JP3823953B2 - 磁気センサの製造方法およびリードフレーム - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、磁界の方位を測定する磁気センサの製造方法およびこれに使用するリードフレームに関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、外部磁界の方位測定のために磁気を検出する磁気センサが利用されている（例えば、特許文献１参照。）。
従来では、例えば、図２２に示すように、基板６３の表面６３ａに磁気センサ５１，６１を搭載した磁気センサユニット６４が提供されており、この磁気センサユニット６４は、外部磁界の方位を３次元的に測定することができる。
【０００３】
すなわち、磁気センサ５１は、外部磁界の２方向の磁気成分に対して感応する磁気センサチップ５２を備えており、その感応方向は、基板６３の表面６３ａに沿って互いに直交する方向（Ｘ方向、Ｙ方向）となっている。また、磁気センサ６１は、外部磁界の１方向の磁気成分に対して感応する磁気センサチップ６２を備えており、その感応方向は、基板６３の表面６３ａに直交する方向（Ｚ方向）となっている。
外部磁界の方位は、これら磁気センサチップ５２，６２により３次元空間内の３つの磁気成分を検出して、３次元空間内のベクトルとして測定される。
【０００４】
【特許文献１】
特開平５−５２９１８号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の磁気センサユニット６４においては、磁気センサ５１，６１にそれぞれ１つの磁気センサチップ５２，６２しか備えていなかったため、各々の磁気センサ５１，６１を製造して、これらの磁気センサ５１，６１をそれぞれ基板６３の表面６３ａに搭載する必要があり、結果として、製造工程が多く、製造コストが高くなるという問題があった。
また、磁気センサチップ６２の感応方向が磁気センサチップ５２の感応方向に直交するように、磁気センサ６１を基板６３の表面６３ａに精度よく搭載することが困難であるという問題があった。
【０００６】
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、外部磁界の３次元的な方位を正しく測定すると共に、製造コストの削減を図ることができる磁気センサの製造方法を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
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、少なくとも２つのステージ部と、その周囲に配されるリードを備えるフレーム部と、これらを連結する弾性変形可能な連結部と、前記各ステージ部が所定の角度に傾斜した状態に保持させる保持機構とを有する金属製薄板からなるリードフレームを提案している。
【０００８】
この発明に係るリードフレームによれば、連結部を弾性変形させることにより、フレーム部に対するステージ部の位置を所望の位置に配置すると共に、各ステージ部の相互の位置を所望の位置に配置し、この状態で各ステージ部にセンサチップを接着することができる。
【０００９】
請求項２に係る発明は、少なくとも２つのステージ部と、その周囲に配されるリードを備えるフレーム部と、これらを連結する弾性変形可能な連結部とを有する金属製薄板からなリードフレームであって、前記連結部に、押圧によって弾性変形可能な易変形部と、該易変形部とは異なる箇所に形成されて塑性変形によって屈曲可能な屈曲部と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。
【００１０】
この発明に係るリードフレームによれば、屈曲部を塑性変形で屈曲させることにより、ステージ部をフレーム部に対して容易に所望の位置に配置することができる。また、複数のステージ部にそれぞれセンサチップを搭載する際には、易変形部を弾性変形させて、複数のステージ部の表面を略同一平面上におくことができるため、各々のステージ部にセンサチップを同時にかつ容易に接着することが可能となる。
【００１１】
請求項３に係る発明は、請求項２に記載のリードフレームにおいて、前記ステージ部から前記フレーム側に向けて突出する第１の突出部と、前記リードから前記ステージ部側に向けて突出し、前記金属製薄板の板厚方向に前記第１の突出部と重ねることができる第２の突出部とを有することを特徴とするリードフレームを提案している。
【００１２】
この発明に係るリードフレームによれば、第１、第２の突出部をリードフレームの板厚方向に重ねることにより、屈曲部を屈曲させることにより所望の位置に配置されたステージ部がフレーム部側に戻らないように保持されるため、センサチップを所望の位置に配置させた状態で確実に固定できる。
【００１３】
請求項４に係る発明は、請求項１に記載のリードフレームにおいて、前記連結部に、押圧によって弾性変形可能な易変形部が形成され、前記保持機構が、前記リードから前記ステージ部に向けて突出し、前記金属製薄板の板厚方向に前記ステージ部を押圧する押圧部を有す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によれば、押圧部により各ステージ部を金属薄板の厚さ方向に押さえつけている状態においては、易変形部が弾性変形し、各ステージ部がフレーム部に対する所定の位置に保持される。また、複数のステージ部にそれぞれセンサチップを搭載する際には、押圧部をステージ部から離間させることにより、複数のステージ部の表面を略同一平面上におくことができるため、各ステージ部にセンサチップを同時にかつ容易に接着することができる。
【００１４】
請求項５に係る発明は、磁界の少なくとも１方向の磁気成分に対して感応する磁気センサチップを樹脂によりモールドする磁気センサの製造方法であって、少なくとも２つのステージ部と、その周囲に配されるリードを備えるフレーム部と、これらを連結する連結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工程と、前記連結部を塑性変形して前記ステージ部を前記フレーム部に対して傾斜させる工程と、前記フレーム部を固定した状態で前記ステージ部を押圧して、前記連結部を弾性変形させる工程と、前記ステージ部と前記フレーム部とを略同一平面上に配しながら前記ステージ部に磁気センサチップを接着する工程と、前記磁気センサチップと前記リードとを配線する工程と、その後に、前記ステージ部を解放して連結部の弾性変形を復元させる工程を備えることを特徴とする磁気センサの製造方法を提案している。
【００１５】
この発明に係る磁気センサの製造方法によれば、磁気センサチップをステージ部に接着する工程の前に、連結部を塑性変形させてステージ部を傾斜させるため、リードフレームの製造工程と同時にステージ部を傾斜させることができ、製造工程を簡略化することが可能となる。
また、複数のステージ部を略同一平面上に配した状態にて、磁気センサチップをステージ部に接着するため、複数の磁気センサチップを同時にかつ容易に接着することが可能となる。
【００１６】
さらに、リードフレームの製造工程においてステージ部を傾斜させることができるため、ステージ部の傾斜角度を精度よく設定することが可能となり、複数の磁気センサチップの表面が相互になす角度を精度よくかつ容易に設定することができる。
したがって、例えば、一の磁気センサチップがその表面に沿って２つの感応方向を有し、他の磁気センサチップがその表面に沿って１つの感応方向を有している場合には、他の磁気センサチップの感応方向を、一の磁気センサチップの２つの感応方向を含む平面に対して精度よく交差させることができる。したがって、これら３つの感応方向により３次元空間内の３つの磁気成分を検出して、磁界の方位を３次元空間内のベクトルとして測定することが可能となり、磁界の方位を正しく測定することができる。
【００１７】
請求項６に係る発明は、請求項５に記載の磁気センサの製造方法において、前記リードフレームを用意する工程において、前記ステージ部から前記リード側に向けて突出する第１の突出部と、前記リードから前記ステージ部側に向けて突出する第２の突出部とを形成し、前記連結部の弾性変形を復元させた後に、これら第１、第２の突出部を前記金属製薄板の板厚方向に重ねることを特徴とする磁気センサの製造方法を提案している。
この発明に係る磁気センサの製造方法によれば、第１、第２の突出部をリードフレームの板厚方向に重ねることにより、傾斜しているステージ部がフレーム部側に戻らないように保持されるため、磁気センサチップを所望の角度に傾斜させた状態で確実に固定できる。
【００１８】
請求項７に係る発明は、磁界の少なくとも１方向の磁気成分に対して感応する磁気センサチップを樹脂によりモールドする磁気センサの製造方法であって、少なくとも２つのステージ部と、その周囲に配されるリードを備えるフレーム部と、これらを連結する連結部と、前記リードから前記ステージ部に向けて突出する押圧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工程と、前記ステージ部と前記フレーム部とを略同一平面上に配しながら前記ステージ部に磁気センサチップを接着する工程と、前記磁気センサチップと前記リードとを配線する工程と、その後に、前記ステージ部と前記押圧部とを前記金属製薄板の板厚方向に重ねて前記連結部を弾性変形させ、前記ステージ部を前記フレーム部に対して傾斜させる工程とを備えることを特徴とする磁気センサの製造方法を提案している。
この発明に係る磁気センサの製造方法によれば、複数のステージ部を略同一平面上に配した状態において磁気センサチップをステージ部に接着するため、複数の磁気センサチップを同時にかつ容易に接着することが可能となる。
また、ステージ部を傾斜させる押圧部がリードフレームの製造工程と同時に形成されているため、磁気センサチップとリードとの配線工程の後に、容易にステージ部を傾斜させることができ、製造工程の簡略化を図ることができる。
【００１９】
請求項８に係る発明は、少なくとも２つのステージ部と、その周囲に配されるリードを備えるフレーム部と、これらを連結する弾性変形可能な連結部と、前記各ステージ部が所定の角度に傾斜した状態に保持させる保持機構とを有する金属製薄板からなるリードフレームと、前記各ステージ部にそれぞれ配置された磁気センサチップとを備え、前記ステージ部及び前記磁気センサチップが所定の角度に傾斜された状態であることを特徴とする磁気センサを提案している。
【００２０】
請求項９に係る発明は、少なくとも２つのステージ部と、その周囲に配されるリードを備えるフレーム部と、これらを連結する弾性変形可能な連結部とを有する金属製薄板からなリードフレームと、前記各ステージ部にそれぞれ配置された磁気センサチップとを備え、前記連結部に、押圧によって弾性変形可能な易変形部と、該易変形部とは異なる箇所に形成されて塑性変形によって屈曲可能な屈曲部とが形成され、該屈曲部の塑性変形によって前記ステージ部及び前記磁気センサチップが傾斜された状態であることを特徴とする磁気センサを提案している。
【００２１】
【発明の実施の形態】
はじめに、本発明の磁気センサの製造方法により製造される磁気センサの構成について、図１，２を参照して説明しておく。この磁気センサ１は、外部磁界の向きと大きさを測定するものであり、２つの磁気センサチップ２，３と、これら磁気センサチップ２，３を外部に対して電気的に接続するための複数のリード４と、これら磁気センサチップ２，３およびリード４を一体的に固定する樹脂モールド部５とを備えている。
【００２２】
磁気センサチップ２，３は、平面視矩形の板状に形成されており、それぞれステージ部６，７上に搭載されている。また、これら磁気センサチップ２，３は、樹脂モールド部５の内部に埋まっており、各リード４よりも樹脂モールド部５の上面５ｃ側に配置されている。さらに、これら磁気センサチップ２，３は、樹脂モールド部５の下面５ａに対して傾斜しており、その他端部２ｃ，３ｃが下面５ａ側に向くと共に、その表面２ａ，３ａが相互に角度θをもって鋭角に傾斜している。
なお、ここで鋭角とは、ステージ部６の表面６ｄと、ステージ部７の裏面７ｃとのなす角度θである。
【００２３】
