KR20070030226A - 물리량 센서 및 이것에 사용하는 리드 프레임 - Google Patents

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KR20070030226A
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stage
lead
magnetic sensor
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leads
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겐이찌 시라사까
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야마하 가부시키가이샤
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Abstract

금속성 박판으로 이루어지는 리드 프레임은 물리량 센서 칩이 적재되고 이 물리량 센서 칩의 적재면보다도 작은 면적을 갖는 적어도 2개의 스테이지부와, 이들 스테이지부를 둘러싸는 직사각형 프레임부와, 이 프레임부로부터 스테이지부 방향으로 연장되어 스테이지부의 주위에 배치되고 또한 프레임부와 각 스테이지부를 연결하는 연결 리드를 포함하는 복수의 리드와, 연결 리드에 형성되고 변형함으로써 스테이지부를 경사시키는 변형 용이부를 갖고, 물리량 센서 칩은 그 적재면을 스테이지부 및 복수의 리드의 일부와 프레임부의 두께 방향으로 중첩시켜 적재된다.
스테이지부, 리드 프레임, 물리량 센서 칩, 리드, 자기 센서 칩

Description

물리량 센서 및 이것에 사용하는 리드 프레임{PHYSICAL QUANTITY SENSOR, AND REED FRAME USED FOR THE SAME}
본 발명은, 자기나 중력 등의 물리량의 방위나 방향을 측정하는 물리량 센서 및 이것에 사용하는 리드 프레임에 관한 것이다.
본원은 2004년 10월 1일에 출원된 특허 출원 제2004-290472호, 2004년 10월 8일에 출원된 특허 출원 제2004-296370호, 및 2005년 3월 25일에 출원된 특허 출원 제2005-87621호를 기초로 하여 우선권을 주장하고, 그 내용을 본원에 원용한다.
최근, 휴대 전화기 등의 휴대 단말 장치에는 사용자의 위치 정보를 표시시키는 GPS(Global Positioning System) 기능을 갖는 것이 등장하고 있다. 이 GPS 기능에 더하여, 지자기(地磁氣)를 정확하게 검출하는 기능이나 가속도를 검출하는 기능을 갖게 함으로써 사용자가 휴대하는 휴대 단말 장치의 3차원 공간 내의 방위나 방향 혹은 이동 방향의 검지를 행할 수 있다.
상술한 기능을 휴대 단말 장치에 갖게 하기 위해서는, 자기 센서, 가속도 센서 등의 물리량 센서를 휴대 단말 장치에 내장시키는 것이 필요해진다. 이러한 물리량 센서에 의해 3차원 공간에서의 방위나 가속도를 검지하기 위해서는, 물리량 센서 칩을 경사진 설치면에 탑재할 필요가 있다.
상술한 물리량 센서는 현재 다양한 것이 제공되고 있다. 예를 들어, 그 하나로서 상술한 구성과는 달리 경사지지 않은 설치면에 2개의 자기 센서 칩을 탑재하는 자기 센서가 알려져 있다. 이 자기 센서는 기판에 적재되고, 기판의 표면을 따라 서로 직교하는 2방향(X, Y방향)의 외부 자계의 자기 성분에 대해 감응하는 한쪽 자기 센서 칩(물리량 센서 칩)과, 기판의 표면에 직교하는 방향(Z방향)의 외부 자계의 자기 성분에 대해 감응하는 다른 쪽 자기 센서 칩을 갖고 있다. 이 자기 센서는 이들 한 쌍의 자기 센서 칩에 의해 검출된 자기 성분에 의해, 지자기 성분을 3차원 공간 내의 벡터로서 측정을 행하고 있다.
그런데, 이 자기 센서는 다른 쪽 자기 센서 칩을 기판의 표면에 대해 수직으로 세운 상태에서 적재하고 있으므로, 두께(Z방향에 대한 높이)가 증가해 버리는 문제가 있다. 따라서, 이 두께를 가능한 한 작게 하기 위해, 상술한 바와 같이 경사진 설치면에 물리량 센서 칩을 탑재하는 것이 특허 문헌 1, 2 및 3에 기재되어 있다.
예를 들어, 특허 문헌 1은 물리량 센서로서 가속도 센서를 개시하고 있다. 이 가속도 센서는 편측 빔 구조이며, 기판에 대해 미리 가속도 센서 칩을 경사시켜 탑재하고 있다. 따라서, 경사 방향에 따른 소정 축 방향의 감도를 높게 유지하고, 기판의 표면을 따르는 방향을 포함하는 다른 축 방향의 감도를 저감할 수 있다.
그러나, 종래의 물리량 센서에서는 물리량 센서 칩을 경사시킨 설치면에 배치하기 위해 패키징에 충분한 면적이나 높이가 필요해진다. 따라서, 종래의 패키징을 이용하여 소형의 휴대 단말 장치 내에 콤팩트하게 내장하는 것에는 한계가 있 었다.
특허 문헌 1 : 일본 특허 공개 평9-292408호 공보
특허 문헌 2 : 일본 특허 공개 제2002-156204호 공보
특허 문헌 3 : 일본 특허 공개 제2004-128473호 공보
본 발명은 상술한 사정에 비추어 이루어진 것으로, 물리량 센서 칩을 소형이고 또한 박형의 패키지 내에서 경사시켜 수납할 수 있는 물리량 센서 및 이것에 이용하는 리드 프레임을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명에 의한 금속성 박판으로 이루어지는 리드 프레임은 물리량 센서 칩이 적재되고 이 물리량 센서 칩의 적재면보다도 작은 면적을 갖는 적어도 2개의 스테이지부와, 이들 스테이지부를 둘러싸는 직사각형 프레임부와, 이 프레임부로부터 상기 스테이지부 방향으로 연장되어 상기 스테이지부의 주위에 배치되고 또한 상기 프레임부와 상기 각 스테이지부를 연결하는 연결 리드를 포함하는 복수의 리드와, 상기 연결 리드에 형성되고 변형함으로써 상기 스테이지부를 경사시키는 변형 용이부를 갖고, 상기 물리량 센서 칩은 그 적재면을 상기 스테이지부 및 상기 복수의 리드의 일부와 상기 프레임부의 두께 방향으로 중첩시켜 적재된다.
본 발명에 따른 리드 프레임에 있어서, 상기 연결 리드는 상기 프레임부의 한 변에 나열된 상기 리드이며, 그 연결 리드의 중도부에 상기 프레임부에 대해 기준 축선을 중심으로 상기 스테이지부를 경사시키기 위한 변형 용이부가 형성되어도 좋다.
이 구성의 리드 프레임을 이용하여 2개 이상의 물리량 센서 칩을 상호 경사시킬 때에는, 처음에 물리량 센서 칩을 각 스테이지부의 표면에 적재한다. 물리량 센서 칩의 적재면의 일부는, 스테이지부로부터 돌출되므로 복수의 리드의 일부와 중첩하여 배치된다. 이어서, 프레임부를 고정한 상태에서 스테이지부를 압박함으로써, 변형 용이부가 변형하여 기준 축선을 중심으로 스테이지부 및 물리량 센서 칩을 프레임부에 대해 경사시킬 수 있다.
여기서, 변형 용이부는 연결 리드의 중도부에 형성되어 있으므로, 이 변형 용이부보다도 스테이지부측에 위치하는 연결 리드의 선단부는 스테이지부와 함께 경사진다. 즉, 이 연결 리드의 선단부와 물리량 센서 칩을 리드 프레임의 두께 방향으로 겹치는 위치에 배치해도, 물리량 센서 칩과 연결 리드가 서로 간섭(접촉)하는 것을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 리드 프레임에 있어서는 상기 연결 리드가 상기 스테이지부의 중심을 지나는 중심 축선의 선대칭이 되는 위치에 있어서 각각의 스테이지부로부터 한 쌍 돌출하여 상기 프레임부에 연결되는 동시에, 상기 변형 용이부로서 변형 가능한 비틀림부를 갖고, 이 비틀림부 및 상기 스테이지부가 상기 리드에 대해 상기 리드 프레임의 두께 방향으로 어긋난 위치에 배치되어도 좋다.
이 구성의 리드 프레임에 따르면, 프레임부를 고정한 상태에서 스테이지부를 압박함으로써 각각의 스테이지부에 연결된 한 쌍의 연결 리드가 기준 축선 주위로 비틀림부에 있어서 비틀리므로, 스테이지부를 프레임부에 대해 경사시킬 수 있다.
이 때, 비틀림부 및 스테이지부는 리드에 대해 리드 프레임의 두께 방향으로 옮겨 배치되어 있으므로, 물리량 센서 칩을 리드에 근접시키는 방향으로 스테이지부와 함께 경사시켜도 물리량 센서 칩이 리드와 접촉하는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 물리량 센서 칩의 크기에 비교하여 리드 프레임의 크기를 작게 할 수 있어, 물리량 센서의 크기를 작게 할 수 있다.
본 발명의 리드 프레임에 있어서, 상기 스테이지부의 표면에 전기적인 절연 재료로 이루어지는 시트 형상의 절연 필름이 설치되어도 좋다.
이 구성의 리드 프레임을 이용하여, 물리량 센서를 제조할 때에는 물리량 센서 칩은 절연 필름을 통해 각 스테이지부의 표면에 적재된다. 이어서, 와이어 본딩에 의해 물리량 센서 칩과 리드를 전기적으로 접속시킨다. 그 후, 프레임부를 고정한 상태에서 스테이지부를 압박함으로써 변형 용이부가 변형하여 기준 축선을 중심으로 스테이지부 및 물리량 센서 칩을 프레임부에 대해 경사시킬 수 있다.
물리량 센서 칩과 스테이지부는 절연 필름에 의해 전기적으로 절연되므로, 물리량 센서 칩과 스테이지부에 연결된 연결 리드는 전기적으로 절연된다. 따라서, 전술한 와이어 본딩에 의한 물리량 센서 칩의 전기 접속에 연결 리드도 이용할 수 있다. 즉, 리드 프레임의 크기를 바꾸는 일 없이 물리량 센서 칩과 전기 접속 가능한 리드의 수를 증가시킬 수 있다.
본 발명의 리드 프레임에 있어서, 각각의 상기 스테이지부는 상기 리드 프레임의 내측 영역의 다른 코너부보다도 1개의 코너부에 근접한 위치에 배치되고, 자기 센서 칩이 리드 프레임의 1개의 변에 설치된 복수의 리드에만 중첩하도록 배치되도록 해도 좋다.
본 구성의 리드 프레임을 이용하여 물리량 센서를 제조할 때에, 물리량 센서 칩은 리드 프레임의 1개의 코너부에 근접한 스테이지부의 표면에 적재된다. 물리량 센서 칩의 스테이지부의 표면으로부터 돌출된 적재면은 동일한 변에 설치된 복수 리드 중 일부와 리드 프레임의 두께 방향으로 겹쳐 배치된다.
그 후, 와이어 본딩에 의해 물리량 센서 칩과 리드를 전기적으로 접속시킨다. 물리량 센서 칩과 두께 방향으로 겹치는 리드는 와이어 본딩이 곤란해진다. 그러나, 이 구성에 있어서는 리드 프레임의 내측 영역의 한 변의 중앙부에 스테이지부를 배치하는 경우와 비교하여, 물리량 센서 칩과 겹치는 리드의 수가 감소한다. 따라서, 직사각형 프레임부에 대한 리드의 배치를 바꾸는 일 없이 물리량 센서 칩과 전기 접속 가능한 리드의 수를 충분히 확보할 수 있다. 이 전기 접속의 종료 후에는 연결 리드를 변형시켜 스테이지부 및 물리량 센서 칩을 리드 프레임에 대해 경사시킨다.
본 구성의 리드 프레임에 있어서는, 상기 리드 프레임이 대략 정사각 형상으로 형성되고, 상기 2개의 스테이지부가 상기 내측 영역의 동일 변 상에 위치하는 2개의 코너부에 근접하도록 배치되어 있어도 좋다.
본 구성의 리드 프레임에 따르면, 스테이지부를 내측 영역의 동일 변 상에 치우쳐 배치함으로써 상기 한 변에 대향하는 변측에 위치하는 내측 영역이 잉여 영역이 되므로, 이 잉여 영역에 다른 물리량 센서 칩이나 신호 처리 LSI 등을 적재하기 위한 스테이지부를 새롭게 설치할 수 있다.
또한, 스테이지부를 리드 프레임의 내측 영역의 코너부에 배치하는 구성에 있어서, 2개의 상기 스테이지부는 상기 내측 영역의 대각선 상에 배치되어도 좋다.
본 구성의 리드 프레임을 이용하여 수지에 의해 스테이지부, 물리량 센서 칩 및 리드를 일체적으로 몰드할 때에는 금형에 의해 프레임부를 끼워 넣는 동시에 금형 내의 수지 형성 공간에 스테이지부, 물리량 센서 칩 및 리드를 배치하고, 수지 형성 공간을 수지로 채운다. 이 때, 직사각 형상의 내측 영역 중, 2개의 스테이지부의 배열 방향이 되는 한쪽 대각선과 교차하는 다른 쪽 대각선 상에 위치하는 한쪽 코너부로부터 다른 쪽 코너부측을 향해 전술한 수지 형성 공간에 용융한 수지를 유입시킨다. 이 수지의 유입 경로 상에는 스테이지부나 물리량 센서 칩이 위치하지 않으므로, 이들 스테이지부나 물리량 센서 칩에 의해 용융 수지의 흐름이 방해되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 물리량 센서는 물리량 센서 칩을 적재하는 스테이지부와, 이 스테이지부의 주위에 배치되고 또한 스테이지부와 연결되는 연결 리드를 포함하는 복수의 리드와, 상기 연결 리드에 형성되고 변형함으로써 상기 스테이지부를 경사시키는 변형 용이부와, 경사진 상기 스테이지부에 적재되고 단부를 상기 복수의 리드의 일부와 상기 리드의 두께 방향으로 중첩시켜 배치된 물리량 센서 칩과, 상기 스테이지부, 상기 복수의 리드 및 상기 물리량 센서 칩을 일체적으로 고정하는 몰드 수지를 갖는다.
