(57)【要約】【課題】封止樹脂の硬化収縮に起因したセンサ素子の特性劣化が抑制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では、基板の上面にセンサ部２６およびセンサ部２８が設けられている。一方、センサ素子１８ではセンサ部３０が基板の側面に設けられている。更に、封止樹脂３２は射出成形により形成され、センサ素子１８の長手方向の側面は、封止樹脂３２が射出成型時に注入される方向に対して平行に配置されている。【選択図】図１
2010237059.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回路基板と、
センサ部が上面に備えられた状態で前記回路基板に固着された第１センサ素子と、
センサ部が上面に備えられた状態で前記回路基板に固着されると共に、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、
センサ部が側面に備えられた状態で前記回路基板に固着された第３センサ素子と、
フィラーが添加された樹脂材料から成り、液状または半固形状の状態でモールド金型のキャビティに注入して射出成形されることで、前記第１センサ素子、前記第２センサ素子および前記第３センサ素子を被覆する封止樹脂と、を備え、
前記センサ部が設けられた前記第３センサ素子の側面は、前記封止樹脂が注入される方向に対して平行に配置されることを特徴とするセンサ装置。
【請求項２】
前記各センサ素子と電気的に接続される半導体素子を備え、
前記第１センサ素子、前記第２センサ素子および前記第３センサ素子は、前記半導体素子を囲むようにコの字状に配置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】
前記各センサ素子が備える前記センサ部は、被覆層により被覆され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】
前記各センサ素子が備えるセンサ部は、
磁性コア材と、前記磁性コア材を巻回して形成されたコイルとを備える磁気センサであ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】
前記第３センサ素子に備えられる前記センサ部は、
内側に面する前記第３センサの側面に形成されることを特徴とする請求項４記載のセンサ装置。
【請求項６】
矩形の素子配置領域に同一の導電パターンがマトリックス状に複数配置された回路基板を用意する工程と、
前記マトリックス状に配置された前記素子配置領域の夫々に、半導体素子と、上面にセンサ部を備えた第１センサ素子および第２センサ素子と、側面にセンサ部を備えた第３センサ素子を配置する工程と、
モールド金型のキャビティに前記回路基板の前記素子配置領域を収納し、フィラーを含む樹脂材料から成る封止樹脂を前記キャビティに注入することにより、前記半導体素子、前記第１センサ素子、前記第２センサ素子および前記第３センサ素子を前記封止樹脂で被覆する工程と、
前記回路基板および前記封止樹脂をダイシングすることにより、前記素子配置領域を個別に分離する工程と、を備え、
前記封止樹脂で被覆する工程では、前記センサ部が設けられた前記第３センサ素子の側面に沿って、前記封止樹脂を注入することを特徴とするセンサ装置の製造方法。
【請求項７】
前記第１センサ素子、前記第２センサ素子および前記第３センサ素子は、前記半導体素子をコの字状に囲むように配置され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。
【請求項８】
前記第３センサ素子の長手方向の一側面に隣接する領域と、前記第３センサ素子の長手方向の他側面に隣接する領域とでは、封止樹脂に含まれるフィラーの量が近似することを特徴とする請求項７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が樹脂封止され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８ａ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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【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】
【００１０】
しかしながら、上記したセンサ装置１００では、封止樹脂１０５に含まれるフィラーが偏在することにより、センサの精度が悪化してしまう問題があった。
【００１１】
具体的には、図８（Ａ）を参照して、各センサを被覆する封止樹脂は、液状または半固形状の状態で矢印の方向に射出成形された後に加熱硬化される。そして、用いられる封止樹脂は、粒状のフィラーが８５ｗｔ％程度に高充填された樹脂材料から成る。従って、図８（Ｂ）を参照して、液状の状態で射出された封止樹脂１０５は、Ｚ軸センサ１０１Ｚの右側の側面にて堰き止められた後に、Ｚ軸センサ１０１Ｚの左側の空間に流動することとなる。特に、Ｚ軸センサ１０１Ｚは、最大面である長手方向の側面が、封止樹脂の流れに対して直交して配置されるため、Ｚ軸センサ１０１Ｚが封止樹脂の流れを堰き止める作用は大きくなる。
