(57)【要約】【課題】複数の磁気センサ素子をリードフレームに固定することにより、小型化を図る。【解決手段】３個の磁気センサ素子１０２ａ〜１０２ｃを用いて、空間磁力の絶対値を測定するための磁気センサにおいて、３個の磁気センサ素子を接合するリードフレーム１０１を備え、磁気センサ素子１０２ａ，１０２ｂが接合されたインナーリード１１１を折り曲げて、磁気センサ素子１０２ａ〜１０２ｃの各々が直交３軸方向の磁気成分を検出するようにした。【選択図】        図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の磁気センサ素子を用いて、空間磁力の絶対値を測定するための磁気センサにおいて、
前記複数の磁気センサ素子を接合するリードフレームを備え、
前記磁気センサ素子が接合されたインナーリードを折り曲げて、前記磁気センサ素子の各々が任意の方向の磁気成分を検出するようにしたことを特徴とする磁気センサ。
【請求項２】
３個の磁気センサ素子を用いて、空間磁力の絶対値を測定するための磁気センサにおいて、
前記３個の磁気センサ素子を接合するリードフレームを備え、
前記磁気センサ素子が接合されたインナーリードを折り曲げて、前記磁気センサ素子の各々が直交３軸方向の磁気成分を検出するようにしたことを特徴とする磁気センサ。
【請求項３】
前記磁気センサ素子は、半導体磁気センサ素子であることをを特徴とする請求項１または２に記載の磁気センサ。
【請求項４】
前記磁気センサ素子が接合されたインナーリードは、前記磁気センサ素子が接合された反対の面に、補強材が接合されていることを特徴とする請求項１、２または３に記載の磁気センサ。
【請求項５】
前記磁気センサ素子は、磁気センサ素子本体が補強材に接合された構造を有することを特徴とする請求項１、２または３に記載の磁気センサ。
【請求項６】
複数の磁気センサ素子を用いて、空間磁力の絶対値を測定するための磁気センサの製造方法において、
前記複数の磁気センサ素子をリードフレームに接合する工程と、
前記磁気センサ素子の各々が任意の方向の磁気成分を検出するように、前記磁気センサ素子が接合されたインナーリードを折り曲げる工程と、
前記複数の磁気センサ素子と前記インナーリードとを樹脂封止して、パッケージを形成する工程と
を備えたことを特徴とする磁気センサの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、磁気センサおよびその製造方法に関し、より詳細には、複数の磁気センサ素子を用いて、空間磁力の絶対値を測定する磁気センサおよびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、空間磁力の絶対値を測定するために、指向性の強い３個の磁気センサ素子を、直交３軸の方向に向けて固定し、それぞれの磁力成分を検出する３軸磁気センサが知られている。図１に、従来の磁気センサの構造を示す。図１（ａ）は、側面図であり、図１（ｂ）は、上面図である。磁気センサは、樹脂またはセラミックの基板１１と、基板１１上に垂直に固定したサブ基板１２ａ，１２ｂおよび演算用ＩＣ１４とを有している。各々の基板上には、３個の磁気センサ素子１３ａ，１３ｂ，１３ｃを備え、演算用ＩＣ１４と電気的に接続して、検出された磁気を電気信号に変換して出力している。
【０００３】
磁気センサ素子を直交３軸の方向に固定する方法として、固定ブロックの３面に、３個の磁気センサ素子を取り付けた構造が知られている（例えば、特許文献１参照）。また、磁気センサ素子を所定の角度で取り付つけた基板を、三角柱の形状にして、磁気バイアスコイルの内部に挿入した構造が知られている（例えば、特許文献２参照）。このように、３軸の方向の磁気成分を検出するためには、磁気センサ素子を立体的に配置しなければならない。
【０００４】
【特許文献１】
特開平６−１１８１４９号公報（段落番号［０００７］、図１）
【０００５】
【特許文献２】
特開２００１−３５６１５４号公報（段落番号［００１６］〜［００２０］、図１，２）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、複数の基板を用いて構成すると、基板と基板とを接続するための端子とそのスペースが必要となり、構造が複雑になるとともに、磁気センサの占有体積が大きくなるという問題があった。また、構造が複雑になることで、機械的な信頼性が劣るとともに、磁気センサ素子間の相対角度精度も劣るという問題もあった。
