(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ｘ方向、ｙ方向およびｚ方向における三軸測定を行うデバイスの製造方法であって、
リードレーム・サブアイランド部分と複数のリードフレーム・レッグを有するリードフレーム、複数のインプット／アウトプット・パッドおよび複数のＺ軸センサリードを供給し、
先ず、Ｚ軸検知方向をもつＺ軸センサダイを物理的および作用的に連通するように、前記複数のリードフレーム・レッグの少なくとも二つと前記複数のＺ軸センサリードの少なくとも二つにはんだ付け、ワイヤボンディング、フリップチップ・ボンディングまたは接着剤によって取り付け、これによって前記Ｚ軸検知方向を前記リードフレームと実質的に同じ面になるようにし、
前記Ｚ軸センサダイ、前記少なくとも二つのリードフレーム・レッグの所定部分、および前記少なくとも二つのＺ軸センサリードの所定部分を予め封止して予備成形体にしてから、
前記少なくとも二つのリードフレーム・レッグの所定部分および前記少なくとも二つのＺ軸センサリードの所定部分を、前記リードフレームの面に対して水平から概ね９０°曲げることによって、前記予備成形体を概ね９０°回転し、Ｚ軸検知方向が前記リードフレーム面と直交するようにし、
前記予備成形体の概ね９０°の回転に続いて、同一平面上の直交する検知方向Ｘ、Ｙを有する少なくとも一つのＸ軸およびＹ軸センサダイと、一つの集積回路とを、前記リードフレーム、複数のインプット／アウトプット・パッドおよび複数のＺ軸センサリードに物理的および作用的に連通するように、はんだ付け、ワイヤボンディング、フリップチップ・ボンディングまたは接着材によって取付け、
そのあとで、インプット／アウトプット・パッドとリードフレームおよびＺ軸センサリードの所定部分を除き、全ての部品類を封止して最終成形体とする
ことを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
ｘ、ｙ、ｚの三軸測定を行うデバイス類とそれらの製造方法に関し、さらに詳しくはこれらのデバイス類は、リードフレーム、３軸センサと集積回路を備えている。ｚ軸センサ等はカプセル化される前にプリモールドされて、その後カプセル化（封止）されて最終成形体となる。
【０００２】
「関連出願についての相互参照」
（適用なし）
「連邦支援の研究または開発についての声明」
（適用なし）
【背景技術】
【０００３】
［発明の分野］
ここで“ダイス”と総称する集積回路または他の電子デバイス類の製造またはパッケージングのゴールは、製造中および使用中のダイが設計された機能を発揮する点が影響されないように保護することにある。一般的にいって、ダイスは、プラスチックス、セラミックス、金属などの種々の材料を用いてパッケージ（封止）される。
【０００４】
プラスチック・パッケージングの場合は、ダイをリードフレームに取り付け、両者を絶縁マテリアルなどで被覆する。セラミックおよび金属パッケージングの場合は、ダイをハーマチックシール環境の内部に配置する。金属の過大なコストおよびそれよりも程度は低いが、プラスチック・パッケージングに対するセラミック・パッケージングのコストのため、プラスチック・パッケージングが僅かで特別な用途を除いて、ほとんどすべてについて選択されている、
【０００５】
一般的に、製造中において、ダイまたは多数のダイスは、まず基板、即ち、リード部フレームまたは他のダイまたはチップに取り付けられたり、さらには、いくつかの相互接続部、例えば、相互接続パッド類、相互接続バンプ類などに作用的に接続される。ダイまたは複数のダイスを前記基板へ作用的に接続する手段にはんだ付け、ワイヤボンディング、フリップチップ・ボンディング、テープ自動ボンディングなどが含まれる。
【０００６】
これまでのはんだ付けとワイヤボンディングは、ダイのボンディングワイヤまたはリード部と相互接続パッドの間を冶金結合するもので、前記パッドは、予めプリントされているか、または、前記基板の表面にプレフォームされているものである。
【０００７】
フリップチップ・ボンディングにもまた複数の相互接続リード部、パッド類をもつ基板と複数のプレフォームされたバンプ、はんだボールなどをもつダイを取り付けることが含まれている。一般的には、ダイを装着するとき、ダイを逆さにするか、 “裏返し”にすると、前記リード部がダイと基板との間位置することになる。一度、前記ダイのプレフォームされたバンプ、または、はんだボールが、基板の相互接続リード部に整列されると、例えば、はんだリフローによって、前記ダイと前記基板のアッセンブリーまたは表面装着を有効にするはんだの融点以上に、プレフォームされたはんだバンプが、再加熱される。超音波および接着剤接合もまた使用できる。
【０００８】
テープ自動化ボンディング（ＴＡＢ）には、リードパターンがエッチングされている金属フォイルを備えたＴＡＢアッセンブリーを基板とダイの間に介在させる点が含まれる。一般的には、リードパターンを複雑にすることができたり、さらにはまた多様のインプット／アウトプット相互接続を含む。前記ＴＡＢアッセンブリーは、さらに、例えば接着剤、ポリマー性マテリアルおよび相互接続バンプを含むことができる。一旦、ＴＡＢアッセンブリーが介在され、ダイと基板とが正しく整合されれば、前記ＴＡＢアッセンブリーは、例えば超音波ボンディングなどによりダイと基板に接合される。
【０００９】
今日まで、三次元（“３Ｄ”）パッケージングは、二次元（“２Ｄ”）パーッケージングの動向と発展に追随してきた。さらに詳しくは、前記３Ｄアプローチは、単に２Ｄパッケージを並べたり、積み重ねたりして密度を高めたり、さらには、いくつかの用途によっては  エレメンツまたはダイスをエッジに重ねおくようにしている。この後者の用途に関連のエレメンツには、各々のダイス、ダイス間の相互接続部およびリード部が含まれる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
