(57)【要約】【課題】ホール素子を搭載したペレットの配置を考慮して、実装面積を小さくして小型化を図るとともに、外部応力に影響されることの少ない高感度の磁気センサを提供する。【解決手段】本発明の磁気センサは、リードフレーム２１とペレット２４と金属細線２７ａ〜２７ｄを備え、リードフレーム２１は、外部との電気的接続を得るために四隅に配置された外部リード部２２ａ〜２２ｄを有し、ペレット２４は、リードフレーム２１のアイランド部２３の中央部に搭載され、ホール素子受感部２６と内部電極２５ａ〜２５ｄを備え、金属細線２７ａ〜２７ｄは、リードフレーム２１の外部リード部２２ａ〜２２ｄと内部電極２５ａ〜２５ｄとを接続するものである。アイランド部２３に搭載されたペレット２４は、その各辺が外部リード部２２ａ〜２２ｄのＸＹ配置方向に対して４５度の傾きを有するようにし、ホール素子の配置パターンを十字型パターンとした。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部との電気的接続を得るために四隅に配置された外部リード部を有するリードフレームと、該リードフレームのアイランド部の中央部に搭載され、ホール素子受感部と内部電極を備えたペレットと、前記リードフレームの前記外部リード部と前記ペレット上の前記内部電極とを接続する金属細線とを備えた磁気センサにおいて、
前記アイランド部に搭載される前記ペレットは、該ペレットの各辺が、前記外部リード部のＸＹ配置方向に対して４５度の傾きを有するように配置されていることを特徴とする磁気センサ。
【請求項２】
前記ペレットのＹ軸上の端部が、前記外部リード部の間に向けて近接配置されていることを特徴とする請求項１に記載の磁気センサ。
【請求項３】
前記ペレットに設けられる前記ホール素子受感部が、４端子ホール素子で構成され、該４端子に対応して前記内部電極が設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の磁気センサ。
【請求項４】
前記４端子ホール素子の配置パターンが、十字型パターンであることを特徴とする請求項３に記載の磁気センサ。
【請求項５】
前記ペレットを搭載する前記アイランド部の形状が、前記ペレットの各辺と平行な傾斜部分を有するとともに、Ｙ軸方向に向けて前記傾斜部分を含んだ台形部分を有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の磁気センサ。
【請求項６】
前記台形部分が、Ｙ軸両方向に向いた各々上向き台形と下向き台形からなることを特徴とする請求項５に記載の磁気センサ。
【請求項７】
前記複数の外部リード部と前記複数の内部電極とを接続する前記金属細線が、交差の生じないように時計回り又は反時計回りに順次配線され、長さの異なる２種類の金属細線からなることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の磁気センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ホール素子を備えた磁気センサに関し、より詳細には、実装面積を小さくして小型化し、かつ高感度の磁気センサに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の磁気センサであるホール効果を有するホール素子やホールＩＣ、そして磁気抵抗効果を有する半導体磁気抵抗素子や強磁性体磁気抵抗素子やＭＲＩＣは、ＶＴＲ、フロッピー（登録商標）ディスク、ＣＤ−ＲＯＭやＤＶＤ、ＣＰＵファンなどのドライブモータ用の回転位置検出センサや永久磁石との組み合わせでスイッチやエンコーダなどの用途に広く用いられている。これら電子部品の小型化に伴って、磁気センサもより薄型化や実装面積を小さくする要求が益々強まっている。
【０００３】
図１は、従来の磁気センサを説明するための裏面透視図で、図中符号１はリードフレーム、２ａ〜２ｄは外部リード部、３はアイランド部、４はペレット（ホール素子）、５ａ〜５ｄは内部電極、６はホール素子受感部、７ａ〜７ｄは金属細線を示している。
【０００４】
リードフレーム１は、外部との電気的接続を得るために四隅に配置された外部リード部２ａ〜２ｄを有している。また、ペレット４は、リードフレーム１のアイランド部３の中央部に搭載され、ホール素子受感部６と内部電極５ａ〜５ｄを備えている。また、金属細線７ａ〜７ｄは、リードフレーム１の外部リード部２ａ〜２ｄと内部電極５ａ〜５ｄとを接続するものである。さらに、アイランド部３に搭載されるペレット４は、略直方体をしており、その各辺は、外部リード部２ａ〜２ｄのＸＹ配置方向に対して平行又は垂直のいずれかになるように配置されている。
