(57)【要約】【課題】磁気センサ素子が安定して電気的に接続されたセンサ装置およびその製造方法を提供する。【解決手段】本発明のセンサ装置１０は、回路基板１２と、回路基板１２の上面に配置されたセンサ素子１４、１６、１８と、これらのセンサ素子を被覆する封止樹脂３２とを主要に備えて構成されている。センサ素子１４およびセンサ素子１６は、上面にセンサ部２６およびセンサ部２８が設けられており、上面に設けられた接続パッドが金属細線２４を経由して基板上のパッドと接続される。一方、センサ素子１８は、側面に設けられた接続パッド１８Ａが、回路基板１２の上面に配置された厚いポスト３５に半田１１を経由して接続される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
上面に導電パターンが形成された回路基板と、
センサ部と接続された第１接続パッドが上面に形成され、前記第１接続パッドと前記回路基板の導電パターンとが金属細線を経由して接続された第１センサ素子と、
センサ部と接続された第２接続パッドが上面に形成され、前記第２接続パッドと前記回路基板の導電パターンとが金属細線を経由して接続されると共に、長手方向が前記第１センサ素子の長手方向に対して直交するように配置された第２センサ素子と、
センサ部と接続された第３接続パッドが側面に形成され、前記第３接続パッドと前記回路基板の前記導電パターンとが導電性接合材を介して接続された第３センサ素子と、を備え、
前記第３センサ素子の前記第３接続パッドは、局所的に厚く形成された前記導電パターンから成るポストに前記導電性接合材を介して接続されることを特徴とするセンサ装置。
【請求項２】
前記第３センサ素子の下面は、絶縁接着材を介して前記回路基板の上面に固着され、
前記ポスト厚みは、前記絶縁接着材よりも厚く形成されることを特徴とする請求項１記載のセンサ装置。
【請求項３】
前記ポストの前記第３センサ素子側の下部を窪ませて窪み部を設けることを特徴とする請求項２記載のセンサ装置。
【請求項４】
第３センサ素子の前記第３接続パッドは、前記第３センサ素子を構成する基板を段差形状に窪ませた段差部の側壁に設けられることを特徴とする請求項３記載のセンサ装置。
【請求項５】
上面に導電パターンが形成された回路基板を用意する工程と、
センサ部と接続された接続パッドを上面に有する第１センサ素子および第２センサ素子を、前記回路基板の上面に固着すると共に、前記第１センサ素子および第２センサ素子が備える前記接続パッドと前記回路基板上の前記導電パターンとを金属細線を経由して接続する工程と、
センサ部と接続された接続パッドを側面に有する第３センサ素子を、前記回路基板の上面に固着すると共に、前記第３センサ素子の前記接続パッドと前記回路基板上の前記導電パターンとを導電性固着材を介して接続する工程と、を備え、
前記第３センサの側面に設けられた前記接続パッドは、局所的に厚く形成された前記導電パターンから成るポストに、前記導電性接合材を介して接続されることを特徴とするセンサ装置の製造方法。
【請求項６】
前記第３センサの下面は、絶縁接着材を介して前記回路基板の上面に固着され、
前記ポストは、前記絶縁接着材よりも厚く形成されることを特徴とする請求項５記載のセンサ装置の製造方法。
【請求項７】
前記ポストの前記第３センサ素子側の下部を窪ませて窪み部を設け、
液状または半固形状の状態で前記回路基板の上面に供給される前記絶縁接着材の一部を、前記窪み部に収納させることを特徴とする請求項６記載のセンサ装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はセンサ装置およびその製造方法に関し、特に、複数個のセンサ素子を備えたセンサ装置およびその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、３軸の電子方位計は、磁気センサなどを用いて電気的に方位を検出できる。そして一般的には、複数の磁気センサ素子を配置して電子方位計を構成する。この様に構成した磁気センサ素子は、磁気センサ素子の出力から得られるデータを演算することによって、基準として決めた方向からの角度、すなわち方位角を算出することができる。この方位角から得られる方位情報は、アナログ又はデジタルの電気信号として処理できるため、例えば携帯電話のような携帯情報端末や、腕時計、カーナビゲーション装置、航空機の姿勢検出、視覚障害者向けゲーム機など、種々の電子機器への応用が期待されている。
【０００３】