３Ｄパッケージングは、パッケージ密度、システム出力および電気パフォーマンスの点で利点があるが、効率が低く、熱消散欠点およびクロストークの点で利点があるにしても、効率が悪いという難点がある。したがって、三次元デバイス、例えばセンサー類などの新規なパッケージを供給し、さらにこれらの製造方法を提供することが望まれている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
［発明の概要］
この発明によれば、ｘ方向、ｙ方向およびｚ方向における三軸測定を行う装置が記載され、それらの製造方法が記載されている。これらのデバイス類は、リードフレーム、一つまたは複数のＸ軸およびＹ軸センサダイ、集積回路およびＺ軸センサを備えている。一つの実施態様においては、リードフレーム、Ｘ軸およびＹ軸センサダイ、集積回路およびＺ軸センサダイは、プラスチックマテリアル内に封止されて最終成形体となる。
【００１２】
本発明の実施態様のさらに別のアスペクトにおいては、前記リードフレームは、Ｚ軸センサダイが物理的および／または作用的な連通をする垂直または実質的に垂直にプレフォームされたパドルを含んでいる。
この実施形態の1つのアスペクトでは、前記リードフレームは、サブパドルおよび複数のリードフレーム・レッグを含み、また、さらにＺ軸センサダイが前記サブパドルおよび複数のリードフレーム・レッグに取り付けられていて、Ｚ軸センサダイの検知方向が前記Ｘ軸およびＹ軸センサダイの検知方向に対し直交または実質的に直交するようになっている。
【００１３】
本発明の実施態様のさらに別のアスペクトにおいては、最初から、リードフレーム・レッグスに対するＺ軸センサダイの検知方向が前記レッグスと同じ面にあるかまたは実質的に同じ面にある；しかしながら、前記リードフレーム・レッグスは、例えば曲げたり、回転させるなどして再変形でき、これによって、リードフレーム・レッグスおよびＺ軸センサダイは、Ｘ軸およびＹ軸センサダイスの検知方向と直交または実質的に直交するようになる。
【００１４】
本発明の実施態様のさらに別のアスペクトにおいては、Ｚ軸センサダイ、リードフレームの一部およびインプット／アウトプットパッド（複数）の一部は、カプセル化されてプレモールデイングされ、ついで最終モールディングにおいてカプセル化される。また別に、Ｘ軸およびＹ軸センサーダイ、リードフレームの一部およびインプット／アウトプットパッド（複数）の一部は、カプセル化されてプレモールデイングされ、ついで最終モールディングにおいてカプセル化される。
【００１５】
これらのデバイス類の製造方法は、リードフレーム、複数のインプット／アウトプットリードおよび複数のＺ軸センサリードを供給し；一つまたは複数のＸ軸およびＹ軸センサダイスおよび一つまたは複数の集積回路を前記リードフレームおよび複数のリード部に取り付け；Ｚ軸センサダイを前記リードフレームおよびＺ軸センサリード部に取り付けることで、前記検知方向をＸ軸およびＹ軸センサダイスの検知方向と直交または実質的に直交するようにし；そして、前記リードフレーム、複数のインプット／アウトプットリード部、複数のＺ軸センサリード部、Ｘ軸およびＹ軸センサダイス、集積回路およびＺ軸センサダイを最終モールディング状態にカプセル化することを含む。
【００１６】
この実施化された方法の一つのアスペクトにおいては、前記Ｚ軸センサの取り付け工程は、さらに、Ｘ軸センサダイをインプット／アウトプットリード部とｘ軸センサリード部に取り付けることを含み、これによって、その検知方向がＸ軸およびＹ軸センサダイスの検知方向と同じかまたは実質的に同じ面にあるようにする。例えば、Ｚ軸センサダイ、前記インプット／アウトプットリード部の一部およびＺ軸センサリード部の一部は、プレエンカプセル化され、このプレエンカプセル化されたＺ軸センサダイは、再変形可能であって、これにより、該検知方向がＸ軸およびＹ軸センサダイスの検知方向と直交または実質的に直交するようになる。
【００１７】
他の実施態様においては、三軸測定を行うデバイスは、インナキャビティ、一つまたは複数のＸ軸およびＹ軸センサダイおよびＺ軸センサダイとボンディングするＺドーターボードを有するベース基板を備える。本発明の実施態様の一つのアスペクトにおいては、Ｚ軸センサダイを垂直に実装するための前記インナーキャビティ内の一対の対向する各側壁に溝つき部分が設けられている。本発明の実施態様の他のアスペクトにおいては、前記溝つき部分は、前記インナーキャビティの底部に配置して構成された複数のインプット／アウトプットパッドおよび複数の相互接続パッドを含んでいる。
【００１８】
前記デバイスを製造する方法は、キャビティ部分を有するベース基板を供給し；一つまたは複数のＸ軸およびＹ軸センサダイを前記ベースに取り付け；そしてＺ軸センサダイを前記ベース基板に取り付けることで、検知方向がＸ軸およびＹ軸センサダイの検知方向と直交または実質的に直交するようにする。実施化された方法の一つのアスペクトにおいては、前記Ｚ軸センサを取り付ける工程には、Ｚ軸センサを前記ドーターボードに接合し；前記キャビティの対向側壁に溝つき部分を設け；そしてＺ軸ドーターボードを取り付けたセンサダイと共に前記溝つき部分に取り付けることでＺ軸センサダイの検知方向をＸ軸およびＹ軸センサダイの検知方向に対し直交または実質的に直交するようにする。
【００１９】
別の実施態様においては、三軸測定を行うデバイスは、インナキャビティ、一つまたは複数のＸ軸およびＹ軸センサダイおよびＺ軸センサダイを備えている。本発明の実施態様の一つのアスペクトにおいては、複数のインプット／アウトプットパッドおよび複数の相互接続パッドがサブキャビティの側壁に構成され、配置されている。
