JP4314580B2 - 物理量センサ、およびこれに使用するリードフレーム - Google Patents

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、およびこれに使用するリードフレームに関する。

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。
特開平９−２９２４０８号公報 特開２００２−１５６２０４号公報 特開２００４−１２８４７３号公報

しかし、従来の物理量センサでは、物理量センサチップの設置面を傾斜させて配置するためにパッケージングに十分な面積や高さが必要となるため、従来のパッケージングを用いて小型の携帯端末装置内にコンパクトに内蔵することには限界があった。
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、物理量センサチップを小型かつ薄型のパッケージ内において傾斜させて収納できる物理量センサ及びこれに用いるリードフレーム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。
本発明は、各々の表面に物理量センサチップを載置する少なくとも２つのステージ部と、その周囲に配される複数のリードを備えるフレーム部とを有する金属製薄板からなるリードフレームであって、前記複数のリードの一部が、各ステージ部の一端部に連結される複数の連結リードを構成し、相互に対向する前記２つのステージ部の各他端部には、前記ステージ部の裏面側に突出する突出片が形成され、前記２つのステージ部に連結された全ての前記連結リードは、各ステージ部の一端部から前記２つのステージ部を並べた方向に突出し、各連結リードの中途部に、前記フレーム部に対して基準軸線を中心に前記ステージ部を揺動させる易変形部が形成され、前記ステージ部と、前記易変形部を含む前記中途部から前記ステージ部までの間に位置する前記連結リードの先端部とが、前記中途部よりもステージ部から離れて位置する前記連結リードの基端部に対して、前記金属製薄板の厚さ方向にずれた位置に配されていることを特徴とするリードフレームを提案している。

この発明に係るリードフレームを用いて２つ以上の物理量センサチップを相互に傾斜させる際には、はじめに物理量センサチップを各ステージ部の表面に載置する。次いでフレーム部を固定した状態でステージ部を押圧することにより、易変形部が変形して基準軸線を中心にステージ部及び物理量センサチップをフレーム部に対して傾斜させることができる。
ここで、易変形部は連結リードの中途部に形成されているため、この易変形部よりもステージ部側に位置する連結リードの先端部は、ステージ部と共に傾斜することになる。すなわち、この連結リードの先端部と物理量センサチップとを金属製薄板の厚さ方向に重なる位置に配しても、物理量センサチップと連結リードとが相互に干渉することを防止できる。

この発明に係るリードフレームによれば、物理量センサチップが連結リードの先端部からはみ出して連結リードの基端部と厚さ方向に重なる位置に配されたとしても、物理量センサチップをステージ部や連結リードの先端部と共に傾斜させた際に、物理量センサチップが連結リードの基端部と干渉することを防止できる。

この発明に係るリードフレームによれば、物理量センサチップをステージ部の表面に載置した際には、易変形部よりもステージ部側に位置する連結リードの先端部の表面にも載置させることができるため、物理量センサチップをステージ部の表面に対して安定して載置することができる。

さらに、本発明は、前記リードフレームにおいて、前記ステージ部、及び、前記ステージ部側に位置する前記連結リードの先端部から前記中途部までが、前記ステージ部の表面側から窪むことで、前記中途部よりも前記ステージ部から離れて位置する前記連結リードの基端部よりも薄く形成されていることを特徴とするリードフレームを提案している。

また、本発明は、前記リードフレームにおいて、前記突出片が、各ステージ部に一対形成され、一対の突出片の中途部が、リブによって相互に連結されていることを特徴とするリードフレームを提案している。

さらに、本発明は、前記リードフレームにおいて、前記ステージ部の表面と同じ方向に向く各突出片の表面に、その突出方向にわたってＶ字状の溝が形成されていることを特徴とするリードフレームを提案している。

また、本発明は、前記リードフレームを用いて、前記ステージ部、前記物理量センサチップ、および複数の前記リードを一体的に固定してなることを特徴とする物理量センサを提案している。

この発明に係る物理量センサによれば、物理量センサチップとリードとを相互に重ねて配しても、リードと物理量センサチップとを相互に干渉させることなく、物理量センサチップを傾斜させることができるため、物理量センサの小型化を図ることができる。

以上説明したように、本発明によれば、連結リードの中途部にフレーム部に対してステージ部を傾斜させる易変形部が形成されているため、物理量センサチップを連結リードの先端部に配しても、物理量センサチップと連結リードとが相互に干渉することを防止できる。したがって、物理量センサチップを小型かつ薄型のパッケージ内において傾斜させて収納でき、物理量センサの小型化を図ることができる。