特に近年、ＧＰＳ等を利用した携帯情報端末向けの位置情報提供サービスが始まっている。このサービスによれば、利用者は現在の位置情報を端末上の画面を見ながら判るようになっている。この端末に電子方位計を組み合わせることによって、利用者が今どの方位を向いているのか、あるいは歩行中であればどの方向に向かっているのかが判る。この位置情報と電子方位計に関する情報提供サービスは、今後多くの産業界に新しいビジネスを生み出すものと考えられ、また利用者に有益な情報をもたらす。
【０００４】
一方、上述した携帯情報端末は、小型薄型とする傾向にあり、その中に搭載される電子デバイスとしては小型が求められている。
【０００５】
図８（Ａ）を参照して、従来型のセンサ装置１００を示す（特許文献１）。この図に示すセンサ装置１００は、実装基板１０３と、３個の磁気センサ素子であるＸ軸磁気センサ素子１０１Ｘ、Ｙ軸磁気センサ素子１０１Ｙ、およびＺ軸磁気センサ素子１０１Ｚと、これらの各磁気センサ素子を駆動するための磁気センサ用ＩＣ１０２から構成されている。
【０００６】
そのＸ軸磁気センサ素子１０１Ｘ、Ｙ軸磁気センサ素子１０１Ｙ、およびＺ軸磁気センサ素子１０１Ｚは、それぞれその感磁部１０８ａの長手方向がＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸に沿って互いに直交するように配置されて、３軸磁気センサを構成している。
【０００７】
また磁気センサ用ＩＣ１０２によって、これらの各磁気センサ素子１０１Ｘ、１０１Ｙ、１０１Ｚの励磁用コイルに励磁電流を流した時に、検出用コイルから出力される検出信号に基いて方位角を演算することができる。
【０００８】
そして、各Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸磁気センサ素子１０１Ｘ、１０１Ｙ、１０１Ｚを保護するために封止樹脂１０５（図８（Ｂ）参照）を形成し、さらに、これらの磁気センサ素子を載置した実装基板１０３に、磁気センサ用ＩＣ１０２を駆動するための電源端子、各磁気センサ素子の検出信号に基づいて演算した方位角のデータ（信号）を出力するための出力端子などを設けて、電子方位計としてモジュール２０を構成する。
【０００９】
また、各センサ素子の上面には、センサ部と接続された接続パッドが設けられる。そして、実装基板１０３の上面に設けられたパッド１１５と、各センサ素子の接続パッドとは、金属細線１１１を経由して接続される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００７−２７９０２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、上記したようにセンサ素子側の接続パッドと実装基板１０３上のパッド１１５とを金属細線１１１にて接続すると、金属細線１１１による接続信頼性に問題があった。
【００１２】
具体的には、図８（Ｂ）を参照して、Ｚ軸磁気センサ素子１０１Ｚに関しては、上面を部分的に窪ませた窪み部１１０が形成され、この窪み部１１０の上面に配置された接続パッドに、金属細線１１１がワイヤボンディングされる。
【００１３】
窪み部１１０の幅は、数百μｍ程度と非常に狭いため、この狭い領域の上面に配置された接続パッドに対して、金属細線１１１の端部を安定して接続することは困難であった。また、仮に金属細線１１１が接続されたとしても、金属細線１１１が接続される部分の機械的強度が不十分であるために、封止樹脂で封止する工程に於いて金属細線１１１が接続部にて破断してしまう恐れがある。
【００１４】
本発明は上記した問題に鑑みて成されたものであり、本発明の目的は、磁気センサ素子が安定して電気的に接続されたセンサ装置およびその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明のセンサ装置は、上面に導電パターンが形成された回路基板と、センサ部と接続された第１接続パッドが上面に形成され、前記第１接続パッドと前記回路基板の導電パターンとが金属細線を経由して接続された第１センサ素子と、センサ部と接続された第２接続パッドが上面に形成され、前記第２接続パッドと前記回路基板の導電パターンとが金属細線を経由して接続されると共に、長手方向が前記第１センサ素子の長手方向に対して直交するように配置された第２センサ素子と、センサ部と接続された第３接続パッドが側面に形成され、前記第３接続パッドと前記回路基板の前記導電パターンとが導電性接合材を介して接続された第３センサ素子と、を備え、前記第３センサ素子の前記第３接続パッドは、局所的に厚く形成された前記導電パターンから成るポストに前記導電性接合材を介して接続されることを特徴とする。
