KR20040026125A - 자기 센서의 제조 방법과 그 리드 프레임, 자기 센서, 및센서 장치 - Google Patents

자기 센서의 제조 방법과 그 리드 프레임, 자기 센서, 및센서 장치 Download PDF

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Abstract

자기 센서(1)는 상호연결 부재들(12, 13)과 리드 프레임(10)에 리드들(4)을 가지는 프레임(9)에 의하여 지지되는 스테이지들(6, 7) 상에 장착된 자기 센서 칩(2, 3)을 사용하여 구성된다. 여기서, 스테이지들은 상호연결 부재들의 소성 변형에 따라 경사진다. 프레임이 금형에서 유지되고 스테이지들이 가압될 때, 상호연결 부재들은 탄성 변형되어, 자기 센서 칩은 실질적으로 동일 평면에 위치된 스테이지들 상에 부착된 후, 리드들(4)과 배선된다. 그 후, 스테이지들은 압력으로부터 해제되어, 상호연결 부재들은 그 탄성 변형 상태로부터 복원된다. 자기 센서 칩들이 서로 조합되어 3개의 감지 방향들을 구현할 때, 자기의 3차원 방위각을 정확하게 측정할 수 있고, 자기 센서는 치수가 감소될 수 있고, 감소된 비용으로 제조될 수 있다.

Description

자기 센서의 제조 방법과 그 리드 프레임, 자기 센서, 및 센서 장치{MANUFACTURING METHOD FOR MAGNETIC SENSOR AND LEAD FRAME THEREFOR}
본 발명은 방위(또는 방위각)를 측정하기 위한 자기 센서들을 제조하는 방법에 관한 것이다. 본 발명은 또한 자기 센서에서 사용을 위한 리드 프레임에 관한 것이다.
일반적으로, 자기 센서는 여기에 인가된 외부 자장에 관하여 방위를 측정을 위하여 자기를 검출하는 데 사용된다.
도 83은 자기 센서(51, 61)가 보드(또는 기판)(63)의 표면(63a) 상에 배열된 종래에 공지된 자기 센서 유닛(64)을 도시한다. 이 자기 센서 유닛(64)은 3차원 방식으로 외부 자장의 방위를 측정할 수 있다.
구체적으로는, 자기 센서(51)는 2 방향으로 외부 자기장의 성분에 감응하는 자기 센서 칩(52)을 포함하고, 기판(63)의 표면(63a) 상에 서로 수직인 2개의 감지 방향들(즉, X축 방향 및 Y축 방향)이 제공되는 것을 특징으로 한다. 자기 센서(61)는 단일 방향만으로 외부 자장의 성분에 감응하는 자기 센서 칩(62)을 포함하고, 감지 방향은 기판(63)의 표면(63a)에 수직인 수직 방향(즉, Z축 방향)에 위치하는 것을 특징으로 한다.
외부 자장의 방위는 자기 센서 칩(52, 62)에 의하여 측정되는 자기의 3차원 성분의 검출시 3차원 공간에서의 벡터로서 결정된다.
상술된 바와 같이, 종래의 공지된 자기 센서 유닛(64)은 각각 자기 센서(51, 61)용 자기 센서 칩(52, 62)을 제공한다. 그러므로, 자기 센서 유닛(64)의 제조시, 자기 센서(51, 61)를 각각 제작하고, 이들을 기판(63)의 표면(63a) 상에 각 위치에 배열하는 것이 필수적이다. 이는 자기 센서 유닛의 제조시 공정수를 증가시켜, 그 제조 비용을 증가시킨다.
또한, 종래의 자기 센서 유닛(64)은, 자기 센서 칩(62)의 감지 방향이 자기 센서 칩(52)의 감지 방향에 수직이 되도록, 기판(63)의 표면(63a)에서 자기 센서(61)를 정확하게 배열하는 것이 어렵다.
발명의 요약
본 발명의 목적은 외부 자장의 3차원 방위를 정확하게 측정할 수 있는 자기 센서를 제조하는 방법을 제공하고, 제조 비용이 감소될 수 있다.
본 발명의 제1 태양에서, 적어도 2개의 스테이지들, 상기 스테이지들을 둘러싸는 복수의 리드들을 가지는 프레임, 및 상기 프레임과 상호연결되도록 상기 스테이지들을 지지하는 복수의 상호연결 부재들을 구비하는, 특히 설계된 리드 프레임을 사용하는 제조 공정을 단순화함으로써 제조 비용을 감소시킬 수 있고, 3차원 방식으로 외부 자장의 방위를 정확하게 측정할 수 있는 자기 센서를 제공한다. 구체적으로는, 상기 복수의 상호연결 부재들은 소성 변형되어 상기 스테이지들이 각각 경사지고; 그 후 상기 스테이지들은 압력하에 가압되는 반면, 상기 프레임은 소정 위치에 고정되어 상기 상호연결 부재들이 탄성적 변형되고; 자기 센서 칩은 프레임의 실질적으로 동일 평면에 배열된 스테이지 상으로 부착되고; 와이어가 상기 리드들과 상기 자기 센서 칩을 함께 상호연결하도록 배열되고; 마지막으로, 상기 스테이지들이 상기 압력으로부터 해제되어, 그 탄성적 변형 상태로부터 상기 상호연결부재들이 복원된다. 상술된 바와 같이, 스테이지들은 자기 센서 칩이 스테이지 상으로 부착되기 전에 상호연결 부재들의 소성 변형에 따라 경사지며, 즉 스테이지들은 리드 프레임의 제조와 각각 동시에 소정 각으로 신뢰성있게 경사질 수 있고, 그러므로 자기 센서용 제조 공정을 현저하게 단순화할 수 있다. 부가하여, 자기 센서 칩은 미리 실질적으로 동일 평면에 위치된 스테이지 상으로 용이하게 그리고 동시에 부착될 수 있다.
상기에서, 하나의 자기 센서 칩은 그 상태의 표면을 따라 2개의 감지 방향을 가지는 반면, 다른 자기 센서 칩은 그 스테이지의 표면을 따라 단일 감지 방향을 가진다. 여기서, 리드 프레임의 제조시 소정 각으로 스테이지를 각각 경사지게 함으로써, 3차원 방식으로 서로 교차하는 3가지 감지 방향 간에 소망의 각 관계를 형성할 수 있다. 이는, 자기 센서가 3차원 공간 내에 3가지 감지 방향으로 자기의 성분을 정확하게 검출할 수 있게 하여, 자기의 방위가 3차원 공간에서 벡터로서 결정될 수 있다.
부가하여, 직사각 프레임부에서 스테이지를 향하여 돌출된 가압 부재들을 더 배열할 수 있고, 가압 부재는 리드 프레임의 두께 방향으로 스테이지를 가압하는 것을 특징으로 한다. 스테이지가 리드 프레임의 두께 방향으로 가압 부재들에 의하여 가압되는 조건하에서, 상호연결 부재(또는 리드)의 변형 용이부가 탄성 변형되어 스테이지가 프레임에 대하여 소정 위치로 유지된다. 스테이지 상에 자기 센서 칩을 장착하기 위하여, 가압 부재는 스테이지로부터 분리되어, 따라서 가압 부재에 의하여 인가된 압력으로부터 해제됨으로써 스테이지는 실질적으로 동일 평면에 위치될 수 있고, 따라서 스테이지 상으로 자기 센서 칩을 용이하게 동시에 부착할 수 있다.
본 발명의 제2 태양에서, 적어도 2개의 스테이지들, 리드들, 및 각각 상기 스테이지로부터 위로 또는 아래로 돌출된 돌출 요소들 외에, 상호연결 부재들을 구비하고, 상기 상호연결 부재들은 리드 프레임이 폐쇄된 금형에 위치될 때 상기 돌출 요소들의 함몰에 따라 소성 변형을 하는 뒤틀림부를 가지는 것을 특징으로 하여, 스테이지들은 프레임에 대하여 쉽게 경사질 수 있다.
상기에서, 자기 센서 칩은 금형에서 경사지기 전에, 실질적으로 동일한 평면에서 배열된 스테이지들의 표면 상으로 동시에 부착될 수 있다. 그 후, 돌출 요소들은 스테이지들을 경사지게 하도록 금형에 의하여 가압된 후, 수지에서 캡슐화된다. 그러므로, 자기 센서 칩의 표면들 간에 형성된 소정 각을 쉽고 정확하게 설정할 수 있다. 부가하여, 동일한 금형은 상기 스테이지를 경사지도록 하고, 상기 경사진 스테이지를 포함하는 리드 프레임을 캡슐화하는 몰드 수지 케이싱을 형성하는 데 사용되고, 따라서 자기 센서를 생성하는 제조 단계를 단순화할 수 있다. 또한, 리드 프레임의 스테이지의 돌출 요소들의 형상 및 치수를 적절히 변경시킴으로써, 스테이지의 경사각을 쉽게 변경시킬 수 있고, 따라서 동일한 금형을 사용하는 다양한 자기 센서를 생산할 수 있다.
본 발명의 제3 태양에서, 자기 센서의 제조에서의 사용을 위한 리드 프레임은, 3차원 공간에서 감응하는 자기 센서 칩을 장착하는 적어도 2개의 스테이지, 상기 스테이지를 둘러싸도록 배열된 복수의 리드들을 가지는 프레임, 및 상기 프레임과 상기 스테이지들을 상호연결하기 위한 복수의 상호연결 부재들을 구비한다. 여기서, 상기 스테이지들은 프레임에 대하여 소정각으로 경사질 때, 상기 스테이지의 양측 단부에 고정된 상호연결 부재들의 단부들은 소성 변형을 한다. 부가하여, 적어도 하나의 스테이지 상호연결 부재는 스테이지들과 함께 서로 상호연결되도록 배열되고, 또한 소성 변형을 한다. 구체적으로는, 각각 치수가 감소된 한 쌍의 스테이지 상호연결 부재들은 서로 인접하도록 배열된 스테이지들의 양측 단부들과 함께 상호연결하도록 배열된다. 또는, 소성 변형을 하는 지그재그 형상을 가지는 적어도 하나의 스테이지 상호연결 부재는 스테이지들 간에 배열된다.
본 발명의 제4 태양에서, 자기 센서는, 모두 동일한 패키지 내부에 배열되고, 패키지의 바닥에 대하여 경사진 복수의 자기 센서 칩들을 사용함으로써 구성된다. 2개의 자기 센서 칩들을 사용할 때, 제1 자기 센서 칩은 2개의 감지 방향을 가지고, 제2 자기 센서 칩은 제1 자기 센서 칩의 2개의 감지 방향에 의하여 정의되는 평면을 가로지르는 단일 감지 방향을 가진다. 또는, 제1 및 제2 자기 센서 칩 각각은, 제1 자기 센서 칩의 2개의 감지 방향에 의하여 정의된 제1 평면이 제2 자기 센서 칩의 2개의 감지 방향에 의하여 정의된 제2 평면과 교차하도록 2개의 감지 방향을 가진다. 각 단일 감지 방향을 가지는 3개의 자기 센서 칩들을 사용할 때, 제3 자기 센서 칩의 감지 방향은 다른 2개의 자기 센서 칩의 감지 방향에 의하여 정의된 평면을 가로지른다.
본 발명의 제5 태양에서, 상호연결 부재들은 스테이지의 양측 단부에 근접하여 배열되고, 스테이지의 중심을 통하여 통과하는 축선에 대하여 선형 대칭으로 배열되며, 소성 변형에 따라 뒤틀릴 수 있는 뒤틀림부를 가진다. 여기서, 자기 센서 칩은, 예컨대 금형 내부에 돌출된 핀들 등에 의하여 스테이지들이 경사지기 전에 실질적으로 동일한 평면에 위치된 스테이지들 상으로 부착된다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 제조 방법에 따라 제조된 자기 센서를 도시하는 평면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 자기 센서의 길이방향 단면도이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 제조 방법에 따라 자기 센서 칩이 장착되는 리드 프레임을 도시하는 평면도이다.
도 4는 도 3에 도시된 자기 센서 칩을 가지는 리드 프레임의 길이방향 단면도이다.
도 5는 금형에 자기 센서 칩을 장착하기 위한 스테이지를 가압하기 위하여 클램퍼가 사용되는 단면도이다.
도 6은 도 5에 도시된 금형에 클램핑된 스테이지 상에 자기 센서 칩이 장착된 단면도이다.
도 7은 리드 프레임의 직사각 프레임부로부터 내부로 돌출된 리드와 자기 센서 칩을 장착시키기 위한 스테이지로부터 돌출하는 돌출부로 구성된 유지 메카니즘을 개략적으로 도시한다.
도 8은 리드와 돌출부가 서로 맞물리어 경사 조건에서 스테이지를 유지하는유지 메카니즘을 개략적으로 도시한다.
도 9는 자기의 2방향 성분의 측정용으로 사용되는 자기 센서 칩의 출력 값들 간의 관계를 도시하는 그래프이다.
도 10은 제1 실시예의 변형에 따라 자기 센서의 제조시 사용을 위한 리드 프레임을 도시하는 평면도이다.
도 11은 도 10에 도시된 리드 프레임의 필수 부분들을 도시하는 길이방향 단면도이다.
도 12는 도 10의 리드 프레임에서 리드와 상호연결된 스테이지들을 간단히 도시하는 길이방향 단면도이다.
도 13은 클램퍼에 의하여 가압된 도 10의 리드 프레임의 스테이지들 상에 장착되는 자기 센서 칩을 도시하는 길이방향 단면도이다.
도 14는 도 13과 비교하여 다른 방향에서 취한, 클램퍼에 의하여 가압된 도 10의 리드 프레임을 도시하는 단면도이다.
도 15는 제1 실시예의 다른 변형에 따라 자기 센서의 제조시 사용을 위한 리드 프레임을 도시하는 평면도이다.
도 16은 도 15의 리드 프레임의 리드와 접속된 스테이지를 도시하는 길이방향 단면도이다.
도 17은 도 15의 리드 프레임의 스테이지 상에 장착되는 자기 센서 칩을 도시하는 길이방향 단면도이다.
도 18은 제1 실시예의 다른 변형에 따라 자기 센서의 제조시 사용을 위한 리드 프레임을 도시하는 평면도이다.
도 19는 도 18의 리드 프레임에서 스테이지들과 리드들 간의 위치 관계를 도시하는 길이방향 단면도이다.
도 20은 도 18의 리드 프레임의 스테이지 상에 장착되는 자기 센서 칩을 도시하는 길이방향 단면도이다.
도 21은 가압 부재에 의하여 가압되는 도 18의 리드 프레임의 스테이지 상에 장착되는 자기 센서 칩을 도시하는 길아방향 단면도이다.
도 22는 본 발명의 제2 실시예에 따른 제조 방법에 따라 제조되는 자기 센서를 도시하는 평면도이다.
도 23은 도 22에 도시된 자기 센서의 길이방향 단면도이다.
도 24는 자기 센서 칩이 스테이지들 상에 장착되는 리드 프레임을 도시하는 평면도이다.
도 25는 도 24에 도시된 스테이지들의 후면에 돌출 요소들을 가지는 리드 프레임의 길이방향 단면도이다.
도 26은 금형에 위치된, 도 25에 도시된 돌출 요소들을 가지는 리드 프레임의 길이방향 단면도이다.
도 27은 자기 센서 칩과 함께 스테이지를 경사지도록 활성화된 금형에 위치된, 도 25에 도시된 돌출 요소들을 가지는 리드 프레임의 길이방향 단면도이다.
도 28은 제2 실시예의 변형에 따라 자기 센서의 제조시 사용을 위한 리드 프레임을 도시하는 평면도이다.
도 29는 도 28에 도시된 리드 프레임의 길이방향 단면도이다.
도 30은 제2 실시예의 다른 변형에 따라 자기 센서의 제조시 사용을 위한 리드 프레임의 필수 부분을 도시하는 평면도이다.
도 31은 제2 실시예의 다른 변형에 따라 자기 센서의 제조시 사용을 위한 리드 프레임의 필수 부분을 도시하는 평면도이다.
도 32은 제2 실시예의 다른 변형에 따라 자기 센서의 제조시 사용을 위한 리드 프레임의 필수 부분을 도시하는 평면도이다.
도 33은 제2 실시예의 다른 변형에 따라 자기 센서의 제조시 사용을 위한 리드 프레임의 필수 부분을 도시하는 평면도이다.
도 34는 자기 센서 칩과 함께 스테이지들을 경사시키도록 금형에서 유지되는, 도 33의 리드 프레임을 도시하는 길이방향 단면도이다.
도 35는 금형에 배치된, 제1 면에 대하여 스테이지들의 표면들에 돌출 요소들을 가지는 리드 프레임을 도시하는 길이방향 단면도이다.
도 36은 금형에 배치된, 제1 면과 제2 면 각각에 대하여 스테이지들의 표면들과 후면들 모두에 돌출 요소들을 가지는 리드 프레임을 도시하는 길이방향 단면도이다.
도 37은 제2 실시예의 다른 변형에 따른 자기 센서의 제조시 사용을 위한 리드 프레임을 도시하는 평면도이다.
도 38은 도 37에 도시된 리드 프레임의 길이방향 단면도이다.
도 39는 제2 실시예의 다른 변형에 따른 자기 센서의 제조시 사용을 위한 리드 프레임을 도시하는 평면도이다.
도 40은 도 39에 도시된 리드 프레임의 길이방향 단면도이다.
도 41은 제2 실시예의 다른 변형에 따른 자기 센서의 제조시 사용을 위한 리드 프레임을 도시하는 평면도이다.
도 42는 제2 실시예의 다른 변형에 따른 자기 센서의 제조시 사용을 위한 리드 프레임을 도시하는 평면도이다.
도 43은 금형에 위치된, 스테이지들의 후면들에서 돌출 요소들을 가지는 리드 프레임을 도시하는 길이방향 단면도이다.
도 44는 금형에 의하여 인가된 압력 하에 스테이지들이 경사진, 도 23에 도시된 리드 프레임의 길이방향 단면도이다.
도 45는 본 발명의 제3 실시예에 따른 제조 방법에서 제조되는 자기 센서를 도시하는 평면도이다.
도 46은 도 45에 도시된 자기 센서의 필수 부분을 도시하는 길이방향 단면도이다.
도 47은 도 45에 도시된 자기 센서의 제조시 사용을 위한 리드 프레임을 도시하는 평면도이다.
도 48은 자기 센서 칩이 스테이지들 상에 장착되는 도 47의 리드 프레임의 길이방향 단면도이다.
도 49은 스테이지를 지지하기 위한 리드의 돌출부를 개략적으로 도시한다.
도 50은 자기 센서 칩들과 함께 스테이지가 경사진, 금형에 의하여 유지되는도 47의 리드 프레임의 필수 부분을 도시하는 길이방향 단면도이다.
도 51은 제3 실시예의 변형에 따른 자기 센서의 제조시 사용을 위한 리드 프레임을 도시하는 평면도이다.
도 52는 금형들 간에 유지되는, 도 51에 도시된 리드 프레임의 길이방향 단면도이다.
도 53a는 부분적으로 만곡된 리드의 변형을 개략적으로 도시한다.
도 53b는 부분적으로 두께가 감소된 리드의 다른 변형을 개략적으로 도시한다.
도 53c는 지그재그 형상으로 부분적으로 형성된 리드의 다른 변형을 개략적으로 도시한다.
도 54는 제3 실시예의 다른 변형에 따른 자기 센서의 제조시 사용을 위한 리드 프레임을 도시하는 평면도이다.
도 55는 제3 실시예의 다른 변형에 따른 자기 센서의 제조시 사용을 위한 리드 프레임의 필수 부분들을 도시하는 확대 평면도이다.
도 56a는 제3 실시예의 다른 변형에 따른 자기 센서의 제조시 사용을 위한 리드 프레임의 필수 부분들을 도시하는 확대 평면도이다.
도 56b는 제3 실시예의 다른 변형에 따른 자기 센서의 제조시 사용을 위한 리드 프레임의 필수 부분들을 도시하는 확대 평면도이다.
도 57은 제3 실시예의 다른 변형에 따른 자기 센서의 제조시 사용을 위한 리드 프레임의 필수 부분들을 도시하는 확대 평면도이다.
도 58은 제3 실시예의 다른 변형에 따른 자기 센서의 제조시 사용을 위한 리드 프레임의 필수 부분들을 도시하는 확대 평면도이다.
도 59는 제3 실시예의 다른 변형에 따른 자기 센서의 제조시 사용을 위한 리드 프레임의 필수 부분들을 도시하는 확대 평면도이다.
도 60은 제3 실시예의 다른 변형에 따른 자기 센서의 제조시 사용을 위한 리드 프레임의 필수 부분들을 도시하는 확대 평면도이다.
도 61은 제3 실시예의 다른 변형에 따른 자기 센서의 제조시 사용을 위한 리드 프레임의 필수 부분들을 도시하는 확대 평면도이다.
도 62는 제3 실시예의 다른 변형에 따른 자기 센서의 제조시 사용을 위한 리드 프레임을 도시하는 평면도이다.
도 63은 본 발명의 제4 실시예에 따른 제조 방법시 제조된 자기 센서를 도시하는 평면도이다.
도 64는 도 63에 도시된 자기 센서의 필수 부분들을 도시하는 측면도이다.
도 65는 자기 센서에서의 자기 센서 칩들의 상이한 배열을 도시하는 측면도이다.
도 66은 제4 실시예의 변형에 따라 제조된 자기 센서를 도시하는 평면도이다.
도 67은 도 66에 도시된 자기 센서의 필수 부분들을 도시하는 측면도이다.
도 68은 자기 센서에서의 자기 센서 칩들의 상이한 배열을 도시하는 측면도이다.
도 69는 자기 센서에서의 자기 센서 칩들의 상이한 배열을 도시하는 측면도이다.
도 70은 자기 센서에서의 자기 센서 칩들의 상이한 배열을 도시하는 측면도이다.
도 71은 제4 실시예의 다른 변형에 따라 제조되는 자기 센서를 도시하는 평면도이다.
도 72는 도 71에 도시된 자기 센서의 필수 부분들을 도시하는 측면도이다.
도 73은 제4 실시예의 다른 변형에 따라 제조되는 자기 센서를 도시하는 평면도이다.
도 74는 도 73에 도시된 자기 센서의 필수 부분들을 도시하는 측면도이다.
도 75는 본 발명의 제4 실시예의 고려를 위하여 단일 자기 센서 칩을 가지는 자기 센서를 도시하는 평면도이다.
도 76은 도 75에 도시된 자기 센서의 필수 부분들을 단순하게 도시하는 측면도이다.
도 77은 본 발명의 제5 실시예에 따른 제조 방법에서 제조되는 자기 센서를 도시하는 평면도이다.