【０００７】
また、固定ブロックを用いる方法では、固定ブロックの作製に時間とコストがかかるため、磁気センサの大量生産に向いていないという問題もあった。
【０００８】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、複数の磁気センサ素子をリードフレームに固定することにより、小型化を図った磁気センサおよびその製造方法を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、このような目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、複数の磁気センサ素子を用いて、空間磁力の絶対値を測定するための磁気センサにおいて、前記複数の磁気センサ素子を接合するリードフレームを備え、前記磁気センサ素子が接合されたインナーリードを折り曲げて、前記磁気センサ素子の各々が任意の方向の磁気成分を検出するようにしたことを特徴とする。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、３個の磁気センサ素子を用いて、空間磁力の絶対値を測定するための磁気センサにおいて、前記３個の磁気センサ素子を接合するリードフレームを備え、前記磁気センサ素子が接合されたインナーリードを折り曲げて、前記磁気センサ素子の各々が直交３軸方向の磁気成分を検出するようにしたことを特徴とする。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の前記磁気センサ素子は、半導体磁気センサ素子であることをを特徴とする。
【００１２】
請求項４に記載の発明は、請求項１、２または３に記載の前記磁気センサ素子が接合されたインナーリードは、前記磁気センサ素子が接合された反対の面に、補強材が接合されていることを特徴とする。
【００１３】
請求項５に記載の発明は、請求項１、２または３に記載の前記磁気センサ素子は、磁気センサ素子本体が補強材に接合された構造を有することを特徴とする。
【００１４】
請求項６に記載の発明は、複数の磁気センサ素子を用いて、空間磁力の絶対値を測定するための磁気センサの製造方法において、前記複数の磁気センサ素子をリードフレームに接合する工程と、前記磁気センサ素子の各々が任意の方向の磁気成分を検出するように、前記磁気センサ素子が接合されたインナーリードを折り曲げる工程と、前記複数の磁気センサ素子と前記インナーリードとを樹脂封止して、パッケージを形成する工程とを備えたことを特徴とする。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について詳細に説明する。１枚の金属製リードフレームのインナーリードに、複数の磁気センサ素子を接合し、インナーリードを折り曲げることにより、任意の方向の磁気成分を検出する。本実施形態においては、３個の磁気センサ素子および演算用ＩＣを接合したインナーリードを折り曲げて、３個の磁気センサ素子を直交３軸方向に向けることにより、小型の３軸磁気センサを構成する。
【００１６】
図２に、本発明の一実施形態にかかる磁気センサを構成するためのインナーリードを示す。磁気センサは、金属製のリードフレーム１０１により構成される。リードフレーム１０１のうち、二点鎖線で囲まれた部分をインナーリード１１１という。インナーリード１１１に、３個の磁気センサ素子１０２ａ〜１０２ｃと演算用ＩＣ１０３とを接合する。磁気センサ素子１０２ａ〜１０２ｃと信号処理用ＩＣ１０３との接合は、ダイ・ボンダを使用し、これら素子の電極と、対応するインナーリード１１１との間で、電気的接続が保たれるように、導電性の接合材料を用いる。
【００１７】
次に、磁気センサ素子１０２ａ，１０２ｂが接合されたインナーリード１１１の一部分を折り曲げる。図３と図４を参照して、インナーリード１１１の曲げ工程を説明する。磁気センサ素子１０２ａについては、図３に示した曲げ線Ａ−Ａ’から紙面の上側に向かって、インナーリード１１１を折り曲げる。磁気センサ素子１０２ｂについては、図３に示した曲げ線Ｂ−Ｂ’から紙面の上側に向かって、インナーリード１１１を折り曲げる。インナーリード１１１を折り曲げは、従来のリードフレームの成形加工により行うことができる。
【００１８】