また、本発明によれば、連結リードの中途部から先端部までの領域及びステージ部が、連結リードの基端部に対して金属製薄板の厚さ方向にずれて配されているため、連結リードの基端部に近づく方向に物理量センサチップを傾斜させても、物理量センサが連結リードの基端部と干渉することを確実に防止できる。

また、本発明によれば、ステージ部の表面に連なる連結リードの表面の一部が、ステージ部と共に同一平面に形成されているため、ステージ部及び連結リードの表面に物理量センサチップを安定した状態で配することができる。

また、本発明によれば、物理量センサチップとリードとを相互に重ねて配しても、リードと物理量センサチップとを相互に干渉させることなく、物理量センサチップを傾斜させることができるため、物理量センサの小型化を図ることができる。

図１から図７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を配置するための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り、リード１７（以下、連結リード１７とも呼ぶ。）は、矩形枠部１３とステージ部７，９とを相互に連結する連結リードの役割を果たしている。なお、電気接続のためのリード１５には、矩形枠部１３の角部から突出するリードも含まれている。

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７ａ，９ａ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。各ステージ部７，９の一端部７ｂ，９ｂは、これら２つのステージ部７，９を並べた方向に突出する複数の連結リード１７に連結されている。
なお、ステージ部７，９及びステージ部７，９側に位置する連結リード１７の先端部１７ａから中途部までの表面７ａ，９ａ，１７ｂには、フォトエッチング加工により凹状の溝が形成されており、連結リード１７の先端部１７ａ及びステージ部７，９の厚さ寸法が、連結リード１７の基端部１７ｃや後述する突出片１９，２１よりも薄く形成されている。ここで、連結リード１７の先端部１７ａの表面１７ｂは、ステージ部７，９の表面７ａ，９ａと共に同一平面を形成しており、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７ｃ，９ｃ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１９，２１がそれぞれ形成されており、これら突出片１９，２１は、各ステージ部７，９の幅方向に沿って交互に並べて配されている。なお、突出片１９，２１をステージ部７，９に対して屈曲させる突出片１９，２１の基端部にも、前述したフォトエッチング加工が施されており、ステージ部７，９と同等の厚さ寸法となっている。
すなわち、突出片１９，２１の基端部は他の部分よりも薄く形成され、容易に変形可能となっているため、ステージ部７，９に対する突出片１９，２１の傾斜角度を精度よく設定することが可能となる。

これら一対の突出片１９，２１の中途部は、リブ２３によって相互に連結されている。また、図３（ａ），（ｂ）に示すように、ステージ部７，９の表面７ａ，９ａと同じ方向に向く各突出片１９，２１の表面１９ａ，２１ａには、その長手方向にわたってＶ字状の溝２５が形成されている。これらリブ２３及び溝２５は突出片１９，２１の剛性を高めて、突出片１９，２１の先端に外力が加えられた際に突出片１９，２１が撓むことを防止している。
さらに、これら突出片１９，２１は、図３（ａ），（ｃ）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１９ｂ，２１ｂから表面１９ａ，２１ａに向けて打ち抜いて形成されており、突出片１９，２１の裏面１９ｂ，２１ｂ側の先端部１９ｃ，２１ｃが滑らかな丸みを帯びた形状となっている。

次に、上述したリードフレーム１を用いて磁気センサを製造する方法を説明する。
はじめに、図１，２に示すように、ステージ部７，９の表面７ａ，９ａに磁気センサチップ３，５を接着する。この状態において、各磁気センサチップ３，５は、その一辺が連結リード１７の長手方向に直交するように配されている。また、各磁気センサチップ３，５は、前述のフォトエッチング加工により薄く形成された連結リード１７の先端部１７ａから中途部に至る領域に配されている。
次いで、ワイヤー（図示せず）を配して磁気センサチップ３，５の表面に均等間隔で配されたボンディングパッド（図示せず）と連結リード１７とを電気的に接続する。なお、ワイヤーを配する際には、ステージ部７，９を傾斜させる段階において、ワイヤーと磁気センサチップ３，５とのボンディング部分、および連結リード１７とのボンディング部分が互いに変化するため、このワイヤーの材質は、曲げやすく柔らかいことが好ましい。