磁気センサチップ２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２の表面２ａ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３は、外部磁界の１方向の磁気成分に対して感応するものであり、その感応方向は、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）と鋭角に交差する方向（Ｃ方向）となっている。
【００２４】
各リード４は、銅材等の金属材料からなり、リード４の裏面４ａが樹脂モールド部５の下面５ａ側に露出している。また、各リード４の一端部４ｂは、金属製のワイヤー８により磁気センサチップ２，３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５の内部に埋まっている。
【００２５】
次に、上述した磁気センサ１を製造するための方法を説明する。
はじめに、薄板状の金属板にプレス加工を施して、図３，４に示すように、ステージ部６，７がフレーム部９に支持されたリードフレーム１０を形成する。
フレーム部９は、ステージ部６，７を囲むように平面視矩形の枠状に形成された矩形枠部１１と、この矩形枠部１１から内方に向けて突出する複数のリード４，１２，１３，１４とからなる。
【００２６】
リード（連結部）１２，１３は、ステージ部６，７を矩形枠部１１に対して固定するための吊りリードであり、それぞれステージ部６，７の一端部６ａ，７ａおよび他端部６ｂ，７ｂに連結するように形成されている。
２つのリード１３は、ステージ部６，７の間において相互につながっており、その側面からステージ部６，７に向けて突出する突出部１３ｂが形成されている。この突出部１３ｂは、ステージ部６，７に磁気センサチップ２，３を搭載した状態にてステージ部６，７を傾斜させた際に、磁気センサチップ２，３がこの傾斜面に沿って下方側に移動することを防止するためのものである。
【００２７】
リード１４は、第２の突出部を構成するリードで、ステージ部６，７に向けて突出しており、ステージ部６，７からリード１４及び矩形枠部１１に向けて突出する突出部（第１の突出部）１５と共に、ステージ部６，７を所定の角度に傾斜させた状態に保持する保持機構１００を構成している。
【００２８】
このリードフレーム１０のうち、ステージ部６，７を含むリード４よりも内側の領域は、フォトエッチング加工が施されて任意の厚さとされ、例えばリードフレーム１０の他の部分の半分の厚さ寸法に形成されており、リード１２やステージ部６，７の裏面６ｃ，７ｃ側が樹脂モールド部の下面側に露出することを防止するようになっている。
【００２９】
また、このプレス加工と同時に折り曲げ加工を施して、ステージ部６，７をフレーム９に対し傾斜させると共に、互いに傾斜させた状態にする。すなわち、この折り曲げ加工では、図５に示すように、屈曲部を構成するリード１２，１３のステージ部６，７側の一端部１２ａ，１３ａを塑性変形させて折り曲げることにより、ステージ部６，７を所定の角度に傾斜させる。なお、この折り曲げ加工は、プレス加工と同一の金型（図示せず）において行われる。
【００３０】
その後、フレーム部９の矩形枠部１１を金型Ｄに固定して、棒状のクランパーＥによりステージ部６，７の一端部６ａ，７ａ側の表面６ｄ，７ｄをそれぞれ押圧する。この際には、金型Ｄの表面Ｄ１に穴Ｄ２が形成されているため、一端部１２ａは、この穴Ｄ２に入り込み、変形しないようになっている。また、リード１２には、容易に弾性変形できる易変形部１２ｂが形成されており、この易変形部１２ｂは、フォトエッチング加工によって形状が付され、例えばリード１２の他の部分の半分の厚さに形成されている。
したがって、リード１２の易変形部１２ｂ、およびすでに塑性変形されたリード１３の屈曲部が弾性変形して、図６に示すように、ステージ部６，７は、その表面６ｄ，７ｄが金型Ｄの表面Ｄ１に沿うように配されることになる。
【００３１】
この状態において、ステージ部６，７の表面６ｄ，７ｄにそれぞれ磁気センサチップ２，３を銀ペーストにより接着すると共に、図３，４に示すように、ワイヤー８を配して磁気センサチップ２，３とリード４とを電気的に接続する。
なお、ワイヤー８を配する際には次の工程で、ステージ部６，７を傾斜させる段階において、ワイヤー８と磁気センサチップ２，３とのボンディング部分、およびリード４とのボンディング部分が互いに離れるため、ワイヤー８は、その長さもしくは高さに余裕を持たせた状態にて配される。
【００３２】
そして、クランパーＥをステージ部６，７の上方に緩やかに移動し、ステージ部６，７を解放して屈曲部および易変形部１２ｂの弾性変形を復元させ、ステージ部６，７が傾斜した状態に戻す。この際には、磁気センサチップ２，３の他端部２ｃ，３ｃがリード１３の突出部１３ｂに当接するため、銀ペーストが硬化していなくても、磁気センサチップ２，３が傾斜面の下方に移動することがない。
【００３３】
その後、銀ペーストを硬化させることにより、磁気センサチップ２，３がステージ部６，７の表面６ｄ，７ｄの所定位置にて固定されることになる。
また、銀ペーストの硬化と同時に、保持機構１００により、ステージ部６，７が所定の角度に傾斜した状態に保持させる。すなわち、図７に示すように、リード１４の表面１４ａには、フォトエッチング加工により、穴１４ｂが形成されている。突出部１５の下端面１５ａには、前述したプレス加工により、突出する突起１５ｂが形成されている。
【００３４】
そして、図８に示すように、リード１４と突出部１５とをリードフレーム１０の板厚方向に重ねるように、この突起１５ｂを穴１４ｂに挿入し、保持機構１００が構成されることになる。したがって、この保持機構１００により、所定の角度にて傾斜しているステージ部６，７がフレーム部９側に戻らないように保持されることになる。
この際には、穴１４ｂに向けて突起１５ｂをリードフレーム１０の板厚方向に移動させる必要があるが、例えば、カム機構を用いる等して、上下移動するクランパーＥの駆動力により突起１５ｂを穴１４ｂに挿入できるようにすればよい。
【００３５】
その後、磁気センサチップ２，３を搭載したリードフレーム１０を金型（図示せず）に配置し、この金型内に溶融樹脂を注入して、磁気センサチップ２，３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、磁気センサチップ２，３が、相互に傾斜した状態にて、樹脂モールド部の内部に固定されることになる。最後に、矩形枠部１１を切り落として、図１に示す磁気センサ１の製造が終了する。
なお、上記の製造方法において、リードフレーム１０の各部に施された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。
【００３６】
この磁気センサ１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１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。以下に、磁気センサ１による地磁気の方位測定について説明する。
すなわち、磁気センサチップ２，３は、Ａ，Ｂ方向およびＣ方向に沿った地磁気成分をそれぞれ検出し、それぞれの地磁気成分に略比例した値Ｓａ、ＳｂおよびＳｃをそれぞれ出力するようになっている。
【００３７】
ここで、地磁気方向がＡ−Ｂ平面に沿っている場合には、出力値Ｓａは、図９に示すように、磁気センサチップ２のＢ方向が東または西を向いた際にそれぞれ最大値または最小値となり、Ｂ方向が南または北を向いている場合に０となる。
また、出力値Ｓｂは、磁気センサチップ２のＢ方向が北または南を向いている場合にそれぞれ最大値または最小値となり、Ｂ方向が東または西を向いている場合に０となる。
なお、グラフ中の出力値ＳａおよびＳｂは、実際に磁気センサ１から出力される値を、実際の出力値の最大値と最小値との差の１／２で除した値となっている。
【００３８】
この際に、携帯端末装置の表示パネルに表示する方位は、東を０°として、南、西、および北の順に回転するにつれて角度の値が増大するように定義される方位ａを、例えば、下記表１に示した数式に基づいて決定する。
【００３９】
【表１】
【００４０】
また、地磁気方向がＡ−Ｂ平面に対して交差している場合には、磁気センサチップ２に加えて、磁気センサチップ３によりＣ方向に沿った地磁気成分を検出し、この地磁気成分に略比例した値Ｓｃを出力する。
なお、出力値Ｓｃは、出力値Ｓａ、Ｓｂと同様に、実際に磁気センサ１から出力される値を、実際の出力値の最大値と最小値との差の１／２で除した値となっている。
【００４１】
そして、この出力値Ｓｃに基づいてＡ−Ｂ平面に直交する方向の磁気成分の値を出力し、この値と出力値Ｓａ、Ｓｂとにより地磁気の方向を３次元空間内のベクトルとして測定する。
なお、Ａ−Ｂ平面とＣ方向とがなす角度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。
【００４２】
上記の磁気センサ１の製造方法によれば、金属薄板からリードフレーム１０の型抜きを行うプレス加工と、ステージ部６，７を傾斜させる折り曲げ加工とが同一の金型において同時に行われるため、製造工程の簡略化を図ることができる。
また、クランパーＥによりステージ部６，７を押圧して、リード１２の易変形部１２ｂおよびリード１３の屈曲部を弾性変形させることにより、ステージ部６，７を略同一平面上に配した状態にて、磁気センサチップ２，３をステージ部６，７に接着するため、複数の磁気センサチップを同時にかつ容易に接着することが可能となる。以上のことから、磁気センサ１の製造コスト削減を図ることが可能となる。
【００４３】
また、リードフレーム１０の製造時にステージ部６，７を傾斜させるため、ステージ部６，７の傾斜角度を精度よく設定することが可能となる。さらに、突出部１５をリード１４に重ねて固定しているため、傾斜しているステージ部６，７がフレーム部９側に戻らないように保持できる。以上のことから、磁気センサチップ２，３の表面２ａ，３ａが相互になす角度を精度よくかつ容易に設定することができる。
【００４４】
したがって、磁気センサチップ３の感応方向を、Ａ−Ｂ平面に対して精度よく交差させて、これら３つの感応方向により地磁気の方位を３次元空間内のベクトルとして測定し、３次元空間内における地磁気の方位を正しく測定することができる。
【００４５】
なお、上記の第１の実施形態においては、屈曲部は、ステージ部６，７を傾斜させる際に折り曲げるように塑性変形するとしたが、これに限ることはなく、ステージ部６，７を支持すると共に、ステージ部６，７が傾斜するように塑性変形すればよい。
本実施例では、最初に塑性変形させる屈曲部は、２つのステージ部６，７を連結するリード１３、およびフレーム部９とステージ部６，７とを連結するリード１２のそれぞれ一端部１２ａ，１３ａにあり、次に弾性変形させるのは、すでに塑性変形された２つのステージ部６，７を連結するリード１３の一端部１３ａと、フレーム部９とステージ部６，７を連結するリード１２に設けられた易変形部１２ｂであるが、これら屈曲部や易変形部１２ｂを設ける位置、および、その屈曲方向や弾性変形の方向は、これに限ることはなく、ステージ部６，７の傾斜方向、角度に応じて適宜設定できる。
【００４６】
また、磁気センサチップ２，３をステージ部６，７の表面６ｄ，７ｄに接着した後に、ワイヤー８を配して、その後に屈曲部および易変形部１２ｂの弾性変形を復元させるとしたが、これに限ることはない。例えば、磁気センサチップ２，３の接着の後に、ステージ部６，７を傾斜させた状態にして銀ペーストを硬化させる。そして、クランパーＥにより再びステージ部６，７の表面６ｄ，７ｄを同一平面上に配した状態にてワイヤー８を配して、その後に屈曲部および易変形部１２ｂの弾性変形を復元させるとしてもよい。
【００４７】
さらに、一端部１３ａおよび易変形部１２ｂの弾性変形を復元させた後に、磁気センサチップ２，３とステージ部６，７とを接着する銀ペーストを硬化させるとしたが、これに限ることはなく、一端部１３ａおよび易変形部１２ｂの弾性変形の復元前に銀ペーストを硬化させるとしてもよい。この場合には、磁気センサチップ２，３の移動を防ぐ突出部１３ｂを設ける必要はない。
また、磁気センサチップ２，３は、その一端部２ｂ，３ｂが樹脂モールド部５の上面５ｃ側に向くように傾斜するとは限らず、磁気センサチップ３の感応方向がＡ−Ｂ平面と交差するように、磁気センサチップ２，３が相互に傾斜すると共に、フレーム部９に対して傾斜していればよい。
【００４８】
