JP2006100348A - 物理量センサの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 ステージ部、フレーム部、連結部、及び突出部を備えたリードフレームと、ステージ部に配した物理量センサチップとを一体的にモールドする一対の金型を用いて物理量センサチップを傾斜させる物理量センサの製造方法において、金型の内面に配される弾性変形可能なシートの損傷を防止できるようにする。
【解決手段】 一対の金型Ｅ，Ｆを相互に近づけてシートＳを配した金型Ｆの内面Ｆ１により突出片１９，２１を押圧し、連結部１７ａを塑性変形させてステージ部７，９を傾斜させる第１クランプ工程と、一対の金型Ｅ，Ｆを相互に引き離して突出片１９，２１とシートＳとを離間させ、再度一対の金型Ｅ，Ｆを相互に近づけてリードフレームを金型Ｅ，Ｆ内に固定する第２クランプ工程とを備え、第１クランプ工程において、一対の金型Ｅ，Ｆを相互に近づけたときの相対位置を第２クランプ工程における相対位置よりも離す物理量センサの製造方法を提供する。
【選択図】 図３

Description

この発明は、磁気や重力等の物理量の方位や向きを測定する物理量センサの製造方法に関する。

近年、携帯電話機等の携帯端末装置には、ユーザの位置情報を表示させるＧＰＳ（Global Positioning System）機能を持つものが登場している。このＧＰＳ機能に加え、地磁気を正確に検出する機能や加速度を検出する機能を持たせることで、ユーザが携帯する携帯端末装置の三次元空間内の方位や向きあるいは移動方向の検知を行うことができる。
上述した機能を携帯端末装置に持たせるためには、磁気センサ、加速度センサ等の物理量センサを携帯端末装置に内蔵させることが必要となる。また、このような物理量センサにより三次元空間での方位や加速度を検知可能とするためには、物理量センサチップの設置面を傾斜させることが必要となる。

ここで、上述した物理量センサは、現在様々なものが提供されており、例えば、その１つとして、磁気を検出すると共に上述したものとは異なり設置面が傾斜しない磁気センサが知られている。この磁気センサは、基板の表面上に載置されて該表面に沿って互いに直交する２方向（Ｘ，Ｙ方向）の外部磁界の磁気成分に対して感応する一方の磁気センサチップ（物理量センサチップ）と、基板の表面上に載置されて該表面に直交する方向（Ｚ方向）の外部磁界の磁気成分に対して感応する他方の磁気センサチップとを有している。
そして、この磁気センサはこれら一対の磁気センサチップにより検出された磁気成分により、地磁気成分を３次元空間内のベクトルとして測定を行っている。

ところが、この磁気センサは、他方の磁気センサチップを基板の表面に対して垂直に立てた状態で載置していたため、厚み（Ｚ方向に対する高さ）が増してしまう不都合がある。したがって、この厚みを極力小さくする意味においても、始めに説明したように設置面が傾斜する物理量センサ（例えば、特許文献１から３参照。）が好適に用いられている。

さらに、この種の物理量センサとして、上記特許文献１に記載されているような加速度センサがある。この片側ビーム構造の加速度センサは、搭載基板に対して予め加速度センサチップ（物理量センサチップ）を傾斜させているため、センサパッケージングを搭載基板の表面上に載置したとしても、傾斜方向に応じた所定軸方向の感度を高く保ち、基板の表面に沿う方向を含む他軸方向の感度を低減することができる。

ところで、上述した物理量センサチップの傾斜は、例えば、図１５に示すように、物理量センサチップ５１，５３とリード５５とを一体的に固定させる樹脂モールド部を形成する際に行われる。
すなわち、リード５５を含むフレーム部５７と、フレーム部５７に支持されたステージ部５９，６１とを備えた薄板状のリードフレームに、予めステージ部５９，６１から厚さ方向に突出する突出部６３，６５を形成しておく。そして、樹脂モールド部を形成するための一対の金型Ｇ，Ｈでフレーム部５７を挟み込む際に、リードフレームの突出部６３，６５を一方の金型Ｈの内面Ｈ１で押圧することにより、ステージ部５９，６１及びこれに取り付けられた物理量センサチップ５１，５３が傾斜することになる。
なお、この樹脂モールド部の形成の際には、リード５５への樹脂バリを防止したり、金型Ｈと樹脂とを剥離しやすくする弾性変形可能なシート６７を、樹脂成形空間を画定する金型Ｈの内面Ｈ１に配しておく（例えば、特許文献４参照。）。
特開平９−２９２４０８号公報 特開２００２−１５６２０４号公報 特開２００４−１２８４７３号公報 特開２００３−１３３３５０号公報

ところで、上記のように、物理量センサチップ５１，５３を傾斜させる際には、突出部６３，６５がシート６７を金型Ｈの内面Ｈ１に押し付けられた状態で前記内面Ｈ１上を移動するため、突出部６３，６５によってシート６７が引っ張られることになる。ここで、突出部６３，６５による引っ張り速度にシート６７の弾性変形が追従できない場合、また、突出部６３，６５による引っ張り量が長い場合には、シート６７が破れてしまうという問題があった。
この発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、シートの損傷を防止できる物理量センサの製造方法を提供することを目的としている。

上記課題を解決するために、この発明は以下の手段を提案している。
請求項１に係る発明は、物理量センサチップを載置するステージ部と、その周囲に配されるリードを備えたフレーム部と、これらを連結する連結部と、前記ステージ部から少なくとも上下方向のいずれか一方に突出する突出部とを有する金属製薄板からなるリードフレームを用意する準備工程と、前記各ステージ部に前記物理量センサチップを接着する接着工程と、該物理量センサチップと前記リードとを電気的に接続する配線工程と、前記リードフレームをその上下方向から挟み込む一対の金型のうち、少なくとも前記突出部に対向する一方の金型の内面に弾性変形可能な薄膜状のシートを配するシート配設工程と、前記一対の金型を相互に近づける方向に相対移動させて前記シートを配した前記内面により前記突出部を押圧し、前記連結部を少なくとも塑性変形させると共に前記ステージ部を前記フレーム部に対して傾斜させる第１クランプ工程と、前記突出部と前記シートとが相互に離間する位置まで前記一対の金型を相互に引き離し、再度前記一対の金型を相互に近づける方向に移動させて前記リードフレームを前記金型内に固定する第２クランプ工程と、前記金型内に樹脂を射出して前記リードフレームおよび前記物理量センサチップを樹脂により一体的にモールドするモールド工程とを備え、前記第１クランプ工程において前記一対の金型を相互に近づけたときの前記一対の金型の相対位置が、前記第２のクランプ工程において前記リードフレームを金型内に固定したときの前記一対の金型の相対位置と同一、もしくはそれよりも離れていることを特徴とする物理量センサの製造方法を提案している。

