(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁電変換装置用リードフレームが少なくとも２つ以上の厚さで、第１の厚さ領域と第２の厚さ領域を有し、前記第１の厚さの方が前記第２の厚さより厚くなっており、前記磁電変換装置用リードフレーム上に、少なくとも集積回路が形成された半導体チップと少なくともＸ、Ｙ、Ｚ軸方向を向く３つ以上の磁電変換素子が固着されて電気的に接続されており、少なくとも前記半導体チップと前記磁電変換素子と前記磁電変換装置用リードフレームとを電気的に接続した部分は樹脂で封止され、前記第１の厚さの領域の前記磁電変換装置用リードフレームの接続面が、露出して外部との電気的な接続用端子となっており、前記磁電変換装置用リードフレームの断面が側面に露出しており、
前記磁電変換素子の少なくとも２つは、感磁部と内部電極を有するペレット形状の前記磁電変換素子が磁電変換素子用リードフレーム上に固着され、該磁電変換素子用リードフレームと前記内部電極とが金属細線により電気的に接続されており、前記ペレット形状の前記磁電変換素子と前記金属細線と前記磁電変換素子用リードフレームの一部とが樹脂封止されており、その全体形状は略直方体で、外部接続用端子となる前記磁電変換素子用リードフレームの接続面が、前記直方体の一つの面の一辺に接して並んで露出して配置されており、該一辺に接するもう一つの面である前記磁電変換素子用リードフレームの断面が露出している面を固着面とし、前記磁電変換装置用リードフレーム上に固着されて電気的に接続されていることを特徴とする磁電変換装置。
【請求項２】
前記樹脂封止された前記略直方体の前記磁電変換素子の少なくとも一つの面の一辺に接して並んで露出して配置している外部接続用端子となる前記接続面に金属被膜が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の磁電変換装置。
【請求項３】
前記樹脂封止された前記略直方体の前記磁電変換素子の前記外部接続用端子と電気的に接続される前記磁電変換装置用リードフレームに凹部が形成されており、少なくとも該磁電変換装置用リードフレームの前記凹部に形成された金属または導電性樹脂により、前記磁電変換装置用リードフレームと前記磁電変換素子の外部接続用端子とが電気的に接続されていることを特徴とする請求項１に記載の磁電変換装置。
【請求項４】
前記樹脂封止された前記略直方体の前記磁電変換素子の固着面の封止樹脂と前記磁電変換装置用リードフレームの一部とが接着性樹脂で固着されていることを特徴とする請求項１に記載の磁電変換装置。
【請求項５】
前記磁電変換素子を構成する基板が高透磁率磁性体で、磁気に感ずる薄膜が形成されており、該薄膜が高透磁率磁性体チップによって挟まれていることを特徴とする請求項１に記載の磁電変換装置。
【請求項６】
前記磁電変換装置用及び前記磁電変換素子用リードフレームを形成する材料は、磁性材料を含まないことを特徴とする請求項１に記載の磁電変換素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地磁気を検出するのに好適な磁電変換装置に関し、より詳細には、磁電変換素子を使用した極めて薄型で実装面積を小さくした小型化された磁電変換装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話の普及により、差別化を図るためさまざまなアプリケーション機能が携帯電話に付加されている。その中の一つに歩行者用のナビゲーションシステムがあり、歩行者の現在位置と共に進行方向を計測するための方位センサシステムの需要が高まっている。
【０００３】
一方、携帯電話では前述したような機能の多様化により、さまざまなアプリケーション機能を持った装置を限られた面積に実装することになり、種種の装置の小型化に伴って、地磁気検出用磁電変換装置も、より薄型化や実装面積を小さくする要求は益々強まっている。
【０００４】
【特許文献１】特公平１−１３２１１号公報
【特許文献２】特公平１−１５１３５号公報
【特許文献３】特公平２−４７８４９号公報
【特許文献４】特公平３−５９５７１号公報
【特許文献５】特公平８−１０９４６８号公報
【特許文献６】特公昭５１−４５２３４号公報
【特許文献７】特公平７−１３９８７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
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、小型薄型化が可能な３軸方向磁場を検出可能な磁電変換装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、このような目的を達成するためになされたもので、請求項１に記載の発明は、磁電変換装置用リードフレームが少なくとも２つ以上の厚さで、第１の厚さ領域と第２の厚さ領域を有し、前記第１の厚さの方が前記第２の厚さより厚くなっており、前記磁電変換装置用リードフレーム上に、少なくとも集積回路が形成された半導体チップと少なくともＸ、Ｙ、Ｚ軸方向を向く３つ以上の磁電変換素子が固着されて電気的に接続されており、少なくとも前記半導体チップと前記磁電変換素子と前記磁電変換装置用リードフレームとを電気的に接続した部分は樹脂で封止され、前記第１の厚さの領域の前記磁電変換装置用リードフレームの接続面が、露出して外部との電気的な接続用端子となっており、前記磁電変換装置用リードフレームの断面が側面に露出しており、前記磁電変換素子の少なくとも２つは、感磁部と内部電極を有するペレット形状の前記磁電変換素子が磁電変換素子用リードフレーム上に固着され、該磁電変換素子用リードフレームと前記内部電極とが金属細線により電気的に接続されており、前記ペレット形状の前記磁電変換素子と前記金属細線と前記磁電変換素子用リードフレームの一部とが樹脂封止されており、その全体形状は略直方体で、外部接続用端子となる前記磁電変換素子用リードフレームの接続面が、前記直方体の一つの面の一辺に接して並んで露出して配置されており、該一辺に接するもう一つの面である前記磁電変換素子用リードフレームの断面が露出している面を固着面とし、前記磁電変換装置用リードフレーム上に固着されて電気的に接続されていることを特徴とする。
