(57)【要約】  感知デバイス（１００）が、基準面（１）を有する第１の感知要素（１０）を備え、その感知要素（１０）とデバイス（１００）の接触側（３）との間に、事前定義された角度が存在する。導体が、感知要素（１０）を外部接触手段（３０）に結合する。さらに、感知デバイス（１００）は本体（２１）を設けられ、本体（２１）は、第１の感知要素（１０）を封入し、それと同時に導体のためのキャリアとして働き、それにより接触側（３）は本体（２１）の一面である。感知デバイス（１００）は、複数の感知要素（１０、２０）を含んでいてもよく、感知要素は、好ましくは磁気抵抗センサである。感知デバイス（１００）は、本体の部分（２１Ａ、２１Ｂ）が接触側（３）に関して回転されることによって適切に製造されることがあり、本体の部分（２１Ａ、２１Ｂ）は相補的な形状を有する。
2007506274.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
デバイスの接触側に存在する、外部接触のためのコンタクト手段と、
基準面を設けられた第１の感知要素であって、前記面と前記デバイスの前記接触側との間に、事前定義された角度が存在する第１の感知要素と、
電気的な相互接続を提供するように、前記コンタクト手段と前記第１の感知要素との両方に結合された第１の電気接続導体と、
前記事前定義された角度に従って前記第１の感知要素を位置決めする所望の形状の電気絶縁本体と
を備える電子デバイスであって、
前記電気絶縁本体が前記第１の感知要素を封入し、
前記デバイスの前記接触側が前記本体の一面である
電子デバイス。
【請求項２】
前記第１の接続導体が、前記接触側から前記本体の第１の側面に延在し、そこで前記第１の接続導体が前記第１の感知要素に結合され、
前記接触側と前記第１の側面とが、相互に前記事前定義された角度をなすことを特徴とする
請求項１に記載の電子デバイス。
【請求項３】
前記感知要素が、磁場を感知するのに適していることを特徴とする請求項１に記載の電子デバイス。
【請求項４】
前記感知要素が、磁気抵抗センサを備えることを特徴とする請求項３に記載の電子デバイス。
【請求項５】
前記絶縁本体が、前記第１の側面に関して事前定義された角度をなす第２の側面と、前記第２の側面から前記接触側に延在する第２の電気接続導体と、前記第２の側面で接続導体に電気的に結合された第２の感知要素とを有することを特徴とする請求項１に記載の電子デバイス。
【請求項６】
第３の感知要素が前記第１の側面に存在し、前記第１、第２、および第３の感知要素が、磁場のためのセンサであり、前記第１および第３のセンサが、２つの直交方向で感知するのに適していることを特徴とする請求項５に記載の電子デバイス。
【請求項７】
基準面を有する第１の感知要素と、前記基準面とデバイスの接触側との間に事前定義された角度が存在するように前記第１の感知要素を位置決めするように係合された所望の形状の電気絶縁本体とを備える電子デバイスを製造する方法であって、
第１の側と、対向する第２の側とを有するキャリアを提供するステップであって、前記第１の側に接続導体のパターンが存在し、前記キャリアが、外部接触のためのコンタクト手段を備えるステップと、
前記キャリアの前記第１の側で前記第１の感知要素を組み立て、かつ前記接続導体の少なくとも１つに前記第１の要素を電気的に結合するステップと、
成形技法を用いて第１の成形構造内に前記第１の要素を封入するステップであって、それにより前記成形構造が、事前定義された形状を有し、第１および第２の上面を設けられるステップと、
前記キャリアを折り畳むステップであって、それによって前記外部接触のための手段に関して前記第１の成形構造を回転させ、それにより、前記感知要素の前記基準面と前記外部接触のための手段を通る平面とが相互に前記事前定義された角度をなす位置に前記第１の成形構造を導き、前記位置で、前記第１の上面が、前記キャリアまたはその上に存在する任意の構造に取り付けられ、それによって前記電気絶縁本体を形成し、前記電気絶縁本体の１つの側が、前記コンタクト手段が存在する接触側として働くステップと
を含む方法。
【請求項８】
折畳み後に、前記成形構造が、接着ステップによってその位置に固定されることを特徴とする請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記キャリアがベース材料を備え、前記ベース材料が、前記封入ステップの後に少なくとも部分的に除去され、それにより前記第１の側から前記第２の側へのコンタクト窓を提供することを特徴とする請求項７に記載の方法。
【請求項１０】
基準面を有する第２の感知要素が、前記キャリアの前記第１の側で組み立てられ、前記接続導体の少なくとも１つに電気的に結合され、その後、前記第２の感知要素が、成形技法を使用して、第１および第２の上面を備える事前定義された形状を設けられた第２の成形構造内に封入され、かつ
前記キャリアが折り畳まれ、それによって前記第２の成形構造が前記第１の成形構造に関して回転され、それにより前記外部接触のための手段に関して前記成形構造を位置決めし、それにより、前記第１および第２の感知要素の基準面が前記事前定義された角度をなす位置に前記第１の成形構造を導き、前記位置で、前記第１の上面が、前記キャリアまたはその上にある任意の本体に取り付けられ、前記第２の上面が互いに面する