この発明に係る物理量センサの製造方法によれば、第１クランプ工程では、一対の金型の相対位置がリードフレームを固定する第２クランプ工程における一対の金型の相対位置と同一、もしくはそれよりも離れた位置で停止するため、第１クランプ工程における突出部の押圧によるステージ部の傾斜角度が、第２クランプ工程における同傾斜角度よりも小さくなる。すなわち、ステージ部は、第１クランプ工程において傾斜した後、第２クランプ工程においてさらに大きく傾斜することになる。

なお、ステージ部の傾斜は連結部の塑性変形に基づいて行われるため、第１クランプ工程後に一対の金型を相互に引き離しても、ステージ部の傾斜状態が保持されるか、若干のスプリングバックにより、傾斜が少し戻ることになる。したがって、第２クランプ工程においては、一対の金型の相対位置が近づくことにより、第１クランプ工程におけるステージ部の傾斜角度からさらに傾斜するか、あるいは金型の相対位置が同一であっても、前記スプリングバック後のステージ部の傾斜角度からさらに傾斜させることになるため、いずれの場合でもステージ部が所定角度まで傾斜することになる。
また、第１クランプ工程においては、突出部がシートに接触した状態で金型の内面に沿って移動するため、シートが突出部に引っ張られて弾性変形するが、この第１クランプ工程後に金型を相互に離間させると突出部がシートから離間するため、シートが弾性復帰して突出部に引っ張られる前の状態となる。

以上のように、突出部の押圧によるステージ部の傾斜は２つのクランプ工程に分けて行われるため、１つのクランプ工程でステージ部を所定角度まで傾斜させる場合と比較して、突出部によるシートの弾性変形量を小さくすることができる。
また、第１クランプ工程後に金型を相互に離間させた際には、前述のように、突出部により引っ張られたシートが弾性復帰し、かつ、ステージ部の傾斜状態が保持されるため、第２クランプ工程では、シートに対する突出部の接触位置が第１クランプ工程における同接触位置と異なる。なお、２つのクランプ工程における一対の金型の相対位置が同一でも、第１クランプ工程後のスプリングバック後の第２クランプ工程では、同様に接触位置が異なることとなる。したがって、第１クランプ工程において突出部がシートに食い込んでシートに切欠が形成されたとしても、第２クランプ工程において突出部が再び前記切欠に入り込むことがなく、前記切欠が大きくなることを防止できる。

なお、突出部がシートに食い込む場合には、突出部がシートに接触した状態における金型の移動距離が大きい程シートに形成される切欠も大きくなるが、本発明においては、突出部の押圧によるステージ部の傾斜が２つのクランプ工程に分けて行われるため、１つのクランプ工程でステージ部を所望の角度まで傾斜させる場合と比較して、突出部がシートに接触した状態での金型の移動距離が短くなる。したがって、突出部の押圧による前記切欠の成長を抑制することができる。

請求項２に係る発明は、請求項１に記載の物理量センサの製造方法において、前記第２クランプ工程後に前記フレーム部に対して傾斜する前記ステージ部の角度をθ２として、前記第１クランプ工程後に前記フレーム部に対して傾斜する前記ステージ部の角度θ１を、０．５×θ２＜θ１≦０．８×θ２、とすることを特徴とする物理量センサの製造方法を提案している。

この発明に係る物理量センサの製造方法によれば、第１クランプ工程後におけるステージ部の角度θ１を、第２クランプ工程後におけるステージ部の角度θ２の０．５倍よりも大きくした場合には、第２クランプ工程においてステージ部を傾斜させる角度が、第１クランプ工程において傾斜させるステージ部の角度θ１よりも小さくなる。この場合には、第２クランプ工程において突出部がシートに接触した状態で金型を相互に近づける距離は、第１クランプ工程のときよりも短くなる。

したがって、第１クランプ工程の場合と比較して、第２クランプ工程において金型が突出部を押圧する長さが短くなるため、第２クランプ工程におけるシートへの突出部の食い込み量を小さくすることができる。
なお、第１クランプ工程におけるステージ部の角度θ１を第２クランプ工程におけるステージ部の角度θ２の０．８倍以下としたのは、第１クランプ工程において金型の内面上を移動する突出部の移動長さが過度に長くなり、これに基づいてシートが損傷することを防止するためである。

請求項３に係る発明は、請求項２に記載の物理量センサの製造方法において、第１クランプ工程における前記一対の金型の相対移動速度が、前記シートの弾性変形が追従可能な型締め速度であり、第２クランプ工程における前記一対の金型の相対移動速度が、前記型締め速度よりも大きいことを特徴とする物理量センサの製造方法を提案している。

この発明に係る物理量センサの製造方法によれば、第１クランプ工程においては、前記シートの弾性変形が追従可能な型締め速度で金型を相互に移動させることにより、一方の金型の内面上を移動する突出部の速度は、シートがその全体にわたって均一に弾性変形する程度の大きさとなる。このため、第１クランプ工程においては突出部の移動距離が大きくても、シートに損傷が発生することがない。そして、突出部の移動距離が小さい第２クランプ工程では、金型の相対的な移動速度を前記型締め速度より大きくしてシートが局所的に弾性変形しても、突出部によるシートの引っ張り長さが小さいため、シートに損傷が発生することがない。