【０００５】
また、ホール素子受感部６は、４端子ホール素子であり、この４端子に対応するように内部電極５ａ〜５ｄが設けられている。また、この４端子ホール素子の配置パターンは、図２に示すように、Ｘ字型の配置パターンになっている。さらに、アイランド部３の形状は、その辺がペレット４の各辺と平行又は垂直のいずれかになるように配置されている。
【０００６】
本発明に関連する先行技術を開示したものとしては、例えば、特許文献１に記載のものがある。この特許文献１のものは、縦型の実装タイプで極めて薄型でかつ小型の磁電変換素子を提供するもので、外部との電気的な接続用端子となる接続面を有するリードフレームと、このリードフレーム上に載置され、感磁部と内部電極を備えたペレットと、リードフレームと内部電極とを接続した金属細線と、ペレットと金属細線とリードフレームの一部とを封止する樹脂とを備えたものである。ここで用いられているホール素子の配置パターンはＸ字型パターンである。また、特許文献２には、四隅に設けられた外部リード部のＸＹ配置方向に対して、各辺が平行又は垂直のいずれかになるように配置されたアイランド部及びその上に搭載された基板が開示されている。
【０００７】
【特許文献１】特開２００５−９３８２３号公報
【特許文献２】特開平１１−１２１８３０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上述したように、従来の金属細線７ａ〜７ｄは、外部リード部２ａ〜２ｄの四隅からペレット４の内部電極５ａ〜５ｄのうち、最短距離にある内部電極にそれぞれ接続されている。つまり、外部リード部２ａは内部電極５ａと接続され、外部リード部２ｂは内部電極５ｂと接続され、外部リード部２ｃは内部電極５ｃと接続され、外部リード部２ｄは内部電極５ｄとそれぞれ接続されている。しかしながら、金属細線７ａ〜７ｄの配線が短いことから、ワーヤーボンディングの位置がずれることによる金属細線７ａ〜７ｄの長さに余裕を持たせることができず、ワイヤーループが描けないといった問題点があった。
【０００９】
また、リードフレーム１の四隅に配置された外部リード部２ａ〜２ｄとペレット４の位置関係は、外部リード部２ａ〜２ｄとペレット４との対抗辺との距離で規定され、この距離を短くするには限界があるという問題点があった。
【００１０】
また、図２に示すような４端子ホール素子の場合に、外部応力がＸＹ方向に働くと、裏面のモールド樹脂にクラックが入りやすくなり、ホール素子の信頼性を損なう結果となる。また、リードフレームや金属細線の変形を生じ、ホール素子受感部６の形状の変形が生じて電気磁気特性が不安定になるという問題点があった。つまり、図２に示すように、ホール素子の端子１１ａと１１ｄ、及び１１ｂと１１ｃの間で応力の影響を大きく受ける結果、図３に示すように、ＨｂｃとＨｄａの抵抗変化により出力が変動するという問題点があった。
【００１１】
つまり、ホール素子のＹ方向で反るような力が働くと、図２に示したホール素子受感部６は、Ｘ軸に対して対称に曲がる応力によって、図３に示したホール素子の等価回路において端子１１ｂ−１１ｃ間と端子１１ａ−１１ｄ間に曲げ応力が働き、半導体のピエゾ抵抗効果により、ＨｂｃとＨｄａの抵抗がアップする。これにより、例えば、図３に示した端子１１ａ−１１ｃ間に電圧を印加して、出力される端子１１ｂ−１１ｄ間の電圧は、もともと４つの抵抗体Ｈａｂ、Ｈｂｃ、Ｈｃｄ、Ｈｄａが等しいとすると０である。ところが曲げ応力によりＨｂｃとＨｄａの抵抗がアップすることによって、端子１１ｂ及び１１ｄのそれぞれの分圧比が変わり、微少であるが出力電圧が発生することになる。
【００１２】
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、ホール素子を搭載したペレットの配置を考慮して、実装面積を小さくして小型化を図るとともに、外部応力に影響されることの少ない高感度の磁気センサを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
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、外部との電気的接続を得るために四隅に配置された外部リード部を有するリードフレームと、該リードフレームのアイランド部の中央部に搭載され、ホール素子受感部と内部電極を備えたペレットと、前記リードフレームの前記外部リード部と前記ペレット上の前記内部電極とを接続する金属細線とを備えた磁気センサにおいて、前記アイランド部に搭載される前記ペレットは、該ペレットの各辺が、前記外部リード部のＸＹ配置方向に対して４５度の傾きを有するように配置されていることを特徴とする。