【０００８】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記樹脂封止された前記略直方体の前記磁電変換素子の少なくとも一つの面の一辺に接して並んで露出して配置している外部接続用端子となる前記接続面に金属被膜が形成されていることを特徴とする。
【０００９】
また、請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記樹脂封止された前記略直方体の前記磁電変換素子の前記外部接続用端子と電気的に接続される前記磁電変換装置用リードフレームに凹部が形成されており、少なくとも該磁電変換装置用リードフレームの前記凹部に形成された金属または導電性樹脂により、前記磁電変換装置用リードフレームと前記磁電変換素子の外部接続用端子とが電気的に接続されていることを特徴とする。
【００１１】
また、請求項４に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記樹脂封止された前記略直方体の前記磁電変換素子の固着面の封止樹脂と前記磁電変換装置用リードフレームの一部とが接着性樹脂で固着されていることを特徴とする。
【００１２】
また、請求項５に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記磁電変換素子を構成する基板が高透磁率磁性体で、磁気に感ずる薄膜が形成されており、該薄膜が高透磁率磁性体チップによって挟まれていることを特徴とする。
【００１３】
また、請求項６に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記磁電変換装置用及び前記磁電変換素子用リードフレームを形成する材料は、磁性材料を含まないことを特徴とする。
【００１４】
本発明の磁電変換装置は、上述した様な構造を採ることにより、例えば、４．５×４．５ｍｍの投影寸法で高さが０．７５ｍｍといった極めて小型かつ薄型の磁電変換装置が実現可能になった。
【００１５】
本発明の磁電変換装置に使用される磁電変換素子において、磁電変換素子の一つであるホール素子を用いた場合、ホール素子を構成する磁気に感ずる薄膜は、インジウムアンチモン、ガリウム砒素、インジウム砒素等の化合物半導体あるいは（インジウム、ガリウム）−（アンチモン、砒素）の３元または４元化合物半導体薄膜から選択できる。いわゆる量子効果素子も使用できる。
【００１６】
これらの化合物半導体薄膜は、種々の基板に形成されるが、その基板としては、アルミナ、サファイア等の無機基板、石英等のガラス基板、シリコン、ガリウム砒素等の半導体基板を使用することができる。さらにシリコン、ガリウム砒素の化合物半導体等の様な半導体基板にドーピングによりホール効果を有する磁気に感ずる部分を形成した基板を使用することもできる。
【００１７】
また、薄膜を一旦雲母の様な良好な結晶性基板に蒸着等によって形成し、その薄膜を、樹脂を介して上述の基板に写し取ったような形態がある。本発明者等は、インジウムアンチモン系の高移動度化、つまり高感度化のための蒸着方法を種々提案してきたが、これらの方法によって作製した薄膜を本発明に好適に適用できる（例えば、特許文献１〜５参照）。
【００１８】
より高感度のホール素子は、高透磁率磁性体基板上に半導体薄膜を形成した後、感磁部と内部電極部をパターン形成し、さらにその上に固着されたほぼ直方体の高透磁率磁性体チップからなる積載構造をなしている（例えば、特許文献６参照）。また、移動度の高い半導体薄膜をこの構造体の装置にするための方法を示したものがある（例えば、特許文献７参照）。
【００１９】
すなわち、雲母等の結晶性基板上に化合物半導体薄膜を形成し、この半導体薄膜をエポキシ樹脂等の接着剤を用いて高透磁率磁性体基板に接着し、その後、結晶性基板を除去し、次いで、所望のパターン形成をした後、半導体薄膜の感磁部の上に高透磁率磁性体チップを載せることによって上記の積層構造のホール素子を形成する方法である。
【００２０】
このような構造のホール素子は、本発明の小型で極短時間で地磁気の方位角を計測可能な高感度の磁電変換装置を作るのに好適である。高透磁率強磁性体基板及び高透磁率強磁性体チップの材料としては、ＮｉＺｎフェライト、ＭｎＺｎフェライト、パーマロイ、鉄珪素合金等の高透磁率材料を用いることができる。その中で、切断のし易さ、価格の安いこと等の理由から高透磁率フェライトが好適なものとして利用できる。
【００２１】
また、表面を鏡面に研磨した高透磁率磁性体基板上に一旦、酸化シリコン、窒化シリコン、ガラス、アルミナ等の層を儲けその上に半導体薄膜を蒸着等によって形成し、次いで所望の感磁部や内部電極のパターン形成をした後、感磁部の上に高透磁率磁性体チップを載せる方法も適用できる。
【００２２】
また、感度は低いが出力の温度特性が良いホール素子として、シリコン基板やガリウム砒素の化合物半導体等の様な半導体基板にドーピングによりホール効果を有する磁気に感ずる部分を形成する方法も適用できる。
