垂直ダイ・チップオンボード
垂直方向ダイ・チップオンボードセンサーパッケージのための方法と装置が提供されている。そのような垂直方向ダイ・チップオンボードセンサーパッケージは、第１面、第２面、底縁部、上縁部、２つの側縁部、底縁部近くに配置されている入／出力（Ｉ／Ｏ）パッド、及び少なくとも１つの感受方向を備えた垂直方向センサー回路構成要素を備えている。そのような垂直方向ダイ・チップオンボードセンサーパッケージは、更に、上面、印刷回路板（ＰＣＢ）取り付け面、垂直方向センサー回路構成要素境界縁部、２つ又はそれ以上の他の縁部、及び１つ又は複数の感受方向を備えた１つ又は複数の水平方向センサー回路構成要素を備えており、垂直方向センサー回路構成要素境界縁部は、垂直方向センサー回路構成要素をＺ軸に沿って支持し、垂直方向センサー回路構成要素に導電的又は非導電的に接続されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、概括的には、センサーを製造する方法と、そのような方法で作られたセンサーに関する。より具体的には、本発明は、薄型多軸センサー、例えば磁気センサーや傾斜センサー、の設計及び製造に関する。
【背景技術】
【０００２】
地球の磁界強度は、約０．５から０．６ガウスであり、地表に平行で常に磁北を指す成分を有している。この磁界は、双極子モデルを使って近似することができ、磁界は常に北を指しているが、地表に対する磁界の角度は、赤道での水平方向から、北半球では下水平方向（即ち、地面に向かって「下向き」）まで、南半球では上水平方向（即ち、空中に向かって「上向き」）まで変化する。全ての場合において、地球の磁界の水平方向は、磁北を指し、コンパスの方向を判定するのに用いられる。
【０００３】
磁気センサーは、２０００年以上に亘って使用されており、主に、地球の磁界を感知して方向を見定め又は航行するために用いられている。今日、磁気センサーは、未だに航行の主たる手段であり、他にも多くの用途が展開されている。その結果、磁気センサーは、医療、研究、及び電子器具、例えば、気象ブイ、仮想現実システム、及び様々な他のシステムに使われている。
【０００４】
近年の消費者用及び商業用の電子装置の設計は、一般的に、数多くの異なる機能の単一のデバイスへの統合と、デバイスを益々小型化する進化とを伴っている。デバイスを小型にし、或いはデバイスに数多くの機能を組み込むには、内部構成要素をできるだけ小さくする必要がある。進路発見及び航行技術をそのような小型のデバイスに組み込むには、磁気センサー及び／又は傾斜センサーのような２次元及び３次元のセンサーのＺ軸方向の高さ（即ち、印刷回路板（ＰＣＢ）の面からの高さ）を最小にしなければならない。垂直方向センサーをＺ軸に沿って取り付けるのは、半導体アッセンブリ業界、特に空間が限られている製品にとっては挑戦である。現在の方法では、垂直方向（Ｚ軸）センサーを、空間が限られており、コストに敏感で、大量生産の、標準的なＰＣＢの工程で作られる製品には搭載できていない。
【０００５】
従って、センサーを、印刷回路板の面に取り付けられている他のセンサーに対して直交方向に取り付けて、Ｚ軸方向の力又は磁界を測定することが必要とされている。具体的には、例えば携帯電話や他の消費者用及び商業用の製品で、直交するセンサーを省スペース方式で取り付けることが必要とされている。これらは、コストに敏感で、大量生産され、一般的なＰＣＢアッセンブリ工程に容易に適合できる製品の需要に応えるものとなる。
【非特許文献１】Ｖａｎ Ｚａｎｔ「マイクロチップ製作、第４版」マグローヒル社（２０００年）、第１８章５５７頁−５９３頁
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の或る態様では、垂直方向センサー回路構成要素と水平方向センサー回路構成要素を備えたセンサーパッケージが提供されている。垂直方向センサー回路構成要素は、第１面、第２面、底縁部、上縁部、２つの側縁部、入／出力（Ｉ／Ｏ）パッド、及び感受方向を備えており、Ｉ／Ｏパッドは、垂直方向センサー回路構成要素の第２面上に配置されており、感受方向は、前記底縁部近くに配置されているＩ／Ｏパッドに垂直となる。或る実施形態では、Ｉ／Ｏパッドは、一列に配置されている。水平方向センサー回路構成要素は、上面、印刷回路板（ＰＣＢ）取り付け面、垂直方向センサー回路構成要素境界縁部、少なくとも２つ又はそれ以上の他の縁部、及び、垂直方向センサー回路構成要素の感受方向に直交する１つ又は複数の感受方向を備えている。本発明のこの態様では、水平方向センサー回路構成要素の、垂直方向センサー回路構成要素境界縁部は、垂直方向センサー回路構成要素をＺ軸に沿って接続的に支えている。
【０００７】
本発明の或る実施形態では、垂直方向センサー回路構成要素の底縁部と上縁部の間の距離は、約１．１ｍｍである。他の実施形態では、垂直方向センサー回路構成要素の底縁部と上縁部の間の距離は、約１．１ｍｍ未満である。
【０００８】
垂直方向センサー回路構成要素上のＩ／Ｏパッドは、ワイヤボンディング、フリップチップ、はんだバンピング、スタッドバンピング、導電性エポキシ、及び可撓性相互接続ボンディング、例えばテープボンディング（ＴＡＢ）、技法から成るグループから選択された方法と適合性のあるのが望ましい。他の実施形態では、垂直方向センサー回路構成要素は、水平方向センサー回路構成要素に導電接続するため、第１面にＩ／Ｏパッドを備えており、前記Ｉ／Ｏパッドは、ワイヤボンディング、フリップチップ、はんだバンピング、スタッドバンピング、導電性エポキシ、及び可撓性相互接続ボンディング、例えばテープボンディング（ＴＡＢ）、技法から成るグループから選択された方法と適合性のあるのが望ましい。このように、垂直方向センサー回路構成要素は、或る実施形態では、水平方向センサー回路構成要素に導電的に接続されていてもよい。
【０００９】
更に別の実施形態では、垂直方向センサー回路構成要素と水平方向センサー回路構成要素は半導体センサーであり、別の実施形態では、センサーの回路構成要素は磁気センサーである。更に別の実施形態では、１つ又は複数の垂直方向センサー回路構成要素と１つ又は複数の水平方向センサー回路構成要素は、傾斜センサーである。更に別の実施形態では、１つ又は複数の垂直方向センサー構成要素は、磁気又は傾斜センサーのような或る種類のセンサーであり、１つ又は複数の水平方向センサー回路構成要素は、垂直方向の支持縁部を提供できる半導体チップのような異なる種類のセンサーであってもよい。更に別の実施形態では、１つ又は複数の垂直方向センサー構成要素は、磁気又は傾斜センサーなど、どの様な種類のセンサーでもよく、１つ又は複数の水平方向センサー回路構成要素は、垂直方向センサー回路構成要素を支持できる垂直方向センサー回路構成要素境界縁部を備えていれば、実際のセンサーか否かに関わらず、どの様な半導体チップでもよい。
【００１０】
本発明の第２の態様では、垂直方向センサー回路構成要素を取り付けるための方法が提供されている。垂直方向センサー回路構成要素は、第１面、第２面、底縁部、上縁部、２つの側縁部、ＰＣＢに対する第２面上に配置されているＩ／Ｏパッドと、を備えている。本方法は、垂直方向センサー回路構成要素の底縁部をＰＣＢに接続する段階と、垂直方向センサー回路構成要素の第１面を、上面、ＰＣＢ取り付け面、垂直方向センサー回路構成要素境界縁部、及びＰＣＢに接続されている少なくとも２つの他の縁部を有する１つ又は複数の水平方向センサー回路構成要素の垂直方向センサー回路構成要素境界縁部に接続する段階と、を備えている。垂直方向センサー回路構成要素は、水平方向センサー回路構成要素の垂直方向センサー回路構成要素境界縁部が、垂直方向センサー回路構成要素をＺ軸に沿って支持するように取り付けてもよい。
【００１１】
或る実施形態では、垂直方向センサー回路構成要素は、ワイヤボンディング、フリップチップ、はんだバンピング、スタッドバンピング、導電性エポキシ、及び可撓性相互接続ボンディング、例えばテープボンディング（ＴＡＢ）、技法から成るグループから選択された方法によって、ＰＣＢに導電的に接続されている。本方法の別の実施形態では、垂直方向センサー回路構成要素は、導電性エポキシ、はんだバンピング、又はスタッドバンピング技法によって、ＰＣＢに導電的に接続されている。本発明の幾つかの実施形態では、垂直方向センサー回路構成要素と１つ又は複数の水平方向センサー回路構成要素は、各縁部が面に実質的に垂直になるように賽の目に切断される。
【００１２】
本発明の第３の態様では、少なくとも２つの直交軸に沿って磁界の強度を測定するための多軸磁力計を作るための方法が提供されている。本方法は、上面、ＰＣＢ取り付け面、垂直方向磁気センサー回路構成要素境界縁部、及び１つ又は複数の縁部を備えた１つ又は複数の磁界感知回路構成要素を、それらのＰＣＢ取り付け面でＰＣＢに取り付ける段階と、第１面、第２面、底縁部、上縁部、２つの側縁部、入／出力（Ｉ／Ｏ）パッド、及び感受方向を備えている垂直方向磁気センサー回路構成要素をＰＣＢに取り付ける段階とから成り、前記Ｉ／Ｏパッドは垂直方向センサー回路構成要素の第２面上に配置され、前記感受方向は底縁部に近接して配置されているＩ／Ｏパッドに直交している。この方法では、垂直方向磁気センサー回路構成要素は、磁界感知回路構成要素に取り付けられ、それによって支持されている。
【００１３】
幾つかの実施形態では、１つ又は複数の磁界感知回路構成要素は、水平方向センサー回路構成要素であり、他の実施形態では、１つ又は複数の水平方向１次元センサー回路構成要素である。垂直方向磁気感知回路構成要素は、磁界感知回路構成要素に導電的又は非導電的に接続することができ、導電性接続は、例えば導電性エポキシ又は接着剤で形成することができ、一方、非導電性接続は、非導電性エポキシのような接着剤で形成することができる。
【００１４】
本発明の第４の態様では、少なくとも２つの直交軸に沿って磁界の強度を測定するための多軸磁力計が提供されている。多軸磁力計は、上に述べた本発明の第３の態様の方法に従って作られている。幾つかの実施形態では、多軸磁力計は、傾斜センサーを更に備えている。傾斜センサーのあるなしに関わらず、３つの直交軸に沿って磁界強度を測定するための多軸磁力計は、ＰＣＢからの高さが約１．１ｍｍの垂直方向磁気センサー回路構成要素を備えていてもよい。同様に、代替実施形態では、傾斜センサーのあるなしに関わらず、垂直方向磁気センサー回路構成要素は、ＰＣＢからの高さが約１．１ｍｍ未満である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明の代表的な実施形態について、図面を参照しながら以下に説明する。
【００１６】
本発明の好適な実施形態について、添付図面を参照しながら詳細に説明するが、図面は代表的な実施形態を示しているに過ぎない。図１は、全体を参照番号１００で示す本発明の３軸センサーの構造を示している。３軸センサーは、センサー回路構成要素（即ちセンサー）が取り付けられている印刷回路板（ＰＣＢ）１０１を含んでいる。例えば、集積回路パッケージに組み込まれるか、又は剥き出しのダイとして用いられる磁気抵抗性又はホール効果材料である水平方向センサー回路構成要素１０２は、ワイヤボンディング、フリップチップ、及び可撓性相互接続ボンディングのような標準的なチップオンボード技法を使って、ＰＣＢ１０１に取り付けられている。例えば、Ｖａｎ Ｚａｎｔの「マイクロチップ製作、第４版」マグローヒル社（２０００年）、第１８章５５７頁から５９３頁を参照頂きたく、同文献の開示を参考文献として援用する。一般的に、１０２、１０３、２０４で示しているセンサーは、「センサー回路構成要素」と呼ばれ、必要に応じて更に具体的な記述子が加えられ、例えば、磁界センサー回路構成要素は、磁界を感知するセンサー回路構成要素である。ここに記載している他のセンサー構成要素も、同じ標準的なチップオンボード技法を使ってＰＣＢ１０１に取り付けることができる。水平方向センサー回路構成要素１０２は、その厚さに沿って略垂直方向縁部を有するように、賽の目に切断されるのが望ましい。水平方向センサー回路構成要素１０２の厚さに沿う縁部は、水平方向センサー回路構成要素１０２に直交方向に取り付けられている垂直方向センサー回路構成要素１０３を支持する働きをする。このことを念頭に、ここで用いる場合、「センサー」及び「水平方向センサー回路構成要素」は、更に、例えば、それ自体は「感知」能力を持たないが、その厚さに沿って、ＰＣＢに垂直方向に取り付けられている磁気センサーのようなセンサーを物理的に支持することのできる垂直方向縁部（「垂直方向センサー回路構成要素境界縁部」）を備えている半導体チップを備えている。代表的な実施形態は、ＰＣＢに垂直方向に取り付けられている２軸磁気センサーを備えた２つの軸の磁気センサーであり、垂直方向に取り付けられている磁気センサーは、ＰＣＢ上に、何らかの総称的（感知又は非感知的）半導体チップに相対して取り付けられている。半導体の１つ又は複数のチップは、垂直方向センサーの垂直方向軸の支持部として働く垂直方向センサー回路構成要素境界縁部を備えていさえすればよい。
