなる各センサチップから選択するので、均一の特性の各センサチップを用いて検出装置を製造することができる。また、サブ回路基板を用いることなく各センサチップを直接回路基板上に実装することができる。
本発明に係る他の検出装置の製造方法の特徴は、前記各感度軸が、前記回路基板と水平な軸と、前記回路基板に交差する軸とを少なくとも含む点にある。
本発明に係る他の検出装置の製造方法によれば、感度軸を回路基板に対して水平または交差するように配置可能な各センサチップについて、同一のウエハにおいて製造された同一の構成からなる各センサチップから選択することができるので、均一の特性の各センサチップを用いて検出装置を製造することができる。
さらにまた、本発明に係る他の検出装置の製造方法の特徴は、前記各センサチップの特性を検査する検査工程を有し、前記同一のウエハにおいて前記特性が均一の各センサチップを選択して実装する点にある。
本発明に係る他の検出装置の製造方法によれば、各センサチップを同一のウエハにおいて特性が均一のセンサチップを選択するので、検出結果についてより信頼性の高い検出装置を製造することが可能となる。
以上述べたように、本発明に係るセンサチップによれば、複数のセンサチップを備えた検出装置を製造するにあたり、同一のウエハにより製造された各センサチップを用いることができる。このため、各センサチップの特性を均一にすることができるので、検出結果について信頼性の高い検出装置を製造することができる。また、サブ回路基板を用いることなく各センサチップを直接回路基板上に実装することができるので、各センサチップを用いた検出装置の小型化を図ることが可能となる。
また、本発明に係る検出装置によれば、均一の特性を有する各センサチップによって検出するので、各センサチップの検出結果に誤差が生じてしまうのを防止することができる。これにより、検出装置の信頼性を確実かつ容易に向上させることができ、高性能化を容易に図ることができる。また、サブ回路基板を用いることなく、各センサチップを直接回路基板上に実装することができるので、部品点数を削減することができるとともに、センサチップをサブ回路基板に実装後、このサブ回路基板をメイン回路基板に実装するという製造工程を削減することができ、低コスト化を図ることができる。さらに、各センサチップを直接回路基板上に実装することにより、検出装置の小型化を図ることができるとともに、感度軸の配置位置がずれてしまうのを防止し、より信頼性の高い検出装置を製造することができる。
さらに、本発明に係る検出装置の製造方法によれば、均一の特性の各センサチップを用いて検出装置を製造することができるので、検出結果について信頼性の高い検出装置を製造することができる。また、サブ回路基板を用いることなく各センサチップを直接回路基板上に実装することができるので、各センサチップの小型化を図ることができるとともに、感度軸の配置位置がずれてしまうのを防止し、より信頼性の高い検出装置を製造することができる。
本発明に係る検出装置の一実施形態を示す概略斜視図 図１の検出装置を示す概略平面図 図２の検出装置のＡ−Ａにおける概略断面図 （ａ）（ｂ）は、図１の検出装置に用いられたセンサチップを示す概略斜視図 図１の検出装置における１つのセンサチップに対応する配線のパターンを示す概略斜視図 図１の検出装置におけるＺ軸用磁気センサの電極と回路基板の配線との接続状態を示す概略断面図
以下、本発明に係るセンサチップを用いた検出装置の実施形態について、図１から図６を用いて説明する。ここで、本実施形態においては、センサチップとして、地磁気を検出する磁気センサを用い、検出装置として、磁気センサを備えた磁気方位検出装置を用いて説明するが、本発明はこれに限定されるものではなく、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の３軸への加速度を得る加速度センサや、毎秒あたりの傾きの大きさと方向を得る角速度センサ等の種々のセンサチップに適用することができる。
図１は、本実施形態に係る磁気方位検出装置を示す概略斜視図、図２は、図１の磁気方位検出装置を示す概略平面図、図３は、図２の磁気方位検出装置のＡ−Ａにおける概略断面図である。