請求項７に記載の方法。
【請求項１１】
前記第２の上面が、前記折畳み操作後に互いに接触することを特徴とする請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
複数の電子デバイスが同時に製造され、それらが、前記キャリアの前記折畳み後に相互に分離されることを特徴とすることを特徴とする請求項７に記載の方法。
【請求項１３】
キャリア上に複数の感知要素を備える半製造物品であって、複数の個別のデバイスに細分化されることがあり、
前記キャリアが、第１の側と、対向する第２の側とを有し、前記第１の側に、接続導体の繰り返されるパターンが存在し、各パターンが、外部接触のための手段を含み、または外部接触のための手段に対応し、
前記第１の感知要素が、前記キャリアの前記第１の側に存在し、前記接続導体の少なくとも１つに電気的に結合され、成形技法を使用して第１の成形構造内に封入され、それにより前記成形構造が、事前定義された形状を有し、第１および第２の上面を設けられる半製造物品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、
−デバイスの接触側に存在する、外部コンタクトを提供するためのコンタクト手段と、
−基準面を設けられた第１の感知要素であって、基準面が、デバイスの接触側に対する事前定義された角度を含む第１の感知要素と、
−電気的な相互接続を提供するように、コンタクト手段と第１の感知要素との両方に結合された第１の電気接続導体と、
−事前定義された角度に従って第１の感知要素を位置決めするように係合された所望の形状の電気絶縁本体と
を備える電子デバイスに関する。
【０００２】
また、本発明は、
基準面を有する第１の感知要素と、基準面とデバイスの接触側との間に事前定義された角度が存在するように第１の感知要素を位置決めするように係合された所望の形状の電気絶縁本体とを備える電子デバイスの製造であって、
−第１の側と、対向する第２の側とを有するキャリアを提供するステップであって、第１の側に接続導体のパターンが存在し、キャリアが、外部接触のための手段を備えるステップと、
−キャリアの第１の側で第１の感知要素を組み立て、かつ接続導体の少なくとも１つに第１の要素を電気的に結合するステップと、
−キャリアを折り畳むステップであって、それによって外部接触のための手段に関して第１の感知要素を回転させ、それにより、感知要素の基準面と外部接触のための手段を通る平面とが相互に事前定義された角度をなす位置に第１の感知要素を導くステップと
を含む製造に関する。
【背景技術】
【０００３】
そのようなデバイスおよびそのような方法は、米国特許公開２００２／０１４０４２２号から知られている。知られているデバイスは、可撓性キャリアを備え、キャリアは、第１の側と、対向する第２の側とを設けられている。第１および第３の感知要素が第１の側に取り付けられ、第２の感知要素が第２の側に取り付けられる。感知要素は、磁気抵抗センサであり、特定の方向での位置の検出のために使用されることがある。３直交座標次元で位置を測定するために、センサは、特定の角度をなす必要がある。
【０００４】
感知要素の取付け後、キャリアは、Ｊ状の形状を得るために２度折り畳まれ、それにより第１および第３の要素が互いに相互に面し、それらの基板が１８０度の角度をなす。第２の要素は、第１および第３の要素の両方に垂直に位置される。第１および第３の要素は、異なる平面内位置を有し、それによりそれらの要素は、２つの相互に直交する方向で測定することが可能である。ほぼ円筒形状のハウジングが、折り畳まれたキャリアおよび要素の周囲に適用される。事前定義された形状の電気絶縁本体が、ハウジングの向かい合う端部に提供され、それにより感知要素を所定位置で、それらの個別の位置に保つ。しかし、キャリアは、外部へのコンタクトを提供するようにハウジングの１つの側に延在する。
【０００５】
これの欠点は、結果として生じるデバイスが、表面実装技法を使用することによって基板上に実装されないことがあることである。ほぼ円筒形のハウジングは、キャリア以外で任意のコンタクトを有さない。したがって、キャリアは、異方性導電にかわまたは接着剤など任意の導電取付け手段を使用して印刷回路基板に取り付けられることになる。しかし、この接着ステップは、キャリアに力を及ぼすことがあり、感知要素の比較的小さな変位、したがって場合によってはデバイスの動作不良をもたらす。別法として、別個の可撓性の箔がキャリアに取り付けられる。しかし、これは高価な解決策である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
したがって、本発明の第１の目的は、表面実装技法を使用して基板上に実装可能な電子デバイスを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
第１の目的は、電気絶縁本体が第１の感知要素を封入すること、およびデバイスの接触側が本体の一面であることによって実現される。
【０００８】