【００１７】
図１の代表的な実施形態では、水平方向センサー回路構成要素１０２は、Ｘ及びＹ軸、即ちＰＣＢ１０１の面を定義する軸に沿う磁力のような力を感知する。この例では、垂直方向センサー回路構成要素１０３は、残りの直交軸、即ちＺ軸に沿って力を感知する。従って、この代表的な図では、水平方向センサー回路構成要素１０２は、２次元のセンサーである。取り付けられているあらゆるセンサー回路構成要素から独立しているか、又は取り付けられている何れかの回路構成要素と協力して働く、追加の回路をＰＣＢ１０１に取り付けることも考えられる。第１及び第２センサー回路構成要素は、垂直方向であれ水平方向であれ、図３から図７に示しているように、導電的又は非導電的に互いに接続されていてもよく、更に、図１から図４では、水平方向センサー回路構成要素を同じ高さに描いているが、そのように制限されているわけではない。一般的に、垂直方向センサー回路構成要素は、Ｚ軸沿いには水平方向センサー回路構成要素より高いが、両方の構成要素が同じ高さであってもよいし、水平方向センサー回路構成要素が高くてもよい。しかしながら、センサーパッケージの高さは、約１．１ｍｍ以下であるのが望ましい。
【００１８】
図１に示している本発明の代表的な実施形態によれば、水平方向センサー回路構成要素１０２と垂直方向センサー回路構成要素１０３個々の角度方向は、３次元又は３軸、即ちＸ、Ｙ、Ｚ軸に沿う外部磁界の３つの直交する成分を正確に感知し、測定できるように配置されている。この代表的な実施形態では、そのような位置決めは、垂直方向センサー回路構成要素１０３が水平方向センサー回路構成要素１０２に直角又は垂直に確実に取り付けられることを伴っている。本発明のこの態様の好適な実施形態では、垂直方向センサー回路構成要素１０３、従って垂直方向及び水平方向センサー回路構成要素の組み合わせセンサーパッケージは、薄型で、高さが約１．１ｍｍ以下である。更に、水平方向及び垂直方向センサー回路構成要素は、一般的に、電気的接続部、例えば、各種の適した接続技術の中でもはんだバンピング又はスタッドバンピング用の入力／出力（Ｉ／Ｏ）パッドを、ＰＣＢに取り付ける面や、或る実施形態では他のセンサー回路構成要素に取り付ける面に備えている。別のチップオンボード技法は、ＰＣＢとセンサー回路構成要素の間に、電気的接続を確立するのに用いることができる。
【００１９】
図２は、本発明の方法に従って作られた３軸センサーパッケージの２つの代替構造を示しており、全体を参照番号２００で示している。図２の代表的な実施形態では、センサーパッケージは、少なくとも３つの主要構成要素、即ち、第１及び第２の水平方向１次元センサー回路構成要素２０４と、垂直方向センサー回路構成要素１０３を備えている。ここで用いる「水平方向１次元センサー回路構成要素」とは、単一の軸に沿って力を感知するセンサーのことである。図２では、第１及び第２の水平方向１次元センサー回路構成要素２０４は、それぞれが、ＰＣＢの面上の互いに直交する力を感知するように取り付けられている。図２Ａは、２つの水平方向１次元センサー回路構成要素がＰＣＢ上の空間に分離して取り付けられているセンサーパッケージを示しており、２つのセンサー回路構成要素の内の一方だけが垂直方向センサー回路構成要素１０３の支持部として働いている。図２Ｂは、２つの水平方向１次元センサー回路構成要素２０４が、接触して、導電的又は非導電的に取り付けられ、両方が垂直方向センサー回路構成要素１０３の支持部として働いているセンサーパッケージを示している。水平方向１次元センサー回路構成要素は、水平方向センサー回路構成要素２０４同士が導電的又は非導電的に接触しているが、水平方向１次元センサー回路構成要素の内の一方だけが垂直方向センサー回路構成要素１０３の支持部として働いている、センサーパッケージに取り付けてもよい。本発明の代替実施形態では、垂直方向センサー回路構成要素を、垂直方向に、しかしＺ軸以外の１つ又は複数の軸に沿って力を感知するように取り付けることができる。つまり、本発明のセンサーパッケージを形成するのに用いられている垂直方向及び水平方向センサー回路構成要素は、何れも、１つ又は複数の軸に沿って力を感知することができる。
【００２０】
水平方向１次元センサー回路構成要素２０４（並びに「第１センサー回路構成要素」１０２）は、一般的に、電気的接続部、例えば、はんだバンピング又はスタッドバンピング用の入力／出力（Ｉ／Ｏ）パッドを、少なくともＰＣＢ１０１に取り付ける面に有している。水平方向１次元センサー回路構成要素２０４（並びに「垂直方向センサー回路構成要素」１０３）も、例えばセンサー回路構成要素同士の間のような余分のＰＣＢ電気的接続をやり易くするために、Ｉ／Ｏパッドのような電気的接続部を、ＰＣＢと接する面以外の面に有していてもよい。他のチップオンボード技法を用いて、電気的接続を確立することもできる。
【００２１】
図１の３軸センサー１００と同様に、１つ又は複数の水平方向１次元センサー回路構成要素（２０４）の厚さに沿う縁部は、１つ又は複数の水平方向１次元センサー回路構成要素２０４に直交して取り付けられる垂直方向センサー回路構成要素１０３用の支持部として働く。水平方向１次元センサー回路構成要素２０４は、それらが導電的又は非導電的に接続されている垂直方向に取り付けられたセンサー回路構成要素１０３を支持するため、厚さに沿って略垂直方向の縁部を有するように、賽の目に切断されている。
【００２２】
水平方向１次元センサー回路構成要素２０４は、垂直方向構成要素がＰＣＢ１０１に、概ね、センサーの面ではなく、センサーの厚さ又は縁部に沿って取り付けられている、即ち垂直方向に取り付けられていること以外は、垂直方向センサー回路構成要素１０３と実質的に同じである。そのような垂直方向センサー回路構成要素は、一般的に、センサーの少なくとも１つの面、一般的にはＰＣＢ１０１に取り付けられる縁部近くに、何らかの電気的接続部（例えば、はんだバンピング又はスタッドバンピング用のＩ／Ｏパッド、又はワイヤボンディング用の接着パッド）を有している。Ｉ／Ｏパッドは、一列に配置され、列はセンサーの感受方向に垂直であるのが望ましい。代表的な実施形態について、図７を参照されたい。垂直方向センサー回路構成要素は、１つの軸に沿って力を感知するセンサーを備えており、従って、その様な実施形態では「垂直方向１次元センサー回路構成要素」と呼ばれる。別の実施形態では、垂直方向センサー回路構成要素は、Ｘ、Ｙ、Ｚ軸の何れかに沿う二方向以上の力を感知する。
【００２３】
図２に示す本発明の代表的な実施形態Ａ及びＢによれば、第１及び第２水平方向１次元センサー回路構成要素２０４それぞれと、垂直方向センサー回路構成要素１０３との角度方向は、３次元又は軸、即ちＸ、Ｙ、Ｚ軸に沿う外部磁界の３つの直交する成分を正確に感知し測定するように調整される。本発明のこの態様の好適な実施形態では、垂直方向センサー回路構成要素１０３は、薄型で、即ち高さが約１．１ｍｍに満たない。代替実施形態では、３軸より少ない軸に沿って力を感知する垂直方向ダイ・チップオンボードセンサーパッケージを作ることができる。図２を例に用いると、１つの水平方向１次元センサー回路構成要素２０４を省き、残りの水平方向センサー回路構成要素２０４と垂直方向センサー回路構成要素１０３を、本発明の方法に従って取り付けたまま残すことができる。
【００２４】
図３は、垂直方向ダイ・チップオンボードセンサーパッケージの前面及び側面概略図であり、垂直方向センサー回路構成要素１０３、水平方向センサー回路構成要素１０２、２０４、及びＰＣＢの間の代表的な取り付け方法を示している。図３は、例えば、図１の３軸センサー１００、又は図２の１つ又は複数の水平方向１次元センサー回路構成要素２０４及び垂直方向センサー回路構成要素１０３を備えている。センサーパッケージ、例えば磁気センサーは、センサー回路構成要素を取り付けるＰＣＢ１０１を含んでいる。水平方向センサー回路構成要素１０２又は水平方向１次元センサー回路構成要素２０４は、ワイヤボンディング、フリップチップ及び可撓性相互接続ボンディングのような標準的なチップオンボード技法を使って、電気的接続１０５でＰＣＢ１０１に取り付けられている。そのような代表的な電気的接続は、図３（Ａ）では水平方向センサー回路構成要素１０２、２０４とＰＣＢ１０１の間のワイヤボンディング又はＴＡＢボンディング１０５で表されており、図３（Ａ）及び（Ｃ）では垂直方向センサー回路構成要素１０３とＰＣＢ１０１の間のはんだ付け接合１０５で表されており、図３（Ｂ）では垂直方向センサー回路構成要素１０３とＰＣＢ１０１の間の、導電性エポキシ１０５に包まれているスタッドバンプで表されている。図４−７も、フリップチップ式電気的接続を代表例として示している。電気的接続１０５は、図に示しているものに限定されない。この代表的な実施形態では、ＰＣＢ１０１のＸ−Ｙ面に取り付けられているか、又はＰＣＢ１０１の面上の磁界を感知するセンサー１０２、２０４と、垂直方向センサー回路構成要素１０３は、それらの間の電気的接続１０５を特徴としてはおらず、センサー構成要素接着剤１０４によって接続されており、センサー１０２、２０４、垂直方向センサー回路構成要素１０３、及びＰＣＢ１０１の間には接着剤の層が形成されている。センサー構成要素接着剤１０４は、非導電性又は導電性の何れでもよい。例えば、センサー構成要素接着剤１０４は、非導電性エポキシ、導電性エポキシ、又ははんだで形成することができる。センサー構成要素接着剤１０４は、具体的な縮尺を示唆するためのものではなく、図３に示しているものよりも厚くても薄くてもよい。先に述べた実施形態でのように、ＰＣＢ１０１のＸ−Ｙ面に取り付けられているか、ＰＣＢ１０１の面上の磁界を感知するセンサー１０２、２０４は、その厚さに沿って略垂直方向の縁部を有するように、賽の目に切断されているのが望ましい。センサー１０２、２０４の厚さに沿う縁部は、センサー１０２、２０４、及びＰＣＢ１０１に直交して取り付けられる垂直方向センサー回路構成要素１０３への支持部として働く。
【００２５】
図４は、図３の代表的なセンサーパッケージの代替実施形態の側面図である。この代表的な実施形態では、垂直方向センサー回路構成要素１０３は、水平方向に、即ちＰＣＢ１０１のＸ−Ｙ面上に縁部が垂直方向センサー回路構成要素１０３に対する直接の支持部として働くように取り付けられているセンサー１０２、２０４の縁部に、直接相対して取り付けられている。そのような実施形態では、センサー１０２、２０４と垂直方向センサー回路構成要素１０３は、導電性エポキシ、非導電性エポキシ、又は他の接着剤を備えているセンサー構成要素固定部１０７（導電性、又は望ましくは非導電性）によって接着されているのが望ましい。センサー構成要素固定部１０７は、例えば、センサー１０２、２０４と垂直方向センサー回路構成要素１０３の間の境界１０８に沿ってビードを形成する。代表的な電気的接続１０５は、水平方向センサー回路構成要素１０２、２０４の上面とＰＣＢの間のワイヤボンディング又はＴＡＢボンディング１０５のような可撓性相互接続ボンディング、並びに、水平方向センサー回路構成要素１０２、２０４のＰＣＢ取り付け面とＰＣＢ１０１の間のフリップチップ技法によって示されている。水平方向センサー回路構成要素とＰＣＢの間の電気的相互接続の代替方法は、別々に用いるのが望ましいが、同時に用いてもよい。