본 발명에 관한 물리량 센서에 따르면, 리드와 물리량 센서 칩을 상호 접촉시키는 일 없이 물리량 센서 칩을 경사시킬 수 있으므로, 물리량 센서의 소형화를 도모할 수 있다.
본 발명의 리드 프레임에 따르면, 물리량 센서 칩을 패키지 내에 있어서 경사시켜 수납하는 물리량 센서를 보다 소형이고 또한 박형으로 할 수 있다.
도1은 본 발명의 제1 실시예에 관한 리드 프레임을 도시하는 평면도이다.
도2는 도1에 도시된 리드 프레임에 자기 센서 칩을 탑재한 상태를 도시하는 측단면도이다.
도3A는 도1에 도시된 리드 프레임의 돌출편을 도시하는 확대 측면도이다.
도3B는 도1에 도시된 리드 프레임의 돌출편을 도시하는 확대 단면도이다.
도3C는 도1에 도시된 리드 프레임의 돌출편의 형성 방법을 도시하는 확대 단면도이다.
도4는 도1에 도시된 리드 프레임에 있어서 스테이지부를 경사시키는 방법을 도시하는 측단면도이다.
도5는 도1에 도시된 리드 프레임에 있어서 스테이지부를 경사시키는 방법을 도시하는 측단면도이다.
도6은 도1에 도시된 리드 프레임을 이용하여 제조되는 자기 센서를 도시하는 평면도이다.
도7은 도6에 도시된 자기 센서의 측단면도이다.
도8은 본 발명의 제1 실시예에 있어서의 연결 리드의 변형예를 도시하는 측단면도이다.
도9는 본 발명의 제1 실시예에 있어서의 연결 리드의 다른 변형예를 도시하는 측단면도이다.
도10은 도1에 도시된 리드 프레임을 이용하여 제조되는 자기 센서의 다른 예를 도시하는 평면도이다.
도11은 본 발명의 제2 실시예에 관한 리드 프레임을 도시하는 평면도이다.
도12는 도11에 도시된 리드 프레임에 자기 센서 칩을 탑재한 상태를 도시하는 측단면도이다.
도13은 도11에 도시된 리드 프레임을 이용하여 제조되는 자기 센서를 도시하는 측단면도이다.
도14는 본 발명의 제2 실시예의 변형예에 관한 리드 프레임을 이용한 자기 센서를 도시하는 측단면도이다.
도15는 본 발명의 제1 및 제2 실시예에 있어서의 돌출편의 변형예를 도시하는 측단면도이다.
도16은 도15에 도시된 돌출편의 굴곡 가공을 도시하는 측단면도이다.
도17은 본 발명의 제1 및 제2 실시예에 있어서의 돌출편의 다른 변형예를 도시하는 측단면도이다.
도18은 본 발명의 제1 및 제2 실시예에 있어서의 돌출편의 또 다른 변형예를 도시하는 측단면도이다.
도19는 본 발명의 제1 실시예에 있어서의 돌출편의 제1 변형예를 도시하는 평면도이다.
도20은 도19에 도시된 리드 프레임에 자기 센서 칩을 탑재한 상태를 도시하는 측단면도이다.
도21은 본 발명의 제1 실시예에 있어서의 돌출편의 제2 변형예를 도시하는 평면도이다.
도22는 도21에 도시된 리드 프레임에 자기 센서 칩을 탑재한 상태를 도시하는 측단면도이다.
도23은 본 발명의 제1 실시예에 있어서의 돌출편의 제3 변형예를 도시하는 평면도이다.
도24는 도23에 도시된 리드 프레임에 자기 센서 칩을 탑재한 상태를 도시하는 측단면도이다.
도25는 본 발명의 제1 실시예에 있어서의 돌출편의 제4 변형예를 도시하는 평면도이다.
도26은 도25에 도시된 리드 프레임에 자기 센서 칩을 탑재한 상태를 도시하는 측단면도이다.
도27은 본 발명의 제1 실시예에 있어서의 돌출편의 제5 변형예를 도시하는 평면도이다.
도28은 도27에 도시된 리드 프레임에 자기 센서 칩을 탑재한 상태를 도시하는 측단면도이다.
도29는 본 발명의 실시예에 관한 리드 프레임의 각 부분 치수를 도시하는 개략 측면도이다.
도30은 본 발명의 실시예에 관한 자기 센서를 도시하는 측단면도이다.
도31은 본 발명의 제3 실시예에 관한 리드 프레임을 도시하는 평면도이다.
도32는 도31에 도시된 리드 프레임에 자기 센서 칩을 탑재한 상태를 도시하는 측단면도이다.
도33은 도31에 도시된 리드 프레임에 있어서 스테이지부를 경사시키는 방법을 도시하는 측단면도이다.
도34는 도31에 도시된 리드 프레임에 있어서 스테이지부를 경사시키는 방법을 도시하는 측단면도이다.
도35는 도31에 도시된 리드 프레임을 이용하여 제조되는 자기 센서를 도시하는 평면도이다.
도36은 도35에 도시된 자기 센서를 도시하는 측단면도이다.
도37은 본 발명의 제3 실시예의 변형예에 관한 리드 프레임에 자기 센서 칩을 탑재한 상태를 도시하는 평면도이다.
도38은 도37의 G-G선 화살표 단면도이다.
도39는 본 발명의 제3 실시예의 다른 변형예에 관한 리드 프레임을 도시하는 평면도이다.
도40은 본 발명의 제4 실시예에 관한 리드 프레임 및 자기 센서를 도시하는 평면도이다.
도41은 도40의 G-G선 화살표 단면도이다.
도42는 도40의 H-H선 화살표 단면도이다.
도43은 도40에 도시된 리드 프레임에 있어서 스테이지부를 경사시키는 방법을 도시하는 측단면도이다.
도44는 도40에 도시된 리드 프레임에 있어서 스테이지부를 경사시키는 방법을 도시하는 측단면도이다.
도45는 도40에 도시된 리드 프레임을 이용하여 제조되는 자기 센서를 도시하는 평면도이다.
도46은 도45의 I-I선 화살표 단면도이다.
도47은 도45의 J-J선 화살표 단면도이다.
도48은 본 발명의 제5 실시예에 관한 리드 프레임 및 자기 센서를 도시하는 평면도이다.
[부호의 설명]
1, 2, 101, 142, 146, 201, 231 : 리드 프레임
3, 3, 103, 105, 203, 205 : 자기(물리량) 센서 칩
7, 9, 107, 109, 207, 209 : 스테이지부
11, 111, 211 : 프레임부
15, 115, 117, 215, 216 : 리드
16, 17, 217 : 연결 리드
119, 121 : 연결부
30, 31, 140, 230 : 자기 센서(물리량 센서)
131, 133 : 절연 필름
(제1 실시예)
도1 내지 도7은 본 발명의 제1 실시예를 도시하고 있다. 본 실시예에 관한 자기 센서(물리량 센서)는, 상호 경사시킨 2개의 자기 센서 칩에 의해 외부 자계의 방향과 크기를 측정한다. 이 자기 센서는 박판 형상의 구리재 등으로 이루어지는 금속판에 프레스 가공 및 에칭 가공을 실시하여 형성되는 리드 프레임을 이용하여 제조된다.
리드 프레임(1)은 도1 및 도2에 도시한 바와 같이, 평면에서 보아 직사각형의 판 형상으로 형성된 자기 센서 칩(물리량 센서 칩)(3, 5)을 배치하기 위한 2개의 스테이지부(7, 9)와, 스테이지부(7, 9)를 지지하는 프레임부(11)를 구비한다. 이들 스테이지부(7, 9)와 프레임부(11)는 일체적으로 형성되어 있다. 프레임부(11)는 스테이지부(7, 9)를 둘러싸도록 평면에서 보아 직사각형의 프레임 형상으로 형성된 직사각형 프레임부(13)와, 이 직사각형 프레임부(13)로부터 내측을 향해 돌출하는 복수의 리드(15, 17)로 이루어진다. 리드(15)는 자기 센서 칩(3, 5)의 본딩 패드(도시하지 않음)와 전기적으로 접속된다. 리드(17)[이하, 연결 리드(17)라고도 함]는 직사각형 프레임부(13)와 스테이지부(7, 9)를 서로 연결하는 연결 리드의 역할을 한다. 또한, 전기 접속을 위한 리드(15)에는 직사각형 프레임부(13)의 코너부로부터 돌출하는 리드도 포함된다.
2개의 스테이지부(7, 9)는 직사각형 프레임부(13)의 한 변을 따라 나열되어 배치되어 있고, 그 표면(7a, 9a)에 각각 자기 센서 칩(3, 5)을 적재한다. 각 스테 이지부(7, 9)의 일단부(7b, 9b)는 이들 2개의 스테이지부(7, 9)를 나열한 방향으로 돌출하는 복수의 연결 리드(17)에 연결된다.
스테이지부(7, 9)의 표면(7a, 9a) 및 스테이지부(7, 9)측에 위치하는 연결 리드(17)의 선단부(17a)로부터 중도부까지의 표면(17b)은, 포토 에칭 가공이 실시된다. 이에 의해, 연결 리드(17)의 선단부(17a) 및 스테이지부(7, 9)의 두께는 연결 리드(17)의 기단부(17c)나 후술하는 돌출편(19, 21)보다도 얇다. 연결 리드(17)의 선단부(17a)의 표면(17b)은 스테이지부(7, 9)의 표면(7a, 9a)과 함께 동일 평면이며, 자기 센서 칩(3, 5)을 적재한다.
상호 대향하는 스테이지부(7, 9)의 타단부(7c, 9c)에는, 스테이지부(7, 9)의 이면(7d, 9d)측으로 돌출하는 한 쌍의 돌출편(19, 21)이 각각 형성된다. 이들 돌출편(19, 21)은 각 스테이지부(7, 9)의 폭방향을 따라 교대로 나열되어 배치된다. 돌출편(19, 21)을 스테이지부(7, 9)에 대해 굴곡시키는 돌출편(19, 21)의 기단부에도, 전술한 포토 에칭 가공이 실시되어 있어, 스테이지부(7, 9)와 동등한 두께로 되어 있다.
즉, 돌출편(19, 21)의 기단부는 다른 부분보다도 얇게 형성되어 변형 가능하게 되어 있다. 따라서, 스테이지부(7, 9)에 대한 돌출편(19, 21)의 경사 각도를 정밀도 좋게 설정하는 것이 가능해진다.
이들 한 쌍의 돌출편(19, 21)의 중도부는 리브(23)에 의해 상호 연결되어 있다.
도3A 및 도3B에 도시한 바와 같이, 스테이지부(7, 9)의 표면(7a, 9a)과 동일 한 측에 위치하는 각 돌출편(19, 21)의 표면(19a, 21a)에는 그 길이 방향에 걸쳐 V자 형상의 홈(25)이 형성되어 있다. 이들 리브(23) 및 홈(25)은 돌출편(19, 21)의 강성을 높여, 돌출편(19, 21)의 선단부에 외력이 가해졌을 때에 돌출편(19, 21)이 휘는 것을 방지하고 있다.
이들 돌출편(19, 21)은 도3A 및 도3C에 도시한 바와 같이 금속제 박판으로 리드 프레임(1)을 형성하는 펀칭 가공에 있어서, 그 이면(19b, 21b)으로부터 표면(19a, 21a)을 향해 펀칭하여 형성된다. 따라서, 돌출편(19, 21)의 이면(19b, 21b)측의 선단부(19c, 21c)는 매끄럽게 라운딩되어 있다.
다음에, 상술한 리드 프레임(1)을 이용하여 자기 센서를 제조하는 방법을 설명한다.
처음에, 도1 및 도2에 도시한 바와 같이 스테이지부(7, 9)의 표면(7a, 9a)에 자기 센서 칩(3, 5)을 접착한다. 이 상태에 있어서, 각 자기 센서 칩(3, 5)은 그 한 변이 연결 리드(17)의 길이 방향에 직교하도록 배치되어 있다. 각 자기 센서 칩(3, 5)은 전술한 포토 에칭 가공에 의해 얇게 형성된 연결 리드(17)의 선단부(17a)로부터 중도부에 이르는 영역에 배치되어 있다.
이어서, 자기 센서 칩(3, 5)의 표면에 균등 간격으로 배치된 본딩 패드(도시하지 않음)와 연결 리드(17)를 와이어(도시하지 않음)에 의해 전기적으로 접속한다. 스테이지부(7, 9)를 경사시킬 때에는, 와이어와 자기 센서 칩(3, 5)의 본딩 부분으로부터 와이어와 연결 리드(17)의 본딩 부분까지의 거리가 변화되므로 이 와이어의 재질은 구부리기 쉽고 유연한 것이 바람직하다.
이어서, 자기 센서 칩(3, 5), 스테이지부(7, 8), 리드(15, 17)를 일체적으로 고정하는 수지 몰드부를 형성한다.
즉, 도4에 도시한 바와 같이 오목부(E1)를 갖는 금형(E)의 표면(E2)에 리드 프레임(1)의 직사각형 프레임부(13)를 배치한다. 이 때, 직사각형 프레임부(13)의 내측에 있는 리드(15, 17), 스테이지부(7, 9), 자기 센서 칩(3, 5), 돌출편(19, 21)은 오목부(E1)의 상방에 배치된다. 이 상태에 있어서는, 오목부(E1)측으로부터 상방측을 향해 자기 센서 칩(3, 5), 스테이지부(7, 9), 돌출편(19, 21)이 차례로 위치한다.
돌출편(19, 21)의 상방에는 평탄면(F1)을 갖는 금형(F)이 설치되어 있고, 전술한 금형(E)과 함께 리드 프레임(1)의 직사각형 프레임부(13)를 끼워 넣는다. 이 리드 프레임(1)과 금형(F) 사이에는, 리드(15)에 부착되는 수지 버어를 방지하거나 금형(F)과 수지를 박리하기 쉽게 하기 위한 시트(S)가 삽입된다.