【発明の効果】
【００２３】
以上説明したように、本発明によれば、磁電変換装置用リードフレームが少なくとも２つ以上の厚さで、第１の厚さ領域と第２の厚さ領域を有し、前記第１の厚さの方が前記第２の厚さより厚くなっており、前記磁電変換装置用リードフレーム上に、少なくとも集積回路が形成された半導体チップと少なくともＸ、Ｙ、Ｚ軸方向を向く３つ以上の磁電変換素子が固着されて電気的に接続されており、少なくとも前記半導体チップと前記磁電変換素子と前記磁電変換装置用リードフレームとを電気的に接続した部分は樹脂で封止され、前記第１の厚さの領域の前記磁電変換装置用リードフレームの接続面が、露出して外部との電気的な接続用端子となっており、前記磁電変換装置用リードフレームの断面が側面に露出しており、前記磁電変換素子の少なくとも２つは、感磁部と内部電極を有するペレット形状の前記磁電変換素子が磁電変換素子用リードフレーム上に固着され、該磁電変換素子用リードフレームと前記内部電極とが金属細線により電気的に接続されており、前記ペレット形状の前記磁電変換素子と前記金属細線と前記磁電変換素子用リードフレームの一部とが樹脂封止されており、その全体形状は略直方体で、外部接続用端子となる前記磁電変換素子用リードフレームの接続面が、前記直方体の一つの面の一辺に接して並んで露出して配置されており、該一辺に接するもう一つの面である前記磁電変換素子用リードフレームの断面が露出している面を固着面とし、前記磁電変換装置用リードフレーム上に固着されて電気的に接続されているので、小型薄型化が可能な３軸方向の磁場を検出可能な磁電変換装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。  
図１及至図１２は、本発明による磁電変換素子の一つであるホール素子を用いた３軸方向の磁場を検出可能な磁電変換装置の各実施形態を説明するための構成図である。なお、以下に図面を参照して本発明の磁電変換素子の一例であるホール素子を用いた磁電変換装置の実施形態について説明するが、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではない。
【００２５】
［実施形態１］
図１は、本発明に係る磁電変換装置の実施形態１を説明するための表面から見た模式的透視図で、図１のＣで示した部分に、図３（ａ），（ｂ）で示したホール素子９が配置されている。図３（ａ）は、ホール素子を底面から見た透視図で、図３（ｂ）は、その断面図である。図３のように、ホール素子９の形状は略直方体である。
【００２６】
図５（ａ）は、図３（ａ）の透視図を外観図で示したホール素子で、３ａは、第１の厚さを有し、外部との電気的な接続用端子となるホール素子用のリードフレーム（接続面）で、３ｂは、第２の厚さを有するホール素子用のリードフレームで、１４は、モールド樹脂である。
【００２７】
図５（ａ）で示した外観図のように、直方体の一つの面の一辺に接して接続面が並んで露出して配置している。図５（ｂ）で示したホール素子９の外観図は、電気的な接続用端子となるリードフレームの接続面が接するもう一つの面であり、このリードフレームの断面が露出している面を示している。この面が固着面となって、磁電変換装置用リードフレーム１上に固着する。
【００２８】
図１のＣで示したように、これら２つのホール素子９は、それぞれ直交した位置関係で磁電変換装置用リードフレーム１上に固着され、図７（ａ）で示した、図１のＡ−Ａ’線における断面図のように、金属又は導電性樹脂１６でリードフレーム１と電気的に接続されている。なお、電気的に接続する金属は、スズを含む合金である半田が好適であり、導電性樹脂は、フレーク状の銀を含む銀ペーストが好適である。
【００２９】
さらに、ホール素子のペレット６と集積回路が形成された半導体チップ４が、図１で示したように、リードフレーム１上に固着され、ホール素子のペレット６と半導体チップ４のそれぞれの内部電極とリードフレーム１とが金属細線１２により電気的に接続されている。２つのホール素子９は、図７（ａ）で示した断面図のように、それぞれ感磁部に対する法線８の方向がリードフレーム１の面と平行であり、図１のＣで示したように、更にそれぞれのホール素子９の感磁部に対する法線８が直交するようにホール素子９をそれぞれ配置しており、Ｘ、Ｙ方向の磁場を検出する。
【００３０】
つまり、リードフレーム１上に、少なくとも集積回路が形成された半導体チップと、少なくともＸ、Ｙ、Ｚ軸方向を向く３つ以上の磁電変換素子が固着されて電気的に接続されている。また、リードフレーム１上に配置したホール素子のペレット６は、感磁部に対する法線の方向がリードフレーム１の面と垂直であり、Ｚ方向の磁場を検出する。このＺ軸磁電変換素子は、集積回路（ＩＣ）上に形成されていてもかまわない。
【００３１】
なお、ホール素子のペレット６の基板は、高透磁率磁性基板、無機基板、ガラス基板、半導体基板、半導体素子が形成された半導体基板のいずれかで構成されている。また、使用するリードフレームの材料及びリードフレームに施された金属被膜１５には、磁性材は含まれていない。リードフレーム１の厚さは、少なくとも２つ以上の異なる厚さである第１の厚さａの領域１ａと、第２の厚さｂの領域１ｂを有しており、第１の厚さａの方が第２の厚さｂより厚くなるように構成されている。
【００３２】
図２は、図１で示した本発明に係る磁電変換装置を裏面から見た模式的外観図であり、磁電変換装置用リードフレーム１の第一の厚さａの部分１ａが図２に示した様に磁電変換装置底面に露出し、この露出部に金属被膜１５が形成され、この露出部が外部との電気的な接続用端子となっている小型の３軸の磁場を検出する本発明の磁電変換装置となる。