【００１６】
本発明のセンサ装置の製造方法は、上面に導電パターンが形成された回路基板を用意する工程と、センサ部と接続された接続パッドを上面に有する第１センサ素子および第２センサ素子を、前記回路基板の上面に固着すると共に、前記第１センサ素子および第２センサ素子が備える前記接続パッドと前記回路基板上の前記導電パターンとを金属細線を経由して接続する工程と、センサ部と接続された接続パッドを側面に有する第３センサ素子を、前記回路基板の上面に固着すると共に、前記第３センサ素子の前記接続パッドと前記回路基板上の前記導電パターンとを導電性固着材を介して接続する工程と、を備え、前記第３センサの側面に設けられた前記接続パッドは、局所的に厚く形成された前記導電パターンから成るポストに、前記導電性接合材を介して接続されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、回路基板の上面に設けられた導電パターンを部分的に厚くすることでポストを設け、センサ素子の側面に設けられた接続パッドとポストとを、導電性接合材を介して接続している。この様にすることで、センサ素子の側面に設けられたパッドと、回路基板上のポストとが、導電性接合材を用いて接続されるので、金属細線を経由して接続した場合と比較すると接続信頼性を向上させることができる。
【００１８】
更に、ポストは、センサ素子の実装に使用される絶縁性接着材よりも厚く形成される。従って、センサ素子を実装するために、液状の絶縁接着材がポストの近傍に塗布しても、ポストが比較的厚く形成されているので、ポストの上面が絶縁性固着材により被覆されてしまうことが抑制されている。結果的に、センサ素子の側面に設けられた接続パッドとポストとを、導電性接合材を介して良好に接続できる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明のセンサ装置を示す図であり、（Ａ）は平面図であり、（Ｂ）および（Ｃ）は断面図である。
【図２】本発明のセンサ装置を示す図であり、（Ａ）および（Ｂ）はセンサ素子１８が接続される構成を示す断面図である。
【図３】本発明のセンサ装置の製造方法を示す図であり、（Ａ）は平面図であり、（Ｂ）は断面であり、（Ｃ）は断面図である。
【図４】本発明のセンサ装置の製造方法を示す図であり、（Ａ）は平面図であり、（Ｂ）は拡大された平面図であり、（Ｃ）は断面図である。
【図５】本発明のセンサ装置の製造方法を示す図であり、（Ａ）および（Ｂ）は断面図であり、（Ｃ）は平面図である。
【図６】本発明のセンサ装置の製造方法を示す図であり、（Ａ）は平面図であり、（Ｂ）は断面図である。
【図７】本発明のセンサ装置の製造方法を示す平面図である。
【図８】背景技術のセンサ装置を示す図であり、（Ａ）は斜視図であり、（Ｂ）は断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本実施の形態に係るセンサ装置１０の構成を、図１を参照して説明する。図１（Ａ）はセンサ装置１０を示す平面図であり、図１（Ｂ）は図１（Ａ）のI−I線に於ける断面図であり、図１（Ｃ）は図１（Ａ）のII−II線における断面図である。
【００２１】
本実施形態のセンサ装置１０は、回路基板１２と、回路基板１２の上面に配置されたセンサ素子１４、１６、１８と、これらのセンサ素子を被覆する封止樹脂３２とを主要に備えた構成となっている。
【００２２】
図１（Ａ）を参照して、先ず、センサ装置１０を説明するための方向に関して説明する。Ｘ軸方向はセンサ装置１０の横方向の軸であり、Ｙ軸方向は縦方向の軸であり、Ｚ軸方向は厚み方向（紙面上では紙面を突き抜ける方向）の軸であり、これらの方向は互いに直交している。また、回路基板１２の主面は、Ｘ−Ｙ平面に対して平行に載置されている。
【００２３】
図１（Ａ）および図１（Ｂ）を参照して、回路基板１２は、ガラスエポキシ基板等の樹脂を主材料とする基板であり、回路基板１２の上面および下面には所定形状の導電パターンが形成されている。回路基板１２の上面に形成された導電パターンと、下面に形成された導電パターンとは、所定の箇所にて回路基板１２を貫通して接続されている。また、回路基板１２の裏面に形成されるパッド状の裏面電極３６には、半田バンプ３８が形成されている。図１（Ｂ）を参照すると、２層の多層配線が構成されているが、４層や６層に積層された配線層が構成されても良い。