図１から図３に示すように、本実施形態に係る磁気方位検出装置１は、セラミックスや、エポキシ樹脂、ポリイミド、ポリエチレンテレフタレート、ポリメタクリル酸メチルなどの絶縁性を有する各種の樹脂などにより形成された絶縁性基板２を備えた平面形状が正方形に形成された平板状の回路基板３を有している。絶縁性基板２上には、所定のパターンの配線５が形成されており、回路基板３は、絶縁性基板２の一面における配線５の端部を除く部位等を保護膜６により被覆することにより形成されている。
回路基板３の一面には、センサチップとして、地磁気を検出する感度軸８を備えた直方体状の複数の磁気センサ７（７ａ、７ｂ、７ｃ）および前記各磁気センサ７を制御するための１つのセンサ制御用半導体９が直接実装されている。
センサ制御用半導体９の一面には、複数の電極１０が所定の位置に配置されて設けられている。このセンサ制御用半導体９は、回路基板３の一面における中央部にセンサ制御用半導体９の平面積より若干平面積が大きく形成された所定の深さを有する矩形凹状の半導体取付け部１２の内部に、図示しない接合材により直接取り付けられている。この半導体取付け部１２は、保護膜６における所定の部分に開口を形成して絶縁性基板２を露出させることにより構成されている。そして、センサ制御用半導体９は、電極１０が形成された電極形成面を上方に向けて配置されている。
各磁気センサ７は、感度軸８が回路基板３の一面に対して水平に配置された水平センサと、感度軸８が回路基板３の一面に対して交差する角度に配置された交差配置センサとを含んでいる。本実施形態においては、各磁気センサ７のうちの水平配置センサとして、Ｘ軸方向の地磁気を検出するためのＸ軸用磁気センサ７ａ、Ｙ軸方向の地磁気を検出するためのＹ軸用磁気センサ７ｂを有し、交差配置センサとして、Ｚ軸方向の地磁気を検出するためのＺ軸用磁気センサ７ｃの３つの磁気センサ７を備えている。
各磁気センサ７としては、ＭＲ（磁気抵抗効果）素子、ＧＩＧ（グラニュラーインギャップ）素子、ＭＩ（磁気インピーダンス）素子、フラックスゲートセンサ、半導体ホール効果センサなどを用いることができ、本実施形態においては、ＭＲ素子が用いられている。図４（ａ）（ｂ）に示すように、各磁気センサ７は、各磁気センサ７の一面を回路基板３の一面に対して水平に配置されるように回路基板３上に直設置可能な水平実装面１１Ａと、各磁気センサ７の他の一面を回路基板３に対向させて実装することにより感度軸８が回路基板３の一面に対して交差する角度に配置されるように回路基板３上に直設置可能な交差実装面１１Ｂとを有している。
１つの磁気方位検出装置１において実装される各磁気センサ７は、同一のウエハにおいて製造された同一の構成からなる各磁気センサ７のうち、磁気特性が均一の磁気センサから選択されるようになっている。本実施形態において、各磁気センサ７は、地磁気を検出する感度軸８が形成された感度面の幅寸法が０．３ｍｍ、長さ寸法が０．６ｍｍ、前記感度面を上面としたときの高さ寸法が０．３ｍｍに形成されている。
各磁気センサ７には、各磁気センサ７と回路基板３との導通を図るための複数の電極１５ａ、１５ｂ、１５ｃが、前記各磁気センサ７を前記水平実装面１１Ａによって実装した場合であっても前記交差実装面１１Ｂによって実装した場合であっても、それぞれの磁気センサ７において同一の位置に形成された共通の電極１５ａ、１５ｂ、１５ｃを用いることができる位置に設けられている。また、各電極１５ａ、１５ｂ、１５ｃは、水平実装面１１Ａおよび交差実装面１１Ｂのいずれか一方の面と、他方の面に対向する面とが接する辺に面して設けられている。本実施形態においては、交差実装面１１Ｂと、水平実装面１１Ａに対向する面とが接する辺１２に面し、各磁気センサ７における感度軸８が形成された感度面における一側に、電極１５ａ、１５ｂ、１５ｃが一列状に並列配置して設けられている。