次に、図１０から図１４は、本発明の第２の実施形態を示している。この実施形態においては、図１，２に示す磁気センサと基本的構成が同一となっており、磁気センサの製造に用いるリードフレームの構成に関して異なっている。ここでは主に、リードフレームの構成、およびこのリードフレームを使用して磁気センサを製造する方法について説明し、図１から図９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。
【００４９】
磁気センサを製造する際には、はじめに、薄板状の金属板にプレス加工、フォトエッチング加工や折り曲げ加工を同一の金型において同時に施して、図１０に示すように、２つのステージ部６，７がフレーム部１９に支持されたリードフレーム２０を形成する。このフレーム部１９は、矩形枠部１１から内方に向けて突出する複数のリード４，２１，２２を備えている。
リード（連結部）２１，２２は、ステージ部６，７を矩形枠部１１に対して固定するための吊りリードであり、リード２１は、ステージ部６，７の一端部６ａ，７ａに連結するように形成されている。また、リード２２は、ステージ部６，７の間にわたって形成されており、その長手方向の中途部２２ｄにおいてステージ部６，７の他端部６ｂ，７ｂに連結するように形成されている。
【００５０】
ステージ部６，７側に位置するリード２１の一端部（屈曲部）２１ａは、リード２１に対してステージ部６，７が傾斜するように、折り曲げ加工により塑性変形させて屈曲している。リード２２のうち、その中途部２２ｄを挟み込む部分には、折り曲げ加工により塑性変形した一対の屈曲部２２ａが形成されており、リード２２の中途部２２ｄは、これら屈曲部２２ａによって矩形枠部１１に対してリードフレーム２０の厚さ方向に突出している。また、リード２２の中途部２２ｄのうち、ステージ部６，７に隣接する部分には、折り曲げ加工により塑性変形した一対の屈曲部２２ｂが形成されている。
したがって、図１１，１２に示すように、これらリード２１の一端部２１ａおよびリード２２の屈曲部２２ａ，２２ｂにより、各ステージ部６，７は、その他端部６ｂ，７ｂが矩形枠部１１に対して同一の板厚方向に移動するように相互に傾斜することになる。
また、リード２２のうち、一対の屈曲部２２ａと中途部２２ｄとのそれぞれの間には、容易に弾性変形できる易変形部２２ｃが形成されている。この易変形部２２ｃは、フォトエッチング加工によって形状が付され、例えばリード２２の他の部分の半分の厚さに形成されている。
【００５１】
次いで、上記のリードフレーム２０を金型Ｆの平坦な表面Ｆ１に載置し、図１３，１４に示すように、棒状のクランパーＧによりリード２２の中途部２２ｄの表面を押圧する。この際には、リード２２の易変形部２２ｃが弾性変形して、リード２２の中途部２２ｄが金型Ｆの表面Ｆ１に当接することになる。また、この際には、するため、リード２２の中途部２２ｄに連結されているステージ部６，７の表面６ｄ，７ｄが、金型Ｆの表面Ｆ１に沿って配されることになる。
この状態において、ステージ部６，７の表面６ｄ，７ｄに磁気センサチップ２，３を銀ペーストにより接着すると共に、磁気センサチップ２，３とリードとを配線する。そして、銀ペーストの硬化が完了した後に、クランパーＧによるリード２２の中途部２２ｄの押圧を解除し、リード２１の一端部２１ａ、リード２２の屈曲部２２ｂおよび易変形部２２ｃの弾性変形を復元させ、ステージ部６，７が傾斜した状態に戻す。その後、保持機構１００により、ステージ部６，７が所定の角度に傾斜した状態に保持させる。最後に、第１の実施形態と同様に、磁気センサチップ２，３を樹脂の内部に埋める樹脂モールド部を形成し、矩形枠部１１を切り落とすことにより、磁気センサの製造が終了する。
【００５２】
上記の磁気センサの製造方法によれば、前述の第１の実施形態と同様に、プレス加工と折り曲げ加工とが同一の金型において同時に行われるため、磁気センサの製造工程の簡略化を行うことができる。また、リード２１の一端部２１ａやリード２２の屈曲部２２ｂおよび易変形部２２ｃを弾性変形させることにより、ステージ部６，７を略同一平面上に配して複数の磁気センサチップを同時にかつ容易に接着することができ、磁気センサの製造コスト削減を図ることができる。
さらに、リードフレーム２０の製造時にステージ部６，７を傾斜させ、保持機構１００によりステージ部６，７がフレーム部９側に戻らないように保持するため、磁気センサチップ２，３の表面２ａ，３ａが相互になす角度を精度よくかつ容易に設定することができる。
【００５３】
次に、図１５から図１７は、本発明の第３の実施形態を示している。この実施形態においては、図１，２に示す磁気センサと基本的構成が同一となっており、磁気センサの製造に用いるリードフレームの構成に関して異なっている。ここでは主に、リードフレームの構成、およびこのリードフレームを使用して磁気センサを製造する方法について説明し、図１から図９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。
【００５４】
磁気センサを製造する際には、はじめに、薄板状の金属板にプレス加工、フォトエッチング加工や折り曲げ加工を同一の金型において同時に施して、図１０に示すように、２つのステージ部６，７がフレーム部２９に支持されたリードフレーム３０を形成する。このフレーム部２９は、矩形枠部１１から内方に向けて突出する複数のリード４，３１，３２を備えている。
リード（連結部）３１，３２は、ステージ部６，７を矩形枠部１１に対して固定するための吊りリードである。２つのリード３１は、ステージ部６の一方の側端部６ｅに連結するように形成されている。また、２つのリード３２は、ステージ部７の一方の側端部７ｅに連結するように形成されている。ここで、各ステージ部６，７の側端部は、２つのステージ部６，７を並べる方向に直交する各ステージ部６，７の幅方向の両端部を示している。また、リード３２と連結するステージ部７の一方の側端部７ｅは、リード３１と連結するステージ部６の一方の側端部６ｅの反対側に位置する他方の側端部６ｆに隣接する部分を示している。
【００５５】
各リード３１，３２には、矩形枠部１１に対してステージ部６，７を傾斜させる屈曲部３１ａ，３２ａがそれぞれ形成されている。これら屈曲部３１ａ，３２ａは、折り曲げ加工によりリード３１，３２を塑性変形させたものであり、ステージ部６，７をそれぞれ所定角度に保持している。なお、矩形枠部１１に対するステージ部６，７の傾斜角度は、これら屈曲部３１ａ，３２ａの折り曲げ角度に依存している。
以上のことから、ステージ部６，７は、一方の側端部６ｅ，７ｅの反対側に位置する他方の側端部６ｆ，７ｆが同一の板厚方向に移動して互いに傾斜することになる。すなわち、これら２つのステージ部６，７は、これらを並べる方向に沿う軸線回りに回転して傾斜することになる。
また、リード３１，３２のうち、屈曲部３１ａ，３２ａとステージ部６，７との間、および、屈曲部３１ａ，３２ａと矩形枠部１１との間には、容易に弾性変形できる易変形部３１ｂ，３２ｂが形成されている。これら易変形部３１ｂ，３２ｂは、フォトエッチング加工によって形状が付され、図１６に示すように、例えばリード３１，３２の他の部分の半分の厚さに形成されている。
【００５６】
次いで、上記のリードフレーム３０を金型Ｈの平坦な表面Ｈ１に載置し、図１７に示すように、クランパーＩにより他方の側端部６ｆ，７ｆ側に位置するステージ部６，７の表面６ｄ，７ｄを押圧する。この際には、金型Ｈの表面Ｈ１に穴Ｈ２が形成されているため、リード３１，３２の屈曲部３１ａ，３２ａはこの穴Ｈ２に入り込み、変形しないようになっている。また、この際には、リード３１，３２の易変形部３１ｂ，３２ｂが穴Ｈ２の周縁部に当接して弾性変形する。これにより、ステージ部６，７は、その表面６ｄ，７ｄが金型Ｈの表面Ｈ１に沿うように配されることになる。
【００５７】
この状態において、ステージ部６，７の表面６ｄ，７ｄに磁気センサチップ２，３を銀ペーストにより接着すると共に、磁気センサチップ２，３とリードとを配線する。そして、銀ペーストの硬化が完了した後にクランパーＩによるステージ部６，７の押圧を解除し、リード３１，３２の易変形部３１ｂ，３２ｂの弾性変形を復元させ、ステージ部６，７が傾斜した状態に戻す。
その後、保持機構１００により、ステージ部６，７が所定の角度に傾斜した状態に保持させる。最後に、第１の実施形態と同様に、磁気センサチップ２，３を樹脂の内部に埋める樹脂モールド部を形成し、矩形枠部１１を切り落とすことにより、磁気センサの製造が終了する。
【００５８】
上記の磁気センサの製造方法によれば、前述の第１の実施形態と同様に、プレス加工と折り曲げ加工とが同一の金型において同時に行われるため、磁気センサの製造工程の簡略化を行うことができる。また、リード３１，３２の易変形部３１ｂ，３２ｂを弾性変形させることにより、ステージ部６，７が略同一平面上に配されるため、複数の磁気センサチップを同時にかつ容易に接着することができ、磁気センサの製造コスト削減を図ることができる。
さらに、リードフレーム３０の製造時にステージ部６，７を傾斜させ、保持機構１００によりステージ部６，７がフレーム部９側に戻らないように保持するため、磁気センサチップ２，３の表面２ａ，３ａが相互になす角度を精度良くかつ容易に設定することができる。
【００５９】
なお、第１〜第３の実施形態においては、リード１４の穴１４ｂに、突出部１５の下端面１５ａに形成された突起１５ｂを挿入する保持機構１００を構成するとしたが、これに限ることはなく、例えば、突出部１５とリード１４にそれぞれ突起を設けてもよく、少なくともリード１４と突出部１５とをリードフレーム１０の板厚方向に重ねていればよい。
【００６０】
また、保持機構１００により、ステージ部６，７が所定の角度に傾斜した状態を保持させるとしたが、リード１３，２１の一端部１３ａ，２１ａ、リード１２，２２，３１，３２の易変形部１２ｂ，２２ｃ，３１ｂ，３２ｂ、およびリード２２の屈曲部２２ｂの弾性変形を復元させた際に、ステージ部６，７が安定した状態で所定の角度に傾斜している場合には、この保持機構１００を設ける必要はない。
また、易変形部１２ｂ，２２ｃ，３１ｂ，３２ｂは、フォトエッチング加工を施してリード１２，２２，３１，３２の他の部分の半分の厚さ寸法を有するとしたが、これに限ることはなく、例えば、厚さ寸法は任意とすることができ、部分的に厚さを異ならせてもよい。また、厚さ寸法は変えずにノッチを設けたり、リード１２，２２，３１，３２に貫通孔を設ける等して、容易に弾性変形できる形状となっていればよい。
【００６１】
図１８から図２１は、本発明の第４の実施形態を示している。この実施形態においても、図１，２に示す磁気センサと基本的構成が同一となっており、磁気センサの製造に用いるリードフレームの構成に関して異なっている。ここでは主に、リードフレームの構成、およびこのリードフレームを使用して磁気センサを製造する方法について説明し、図１から図９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。
【００６２】
磁気センサを製造する際には、はじめに、薄板状の金属板にプレス加工、フォトエッチング加工や折り曲げ加工を同一の金型において同時に施して、図１８に示すように、２つのステージ部６，７がフレーム部３９に支持されたリードフレーム４０を形成する。このフレーム部３９には、矩形枠部１１から内方に向けて突出する複数のリード４，４１〜４４を備えている。
リード（連結部）４１，４２は、ステージ部６，７をそれぞれ矩形枠部１１に対して固定するための吊りリードである。リード４１は、ステージ部６の一方の側端部６ｅに連結するように形成されている。また、リード４２は、ステージ部７の一方の側端部７ｅに連結するように形成されている。
【００６３】
リード（押圧部）４３，４４は、一方の他端部６ｅ，７ｅの反対側に位置する各ステージ部６，７の他方の他端部６ｆ，７ｆに向けて突出している。
リード４３の先端部は、図１９に示すように、一端部６ａ，７ａ側に位置するステージ部６，７の表面６ｄ，７ｄに当接しており、リード４４は、他端部６ｂ，７ｂ側に位置するステージ部６，７の裏面６ｃ，７ｃに当接している。この状態においては、リード４３の弾性力によって各ステージ部６，７の表面６ｄ，７ｄが押圧されると共に、リード４４の弾性力によって各ステージ部６，７の裏面６ｃ，７ｃが押圧される。このため、各ステージ部６，７には一方の側端部６ｅ，７ｅと他方の側端部６ｆ，７ｆとを結ぶ軸線回りの力が作用する。そして、この力によってリード４１，４２の易変形部４１ａ，４２ａが弾性変形して捻れるため、ステージ部６，７が傾斜することになる。すなわち、これらステージ部６，７は、その他端部６ｂ，７ｂが矩形枠部１１に対して同一の板厚方向に移動するように傾斜することになる。