【００２４】
本実施の形態では、回路基板１２の上面に、３つの磁気センサ素子（センサ素子１４、１６、１８）を配置し、これらのセンサ素子は互いに直交する３つの軸方向（Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸）の磁界を検出している。この様にすることで、測定された３つの磁界を合成することにより、センサ装置１０が水平面に対して傾斜して配置された場合でも、正確に方位角を求めることができる。また、本実施の形態では、センサ素子としてフラックスゲート型の磁気センサ素子が採用されている。従って、各センサ素子のセンサ部には、励磁用コイルと検出用コイルが設けられ、励磁用コイルに励磁電流を流した時に、検出用コイルから出力される検出信号に基いて方位角を演算することができる。
【００２５】
図１（Ａ）および図１（Ｃ）を参照して、センサ素子１４は、Ｙ軸方向に対して平行に長手方向を備えており、Ｙ軸方向の磁界を測定する磁気センサ素子である。センサ素子１４の構造は、非磁性の材料である半導体材料（例えばシリコン）から成る半導体基板の上面に、センサ部２６と、このセンサ部２６と接続された接続パッド１４Ａが設けられている。また、センサ部２６は磁性コア材にコイルが巻回されており、このコイルはセンサ素子１４の上面に形成された接続パッド１４Ａに接続されている。更に、センサ素子１４が備える接続パッド１４Ａは、金属細線２４を経由して回路基板１２の上面に形成されたパッド３４と接続されている。
【００２６】
センサ素子１４の上面に形成されたセンサ部２６は、窒化膜または酸化膜から成る保護膜により保護されている。この様にすることで、各センサ素子を被覆する封止樹脂３２が硬化収縮することにより圧縮応力がセンサ素子１４に作用しても、この保護膜により応力が緩和されることで、センサ素子１４の変形が抑制される。更に、センサ素子１４の下面は、エポキシ樹脂等から成る絶縁接着材を介して回路基板１２の上面に固着される。センサ素子１４の高さは例えば５００μｍ程度である。
【００２７】
更に、図１（Ｃ）を参照して、センサ素子１４の基板の上部を一部分窪ませることにより段差領域１９が形成され、センサ素子１４の接続パッド１４Ａはこの段差領域１９の底面に形成されている。段差領域１９では、底面および側面の両方に、接続パッド１４Ａとなる配線が形成されている。
【００２８】
尚、図１の各図を参照すると、全てのセンサ素子に段差領域１９が設けられているが、Ｚ軸の磁界を検出するセンサ素子１８のみに段差領域１９を設け、他のセンサ素子１４およびセンサ素子１６には段差領域１９を設けなくても良い。更には、全てのセンサ素子に対して、段差領域１９を設けずに、平坦面から成るセンサ素子の上面または側面に、センサ部および接続パッドを設けても良い。
【００２９】
図１（Ａ）および図１（Ｂ）を参照して、センサ素子１６は、Ｘ軸方向に対して平行に長手方向を備えており、Ｘ軸方向の磁界を測定する磁気センサである。センサ素子１６の構造は、上記したセンサ素子１４と同様であり、半導体から成る基板の上面にセンサ部２８および接続パッド１６Ａが設けられている。接続パッド１６Ａは、金属細線２４を経由して、回路基板１２の上面に設けられたパッドと接続される。
【００３０】
センサ素子１８は、Ｘ軸方向に対して平行に長手方向を備えており、Ｚ軸方向の磁界を測定する磁気センサである。センサ素子１８では、Ｚ軸方向の磁界を測定するために、基板の側面にセンサ部３０が設けられている。原理的には、センサ部３０が設けられる基板の側面は、装置の内側に面する基板の側面でも良いし、外側に面する基板の側面でも良い。ここでは、内側に面するセンサ素子１８の基板の側面にセンサ部３０が形成されている。センサ素子１８は、基板側面に設けられるセンサ部３０に含まれるコイルの長さを確保するために、他のセンサ素子よりも高く形成される。具体的には、センサ素子１８の高さは８００μｍ程度である。
【００３１】
更に、センサ素子１８は、センサ素子１４、１６とは接続される構造が異なる。具体的には、センサ素子１４、１６は金属細線２４を経由して回路基板１２の上面のパッドと接続されるのに対し、センサ素子１８は半田（導電性接合材）を介して接続されている。この様にすることで、センサ部３０および接続パッド１８Ａを側面に備えるセンサ素子１８を、高い接続信頼性をもって回路基板１２の上面に設けられたポスト３５と接続することができる。センサ素子１８が接続される構造の詳細は、図２を参照して後述する。