【００２６】
図５は、本発明による垂直方向ダイ・チップオンボードセンサーパッケージの別の代わりの代表的な実施形態の側面図である。図５は、図３に示している実施形態と似ているが、１つだけ大きな相違点がある。図５は、ＰＣＢ１０１のＸ−Ｙ面に取り付けられているセンサー１０２、２０４と、垂直方向センサー回路構成要素１０３が、直接電気的に連通しており、即ち、両者の間の電気的接続１０６を特徴としている実施形態を示している。そのような実施形態では、センサー１０２、２０４の縁部、並びに両者の間の電気的接続１０６の両方が、垂直方向センサー回路構成要素１０３の支持部として働く。ＰＣＢ１０１のＸ−Ｙ面に取り付けられているセンサー１０２、２０４と垂直方向センサー回路構成要素１０３の間の電気的接続は、ワイヤボンディング、フリップチップ、及び例えばテープボンディング（ＴＡＢ）などの可撓性相互接続ボンディングのような、当該技術分野における標準的な技法を使って形成することができる。同様に、図２（Ｂ）に示しているような実施形態では、センサー構成要素１０３、２０４は、どちらも、隣接している何れの他のセンサー構成要素とも直接電気的に連通していてもよい。水平方向及び垂直方向センサー回路構成要素は互いに電気的に連通していてもよいが、垂直方向センサー回路構成要素は、例えば、図７に示しているＩ／Ｏパッドによって容易に形成できる接続部を通して、ＰＣＢと電気的に接触しているのが望ましい。図４でのように、代表的な電気的接続１０５は、水平方向センサー回路構成要素１０２、２０４の上面とＰＣＢの間のワイヤボンディング又はＴＡＢボンディングのような可撓性相互接続ボンディング、並びに水平方向センサー回路構成要素１０２、２０４のＰＣＢ取り付け面とＰＣＢ１０１の間のフリップチップ技法によって示されている。この場合も、水平方向センサー回路構成要素とＰＣＢの間の電気的相互接続の方法は、別々に用いるのが望ましいが、同時に用いてもよい。
【００２７】
図６は、本発明による垂直方向ダイ・チップオンボードセンサーパッケージの別の代わりの代表的な実施形態の側面図である。図６は、図５と似ているが、センサー構成要素固定部１０７が追加されている。例えば、センサーを整列不良にするか、或いは損傷させるように作用しかねない大きな力がセンサーに掛かるような、頑強なセンサーを必要とする用途では、１つ又は複数の電気的接続部１０６又はセンサー構成要素接着部１０４から得られる以上の構造的な完全性を必要とする。そのような事例では、垂直方向センサー回路構成要素１０３を、センサー１０２、２０４の縁部に対して、又は直接に、より適切に支え又は支持するために、センサー構成要素固定部１０７を利用することができる。センサー構成要素固定部１０７は、センサー回路構成要素同士の間の境界面の何処にでも配置することができる。例えば、センサー構成要素固定部１０７は、図６に示すように、ダイの側面に沿って配置することもできる。代わりに、センサー構成要素固定部１０７は、図４に示すように、水平方向センサー回路構成要素の面と垂直方向センサー回路構成要素の縁部の間の境界面に沿って配置することもできる。そのような実施形態では、センサー構成要素固定部１０７（導電性、又は望ましくは非導電性）は、例えば、導電性エポキシ、非導電性エポキシ、又は他の接着剤を含んでいる。センサー構成要素固定部１０７は、センサー１０２、２０４と垂直方向センサー回路構成要素１０３の間の境界面１０８に沿ってビードを形成する。同様に、センサー構成要素固定部１０７は、図２（Ｂ）に示しているような、全てのセンサー構成要素１０３、２０４が、直接電気的又は非電気的に連通している実施形態と共に用いることもできる。図４及び図５でのように、先に概説した電気的相互接続１０５を形成する方法は、別々に用いるのが望ましいが、同時に用いてもよい。
【００２８】
図７は、一列のＩ／Ｏパッド７０２が、この代表的な例では垂直方向センサー回路構成要素の感受方向に直交している（図３（Ｃ）に似ている）垂直方向センサー回路構成要素の第２面に配置されている、代表的な垂直方向ダイ・チップオンボードセンサーパッケージの概略図である。先に述べたように、垂直方向センサー回路構成要素は、１つ又は複数の軸に沿って力を感知することができるので、Ｚ軸だけに沿って力を感知できる必要はない。この代表的な実施形態では、垂直方向及び水平方向のセンサー回路構成要素は、例えば図１−６の何れかに示しているように接続することができる。一列の電気的接点は、この代表的な例では、垂直方向センサー回路構成要素の感受方向に直交する、垂直方向センサー回路構成要素の第１面に沿って配置されている。更に、ここではＸ及びＹ軸の２つの軸に沿った力を感知する水平方向センサー回路構成要素を示しているが、水平方向センサー回路構成要素も、Ｚ軸を含む１つの軸に沿った力を感知することができる。はんだ又はスタッドバンプのような電気的接点は、一列に配置され、垂直方向センサー回路構成要素１０３とＰＣＢ１０１の間の電気的接続をやり易くするのが望ましい。
【００２９】
図８は、垂直方向センサー回路構成要素１０３をＰＣＢ１０１に取り付ける方法のフローチャートである。垂直方向センサー回路構成要素は、第１及び第２面、底面、上及び２つの側縁部、及び第２面に底縁部近くに配置されているＩ／Ｏパッドを備えている。垂直方向センサー回路構成要素１０３の底縁部は、ＰＣＢ１０１に導電的又は非導電的に接続されており、そのことは、ボックス１に示している。前記垂直方向センサー回路構成要素１０３は、水平方向センサー回路構成要素１０２、２０４に近接又は隣接して取り付けられている。ボックス２は、垂直方向センサー回路構成要素１０３の第１面を、１つ又は複数の水平方向センサー回路構成要素１０２、２０４の垂直方向センサー回路構成要素境界縁部に接続する段階を示しており、前記水平方向センサー回路構成要素は、上面、ＰＣＢ取り付け面、垂直方向センサー回路構成要素境界縁部、及び少なくとも２つの他の縁部を備えている。ワイヤボンディング、フリップチップ、はんだバンピング、スタッドバンピング、導電性エポキシ、及びテープボンディング（ＴＡＢ）のような可撓性相互接続ボンディング技法のような標準的なチップオンボード技法が用いられる。センサー１０２、２０４は、垂直方向センサー回路構成要素１０３をＰＣＢ１０１に接続する前又は後に取り付けることもできる。垂直方向センサー回路構成要素をＰＣＢ１０１に取り付けるこの方法は、結果として、センサー回路構成要素１０３が電気的又は非電気的に接続されている１つ又は複数の水平方向センサー回路構成要素１０２、２０４の垂直方向センサー回路構成要素境界縁部が、垂直方向センサー回路構成要素１０３をＺ軸に沿って支持することになる。出来上がったセンサーパッケージは、直交整列している感知軸の間の整列の歪みに対して、耐久性及び抵抗性がある。垂直方向センサー回路構成要素１０３は、１つ又は複数の面にＩ／Ｏパッドを備えることができる。ＰＣＢ１０１上に垂直方向に取り付けられている１つ又は複数のセンサー回路構成要素１０３と、望ましくは１つ又は複数の水平方向センサー回路構成要素１０２、２０４は、縁部が面に実質的に垂直になるように、賽の目に切断されているのが望ましい。
【００３０】
幾つかの実施形態では、１つ又は複数の磁界感知回路構成要素は、水平方向センサー回路構成要素であり、別の実施形態では、１つ又は複数の水平方向１次元センサー回路構成要素である。垂直方向磁界感知回路構成要素は、磁界感知回路構成要素に非導電的に接続し、非導電性接続は、非導電性エポキシのような接着剤を使って形成することができる。
【００３１】
図９は、３つの直交軸に沿う磁界の強さを測定するための多軸磁力計を作る方法のフローチャートである。上面、ＰＣＢ取り付け面、垂直方向磁気センサー回路構成要素境界縁部、及び２つ又はそれ以上の他の縁部を備えた１つ又は複数の磁界感知回路構成要素１０２、２０４は、ボックス１に示しているように、それらのＰＣＢ取り付け面によってＰＣＢ１０１に取り付けられている。ボックス２は、第１面、第２面、底縁部、上縁部、２つの側縁部、入／出力（Ｉ／Ｏ）パッド、及び感受方向を備えた磁気センサー回路構成要素１０３を、ＰＣＢ１０１に取り付ける段階を示しており、Ｉ／Ｏパッドは、センサー回路構成要素１０３の第２面に配置されており、この代表的な事例では、感受方向は、底縁部に近接して配置されたＩ／Ｏパッドに垂直である。図７も参照されたい。先に述べたように、垂直方向センサー回路構成要素の感受方向は、Ｚ軸に沿っている必要はない。更に、垂直方向センサー回路構成要素は、２つ以上の軸に沿って力を感知できてもよい。この方法では、垂直に取り付けられている磁気センサー回路構成要素１０３は、水平方向に取り付けられている磁界感知回路構成要素１０２、２０４に取り付けられており、それによって支持されている。垂直方向に取り付けられている磁気感知回路構成要素１０３は、１つ又は複数の磁界感知回路構成要素１０２、２０４に、接着剤、望ましくは非導電性エポキシで非導電的に接続することができる。
【００３２】
幾つかの実施形態では、１つ又は複数の磁界感知回路構成要素は、水平方向センサー回路構成要素（即ち、Ｘ、Ｙ及び／又はＺ軸の内の何れか２軸に沿って力を感知する２次元センサー）であり、別の実施形態では、１つの軸に沿って力を感知する１つ又は複数の水平方向１次元センサー回路構成要素である。垂直方向磁気感知回路構成要素は、磁界感知回路構成要素に非導電的に接続することができ、非導電性接続は、非導電性エポキシのような接着剤で形成することができる。
【００３３】
更に、垂直方向に取り付けられた磁気感知回路構成要素１０３は、その第１面にＩ／Ｏパッドを備えていてもよく、１つ又は複数の磁界感知回路構成要素１０２、２０４は、例えば、それらの上面にＩ／Ｏパッドを備えており、垂直方向磁気感知回路構成要素と１つ又は複数の磁界感知回路構成要素は、Ｉ／Ｏパッドによって導電的に接続することができる。図６も参照されたい。垂直方向磁気感知回路構成要素と１つ又は複数の磁界感知回路構成要素の間の導電性接続は、例えば、ワイヤボンディング、フリップチップ、はんだバンピング、スタッドバンピング、導電性エポキシ、及びテープボンディング（ＴＡＢ）のような可撓性相互接続ボンディング技法によって形成することができる。
【００３４】
本発明の上記態様の好適な実施形態では、垂直方向センサー回路構成要素１０３は、薄型で、即ち、高さが約１．１ｍｍ以下である。更に、各図は、代表的な実施形態を示しており、本発明の垂直方向ダイ・チップオンボードセンサーパッケージ法及びセンサーパッケージを磁気センサーに限定するわけではない。各図の磁気センサーに置き換えることのできる別のセンサー型式は、例えば、傾斜センサーか、又は、ＰＣＢ工程で使用でき、小型で、望ましくは高さが約１．１ｍｍ以下の何らかの他のセンサーである。本発明の垂直方向ダイ・チップオンボードセンサーパッケージと、前記垂直方向ダイ・チップオンボードセンサーパッケージを作る方法は、携帯電話のような持ち運び可能で、手で持てるサイズの装置を含む電子装置に組み込むことができる。
【００３５】
一般的に述べると、磁界は、大きさと方向の両方を有するベクトル量として特徴付けることができる。磁気センサーは、この量を様々な方法で測定する。或る種の磁力計は、磁界の合計強さを測定するが、方向は測定しない（スカラーセンサー）。他の磁力計は、磁化の成分のその感知軸に沿う強さを測定する（全方向性センサー）。この測定は、方向も含んでいる（二方向センサー）。ベクトル磁気センサーは、２つ又は３つの二方向センサーを有していてもよい。或る種の磁気センサーは、ビルトインされた閾値を有しており、その閾値を上回ったときだけに出力を生成する。本発明で使用できる磁気センサーの型式には、リードスイッチ、可変磁気抵抗センサー、磁束ゲート磁力計、磁気誘導センサー、及びホール装置を含む旧式技法が含まれているが、異方性磁気抵抗（ＡＭＲ）センサーのような比較的新しい半導体センサーが、ＰＣＢ工程に適応性があり、小型であるため、好適である。本発明は、先に述べたセンサー、望ましくはＡＭＲセンサーを任意に組み合わせて作られた垂直方向ダイ・チップオンボードセンサーパッケージと関係している。前記センサーパッケージは、製造時に、ここに記載している垂直方向ダイ・チップオンボード法を利用する。