請求項４に係る発明は、物理量センサチップを載置するステージ部と、その周囲に配されるリードを備えたフレーム部と、これらを連結する連結部と、前記ステージ部から少なくとも上下方向のいずれか一方に突出する突出部とを有する金属製薄板からなるリードフレームを用意する準備工程と、前記各ステージ部に前記物理量センサチップを接着する接着工程と、該物理量センサチップと前記リードとを電気的に接続する配線工程と、前記リードフレームをその上下方向から挟み込む一対の金型のうち、前記突出部に対向する一方の金型の内面に弾性変形可能な薄膜状のシートを配するシート配設工程と、前記一対の金型を相互に近づける方向に相対移動させて前記リードフレームを前記金型内に固定すると共に、前記シートを配した前記内面により前記突出部を押圧し、前記連結部を変形させると共に前記ステージ部を前記フレーム部に対して傾斜させるクランプ工程と、前記金型内に樹脂を射出して前記リードフレームおよび前記物理量センサチップを樹脂により一体的にモールドするモールド工程とを備え、前記クランプ工程のうち、少なくとも前記突出部が前記シートに接触した状態において、前記シートの弾性変形が追従可能な型締め速度により前記一対の金型を相対的に移動させることを特徴とする物理量センサの製造方法を提案している。

この発明に係る物理量センサの製造方法によれば、クランプ工程においては、突出部がシートに接触した状態で金型の内面上を移動するため、シートが突出部に引っ張られて弾性変形する。ここで、突出部の移動速度は金型の型締め速度に伴った小さい速度となるため、シートの一部のみが局所的に伸びることがない、すなわち、シート全体を均一に伸ばすことができる。

請求項５に係る発明は、請求項４に記載の物理量センサの製造方法において、前記クランプ工程において、前記突出部が前記シートに接触する前までの前記一対の金型の相対的な移動速度が、前記型締め速度よりも大きいことを特徴とする物理量センサの製造方法を提案している。
この発明に係る物理量センサの製造方法によれば、突出部とシートとが接触しない状態において、金型の相対移動速度を型締め速度よりも大きくすることで、クランプ工程に要する時間を短縮することができる。

請求項６に係る発明は、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の物理量センサの製造方法において、前記準備工程において、前記突出部の先端が丸みを帯びた形状とする加工工程を含むことを特徴とする物理量センサの製造方法を提案している。
この発明に係る物理量センサの製造方法によれば、２つのクランプ工程において突出部の先端とシートとが接触しても、突出部の先端がシートに食い込んで切欠が形成されることを防ぎ、この切欠の形成に基づくシートの損傷を確実に防止できる。

以上説明したように、請求項１に係る発明によれば、突出部の押圧によるステージ部の傾斜を２つのクランプ工程に分けて行うことにより、突出部によってシートが過度に引き伸ばされることを抑制できるため、シートが損傷することを防止できる。
さらに、第１クランプ工程において突出部によってシートに切欠が形成されたとしても、第２クランプ工程において前記切欠が大きくなることを防止できる、また、各クランプ工程において突出部の押圧によるシートの切欠の成長も抑制することができるため、この切欠に基づくシートの損傷も防止できる。

また、請求項２に係る発明によれば、第２クランプ工程におけるシートへの突出部の食い込み量が第１クランプ工程の場合と比較して小さくできるため、突出部の食い込みに基づくステージ部の角度θ２のずれを小さくすることができる。したがって、ステージ部に搭載される物理量センサチップの傾斜角度を精度良く設定することが可能となる。

また、請求項３に係る発明によれば、第２クランプ工程において一対の金型を第１クランプ工程における移動速度よりも大きい速度で相互に近づけることにより、第２クランプ工程に要する時間を短縮できるため、物理量センサの製造効率向上を図ることができる。

また、請求項４に係る発明によれば、突出部がシートに接触した状態において、シートの弾性変形が追従可能な型締め速度により一対の金型を近づける方向に相対移動させることにより、シート全体を均一に伸ばすことができるため、突出部の引っ張りに基づくシートの損傷発生を防止できる。

また、請求項５に係る発明によれば、クランプ工程に要する時間を短縮できるため、物理量センサの製造効率向上を図ることができる。

また、請求項６に係る発明によれば、突出部の先端が丸みを帯びた形状とすることにより、２つのクランプ工程において突出部の先端とシートとが接触しても、突出部の先端がシートに食い込んで切欠が形成されることを防ぎ、この切欠の形成に基づくシートの損傷を確実に防止できる。

図１から図８は、本発明の第１の実施形態を示しており、この実施の形態に係る製造方法により製造される磁気センサ（物理量センサ）は、相互に傾斜させた２つの磁気センサチップにより外部磁界の向きと大きさを測定するものであり、薄板状の銅材等からなる金属板にプレス加工及びエッチング加工を施して形成されるリードフレームを用いて製造されるものである。
リードフレーム１は、図１，２に示すように、平面視矩形の板状に形成された磁気センサチップ（物理量センサチップ）３，５を載置する２つのステージ部７，９と、ステージ部７，９を支持するフレーム部１１とを備えており、これらステージ部７，９とフレーム部１１とは一体的に形成されている。フレーム部１１は、ステージ部７，９を囲むように平面視矩形の枠状に形成された矩形枠部１３と、この矩形枠部１３から内方に向けて突出する複数のリード１５，１７とからなる。

ここで、リード１５は、磁気センサチップ３，５のボンディングパッド（図示せず）と電気的に接続されるものである。また、リード１７は、ステージ部７，９を矩形枠部１３に対して固定するための吊りリードであり、リード１７の一端部（連結部）１７ａが各ステージ部７，９の一端部７ａ，９ａ側の両端に位置する側端部に連結されている。なお、各ステージ部７，９の側端部は、２つのステージ部７，９を並べる方向に直交する各ステージ部７，９の幅方向の端部を示している。
リード１７の一端部１７ａは、リード１７の他の部分よりも細く形成されており、ステージ部７，９を傾斜させる際に容易に塑性変形できるようになっている。

２つのステージ部７，９は、矩形枠部１３の一辺に沿って並べて配されており、その表面７ｃ，９ｃにそれぞれ磁気センサチップ３，５を載置するように形成されている。
相互に対向するステージ部７，９の他端部７ｂ，９ｂには、ステージ部７，９の裏面７ｄ，９ｄ側に突出する一対の突出片（突出部）１９，２１がそれぞれ形成されており、これら突出片１９，２１は、ステージ部７，９を傾斜させるためのものである。そして、これら突出片１９，２１は、略棒状に形成されており、ステージ部７の突出片１９とステージ部９の突出片２１とは互いに対向して配されている。
このように構成されたリードフレーム１のうち、ステージ部７，９を含むリード１５，１７よりも内側の領域は、フォトエッチング加工によりリードフレーム１の他の部分よりも薄く形成され、例えば半分の厚さ寸法に形成されている。このフォトエッチング加工は、金属薄板にプレス加工を施す前に行われる。