【００３２】
上記したセンサ素子１４、１６、１８は、回路基板１２の上面において半導体素子２０を囲むように、コの字形状に配置されている。
【００３３】
半導体素子２０は、回路基板１２の上面において中央部付近に載置されており、回路基板１２の上面に形成されたパッドおよび金属細線を経由して、センサ素子１４、１６、１８と接続されている。半導体素子２０は、各センサ素子の出力に基づいて方位角を算出する回路が組み込まれている。ＬＳＩである半導体素子２０の厚みは例えば３００μｍ程度であり、センサ素子１４等と比較すると薄く形成されている。
【００３４】
加速度センサ２２は、ＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ  Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｓｙｓｔｅｍｓ）が採用されたセンサであり、センサ装置１０に作用した加速度を計測して、計測された加速度を示す電気信号を出力する機能を備えている。加速度センサ２２の周辺部に設けられた電極は、回路基板１２の上面に設けられたパッドに金属細線を経由して接続される。加速度センサ２２の厚みは、例えば半導体素子２０と同様の３００μｍ程度である。ここで、加速度センサ２２を省いてセンサ装置１０が構成されても良い。
【００３５】
封止樹脂３２は、回路基板１２の上面に配置された各センサ等および回路基板１２の上面が被覆されるように形成されている。具体的には、センサ素子１４、１６、１８、半導体素子２０、加速度センサ２２および金属細線が封止樹脂３２により被覆されている。封止樹脂３２は、シリカ粒子等から成るフィラーが充填された樹脂材料から成る。封止樹脂３２を構成する樹脂材料としては、トランスファーモールドにより形成されるエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂や、インジェクションモールドにより形成されるアクリル樹脂等の熱可塑性樹脂が採用される。封止樹脂３２全体に対してフィラーが含まれる割合は、例えば８５重量％以上９０重量％以下である。
【００３６】
図２を参照して、センサ素子１８が回路基板に接続される構造を説明する。図２（Ａ）はセンサ素子１８が接続される構成を示す断面図であり、図２（Ｂ）は他の構成を示す断面図である。
【００３７】
図２（Ａ）を参照して、センサ素子１８の下面は、絶縁接着材１５を介して回路基板１２の上面に固着されている。絶縁接着材１５は、エポキシ樹脂等の樹脂材料から成る接着材であり、液状又は半固形状の状態で回路基板１２の上面に塗布した後に加熱硬化することにより形成されている。絶縁接着材１５の厚みＬ１は例えば２０μｍ程度である。
【００３８】
上記したようにセンサ素子１８の側面には、センサ部３０と、センサ部３０と接続された接続パッド１８Ａが設けられている。この接続パッド１８Ａは、半田１１を介してポスト３５に接続されている。ここでは、両者を接続させる導電性固着材として半田１１が採用されているが、Ａｇ等から成る金属粉を樹脂材料に添加した導電ペーストが採用されても良い。
【００３９】
ここで、ポスト３５は、回路基板１２の上面に形成される他の導電パターンよりも厚く形成される。一例として、他の導電パターンの厚みが２０μｍ程度であれば、ポスト３５の厚みＬ２は４０μｍ以上１００μｍ以下程度に設定される。更に、ポスト３５は絶縁接着材１５よりも厚く形成されるので、ポスト３５の上面は絶縁接着材１５の上面よりも上方に位置している。
【００４０】
ポスト３５を他の導電パターンよりも厚く形成する構造としては、導電パターンに銅片等の金属片を積層させても良いし、局所的にメッキ膜を積層させることにより厚いポスト３５を形成しても良い。
【００４１】
この様にポスト３５を絶縁接着材１５よりも厚く形成することにより、ポスト３５の上面が絶縁接着材１５により被覆されることが抑制される。具体的には、絶縁接着材１５は、液状または半固形状でポスト３５近傍の回路基板１２の上面に塗布され、その後に絶縁接着材１５の上面にセンサ素子１８が載置される。従って、絶縁接着材１５の上面にセンサ素子１８を載置すると、センサ素子１８の重みにより絶縁接着材１５は側方に広がり、その一部はポスト３５に接触する場合がある。ここで、ポスト３５の厚みが絶縁接着材１５と同等以下であれば、広がった絶縁接着材１５によりポスト３５の上面が覆われる恐れがある。しかしながら、本形態では、ポスト３５の厚みを絶縁接着材１５よりも厚く設定しているので、絶縁接着材１５がポスト３５の側面に付着することはあっても、ポスト３５の上面は絶縁接着材１５により被覆されない。従って、半田１１を介した接続が絶縁接着材１５により阻害されることがない。