【００２０】
前記デバイス類を製造する方法は、キャビティ部分を有するベース基板を供給し；一つまたは複数のＸ軸およびＹ軸センサダイスを前記ベースに取り付け；そしてＺ軸センサダイを前記ベース基板に例えばはんだ付けで取り付けることで、検知方向がＸ軸およびＹ軸センサダイスの検知方向と直交または実質的に直交するようにする。
【００２１】
さらに他の実施態様においては、三軸測定を行うデバイス類は、フレキシブルキャリア、一つまたは複数のＸ軸およびＹ軸センサダイス、一つまたは複数の集積回路、Ｚ軸センサダイおよびより堅牢なＬ形基板を備えている。本発明の実施態様の一つのアスペクトにおいては、前記Ｚ軸センサダイは、前記フレキブルキャリアの末端部分に位置し、この末端部分は、水平軸に対し約９０°曲げられているか、または回転されていて、前記末端部分は、前記フレキブルキャリアに対し直交または実質的に直交する向きになっている。本発明の実施態様の他のアスペクトにおいては、前記デバイスは、さらに、最終モールディングを備え、前記フレキシブルキャリア、Ｘ軸およびＹ軸センサダイス、一つまたは複数の集積回路、ｚ軸センサおよび固い基板をカプセル化している。
【００２２】  このデバイスを製造する方法は、Ｚ軸センサダイ、Ｘ軸およびＹ軸センサダイスおよび集積回路をセフレキシブルキャリアに構築、配置し；前記Ｚ軸センサダイを有するフレキシブルキャリアの部分を再構成して、前記フレキシブルキャリアに対し垂直または実質的に垂直になるようにし、これで、前記Ｚ軸センサダイの検知方向がＸ軸およびＹ軸セサダイスの検知方向に対し直交または実質的に直交するようにし；前記フレキシブルキャリアをさらに堅牢なＬ形基板に構成し；そして、前記基板、前記フレキシブルキャリア、Ｘ軸およびＹ軸センサダイス、集積回路およびＺ軸センサダイスをモールディングで封止することを含む。【００２３】
別の実施態様においては、三軸測定を行うデバイスは、ベース基板、一つまたは複数のＸ軸およびＹ軸センサダイス；一つまたは複数の集積回路；キューブ状キャリア；および一つまたは複数のＺ軸センサダイスを備える。その製造方法は、前記キューブ状キャリアを前記ベース基板に取り付け；前記Ｘ軸およびＹ軸センサダイスを前記ベース基板に取り付け；前記ｚ軸センサダイスを前記キューブ状キャリアの一つまたは複数の垂直面に取り付け；そして前記ベース基板、前記キュー状キャリア、前記Ｘ軸およびＹ軸センサダイス、前記集積回路および前記Ｚ軸センサダイスをモールディングでカプセル化することを含む。
【発明の効果】
【００２４】
３Ｄパッケージングは、パッケージ密度、システム出力および電気パフォーマンスの点で利点があるが、効率が低く、熱散逸不足および混信（crosstalk）で難点がある。したがって、本発明によれば、効率が良く、熱散逸が十分で混信の少ない三次元デバイス、例えばセンサー類などの新規なパッケージが提供され、さらにこれらの製造方法が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
［発明の詳細な記述］
三次元（３Ｄ）マルチチップスおよびこれらの製造方法または“パッケージング”を記載する。前記ダバイス類の各種の実施態様を記載するに当たり、それらの製造方法を同時に記載する。さらには、３Ｄマルチチップスを三軸センサとして使用の３Ｄマルチチップスの定義で記載するが、この発明は、これに限定されるものではない。
【００２７】
図１Ａ、１Ｂを参照すると、この発明の第１実施態様が二つの製造段階における状態で示されている。基板、プレフォームされた垂直な部分またはパドル１２をもつキャリアまたはリードフレーム１０が示されている。図示の垂直なパドル１２は、リードフレーム１０に直交または実質的に直交しているが、この発明は、リードフレーム１０に対し直角になっている完全に垂直なパドル１２に限定されるものではない。実際に、この発明は、また、鋭角、鈍角、更に／または、リードフレーム１０に対し完全に垂直なものからわずかにそれた角度になっているパドル１２にも適用できるものである。
【００２８】
複数のインプット／アウトプット（Ｉ／Ｏ）相互接続部またはパッド類１６は、当業者に熟知されている態様でリードフレーム１０と同じ面または実質的に同じ面でリードフレーム１０の軸にそって配置されている。この発明の一つのアスペクトにおいては、Ｚ軸センサダイ１４，１８へのプレフォームされたリード類は、垂直パドル１２に近接しているか、または、該パドルの両側に配置されている。この発明の別のアスペクトにおいては、プレフォームされたリード１４，１８の一部は、また、リードフレーム１０とＩ／Ｏパッド類１６と同じ面または実質的に同じ面にある。この発明は、丁度４つのリード類１４，１８に限定されるものではない。実際、この発明は、リードフレーム・レッグの数の多少にかかわらず実施できる。
【００２９】
前記第１実施態様の一つのアスペクトにおいては、前記Ｚ軸センサダイ１３は、例えば、はんだ付け、接着剤、ワイヤボンディング、フリップチップ・ボンディングなどなどによりリードフレーム１０の垂直パドル１２に固定される。ボンディングワイヤまたはリード１１によって、Ｚ軸センサダイ１３と、プレフォームされたリード１４，１８との間に作用的な連通が与えられる。リード１１、垂直パドル１２、Ｚ軸センサダイ１３およびプレフォームされたリード１４，１８の、ある部分が、当業者に知られているいずれかの方法で予備成形体１５内に封止される。前記予備成形体のための封止する材料は、限定はしないが、例えば、プラスチック、ポリマー、ポリアミド、エポキシなどである。