各磁気センサ７のうちＸ軸用磁気センサ７ａは、回路基板３の一面における半導体取付け部１２の周辺であって、回路基板３の図２における右辺部分のほぼ中央部にＸ軸用磁気センサ７ａの平面積より若干大きく形成された所定の深さを有する凹状のＸ軸センサ取付け部１３ａの内部に、図示しない接合材により直接取り付けられている。このＸ軸センサ取付け部１３ａは、保護膜６の所定の部分に開口を形成し絶縁性基板２を露出させることにより構成されている。Ｘ軸用磁気センサ７ａは、感度軸８が回路基板３の一面に水平に配置されるように感度面を上方に向けて配置されている。また、Ｘ軸用磁気センサ７ａは、感度面における電極１５ａが並列配置された一側が回路基板３の外周側に位置するように配置されており、これにより、各電極１５ａは、センサ制御用半導体９におけるＸ軸用磁気センサ７ａが対向する側面と平行となるように並列配置されている。そして、Ｘ軸用磁気センサ７ａの電極１５ａには、導電接続部材としての金の細線等からなるリード線１６ａの一端が接続されており、リード線１６ａの他端は、センサ制御用半導体９の各電極１０のうちＸ軸用磁気センサ７ａとの導電接続に用いられるＸ軸センサ用電極１０ａに接続されている。これにより、Ｘ軸用磁気センサ７ａは、センサ制御用半導体９が実装された回路基板３に導通されている。
また、Ｙ軸用磁気センサ７ｂは、回路基板３の一面における半導体取付け部１２の周辺であって、回路基板３の図２における上辺部分のほぼ中央部にＹ軸用磁気センサ７ｂの平面積より若干大きく形成された所定の深さを有する凹状のＹ軸センサ取付け部１３ｂの内部に、図示しない接合材により直接取り付けられている。このＹ軸センサ取付け部１３ｂは、保護膜６における所定の部分に開口を形成することにより構成されている。Ｙ軸用磁気センサ７ｂは、感度軸８が回路基板３の一面に水平に配置されるように感度面を上方に向けて配置されている。また、Ｙ軸用磁気センサ７ｂは、感度面における電極１５ｂが並列配置された一側が回路基板３の外周側に位置するように配置されており、これにより、各電極１５ｂは、センサ制御用半導体９におけるＹ軸用磁気センサ７ｂが対向する側面と平行になるように並列配置されている。そして、Ｙ軸用磁気センサ７ｂの電極１５ｂには、導電接続部材としての金の細線等からなるリード線１６ｂの一端が接続されており、リード線１６ｂの他端は、センサ制御用半導体９の各電極１０のうちＹ軸用磁気センサ７ｂとの導電接続に用いられるＹ軸センサ用電極１０ｂに接続されている。これにより、Ｙ軸用磁気センサ７ｂは、センサ制御用半導体９が実装された回路基板３に導通されている。
さらに、Ｚ軸用磁気センサ７ｃは、回路基板３の一面における半導体取付け部１２の周辺であって、回路基板３の図２における左辺の上部分にＺ軸用磁気センサ７ｃの平面積より大きく形成された所定の深さを有する凹状のＺ軸センサ取付け部１３ｃの内部に、図示しない接合材により直接取り付けられている。Ｚ軸センサ取付け部１３ｃは、保護膜６における所定の部分に開口を形成することにより構成されている。このＺ軸用磁気センサ７ｃは、感度面、すなわち電極１５ｃが形成された電極形成面が回路基板３に垂直方向において隣位し、感度面における電極１５ｃが並列配置された一側が回路基板３側に位置するように配置されている。これにより、Ｚ軸用磁気センサ７ｃは、感度軸８が回路基板３の一面に対して垂直方向に位置するように配置されており、Ｚ軸方向の地磁気を適正に検出するという観点からは、直角との許容範囲を６度以内、好ましくは３度以内とするとよい。
回路基板３上におけるＺ軸用磁気センサ７ｃの各電極１５ｃの近傍には、各電極１５ｃに対応するＺ軸センサ用配線５ａが形成されている。各Ｚ軸センサ用配線５ａは、図５に示すように、それらの一端部がＺ軸用磁気センサ７ｃの各電極１５ｃにそれぞれ対向し、それらの他端部がセンサ制御用半導体９の各電極１０のうちＺ軸用磁気センサ７ｃの導電接続に用いられる各Ｚ軸センサ用電極１０ｃの配列方向と平行に並列配置するようにパターニングされている。各Ｚ軸センサ用配線５ａの一端部は、図６に示すように、金等の導電材料からなる球状のコーナーバンプ１８を介してＺ軸用磁気センサ７ｃの各電極１５ｃに導電接続されている。この球状のコーナーバンプ１８は、導電性のペーストを各電極１５ｃと各Ｚ軸センサ用配線５ａの一端部との間にそれぞれボール状に配置し、熱および超音波を加えて各電極１５ｃおよび各Ｚ軸センサ用配線５ａに接合することにより構成されている。さらに、各Ｚ軸センサ用配線５ａの他端部は、導電接続部材としての金の細線等からなるリード線１６ｃを介して各Ｚ軸センサ用電極１０ｃに接続されている。これにより、Ｚ軸用磁気センサ７ｃは、センサ制御用半導体９が実装された回路基板３に導通されている。
そして、各磁気センサ７における回路基板３からの高さ寸法は、それぞれ０．３ｍｍと同一となるようになっている。