【００１２】
このことから、Ｚ軸センサ１０１Ｚの右側の領域１１２では、封止樹脂１０５に含まれるフィラーが滞留することにより、局所的にフィラーの含有率が高くなる。例えば、領域１１２では、封止樹脂１０５に含まれるフィラーの含有率が９０ｗｔ％程度と高くなる。
【００１３】
一方、Ｚ軸センサ１０１Ｚの左側の領域１１０では、領域１１２にフィラーが滞留する分、この領域１１０において封止樹脂１０５に含まれるフィラーの含有率が低くなる。例えば、領域１１０では、封止樹脂１０５に含まれるフィラーの含有率は、８０％程度と低くなる。
【００１４】
この様に、Ｚ軸センサ１０１Ｚの両側の領域において、封止樹脂１０５に含まれるフィラーの量に偏りが発生すると、領域１１０と領域１１２とで封止樹脂１０５が硬化する際の収縮量に差が発生する。具体的には、フィラーの含有量が少ない（樹脂量が多い）領域１１０に於ける封止樹脂１０５の収縮量は大きく、フィラーの含有量が多い（樹脂量が少ない）領域１１２における封止樹脂１０５の収縮量は小さい。結果的に、封止樹脂１０５の収縮量の差により、Ｚ軸センサ１０１Ｚは平面視で弓なりに湾曲してしまう。そして、Ｚ軸センサ１０１Ｚが弓なりに変形すると、このセンサの側面に形成されたセンサ部１０８ａが変形して、特性が劣化してしまう問題があった。
【００１５】
一方、他のセンサ（Ｙ軸センサ１０１ＹおよびＸ軸センサ１０１Ｘ）の長手方向の側面は、封止樹脂１０５の流れに対して平行に位置している。従って、これらのセンサにより封止樹脂１０５の流れが堰き止められる作用は小さく、これらの素子の周辺部に於いて封止樹脂１０５に含まれるフィラーが偏ることによるセンサの反りは小さい。
【００１６】
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、封止樹脂の硬化収縮に起因したセンサ素子の特性劣化が抑制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】
【００１７】
本発明のセンサ装置は、回路基板と、センサ部が上面に備えられた状態で前記回路基板に固着された第１センサ素子と、センサ部が上面に備えられた状態で前記回路基板に固着されると共に、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、センサ部が側面に備えられた状態で前記回路基板に固着された第３センサ素子と、フィラーが添加された樹脂材料から成り、液状または半固形状の状態でモールド金型のキャビティに注入して射出成形されることで、前記第１センサ素子、前記第２センサ素子および前記第３センサ素子を被覆する封止樹脂と、を備え、前記センサ部が設けられた前記第３センサ素子の側面は、前記封止樹脂が注入される方向に対して平行に配置されることを特徴とする。
【００１８】
更に、本発明のセンサ装置の製造方法は、矩形の素子配置領域に同一の導電パターンがマトリックス状に複数配置された回路基板を用意する工程と、前記マトリックス状に配置された前記素子配置領域の夫々に、半導体素子と、上面にセンサ部を備えた第１センサ素子および第２センサ素子と、側面にセンサ部を備えた第３センサ素子を配置する工程と、モールド金型のキャビティに前記回路基板の前記素子配置領域を収納し、フィラーを含む樹脂材料から成る封止樹脂を前記キャビティに注入することにより、前記半導体素子、前記第１センサ素子、前記第２センサ素子および前記第３センサ素子を前記封止樹脂で被覆する工程と、前記回路基板および前記封止樹脂をダイシングすることにより、前記素子配置領域を個別に分離する工程と、を備え、前記封止樹脂で被覆する工程では、前記センサ部が設けられた前記第３センサ素子の側面に沿って、前記封止樹脂を注入することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、センサ部が設けられるセンサ素子の側面を、封止樹脂が注入される流れの方向に対して平行に配置している。従って、このセンサ素子の側面により封止樹脂の流れが阻害されないので、センサ部が設けられたセンサ素子の側面付近にフィラーが偏ることが抑制され、封止樹脂の硬化収縮によるセンサ素子の反りが抑制される。結果的に、この反りに起因したセンサ素子の特性劣化が抑制される。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【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）は平面図であり、（Ｂ）および（Ｃ）は断面図である。
【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）は拡大された平面図であり、（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）は平面図であり、（Ｂ）は断面図である。
【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）および（Ｃ）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】