도 78은 도 77에 도시된 자기 센서의 필수 부분들을 도시하는 길이방향 단면도이다.
도 79는 도 77에 도시된 자기 센서의 제조시 사용을 위한 리드 프레임을 도시하는 평면도이다.
도 80은 자기 센서 칩들이 동일 평면에 실질적으로 위치된 스테이지들 상에 장착된 리드 프레임의 필수 부분들을 도시하는 길이방향 단면도이다.
도 81은 스테이지들이 핀들에 의하여 인가된 상향 압력에 따라 스테이지들이 경사진 금형에 유지된 리드 프레임의 필수 부분들을 도시한 길이방향 단면도이다.
도 82a는 제5 실시예의 변형에 따라 뒤틀림부를 가지는 리드에 의하여 지지되는 스테이지들을 도시하는 확대 평면도이다.
도 82b는 도 82a에 도시된 리드의 뒤틀림에 기인하여 경사진 스테이지를 도시하는 확대 단면도이다.
도 83은 자기의 3차원 성분의 측정을 위하여 2개의 자기 센서 칩을 사용하는 자기 센서 유닛의 종래의 공지된 예를 도시하는 사시도이다.
도 84는 자기의 2방향 성분들을 측정하는 자기 센서 칩에 관한 수학식과 방위각 간의 관계를 도시한다.
도 85a는 커버를 가지는 기판 상에 자기 센서 칩들의 수평 배열을 도시하는 길이방향 단면도이다.
도 85b는 커버를 가지는 기판 상에 자기 센서 칩들의 수직 배열을 도시하는 길이방향 단면도이다.
도 86은 각각 소정 각도로 경사진 자기 센서 칩의 경사진 상태를 개략적으로 도시한다.
도 87a는 기판 상에 자기 센서 칩들을 포함하는 칩들의 레이아웃을 개략적으로 도시한다.
도 87b는 도 87a에서 A-A' 선을 따라 취한 길이방향 단면도이다.
도 88은 기판 상에 자기 센서 칩들을 포함하는 칩들의 레이아웃을 개략적으로 도시한다.
도 89는 커버를 가지는 기판 상에 함께 수직으로 연결된 자기 센서 칩들을 포함하는 복수 칩 패키지를 도시하는 길이방향 단면도이다.
도 90은 기판에 관하여 함께 수직으로 연결된 자기 센서 칩들을 포함하는 복수 칩 패키지의 구성을 개략적으로 도시한다.
도 91a는 자기 센서 칩을 구성하기 위한 리드 프레임의 제1 예를 도시하는 평면도이다.
도 91b는 도 91a에서 선 A-A'을 따라 취한 길이방향 단면도이다.
도 92a는 자기 센서 칩을 구성하기 위한 리드 프레임의 제2 예를 도시하는 평면도이다.
도 92b는 도 92a에서의 선 A-A'을 따라 취한 길이방향 단면도이다.
도 93a는 자기 센서 칩을 구성하기 위한 리드 프레임의 제3 예를 도시하는 평면도이다.
도 93b는 도 93a의 선 A-A'을 따라 취한 길이방향 단면도이다.
도 94a는 자기 센서 칩을 구성하기 위한 리드 프레임의 제4 예를 도시하는 평면도이다.
도 94b는 도 94a의 선 A-A'을 따라 취한 길이방향 단면도이다.
도 95a는 자기 센서 칩을 구성하기 위한 리드 프레임의 제5 예를 도시하는평면도이다.
도 95b는 도 95a의 선 A-A'을 따라 취한 길이방향 단면도이다.
도 96a는 자기 센서 칩을 구성하기 위한 리드 프레임의 제 6 예를 도시하는 평면도이다.
도 96b는 도 96a의 선 A-A'을 따라 취한 길이방향 단면도이다.
도 97a는 자기 센서 칩을 구성하기 위한 리드 프레임의 제 7 예를 도시하는 평면도이다.
도 97b는 도 97a의 선 A-A'을 따라 취한 길이방향 단면도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
2,3,102,103,202,203 : 자기 센서 칩 4,104,204,404 : 복수의 리드
5,105 : 몰드 수지 케이싱
6,7,106,107,206,207,406,407 : 스테이지
8,108,208,308,408 : 와이어 11,211,227,411 : 직사각 프레임부
10,20,30,40 : 리드 프레임 D1,D2 : 금형
12,13,112 : 리드(또는 상호연결 부재) 12b : 변형 용이부
100 : 유지 메카니즘 113,114,119,120 : 돌출 요소
302 : 제1 자기 센서 칩 303 : 제2 자기 센서 칩
309 : 제3 자기 센서 칩
본 발명의 이들 목적들, 태양들, 및 실시예들은 다음의 도면을 참조하여 보다 상세히 설명될 것이다.
본 발명은 첨부 도면을 참조하여 예를 들어 보다 상세히 설명된다.
1. 제1 실시예
본 발명의 제1 실시예에 의해 제조된 자기 센서의 전체 구성이 도 1 및 도 2를 참조하여 설명된다. 즉, 도 1의 자기 센서(1)는, 인가되는 외부 자계의 방향과 크기를 측정하도록 설계되며, 2개의 자기 센서 칩(2 및 3), 자기 센서 칩(2 및 3)을 외부 장치(미도시)와 전기적으로 접속시키는 다수의 리드(4), 및 자기 센서 칩(2 및 3)과 리드(4)를 일체로 고정하는 몰드 수지 케이싱(5)을 포함하고 있다.
자기 센서 칩(2 및 3)의 각각은, 평면도에서 직사각형의 판 형상으로 형성되고, 이들은 스테이지(6 및 7)에 각각 탑재된다. 자기 센서 칩(2 및 3)은 모두, 하부면(5a)과 상부면(5c)을 갖는 몰드 수지 케이싱(5)에 넣어지고, 리드(4)에 비해, 상부면(5c) 부근에 배치된다. 또한, 각각 표면(2a 및 3a)을 갖는 자기 센서 칩(2 및 3)은 몰드 수지 케이싱(5)의 '수평’하부면(5a)에 대해 경사져 있고, 자기 센서 칩(2 및 3)의 일단(2c 및 3c)이 하부면(5a)으로 안내되고, 타단이 각각 동일한 예각(θ)으로 하부면(5a)의 반대 방향으로 경사져 있다.
상기에서, 예각(θ)은 스테이지(6)의 표면(6d)과 스테이지(7)의 이면(7c) 사이에 형성된다.
자기 센서 칩(2)은 외부 자계에 대해 지자기의 2방향 성분에 감응한다. 즉, 이것은 자기 센서 칩(2)의 표면(2a)을 따라 직각으로 상호 교차하는 2개의 감지 방향(즉, A 및 B 방향)을 갖는다.
이에 비해, 자기 센서 칩(3)은 외부 자계에 대해 지자기의 단일 방향 성분에 감응하다. 즉, 이것은 표면(3a)의 평면(또는 A와 B 방향에 의해 정의되는 A-B면)을 따라 단일 감지 방향(즉, C 방향)을 갖는다.
각 리드(4)는 구리 등의 소정의 금속 재료로 이루어지는데, 리드(4)의 이면(4a)이 몰드 수지 케이싱(5)의 하부면(5a)에 노출되어 있다. 리드(4)의 단부(4b)는 금속 와이어(8)를 통해 자기 센서 칩(2 및 3)과 전기적으로 접속되어 있는데, 이들의 접속부는 몰드 수지 케이싱(5)에 매설되어 있다.
다음에, 자기 센서(1)의 제조방법이 상세히 설명된다.
먼저, 금속제 박판이 양 스테이지(6 및 7)가 프레임(9)에 의해 지지되는 도 3 및 도 4에 도시되는 바와 같은 리드 프레임(10)을 형성하도록 프레스 작업된다.
프레임(9)은, 직사각 프레임부(11)로 구성되며, 스테이지(6 및 7), 및 직사각 프레임부(11)로부터 내부로 돌출하는 다수의 리드(4, 12, 13, 및 14)를 포함하게 평면에서 직사각형 형상으로 형성된다.
리드(또는 상호접속 부재)(12 및 13)는 직사각 프레임부(11)에 대해 소정 위치에서 스테이지(6 및 7)를 고정하는 현수 리드들로서, 리드(12)는 스테이지(6 및7)의 제1 측(6a 및 7a)과 상호접속되고, 리드(13)는 스테이지(6 및 7)의 제2 측(6b 및 7b)과 상호접속된다.
구체적으로, 리드(13)는, 스테이지(6과 7)간에 함께 상호접속되는 각종 구성 요소를 갖는 특정 구조를 갖는데, 돌출부(13b)가 리드(13)의 중앙부로부터 돌출되어 각각 스테이지(6 및 7) 쪽으로 향햐여 있다. 자기 센서 칩(2 및 3)이 각각 탑재된 스테이지(6 및 7)가 경사지게 될 때, 돌출부(13b)는 자기 센서 칩(2 및 3)이 경사지를 따라 아래쪽으로 이동하는 것을 방지한다.
리드(14)(제2 돌출부를 구성함)는 스테이지(6 및 7) 쪽으로 돌출되고, 이로부터 돌출부(15)(즉, 제1 돌출부)가 스테이지(6 및 7)로부터 직사각 프레임부(11) 및 리드(14) 쪽으로 돌출한다. 여기서, 리드(14) 및 돌출부(15)는 소정 각도로 경사진 상태로 스테이지(6 및 7)를 유지하는 유지 기구(100)를 형성한다.
리드(4)로부터 내부에 존재하는 스테이지(6 및 7)를 포함하고 있는 리드 프레임(10)의 내부 영역은, 포토-에칭 프로세스 적용시 임의의 두께로 형성될 수 있는데, 리드(12)와 스테이지(6 및 7)의 이면(6c 및 7c)이 몰드 수지 케이싱(5)의 하부면(5a) 아래로 노출되는 것을 방지하기 위해서 리드 프레임(10)의 다른 부분의 두께에 비해 대략 반으로 형성된다.
프레스 작업에 더하여, 프레임(9)에 대해 스테이지(6 및 7)를 경사지도록 만곡 작업이 수행되어, 서로 상호 경사지게 된다. 도 5 및 도 6을 참조하여 상세히 설명한다. 도 5에 도시되는 바와 같이 만곡 작업에 기인하여, 스테이지(6 및 7) 부근에 배치된 리드(12 및 13)의 일단(만곡부를 구성함)이 만곡되어 소성 변형되어, 스테이지(6 및 7)는 각각 소정 각도로 경사지게 된다. 만곡 작업은 프레스 작업을 수행하는데 사용된 동일한 금형(미도시)을 사용하여 수행된다.
그 다음, 프레임(9)의 직사각 프레임부(11)가 금형(D)에 고정되고, 봉(rod) 형상 클램퍼(E)가 스테이지(6 및 7)의 제1 측(6a 및 7a) 부근의 소정 위치에서 스테이지(6 및 7)의 표면(6d 및 7d)을 가압하는데 사용된다. 여기서, 금형(D)은 표면(D1)과 홈(또는 홀)(D2)을 가져, 리드(12)의 일단이 홈(D2) 공간으로 넣어짐으로써 더 변형되는 것이 방지된다. 리드(12)는 변형 용이부(12b)를 가져 용이하게 탄성 변형될 수 있다. 포토-에칭 프로세스에 의해 변형 용이부(12b)에 소정 형상이 적용되는데, 변형 용이부(12b)는 예를 들면 리드(12)의 다른 부분의 두께에 비해 대략 반의 두께를 갖도록 형성된다.
따라서, 도 6에 도시되는 바와 같이, 리드(12)의 변형 용이부(12b) 및 리드(13)의 만곡부(이미 소성 변형됨)는 탄성 변형되어 스테이지(6 및 7)의 표면(6d 및 7d)이 금형(D)의 표면(D1)을 따라 배치된다.
전술한 도 6에 도시되는 상태에서, 자기 센서 칩(2 및 3)은 은 페이스트를 사용하여 각각 스테이지(6 및 7)의 표면(6d 및 7d)에 부착되고, 도 3 및 도 4에 도시되는 바와 같이 전술한 와이어(8)가 배치되어 자기 센서 칩(2 및 3)을 리드(4)와 전기적으로 접속하고 있다.
전술한 와이어(8)를 배치하는 단계 후의 다음 단계에서, 스테이지(6 및 7)가 각각 경사져, 와이어(8)와 자기 센서 칩(2 및 3)간의 만곡부, 및 와이어(8)와 리드(4)간의 다른 만곡부가 서로 분리될 수 있다. 이 때문에, 와이어(8)의 길이또는 높이가 충분한 여유를 갖도록 배치되어 있다.
이후, 클램퍼(E)가 상기 스테이지(6 및 7) 위쪽으로 서서히 이동됨으로써, 만곡부 및 변형 용이부(12b)가 탄성 변형으로부터 복원되도록 해제되고, 따라서, 경사진 상태로 스테이지(6 및 7)를 복원시킬 수 있다. 이 때, 자기 센서 칩(2 및 3)의 단부(2c 및 3c)는 리드(13)의 돌출부(13b)와 접촉하게 되어, 은 페이스트가 경화하지 않더라도, 돌발적으로 자기 센서 칩(2 및 3)이 경사지를 따라 아래쪽으로 이동되는 것을 확실히 방지할 수 있다.
은 페이스트가 경화하였을 때, 자기 센서 칩(2 및 3)은 스테이지(6 및 7)의 표면(6d 및 7d) 상의 소정 위치에 확실히 고정된다.
은 페이스트의 경화와 동시에, 유지 기구(100)는 소정 각도로 경사진 위치에 스테이지(6 및 7)를 유지한다. 즉, 도 7에 도시되는 바와 같이, 포토-에칭 프로세스 적용시 리드(14)의 표면(14a)에 홈(14b)이 형성된다. 또한, 전술한 프레스 작업 적용시 돌출부(15)의 하단면(15a)에 돌기(15b)가 형성된다.
도 8에 도시되는 바와 같이, 리드(14) 및 돌출부(15)는 리드 프레임(10)의 두께 방향으로 서로 수직으로 중첩하도록 이동되고, 돌기(15b)는 리드(14)의 홈(14b)에 삽입됨으로써, 유지 기구(100)를 구성한다. 유지 기구(100)의 제공에 기인하여, 소정 각도로 경사진 스테이지(6 및 7)는 프레임(9) 쪽으로 복귀하지 않도록 유지된다.
상기에서, 리드 프레임(10)의 두께 방향으로 리드(14)의 홈(14b) 쪽으로 돌기(15b)를 이동시키는 것이 필요하다. 여기서, 캠 기구를 사용할 수도 있고, 이것에 의해 예를 들면 클램퍼(E)를 상승 또는 하강하게 하는 구동력에 따라 돌기(15b)가 홈(14b)에 삽입될 수 있다.
자기 센서 칩(2 및 3)이 탑재되는 리드 프레임(10)은, 자기 센서 칩(2 및 3)을 그 안에 넣을 수 있는 금형 수지 케이싱을 형성하도록 용융 수지가 도입된 금형(도시되지 않음)의 내부에 배치된다. 따라서, 몰드 수지 케이싱의 내부에, 상호 반대 방향으로 경사진 자기 센서 칩(2 및 3)을 확실히 고정할 수 있다. 이후, ‘원하지 않는’직사각 프레임부(11)가 제거됨으로써, 도 1에 도시된 자기 센서(1)의 제조를 완료한다.
전술한 제조방법에서는, 리드 프레임(10)의 각 부분에 영향을 미치는 포토-에칭 프로세스가 금속제 박판에 프레스 작업이 적용되기 전에 수행된다.
예를 들면, 자기 센서(1)에 의해 측정된 지자기의 방위가 표시 화면에 표시되는 휴대 단말 장치(또는 도시되지 않은 이동 단말 장치)에 설치된 보드(또는 기판)에 전술한 자기 센서(1)가 탑재된다. 다음에, 자기 센서(1)를 사용하여 지자기의 방위 측정방법이 설명되며, 이후 ‘지자기’를 간단히 ‘자기’라고 한다.
즉, 자기 센서 칩(2 및 3)은 각각 A, B, 및 C 방향의 자기 성분을 검출함으로써, 이들 방향의 자기 성분에 대략 비례하는 값(Sa, Sb, 및 Sc)을 생성한다.
도 9는 자기 센서 칩(2)의 출력값(Sa와 Sb)간의 관계를 도시한다. 자기 방향이 A-B면을 따라 정의되면, 자기 센서 칩(2)의 B 방향이 동쪽으로 지시될 때 출력값(Sa)은 최대가 되고, B 방향이 서쪽으로 지시될 때 최소가 되며, B 방향이 남쪽 또는 북쪽으로 지시될 때 영이 된다.
또한, 출력값(Sb)은 자기 센서 칩(2)의 B 방향이 북쪽으로 지시될 때 최대가 되고, B 방향이 남쪽으로 지시될 때 최소가 되며, B 방향이 동쪽 또는 서쪽으로 지시될 때 영이 된다.
또한, 도 9의 그래프에 도시된 출력값(Sa와 Sb)은, 자기 센서(1)로부터의 실제 출력된 값이 최대값과 최소값간의 차이의 반으로 각기 분리되도록 생성된다.
동쪽이 0°로 나타내어지도록 휴대 단말 장치의 표시 화면에 방위 ‘a’가 표시되고, 이것은 이 장치가 동쪽에서 차례로 남쪽, 서쪽, 및 북쪽으로 회전 가능하게 이동됨에 따라 증가된다. 방위 ‘a’는 예를 들면 도 84에 도시된 테이블에 기입된 바와 같은 수학식에 따라 결정된다.
A-B면을 교차하는 자계 방향이 정의되면, 자기 센서(1)는 자기 센서 칩(2)의 출력 이외에 자기 센서 칩(3)의 출력을 이용하고, 자기 센서 칩(3)은 이들에 대략 비례하는 값(Sc)을 생성하도록 C 방향(A-B면을 교차함)의 자기 성분을 검출한다.
전술한 값(Sa 및 Sb)과 마찬가지로, 자기 센서(1)로부터 실제 출력된 값이 최대값과 최소값간의 차이의 반으로 분리되도록 출력값(Sc)이 생성된다.
C 방향(A-B면을 교차함)의 자기 성분 검출시, 출력값(Sc)이 생성되어 자기 방향 결정용 3차원 공간의 벡터를 생성하도록 전술한 출력값(Sa 및 Sb)과 결합된다.
C 방향과 A-B면 사이에 형성된 각도(θ)는 0°보다 크고 90°보다 작고, 이론적으로 각도(θ)가 0°보다 클 때 자기의 3차원 방위를 결정할 수 있다. 그러나, 실제로, 각도(θ)는 20°보다 큰 것이 바람직하고, 각도(θ)는 30°보다 큰 것이 더욱 바람직하다.
전술한 자기 센서(1)의 제조 방법에서, 동일한 금형이, 리드 프레임(10)의 패턴이 금속제 박판으로부터 추출되는 프레스 작업과 스테이지(6 및 7)가 경사지는 만곡 작업을 동시에 수행하는데 사용된다. 따라서, 제조 프로세스를 간략화할 수 있다.
또한, 클램퍼(E)가 스테이지(6 및 7)를 가압하는데 사용되어 리드(12)의 변형 용이부(12b) 및 리드(13)의 만곡부를 탄성 변형시키고, 자기 센서 칩(2 및 3)이 거의 동일한 평면에 배치되는 스테이지(6 및 7)에 부착된다. 따라서, 다수의 자기 센서 칩을 스테이지에 동시에 그리고 용이하게 부착시킬 수 있다. 즉, 자기 센서(1)의 제조 비용을 저감시킬 수 있다.
스테이지(6 및 7)가 리드 프레임(10)의 제조시 경사지게 되므로, 스테이지(6 및 7)에 대해 경사 각도를 정확히 설정할 수 있다. 또한, 리드(14)와 돌출부(15)가 부분적으로 서로 중첩하여 함께 고정되므로, 프레임(9) 쪽으로 복귀하지 않도록 스테이지(6 및 7)를 확실히 유지할 수 있다. 따라서, 자기 센서 칩(2 및 3)의 표면(2a와 3a) 사이에 형성되는 각도를 용이하고 정확히 설정할 수 있다.
전술한 바와 같이, 자기 센서 칩(3)의 감지 방향을 A-B면과 정확히 교차시키고, 그럼으로써 총 3개의 감지 방향을 성립할 수 있다. 이 때문에, 3개의 감지 방향에서 측정된 자기의 방위가 3차원 공간의 벡터로서 결정되고, 이것에 의해 3차원 공간 내의 자기의 방위를 정확히 측정할 수 있다.
제1 실시예에서는, 리드(13)의 만곡부가 적절히 만곡되어 스테이지(6 및 7)가 경사지게 될 때 소성 변형된다. 물론, 본 발명은 반드시 제1 실시예에 한정되는 것은 아니므로, 스테이지(6 및 7)를 지지하는 리드(13)의 만곡부가 스테이지(6 및 7)가 경사지게 되도록 소정 변형된다.
제1 실시예에서는, 먼저 소정 변형되어 있는 만곡부가 스테이지(6 및 7)를 상호접속하기 위한 리드(13)의 단부(13a), 및 프레임(9)을 스테이지(6 및 7)와 상호접속하기 위한 리드(12)의 단부(12a)이며, 탄성 변형되어 있는 다음 부분이 이미 소정 변형된 리드(13)의 단부(13a), 및 리드(12)의 변형 용이부(12b)이다. 본 발명은, 만곡부와 변형 용이부(12b)의 위치, 만곡 방향, 및 탄성 변형의 방향에 대해서 제1 실시예로 반드시 한정되는 것은 아니며, 스테이지(6 및 7)의 경사 각도 및 방향에 따라 적절히 설정될 수 있다.
제1 실시예에서는, 자기 센서 칩(2 및 3)이 스테이지(6 및 7)의 표면(6d 및 7d)에 부착된 후, 와이어(8)가 배치된 다음에, 그 탄성 변형된 상태로부터 만곡부 및 변형 용이부(12b)가 복원된다. 물론, 본 발명은 제1 실시예로 반드시 한정되는 것은 아니다. 즉, 자기 센서 칩(2 및 3)의 부착 후에, 스테이지(6 및 7)가 각각 소정 각도로 경사진 다음에, 은 페이스트가 경화되도록 제1 실시예를 변형할 수 있다. 여기서, 클램퍼(E)는 다시 활성화되어 스테이지(6 및 7)의 양 표면(6a 및 7a)을 거의 동일한 평면에 배치하여, 와이어(8)가 배치된 다음에, 만곡부 및 변형 용이부(12b)가 그 탄성 변형된 상태로부터 복원된다.