【００３６】
地球の磁界は、（磁界の変化の導関数を測定することによって）、例えば、航行のコンパス方位及びヨーレートを判定するのに利用することができる。ＡＭＲセンサーは、ＤＣ静止磁界、並びに磁界の強さと方向を感知することができるので、地球の磁界内の直線方向及び角度方向の位置と変位を測定する優れた手段を提供する。ＡＭＲセンサーは、一般的に、シリコンウェーハ上に蒸着されたニッケル鉄（パーマロイ）の薄膜で作られ、抵抗性の条片としてパターン化されている。ＡＭＲの薄膜の特性は、磁界が存在しているところでは、薄膜の抵抗を２−３％変化させる。通常、これら抵抗器４個がホイートストンブリッジ構成に接続され、１つの軸に沿って磁界の強さと方向の両方を測定できるようになっている。典型的なＡＭＲセンサーでは、帯域幅は、１−５ＭＨｚの範囲にある。磁気抵抗効果の応答は迅速で、コイル又は振動周波数によって制限されない。ＡＭＲセンサーの他の利点は、低コスト、高感度、小型で、信頼性が高く、十分なノイズ免疫性を有しており、シリコンウェーハ上に大量に製作して、商業ベースの集積回路パッケージに取り付けることができることである。これによって、磁気センサーを、他の回路及びシステムの構成要素と共に自動的に組み立てることができるようになる。ＡＭＲセンサーは、例えば、ハネウェル社から入手可能である。
【００３７】
本発明は、様々な機能の垂直方向ダイ・チップオンボードセンサーパッケージを作るために、本発明の垂直方向ダイ・チップオンボードパッケージ法によって、追加的型式のセンサー（磁気センサー以外）を利用することにも関する。例えば、航行及び輸送機姿勢情報を提供するために、傾斜センサーを磁気センサーと組み合わせて使うことができる。航空機協定は、ヘディング、ピッチ及びロールという３つの角度に関して姿勢パラメータを定義している。３つの角度は、局所的水平面を基準にしている。つまり、この面は地球の重力ベクトルに垂直である。ヘディングは、局所的水平面上の、真北（地球の極軸）から時計回りに測定した角度と定義される。ピッチは、航空機の長手方向軸と局所的水平面の間の角度と定義される（機首が上がっているのが正）。ロールは、局所的水平面と実際の飛行方位の間の長手方向軸回りの角度と定義される（右翼が下がっているのが正）。傾斜センサー出力からヘディング、ピッチ及びロールを求める方法は、当該技術分野では周知である。
【００３８】
普通の傾斜測定装置は、加速度計、電解質（流体）ベースの傾斜センサー、及びジンバル付機械構造体を含んでいる。局所的水平面を求める別の方法は、既知の慣性座標方位を常時維持するためにジャイロスコープを使用することである。ＰＣＢ工程で使用するように適合させることができ小型にすることのできる傾斜センサー、例えば加速度計と電解質センサーは、好適な傾斜センサーである。前記傾斜センサーは、本発明によってＰＣＢに取り付けることができる。
【００３９】
２軸電解質及び二軸加速度計のような低コストの傾斜センサーは、ロール及びピッチ角度を直接測定する。ガラス製の「シンブル」に似ている液体充填式電解質傾斜センサーは、センサーが角度を変えたときの流体の運動を監視する電極を使用する。半導体の加速度計傾斜センサーは、電子機械回路によって地球の重力場を測定する。これらのセンサーは、局所的水平面からの角度の偏りを測定する２つの単軸構成要素を有している点で同様である。信号調整回路は、傾斜角度に比例する出力信号を生成するのに用いられる。これらのセンサーの型式は、動くか又は振動する部品を有していないので、ストラップダウン装置と考えられる。ヘディングを何れの方位にでも出力するためにストラップダウンコンパスが必要な場合、最低でも、コンパスシステムは、３軸磁気センサーと２軸傾斜を有していなければならない。ヘディングの計算は、３つ全ての磁気構成要素（Ｘ、Ｙ、Ｚ）に依存しているので、コンパスの方位を水平面まで数学的に回転させることができる。従って、Ｘｈ及びＹｈ（地球の磁界の水平方向成分）成分を、ヘディング値を求めるために計算することができる。
【００４０】
従って、本発明は、センサーを、印刷回路板の面に取り付けられている他のセンサーに対して直交方向に取り付けるための需要を満たしており、前記直交方向に取り付けられるセンサーは、Ｚ軸上の力又は磁界を測定する。具体的に、本発明は、直交方向のセンサーを、例えば、携帯電話及び他の消費者用及び商業用製品に、薄型方式で取り付けるための方法を提供しており、その方法は、コストに敏感で、大量生産され、普通のＰＣＢアッセンブリ工程に容易に適用することができる。
【００４１】
理解頂けるように、図示の実施形態は、代表的な例に過ぎず、本発明の範囲を限定するものではない。請求項は、記載されている順序又は要素に、その効果について述べていない限り、限定されるものではない。従って、特許請求の範囲に述べる範囲及び精神に含まれる全ての実施形態と、その等価物を、本発明として請求する。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】Ｘ−Ｙ面内の２軸磁気センサーと、Ｚ面の１軸磁気センサーを備えている代表的な実施形態による垂直方向ダイ・チップオンボードセンサーパッケージの概略図である。
【図２】本発明に従って取り付けられている、Ｘ面の１軸磁気センサーと、Ｙ面の１軸磁気センサーと、Ｚ面の１軸磁気センサーとを備えている代表的な実施形態による、垂直方向ダイ・チップオンボードセンサーパッケージの、２つの異なる構成の概略図である。
【図３】垂直方向ダイ・チップオンボードセンサーパッケージの正面及び側面概略図であり、垂直方向センサー、水平方向センサー及びＰＣＢの間の取り付けの代表的な方法を示している。
【図４】代表的な実施形態による、垂直方向ダイ・チップオンボードセンサーパッケージの側面概略図であり、印刷回路板表面上のセンサーの間の代替非導電性接着を示している。
【図５】代表的な実施形態による、垂直方向ダイ・チップオンボードセンサーパッケージの側面概略図であり、印刷回路板表面上のセンサーの間の導電性接着を示している。
【図６】代表的な実施形態による、垂直方向ダイ・チップオンボードセンサーパッケージの側面概略図であり、代表的な補助的非導電性接着による、印刷回路板表面上のセンサーの間の導電性接着を示している。
【図７】一列のＩ／Ｏパッドが垂直方向センサー回路構成要素の感受方向に直交する垂直方向センサー回路構成要素の第２面上に配置されている代表的な実施形態による垂直方向ダイ・チップオンボードセンサーパッケージの概略図である。この列と感受方向の両方は、この代表的な実施形態に示されているのとは違うように配置することができる。
【図８】代表的な実施形態による、垂直方向センサー回路構成要素を印刷回路板（ＰＣＢ）上に取り付ける方法のフローチャートである。
【図９】代表的な実施形態による、多軸磁力計を作る方法のフローチャートである。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、概括的には、センサーを製造する方法と、そのような方法で作られたセンサーに関する。より具体的には、本発明は、薄型多軸センサー、例えば磁気センサーや傾斜センサー、の設計及び製造に関する。
【背景技術】
【０００２】
地球の磁界強度は、約０．５から０．６ガウスであり、地表に平行で常に磁北を指す成分を有している。この磁界は、双極子モデルを使って近似することができ、磁界は常に北を指しているが、地表に対する磁界の角度は、赤道での水平方向から、北半球では下水平方向（即ち、地面に向かって「下向き」）まで、南半球では上水平方向（即ち、空中に向かって「上向き」）まで変化する。全ての場合において、地球の磁界の水平方向は、磁北を指し、コンパスの方向を判定するのに用いられる。
【０００３】
磁気センサーは、２０００年以上に亘って使用されており、主に、地球の磁界を感知して方向を見定め又は航行するために用いられている。今日、磁気センサーは、未だに航行の主たる手段であり、他にも多くの用途が展開されている。その結果、磁気センサーは、医療、研究、及び電子器具、例えば、気象ブイ、仮想現実システム、及び様々な他のシステムに使われている。
【０００４】
近年の消費者用及び商業用の電子装置の設計は、一般的に、数多くの異なる機能の単一のデバイスへの統合と、デバイスを益々小型化する進化とを伴っている。デバイスを小型にし、或いはデバイスに数多くの機能を組み込むには、内部構成要素をできるだけ小さくする必要がある。進路発見及び航行技術をそのような小型のデバイスに組み込むには、磁気センサー及び／又は傾斜センサーのような２次元及び３次元のセンサーのＺ軸方向の高さ（即ち、印刷回路板（ＰＣＢ）の面からの高さ）を最小にしなければならない。垂直方向センサーをＺ軸に沿って取り付けるのは、半導体アッセンブリ業界、特に空間が限られている製品にとっては挑戦である。現在の方法では、垂直方向（Ｚ軸）センサーを、空間が限られており、コストに敏感で、大量生産の、標準的なＰＣＢの工程で作られる製品には搭載できていない。
【０００５】
従って、センサーを、印刷回路板の面に取り付けられている他のセンサーに対して直交方向に取り付けて、Ｚ軸方向の力又は磁界を測定することが必要とされている。具体的には、例えば携帯電話や他の消費者用及び商業用の製品で、直交するセンサーを省スペース方式で取り付けることが必要とされている。これらは、コストに敏感で、大量生産され、一般的なＰＣＢアッセンブリ工程に容易に適合できる製品の需要に応えるものとなる。
【非特許文献１】Ｖａｎ Ｚａｎｔ「マイクロチップ製作、第４版」マグローヒル社（２０００年）、第１８章５５７頁−５９３頁
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の或る態様では、垂直方向センサー回路構成要素と水平方向センサー回路構成要素を備えたセンサーパッケージが提供されている。垂直方向センサー回路構成要素は、第１面、第２面、底縁部、上縁部、２つの側縁部、入／出力（Ｉ／Ｏ）パッド、及び感受方向を備えており、Ｉ／Ｏパッドは、垂直方向センサー回路構成要素の第２面上に配置されており、感受方向は、前記底縁部近くに配置されているＩ／Ｏパッドに垂直となる。或る実施形態では、Ｉ／Ｏパッドは、一列に配置されている。水平方向センサー回路構成要素は、上面、印刷回路板（ＰＣＢ）取り付け面、垂直方向センサー回路構成要素境界縁部、少なくとも２つ又はそれ以上の他の縁部、及び、垂直方向センサー回路構成要素の感受方向に直交する１つ又は複数の感受方向を備えている。本発明のこの態様では、水平方向センサー回路構成要素の、垂直方向センサー回路構成要素境界縁部は、垂直方向センサー回路構成要素をＺ軸に沿って接続的に支えている。
【０００７】
本発明の或る実施形態では、垂直方向センサー回路構成要素の底縁部と上縁部の間の距離は、約１．１ｍｍである。他の実施形態では、垂直方向センサー回路構成要素の底縁部と上縁部の間の距離は、約１．１ｍｍ未満である。
【０００８】
垂直方向センサー回路構成要素上のＩ／Ｏパッドは、ワイヤボンディング、フリップチップ、はんだバンピング、スタッドバンピング、導電性エポキシ、及び可撓性相互接続ボンディング、例えばテープボンディング（ＴＡＢ）、技法から成るグループから選択された方法と適合性のあるのが望ましい。他の実施形態では、垂直方向センサー回路構成要素は、水平方向センサー回路構成要素に導電接続するため、第１面にＩ／Ｏパッドを備えており、前記Ｉ／Ｏパッドは、ワイヤボンディング、フリップチップ、はんだバンピング、スタッドバンピング、導電性エポキシ、及び可撓性相互接続ボンディング、例えばテープボンディング（ＴＡＢ）、技法から成るグループから選択された方法と適合性のあるのが望ましい。このように、垂直方向センサー回路構成要素は、或る実施形態では、水平方向センサー回路構成要素に導電的に接続されていてもよい。