【００６４】
次いで、図２０，２１に示すように、クランパーＪ，Ｋをそれぞれリード４３，４４に押し当て、リード４３，４４をステージ部６，７から離間させる。この際には、ステージ部６，７に対するリード４３，４４の押圧が解除されるため、易変形部４１ａ，４２ａの弾性変形が復元される。したがって、このリードフレーム４０のステージ部６，７は、矩形枠部１１と略同一平面上に配されることになる。
この状態において、ステージ部６，７の表面６ｄ，７ｄに磁気センサチップ２，３を銀ペーストにより接着すると共に、磁気センサチップ２，３とリードとを配線する。そして、銀ペーストの硬化が完了した後に、クランパーＪ，Ｋによるリード４３，４４の押圧を解除する。この際には、リード４３，４４が、再度ステージ部６，７の表面６ｄ，７ｄや裏面６ｃ，７ｃを押圧するため、易変形部４１ａ，４２ａが弾性変形してステージ部６，７が傾斜することになる。
最後に、第１の実施形態と同様に、磁気センサチップ２，３を樹脂の内部に埋める樹脂モールド部を形成し、矩形枠部１１を切り落とすことにより、磁気センサの製造が終了する。
【００６５】
上記の磁気センサの製造方法によれば、ステージ部６，７を傾斜させるリード４３，４４が、リードフレーム４０の製造工程において形成されるため、磁気センサチップ２，３とリード４との配線工程の後に、容易にステージ部６，７を傾斜させることができる。したがって、磁気センサの製造工程を簡略化できる。また、クランパーＪ，Ｋによってステージ部６，７からリード４３，４４を離間させてリード４１の易変形部４１ａの弾性変形を復元させることにより、ステージ部６，７が略同一平面上に配されるため、複数の磁気センサチップを同時にかつ容易に接着することができるため、磁気センサの製造コスト削減を図ることができる。
さらに、リード４３，４４によりステージ部６，７が傾斜状態に保持されるため、磁気センサチップ２，３の表面２ａ，３ａが相互になす角度を精度良くかつ容易に設定することができる。
【００６６】
なお、第１〜第４の実施形態においては、銀ペーストにより磁気センサチップ２，３とステージ部６，７とを接着するとしたが、これに限ることはなく、磁気センサチップ２，３とステージ部６，７とを接着できる導電性の接着剤であればよい。
また、磁気センサチップ２，３は、ステージ部６，７の表面６ｄ，７ｄに接着されるとしたが、これに限ることはなく、少なくとも一方の磁気センサチップをステージ部６，７の裏面６ｃ，７ｃに接着するとしてもよい。
【００６７】
さらに、磁気センサチップ２，３の２つ使用し、磁気センサチップ３が１つの感応方向を有するとしたが、これに限ることはなく、複数の磁気センサチップを使用し、３つ以上の感応方向が、地磁気の方向を３次元空間内のベクトルとして測定できるように、互いに交差していればよい。すなわち、例えば、磁気センサチップ３が２つの感応方向を有するとしてもよいし、各々１つの感応方向を有する３つの磁気センサチップを使用するとしてもよい。
【００６８】
また、各リード４の裏面４ａが樹脂モールド部５の下面５ａに露出しているとしたが、これに限ることはなく、例えば、その一部が樹脂モールド部５の下面５ａよりも下方に配置されるように形成するとしてもよい。
さらに、リード４、ワイヤー８の数および配置位置は、上記実施形態に限ることはなく、磁気センサチップの種類に応じて、磁気センサチップに対するワイヤー８の接着位置および接着する数を変えると共に、リード４の数および配置位置を変えるとしてよい。
【００６９】
さらに、磁気センサ１を携帯端末装置に搭載するとしたが、この構成に限定されることなく、カテーテルやカメラ等の体内に挿入する医療機器に搭載してもよい。例えば、体内に挿入したカメラの方位を測定する場合には、体を貫通する磁界を発生させて、磁気センサ１によりその磁界の方向を測定させる。これにより、磁気センサ１と磁界との相対的な角度を３次元的に測定することができるため、磁界の方向を基準として、カメラの方位を正しく検出することができる。
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。
【００７０】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１に係る発明によれば、少なくとも２つのステージ部と、弾性変形可能な連結部とを有しているため、各ステージ部に接着されたセンサチップの相互の位置を所望の位置に配置した各種センサを容易に製造することができる。
【００７１】
また、請求項２に係る発明によれば、連結部に、塑性変形によって屈曲可能な屈曲部が形成されているため、ステージ部を容易に所望の位置に配置することができる。また、連結部に、弾性変形可能な易変形部が形成されているため、複数のステージ部の表面を略同一平面上において、各々のステージ部にセンサチップを同時にかつ容易に接着することが可能となる。
【００７２】
また、請求項３に係る発明によれば、第１、第２の突出部をリードフレームの板厚方向に重ねることにより、屈曲部を屈曲させることにより所望の位置に配置されたステージ部がフレーム部側に戻らないように保持されるため、センサチップを所望の位置に配置させた状態で確実に固定できる。
【００７３】
また、請求項４に係る発明によれば、連結部に弾性変形可能な易変形部が形成されているため、押圧部により各ステージ部を押さえつけることにより、フレーム部に対して各ステージ部を所定位置に配することができ、複数のステージ部の表面を略同一平面上において、各ステージ部にセンサチップを同時にかつ容易に接着することができる。
また、押圧部によりステージ部が所定位置に保持できるため、磁気センサチップの表面が相互になす角度を精度良くかつ容易に設定することもできる。
【００７４】
また、請求項５に係る発明によれば、リードフレームの製造工程と同時にステージ部を傾斜させ、また、複数の磁気センサチップを同時にかつ容易にステージ部に接着することにより、製造工程を少なくすることが可能となる。したがって、磁気センサの製造コスト削減を図ることができる。
【００７５】
また、複数の磁気センサチップの表面が相互になす角度を容易にかつ精度よく設定することが可能となるため、例えば、一の磁気センサチップが２方向の感応方向を、他の磁気センサチップが１方向の感応方向を有している場合には、磁界の方位を３次元空間内のベクトルとして測定し、３次元空間内の磁界の方位を正しく測定できる。
【００７６】
また、請求項６に係る発明によれば、傾斜しているステージ部がフレーム部側に戻らないように保持されるため、磁気センサチップを所望の角度に傾斜させた状態で確実に固定できる。
【００７７】
また、請求項７に係る発明によれば、ステージ部を傾斜させる押圧部がリードフレームの製造工程と同時に形成することにより磁気センサの製造工程を簡略化でき、また、複数の磁気センサチップを同時にかつ容易に接着することができるため、磁気センサの製造コスト削減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の第１の実施形態に係る製造方法により製造される磁気センサを示す平面図である。
【図２】 図１の磁気センサの側断面図である。
【図３】 図１の磁気センサにおいて、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平面図である。
【図４】 図１の磁気センサにおいて、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５】 図１の磁気センサにおいて、ステージ部に磁気センサチップを搭載する方法を示す側断面図である。
【図６】 図１の磁気センサにおいて、ステージ部に磁気センサチップを搭載する方法を示す側断面図である。
【図７】 ステージ部を所定角度に傾斜させた状態にて保持する保持機構を示す概略図である。
【図８】 ステージ部を所定角度に傾斜させた状態にて保持する保持機構を示す概略図である。
【図９】 図１の磁気センサの表面が地磁気の方向に沿って配されている場合における磁気センサの出力値Ｓａ、Ｓｂを示すグラフである。
【図１０】 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使用するリードフレームを示す平面図である。
【図１１】 図１０のリードフレームの要部を示す側断面図である。
【図１２】 図１０のリードフレームにおいて、２つのステージ部の間に配されるリードを示す側断面図である。
【図１３】 図１０のリードフレームのステージ部に磁気センサチップを搭載する方法を示す側断面図である。
【図１４】 図１０のリードフレームのステージ部に磁気センサチップを搭載する方法を示す側断面図である。
【図１５】 本発明の第３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１６】 図１５のリードフレームにおいて、リードに連結されたステージ部を示す側断面図である。
【図１７】 図１５のリードフレームのステージ部に磁気センサチップを搭載する方法を示す側断面図である。
【図１８】 本発明の第４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１９】 図１８のリードフレームにおいて、ステージ部およびこれを傾斜させるリードの位置関係を示す側断面図である。
【図２０】 図１８のリードフレームのステージ部に磁気センサチップを搭載する方法を示す側断面図である。
【図２１】 図１８のリードフレームのステージ部に磁気センサチップを搭載する方法を示す側断面図である。
【図２２】 従来の磁気センサユニットの一例を示す斜視図である。
【符号の説明】
１・・・磁気センサ、２，３・・・磁気センサチップ、４・・・リード、６，７・・・ステージ部、９，１９，２９，３９・・・フレーム部、１０，２０，３０，４０・・・リードフレーム、１２，１３，２１，２２，３１，３２，４１，４２・・・リード（連結部）、１２ａ，１３ａ，２１ａ・・・一端部（屈曲部）、１２ｂ，２２ｃ，３１ｂ，３２ｂ，４１ａ，４２ａ・・・易変形部、１４・・・リード（第２の突出部）、１５・・・突出部（第１の突出部）２２ａ，２２ｂ，３１ａ，３２ａ・・・屈曲部、４３，４４・・・リード（押圧部）
【発明の属する技術分野】
この発明は、磁界の方位を測定する磁気センサの製造方法およびこれに使用するリードフレームに関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、外部磁界の方位測定のために磁気を検出する磁気センサが利用されている（例えば、特許文献１参照。）。
従来では、例えば、図２２に示すように、基板６３の表面６３ａに磁気センサ５１，６１を搭載した磁気センサユニット６４が提供されており、この磁気センサユニット６４は、外部磁界の方位を３次元的に測定することができる。
【０００３】
すなわち、磁気センサ５１は、外部磁界の２方向の磁気成分に対して感応する磁気センサチップ５２を備えており、その感応方向は、基板６３の表面６３ａに沿って互いに直交する方向（Ｘ方向、Ｙ方向）となっている。また、磁気センサ６１は、外部磁界の１方向の磁気成分に対して感応する磁気センサチップ６２を備えており、その感応方向は、基板６３の表面６３ａに直交する方向（Ｚ方向）となっている。
外部磁界の方位は、これら磁気センサチップ５２，６２により３次元空間内の３つの磁気成分を検出して、３次元空間内のベクトルとして測定される。
【０００４】
【特許文献１】
特開平５−５２９１８号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の磁気センサユニット６４においては、磁気センサ５１，６１にそれぞれ１つの磁気センサチップ５２，６２しか備えていなかったため、各々の磁気センサ５１，６１を製造して、これらの磁気センサ５１，６１をそれぞれ基板６３の表面６３ａに搭載する必要があり、結果として、製造工程が多く、製造コストが高くなるという問題があった。
また、磁気センサチップ６２の感応方向が磁気センサチップ５２の感応方向に直交するように、磁気センサ６１を基板６３の表面６３ａに精度よく搭載することが困難であるという問題があった。
【０００６】
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、外部磁界の３次元的な方位を正しく測定すると共に、製造コストの削減を図ることができる磁気センサの製造方法を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