次いで、磁気センサチップ３，５、ステージ部７，８、リード１５，１７を一体的に固定する樹脂モールド部を形成する。
すなわち、はじめに、図４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。また、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。
突出片１９，２１の上方には、平坦面Ｆ１を有する金型Ｆが配されており、前述した金型Ｅと共にリードフレーム１の矩形枠部１３を挟み込むように構成されている。なお、このリードフレーム１と金型Ｆとの間には、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が配されている。

そして、図５に示すように、これら２つの金型Ｅ，Ｆにより矩形枠部１３を挟み込んだ際には、金型Ｆの平坦面Ｆ１により各突出片１９，２１の先端部１９ｃ，２１ｃが押圧される。ここで、突出片１９，２１の剛性はリブ２３やＶ字状の溝２５により補強されているため、この押圧により突出片１９，２１が撓むことを防止できる。また、この際には、突出片１９，２１の先端部とシートＳとが相互に接触するが、接触する突出片１９，２１の先端部１９ｃ，２１ｃは丸みを帯びた形状となっているため、突出片１９，２１によってシートＳが破れることを防止できる。

突出片１９，２１が押圧された際には、各ステージ部７，９に連結された連結リード１７の中途部が変形し、同一の磁気センサチップ３，５を支持する連結リード１７の中途部１７ｄを相互に結ぶ基準軸線Ｌ１を中心に、フレーム部１１に対してステージ部７，９が揺動することになる。ここで、連結リード１７の中途部１７ｄはフォトエッチング加工により薄く形成され、容易に変形可能な易変形部となっているため、ステージ部７，９を容易に揺動させることができる。これにより、ステージ部７，９と共に磁気センサチップ３，５が、矩形枠部１３や平坦面Ｆ１に対して所定の角度で傾斜することになる。

その後、金型Ｆの平坦面Ｆ１により突出片１９，２１の先端部１９ｃ，２１ｃ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。これにより、図６，７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の傾斜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θを示している。

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。
ここで、Ａ，Ｃ方向は基準軸線Ｌ１と平行な方向となっており、互いに逆向きとなっている。また、Ｂ，Ｄ方向は基準軸線Ｌ１に直交する方向となっており、互いに逆向きとなっている。

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、互いに鋭角にな角度θで交差している。
なお、Ａ−Ｂ平面とＣ−Ｄ平面とがなす角度θ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の一端部は、金属製のワイヤー２９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。
また、ステージ部７，９を傾斜させるために用いた連結リード１７の中途部１７ｄ及び先端部１７ａは、ステージ部７，９と共に傾斜しているため樹脂モールド部２７内に埋まっており、連結リード１７の基端部１７ｃに位置する裏面１７ｅのみが樹脂モールド部２７の下面２７ａ側に露出している。
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。

上記のリードフレーム１及び磁気センサ３０によれば、ステージ部７，９を傾斜させるための易変形部が連結リード１７の中途部１７ｄに形成されているため、この易変形部よりもステージ部７，９側に位置する連結リード１７の先端部１７ａは、ステージ部７，９と共に傾斜することになる。すなわち、この連結リード１７の先端部１７ａと磁気センサチップ３，５とを金属製薄板の厚さ方向に重なる位置に配しても、磁気センサチップ３，５と連結リード１７とが相互に干渉することを防止できる。したがって、磁気センサチップ３，５を樹脂モールド部２７である小型かつ薄型のパッケージ内において傾斜させて収納でき、磁気センサ３０の小型化を容易に図ることができる。
また、磁気センサチップ３，５をステージ部７，９の表面７ａ，９ａに載置した際には、易変形部よりもステージ部７，９側に位置する連結リード１７の先端部１７ａの表面１７ｂにも載置させることができるため、磁気センサチップ３，５をステージ部７，９の表面７ａ，９ａに対して安定して載置することができる。

さらに、ステージ部７，９をフォトエッチング加工により突出片１９，２１よりも薄く形成すると共に、突出片１９，２１の剛性をリブ２３やＶ字状の溝２５により補強することにより、ステージ部７，９及び磁気センサチップ３，５を傾斜させる押圧力に基づく突出片１９，２１の撓みを防止できるため、この撓みに基づくステージ部７，９の傾斜角度のずれを防止することができる。
また、前述のフォトエッチング加工により、磁気センサチップ３，５を接着するステージ部７，９の表面７ａ，９ａが窪んで形成されているため、磁気センサチップ３，５の配置を低くして、磁気センサ３０の薄型化を図ることができる。
さらに、シートＳに接触する突出片１９，２１の先端形状は丸みを帯びた形状に形成されているため、突出片１９，２１によってシートＳが破れることを防止でき、金型Ｆへの樹脂流出を防止できる。したがって、所望の外観形状を有する磁気センサ３０を製造することができる。