一度、垂直パドル１２およびＺ軸センサダイ１３が、予備成形体１５の中に封止されると、一つまたは複数のＸ軸およびＹ軸センサダイ１７と、集積回路１９、例えば、典型的には、特定用途の集積回路（ＡＳＩＣ）とを、例えば、はんだ付けによって、接着剤によって、フリップチップ・ボンディングによって、ワイヤボンディングなどによって、リードフレーム１０に固定的および作用的に取り付けることができる。リードまたはワイヤ１１が、Ｘ軸およびＹ軸センサダイ１７とＡＳＩＣ１９との間、Ｘ軸およびＹ軸センサダイ１７とＩ／Ｏパッド１６との間、ＡＳＩＣ１９とプレフォームされたリード１４，１８との間、および、ＡＳＩＣ１９とＩ／Ｏパッド１６との間に作用的な連通を与える。一度、リード１１の全てが正しく接続されると、リードフレーム１０、ＡＳＩＣ１９、Ｉ／Ｏパッド１６、Ｘ軸およびＹ軸センサダイ１７、および、予備成形体１５を、当業者に知られているいずれかの方法によって、最終成形体１の中に封止させることができる。予備成形体のための封止するマテリアルは、限定はしないが、例えば、プラスチック、ポリマー、ポリアミド、エポキシなどである。
【００３０】
ついで、最終モールディング１を必要に応じてトリミングし、形をつくる。前記Ｉ／Ｏパッド類１６とプレフォームされたリード１４，１８の露出した部分に電気めっきおよび他の処理を施すことができる。
【００３１】
図２Ａ，２Ｂを参照すると、この発明の第２実施態様が二つの製造段階における状態で示されている。基板、メインのリードフレーム・アイランド２８ａをリードフレーム・サブアイランド２８ｂに相互接続する複数のリードフレーム・レッグ２２を備えるキャリアまたはリードフレーム２０が図示されている。２本のリードフレーム・レッグ２２でメインのリードフレーム・アイランド２８ａをリードフレーム・サブアイランド２８ｂに相互接続している構成が示されているが、この発明は、ただ２本のリードフレーム・レッグ２２に限定されるものではない。実際にあっては、この発明は、１本または複数のリードフレーム・レッグ２２で実施できる。
【００３２】
複数のＩ／Ｏ相互接続部またはパッド類２６は、当業者に熟知されている態様でメインのリードフレーム・アイランド２８ａと同じ面または実質的に同じ面でメインのリードフレーム・アイランド２８ａのｘおよびｙ軸に沿って配置されている。Ｚ軸センサダイ・リード２４は、前記リードフレーム・レッグ２２と同じ面または実質的に同じ面に構成、配置されている。この発明は、ただ２つのＺ軸センサダイ・リード２４に限定されるものではない。実際にあっては、この発明は、１本または複数のＺ軸センサダイ・リード２４で実施できる。
【００３３】
この第２実施態様のアスペクトにおいては、前記Ｚ軸センサダイ２３は、例えば、はんだ付け、接着剤、ワイヤボンディング、フリップチップ・ボンディングなどによりリードフレーム２０のリードフレームのサブ部分２８ｂに、固定的および作用的に取り付けられている。図２Ａ，２Ｂでは、Ｚ軸センサ２３がリードフレーム・サブアイランド２８ｂの頂部または上面に取り付けられている構成で示されているが、これ以外に、Ｚ軸センサ２３は、リードフレーム・サブアイランド２８ｂの底部または下面に取り付けられることもできる。本発明の実施態様の一つのアスペクトにおいては、Ｚ軸センサ２３は、リードフレーム・サブアイランド２８ｂに取り付けられることで、イニシャルの検知方向Ｚが図２Ａの矢印で示されるように、リードフレーム・レッグ２２とＺ軸センサダイ／リード２４のｘおよびｙ軸と同じ方向になる。Ｚ軸センサダイ２３、Ｚ軸センサダイ・リード２４および各リードフレーム・レッグ２２の間にボンディングワイヤまたはリード２１で作用的に連通される。
【００３４】
第２実施態様の別のアスペクトにおいては、リード２１、Ｚ軸センサダイ２３、Ｚ軸センサダイ・リード２４の一部、およびリードフレーム・レッグ２２の一部が当業者に熟知されている態様で予備成形体２５に封止されるようになっている。前記予備成形体のための封止する材料には、限定はしないが例えば、プラスチックス、ポリマー、ポリアミド、エポキシなどが含まれる。
【００３５】  Ｚ軸センサダイ２３が封止されれば、Ｚ軸センサダイ２３の検知方向ｚを好ましくは予備成形体２５の再構成によりリードフレーム２０の面に対し直交または実質的に直交するようにすることができる。さらに詳しくはＺ軸センサダイ２３の検知方向ｚをリードフレーム２０の面に対し直交または実質的に直交するようにするには、予備成形体２５を水平面から約９０°回転させるかまたは曲げて、これによって、前記予備成形体２５自体がリードフレーム２０の面に対し直交または実質的に直交するようになる。【００３６】
前記予備成形体２５を再構成させた後に、一つまたは複数のＸ軸およびＹ軸センサダイ２７とＡＳＩＣ２９を、例えば、はんだ付け、接着剤、ワイヤボンディング、フリップチップ・ボンディングなどにより、リードフレーム２０に固定的および作用的に取り付けることができる。複数のリード２１により、Ｘ軸およびＹ軸センサダイ（ス）２７とＡＳＩＣ２９の間、Ｘ軸およびＹ軸センサダイ（ス）２７とＩ／Ｏパッド２６の間、ＡＳＩＣ２９とカプセル化されたＺ軸センサダイ２３の間、Ｘ軸およびＹ軸センサダイ（ス）２７とカプセル化されたＺ軸センサダイ２３の間に、作用的に連通される。一度、リード２１のすべてが接続されれば、当業者に知られているいずれかの方法でリードフレーム２０、ＡＳＩＣ２９、Ｉ／Ｏパッド２６Ｘ軸およびＹ軸センサダイ（ス）２７、および予備成形体２５を最終成形体２中に封止することができる。
【００３７】
前記予備成形体のための封止する材料には、限定はしないが例えば、プラスチックス、ポリマー、ポリアミド、エポキシなどが含まれる。ついで最終成形体２を必要に応じてトリミングし、形作る。前記Ｉ／Ｏパッド類２６の露出した部分、Ｚ軸センサダイ・リード２４の一部およびリードフレーム・レッグ２２の一部に電気めっきその他の処理も施すことができる。