本発明のデバイスを特徴付ける主要な特徴は、電気絶縁本体が単なる挿入部ではなく、第１の感知要素を封入する本体であることである。したがって、電気絶縁本体は、デバイスの内部構成、特に感知要素の基準面と接触側との間の角度を画定する。さらに、封入の結果、部品を一体に保つのに必要とされる別個のハウジングがもはや必要なくなる。したがって、本体の任意の面が、接触側として選択されてよい。
【０００９】
さらに、本発明のデバイスは、接続導体の向かい合う側が、コンタクトの提供のために使用されてもよいという洞察に基づいている。１つの側に感知要素が取り付けられ、反対側に、外部接触のための手段が提供される。キャリアの１つの側から反対の側への接続は、異なる様式でなされることもある。第１に、本体の提供後に除去される犠牲層を有するキャリアの使用がなされることがある。第２に、キャリア箔を介する垂直相互接続を含む可撓性キャリアの使用がなされることがある。第３に、ワイヤレス電気接続手段の使用がなされることがあり、ワイヤレス手段は、導体のパターンの一部として画定される。ワイヤレス手段は、垂直相互接続の代わりに使用されることもある。この場合、容量結合が良好な実現である。また、ワイヤレス手段は、デバイスを外部読取り装置に結合するために使用されることもある。
【００１０】
本発明のデバイスの第１の利点は、機械的および化学的保護が改良されることである。個別の部品から組み立てられる知られているデバイスは、外力または外圧により、デバイスが構成部品に分解する危険を有する。ハウジングの外部にある可撓性キャリアの部分が動かなくなり、圧力を及ぼすことがあり、またはハウジング自体が移動される、または取り外されることがある。これは、本質的に絶縁本体によって構成される本発明のデバイスでは当てはまらない。
【００１１】
さらに、湿気などが、ハウジング、キャリア、および挿入される本体の境界面に沿ってデバイスに浸透することがある。したがって、各感知要素は、それが封入された後にのみ組み立てられるものと思われる。本発明のデバイスでは、本体はまた、封入部でもある。この封入は、水分および他の望ましくない汚染物質に対する適切な耐性を有するように選択されてよい。封入後のみに感知要素を組み立てる必要はない。
【００１２】
本発明のデバイスのさらなる利点は、デバイスを外部ボードに実装することが、実質的に改良されることである。事前定義された角度が、任意の利用可能なボードにデバイスが実装されるようにし、その一方で、感知方向は、この外部ボードの向きから独立していてよい。換言すると、本発明のデバイスの重要な利点は、事前定義された角度が、０度と３６０度の間の任意の角度であってよいことである。これはまた、知られているデバイスとは異なり、デバイス内に３つ未満の感知要素が存在する適切な機構を提供する。
【００１３】
好ましい実施形態では、第１の接続導体が、接触側から本体の第１の側面に延在し、そこで第１の接続導体が第１の感知要素に結合され、接触側と第１の側面とが、相互に事前定義された角度をなす。この実施形態では、本体の第１の側面は、第１の感知要素の基準面に実質的に平行に向けられる。これは、その簡単な製造に鑑みて有利である。特に犠牲層の使用が可能とされる。
【００１４】
デバイス内の感知要素は、特に磁場のためのセンサである。磁場は、自動車、移動電話などの装置の位置、速度、および／または加速度を求めるための興味深い媒体である。さらに、磁場は、医療上の用途で感知するのに適している。特に好まれる磁場センサは磁気抵抗センサであり、これは、ＡＭＲ、ＧＭＲ、およびＴＭＲを含む様々なタイプで知られている。
【００１５】
さらなる実施形態では、絶縁本体が、第１の側面に関して事前定義された角度をなす第２の側面と、第２の側面から接触側に延在する第２の電気接続導体と、第２の側面で接続導体に電気的に結合された第２の感知要素とを有する。この実施形態では、互いに関して所定の位置を有する少なくとも２つの感知要素を有するデバイスが提供される。
【００１６】
さらなる実施形態では、第３の感知要素が第１の側面に存在し、第１、第２、および第３の感知要素は、磁場のためのセンサであり、第１および第３のセンサは、２つの直交する方向で感知するのに適している。この実施形態のデバイスは、３方向で感知するのに適している。これは、デバイスを、３直交座標方向のどれも固められていない装置での使用に適したものにする。そのような装置の例は、移動電話、ポータブル・コンピュータなどの携帯型のハンドヘルド端末である。
【００１７】
別の実施形態では、さらなる要素が本体内に埋め込まれることがある。これらのさらなる要素は、受動構成要素であってよく、しかしまた、感知要素の信号を処理するための信号処理ユニットであってもよい。そのような要素は、適切な位置に、また接触側にある位置に提供されてよい。
【００１８】
本発明の第２の目的は、冒頭の段落に記載された種類の方法であって、複数のデバイスが同時に製造されてよく、表面実装技法を使用して基板上に実装可能な第１の感知要素を備える電子デバイスをもたらす方法を提供することである。
【００１９】
この目的は、方法が、
−第１の側と、対向する第２の側とを有するキャリアを提供するステップであって、第１の側に接続導体のパターンが存在し、キャリアが、外部接触のためのコンタクト手段を備えるステップと、
−キャリアの第１の側で第１の感知要素を組み立て、かつ接続導体の少なくとも１つに第１の要素を電気的に結合するステップと、