제1 실시예에서는, 리드(13)의 단부(13a) 및 리드(12)의 변형 용이부(12b)가 그 탄성 변형된 상태로부터 복원된 후, 자기 센서 칩(2 및 3)을 스테이지(6 및 7)에 부착하기 위한 은 페이스트가 경화하지만, 이것은 제한적이지 않다. 즉, 은 페이스트는 리드(13)의 단부(13a) 및 리드(12)의 변형 용이부(12b)가 그 탄성 변형된 상태로부터 복원되기 전에 경화될 수 있다. 이 경우에, 본래 스테이지(6 및 7)가 경사지게 될 때 자기 센서 칩(2 및 3)이 돌발적으로 이동되는 것을 방지하기 위해서 배치된 돌출부(13b)를 배치할 필요가 없다.
또한, 자기 센서 칩(2 및 3)은, 그 단부(2b 및 3b)가 몰드 수지 케이싱(5)의 상부면(5c)으로 안내되도록 반드시 경사지게 되는 것은 아니다. 즉, 자기 센서 칩(2 및 3)이 상호 프레임(9)에 대해 서로 경사지게 됨으로써, 자기 센서 칩(3)의 감지 방향을 A-B면과 교차시킨다.
제1 실시예는 다양한 방식으로 변형될 수 있으며, 예를 참조하여 설명된다.
제1 실시예의 제1 변형예는 도 10 내지 도 14를 참조하여 상세히 설명되는데, 자기 센서의 전체 구성은 기본적으로 도 1 및 도 2에 도시된 전술한 자기 센서(1)와 동일한 반면에, 리드 프레임(10)(도 3 참조)이 자기 센서의 제조에 사용하는 새로운 것(도 10 참조)으로 대체된다. 도 10 내지 도 14에서, 도 1 내지 도 8에 도시된 것과 동일한 부분은 동일한 참조부호에 의해 나타내어지고, 따라서, 그 상세한 설명은 생략된다.
자기 센서의 제조에 앞서, 금속제 박판이 동일한 금형의 사용에 의해 동시에 프레스 작업, 포토-에칭, 및 만곡 작업되고, 이것에 의해 프레임(19)에 의해 지지된 2개의 스테이지(6 및 7)를 포함하는 리드 프레임(20)을 생성할 수 있다(도 10 참조). 프레임(19)은 직사각 프레임부(11)로부터 내부로 돌출되는 다수의 리드(4,21, 및 22)를 포함하고 있다.
리드(21 및 22)는 직사각 프레임부(11)에 대해 스테이지(6 및 7)을 소정 위치에 고정하기 위한 리드를 걸고 있으며, 리드(21)가 각각 스테이지(6 및 7)의 제1 측(6a 및 7a)과 상호접속되도록 배치된다. 리드(22)는 스테이지(6와 7)간에 배치되는 특정 구조를 가지며, 이들은 스테이지(6 및 7)의 제2 측(6b 및 7b)과 상호접속된 중간부(22d)를 갖는다.
리드(21)의 단부(21a)(즉, 만곡부)는 스테이지(6 및 7) 부근에 위치되고, 이들은 만곡 작업의 적용시 소성 변형으로 만곡되어 스테이지(6 및 7)가 소정 각도로 경지지게 된다. 또한, 리드(22)의 소정 위치에 한 쌍의 만곡부(22a)가 형성되고, 이 사이에 중간부(22d)가 끼워지며, 만곡 작업시 소정 변형되어, 리드(22)의 중간부(22d)가 리드 프레임(20)의 두께 방향으로 직사각 프레임부(11)에 대해 약각 돌출된다. 또한, 한 쌍의 만곡부(22b)가 만곡 작업시 소정 변형으로 만곡되어 각각 스테이지(6 및 7)의 제2 측에 인접하여 배치된다.
따라서, 도 11 및 도 12에 도시되는 바와 같이, 리드(21)의 단부(21a) 및 리드(22)의 만곡부(22a 및 22b)의 제공에 기인하여, 스테이지(6 및 7)는, 그 제2 측(6b 및 7b)이 직사각 프레임부(11)의 동일 두께 방향으로 이동되도록 서로 상호 경사지게 된다.
또한, 용이하게 탄성 변형될 수 있는 변형 용이부(22c)가 한 쌍의 만곡부(22a)와 리드(22)의 중간부(22d)간의 위치에 형성된다. 이들은 포토-에칭에 의해 구체적으로 정형되고 리드(22)의 다른 부분의 반의 두께를 갖도록 형성된다.
전술한 리드 프레임(20)은 도 13 및 도 14에 도시되는 바와 같이 금형(F)의 평탄면(F1)에 탑재되고, 로드 형상을 갖는 클램퍼(G)가 리드(22)의 중간부(22d)의 표면을 가압하는데 사용되고, 이것에 의해 변형 용이부(22c)는 탄성 변형되어 리드(22)의 중간부(22d)의 이면이 금형(F)의 표면(F1)과 접촉하게 된다. 이 때, 리드(22)의 중간부(22d)와 상호접속된 스테이지(6 및 7)의 표면(6d 및 7d)은 금형(F)의 표면(F1)을 따라 배치되어 있다.
전술한 상태에서, 자기 센서 칩(2 및 3)이 은 페이스트를 사용하여 스테이지(6 및 7)의 표면(6d 및 7d)에 부착되고, 리드(4)가 자기 센서 칩(6 및 7)과 함께 배선된다. 은 페이스트의 경화 완료 후에, 클램퍼(G)가 리드(22)의 중간부(22d)로부터 해제되고, 이것에 의해 리드(21)의 단부(21a), 및 리드(22)의 만곡부(22d)와 변형 용이부(22c)는 모두 탄성 변형된 상태로부터 복원되어, 스테이지(6 및 7)가 경사진 상태로 대응 복원된다. 그 다음, 전술한 유지 기구(100)는 스테이지(6 및 7)가 각각 소정 각도로 경사지도록 유지한다. 마지막으로, 몰드 수지 케이싱이 형성되어 자기 센서 칩(2 및 3)을 수지에 넣은 다음에, 직사각 프레임부(11)와 같은 원하지 않는 부분이 제거됨으로써, 자기 센서의 제조를 완료한다.
도 10 내지 도 14에 도시되는 바와 같은 제1 변형예에서는, 동일한 금형을 사용하여 프레스 작업과 만곡 작업 모두 동시에 수행되므로, 자기 센서의 제조 단계를 간략화할 수 있다. 여기서, 리드(21)의 단부(21a) 및 리드(22)의 만곡부(22b)와 변형 용이부(22c)는 탄성 변형되고, 이것에 의해 다수의 자기 센서칩이, 거의 동일한 평면에 위치된 다수의 스테이지에 용이하고 그리고 동시에 부착될 수 있다. 따라서, 자기 센서의 제조 비용을 저감시킬 수 있다.
리드 프레임(20)의 제조 중에, 스테이지(6 및 7)는 각각 소정 각도로 경사지게 되고, 유지 기구(100)는 스테이지(6 및 7)를 프레임(9) 쪽의 위치로 복원되지 않도록 유지한다. 따라서, 자기 센서 칩(2와 3)간에 상호 형성된 소정 각도를 용이하게 정확히 설정할 수 있다.
다음에, 제1 실시예의 제2 변형예가 도 15 내지 도 17을 참조하여 설명되는데, 도 1 내지 도 8에 도시된 것과 동일한 부분은 동일한 참조부호에 의해 나타내어지므로, 그 상세한 설명은 생략된다.
자기 센서의 제조에서는, 동일한 금형을 사용하여 금속제 박판이 동시에 프레스 작업, 포토-에칭, 및 만곡 작업되므로, 도 15에 도시되는 바와 같이 프레임(29)에 의해 지지된 2개의 스테이지(6 및 7)를 포함하는 리드 프레임(30)을 생성하고 있다. 프레임(29)은 직사각 프레임부(11)로부터 내부로 돌출된 다수의 리드(4, 31, 및 32)를 포함하고 있다.
리드(31 및 32)는 직사각 프레임부(11)에 대해 소정 위치에 스테이지(6 및 7)를 고정하기 위한 리드를 걸고 있으며, 한쌍의 리드(31)가 스테이지(6)의 제1 측(6e)과 상호접속되도록 배치되고, 한쌍의 리드(32)가 스테이지(7)의 제1 측(7e)과 상호접속되도록 배치되어 있다. 여기서, 제1 측(6e 및 7e)은 스테이지(6 및 7)의 폭 방향으로 배치되고, 모두 함께 인접하도록 스테이지(6 및 7)를 배치하기 위한 방향에 수직이며, 이들은 각각 스테이지(6 및 7)에서 제2 측(6f 및 7f)에 대향하여 배치되어 있는데, 이들은 각각 스테이지(6 및 7)에 대해 반대측에 배치되어 있다.
또한, 만곡부(31a 및 32a)는, 스테이지(6 및 7)를 직사각 프레임부(11)에 대해 경사지도록 리드(31 및 32)의 소정 위치에 형성되고, 만곡 작업시 소성 변형되어 리드(31 및 32)에 영향받아, 스테이지(6 및 7)가 각각 소정 각도로 경사지도록 유지된다. 따라서, 직사각 프레임부(11)에 대한 스테이지(6 및 7)의 경사 각도는 각각 만곡부(31a 및 32a)의 만곡 각도에 의존한다.
전술한 바와 같이, 스테이지(6 및 7)의 제2 측(6f 및 7f)은 모두 직사각 프레임부(11)의 두께 방향과 동일하게 이동되고 소정 각도로 서로 상호 경사지게 된다. 즉, 스테이지(6 및 7)는 그 배치 방향을 따라 대략 축선 회전시 상호 경사지게 된다.
또한, 변형 용이부(31b)는 직사각 프레임부 부근의 리드(31)의 다른 위치뿐만 아니라 스테이지(6)의 제1 측(6e) 부근의 리드(31)의 소정 위치에 형성되어, 만곡부(31a)가 각각 변형 용이부(31b) 쌍 사이에 끼워진다. 마찬가지로, 변형 용이부(32b)는 직사각 프레임부(11) 부근의 리드(32)의 다른 위치뿐만 아니라 스테이지(7)의 제1 측(7e) 부근의 리드(32)의 소정 위치에 형성되어, 만곡부(32a)가 각각 변형 용이부(32b) 쌍 사이에 끼워진다. 변형 용이부(31b 및 32b)는 모두, 포토-에칭에 의해 명확히 정형되어, 도 16에 도시되는 바와 같이, 리드(31 및 32)의 다른 위치의 대략 반의 두께를 갖도록 형성된다.
전술한 리드 프레임(30)은 도 17에 도시되는 바와 같이 금형(H)의평탄면(H1)에 위치되고, 클램퍼(I)가 제2 측(6f 및 7f) 부근의 스테이지(6 및 7)의 표면(6d 및 7d)을 가압하는데 사용된다. 여기서, 금형(H)의 표면(H1)에는 홈(H2)이 형성되어, 리드(31 및 32)의 만곡부(31a 및 32a)가 이 홈(H2)에 삽입되도록 힘이 가해짐으로써, 이들이 더 변형되는 것을 방지한다. 이 때, 리드(31 및 32)의 변형 용이부(31b 및 32b)는 홈(H2)의 단부와 접촉하게 되어 탄성 변형된다. 따라서, 스테이지(6 및 7)의 표면(6d 및 7d)은 금형(H)의 표면(H1)을 따라 배치되도록 힘이 가해진다.
전술한 상태에서, 자기 센서 칩(2 및 3)은, 은 페이스트를 사용하여 스테이지(6 및 7)의 표면(6d 및 7d)에 각각 부착된 다음에, 리드(4)와 배선된다. 은 페이스트의 경화 완료 후, 클램퍼(I)가 스테이지(6 및 7)로부터 해제되고, 이것에 의해 리드(31 및 32)의 변형 용이부(31b 및 32b)는 그 탄성 변형된 상태에서 복원되어, 스테이지(6 및 7)가 그 경사진 상태로 복원된다.
그 다음, 유지 기구(100)는 소정 각도로 각각 경사지도록 스테이지(6 및 7)를 유지한다. 마지막으로, 몰드 수지 케이싱이 형성되어 그 안에 자기 센서 칩(2 및 3)을 넣은 다음에, 직사각 프레임부(11)와 같은 원하지 않는 부분이 제거됨으로써, 자기 센서의 제조를 완료한다.
전술한 제2 변형예에서는, 프레스 작업과 만곡 작업이 모두 동일한 금형을 사용하여 동시에 수행되므로, 자기 센서의 제조 단계를 간략화할 수 있다. 리드(31 및 32)의 변형 용이부(31b 및 32b)의 탄성 변형에 기인하여, 스테이지(6 및 7)는 거의 동일한 평면에 위치될 수 있으므로, 다수의 스테이지에 용이하게 다수의 센서 칩을 동시에 부착할 수 있고, 이것에 의해 자기 센서의 제조 비용의 저감에 기여한다.
리드 프레임(30)의 제조에서는, 스테이지(6 및 7)가 경사지게 되고, 유지 기구(100)가 프레임쪽으로 복원되지 않도록 이들을 유지한다. 따라서, 자기 센서 칩(2와 3)의 표면(2a와 3a)간에 형성된 소정 각도를 용이하고 정확히 설정할 수 있다.
또한, 전술한 유지 기구(100)는, 돌출부(15)의 하단면(15a)에 형성된 돌기(15b)가 리드(14)의 홈(14b)에 삽입되도록 구성되지만, 이것은 제한적이지 않다. 따라서, 예를 들면 리드(14) 및 돌출부(15)가 리드 프레임(10)의 두께 방향으로 다소 중첩하는 것이 필요하기 때문에, 리드(14) 및 돌출부(15)가 각각 돌기를 갖도록 제1 실시예를 변형시킬 수 있다.
유지 기구(100)는 각각 소정 각도로 경사진 상태로 스테이지(6 및 7)를 유지하도록 설계된다. 리드(13 및 21)의 단부(13a 및 21a), 리드(12, 22, 31, 및 32)의 변형 용이부(12b, 22c, 31b, 및 32b), 및 리드(22)의 만곡부(22b)가 탄성 변형된 상태로부터 복원할 때에도 스테이지(6 및 7)가 각각 소정 각도로 경사진 상태로 안정화될 수 있다면, 유지 기구(100)를 제공할 필요는 없다.
또한, 변형 용이부(12b, 22c, 31b, 및 32b)가 각각 리드(12, 22, 31, 및 32)의 다른 부분의 대략 반의 두께를 갖도록 포토-에칭되지만, 이것은 제한적이지 않다. 즉, 변형 용이부의 두께를 임의로 결정할 수 있거나, 또는 리드의 두께를 일부 변화시킬 수 있다. 대안으로, 두께를 변화시키지 않고 리드 상에 노치(notch)를 배열할 수 있거나, 또는 리드의 소정 위치에 관통홀을 형성할 수 있다. 즉, 리드(12, 22, 31, 및 32)는 소정 위치에서 용이하게 탄성 변형 가능될 필요가 있다.
제1 실시예의 제3 변형예가 도 18 내지 도 21을 참조하여 설명되는데, 도 1 내지 도 8에 도시되는 것과 동일한 부분은 동일한 참조부호에 의해 나타내어지므로, 그 상세한 설명은 생략된다.
자기 센서의 제조에 앞서, 금속제 박판이 동일한 금형을 사용하여 프레스 작업, 포토-에칭, 및 만곡 작업됨으로써, 도 18에 도시되는 바와 같이 프레임(39)에 의해 지지된 2개의 스테이지(6 및 7)를 포함하고 있는 리드 프레임(40)을 생성한다. 리드 프레임(40)은 직사각 프레임부(11)로부터 내부로 돌출된 다수의 리드(4, 및 41 내지 44)를 갖는다.
리드(41 및 42)는 소정 위치에서 스테이지(6 및 7)를 직사각 프레임부(11)에 고정하기 위한 리드에 걸려 있고, 리드(41)가 스테이지(6)의 제1 측(6e)과 상호접속되고, 리드(42)가 스테이지(7)의 제1 측(7e)과 상호접속된다.
한쌍의 리드(또는 가압 부재)(43 및 44)는 스테이지(6)의 제1 측(6e) 반대편의 제2 측(6f) 쪽으로 직사각 프레임부(11)로부터 돌출되고, 한쌍의 리드(또는 가압 부재)(43 및 44)는 스테이지(7)의 제1 측(7e) 반대편의 제2 측(7f) 쪽으로 직사각 프레임부(11)로부터 돌출되어 있다.
도 19에 도시되는 바와 같이, 리드(43)의 선단은 각각 일단(6a 및 7a) 부근의 스테이지(6 및 7)의 표면(6d 및 7d)과 접촉하여 배치되고, 리드(44)의 선단은 각각 타단(6b 및 7b) 부근의 스테이지(6 및 7)의 이면(6c 및 7c)과 접촉하여 배치되어 있다. 이 상태하에서, 스테이지(6 및 7)의 표면(6d 및 7d)은 리드(43)의 탄성에 기인하여 아래쪽으로 가압되고, 스테이지(6 및 7)의 이면(6c 및 7c)은 리드(44)의 탄성에 기인하여 위쪽으로 가압된다. 이 때문에, 스테이지(6 및 7)는, 대략 제1 측(6e와 7e)간, 및 제2 측(6f 및 7f)간에 상호접속된 축선을 회전시키는 힘의 영향하에 놓여진다. 이러한 힘에 기인하여, 리드(41 및 42)의 변형 용이부(41a 및 42a)가 탄성 변형되어, 스테이지(6 및 7)는 각각 경사지게 된다. 즉, 스테이지(6 및 7)는, 그 타단(6b 및 7b)이 직사각 프레임부(11)의 동일 두께 방향으로 이동되도록 경사지게 된다.
그 다음, 도 20 및 도 21에 도시되는 바와 같이, 클램퍼(J 및 K)가 리드(43 및 44)와 접촉하게 됨으로써, 각각 스테이지(6 및 7)로부터 떨어져 위치된다. 이 때, 스테이지(6 및 7)는 리드(43 및 44)에 의해 인가된 압력으로부터 해제되어, 변형 용이부(41a 및 42a)가 그 탄성 변형된 상태로부터 복원된다. 따라서, 양 스테이지(6 및 7)는 리드 프레임(40)에서 직사각 프레임부(11)의 동일면에 거의 위치된다.
전술한 상태에서, 자기 센서 칩(2 및 3)은, 은 페이스트를 사용하여 각각 스테이지(6 및 7)의 표면(6d 및 7d)에 부착되어, 리드(4)와 배선된다. 은 페이스트의 경화 완료 후, 리드(43 및 44)는 클램퍼(J 및 K)에 의해 인가된 압력으로부터 해제된다. 따라서, 리드(43)는 다시 스테이지(6 및 7)의 표면(6d 및 7d)을 가압하고, 리드(44)는 다시 스테이지(6 및 7)의 이면(6c 및 7c)을 가압한다. 이 때문에, 변형 용이부(41a 및 41b)가 탄성 변형되고, 이것에 의해 스테이지(6 및 7)가 다시경사지게 된다.
마지막으로, 몰드 수지 케이싱이 형성되어 자기 센서 칩(2 및 3)을 수지에 넣은 다음에, 직사각 프레임부(11)와 같은 원하지 않는 부분이 제거됨으로서, 자기 센서의 제조를 완료한다.
전술한 제조 방법에서는, 스테이지(6 및 7)를 경사지게 하는 리드(43 및 44)가 리드 프레임(40)의 제조 프로세스에서 형성되므로, 리드(4)와 함께 자기 센서 칩(2 및 3)을 배선한 후에, 스테이지(6 및 7)를 용이하게 경사지게 할 수 있다. 즉, 자기 센서의 제조를 간략화할 수 있다. 또한, 클램퍼(J 및 K)는, 리드(41 및 42)의 변형 용이부(41a 및 42a)는 그 탄성 변형된 상태로부터 복원되도록 리드(43 및 44)를 스테이지(6 및 7)로부터 분리하는데 사용되고, 이것에 의해 스테이지(6 및 7)는 동일 면에 거의 위치된다. 이것에 의해 다수의 자기 센서 칩이 동시에 다수의 스테이지에 용이하게 부착될 수 있다. 따라서, 자기 센서의 제조 비용을 저감시킬 수 있다.
리드(43 및 44)의 제공에 기인하여, 스테이지(6 및 7)는 경사진 상태로 유지될 수 있으므로, 자기 센서 칩(2 및 3)의 표면(2a 및 3a)간의 소정 각도를 정확하고 용이하게 설정할 수 있다.
전술한 제1 실시예에 관련된 예에서는, 자기 센서 칩(2 및 3)이 은 페이스트를 사용하여 스테이지(6 및 7)에 부착되지만, 이것은 제한적이지 않다. 즉, 임의의 도전 접착제가 스테이지(6 및 7)에 자기 센서 칩(2 및 3)을 부착하는 요구를 만족시킬 수 있다.
또한, 자기 센서 칩(2 및 3)은 스테이지(6 또는 7)의 표면(6d 또는 7d)에 부착되지만, 이것은 제한적이지 않다. 즉, 적어도 하나의 자기 센서 칩이 스테이지(6 또는 7)의 이면(6c 또는 7c)에 부착될 수 있다.
또한, 자기 센서는 2개의 자기 센서 칩(2 및 3)을 사용하는데, 자기 센서 칩(3)은 단일 감지 방향을 갖지만, 이것은 제한적이지 않다. 즉, 다수의 자기 센서 칩을 사용하여, 자기 방향이 3차원 공간의 벡터로서 표시되도록 서로 교차하는 3개 이상의 감지 방향을 실현할 수 있다. 예를 들면, 자기 센서 칩(3)은 2개의 감지 방향을 갖도록 변형될 수 있다. 대안으로, 각각 단일 감지 방향을 갖는 3개의 자기 센서 칩을 사용할 수 있다.
상기에서, 리드(4)의 이면(4a)은 몰드 수지 케이싱(5)의 하부면(5a) 아래에 노출되지만, 이것은 제한적이지 않다. 예를 들면, 리드(4)의 이면(4a)은 부분적으로 몰드 수지 케이싱(5)의 하부면(5a) 아래에 배치될 수 있다.
본 발명은 리드(4) 및 와이어(8)의 개수와 위치에 의해 제1 실시예에 관련된 전술한 예에 반드시 한정되는 것은 아니다. 즉, 자기 센서 칩의 유형에 따라, 임의로 자기 센서 칩에 부착되는 와이어의 개수의 위치를 변화시킬 수 있고, 임의로 리드의 개수와 위치를 변화시킬 수 있다.