【０００９】
更に別の実施形態では、垂直方向センサー回路構成要素と水平方向センサー回路構成要素は半導体センサーであり、別の実施形態では、センサーの回路構成要素は磁気センサーである。更に別の実施形態では、１つ又は複数の垂直方向センサー回路構成要素と１つ又は複数の水平方向センサー回路構成要素は、傾斜センサーである。更に別の実施形態では、１つ又は複数の垂直方向センサー構成要素は、磁気又は傾斜センサーのような或る種類のセンサーであり、１つ又は複数の水平方向センサー回路構成要素は、垂直方向の支持縁部を提供できる半導体チップのような異なる種類のセンサーであってもよい。更に別の実施形態では、１つ又は複数の垂直方向センサー構成要素は、磁気又は傾斜センサーなど、どの様な種類のセンサーでもよく、１つ又は複数の水平方向センサー回路構成要素は、垂直方向センサー回路構成要素を支持できる垂直方向センサー回路構成要素境界縁部を備えていれば、実際のセンサーか否かに関わらず、どの様な半導体チップでもよい。
【００１０】
本発明の第２の態様では、垂直方向センサー回路構成要素を取り付けるための方法が提供されている。垂直方向センサー回路構成要素は、第１面、第２面、底縁部、上縁部、２つの側縁部、ＰＣＢに対する第２面上に配置されているＩ／Ｏパッドと、を備えている。本方法は、垂直方向センサー回路構成要素の底縁部をＰＣＢに接続する段階と、垂直方向センサー回路構成要素の第１面を、上面、ＰＣＢ取り付け面、垂直方向センサー回路構成要素境界縁部、及びＰＣＢに接続されている少なくとも２つの他の縁部を有する１つ又は複数の水平方向センサー回路構成要素の垂直方向センサー回路構成要素境界縁部に接続する段階と、を備えている。垂直方向センサー回路構成要素は、水平方向センサー回路構成要素の垂直方向センサー回路構成要素境界縁部が、垂直方向センサー回路構成要素をＺ軸に沿って支持するように取り付けてもよい。
【００１１】
或る実施形態では、垂直方向センサー回路構成要素は、ワイヤボンディング、フリップチップ、はんだバンピング、スタッドバンピング、導電性エポキシ、及び可撓性相互接続ボンディング、例えばテープボンディング（ＴＡＢ）、技法から成るグループから選択された方法によって、ＰＣＢに導電的に接続されている。本方法の別の実施形態では、垂直方向センサー回路構成要素は、導電性エポキシ、はんだバンピング、又はスタッドバンピング技法によって、ＰＣＢに導電的に接続されている。本発明の幾つかの実施形態では、垂直方向センサー回路構成要素と１つ又は複数の水平方向センサー回路構成要素は、各縁部が面に実質的に垂直になるように賽の目に切断される。
【００１２】
本発明の第３の態様では、少なくとも２つの直交軸に沿って磁界の強度を測定するための多軸磁力計を作るための方法が提供されている。本方法は、上面、ＰＣＢ取り付け面、垂直方向磁気センサー回路構成要素境界縁部、及び１つ又は複数の縁部を備えた１つ又は複数の磁界感知回路構成要素を、それらのＰＣＢ取り付け面でＰＣＢに取り付ける段階と、第１面、第２面、底縁部、上縁部、２つの側縁部、入／出力（Ｉ／Ｏ）パッド、及び感受方向を備えている垂直方向磁気センサー回路構成要素をＰＣＢに取り付ける段階とから成り、前記Ｉ／Ｏパッドは垂直方向センサー回路構成要素の第２面上に配置され、前記感受方向は底縁部に近接して配置されているＩ／Ｏパッドに直交している。この方法では、垂直方向磁気センサー回路構成要素は、磁界感知回路構成要素に取り付けられ、それによって支持されている。
【００１３】
幾つかの実施形態では、１つ又は複数の磁界感知回路構成要素は、水平方向センサー回路構成要素であり、他の実施形態では、１つ又は複数の水平方向１次元センサー回路構成要素である。垂直方向磁気感知回路構成要素は、磁界感知回路構成要素に導電的又は非導電的に接続することができ、導電性接続は、例えば導電性エポキシ又は接着剤で形成することができ、一方、非導電性接続は、非導電性エポキシのような接着剤で形成することができる。
【００１４】
本発明の第４の態様では、少なくとも２つの直交軸に沿って磁界の強度を測定するための多軸磁力計が提供されている。多軸磁力計は、上に述べた本発明の第３の態様の方法に従って作られている。幾つかの実施形態では、多軸磁力計は、傾斜センサーを更に備えている。傾斜センサーのあるなしに関わらず、３つの直交軸に沿って磁界強度を測定するための多軸磁力計は、ＰＣＢからの高さが約１．１ｍｍの垂直方向磁気センサー回路構成要素を備えていてもよい。同様に、代替実施形態では、傾斜センサーのあるなしに関わらず、垂直方向磁気センサー回路構成要素は、ＰＣＢからの高さが約１．１ｍｍ未満である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明の代表的な実施形態について、図面を参照しながら以下に説明する。
【００１６】
本発明の好適な実施形態について、添付図面を参照しながら詳細に説明するが、図面は代表的な実施形態を示しているに過ぎない。図１は、全体を参照番号１００で示す本発明の３軸センサーの構造を示している。３軸センサーは、センサー回路構成要素（即ちセンサー）が取り付けられている印刷回路板（ＰＣＢ）１０１を含んでいる。例えば、集積回路パッケージに組み込まれるか、又は剥き出しのダイとして用いられる磁気抵抗性又はホール効果材料である水平方向センサー回路構成要素１０２は、ワイヤボンディング、フリップチップ、及び可撓性相互接続ボンディングのような標準的なチップオンボード技法を使って、ＰＣＢ１０１に取り付けられている。例えば、Ｖａｎ Ｚａｎｔの「マイクロチップ製作、第４版」マグローヒル社（２０００年）、第１８章５５７頁から５９３頁を参照頂きたく、同文献の開示を参考文献として援用する。一般的に、１０２、１０３、２０４で示しているセンサーは、「センサー回路構成要素」と呼ばれ、必要に応じて更に具体的な記述子が加えられ、例えば、磁界センサー回路構成要素は、磁界を感知するセンサー回路構成要素である。ここに記載している他のセンサー構成要素も、同じ標準的なチップオンボード技法を使ってＰＣＢ１０１に取り付けることができる。水平方向センサー回路構成要素１０２は、その厚さに沿って略垂直方向縁部を有するように、賽の目に切断されるのが望ましい。水平方向センサー回路構成要素１０２の厚さに沿う縁部は、水平方向センサー回路構成要素１０２に直交方向に取り付けられている垂直方向センサー回路構成要素１０３を支持する働きをする。このことを念頭に、ここで用いる場合、「センサー」及び「水平方向センサー回路構成要素」は、更に、例えば、それ自体は「感知」能力を持たないが、その厚さに沿って、ＰＣＢに垂直方向に取り付けられている磁気センサーのようなセンサーを物理的に支持することのできる垂直方向縁部（「垂直方向センサー回路構成要素境界縁部」）を備えている半導体チップを備えている。代表的な実施形態は、ＰＣＢに垂直方向に取り付けられている２軸磁気センサーを備えた２つの軸の磁気センサーであり、垂直方向に取り付けられている磁気センサーは、ＰＣＢ上に、何らかの総称的（感知又は非感知的）半導体チップに相対して取り付けられている。半導体の１つ又は複数のチップは、垂直方向センサーの垂直方向軸の支持部として働く垂直方向センサー回路構成要素境界縁部を備えていさえすればよい。
【００１７】
図１の代表的な実施形態では、水平方向センサー回路構成要素１０２は、Ｘ及びＹ軸、即ちＰＣＢ１０１の面を定義する軸に沿う磁力のような力を感知する。この例では、垂直方向センサー回路構成要素１０３は、残りの直交軸、即ちＺ軸に沿って力を感知する。従って、この代表的な図では、水平方向センサー回路構成要素１０２は、２次元のセンサーである。取り付けられているあらゆるセンサー回路構成要素から独立しているか、又は取り付けられている何れかの回路構成要素と協力して働く、追加の回路をＰＣＢ１０１に取り付けることも考えられる。第１及び第２センサー回路構成要素は、垂直方向であれ水平方向であれ、図３から図７に示しているように、導電的又は非導電的に互いに接続されていてもよく、更に、図１から図４では、水平方向センサー回路構成要素を同じ高さに描いているが、そのように制限されているわけではない。一般的に、垂直方向センサー回路構成要素は、Ｚ軸沿いには水平方向センサー回路構成要素より高いが、両方の構成要素が同じ高さであってもよいし、水平方向センサー回路構成要素が高くてもよい。しかしながら、センサーパッケージの高さは、約１．１ｍｍ以下であるのが望ましい。
【００１８】
図１に示している本発明の代表的な実施形態によれば、水平方向センサー回路構成要素１０２と垂直方向センサー回路構成要素１０３個々の角度方向は、３次元又は３軸、即ちＸ、Ｙ、Ｚ軸に沿う外部磁界の３つの直交する成分を正確に感知し、測定できるように配置されている。この代表的な実施形態では、そのような位置決めは、垂直方向センサー回路構成要素１０３が水平方向センサー回路構成要素１０２に直角又は垂直に確実に取り付けられることを伴っている。本発明のこの態様の好適な実施形態では、垂直方向センサー回路構成要素１０３、従って垂直方向及び水平方向センサー回路構成要素の組み合わせセンサーパッケージは、薄型で、高さが約１．１ｍｍ以下である。更に、水平方向及び垂直方向センサー回路構成要素は、一般的に、電気的接続部、例えば、各種の適した接続技術の中でもはんだバンピング又はスタッドバンピング用の入力／出力（Ｉ／Ｏ）パッドを、ＰＣＢに取り付ける面や、或る実施形態では他のセンサー回路構成要素に取り付ける面に備えている。別のチップオンボード技法は、ＰＣＢとセンサー回路構成要素の間に、電気的接続を確立するのに用いることができる。
【００１９】
図２は、本発明の方法に従って作られた３軸センサーパッケージの２つの代替構造を示しており、全体を参照番号２００で示している。図２の代表的な実施形態では、センサーパッケージは、少なくとも３つの主要構成要素、即ち、第１及び第２の水平方向１次元センサー回路構成要素２０４と、垂直方向センサー回路構成要素１０３を備えている。ここで用いる「水平方向１次元センサー回路構成要素」とは、単一の軸に沿って力を感知するセンサーのことである。図２では、第１及び第２の水平方向１次元センサー回路構成要素２０４は、それぞれが、ＰＣＢの面上の互いに直交する力を感知するように取り付けられている。図２Ａは、２つの水平方向１次元センサー回路構成要素がＰＣＢ上の空間に分離して取り付けられているセンサーパッケージを示しており、２つのセンサー回路構成要素の内の一方だけが垂直方向センサー回路構成要素１０３の支持部として働いている。図２Ｂは、２つの水平方向１次元センサー回路構成要素２０４が、接触して、導電的又は非導電的に取り付けられ、両方が垂直方向センサー回路構成要素１０３の支持部として働いているセンサーパッケージを示している。水平方向１次元センサー回路構成要素は、水平方向センサー回路構成要素２０４同士が導電的又は非導電的に接触しているが、水平方向１次元センサー回路構成要素の内の一方だけが垂直方向センサー回路構成要素１０３の支持部として働いている、センサーパッケージに取り付けてもよい。本発明の代替実施形態では、垂直方向センサー回路構成要素を、垂直方向に、しかしＺ軸以外の１つ又は複数の軸に沿って力を感知するように取り付けることができる。つまり、本発明のセンサーパッケージを形成するのに用いられている垂直方向及び水平方向センサー回路構成要素は、何れも、１つ又は複数の軸に沿って力を感知することができる。
【００２０】
水平方向１次元センサー回路構成要素２０４（並びに「第１センサー回路構成要素」１０２）は、一般的に、電気的接続部、例えば、はんだバンピング又はスタッドバンピング用の入力／出力（Ｉ／Ｏ）パッドを、少なくともＰＣＢ１０１に取り付ける面に有している。水平方向１次元センサー回路構成要素２０４（並びに「垂直方向センサー回路構成要素」１０３）も、例えばセンサー回路構成要素同士の間のような余分のＰＣＢ電気的接続をやり易くするために、Ｉ／Ｏパッドのような電気的接続部を、ＰＣＢと接する面以外の面に有していてもよい。他のチップオンボード技法を用いて、電気的接続を確立することもできる。