다음에, 도5에 도시한 바와 같이 이들 2개의 금형(E, F)에 의해 직사각형 프레임부(13)를 끼워 넣는다. 그러면, 금형(F)의 평탄면(F1)에 의해 각 돌출편(19, 21)의 선단부(19c, 21c)가 압박된다. 돌출편(19, 21)의 강성은 리브(23)나 V자 형상의 홈(25)에 의해 보강되어 있으므로, 이 압박에 의해 돌출편(19, 21)이 휘는 것을 방지할 수 있다. 이 때에는, 돌출편(19, 21)의 선단부와 시트(S)가 상호 접촉하지만, 접촉하는 돌출편(19, 21)의 선단부(19c, 21c)는 라운딩된 형상으로 되어 있으므로, 돌출편(19, 21)에 의해 시트(S)가 파열되는 것을 방지할 수 있다.
돌출편(19, 21)이 압박되면 각 스테이지부(7, 9)에 연결된 연결 리드(17)의 중도부(17d)가 변형한다. 따라서, 동일한 자기 센서 칩(3, 5)을 지지하는 연결 리드(17)의 중도부(17d)를 상호 연결하는 기준 축선(L1)을 중심으로, 스테이지부(7, 9)가 프레임부(1)에 대해 경사진다. 연결 리드(17)의 중도부(17d)는 포토 에칭 가공에 의해 얇게 형성되어 변형 용이부로 되어 있으므로, 스테이지부(7, 9)를 용이하게 경사시킬 수 있다. 이에 의해, 스테이지부(7, 9)에 탑재된 자기 센서 칩(3, 5)이, 사각형 프레임부(13)이나 평탄면(F1)에 대하여 소정의 각도로 경사진다.
그 후, 금형(F)의 평탄면(F1)에 의해 돌출편(19, 21)의 선단부(19c, 21c)를 압박한 상태에서 금형(E, F) 내에 용융 수지를 사출하고, 자기 센서 칩(3, 5)을 수지의 내부에 매립한다. 이에 의해, 도6 및 도7에 도시한 바와 같이 자기 센서 칩(3, 5)이 상호 경사진 상태에서 수지 몰드부(27)의 내부에 고정된다.
여기서 이용하는 수지는 수지의 유동에 의해 자기 센서 칩(3, 5) 및 스테이지부(7, 9)의 경사 각도가 변화하지 않도록 유동성이 높은 재질인 것이 바람직하다.
마지막으로, 직사각형 프레임부(13)를 잘라내어 리드(15, 17)를 개별적으로 나누어, 자기 센서(30)의 제조가 종료된다.
이상과 같이 제조된 자기 센서(30)에 설치된 자기 센서 칩(3, 5)은 수지 몰드부(27)의 하면(27a)에 대해 경사져 있다. 또한, 상호 대향하는 자기 센서 칩(3, 5)의 일단부(3b, 5b)가 수지 몰드부(27)의 상면(27c)측을 향한다. 자기 센서 칩(3)의 표면(3a)은 자기 센서 칩(5)의 표면(5a)을 기준으로 하여 예각으로 경사져 있다. 즉, 스테이지부(9)에 대한 스테이지부(7)의 각도(θ)는 예각이다.
자기 센서 칩(3)은 외부 자계의 2방향의 자기 성분에 대해 각각 감응한다. 이들 2개의 감응 방향은 자기 센서 칩(3)의 표면(3a)을 따라 서로 직교하는 A방향 및 B방향이다.
또한 자기 센서 칩(5)은 외부 자계의 2방향의 자기 성분에 대해 감응한다. 이들 2개의 감응 방향은 자기 센서 칩(5)의 표면(5a)을 따라 서로 직교하는 C방향 및 D방향이다.
여기서, A 및 C방향은 기준 축선(L1)과 평행하고, 서로 역방향이다. B 및 D방향은 기준 축선(L1)에 직교하는 방향이고, 서로 역방향이다.
표면(3a)을 따른 A 및 B방향을 포함하는 A-B 평면은, 표면(5a)을 따른 C 및 D방향을 포함하는 C-D 평면에 대해 예각의 각도(θ)로 교차하고 있다.
이 각도(θ)는 0°보다도 크고 90°이하이며, 이론상으로는 0°보다도 큰 각도이면 3차원적인 지자기의 방위를 측정할 수 있다. 단, 실제상 각도(θ)는 20° 이상인 것이 바람직하고, 30°이상인 것이 더욱 바람직하다.
외부에 대해 자기 센서 칩(3 및 5)을 전기적으로 접속하기 위한 복수의 리드(15)의 이면(15a)은 수지 몰드부(27)의 하면(27a)으로부터 노출되어 있다. 이 리드(15)의 일단부는 금속제 와이어(29)에 의해 자기 센서 칩(3 및 5)과 전기적으로 접속되어 있고, 그 접속 부분은 수지 몰드부(27)의 내부에 매립되어 있다.
스테이지부(7 및 9)를 경사시키기 위해 이용한 연결 리드(17)의 중도부(17d) 및 선단부(17a)는 스테이지부(7, 9)와 함께 경사져 있으므로 수지 몰드부(27) 내에 매립되어 있다. 연결 리드(17)의 기단부(17c)의 이면(17e)만이 수지 몰드부(27)의 하면(27a)으로부터 노출되어 있다.
이 자기 센서(30)는, 예를 들어 휴대 단말 장치 내의 기판에 탑재된다. 이 휴대 단말 장치는 자기 센서(30)에 의해 지자기의 방위를 측정하고, 그 방위를 표시 패널에 표시시킨다.
상기한 리드 프레임(1) 및 자기 센서(30)에 있어서는, 스테이지부(7, 9)를 경사시키기 위한 변형 용이부가 연결 리드(17)의 중도부(17d)에 형성되어 있다. 이로 인해, 이 변형 용이부보다도 스테이지부(7, 9)측에 위치하는 연결 리드(17)의 선단부(17a)는 스테이지부(7, 9)와 함께 경사진다. 따라서, 이 선단부(17a)에 자기 센서 칩(3 및 5)을 배치하여 경사시켰을 때에, 자기 센서 칩(3 및 5)과 연결 리드(17)가 상호 간섭(접촉)하는 일은 없다. 즉, 선단부(17a)와 자기 센서 칩(3, 5)을 금속제 박판의 두께 방향으로 겹치는 위치에 배치할 수 있다. 따라서, 그만큼 자기 센서(30)를 소형화할 수 있다. 이와 같이, 수지 몰드부(27)의 내부에서 규정되는 소형이고 또한 박형인 패키지 내에 있어서 자기 센서 칩(3 및 5)을 경사시켜 수납할 수 있어, 자기 센서(30)의 소형화를 용이하게 도모할 수 있다.
또한, 자기 센서 칩(3 및 5)은 각각 스테이지부(7 및 9)의 표면(7a 및 9a)과 연결 리드(17)의 선단부(17a)의 표면(17b)에 적재시킬 수 있으므로, 자기 센서 칩(3, 5)을 스테이지부(7, 9)의 표면(7a, 9a)에 안정적으로 적재할 수 있다.
또한, 스테이지부(7, 9)를 포토 에칭 가공에 의해 돌출편(19, 21)보다도 얇게 형성하는 동시에, 돌출편(19, 21)의 강성을 리브(23)나 V자 형상의 홈(25)에 의해 보강함으로써 스테이지부(7, 9) 및 자기 센서 칩(3, 5)을 경사시키는 압박력을 기초로 하는 돌출편(19, 21)의 휨을 방지할 수 있다. 따라서, 이 휨을 기초로 하는 스테이지부(7, 9)의 경사 각도의 어긋남을 방지할 수 있다.
또한, 전술한 포토 에칭 가공에 의해 자기 센서 칩(3, 5)을 접착하는 스테이지부(7, 9)의 표면(7a, 9a)이 움푹 패여 형성되어 있으므로, 자기 센서 칩(3, 5)의 배치를 낮게 하여 자기 센서(30)의 박형화를 도모할 수 있다.
또한, 시트(S)에 접촉하는 돌출편(19, 21)의 선단부 형상은 라운딩된 형상으로 형성되어 있으므로, 돌출편(19, 21)에 의해 시트(S)가 파열되는 것을 방지할 수 있어, 금형(F)에의 수지 유출을 방지할 수 있다. 따라서, 정확한 외관 형상을 갖는 자기 센서(30)를 제조할 수 있다.
상기한 실시예에 있어서, 자기 센서 칩(3, 5)은 연결 리드(17)의 선단부(17a)의 표면(17b)에 적재되는 것으로 하였을 뿐이지만, 이에 한정되는 것은 아니며 접착되어도 좋다.
또한, 도8에 도시한 바와 같이 스테이지부(7, 9) 및 연결 리드(17)의 선단부(17a)를 연결 리드(17)의 기단부(17c)에 대해 금속제 박판의 두께 방향으로 어긋난 위치에 배치해도 좋다. 이 구성에 있어서는, 기준 축선(L1)의 위치도 스테이지부(7, 9)와 마찬가지로 금속제 박판의 두께 방향으로 어긋난 위치에 배치된다.
이 구성의 경우에는, 자기 센서 칩(3, 5)이 연결 리드(17)의 선단부(17a)를 넘어 더욱 연결 리드(17)의 기단부(17c)와 두께 방향으로 겹치는 위치에 배치되었다고 해도, 자기 센서 칩(3, 5)을 경사시켰을 때에 자기 센서 칩(3, 5)이 연결 리드(17)의 기단부(17c)와 간섭(접촉)하는 것을 방지할 수 있다.
또한, 이 구성에 더하여 자기 센서 칩(3, 5)에 대향하는 연결 리드(17)의 기단부(17c)의 표면을 포토 에칭 가공 등에 의해 깎아 오목부(17f)를 형성하고 있다. 이 구성에 의해, 자기 센서 칩(3, 5)이 연결 리드(17)의 기단부(17c)에 접촉하는 것을 더욱 확실하게 방지할 수 있다.
또한, 스테이지부(7, 9)는 그 표면(7a, 9a)측에 포토 에칭 가공을 실시하여 두께를 얇게 형성하였지만, 이에 한정되지 않는다. 도9에 도시한 바와 같이, 스테이지부(7, 9)의 이면(7d, 9d)측에 포토 에칭 가공을 실시해도 좋다. 이 구성에 있어서는, 연결 리드(17)의 선단부(17a)로부터 중도부(17d)까지의 이면(17g) 및 돌출편(19, 21)의 기단부의 이면에도 동일한 포토 에칭 가공을 실시해 두는 것이 바람직하다.
이 구성의 경우에는, 연결 리드(17)의 중도부(17d)의 하면에 있어서 수지의 충전 영역이 두께 방향으로 증가하기 때문에, 이 부분에 수지를 확실하게 충전할 수 있다. 또한, 중도부(17d)의 변형 용이부가 수지 몰드부의 내부에 매립되므로, 수지 몰드부(27)의 하면(27a)으로부터 연결 리드(17)의 버어가 노출되지 않게 된다.
또한, 본딩 패드는 자기 센서 칩(3, 5)의 표면에 균등 간격으로 배치되는 예를 나타냈지만, 이에 한정되지 않는다. 도10에 도시한 바와 같이, 본딩 패드(28)는 자기 센서 칩(3, 5) 상의 기준 축선(L1)의 근방에 배치되도록 해도 좋다. 기준 축선(L1)의 근방은 자기 센서 칩(3, 5)의 경사에 수반하는 각 본딩 패드(28)의 높이의 변화가 적다. 즉, 이 구성에 있어서는, 와이어(29)에 의해 리드(15)와 본딩 패드(28)를 전기적으로 접속한 후에 스테이지부(7, 9)를 경사시켰을 때에 발생하는 리드(15)와 본딩 패드(28)와의 상대 위치의 변화를 작게 할 수 있다. 따라서, 스테이지부(7, 9)의 경사시에 와이어(29)에 발생하는 장력 변화를 억제하여, 와이어(29)가 리드(15)나 본딩 패드(28)로부터 빠지거나 와이어(29)가 단선되는 것을 방지할 수 있다.
(제2 실시예)
다음에, 본 발명에 의한 제2 실시예에 대해 도11 내지 도13을 참조하여 설명한다. 또한, 본 제2 실시예에 관한 리드 프레임 및 자기 센서는 제1 실시예와 프레임부와 스테이지부와의 연결에 대해 다르다. 여기서는, 프레임부와 스테이지부와의 연결 부분에 대해서만 설명하고, 리드 프레임(1)이나 자기 센서(30)의 구성 요소와 동일한 부분에 대해서는 동일한 부호를 부여하여 그 설명을 생략한다.
도11 및 도12에 도시한 바와 같이, 이 리드 프레임(2)에 있어서는 직사각형 프레임부(13)의 코너부로부터 돌출하는 연결용 리드(연결부)(16)에 의해 스테이지부(7, 9)와 사각형 프레임부(13)를 상호 연결하고 있다. 이 연결용 리드(16)는 스테이지부(7, 9)를 지나는 중심 축선(L2)의 선대칭이 되는 위치에서, 각각의 스테이지부(7, 9)로부터 한 쌍 돌출하도록 형성되어 있다. 구체적으로는, 연결용 리드(16)의 일단부(16a)가 연결 리드(17)측에 위치하는 각 스테이지부(7, 9)의 일단부(7b, 9b)측의 양단부에 위치하는 측단부에 연결되어 있다.
이 일단부(16a)는 그 측면에 오목 형상의 절결부를 마련하여, 연결용 리드(16)의 다른 부분보다도 좁게 형성되어 있다. 따라서, 스테이지부(7, 9)를 경사 시킬 때에, 한 쌍의 단부(16a)를 연결하는 기준 축선(L3)을 중심으로 하여, 일단부(16a)는 용이하게 비틀릴 수 있는 비틀림부로 되어 있다.
스테이지부(7, 9) 및 연결용 리드(16)의 일단부(16a)는 연결 리드(17)의 전체에 대해 금속제 박판의 두께 방향으로 어긋난 위치에 배치되어 있다. 연결 리드(17)의 선단부(17a)와 스테이지부(7, 9)의 일단부(7b, 9b)는 두께 방향으로 겹치도록 배치되어 있다. 자기 센서 칩(3, 5)은 이 스테이지부(7, 9)의 표면(7a, 9a)으로부터 연결 리드(17)측 및 돌출편(19, 21)측으로 돌출되어 배치되지만, 스테이지부(7, 9)를 프레임부(11)에 대해 경사시키기 전의 상태에 있어서 연결 리드(17)에 접촉하는 일은 없다.