게다가, 전술한 자기 센서(1)는 휴대 단말 장치에 설치 가능하도록 설계되지만, 이것은 제한적이지 않다. 예를 들면, 자기 센서(1)는, 인체에 삽입되는, 카테터(catheters), 화이버스코프(fiberscopes), 및 카메라 등의 의료 기기에 재설계 될 수 있다. 인체에 삽입되는 카메라의 방위를 측정하기 위해서, 인체는, 자기 센서(1)에 의해 자기 방향이 측정되도록 자계의 영향하에 위치된다. 그러므로, 자기 센서와 자계간의 상대 각도를 3차원으로 결정할 수 있다. 따라서, 자기 방향을 참조하여 카메라의 방위를 정확히 검출할 수 있다.
지금까지 설명된 바와 같이, 제1 실시예와 그 관련예는 아래에 설명되는 각종 효과 및 기술적인 특징을 갖는다.
(1)자기 센서에 채용된 리드 프레임은 적어도 2개의 스테이지 및 탄성 변형 능력을 갖는 상호접속 부재를 가지고 있어, 스테이지에 탑재되는 자기 센서 칩들간의 위치 관계를 정확히 설정함으로서 각종 자기 센서가 용이하게 제조될 수 있다.
(2)소성 변형시 만곡될 수 있는 만곡부가 상호접속 부재에 형성되어, 용이하게 스테이지를 소정 위치에 배치되도록 한다. 구체적으로, 탄성 변형될 수 있는 변형 용이부가 용이하게 상호접속 부재에 형성되므로, 스테이지에 자기 센서 칩을 용이하게 그리고 동시에 부착할 수 있고, 그 표면이 동일면에 거의 위치된다. 그러므로, 스테이지 상에 자기 센서 칩을 용이하게 순간적으로 접합하는 것이 가능하며, 이 스테이지의 표면은 실질적으로 동일 평면에 위치한다.
(3) 제1 돌출부(예를 들면, 리드)는 리드 프레임의 프레임으로부터 내부로 돌출되는 반면, 제2 돌출부는 스테이지로부터 돌출된다. 즉, 리드 프레임은 제1 및 제2 돌출부를 가지며, 이들은 서로 대략 반대 방향으로 돌출하고 부분적으로 두께 방향으로 서로 중첩한다. 일단 만곡부(the bent portions)를 적절하게 휨으로써 원하는 위치에 배치되면, 제1 및 제2 돌출부의 맞물림에 의해 스테이지가 프레임으로 복원되는 것을 방지하는 것이 가능하다. 따라서, 원하는 위치에 센서 칩을 신뢰성있게 고정하는 것이 가능하다.
(4) 스테이지는, 상호연결되는 구성요소에 변형 용이부를 설치함으로써 리드 프레임의 제조 시 자동적으로 경사를 가지며, 여기서 다수의 자기 센서 칩은, 가압요소에 의해 가압되며 실질적으로 동일 평면에 위치하는 스테이지 상에 순간적으로 접합될 수 있다. 가압요소의 설치에 의해, 스테이지는 규정된 위치에 유지될 수 있고, 따라서 자기 센서 칩의 표면 사이의 규정 각도를 정확하게 설정하는 것이 가능하다.
(5) 자기 칩의 제조에서, 다수의 스테이지 상에 다수의 자기 센서 칩을 순간적으로 접합하는 것이 가능하고, 그러므로 자기 센서의 제조 시 많은 단계를 감축하는 것이 가능하다. 따라서, 자기 칩의 제조 비용을 절감하는 것이 가능하다.
(6) 자기 센서 칩의 표면 사이에 형성되는 소망의 각을 용이하고 정확하게 설정하는 것이 가능하다. 하나의 자기 센서 칩이 두개의 감지 방향을 가지고, 다른 자기 센서 칩은 하나의 감지 방향을 가지는 경우, 자기의 방위를 정확하게 측정하는것이 가능하고, 이는 3차원 공간에서의 벡터로서 결정될 수 있다.
(7) 스테이지는 프레임 방향으로 복원되지 않도록 경사진 상태로 유지될 수 있으며, 따라서 자기 센서 칩들을 각각 규정된 각도로 경사지도록 신뢰성있게 고정하는 것이 가능하다.
(8) 자기 센서의 제조시, 가압요소는 스테이지를 경사지도록 하기 위해 형성되고, 따라서 자기 센서의 제조 프로세스를 간단화하는 것이 가능하다. 또한, 다수의 자기 센서 칩들이 다수의 스테이지 상에 용이하게 순간적으로 접합될 수 있으므로, 자기 센서의 제조 비용을 절감하는 것이 가능하다.
2. 제2 실시예
먼저, 도 22 및 도 23을 참조하여 본 발명의 제2 실시예에 따른 제조 방법에 의해 제조되는 자기 센서(101)의 구성을 대해 설명한다. 앞서의 제1 실시예의 자기 센서(1)와 유사하게, 제2 실시예의 자기 센서(101)는 그에 인가된 외부 자장의 방향 및 크기를 측정하도록 고안되어 있고, 2개의 자기 센서 칩(102, 103), 외부 장치(미도시)와 자기 센서 칩(102, 103)을 전기적으로 연결하는 다수의 리드(104), 및 자기 센서 칩(102, 103)과 리드(104)를 둘러싸고 규정된 위치에 전체적으로 고정하는 몰드 수지 케이싱(105)으로 구성된다.
각 자기 센서 칩(102, 103)은 평면도로는 대체적으로 사각형 플레이트와 같은 형상으로 형성되고, 각각 스테이지(106, 107)에 장착된다. 자기 센서 칩(102, 103)은 몰드 수지 케이싱(105)에 삽입되고, 여기서 이들은 리드(104) 위 및 몰드 수지 케이싱(105)의 상부면(105c) 근처에 배치된다. 또한, 자기 센서 칩(102, 103)은 각각 몰드 수지 케이싱(105)의 하부면(105a)을 향해 경사져 있고, 자기 센서 칩(102, 103)의 단부(102b, 103b)는 몰드 수지 케이싱(105)의 상부면(105c)을 향하고 있어서, 자기 센서 칩(102, 103)의 표면(102a, 103a)은 그 사이의 예각 θ로 상호 경사져 있다. 즉, 예각 θ는 스테이지(106)의 표면(106d)와 스테이지(107)의 후면(107c) 사이에 형성되어 있다.
이상에서, 자기 센서 칩(102)은 두 방향에서(즉, A 및 B 방향) 외부 자기장의 자기 성분에 감응하고, 두 방향은 그 표면(102a)을 따라 직각으로 교차한다.반대로, 자기 센서 칩(103)은 하나의 방향(즉, C 방향)에서 외부 자기장의 자기 성분에 감응하고, 이 방향은 그 표면(103a)을 따라 A 및 B 방향에 의해 정의되는 A-B 평면에 대해 예각으로 교차한다.
리드(104)는 각각 구리와 같은 규정된 금속 재료로 만들어지고 리드(104)의 후면(104a)은 몰드 수지 케이싱(105)의 하부면(105a) 밑으로 노출되어 있다. 리드(104)의 단부(104b)는 와이어(108)를 통해 자기 센서 칩(102, 103)과 전기적으로 접속되고, 이 사이의 상호연결부는 몰드 수지 케이싱(105)에 삽입되어 있다.
다음, 자기 센서(101)의 제조 방법을 본 발명의 제2 실시예에 따라 설명한다.
먼저, 금속제 박판에 프레스 작업 또는 에칭이 행해지거나, 프레스 작업 및 에칭 모두가 수행될 수 있고, 따라서 도 24 및 도 25에서 볼 수 있는 바와 같은 리드 프레임(110)을 형성하는 것이 가능하며, 여기서 스테이지(106, 017)는 프레임(109)에 의해 지지된다. 프레임(109)은, 그 안에 스테이지(106, 107)를 포함하도록 형성되는 사각 프레임부(111), 및 사각 프레임부(111)로부터 내부로 돌출하는 다수의 리드(104, 112)로 구성된다.
리드(112)는 사각 프레임부(111)에 대해 스테이지(106, 107)를 고정하는 현가 리드(hanging lead)이고, 리드(112)의 단부(112a; 즉, 상호연결요소)는 너비 방향을 따라 스테이지(106, 107)의 제1 측면(106a, 107a)의 측면 단부와 상호연결되어 있다. 또한, 절결부(cutouts)가 리드(112)의 단부(112a)의 측부에 형성되어 있고, 이로써 너비가 리드(112)의 다른 부분에 비해 줄어든다. 즉, 리드(112)의 단부(112a)는, 스테이지(106, 107)가 경사질 때 용이하게 뒤틀리어 변형될 수 있는 뒤틀림부를 갖는다.
한 쌍의 돌출요소(113)가 제2 측면(106b)에 대해 스테이지(106)의 후면(106c)에 형성되어 있고, 한 쌍의 돌출요소(114)는 제2 측면(107b)에 대해 스테이지(107)의 후면(107c)에 형성되어 있다. 각 돌출요소(113, 114)는 얇은 막대기 같은 형상으로 형성되어 있으며, 스테이지(106)에 대한 돌출요소(113)는 스테이지(107)에 대한 돌출요소(114)의 반대편에 배치된다.
그 사이에 규정된 거리를 두고 스테이지(106)의 측단부를 따라 형성되는 돌출요소(113)는, 그 사이에 규정된 거리를 두고 스테이지(107)의 측단부를 따라 형성되는 돌출요소(114)로부터 떨어져 있고, 이로써 몰드 수지 케이싱(105)의 형성 동안에 수지의 공급 시 결함이 발생하는 것을 방지하는 것이 가능하다. 스테이지(106, 107)를 안정적인 방식으로 정확하게 경사지도록 하기 위해, 돌출요소(113) 사이의 거리와 돌출요소(114) 사이의 거리를 증가시키는 것이 바람직하다. 또한, 몰드 수지 케이싱(105)의 하부면 밑으로 돌출요소(113, 114)의 원하지 않는 노출을 최소화하기 위해, 돌출요소(113, 114)는 각각 반구형상을 갖는 원형 첨단부(113a, 114a)를 갖는다.
리드(104)의 내부에 스테이지(106, 107)를 포함하는 리드 프레임(110)의 내부 영역은, 포토에칭을 하는 동안 리드 프레임(110)의 다른 영역에 비해 얇게 만들어지며, 예를 들면, 다른 영역에 비해 대략 절반의 두께를 갖도록 형성된다. 포토 에칭은, 리드(112)의 원하지 않는 노출을 피하기 위해, 금속제 박판, 및 몰드수지 케이싱(105)의 하부면 밑의 스테이지(106, 107) 후면(106c, 107c)에 작용하는 프레스 작업 이전에 수행된다.
리드 프레임(110)의 준비 후, 자기 센서 칩(102, 103)은 각각 스테이지(106, 107)의 표면(106d, 107d)에 접합되고, 그 후 와이어(108)가 자기 센서 칩(102, 103)과 리드(104)를 전기적으로 접속하기 위해 배치된다.
스테이지(106, 107)를 경사지게 하는 공정 동안, 와이어(108)와 자기 센서 칩(102, 103) 사이의 접합부는 와이어(108)와 리드(104) 사이의 접합부로부터 분리된다. 이러한 이유로, 와이어(108)는 길이나 높이에서 충분한 여지를 갖도록 배치되어야 한다.
도 26에 나타낸 바와 같이, 리드(104, 112)의 규정된 부분을 제외하고는 프레임(109)은 상부 몰드(Dm)와 하부 몰드(Em)로 구성되는 금형에 유지되고 고정되며, 이에 의해 자기 센서 칩(102, 103)은 수지에 삽입된다.
프레임(109)이 금형에 유지되는 때, 하부 몰드(Em)의 내부벽(El)은 돌출요소(113, 114)의 첨단부(113a, 114a)를 가압하여, 스테이지(106, 107)가 각각 스테이지(106, 107)의 측단부에 배열되는 리드(112)의 단부(112a)를 상호연결하는 축선(axial lines)에 대해 각각 회전하고, 이로써 리드(112)의 단부(112a)는 뒤틀리고 변형된다. 따라서, 도 27에 나타낸 바와 같이, 자기 센서 칩(102, 103)은 리드(112)에 대해 및 내부벽(El)에 대해 스테이지(106, 107)와 함께 규정된 각도로 경사지게 된다.
돌출요소(113, 114)의 첨단부(113a, 114a)가 하부 몰드(Em)의 내부벽(El)에의해 가압되는 조건하에서, 용융된 수지재료가 상부 몰드(Dm)와 하부 몰드(Em)로 구성되는 금형으로 주입되며, 따라서 자기 센서 칩(102, 103)을 둘러싸는 몰드 수지를 형성한다. 따라서, 규정된 각도로 서로 경사져 있는 자기 센서 칩(102, 103)을 몰드 수지에 고정적으로 배열하는 것이 가능하다.
이후, 몰드 수지의 외부에 돌출되는 사각 프레임부(111) 및 리드(112)와 같이 원하지 않는 부분들은 절단되어, 도 22에 나타낸 자기 센서(101)의 제조를 완료한다.
자기 센서(101)는, 예를 들면, 휴대용 터미널 장치(미도시)의 내부에 배치되는 보드(또는 기판)에 장착되고, 자기 센서(101)에 의해 측정된 자기의 방위가 디스플레이 스크린에 표시된다.
앞서의 제1 실시예와 유사하게, 자기 센서 칩(102, 103)은 A, B 및 C 방향에서의 자기 성분을 검출하여 대략 자기의 검출 성분에 비례한 Sa, Sb 및 Sc 값을 생성한다. 상세한 사항은 제1 실시예와 연결하여 도 9를 참조하여 이미 설명한 바 있다. 따라서, 제2 실시예는 앞서의 제1 실시예와 유사한 효과를 제공한다.
제2 실시예에서, 돌출요소(113, 114)는 반구형 첨단부(113a, 114a)를 가지나, 이에 한정되지는 않는다. 즉, 돌출요소(113, 114)의 첨단부는 몰드 수지 케이싱(105)의 하부면(105a) 밑에서 그 노출을 최소화하는 소망의 형상을 갖는 것이 요구된다. 따라서, 돌출요소(113, 114)의 각 첨단부(113a, 114a)는, 예를 들면, 뾰족한 끝을 갖는 형상으로 형성될 수 있다.
또한, 돌출요소(113, 114)의 첨단부(113a, 114b)에 절연체를 배열하는 것이가능하고, 이에 의해 첨단부(113a, 114a)의 금속부분이 몰드 수지 케이싱(105)의 하부면(105a) 밑으로 노출되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 몰드 수지 케이싱(105)의 하부면(105a)을 볼록 형상으로 형성하는 것이 가능하며, 이에 의해 첨단부(113a, 114a)는 몰드 수지 케이싱(105)의 가장 아랫면으로부터 노출되는 것을 방지할 수 있다.
이상에서, 돌출요소(113)는 제2 측면(106b)에 대해 스테이지(106)의 측단부를 따라 서로 반대로 배열되어 있는 반면, 돌출요소(114)는 제2 측면(107b)에 대해 스테이지(107)의 측단부를 따라 서로 반대로 배열되나, 이에 한정되지는 않는다. 예를 들면, 도 28 및 도 29에 나타낸 바와 같이, 스테이지(6, 7)의 너비 방향을 따라 돌출요소(113, 114)를 교대로 배열하는 것이 가능하다. 돌출요소(113, 114)를 교대로 배열함으로써, 인접하도록 배열되는 스테이지(106, 107) 사이의 갭을 감소시키는 것이 가능하다. 따라서, 스테이지(106, 107)에 장착된 자기 센서 칩(102, 103)의 크기를 변경함 없이 자기 센서(101)의 전체적인 크기를 감소시키는 것이 가능하다.
제2 실시예에서, 각 돌출요소(113, 114)는 얇은 막대기 형상으로 형성되나, 이에 한정되지는 않는다. 예를 들면, 도 30 및 도 31에서 나타낸 바와 같이, 스테이지(106)에 대한 테이퍼 형상의 돌출요소(113)가 그 사이에 규정된 갭을 갖고 스테이지(107)에 대한 테이퍼 형상의 돌출요소(114)와 맞물리고, 돌출요소(113)가 반경이 베이스(113b)로부터 첨단부(113a)를 향해 점차 줄어드는 테이퍼 형상을 갖고, 돌출요소(114)가 반경이 베이스(114b)로부터 첨단부(114a)까지 점차 줄어드는 테이퍼 형상을 갖는다. 여기서, 돌출요소(113, 114)의 베이스(113b, 114b)의 반경을 증가시켜, 상대적으로 크게 하는 것이 가능하고, 따라서 스테이지(106, 107)가 경사져 있는 때, 돌출요소(113, 114)가 예측치 못하게 변형되는 것을 방지하는 것이 가능하다.
또한, 너비 방향으로 스테이지(106, 107)의 중앙을 통과하는 중앙선(A1)에 대해 돌출요소(113, 114)를 서로 선형적으로 대칭되도록 배치하는 한편, 도 32에 나타낸 바와 같이 돌출요소(113, 114)의 너비 치수를 증가시키는 것이 가능하다. 여기서, 스테이지(106, 107)가 경사져 있는 경우 돌출요소(113, 114)가 변형되는 것을 방지하는 것이 가능하고, 따라서 스테이지(106, 107)가 뒤틀리는 것을 방지하는 것이 가능하다. 스테이지(106)에 대한 돌출요소(113)의 너비 치수가 증가되기 때문에, 돌출요소(113)만을 배치하는 것이 가능하다.
제2 실시예에서, 돌출요소(113, 114)는 스테이지(106, 107)의 제2 측면(106b, 107b)로부터 각각 돌출되어 있으나, 이에 한정되지 않는다. 예를 들면, 도 33에 나타낸 바와 같이, 스테이지(106)의 제2 측면(106b)에 대한 측단부로부터 돌출되는 돌출요소(115, 116)를 배치하고, 스테이지(107)의 제2 측면(107b)에 대한 측단부로부터 돌출되는 돌출요소(117, 118)를 배치하는 것이 가능하다. 특히, 2개 이상의 돌출요소(115-118)가 스테이지(106, 107)의 측단부에 평행으로 배치되는 경우, 스테이지(106, 107)가 금형(Em)에 의해 가해진 압력으로 경사지게 될 때 스테이지(106, 107)가 편향되는 것을 방지하는 것이 가능하다.
이상에서, 돌출요소(113)는 제2 측면(106b, 107b)에 대해 스테이지(106,107)의 후면(106c, 107c)에서 돌출되나, 이에 한정되지는 않는다. 여기서, 돌출요소(113)는 후면(106c, 107c) 또는 표면(106d, 107d)에서 스테이지(106, 107)로부터 돌출될 필요가 있다. 예를 들면, 도 35에 나타낸 바와 같이 제2 실시예를 변형하는 것이 가능하며, 여기서 돌출요소(119, 120)는 제1 측면(106a, 107a)에 대해 스테이지(106, 107)의 표면(106d, 107d)에서 돌출된다.
도 35에서, 프레임(109)이 상부 몰드(Dm)와 하부 몰드(Em) 사이에 유지되는 경우, 돌출요소(119, 120)의 첨단부(119a, 120a)는 상부 몰드(Dm)의 내부벽(Dl)에 의해 가압되어, 스테이지(106, 107)는 스테이지(106, 107)의 양측면 상의 리드(112)의 단부(112a)를 서로 연결하는 축선에 대해 각각 회전하고, 이로써 리드(112)의 단부(112a)는 뒤틀리고 변형된다.
도 35에 나타낸 바와 같이 제조되는 자기 센서는, 돌출요소(119, 120)의 첨단부(119a, 120a)가 하부 몰드(Em)의 내부벽(El)에 접촉하지 않기 때문에 돌출요소(119, 120)의 첨단부(119a, 120a)가 몰드 수지의 하부면 밑으로 노출되지 않는다는 점에 특징이 있다. 이는, 휴대용 터미널 장치의 내부에 배치되는 자기 센서를 장착하는 보드(또는 기판)의 표면에 와이어가 배치될 수 있도록 하며, 따라서 휴대용 터미널 장치를 용이하게 제조할 수 있다.
도 36에 나타낸 바와 같이 제2 실시예를 변형하는 것이 가능하며, 여기서 돌출요소(113, 114)는 제2 측면(106b, 107b)에 대해 스테이지(106, 107)의 후면(106c, 107c)에서 돌출되며, 다른 돌출요소(119, 120)는 제1 측면(106a, 107a)에 대해 스테이지(106, 107)의 표면(106d, 107d)에서 돌출된다.
이상에서, 프레임(109)이 가압 상태에서 상부 몰드(Dm)과 하부 몰드(Em) 사이에 끼워지는 경우, 돌출요소(113, 114)의 첨단부(113a, 114a)는 하부 몰드(Em)의 내부벽(El)에 의해 가압되고, 돌출요소(119, 120)의 첨단부(119a, 120a)는 상부 몰드(Dm)의 내부벽(Dl)에 의해 가압된다. 이는 스테이지(106, 107)을 회전시키는 힘을 증가시킨다. 따라서, 자기 센서(101)의 제조 시 리드(112)의 단부(112a)에 대해 강한 구조를 채용함으로써 리드 프레임(110)을 용이하게 다루는 것이 가능하다.
또한, 돌출요소(113, 114, 119, 120)는 모두 에칭에 의해 형성될 수 있고, 돌출요소(113, 114, 119, 120)를 제외한 리드 프레임(110)의 부분들은, 예를 들면, 에칭에 의해 상대적으로 얇게 만들어진다.
앞서의 돌출요소(113, 114)는 반드시 스테이지(106, 107)의 제1 측면(106a, 107a)의 측단부로부터 돌출되거나, 또는 제2 측면(106b, 107b)의 측단부로부터 돌출될 필요는 없다. 즉, 도 37 및 도 38에 나타낸 바와 같이 리드 프레임(110)을 변형하는 것이 가능하며, 여기서는 사각형의 U자 형상을 갖는 절단선을 스테이지(106, 107)에 그려서, 절단선에 의해 둘러싸인 사각형의 U자 형상 영역에 만곡 작업(bending working)을 가하여 각각 돌출요소(121, 122)를 형성한다.
이상에서, 자기 센서 칩(102, 103)이 스테이지(206, 207)의 표면(206d, 207d)에 배치되는 경우, 돌출요소(121, 122)가 스테이지(106, 107)의 후면(106c, 107c)에서 각각 돌출될 필요가 있다. 여기서, 돌출요소(121, 122)는 스테이지(106, 107)로부터 외부로 돌출되지 않으며, 따라서 자기 센서 칩(102, 103) 및 스테이지(106, 107)의 영역이 증가한다고 하여도, 자기 센서의 전체적인크기를 감소시키는 것이 가능하다.