−成形技法を用いて第１の成形構造内に第１の要素を封入するステップであって、それにより成形構造が、事前定義された形状を有し、第１および第２の上面を設けられるステップと、
−キャリアを折り畳むステップであって、それによって外部接触のための手段に関して第１の成形構造を回転させ、それにより、感知要素の基準面と外部接触のための手段を通る平面とが相互に事前定義された角度をなす位置に第１の成形構造を導き、その位置で、第１の上面が、キャリアまたはその上に存在する任意の構造に取り付けられ、それによって電気絶縁本体を形成し、電気絶縁本体の１つの側が、コンタクト手段が存在する接触側として働くステップと
を含むことによって実現される。
【００２０】
本発明の方法では、第１の要素が第１の成形構造に封入される。この成形構造は、キャリアまたはその上に存在する任意の本体への取付け後に、デバイスの電気絶縁本体を形成する。成形構造、および場合によってはキャリア上の本体が、良好な位置決め、および好ましくは良好な接着を可能とする形状を有する。
【００２１】
本発明の方法は、第１の要素が封入される点で従来技術の方法とは異なる。さらに、成形構造によって、第１の要素の基準面と接触側との間の角度が画定される。
【００２２】
第１の要素は、折畳み操作の前ではなく、後に封入されてもよい。さらに、絶縁本体は、後で組み立てられる必要がある特定の形状のいくつかの部品としてではなく、全体として提供されてもよい。しかし、これはいくつかの欠点を有する。第１に、そのような成形が良好な封入をもたらすことが確実でない。第２に、複数の感知要素が提供される場合、湾曲構造が鋳型内に位置決めされなければならないので、機械的安定性の問題がある。第３に、成形は、ウェハ・レベルで行われない可能性があり、デバイスが個々のデバイスに、またはおそらくはデバイスの行に分離された後に行われなければならない。
【００２３】
代替的な方法として、かつ追加として、いくつかの方法が、キャリアまたはその上に存在する任意の本体への第１の成形構造の適切な接着のために使用されることがある。第１に、構造をキャリアに化学的に結合するように熱の使用がなされることがある。第２に、照射、特にＵＶスペクトルからの照射による硬化または何らかの化学的反応の使用がなされることがある。第３に、適切な接着剤の使用がなされることがある。第４に、何らかの種類の機械的接着の使用がなされることがあり、この機械的接着は、成形構造の一部として提供される。クランプ手段などが可能なだけでなく、対応形状、およびキーとロックとの組合せも可能である。それらの最も簡単なバージョンは、本体および第１の成形構造が、第１の成形構造の折畳み後に機械的に安定なアセンブリを形成するように設計されるものであり、すなわち第１の成形構造は、キャリアによって支持されるだけでなく、ある種の側壁として働く本体によっても支持される。
【００２４】
好ましい実施形態では、キャリアは、封入ステップ後に少なくとも部分的に除去されるベース材料を備え、それにより第１の側から第２の側へのコンタクト窓を提供する。デバイスを参照して説明されたように、いくつかのタイプのキャリアは、可撓性キャリアとして使用されることがある。少なくとも部分的に除去されるベース材料の使用が有利である。これは、良好なコンタクトを可能とするだけでなく、さらに、封入が提供されない限りベース材料が適切なキャリアである。ベース材料の層のほぼすべてが除去されることが、より一層好まれる。これは、層をパターニングする必要がなく、したがって任意のフォトリソグラフィ・マスクおよびステップを適用する必要がないという利点を有する。
【００２５】
ベース材料は、折畳み操作の後または前に除去されてよい。折畳み操作の前にベース材料を除去する利点は、それがまた、要素を有するキャリアを、折り畳まれる個々のデバイスに分離する前に行われてもよいことである。したがって、機械的安定性の理由から、弾性材料の層を有するある領域にキャリアが提供されることが好まれる。ポリイミドなどの弾性材料が、キャリアの折畳みを可能とする。どの領域でそのような弾性材料の層が望ましくなく、どの領域で（例えば接触側に平行に）、剛性材料が好まれるかを決定するのは、設計およびさらなるエンジニアリングの問題である。さらなる実施形態では、１つの操作でただ１つの材料が提供され、この材料は、折畳みを可能とするのに十分に弾性があり、しかしその外側形状を維持するのに十分に剛性がある。次いで、折畳み操作の後の取付けステップで、この１つの材料が硬化されて、１つの電気絶縁本体を提供する。
【００２６】
ベース材料の除去は、導体のパターンに損傷を及ぼしてはならない。導体のパターンが、適切な接着のために成形構造内で、したがって電気絶縁本体内で機械的に固定されることがどうあっても好ましい。機械的に固定する適切な方法は、成形ステップにおける電気絶縁材料の提供の前に、ベース層の部分エッチングを含む。この部分エッチングは、導体のアンダーエッチングをもたらす。電気絶縁材料は、そのようにして作成された空間内を流れる。これは、電気絶縁材料の本体の表面と比較して凹んだ部分内に導体が存在するという結果を有する。適切な組合せは、ベース材料としてのＡｌと、Ｃｕの導体とである。代替方法は、その逆、ベース材料としてのＦｅ−Ｎｉまたは鋼の使用、間に障壁層を有した両方に関する同じ材料の使用、またはさらに、本体に関して選択的に除去されてよい有機層の使用である。