なお、上記の実施の形態において、磁気センサチップ３，５は、連結リード１７の先端部１７ａの表面１７ｂに載置されるのみとしたが、これに限ることはなく、接着されるとしても構わない。
また、磁気センサチップ３，５は、連結リード１７の先端部１７ａの表面１７ｂに載置若しくは接着されることに限らず、磁気センサチップ３，５を傾斜させた状態において、少なくとも連結リード１７と磁気センサチップ３，５とが相互に干渉することを防止できればよい。
すなわち、例えば、図８に示すように、ステージ部７，９、及び、易変形部を含む中途部１７ｄからステージ部７，９までの間に位置する連結リード１７の先端部１７ａとが、連結リード１７の基端部１７ｃに対して金属製薄板の厚さ方向にずれた位置に配してリードフレームを構成するとしてもよい。この構成においては、基準軸線Ｌ１の位置もステージ部７，９と同様にずれた位置に配されることになる。

この構成の場合には、磁気センサチップ３，５が連結リード１７の先端部１７ａからはみ出して連結リード１７の基端部１７ｃと厚さ方向に重なる位置に配されたとしても、磁気センサチップ３，５をステージ部７，９や連結リード１７の先端部１７ａと共に傾斜させた際に、磁気センサチップ３，５が連結リード１７の基端部１７ｃと干渉することを防止できる。
なお、この構成に加え、磁気センサチップ３，５に対向する連結リード１７の基端部１７ｃの表面をフォトエッチング加工等により削って凹部１７ｆを形成した場合には、磁気センサチップ３，５と連結リード１７の基端部１７ｃとの干渉をさらに確実に防止できる。

また、ステージ部７，９は、その表面７ａ，９ａ側にフォトエッチング加工を施して、磁気センサチップ３，５を接着するステージ部７，９の表面７ａ，９ａを窪ませて形成されるとしたが、これに限ることはなく、例えば、図９に示すように、ステージ部７，９の裏面７ｄ，９ｄ側にフォトエッチング加工を施すとしても構わない。この構成においては、連結リード１７の先端部１７ａから中途部１７ｄまでの裏面１７ｇ及び突出片１９，２１の基端部にも同様のフォトエッチング加工を施しておくことが好ましい。
この構成の場合には、連結リード１７の中途部１７ｃと樹脂モールド部２７の下面２７ａとの間における樹脂の充填領域が厚さ方向に増加するため、この部分に樹脂を確実に充填することができる。また、中途部１７ｃの易変形部が樹脂モールド部の内部に埋没するため、樹脂モールド部２７の下面２７ａに露出する連結リード１７のバリを抑制することも可能となる。

また、磁気センサチップ３，５のボンディングパッドは、磁気センサチップ３，５の表面に均等間隔で配されるとしたが、これに限ることはなく、例えば、図１０に示すように、ステージ部７，９及び磁気センサチップ３，５の傾斜に伴う各ボンディングパッド２８の高さ位置の変化が少ない位置に配されるとしてもよい。すなわち、ボンディングパッド２８は、基準軸線Ｌ１の近傍に集中して配されるとしてもよい。
この構成の場合には、ワイヤー２９によりリード１５とボンディングパッド２８とを電気的に接続した後にステージ部７，９を傾斜させても、リード１５とボンディングパッド２８との相対位置の変化を小さくできる。したがって、ステージ部７，９の傾斜の際に、ワイヤー２９に張力が発生することを抑制して、ワイヤー２９がリード１５やボンディングパッド２８から外れたり、ワイヤー２９が断線す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図１１〜１３を参照して説明する。なお、この第２の実施形態に係るリードフレーム及び磁気センサは、第１の実施形態とフレーム部とステージ部との連結について異なっている。ここでは、フレーム部とステージ部との連結部分のみについて説明し、リードフレーム１や磁気センサ３０の構成要素と同一の部分については同一符号を付し、その説明を省略する。