【００４２】
図２（Ｂ）に示す断面図では、ポスト３５の下部を窪ませることで窪み部１７を設けている。具体的には、上記と同様に、導電パターンを局所的に厚くすることによりポスト３５を設け、このポスト３５の下部を内側に窪ませることにより、窪み部１７を設けている。窪み部１７は、上部に載置されたセンサ素子１８の重みにより絶縁接着材１５が広がった際に、ポスト３５に向かって接近した絶縁接着材１５を収納する機能を備えている。
【００４３】
この図では、ポスト３５の左右両方の下部に窪み部１７が設けられているが、左側（センサ素子１８に面する側）のみの下部に窪み部１７を設けても良い。更に、窪み部１７の形状に関しては、四角形形状が図示されているが、三角形形状の他の形状でも良い。窪み部１７の高さＬ３に関しては特に制限はないが、Ｌ３を絶縁接着材１５の厚みＬ１よりも長くすると、より多量の絶縁接着材１５を貯留することが可能となる。
【００４４】
窪み部１７を備えたポスト３５を形成する方法としては、断面が四角形形状の厚いポスト３５を形成した後に、部分的なエッチングを行うことで窪み部１７を形成することができる。更には、厚みが一様の導電パターンを形成した後に、幅が広い金属片を導電パターンの上面に載置することによっても、ポスト３５を形成することができる。更にまた、所定形状のメッキレジストを用いてメッキ処理を行うことで、窪み部１７を備えたポスト３０を積み上げ、その後にメッキレジストを除去することも可能である。
【００４５】
図３から図７を参照して、上記した構成のセンサ装置の製造方法を説明する。
【００４６】
図３を参照して、先ず、回路基板４０の表面に導電パターンを形成する。図３（Ａ）は回路基板４０の一部分を示す平面図であり、図３（Ｂ）は回路基板４０の一部を示す断面図であり、図３（Ｃ）はポスト３５を示す断面図である。
【００４７】
図３（Ａ）を参照して、ガラスエポキシ等の樹脂を主体とする材料から成る回路基板４０の上面には、マトリックス状に配置された素子配置領域４４から成るブロック４２が形成されている。ここで、素子配置領域４４とは１つのセンサ装置となる部位のことである。そして、後の工程にてブロック４２毎に樹脂封止が行われている。また、紙面上では１つのみのブロック４２が示されているが、実際には短冊形の外形を備えた回路基板４０に、離間されて複数個のブロック４２が一列またはマトリックス状に配置される。
【００４８】
更に図３（Ａ）および図３（Ｂ）を参照して、各素子配置領域４４の内部では、回路基板４０の上面に、素子配置領域４４毎に同一形状の導電パターン４６が形成され、回路基板４０の下面には同一形状の導電パターン４８が形成されている。そして、導電パターン４６と導電パターン４８とは、回路基板４０を貫通して所定の箇所にて接続されている。ここでは、２層の多層配線が回路基板４０に形成されているが、更に多層の配線（例えば４層や６層）が回路基板４０に構成されても良い。
【００４９】
図３（Ｃ）を参照して、本工程では、パッド状の導電パターン４６を部分的に厚く形成してポスト３５が形成されている。一例として、他の導電パターン４６の厚みが２０μｍ程度であれば、ポスト３５の厚みＬ２は４０μｍ以上１００μｍ以下に設定される。
【００５０】
ポスト３５を他の導電パターン４６よりも厚く形成する方法としては、導電パターンに銅片等の金属片を積層させても良いし、局所的にメッキ膜を厚く積層させることにより厚いポスト３５を形成しても良い。
【００５１】
更に、ポスト３５の下部を内側に窪ませることにより窪み部１７が形成されている。窪み部１７を形成する方法としては、断面が四角形形状の厚いポスト３５を形成した後に、部分的なエッチングを行うことで窪み部１７を形成することができる。更には、厚みが一様の導電パターンを形成した後に、幅が広い金属片を導電パターンの上面に載置することによっても、ポスト３５を形成することができる。
【００５２】
図４及び図５を参照して、次に、回路基板４０の上面に各素子を配置し、回路基板４０の上面に形成された導電パターン４６と各素子とを金属細線２４を経由して接続する。本工程では、センサ素子１４、１６を金属細線を介して接続し、センサ素子１８は半田を介して接続している。また、本工程では、センサ素子１４、１６を接続した後に、センサ素子１８を接続しているが、この順番は逆でも良い。