【００２１】
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）II−II線における断面図である。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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、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。
【００２５】
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。
【００２６】
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と接続された電極が設けられている。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電極に接続されている。更に、センサ素子１４が備える電極は、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。
【００２７】
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性接着材を介して回路基板１２の上面に固着される。また、センサ素子１４の高さは例えば５００μｍ程度である。
【００２８】
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の電極はこの段差領域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、ボンディングパッドとなる電極が形成されている。従って、センサ素子１４を９０度倒した状態（図１（Ｂ）に示すセンサ素子１８の状態）にしても、段差領域１９に設けられた電極に対して、ワイヤボンディングを行うことが可能となる。
【００２９】
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。
【００３０】
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が設けられている。
【００３１】
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。センサ部３０は、センサ素子１８の上面に設けられた電極と接続されており、この電極は金属細線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。
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。
【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、上記した封止樹脂３２の構成を更に説明する。図２の各図は、図１の各図と同様にセンサ装置１０を示す図であるが、封止樹脂３２の構成を明瞭に示すために金属細線を省いて示してある。
【００３７】
図２（Ａ）を参照して、封止樹脂３２は、矢印Ｄ１の方向に沿って射出成形することにより形成されている。具体的には、センサ素子１４、１６、１８、半導体素子２０および加速度センサ２２が配置された回路基板１２を、モールド金型のキャビティに収納し、液状又は半固形状の封止材料をキャビティに注入することにより、封止樹脂３２は形成されている。
【００３８】
封止樹脂３２が供給される流れＤ１に対して、センサ素子１４の長手方向は直角に配置され、センサ素子１６およびセンサ素子１８の長手方向は平行に配置されている。従って、図２（Ｃ）を参照して、Ｄ１の方向に向かって注入された封止樹脂の流れは、センサ素子１４の右側の側面により阻害される。即ち、背の高いセンサ素子１４が封止樹脂の流れを堰き止めるダムの如く作用する。この様に封止樹脂３２の流れＤ１が阻害されてしまうと、封止樹脂３２に含まれるフィラーが滞留する。
【００３９】
従って、センサ素子１４の周囲に於いて、封止樹脂３２に含まれるフィラーが偏在する。具体的には、図２（Ａ）および図２（Ｃ）を参照して、センサ素子１４の右側の領域Ａ６（封止樹脂の流れに対して上流側の領域）では、封止樹脂３２に含まれるフィラーの割合が増大する。一方、センサ素子１４の左側の領域Ａ５（封止樹脂の流れに対して下流側の領域）では、封止樹脂３２に含まれるフィラーの割合が減少する。一例として、供給される封止樹脂３２に含まれるフィラーの割合が８５％であれば、領域Ａ６の封止樹脂３２に含まれるフィラーの割合は９０％であり、領域Ａ５の封止樹脂３２に含まれるフィラーの割合は８０％程度となる。
【００４０】
この様に領域Ａ５と領域Ａ６とで、封止樹脂３２に含まれるフィラーの量が異なると、封止樹脂３２が硬化収縮する際に、センサ素子１４が平面視で弓なりに変形する恐れがある。具体的には、図２（Ａ）を参照して、中央部が右側に膨らむようにセンサ素子１４が変形する。上記したように、センサ素子１４では、磁界を検出するセンサ部２６は、基板の上面に形成されている。従って、封止樹脂３２が不均一に硬化収縮することにより、センサ素子１４が反っても、この反りによるセンサ部２６の変形量は小さいので、センサ部２６の特性悪化は抑制されている。