図１１，１２に示すように、このリードフレーム２においては、矩形枠部１３の角部から突出する連結用リード（連結部）１６によりステージ部７，９と矩形枠部１３とを相互に連結している。この連結用リード１６は、ステージ部７，９を通る中心軸線Ｌ２の線対称となる位置で、各々のステージ部７，９から一対突出するように形成されている。具体的には、連結用リード１６の一端部１６ａが、連結リード１７側に位置する各ステージ部７，９の一端部７ｂ，９ｂ側の両端に位置する側端部に連結されている。ここで、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。
この一端部１６ａは、その側面に凹状の切り欠きを設けて、連結用リード１６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、一対の一端部１６ａを結ぶ基準軸線Ｌ３を中心として容易に変形して捻ることができる捻れ部となっている。

ステージ部７，９及びの連結用リード１６の一端部１６ａは、連結リード１７の全体に対して金属製薄板の厚さ方向にずれた位置に配されており、連結リード１７の先端部１７ａとステージ部７，９の一端部７ｂ，９ｂとが厚さ方向に重なるように配されている。なお、磁気センサチップ３，５は、このステージ部７，９の表面７ａ，９ａから連結リード１７側及び突出片１９，２１側にはみ出して配されるが、ステージ部７，９をフレーム部１１に対して傾斜させる前の状態において、連結リード１７に接触することはない。
ステージ部７，９の裏面７ｄ，９ｄ側に位置する突出片１９，２１の基端部には、フォトエッチング加工により凹状の溝１８が形成されている。突出片１９，２１の基端部の厚さ寸法は、前記溝１８によって他の部分よりも薄く形成され、容易に変形可能となっているため、ステージ部７，９に対する突出片１９，２１の傾斜角度を精度よく設定することが可能となる。

磁気センサチップ３，５に対向する連結リード１７の表面１７ｂのうち、先端部１７ａから中途部１７ｄまでの間には、フォトエッチング加工によって金属製薄板の厚さ方向に窪む凹部２０が形成されている。
このリードフレーム２を用いて磁気センサを製造する際には、第１の実施形態と同様の金型により突出片１９，２１を押圧して、ステージ部７，９及び磁気センサチップ３，５をフレーム部１１に対して傾斜させる。この際には、基準軸線Ｌ３回りに連結用リード１６の一端部１６ａが捻れることになる。また、この際には、図１３に示すように、連結リード１７の表面１７ｂに対向する物理量センサチップ３，５が凹部２０に入り込ませることができる。

上記のリードフレーム２及び磁気センサ（物理量センサ）３１によれば、ステージ部７，９の傾斜前の状態においては、ステージ部７，９からはみ出して配された磁気センサチップ３，５と連結リード１７の表面１７ｂとの間には隙間が形成されている。このため、磁気センサチップ３，５と連結リード１７とが厚さ方向に重なっていても、ステージ部７，９及び磁気センサチップ３，５を傾斜させる際に、磁気センサチップ３，５が連結リード１７と干渉することを防止でき、磁気センサ３１の小型化を図ることができる。
また、傾斜した磁気センサチップ３，５は、連結リード１７の表面１７ｂに形成された凹部２０に入り込ませることができるため、連結リード１７に対して金属製薄板の厚さ方向にステージ部７，９をずらす長さを伸ばすことなく、磁気センサチップ３，５と連結リード１７との干渉を防いで、磁気センサチップ３，５をフレーム部１１に対して大きく傾斜させることができる。したがって、磁気センサ３１の薄型化を図ることができる。

なお、上記の実施の形態においては、連結リード１７のうち、先端部１７ａから中途部１７ｄまでの部分に凹部２０を形成するとしたが、これに限ることはなく、例えば、連結リード１７の表面１７ｂ全体に凹部を形成する、すなわち、連結リード１７の厚さ寸法を他の部分よりも薄くするとしてもよい。
また、ステージ部７，９は、連結用リード１６や連結リード１７に連結されるとしたが、これに限ることはなく、図１４に示すように、少なくとも捻れ部を有する連結用リード１６に連結されていればよい。すなわち、ステージ部７，９は、磁気センサチップ３，５と厚さ方向に重なる連結リード１７に連結していなくてもよい。ただし、この場合においても、磁気センサチップ３，５との干渉を防止するために、連結リード１７には、その表面１７ｂから窪んだ凹部２２を形成しておくことが好ましい。

さらに、連結用リード１６の捻れ部は、ステージ部７，９の一端部７ｂ，９ｂ側に連結されるとしたが、これに限ることはなく、一端部７ｂ，９ｂよりも突出片１９，２１側にずらした位置に配するとしてもよい。すなわち、ステージ部７，９を回転させる基準軸線Ｌ３をステージ部７，９の一端部７ｂ，９ｂ側から突出片１９，２１側にずらしても構わない。
また、突出片１９，２１の基端部には、凹状の溝１８が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に対して突出片１９，２１を容易に屈曲させることができればよい。すなわち、突出片１９，２１の基端部には、溝１８の代わりに切り込みを形成するとしても構わない。