【００３３】
［実施形態２］
図４（ａ），（ｂ）は、本発明に係わる磁電変換装置の実施形態２を説明するための図１のＣの部分に固着するホール素子の構成図で、図４（ａ）は、ホール素子を底面から見た透視図、図４（ｂ）はその断面図である。つまり、本発明に係る磁電変換装置の一実施例である図１のＣで示した部分に固着して電気的に接続するホール素子であり、ホール素子のペレット６の基板が高透磁率磁性体基板でその上に感磁部７が形成されており、更にこの感磁部７上に高透磁率磁性体チップ１１である場合の構成図である。
【００３４】
よりレスポンスの良い磁電変換装置を構成するために、図１のＣの部分に固着されるホール素子９は、図４（ａ），（ｂ）の構造となっており、より高い感度を有するホール素子９を構成するため、ホール素子９の内部のホール素子ペレット６は、高透磁率磁性体基板で構成され、感磁部７上に樹脂層を介して高透磁率磁性体チップ１１が載置されている。また、図１のリードフレーム１上に直接固着するホール素子のペレット６についても同様で、高透磁率磁性体基板で構成され、感磁部７上に樹脂層を介して高透磁率磁性体チップ１１が載置される。
【００３５】
［実施形態３］
図７（ａ），（ｂ）は、本発明に係わる磁電変換装置の実施形態３を説明するための図１のＡ−Ａ’線における断面図で、図１のＣの部分に固着するホール素子を説明するための構成図で、図６（ａ）〜（ｃ）で示した方法により、ホール素子を磁電変換装置用リードフレーム１に固着した状態を示す断面図である。
【００３６】
図６（ａ）〜（ｃ）は、本発明に係る磁電変換装置の実施形態１である図１のＣで示した部分に固着して電気的に接続するホール素子を図５（ｂ）で示した面を固着面として、磁電変換装置用リードフレームに実装する際の方法を説明するための図で、図６（ａ）は、図１のＣで示した部分のリードフレームの図で、図６（ｂ）は、リードフレームの所望の部分に金属又は導電性樹脂を塗布形成した様子を示す図で、図６（ｃ）は、ホール素子の外部接続用端子部をリードフレームの金属又は導電性樹脂１６に合わせて固着した様子を示す図である。
【００３７】
図７（ａ）に示すように、ホール素子９を固着した状態において、金属被膜１５が側面電極と底面電極となる部分に形成しており、ホール素子９を金属又は導電性樹脂１６で固着した。また、図７（ｂ）に示すように、ホール素子９を固着した状態において、金属被膜１５が側面電極となる部分に形成しており、ホール素子９を金属又は導電性樹脂１６で固着した。
【００３８】
実施形態１において、図７（ａ）のホール素子９の形態を示したが、ホール素子９は、図７（ｂ）の形態もありうる。ホール素子９の形態以外は実施形態１と同様である。
【００３９】
［実施形態４］
図９（ａ），（ｂ）は、本発明に係わる磁電変換装置の実施形態４を説明するための図１のＡ−Ａ’線における断面図で、図８（ａ）〜（ｃ）で示した方法により、ホール素子を磁電変換装置用リードフレームに実装した状態を示す断面図である。
【００４０】
図８（ａ）〜（ｃ）は、本発明に係る磁電変換装置の実施形態１である図１のＣで示した部分に固着して電気的に接続するホール素子を図５（ｂ）で示した面を固着面として、磁電変換装置用リードフレームに実装する際の方法を説明するための図で、図８（ａ）は、図１のＣで示した部分のリードフレームの上の所望の部分に予め実装に適した金属被膜１５を施した図で、図８（ｂ）は、リードフレームの金属被膜の部分に金属又は導電性樹脂を塗布形成した様子を示す図で、図８（ｃ）は、ホール素子の外部接続用端子部をリードフレームの金属又は導電性樹脂に合わせて固着した様子を示す図である。
【００４１】
図９（ａ）に示すように、ホール素子９を固着した状態において、金属被膜１５が側面電極と底面電極となる部分に形成しており、ホール素子９を金属又は導電性樹脂１６で固着した。また、図９（ｂ）に示すように、ホール素子９を固着した状態において、金属被膜１５が側面電極となる部分に形成しており、ホール素子９を金属又は導電性樹脂１６で固着した。
【００４２】
ホール素子９を固着して金属又は導電性樹脂１６によって電気的に接続する部分となる磁電変換装置用リードフレーム１の所望の部分に予め実装に適した金属被膜１５を形成している。その他は実施形態１と同様である。
【００４３】
［実施形態５］
図１１（ａ），（ｂ）は、本発明に係わる磁電変換装置の実施形態５を説明するための図１のＡ−Ａ’線における断面図であり、図１０（ａ）〜（ｃ）で示した方法により、ホール素子を磁電変換装置用リードフレームに実装した状態を示す断面図である。
【００４４】
図１０（ａ）〜（ｃ）は、本発明に係る磁電変換装置の実施形態１である図１のＣで示した部分に固着して電気的に接続するホール素子を図５（ｂ）で示した面を固着面として、磁電変換装置用リードフレームに実装する際の方法を説明するための図で、図１０（ａ）は、図１のＣで示した部分のリードフレームの上の所望の部分に予め凹部を形成した様子を示す図で、図１０（ｂ）は、リードフレームの凹部の部分に金属又は導電性樹脂を塗布形成した様子を示す図で、図１０（ｃ）は、ホール素子の外部接続用端子部をリードフレームの金属又は導電性樹脂に合わせて固着した様子を示す図である。
【００４５】
図１１（ａ）に示すように、ホール素子９を固着した状態において、金属被膜１５が側面電極と底面電極となる部分に形成しており、ホール素子９を金属又は導電性樹脂１６で固着した。また、図１１（ｂ）に示すように、ホール素子９を固着した状態において、金属被膜１５が側面電極となる部分に形成しており、ホール素子９を金属又は導電性樹脂１６で固着した。
【００４６】