次に、磁気センサの製造方法について説明する。
はじめに、上述したリードフレーム１を用意し（準備工程）、ステージ部７，９の表面７ｃ，９ｃにそれぞれ磁気センサチップ３，５を接着する（接着工程）と共に、ワイヤー２３を配して磁気センサチップ３，５の表面に配されたボンディングパッド（図示せず）とリード１７とを電気的に接続する（配線工程）。なお、ワイヤー２３を配する際には、ステージ部７，９を傾斜させる段階において、ワイヤー２３と磁気センサチップ３，５とのボンディング部分、およびリード１７とのボンディング部分が互いに変化するため、このワイヤー２３の材質は、曲げやすく柔らかいことが好ましい。

次いで、図３に示すように、凹部Ｅ１を有する金型Ｅの表面Ｅ２にリードフレーム１の矩形枠部１３を配する。この際には、矩形枠部１３の内側にあるリード１５，１７、ステージ部７，９、磁気センサチップ３，５、突出片１９，２１は、凹部Ｅ１の上方に配される。なお、この状態においては、凹部Ｅ１側から上方側に向けて、磁気センサチップ３，５、ステージ部７，９、突出片１９，２１が順番に配されている。
そして、突出片１９，２１の上方には、平坦面（内面）Ｆ１を有する金型Ｆが配され、前述した金型Ｅと共にリードフレーム１の矩形枠部１３を上下方向から挟み込むように構成されている。この金型Ｆの平坦面Ｆ１には、リード１５への樹脂バリを防止したり、金型Ｆと樹脂とを剥離しやすくするためのシートＳが配される（シート配設工程）。このシートＳは、薄膜状に形成されると共に弾性変形可能となっている。

その後、金型Ｆを金型Ｅに近づける方向に移動させて、図４に示すように、シートＳを配した金型Ｆの平坦面Ｆ１により突出片１９，２１の先端部１９ａ，２１ａを押圧する（第１クランプ工程）。この際には、各ステージ部７，９の側端部に位置するリード１７の一端部１７ａを結ぶ軸線回りにステージ部７，９がそれぞれ回転するように、リード１７の一端部１７ａが塑性変形すると共にステージ部７，９がリード１７に対して傾斜する。
また、この際には、突出片１９，２１の先端部１９ａ，２１ａがシートＳに接触した状態で金型Ｆの内面Ｆ１に沿って移動するため、シートＳが突出片１９，２１に引っ張られてシートＳが弾性変形する。さらに、この際には、突出片１９，２１の先端部１９ａ，２１ａがシートＳに食い込むため、シートＳに切欠Ｓ１，Ｓ２が形成される。

なお、この状態において、シートＳを配した金型Ｆの平坦面Ｆ１は図３に示した矩形枠部１３に当接していない、すなわち、リードフレーム１は一対の金型Ｅ，Ｆ内に固定されていない。また、この状態においては、ステージ部７，９と共に磁気センサチップ３，５が、リード１７に対して所定角度θ１で傾斜している。
また、この第１クランプ工程における金型Ｆの移動速度（型締め速度）は、シートＳの弾性変形が追従可能な程度の大きさとなっている、すなわち、この金型Ｆの移動に応じて平坦面Ｆ１上を移動する突出片１９，２１の先端部１９ａ，２１ａの移動速度は、シートＳがその全体にわたって均一に弾性変形する程度の大きさとなっており、シートＳが局所的に弾性変形する場合と比較して破れ難くなる。

その後、突出片１９，２１の先端部１９ａ，２１ａとシートＳとが相互に離間する位置まで、金型Ｅに対して金型Ｆを引き離す方向に移動させ、その後、再度金型Ｆを金型Ｅに近づける方向に移動させてリードフレーム１を金型Ｅ，Ｆに固定する（第２クランプ工程）。
金型Ｅに対して金型Ｆを引き離す方向に移動させた際には、図５に示すように、シートＳが弾性復帰して突出片１９，２１に引っ張られる前の状態となる。また、前述の第１クランプ工程においてリード１７の一端部１７ａは塑性変形しているため、一対の金型Ｅ，Ｆを相互に引き離しても、ステージ部７，９は前述した所定角度θ１で傾斜した状態に保持される。

そして、図６に示すように、一対の金型Ｅ，Ｆを相互に引き離した状態からリードフレーム１を金型Ｅ，Ｆ内に固定する際には、突出片１９，２１の先端部１９ａ，２１ａが再度シートＳに接触し、シートＳが再度突出片１９，２１に引っ張られて弾性変形することになる。ただし、前述したように、突出片１９，２１がシートＳから離間させた際には、シートＳが弾性復帰し、かつ、ステージ部７，９の傾斜状態が保持されるため、この第２クランプ工程における突出片１９，２１の先端部１９ａ，２１ａとシートＳとの接触位置は、第１クランプ工程における同接触位置と異なる。したがって、この第２クランプ工程では、突出片１９，２１が第１クランプ工程において形成された切欠Ｓ１，Ｓ２に再び入り込むことがなく、この切欠Ｓ１，Ｓ２が大きくなることを防止できる。
なお、突出片１９，２１の先端部１９ａ，２１ａがシートＳの表面に食い込み難くしたり、切欠Ｓ１，Ｓ２の大きさを小さくするためには、シートＳを硬い材料から形成することが好ましく、また、シートＳの表面を滑らかに形成して、突出片１９，２１の先端部１９ａ，２１ａとシートＳの表面との摩擦が少なくなるようにすることも好ましい。

そして、上述した第２クランプ工程においてリードフレーム１を金型Ｅ，Ｆ内に固定した際には、図３に示す矩形枠部１３が金型Ｅ，Ｆにより挟み込まれる。すなわち、第２クランプ工程において金型Ｅ，Ｆは、第１クランプ工程よりも近い位置で停止するため、金型Ｆの平坦面Ｆ１により突出片１９，２１の先端部１９ａ，２１ａがさらに押圧され、ステージ部７，９と共に磁気センサチップ３，５が、第１クランプ工程における所定角度θ１よりも大きな所定角度θ２で傾斜することになる。