各磁気センサ７およびセンサ制御用半導体９は、回路基板３上において、絶縁性を有する封止部材１９により被覆され、これにより、各磁気センサ７およびセンサ制御用半導体９は、封止部材１９により封止されて一体化されている。この封止部材１９としては、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、不飽和ポリエステル樹脂などの熱硬化性樹脂、汎用エンプラ、スーパーエンプラなどの熱可塑性樹脂などを用いることができる。また、２種類以上の材料をその製造工程中において化学的方法あるいは機械的方法で混合（ポリマーブレンド）して用いてもよい。
次に、本実施形態に係る磁気方位検出装置１の製造方法について説明する。
まず、Ｘ軸用磁気センサ７ａ、Ｙ軸用磁気センサ７ｂおよびＺ軸用磁気センサ７ｃとして、同一ウエハ上の近い位置において製造された同一の構成からなる磁気センサを選択する。
これら各磁気センサ７を、各感度軸８を所定の角度に向けて、所定のパターンの配線５（５ａ）が形成された回路基板３上における各取付け部１３ａ、１３ｂ、１３ｃの内部に接合材によって直接取り付けるとともに、センサ制御用半導体９を、回路基板３上における半導体取付け部１２の内部に電極が形成されている面を上方に向けて接合材によって直接取り付ける。その後、導電ペーストをＺ軸用磁気センサ７ｃの各電極１５ｃとＺ軸センサ用配線５ａの一端部との間の角部にボール状に配置してコーナーバンプ１８を形成し、超音波および熱を加えてＺ軸用磁気センサ７ｃの各電極１５ｃおよび各Ｚ軸センサ用配線５ａに接合させることにより、Ｚ軸用磁気センサ７ｃの各電極１５ｃと各Ｚ軸センサ用配線５ａとを導電接続する。また、Ｘ軸用磁気センサ７ａ、Ｙ軸用磁気センサ７ｂの各電極１５ａ、１５ｂ、およびセンサ制御用半導体９における各Ｘ軸センサ用電極１０ａ、各Ｙ軸センサ用電極１０ｂに、ワイヤーボンディング法によりそれぞれリード線１６ａ、１６ｂを接合して、各リード線１６ａ、１６ｂを介してＸ軸用磁気センサ７ａおよびＹ軸用磁気センサ７ｂの各電極１５ａ、１５ｂと各Ｘ軸センサ用電極１０ａおよび各Ｙ軸センサ用電極１０ｂとを導電接続する。これとともに、各Ｚ軸センサ用配線５ａの他端部およびセンサ制御用半導体９の各Ｚ軸センサ用電極１０ｃに、ワイヤーボンディング法によりそれぞれリード線１６ｃを接合して、各リード線１６ｃを介して各Ｚ軸センサ用配線５ａと各Ｚ軸センサ用電極１０ｃとを導電接続することにより、各Ｚ軸センサ用配線５ａおよび各リード線１６ｃを介してＺ軸用磁気センサ７ｃの各電極１５ｃと各Ｚ軸センサ用電極１０ｃとを導電接続する。そして、各磁気センサ７およびセンサ制御用半導体９を被覆するように回路基板３の一面に封止部材１９を配置して、磁気方位検出装置１を製造する。
次に本実施形態に係る磁気方位検出装置１の作用について説明する。
本実施形態に係る磁気方位検出装置１によれば、各磁気センサ７は同一のウエハにおいて製造された同一の構成からなる各磁気センサ７から選択されているので、各磁気センサ７の磁気特性を均一にすることができる。ここで、磁気センサ７は、感度軸８を回路基板３の一面に水平方向に位置するようにして回路基板３上に直接設置可能であるとともに、感度軸８を回路基板３対しに垂直方向に位置するようにして回路基板３上に直接設置することもできるので、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の３軸の地磁気を検出する磁気方位検出装置１においても、同一のウエハにより製造された各磁気センサ７を用いることができる。また、サブ回路基板を用いることなく各磁気センサ７を直接回路基板３上に実装することができる。
したがって、本実施形態に係る磁気方位検出装置１は、均一の磁気特性を有する各磁気センサ７によって地磁気を検出するので、地磁気を検出するにあたって誤差が生じてしまうのを防止し、正確に方位を検出することができる。これにより、本実施形態に係る磁気方位検出装置１によれば、信頼性を確実かつ容易に向上させることができ、高性能化を容易に図ることができる。また、サブ回路基板を用いることなく、各磁気センサ７を直接回路基板３上に実装することができるので、部品点数を削減することができるとともに、磁気センサ７をサブ回路基板に実装後、このサブ回路基板をメインの回路基板３に実装するという製造工程を削減することができ、低コスト化を図ることができる。さらに、各磁気センサ７を直接回路基板３上に実装することにより、磁気方位検出装置１の小型化を図ることができるとともに、感度軸８の配置位置がずれてしまうのを防止し、より信頼性の高い磁気方位検出装置１を製造することができる。