ホール素子９を固着して金属又は導電性樹脂１６によって電気的に接続する部分となる磁電変換装置用リードフレーム１の所望の部分に予め凹部２を形成している。その他は実施形態１と同様である。
【００４７】
［実施形態６］
図１３（ａ），（ｂ）は、本発明に係わる磁電変換装置の実施形態６を説明するための図１のＡ−Ａ’線における断面図で、図１２（ａ）〜（ｃ）で示した方法により、ホール素子を磁電変換装置用リードフレームに実装した状態を示す断面図である。
【００４８】
図１２（ａ）〜（ｃ）は、本発明に係る磁電変換装置の実施形態１である図１のＣで示した部分に固着して電気的に接続するホール素子を図５（ｂ）で示した面を固着面として、磁電変換装置用リードフレームに実装する際の方法を説明するための図で、図１２（ａ）は、図１のＣで示した部分のリードフレームの上の所望の部分に予め凹部を形成した様子を示す図で、図１２（ｂ）は、リードフレームの凹部の部分に金属又は導電性樹脂を塗布形成し、次に接着剤である絶縁性樹脂を塗布形成した様子を示す図で、図１２（ｃ）は、ホール素子の外部接続用端子部をリードフレームの金属又は導電性樹脂に合わせて固着した様子を示す図である。
【００４９】
図１３（ａ）に示すように、ホール素子９を固着した状態において、金属被膜１５が側面電極と底面電極となる部分に形成しており、ホール素子９を金属又は導電性樹脂１６で固着した。また、図１３（ｂ）に示すように、ホール素子９を固着した状態において、金属被膜１５が側面電極となる部分に形成しており、ホール素子９を金属又は導電性樹脂１６で固着した。
【００５０】
ホール素子９を固着して金属又は導電性樹脂１６によって電気的に接続する部分となる磁電変換装置用リードフレーム１の所望の部分に予め凹部２が形成され、更に接着剤である絶縁性樹脂１７をリードフレーム１の所望の部分に形成されて、ホール素子９を固着して電気的に接続している。その他は実施形態１と同様である。
【００５１】
以下に具体的な実施例について説明する。
［実施例１］
図１に示した実施形態１に係わる磁電変換装置の製造方法について説明する。  
まず、磁電変換装置用リードフレーム１の図１のＣの位置に固着するホール素子９の内部のホール素子のペレット６と、このリードフレーム１の所望の部分に固着するホール素子のペレット６を次の様な工程を経て作製した。
【００５２】
４インチのガリウム砒素を蒸着基板にして、１０−７Ｐａの高真空中でインジウムとアンチモンを別々に蒸着する方法により、電子移動度４００００ｃｍ２／Ｖ／ｓｅｃのインジウムアンチモン薄膜を厚さ０．８μｍに形成した。
【００５３】
次に、フォトリソグラフィーの手法でウエハ上にホール素子パターンを形成した。内部電極１０と感磁部７のパターニングを実施し、エッチングによりパターン形成を実施し、リフトオフ蒸着法によりチタンと金を蒸着して内部電極１０を形成した。感磁部７の長さは１２０μｍ、幅は３６μｍとした。更に内部電極１０以外に窒化シリコンの保護膜を形成した後、バックグラインダーでガリウム砒素基板の厚さを０．１５ｍｍに研削した。
【００５４】
次に、ダイシングソーにより切断し、ホール素子のペレット６を作製した。ホール素子のペレット６の大きさは、０．３ｍｍ×０．３ｍｍで厚さが０．１５ｍｍとなった。
【００５５】
次に、図１のＣの位置に固着するホール素子９を次の様な工程を経て作製した。  
まず、２つの厚さを有し、第１の厚さ３ａが０．１ｍｍのリードフレームを準備した。リードフレーム材料は、銅をベースにした合金であり、第２の厚さ３ｂはエッチング加工により略０．０５ｍｍの厚さの部分を形成している。更に、ホール素子のペレット６が固着される箇所とワイヤーボンディングで接続される箇所には銀メッキを施してある。また、リードフレームの全体は、図３（ａ），（ｂ）で示したリードフレームのデザインが縦横に配置してあり、最終的にダイシングで切断することで、図３（ａ），（ｂ）に示した個片にする。
【００５６】
次に、耐熱テープをリードフレーム３の裏面の第１の厚さ３ａの部分に貼り付けた。  
次に、ダイボンダーにより、ダイボンド樹脂１３である銀ペーストをリードフレーム部に滴下し、ホール素子のペレット６を載置し、銀ペーストを加熱硬化させた。更にワイヤーボンダーにより、金属細線１２である金の細線で、ホール素子のペレット６上の内部電極１０とリードフレーム３とを電気的に接続させた。
【００５７】
次に、リードフレーム３にトランスファーモールドを実施する。トランスファーモールドに使用する金型において、下型がリードフレーム３ａの厚さの０．１ｍｍで、上型が０．５５ｍｍのキャビティ深さとした。トランスファーモールド後に耐熱テープを剥がし、モールド樹脂１４であるエポキシ樹脂がリードフレームに形成され、トータル厚０．６５ｍｍのリードフレームが完成した。
【００５８】
次に、ダイシングソーにより、電気的な接続用端子となる、並んで露出しているリードフレームの第１の厚さ３ａの部分に沿ってモールド済みリードフレームを切断した。０．２ｍｍ厚のブレードを使用して、Ｘ方向を２．２ｍｍ、並んで端子が露出している方向であるＹ方向を０．７ｍｍピッチで切断した。
【００５９】
次に、この個片になった状態で０．５ｍｍの球状の導電性のダミーボールを混入させて電解スズバレルメッキを施し、図５（ａ），（ｂ）で示したように、リードフレームの第１の厚さａの部分と切断によって出現したリードフレーム断面に金属被膜１５であるスズを形成した。こうして図３（ａ），（ｂ）に示したホール素子９が完成した。寸法は、２．０ｍｍ×０．５ｍｍで、厚さがモールド厚の０．６５ｍｍであった。このホール素子９の感度は、１Ｖ、５０ｍＴの磁束密度中の条件で平均約７０ｍＶであった。なお、このホール素子の出力信号を増幅やＡ−Ｄ変換など、必要なレベルまで加工処理することが望ましい。