【００３８】
図３Ａ，３Ｂを参照すると、そられには、二つの製造段階にあるこの発明の第３実施態様が示されている。メインのリードフレーム・アイランド３８および該アイランドに接続の複数のリードフレーム・レッグ３２を備える基板、キャリアまたはリードフレーム３０が示されている。ただ２本のリードフレーム・レッグ２３しかメインのリードフレーム・アイランド３８に接続されている点が示されているが、この発明は、ただ二つのリードフレーム・レッグ３２のみに限定されるものではない。実際にあっては、この発明は、また、一つまたは複数のリードフレーム・レッグ３２でも実施できる。
【００３９】
複数のＩ／Ｏ相互接続部またはパッド類３６は、当業者の熟知する態様で、メインのリードフレーム・アイランド３８のｘおよびｙ軸と同じ面または実質的に同じ面およびまわりに構成、配置されている。前記Ｚ軸センサ・リード３４は、また、リードフレーム・レッグ３２と同じ面または実質的に同じ面に構成、配置されている。この発明は、ただ二つのＺ軸センサダイ・リード３４に限定されるものではない。実際においては、この発明は、Ｚ軸センサダイ・リード３４の多少にかかわらず実施できる。
【００４０】
第３実施態様の一つのアスペクトにおいては、Ｚ軸センサダ３３は、予めパッケージされた独立の部品または予めパッケージされたシリコンチップでよい。この予めパッケージされたＺ軸センサ３３は、複数のＩ／Ｏパッド３５、例えば、外部ピン類、リードレスリード類、バンピングパッド類などなどを備える。複数のＩ／Ｏパッド３５は、Ｚ軸センサ３３の一つまたは複数の側面に構成、配置されている。Ｚ軸センサ３３におけるＩ／Ｏパッド３５の位置は、リードフレーム・レッグ３２とＺ軸センサリード３４に整合、例えば、図３Ａに示すように、４対４になっていなければならない。
【００４１】
この発明の他のアスペクトにおいては、Ｚ軸センサ３３は、例えばはんだ付け、接着剤、フリップチップ・ボンディング、はんだリフローなどなどによりリードフレーム・レッグ３２とＺ軸センサ・プレフォームリード３４に取り付け、固定される。Ｚ軸センサ２２がそれ自体の５と一緒になるから、ボンディングワイヤは、Ｚ軸センサ３３を他の部材に接続する必要がないものになる。
【００４２】
説明の目的のみであるが、はんだ接合部４１を図３Ａ，３Ｂに示す。Ｉ／Ｏパッド３５が図３Ａに示すように、Ｚ軸センサ３３の二つの面に構成、配置されていれば、はんだ接合部４１が前記Ｉ／Ｏパッド３５の露出部分をカバーする。
【００４３】
第３実施態様の他のアスペクトにおいては、Ｚ軸センサ３３を取り付ける前に、各リードフレーム・レッグ３２と各Ｚ軸センサリード３４を離れたＩ／Ｏパッド３５に合わせるようにする。図３Ａに示すように、Ｚ軸センサ３３は、リードフレーム・レッグ３２とｚ軸センサリード３４に取り付け固定されて、前記検知方向ｚがリードフレーム３０の面に対し直交または実質的に直交するようになる。
【００４４】
予めパッケージされたＺ軸センサ３３をリードフレーム・レッグ３２とＺ軸センサリード３４に取り付けた後、一つまたは複数のＸ軸およびＹ軸センサダイ３７とＡＳＩＣ３９をリードフレーム３０に例えば、はんだ付け、接着剤、ワイヤボンディング、フリップ・チップボンディングなどにより作用的および固定的に取り付けることができる。リード３１により、Ｘ軸およびＹ軸センサーダイ（ス）３７とＡＳＩＣ３９との間、Ｘ軸およびＹ軸センサーダイ（ス）３７とＩ／Ｏパッド３６との間、ＡＳＩＣ３９とＺ軸センサ３３との間、そして、Ｘ軸およびＹ軸センサーダイ（ス）３７とＺ軸センサ３３との間に、作用的な連通を与えられる。
【００４５】
すべてのリード３１が接続されれば、リード３１、ＡＳＩＣ３９、リードフレーム３０、Ｉ／Ｏパッド３６、Ｘ軸およびＹ軸センサダイ（ス）３７およびＺ軸センサ３３が当業者の熟知する態様で最終成形体３に封止される。この最終成形体のための封止の材料には限定はされないが例えば、プラスチックス、ポリマー、ポリアミド、エポキシなどが含まれる。最終成形体３は、ついで、必要に応じて、トリミングされ、形作られる。Ｉ／Ｏパッド３６、リードフレーム・レッグ３２およびＺ軸センサリード３４の露出部分に電気めっきなどの処理を施すこともできる。
【００４６】
また別に、第４実施態様においては、図４Ａ，４Ｂに示すように製造シーケンスを僅かに変えることができる。さらに詳しくは、一つまたは複数のＸ軸およびＹ軸センサダイ４７とＡＳＩＣ４９を、例えば、はんだ付け、接着剤、ワイヤボンディング、フリッップチップ・ボンディングなどによりリードフレーム４０に、固定的および作用的に取り付けることができる。さらに、複数のリード３１により、Ｘ軸およびＹ軸センサダイ（ス）４７とＡＳＩＣ４９との間、Ｘ軸およびＹ軸センサダイ（ス）４７とＩ／Ｏパッド４６との間、ＡＳＩＣ４９，第１のリードレッグ４２ａおよび第１のＺ軸センサリード４４ａの間、そして、Ｘ軸およびＹ軸センサダイ（ス）４７，第２のリードレッグ４２ｂおよび第１のＺ軸センサリード４４ｂの間に、作用的な連通が与えられる。
【００４７】
すべてのリード３１が接続され、リードレッグ４２ａ，４２ｂおよびｚ軸センサリード４４ａ，４４ｂがＸ軸センサ４３に合うように配列されれば、リードフレーム４０、Ｉ／Ｏパッド４６、Ｘ軸およびＹ軸センサダイ（ス）４７およびリードフレーム・レッグ４２ａ，４２ｂおよびＺ軸センサリード４４の一部を当業者の熟知する態様でプレモールディング４８内にカプセル化できる。このプレモールディングのためのカプセル化の材料には限定はされないが例えば、プラスチックス、ポリマー類、ポリアミド類、エポキシ類などが含まれる。
【００４８】