なお、第１クランプ工程における一対の金型Ｅ，Ｆの相対位置は、第１クランプ工程における所定角度θ１と第２クランプ工程における所定角度θ２との関係が、
０．７×θ２≦θ１≦０．８×θ２、
となるように、設定されている。この関係によれば、第１クランプ工程における所定角度θ１が、第２クランプ工程における所定角度θ２の半分よりも大きくなるため、第２クランプ工程においてステージ部７，９を傾斜させる角度が、第１クランプ工程において傾斜させる所定角度θ１よりも小さくなる。この場合には、第２クランプ工程において突出片１９，２１がシートＳに接触した状態で金型Ｆを移動させる距離が、第１クランプ工程のときよりも短くなる。

したがって、第２クランプ工程において金型Ｆが突出片１９，２１を押圧する長さが短くなるため、シートＳへの突出片１９，２１の食い込み量が第１クランプ工程の場合と比較して小さくなる。
なお、第１クランプ工程における所定角度θ１を第２クランプ工程における所定角度θ２の０．８倍以下としたのは、第１クランプ工程において金型Ｆの内面Ｆ１上を移動する突出片１９，２１の移動長さが過度に長くなり、これに基づいてシートＳが損傷することを防止するためである。

また、第２クランプ工程において、金型Ｆを金型Ｅに近づける方向に移動させる際には、第１クランプ工程における移動速度よりも大きい速度で金型Ｆを移動させる。この際には、金型Ｆの内面Ｆ１上を移動する突出片１９，２１の移動速度がシートの弾性変形が追従可能な速度よりも大きくなって、これに伴うシートＳの弾性変形が局所的に行われるが、突出片１９，２１によるシートＳの引っ張り長さが第１クランプ工程の場合と比較して小さくなる。

この第２クランプ工程の後には、金型Ｆの平坦面Ｆ１により突出片１９，２１の先端部１９ａ，２１ａを押圧した状態で、金型Ｅ，Ｆ内に溶融樹脂を射出し、磁気センサチップ３，５を樹脂の内部に埋める樹脂モールド部を形成する（モールド工程）。これにより、図７，８に示すように、磁気センサチップ３，５が、相互に傾斜した状態で、樹脂モールド部２７の内部に固定されることになる。なお、ここで用いる樹脂は、樹脂の流動によって磁気センサチップ３，５及びステージ部７，９の所定角度が変化しないように、流動性が高い材質であることが好ましい。
最後に、矩形枠部１３を切り落としてリード１５，１７を個々に切り分け、磁気センサ３０の製造が終了する。

以上のように製造された磁気センサ３０に設けられた磁気センサチップ３，５は、樹脂モールド部２７の内部に埋まっており、樹脂モールド部２７の下面２７ａに対してそれぞれ所定角度θ２で傾斜している。また、相互に対向する磁気センサチップ３，５の一端部３ｂ，５ｂが樹脂モールド部２７の上面２７ｃ側に向くと共に、その表面３ａ，５ａが相互に鋭角に傾斜している。ここで鋭角とは、ステージ部７の表面７ａと、ステージ部９の裏面９ｄとのなす角度θ３を示しており、この角度θ３は、前述した２つの所定角度θ２をたし合わせたものに等しい。

磁気センサチップ３は、外部磁界の２方向の磁気成分に対してそれぞれ感応するものであり、これら２つの感応方向は、磁気センサチップ３の表面３ａに沿って互いに直交する方向（Ａ方向およびＢ方向）となっている。
また、磁気センサチップ５は、外部磁界の２方向の磁気成分に対して感応するものであり、これら２つの感応方向は、磁気センサチップ５の表面５ａに沿って互いに直交する方向（Ｃ方向およびＤ方向）となっている。

さらに、表面３ａに沿ってＡ，Ｂ方向により画定される平面（Ａ−Ｂ平面）と、表面５ａに沿ってＣ，Ｄ方向により画定される平面（Ｃ−Ｄ平面）とは、互いに鋭角な角度θ３で交差している。
なお、Ａ−Ｂ平面とＣ−Ｄ平面とがなす角度θ３は、０°よりも大きく、９０°以下であり、理論上では、０°よりも大きい角度であれば３次元的な地磁気の方位を測定できる。ただし、実際上は２０°以上であることが好ましく、３０°以上であることがさらに好ましい。

磁気センサチップ３，５を外部に対して電気的に接続するための複数のリード１５の裏面１５ａは、樹脂モールド部２７の下面２７ａ側に露出している。このリード１５の一端部１５ｂは、ワイヤー２３により磁気センサチップ３，５と電気的に接続されており、その接続部分が樹脂モールド部２７の内部に埋まっている。
この磁気センサ３０は、例えば、図示しない携帯端末装置内の基板に搭載され、この携帯端末装置では、磁気センサ３０により測定した地磁気の方位を携帯端末装置の表示パネルに示すようになっている。

上記の磁気センサ３０の製造方法によれば、突出片１９，２１の押圧によるステージ部７，９の傾斜を２つのクランプ工程に分けて行うことにより、各クランプ工程において突出片１９，２１によるシートＳの弾性変形量を小さくして、シートＳが過度に引き伸ばされることを抑制できるため、シートＳが損傷することを防止できる。
また、第１クランプ工程において突出片１９，２１によってシートＳに切欠Ｓ１，Ｓ２が形成されたとしても、第２クランプ工程において前記切欠Ｓ１，Ｓ２が大きくなることを防止できるため、この切欠に基づくシートＳの損傷も防止できる。

なお、突出片１９，２１がシートＳに食い込む場合には、突出片１９，２１がシートＳに接触した状態での金型Ｆの移動距離が大きい程シートＳに形成される切欠も大きくなるが、本実施形態においては、突出片１９，２１の押圧によるステージ部７，９の傾斜が２つのクランプ工程に分けて行われるため、１つのクランプ工程でステージ部７，９を所望の角度まで傾斜させる場合と比較して、突出片１９，２１がシートＳに接触した状態での金型Ｆの移動距離が短くなる。したがって、突出片１９，２１の押圧による前記切欠の成長を抑制して、シートＳの損傷防止を図ることができる。