【００４１】
一方、封止樹脂の流れＤ１に対して長手方向の側面が平行に載置されたセンサ素子１６、１８は、封止樹脂３２の流れをそれほど阻害しないので、これらのセンサ素子の周辺部ではフィラーの偏在は見られない。例えば、センサ素子１６の長手方向の側面に隣接する領域Ａ３および領域Ａ４では、封止樹脂３２に含まれるフィラーの割合はほぼ同じである。また、センサ素子１８の長手方向の側面に隣接する領域Ａ１および領域Ａ２でも、封止樹脂３２に含まれるフィラーの割合はほぼ同じである。
【００４２】
特に、Ｚ軸方向の磁界を検出するセンサ素子１８は、長手方向の側面にセンサ部３０が設けられているので、センサ素子１８が弓状に湾曲すると、センサ部３０が変形して特性が大きく劣化することが予測される。このことを防止するために、本実施の形態では、封止樹脂の流れＤ１に対して、センサ部３０が設けられたセンサ素子１８の側面を平行に配置している。このことにより、センサ素子１８により封止樹脂の流れが阻害されずに、センサ素子１８の周囲（領域Ａ１と領域Ａ２）に位置する封止樹脂３２に含まれるフィラーの量が均一となる。従って、センサ素子１８を取り巻く封止樹脂３２に発生する硬化収縮の量は等しくなり、硬化収縮に伴うセンサ素子１８の反りは抑制されている。
【００４３】
本実施の形態では、３軸方向の磁界を計測するために、センサ素子１４、１６、１８の何れかは、側面にセンサ部を備えたＺ軸センサである必要がある。更に、同様の理由により、これらのセンサは回路基板１２の上面にコの字状に配置される必要もある。このことから、フィラーを含む封止樹脂を射出成形して、これらのセンサ素子を射出成形により樹脂封止すると、何れかのセンサ素子の長手方向は封止樹脂が流れる方向に対して直交することとなり、上記した素子の反りが発生する。この反りに起因したセンサの特性劣化を抑制するために、本実施の形態では、センサ部３０が設けられるセンサ素子１８の側面を、封止樹脂が供給される方向に対して平行に載置している。具体的には、図２（Ａ）を参照すると、センサ素子１８が、側面にセンサ部が設けられたＺ軸方向の磁気センサとして機能している。この様にすることで、側面にセンサ部を備えたセンサ素子１８には、封止樹脂３２の不均一な硬化収縮による反りの現象が発生しないので、センサ部３０の特性劣化が抑制される。
【００４４】
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。
【００４５】
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の一部を拡大して示す平面図であり、図３（Ｃ）は回路基板４０の一部を示す断面図である。
【００４６】
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。
【００４７】
図３（Ｂ）および図３（Ｃ）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。
【００４８】
図４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。図４（Ａ）は回路基板４０の一部分を示す平面図であり、図４（Ｂ）は回路基板４０の一部を拡大して示す平面図であり、図４（Ｃ）は回路基板４０の一部を示す断面図である。
【００４９】
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、１８、半導体素子２０および加速度センサ２２を固着する。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。一方、センサ素子１８は、Ｙ軸方向に長手方向を備えて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電極が設けられており、これらの電極は金属細線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接着材を介して、回路基板４０の上面に固着される。また、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は全体としてコの字状に配置される。
【００５０】
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、１８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。
【００５１】
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。
【００５２】
図５および図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５（Ａ）は本工程を示す平面図であり、図５（Ｂ）は断面図である。
【００５３】
図５（Ａ）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。
【００５４】