【００５３】
図４の各図を参照して、本工程では、先ず、回路基板４０の各素子配置領域４４の上面に、センサ素子１４、１６、半導体素子２０および加速度センサ２２を固着し、各素子を金属細線を経由して回路基板上の導電パターンと接続する。図４（Ｂ）を参照して、センサ素子１４は、Ｙ軸方向に長手方向を備えてＹ軸方向の磁界を測定する磁気センサであり、半導体から成る基板の上面にセンサ部２６を備えている。センサ素子１６は、Ｘ軸方向に長手方向を備えてＸ軸方向の磁界を測定する磁気センサであり、基板の上面にセンサ部２８を備えている。各センサ素子の上面には、センサ部と接続された接続パッドが設けられており、これらの接続パッドは金属細線２４を経由して回路基板４０の上面に形成されたパッド状の導電パターン４６と接続される。また、各センサ素子の底面は、エポキシ樹脂等の絶縁性材料から成る絶縁接着材を介して、回路基板４０の上面に固着される。
【００５４】
半導体素子２０は所定の回路が上面に組み込まれたＬＳＩであり、センサ素子１４、１６により囲まれる領域の内部に固着される。半導体素子２０の上面に設けられた電極は、金属細線２４および導電パターン４６を経由して各センサ素子と接続され、各センサ素子の出力に基づいて方位角を算出する。
【００５５】
加速度センサ２２は、半導体素子２０に隣接するように回路基板４０の上面に固着され、上面に設けられた電極は金属細線２４を経由して導電パターン４６と接続される。加速度センサ２２は、作用した加速度を示す電気信号を出力する機能を備える。
【００５６】
図５を参照して、次に、半田を介してセンサ素子１８を接続する。センサ素子１８は、Ｚ軸方向の磁界を測定する磁気センサであり、基板の側面にセンサ部３０および接続パッド１８Ａを備えている。図５（Ａ）および図５（Ｂ）は本工程を示す断面図であり、図５（Ｃ）は本工程が終了した状態の素子配置領域４４を示す平面図である。
【００５７】
図５（Ａ）を参照して、先ず、回路基板１２の上面にセンサ素子１８を固着する。具体的には、エポキシ樹脂等の樹脂材料から成る絶縁接着材１５を、回路基板１２の上面に液状または半固形状の状態で塗布する。次に、塗布された絶縁接着材１５の上部にセンサ素子１８を載置した後に、絶縁接着材１５を加熱硬化することで、センサ素子１８が回路基板１２に固着される。また、ポスト３５の上面には、半フラックスが塗布された半田ボール１１Ａが塗布されている。
【００５８】
図５（Ｂ）を参照して、次に、半田ボール１１Ａを溶融した後に冷却することにより、半田１１がポスト３５の上面および接続パッド１８Ａの両方に付着する。このことで、半田１１を経由して、センサ素子の接続パッド１８Ａとポスト３５とが接続される。
【００５９】
上記工程が終了した後の平面図を図５（Ｃ）に示す。３軸方向（Ｘ軸方向、Ｙ軸方向およびＺ軸方向）の磁界を検出するために、センサ素子１４、１６、１８は全体として、半導体素子２０を囲むようにコの字状に配置される。
【００６０】
図５（Ａ）を参照して、センサ素子１８が絶縁接着材１５の上部に載置されると、センサ素子１８の重みにより絶縁接着材１５が周囲に広がり、その一部はポスト３５に接触する。そして、広がった絶縁接着材１５によりポスト３５の上面が被覆されると。センサ素子１８の接続パッド１８Ａと、ポスト３５とが導電性接合材を経由して良好に接続されない恐れがある。
【００６１】
本形態では、ポスト３５を厚く形成し、更に窪み部１７を設けることにより、絶縁接着材１５によりポスト３５の上面が被覆されることを防止している。
【００６２】
具体的には、図５（Ａ）を参照して、ポスト３５の厚みＬ２を、４０μｍ以上１００μｍ以下程度にすることにより、絶縁接着材１５の厚みＬ１（２０μｍ）よりも厚くしている。この様にすることで、絶縁接着材１５の一部がポスト３５側に広がっても、ポスト３５の側面には絶縁接着材１５は付着するが、ポスト３５の上面は絶縁接着材１５により覆われなくなる。
【００６３】
更に本形態では、ポスト３５の側面下端付近を内側に窪ませた窪み部１７を設けている。従って、センサ素子１８の重量により広がった絶縁接着材１５がポスト３５側に接近しても、接近した絶縁接着材１５が窪み部１７に収納されてポスト３５の上面までは這い上がらない。
【００６４】
以上のことにより、センサ素子１８の接続パッド１８Ａは、絶縁接着材１５に覆われずに、半田１１を介して確実にポスト３５と電気的に接続される。
【００６５】