さらに、第２クランプ工程におけるシートＳへの突出片１９，２１の食い込み量が第１クランプ工程の場合と比較して小さくできるため、突出片１９，２１の食い込みに基づくステージ部７，９の所定角度θ２のずれを小さくすることができる。したがって、２つの磁気センサチップ３，５の相対角度θ３を精度良く設定することが可能となる。
また、第２クランプ工程におけるシートＳへの突出片１９，２１の食い込み量を小さくできるため、樹脂モールド部２７の下面２７ａから外方に露出する突出片１９，２１の領域を小さくすることができる。したがって、磁気センサ３０を製造した後にリード１５に半田付用のめっきを施す際に、樹脂モールド部２７の下面２７ａから露出する突出片１９，２１にもめっき膜が形成されたとしても、このめっき膜が樹脂モールド部２７の下面２７ａからの突出する長さを小さくでき、磁気センサ３０を容易に携帯端末装置等の基板に搭載することが可能となる。なお、めっき膜の形成はリード１５に対する半田の濡れ性を向上させるものであり、磁気センサ３０を基板に搭載する際に半田によりリード１５と基板とを電気接続するために必要となる。

また、第２クランプ工程において、金型Ｆを金型Ｅに近づける方向に移動させる際には、第１クランプ工程における移動速度よりも大きい速度で金型Ｆを移動させることにより、クランプ工程に要する時間を短縮できるため、磁気センサ３０の製造効率向上を図ることができる。なお、第２クランプ工程においては、突出片１９，２１によるシートＳの引っ張り長さが第１クランプ工程の場合と比較して小さいため、第１クランプ工程における移動速度よりも大きい速度で金型Ｆを移動させても、突出片１９，２１によるシートＳの弾性変形が局所的に行われたとしても、シートＳに損傷が発生することがない。

なお、この第１の実施形態では、第１クランプ工程後に一対の金型Ｅ，Ｆを相互に引き離した際に、ステージ部７，９は所定角度θ１で傾斜した状態に保持されるとしたが、これに限ることはなく、若干のスプリングバックによりこの傾斜が少し戻ることがある。この場合には、前記スプリングバック後の傾斜角度をθ１として、第２クランプ工程における所定角度θ２との関係、０．７×θ２≦θ１≦０．８×θ２、を設定することが望ましい。
また、第２クランプ工程において金型Ｆを金型Ｅに近づける方向に移動させる速度は、第１クランプ工程のときよりも大きいとしたが、これに限ることはなく、例えば、各クランプ工程における金型Ｆの移動速度を等しくするとしても構わない。ただし、この移動速度はシートＳの弾性変形が追従可能な程度の大きさとすることが好ましい。
さらに、第１クランプ工程における所定角度θ１と第２クランプ工程における所定角度θ２との関係は、０．７×θ２≦θ１≦０．８×θ２としたが、これに限ることはなく、少なくとも０．５×θ２＜θ１≦０．８×θ２であればよい。

また、第１クランプ工程におけるの所定角度θ１と第２クランプ工程における所定角度θ２との関係が０．５×θ２＜θ１≦０．８×θ２となるように、各クランプ工程における一対の金型Ｅ，Ｆの相対位置を設定することに限らず、少なくとも２つのクランプ工程に分けて行えばよい。この構成においても、各クランプ工程におけるシートＳへの突出片１９，２１の食い込み量が、１つのクランプ工程で行う場合と比較して小さくなるため、２つの磁気センサチップ３，５の相対角度θ３を精度良く設定できる。また、樹脂モールド部２７の下面２７ａから露出する突出片１９，２１に付着しためっき膜の突出長さも小さくできるため、磁気センサ３０を容易に携帯端末装置等の基板に搭載できる。

さらに、第１クランプ工程では、一対の金型Ｅ，Ｆの相対位置がリードフレーム１を固定する第２クランプ工程における一対の金型Ｅ，Ｆの相対位置よりも離れた位置で停止させるとしたが、これに限ることはなく、例えば、一対の金型Ｅ，Ｆの相対位置を第２クランプ工程の場合と同一の位置で停止させるとしても構わない。
上記構成の場合においても、第１クランプ工程においてスプリングバックが発生してステージ部７，９の傾斜が少し戻ったとしても、第２クランプ工程においてスプリングバック後の傾斜角度θ１からさらに傾斜させることができるため、ステージ部７，９を所定角度θ２まで傾斜させることができる。また、この構成の場合でも、シートＳに対する突出片１９，２１の接触位置は２つのクランプ工程において相互に異なるため、第１クランプ工程において突出片１９，２１がシートＳに食い込んでシートＳに切欠が形成されても、第２クランプ工程において突出片１９，２１が再び前記切欠に入り込むことが無く、前記切欠が大きくなることを防止できる。

次に、本発明による第２の実施形態について説明する。なお、この第２の実施形態に係る磁気センサの製造方法は、第１の実施形態とクランプ工程についてのみ異なる。ここでは、クランプ工程のみについて説明し、その他の工程については、その説明を省略する。
この実施形態においては、第１の実施形態と同様の配線工程を行った後に、金型Ｆを金型Ｅに近づける方向に移動させてリードフレーム１を金型Ｅ，Ｆ内に固定すると共に、シートＳを配した金型Ｆにより突出片１９，２１を押圧してリード１７の一端部１７ａを変形させると共にステージ部７，９をフレーム部１１に対して所定角度θ２で傾斜させる（クランプ工程）。そして、第１の実施形態と同様に、モールド工程を行い、最後に、矩形枠部１３を切り落として磁気センサ３０の製造を終了する。なお、クランプ工程における一端部１７ａの変形は弾性変形でも塑性変形のいずれでも構わない。

上述したクランプ工程においては、金型Ｅに近づける金型Ｆの移動速度を図９に示すグラフのように調整する。このグラフの横軸は、クランプ工程における金型Ｆの位置を示しており、この値が大きくなる程、一対の金型Ｅ，Ｆが相互に近づくことになる。この横軸の零点は、突出片１９，２１とシートＳとが相互に離間し、金型Ｆが金型Ｅから十分に離れた位置を示している。また、Ｘ１は突出片１９，２１の先端部１９ａ，２１ａがシートＳに接触したときの金型Ｆの位置を示しており、Ｘ２は一対の金型Ｅ，Ｆによりリードフレーム１が固定されたときの金型Ｆの位置を示している。なお、Ｘ３は、接触位置Ｘ１と固定位置Ｘ２との間の中途位置を示している。また、グラフの縦軸は、金型Ｅに向けて前進する金型Ｆの移動速度を示している。