제2 실시예와 그 관련예에서, 돌출요소(113, 114, 119 내지 122)는 각각 리드 프레임(110)을 구성하는 금속제 박판으로 통합하여 만들어지나, 이에 한정되지 않는다. 예를 들면, 자기 센서 칩(102, 103)이 스테이지(106, 107)의 표면(106d, 107d)에 각각 장착되는 경우, 리드 프레임(110)의 금속제 박판과 독립적으로 형성되는 돌출요소는 스테이지(106, 107)의 후면(106c, 107c)에 부착된다. 즉, 도 39 및 도 40에 나타낸 바와 같이, 각각 대략적으로 사각형의 평행 파이프 형상을 갖고 리드 프레임(110)과 동일한 재료로 만들어진 돌출요소(123, 124)를 독립적으로 만드는 것이 가능하며, 이로써 돌출요소(123, 124)는 각각 스테이지(106, 107)의 후면(106c, 107c)에 접합된다.
각 돌출요소(123, 124)는 사각형의 평행 파이프 형상으로 형성될 필요는 없으며, 따라서 구형 또는 반구형으로 형성될 수 있다. 선택적으로, 스테이지(106, 107)의 후면(106c, 107c)에 접합된 돌출요소(123, 124)는 뾰족한 첨단부를 가질 수 있다.
이상에서, 돌출요소(123, 124)는, 예를 들면, 전기 용접에 의해서 또는 초음파 열압축 접합(ultrasonic thermocompression bonding)에 의해 스테이지(106, 107)에 접합될 수 있다. 초음파 열압축 접합은, 초음파로 인한 마찰열 에너지에 의해 또는 열 에너지 및 중량에 의해 수행된다. 앞서의 접합 이전에, 스테이지로부터 표면 산화막 등과 같은 것은 제거하는 것이 바람직하다. 돌출요소(123, 124)와 스테이지(106, 107) 사이에 수행된 접합은 반드시 앞서의 방법에 제한되는 것은아니다. 예를 들면, 접착 테이프, 접착제 및 납땜을 사용하는 것이 가능하다.
돌출요소(123, 124)는 반드시 스테이지(106, 107)의 후면(106c, 107c)에 접합되는 것은 아니다. 예를 들면, 스테이지(106, 107)의 후면(106c, 107c)은 도금이 수행될 수 있고, 이에 의해 돌출요소(123, 124)가 형성된다. 선택적으로, 스테이지(106, 107)의 후면(106c, 107c)에 에칭이 수행될 수 있고, 이에 의해 돌출요소(123, 124)에 대응하는 부분이 형성된다.
제2 실시예에서, 리드(112)의 단부(112a)는 스테이지(106, 107)의 제1 측면(106a, 107a)의 측단부에 연결되나, 이에 한정되지는 않는다. 여기서, 리드(112)의 단부(112a)는, 스테이지(106, 107)가 규정된 각도로 경사지도록 하는 규정된 위치에 위치할 필요가 있다. 예를 들면, 도 41에 나타낸 바와 같이, 리드(112)의 단부(112a)는 스테이지(106, 107)의 제2 측면(106b, 107b)의 측단부에 연결되고, 스테이지(106, 107)가 경사지도록 하는 돌출요소(125, 126)가 스테이지(106, 107)의 제1 측면(106a, 107a)에 형성된다. 이러한 경우, 제2 측면(106b, 107b)은 스테이지(106, 107)의 회전의 중심으로 작용한다.
제2 실시예에서, 리드(112)의 단부(112a)는 절결부를 가지나, 이에 한정되지는 않는다. 즉, 스테이지(106, 107)가 경사져 있는 경우, 단부는 뒤틀려 있다. 또한, 리드(112)의 단부(112a)는, 스테이지(106, 107)가 경사져 있는 경우, 뒤틀려 변형되나, 이에 한정되지는 않는다. 즉, 리드(112)는 스테이지(106, 107)를 지지할 필요가 있고, 이는 소성 변형 및/또는 탄성 변형에 해당되어, 따라서 용이하게 경사지게 된다.
제2 실시예에서, 스테이지(106, 107)은 리드(112)의 단부(112a) 사이를 연결하는 축선에 대해 회전하도록 경사져 있으나, 이에 한정되지는 않는다. 즉, 스테이지(106, 107)은 서로 경사져 있고, 따라서 자기 센서 칩(103)의 감지 방향이 자기 센서 칩(102)의 두 감지 방향에 의해 정의되는 A-B 평면을 교차하도록 할 필요가 있다.
그러므로, 도 42에 나타낸 바와 같이 리드 프레임(110)을 변형시키는 것이 가능하며, 여기서 리드(112)의 단부(112a)는 각각 스테이지(106, 107)의 측단부에 배치되고, 돌출요소(127, 128)는 각각 스테이지(106, 107)의 다른 측단부에 배치된다. 돌출요소(127, 128)를 금형(미도시)에 의해 가압하는 경우, 스테이지(106, 107)는 스테이지(106, 107)를 일렬로 배치하는 방향으로 그어지는 축선에 대해 회전하도록 경사져 있으며, 리드(112)의 단부(112a)는 휘어지고 소성 변형 및/또는 탄성 변형된다.
제2 실시예에서, 스테이지(106, 107)는 돌출요소(113, 114, 119, 120)의 기능으로 인해 경사져 있으나, 이에 한정되지 않는다. 즉, 스테이지(106, 107)의 기울어짐을 발생시키는 어떤 돌출요소이든 각각 표면(106d, 107d)에서 돌출되거나, 스테이지(106, 107)의 후면(106c, 107c)에서 돌출될 필요가 있다.
예를 들면, 도 43에 나타낸 바와 같이, 스테이지(106, 107)를 지지하기 위해 스테이지(106, 107)의 후면(106c, 107c)에서 돌출되는 돌출요소(112b)를 리드(112)에 형성하는 것이 가능하다. 돌출요소(112b)는, 리드(104) 뿐만 아니라 다른 리드(112)와 함께 상부 몰드(Dm)와 하부 몰드(Em)의 내부벽(D2, E2) 사이에 부분적으로 유지되며, 여기서 스테이지(106, 107)를 경사지게 하기 위해 변형되어 있는 단부(112a)가, 돌출요소(112b)를 갖는 리드(112)를 제외한 다른 리드(112)에 형성되며 각각 스테이지(106, 107)의 제2 측면(106b, 107b)과 서로 연결된다.
이상에서, 돌출요소(112b)가 부분적으로 몰드(Dm, Em) 사이에 끼워져 있는 경우, 돌출요소는 윗방향으로 가압되며, 스테이지(106, 107)의 제1 측면(106a, 107a)은 제2 측면(106b, 107b)에 대해 회전하고 도 24에 나타낸 바와 같이 위로 이동한다.
3. 제3 실시예
도 45 및 도 46을 참조하여 본 발명의 제3 실시예에 따른 제조방법에 의해 제조된 자기 센서의 구성에 대해 설명하며, 여기서 자기 센서(201)는 인가된 외부 자기장의 자기의 방향 및 크기를 측정하도록 고안되어 있다. 자기 센서(201)는 2개의 자기 센서 칩(202, 203), 자기 센서 칩(202, 203)을 외부장치(미도시)에 전기적으로 연결하기 위한 다수의 리드(204), 및 자기 센서 칩(202, 203)과 수지 내에서 규정된 위치에 통합적으로 고정되어 있는 리드(204)를 둘러싸는 몰드 수지 케이싱(205)으로 구성된다.
각 자기 센서 칩(202, 203)은 평면도로 볼 때, 대략 사각형 플레이트와 같은 형상으로 형성되어 있고, 각각 스테이지(206, 207)에 장착된다. 자기 센서 칩(202, 203)은 몰드 수지 케이싱(205)에 모두 삽입되고, 이들은 리드(204)의 베이스(204a) 위에서 대략 몰드 수지 케이싱(205)의 상부면(205c)으로 배치된다. 또한, 자기 센서 칩(202, 203)은 각각 몰드 수지 케이싱(205)의 하부면(205a)에 대해규정된 각도로 경사져 있고, 자기 센서 칩(202, 203)의 단부(202b, 203b)는 몰드 수지 케이싱(205)의 상부면(205c)을 향해 있으며, 즉 자기 센서 칩(202, 203)은, 그 표면(202a, 203a) 사이에 예각 θ가 형성되도록 서로에 대해 경사져 있다. 여기서, 예각 θ는 스테이지(206)의 표면(206a)과 스테이지(207)의 후면(207b) 사이에 형성된다.
자기 센서 칩(202)은 두 방향(즉, A 및 B 방향)에서의 외부 자기장에 대한 자기 성분에 감응하며, 그 방향은 표면(202a)을 따라 직각으로 교차한다. 자기 센서 칩(203)은 하나의 방향(즉, C 방향)에서의 외부 자기장에 대한 자기 성분에 감응하며, 그 방향은 A 및 B 방향에 의해 정의되는 A-B 평면에 대해 예각으로 교차한다.
각 리드(204)는 구리와 같은 규정된 금속 재료로 만들어지며, 베이스(204a), 첨단부(204b), 및 베이스(204a)와 첨단부(204b)를 서로 연결하는 상호연결부(204c)로 구성되고, 예를 들면 크랭크와 같은 단면 형상을 갖는다.
리드(204)의 베이스(204a)는 부분적으로 몰드 수지 케이싱(205)에 삽입되고 와이어(208)를 통해 자기 센서 칩(202, 203)과 전기적으로 연결된다. 리드(204)의 첨단부(204b) 및 상호연결부(204c)는 모두 몰드 수지 케이싱(205)의 측면(205b) 외부에 배치되고, 첨단부(204b)는 몰드 수지 케이싱(205)의 하부면(205a)보다 아래에 배치된다.
다음, 본 발명의 제2 실시예에 따른 자기 센서(201)의 제조 방법에 대해 설명한다.
금속제 박판에 프레스 작업 또는 에칭이 행해지거나, 프레스 작업 및 에칭이 모두 행해지고, 따라서 도 47 및 도 48에 나타낸 바와 같이 프레임(209)에 의해 지지되는 스테이지(206, 207)를 포함하는 리드 프레임(210)을 생산한다. 프레임(209)은, 스테이지(206, 207)를 둘러싸기 위해 평면도로는 사각형 형상으로 형성되는 사각형 프레임부(211), 및 사각형 프레임부(211)로부터 내부로 돌출되는 다수의 리드(204, 212)로 구성된다.
리드(212)는, 스테이지(206, 207)를 사각형 프레임부(21)에 대해 규정된 위치에 고정시키는 현가 리드(hanging lead)이며, 여기서 단부(212a, 212b)는 대략 스테이지(206, 207)의 측단부에 배치된다. 리드(212)의 단부(212a, 212b)는, 스테이지(206, 207)가 경사지는 경우, 용이하게 소성 변형을 하도록 하는 특정 형상을 갖는다.
구체적으로, 리드(212)의 단부(212a)는 대략 스테이지(206, 207)의 제1 측면(206c, 207c)에 배치되고, 절단부는 단부(212a)의 양측면에 형성되며, 따라서 리드(212)의 다른 부분과 비교하여 너비가 감소되고 용이하게 뒤틀릴 수 있다. 리드(212)의 다른 단부(212b)는 대략 스테이지(206, 207)의 제2 측면(206d, 207d)에 배치되고, 이로써 도 49에 나타낸 바와 같이 미리 만곡 작업을 행하여 리드(212)의 표면(212c) 위에서 더 높게 돌출되고 용이하게 휘어질 수 있다.
이상에서, 스테이지(206, 207)는 그 제1 측면(206c, 207c)과 서로 인접하여 배치되는 반면, 제2 단부(206d, 207d)는 스테이지(206, 207)에서 제1 단부(206c, 207c)의 반대편에 배치된다.
리드 프레임(210)의 준비 후, 도 47 및 도 48에 나타낸 바와 같이, 자기 센서 칩(202, 203)은 각각 스테이지(206, 207)의 표면(206a, 207a)에 접합되고, 이후 와이어(208)를 통해 리드(204)와 전기적으로 연결된다. 스테이지(206, 207)를 경사지게 하는 단계에서, 와이어(208)와 자기 센서 칩(202, 203) 사이의 접합부는, 와이어(208)와 리드(204) 사이의 접합부와는 분리되어야 하며, 따라서 와이어(208)는 길이나 높이에서 충분한 여유를 가지도록 배치된다.
도 50에 나타낸 바와 같이, 리드 프레임(210)은, 스테이지(206, 207) 및 리드(212)의 단부(212a, 212b)를 제외하고는, 상부 몰드(Dm)와 하부 몰드(Em) 사이에 유지된다. 이후, 핀(F)이 제2 측면(206d, 207d)에 대해 스테이지(206, 207)의 후면(206b, 207b)을 가압하는데 사용되고, 스테이지(206, 207)는 자기 센서 칩(202, 203)과 함께 규정된 각도로 경사지게 된다.
이상에서, 스테이지(206, 207)는, 스테이지(206, 207)의 양 측단부에 고정되어 있는 리드(212)의 단부(212a) 사이를 연결하는 축선(도 47에 나타낸 점선 참조)에 대해 각각 회전하여, 단부(212a)는 소성 변형하여 뒤틀리는 한편, 다른 단부(212b)는 소성 변형하여 휘어진다. 이러한 이유로, 자기 센서 칩(202, 203)을 리드(204)의 베이스(204a)에 대해 경사진 상태로 유지하는 것이 가능하다.
자기 센서 칩(202, 203)이 장착되어 있는 앞서의 리드 프레임(210)은 또 다른 금형(미도시)에 위치하고, 용융된 수지가 이에 주입되어 자기 센서 칩(202, 203)을 둘러싸는 몰드 수지를 형성한다. 따라서, 자기 센서 칩(202, 203)을 몰드 수지의 내부에서 서로 경사지도록 고정하여 배치하는 것이 가능하다.
마지막으로, 사각형 프레임부(211)가 몰드 수지의 외부로 돌출되어 있는 리드(212)의 원하지 않는 부분과 함께 절단되고, 따라서 도 45에 나타낸 자기 센서(201)의 제조를 완료하게 된다.
앞서의 자기 센서(201)는 휴대용 터미널 장치(미도시)의 내부에 배치되는 보드(또는 기판)에 장착되고, 자기 센서(201)에 의해 측정된 자기의 방위는 디스플레이 스크린에 표시된다.
즉, 앞서의 제1 실시예와 유사하게, 자기 센서 칩(202, 203)은 A, B, 및 C 방향에서의 자기 성분을 검출하고, 검출된 자기 성분에 대략 비례하는 값 Sa, Sb 및 Sc 를 생성한다. 상세한 사항은 도 9를 참조하여 이미 설명한 바 있다.
제3 실시예는 다양한 방법으로 변형될 수 있으며, 따라서 변형의 예를 이하에서 설명한다.
제3 실시예의 변형예는 도 51 및 도 52를 참조하여 설명하며, 도 45 및 도 46에 나타낸 것과 동일한 부분에는 동일한 참조번호를 부여하고, 따라서 그 상세한 설명은 필요에 따라 생략한다.
자기 센서의 제조에 앞서, 금속제 박판에 프레스 작업 및 에칭을 행하고, 따라서 도 51에 나타낸 바와 같이 프레임(219)에 의해 지지되는 2개의 스테이지(206, 207)를 포함하는 리드 프레임(220)을 생성한다. 프레임(219)은 사각형 프레임부(211)로부터 내부로 돌출하는 다수의 리드(204, 221)를 갖는다.
리드(221)는 사각형 프레임부(211)에 대해 스테이지(206, 207)를 규정된 위치에 고정하는 현가 리드이며, 단부(221a)는 각각 스테이지(206, 207)의 제2측면(206d, 207d)의 양 측단부에 고정된다. 리드(221)의 단부(221a)는 리드(221)의 다른 부분보다 더 얇게 형성되고, 따라서 용이하게 뒤틀릴 수 있다.
스테이지(206, 207) 사이를 서로 연결하는 한쌍의 스테이지 상호연결 요소(222)가 스테이지(206)의 제1 측면(206c)으로부터 돌출되고 스테이지(207)의 제1 측면(207c)에 서로 연결된다. 각 스테이지 상호연결 요소(222)는 리드 프레임(220)의 두께 방향에 직교하는 평면에 놓여 있는 지그재그 형상으로 형성되고, 용이하게 소성 변형이 행해질 수 있다.
리드 프레임(220)의 준비 후에, 도 52에 나타낸 바와 같이, 자기 센서 칩(202, 203)이 스테이지(206, 207)의 표면(206a, 207a)에 접합되고, 이후 와이어(208)가 자기 센서 칩(202, 203)과 리드(204) 사이에 배치된다.
그후, 리드 프레임(220)은, 스테이지(206, 207), 리드(221)의 단부(221a), 및 스테이지 상호연결 요소(222)를 제외하고는, 상부 몰드(Gm)와 하부 몰드(Hm) 사이에 유지된다. 이러한 상태에서, 핀(I)이 제1 측면(206c, 207c)에 대해 스테이지(206, 207)의 후면(206d, 207d)을 각각 가압하는데 사용되며, 스테이지(206, 207)는 자기 센서 칩(202, 203)과 함께 규정된 각도로 경사지게 된다.
이상에서, 스테이지(206, 207)는, 스테이지(206, 207)의 양 측단부에 각각 고정되는 리드(221)의 단부(221a) 쌍들 사이를 연결하는 축선에 대해 회전하며, 리드(221)의 단부(221a)는 소성 변형으로 뒤틀린다. 이때, 스테이지(206, 207)의 제1 측면(206c, 207c)은 서로 분리되어 있고, 스테이지 상호연결 요소(222)가 소성변형으로 확장된다. 따라서, 리드(204)의 베이스(204a)에 대해 경사진 상태로 자기 센서 칩(202, 203)을 유지하는 것이 가능하다.
마지막으로, 몰드 수지가 자기 센서 칩(202, 203)을 둘러싸도록 형성되고, 이후 몰드 수지의 외부로 돌출되어 있는 사각형 프레임부(211) 및 리드(221)의 원하지 않는 부분은 절단되고, 자기 센서의 제조를 완료한다.
이상에서, 리드 프레임(220)의 스테이지(206, 207)에 자기 센서 칩(202, 203)을 순간적으로 용이하게 접합하는 것이 가능하고, 따라서 제조공정의 수를 감소시킬 수 있고 자기 센서의 제조비용을 감소시키는 것이 가능하다.
스테이지 상호연결 요소(222)는 용이하게 소성 변형할 수 있는 형상으로 되어 있기 때문에, 핀(I)이 제1 측면(206c, 207c)에 대해 스테이지(206, 207)의 후면(206b, 207b)을 가압하는 경우, 스테이지(206, 207)는 소성 변형될 수 있고 프레임(219)에 대해 용이하게 경사지게 할 수 있다. 리드(221)의 단부(221a)와 스테이지 상호연결 요소(222)가 소성 변형될 수 있기 때문에, 스테이지(206, 207)의 표면(206a, 207a) 사이에 형성된 규정 각도를 정확하게 설정하는 것이 가능하다.
또한, 각 스테이지 상호연결 요소(222)가 리드 프레임(220)의 두께 방향에 직교하는 평면상에 지그재그 형상으로 형성된다. 따라서, 스테이지 상호연결 요소(222)에 만곡 작업 및 에칭을 수행할 필요가 없기 때문에, 용이하게 리드 프레임(220)을 제작하는 것이 가능하다.
제3 실시예에서, 리드(212)의 단부(212b)는 표면(212c)으로부터 돌출되나, 이에 한정되지 않는다. 즉, 스테이지(206, 207)가 경사져 있는 경우, 리드(212)에용이하게 소성 변형이 가능할 필요가 있다. 예를 들면, 도 53a 에 나타낸 바와 같이, 리드(212)는 만곡 작업을 할 수 있고 하나의 단부(212b)는 표면(212c)과 후면(212d)의 양자에서 돌출한다. 선택적으로, 도 53b 에 나타낸 바와 같이, 리드(212)에 에칭을 행할 수 있고 단부(212b)가 리드(212)의 다른 부분과 비교하여 두께가 감소된다.
또한, 리드(212)를 변형하여, 도 53c 에 나타낸 바와 같이, 리드(212)의 규정된 부분이 리드 프레임(210)의 두께 방향에 직교하는 평면상에 지그재그 형상으로 형성되도록 하는 것이 가능하다. 그러한 변형에서는, 리드(212)에 만곡 작업 또는 에칭을 수행할 필요가 없고, 따라서 지그재그 부분(212b)을 갖는 리드 프레임(210)을 용이하게 제작하는 것이 가능하다. 여기서, 지그재그 부분(212b)은 리드(212)의 다른 부분과 비교하여 두께를 감소시키는 것이 바람직하다.
제3 실시예에서, 리드(212)의 단부(212a)는 제1 측면(206c, 207c)에 대해 스테이지(206, 207)의 양 측단부에 고정되나, 이에 한정되지 않는다. 즉, 스테이지(206, 207)는 제1 측면(206c, 207c)에 대해 회전가능할 필요가 있다. 예를 들면, 도 54에 나타낸 바와 같이, 스테이지(206, 207)의 제1 측면(206c, 207c)이 스테이지 상호연결 요소(215)를 통해 서로 연결되고, 리드(212)의 단부(212a)는 스테이지 상호연결 요소에 고정된다.
또한, 리드(212)의 다른 단부(212b)가 제2 측면(206d, 207d)에 대해 스테이지(206, 207)의 양 측단부에 반드시 고정될 필요는 없다. 즉, 예를 들면 이들은 스테이지(206, 207)의 제2 측면(206d, 207d)에 직접 고정될 수 있다.
제3 실시예에서, 자기 센서 칩(202, 203)은, 그 일단부(202b, 203b)가 몰드 수지 케이싱(205)의 상부면(205c)을 향하도록 각각 규정된 각도로 경사져 있으나, 이에 한정되지 않는다. 즉, 자기 센서 칩(202, 203)은, 자기 센서 칩(203)의 감지 방향이 자기 센서 칩(202)의 감지 방향에 의해 정의되는 A-B 평면을 교차하도록 프레임(209)에 대해 서로 경사져 있다.
자기 센서 칩(202, 203)이 그 경사 방향을 변경하는 경우, 리드(212)의 단부(212a, 212b)는 리드 프레임(210)에서의 위치가 이에 맞게 변화하여야 한다.