図４（ａ）に磁気センサ素子１０２ａを、図４（ｂ）に磁気センサ素子１０２ｂを示す。例えば、図４（ａ）に示したように、インナーリード１１１の磁気センサ素子１０２ａが接合される部分を、予め折り曲げる方向の反対側に、突出させておく。インナーリード１１１を折り曲げたときに、磁気センサ素子１０２ａの中心が、リードフレーム１０１の接合面と重なるようにしておくことで、磁気センサの厚さを薄くすることができる。このようにして、磁気センサ素子１０２ａを図に示したＸ軸方向、磁気センサ素子１０２ｂを図に示したＹ軸方向、磁気センサ素子１０２ｃを図に示したＺ軸方向の、それぞれの磁気成分を検出する。
【００１９】
図５に、ワイヤ・ボンディング工程終了した磁気センサを示す。信号処理用ＩＣ１０３の電極とインナーリード１１１とを、ワイヤ・ボンディングにより、電気的接続を行う。
【００２０】
図６に、樹脂封止工程を終了した磁気センサを示す。二点鎖線で囲まれた部分をエポキシ樹脂などの封止樹脂を用いて、パッケージ１０４を形成する。次に、リードフレーム１０１の外枠を切断して、個々のリード１１２ａ，１１２ｂを加工する。このようにして、３個の磁気センサ素子１０２ａ〜１０２ｃと信号処理用ＩＣ１０３とを一体化した、３軸磁気センサを構成することができる。
【００２１】
磁気センサ素子として、ホール素子、ＭＲ（ＭａｇｎｅｔｏＲｅｇｉｓｔｉｖｅ）素子などの半導体磁気センサ素子が知られている。これらの素子は、半導体結晶で作られているため、折り曲げ力により破損しやすい。そこで、リードフレーム１０１を折り曲げる際に、素子の破損を防ぐために補強を行う。図７に、補強された磁気センサ素子を示す。磁気センサ素子は、補強材であるセラミック基板２０１の上に素子本体２０２が接合されており、封止樹脂２０３により封止されている。セラミック基板２０１には、電極２０４ａ，２０４ｂが形成されており、素子本体２０２と電極２０４ａ，２０４ｂとが、ボンディング・ワイヤ２０５ａ，２０５ｂで接続されている。
【００２２】
図８に、セラミック板で補強した磁気センサを示す。図８（ａ）は上面図、図８（ｂ）は側面図である。磁気センサ素子１０２が接合されたインナーリード１１１の反対側に、補強材であるセラミック板３０１を接合して補強し、磁気センサ素子１０２の破損を防ぐ。
【００２３】
本実施形態によれば、インナーリードの折り曲げ角度を任意に選択することにより、任意の方向の磁気成分を検出することができる。また、１枚のリードフレームの上で、複数の素子の折り曲げ加工を行うために、素子相互の角度を正確に制御することができ、相対角度精度の良い磁気センサを構成することができる。さらに、折り曲げ位置を適切に選択することで、磁気センサの厚さを薄くすることができ、小型化を図ることができる。
【００２４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、磁気センサ素子が接合されたインナーリードを折り曲げて、磁気センサ素子の各々が任意の方向の磁気成分を検出するようにしたので、３軸磁気センサの小型化を図ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の磁気センサの構造を示す図であり、（ａ）は側面図、（ｂ）は上面図である。
【図２】本発明の一実施形態にかかる磁気センサを構成するためのインナーリードを示す平面図である。
【図３】インナーリードの曲げ工程を説明するための平面図である。
【図４】曲げ工程を終了した磁気センサを示す側面図である。
【図５】ワイヤ・ボンディング工程を終了した磁気センサを示す平面図である。
【図６】樹脂封止工程を終了した磁気センサを示す側面図である。
【図７】補強された磁気センサ素子を示す側面図である。
【図８】セラミック板で補強した磁気センサを示す図である。
【符号の説明】
１１    基板
１２    サブ基板
１３，１０２    磁気センサ素子
１４，１０３    演算用ＩＣ
１０１    リードフレーム
１０４    パッケージ
１１１    インナーリード
２０１    セラミック基板
２０２    素子本体
２０３    封止樹脂
２０４    電極
２０５    ボンディング・ワイヤ
３０１    セラミック板
【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】
2004191065.tif 000007
【図６】
2004191065.tif 000008
【図７】
2004191065.tif 000009
【図８】
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