図９に示すように、クランプ工程の際には、突出片１９，２１とシートＳとが相互に離間した初期位置（Ｘ＝０）から、金型Ｆが速度Ｖｍａｘまで加速しながら金型Ｅに向けて移動し、その後、金型Ｆが接触位置Ｘ１に到達するまでの間に、Ｖｍａｘよりも十分に小さい移動速度（型締め速度）Ｖ１まで減速する。この移動速度Ｖ１は、第１の実施形態の第１クランプ工程と同様に、シートＳの弾性変形が追従可能な程度の速度であり、突出片１９，２１の移動に伴ってシートＳがその全体にわたって均一に弾性変形できる速度である。

その後、金型Ｆは、移動速度Ｖ１からさらに減速しながら接触位置Ｘ１から中途位置Ｘ３まで移動し、中途位置Ｘ３において所定時間、例えば３秒間だけ金型Ｆの移動を停止する。この移動停止は、リード１７の一端部１７ａの塑性変形を安定させるため、すなわち、ステージ部７，９をフレーム部１１に対して安定して傾斜させるために行われる。
最後に、金型Ｆが移動速度Ｖ１よりも小さい速度で中途位置Ｘ３から固定位置Ｘ２まで移動することでクランプ工程が終了する。

上記の磁気センサ３０の製造方法によれば、突出片１９，２１がシートＳに接触した状態においては、シートＳの弾性変形が追従可能な移動速度Ｖ１により金型Ｆを金型Ｅに近づける方向に移動させるため、突出片１９，２１によりシートＳ全体を均一に伸ばすことができるため、突出片１９，２１の引っ張りに基づくシートＳの損傷発生を抑制できる。
また、突出片１９，２１がシートＳに接触するまでは、移動速度Ｖ１よりも大きい速度で金型Ｆを金型Ｅに近づけるため、クランプ工程に要する時間を短縮でき、磁気センサ３０の製造効率向上を図ることができる。

なお、この第２の実施形態では、クランプ工程において金型Ｆの速度を連続的に変化させるとしたが、金型Ｆの速度は、少なくとも初期位置（Ｘ＝０）から接触位置Ｘ１までの間において移動速度Ｖ１よりも大きく、かつ、接触位置Ｘ１から固定位置Ｘ２までの間において移動速度Ｖ１以下となっていればよい。また、磁気センサ３０の製造効率向上を考慮しない場合には、金型Ｆが初期位置（Ｘ＝０）から固定位置Ｘ２に至るまで、その速度を移動速度Ｖ１以下としても構わない。
さらに、この第２の実施形態では、第１の実施形態のようにステージ部７，９を傾斜させた後に金型Ｆが突出片１９，２１から離間することがないため、一端部７ａは塑性変形に限らず、弾性変形するとしても構わない。

また、上述した第１，第２の実施形態の各クランプ工程においては、金型Ｆが移動するとしたが、これに限ることはなく、少なくとも金型Ｅ，Ｆが相対的に移動すればよい。
また、第１，第２の実施形態において、突出片１９，２１の先端部１９ａ，２１ａは、シートＳに食い込んで切欠を形成する形状としていたが、シートＳに食い込み難い形状とすることが好ましい。

すなわち、突出片１９，２１は、例えば、図１０（ａ），（ｂ）に示すように、金属製薄板からリードフレーム１を形成するパンチング加工において、その裏面１９ｃ，２１ｃから表面１９ｂ，２１ｂに向けて打ち抜き、突出片１９，２１の裏面１９ｃ，２１ｃ側の先端部１９ａ，２１ａを滑らかな丸みを帯びた形状に形成されるとしてもよい。
この構成の場合には、突出片１９，２１の先端部１９ａ，２１ａとシートＳとが相互に接触するが、突出片１９，２１の先端部１９ａ，２１ａが丸みを帯びた形状となっているため、突出片１９，２１の先端部１９ａ，２１ａがシートＳに食い込んで切欠が形成されることを防ぎ、この切欠の形成に基づくシートＳの損傷を確実に防止できる。

なお、突出片１９，２１の先端部１９ａ，２１ａは、上記のようにパンチング加工により形成されることに限らず、この突出片１９，２１の先端部１９ａ，２１ａが少なくとも丸みを帯びた形状となっていればよい。すなわち、例えば、図１１に示すように、突出片１９，２１の先端部１９ａ，２１ａの裏面側が凸状の丸みを帯びた形状となるように、先端部１９ａ，２１ａに屈曲加工を施すとしても構わない。この屈曲加工は、図１２に示すように、金型等を用いてステージ部７，９に対して突出片１９，２１を屈曲させる際に同時に行うことが好ましい。
また、上記屈曲加工を施す場合には、図１３，１４に示すように、突出片１９，２１の先端部１９ａ，２１ａの表面１９ｂ，２１ｂや裏面１９ｃ，２１ｃにフォトエッチング加工を施して、先端部１９ａ，２１ａの厚さ寸法を他の部分よりも薄く形成してもよい。この構成の場合には、先端部１９ａ，２１ａを容易に屈曲させることができる。

さらに、突出片１９，２１は、相互に対向するステージ部７，９の他端部７ｃ，９ｃに形成されるとしたが、これに限ることはなく、少なくともステージ部７，９の端部に形成されていればよい。
また、突出片１９，２１は、ステージ部７，９の裏面７ｄ，９ｄ側に突出するとしたが、少なくとも樹脂モールド部２７を形成するための金型Ｅ，Ｆにより押圧されて、ステージ部７，９及び磁気センサチップ２，３を傾斜させるように構成されていればよい。

また、ステージ部７，９は、平面視略矩形に形成されるとしたが、これに限ることはなく、少なくとも磁気センサチップ３，５が表面７ａ，９ａに接着可能に形成されていればよい。すなわち、ステージ部７，９は、例えば、平面視で円形、楕円形に形成されるとしてもよいし、厚さ方向に貫通する穴を設けたものや、網目状に形成したものとしても構わない。