스테이지부(7, 9)의 이면(7d, 9d)측에 위치하는 돌출편(19, 21)의 기단부에는 포토 에칭 가공에 의해 오목 형상의 홈(18)이 형성되어 있다. 돌출편(19, 21)의 기단부의 두께 치수는 이 홈(18)에 의해 다른 부분보다도 얇게 형성되어, 용이하게 변형 가능하게 되어 있다. 이로 인해, 스테이지부(7, 9)에 대한 돌출편(19, 21)의 경사 각도를 정밀도 좋게 설정하는 것이 가능해진다.
자기 센서 칩(3, 5)에 대향하는 연결 리드(17)의 표면(17b) 중, 선단부(17a)로부터 중도부(17d)까지의 사이에는 포토 에칭 가공에 의해 금속제 박판의 두께 방향으로 움푹 패이는 오목부(20)가 형성되어 있다.
이 리드 프레임(2)을 이용하여 자기 센서를 제조할 때에는, 제1 실시예와 동일한 금형에 의해 돌출편(19, 21)을 압박하여 스테이지부(7, 9) 및 자기 센서 칩(3, 5)을 프레임부(11)에 대해 경사시킨다. 이 때에는 기준 축선(L3) 주위로 연 결용 리드(16)의 일단부(16a)가 비틀린다. 또한 이 때에는, 도13에 도시한 바와 같이 연결 리드(17)의 표면(17b)에 대향하는 물리량 센서 칩(3, 5)이 오목부(20)에 인입된다.
상기한 리드 프레임(2) 및 자기 센서(물리량 센서)(31)에 따르면, 스테이지부(7, 9)의 경사 전의 상태에 있어서는 스테이지부(7, 9)로부터 돌출되어 배치된 자기 센서 칩(3, 5)과 연결 리드(17)의 표면(17b)과의 사이에는 간극이 형성되어 있다. 이로 인해, 자기 센서 칩(3, 5)과 연결 리드(17)가 두께 방향으로 겹쳐 있어도 스테이지부(7, 9) 및 자기 센서 칩(3, 5)을 경사시킬 때에, 자기 센서 칩(3, 5)이 연결 리드(17)와 간섭(접촉)하는 것을 방지할 수 있어, 자기 센서(31)의 소형화를 도모할 수 있다.
또한, 경사진 자기 센서 칩(3, 5)의 일부는 연결 리드(17)의 표면(17b)에 형성된 오목부(20)에 인입시킬 수 있다. 따라서, 연결 리드(17)에 대해 스테이지부(7, 9)를 금속제 박판의 두께 방향으로 옮기는 길이를 과대하게 하는 일 없이, 자기 센서 칩(3, 5)과 연결 리드(17)의 간섭을 방지하여 자기 센서 칩(3, 5)을 프레임부(11)에 대해 크게 경사시킬 수 있다. 따라서, 자기 센서(31)의 박형화를 도모할 수 있다.
또한, 상기한 실시예에 있어서는 연결 리드(17) 중 선단부(17a)로부터 중도부(17d)까지의 부분에 오목부(20)를 형성하였지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 연결 리드(17)의 표면(17b) 전체에 오목부를 형성하는, 즉 연결 리드(17)의 두께 치수를 다른 부분보다도 얇게 해도 좋다.
또한, 스테이지부(7, 9)는 연결용 리드(16)나 연결 리드(17)에 연결되어 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 도14에 도시한 바와 같이 스테이지부(7, 9)는 적어도 비틀림부를 갖는 연결용 리드(16)에 연결되어 있어도 좋다. 즉, 스테이지부(7, 9)는 자기 센서 칩(3, 5)과 두께 방향으로 겹치는 연결 리드(17)에 연결되어 있지 않아도 좋다. 단, 이 경우에 있어서도, 자기 센서 칩(3, 5)과의 간섭을 방지하기 위해, 연결 리드(17)에는 그 표면(17b)으로부터 움푹 패인 오목부(22)를 형성해 두는 것이 바람직하다.
또한, 연결용 리드(16)의 비틀림부는 스테이지부(7, 9)의 일단부(7b, 9b)측에 연결되어 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 연결용 리드(16)의 비틀림부는 일단부(7b, 9b)보다도 돌출편(19, 21)측으로 옮긴 위치에 형성해도 좋다. 즉, 스테이지부(7, 9)를 회전시키는 기준 축선 L3을 스테이지부(7, 9)의 일단부(7b, 9b)측으로부터 돌출편(19, 21)측으로 옮겨도 상관없다.
또한 돌출편(19, 21)의 기단부에는, 오목 형상의 홈(18)이 형성되어 있지만 이에 한정되는 것은 아니다. 적어도 스테이지부(7, 9)에 대해 돌출편(19, 21)을 용이하게 굴곡시킬 수 있으면 좋다. 즉, 돌출편(19, 21)의 기단부에는 홈(18) 대신에 절입부를 형성해도 상관없다.
또한, 상술한 제1 및 제2 실시예에 있어서 시트(S)에 접촉하는 돌출편(19, 21)의 선단부(19c, 21c)는 펀칭 가공에 의해 형성하였다. 이 돌출편(19, 21)의 선단부(19c, 21c)는 라운딩된 형상으로 되어 있어도 좋다. 즉, 도15에 도시한 바와 같이 돌출편(19, 21)의 선단부의 이면측이 볼록 형상의 라운딩된 형상이 되도록 선 단부에 굴곡 가공을 실시해도 상관없다. 이 굴곡 가공은, 도16에 도시한 바와 같이 금형을 이용하여 스테이지부(7, 9)에 대해 돌출편(19, 21)을 굴곡시킬 때에 동시에 행하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 굴곡 가공을 실시하는 경우에는, 도17 및 도18에 도시한 바와 같이 돌출편(19, 21)의 선단부(19c, 21c)의 표면(19a, 21a)이나 이면(19b, 21b)에 포토 에칭 가공을 실시하여, 선단부(19c, 21c)의 두께 치수를 다른 부분보다도 얇게 형성해도 좋다. 이 구성의 경우에는, 선단부(19c, 21c)를 용이하게 굴곡시킬 수 있다.
또한, 돌출편(19, 21)은 상호 대향하는 스테이지부(7, 9)의 타단부(7c, 9c)에 형성하였지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 돌출편(19, 21)은 적어도 스테이지부(7, 9)의 이면(7d, 9d)측으로 돌출하고 있으면 좋다.
즉, 도19 및 도20에 도시한 바와 같이 돌출편(41 내지 44)을 상호 대향하는 스테이지부(7, 9)의 타단부(7c, 9c) 및 스테이지부(7, 9)의 측단부(7e, 9f)에 형성해도 상관없다. 동일한 스테이지부[7(9)]에 형성되는 돌출편[41, 42(43, 44)]은 상호 90°의 각도로 돌출되어 있다.
또한, 도21 및 도22에 도시한 바와 같이 스테이지부(7, 9)의 측단부(7e, 7f, 9e, 9f)에 형성되고, 측단부(7e, 7f, 9e, 9f)로부터 2개의 스테이지부(7, 9)가 나열된 방향으로 연장되는 한 쌍의 돌출편(45 내지 48)을 설치해도 좋다. 동일한 측단부[7e, 9e(7f, 9f)]측에 형성되는 돌출편[45, 47(46, 48)]은 스테이지부(7, 9)의 폭방향으로 나열되어 배치되는 것이 바람직하다.
또한, 도23 내지 도28에 도시한 바와 같이 스테이지부(7, 9)를 대략 C자 형상으로 절단하고, 직사각형의 절결부에 절곡 가공을 실시하여 돌출편(49 내지 56)을 형성해도 좋다.
이 구성에 있어서, 도23 및 도24에 도시한 바와 같이 돌출편(49, 50)은 스테이지부(7, 9)의 타단부(7c, 9c)측으로 돌출되어 있어도 좋다. 또한, 도25 및 도26에 도시한 바와 같이 돌출편(51, 52)은 스테이지부(7, 9)의 일단부(7b, 9b)측으로 돌출되어 있어도 좋다.
또한, 도27 및 도28에 도시한 바와 같이 동일한 스테이지부[7(9)]에 형성되는 2개의 돌출편[53, 54(55, 56)]을 상호 90°의 각도로 돌출시켜도 좋다. 여기서는, 한쪽 돌출편(53, 55)을 스테이지부(7, 9)의 타단부(7c, 9c)측으로 돌출시키고, 다른 쪽 돌출편(54, 56)을 스테이지부(7, 9)의 측단부(7e, 9f)측으로 돌출시키고 있다.
이들 구성의 경우에는, 돌출편(49 내지 56)이 스테이지부(7, 9)의 외측으로 연장되어 형성되지 않으므로, 자기 센서 칩(3, 5)이나 스테이지부(7, 9)의 면적이 커져도 자기 센서의 소형화를 한층 도모하는 것이 가능해진다.
상기한 바와 같이, 돌출편(19, 21, 41 내지 56)을 이용하여 스테이지부(7, 9)를 경사시키는 경우에 있어서는, 목적으로 하는 각 스테이지부(7, 9)의 경사 각도를 기초로 하여 하기 식(1)에 의해 스테이지부(7, 9), 돌출편(19, 21, 41 내지 56)의 각 부분 치수를 정할 수 있다.
(t/2 + h0) + L4sinθ1 = L5sin(180°- θ1 - θ2) … (1)
도29에 도시한 바와 같이, 이 식(1)에 있어서 t는 스테이지부(7, 9)의 두께 치수, h0은 스테이지부(7, 9)의 경사 전에 있어서의 연결 리드(17)의 이면(17e)으로부터 스테이지부(7, 9)의 이면(7d, 9d)까지의 거리, 즉 연결 리드(17)에 대한 스테이지부(7, 9)의 두께 방향의 변이량을 나타내고 있다.
또한 L4는, 기준 축선(L1, L3)으로부터 스테이지부(7, 9)의 표면(7a, 9a)을 따라 수직으로 연장되고, 돌출편(19, 21, 41 내지 56)의 기단부에 이르기까지의 스테이지부 길이를 나타내고 있다. L5는 돌출편(19, 21, 41 내지 56)의 기단부로부터 선단부까지의 돌출편 길이를 나타내고 있다. 또한, 식(1)에 있어서의 돌출편(19, 21, 41 내지 56)의 기단부는 스테이지부(7, 9)의 이면(7d, 9d)과 돌출편(19, 21, 41 내지 56)의 이면(19b, 21b, 41b 내지 56b)이 교차하는 위치를 나타내고 있다.
또한, θ1은 연결 리드(17)의 이면(17e)에 대한 스테이지부(7, 9)의 이면(7d, 9d)의 경사 각도를 나타내고 있다. 또한 θ2는, 스테이지부(7, 9)의 이면(7d, 9d)에 대한 돌출편(19, 21, 41 내지 56)의 이면(19b, 21b, 41b 내지 56b)의 굴곡 각도를 나타내고 있다.
식(1)에 있어서, (t/2 + h0)은 금속제 박판의 두께 방향에 관한 연결 리드(17)의 이면(17e)으로부터 기준 축선(L1, L3)까지의 거리를 나타내고 있지만, (t/2)는 L1에 대해 충분히 작으므로(L1 : t = 10 : 1), 경사 각도(θ1)나 굴곡 각도(θ2)의 값에 영향을 미치지 않는다.
이 식(1)을 이용하여, 돌출편 길이(L5), 굴곡 각도(θ2)로부터 스테이지부 길이(L4)를 산출한 결과를 이하에 나타낸다. 또한, 이하에 나타내는 값은 모두 경사 각도(θ1)를 15°, 변이량(h0)을 0 mm로 하고, 스테이지부(7, 9)의 두께(t)를 무시(t = 0 mm)한 경우의 결과이다.
예를 들어, 도19에 도시된 동일한 스테이지부[7(9)]에 형성되는 돌출편[41, 42(43, 44)]을 상호 90°의 각도로 돌출시킨 리드 프레임에 있어서는, 돌출편 길이(L5)를 0.5 mm, 굴곡 각도(θ2)를 90°로 하였을 때 스테이지부 길이 L4가 1.87 mm가 된다.
또한, 도21에 도시된 스테이지부(7, 9)의 측단부(7e, 7f, 9e, 9f)로부터 2개의 스테이지부(7, 9)를 나열하는 방향으로 연장되는 한 쌍의 돌출편(45 내지 48)을 갖는 리드 프레임에 있어서는, 돌출편 길이(L5)를 0.7 mm , 굴곡 각도(θ2)를 120°로 하였을 때에 스테이지부 길이(L4)가 1.91 mm가 된다.
또한, 도23에 도시된 스테이지부(7, 9) 내에 설치되고 스테이지부(7, 9)의 타단부(7c, 9c)측으로 돌출하는 돌출편(49, 50)을 갖는 리드 프레임에 있어서는, 돌출편 길이(L5)를 0.5 mm, 굴곡 각도(θ2)를 120°로 하였을 때에 스테이지부 길이(L4)가 1.37 mm가 된다.
또한, 도19 및 도27에 도시된 리드 프레임과 같이 각 스테이지부(7, 9)에 복수의 돌출편(41 내지 44, 53 내지 56)이 설치되고, 돌출편(41 내지 44, 53 내지 56)마다 스테이지부 길이(L4)가 다른 경우에는 각 돌출편(41 내지 44, 53 내지 56)에 대해 돌출편 길이(L5)를 산출할 필요가 있다.
상술한 실시예에 있어서, 스테이지부(7, 9)는 평면에서 보아 대략 직사각형 으로 형성하였지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 스테이지부(7, 9)는 적어도 자기 센서 칩(3, 5)이 표면(7a, 9a)에 접착 가능한 형상이면 좋다. 즉, 스테이지부(7, 9)는 예를 들어 평면에서 보아 원형, 타원형으로 형성되어도 좋고, 두께 방향으로 관통하는 구멍을 마련한 형상이라도 좋고, 메쉬 형상이라도 상관없다.
또한, 스테이지부(7, 9)는 돌출편(41 내지 44, 53 내지 56)을 이용하여 경사시키고 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 적어도 자기 센서의 제조가 종료한 단계에서, 2개의 자기 센서 칩(3, 5)이 상호 경사져 있으면 좋다.