図５（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。
【００５５】
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。
【００５６】
上記した封止樹脂３２の流れは、回路基板４０の上面に配置された素子により影響を受ける。回路基板４０の上面に配置された素子の中でもセンサ素子は比較的厚い素子であり、封止樹脂３２の流れに与える影響が大きい。特にセンサ素子１４は、封止樹脂３２の長手に対して長手方向が直角に配置されているので、封止樹脂３２の流れに与える影響が大きい。従って、センサ素子１４により封止樹脂３２の流れが阻害されることで、センサ素子１４の周辺部（領域Ａ５と領域Ａ６）では、封止樹脂３２に含まれるフィラーの量に隔たりが生じる。
【００５７】
図６を参照して、封止樹脂３２に含まれるフィラーが偏在する事項を詳細に説明する。図６（Ａ）は１つの素子配置領域４４を示す平面図であり、図６（Ｂ）はセンサ素子１８およびその周辺部のI−I線での断面図であり、図６（Ｃ）はセンサ素子１４およびその周辺部のII−II線での断面図である。
【００５８】
図６（Ａ）を参照して、封止樹脂３２は、Ｄ１で示す方向に半固形状または液状で注入される。そして、上記したようにセンサ素子１４の長手方向の側辺は、封止樹脂３２の流れＤ１に対して直交して配置されている。従って、センサ素子１４は、封止樹脂３２の流れを阻害する作用が大きく、センサ素子１４の周辺部ではフィラーが偏在化する。
【００５９】
一方、センサ素子１６およびセンサ素子１８の長手方向の側辺は、封止樹脂の流れＤ１に対して平行に配置されている。結果的に、センサ素子１６およびセンサ素子１８は封止樹脂３２の流れを殆ど妨げず、センサ素子１６およびセンサ素子１８の周辺部ではフィラーの偏在化は発生しない。
【００６０】
図６（Ｂ）に、センサ素子１８、領域Ａ１および領域Ａ２の断面図を示す。この図では、封止樹脂３２に含まれる樹脂成分を模式的に白抜きで示し、フィラーを黒塗りに示している。この図からも明らかなように、領域Ａ１の封止樹脂に含まれるフィラーの量と、領域Ａ２の封止樹脂に含まれるフィラーの量はほぼ等しい。このことから、領域Ａ１の封止樹脂３２に発生する硬化収縮の量と、領域Ａ２の封止樹脂３２に発生する硬化収縮の量もほぼ等しくなるので、硬化収縮に伴いセンサ素子１８に発生する平面視での反りの程度が抑制される。この現象は、センサ素子１６に関しても同様である。
【００６１】
一方、図６（Ｃ）を参照して、センサ素子１４は封止樹脂３２の流れを阻害し、フィラーがセンサ素子１４の側面付近で滞留する。結果的に、センサ素子１４の周囲に於いては、封止樹脂３２に含まれるフィラーが偏在化する。具体的には、封止樹脂３２の流れに対して上流側である領域Ａ６では、封止樹脂３２に含まれるフィラーの量が多くなる（即ち、封止樹脂３２に含まれる樹脂成分が少なくなる）。一方、流れＤ１に対して下流側である領域Ａ５では、封止樹脂３２に含まれるフィラーの量が少なくなる（即ち、封止樹脂３２に含まれる樹脂成分が多くなる）。
【００６２】
従って、封止樹脂３２が硬化するときは、領域Ａ６の封止樹脂３２に発生する硬化収縮の量は比較的小さく、領域Ａ５の封止樹脂３２に発生する硬化収縮の量は比較的大きくなる。結果的に、図６（Ａ）を参照すると、この硬化収縮により、センサ素子１４は中央部が右側に膨らむように弓なりに変形する。しかしながら、センサ素子１４のセンサ部２８は、基板の上面に設けられており、センサ素子１４全体に反りが発生しても、センサ部２８の変形量が小さいので特性の劣化が抑制されている。一方、側面にセンサ部３０を備えたセンサ素子１８を、センサ素子１４の箇所に配置すると、上記した反りの現象によりセンサ部３０が変形して特性が劣化することが予測される。
【００６３】
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。
【００６４】
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。
【００６５】
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】
【００６６】
１０      センサ装置
１２      回路基板
１４      センサ素子
１６      センサ素子
１８      センサ素子
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
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      導電パターン
４８      導電パターン
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
Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４、Ａ５、Ａ６      領域
【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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