【００２１】
図１の３軸センサー１００と同様に、１つ又は複数の水平方向１次元センサー回路構成要素（２０４）の厚さに沿う縁部は、１つ又は複数の水平方向１次元センサー回路構成要素２０４に直交して取り付けられる垂直方向センサー回路構成要素１０３用の支持部として働く。水平方向１次元センサー回路構成要素２０４は、それらが導電的又は非導電的に接続されている垂直方向に取り付けられたセンサー回路構成要素１０３を支持するため、厚さに沿って略垂直方向の縁部を有するように、賽の目に切断されている。
【００２２】
水平方向１次元センサー回路構成要素２０４は、垂直方向構成要素がＰＣＢ１０１に、概ね、センサーの面ではなく、センサーの厚さ又は縁部に沿って取り付けられている、即ち垂直方向に取り付けられていること以外は、垂直方向センサー回路構成要素１０３と実質的に同じである。そのような垂直方向センサー回路構成要素は、一般的に、センサーの少なくとも１つの面、一般的にはＰＣＢ１０１に取り付けられる縁部近くに、何らかの電気的接続部（例えば、はんだバンピング又はスタッドバンピング用のＩ／Ｏパッド、又はワイヤボンディング用の接着パッド）を有している。Ｉ／Ｏパッドは、一列に配置され、列はセンサーの感受方向に垂直であるのが望ましい。代表的な実施形態について、図７を参照されたい。垂直方向センサー回路構成要素は、１つの軸に沿って力を感知するセンサーを備えており、従って、その様な実施形態では「垂直方向１次元センサー回路構成要素」と呼ばれる。別の実施形態では、垂直方向センサー回路構成要素は、Ｘ、Ｙ、Ｚ軸の何れかに沿う二方向以上の力を感知する。
【００２３】
図２に示す本発明の代表的な実施形態Ａ及びＢによれば、第１及び第２水平方向１次元センサー回路構成要素２０４それぞれと、垂直方向センサー回路構成要素１０３との角度方向は、３次元又は軸、即ちＸ、Ｙ、Ｚ軸に沿う外部磁界の３つの直交する成分を正確に感知し測定するように調整される。本発明のこの態様の好適な実施形態では、垂直方向センサー回路構成要素１０３は、薄型で、即ち高さが約１．１ｍｍに満たない。代替実施形態では、３軸より少ない軸に沿って力を感知する垂直方向ダイ・チップオンボードセンサーパッケージを作ることができる。図２を例に用いると、１つの水平方向１次元センサー回路構成要素２０４を省き、残りの水平方向センサー回路構成要素２０４と垂直方向センサー回路構成要素１０３を、本発明の方法に従って取り付けたまま残すことができる。
【００２４】
図３は、垂直方向ダイ・チップオンボードセンサーパッケージの前面及び側面概略図であり、垂直方向センサー回路構成要素１０３、水平方向センサー回路構成要素１０２、２０４、及びＰＣＢの間の代表的な取り付け方法を示している。図３は、例えば、図１の３軸センサー１００、又は図２の１つ又は複数の水平方向１次元センサー回路構成要素２０４及び垂直方向センサー回路構成要素１０３を備えている。センサーパッケージ、例えば磁気センサーは、センサー回路構成要素を取り付けるＰＣＢ１０１を含んでいる。水平方向センサー回路構成要素１０２又は水平方向１次元センサー回路構成要素２０４は、ワイヤボンディング、フリップチップ及び可撓性相互接続ボンディングのような標準的なチップオンボード技法を使って、電気的接続１０５でＰＣＢ１０１に取り付けられている。そのような代表的な電気的接続は、図３（Ａ）では水平方向センサー回路構成要素１０２、２０４とＰＣＢ１０１の間のワイヤボンディング又はＴＡＢボンディング１０５で表されており、図３（Ａ）及び（Ｃ）では垂直方向センサー回路構成要素１０３とＰＣＢ１０１の間のはんだ付け接合１０５で表されており、図３（Ｂ）では垂直方向センサー回路構成要素１０３とＰＣＢ１０１の間の、導電性エポキシ１０５に包まれているスタッドバンプで表されている。図４−７も、フリップチップ式電気的接続を代表例として示している。電気的接続１０５は、図に示しているものに限定されない。この代表的な実施形態では、ＰＣＢ１０１のＸ−Ｙ面に取り付けられているか、又はＰＣＢ１０１の面上の磁界を感知するセンサー１０２、２０４と、垂直方向センサー回路構成要素１０３は、それらの間の電気的接続１０５を特徴としてはおらず、センサー構成要素接着剤１０４によって接続されており、センサー１０２、２０４、垂直方向センサー回路構成要素１０３、及びＰＣＢ１０１の間には接着剤の層が形成されている。センサー構成要素接着剤１０４は、非導電性又は導電性の何れでもよい。例えば、センサー構成要素接着剤１０４は、非導電性エポキシ、導電性エポキシ、又ははんだで形成することができる。センサー構成要素接着剤１０４は、具体的な縮尺を示唆するためのものではなく、図３に示しているものよりも厚くても薄くてもよい。先に述べた実施形態でのように、ＰＣＢ１０１のＸ−Ｙ面に取り付けられているか、ＰＣＢ１０１の面上の磁界を感知するセンサー１０２、２０４は、その厚さに沿って略垂直方向の縁部を有するように、賽の目に切断されているのが望ましい。センサー１０２、２０４の厚さに沿う縁部は、センサー１０２、２０４、及びＰＣＢ１０１に直交して取り付けられる垂直方向センサー回路構成要素１０３への支持部として働く。
【００２５】
図４は、図３の代表的なセンサーパッケージの代替実施形態の側面図である。この代表的な実施形態では、垂直方向センサー回路構成要素１０３は、水平方向に、即ちＰＣＢ１０１のＸ−Ｙ面上に縁部が垂直方向センサー回路構成要素１０３に対する直接の支持部として働くように取り付けられているセンサー１０２、２０４の縁部に、直接相対して取り付けられている。そのような実施形態では、センサー１０２、２０４と垂直方向センサー回路構成要素１０３は、導電性エポキシ、非導電性エポキシ、又は他の接着剤を備えているセンサー構成要素固定部１０７（導電性、又は望ましくは非導電性）によって接着されているのが望ましい。センサー構成要素固定部１０７は、例えば、センサー１０２、２０４と垂直方向センサー回路構成要素１０３の間の境界１０８に沿ってビードを形成する。代表的な電気的接続１０５は、水平方向センサー回路構成要素１０２、２０４の上面とＰＣＢの間のワイヤボンディング又はＴＡＢボンディング１０５のような可撓性相互接続ボンディング、並びに、水平方向センサー回路構成要素１０２、２０４のＰＣＢ取り付け面とＰＣＢ１０１の間のフリップチップ技法によって示されている。水平方向センサー回路構成要素とＰＣＢの間の電気的相互接続の代替方法は、別々に用いるのが望ましいが、同時に用いてもよい。
【００２６】
図５は、本発明による垂直方向ダイ・チップオンボードセンサーパッケージの別の代わりの代表的な実施形態の側面図である。図５は、図３に示している実施形態と似ているが、１つだけ大きな相違点がある。図５は、ＰＣＢ１０１のＸ−Ｙ面に取り付けられているセンサー１０２、２０４と、垂直方向センサー回路構成要素１０３が、直接電気的に連通しており、即ち、両者の間の電気的接続１０６を特徴としている実施形態を示している。そのような実施形態では、センサー１０２、２０４の縁部、並びに両者の間の電気的接続１０６の両方が、垂直方向センサー回路構成要素１０３の支持部として働く。ＰＣＢ１０１のＸ−Ｙ面に取り付けられているセンサー１０２、２０４と垂直方向センサー回路構成要素１０３の間の電気的接続は、ワイヤボンディング、フリップチップ、及び例えばテープボンディング（ＴＡＢ）などの可撓性相互接続ボンディングのような、当該技術分野における標準的な技法を使って形成することができる。同様に、図２（Ｂ）に示しているような実施形態では、センサー構成要素１０３、２０４は、どちらも、隣接している何れの他のセンサー構成要素とも直接電気的に連通していてもよい。水平方向及び垂直方向センサー回路構成要素は互いに電気的に連通していてもよいが、垂直方向センサー回路構成要素は、例えば、図７に示しているＩ／Ｏパッドによって容易に形成できる接続部を通して、ＰＣＢと電気的に接触しているのが望ましい。図４でのように、代表的な電気的接続１０５は、水平方向センサー回路構成要素１０２、２０４の上面とＰＣＢの間のワイヤボンディング又はＴＡＢボンディングのような可撓性相互接続ボンディング、並びに水平方向センサー回路構成要素１０２、２０４のＰＣＢ取り付け面とＰＣＢ１０１の間のフリップチップ技法によって示されている。この場合も、水平方向センサー回路構成要素とＰＣＢの間の電気的相互接続の方法は、別々に用いるのが望ましいが、同時に用いてもよい。
【００２７】
図６は、本発明による垂直方向ダイ・チップオンボードセンサーパッケージの別の代わりの代表的な実施形態の側面図である。図６は、図５と似ているが、センサー構成要素固定部１０７が追加されている。例えば、センサーを整列不良にするか、或いは損傷させるように作用しかねない大きな力がセンサーに掛かるような、頑強なセンサーを必要とする用途では、１つ又は複数の電気的接続部１０６又はセンサー構成要素接着部１０４から得られる以上の構造的な完全性を必要とする。そのような事例では、垂直方向センサー回路構成要素１０３を、センサー１０２、２０４の縁部に対して、又は直接に、より適切に支え又は支持するために、センサー構成要素固定部１０７を利用することができる。センサー構成要素固定部１０７は、センサー回路構成要素同士の間の境界面の何処にでも配置することができる。例えば、センサー構成要素固定部１０７は、図６に示すように、ダイの側面に沿って配置することもできる。代わりに、センサー構成要素固定部１０７は、図４に示すように、水平方向センサー回路構成要素の面と垂直方向センサー回路構成要素の縁部の間の境界面に沿って配置することもできる。そのような実施形態では、センサー構成要素固定部１０７（導電性、又は望ましくは非導電性）は、例えば、導電性エポキシ、非導電性エポキシ、又は他の接着剤を含んでいる。センサー構成要素固定部１０７は、センサー１０２、２０４と垂直方向センサー回路構成要素１０３の間の境界面１０８に沿ってビードを形成する。同様に、センサー構成要素固定部１０７は、図２（Ｂ）に示しているような、全てのセンサー構成要素１０３、２０４が、直接電気的又は非電気的に連通している実施形態と共に用いることもできる。図４及び図５でのように、先に概説した電気的相互接続１０５を形成する方法は、別々に用いるのが望ましいが、同時に用いてもよい。
【００２８】
図７は、一列のＩ／Ｏパッド７０２が、この代表的な例では垂直方向センサー回路構成要素の感受方向に直交している（図３（Ｃ）に似ている）垂直方向センサー回路構成要素の第２面に配置されている、代表的な垂直方向ダイ・チップオンボードセンサーパッケージの概略図である。先に述べたように、垂直方向センサー回路構成要素は、１つ又は複数の軸に沿って力を感知することができるので、Ｚ軸だけに沿って力を感知できる必要はない。この代表的な実施形態では、垂直方向及び水平方向のセンサー回路構成要素は、例えば図１−６の何れかに示しているように接続することができる。一列の電気的接点は、この代表的な例では、垂直方向センサー回路構成要素の感受方向に直交する、垂直方向センサー回路構成要素の第１面に沿って配置されている。更に、ここではＸ及びＹ軸の２つの軸に沿った力を感知する水平方向センサー回路構成要素を示しているが、水平方向センサー回路構成要素も、Ｚ軸を含む１つの軸に沿った力を感知することができる。はんだ又はスタッドバンプのような電気的接点は、一列に配置され、垂直方向センサー回路構成要素１０３とＰＣＢ１０１の間の電気的接続をやり易くするのが望ましい。
【００２９】