절결부가 반드시 리드(212)의 단부(212a)에 형성될 필요는 없다. 즉, 절결부는, 스테이지(206, 207)가 경사져 있는 경우, 용이하게 소성 변형을 할 수 있도록 형성되어야 한다. 또한, 리드(212)의 휘어진 부분이 반드시 리드(212)의 단부(212b)로서 스테이지(206, 207)에 가까운 규정 위치에 각각 형성될 필요는 없다. 예를 들면, 도 55 에 나타낸 바와 같이, 하나의 스테이지 상호연결 요소(222)가 스테이지(206, 207)를 서로 연결하도록 형성될 수 있다. 스테이지 상호연결 요소(222)는, 리드 프레임(220)의 두께 방향에 직교하는 평면상에 지그재그 형상으로 반드시 형성될 필요는 없다. 즉, 소성 변형을 용이하게 허용하는 형상이어야 한다.
예컨대, 도 56a에 도시된 바와 같이, 양 스테이지(206, 207)는 대략 직사각형상을 갖는 플레이트(223)상에 일체로 형성되며, 관통 구멍(223a)은 스테이지(206, 207) 사이에 파티션으로 형성되며, 따라서 상호연결 부재(222)를 통해 브리지된다. 테이퍼진 돌기(224, 225)가 스테이지(206, 207)의 제1 측면(206c,207c)으로부터 각각 돌출되어, 팁 단부를 향해 점차 치수가 감소되어 서로 상호 연결되도록 도 56b에 도시된 바와 같이 리드 프레임을 더 변형시킬 수 있다.
또한, 스테이지(206, 207)와 비교하여 스테이지 연결부재(222)의 두께가 감소될 수 있다.
스테이지 연결부재(222)는 스테이지(206, 207)의 제1 측면(206c, 207c)과 함께 상호 연결되도록 배치될 필요는 없다. 예컨대, 도 57에 도시된 바와 같이, 상호연결 부재(222)는 제1 측면(206c, 207c)에 대해 각각 스테이지(206, 207)의 양측면 단부와 함께 상호 연결되도록 배치된다. 여기서, 각각의 상호연결 부재(222)는 팬 형상(fan-like shape)으로 형성되어, 소성 변형을 용이하게 허용한다. 도 57에서, 서로 인접 배치된 스테이지(206, 207) 사이의 갭에 상호연결 부재가 배치되지 않으므로, 그 사이 갭을 감소시킬 수 있다. 즉, 전술한 리드 프레임을 이용하여 자기 센서의 전체 크기를 감소시킬 수 있다.
스테이지(206, 207)의 측면 단부에 고정된 스테이지 상호연결 부재(222)는 전술한 형상으로 형성될 필요는 없다. 예컨대, 도 58에 도시된 바와 같이, 각각의 스테이지 상호연결 부재(222)는 직사각 프레임 형상으로 형성될 수 있다. 선택적으로, 도 59 및 도 60에 도시된 바와 같이 내측 또는 외측으로 부분적으로 만곡되도록 스테이지 상호연결 부재(222)를 변형시킬 수 있다.
또한, 스테이지 상호연결 부재(222)는 스테이지(206, 207)와 함께 직접 상호 연결하도록 배치될 필요는 없다. 예컨대, 도 61에 도시된 바와 같이, 직사각 프레임부(226)는 스테이지(206)의 양측면 단부 사이에 상호 연결되어 제1 단부(206c)를둘러싸도록 배치되는 한편, 다른 직사각 프레임부(227)는 스테이지(207)의 양측면 단부 사이에 상호 연결되어 제1 단부(207c)를 둘러싸도록 배치되며, 이들은 상호연결 부재(228)를 통해 함께 상호 연결된다.
스테이지 상호연결 부재(222)는 스테이지(206, 207)와 함께 상호 연결되도록 배치될 필요는 없다. 예컨대, 도 62에 도시된 바와 같이, 이들은 직사각 프레임부(211)로부터 돌출되는 리드(229)와 상호 연결된다.
본 발명의 제3 실시예와 연관된 예시에서, 핀(F, I)은 제1 측면(206c, 207c) 및 제2 측면(206d, 207d)에 대해 스테이지(206, 207)를 가압하도록 사용되므로, 자기 센서 칩(202, 203)은 소정 각도로 각각 경사진다. 여기서, 스테이지(206, 207)는 핀(F, I)을 사용하여 경사질 필요는 없다. 즉, 자기 센서 칩(202, 203)이 스테이지(206, 207)의 표면(206a, 207a) 위에 접합된 후, 몰드 수지 케이싱(205)이 스테이지(206, 207)를 캡슐로 싸도록 형성되기 이전에 스테이지(206, 207)가 경사질 수 있다.
자기 센서 칩(202, 203)이 스테이지(206, 207)의 표면(206a, 207a) 위에 접합될 필요는 없다. 즉, 적어도 하나의 자기 센서 칩이 스테이지(206 또는 207)의 배면 위에 접합될 수 있다.
4. 제4 실시예
본 발명의 제4 실시예를 구체적으로 설명하기 전에, 그 기본 구조 및 개념을 도 75와 도 76을 참조로 하여 설명하면, 자기 센서(351)는 자기 센서 칩(352), 자기 센서 칩(352)을 외부장치(미도시)에 전기적으로 연결하는 복수 개의 리드(353),및 소정 위치에 리드를 일체로 고정하는 몰드 수지(354)를 구비한다.
자기 센서 칩(352)은 스테이지(355)상에 X축 및 Y축에 의해 정의된 X-Y평면상에 배치되므로, X축과 Y축 방향의 양자에서 외부 자기장 성분을 검출한다.
리드(353)의 베이스(353a)는 금속 와이어(356)를 통해 자기 센서 칩(352)과 전기적으로 연결되며, 리드(353)의 팁 단부(353b)는 몰드 수지(354) 표면의 외부로 돌출된다.
전술한 자기 센서(351)는, 예컨대 하기에 설명되는 바와 같이, 다양한 분야에 사용될 수 있다.
예컨대, 자기 센서(351)는 카테터, 파이버스코프, 또는 카메라 등의 의학 장비에 적용될 수 있으며, 이에 의해 카테터의 팁 단부 또는 카메라의 촬상방향(image pickup direction)을 검출한다. 그러므로, 3차원 방식으로 인체내부에 삽입되는 카테터의 팁 단부 또는 카메라의 방위 방향을 측정할 수 있다.
또한, 휴대용 단말기에 자기 센서(351)를 설치할 수 있으며, 이에 의해 지자기(terrestrial magnetism)가 휴대용 단말기의 방위를 측정하도록 검출될 수 있으므로, 디스플레이 스크린 상에 측정된 방위를 디스플레이 하는 네비게이션 기능이 휴대용 단말기에 적용될 수 있다. 지자기의 방위를 정확하게 판단하기 위해서는, 3차원 방식으로 측정할 필요가 있다.
그러나, 전술한 자기 센서(351)는 방위 측정을 실행할 때, 외부 자기장 방향에 항상 평행하게 지시되도록 자기 센서 칩(352)의 X-Y평면을 항상 확보할 수 없다. 이러한 이유로, 외부 자기장 방향이 X-Y 평면을 교차할 때, 자기 센서칩(352)은 X축 및 Y축 방향만의 자기 성분을 검출하며, X-Y 평면을 교차하는 다른 방향의 자기 성분을 검출하기는 어렵다. 이는 3차원 방식으로 외부 자기장의 방위를 정확하게 측정하는 것이 어렵다는 것을 나타낸다.
외부 자기장의 3차원 방위를 정확하게 측정하기 위해서, 도 83에 도시된 전술된 자기 센서 유닛(64)을 제공할 수 있으며, 그 설명은 이미 기술되었다. 일반적으로, 인체 내에 삽입되는 카테터, 파이버스코프 또는 카메라 등과 같은 의학장비에 적용되는 자기 센서는 감소된 크기여야 한다. 그러나, 전술한 자기 센서 유닛(64)은 기판(63)의 표면(63a)과 수직하도록 자기 센서(61)를 배치함으로써 구성되어 의학 장치 등에 적용되기가 어려우므로, 자기 센서 유닛(64)은 그 Z축 방향으로의 두께 치수가 증가된다. 또한, 2개의 자기 센서(51, 61)가 필요하기 때문에, 자기 센서 유닛(64)의 제조 비용이 증가한다. 요컨대, 자기의 3차원 방위를 정확하게 측정할 수 있는 자기 센서의 전체 크기를 감소시키는 것이 강하게 요구된다.
본 발명의 제4 실시예는 도 63 및 도 64를 참조로 하여 기술되며, 자기 센서(301)는 2개의 자기 센서 칩(302, 303), 외부장치(미도시)와 자기 센서 칩(302, 303)을 전기적으로 연결하는 복수 개의 리드(304), 및 소정 위치에 자기 센서 칩(302, 302)과 리드(304)를 일체로 고정하는 몰드 수지 케이싱(305)(예컨대, 패키지)을 구성한다.
각각의 자기 센서 칩(302, 303)은 평면에서 보면 사각 플레이트 형상으로 형성되며, 각각 스테이지(306, 307)에 장착된다. 또한, 자기 센서 칩(302, 303)은 몰드 수지 케이싱(305)에 양자가 캡슐로 쌓여지며, 리드(304)의 베이스(304a) 위와몰드 수지 케이싱(305)의 상부면(305c)에 근접 배치된다. 또한, 자기 센서 칩(302, 303)은 몰드 수지 케이싱(305)의 하부면(또는 저부면)(305a)에 대향한 소정 각도로 각각 경사지며, 그 단부(302b, 303b)는 몰드 수지 케이싱(305)의 상부면(305c)을 향하므로, 그 표면(302a, 303a)은 그 사이에 예각(θ)으로 서로 경사진다. 여기서, 예각(θ)은 스테이지(306)의 표면(306a)과 스테이지(307)의 배면(307b) 사이에 형성된다.
상기에서, 자기 센서 칩(302)은 그 표면(302a)을 따라 그 사이 직각으로 서로 교차하는 2개의 방향(즉, 방향 A 및 방향 B)의 외부 자기장 성분을 감지한다. 자기 센서 칩(303)은 그 표면(303a)을 따라 놓여지며, 방향 A 및 방향 B로 정의된 A-B 평면에 예각으로 교차하는 단일 방향(즉, 방향 C)의 외부 자기장 성분을 감지한다.
각각의 리드(304)는 구리 등의 규정 금속 재료로 구성되며, 각각 베이스(304a), 팁 단부(304b), 및 베이스(304a)와 팁 단부(304b)를 함께 상호 연결하는 상호 접속부(304c)를 구비하며, 이들 각각은 크랭크형(crank-like) 단면을 갖는다.
리드(304)의 베이스(304a)는 몰드 수지 케이싱(305)의 내측에 부분적으로 파묻히며, 리드(304)는 금속 와이어(308)를 통해 자기 센서 칩(302, 303)과 전기적으로 연결된다. 리드(304)의 팁 단부(304b)와 상호연결부(304c)는 몰드 수지 케이싱(305)의 측면(305c)의 외부에 배치되며, 팁 단부(304b)는 몰드 수지 케이싱(305)의 하부면(305a) 아래에 배치된다.
다음으로, 전술한 자기 센서(301)의 제조 방법에 대해 설명한다.
금속 박판은 프레스 가공 또는 에칭처리 중 하나 또는 프레스 가공 및 에칭처리 모두를 받으며, 따라서 리드(304)가 스테이지(306, 307)와 일체로 연결되는 리드 프레임이 만들어진다. 자기 센서 칩(302, 303)은 스테이지(306, 307)의 표면(306a, 307a) 위에 각각 접합되며, 이후 금속 와이어(308)를 통해 리드(304)와 전기적으로 연결된다.
리드 프레임은 스테이지(306, 307)가 각각 규정 각도로 경사지도록 소성 변형 및/또는 탄성 변형을 받으며, 이후 몰드 수지 케이싱(305)이 규정 위치에 자기 센서 칩(302, 303)을 고정하도록 형성된다. 마지막으로, 스테이지(306, 307)로부터 리드(304)를 분리하기 위해 절단(cutting)이 실행되어 자기 센서(301)의 제조가 완료된다.
상기에서, 리드 프레임이 소성 변형 및/또는 탄성 변형을 받은 후, 스테이지(306, 307)상에 자기 센서 칩(302, 303)을 장착하고 금속 와이어(308)를 배치하는 것이 가능하다.
전술한 자기 센서(301)는 휴대용 단말기(도시되지 않음)에 설치된 보드(또는 기판)에 장착되며, 몰드 수지로 캡슐화된 LSI회로(고밀도 집적회로)는 자기 센서 칩(301)의 출력 신호를 프로세스하기 위해서 기판 상에 개별적으로 배치된다. 따라서, 휴대용 단말기는 디스플레이 스크린 상에 자기 센서(301)에 의해 측정된 자기의 방위를 디스플레이할 수 있다.
전술한 제1 실시예(도 9 참조)와 유사하게, 자기 센서(302, 303)는 방향 A,방향 B, 방향 C의 자기 성분을 측정하므로 자기의 측정된 성분에 비례한 값(Sa, Sb, Sc)을 산출한다.
자기 센서(301)에서, 자기 센서 칩(302)은 A-B 평면 내의 자기 성분을 검출하며, 자기 센서 칩(303)은 방향 C의 자기의 다른 성분을 검출한다. 그러므로, 3차원 공간에서 벡터로서의 자기의 방위를 판정할 수 있으며, 따라서 자기의 3차원 방위를 정확하게 측정할 수 있다.
상기에서, 자기 센서 칩(302, 303)은 그 사이 예각에 의해 서로 상호 경사지므로, 그 사이에 직각으로 교차하도록 자기 센서가 배치된 종래 기술의 자기 센서와 비교하여, 몰드 수지 케이싱(305)의 하부면(305a)과 상부면(305c) 사이에서 측정된 자기 센서(301)의 두께 치수를 감소시킬 수 있으며, 즉 자기 센서(301)의 전체 크기가 감소될 수 있다.
또한, 자기 센서 칩(302, 303)의 양자는 몰드 수지 케이싱(305)에서 완벽하게 캡슐화되며, 이에 의해 자기 센서 칩(302, 303)은 경사 상태를 신뢰할 수 있게 유지할 수 있다. 단지 기판의 표면과 몰드 수지 케이싱(305)의 하부면(305a)만이 일치할 필요 가 있기 때문에 휴대용 단말기에 자기 센서(301)가 설치되기가 용이하다.
제4 실시예에서, 자기 센서 칩(302, 303)은 그 단부(302b, 303b)가 몰드 수지 케이싱(305)의 상부면(305c)을 향하도록 서로 경사지지만, 이것으로 제한하는 것은 아니다. 즉, 자기 센서 칩(302, 303)은 몰드 수지 케이싱(305)의 하부면(305a)에 대향하여 각각 경사질 수 있다.
예컨대, 도 65에 도시된 바와 같이, 자기 센서 칩(302, 303)은 그 단부(302b, 303b)가 몰드 수지 케이싱(305)의 하부면(305a)을 향하도록 역으로 경사질 수 있다. 선택적으로, 도 66 및 도 67에 도시된 바와 같이, 그 대향 단부(302d, 303d)가 몰드 수지 케이싱(305)의 상부면(305c)을 향하도록 서로 경사질 수 있다. 이 상태에서, 자기 센서 칩(303)은 그 감지 방향이 A-B 평면을 교차하도록 배치되며, 특히 그 감지 방향은 그 표면(303a)을 따라 방향 C에 수직한 방향 D와 일치한다.
제4 실시예에서, 자기 센서 칩(302, 303)은 그 표면(302a, 303a)이 몰드 수지 케이싱(305)의 하부면(305a)에 대향하여 경사지도록 서로 경사지지만, 이것으로 제한하는 것은 아니다. 즉, 자기 센서 칩(302, 303)은 서로 경사질 수 있다. 예컨대, 도 68에 도시된 바와 같이, 표면(302a)이 저부(305a)에 평행하게 놓여지도록 자기 센서 칩(302)을 배치할 수 있다.
또한, 자기 센서 칩(302, 303) 양자는 리드(304)의 베이스(304a) 위에 배치되지만, 이것으로 제한하는 것은 아니다. 예컨대, 도 69에 도시된 바와 같이, 대체로 리드(304)의 베이스(304a) 아래에 배치될 수 있다.
자기 센서 칩(302, 303)이 스테이지(306, 307)의 표면(306a, 307a) 위에 접합될 필요가 없으며, 따라서 스테이지(306, 307)의 배면(306b, 307b) 위에 접합될 수 있다. 예컨대, 도 70에 도시된 바와 같이, 단지 자기 센서 칩(303)만이 스테이지(307)의 배면(307b) 위에 접합될 수도 있다.
자기 센서 칩(302, 303)이 몰드 수지 케이싱(305)의 내부에 고정될 필요는없다. 예컨대, 자기 센서(301)의 규정 영역은 세라믹 패키지를 생산하도록 소결(sintering)을 받는 세라믹 페이스트로 충전될 수 있으며, 이에 의해 자기 센서 칩(302, 303)이 위치에 고정될 수 있다.
자기 센서 칩(303)의 감지 방향은 방향 C 또는 방향 D로 제한될 필요는 없으며, 자기 센서 칩(303)의 감지 방향은 A-B 평면을 일정하게 교차할 수 있다. 물론, 자기 센서 칩(303)이 단일 감지 방향을 가질 필요가 없으므로, 도 71 및 도 72에 도시된 바와 같이, 자기 센서 칩(303)은 그 표면(303a)을 따라 서로 교차하는 2개의 감지 방향(즉, 방향 C 및 방향 E)을 제공한다.
도 71 및 도 72에 도시된 자기 센서(320)에서, 자기 센서 칩(302)의 감지 방향을 포함하는 평면은 자기 센서 칩(303)의 감지 방향을 포함하는 평면을 가로지르며, 이에 의해 3차원 공간 내에서 4개의 방향의 자기 성분을 동시에 검출할 수 있다. 그러므로, 3차원 공간의 벡터와 같은 자기의 방위를 판정할 수 있으며, 따라서 자기의 방위를 정확하게 측정할 수 있다.
상기에서, 자기 센서 칩(302, 303)의 감지 방향은 그 사이 예각에 의해 서로 교차할 수 있으며, 이에 의해 그 사이에서 직각으로 서로 거의 교차하지 않는 감지 방향을 갖는 전술한 자기 센서와 비교하면, 자기 센서(320)의 두께 치수를 더 감소시킬 수 있으며, 따라서 크기가 감소될 수 있다.
각각의 자기 센서 칩(302, 303)이 2개의 감지 방향을 갖기 때문에, 자기 센서(320)와 동일한 형식의 자기 센서 칩을 사용할 수 있으며, 따라서 제조 비용이 감소될 수 있다.
자기 센서는 2개의 자기 센서 칩(302, 303)을 결합할 필요가 없으며, 즉, 자기 센서에 임의의 수의 자기 센서 칩을 배치할 수 있다. 예컨대, 도 73 및 도 74에 도시된 바와 같이, 자기 센서(330)용으로 3개의 자기 센서 칩(302, 303, 309)을 사용할 수 있으며, 각각의 자기 센서 칩은 단일 방향의 자기 성분을 감지한다. 여기서, 자기 센서 칩(302, 303)은 그 사이에서 직각으로 교차하는 감지 방향(F, G)을 가지는 반면, 자기 센서 칩(309)은 감지 방향(F, G)에 의해 정의된 F-G 평면을 직각으로 교차하는 감지 방향(H)을 갖는다.
전술한 자기 센서(330)는 자기 센서 칩(302, 303)의 감지 방향(F, G)에 의해 정의된 F-G 평면상에 모든 방향의 자기 성분을 검출할 수 있다. 또한, 자기 센서 칩(309)은 F-G 평면을 교차하는 방향(H)의 자기 성분을 검출할 수 있다. 그러므로, 3개의 자기 센서 칩(302, 303, 309)을 사용하여 3차원 공간 내의 3개의 방향의 자기 성분을 신뢰성있게 검출할 수 있다. 즉, 3차원 공간의 벡터로서 자기의 방위를 측정할 수 있는 자기 센서(330)의 전체 크기를 감소시킬 수 있다.
상기에서, F-G 평면에 예각으로 교차하도록 자기 센서 칩(309)의 감지 방향(H)을 설정할 수 있으며, 이에 의해 F-G 평면에 직각으로 거의 교차하지 않는 감지 방향(H)을 갖는 자기 센서와 비교하면, 자기 센서(330)의 두께 치수를 감소시킬 수 있으며, 따라서 크기가 감소될 수 있다. 자기 센서(330)가 각각 단일 감지 방향을 갖는 동일한 형식의 3개의 자기 센서 칩을 이용하여 구성될 수 있기 때문에, 그 제조 비용을 감소시킬 수 있다.
전술한 자기 센서(320, 330)가 크기의 감소를 고려하여 설계될 필요가 없다면, 그 사이에서 직각으로 서로 교차하도록 자기 센서 칩(302 및 302, 또는 302, 303 및 309)을 단순히 배치할 수 있다. 선택적으로, 평면에서 보면 경사진 방식으로 자기 센서 칩을 배치할 수 있다. 이 경우, 몰드 수지 케이싱 등의 구조에 수지의 유동을 향상할 수 있다.
제4 실시예에서, 자기 센서(301) 및 몰드 수지로 캡슐화된 LSI회로의 양자는 휴대용 단말기의 회로 상에 개별적으로 배치된다. 선택적으로, 자기 센서(301) 및 LSI회로의 양자를 동일 몰드 수지로 일체로 캡슐화할 수 있으며, 따라서 이를 결합한 단일 패키지를 생산한다. 이 경우, 자기 센서(301)와 LSI회로는 서로에 대해 수직하게 배치될 수 있거나, 서로 근접하게 수평으로 배치될 수 있다.
또한, 자기 센서 칩과 LSI회로의 양자는 동일 리드 프레임 상에 결합되고, 이후 규정 위치에 이를 일체로 고정하도록 몰드 수지로 캡슐화된다. 물론, 자기 센서 칩과 LSI 회로는 동일 몰드 수지로 일체로 결합될 필요는 없다. 즉, 자기 센서 칩과 LSI 회로는 각각 몰드 수지로 서로 개별적으로 캡슐화될 수 있으며, 이후 금속 재료로 구성된 스테이지 상에 고정된다.
제4 실시예에서, 각각의 리드(304)는 크랭크형 단면을 가지며, 팁 단부(304b)는 몰드 수지 케이싱(305)의 하부면(305a) 아래에 배치되지만, 이것으로 제한하는 것은 아니다. 즉, 리드(304)의 규정 부분은 몰드 수지 케이싱(305)의 하부면(305a) 아래에 노출될 수 있다.
또한, 본 발명은 리드(304)와 와이어(308)의 수와 위치를 제4 실시 형태에 한정할 필요는 없다. 즉, 자기 센서 칩에 연결되는 와이어(308)의 수와 접합 위치를 임의로 변화하는 것이 가능하고, 리드(304)의 수와 위치를 임의로 변화하는 것이 가능하다.