또한, 상술한 구성과 같이 자기 센서 칩(3, 5)이 기준 축선(L1, L3)보다도 연결 리드(17)측으로 돌출되어 있는 경우에는, 스테이지부(7, 9)를 경사시켰을 때에 자기 센서 칩(3, 5)이 연결 리드(17)에 근접하는 방향으로 이동하게 된다. 이로 인해, 이 경사시에 자기 센서 칩(3, 5)이 연결 리드(17)에 접촉하지 않도록, 스테이지부(7, 9)의 표면(7a, 9a)에 있어서의 자기 센서 칩(3, 5)의 배치를 조정하고, 스테이지부(7, 9)의 일단부(7b, 9b)로부터 돌출되는 자기 센서 칩(3, 5)의 길이를 조정하는 것이 바람직하다.
또한, 도30에 도시한 바와 같이 스테이지부(7, 9)의 일단부(7b, 9b)가 기준 축선(L1, L3)보다도 연결 리드(17)측에 위치하는 경우에는, 스테이지부(7, 9)를 경사시켰을 때에 일단부(7b, 9b)가 수지 몰드부(27)의 하면(27a)측에 근접하는 방향으로 이동하게 된다. 이로 인해, 이 경사시에 스테이지부(7, 9)의 일단부(7b, 9b)가 하면(27a)에 접촉하지 않도록 스테이지부(7, 9)의 표면(7a, 9a)을 따라 기준 축선(L1, L3)으로부터 일단부(7b, 9b)에 이르기까지의 스테이지부(7, 9)의 길이를 조 정하는 것이 바람직하다.
또한, 전술한 바와 같이 스테이지부(7, 9)의 일단부(7b, 9b)로부터 돌출되는 자기 센서 칩(3, 5)의 길이 조정에 대해서는, 자기 센서 칩(3, 5)과 연결 리드(17)가 두께 방향으로 겹치지 않는 경우에도 적용할 수 있다. 즉, 예를 들어 자기 센서 칩(3, 5)이 기준 축선(L1, L3)보다도 리드(15)측으로 돌출되어 있는 경우에는 스테이지부(7, 9)를 경사시켰을 때에 자기 센서 칩(3, 5)이 수지 몰드부(27)의 하면(27a)측에 근접하는 방향으로 이동하게 된다. 이로 인해, 이 경사시에 자기 센서 칩(3, 5)의 단부(3c, 5c)가 수지 몰드부(27)의 하면(27a)에 접촉하지 않도록 스테이지부(7, 9)의 표면(7a, 9a)을 따라 일단부(7b, 9b)로부터 돌출되는 자기 센서 칩(3, 5)의 길이를 조정하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 실시예에서는 서로 평행한 기준 축선(L1, L3)을 중심으로 2개의 자기 센서 칩(3, 5)을 각각 경사시키고 있지만, 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 상호 직교하는 기준 축선을 중심으로 2개의 자기 센서 칩(3, 5)을 각각 경사시켜도 상관없다. 이 경우에는, 2개의 자기 센서 칩(3, 5)의 상호 직교하는 2개의 감응 방향(예를 들어, 도6에 있어서의 A, D방향)이 수지 몰드부(27)의 하면(27a)과 평행한 평면을 형성하므로, 하면(27a)을 따르는 자기를 정밀도 좋게 측정할 수 있다.
(제3 실시예)
다음에, 본 발명의 제3 실시예에 대해 설명한다.
도31 및 도32에 도시한 바와 같이, 리드 프레임(101)은 평면에서 보아 직사 각형의 판 형상으로 형성된 자기 센서 칩(물리량 센서 칩)(103, 105)을 배치하기 위한 2개의 스테이지부(107, 109)와, 스테이지부(107, 109)를 지지하는 프레임부(111)와, 각 스테이지부(107, 109) 및 프레임부(111)를 연결하는 연결부(119, 121)를 구비하고 있다. 이들 스테이지부(107, 109), 프레임부(111) 및 연결부(119, 121)는 일체적으로 형성되어 있다. 프레임부(111)는 스테이지부(107, 109)를 둘러싸도록 평면에서 보아 직사각형의 프레임 형상으로 형성된 직사각형 프레임부(113)와, 이 직사각형 프레임부(113)로부터 내측을 향해 돌출하는 복수의 리드(115, 117)를 구비하고 있다. 연결부(119, 121)는 각 스테이지부(107, 109)와 리드(117)(본 실시예에서는 3개씩)를 연결하고 있다.
리드(115, 117)는 자기 센서 칩(103, 105)의 본딩 패드(도시하지 않음)와 전기적으로 접속되는 것이며, 상호 이격하여 배치되어 있다. 2개의 스테이지부(107, 109)는 직사각형 프레임부(113)의 한 변을 따라 나열되어 배치되어 있다. 스테이지부(107, 109)에 연결되는 리드(117)는 2개의 스테이지부(107, 109)의 배열 방향으로 연장되어 있다. 각 스테이지부(107, 109)에 연결되는 리드(117)는 서로 마주보는 방향으로 연장되어 있다.
각 스테이지부(107, 109) 및 연결부(119, 121)는 각 리드(117)의 선단부로부터 연장되는 복수의 연장 리드(123, 125)로 구성되어 있고, 각 연장 리드(123, 125)는 상호 이격되어 있다. 상호 대향하는 연장 리드(123, 125)의 선단부에는 서로의 스테이지부(107, 109)를 향해 돌출하는 돌출 리드(127, 129)가 형성되어 있다. 이들 돌출 리드(127, 129)는 각 스테이지부(107, 109)에 연결되는 리드(117) 와 일체적으로 형성된다. 또한, 돌출 리드(127, 129)는 스테이지부(107, 109)에 자기 센서 칩(103, 105)을 적재한 상태에서 자기 센서 칩(103, 105)과 겹치지 않는다.
이들 연장 리드(123, 125) 및 돌출 리드(127, 129)의 표면(123a, 125a, 127a, 129a)에는 포토 에칭 가공이 실시되어, 스테이지부(107, 109) 및 연결부(119, 121)의 두께가 리드(117)나 후술하는 돌출편보다도 얇게 형성되어 있다.
각 연장 리드(123, 125)의 표면(123a, 125a) 중 각 스테이지부(107, 109)에 상당하는 위치에는, 시트 형상의 절연 필름(131, 133)이 1매씩 배치되어 있는, 즉 각 절연 필름(131, 133)은 복수의 연장 리드(123, 125)에 걸쳐 배치되어 있다. 이 절연 필름(131, 133)은 전기적인 절연 재료로 형성되어 있다.
이 절연 필름(131, 133)의 표면 및 이면에는 미리 접착층(도시하지 않음)이 형성되어 있다. 이 접착층은 절연 필름(131, 133)의 양면에 스테이지부(107, 109) 및 자기 센서 칩(103, 105)을 접착하기 위해 형성되어 있다. 접착층은 접착 후에 재접착이 가능한 일시 접착, 또는 접착 후에 재접착이 불가능한 영구 접착 중 어느 하나의 기능을 갖는다. 각 절연 필름(131, 133)은 스테이지부(107, 109)에 부착된다. 이 상태에 있어서, 자기 센서 칩(103, 105)을 절연 필름(131, 133)을 거쳐서 스테이지부(107, 109)의 표면(123a, 125a)에 접착할 수 있다.
상호 대향하는 돌출 리드(127, 129)의 선단부에는, 각 연장 리드(123, 125)의 이면(123d, 125d)측으로 돌출하는 돌출편(135, 137)이 각각 형성되어 있다.
돌출편(135, 137)을 연장 리드(123, 125)나 돌출 리드(127, 129)에 대해 굴 곡시키기 위해, 돌출편(135, 137)의 기단부는 포토 에칭 가공이 실시되고 스테이지부(107, 109)와 동등한 두께로 되어 있다. 즉, 돌출편(135, 137)의 기단부는 다른 부분보다도 얇게 형성되어, 변형 가능하게 되어 있다. 이에 의해, 스테이지부(107, 109)에 대한 돌출편(135, 137)의 경사 각도를 정밀도 좋게 설정하는 것이 가능하다.
다음에, 상술한 리드 프레임(101)을 이용하여 자기 센서를 제조하는 방법을 도35를 참조하여 설명한다.
처음에, 절연 필름(131, 133)을 통해 스테이지부(107, 109)의 표면(123a, 125a)에 자기 센서 칩(103, 105)을 접착한다. 이어서, 와이어(138)를 본딩하여 자기 센서 칩(103, 105)의 표면에 배치된 본딩 패드(도시하지 않음)와 리드(115, 117)를 전기적으로 접속한다. 또한, 한쪽 자기 센서 칩(103)의 본딩 패드와 다른 쪽 자기 센서 칩(105)이 배치된 스테이지부(9)측에 위치하는 돌출 리드(129)의 표면(129a) 사이에도 동일하게 와이어(138)를 본딩한다.
이 경우, 동일한 리드(117)가 2개의 자기 센서 칩(103, 105)과 전기적으로 접속되게 되지만, 그 리드(117)는 예를 들어 접지 전극 등 2개의 자기 센서 칩(103, 105)으로 공유되는 전극용으로서 사용한다.
또한, 스테이지부(107, 109)를 경사시키는 단계에 있어서 자기 센서 칩(103, 105)의 본딩 부분으로부터 리드(115, 117)의 본딩 부분의 거리가 변화하므로, 이 와이어(138)의 재질은 구부리기 쉽고 유연한 것이 바람직하다.
이어서, 자기 센서 칩(103, 105), 스테이지부(107, 109), 리드(115, 117)를 일체적으로 고정하는 수지 몰드부를 형성한다.
즉, 먼저 도33에 도시한 바와 같이 오목부(E101)를 갖는 금형(E)의 표면(E102)에 리드 프레임(101)의 직사각형 프레임부(113)를 배치한다. 이 때에는, 직사각형 프레임부(113)의 내측에 있는 리드(115, 117), 스테이지부(107, 109), 자기 센서 칩(103, 105), 돌출편(135, 137)은 오목부(E101)의 상방에 배치된다. 또한, 오목부(E101)측으로부터 상방측을 향해 자기 센서 칩(103, 105), 스테이지부(107, 109), 돌출편(135, 137)이 차례로 배치된다.
돌출편(135, 137)의 상방에는 평탄면(F101)을 갖는 금형(F)이 배치되고, 전술한 금형(E)과 함께 리드 프레임(101)의 직사각형 프레임부(113)를 끼워 넣는다.
도34에 도시한 바와 같이, 이들 상하 한 쌍의 금형(E, F)에 의해 직사각형 프레임부(113)를 끼워 넣었을 때에는 금형(F)의 평탄면(F101)에 의해 각 돌출편(135, 137)의 선단부(135a, 137a)가 압박된다. 이 때에는, 각 스테이지부(107, 109)에 연결된 연결부(119, 121)가 변형하고, 각 연결부(119, 121)를 상호 연결하는 기준 축선(L101)을 중심으로, 각 리드(117)에 대해 스테이지부(107, 109)가 경사진다. 여기서, 연결부(119, 121)는 포토 에칭 가공에 의해 얇게 형성되고, 용이하게 변형 가능한 변형 용이부로 되어 있으므로 스테이지부(107, 109)가 경사진다. 이에 의해, 스테이지부(107, 109)와 함께 자기 센서 칩(103, 105)이 직사각형 프레임부(113)나 평탄면(F101)에 대해 소정의 각도로 경사진다.
그 후, 금형(F)의 평탄면(F101)에 의해 돌출편(135, 137)의 선단부(135a, 137a)를 압박한 상태에서 금형(E, F) 내에 용융 수지를 사출하고, 자기 센서 칩(103, 105)을 수지의 내부에 매립한다. 따라서, 도35 및 도36에 도시한 바와 같이 자기 센서 칩(103, 105)이 상호 경사진 상태에서 수지 몰드부(141)의 내부에 고정된다.
또한, 여기서 이용하는 수지는 수지의 유동에 의해 자기 센서 칩(103, 105) 및 스테이지부(107, 109)의 경사 각도가 변화하지 않도록 유동성이 높은 재질인 것이 바람직하다.
마지막으로, 직사각형 프레임부(H3)를 잘라내어 리드(115, 117)를 개별적으로 나누어 전기적으로 분리시키고, 자기 센서(140)의 제조가 종료된다.
이상과 같이 제조된 자기 센서(140)에 있어서는, 도36에 도시한 바와 같이 제1 실시예에 있어서 설명한 것과 동일한 자기 센서 칩(103, 105)의 배치 관계를 갖는다. 또한, 자기 센서(140)는 제1 실시예와 동일한 기능을 갖는다.
또한, 상기한 리드 프레임(101) 및 자기 센서(140)에 있어서는 자기 센서 칩(103, 105)과 스테이지부(107, 109) 사이에 절연 필름(131, 133)이 설치되어 있으므로, 자기 센서 칩(103, 105)과 스테이지부(107, 109)에 연결된 리드(117)와는 전기적으로 절연된다. 이로 인해, 전술한 와이어 본딩에 의한 자기 센서 칩(103, 105)의 전기적 접속을 리드(115)뿐만 아니라 스테이지부(107, 109)를 구성하는 리드(117)도 이용하여 행할 수 있다. 즉, 리드(115)의 수를 증가시키는 것에 의한 리드 프레임(101)의 크기의 증대를 초래하는 일 없이 자기 센서 칩(103, 105)과 전기적 접속 가능한 리드의 수를 증가시킬 수 있다.
즉, 제1 실시예에 있어서 스테이지부(7, 9)와의 연결에 사용되고 있던 리 드(17)를 본 실시예의 자기 센서 칩(103, 105)과의 전기 접속에 사용할 수 있다. 따라서, 자기 센서 칩(3, 5)에 대해 보다 많은 입출력을 행하는 것이 가능해져, 결과적으로 고기능의 자기 센서(40)의 제공이 가능해진다.
또한, 프레임부(111)에 스테이지부(107, 109)와의 연결 전용 리드를 별도 설치할 필요가 없어진다. 연결 전용 리드를 설치하는 경우와 비교하여, 스테이지부(107, 109)를 둘러싸는 프레임부(111)의 크기를 작게 할 수 있어, 자기 센서(40)의 소형화를 도모할 수 있다.