また、各磁気センサ７においては、各電極１５ａ、１５ｂ、１５ｃが感度面における一側に一列状に並列配置して形成されているので、各電極１５ａ、１５ｂ、１５ｃとセンサ制御用半導体９の各Ｘ軸センサ用電極１０ａ、各Ｙ軸センサ用電極１０ｂ、各Ｚ軸センサ用電極１０ｃとを導電接続するリード線１６ａ、１６ｂ、１６ｃの引き回しが単純になる。このため、各リード線１６ａ、１６ｂ、１６ｃの引き回しの作業性が向上するとともに、各リード線１６ａ、１６ｂ、１６ｃ同士が当接してしまうことによりショートしてしまうのを防止することができ、さらには、各リード線１６ａ、１６ｂ、１６ｃが交錯することなく引き回すことが可能となるので、この磁気方位検出装置１の小型化を図ることができる。また、Ｘ軸用磁気センサ７ａおよびＹ軸用磁気センサ７ｂを、感度面における電極１５ａ、１５ｂが並列配置された一側が回路基板３の外周側に位置するように配置することにより、リード線１６ａ、１６ｂの所定の長さ寸法を確保しながらＸ軸用磁気センサ７ａおよびＹ軸用磁気センサ７ｂとセンサ制御用半導体９とを接続することができるため、Ｘ軸用磁気センサ７ａおよびＹ軸用磁気センサ７ｂとセンサ制御用半導体９との間隙寸法を短くすることができる。これにより、磁気方位検出装置１の小型化を図ることができる。
さらに、回路基板３上に、Ｚ軸用磁気センサ７ｃの各電極１５ｃとセンサ制御用半導体９の各Ｚ軸センサ用電極１０ｃとの接続に用いられるＺ軸センサ用配線５ａが形成されており、各Ｚ軸センサ用配線５ａは、それらの一端部がＺ軸用磁気センサ７ｃの各電極１５ｃにそれぞれ対向し、それらの他端部がセンサ制御用半導体９の各Ｚ軸センサ用電極１０ｃの配列方向と平行に並列配置するようにパターニングされている。このため、Ｚ軸用磁気センサ７ｃの各電極１５ｃとセンサ制御用半導体９の各Ｚ軸センサ用電極１０ｃとを導電接続するリード線１６ｃの引き回しがより単純になるので、各リード線１６ｃの引き回しの作業性が向上する。また、各リード線１６ｃ同士が当接してしまうことによりショートしてしまうのを防止することができるとともに、リード線１６ｃ同士が交錯することなく引き回すことができるので、磁気方位検出装置１の薄型化をはかることが可能となる。
さらにまた、Ｚ軸用磁気センサ７ｃの各電極１５ｃと各配線５とをボール状のコーナーバンプ１８によって導電接続することにより、狭ピッチに形成された各電極１５ｃに対応することができる。
また、各磁気センサ７に設けられた電極が１５ａ、１５ｂ、１５ｃは、各磁気センサ７を水平実装面によって実装した場合であっても交差実装面によって実装した場合であっても共通の電極を用いて回路基板３と導通を図ることができるよう配置されている。このため、水平実装面によって実装する場合と、交差実装面によって実装する場合とにおいて異なる電極を形成する必要がなく、センサチップの製造コストの低廉化、製造工程の簡易化を図ることができる。
なお、本発明は、前述した各実施形態に限定されるものではなく、必要に応じて種々の変更が可能である。
例えば、本実施形態においては、Ｘ軸用磁気センサ７ａ、Ｙ軸用磁気センサ７ｂおよびＺ軸用磁気センサ７ｃの３つの磁気センサ７を備えているが、これに限定されず、磁気センサ７の数を４以上とし、より多軸の方位、例えば、磁気方位検出装置１の傾きを検出することができるようにしてもよい。
また、Ｘ軸用磁気センサ７ａおよびＹ軸用磁気センサ７ｂの各感度面を回路基板３に対して垂直に隣位するように配置し、Ｚ軸用磁気センサ７ｃの感度面を当接面と反対側に位置するように配置してもよい。
本発明は、少なくとも１つの感度軸を有するセンサチップを備えた検出装置およびこの検出装置の製造方法に関する。
本発明は、この点に鑑みてなされたものであり、正確な方位を検出し信頼性を向上させることができるとともに、小型化を図ることが可能な検出装置およびこの検出装置の製造方法を提供することを目的とする。