또, 자기 센서(301)를 휴대용 단말장치에 설치하고 있지만, 즉, 신체에 삽입되는 카테테르, 화이버스코프, 또는 카메라 등과 같은 의료기기에 설치할 수 있다. 예컨대, 신체에 삽입되는 카메라의 방위를 측정하기 위해서, 신체에 놓이는 방위를 측정하도록, 자기 센서(301)가 활성된다. 따라서, 자기 센서(301)와 자계의 상대적인 각도를 3차원적으로 측정하는 것이 가능하므로, 자계의 방향을 기준으로 카메라의 방위를 정확하게 검출하는 것이 가능하다.
이후 기술하는 바와 같이, 제4 실시 형태는 전술한 실시 형태에 비해 다양한 기술적 특징을 가지며, 아래에 기술한다.
(1) 각각이 감지 방향을 갖는 세 개의 자기 센서 칩을 이용한 자기 센서를 구성할 수 있고, 세 번째 자기 센서 칩은 다른 두 개의 자기 센서 칩의 방향을 감지하여 정의되는 평면에 대해 예각으로 교차하는 감지방향을 갖는다. 본원에서, 자기 센서의 두께 치수를 감소하는 것이 가능하므로, 크기를 감소시킬 수 있다. 각각이 단일 감지방향을 갖는 동일 형태의 다수 자기 센서 칩을 이용한 자기 센서를 구성할 수 있기 때문에, 그 제조비용을 절감할 수 있다.
(2) 각각이 2개의 감지방향을 갖는 2개의 자기 센서 칩을 이용한 자기 센서를 구성할 경우, 3차원 공간 내에 총 4개의 방향으로 자기성분을 측정할 수 있다. 본원에서, 지자기의 방위는 3차원 공간에서 벡터로서 결정될 수 있으므로, 지자기의 방위를 정확하게 측정할 수 있다.
(3) 2개의 자기 센서 칩의 감지방향이 이들 사이에서 예각으로 서로 교차할 경우, 자기 센서의 두께 치수를 감소하는 것이 가능하므로, 크기를 감소시킬 수 있다. 본원에서, 자기 센서는 동일 형태의 두 개의 자기 센서 칩을 이용하여 구성되어, 그 제조비용을 감소하는 것이 가능하다.
(4) 다수의 자기 센서 칩을 패키지에 경사진 상태로 확실하게 고정 유지하는 것이 가능하며, 패키지의 바닥을 기판 표면에만 대응시킴으로써 자기 센서를 기판에 용이하게 설치될 수 있다.
5. 제5 실시 형태
도 77 및 도 78을 참조로 본 발명의 제5 실시 형태에 따른 제조방법으로 제조되는 자기 센서에 관해서 설명한다. 즉, 외부 자기장의 방향과 크기를 측정하도록 설계된 자기 센서(401)는 2개의 자기 센서 칩(402, 403), 이 자기 센서 칩(402, 403)을 외부장치(도시생략)에 전기적으로 연결하는 다수의 리드(404), 및 자기 센서 칩(402, 403) 뿐만 아니라 리드(404)를 내부에 일체로 둘러싸는 몰드 수지 케이싱(405)으로 구성된다.
각각의 자기 센서 칩(402, 403)은, 평면 투시할 경우 직사각형 판 형상으로 형성되어 있고, 각각 스테이지부(406, 407) 상에 장착되어 있다. 또, 이들 자기 센서 칩(402, 403)은, 몰드 수지 케이싱(405) 내부에 완전히 둘러싸여 있고, 리드(404)의 베이스(404a) 아래에서 몰드 수지 케이싱(405)의 상면(405c)에 인접하게 배열되어 있다. 또한, 자기 센서 칩(402, 403)은 몰드 수지 케이싱(405)의 하면(405a)에 대해 경사지는 동시에, 그 단부(402b, 403b)는 몰드 수지 케이싱(405)의 상면(405c)측을 향해 지향하는 동시에, 그 표면(402a, 403a)은 이들 사이에 예각(θ)으로 서로에 대해 상호 경사져 있다. 예각(θ) 이라 함은 스테이지부(406)의 표면(406a)과 스테이지부(407)의 이면(407b) 사이에 형성되는 각도이다.
자기 센서 칩(402)은, 외부 자계의 2방향(즉, 방향(A, B))으로 자기 성분에 대해 각각 감지하는 것으로, 이들 2개의 감지방향은 그 표면(402a)을 따라 직각으로 교차한다. 또, 자기 센서 칩(403)은, 외부 자계의 1방향(즉, C 방향)으로 자기 성분에 대해 감지하는 것으로, 감지방향은 그 표면(403a)을 따라 방향(A, B)으로 정의되는 A-B 평면과 예각으로 교차한다.
각 리드(404)는, 구리 등과 같은 소정의 금속재료로 이루어지며, 베이스(404a), 선단(404b), 및 이들 베이스(404a)와 선단(404b) 사이를 연결하는 연결부(404c)로 구성되어 있다. 따라서, 이들 각각의 단면은 크랭크 형상이다.
리드(404)의 베이스(404a)는 몰드 수지 케이싱(405)에 부분적으로 매설되며, 리드(404)는 금속와이어(408)를 통해 자기 센서 칩(402, 403)에 전기적으로 연결되어 있다. 리드(404)의 선단(404b)과 연결부(404c)는 몰드 수지 케이싱(405)의 측면(405b)의 외측에 배열되며, 선단(404b)은 몰드 수지 케이싱(405)의 하면(405a) 아래에 배열된다.
다음에, 전술한 자기 센서(401)의 제조 방법에 관해서 설명한다.
박판 금속판에 프레스가공 또는 에칭가공, 또는 프레스가공과 에칭 모두 행하는 것에 의해, 도 79 및 도 80에 도시한 바와 같이, 스테이지부(406, 407)를 프레임(409)에 지지하는 리드 프레임(410)을 형성한다. 프레임(409)은,스테이지부(406, 407)를 에워싸는 직사각 프레임부(411)와, 이 직사각 프레임부(411)에서 내향으로 돌출하는 다수의 리드(404, 412)로 이루어져 있다.
리드(412)는, 스테이지부(406, 407)를 직사각 프레임부(411)의 소정 위치에 대해 고정하기 위한 현가 리드로서, 리드(412)의 일단부(412a)가 각 스테이지부(406, 407)에 인접하게 배열되고, 스테이지부(406, 407)를 경사시킬 때, 용이하게 소성 변형(및/또는 탄성 변형)하여 비틀림 가능한 뒤틀림부를 구성한다. 리드(412)의 단부(412a)의 양측에 절결면이 형성되어, 리드(412)의 다른 부분 보다도 폭이 가늘게 형성되어 있다.
단부(412a)는 스테이지부(406, 407)의 양 측단부와 평행하게 리드(412)의 소정 위치에 형성되며, 각각의 스테이지부(406, 407)의 중심을 통과하는 중심 축선(L)에 관해서 선형 대칭으로 배열되어 있다.
리드 프레임(410)을 준비한 후, 자기 센서 칩(402, 403)을 각각의 스테이지부(406, 407)의 표면(406a, 407a)에 접착하는 동시에, 금속와이어(408)를 통해 리드(404)와 전기적으로 접속한다.
위에서, 스테이지부(406, 407)를 경사시킬 때, 와이어(408)와 자기 센서 칩(402, 403) 사이의 접착부는 와이어(408)와 리드(404) 사이의 접착부에서 분리되어야 하기 때문에, 와이어(408)의 길이 또는 높이는 충분한 여유를 갖도록 배열된다.
그리고, 도 81에 도시한 바와 같이, 리드 프레임(410)의 프레임(409)은, 리드(404, 412)의 소정 부분을 제외하고는 상부 금형(Dm)과 하부 금형(Em)으로 이루어지는 금형에 의해 끼워져 고정되며, 자기 센서 칩(402, 403)을 수지 내부에 매설하고 있다. 두 개의 구멍(E2)이 하부 금형(Em)의 내벽(E1) 소정 위치에 형성되며, 핀(F)은 구멍(E2)에 상하 자유롭게 이동하도록 배열되어 있다.
도 81에 도시한 바와 같이, 핀(F)은 단자(406c, 407c)에 대해 스테이지부(406, 407)의 이면(406b, 407b)을 가압하도록 상향 이동되므로, 스테이지부(406, 407)는 자기 센서 칩(402, 403)과 함께 소정 각도로 경사져 있다.
위에서, 스테이지부(406, 407)가 그 양 측면에 인접 배열된 리드(412)의 단부(412a)를 서로 연결하는 축방향 라인을 중심으로 각각 회전되므로, 리드(412)의 단부(412a)는 비틀려 변형된다. 이처럼, 하부 금형(Em)의 내벽(E1) 뿐만 아니라 리드(412)의 다른 부분에 대해 자기 센서 칩(402, 403)을 경사시키는 것이 가능하다.
단자(406c, 407c)에 대해 스테이지부(406, 407)의 이면(406b, 407b)이 핀(F)에 의해 상향 가압되는 전술한 상태 하에서, 상부 금형(Dm)과 하부 금형(Em)을 구성하는 금형의 개구에 용융 수지를 주입하여, 자기 센서 칩(402, 403) 모두를 수지 내부에 매설하는 용융 수지를 형성한다. 수지의 경화 완료후, 핀(F)은 하방 이동된다. 이처럼, 용융 수지 내부에 자기 센서 칩(402, 403)을 상호 경사지게 확실히 고정하는 것이 가능하다.
마지막으로, 직사각 프레임부(411)와 리드(412) 중 용융 수지의 외측으로 돌출되어 있는 쓸모 없는 부분을 절단하여, 도 77에 도시하는 자기 센서(401)의 제조를 종료한다.
전술한 자기 센서(401)는, 휴대용 단말장치(미도시)에 설치된 보드(또는 기판)에 장착되고, 자기 센서(401)에 의해 측정된 지자기의 방위를 표시 스크린에 나타내게 된다. 즉, 전술한 제1 실시 형태(도 9 참조)와 유사하게, 자기 센서 칩(402, 403)은 방향(A, B, C)으로 지자기 성분을 각각 검출하여, 검출된 지자기 성분에 비례한 값(Sa, Sb, Sc)을 각각 출력한다.
제5 실시 형태의 자기 센서(401)의 제조 방법에 의하면, 스테이지부(406, 407)를 경사시키기 이전에 자기 센서 칩(402, 403)을 접합시키기 위해, 각각의 스테이지부(406, 407)의 표면(406a, 407a)을 동일 평면에 거의 평행하게 배치한 상태로 정확하게 접합한다. 따라서, 리드 프레임(410)의 스테이지부(406, 407)에 자기 센서 칩(402, 403)을 동시에 접합하는 것이 용이하다. 또한, 스테이지부(406, 407)를 경사시키는 단계와, 동일 금형을 이용하여 용융 수지 케이싱(405)을 형성하는 단계를 실행할 수 있다. 이처럼, 자기 센서(401)의 제조 단계의 수를 감소할 수 있으므로, 제조 비용을 절감할 수 있다.
현저하게, 리드(412)의 일 단부(412a)는, 단자(406c, 407c) 각각에 대해 스테이지부(406, 407)의 이면(406b, 407b)을 가압하기 위해 핀(F)을 금형에 삽입할 때 비틀려서 변형되는 뒤틀림부분을 구성한다. 이처럼, 프레임(409)에 대해 스테이지부(406, 407)를 경사시키는 것이 용이하다.
게다가, 용융 수지 케이싱(405)이 금형에 형성되어 스테이지부(406, 407)가 핀(F)에 의해 인가되는 압력으로 경사진다. 따라서, 자기 센서 칩(402, 403)의 표면(402a, 403a) 사이에 형성되는 소정 각도를 정확하게 설정하는 것이 용이하다.
전술한 바와 같이, 자기 센서 칩(403)의 감지 방향을, A-B 평면에 대해 정확하게 교차시키는 것이 가능하다. 따라서, 이들 3개의 감지방향으로 지자기의 방위를 3차원 공간 내에 벡터로서 측정하는 것이 가능하고, 3차원 공간 내에 지자기의 방위를 정확하게 측정할 수 있다.
제5 실시 형태에서, 수지가 완전히 경화된 후 핀(F)은 하방으로 이동되지만, 이에 제한하는 것은 아니다. 즉, 스테이지부(406, 407)가 경사진 상태로 유지될 수 있는 정도까지 수지가 경화될 때 핀(F)을 하방으로 이동하는 것이 가능하다. 이 경우, 용융된 수지는, 핀(F)을 내벽(E1) 위에 일시적으로 돌출시킨 후 하부 금형(Em)의 구멍(E2)의 내측으로 후퇴하는 영역으로 흐를 수 있으므로, 스테이지부(406, 407)는 완전히 수지로 매설될 수 있다.
위에서, 리드(412)의 소성 변형 및/또는 탄성 변형에 의해 스테이지부(406, 407)를 경사진 상태로 완전하게 유지할 경우 어느 타이밍에서도 핀(F)을 하방으로 이동시킬 수 있다. 소성 변형시 리드(412)가 비틀릴 경우, 수지를 금형에 주입하기 이전에 핀(F)을 하방으로 동할 수 있다. 소성 변형과 탄성 변형 모두의 경우 리드(412)가 비틀릴 때, 경사진 상태에서 스테이지부(406, 407)를 안전하게 유지하도록 수지를 충분히 경화시킬 때 핀(F)을 하방으로 이동할 수 있다.
핀(F)은 하부 금형(Em)의 내벽(E1)에 관해서 구멍(E2)에서 반드시 상하로 이동할 필요는 없다. 즉, 일반적으로 하부 금형(Em)의 내벽(E1) 위에 돌출될 수 있다. 이 경우, 프레임(409)이 금형에 놓일 때, 스테이지부(406, 407)는 소정 각도로 자동적으로 경사진다.
또한, 전술한 핀(F)은 하부 금형(Em)에 배열될 필요는 없고, 즉, 상부 금형(Dm)에 배열될 수 있다. 이 경우, 스테이지부(406, 407)가 와이어(408)와 자기 센서 칩(402, 403)과 접촉하지 않기 위해서 스테이지부(406, 407)의 표면(406a, 407a)이 하방으로 가압될 필요가 있다.
각각의 스테이지부(402, 403)가 단일 핀(F)으로 가압될 필요는 없고, 즉 두 개의 핀으로 가압될 수 있다. 예컨대, 하부 금형(Em)에서 상방 돌출된 한 쌍의 핀이 각각 자부(406c, 407c)에 대해 스테이지부(406, 407)의 이면(406b, 407b)을 가압하는데 사용되는 반면, 상부 금형(Dm)에서 하방 돌출된 한 쌍의 핀이 다른 측면 또는 다른 부분에 대해 스테이지부(406, 407)의 표면(406a, 407a)을 가압하는데 사용된다.
전술한 절결면이 리드(412)의 단부(412a)에 형성될 필요는 없다. 즉, 스테이지부(406, 407)가 경사질 때 리드(412)가 용이하게 비틀리도록 형성된다. 또한, 비틀린 부분이 리드(412)의 단부에 형성될 필요는 없다. 즉, 직사각 프레임부(411)를 향해 단부(412a)에서 분리된 리드(412)의 임의 위치에 형성될 수 있다.
스테이지부(406, 407)가 리드(412)의 소정 부분을 비틀림으로써 경사질 필요는 없다. 즉, 스테이지부(406, 407)를 지지하여 용이하게 경사지도록 리드(412)를 형성할 필요가 있다. 예컨대, 도 82a 및 도 82b에 도시한 바와 같이, 스테이지부(406, 407)를 지지하기 위해 그 단부가 용이하게 절곡될 수 있고 소성 변형 및/또는 탄성 변형되도록 리드(412)가 형성된다.
제5 실시 형태에서, 자기 센서 칩(402, 403)의 단부(402b, 403b)가 몰드 수지 케이싱(405)의 상부면(405c)을 향해 지향되도록 자기 센서 칩(402, 403)은 경사져 있다. 즉, 자기 센서 칩(402, 403)의 감지방향이 A-B 평면을 교차하도록 자기 센서 칩(402, 403)은 프레임(409)에 반대하여 서로에 대해 상호 경사져야만 한다.
게다가, 자기 센서 칩(402, 403)이 스테이지부(406, 407)의 표면(406a, 407a) 위에 접합될 필요가 없다. 즉, 적어도 하나의 자기 센서 칩이 스테이지의 이면에 결합될 수 있다.
전술한 바와 같이, 제5 실시 형태는 다른 실시 형태에 비해 다양한 기술적 특징을 갖고, 이하에 기술한다.
(1) 상호연결 부재가 리드 프레임의 스테이지부의 양 측 단부에 배열되고 스테이지의 중심을 통과하는 중심 축선에 선형 대칭적으로 배열되며, 소성 변형(및/또는 탄성 변형)시 비틀림될 수 있는 뒤틀림부를 갖는다. 본원에서, 상호연결 부재는 스테이지부에 인가되는 압력으로 뒤틀림부를 변형시키는 것에 의해, 스테이지부를 용이하게 경사시킬 수 있다.
(2) 본원에서, 스테이지부에 자기 센서 칩을 동시에 접합하고, 스테이지부를 경사시키는 단계, 및 자기 센서 칩과 스테이지부를 내부에 매설하는 용융 수지를 형성하는 단계 모두를 동일 금형에서 행할 수 있기 때문에, 자기 센서의 제조 단계 수를 적게 할 수 있으므로, 제조 비용을 절감할 수 있다.
(3) 스테이지부를 금형에서 경사지도록 가압하는 핀이 사용되고, 자기 센서 칩과 스테이지부를 매설하는 용융수지를 형성하도록 용융된 수지가 주입되어, 이들사이의 소정 각도로 상호 경사지게 된다. 본원에서, 자기 센서 칩의 표면 사이에 형성된 소정의 각도를 정확하게 설정하는 것이 가능하다. 하나의 자기 센서 칩이 2개의 감지방향을, 다른 자기 센서 칩이 단일 감지방향을 갖는 경우에는, 자계의 방위를 3차원 공간 내에 벡터로서 측정할 수 있다. 즉, 3차원 공간 내의 자계의 방위를 정확하게 측정할 수 있다.
6. 패키지 및 리드 프레임
전술한 실시 형태(예컨대 제4 실시 형태)는, 기본적으로 소정의 각도로 각각 경사진 다수의 자기 센서 칩을 포함하는 단일 패키지의 자기 센서에 관한 것이다. 본원에서, 적어도 하나의 자기 센서 칩을 각각 포함하는 다수의 패키지로 구성할 수 있다. 예컨대, 도 85a에 도시한 바와 같이, 다수의 패키지, 즉 자기 센서 칩(S1, S2)은 소정의 각도로 각각 경사지고 동일 기판에 수평 방향으로 구성되므로 자기 센서 칩의 감지방향이 예각으로 교차하며, 수지 커버 캡 또는 알루미늄 등의 비자성 금속물질로 이루어진 금속 커버 캡으로 덮혀 있다. 물론, 도 85b에 도시한 바와 같이 수직방향으로 구성될 수 있으며, (인쇄 회로)기판의 전체 칩 설치 면적이 도 85a에 도시한 수평방향 구성에 비해 감소될 수 있다.
도 85a에서, 커버 캡(간단히 커버라고 함)이 자기 센서 칩(S1, S2)을 매설하도록 기판에 구성될 필요는 없다. 커버를 기판에 구성할 때, 커버의 내측 공간은 중공이고 소정의 가스로 채워지며, 각각의 자기 센서 칩(S1, S2)이 수지로 밀봉될 필요는 없고 중공의 방법으로 형성될 수 있다. 커버는 납땜으로 기판에 접착된다. Cu 또는 Al으로 이루어지는 다층 와이어가 폴리이미드 또는 에폭시 수지 등의 수지물질로 이루어지는 기판에 구성되며, 그리드 핀 또는 볼이 기판의 이면에 형성되어 기판에 연결된다.
도 85b에 도시한 수직방향 구성은 도 85a에 도시한 수평방향 구성에 비해 높이가 증가하며, 전체 두께는 자기 센서가 3차원 방식으로 물리적으로 구성되는 종래 기술에 비해 감소될 수 있다. 이처럼, 기판의 전체 칩 장착 면적을 감소시킬 수 있다.
두 세트의 자기 센서 칩(기판의 수평방향 또는 수직방향으로 배열)이 동일 기판에 구성될 때, 동일 형태(들)의 칩을 이용하므로, 설계와 제조가 편리하다. 본원에서, 두 개의 감지방향은 그 구성에 평행하게 자기 센서 칩에 각각 설정될 수 있고, 또는 감지 방향은 그 구성에 수직하게 자기 센서 칩에 설정될 수 있다.
자기 센서 칩(S1, S2)의 수평 방향 구성은 도 86에 상세히 도시되어 있다. 전술한 자기 센서 칩(S1, S2)은 도 87a에 도시한 바와 같이 휴대용 전화(또는 핸드폰)에 사용하는 소정의 기판에 구성될 수 있으며, CPU의 양 측면에 구성된다. 도 87a에서, 참조번호(M1 내지 M6)는 메모리를 지시하고, M7은 프로그램 저장 칩을 지시하고, C1 및 C2는 통신 칩(예컨대, GPS(global positioning system) 기능을 내장함)을 지시하며, C3는 예컨대 온도센서 칩, 경사센서 칩, GPS 기능 칩, 및 그래픽 컨트롤러 칩 등과 같은 소정의 기능을 갖는 다른 칩을 지시한다. 도 87b는 도 87a에서 선 A-A' 를 따라 절취한 종방향 단면도이다.
도 88에 도시한 기판에 CPU를 둘러싸도록 네 개의 자기 센서 칩(S1 내지 S4)을 구성할 수 있으며, 참조 번호(A1)는 메모리 칩(또는 메모리 칩들)을 구성하는면적을 지시하고, A2는 프로그램 저장 칩을 구성하는 면적을 지시하고, A3는 통신 칩을 구성하는 면적을 지시하며, A4는 소정의 기능을 갖는 다른 칩을 구성하는 면적을 지시한다. 변형예로, 수직방향으로 서로 연결된 자기 센서 칩(S1, S2)이 커버를 갖는 기판에 다수의 메모리 칩과 함께 CPU에 인접 구성되는 도 89에 도시한 바와 같이 복수 칩 패키지를 설계할 수 있다. 복수 칩 패키지는 CPU와 메모리 칩을 구성하는 기판을 통해 수직 방향으로 구성되는 도 90에 도시한 바와 같이 설계될 수 있다. 기판의 이면에 구성된 단자와 같이, 예컨대 BGA(Ball Grid Array) 및 PGA(Pin Grid Array)를 이용하는 것도 가능하다.