또한, 한쪽 자기 센서 칩(103)의 본딩 패드와 다른 쪽 자기 센서 칩(105)을 탑재하는 스테이지부(109)측에 위치하는 돌출 리드(129)의 표면(129a) 사이에 와이어(138)를 본딩하고, 동일한 리드(117)를 2개의 자기 센서 칩(103, 105)에 전기 접속할 수 있다. 이에 의해, 자기 센서 칩(103, 105)과의 전기 접속에 사용하는 리드(117)의 수를 줄일 수 있어, 자기 센서(140)의 소형화를 더욱 도모할 수 있다.
또한, 스테이지부(107, 109) 및 자기 센서 칩(103, 105)을 프레임부(111)에 대해 기준 축선(L101)을 중심으로 경사시킬 때, 한쪽 자기 센서 칩(103)의 일단부(103b)와, 다른 쪽 자기 센서 칩(105)측의 돌출 리드(129)와의 거리는 그다지 변화하지 않는다. 따라서, 돌출 리드(129)에 접속되는 와이어(138)는 짧게 형성할 수 있어, 자기 센서(140)의 제조 비용 삭감을 도모할 수 있다.
또한, 스테이지부(107, 109) 및 연결부(119, 121)를 리드(117)와 동일한 형상을 이루는 연장 리드(123, 125)로 형성하고 있으므로, 리드 프레임(101)의 형상의 간소화를 도모할 수 있다. 따라서, 리드 프레임(101)이나 자기 센서(140)의 제 조 비용 삭감을 도모할 수 있다.
또한, 접착층을 갖는 절연 필름(131, 133)을 이용하여 자기 센서 칩(103, 105)을 스테이지부(107, 109)의 표면(123a, 125a)에 접착시키고 있으므로, 종래와 같이 접착제를 도포하는 경우와 비교하여 접착층의 두께 정밀도의 향상을 용이하게 도모할 수 있다. 따라서, 접착제의 두께의 변동에 의해 스테이지부(107, 109)의 표면(123a, 125a)에 대한 자기 센서 칩(103, 105)의 경사를 억제할 수 있다.
또한, 스테이지부(107, 109)와 자기 센서 칩(103, 105)의 접착에 액상 접착제를 사용한 경우, 액 흘림이 발생하여 액상 접착제가 리드(117)나 돌출 리드(127, 129)의 표면(127a, 129a)에 부착될 우려가 있다. 본 실시예에서는 접착층을 갖는 절연 필름(131, 133)을 사용함으로써 리드(117)나 돌출 리드(127, 129)의 표면에 접착제가 부착되는 일은 없다. 따라서, 자기 센서(40)를 용이하게 제조하는 것이 가능해진다.
또한, 상기한 실시예에 있어서는 스테이지부(109)에 연결된 리드(117)를 다른 스테이지부(107)에 탑재된 자기 센서 칩(103)과 와이어(38)에 의해 전기 접속하는 예를 나타냈지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 도37 및 도38에 도시한 바와 같이 각 스테이지부(107, 109)에 탑재된 자기 센서 칩(103, 105)과 동일한 스테이지부로부터 연장되는 각 돌출 리드(126, 128)와의 사이를 와이어(139)에 의해 전기 접속해도 좋다. 이들 돌출 리드(126, 128)는 각 연장 리드(123, 125)의 선단부에 자기 센서 칩(103, 105)과 겹치지 않는 영역에 형성된다.
이 구성의 경우에는 와이어 본딩에 의해 각 돌출 리드(126, 128)와 자기 센 서 칩(103, 105)을 전기 접속시킨 후, 리드(117)에 대해 스테이지부(107, 109)를 경사시켰을 때에 각 연장 리드(123, 125)와 각 돌출 리드(126, 128)와의 위치 관계는 변화하지 않는다. 이로 인해, 자기 센서 칩(103, 105)과 돌출 리드(126, 128)와의 사이에 접속되는 와이어(139)가 변형하는 것을 확실하게 방지할 수 있다. 따라서, 이 와이어(139)의 길이를 미리 짧게 형성할 수 있어, 자기 센서의 제조 가격 삭감을 도모할 수 있다.
또한, 물리량 센서 칩(103, 105)은 스테이지부(107, 109)를 구성하는 복수의 돌출 리드(126, 128)와 전기적으로 접속할 수 있으므로, 자기 센서 칩(103, 105)과 전기 접속 가능한 리드의 수를 더욱 증가시킬 수 있다. 즉, 스테이지부(107, 109)에 연결되는 복수의 리드(117)를 각각 자기 센서 칩(103, 105)과의 전기 접속에 사용할 수 있으므로, 자기 센서의 소형화를 더욱 도모할 수 있다.
또한, 상기 제3 실시예에 있어서는 연장 리드(123, 125)는 모두 스테이지부(107, 109)로서 기능하지만, 스테이지부(107, 109)로서는 기능하지 않는 연장 리드를 설치해도 좋다.
즉, 예를 들어 도37 및 도38에 도시한 바와 같이 리드 프레임(146)은 스테이지부(107, 109)를 형성하는 연장 리드(123, 125)에 연결된 제1 리드(143)[도31에 도시된 리드(117)와 동등]를 갖는다. 또한, 리드 프레임(146)은 리드(143)와 함께 기준 축선(L101)을 따라 배열된 제2 리드(144)를 갖는다. 리드(144)에는 그 선단부로부터 연장되는 인접 리드(145)가 형성된다.
인접 리드(145)는 연장 리드(123, 125)와 간격을 두고 대략 평행하게 배치되 어 있고, 연장 리드(123)에 돌출 리드(126)를 더한 길이와 대략 동등하게 되어 있다. 인접 리드(145)의 선단부에는 돌출 리드(126, 128)의 선단부에 형성된 돌출편(135, 137)과 동일한 돌출편(147)이 형성되어 있다. 이 인접 리드(145)는 연장 리드(123, 125)와 마찬가지로, 각 제2 리드(144)에 대해 기준 축선(L101)을 중심으로 구부러져 경사 가능하다. 즉, 인접 리드(145)는 연장 리드(123, 125)와 동일한 방향 및 경사 각도로 경사시킬 수 있다.
이 리드 프레임(146)을 이용하여 자기 센서를 제조할 때에는, 우선 와이어 본딩에 의해 자기 센서 칩(103, 105)과 인접 리드(145)를 전기 접속시킨다. 그 후, 금형이 돌출편(147)을 압박함으로써 연장 리드(123, 125) 및 인접 리드(145)를 동일한 방향으로 경사시킨다. 이 때, 인접 리드(45)와 연장 리드(23, 25)의 상대 거리는 일정하게 유지된다. 즉, 자기 센서 칩(103, 105)과 인접 리드(145)를 전기 접속하는 와이어(148)는 변형하는 일 없이 이 와이어(148)의 길이는 짧게 형성할 수 있다. 따라서, 자기 센서의 제조 비용 삭감을 도모할 수 있다.
또한, 인접 리드(145)와 스테이지부(107, 109)를 동일한 경사 각도로 경사시킬 수 있으므로, 자기 센서 칩(103, 105)보다도 큰 칩을 스테이지부(107, 109)에 탑재할 수 있다. 즉, 보다 큰 칩은 인접 리드(145)에 의해서도 지지할 수 있다. 따라서, 자기 센서 칩의 크기에 따라서 리드 프레임(146)의 설계를 변경하는 것이 불필요해, 이 리드 프레임(146)을 범용적으로 사용할 수 있다. 이 경우에는, 자기 센서 칩과 인접 리드(145)의 사이에도 절연 필름(131, 133)을 설치하는 것이 바람직하다.
또한, 인접 리드(145)는 연장 리드(123, 125)와 동일한 형상이므로, 이 리드 프레임(46)은 제조가 용이하다.
또한, 상기 실시예의 리드 프레임(146)에 있어서는 서로 평행한 기준 축선(L101)을 중심으로 2개의 스테이지부(107, 109)가 경사지도록 설계되어 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 도39에 도시한 바와 같이 상호 직교하는 기준 축선(L101, L102)을 중심으로 2개의 스테이지부(107, 109)가 경사지도록 설계해도 좋다. 이 구성에 있어서는, 각 스테이지부(107, 109)를 형성하는 리드(117)는 서로 직교한다. 이 경우에는 2개의 자기 센서 칩(103, 105)의 서로 직교하는 2개의 감응 방향(A방향과 C방향)이, 수지 몰드부(141)의 하면(141a)과 평행한 평면 내에 배치되므로, 하면(141a)을 따르는 자기를 정밀도 좋게 측정할 수 있다.
또한, 도39에 도시된 구성에 있어서는 2개의 자기 센서 칩(103, 105)이 직사각형 프레임부(113)의 한쪽 대각선(L103)을 따라 배열되어 있다. 이 구성에 따르면, 수지에 의해 스테이지부(107, 109), 자기 센서 칩(103, 105) 및 리드(115, 117)를 일체적으로 몰드할 때에 용융 수지의 흐름을 원활하게 행할 수 있다.
즉, 금형(E, F)에 의해 형성되는 수지 형성 공간에 용융 수지를 유입시켜 수지 몰드부(141)를 형성할 때에, 대각선(L103)과 교차하는 대각선(L104) 상에 위치하는 직사각형 프레임부(113)의 한쪽 코너부(113a)로부터 다른 쪽 코너부(113b)측을 향해 용융 수지를 유입시킴으로써 스테이지부(107, 109)나 자기 센서 칩(103, 105)이 이 용융 수지의 흐름을 방해하는 일이 없다.
따라서, 용융 수지를 한쪽 코너부(113a)로부터 다른 쪽 코너부(113b)로 원활 하게 도달시킬 수 있어, 수지의 충전 불량을 확실하게 방지할 수 있다. 또한, 용융 수지의 흐름에 의해 스테이지부(107, 109)나 자기 센서 칩(103, 105)이 유압을 받아, 그들 경사 각도가 변화하는 것도 방지할 수 있다. 결과적으로, 자기 센서 칩(103, 105)의 경사 각도를 정밀도 좋게 설정할 수도 있다.
또한, 본 실시예에 있어서 스테이지부(107, 109)를 형성하는 리드(117)와 함께 배열된 리드(115)의 선단부에, 도37에서 설명한 인접 리드(145)와 동일한 리드를 설치해도 좋다.
또한, 표면 및 이면에 접착층을 형성한 절연 필름(131, 133)을 사용하는 예를 도시하였지만, 접착층의 두께 치수를 고려하지 않는 경우에는 이에 한정되지 않으며, 접착제를 이용하여 절연 필름과 스테이지부(107, 109) 및 자기 센서 칩(103, 105)을 접착해도 좋다.
또한, 돌출편(135, 137, 147)은 서로 대향하는 스테이지부(107, 109)나 인접 리드(145)의 단부에 형성되는 것에 한정되지 않고, 적어도 스테이지부(107, 109)의 이면(123d, 125d)측으로 돌출하고 있으면 좋다.
또한, 스테이지부(107, 109)나 인접 리드(145)는 돌출편(135, 137, 147)을 이용하여 경사시키는 것으로 하였지만, 이에 한정되지 않는다. 적어도 자기 센서(140)의 제조가 종료한 단계에 있어서, 다른 수단에 의해 2개의 자기 센서 칩(103, 105)이나 인접 리드(145)가 경사져 있으면 좋다.
(제4 실시예)
도40 내지 도45는 본 발명의 제4 실시예를 도시하고 있다. 본 실시예에 관 한 자기 센서(물리량 센서)는, 전술한 실시예와 마찬가지로 서로 경사시킨 2개의 자기 센서 칩에 의해 외부 자계의 방향과 크기를 측정하는 것이며, 박판 형상의 구리재 등으로 이루어지는 금속판에 프레스 가공 및 에칭 가공을 실시하여 형성되는 리드 프레임을 이용하여 제조되는 것이다.
리드 프레임(201)은, 도40 및 도41에 도시한 바와 같이 평면에서 보아 직사각형의 판 형상으로 형성된 자기 센서 칩(물리량 센서 칩)(203, 205)을 적재하는 2개의 스테이지부(207, 209)와, 스테이지부(207, 209)를 지지하는 프레임부(211)를 구비하고 있다. 이들 스테이지부(207, 209)와 프레임부(211)는 일체적으로 형성되어 있다. 프레임부(211)는 스테이지부(207, 209)를 둘러싸도록 평면에서 보아 대략 정사각형의 프레임 형상으로 형성된 직사각형 프레임부(213)와, 이 직사각형 프레임부(213)의 내측 영역 S201의 각 변(213a 내지 213d)으로부터 직교하여 내측으로 돌출하는 복수의 리드(215, 216)와, 내측 영역 S201의 각 코너부(213e 내지 213h)로부터 내측으로 돌출하는 연결 리드(연결부)(217)로 이루어진다.
리드(215, 216)는 내측 영역 S201의 각 변(213a 내지 213d)에 각각 복수(도시예에서는 7개씩) 설치되어 있다. 리드(215, 216)는 자기 센서 칩(203, 205)의 본딩 패드(도시하지 않음)와 전기적으로 접속하기 위해 설치된다. 또한, 이 리드(215, 216)는 후술하는 연결 리드(217)와의 접촉을 피하기 위해, 내측 영역 S201의 각 변(213a 내지 213d)의 중도부에만 배치되고, 각 변(213a 내지 213d)의 단부에는 설치되지 않는다. 내측 영역 S201의 코너부(213e 내지 213h) 근방은 리드(215, 216)를 배치하지 않는 비설치 영역 S202 내지 S205로 되어 있다.
연결 리드(217)는 스테이지부(207, 209)와 직사각형 프레임부(213)를 연결하는 현수 리드이다. 연결 리드(217)의 일단부(217a)는 각 스테이지부(207, 209)의 일단부(207a, 209a)의 양단부에 위치하는 측단부에 연결되어 있다. 여기서, 각 스테이지부(207, 209)의 측단부라 함은 2개의 스테이지부(207, 209)를 나열한 방향에 직교하는 각 스테이지부(207, 209)의 단부이다. 연결 리드(217)의 일단부(217a)에는 그 측면에 오목 형상의 절결부가 설치되어, 다른 부분보다도 좁게 형성된다. 이 절결부는 각 스테이지부(207, 209)를 내측 영역 S201의 상호 평행한 2개의 변(213a, 213c)을 따르는 축선(L201)을 중심으로 구부려 경사시킬 때에 용이하게 변형할 수 있는 비틀림부로 되어 있다.