【００２７】
好ましい実施形態では、基準面を有する第２の感知要素が、キャリアの第１の側で組み立てられ、接続導体の少なくとも１つに電気的に結合され、その後、第２の感知要素が、成形技法を使用して、第１および第２の上面を備える事前定義された形状を設けられた第２の成形構造内に封入される。次いで、キャリアが折り畳まれ、それによって第２の成形構造が第１の成形構造に関して回転され、それにより外部接触のための手段に関して成形構造を位置決めし、それにより、第１および第２の感知要素の基準面が事前定義された角度をなす位置に第１の成形構造を導き、その位置で、第１の上部が、キャリアまたはキャリアの上の任意の本体に取り付けられ、第２の上面が互いに面する。
【００２８】
この実施形態では、複数の感知要素が提供される。両方の成形構造の形状は互いに関して画定され、互いへの機械的な取付けのための任意の手段を含んでいてもよい。この実施形態の好ましい修正によれば、第２の上面が、折畳み操作後に互いに接触する。
【００２９】
さらに、本発明は、封入の後、しかし折畳みの前に複数の要素を備える半製造物品に関する。
【００３０】
本発明の電子デバイス、半製造物品、および方法のこれらおよびその他の態様が、図面を参照してさらに説明される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
図は、一律の縮尺では描かれておらず、異なる図における同一の参照番号は、同一または同様の部分を参照する。
【００３２】
図１は、電子デバイス１００の概略斜視図を示す。この例では、デバイス１００は、第１の側面１に第１の感知要素１０を、第２の側面２に第２の感知要素２０を設けられており、しかしそれは本質的でない。この場合、感知要素１０、２０を通る基準面は、側面１、２と平行に向けられており、相互に、この場合は９０°の事前定義された角度をなす。感知要素１０、２０は、この場合、磁気抵抗センサによって構成され、磁気抵抗センサは、それ自体知られている。特に、各感知要素は、ホイートストン・ブリッジ回路を形成するように一体に接続され、１つの平面内に位置される複数の磁気抵抗センサ要素を備え、１つの感知要素内部の各センサ要素が、同じ特権的な磁化の方向を有する。好ましくは、感知要素ごとに、４つの磁気抵抗センサ要素が提供される。シリコン基板が使用されること、およびセンサ要素が、ストリップの長手方向に平行な特権的な磁化の方向を有するパーマロイの蛇行状ストリップによって形成されることが適切である。センサ要素の端部は、それらがホイートストン・ブリッジの４つの分岐を形成するように相互接続される。ブリッジの不均衡の度合いは、センサ要素の基準面内での、かつセンサ要素を通って流れる電流の方向に垂直な磁場強度の変動の尺度として使用されることがある。ブリッジ回路は、一方の側で電源回路に、他方の側で信号処理回路に結合される。適切な信号処理回路は、当業者にそれ自体知られている。
【００３３】
感知要素１０、２０は、電気絶縁本体２１によって封入される。さらに、デバイス１００は、コンタクト手段３０が存在する接触側３を設けられる。コンタクト手段は、この場合、適切な組成物のはんだボールであり、それらのはんだボールは、コンタクト・パッド（図示せず）に電気的に接続される。これらのコンタクト・パッドは、導電体５２（図示せず）のパターンの一部であり、導電体のパターンは、本体２１の表面の近くに、またはその表面に存在する。第１の導体は、第１の側面１から接触側３に延在し、第２の導体は、第２の側面２から接触側３に延在する。さらに、導体のパターンは、感知要素１０、２０に対するコンタクト・パッドを含み、それにより第１および第２の導体が、それぞれ第１および第２の感知要素１０、２０に電気的に結合される。これらの導体は、さらにコンタクト手段３０に電気的に結合される。第１および第２の感知要素１０、２０に加えて、第３の感知要素が存在することもある。そのような第３の感知要素は、第１の感知要素１０と同じ側面に位置され、しかし異なるように方向付けられる。特に、第１および第３の感知要素が直交に方向付けられ、それにより第１、第２、および第３の感知要素は、３直交座標方向に方向付けられる。
【００３４】
図２は、本発明の半製造物品１０１の斜視図を図式的に示す。この物品１０１は、複数の第１の感知要素１０および第２の感知要素２０を備える。図示される物品１０１は、ただ１列のデバイス１００に対応するが、横方向に延在してもよい。第１の感知要素１０は、電気絶縁材料によって第１の成形構造２１Ａ内に封入される。第２の感知要素２０は、電気絶縁材料によって第２の成形構造２１Ｂ内に封入される。各成形構造２１Ａ、２１Ｂは、それぞれ第１の上面１２、２２と第２の上面１３、２３とを設けられる。成形構造２１Ａ、２１Ｂは、キャリア５０によって、合わせて保持される。また、このキャリア５０は、導体のパターンも支持する。キャリア５０内部で、第１の側面１、第２の側面２、および接触側３に対応する３つの領域が画定されてもよい。ここでは図示されていないが、キャリア５０には、弾性の上層が設けられてもよい。
【００３５】