なお、上述した第１，第２の実施形態において、シートＳに接触する突出片１９，２１の先端部１９ｃ，２１ｃは、パンチング加工により形成されるとしたが、この突出片１９，２１の先端部１９ｃ，２１ｃ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１５に示すように、突出片１９，２１の先端部の裏面側が凸状の丸みを帯びた形状となるように、先端部に屈曲加工を施すとしても構わない。この屈曲加工は、図１６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１７，１８に示すように、突出片１９，２１の先端部１９ｃ，２１ｃの表面１９ａ，２１ａや裏面１９ｂ，２１ｂにフォトエッチング加工を施して、先端部１９ｃ，２１ｃ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１９ｃ，２１ｃ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の裏面７ｄ，９ｄ側に突出していればよい。
すなわち、例えば、図１９，２０に示すように、突出片４１〜４４を相互に対向するステージ部７，９の他端部７ｃ，９ｃ、及び、ステージ部７，９の側端部７ｅ，９ｆに形成するとしても構わない。ここで、同一のステージ部７（９）に形成される突出片４１，４２（４３，４４）は相互に９０°の角度で突出している。
また、例えば、図２１，２２に示すように、ステージ部７，９の側端部７ｅ，７ｆ，９ｅ，９ｆに形成され、側端部７ｅ，７ｆ，９ｅ，９ｆから２つのステージ部７，９を並べる方向に延びる一対の突出片４５〜４８を設けるとしても構わない。なお、同じ側端部７ｅ，９ｅ（７ｆ，９ｆ）側に形成される突出片４５，４７（４６，４８）は、ステージ部７，９の幅方向に並べて配されることが好ましい。

さらに、例えば、図２３〜２８に示すように、ステージ部７，９に略コ字状の切り欠き線を形成し、この切り欠き線に囲まれた切欠部に折り曲げ加工を施して突出片４９〜５６を形成するとしても構わない。
この構成において、図２３，２４に示すように、突出片４９，５０は、ステージ部７，９の他端部７ｃ，９ｃ側に突出していてもよいし、また、図２５，２６に示すように、突出片５１，５２は、ステージ部７，９の一端部７ｂ，９ｂ側に突出していてもよい。

さらに、図２７，２８に示すように、同一のステージ部７（９）に形成される２つの突出片５３，５４（５５，５６）を、相互に９０°の角度で突出させるとしてもよい。ここでは、一方の突出片５３，５５をステージ部７，９の他端部７ｃ，９ｃ側に突出させ、他方の突出片５４，５６をステージ部７，９の側端部７ｅ，９ｆ側に突出させている。
これらの構成の場合には、突出片４９〜５６がステージ部７，９の外方に突出しないため、磁気センサチップ３，５やステージ部７，９の面積が大きくなっても、磁気センサのさらなる小型化を図ることが可能となる。

なお、上記のように、突出片１９，２１，４１〜５６を利用してステージ部７，９を傾斜させる場合においては、目的とする各ステージ部７，９の傾斜角度に基づいて、下式によってステージ部７，９、突出片１９，２１，４１〜５６等の各部寸法を決めることができる。

図２９に示すように、この〔数１〕において、ｔはステージ部７，９の厚さ寸法、ｈ０はステージ部７，９の傾斜前における連結リード１７の裏面１７ｅからステージ部７，９の裏面７ｄ，９ｄまでの距離、すなわち、連結リード１７に対するステージ部７，９の厚さ方向のずらし量を示している。
また、Ｌ４は、基準軸線Ｌ１，Ｌ３からステージ部７，９の表面７ａ，９ａに沿って垂直に延び、突出片１９，２１，４１〜５６の基端部に至るまでのステージ部長さを示している。Ｌ５は、突出片１９，２１，４１〜５６の基端部から先端部までの突出片長さを示している。なお、〔数１〕における突出片１９，２１，４１〜５６の基端部は、ステージ部７，９の裏面７ｄ，９ｄと突出片１９，２１，４１〜５６の裏面１９ｂ，２１ｂ，４１ｂ〜５６ｂとが交差する位置を示している。