2개의 스테이지부(207, 209)는 내측 영역 S201의 한 변(213d)을 따라 나열하여 배치되어 있다. 또한, 각 스테이지부(207, 209)는 리드(215, 216)에 대해 금속제 박판(리드 프레임)의 두께 방향으로 어긋나 위치하고 있다. 스테이지부(207, 209)의 표면(207b, 209b)은 각각 자기 센서 칩(203, 205)을 적재하도록 평면에서 보아 대략 직사각 형상으로 형성되어 있다. 이들 2개의 스테이지부(207, 209)는 각각 비설치 영역 S203, S204보다도 비설치 영역 S202, S205에 근접하는 위치에 배치되어 있고, 그 표면(207b, 209b)은 자기 센서 칩(203, 205)의 적재면보다도 작다.
스테이지부(207, 209)의 일단부(207a, 209a)에 인접하는 리드(215)의 선단부(215a)로부터 중도부까지의 표면(215b)에는 포토 에칭 가공에 의해 오목부(220)가 형성된다. 즉, 리드(215)의 선단부(215a)의 두께가 직사각형 프레임부(213)측 에 위치하는 리드(215)의 기단부(215c)보다도 얇게 형성되어 있다.
스테이지부(207, 209)의 타단부(207c, 209c)에는 스테이지부(207, 209)의 이면(207d, 209d)측으로 돌출하는 한 쌍의 돌출편(219, 221)이 각각 형성되어 있다. 이들 돌출편(219, 221)은 스테이지부(207, 209)를 경사시키기 위해 설치된다. 스테이지부(207)의 돌출편(219)과 스테이지부(209)의 돌출편(221)은 서로 대향한다. 각 스테이지부(207, 209)를 안정적으로 경사시키기 위해서는, 각 스테이지부(207, 209)에 형성되는 한 쌍의 돌출편(219, 221)의 상호 간격을 크게 하는 것이 바람직하다.
또한, 각 스테이지부(207, 209)의 경사 각도를 안정시키기 위해서는 한 쌍의 돌출편(219, 221)의 선단부의 폭을 넓게 하는 것이 바람직하다. 이에 의해, 각 스테이지부(207, 209)의 경사시에 압박력을 받는 선단부의 면적이 넓어지므로, 응력 완화에 의해 돌출편(219, 221)의 변형이 방지되어 스테이지부(207, 209)의 경사가 안정된다. 구체적으로는, 한 쌍의 돌출편(219, 221)을 도시된 막대 형상이 아닌 보다 광폭으로 하면 좋다. 혹은, 각 돌출편(219, 221)의 선단부를 직사각 형상으로 절곡해도 좋다.
2개의 스테이지부(207, 209)는 내측 영역 S201의 동일 변(203d)측으로 치우쳐 배치되어 있으므로, 이 변(203d)에 대향하는 변(203b)측에 위치하는 내측 영역 S201이 잉여 영역이 된다. 이 잉여 영역에는 연결 리드(217)에 연결된 대략 직사각 형상의 보조 스테이지부(223)가 형성된다.
이 보조 스테이지부(223)는, 도42에 도시한 바와 같이 스테이지부(207, 209) 와 마찬가지로 금속제 박판[리드 프레임(201)]의 두께 방향으로 어긋나 위치한다. 보조 스테이지부(223)는 전술한 축선(L201)에 직교하는 축선(L202)을 중심으로 경사시키기 위한 비틀림부(217b) 및 한 쌍의 돌출부(225)가 형성되어 있다. 이 보조 스테이지부(223)의 표면(223a)에는 전술한 바와 동일한 자기 센서 칩이나 가속도 센서 칩, 온도 센서 칩, 신호 처리 LSI 등의 반도체 칩(227)이 적재된다. 이 반도체 칩(227)은 그 주위에 배치된 리드(216)와 전기 접속된다.
다음에, 상술한 리드 프레임(201)을 이용하여 자기 센서를 제조하는 방법을 설명한다.
도40 내지 도42에 도시한 바와 같이, 먼저 스테이지부(207, 209) 및 보조 스테이지부(223)의 표면(207b, 209b, 223a)에 자기 센서 칩(203, 205) 및 반도체 칩(227)을 접착한다. 각 자기 센서 칩(203, 205)은 그 각 변이 내측 영역 S201의 각 변(213a 내지 213d)과 평행이 되도록 비설치 영역 S202, S205에 근접하여 배치된다. 또한 각 자기 센서 칩(203, 205)은 스테이지부(207, 209)의 표면(207b, 209b)으로부터 돌출되지만, 이 돌출된 부분은 내측 영역 S201의 변(213a, 213c)에 설치된 복수의 리드(215, 216) 중 비설치 영역 S202, S205측에 위치하는 복수의 리드(215)(도시예에서는 4개)와 겹치도록 배치된다. 도41에 도시한 바와 같이, 스테이지부(207, 209)는 리드(215)에 대해 금속제 박판[리드 프레임(201)]의 두께 방향으로 어긋나 있으므로, 자기 센서 칩(203, 205)은 리드(215)에 접촉하지 않는다.
각 자기 센서 칩(203, 205)은, 전술한 포토 에칭 가공에 의해 얇게 형성된 리드(215)의 선단부(215a)로부터 중도부에 이르는 영역에 배치되어 있다. 또한, 각 자기 센서 칩(203, 205)은 스테이지부(207, 209)의 배열 방향[변(213d)]을 따라 나열된 리드(216)와는 겹치지 않도록 배치되어 있다.
다음에, 자기 센서 칩(203, 205) 및 반도체 칩(227)의 표면에 배치된 본딩 패드(도시하지 않음)와, 자기 센서 칩(203, 205)과 겹치지 않는 리드(216)가 와이어(도시하지 않음)에 의해 전기적으로 접속된다. 또한, 후술하는 스테이지부(207, 209) 및 보조 스테이지부(223)를 경사시키는 단계에 있어서, 자기 센서 칩(203, 205) 및 반도체 칩(227)의 본딩 부분 및 리드(216)의 본딩 부분의 위치 관계가 변화하므로, 이 와이어의 재질은 구부리기 쉽고 유연한 것이 바람직하다.
이어서, 자기 센서 칩(203, 205), 반도체 칩(227), 스테이지부(207, 209), 보조 스테이지부(223) 및 리드(215, 216)를 일체적으로 고정하는 수지 몰드부(패키지)를 형성한다.
즉, 도43에 도시한 바와 같이 오목부(E201)를 갖는 금형(E)의 표면(E202)에 리드 프레임(201)의 직사각형 프레임부(213)를 위치시킨다. 이 때에는, 직사각형 프레임부(213)의 내측에 있는 리드(215, 216), 스테이지부(207, 209), 자기 센서 칩(203, 205) 및 돌출편(219, 221)은 오목부(E201)의 상방에 배치된다. 즉, 이 상태에 있어서는 오목부(E201)측으로부터 상방측을 향해 자기 센서 칩(203, 205), 스테이지부(207, 209), 돌출편(219, 221)의 순으로 배치된다.
돌출편(219, 221)의 상방에는 평탄면(F201)을 갖는 금형(F)이 배치되어 있고, 전술한 금형(E)과 함께 리드 프레임(201)의 직사각형 프레임부(213)를 끼워 넣는다.
도44에 도시한 바와 같이, 이들 한 쌍의 금형(E, F)에 의해 직사각형 프레임부(213)를 끼워 넣으면, 금형(F)의 평탄면(F201)에 의해 각 돌출편(219, 221)이 압박된다. 이 압박력에 의해 축선(L201)을 중심으로 연결 리드(217)의 일단부(217a)가 비틀려, 스테이지부(207, 209)를 경사시킨다. 이 때, 리드(215)의 표면(215b)에 대향하는 자기 센서 칩(203, 205)의 일단부(203a, 205a)가 오목부(220)에 인입된다. 이에 의해, 스테이지부(207, 209)와 함께 자기 센서 칩(203, 205)이 직사각형 프레임부(213)나 평탄면(F201)에 대해 소정의 각도로 경사진다.
보조 스테이지부(223)는 스테이지부(207, 209)와 마찬가지로 금형(F)의 평탄면(F201)에 의해 돌출편(225)이 압박됨으로써 직사각형 프레임부(213)나 평탄면(F201)에 대해 소정의 각도로 경사진다.
그 후, 금형(F)의 평탄면(F201)에 의해 돌출편(219, 221)을 압박한 상태에서, 금형(E, F)의 오목부(E201) 및 평탄면(F201)에 의해 형성되는 수지 형성 공간에 용융 수지가 사출된다. 이 용융 수지에 의해 자기 센서 칩(203, 205)을 수지의 내부에 매립하는 수지 몰드부가 형성된다. 수지가 고화되면, 도45 내지 도47에 도시한 바와 같이 자기 센서 칩(203, 205)이 상호 경사진 상태에서 수지 몰드부(패키지)(229)의 내부에 고정된다. 여기서 이용하는 수지는, 수지의 유동에 의해 자기 센서 칩(203, 205) 및 반도체 칩(227)의 경사 각도가 변화하지 않도록 유동성이 높은 재질인 것이 바람직하다.
마지막으로, 직사각형 프레임부(213)를 잘라내어 리드(215, 216) 및 연결 리드(217)를 개별적으로 나누어 자기 센서(230)의 제조가 종료한다.
이상과 같이 제조된 자기 센서(230)의 수지 몰드부(229)는, 전술한 직사각형 프레임부(213)와 동일한 평면에서 보아 대략 직사각 형상으로 형성되어 있다. 리드(215, 216)는 수지 몰드부(229)에 의해 구획되는 내측 영역 S201의 각 변(229d 내지 229g)으로부터 수지 몰드부(229)의 내측으로 연장되어 있다. 이들 리드(215, 216)는 내측 영역 S201의 코너부에 위치하는 비설치 영역 S202 내지 S205에는 설치되어 있지 않다.
리드(216)의 이면(216a)은 수지 몰드부(229)의 하면(229a)측에 노출되어 있다. 이들 리드(216)의 일단부는 금속제 와이어(도시하지 않음)에 의해 자기 센서 칩(203, 205) 및 반도체 칩(227)과 전기적으로 접속되어 있고, 그들 접속 부분 및 와이어는 수지 몰드부(229)의 내부에 매립되어 있다.
도46을 참조하면 자기 센서 칩(203, 205) 및 반도체 칩(227)은, 수지 몰드부(229)의 하면(229a)에 대해 경사져 있다. 상호 대향하는 자기 센서 칩(203, 205)의 타단부(203b, 205b)는 수지 몰드부(229)의 상면(229c)측을 향한다. 자기 센서 칩(203)의 표면(203a)은 자기 센서 칩(205)의 표면(205a)을 기준으로 하여 예각으로 경사져 있다. 즉, 스테이지부(209)에 대한 스테이지부(207)의 각도(θ)는 예각이다.
따라서, 자기 센서 칩(203, 205)의 감응 방향은 도7을 이용하여 설명한 본 발명의 제1 실시예와 동일하다. 또한, A-B 평면이 C-D 평면에 대해 이루는 각도(θ)는 이론상 0°보다도 크고, 90 °이하이면 3차원적인 지자기의 방향을 측정할 수 있지만, 실제상은 20°이상인 것이 바람직하고, 30°이상인 것이 더욱 바람직한 것도 제1 실시예와 동일하다.
이 자기 센서(330)는 제1 실시예의 자기 센서(30)와 마찬가지로, 예를 들어 휴대 단말 장치 내의 기판에 탑재되어 지자기의 방위를 검출할 수 있다.
상기한 리드 프레임(201) 및 자기 센서(230)에 따르면, 자기 센서 칩(203, 205)의 일부를 리드(215)와 겹쳐 배치하고 있으므로, 자기 센서(230)의 소형화를 도모할 수 있다.
또한, 자기 센서 칩(203, 205)은 각각 내측 영역의 1개의 코너부, 즉 비설치 영역 S202, S205에 근접하고, 내측 영역 S201의 한 변(213a, 213c)으로부터 돌출하는 리드(15)에만 겹쳐 배치된다. 따라서, 내측 영역 S201의 한 변(213a, 213c)의 중앙부에 스테이지부(207, 209)나 자기 센서 칩(203, 205)을 배치하는 경우와 비교하여, 자기 센서 칩(203, 205)과 겹치는 리드의 수가 감소한다. 따라서, 직사각형 프레임부(213)에 대한 리드(215, 216)의 배치를 바꾸는 일 없이 자기 센서 칩(203, 205)과 전기적으로 접속 가능한 리드(216)의 수를 충분히 확보할 수 있다. 이로 인해, 자기 센서 칩(203, 205)에 대해 많은 신호의 입출력을 행하는 것이 가능해져, 고기능의 자기 센서(230)의 제공이 가능해진다.
또한, 직사각형 프레임부(213)에 대한 리드(215, 216)의 배치를 바꿀 필요가 없어지므로, 고기능의 자기 센서(230)를 용이하고 또한 저렴하게 제조할 수 있다.
또한, 2개의 스테이지부(207, 209)나 자기 센서 칩(203, 205)을 내측 영역 S201의 동일한 한 변(213d, 229g)에 치우쳐 배치함으로써, 직사각형 프레임부(213)의 내측 영역 S201의 잉여 영역에 별도 보조 스테이지부(223)나 반도체 칩(227)을 새롭게 배치할 수 있으므로, 직사각형 프레임부(213)나 수지 몰드부(229)의 크기를 바꾸는 일 없이 더욱 고기능의 자기 센서(230)를 제공하는 것이 가능해진다.