前述した目的を達成するため、回路基板上に、少なくとも１つの感度軸を有する複数のセンサチップが直接実装された検出装置であって、前記センサチップが、前記感度軸が前記回路基板の一面に対して水平に配置された水平配置センサと、前記感度軸が前記回路基板の一面に対して交差する角度に配置された交差配置センサとを含んでおり、前記水平配置センサと前記交差配置センサが、同一の構成からなる点にある。

Claims (13)

  1. 検出装置の回路基板に実装される、少なくとも１つの感度軸を有するセンサチップであって、
    前記センサチップの一面を前記回路基板に対向させて実装することにより前記感度軸が前記回路基板の一面に対して水平に配置されるように前記回路基板上に直接設置可能とする水平実装面と、前記センサチップの他の一面を前記回路基板に対向させて実装することにより前記感度軸が前記回路基板の一面に対して交差する角度に配置されるように前記回路基板上に直接設置可能とされている交差実装面とを有することを特徴とするセンサチップ。
  2. 前記センサチップに設けられた、前記センサチップと前記回路基板との導通を図るための電極が、前記水平実装面によって実装した場合であっても前記交差実装面によって実装した場合であっても同一の電極を用いることができるよう配置されていることを特徴とする、請求項１に記載のセンサチップ
  3. 前記電極が、一列状に配置されていることを特徴とする請求項２に記載のセンサチップ。
  4. 前記センサチップが略直方体形状であり、前記電極が、前記水平実装面および前記交差実装面のいずれか一方の面と、他方の面に対向する面とが接する辺に面して設けられていることを特徴とする請求項３に記載のセンサチップ。
  5. 回路基板上に、少なくとも１つの感度軸を有する複数のセンサチップが直接実装された検出装置であって、
    前記センサチップが、前記感度軸が前記回路基板の一面に対して水平に配置された水平配置センサと、前記感度軸が前記回路基板の一面に対して交差する角度に配置された交差配置センサとを含んでおり、
    前記水平配置センサと前記交差配置センサが、同一の構成からなることを特徴とする検出装置。
  6. 前記水平配置センサと前記交差配置センサとが、前記各センサにおいて同一の位置に形成された同一の電極を用いて回路基板と導通が図られていることを特徴とする請求項５に記載の検出装置。
  7. 前記同一の電極が、前記各センサチップに一列状に配置して形成されていることを特徴とする請求項６に記載の検出装置。
  8. 少なくとも１つの前記センサチップを、前記電極が形成されている電極形成面における前記電極が一列に配置された一側が前記回路基板側に位置するように配設し、
    前記回路基板上に、前記センサチップの前記電極と前記回路基板との接続に用いられる配線を形成することを特徴とする請求項７に記載の検出装置。
  9. 前記センサチップの前記電極と前記配線とをボール状のコーナーバンプによって導電接続することを特徴とする請求項８に記載の検出装置。
  10. 前記各センサチップを、少なくとも前記感度軸によってＸ軸方向の地磁気の方位を検出するＸ軸用磁気センサ、前記感度軸によってＹ軸方向の地磁気を検出するＹ軸用磁気センサ、および前記感度軸によってＺ軸方向の地磁気を検出するＺ軸用磁気センサとすることを特徴とする請求項５から請求項９のいずれか１項に記載の検出装置。
  11. 回路基板上に、少なくとも１つの感度軸を有する複数のセンサチップを直接実装する検出装置装置の製造方法において、
    前記センサチップを、同一のウエハにおいて製造された同一の構成からなる各センサチップから選択し、
    前記各センサチップの前記感度軸をそれぞれ異なる所定の角度に向けて、前記各センサチップを設置することを特徴とする検出装置の製造方法。
  12. 前記各感度軸が、前記回路基板と水平な軸と、前記回路基板に交差する軸とを少なくとも含むことを特徴とする請求項１１に記載の検出装置の製造方法。
  13. 前記各センサチップの特性を検査する検査工程を有し、前記同一のウエハにおいて前記特性が均一の各センサチップを選択して実装することを特徴とする請求項１１に記載の検出装置の製造方法。
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