図８は、垂直方向センサー回路構成要素１０３をＰＣＢ１０１に取り付ける方法のフローチャートである。垂直方向センサー回路構成要素は、第１及び第２面、底面、上及び２つの側縁部、及び第２面に底縁部近くに配置されているＩ／Ｏパッドを備えている。垂直方向センサー回路構成要素１０３の底縁部は、ＰＣＢ１０１に導電的又は非導電的に接続されており、そのことは、ボックス１に示している。前記垂直方向センサー回路構成要素１０３は、水平方向センサー回路構成要素１０２、２０４に近接又は隣接して取り付けられている。ボックス２は、垂直方向センサー回路構成要素１０３の第１面を、１つ又は複数の水平方向センサー回路構成要素１０２、２０４の垂直方向センサー回路構成要素境界縁部に接続する段階を示しており、前記水平方向センサー回路構成要素は、上面、ＰＣＢ取り付け面、垂直方向センサー回路構成要素境界縁部、及び少なくとも２つの他の縁部を備えている。ワイヤボンディング、フリップチップ、はんだバンピング、スタッドバンピング、導電性エポキシ、及びテープボンディング（ＴＡＢ）のような可撓性相互接続ボンディング技法のような標準的なチップオンボード技法が用いられる。センサー１０２、２０４は、垂直方向センサー回路構成要素１０３をＰＣＢ１０１に接続する前又は後に取り付けることもできる。垂直方向センサー回路構成要素をＰＣＢ１０１に取り付けるこの方法は、結果として、センサー回路構成要素１０３が電気的又は非電気的に接続されている１つ又は複数の水平方向センサー回路構成要素１０２、２０４の垂直方向センサー回路構成要素境界縁部が、垂直方向センサー回路構成要素１０３をＺ軸に沿って支持することになる。出来上がったセンサーパッケージは、直交整列している感知軸の間の整列の歪みに対して、耐久性及び抵抗性がある。垂直方向センサー回路構成要素１０３は、１つ又は複数の面にＩ／Ｏパッドを備えることができる。ＰＣＢ１０１上に垂直方向に取り付けられている１つ又は複数のセンサー回路構成要素１０３と、望ましくは１つ又は複数の水平方向センサー回路構成要素１０２、２０４は、縁部が面に実質的に垂直になるように、賽の目に切断されているのが望ましい。
【００３０】
幾つかの実施形態では、１つ又は複数の磁界感知回路構成要素は、水平方向センサー回路構成要素であり、別の実施形態では、１つ又は複数の水平方向１次元センサー回路構成要素である。垂直方向磁界感知回路構成要素は、磁界感知回路構成要素に非導電的に接続し、非導電性接続は、非導電性エポキシのような接着剤を使って形成することができる。
【００３１】
図９は、３つの直交軸に沿う磁界の強さを測定するための多軸磁力計を作る方法のフローチャートである。上面、ＰＣＢ取り付け面、垂直方向磁気センサー回路構成要素境界縁部、及び２つ又はそれ以上の他の縁部を備えた１つ又は複数の磁界感知回路構成要素１０２、２０４は、ボックス１に示しているように、それらのＰＣＢ取り付け面によってＰＣＢ１０１に取り付けられている。ボックス２は、第１面、第２面、底縁部、上縁部、２つの側縁部、入／出力（Ｉ／Ｏ）パッド、及び感受方向を備えた磁気センサー回路構成要素１０３を、ＰＣＢ１０１に取り付ける段階を示しており、Ｉ／Ｏパッドは、センサー回路構成要素１０３の第２面に配置されており、この代表的な事例では、感受方向は、底縁部に近接して配置されたＩ／Ｏパッドに垂直である。図７も参照されたい。先に述べたように、垂直方向センサー回路構成要素の感受方向は、Ｚ軸に沿っている必要はない。更に、垂直方向センサー回路構成要素は、２つ以上の軸に沿って力を感知できてもよい。この方法では、垂直に取り付けられている磁気センサー回路構成要素１０３は、水平方向に取り付けられている磁界感知回路構成要素１０２、２０４に取り付けられており、それによって支持されている。垂直方向に取り付けられている磁気感知回路構成要素１０３は、１つ又は複数の磁界感知回路構成要素１０２、２０４に、接着剤、望ましくは非導電性エポキシで非導電的に接続することができる。
【００３２】
幾つかの実施形態では、１つ又は複数の磁界感知回路構成要素は、水平方向センサー回路構成要素（即ち、Ｘ、Ｙ及び／又はＺ軸の内の何れか２軸に沿って力を感知する２次元センサー）であり、別の実施形態では、１つの軸に沿って力を感知する１つ又は複数の水平方向１次元センサー回路構成要素である。垂直方向磁気感知回路構成要素は、磁界感知回路構成要素に非導電的に接続することができ、非導電性接続は、非導電性エポキシのような接着剤で形成することができる。
【００３３】
更に、垂直方向に取り付けられた磁気感知回路構成要素１０３は、その第１面にＩ／Ｏパッドを備えていてもよく、１つ又は複数の磁界感知回路構成要素１０２、２０４は、例えば、それらの上面にＩ／Ｏパッドを備えており、垂直方向磁気感知回路構成要素と１つ又は複数の磁界感知回路構成要素は、Ｉ／Ｏパッドによって導電的に接続することができる。図６も参照されたい。垂直方向磁気感知回路構成要素と１つ又は複数の磁界感知回路構成要素の間の導電性接続は、例えば、ワイヤボンディング、フリップチップ、はんだバンピング、スタッドバンピング、導電性エポキシ、及びテープボンディング（ＴＡＢ）のような可撓性相互接続ボンディング技法によって形成することができる。
【００３４】
本発明の上記態様の好適な実施形態では、垂直方向センサー回路構成要素１０３は、薄型で、即ち、高さが約１．１ｍｍ以下である。更に、各図は、代表的な実施形態を示しており、本発明の垂直方向ダイ・チップオンボードセンサーパッケージ法及びセンサーパッケージを磁気センサーに限定するわけではない。各図の磁気センサーに置き換えることのできる別のセンサー型式は、例えば、傾斜センサーか、又は、ＰＣＢ工程で使用でき、小型で、望ましくは高さが約１．１ｍｍ以下の何らかの他のセンサーである。本発明の垂直方向ダイ・チップオンボードセンサーパッケージと、前記垂直方向ダイ・チップオンボードセンサーパッケージを作る方法は、携帯電話のような持ち運び可能で、手で持てるサイズの装置を含む電子装置に組み込むことができる。
【００３５】
一般的に述べると、磁界は、大きさと方向の両方を有するベクトル量として特徴付けることができる。磁気センサーは、この量を様々な方法で測定する。或る種の磁力計は、磁界の合計強さを測定するが、方向は測定しない（スカラーセンサー）。他の磁力計は、磁化の成分のその感知軸に沿う強さを測定する（全方向性センサー）。この測定は、方向も含んでいる（二方向センサー）。ベクトル磁気センサーは、２つ又は３つの二方向センサーを有していてもよい。或る種の磁気センサーは、ビルトインされた閾値を有しており、その閾値を上回ったときだけに出力を生成する。本発明で使用できる磁気センサーの型式には、リードスイッチ、可変磁気抵抗センサー、磁束ゲート磁力計、磁気誘導センサー、及びホール装置を含む旧式技法が含まれているが、異方性磁気抵抗（ＡＭＲ）センサーのような比較的新しい半導体センサーが、ＰＣＢ工程に適応性があり、小型であるため、好適である。本発明は、先に述べたセンサー、望ましくはＡＭＲセンサーを任意に組み合わせて作られた垂直方向ダイ・チップオンボードセンサーパッケージと関係している。前記センサーパッケージは、製造時に、ここに記載している垂直方向ダイ・チップオンボード法を利用する。
【００３６】
地球の磁界は、（磁界の変化の導関数を測定することによって）、例えば、航行のコンパス方位及びヨーレートを判定するのに利用することができる。ＡＭＲセンサーは、ＤＣ静止磁界、並びに磁界の強さと方向を感知することができるので、地球の磁界内の直線方向及び角度方向の位置と変位を測定する優れた手段を提供する。ＡＭＲセンサーは、一般的に、シリコンウェーハ上に蒸着されたニッケル鉄（パーマロイ）の薄膜で作られ、抵抗性の条片としてパターン化されている。ＡＭＲの薄膜の特性は、磁界が存在しているところでは、薄膜の抵抗を２−３％変化させる。通常、これら抵抗器４個がホイートストンブリッジ構成に接続され、１つの軸に沿って磁界の強さと方向の両方を測定できるようになっている。典型的なＡＭＲセンサーでは、帯域幅は、１−５ＭＨｚの範囲にある。磁気抵抗効果の応答は迅速で、コイル又は振動周波数によって制限されない。ＡＭＲセンサーの他の利点は、低コスト、高感度、小型で、信頼性が高く、十分なノイズ免疫性を有しており、シリコンウェーハ上に大量に製作して、商業ベースの集積回路パッケージに取り付けることができることである。これによって、磁気センサーを、他の回路及びシステムの構成要素と共に自動的に組み立てることができるようになる。ＡＭＲセンサーは、例えば、ハネウェル社から入手可能である。
【００３７】
本発明は、様々な機能の垂直方向ダイ・チップオンボードセンサーパッケージを作るために、本発明の垂直方向ダイ・チップオンボードパッケージ法によって、追加的型式のセンサー（磁気センサー以外）を利用することにも関する。例えば、航行及び輸送機姿勢情報を提供するために、傾斜センサーを磁気センサーと組み合わせて使うことができる。航空機協定は、ヘディング、ピッチ及びロールという３つの角度に関して姿勢パラメータを定義している。３つの角度は、局所的水平面を基準にしている。つまり、この面は地球の重力ベクトルに垂直である。ヘディングは、局所的水平面上の、真北（地球の極軸）から時計回りに測定した角度と定義される。ピッチは、航空機の長手方向軸と局所的水平面の間の角度と定義される（機首が上がっているのが正）。ロールは、局所的水平面と実際の飛行方位の間の長手方向軸回りの角度と定義される（右翼が下がっているのが正）。傾斜センサー出力からヘディング、ピッチ及びロールを求める方法は、当該技術分野では周知である。
【００３８】
普通の傾斜測定装置は、加速度計、電解質（流体）ベースの傾斜センサー、及びジンバル付機械構造体を含んでいる。局所的水平面を求める別の方法は、既知の慣性座標方位を常時維持するためにジャイロスコープを使用することである。ＰＣＢ工程で使用するように適合させることができ小型にすることのできる傾斜センサー、例えば加速度計と電解質センサーは、好適な傾斜センサーである。前記傾斜センサーは、本発明によってＰＣＢに取り付けることができる。
【００３９】
２軸電解質及び二軸加速度計のような低コストの傾斜センサーは、ロール及びピッチ角度を直接測定する。ガラス製の「シンブル」に似ている液体充填式電解質傾斜センサーは、センサーが角度を変えたときの流体の運動を監視する電極を使用する。半導体の加速度計傾斜センサーは、電子機械回路によって地球の重力場を測定する。これらのセンサーは、局所的水平面からの角度の偏りを測定する２つの単軸構成要素を有している点で同様である。信号調整回路は、傾斜角度に比例する出力信号を生成するのに用いられる。これらのセンサーの型式は、動くか又は振動する部品を有していないので、ストラップダウン装置と考えられる。ヘディングを何れの方位にでも出力するためにストラップダウンコンパスが必要な場合、最低でも、コンパスシステムは、３軸磁気センサーと２軸傾斜を有していなければならない。ヘディングの計算は、３つ全ての磁気構成要素（Ｘ、Ｙ、Ｚ）に依存しているので、コンパスの方位を水平面まで数学的に回転させることができる。従って、Ｘｈ及びＹｈ（地球の磁界の水平方向成分）成分を、ヘディング値を求めるために計算することができる。
【００４０】
従って、本発明は、センサーを、印刷回路板の面に取り付けられている他のセンサーに対して直交方向に取り付けるための需要を満たしており、前記直交方向に取り付けられるセンサーは、Ｚ軸上の力又は磁界を測定する。具体的に、本発明は、直交方向のセンサーを、例えば、携帯電話及び他の消費者用及び商業用製品に、薄型方式で取り付けるための方法を提供しており、その方法は、コストに敏感で、大量生産され、普通のＰＣＢアッセンブリ工程に容易に適用することができる。
【００４１】
理解頂けるように、図示の実施形態は、代表的な例に過ぎず、本発明の範囲を限定するものではない。請求項は、記載されている順序又は要素に、その効果について述べていない限り、限定されるものではない。従って、特許請求の範囲に述べる範囲及び精神に含まれる全ての実施形態と、その等価物を、本発明として請求する。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】Ｘ−Ｙ面内の２軸磁気センサーと、Ｚ面の１軸磁気センサーを備えている代表的な実施形態による垂直方向ダイ・チップオンボードセンサーパッケージの概略図である。
【図２】本発明に従って取り付けられている、Ｘ面の１軸磁気センサーと、Ｙ面の１軸磁気センサーと、Ｚ面の１軸磁気センサーとを備えている代表的な実施形態による、垂直方向ダイ・チップオンボードセンサーパッケージの、２つの異なる構成の概略図である。