또한, 경사진 자기 센서 칩(203, 205)은 리드(215)의 표면(215b)에 형성된 오목부(220)에 인입하게 할 수 있으므로, 리드(215)에 대해 금속제 박판의 두께 방향으로 스테이지부(207, 209)를 옮기는 길이는 신장시키는 일 없이 자기 센서 칩(203, 205)과 리드(215)의 접촉을 방지하여, 자기 센서 칩(203, 205)을 프레임부(211)에 대해 크게 경사시킬 수 있다. 따라서, 자기 센서(230)의 박형화를 도모할 수도 있다.
또한, 상기한 실시 형태에 있어서 보조 스테이지부(223)에는 돌출편(225)이 설치되는 것으로 하였지만, 이에 한정되지 않는다. 보조 스테이지부(223)는 적어도 수지 몰드부(29)를 형성하기 전에 프레임부(11)에 대해 경사시키면 좋다.
또한, 보조 스테이지부(223)는 적재하는 반도체 칩(227)이 온도 센서 칩이나 신호 처리 LSI인 경우에는 경사시킬 필요가 없다. 이 경우에는 돌출편(225) 및 연결 리드(217)의 비틀림부는 불필요하다.
다음에, 본 발명에 의한 제5 실시예에 대해 도48을 참조하여 설명한다. 또한, 본 제5 실시예에 관한 리드 프레임 및 자기 센서는 제4 실시예와는 프레임부에 대한 스테이지부 및 자기 센서 칩의 위치가 다르다. 여기서는, 스테이지부 및 자기 센서 칩의 배치에 대해서만 설명하고, 리드 프레임(201)이나 자기 센서(230)의 구성 요소와 동일한 부분에 대해서는 동일한 부호를 부여하여 그 설명을 생략한다.
본 실시예에 관한 리드 프레임(231) 및 자기 센서에 있어서는, 2개의 스테 이지부(207, 209) 및 자기 센서 칩(203, 205)이 내측 영역 S201의 대각선(L203) 상에 나열되어 배치되어 있다. 각 스테이지부(207, 209)는 대각선(L203) 상에 위치하는 코너부, 즉 비설치 영역 S202, S204에 근접하여 배치되어 있다.
이 리드 프레임(231)을 이용하여 자기 센서를 제조할 때에는, 제4 실시예와 동일한 금형에 의해 직사각형 프레임부(213)를 끼워 넣은 상태에서 금형(E, F)의 오목부(E201) 및 평탄면(F201)에 의해 형성되는 수지 형성 공간에 용융 수지를 사출하고, 자기 센서 칩(203, 205)을 수지의 내부에 매립하는 수지 몰드부(229)를 형성한다. 이 용융 수지는 직사각 형상의 내측 영역 S201 중, 한쪽 대각선(L203)과 교차하는 다른 쪽 대각선(L204) 상에 위치하는 직사각형 프레임부(213)의 한쪽 코너부(213h)측에 설치된 게이트(M)로부터 사출되고, 이 한쪽 코너부(213h)의 대각에 위치하는 다른 쪽 코너부(213f)측을 향해 흐른다.
또한, 상술한 수지 형성 공간은 수지 몰드부(229)에 의해 형성되는 내측 영역 S201에 상당하고 있다.
상기한 리드 프레임(231) 및 자기 센서에 따르면, 제4 실시예와 마찬가지로 자기 센서의 소형화를 도모할 수 있는 동시에, 고기능의 자기 센서를 용이하고 또한 저렴하게 제조할 수 있다.
또한, 한쪽 코너부(213h)와 다른 쪽 코너부(213f) 사이에 스테이지부(207, 209)나 물리량 센서 칩(203, 205)이 위치하지 않으므로, 수지 몰드부(229)를 형성할 때에 스테이지부(207, 209) 및 물리량 센서 칩(203, 205)에 의해 용융 수지의 흐름이 방해되는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 수지 형성 공간 내에 수지가 닿지 않는 부분이 형성되기 어렵다. 특히, 게이트(M)로부터 수지 형성 공간에 유입된 수지를 게이트(M)로부터 가장 멀리 위치하는 다른 쪽 코너부 S203까지 용이하게 도달시킬 수 있다.
또한, 수지 형성 공간 내로 유입되는 수지의 흐름에 의해 스테이지부(207, 209)나 물리량 센서 칩(203, 205)이 압박되어 그들 경사 각도가 갑자기 변화되는 것도 방지할 수 있다. 따라서, 물리량 센서 칩(203, 205)의 경사 각도를 정밀도 좋게 설정하는 것이 가능해진다.
또한, 상술한 제4 및 제5 실시 형태에 있어서, 연결 리드(217)의 비틀림부는 스테이지부(207, 209)의 일단부(207a, 209a)측에 연결시켰지만, 이에 한정되지 않는다. 비틀림부는 일단부(207a, 209a)보다도 돌출편(219, 221)측으로 옮긴 위치에 배치해도 좋다. 즉, 스테이지부(207, 209)를 회전시키는 축선(L201)을 스테이지부(207, 209)의 일단부(207a, 209a)측으로부터 돌출편(219, 221)측으로 옮겨도 상관없다.
또한, 각 스테이지부(207, 209)에는 한 쌍의 돌출편(219, 221)을 형성하는 예를 나타냈지만, 이에 한정되지 않는다. 즉, 각 스테이지부(207, 209)에 돌출편을 1개만 형성하고, 이 돌출편을 스테이지부(207, 209)의 폭의 절반으로부터 동등한 정도의 광폭으로 형성해도 좋다. 이 구성에 있어서도, 각 스테이지부(207, 209)의 경사시에 압박력을 받는 돌출편의 선단부의 면적이 넓어지므로, 응력 완화에 의해 돌출편의 변형이 방지된다. 따라서, 스테이지부(207, 209)의 경사 각도를 안정시킬 수 있다.
또한, 제1 및 제2 실시예에서 설명한 것과 마찬가지로, 돌출편(219, 221)은 적어도 스테이지부(207, 209)의 이면(207d, 209d)측으로 돌출되어 있으면 좋다.
또한, 스테이지부(207, 209)는 적어도 수지 몰드부(229)를 형성하기 전에 상호 경사져 있으면 좋다.
또한, 스테이지부(207, 209)는 예를 들어 평면에서 보아 원형, 타원형으로 형성되어도 좋고, 두께 방향으로 관통하는 구멍을 마련한 것이나 메쉬 형상으로 형성한 것으로 해도 좋다.
또한, 자기 센서는 패키지로서의 상자 부재의 내부에 자기 센서 칩(203, 205), 스테이지부(207, 209) 및 리드(215, 216)를 수납하여, 이것들이 일체적으로 고정되어도 좋다.
또한, 2개의 자기 센서 칩(203, 205)은 수지 몰드부(229)의 하면(229a)을 따라 상호 직교하는 축선을 중심으로 경사시켜도 좋다.
또한, 상기한 제1 내지 제5 실시예에서는, 물리량 센서로서 3차원 공간 내의 자기 방향을 검출하는 자기 센서에 대해 설명하였지만, 이에 한정되지 않는다. 물리량 센서는 적어도 3차원 공간 내의 방위나 방향을 측정하는 센서이면 좋다. 즉, 물리량 센서는 예를 들어 가속도의 크기나 방향을 검출하는 가속도 센서 칩을 탑재한 가속도 센서라도 좋다.
이상, 본 발명의 실시예에 대해 도면을 참조하여 상세하게 설명하였지만, 구체적인 구성은 이들 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위에서 설계 변경이 가능하다.
본 발명은 자기 및 중력 등의 물리량의 방위 및 방향을 측정하는 물리량 센서에 적용할 수 있고, 그들 물리량 센서를 소형이고 또한 박형으로 할 수 있다.

Claims (17)

  1. 금속성 박판으로 이루어지는 리드 프레임이며,
    물리량 센서 칩이 적재되고 상기 물리량 센서 칩의 적재면보다도 작은 면적을 갖는 적어도 2개의 스테이지부와,
    상기 스테이지부를 둘러싸는 직사각형 프레임부와,
    상기 프레임부로부터 상기 스테이지부 방향으로 연장되어 상기 스테이지부의 주위에 배치되고 또한 상기 프레임부와 상기 각 스테이지부를 연결하는 연결 리드를 포함하는 복수의 리드와,
    상기 연결 리드에 형성되고 변형함으로써 상기 스테이지부를 경사시키는 변형 용이부를 갖고,
    상기 물리량 센서 칩은 상기 적재면을 상기 스테이지부 및 상기 복수의 리드의 일부와 상기 프레임부의 두께 방향으로 중첩시켜 적재되는 리드 프레임.
  2. 제1항에 있어서, 상기 연결 리드는 상기 프레임부의 한 변에 나열된 상기 리드이며, 상기 연결 리드의 중도부에 상기 프레임부에 대해 기준 축선을 중심으로 상기 스테이지부를 경사시키기 위한 변형 용이부가 형성되는 리드 프레임.
  3. 제2항에 있어서, 상기 연결 리드는 상기 중도부로부터 상기 스테이지부까지의 사이에 위치하는 선단부와 상기 중도부보다도 스테이지부로부터 떨어져 위치하 는 기단부를 갖고, 상기 스테이지부와 상기 선단부는 상기 기단부에 대해 상기 금속제 박판의 두께 방향으로 어긋난 위치에 배치되는 리드 프레임.
  4. 제2항에 있어서, 상기 중도부로부터 상기 스테이지부까지의 사이에 위치하는 상기 연결 리드의 표면이 상기 스테이지부의 표면과 함께 동일 평면을 형성하는 리드 프레임.
  5. 제1항에 있어서, 상기 연결 리드는, 상기 스테이지부의 중심을 통과하는 중심 축선의 선대칭이 되는 위치에 있어서 각각의 스테이지부로부터 한 쌍이 돌출하여 상기 프레임부에 연결되는 동시에, 상기 변형 용이부로서 변형 가능한 비틀림부를 갖고, 상기 비틀림부 및 상기 스테이지부가 상기 리드에 대해 상기 리드 프레임의 두께 방향으로 어긋난 위치에 배치되는 리드 프레임.
  6. 제5항에 있어서, 상기 물리량 센서 칩을 상기 스테이지부의 표면에 적재한 상태에 있어서, 상기 물리량 센서 칩에 대향하는 상기 리드의 표면에 상기 금속제 박판의 두께 방향으로 움푹 패인 오목부가 형성되는 리드 프레임.
  7. 제1항에 있어서, 상기 물리량 센서 칩을 적재하는 상기 스테이지부의 표면에 설치된, 절연 재료로 이루어지는 시트 형상의 절연 필름을 더 갖는 리드 프레임.
  8. 제7항에 있어서, 상기 적어도 2개의 스테이지부의 한쪽 스테이지부에는 다른 쪽 스테이지부를 향해 돌출하는 돌출 리드가 형성되는 리드 프레임.
  9. 제7항에 있어서, 상기 스테이지부 및 상기 연결 리드가 상기 스테이지부에 연결되는 각 리드의 선단부로부터 연장되는 연장 리드를 포함하는 리드 프레임.
  10. 제9항에 있어서, 상기 스테이지부가 복수의 상기 연장 리드로 형성되고,
    상기 연장 리드의 선단부에 상기 물리량 센서 칩과 겹치지 않는 영역에 배치된 돌출 리드가 형성되는 리드 프레임.
  11. 제7항에 있어서, 상기 복수의 리드가 상기 연결 리드를 통해 상기 스테이지부에 연결된 제1 리드와, 상기 제1 리드와 함께 상기 기준 축선을 따르는 방향으로 배열된 제2 리드를 구비하고,
    상기 제2 리드에, 그 선단부로부터 상기 기준 축선을 넘어 연장되는 인접 리드가 형성되고,
    상기 인접 리드가 상기 기준 축선을 따르는 방향으로 상기 스테이지부와 나란히 배치되고, 또한 상기 프레임부에 대해 상기 기준 축선을 중심으로 경사 가능하게 형성되는 리드 프레임.
  12. 제7항에 있어서, 상기 절연 필름의 표면 및 이면에 접착층이 형성되는 리드 프레임.
  13. 제1항에 있어서, 각각의 상기 스테이지부는 상기 리드 프레임의 내측 영역의 다른 코너부보다도 1개의 코너부에 근접한 위치에 배치되고, 자기 센서 칩이 리드 프레임의 한 변에 설치된 복수의 리드에만 중첩하도록 배치되는 리드 프레임.
  14. 제13항에 있어서, 상기 직사각형 프레임부가 평면에서 보아 대략 정사각 형상으로 형성되고,
    상기 2개의 스테이지부가 상기 내측 영역의 동일 변을 따라 배치되어 있는 리드 프레임.
  15. 제13항에 있어서, 상기 2개의 스테이지부가 상기 내측 영역의 대각선 상에 배치되어 있는 리드 프레임.
  16. 평면에서 보아 대략 직사각 형상으로 형성된 패키지와, 상기 패키지의 내부에 경사져 고정된 평면에서 보아 대략 직사각 형상의 물리량 센서 칩과, 상기 패키지에 의해 구획되는 평면에서 보아 대략 직사각형의 내측 영역의 각 변으로부터 상기 패키지의 내측으로 돌출하는 동시에 상기 패키지의 하면으로부터 외측으로 노출하는 복수의 리드를 구비하고,
    상기 내측 영역의 코너부에는 상기 리드를 배치하지 않는 비설치 영역이 형 성되고,
    상기 물리량 센서 칩은 그 한 변이 상기 내측 영역의 한 변을 따르도록 상기 비설치 영역에 걸쳐 상기 내측 영역의 한 변에 나열된 상기 리드에만 상기 패키지의 두께 방향으로 겹쳐 배치되는 물리량 센서.
  17. 물리량 센서 칩을 적재하는 스테이지부와, 상기 스테이지부의 주위에 배치되고 또한 상기 스테이지부와 연결되는 연결 리드를 포함하는 복수의 리드와, 상기 연결 리드에 형성되고 변형함으로써 상기 스테이지부를 경사시키는 변형 용이부와, 경사진 상기 스테이지부에 적재되고 단부를 상기 복수의 리드의 일부와 상기 리드의 두께 방향으로 중첩시켜 배치된 물리량 센서 칩과, 상기 스테이지부, 상기 복수의 리드 및 상기 물리량 센서 칩을 일체적으로 고정하는 몰드 수지를 갖는 물리량 센서.
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