第３実施態様と同様に、Ｚ軸センサ４３は、プレパッケージされた独立の部品または予めパッケージされたシリコンチップでよい。Ｚ軸センサ４３は、複数のＩ／Ｏパッド４５、例えば、外部ピン類、リードレスリード類、バンピングパッド類などなどを備える。さらに詳しくは、複数のＩ／Ｏパッド３５をＺ軸センサー４３の一つの側面または複数の側面に構成、配置する。Ｚ軸センサ４３におけるＩ／Ｏパッド４５の位置は、リードフレーム・レッグ４２ａ，４２ｂとＺ軸センサリード４４ａ，４４ｂに整合、例えば、図４Ａに示すように、４対４になっていなければならない。
【００４９】
Ｚ軸センサ４３は、例えばはんだ付け、接着剤、フリップチップ・ボンディング、はんだリフローなどなどによりリードフレーム・レッグ４２ａ，４２ｂとＺ軸センサ・プレフォームリード４４ａ，４４ｂに取り付け、固定される。説明の目的のみであるが、はんだ接合部４１を図４Ｂに示す。複数のＩ／Ｏパッド４５が図４Ａに示すように、Ｚ軸センサ４３の二つの面に構成、配置されていれば、はんだ接合部４１が前記Ｉ／Ｏパッド４５の露出部分をカバーする。
【００５０】
最終モールディング３は、ついで、必要に応じて、トリミングされ、形つくられる。Ｉ／Ｏパッド３６、リードフレーム・レッグ３２およびＺ軸センサリード３４の露出部分に電気めっきなどの処理を施すこともできる。
【００５１】
第４実施態様の一つのアスペクトにおいては、Ｚ軸センサ４３は、リードフレーム・レッグ４２ａ，４２ｂとＺ軸センサリード４４ａ，４４ｂに取り付け固定され、これによってリードフレーム４０の面に対し直交または実質的に直交するようになる。プリパッケージされたＺ軸センサ４３は、それ自体のＩ／Ｏパッド４５に付属しているから、Ｚ軸センサ４３をリードフレーム・レッグ４２ａ，４２ｂまたはＺ軸センサリード４４ａ，４４ｂに接続しなくてよい。
【００５２】
Ｚ軸センサ４３が取り付け固定されれば、予備成形体４８、リードフレーム・レッグ４２ａ，４２ｂの露出した部分、Ｚ軸センサリード４４ａ，４４ｂ、そしてＺ軸センサ４３を当業者に熟知された態様で最終成形体４中に封止され得る。前記最終成形体のための封止する材料は、限定はしないが例えば、プラスチックス、ポリマー類、ポリアミド類、エポキシ類などである。ついで最終成形体４を必要に応じトリミングし、形をつくる。前記Ｉ／Ｏパッド類４６の露出した部分に電気めっきおよび他の処理を施すことができる。
【００５３】
第１から第４実施態様では、フラットまたは実質的にフラットなリードフレームおよび一つまたは二つのカプセル化工程が述べられているが、第５と第６実施態様では、プレフォームしたパッケージ内のキャビティにＺ軸センサを装着するように述べられている。図５Ａ，５Ｂを参照すると、それらには二つの製造段階にある、この発明の第５実施態様が示されている。例えば、セラミックパッケージ、プレモールディング・プラスチックキャビティパッケージまたはその他の硬質な材料、例えば、金属、合金などのパッケージといったプレフォームされたベース基板またはパッケージ５８が図示されている。製造の間に、前記ベース基板５８は、内部を空洞化し、および／または、キャビティ９１を含むように予備成形されている。さらに、製造の間、前記ベース基板５８は、二つまたはそれ以上の外側壁９４ａ，９４ｂに配置された複数の外部Ｉ／Ｏ相互接続部またはパッド９５を含むように、予備成形または切削加工される。
【００５４】
キャビティ９１は、一対の対向する側壁９２ａ，９２ｂを含み、各側壁９２ａ，９２ｂは、棚部９３を有し、これが複数の内部相互接続パッド５３を内蔵し、さらに、溝つき部分５４を含んでいる。一対の対向する側壁９２ａ，９２ｂそれぞれにおける溝つき部分５４は、互いに位置が合致している。複数の内部相互接続パッド５５ｂには、対向する溝つき部分５４の間にキャビティ底部９６が設けられている。
【００５５】
第５実施態様の一つのアスペクトにおいては、一つまたは複数のＸ軸およびＹ軸センサダイ５７が、例えば、はんだ付け、接着剤、ワイヤボンディング、フリップチップ・ボンディングなどにより棚部９３と複数の相互接続パッド５５ａの間のキャビティ底部９６に、固定的および作用的に取り付けられる。ボンディングワイヤまたは複数のリード５１ａにより、Ｘ軸およびＹ軸センサダイ（ス）５７と相互接続パッド５５ａとの間に、作用的な連通が与えられる。
【００５６】
当業者は、集積回路（図示せず）をＸ軸およびＹ軸センサダイ５７に集積でき、または、Ｘ軸およびＹ軸センサダイ５７の上または下に重ねたり、または、Ｘ軸およびＹ軸センサダイ５７と同じ面に配置できることを理解できる。
【００５７】
第５実施態様の別のアスペクトにおいては、Ｚ軸センサダイ５３を例えば、はんだ付け、接着剤、ワイヤボンディング、フリップチップ・ボンディングなどによりＺ軸基板リャリア５２に固定的および作用的に取り付けられ、方向Ｚを検知できる検知能力をもつＺ軸センサユニット５０を設けるようにする。Ｚ軸基板キャリア５２には、外部ピン、バンピングパッドなどの複数のボンディングパッド５１ｂを含み、それらは前記Ｚ軸センサダイ５３が固定的に取り付けられる面に配置して構成される。さらに、複数のＩ／Ｏボンディングパッド５６ａが前記検知方向の反対向き、即ちネガテイブＺ方向のＺ軸センサダイ５３の面に配置して構成されている。複数のリード５１ａにより、Ｚ軸センサダイ５３と複数のボンディングパッド５１ｂとの間に、作用的な連通が備えられる。
【００５８】
さらに別の第５実施態様においては、Ｚ軸センサユニット５０を例えば、はんだ付け、接着剤、ワイヤボンディング、はんだリフローなどにより溝つき部分５４を介してベース基板５８に取り付けることができるようになっている。Ｘ軸センサユニット５０における各Ｉ／Ｏパッド５６ａは、溝つき部分５４の間にあるベース基板５８に配置の別個の相互接続パッド５５ｂに合致するように配置して構成されている。Ｚ軸センサユニット５０は、ベース基板５８に取り付けられて、イニシャルの検知方向Ｚがパッケージ５８の底部９６の面に直交または実質的に直交するようになっている。Ｚ軸センサユニット５０は、それ自体のＩ／Ｏパッド５６ａと共にあるので、Ｚ軸センサユニット５０を相互接続パッド５５ｂに接続する必要がない。