さらに、θ１は、連結リード１７の裏面１７ｅに対するステージ部７，９の裏面７ｄ，９ｄの傾斜角度を示している。また、θ２は、ステージ部７，９の裏面７ｄ，９ｄに対する突出片１９，２１，４１〜５６の裏面１９ｂ，２１ｂ，４１ｂ〜５６ｂの屈曲角度を示している。
また、〔数１〕において、（ｔ／２＋ｈ０）は、金属製薄板の厚さ方向に関する連結リード１７の裏面１７ｅから基準軸線Ｌ１，Ｌ３までの距離を示しているが、（ｔ／２）は、Ｌ１に対して十分に小さい（Ｌ１：ｔ＝１０：１）ため、傾斜角度θ１や屈曲角度θ２の値に影響を与えることがない。

この〔数１〕を用いて、突出片長さＬ５、屈曲角度θ２からステージ部長さＬ４を算出した結果を以下に示す。なお、以下に示す値は、いずれも傾斜角度θ１を１５°、ずらし量ｈ０を０ｍｍとし、ステージ部７，９の厚さｔを無視（ｔ＝０ｍｍ）とした場合の結果である。
例えば、図１９のように、同一のステージ部７（９）に形成される突出片４１，４２（４３，４４）を相互に９０°の角度で突出させたリードフレームにおいては、突出片長さＬ５を０．５ｍｍ、屈曲角度θ２を９０°としたときに、ステージ部長さＬ４が１．８７ｍｍとなる。
また、例えば、図２１のように、ステージ部７，９の側端部７ｅ，７ｆ，９ｅ，９ｆから２つのステージ部７，９を並べる方向に延びる一対の突出片４５〜４８を有するリードフレームにおいては、突出片長さＬ５を０．７ｍｍ、屈曲角度θ２を１２０°としたときに、ステージ部長さＬ４が１．９１ｍｍとなる。

さらに、例えば、図２３のように、ステージ部７，９内に設けられ、ステージ部７，９の他端部７ｃ，９ｃ側に突出する突出片４９，５０を有するリードフレームにおいては、突出片長さＬ５を０．５ｍｍ、屈曲角度θ２を１２０°としたときに、ステージ部長さＬ４が１．３７ｍｍとなる。
なお、図１９，２７のように、各ステージ部７，９に複数の突出片４１〜４４，５３〜５６が設けられ、突出片４１〜４４，５３〜５６毎に、ステージ部長さＬ４が異なる場合には、各突出片４１〜４４，５３〜５６について突出片長さＬ５を算出する必要がある。

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。
さらに、ステージ部７，９は、突出片４１〜４４，５３〜５６を利用して傾斜させるとしたが、これに限ることはなく、少なくとも磁気センサの製造が終了した段階において、２つの磁気センサチップ３，５が相互に傾斜していればよい。

なお、上述した構成のように、磁気センサチップ３，５が基準軸線Ｌ１，Ｌ３よりも連結リード１７側にはみ出している場合には、ステージ部７，９を傾斜させた際に磁気センサチップ３，５が連結リード１７に近づく方向に移動することになる。このため、この傾斜の際に磁気センサチップ３，５が連結リード１７に接触しないように、ステージ部７，９の表面７ａ，９ａに沿って一端部７ｂ，９ｂからはみ出す磁気センサチップ３，５の長さを調整することが好ましい。
また、図３０に示すように、ステージ部７，９の一端部７ｂ，９ｂが基準軸線Ｌ１，Ｌ３よりも連結リード１７側に位置する場合には、ステージ部７，９を傾斜させた際に一端部７ｂ，９ｂが樹脂モールド部２７の下面２７ａ側に近づく方向に移動することになる。このため、この傾斜の際にステージ部７，９の一端部７ｂ，９ｂが下面２７ａから外方に露出しないように、ステージ部７，９の表面７ａ，９ａに沿って基準軸線Ｌ１，Ｌ３から一端部７ｂ，９ｂに至るまでのステージ部７，９の長さを調整することが好ましい。

なお、前述のように、ステージ部７，９の一端部７ｂ，９ｂからはみ出す磁気センサチップ３，５の長さ調整については、磁気センサチップ３，５と連結リード１７とが厚さ方向に重ならない場合にも適用することができる。すなわち、例えば、磁気センサチップ３，５が基準軸線Ｌ１，Ｌ３よりもリード１５側にはみ出している場合には、ステージ部７，９を傾斜させた際に磁気センサチップ３，５が樹脂モールド部２７の下面２７ａ側に近づく方向に移動することになる。このため、この傾斜の際に磁気センサチップ３，５の端部３ｃ，５ｃが樹脂モールド部２７の下面２７ａから外方に露出しないように、ステージ部７，９の表面７ａ，９ａに沿って一端部７ｂ，９ｂからはみ出す磁気センサチップ３，５の長さを調整することが好ましい。