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、少なくとも２つのステージ部と、その周囲に配されるリードを備えるフレーム部と、これらを連結する弾性変形可能な連結部と、前記各ステージ部が所定の角度に傾斜した状態に保持させる保持機構とを有する金属製薄板からなるリードフレームを提案している。
【０００８】
この発明に係るリードフレームによれば、連結部を弾性変形させることにより、フレーム部に対するステージ部の位置を所望の位置に配置すると共に、各ステージ部の相互の位置を所望の位置に配置し、この状態で各ステージ部にセンサチップを接着することができる。
【０００９】
請求項２に係る発明は、少なくとも２つのステージ部と、その周囲に配されるリードを備えるフレーム部と、これらを連結する弾性変形可能な連結部とを有する金属製薄板からなリードフレームであって、前記連結部に、押圧によって弾性変形可能な易変形部と、該易変形部とは異なる箇所に形成されて塑性変形によって屈曲可能な屈曲部と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。
【００１０】
この発明に係るリードフレームによれば、屈曲部を塑性変形で屈曲させることにより、ステージ部をフレーム部に対して容易に所望の位置に配置することができる。また、複数のステージ部にそれぞれセンサチップを搭載する際には、易変形部を弾性変形させて、複数のステージ部の表面を略同一平面上におくことができるため、各々のステージ部にセンサチップを同時にかつ容易に接着することが可能となる。
【００１１】
請求項３に係る発明は、請求項２に記載のリードフレームにおいて、前記ステージ部から前記フレーム側に向けて突出する第１の突出部と、前記リードから前記ステージ部側に向けて突出し、前記金属製薄板の板厚方向に前記第１の突出部と重ねることができる第２の突出部とを有することを特徴とするリードフレームを提案している。
【００１２】
この発明に係るリードフレームによれば、第１、第２の突出部をリードフレームの板厚方向に重ねることにより、屈曲部を屈曲させることにより所望の位置に配置されたステージ部がフレーム部側に戻らないように保持されるため、センサチップを所望の位置に配置させた状態で確実に固定できる。
【００１３】
請求項４に係る発明は、請求項１に記載のリードフレームにおいて、前記連結部に、押圧によって弾性変形可能な易変形部が形成され、前記保持機構が、前記リードから前記ステージ部に向けて突出し、前記金属製薄板の板厚方向に前記ステージ部を押圧する押圧部を有す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によれば、押圧部により各ステージ部を金属薄板の厚さ方向に押さえつけている状態においては、易変形部が弾性変形し、各ステージ部がフレーム部に対する所定の位置に保持される。また、複数のステージ部にそれぞれセンサチップを搭載する際には、押圧部をステージ部から離間させることにより、複数のステージ部の表面を略同一平面上におくことができるため、各ステージ部にセンサチップを同時にかつ容易に接着することができる。
【００１４】
請求項５に係る発明は、磁界の少なくとも１方向の磁気成分に対して感応する磁気センサチップを樹脂によりモールドする磁気センサの製造方法であって、少なくとも２つのステージ部と、その周囲に配されるリードを備えるフレーム部と、これらを連結する連結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工程と、前記連結部を塑性変形して前記ステージ部を前記フレーム部に対して傾斜させる工程と、前記フレーム部を固定した状態で前記ステージ部を押圧して、前記連結部を弾性変形させる工程と、前記ステージ部と前記フレーム部とを略同一平面上に配しながら前記ステージ部に磁気センサチップを接着する工程と、前記磁気センサチップと前記リードとを配線する工程と、その後に、前記ステージ部を解放して連結部の弾性変形を復元させる工程を備えることを特徴とする磁気センサの製造方法を提案している。
【００１５】
この発明に係る磁気センサの製造方法によれば、磁気センサチップをステージ部に接着する工程の前に、連結部を塑性変形させてステージ部を傾斜させるため、リードフレームの製造工程と同時にステージ部を傾斜させることができ、製造工程を簡略化することが可能となる。
また、複数のステージ部を略同一平面上に配した状態にて、磁気センサチップをステージ部に接着するため、複数の磁気センサチップを同時にかつ容易に接着することが可能となる。
【００１６】
さらに、リードフレームの製造工程においてステージ部を傾斜させることができるため、ステージ部の傾斜角度を精度よく設定することが可能となり、複数の磁気センサチップの表面が相互になす角度を精度よくかつ容易に設定することができる。
したがって、例えば、一の磁気センサチップがその表面に沿って２つの感応方向を有し、他の磁気センサチップがその表面に沿って１つの感応方向を有している場合には、他の磁気センサチップの感応方向を、一の磁気センサチップの２つの感応方向を含む平面に対して精度よく交差させることができる。したがって、これら３つの感応方向により３次元空間内の３つの磁気成分を検出して、磁界の方位を３次元空間内のベクトルとして測定することが可能となり、磁界の方位を正しく測定することができる。
【００１７】
請求項６に係る発明は、請求項５に記載の磁気センサの製造方法において、前記リードフレームを用意する工程において、前記ステージ部から前記リード側に向けて突出する第１の突出部と、前記リードから前記ステージ部側に向けて突出する第２の突出部とを形成し、前記連結部の弾性変形を復元させた後に、これら第１、第２の突出部を前記金属製薄板の板厚方向に重ねることを特徴とする磁気センサの製造方法を提案している。
この発明に係る磁気センサの製造方法によれば、第１、第２の突出部をリードフレームの板厚方向に重ねることにより、傾斜しているステージ部がフレーム部側に戻らないように保持されるため、磁気センサチップを所望の角度に傾斜させた状態で確実に固定できる。
【００１８】
請求項７に係る発明は、磁界の少なくとも１方向の磁気成分に対して感応する磁気センサチップを樹脂によりモールドする磁気センサの製造方法であって、少なくとも２つのステージ部と、その周囲に配されるリードを備えるフレーム部と、これらを連結する連結部と、前記リードから前記ステージ部に向けて突出する押圧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工程と、前記ステージ部と前記フレーム部とを略同一平面上に配しながら前記ステージ部に磁気センサチップを接着する工程と、前記磁気センサチップと前記リードとを配線する工程と、その後に、前記ステージ部と前記押圧部とを前記金属製薄板の板厚方向に重ねて前記連結部を弾性変形させ、前記ステージ部を前記フレーム部に対して傾斜させる工程とを備えることを特徴とする磁気センサの製造方法を提案している。
この発明に係る磁気センサの製造方法によれば、複数のステージ部を略同一平面上に配した状態において磁気センサチップをステージ部に接着するため、複数の磁気センサチップを同時にかつ容易に接着することが可能となる。
また、ステージ部を傾斜させる押圧部がリードフレームの製造工程と同時に形成されているため、磁気センサチップとリードとの配線工程の後に、容易にステージ部を傾斜させることができ、製造工程の簡略化を図ることができる。
【００１９】
請求項８に係る発明は、少なくとも２つのステージ部と、その周囲に配されるリードを備えるフレーム部と、これらを連結する弾性変形可能な連結部と、前記各ステージ部が所定の角度に傾斜した状態に保持させる保持機構とを有する金属製薄板からなるリードフレームと、前記各ステージ部にそれぞれ配置された磁気センサチップとを備え、前記ステージ部及び前記磁気センサチップが所定の角度に傾斜された状態であることを特徴とする磁気センサを提案している。
【００２０】
請求項９に係る発明は、少なくとも２つのステージ部と、その周囲に配されるリードを備えるフレーム部と、これらを連結する弾性変形可能な連結部とを有する金属製薄板からなリードフレームと、前記各ステージ部にそれぞれ配置された磁気センサチップとを備え、前記連結部に、押圧によって弾性変形可能な易変形部と、該易変形部とは異なる箇所に形成されて塑性変形によって屈曲可能な屈曲部とが形成され、該屈曲部の塑性変形によって前記ステージ部及び前記磁気センサチップが傾斜された状態であることを特徴とする磁気センサを提案している。
【００２１】
【発明の実施の形態】
はじめに、本発明の磁気センサの製造方法により製造される磁気センサの構成について、図１，２を参照して説明しておく。この磁気センサ１は、外部磁界の向きと大きさを測定するものであり、２つの磁気センサチップ２，３と、これら磁気センサチップ２，３を外部に対して電気的に接続するための複数のリード４と、これら磁気センサチップ２，３およびリード４を一体的に固定する樹脂モールド部５とを備えている。
【００２２】
磁気センサチップ２，３は、平面視矩形の板状に形成されており、それぞれステージ部６，７上に搭載されている。また、これら磁気センサチップ２，３は、樹脂モールド部５の内部に埋まっており、各リード４よりも樹脂モールド部５の上面５ｃ側に配置されている。さらに、これら磁気センサチップ２，３は、樹脂モールド部５の下面５ａに対して傾斜しており、その他端部２ｃ，３ｃが下面５ａ側に向くと共に、その表面２ａ，３ａが相互に角度θをもって鋭角に傾斜している。
なお、ここで鋭角とは、ステージ部６の表面６ｄと、ステージ部７の裏面７ｃとのなす角度θである。
【００２３】
磁気センサチップ２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２の表面２ａ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３は、外部磁界の１方向の磁気成分に対して感応するものであり、その感応方向は、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）と鋭角に交差する方向（Ｃ方向）となっている。
【００２４】
各リード４は、銅材等の金属材料からなり、リード４の裏面４ａが樹脂モールド部５の下面５ａ側に露出している。また、各リード４の一端部４ｂは、金属製のワイヤー８により磁気センサチップ２，３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５の内部に埋まっている。
【００２５】
次に、上述した磁気センサ１を製造するための方法を説明する。
はじめに、薄板状の金属板にプレス加工を施して、図３，４に示すように、ステージ部６，７がフレーム部９に支持されたリードフレーム１０を形成する。
フレーム部９は、ステージ部６，７を囲むように平面視矩形の枠状に形成された矩形枠部１１と、この矩形枠部１１から内方に向けて突出する複数のリード４，１２，１３，１４とからなる。
【００２６】
リード（連結部）１２，１３は、ステージ部６，７を矩形枠部１１に対して固定するための吊りリードであり、それぞれステージ部６，７の一端部６ａ，７ａおよび他端部６ｂ，７ｂに連結するように形成されている。
２つのリード１３は、ステージ部６，７の間において相互につながっており、その側面からステージ部６，７に向けて突出する突出部１３ｂが形成されている。この突出部１３ｂは、ステージ部６，７に磁気センサチップ２，３を搭載した状態にてステージ部６，７を傾斜させた際に、磁気センサチップ２，３がこの傾斜面に沿って下方側に移動することを防止するためのものである。
【００２７】
リード１４は、第２の突出部を構成するリードで、ステージ部６，７に向けて突出しており、ステージ部６，７からリード１４及び矩形枠部１１に向けて突出する突出部（第１の突出部）１５と共に、ステージ部６，７を所定の角度に傾斜させた状態に保持する保持機構１００を構成している。
【００２８】
このリードフレーム１０のうち、ステージ部６，７を含むリード４よりも内側の領域は、フォトエッチング加工が施されて任意の厚さとされ、例えばリードフレーム１０の他の部分の半分の厚さ寸法に形成されており、リード１２やステージ部６，７の裏面６ｃ，７ｃ側が樹脂モールド部の下面側に露出することを防止するようになっている。