【００５９】
装着後、Ｚ軸センサユニット５０は、パッケージ５８のスブキャビティ５９に位置していて、Ｚ軸センサ基板キャリヤ５２がＺ軸センサユニット５０とＸ軸およびＹ軸センサダイ（ス）５７との間に配置されるようになっている。サブキャビティ５９により、Ｚ軸センサユニット５０に関連のパーツ類を動かすスペースが設けられる。
【００６０】
第５実施態様の上記記述は、Ｚ軸センサユニット５０取り付ける前にＸ軸およびＹ軸センサダイ（ス）５７をパッケージ５８に取り付けるようになっているが、当業者であれば、別途手段として、この記載の範囲と精神を逸脱することなく、Ｘ軸およびＹ軸センサダイ（ス）５７を取り付けるのに先立ち、Ｚ軸センサユニット５０をベース基板５８に取り付けることができる点を理解する。
【００６１】
図６Ａ，６Ｂを参照すると、第５実施態様の僅かな変更例における、二つの製造段階におけるこの発明の第６実施態様が図示されている。プリフォームされたベース基板またはパッケージ６８、例えば、セラミックパッケージまたは他の堅牢なマテリアルのパッケージが示されている。製造の間、ベース基板６８は、内部が掘られ、そして／またはキャビティ９１が含まれるようにプリフォームされているものである。さらに、複数の外部Ｉ／Ｏ相互接続部またはパッド９５が側壁９４ａ，９４ｂの外面の二つの面またはそれ以上の面の配置されている。
【００６２】
第６実施態様においては、キャビティ９１は、一対の対向する側壁９２ａ，９２ｂを含み、各側壁９２ａ，９２ｂは、複数の内部Ｉ／Ｏ相互接続部またはパッド５５ａを内蔵する棚部９３と側壁棚部９７を有している。側壁棚部９７は、連続しておらず、さらには、この連続していない側壁棚部９７は、複数の相互接続パッド６５ｂを含み、これらは、Ｚ軸センサ基板キャビティ６９の両側に配置されている。このサブキャビティ６９によりＺ軸センサと関連するパーツ類が動けるスペースが確保される。
【００６３】
第６実施態様の一つのアスペクトにおいては、一つまたはＸ軸およびＹ軸センサダイ６７は、例えば、はんだ付け、接着剤、ワイヤボンディング、フリップチップ・ボンディングなどなどにより棚部９３と複数の相互接続パッド６５ａとの間のキャビティ底部９６に、固定的および作用的に取り付けられる。リード６１ａにより、Ｘ軸およびＹ軸センサダイ（ス）６７と相互接続パッド６５ａとの間に、作用的な連通が与えられる。
【００６４】
ここでもまた、当業者は、集積回路（図示せず）をＸ軸およびＹ軸センサダイス６７に集積でき、または、Ｘ軸およびＹ軸センサダイス６７の上または下に重ねたり、または、Ｘ軸およびＹ軸センサダイス６７と同じ面に配置できることを理解できる。
【００６５】
第６実施態様の他のアスペクトにおいては、バンピングＺ軸センサダイまたはプレパッケージされたＺ軸センサユニッゴ６３が複数のボンディングパッド６１、例えば、外部ピン類、リードレスリード類、バンピングパッド類などなどを備えており、これらは。Ｚ軸センサユニット６３の長い面に構成、配置されている。Ｚ軸センサユニット６３におけるボンディングパッド６１は、ベース基板６８に配置の相互接続パッド６５ｂのそれぞれに合うようになっている。
【００６６】
Ｚ軸センサユニット６３は、Ｚ軸センサダイ側壁６２にそって位置し、例えば、はんだ付け、接着剤、ワイヤボンディング、フリップチップ・ボンディングなどなどにより相互接続パッド６５ｂに取り付け固定されている。Ｚ軸センサユニット６３は、それ自体のボンディングパッド６１を有しているから、Ｚ軸センサユニット６３を相互接続パッド６５ｂに接続するためにボンディングワイヤ類を必要としない。さらに、Ｚ軸センサユニット６３は、ベース基板６８に取り付けられていて、検知方向ｚは、パッケージ６８の底部９６の面に対し、直交または実質的に直交するようになっている。
【００６７】
第６実施態様の記述は、Ｚ軸センサユニット６３を取り付ける前に一つまたは複数のＸ軸およびＹ軸センサダイ（ス）５７のそれぞれを取り付ける点が記載されているが、当業者であれば、別途手段として、この記載の範囲と精神を逸脱することなく、Ｘ軸およびＹ軸センサダイ（ス）６７を取り付けるのに先立ち、Ｚ軸センサユニット６３をベース基板６８に取り付けることができる点を理解する。
【００７１】
この発明は、一つの側面ボンディングに限定されるものではない。実際、この発明は、フレキシブルキャリア７２に対するダブルサイドボンディングも実施できる。
【００７２】
フレキシブルキャリア７２を、次いで、例えば、ワイヤボンディング、バンプボンディング、接着剤、はんだ付けなどによりＬ形状の基板７０に取り付け固定することができる。例えば、フレキシブルキャリア７２の垂直部分７４をＬ形状の基板７０の垂直支持部に接着取り付けできる。さらに、フレキシブルキャリア７２の末端部をＬ形状の基板７０の上端部に整合させた後、フレキシブルキャリア７２のＩ／Ｏパッド（図示せず）をＬ形状の基板７０の水平面にある複数のパッド（図示せず）に接続できる。
【００７５】
図７を参照すると、この発明の参考例の態様が図示されている。この参考例の態様は、例えば、セラミックまたはＰＣＢ材などで作られた多層キャリア８２（ここでは、以後“キューブキャリア”）がベース基板８０に取り付け固定されている。このキューブキャリア８２で、前記キューブ８２のシックス（６）面に達する面に複数のＩ／Ｏ相互接続部またはパッド８６を有する堅牢で、多層構造、例えば、ＰＣＢ、セラミック、プレモールドされたリードフレームなどが得られる。
【００７６】