図１に図示されるようなデバイス１００は、半製造物品１０１から、物品１０１が折り畳まれ、個々のデバイスに分離され、コンタクト手段を設けられることによって得られることがある。この場合、物品１０１がただ１列のデバイス１００のみを備えるので、分離ステップは、好ましくは折畳みステップの後に実施される。しかし、物品が複数の列を備える場合には、折畳みステップの前に任意の分離が必要である。折畳みステップでは、第１および第２の成形構造２１Ａ、２１Ｂが接触側３に関して回転され、それにより第１の上面１２、２２が互いに面し、第２の上面１３、２３がキャリア５０に面する。適切な接着ステップ、例えば熱処理によって、第１および第２の成形構造２１Ａ、２１Ｂが互いに、かつキャリア５０に取り付けられ、それにより当該の接触側３と、第１および第２の側面１、２とを有する本体２１を形成する。コンタクト手段３は、はんだではなく、適切な異方性導電接着剤、金属、または合金、あるいは導電粒子を有するペーストを含むこともある。また、適切な箔が使用されることもある。さらに、コンタクト手段３が、導体のパターンおよび適切な接着層内に、はんだボールだけでなく、場合によってはコンタクト・パッドも含むことが考察される。コンタクト手段は、任意のはんだボールなどが取り付けられずに存在するものと考えられる。
【００３６】
理解されるように、半製造物品１０１は、同様に、ただ１つの第１の感知要素１０のみを有するデバイスの提供にも適している。その場合、半製造物品１０１は、異なる様式で細分化され、回転の自由がより多く存在する。特に、その場合、成形構造２１Ａ、２１Ｂが接触側３に関して回転されるのではなく、キャリア５０の自由部分が、それぞれ成形構造２１Ａまたは２１Ｂに関して折り畳まれることも同様に可能である。その場合、さらなる構造がキャリアの上に存在してもよく、成形構造２１Ａ、２１Ｂへの対応構造として働く。
【００３７】
図３ａ〜ｅは、本発明の方法におけるいくつかの連続するステップの後の結果を示す。図は、本発明の方法の特定の実施形態に関係付けられ、その実施形態では、キャリア５０が、導体５２のパターンおよびベース層５１を有して使用される。この場合、ベース層５１のためにＡｌ、導体５２のために銅の使用がなされる。しかしこれは必須ではない。適切な代替方法は、例えば銅、アルミニウム、および銅を備える３層キャリアの使用である。その両側に、ＮｉＰｄもしくはＮｉＡｕまたはＳｎの層が提供されてもよく、リソグラフィ・マスクと接着層との両方として働く。別法として、シリコンまたはガラスのベース層の使用がなされてもよく、このベース層は、研削およびエッチングによって除去されることがある。また、ＵＶ解放可能な箔を介して導体のパターンに接続されるベース層の使用がなされてもよい。さらに、同様に、第１の側５８から第２の側５９に延在する内部垂直相互接続を有する単層または多層の可撓性ボードであるキャリア５０の使用がなされてもよい。
【００３８】
図３ａは、互いに向かい合う第１および第２の側５８、５９を有するキャリア５０の断面図を示す。キャリアは、ここではＡｌまたはアルミニウム合金のベース層５１と、個々の導体５２Ａ、５２Ｂを含む導体５２のパターンとを備える。導体５２Ｂは、ここでは相互接続として機能し、本体の第１の側から接続側に延在する。ベース層は、機械的支持として働くように適当な厚さを有する。その厚さは、例えば２０〜１００μｍ、好ましくは３０〜６０μｍの範囲内である。導体のパターンは、一般に１〜３０μｍ、好ましくは５〜１５μｍのオーダの厚さ、したがって分解能を有する。一般に、導体のパターンは、はんだボールへの接着の改良のための接着層を設けられる。当業者によって知られているように、接着層の材料は、はんだボールの材料に依存する。接着層のために一般に使用される材料は、ＮｉＡｕ、Ｓｎなどを含む。
【００３９】
図３ｂは、エッチング・ステップ後のキャリア５０の断面図を示し、エッチング・ステップによって、導体５２Ａ、５２Ｂがアンダーエッチ空間５３を設けられる。このエッチング・ステップは、水酸化ナトリウムの溶液を使用して行われ、一方、銅は、塩化第二鉄を用いてパターニングされる。これらのエッチャントは、それぞれアルミニウムおよび銅に対して選択性がある。
【００４０】
図３ｃは、第１の感知要素１０が中間はんだボール５４を用いて導体５２Ａ、５２Ｂの上に提供された後のキャリア５０の断面図を示す。銅パターン内でのコンタクト・パッドの画定により、最終デバイス内での感知要素１０の位置が少なくとも部分的に画定される。前もって封入されていない感知要素１０の使用がなされてもよい（例えば、裸のダイ）。良好な接続を提供するために、導体のパターンと感知要素のコンタクト・パッドとの両方にはんだ材料が提供されるはんだプロセスの使用がなされてもよい。さらに、超音波結合、導電にかわ、および特にワイヤ結合など代替接続技法の使用がなされてもよい。はんだボール５４と導体５２のパターンとの間の良好な電気接続を確立するために、通常は加熱ステップが実施される。この加熱ステップは、当業者に知られているように、成形の前または後に行われてよい。好ましくは、リフロー・オーブンの使用がなされる。
【００４１】