【００２９】
また、このプレス加工と同時に折り曲げ加工を施して、ステージ部６，７をフレーム９に対し傾斜させると共に、互いに傾斜させた状態にする。すなわち、この折り曲げ加工では、図５に示すように、屈曲部を構成するリード１２，１３のステージ部６，７側の一端部１２ａ，１３ａを塑性変形させて折り曲げることにより、ステージ部６，７を所定の角度に傾斜させる。なお、この折り曲げ加工は、プレス加工と同一の金型（図示せず）において行われる。
【００３０】
その後、フレーム部９の矩形枠部１１を金型Ｄに固定して、棒状のクランパーＥによりステージ部６，７の一端部６ａ，７ａ側の表面６ｄ，７ｄをそれぞれ押圧する。この際には、金型Ｄの表面Ｄ１に穴Ｄ２が形成されているため、一端部１２ａは、この穴Ｄ２に入り込み、変形しないようになっている。また、リード１２には、容易に弾性変形できる易変形部１２ｂが形成されており、この易変形部１２ｂは、フォトエッチング加工によって形状が付され、例えばリード１２の他の部分の半分の厚さに形成されている。
したがって、リード１２の易変形部１２ｂ、およびすでに塑性変形されたリード１３の屈曲部が弾性変形して、図６に示すように、ステージ部６，７は、その表面６ｄ，７ｄが金型Ｄの表面Ｄ１に沿うように配されることになる。
【００３１】
この状態において、ステージ部６，７の表面６ｄ，７ｄにそれぞれ磁気センサチップ２，３を銀ペーストにより接着すると共に、図３，４に示すように、ワイヤー８を配して磁気センサチップ２，３とリード４とを電気的に接続する。
なお、ワイヤー８を配する際には次の工程で、ステージ部６，７を傾斜させる段階において、ワイヤー８と磁気センサチップ２，３とのボンディング部分、およびリード４とのボンディング部分が互いに離れるため、ワイヤー８は、その長さもしくは高さに余裕を持たせた状態にて配される。
【００３２】
そして、クランパーＥをステージ部６，７の上方に緩やかに移動し、ステージ部６，７を解放して屈曲部および易変形部１２ｂの弾性変形を復元させ、ステージ部６，７が傾斜した状態に戻す。この際には、磁気センサチップ２，３の他端部２ｃ，３ｃがリード１３の突出部１３ｂに当接するため、銀ペーストが硬化していなくても、磁気センサチップ２，３が傾斜面の下方に移動することがない。
【００３３】
その後、銀ペーストを硬化させることにより、磁気センサチップ２，３がステージ部６，７の表面６ｄ，７ｄの所定位置にて固定されることになる。
また、銀ペーストの硬化と同時に、保持機構１００により、ステージ部６，７が所定の角度に傾斜した状態に保持させる。すなわち、図７に示すように、リード１４の表面１４ａには、フォトエッチング加工により、穴１４ｂが形成されている。突出部１５の下端面１５ａには、前述したプレス加工により、突出する突起１５ｂが形成されている。
【００３４】
そして、図８に示すように、リード１４と突出部１５とをリードフレーム１０の板厚方向に重ねるように、この突起１５ｂを穴１４ｂに挿入し、保持機構１００が構成されることになる。したがって、この保持機構１００により、所定の角度にて傾斜しているステージ部６，７がフレーム部９側に戻らないように保持されることになる。
この際には、穴１４ｂに向けて突起１５ｂをリードフレーム１０の板厚方向に移動させる必要があるが、例えば、カム機構を用いる等して、上下移動するクランパーＥの駆動力により突起１５ｂを穴１４ｂに挿入できるようにすればよい。
【００３５】
その後、磁気センサチップ２，３を搭載したリードフレーム１０を金型（図示せず）に配置し、この金型内に溶融樹脂を注入して、磁気センサチップ２，３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、磁気センサチップ２，３が、相互に傾斜した状態にて、樹脂モールド部の内部に固定されることになる。最後に、矩形枠部１１を切り落として、図１に示す磁気センサ１の製造が終了する。
なお、上記の製造方法において、リードフレーム１０の各部に施された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。
【００３６】
この磁気センサ１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１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。以下に、磁気センサ１による地磁気の方位測定について説明する。
すなわち、磁気センサチップ２，３は、Ａ，Ｂ方向およびＣ方向に沿った地磁気成分をそれぞれ検出し、それぞれの地磁気成分に略比例した値Ｓａ、ＳｂおよびＳｃをそれぞれ出力するようになっている。
【００３７】
ここで、地磁気方向がＡ−Ｂ平面に沿っている場合には、出力値Ｓａは、図９に示すように、磁気センサチップ２のＢ方向が東または西を向いた際にそれぞれ最大値または最小値となり、Ｂ方向が南または北を向いている場合に０となる。
また、出力値Ｓｂは、磁気センサチップ２のＢ方向が北または南を向いている場合にそれぞれ最大値または最小値となり、Ｂ方向が東または西を向いている場合に０となる。
なお、グラフ中の出力値ＳａおよびＳｂは、実際に磁気センサ１から出力される値を、実際の出力値の最大値と最小値との差の１／２で除した値となっている。
【００３８】
この際に、携帯端末装置の表示パネルに表示する方位は、東を０°として、南、西、および北の順に回転するにつれて角度の値が増大するように定義される方位ａを、例えば、下記表１に示した数式に基づいて決定する。
【００３９】
【表１】
また、地磁気方向がＡ−Ｂ平面に対して交差している場合には、磁気センサチップ２に加えて、磁気センサチップ３によりＣ方向に沿った地磁気成分を検出し、この地磁気成分に略比例した値Ｓｃを出力する。
なお、出力値Ｓｃは、出力値Ｓａ、Ｓｂと同様に、実際に磁気センサ１から出力される値を、実際の出力値の最大値と最小値との差の１／２で除した値となっている。
【００４１】
そして、この出力値Ｓｃに基づいてＡ−Ｂ平面に直交する方向の磁気成分の値を出力し、この値と出力値Ｓａ、Ｓｂとにより地磁気の方向を３次元空間内のベクトルとして測定する。
なお、Ａ−Ｂ平面とＣ方向とがなす角度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。
【００４２】
上記の磁気センサ１の製造方法によれば、金属薄板からリードフレーム１０の型抜きを行うプレス加工と、ステージ部６，７を傾斜させる折り曲げ加工とが同一の金型において同時に行われるため、製造工程の簡略化を図ることができる。
また、クランパーＥによりステージ部６，７を押圧して、リード１２の易変形部１２ｂおよびリード１３の屈曲部を弾性変形させることにより、ステージ部６，７を略同一平面上に配した状態にて、磁気センサチップ２，３をステージ部６，７に接着するため、複数の磁気センサチップを同時にかつ容易に接着することが可能となる。以上のことから、磁気センサ１の製造コスト削減を図ることが可能となる。
【００４３】
また、リードフレーム１０の製造時にステージ部６，７を傾斜させるため、ステージ部６，７の傾斜角度を精度よく設定することが可能となる。さらに、突出部１５をリード１４に重ねて固定しているため、傾斜しているステージ部６，７がフレーム部９側に戻らないように保持できる。以上のことから、磁気センサチップ２，３の表面２ａ，３ａが相互になす角度を精度よくかつ容易に設定することができる。
【００４４】
したがって、磁気センサチップ３の感応方向を、Ａ−Ｂ平面に対して精度よく交差させて、これら３つの感応方向により地磁気の方位を３次元空間内のベクトルとして測定し、３次元空間内における地磁気の方位を正しく測定することができる。
【００４５】
なお、上記の第１の実施形態においては、屈曲部は、ステージ部６，７を傾斜させる際に折り曲げるように塑性変形するとしたが、これに限ることはなく、ステージ部６，７を支持すると共に、ステージ部６，７が傾斜するように塑性変形すればよい。
本実施例では、最初に塑性変形させる屈曲部は、２つのステージ部６，７を連結するリード１３、およびフレーム部９とステージ部６，７とを連結するリード１２のそれぞれ一端部１２ａ，１３ａにあり、次に弾性変形させるのは、すでに塑性変形された２つのステージ部６，７を連結するリード１３の一端部１３ａと、フレーム部９とステージ部６，７を連結するリード１２に設けられた易変形部１２ｂであるが、これら屈曲部や易変形部１２ｂを設ける位置、および、その屈曲方向や弾性変形の方向は、これに限ることはなく、ステージ部６，７の傾斜方向、角度に応じて適宜設定できる。
【００４６】
また、磁気センサチップ２，３をステージ部６，７の表面６ｄ，７ｄに接着した後に、ワイヤー８を配して、その後に屈曲部および易変形部１２ｂの弾性変形を復元させるとしたが、これに限ることはない。例えば、磁気センサチップ２，３の接着の後に、ステージ部６，７を傾斜させた状態にして銀ペーストを硬化させる。そして、クランパーＥにより再びステージ部６，７の表面６ｄ，７ｄを同一平面上に配した状態にてワイヤー８を配して、その後に屈曲部および易変形部１２ｂの弾性変形を復元させるとしてもよい。
【００４７】
さらに、一端部１３ａおよび易変形部１２ｂの弾性変形を復元させた後に、磁気センサチップ２，３とステージ部６，７とを接着する銀ペーストを硬化させるとしたが、これに限ることはなく、一端部１３ａおよび易変形部１２ｂの弾性変形の復元前に銀ペーストを硬化させるとしてもよい。この場合には、磁気センサチップ２，３の移動を防ぐ突出部１３ｂを設ける必要はない。
また、磁気センサチップ２，３は、その一端部２ｂ，３ｂが樹脂モールド部５の上面５ｃ側に向くように傾斜するとは限らず、磁気センサチップ３の感応方向がＡ−Ｂ平面と交差するように、磁気センサチップ２，３が相互に傾斜すると共に、フレーム部９に対して傾斜していればよい。
【００４８】
次に、図１０から図１４は、本発明の第２の実施形態を示している。この実施形態においては、図１，２に示す磁気センサと基本的構成が同一となっており、磁気センサの製造に用いるリードフレームの構成に関して異なっている。ここでは主に、リードフレームの構成、およびこのリードフレームを使用して磁気センサを製造する方法について説明し、図１から図９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。
【００４９】
磁気センサを製造する際には、はじめに、薄板状の金属板にプレス加工、フォトエッチング加工や折り曲げ加工を同一の金型において同時に施して、図１０に示すように、２つのステージ部６，７がフレーム部１９に支持されたリードフレーム２０を形成する。このフレーム部１９は、矩形枠部１１から内方に向けて突出する複数のリード４，２１，２２を備えている。
リード（連結部）２１，２２は、ステージ部６，７を矩形枠部１１に対して固定するための吊りリードであり、リード２１は、ステージ部６，７の一端部６ａ，７ａに連結するように形成されている。また、リード２２は、ステージ部６，７の間にわたって形成されており、その長手方向の中途部２２ｄにおいてステージ部６，７の他端部６ｂ，７ｂに連結するように形成されている。
【００５０】
ステージ部６，７側に位置するリード２１の一端部（屈曲部）２１ａは、リード２１に対してステージ部６，７が傾斜するように、折り曲げ加工により塑性変形させて屈曲している。リード２２のうち、その中途部２２ｄを挟み込む部分には、折り曲げ加工により塑性変形した一対の屈曲部２２ａが形成されており、リード２２の中途部２２ｄは、これら屈曲部２２ａによって矩形枠部１１に対してリードフレーム２０の厚さ方向に突出している。また、リード２２の中途部２２ｄのうち、ステージ部６，７に隣接する部分には、折り曲げ加工により塑性変形した一対の屈曲部２２ｂが形成されている。
したがって、図１１，１２に示すように、これらリード２１の一端部２１ａおよびリード２２の屈曲部２２ａ，２２ｂにより、各ステージ部６，７は、その他端部６ｂ，７ｂが矩形枠部１１に対して同一の板厚方向に移動するように相互に傾斜することになる。
また、リード２２のうち、一対の屈曲部２２ａと中途部２２ｄとのそれぞれの間には、容易に弾性変形できる易変形部２２ｃが形成されている。この易変形部２２ｃは、フォトエッチング加工によって形状が付され、例えばリード２２の他の部分の半分の厚さに形成されている。