また、本発明の実施形態では、互いに平行な軸線を中心に２つの磁気センサチップ３，５をそれぞれ傾斜させていたが、これに限ることはなく、例えば、相互に直交する基準軸線を中心に２つの磁気センサチップ３，５をそれぞれ傾斜させるとしても構わない。この場合には、相互に直交する２つの磁気センサチップ３，５の２つの感応方向（例えば、図７におけるＡ，Ｄ方向）を樹脂モールド部２７の下面２７ａに沿う方向とすることができるため、下面２７ａに沿う磁気を精度よく測定することができる。
さらに、本発明の実施形態では、３次元空間内の磁気方向を検出する磁気センサに適用して説明したが、これに限ることはなく、少なくとも３元空間内の方位や向きを測定する物理量センサであればよい。ここで物理量センサは、例えば、磁気センサチップの代わりに加速度の大きさや方向を検出する加速度センサチップを搭載した加速度センサであってもよい。

以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。

本発明の第１の実施形態に係る磁気センサの製造方法に使用するリードフレームを示す平面図である。 図１のリードフレームの側断面図である。 図１のリードフレームにおいて、ステージ部を傾斜させる方法を示す側断面図である。 図１のリードフレームにおいて、ステージ部を傾斜させる方法を示す側断面図である。 図１のリードフレームにおいて、ステージ部を傾斜させる方法を示す側断面図である。 図１のリードフレームにおいて、ステージ部を傾斜させる方法を示す側断面図である。 図１のリードフレームを用いて製造される磁気センサを示す平面図である。 図７の磁気センサの側断面図である。 本発明の第２の実施形態に係る磁気センサの製造方法において、クランプ工程における金型の移動履歴を示すグラフである。 本発明の他の実施形態に係る磁気センサの製造方法に使用するリードフレームの突出片を示しており、（ａ）は拡大側面図、（ｂ）はパンチング加工により突出片が形成される状態を示す拡大断面図である。 本発明の他の実施形態に係る製造方法によって製造された磁気センサを示す側断面図である。 図１１の磁気センサにおいて、突出片の屈曲加工を示す側断面図である。 本発明の他の実施形態に係る製造方法によって製造された磁気センサを示す側断面図である。 本発明の他の実施形態に係る製造方法によって製造された磁気センサを示す側断面図である。 従来の物理量センサの製造方法を示す側断面図である。

符号の説明

１・・・リードフレーム、３，５・・・磁気センサチップ（物理量センサチップ）、７，９・・・ステージ部、１１・・・フレーム部、１５，１７・・・リード、１７ａ・・・一端部（連結部）、１９，２１・・・突出片（突出部）、１９ａ，２１ａ・・・先端部、３０・・・磁気センサ（物理量センサ）、Ｅ，Ｆ・・・金型、Ｆ１・・・平坦面（内面）、Ｓ・・・シート

Claims (6)

1. 物理量センサチップを載置するステージ部と、その周囲に配されるリードを備えたフレーム部と、これらを連結する連結部と、前記ステージ部から少なくとも上下方向のいずれか一方に突出する突出部とを有する金属製薄板からなるリードフレームを用意する準備工程と、
   前記各ステージ部に前記物理量センサチップを接着する接着工程と、
   該物理量センサチップと前記リードとを電気的に接続する配線工程と、
   前記リードフレームをその上下方向から挟み込む一対の金型のうち、少なくとも前記突出部に対向する一方の金型の内面に弾性変形可能な薄膜状のシートを配するシート配設工程と、
   前記一対の金型を相互に近づける方向に相対移動させて前記シートを配した前記内面により前記突出部を押圧し、前記連結部を少なくとも塑性変形させると共に前記ステージ部を前記フレーム部に対して傾斜させる第１クランプ工程と、
   前記突出部と前記シートとが相互に離間する位置まで前記一対の金型を相互に引き離し、再度前記一対の金型を相互に近づける方向に移動させて前記リードフレームを前記金型内に固定する第２クランプ工程と、
   前記金型内に樹脂を射出して前記リードフレームおよび前記物理量センサチップを樹脂により一体的にモールドするモールド工程とを備え、
   前記第１クランプ工程において前記一対の金型を相互に近づけたときの前記一対の金型の相対位置が、前記第２のクランプ工程において前記リードフレームを金型内に固定したときの前記一対の金型の相対位置と同一、もしくはそれよりも離れていることを特徴とする物理量センサの製造方法。
2. 前記第２クランプ工程後に前記フレーム部に対して傾斜する前記ステージ部の角度をθ２として、前記第１クランプ工程後に前記フレーム部に対して傾斜する前記ステージ部の角度θ１を、
   ０．５×θ２＜θ１≦０．８×θ２、
   とすることを特徴とする請求項１に記載の物理量センサの製造方法。
3. 第１クランプ工程における前記一対の金型の相対移動速度が、前記シートの弾性変形が追従可能な型締め速度であり、
   第２クランプ工程における前記一対の金型の相対移動速度が、前記型締め速度よりも大きいことを特徴とする請求項２に記載の物理量センサの製造方法。
4. 物理量センサチップを載置するステージ部と、その周囲に配されるリードを備えたフレーム部と、これらを連結する連結部と、前記ステージ部から少なくとも上下方向のいずれか一方に突出する突出部とを有する金属製薄板からなるリードフレームを用意する準備工程と、
   前記各ステージ部に前記物理量センサチップを接着する接着工程と、
   該物理量センサチップと前記リードとを電気的に接続する配線工程と、
   前記リードフレームをその上下方向から挟み込む一対の金型のうち、前記突出部に対向する一方の金型の内面に弾性変形可能な薄膜状のシートを配するシート配設工程と、
   前記一対の金型を相互に近づける方向に相対移動させて前記リードフレームを前記金型内に固定すると共に、前記シートを配した前記内面により前記突出部を押圧し、前記連結部を変形させると共に前記ステージ部を前記フレーム部に対して傾斜させるクランプ工程と、
   前記金型内に樹脂を射出して前記リードフレームおよび前記物理量センサチップを樹脂により一体的にモールドするモールド工程とを備え、
   前記クランプ工程のうち、少なくとも前記突出部が前記シートに接触した状態において、前記シートの弾性変形が追従可能な型締め速度により前記一対の金型を相対的に移動させることを特徴とする物理量センサの製造方法。
5. 前記クランプ工程において、前記突出部が前記シートに接触する前までの前記一対の金型の相対的な移動速度が、前記型締め速度よりも大きいことを特徴とする請求項４に記載の物理量センサの製造方法。
6. 前記準備工程において、前記突出部の先端が丸みを帯びた形状とする加工工程を含むことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の物理量センサの製造方法。
   

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