【００６０】
次に、この様にして作製したホール素子９とホール素子ペレット６そして集積回路が形成された半導体チップ４を図１の様に組み立てる工程に入る。
【００６１】
まず、２つの厚さを有し、第１の厚さ部分１ａが０．１５ｍｍである磁電変換装置用リードフレーム１を準備する。リードフレーム材料は、銅をベースにした合金であり、第２の厚さ部分１ｂは、エッチング加工により略０．０７ｍｍの厚さの部分を形成している。半導体チップ４とホール素子のペレット６が固着される箇所とワイヤーボンディングで接続される箇所には銀メッキを施してある。また、リードフレームの全体は、図１で示したリードフレームのデザインが縦横に配置してあり、最終的にダイシングで切断することで、図１に示した個片にする。
【００６２】
次に、ホール素子９を固着する面を上にして、リードフレーム１より広い面積のアルミ製の平板に、リードフレーム１を固定した。次に、リードフレーム１が固定されたアルミ製の平板をスクリーン印刷機のステージに搬送し、メタルマスクとリードフレームとの位置合わせを実施した後、スキージを稼働させ、半田ペーストをリードフレーム１とホール素子９を接続する所望の箇所に印刷形成した。この状態を示した図が図６（ｂ）である。
【００６３】
次に、半田ペースト印刷済みのアルミ製の平板に固定したリードフレーム１をマウンターに搬送し、ホール素子９を図１のＣの位置に次々と載置させた。図１のＣで示したように、ホール素子９は２つずつ直交した位置に配置し、それぞれのホール素子９が、Ｘ，Ｙ軸方向の磁場を検出することになる。
【００６４】
次に、リフロー炉のコンベアーにホール素子９をマウント済みのアルミ製の平板に固定したリードフレーム１を平板ごと載せて２２０℃以上まで温度を上げ、半田ペーストを溶融させ、ホール素子９とリードフレーム１とを電気的に接続した。この状態を示した図が図６（ｃ）である。
【００６５】
次に、ホール素子９が固着済みの該リードフレーム１をアルミ製平板から取り外し、半田ペーストのフラックスによる汚れがひどい場合は、洗浄工程に入る。
【００６６】
次に、耐熱テープをリードフレーム１の裏面の第１の厚さ１ａの部分に貼り付けた。
【００６７】
次に、ダイボンダーにより、ダイボンド樹脂１３である銀ペーストをリードフレーム部に滴下し、半導体チップ４とホール素子のペレット６を載置し、銀ペーストを加熱硬化させた。
【００６８】
次に、ワイヤーボンダーにより、金属細線１２である金の細線で、ホール素子のペレット６上の内部電極１０とリードフレーム１と、また、半導体チップ４上の内部電極５とリードフレーム１とを電気的に接続させた。ホール素子のペレット６をこのように載置して電気的に接続することにより、ホール素子のペレット６がＺ軸方向の磁場を検出することになる。
【００６９】
次に、リードフレーム１にトランスファーモールドを実施する。トランスファーモールドに使用する金型において、下型がリードフレーム１ａの厚さの０．１５ｍｍで、上型が０．６ｍｍのキャビティ深さとした。トランスファーモールド後に耐熱テープを剥がし、モールド樹脂１４であるエポキシ樹脂がリードフレーム１に形成され、トータル厚０．７５ｍｍのリードフレームが完成した。
【００７０】
次に、この状態でスズメッキを施し、耐熱テープで覆われていた第１の厚さ１ａのリードフレームの部分に金属被膜１５であるスズを形成した。
【００７１】
次に、ダイシングソーにより、図１のように、電気的な接続用端子となる並んで露出しているリードフレーム１の第１の厚さ１ａの部分に沿ってモールド済みリードフレームを切断した。０．２ｍｍ厚のブレードを使用して、Ｘ方向を４．７ｍｍ、Ｙ方向も４．７ｍｍピッチで切断した。こうして図１に示したそれぞれホール素子の感磁部７の法線方向がＸ，Ｙ、Ｚ軸で直交する３軸方向の磁場を検出する磁電変換装置が完成した。この磁電変換装置の寸法は、４．５ｍｍ×４．５ｍｍで、厚さがモールド厚の０．７５ｍｍであった。
【００７２】
［実施例２］
図１に示した実施形態２に係わる磁電変換装置の製造方法について説明する。  
まず、磁電変換装置用リードフレーム１の図１のＣの位置に固着するホール素子９の内部のホール素子のペレット６と該リードフレーム１の所望の部分に固着するホール素子のペレット６を次の様な工程を経て作製した。
【００７３】
まず、劈開した雲母を蒸着基板にして、始めにＩｎ過剰のＩｎＳｂ薄膜を蒸着により形成し、次いで、ＩｎＳｂ膜中にある過剰のＩｎと化合物を形成するＳｂを過剰に蒸着する方法により、電子移動度４６０００ｃｍ２／Ｖ／ｓｅｃのＩｎＳｂ薄膜を厚さ０．７μｍに形成した。次に、５４ｍｍ角、厚さ０．２５ｍｍのフェライト基板を準備し、上述したＩｎＳｂ薄膜上にポリイミド樹脂を滴下し、フェライト基板をその上に重ね、重石を置いて２００℃で１２時間放置した。
【００７４】
次に、室温に戻し、雲母を剥ぎ取り、ＩｎＳｂ薄膜が表面に形成されたウエハにした。次に、フォトリソグラフィーの手法でウエハ上にホール素子パターンを形成した。内部電極用のパターニングを実施し、銅メッキを施し、次に、エッチングパターンを形成後、エッチングにより、感磁部７と内部電極１０を形成した。感磁部７の長さは３５０μｍ、幅は１４０μｍであった。
【００７５】
次に、感磁部７が形成されている表面に０．２４ｍｍ角で厚さが０．３ｍｍである直方体のフェライトチップを、上述した特許文献７に記載の方法によって、半導体装置の感磁部７の上に、接着剤を介して載せた。
【００７６】