【００５１】
次いで、上記のリードフレーム２０を金型Ｆの平坦な表面Ｆ１に載置し、図１３，１４に示すように、棒状のクランパーＧによりリード２２の中途部２２ｄの表面を押圧する。この際には、リード２２の易変形部２２ｃが弾性変形して、リード２２の中途部２２ｄが金型Ｆの表面Ｆ１に当接することになる。また、この際には、するため、リード２２の中途部２２ｄに連結されているステージ部６，７の表面６ｄ，７ｄが、金型Ｆの表面Ｆ１に沿って配されることになる。
この状態において、ステージ部６，７の表面６ｄ，７ｄに磁気センサチップ２，３を銀ペーストにより接着すると共に、磁気センサチップ２，３とリードとを配線する。そして、銀ペーストの硬化が完了した後に、クランパーＧによるリード２２の中途部２２ｄの押圧を解除し、リード２１の一端部２１ａ、リード２２の屈曲部２２ｂおよび易変形部２２ｃの弾性変形を復元させ、ステージ部６，７が傾斜した状態に戻す。その後、保持機構１００により、ステージ部６，７が所定の角度に傾斜した状態に保持させる。最後に、第１の実施形態と同様に、磁気センサチップ２，３を樹脂の内部に埋める樹脂モールド部を形成し、矩形枠部１１を切り落とすことにより、磁気センサの製造が終了する。
【００５２】
上記の磁気センサの製造方法によれば、前述の第１の実施形態と同様に、プレス加工と折り曲げ加工とが同一の金型において同時に行われるため、磁気センサの製造工程の簡略化を行うことができる。また、リード２１の一端部２１ａやリード２２の屈曲部２２ｂおよび易変形部２２ｃを弾性変形させることにより、ステージ部６，７を略同一平面上に配して複数の磁気センサチップを同時にかつ容易に接着することができ、磁気センサの製造コスト削減を図ることができる。
さらに、リードフレーム２０の製造時にステージ部６，７を傾斜させ、保持機構１００によりステージ部６，７がフレーム部９側に戻らないように保持するため、磁気センサチップ２，３の表面２ａ，３ａが相互になす角度を精度よくかつ容易に設定することができる。
【００５３】
次に、図１５から図１７は、本発明の第３の実施形態を示している。この実施形態においては、図１，２に示す磁気センサと基本的構成が同一となっており、磁気センサの製造に用いるリードフレームの構成に関して異なっている。ここでは主に、リードフレームの構成、およびこのリードフレームを使用して磁気センサを製造する方法について説明し、図１から図９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。
【００５４】
磁気センサを製造する際には、はじめに、薄板状の金属板にプレス加工、フォトエッチング加工や折り曲げ加工を同一の金型において同時に施して、図１０に示すように、２つのステージ部６，７がフレーム部２９に支持されたリードフレーム３０を形成する。このフレーム部２９は、矩形枠部１１から内方に向けて突出する複数のリード４，３１，３２を備えている。
リード（連結部）３１，３２は、ステージ部６，７を矩形枠部１１に対して固定するための吊りリードである。２つのリード３１は、ステージ部６の一方の側端部６ｅに連結するように形成されている。また、２つのリード３２は、ステージ部７の一方の側端部７ｅに連結するように形成されている。ここで、各ステージ部６，７の側端部は、２つのステージ部６，７を並べる方向に直交する各ステージ部６，７の幅方向の両端部を示している。また、リード３２と連結するステージ部７の一方の側端部７ｅは、リード３１と連結するステージ部６の一方の側端部６ｅの反対側に位置する他方の側端部６ｆに隣接する部分を示している。
【００５５】
各リード３１，３２には、矩形枠部１１に対してステージ部６，７を傾斜させる屈曲部３１ａ，３２ａがそれぞれ形成されている。これら屈曲部３１ａ，３２ａは、折り曲げ加工によりリード３１，３２を塑性変形させたものであり、ステージ部６，７をそれぞれ所定角度に保持している。なお、矩形枠部１１に対するステージ部６，７の傾斜角度は、これら屈曲部３１ａ，３２ａの折り曲げ角度に依存している。
以上のことから、ステージ部６，７は、一方の側端部６ｅ，７ｅの反対側に位置する他方の側端部６ｆ，７ｆが同一の板厚方向に移動して互いに傾斜することになる。すなわち、これら２つのステージ部６，７は、これらを並べる方向に沿う軸線回りに回転して傾斜することになる。
また、リード３１，３２のうち、屈曲部３１ａ，３２ａとステージ部６，７との間、および、屈曲部３１ａ，３２ａと矩形枠部１１との間には、容易に弾性変形できる易変形部３１ｂ，３２ｂが形成されている。これら易変形部３１ｂ，３２ｂは、フォトエッチング加工によって形状が付され、図１６に示すように、例えばリード３１，３２の他の部分の半分の厚さに形成されている。
【００５６】
次いで、上記のリードフレーム３０を金型Ｈの平坦な表面Ｈ１に載置し、図１７に示すように、クランパーＩにより他方の側端部６ｆ，７ｆ側に位置するステージ部６，７の表面６ｄ，７ｄを押圧する。この際には、金型Ｈの表面Ｈ１に穴Ｈ２が形成されているため、リード３１，３２の屈曲部３１ａ，３２ａはこの穴Ｈ２に入り込み、変形しないようになっている。また、この際には、リード３１，３２の易変形部３１ｂ，３２ｂが穴Ｈ２の周縁部に当接して弾性変形する。これにより、ステージ部６，７は、その表面６ｄ，７ｄが金型Ｈの表面Ｈ１に沿うように配されることになる。
【００５７】
この状態において、ステージ部６，７の表面６ｄ，７ｄに磁気センサチップ２，３を銀ペーストにより接着すると共に、磁気センサチップ２，３とリードとを配線する。そして、銀ペーストの硬化が完了した後にクランパーＩによるステージ部６，７の押圧を解除し、リード３１，３２の易変形部３１ｂ，３２ｂの弾性変形を復元させ、ステージ部６，７が傾斜した状態に戻す。
その後、保持機構１００により、ステージ部６，７が所定の角度に傾斜した状態に保持させる。最後に、第１の実施形態と同様に、磁気センサチップ２，３を樹脂の内部に埋める樹脂モールド部を形成し、矩形枠部１１を切り落とすことにより、磁気センサの製造が終了する。
【００５８】
上記の磁気センサの製造方法によれば、前述の第１の実施形態と同様に、プレス加工と折り曲げ加工とが同一の金型において同時に行われるため、磁気センサの製造工程の簡略化を行うことができる。また、リード３１，３２の易変形部３１ｂ，３２ｂを弾性変形させることにより、ステージ部６，７が略同一平面上に配されるため、複数の磁気センサチップを同時にかつ容易に接着することができ、磁気センサの製造コスト削減を図ることができる。
さらに、リードフレーム３０の製造時にステージ部６，７を傾斜させ、保持機構１００によりステージ部６，７がフレーム部９側に戻らないように保持するため、磁気センサチップ２，３の表面２ａ，３ａが相互になす角度を精度良くかつ容易に設定することができる。
【００５９】
なお、第１〜第３の実施形態においては、リード１４の穴１４ｂに、突出部１５の下端面１５ａに形成された突起１５ｂを挿入する保持機構１００を構成するとしたが、これに限ることはなく、例えば、突出部１５とリード１４にそれぞれ突起を設けてもよく、少なくともリード１４と突出部１５とをリードフレーム１０の板厚方向に重ねていればよい。
【００６０】
また、保持機構１００により、ステージ部６，７が所定の角度に傾斜した状態を保持させるとしたが、リード１３，２１の一端部１３ａ，２１ａ、リード１２，２２，３１，３２の易変形部１２ｂ，２２ｃ，３１ｂ，３２ｂ、およびリード２２の屈曲部２２ｂの弾性変形を復元させた際に、ステージ部６，７が安定した状態で所定の角度に傾斜している場合には、この保持機構１００を設ける必要はない。
また、易変形部１２ｂ，２２ｃ，３１ｂ，３２ｂは、フォトエッチング加工を施してリード１２，２２，３１，３２の他の部分の半分の厚さ寸法を有するとしたが、これに限ることはなく、例えば、厚さ寸法は任意とすることができ、部分的に厚さを異ならせてもよい。また、厚さ寸法は変えずにノッチを設けたり、リード１２，２２，３１，３２に貫通孔を設ける等して、容易に弾性変形できる形状となっていればよい。
【００６１】
図１８から図２１は、本発明の第４の実施形態を示している。この実施形態においても、図１，２に示す磁気センサと基本的構成が同一となっており、磁気センサの製造に用いるリードフレームの構成に関して異なっている。ここでは主に、リードフレームの構成、およびこのリードフレームを使用して磁気センサを製造する方法について説明し、図１から図９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。
【００６２】
磁気センサを製造する際には、はじめに、薄板状の金属板にプレス加工、フォトエッチング加工や折り曲げ加工を同一の金型において同時に施して、図１８に示すように、２つのステージ部６，７がフレーム部３９に支持されたリードフレーム４０を形成する。このフレーム部３９には、矩形枠部１１から内方に向けて突出する複数のリード４，４１〜４４を備えている。
リード（連結部）４１，４２は、ステージ部６，７をそれぞれ矩形枠部１１に対して固定するための吊りリードである。リード４１は、ステージ部６の一方の側端部６ｅに連結するように形成されている。また、リード４２は、ステージ部７の一方の側端部７ｅに連結するように形成されている。
【００６３】
リード（押圧部）４３，４４は、一方の他端部６ｅ，７ｅの反対側に位置する各ステージ部６，７の他方の他端部６ｆ，７ｆに向けて突出している。
リード４３の先端部は、図１９に示すように、一端部６ａ，７ａ側に位置するステージ部６，７の表面６ｄ，７ｄに当接しており、リード４４は、他端部６ｂ，７ｂ側に位置するステージ部６，７の裏面６ｃ，７ｃに当接している。この状態においては、リード４３の弾性力によって各ステージ部６，７の表面６ｄ，７ｄが押圧されると共に、リード４４の弾性力によって各ステージ部６，７の裏面６ｃ，７ｃが押圧される。このため、各ステージ部６，７には一方の側端部６ｅ，７ｅと他方の側端部６ｆ，７ｆとを結ぶ軸線回りの力が作用する。そして、この力によってリード４１，４２の易変形部４１ａ，４２ａが弾性変形して捻れるため、ステージ部６，７が傾斜することになる。すなわち、これらステージ部６，７は、その他端部６ｂ，７ｂが矩形枠部１１に対して同一の板厚方向に移動するように傾斜することになる。
【００６４】
次いで、図２０，２１に示すように、クランパーＪ，Ｋをそれぞれリード４３，４４に押し当て、リード４３，４４をステージ部６，７から離間させる。この際には、ステージ部６，７に対するリード４３，４４の押圧が解除されるため、易変形部４１ａ，４２ａの弾性変形が復元される。したがって、このリードフレーム４０のステージ部６，７は、矩形枠部１１と略同一平面上に配されることになる。
この状態において、ステージ部６，７の表面６ｄ，７ｄに磁気センサチップ２，３を銀ペーストにより接着すると共に、磁気センサチップ２，３とリードとを配線する。そして、銀ペーストの硬化が完了した後に、クランパーＪ，Ｋによるリード４３，４４の押圧を解除する。この際には、リード４３，４４が、再度ステージ部６，７の表面６ｄ，７ｄや裏面６ｃ，７ｃを押圧するため、易変形部４１ａ，４２ａが弾性変形してステージ部６，７が傾斜することになる。
最後に、第１の実施形態と同様に、磁気センサチップ２，３を樹脂の内部に埋める樹脂モールド部を形成し、矩形枠部１１を切り落とすことにより、磁気センサの製造が終了する。
【００６５】
上記の磁気センサの製造方法によれば、ステージ部６，７を傾斜させるリード４３，４４が、リードフレーム４０の製造工程において形成されるため、磁気センサチップ２，３とリード４との配線工程の後に、容易にステージ部６，７を傾斜させることができる。したがって、磁気センサの製造工程を簡略化できる。また、クランパーＪ，Ｋによってステージ部６，７からリード４３，４４を離間させてリード４１の易変形部４１ａの弾性変形を復元させることにより、ステージ部６，７が略同一平面上に配されるため、複数の磁気センサチップを同時にかつ容易に接着することができるため、磁気センサの製造コスト削減を図ることができる。
さらに、リード４３，４４によりステージ部６，７が傾斜状態に保持されるため、磁気センサチップ２，３の表面２ａ，３ａが相互になす角度を精度良くかつ容易に設定することができる。
【００６６】
なお、第１〜第４の実施形態においては、銀ペーストにより磁気センサチップ２，３とステージ部６，７とを接着するとしたが、これに限ることはなく、磁気センサチップ２，３とステージ部６，７とを接着できる導電性の接着剤であればよい。