【００１４】
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、前記ペレットのＹ軸上の端部が、前記外部リード部の間に向けて近接配置されていることを特徴とする。
【００１５】
また、請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の発明において、前記ペレットに設けられる前記ホール素子受感部が、４端子ホール素子で構成され、該４端子に対応して前記内部電極が設けられていることを特徴とする。
【００１６】
また、請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の発明において、前記４端子ホール素子の配置パターンが、十字型パターンであることを特徴とする。
【００１７】
また、請求項５に記載の発明は、請求項１乃至４のいずれかに記載の発明において、前記ペレットを搭載する前記アイランド部の形状が、前記ペレットの各辺と平行な傾斜部分を有するとともに、Ｙ軸方向に向けて前記傾斜部分を含んだ台形部分を有することを特徴とする。
【００１８】
また、請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の発明において、前記台形部分が、Ｙ軸両方向に向いた各々上向き台形と下向き台形からなることを特徴とする。
【００１９】
また、請求項７に記載の発明は、請求項１乃至６のいずれかに記載の発明において、前記複数の外部リード部と前記複数の内部電極とを接続する前記金属細線が、交差の生じないように時計回り又は反時計回りに順次配線され、長さの異なる２種類の金属細線からなることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、アイランド部に搭載されるペレットは、このペレットの各辺が、外部リード部のＸＹ配置方向に対して４５度の傾きを有するように配置されているので、金属細線の配線を従来のものより長く取ることができ、ワイヤーボンディングの位置がずれることによる金属細線の長さに余裕を持たせることができて、ワイヤーループが描けるという効果を奏する。
【００２１】
また、ペレットのＹ軸上の端部をリードフレームの四隅に配置された外部リード部の間に向けて近接配置されてことができるので、外部リード部とペレットの対抗辺との距離を確保しつつ全体的にコンパクトにすることができ、その結果、実装面積を小さくすることができて小型化が可能となった。
【００２２】
また、ペレットに搭載されたホール素子の配置パターンを十字型パターンとしたので、ホール素子の端子間でのＸＹ方向の外部応力の影響を大きく受けることはなく、ホール素子の電気磁気特性が安定するという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、図面を参照して本発明の実施例について説明する。  
図４（ａ），（ｂ）は、本発明の磁気センサの一実施例を説明するための構成図で、図４（ａ）はリードフレームの裏面透視図、図４（ｂ）はダイシング後の磁気センサの側面図、図５は、本発明の磁気センサの一実施例を説明するための全体裏面透視図である。図中符号２１はリードフレーム、２２ａ〜２２ｄは外部リード部、２３はアイランド部、２４はペレット（ホール素子）、２５ａ〜２５ｄは内部電極、２６はホール素子受感部、２７ａ〜２７ｄは金属細線、２８はモールド樹脂を示している。なお、磁気センサは最終的にダイシングで切断されるので、図４（ａ）に示した点線部分が磁気センサの寸法、つまり、図４（ｂ）に示した寸法になる。
【００２４】
本発明に係る磁気センサは、リードフレーム２１とペレット２４と金属細線２７ａ〜２７ｄを備えたものである。リードフレーム２１は、外部との電気的接続を得るために四隅に配置された外部リード部２２ａ〜２２ｄを有するものである。また、ペレット２４は、リードフレーム２１のアイランド部２３の中央部に搭載され、ホール素子受感部２６と内部電極２５ａ〜２５ｄを備えたものである。また、金属細線２７ａ〜２７ｄは、リードフレーム２１の外部リード部２２ａ〜２２ｄとペレット２４上の内部電極２５ａ〜２５ｄとを接続するものである。
【００２５】