다음에, 전술한 자기 센서 칩에 적용할 수 있는 리드 프레임의 각종 실시예를 기술한다. 도 91a는 지지 아암과 절곡부를 상호 연결하는 단일 다이 스테이지를 포함하는 리드 프레임의 제1 실시예를 도시하며, 이 스테이지는 대략 리드 프레임의 중심에 위치되며 스테이지가 경사질 때, 지지 아암은 도 91b에 도시한 바와 같이 절곡되지 않는다.
도 92a는 지지 아암과 절곡부를 상호 연결하는 단일 스테이지를 포함하는 리드 프레임의 제2 실시예를 도시하며, 스테이지가 경사질 때, 지지 아암은 도 91b에 도시한 같이 경사 동안 스테이지의 위치 편차를 감소하도록 동반해서 절곡된다.
도 93a는 지지 아암과 절곡부를 상호 연결하는 단일 스테이지를 포함하는 리드 프레임의 제3 실시예를 도시하며, 지지 아암이 스테이지의 중심선을 따라 경사지므로, 도 93b에 도시한 바와 같이 중심에 경사진다. 이처럼, 경사 동안 스테이지의 위치 편차를 감소할 수 있다.
도 94a는 네 개의 코너를 절곡부와 상호 연결하는 단일 스테이지를 포함하는 리드 프레임의 제4 실시예를 도시하며, 도 94b에 도시한 바와 같이 360 도 범위 내에서 임의 방향으로 스테이지를 경사시킬 수 있다.
도 95a는 도 95b에 도시한 바와 같이 돌기의 변형시 경사지는 단일 스테이지를 포함하는 리드 프레임의 제5 실시예를 도시한다.
도 96a는 도 96b에 도시한 바와 같이 소정 부분을 부분적으로 절단하여 경사진 단일 스테이지를 포함하는 리드 프레임의 제6 실시예를 도시하며, 경사 상태에서 스테이지를 안정화시키는 것이 가능하다.
도 97a는 지지 아암을 스테이지의 중심을 따라 정렬하는 단일 스테이지를 포함하는 리드 프레임의 제7 실시예를 도시하며, 도 97b에 도시한 바와 같이 상방과 하방으로 돌기부를 절곡함으로써 경사진다. 이처럼, 경사 동안 스테이지에 관해서 정확하게 위치를 설정할 수 있다.
본 발명은 사상 또는 기본 특징에서 벗어나지 않고 여러 형태로 구현될 수 있으며, 본 실시 형태를 예시적이고 한정하지 않으므로, 본 발명의 범위가 선행하는 설명 보다 첨부된 특허청구범위로 정의되며, 특허청구범위의 경계와 범위에 해당하는 모든 변화, 이런 경계와 범위의 등가물이 특허청구범위에 포함된다.
본 발명에 따르면, 자기 센서는, 특히 설계된 리드 프레임을 사용하는 제조 공정을 단순화함으로써 제조 비용을 감소시킬 수 있고, 3차원 방식으로 외부 자장의 방위를 정확하게 측정할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 동일한 금형은 상기 스테이지를 경사지도록 하고, 상기 경사진 스테이지를 포함하는 리드 프레임을 캡슐화하는 몰드 수지 케이싱을 형성하는 데 사용되고, 따라서 자기 센서를 생성하는 제조 단계를 단순화할 수 있다. 또한, 리드 프레임의 스테이지의 돌출 요소들의 형상 및 치수를 적절히 변경시킴으로써, 스테이지의 경사각을 쉽게 변경시킬 수 있고, 따라서 동일한 금형을 사용하는 다양한 자기 센서를 생산할 수 있다.

Claims (36)

  1. 금속제 박판으로 제조된 리드 프레임에 있어서,
    적어도 2개의 스테이지들(6, 7);
    상기 스테이지들을 둘러싸도록 배열된 복수의 리드들(14)을 가지는 프레임(9); 및
    상기 프레임과 함께 일체로 조합되고, 상기 스테이지들과 상기 프레임을 함께 상호연결하도록 배열된, 탄성 변형 성능을 가지는 복수의 상호연결 부재들(12, 13)을 구비하는 것을 특징으로 하는 리드 프레임.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 복수의 상호연결 부재들은 상기 스테이지들을 지지하기 위한 복수의 코너 리드들(12)과, 상기 스테이지들을 함께 서로 상호 접속시키도록 상기 스테이지들 간에 배열된 특정 구조를 가지는 중앙 리드(13)를 포함하는 것을 특징으로 하는 리드 프레임.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 상호연결 부재들은 가압될 때 탄성 변형될 수 있는 변형 용이부(12b)와, 소성 변형에 의하여 만곡될 수 있는 만곡부(12a, 13b)를 포함하는 것을 특징으로 하는 리드 프레임.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 스테이지들로부터 상기 프레임을 향하여 돌출된 복수의 제1 돌출부들(15)과, 상기 리드로부터 상기 스테이지들을 향하여 돌출된 복수의 제2 돌출부들(14)을 더 구비하고, 상기 제1 돌출부들 각각은 상기 금속제 박판의 두께 방향으로 상기 제2 돌출부들 각각과 맞물리는 것을 특징으로 하는 리드 프레임.
  5. 제 1 항에 있어서, 가압될 때 탄성 변형될 수 있는 변형 용이부(12b)는 상기 상호연결 부재들에 형성되고, 상기 리드들로부터 상기 스테이지들을 향하여 돌출된 가압 부재들(43, 44)은 상기 금속제 박판의 두께 방향으로 상기 스테이지들을 가압하도록 형성된 것을 특징으로 하는 리드 프레임.
  6. 제 4 항에 있어서, 상기 제1 돌출부는 돌기(15b)를 가지고, 상기 제2 돌출부는 홈부(14b)를 가져서, 상기 제1 및 상기 제2 돌출부는 상기 돌출부가 상기 홈부와 맞물릴 때 서로 부분적으로 오버랩하는 것을 특징으로 하는 리드 프레임.
  7. 제 2 항에 있어서, 가압될 때 탄성 변형될 수 있는 변형 용이부들(12b)은 상기 코너 리드들(12)에 형성되고, 소성 변형에 의하여 만곡될 수 있는 만곡부들(12a, 13a)은 상기 스테이지들에 근접한 상기 코너 리드들의 단부들에 형성되고, 상기 스테이지들에 근접한 상기 중앙 리드의 선택된 위치에 형성되는 것을 특징으로 하는 리드 프레임.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 스테이지로부터 상기 프레임을 향하여 돌출되고, 상기 프레임에서 상기 스테이지들을 향하여 돌출된 특정 설계된 리드들(14)과 맞물린 복수의 돌출부들(15)을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 리드 프레임.
  9. 제 7 항에 있어서, 상기 돌출부들(13b)은 상기 스테이지들 간에 배열된 상기 중앙 리드의 선택된 위치에 형성되는 것을 특징으로 하는 리드 프레임.
  10. 적어도 일방향으로 자기에 대한 감응성을 가지는 적어도 하나의 자기 센서 칩(2, 3)을 몰드 수지로 캡슐화하는 자기 센서(1)의 제조 방법에 있어서,
    적어도 2개의 스테이지들(6,7), 상기 스테이지들을 둘러싸도록 배열된 복수의 리드들(4)을 가지는 프레임(9), 및 상기 프레임과 상기 스테이지들을 함께 상호연결시키기 위한 복수의 상호연결 부재들(12, 13)을 구비하는, 금속제 박판으로 제조된 리드 프레임(1)을 제공하는 단계;
    상기 상호연결 부재들의 소성 변형시 상기 프레임에 대해서 상기 스테이지들을 경사지게 하는 단계;
    소정 위치에 상기 프레임을 고정한 상태에서 상기 스테이지들을 가압하여, 상기 상호연결 부재들을 탄성 변형시키는 단계;
    상기 스테이지와 상기 프레임은 모두 실질적으로 동일한 평면에 위치되는 상태에서 상기 스테이지에 상기 자기 센서 칩을 접착하는 단계;
    상기 리드들과 상기 자기 센서 칩을 함께 상호연결하도록 와이어들(8)을 배열하는 단계; 및
    상기 압력으로부터 상기 스테이지들을 해제하여, 그 탄성 변형 상태로부터 상기 상호연결 부재들을 복원시키는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 자기 센서의 제조 방법.
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 상호연결 부재들은 상기 스테이지들의 부근에 배열된 만곡부(12a, 13a)에서 소성 변형되고, 상기 상호연결 부재들은 상기 스테이지들을 지지하기 위한 상기 상호연결 부재들(12)의 선택된 위치에 형성된 변형 용이부(12b)에서 탄성적으로 만곡되는 것을 특징으로 하는 자기 센서의 제조 방법.
  12. 제 10 항에 있어서, 상기 복수의 제1 돌출부(15)는 상기 스테이지들에서 상기 리드들을 향하여 돌출하는 반면, 상기 복수의 제2 돌출부(14)는 상기 프레임에서 상기 스테이지들을 향하여 돌출하고, 상기 제조 방법은,
    상기 상호연결 부재들을 그 탄성 변형된 상태로부터 복원시킨 후, 상기 제1 돌출부가 상기 금속제 박판의 두께 방향으로 상기 제2 돌출부와 부분적으로 오버랩되는 단계를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 자기 센서의 제조 방법.
  13. 제 12 항에 있어서, 상기 제1 돌출부는 돌기(15b)를 가지는 반면, 상기 제2 돌출부는 홈부(14b)를 가져서, 상기 돌출부 및 상기 홈부는 상기 제1 돌출부가 상기 제2 돌출부와 부분적으로 오버랩될 때 서로 맞물리는 것을 특징으로 하는 자기센서의 제조 방법.
  14. 적어도 일방향으로 자기에 감응하는 적어도 하나의 자기 센서 칩(2, 3)을 몰드 수지로 캡슐화하는 자기 센서(1)의 제조 방법에 있어서,
    적어도 2개의 스테이지들(6,7), 상기 스테이지들을 둘러싸는 복수의 리드들(4)을 가지는 프레임(19), 상기 스테이지들을 상기 프레임과 상호연결시키는 복수의 상호연결 부재들(21, 22), 및 상기 리드들로부터 상기 스테이지들을 향하여 돌출된 복수의 가압 부재들(43, 44)을 구비하는, 금속제 박판으로 제조된 리드 프레임(20)을 준비하는 단계;
    실질적으로 상기 프레임의 동일 평면에 위치되는 상기 스테이지들의 각각에 자기 센서 칩(2,3)을 접착하는 단계;
    상기 리드들과 상기 자기 센서 칩을 배선시키는 단계; 및
    상기 스테이지들이 상기 프레임에 대하여 소정의 각으로 각각 경사지도록, 상기 스테이지들과 상기 가압 부재들이 상기 금속제 박판의 두께 방향의 위치에서 오버랩된 상태에서, 상기 상호연결 부재들을 탄성 변형하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 자기 센서의 제조 방법.
  15. 금속제 박판으로 제조된 리드 프레임에 있어서,
    적어도 2개의 스테이지들(106, 107);
    상기 스테이지들을 둘러싸는 복수의 리드들(104)을 가지는 프레임(109);
    상기 스테이지들과 상기 프레임을 상호연결시키고, 소성 변형 및/또는 탄성 변형된 뒤틀림부(112a)를 가지는 복수의 상호연결 부재들(112); 및
    상기 스테이지들로부터 각각 위로 또는 아래로 돌출된 복수의 돌출 요소(113)를 구비하는 것을 특징으로 하는 리드 프레임.
  16. 제 15 항에 있어서, 상기 스테이지들 각각은 상기 뒤틀림부를 경유하여 상기 상호연결 부재들로부터 장척된 한 쌍의 돌출 요소(113)와 상호연결되는 것을 특징으로 하는 리드 프레임.
  17. 적어도 2개의 스테이지들(106, 107), 복수의 리드들(104)을 가지는 프레임(109), 상기 스테이지들과 상기 프레임을 상호연결시키는 복수의 상호연결 부재들(112), 및 상기 스테이지들로부터 각각 위로 또는 아래로 돌출된 복수의 돌출 요소들(113)을 구비하는 금속제 박판으로 제조된 리드 프레임을 준비하는 단계;
    자기 센서 칩의 적어도 일방향의 자기에 감응하는 상기 자기 센서 칩을 상기 스테이지들 각각에 접착시키는 단계;
    상기 스테이지 상에 장착된 상기 자기 센서 칩과 상기 리드들을 배선하는 단계;
    상기 리드 프레임을 금형(D1, D2)에 고정시키는 단계;
    상기 스테이지들을 상기 프레임에 대하여 경사지게 하고, 상기 상호연결 부재들을 부분적으로 변형시키도록 상기 금형에 의하여 상기 돌출 요소들을 가압시키는 단계; 및
    상기 리드 프레임의 상기 스테이지 상에 장착된 상기 자기 센서 칩을 수지로 캡슐화하도록 상기 금형에 수지 재료를 주입시키는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 자기 센서의 제조 방법.
  18. 제 17 항에 있어서, 상기 상호연결 부재들은 상기 돌출 요소들이 각각 상기 스테이지들에 대하여 배열되도록 하는 뒤틀림부(112a)를 가져서, 폐쇄된 금형에 의하여 상기 돌출 요소들이 가압될 때, 상기 상호연결 부재들이 상기 뒤틀림부에서 부분적으로 변형되면서 상기 스테이지들이 경사지는 것을 특징으로 하는 자기 센서의 제조 방법.
  19. 금속제 박판으로 제조된 리드 프레임에 있어서,
    적어도 2개의 스테이지들(206, 207);
    상기 스테이지들을 둘러싸도록 배열된 복수의 리드들(204)을 가지는 프레임(209); 및
    상기 스테이지들과 상기 프레임을 상호연결시키는 것으로, 각각 상기 스테이지들에 근접하게 배열되고 소성 변형 및/또는 탄성 변형시 만곡될 수 있는 만곡부(212a, 212b)를 가지는 복수의 상호연결 부재들(212)을 구비하는 것을 특징으로 하는 리드 프레임.
  20. 금속제 박판으로 제조된 리드 프레임에 있어서,
    적어도 2개의 스테이지들(206, 207);
    상기 스테이지들을 둘러싸도록 배열된 복수의 리드들(204)을 가지는 프레임(219);
    상기 스테이지들을 상기 프레임과 상호연결시키는 복수의 상호연결 부재들(212); 및
    상기 스테이지들과 서로 상호연결시키는 것으로, 소성 변형을 하도록 형상을 갖춘 것인 적어도 하나의 스테이지 상호연결 부재(222)를 구비하는 것을 특징으로 하는 리드 프레임.
  21. 제 20 항에 있어서, 상기 스테이지 상호연결 부재는 상기 스테이지가 서로 상호연결되는 지그재그 형상을 가지는 것을 특징으로 하는 리드 프레임.
  22. 제 20 항에 있어서, 각각 치수가 감소된 한 쌍의 스테이지 상호연결 부재들은 상기 스테이지들의 양측 단부들을 함께 상호연결하도록 배열되는 것을 특징으로 하는 리드 프레임.
  23. 소정 방향의 자기의 성분에 감응하는 적어도 하나의 자기 센서 칩이 설치된 자기 센서의 제조 방법에 있어서,
    적어도 2개의 스테이지들(206, 207), 상기 스테이지들을 둘러싸는 복수의 리드들(204)을 가지는 프레임(209), 및 상기 스테이지들을 상기 프레임과 상호연결시키는 복수의 상호연결 부재들(212)을 구비하는, 금속제 박판으로 제조된 리드 프레임(210)을 준비하는 단계;
    상기 자기 센서 칩(203, 204)을 상기 스테이지들 각각에 접착시키는 단계;
    상기 자기 센서 칩과 상기 리드들을 배선시키는 단계; 및
    상기 스테이지들을 상기 프레임에 대하여 소정 각으로 경사지게 하도록 상기 상호연결 부재들을 소성 변형하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 자기 센서의 제조 방법.
  24. 제 23 항에 있어서, 상기 리드 프레임(220)은 상기 스테이지들을 서로 상호연결하는 적어도 하나의 스테이지 상호연결 부재(222)를 더 구비하고, 상기 스테이지 상호연결 부재는 상기 스테이지들이 경사질 때 소성 변형되는 것을 특징으로 하는 자기 센서의 제조 방법.
  25. 소정 방향의 자기의 성분에 감응하는 적어도 하나의 자기 센서 칩이 설치된 자기 센서의 제조 방법에 있어서,
    적어도 2개의 스테이지들(206, 207), 상기 스테이지들을 둘러싸는 복수의 리드들(204)을 가지는 프레임(209,219), 및 상기 스테이지들을 상기 프레임과 상호연결시키는 복수의 상호연결 부재들(212)을 구비하는, 금속제 박판으로 제조된 리드 프레임(210,220)을 준비하는 단계;
    상기 자기 센서 칩(203, 204)을 상기 스테이지들 각각으로 접착시키는 단계;
    상기 자기 센서 칩과 상기 리드들을 배선시키는 단계; 및
    상기 스테이지들을 상기 프레임에 대하여 소정 각으로 경사지게 하도록 상기 상호연결 부재들과 상기 스테이지들의 소정 부분들을 소성 변형하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 자기 센서의 제조 방법.
  26. 소정의 방향의 자기 성분에 감응하는 적어도 하나의 자기 센서 칩이 설치된 자기 센서의 제조 방법에 있어서,
    적어도 2개의 스테이지들(206, 207), 상기 스테이지들을 둘러싸는 복수의 리드들(204)을 가지는 프레임(219), 상기 스테이지들을 상기 프레임과 상호연결시키는 복수의 상호연결 부재들(212), 및 상기 스테이지들을 서로 상호연결시키는 적어도 하나의 스테이지 상호연결 부재(222)를 구비하는, 금속제 박판으로 제조된 리드 프레임(220)을 준비하는 단계;
    상기 자기 센서 칩(203, 204)을 상기 스테이지들 각각에 접착시키는 단계;
    상기 자기 센서 칩과 상기 리드들을 배선시키는 단계; 및
    상기 스테이지들을 상기 프레임에 대하여 소정 각으로 경사지게 하도록 상기 상호연결 부재들이 소성 변형하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 자기 센서의 제조 방법.
  27. 각각 두 감지 방향들의 자기 성분들에 감응하는 제1 자기 센서 칩(302); 및
    상기 제1 자기 센서 칩의 상기 2개의 감지 방향들에 의하여 정의되는 평면에 대해 예각으로 교차하는 단일 감지 방향의 자기 성분에 감응하는 제2 자기 센서 칩(303)을 구비하는 것을 특징으로 하는 자기 센서.
  28. 제1 감지 방향의 자기 성분에 감응하는 제1 자기 센서 칩(302);
    상기 제1 감지 방향과 교차하는 제2 감지 방향의 자기 성분에 감응하는 제2 자기 센서 칩(303); 및
    상기 제1 및 상기 제2 감지 방향들에 의하여 정의되는 평면을 교차하는 제3 감지 방향의 자기 성분에 감응하는 제3 자기 센서 칩(309)을 구비하는 것을 특징으로 하는 자기 센서.
  29. 제1 평면을 정의하는 2개의 감지 방향들의 자기 성분들에 감응하는 제1 자기 센서 칩(302); 및
    제2 평면을 정의하는 2개의 감지 방향들의 자기 성분들에 감응하는 제2 자기 센서 칩(303)을 구비하고,
    상기 제1 평면은 상기 제2 평면과 교차하는 것을 특징으로 하는 자기 센서.
  30. 제 27 항 내지 제 29 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 자기 센서 칩들은, 상기 감지 방향들이 패키지의 바닥에 대하여 각각 경사지게, 동일한 패키지 내부에 배열되는 것을 특징으로 하는 자기 센서.
  31. 금속제 박판으로 제조된 리드 프레임에 있어서,
    적어도 2개의 스테이지들(406, 407),
    상기 스테이지들을 둘러싸도록 배열된 복수의 리드들(404)을 가지는 프레임(409); 및
    상기 스테이지들과 상기 프레임과 함께 상호연결시키는 복수의 상호연결 부재들(412)을 구비하고,
    상기 상호연결 부재들은 상기 스테이지들의 양측 단부들과 상호연결되고, 상기 스테이지들의 중심을 통하여 통과하는 중심축 라인에 선형 대칭으로 배열되고, 상기 상호연결 부재들은 소성 변형 및/또는 탄성 변형시 뒤틀릴 수 있는 뒤틀림부(412a)를 가지는 것을 특징으로 하는 리드 프레임.
  32. 단일 방향의 자기 성분에 감응하는 적어도 하나의 자기 센서 칩을 가지는 자기 센서의 제조 방법에 있어서,
    적어도 2개의 스테이지들(406, 407), 상기 스테이지들을 둘러싸도록 배열된 복수의 리드들(404)을 가지는 프레임(409), 및 상기 스테이지들과 상기 프레임을 상호연결시키는 복수의 상호연결 부재들(412)을 구비하는, 금속제 박판으로 제조된 리드 프레임(410)을 준비하는 단계;
    상기 자기 센서 칩(402, 403)을 상기 스테이지들 각각에 접착시키는 단계;
    상기 자기 센서 칩과 상기 리드들을 배선시키는 단계;
    상기 상호연결 부재들을 부분적으로 변형시키도록 금형 내 핀들(pins)(F)을 사용하여 상기 스테이지들을 경사지도록 하는 단계; 및
    용융 수지를 상기 금형으로 주입하여, 상기 리드 프레임과 상기 자기 센서 칩을 수지로 성형하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 자기 센서의 제조 방법.
  33. 제 32 항에 있어서, 상기 상호연결 부재들은, 상기 스테이지들이 상기 금형 내 상기 핀들에 의하여 상기 스테이지에 인가된 압력하에 경사질 때, 소성 변형 및/또는 탄성 변형시 뒤틀리는 뒤틀림부(412a)를 가지는 것을 특징으로 하는 자기 센서의 제조 방법.
  34. 제 32 항 또는 제 33 항에 있어서, 상기 핀들 각각은 상기 스테이지들 각각을 가압하도록 상기 금형 내에 신축자재로(retractably) 삽입되는 것을 특징으로 하는 자기 센서의 제조 방법.
  35. 한 쌍의 자기 센서 칩들(S1,S2)이 그 사이에 예각으로 각각 경사지고, 기판 상에 수평으로 배열된 상기 한 쌍의 자기 센서 칩들(S1, S2)을 구비하는 것을 특징으로 하는 센서 장치.
  36. 한 쌍의 자기 센서 칩들(S1,S2)이 그 사이에 예각으로 각각 경사지고, 기판에 대하여 수직으로 배열된 한 쌍의 자기 센서 칩(S1, S2)을 구비하는 것을 특징으로 하는 센서 장치.
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