次に、ダイシングソーにより切断し、ホール素子のペレット６を作製した。ホール素子のペレットの大きさは、０．５ｍｍ×０．５ｍｍで、厚さがフェライトチップも含めて、０．５５ｍｍとなった。
【００７７】
次に、図１のＣの位置に固着するホール素子９を次の様な工程を経て作製した。  
まず、２つの厚さを有し、第１の厚さ３ａが０．１ｍｍのリードフレームを準備した。リードフレーム材料は、銅をベースにした合金であり、第２の厚さ３ｂはエッチング加工により略０．０５ｍｍの厚さの部分を形成している。更に、ホール素子のペレット６が固着される箇所とワイヤーボンディングで接続される箇所には銀メッキを施してある。また、リードフレームの全体は、図４で示したリードフレームのデザインが縦横に配置してあり、最終的にダイシングで切断することで、図４に示した個片にする。
【００７８】
後は、トランスファーモールドに使用する金型において、下型がリードフレームの厚さの０．１ｍｍで、上型が０．６ｍｍのキャビティ深さとした以外は、実施例１と同様に実施し、トランスファーモールド後に耐熱テープを剥がし、モールド樹脂１４であるエポキシ樹脂がリードフレームに形成され、トータル厚０．７ｍｍのリードフレームが完成した。
【００７９】
次に、ダイシングソーにより、電気的な接続用端子となる、並んで露出しているリードフレームの第１の厚さ３ａの部分に沿ってモールド済みリードフレームを切断した。０．２ｍｍ厚のブレードを使用して、Ｘ方向を２．５ｍｍ、並んで端子が離出している方向であるＹ方向を０．９ｍｍピッチで切断した。後は実施例１と同様に実施して、図４（ａ），（ｂ）で示したホール素子９を作製した。寸法は、２．３ｍｍ×０．７ｍｍで、厚さがモールド厚の０．７ｍｍであった。このホール素子９の感度は、１Ｖ、５０ｍＴの磁束密度中の条件で平均約４００ｍＶであった。
【００８０】
高感度ホール素子９と高感度ホール素子のペレット６を使用し、トランスファーモールド時の下型を０．１５ｍｍで、上型を０．８ｍｍとした以外は、実施例１と同様に作製し、図１の様な３軸方向の磁場を検出するレスポンスの良い磁電変換装置が完成した。この磁電変換装置の寸法は、５ｍｍ×５ｍｍで、厚さがモールド厚の０．９５ｍｍであった。
【００８１】
［実施例３］
図１に示した実施形態３に係わる磁電変換装置の製造方法について説明する。  
磁電変換装置用リードフレーム１の図１のＣの位置に固着するホール素子９の内部のホール素子のペレット６と、リードフレーム１の所望の部分に固着するホール素子のペレット６を実施例１と同様な方法で作製した。
【００８２】
次に、図１のＣの位置に固着するホール素子９を図７の（ｂ）で示した構造にするため次の様な工程を経て作製した。実施例１と同様な工程で、トランスファーモールドを実施し、耐熱テープを剥がした。
【００８３】
次に、この状態でスズメッキを施し、耐熱テープで覆われた第１の厚さのリードフレーム３ａの部分に金属皮膜１５であるスズを形成した。後は、ダイシングソーで切断を実施し、図７（ｂ）の構造のホール素子９が完成した。
【００８４】
次に、磁電変換装置用リードフレーム１を準備し、実施例１と同様にして、磁電変換装置を組み立てた。ホール素子９をリードフレーム１に実装した際に、図１のＣに固着するホール素子９の側面に相当する端子部にのみスズが形成されているため、側面に這い上がる様に十分半田が濡れ、ホール素子９の底部に半田が残り難いので、ホール素子９が半田を挟んで傾くことなく、感磁部７に対する法線８がよりリードフレーム１に平行に実装できた。
【００８５】
［実施例４］
図１に示した実施形態４に係わる磁電変換装置の製造方法について説明する。  
実施例１又は実施例３に従ってホール素子９を作製した。その他は実施例１と同様に作製するが、ホール素子９を磁電変換装置用リードフレーム１に固着する方法において、ホール素子９を固着する図１のＣの部分のリードフレーム１に予め図８（ａ）で示した領域にスズと銀と銅の合金である半田１６の濡れに適したメッキによる銀を形成した。次に、スクリーン印刷機を使用して、半田ペーストを適量印刷した。この様子を図８（ｂ）に示した。次に、マウンターにてホール素子９を図８（ｃ）のように載置し、リフローで半田を溶融させ、ホール素子９をリードフレームに固着した。リードフレーム１の銀を形成した場所によく半田が濡れるためリードフレーム１に安定に適量半田が濡れ、ホール素子９の側面に濡れて這い上がる半田の量を安定化することによりホール素子９の傾きのバラツキを小さくでき、図９（ａ），（ｂ）で示したように、リードフレーム１上にホール素子９が固着された。
【００８６】
［実施例５］
図１に示した実施形態５に係わる磁電変換装置の製造方法について説明する。  
実施例１又は実施例３に従ってホール素子９を作製した。その他は実施例１と同様に作製するが、ホール素子９を磁電変換装置用リードフレーム１に固着する方法において、ホール素子９を固着する図１のＣの部分のリードフレーム１に予め図１０（ａ）で示した領域にエッチングにより凹部を形成した。次に、スクリーン印刷機を使用して、半田ペーストを適量印刷した。この様子を図１０（ｂ）に示した。次に、マウンターにてホール素子９を図１０（ｃ）の様に載置し、リフローで半田を溶融させ、ホール素子９をリードフレームに固着した。ホール素子９を載置してリフローに通した際にリードフレーム１に形成した凹部に半田が溜まり半田の表面張力でホール素子９の角度ずれを小さくでき、図１１（ａ），（ｂ）で示したように、リードフレーム１上にホール素子９が固着された。
【００８７】
［実施例６］
図１に示した実施形態６に係わる磁電変換装置の製造方法について説明する。  