図３ｄは、封入ステップ後の断面図を示す。その結果、キャリア５０が、半製造物品１０１に変形される。この場合、封入ステップの使用がなされる。インサート成形またはトランスファ成形などの成形技法を使用して実施される第１の封入ステップが、第１の感知要素１０を封入し、第１および第２の上面１２、１３を有する第１の成形構造２１Ａをもたらす。電気絶縁材料のために、ガラス充填エポキシ、およびポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）などのエンジニアリング・プラスチックの使用がなされることがある。他の適切な材料は当業者に知られている。この材料は、使用される成形プロセスのタイプに依存する。
【００４２】
第２の封入ステップは、成形技法を使用して実施されてもよく、しかし別法として、スピンコーティング、ウェブコーティング、スパッタリング、様々な形態の印刷を含む任意の他のタイプの堆積技法の使用がなされてもよい。そのために使用される材料は、有機材料、ポリマー材料、または無機材料であってよい。主として接着剤、または加熱時に接着性質が高まる材料が好まれる。可撓性材料が非常に好まれる。良い例は、アクリレート、シリコンゴム、ポリイミド、パリレン、および例えばウェハ・コーティングの目的でも使用される材料である。また、この材料は、アンダーフィル・タイプの材料であってもよく、それらは一般に、感知要素１０とキャリア５０との間の空間を充填するために使用される。
【００４３】
第２の封入ステップは、第１のステップの後に行われる必要は必ずしもない。反対に、加熱時に溶融する、したがってはんだボールをこの層を通して沈ませる材料を使用することによって、非常に良い実施形態が実現される。そのような層は、例えば、アクリラートであり、好ましくは、感知要素１０の提供の前に、例えばスピンコーティングによって、または薄膜として提供される。第１および第２の封入ステップが１つのステップに統合されること、または構造２１Ｃが全く提供されないことさえ可能である。後者は、ベース層５１が折畳み後にのみ除去される場合に特に適当である。
【００４４】
図３ｅは、ベース層５１の除去後の半製造物品１０１を示す。この除去は、例えば、研削および湿式化学エッチングによって行われる。その結果、電気絶縁材料で充填されているアンダーエッチ空間が、表面１に突出部分５７として提供され、この突出部分５７は、同時に導体５２Ａ、５２Ｂの機械的アンカを提供する。
【００４５】
図４は、同じステージでの、しかしより大きな縮尺での、コンタクト手段３０、この場合ははんだボールの提供後の半製造物品１０１の断面図を示す。第１の成形構造２１Ａに加えて、第２の成形構造２１Ｂが存在し、第２の感知要素２０と、第１および第２の上面２２、２３とを有する。第１および第２の側面１、２と、接触側３とに対応する領域が示されている。導体５２は、相互接続を提供するように延在する。
【００４６】
図５は、デバイスの列または個々のデバイスへの細分化後、折畳みステップ中のデバイス１００の断面図を示す。ここでは、第１および第２の成形構造２１Ａ、２１Ｂが回転される。この実施形態の折畳みプロセスは、両方の成形構造２１Ａ、２１Ｂの同時回転を含む。しかしこれは必須ではない。好ましくは、折畳みのための特定のツールが使用され、これは図７ａ〜ｄに図示される。
【００４７】
図６は、回転ステップ、および互いへの、かつキャリアへの成形構造の取付けの完了後のデバイス１００の断面図を示し、それにより電気絶縁本体を提供する。その結果、成形構造の第１の上面１２、２２は互いに面し、一方、第２の上面１３、２３はキャリアに面する。接着は、この場合は加熱ステップによってもたらされる。通常、成形構造のために選択される材料は、例えば熱硬化性樹脂であり、それらは熱的に安定であり、加熱時に溶融しない。一般に、これは、知られているようにポリマー鎖を架橋することによって実現される。接着を改良するために、機械的アンカを使用すること、または接着剤の薄層を塗布することが好まれる。そのような接着剤は、導体トラックを固着することが可能であり、可撓性部分が必要とされない実施形態をもたらす。
【００４８】
ここには図示されていないが、そのようなデバイス内部には、磁化コイルが存在することが一般に好まれる。磁化コイルは、導体のパターンの一部であってよく、デバイスの接触側に平行に位置されていてよい。望まれる場合には、このコイルは、フェライト材料、またはフェライトもしくは他の磁性粒子が内部に埋め込まれた有機材料の層など、高い磁気感受性を有する媒体によって覆われてもよい。この磁化コイルは、中心軸に平行に補助磁場を生成するために存在する。好ましくは、磁化コイルは、感知要素の平面への垂線に関して中心軸によってなされる角度が、各感知要素に関して同一である、すなわち０°と９０°の間の角度αであるように位置決めされる。コイルの好ましい位置は、各感知要素の領域での補助磁場が、当該の感知要素の磁場センサ要素の特権的な磁化の方向に平行に延在する成分を含むように選択される。
【００４９】