更に本工程では、センサ素子１８に段差領域１９を設け、この段差領域１９の側壁に設けられた接続パッド１８Ａとポスト３５とを半田１１で接続している。従って、センサ素子１８が備える段差領域１９に、ポスト３５の一部（紙面上では左側の端部）を収納させることが可能となるので、センサ素子１８の実装に必要とされる面積を低減させて実装密度を向上させることができる。
【００６６】
図６を参照して、次に、回路基板４０の上面に配置された各素子を、金型を用いた射出成形により樹脂封止する。図６（Ａ）は本工程を示す平面図であり、図６（Ｂ）は断面図である。
【００６７】
図６（Ａ）および図６（Ｂ）を参照して、本工程では、モールド用の金型５０のキャビティ６０に各ブロック４２を収納させて樹脂封止を行っている。即ち本工程では、回路基板４０の上面に設けられた複数の素子配置領域４４を一括して樹脂封止した後に、各素子配置領域４４を分離するＭＡＰ（ｍｕｌｔｉ  ａｒｅａ  ｐａｃｋａｇｅ）を行っている。キャビティ６０の紙面上に於ける右側の側辺には、封止樹脂が注入されるゲート５６が設けられ、左側の側辺にはキャビティ６０内部の空気が放出されるエアベント５８が設けられている。
【００６８】
図６（Ｂ）を参照して、本工程で用いる金型５０は、上金型５２と下金型５４とから構成される。下金型５４の上面に回路基板４０を載置した後に、上金型５２と下金型５４とを当接させることにより、ブロック４２に含まれる各素子がキャビティ６０の内部に収納される。この状態で、液状または半固形状の封止樹脂３２を、ゲート５６からキャビティ６０に注入すると、注入された封止樹脂３２によりキャビティ６０は充填される。封止樹脂３２の注入に伴い、キャビティ６０内部の空気はエアベント５８を経由して外部に放出される。封止樹脂３２のキャビティ６０への注入が終了した後は、注入された封止樹脂３２を硬化させた後に、上金型５２と下金型５４とを離形させて、各ブロック４２が樹脂封止された回路基板４０を金型５０から取り出す。
【００６９】
キャビティ６０に注入される封止樹脂３２は、粒状のフィラーが高充填された樹脂材料からなり、封止樹脂３２全体に対してフィラーが含まれる割合は例えば８５重量％程度である。また、封止樹脂３２を構成する樹脂材料としては、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂またはアクリル樹脂等の熱可塑性樹脂が採用される。
【００７０】
図７の平面図を参照して、次に、封止樹脂３２および回路基板４０を分離して、分離された素子配置領域４４から成るセンサ装置を得る。
【００７１】
本工程では、素子配置領域４４同士の間に規定されたダイシングラインＤＬに沿って、高速で回転するブレードを移動させることにより、封止樹脂３２および回路基板４０のダイシングを行う。尚、本工程のダイシングは、回路基板４０全体の下面をダイシングシートに貼着した後に行っても良いし、ブロック４２に含まれる封止樹脂および回路基板を、回路基板４０の周辺部から分離した後に、ブロック４２を個別にダイシングシートに貼着した後に行っても良い。
【００７２】
以上の工程を経て、図１に構造を示すセンサ装置１０が製造される。
【符号の説明】
【００７３】
１０      センサ装置
１１      半田
１１Ａ      半田ボール
１２      回路基板
１４      センサ素子
１４Ａ      接続パッド
１５      絶縁接着材
１６      センサ素子
１６Ａ      接続パッド
１７      窪み部
１８      センサ素子
１８Ａ      接続パッド
１９      段差領域
２０      半導体素子
２２      加速度センサ
２４      金属細線
２６      センサ部
２８      センサ部
３０      センサ部
３２      封止樹脂
３４      パッド
３５      ポスト
３６      裏面電極
３８      半田バンプ
４０      回路基板
４２      ブロック
４４      素子配置領域
４６      パターン
４８      パターン
５０      金型
５２      上金型
５４      下金型
５６      ゲート
５８      エアベント
６０      キャビティ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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