また、磁気センサチップ２，３は、ステージ部６，７の表面６ｄ，７ｄに接着されるとしたが、これに限ることはなく、少なくとも一方の磁気センサチップをステージ部６，７の裏面６ｃ，７ｃに接着するとしてもよい。
【００６７】
さらに、磁気センサチップ２，３の２つ使用し、磁気センサチップ３が１つの感応方向を有するとしたが、これに限ることはなく、複数の磁気センサチップを使用し、３つ以上の感応方向が、地磁気の方向を３次元空間内のベクトルとして測定できるように、互いに交差していればよい。すなわち、例えば、磁気センサチップ３が２つの感応方向を有するとしてもよいし、各々１つの感応方向を有する３つの磁気センサチップを使用するとしてもよい。
【００６８】
また、各リード４の裏面４ａが樹脂モールド部５の下面５ａに露出しているとしたが、これに限ることはなく、例えば、その一部が樹脂モールド部５の下面５ａよりも下方に配置されるように形成するとしてもよい。
さらに、リード４、ワイヤー８の数および配置位置は、上記実施形態に限ることはなく、磁気センサチップの種類に応じて、磁気センサチップに対するワイヤー８の接着位置および接着する数を変えると共に、リード４の数および配置位置を変えるとしてよい。
【００６９】
さらに、磁気センサ１を携帯端末装置に搭載するとしたが、この構成に限定されることなく、カテーテルやカメラ等の体内に挿入する医療機器に搭載してもよい。例えば、体内に挿入したカメラの方位を測定する場合には、体を貫通する磁界を発生させて、磁気センサ１によりその磁界の方向を測定させる。これにより、磁気センサ１と磁界との相対的な角度を３次元的に測定することができるため、磁界の方向を基準として、カメラの方位を正しく検出することができる。
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。
【００７０】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１に係る発明によれば、少なくとも２つのステージ部と、弾性変形可能な連結部とを有しているため、各ステージ部に接着されたセンサチップの相互の位置を所望の位置に配置した各種センサを容易に製造することができる。
【００７１】
また、請求項２に係る発明によれば、連結部に、塑性変形によって屈曲可能な屈曲部が形成されているため、ステージ部を容易に所望の位置に配置することができる。また、連結部に、弾性変形可能な易変形部が形成されているため、複数のステージ部の表面を略同一平面上において、各々のステージ部にセンサチップを同時にかつ容易に接着することが可能となる。
【００７２】
また、請求項３に係る発明によれば、第１、第２の突出部をリードフレームの板厚方向に重ねることにより、屈曲部を屈曲させることにより所望の位置に配置されたステージ部がフレーム部側に戻らないように保持されるため、センサチップを所望の位置に配置させた状態で確実に固定できる。
【００７３】
また、請求項４に係る発明によれば、連結部に弾性変形可能な易変形部が形成されているため、押圧部により各ステージ部を押さえつけることにより、フレーム部に対して各ステージ部を所定位置に配することができ、複数のステージ部の表面を略同一平面上において、各ステージ部にセンサチップを同時にかつ容易に接着することができる。
また、押圧部によりステージ部が所定位置に保持できるため、磁気センサチップの表面が相互になす角度を精度良くかつ容易に設定することもできる。
【００７４】
また、請求項５に係る発明によれば、リードフレームの製造工程と同時にステージ部を傾斜させ、また、複数の磁気センサチップを同時にかつ容易にステージ部に接着することにより、製造工程を少なくすることが可能となる。したがって、磁気センサの製造コスト削減を図ることができる。
【００７５】
また、複数の磁気センサチップの表面が相互になす角度を容易にかつ精度よく設定することが可能となるため、例えば、一の磁気センサチップが２方向の感応方向を、他の磁気センサチップが１方向の感応方向を有している場合には、磁界の方位を３次元空間内のベクトルとして測定し、３次元空間内の磁界の方位を正しく測定できる。
【００７６】
また、請求項６に係る発明によれば、傾斜しているステージ部がフレーム部側に戻らないように保持されるため、磁気センサチップを所望の角度に傾斜させた状態で確実に固定できる。
【００７７】
また、請求項７に係る発明によれば、ステージ部を傾斜させる押圧部がリードフレームの製造工程と同時に形成することにより磁気センサの製造工程を簡略化でき、また、複数の磁気センサチップを同時にかつ容易に接着することができるため、磁気センサの製造コスト削減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の第１の実施形態に係る製造方法により製造される磁気センサを示す平面図である。
【図２】 図１の磁気センサの側断面図である。
【図３】 図１の磁気センサにおいて、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平面図である。
【図４】 図１の磁気センサにおいて、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５】 図１の磁気センサにおいて、ステージ部に磁気センサチップを搭載する方法を示す側断面図である。
【図６】 図１の磁気センサにおいて、ステージ部に磁気センサチップを搭載する方法を示す側断面図である。
【図７】 ステージ部を所定角度に傾斜させた状態にて保持する保持機構を示す概略図である。
【図８】 ステージ部を所定角度に傾斜させた状態にて保持する保持機構を示す概略図である。
【図９】 図１の磁気センサの表面が地磁気の方向に沿って配されている場合における磁気センサの出力値Ｓａ、Ｓｂを示すグラフである。
【図１０】 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使用するリードフレームを示す平面図である。
【図１１】 図１０のリードフレームの要部を示す側断面図である。
【図１２】 図１０のリードフレームにおいて、２つのステージ部の間に配されるリードを示す側断面図である。
【図１３】 図１０のリードフレームのステージ部に磁気センサチップを搭載する方法を示す側断面図である。
【図１４】 図１０のリードフレームのステージ部に磁気センサチップを搭載する方法を示す側断面図である。
【図１５】 本発明の第３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１６】 図１５のリードフレームにおいて、リードに連結されたステージ部を示す側断面図である。
【図１７】 図１５のリードフレームのステージ部に磁気センサチップを搭載する方法を示す側断面図である。
【図１８】 本発明の第４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１９】 図１８のリードフレームにおいて、ステージ部およびこれを傾斜させるリードの位置関係を示す側断面図である。
【図２０】 図１８のリードフレームのステージ部に磁気センサチップを搭載する方法を示す側断面図である。
【図２１】 図１８のリードフレームのステージ部に磁気センサチップを搭載する方法を示す側断面図である。
【図２２】 従来の磁気センサユニットの一例を示す斜視図である。
【符号の説明】
１・・・磁気センサ、２，３・・・磁気センサチップ、４・・・リード、６，７・・・ステージ部、９，１９，２９，３９・・・フレーム部、１０，２０，３０，４０・・・リードフレーム、１２，１３，２１，２２，３１，３２，４１，４２・・・リード（連結部）、１２ａ，１３ａ，２１ａ・・・一端部（屈曲部）、１２ｂ，２２ｃ，３１ｂ，３２ｂ，４１ａ，４２ａ・・・易変形部、１４・・・リード（第２の突出部）、１５・・・突出部（第１の突出部）２２ａ，２２ｂ，３１ａ，３２ａ・・・屈曲部、４３，４４・・・リード（押圧部）
Claims (9)
- 少なくとも２つのステージ部と、その周囲に配されるリードを備えるフレーム部と、これらを連結する弾性変形可能な連結部と、前記各ステージ部が所定の角度に傾斜した状態に保持させる保持機構とを有する金属製薄板からなるリードフレーム。
- 少なくとも２つのステージ部と、その周囲に配されるリードを備えるフレーム部と、これらを連結する弾性変形可能な連結部とを有する金属製薄板からなリードフレームであって、
前記連結部に、押圧によって弾性変形可能な易変形部と、該易変形部とは異なる箇所に形成されて塑性変形によって屈曲可能な屈曲部とが形成されていることを特徴とするリードフレーム。 - 前記ステージ部から前記フレーム側に向けて突出する第１の突出部と、前記リードから前記ステージ部側に向けて突出し、前記金属製薄板の板厚方向に前記第１の突出部と重ねる第２の突出部とを有することを特徴とする請求項２に記載のリードフレーム。
- 前記連結部に、押圧によって弾性変形可能な易変形部が形成され、
前記保持機構が、前記リードから前記ステージ部に向けて突出し、前記金属製薄板の板厚方向に前記ステージ部を押圧する押圧部を有することを特徴とする請求項１に記載のリードフレーム。 - 磁界の少なくとも１方向の磁気成分に対して感応する磁気センサチップを樹脂によりモールドする磁気センサの製造方法であって、
少なくとも２つのステージ部と、その周囲に配されるリードを備えるフレーム部と、これらを連結する連結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工程と、
前記連結部を塑性変形して前記ステージ部を前記フレーム部に対して傾斜させる工程と、
前記フレーム部を固定した状態で前記ステージ部を押圧して、前記連結部を弾性変形させる工程と、
前記ステージ部と前記フレーム部とを略同一平面上に配しながら前記ステージ部に磁気センサチップを接着する工程と、
前記磁気センサチップと前記リードとを配線する工程と、
その後に、前記ステージ部を解放して連結部の弾性変形を復元させる工程を備えることを特徴とする磁気センサの製造方法。 - 前記リードフレームを製造する工程において、前記ステージ部から前記リード側に向けて突出する第１の突出部と、前記リードから前記ステージ部側に向けて突出する第２の突出部とを形成し、
前記連結部の弾性変形を復元させた後に、これら第１、第２の突出部を前記金属製薄板の板厚方向に重ねることを特徴とする請求項５に記載の磁気センサの製造方法。 - 磁界の少なくとも１方向の磁気成分に対して感応する磁気センサチップを樹脂によりモールドする磁気センサの製造方法であって、
少なくとも２つのステージ部と、その周囲に配されるリードを備えるフレーム部と、これらを連結する連結部と、前記リードから前記ステージ部に向けて突出する押圧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工程と、
前記ステージ部と前記フレーム部とを略同一平面上に配しながら前記ステージ部に磁気センサチップを接着する工程と、
前記磁気センサチップと前記リードとを配線する工程と、
その後に、前記ステージ部と前記押圧部とを前記金属製薄板の板厚方向に重ねて前記連結部を弾性変形させ、前記ステージ部を前記フレーム部に対して傾斜させる工程とを備えることを特徴とする磁気センサの製造方法。 - 少なくとも２つのステージ部と、その周囲に配されるリードを備えるフレーム部と、これらを連結する弾性変形可能な連結部と、前記各ステージ部が所定の角度に傾斜した状態に保持させる保持機構とを有する金属製薄板からなるリードフレームと 、
前記各ステージ部にそれぞれ配置された磁気センサチップとを備え、
前記ステージ部及び前記磁気センサチップが所定の角度に傾斜された状態であることを特徴とする磁気センサ。 - 少なくとも２つのステージ部と、その周囲に配されるリードを備えるフレーム部と、これらを連結する弾性変形可能な連結部とを有する金属製薄板からなリードフレームと、
前記各ステージ部にそれぞれ配置された磁気センサチップとを備え、
前記連結部に、押圧によって弾性変形可能な易変形部と、該易変形部とは異なる箇所に形成されて塑性変形によって屈曲可能な屈曲部とが形成され、
該屈曲部の塑性変形によって前記ステージ部及び前記磁気センサチップが傾斜された状態であることを特徴とする磁気センサ。
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