図７ａ〜ｄは、折畳みステップ中の本発明のデバイス１００、および折畳みステップの実施に適応されたツール２００を図式的に断面で示す。ツール２００は、上部２０１と、少なくとも１つの底部２０２と、支持２０３とを備える。底部２０２は、支持２０３を取り囲む単一の部品として構成されてよい。しかし、底部２０２はまた、協働する複数の部品として構成されてもよい。ツールは、好ましくは、電動機と、任意の種類の必要な機器とを設けられ、それにより底部２０２と、上部２０１と、支持２０３との互いに関する垂直方向での移動を可能にする。ツール２００は、移送および分離などさらなる機能を含むこともある。用語「底部」および「上部」は、本明細書では明瞭化のために、好ましい実施形態に準拠して使用される。しかし、適切な構成で、ツールが上下反対に使用されること、または底部および上部２０１、２０２が、支持２０３に対して横方向に位置されることは除外されない。
【００５０】
図７ａは、折畳み操作前のツール２００を有するデバイス１００を示す。この場合のデバイス１００は、はんだバンプ３０を設けられ、はんだバンプ３０は、別法として、折畳み操作後に適用されてもよい。上部２０１は内側表面２０８を備え、底部２０２は上側表面２０９を備える。これらの表面２０８、２０９は相補的である。内側表面２０８の形状は、第１および第２の感知要素２０の間の所望の角度に対応するように選択される。この角度の選択は、上で説明された。
【００５１】
図７ｂは、底部２０２が支持２０３に関して移動される第１のステップを説明する。その結果、底部２０２の上側表面２０９が、本体２１Ａおよび２１Ｂの面１、２を押す。その結果、本体２１Ａおよび２１Ｂが回転される。上側表面２０９は、任意の損傷を防止するように丸みを付けられた縁部を設けられる。底部２０２の移動の力および速度は、当業者には明白であるように、プロセスを最適化するように選択されてよい。これは、さらに、箔３の可撓性の度合いに依存する。
【００５２】
図７ｃは、上部２０１が底部２０２に向けて移動される第２のステップを示す。上側表面２０８と内側表面２０９との対応する形状は、底部と上部２０２、２０１が適切に位置合わせされること、ならびにデバイス１００に向けて上部２０１が移動される力および速度が、底部２０２によって均衡を取られることがあることを保証する。
【００５３】
図７ｄは、支持２０３が上部２０１に関して移動される、または別法として底部および上部２０２、２０１が支持２０３に向けて移動される第３の、かつ最終のステップを示す。その結果、本体２１Ａ、２１Ｂが一体に接合されて、本体２１を形成する。任意の接着剤を提供するために、上部２０１は、１つまたは複数の分散チャネルを設けられることがある。しかし、そのような接着剤は、別法として、折畳みプロセスの前に塗布されてもよい。
【００５４】
要約すると、本発明の感知デバイス１００は、基準面１を有する第１の感知要素１０を備え、その感知要素１０とデバイス１００の接触側３との間に、事前定義された角度が存在する。導体が、感知要素１０を外部接触手段３０に結合する。さらに、感知デバイス１００は本体２１を設けられ、本体２１は、第１の感知要素１０を封入し、それと同時に導体のためのキャリアとして働き、それにより接触側３は本体２１の一面である。感知デバイス１００は、複数の感知要素１０、２０を含んでいてもよく、感知要素は、相互に事前定義された角度を含み、接触側３に対する事前定義された角度は重要でない、または無視できるほどの重要さである。感知要素１０、２０は、好ましくは磁気抵抗センサである。デバイス１００は、本体２１の部分２１Ａ、２１Ｂが接触側３に関して回転されることによって適切に製造されることがあり、本体の部分２１Ａ、２１Ｂは相補的な形状を有する。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】電子デバイスの斜視概略図である。
【図２】半製造物品の斜視概略図である。
【図３ａ】方法におけるいくつかのステップの後のデバイスの概略断面図である。
【図３ｂ】方法におけるいくつかのステップの後のデバイスの概略断面図である。
【図３ｃ】方法におけるいくつかのステップの後のデバイスの概略断面図である。
【図３ｄ】方法におけるいくつかのステップの後のデバイスの概略断面図である。
【図３ｅ】方法におけるいくつかのステップの後のデバイスの概略断面図である。
【図４】図３ａと同一の、しかしより大きな縮尺での図である。
【図５】折畳みステップ中のデバイスの概略断面図である。
【図６】折畳みステップ後のデバイスの概略断面図である。
【図７ａ】折畳みステップと、折畳みのための特定のツールとの概略断面図である。
【図７ｂ】折畳みステップと、折畳みのための特定のツールとの概略断面図である。
【図７ｃ】折畳みステップと、折畳みのための特定のツールとの概略断面図である。
【図７ｄ】折畳みステップと、折畳みのための特定のツールとの概略断面図である。
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図３Ｄ】
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【図３Ｅ】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図７Ｃ】
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【図７Ｄ】
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【国際調査報告】
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