本発明の参考例の態様の一つのアスペクトにおいては、少なくとも一つのＺ軸センサダイ８３ａ，８３ｂが例えば、はんだ付け、ワイヤボンディング、接着剤、フリップチップ・ボンディングなどによりキュウブキャリア８２に取り付け固定することができる。ついで、このキュウブキャリア８２を既知の表面実装技術（ＳＭＴ）リフローはんだ付け、フリップチップ・ボンディングなどによりベース基板８０に取り付け固定することができる。
【００７７】
一つまたは複数のＸ軸およびＹ軸センサダイス８７とＡＳＩＣ８９を例えば、はんだ付け、ワイヤボンディング、接着剤、フリップチップ・ボンディングなどにより互いに、そして、ベース基板８０に取り付け固定することができる。Ｘ軸およびＹ軸センサダイ（ス）８７に取り付け固定された構成配置のＩ／Ｏパッド８４からの複数のリード８１は、例えば、はんだ付け、ワイヤボンディング、フリップチップ・ボンディング，接着剤などにより基板８０に構成配置の対応するＩ／Ｏパッド８５に取り付け固定される。例えば、一つまたは複数のＸ軸およびＹ軸センサダイス８７とＡＳＩＣ８９は、例えば、はんだ付け、ワイヤボンディング、フリップチップ・ボンディング、接着剤などにより、Ｘ軸およびＹ軸センサダイ（ス）８７とＡＳＩＣ８９のそれぞれに構成配置された複数の相互接続部（図示せず）を介して相互接続され、さらに、ベース基板８０は、例えば、例えば、はんだ付け、ワイヤボンディング、フリップチップ・ボンディング、接着剤などにより、ＡＳＩＣ８９とベース基板８０のそれぞれに構成配置された複数の相互接続部（図示せず）を介して相互接続されるようになっている。
【００７８】
この発明の参考例の態様の他のアスペクトにおいては、すべての部品類がベース基板８０に取り付け固定されれば、ベース基板８０の上の前記デバイスは、カプセル化されてモールド成形体８になる。
【００７９】
実施態様すべてに対しては、フリップチップ・ボンディングが用いられた場合、接合領域をカプセル化するためにＺ軸センサダイ、Ｘ軸およびＹ軸センサダイ（ス）およびＡＳＩＣの下側補強接合（underfill）が必要になる。同様に、ワイヤボンディングを使用する場合、Ｚ軸センサダイとＸ軸およびＹ軸センサダイ（ス）を予めカプセル化しておくことも必要になる。
【００８０】
この発明を上記の模範実施態様を介して記載したが、図示した実施態様のモデイフィケーションおよび変形はここに記載の発明概念から逸脱せずに行うことができる点を当業者により理解されることである。したがって、この発明は、添付の請求の範囲による以外は限定されてしかるべきものではない。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
この発明は、図面に関連しながら発明の詳細な記述を参照することで、より完全に理解できるものであって、これら図にあって：
【図１Ａ】この発明の第１実施態様による二つの製造段階における一つの三次元マルチチップおよび／または三軸センサの図解例。
【図１Ｂ】この発明の第１実施態様による二つの製造段階における他方の三次元マルチチップおよび／または三軸センサの図解例。
【図２Ａ】この発明の第２実施態様による二つの製造段階における一つの三次元マルチチップおよび／または三軸センサの図解例。
【図２Ｂ】この発明の第２実施態様による二つの製造段階における他方の三次元マルチチップおよび／または三軸センサの図解例。
【図３Ａ】この発明の第３実施態様による二つの製造段階における一つの三次元マルチチップおよび／または三軸センサの図解例。
【図３Ｂ】この発明の第３実施態様による二つの製造段階における他方の三次元マルチチップおよび／または三軸センサの図解例。
【図４Ａ】この発明の第４実施態様による二つの製造段階における一つの三次元マルチチップおよび／または三軸センサの図解例。
【図４Ｂ】この発明の第４実施態様による二つの製造段階における他方の三次元マルチチップおよび／または三軸センサの図解例。
【図５Ａ】この発明の第５実施態様による二つの製造段階における一つの三次元マルチチップおよび／または三軸センサの図解例。
【図５Ｂ】この発明の第５実施態様による二つの製造段階における他方の三次元マルチチップおよび／または三軸センサの図解例。
【図６Ａ】この発明の第６実施態様による二つの製造段階における一つの三次元マルチチップおよび／または三軸センサの図解例。
【図６Ｂ】この発明の第６実施態様による二つの製造段階における他方の三次元マルチチップおよび／または三軸センサの図解例。
【図７】この発明の参考例の態様による二つの製造段階における三次元マルチチップおよび／または三軸センサの図解例。
【符号の説明】
【００８２】
１０    リードフレーム
１２    パドル
１４    Ｚ軸センサダイ
１６    パッド
１８    Ｚ軸センサダイ
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２Ａ】
0005352052.tif 000004
【図２Ｂ】
0005352052.tif 000005
【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
0005352052.tif 000007
【図４Ａ】
0005352052.tif 000008
【図４Ｂ】
0005352052.tif 000009
【図５Ａ】
0005352052.tif 000010
【図５Ｂ】
0005352052.tif 000011
【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
0005352052.tif 000013
【図７】
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