また、本発明の実施形態では、互いに平行な基準軸線Ｌ１，Ｌ３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６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のリードフレームに磁気センサチップを搭載した状態を示す側断面図である。 図１の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）は拡大断面図、（ｃ）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。 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６の磁気センサの側断面図である。 この発明の他の実施形態に係る磁気センサを示す側断面図である。 この発明の他の実施形態に係る磁気センサを示す側断面図である。 この発明の他の実施形態に係る磁気センサを示す平面図である。 本発明の第２の実施形態に係るリードフレームを示す平面図である。 図１１のリードフレームに磁気センサチップを搭載した状態を示す側断面図である。 図１１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側断面図である。 この発明の他の実施形態に係る磁気センサを示す側断面図である。 この発明の他の実施形態に係る磁気センサを示す側断面図である。 図１６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。 この発明の他の実施形態に係る磁気センサを示す側断面図である。 この発明の他の実施形態に係る磁気センサを示す側断面図である。 この発明の他の実施形態に係るリードフレームを示す平面図である。 図１９のリードフレームに磁気センサチップを搭載した状態を示す側断面図である。 この発明の他の実施形態に係るリードフレームを示す平面図である。 図２１のリードフレームに磁気センサチップを搭載した状態を示す側断面図である。 この発明の他の実施形態に係るリードフレームを示す平面図である。 図２３のリードフレームに磁気センサチップを搭載した状態を示す側断面図である。 この発明の他の実施形態に係るリードフレームを示す平面図である。 図２５のリードフレームに磁気センサチップを搭載した状態を示す側断面図である。 この発明の他の実施形態に係るリードフレームを示す平面図である。 図２７のリードフレームに磁気センサチップを搭載した状態を示す側断面図である。 この発明の実施形態に係るリードフレームの各部寸法を示す概略側面図である。 この発明の他の実施形態に係る磁気センサを示す側断面図である。

符号の説明

１，２・・・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・・・リード、１６・・・連結用リード（連結部）、１６ａ・・・一端部（捻れ部）、１７・・・連結リード、１７ａ・・・先端部、１７ｃ・・・基端部、１７ｄ・・・中途部、３０，３１・・・磁気センサ（物理量センサ）、Ｅ，Ｆ・・・金型、Ｌ１，Ｌ３・・・基準軸線、Ｌ２・・・中心軸線

Claims (5)

1. 各々の表面に物理量センサチップを載置する少なくとも２つのステージ部と、その周囲に配される複数のリードを備えるフレーム部とを有する金属製薄板からなるリードフレームであって、
   前記複数のリードの一部が、各ステージ部の一端部に連結される複数の連結リードを構成し、
   相互に対向する前記２つのステージ部の各他端部には、前記ステージ部の裏面側に突出する突出片が形成され、
   前記２つのステージ部に連結された全ての前記連結リードは、各ステージ部の一端部から前記２つのステージ部を並べた方向に突出し、
   各連結リードの中途部に、前記フレーム部に対して基準軸線を中心に前記ステージ部を揺動させる易変形部が形成され、
   前記ステージ部と、前記易変形部を含む前記中途部から前記ステージ部までの間に位置する前記連結リードの先端部とが、前記中途部よりもステージ部から離れて位置する前記連結リードの基端部に対して、前記金属製薄板の厚さ方向にずれた位置に配されていることを特徴とするリードフレーム。
2. 前記ステージ部、及び、前記ステージ部側に位置する前記連結リードの先端部から前記中途部までが、前記ステージ部の表面側から窪むことで、前記中途部よりも前記ステージ部から離れて位置する前記連結リードの基端部よりも薄く形成されていることを特徴とする請求項１に記載のリードフレーム。
3. 前記突出片が、各ステージ部に一対形成され、
   一対の突出片の中途部が、リブによって相互に連結されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のリードフレーム。
4. 前記ステージ部の表面と同じ方向に向く各突出片の表面に、その突出方向にわたってＶ字状の溝が形成されていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のリードフレーム。
5. 請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のリードフレームを用いて、前記ステージ部、前記物理量センサチップ、および複数の前記リードを一体的に固定してなることを特徴とする物理量センサ。

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