実施例１又は実施例３に従ってホール素子９を作製した。その他は実施例１と同様に作製するが、ホール素子９を磁電変換装置用リードフレーム１に固着する方法において、ホール素子９を固着する図１のＣの部分のリードフレーム１に予め図１２（ａ）で示した領域にエッチングにより凹部を形成した。次に、スクリーン印刷機を使用して、半田ペーストを適量印刷した。更にシリンジによりエポキシ樹脂１７を適量滴下した。この様子を図１２（ｂ）に示した。次に、マウンターにてホール素子９を図１２（ｃ）の様に載置し、リフローで半田を溶融させ、ホール素子９をリードフレームに固着した。リフローに入れて加熱した際に、半田が溶融する温度以下でリードフレーム１をプレヒートする際に、エポキシ樹脂１７が硬化してホール素子９をマウンターで載せた位置からずれることなく、ホール素子９を固着することが可能となった。更にリードフレーム１上の凹部に半田が溜まり、ホール素子９の側面に濡れて這い上がる半田の量を安定化することができ、図１３（ａ），（ｂ）で示したように、リードフレーム１上にホール素子９が固着され、ホール素子９の傾きのバラツキを小さくすることができた。
【産業上の利用可能性】
【００８８】
本発明は、磁電変換素子を使用した極めて薄型で実装面積を小さくした小型化された磁電変換装置に関し、小型薄型化が可能な３軸方向の磁場を検出可能な磁電変換装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００８９】
【図１】本発明に係る磁電変換装置の実施形態１を説明するための表面から見た模式的透視図である。
【図２】、図１で示した本発明に係る磁電変換装置を裏面から見た模式的外観図である。
【図３】本発明に係る磁電変換装置の実施形態１である図１のＣで示した部分に固着して電気的に接続するホール素子の構成図で、（ａ）は、底面から見た透視図、（ｂ）は、その断面図である。
【図４】本発明に係る磁電変換装置の実施形態１である図１のＣで示した部分に固着して電気的に接続するホール素子の構成図で、（ａ）は、底面から見た透視図、（ｂ）は、その断面図である。
【図５】本発明に係る磁電変換装置の実施形態１である図１のＣで示した部分に固着して電気的に接続するホール素子の模式的外観図で、（ａ）は、底面から見た図、（ｂ）は、図１のＣ部へ固着する面から見た図である。
【図６】（ａ）〜（ｃ）は、本発明に係る磁電変換装置の実施形態１である図１のＣで示した部分に固着して電気的に接続するホール素子を図５（ｂ）で示した面を固着面として、磁電変換装置用リードフレームに実装する際の方法を説明するための図である。
【図７】（ａ），（ｂ）は、図１のＡ−Ａ’線における断面図で、図６（ａ）〜（ｃ）で示した方法により、ホール素子を磁電変換装置用リードフレームに固着した状態を示す断面図である。
【図８】（ａ）〜（ｃ）は、本発明に係る磁電変換装置の実施形態１である図１のＣで示した部分に固着して電気的に接続するホール素子を図５（ｂ）で示した面を固着面として、磁電変換装置用リードフレームに実装する際の方法を説明するための図である。
【図９】（ａ），（ｂ）は、図１のＡ−Ａ’線における断面図で、図８（ａ）〜（ｃ）で示した方法により、ホール素子を磁電変換装置用リードフレームに実装した状態を示す断面図である。
【図１０】（ａ）〜（ｃ）は、本発明に係る磁電変換装置の実施形態１である図１のＣで示した部分に固着して電気的に接続するホール素子を図５（ｂ）で示した面を固着面として、磁電変換装置用リードフレームに実装する際の方法を説明するための図である。
【図１１】（ａ），（ｂ）は、図１のＡ−Ａ’線における断面図で、図１０（ａ）〜（ｃ）で示した方法により、ホール素子を磁電変換装置用リードフレームに実装した状態を示す断面図である。
【図１２】（ａ）〜（ｃ）は、本発明に係る磁電変換装置の実施形態１である図１のＣで示した部分に固着して電気的に接続するホール素子を図５（ｂ）で示した面を固着面として、磁電変換装置用リードフレームに実装する際の方法を説明するための図である。
【図１３】（ａ），（ｂ）は、図１のＡ−Ａ’線における断面図であり、図１２（ａ）〜（ｃ）で示した方法により、ホール素子を磁電変換装置用リードフレームに実装した状態を示す断面図である。
【符号の説明】
【００９０】
１  磁電変換装置用リードフレーム
１ａ  磁電変換装置用リードフレーム１の第１の厚さ部分
１ｂ  磁電変換装置用リードフレーム１の第２の厚さ部分
２  リードフレーム上の凹部
３ａ，３ｂ  ホール素子用のリードフレーム
４  半導体チップ
５  半導体チップ上の内部電極
６  ホール素子のペレット
７  感磁部
８  ホール素子感磁部面に対する法線
９  ホール素子
１０  ホール素子のペレット上の内部電極
１１  高透磁率磁性体チップ
１２  金属細線
１３  ダイボンド樹脂
１４  モールド樹脂
１５  金属被膜
１６  金属又は導電性樹脂
１７  接着性樹脂
【図１】
0004723804.tif 000002
【図２】
0004723804.tif 000003
【図３】
0004723804.tif 000004
【図４】
0004723804.tif 000005
【図５】
0004723804.tif 000006
【図６】
0004723804.tif 000007
【図７】
0004723804.tif 000008
【図８】
0004723804.tif 000009
【図９】
0004723804.tif 000010
【図１０】
0004723804.tif 000011
【図１１】
0004723804.tif 000012
【図１２】
0004723804.tif 000013
【図１３】
0004723804.tif 000014