アイランド部２３に搭載されたペレット２４は、その各辺が、外部リード部２２ａ〜２２ｄのＸＹ配置方向に対して４５度の傾きを有するように配置されているとともに、ペレット２４のＹ軸上の端部が、外部リード部２２ａと２２ｂの間に向けて近接配置されている。これに伴い、ペレット２４を搭載するアイランド部２３の形状も、ペレット２４の各辺に沿った平行な傾斜部分を有するとともに、Ｙ軸両方向に向いた２つの台形凸形状部分を有している。つまり、ペレット２４のＹ軸上端部方向及びＹ軸下端部方向に対してそれぞれ上向き台形凸形状部分と下向き台形凸形状部分が設けられている。
【００２６】
このように、ペレット２４の各辺を、外部リード部２２ａ〜２２ｄの四隅のＸＹ配置方向に対して４５度の傾きを有するように配置し、しかも、外部リード部２２ａと２２ｂの中間のＹ軸方向にペレット２４のＹ軸上端部を近接配置するようにしたので、全体的な寸法が短縮できて小型化が可能となる。
【００２７】
また、図４に示すように、外部リード部２２ａ〜２２ｄの内側端部と、ペレット２４の各辺に平行なアイランド部２３の傾斜部分との距離Ｂを確保しつつ、外部リード部２２ａ〜２２ｄの内側端部と、内部電極２５ａ〜２５ｄとの距離Ａを取ることができる。
【００２８】
また、ペレット２４に設けられたホール素子受感部２６は、４端子ホール素子で構成され、この４端子に対応して内部電極２５ａ〜２５ｄが設けられている。また、この４端子ホール素子の配置パターンは、ペレット２４の４５度の傾き配置に合わせて十字型パターンに配置されている。
【００２９】
これにより、内部電極２５ａ〜２５ｄの配置は、内部電極２５ａと２５ｃはＸ軸上に配置され、内部電極２５ｂと２５ｄがＹ軸上に配置されることになる。そして、内部電極２５ａ〜２５ｄと外部リード部２２ａ〜２２ｄのうち、外部リード部２２ａと内部電極２５ａ（十字型左端）が金属細線２７ａで接続され、外部リード部２２ｂと内部電極２５ｂ（十字型上端）が金属細線２７ｂで接続され、外部リード部２２ｃと内部電極２５ｃ（十字型右端）が金属細線２７ｃで接続され、外部リード部２２ｄと内部電極２５ｄ（十字型下端）が金属細線２７ｄで接続されている。
【００３０】
しかも、金属細線２７ａと２７ｃとは同じ長さであって、金属細線２７ｂと２７ｄの長さよりも長く配線されている。つまり、複数の外部リード部２２ａ〜２２ｄと複数の内部電極２５ａ〜２５ｄとを接続する金属細線２７ａ〜２７ｄは、交差の生じないように時計回り又は反時計回りに順次配線され、長さの異なる２種類の金属細線からなっている。
【００３１】
このように金属細線を配線することにより、図１に示した従来のものと比較して、本発明の金属細線２７ａ〜２７ｄは、従来の全て同じ長さの金属細線７ａ〜７ｄに比べて長く取ることができ、異なる長さで構成できるので、ワイヤーボンディングの位置がずれることによる金属細線の長さに余裕を持たせることができ、ワイヤーループが描けるという効果を有する。
【００３２】
また、上述したように、ペレット２４の各辺を外部リード部２２ａ〜２２ｄの四隅のＸＹ配置方向に対して４５度の傾きを有するようにし、ホール素子の配置パターンを十字型の配置パターンとしたので、図２に示したＸ字型の従来のように、ホール素子の端子間でのＸＹ方向の外部応力の影響を大きく受けることはなく、ホール素子の電気磁気特性が安定するという効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】従来の磁気センサを説明するためのリードフレームの裏面透視図である。
【図２】図１におけるホール素子の配置パターンを説明するための図である。
【図３】図２の等価回路の回路図である。
【図４】（ａ），（ｂ）は、本発明の磁気センサの一実施例を説明するための構成図で、（ａ）はリードフレームの裏面透視図、（ｂ）はダイシング後の磁気センサの側面図である。
【図５】本発明の磁気センサを説明するための全体裏面透視図である。
【符号の説明】
【００３４】
１，２１  リードフレーム
２ａ〜２ｄ，２２ａ〜２２ｄ  外部リード部
３，２３  アイランド部
４，２４  ペレット（ホール素子）
５ａ〜５ｄ，２５ａ〜２５ｄ  内部電極
６，２６  ホール素子受感部
７ａ〜７ｄ，２７ａ〜２７ｄ  金属細線
１１ａ〜１１ｄ  ホール素子の端子
２８  モールド樹脂
【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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