【図３】垂直方向ダイ・チップオンボードセンサーパッケージの正面及び側面概略図であり、垂直方向センサー、水平方向センサー及びＰＣＢの間の取り付けの代表的な方法を示している。
【図４】代表的な実施形態による、垂直方向ダイ・チップオンボードセンサーパッケージの側面概略図であり、印刷回路板表面上のセンサーの間の代替非導電性接着を示している。
【図５】代表的な実施形態による、垂直方向ダイ・チップオンボードセンサーパッケージの側面概略図であり、印刷回路板表面上のセンサーの間の導電性接着を示している。
【図６】代表的な実施形態による、垂直方向ダイ・チップオンボードセンサーパッケージの側面概略図であり、代表的な補助的非導電性接着による、印刷回路板表面上のセンサーの間の導電性接着を示している。
【図７】一列のＩ／Ｏパッドが垂直方向センサー回路構成要素の感受方向に直交する垂直方向センサー回路構成要素の第２面上に配置されている代表的な実施形態による垂直方向ダイ・チップオンボードセンサーパッケージの概略図である。この列と感受方向の両方は、この代表的な実施形態に示されているのとは違うように配置することができる。
【図８】代表的な実施形態による、垂直方向センサー回路構成要素を印刷回路板（ＰＣＢ）上に取り付ける方法のフローチャートである。
【図９】代表的な実施形態による、多軸磁力計を作る方法のフローチャートである。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
センサーパッケージにおいて、
ａ）第１面、第２面、底縁部、上縁部、２つの側縁部、前記第２面上に配置されている入／出力（Ｉ／Ｏ）パッド、及び少なくとも１つの感受方向を備えた垂直方向センサー回路構成要素と、
ｂ）上面、印刷回路板（ＰＣＢ）取り付け面、垂直方向センサー回路構成要素境界縁部、少なくとも２つ又はそれ以上の他の縁部、及び前記垂直方向センサー回路構成要素の感受方向に直交する少なくとも１つの感受方向を備えた水平方向センサー回路構成要素と、を備えており、
前記水平方向センサー回路構成要素の前記垂直方向センサー回路構成要素境界縁部は、前記垂直方向センサー回路構成要素をＺ軸に沿って接続的に支持している、センサーパッケージ。
【請求項２】
前記垂直方向センサー回路構成要素の前記底縁部と前記上縁部の間の距離は、約１．１ｍｍである、請求項１に記載のセンサーパッケージ。
【請求項３】
前記垂直方向センサー回路構成要素の前記底縁部と前記上縁部の間の距離は、約１．１ｍｍ未満である、請求項１に記載のセンサーパッケージ。
【請求項４】
前記垂直方向センサー回路構成要素の前記Ｉ／Ｏパッドは、一列に配置されている、請求項１に記載のセンサーパッケージ。
【請求項５】
前記垂直方向センサー回路構成要素上の前記Ｉ／Ｏパッドは、ワイヤボンディング、フリップチップ、はんだバンピング、スタッドバンピング、導電性エポキシ、可撓性相互接続ボンディング、及びテープボンディング（ＴＡＢ）技法から成るグループから選択された方法と適合性がある、請求項１に記載のセンサーパッケージ。
【請求項６】
前記第１面は、水平方向センサー回路構成要素に導電的に接続するためのＩ／Ｏパッドを備えている、請求項１に記載の垂直方向センサー回路構成要素。
【請求項７】
前記Ｉ／Ｏパッドは、ワイヤボンディング、フリップチップ、はんだバンピング、スタッドバンピング、導電性エポキシ、可撓性相互接続ボンディング、及びテープボンディング（ＴＡＢ）技法から成るグループから選択された方法と適合性がある、請求項６に記載の垂直方向センサー回路構成要素。
【請求項８】
前記垂直方向センサー回路構成要素と、前記水平方向センサー回路構成要素は、半導体センサーである、請求項１に記載のセンサーパッケージ。
【請求項９】
前記垂直方向センサー回路構成要素と、前記水平方向センサー回路構成要素は、磁気センサーである、請求項１に記載のセンサーパッケージ。
【請求項１０】
前記垂直方向センサー回路構成要素と、前記水平方向センサー回路構成要素は、傾斜センサーである、請求項１に記載のセンサーパッケージ。
【請求項１１】
前記垂直方向センサー回路構成要素はセンサーを備えており、前記水平方向センサー回路構成要素は、垂直方向センサー回路構成要素境界縁部付きの半導体チップを備えている、請求項１に記載のセンサーパッケージ。
【請求項１２】
前記垂直方向センサー回路構成要素は、前記水平方向センサー回路構成要素に導電的に接続されている、請求項１に記載のセンサーパッケージ。
【請求項１３】
第１面、第２面、底縁部、上縁部、２つの側縁部、及び前記第２面上に配置されているＩ／Ｏパッドを備えている垂直方向センサー回路構成要素をＰＣＢに取り付けるための方法において、
ａ）前記垂直方向センサー回路構成要素の前記底縁部を前記ＰＣＢに接続する段階と、
ｂ）前記垂直方向センサー回路構成要素の前記第１面を、上面、ＰＣＢ取り付け面、垂直方向センサー回路構成要素境界縁部、及び少なくとも２つの他の縁部を備えており、且つ前記ＰＣＢに接続されている１つ又は複数の水平方向センサー回路構成要素の前記垂直方向センサー回路構成要素境界縁部に接続する段階と、から成り、
前記垂直方向センサー回路構成要素が接続されている前記水平方向センサー回路構成要素の前記垂直方向センサー回路構成要素境界縁部は、前記垂直方向センサー回路構成要素をＺ軸に沿って支持している、方法。
【請求項１４】
前記垂直方向センサー回路構成要素は、ワイヤボンディング、フリップチップ、はんだバンピング、スタッドバンピング、導電性エポキシ、可撓性相互接続ボンディング、及びテープボンディング（ＴＡＢ）技法から成るグループから選択された方法によって、前記ＰＣＢに導電的に接続されている、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記垂直方向センサー回路構成要素は、導電性エポキシ、はんだバンピング、又はスタッドバンピング技法によって、前記ＰＣＢに導電的に接続されている、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記垂直方向センサー回路構成要素と前記１つ又は複数の水平方向センサー回路構成要素は、前記各縁部が前記各面に実質的に垂直になるように賽の目に切断されている、請求項１３に記載の方法。
【請求項１７】
少なくとも２つの直交軸に沿って磁界の強さを測定するための多軸磁力計を作るための方法において、
ａ）上面、ＰＣＢ取り付け面、垂直方向磁気センサー回路構成要素境界縁部、及び２つ又はそれ以上の他の縁部を備えている１つ又は複数の磁界感知回路構成要素を、それらの前記ＰＣＢ取り付け面でＰＣＢに取り付ける段階と、
ｂ）第１面、第２面、底縁部、上縁部、２つの側縁部、前記第２面上に配置されている入力／出力（Ｉ／Ｏ）パッド、及び感受方向を備えている垂直方向磁気センサー回路構成要素を前記ＰＣＢに取り付ける段階と、から成り、
前記垂直方向磁気センサー回路構成要素は、前記磁界感知回路構成要素に取り付けられ、それによって支持されている、方法。
【請求項１８】
前記磁界感知回路構成要素は、１つ又は複数の水平方向センサー回路構成要素である、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記磁界感知回路構成要素は、１つ又は複数の水平方向１次元センサー回路構成要素である、請求項１７に記載の方法。
【請求項２０】
前記垂直方向磁気感知回路構成要素は、前記磁界感知回路構成要素に非導電的に接続されている、請求項１７に記載の方法。
【請求項２１】
前記非導電性接続は接着剤で形成されている、請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
前記接着剤は非導電性エポキシである、請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
前記垂直方向磁気感知回路構成要素は、前記磁界感知回路構成要素に導電的に接続されている、請求項１７に記載の方法。
【請求項２４】
前記導電性接続は接着剤で形成されている、請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】
前記接着剤は導電性エポキシである、請求項２４に記載の方法。
【請求項２６】
請求項１７の方法に従って作られた、少なくとも２つの直交軸に沿って磁界の強さを測定するための多軸磁力計。
【請求項２７】
傾斜センサーを更に備えている、請求項２６の、３つの直交軸に沿って磁界の強さを測定するための多軸磁力計。
【請求項２８】
前記垂直方向磁気センサー回路構成要素は、高さがＰＣＢの上方約１．１ｍｍである、請求項２６の、３つの直交軸に沿って磁界の強さを測定するための多軸磁力計。
【請求項２９】
前記垂直方向磁気センサー回路構成要素は、高さがＰＣＢの上方約１．１ｍｍである、請求項２７の、３つの直交軸に沿って磁界の強さを測定するための多軸磁力計。
【請求項３０】
前記垂直方向磁気センサー回路構成要素は、高さがＰＣＢの上方約１．１ｍｍ未満である、請求項２６の、３つの直交軸に沿って磁界の強さを測定するための多軸磁力計。
【請求項３１】
前記垂直方向磁気センサー回路構成要素は、高さがＰＣＢの上方約１．１ｍｍ未満である、請求項２７の、３つの直交軸に沿って磁界の強さを測定するための多軸磁力計。
【請求項１】
センサーパッケージにおいて、
ａ）第１面、第２面、底縁部、上縁部、２つの側縁部、前記第２面上に配置されている入／出力（Ｉ／Ｏ）パッド、及び少なくとも１つの感受方向を備えた垂直方向センサー回路構成要素と、
ｂ）上面、印刷回路板（ＰＣＢ）取り付け面、垂直方向センサー回路構成要素境界縁部、少なくとも２つ又はそれ以上の他の縁部、及び前記垂直方向センサー回路構成要素の感受方向に直交する少なくとも１つの感受方向を備えた水平方向センサー回路構成要素と、を備えており、
前記水平方向センサー回路構成要素の前記垂直方向センサー回路構成要素境界縁部は、前記垂直方向センサー回路構成要素をＺ軸に沿って接続的に支持している、センサーパッケージ。
【請求項２】
前記垂直方向センサー回路構成要素の前記底縁部と前記上縁部の間の距離は、約１．１ｍｍである、請求項１に記載のセンサーパッケージ。
【請求項３】
前記垂直方向センサー回路構成要素の前記底縁部と前記上縁部の間の距離は、約１．１ｍｍ未満である、請求項１に記載のセンサーパッケージ。
【請求項４】
前記垂直方向センサー回路構成要素の前記Ｉ／Ｏパッドは、一列に配置されている、請求項１に記載のセンサーパッケージ。
【請求項５】
前記垂直方向センサー回路構成要素上の前記Ｉ／Ｏパッドは、ワイヤボンディング、フリップチップ、はんだバンピング、スタッドバンピング、導電性エポキシ、可撓性相互接続ボンディング、及びテープボンディング（ＴＡＢ）技法から成るグループから選択された方法と適合性がある、請求項１に記載のセンサーパッケージ。
【請求項６】
前記第１面は、水平方向センサー回路構成要素に導電的に接続するためのＩ／Ｏパッドを備えている、請求項１に記載の垂直方向センサー回路構成要素。
【請求項７】
前記Ｉ／Ｏパッドは、ワイヤボンディング、フリップチップ、はんだバンピング、スタッドバンピング、導電性エポキシ、可撓性相互接続ボンディング、及びテープボンディング（ＴＡＢ）技法から成るグループから選択された方法と適合性がある、請求項６に記載の垂直方向センサー回路構成要素。
【請求項８】
前記垂直方向センサー回路構成要素と、前記水平方向センサー回路構成要素は、半導体センサーである、請求項１に記載のセンサーパッケージ。
【請求項９】
前記垂直方向センサー回路構成要素と、前記水平方向センサー回路構成要素は、磁気センサーである、請求項１に記載のセンサーパッケージ。
【請求項１０】
前記垂直方向センサー回路構成要素と、前記水平方向センサー回路構成要素は、傾斜センサーである、請求項１に記載のセンサーパッケージ。
【請求項１１】
前記垂直方向センサー回路構成要素はセンサーを備えており、前記水平方向センサー回路構成要素は、垂直方向センサー回路構成要素境界縁部付きの半導体チップを備えている、請求項１に記載のセンサーパッケージ。
【請求項１２】
前記垂直方向センサー回路構成要素は、前記水平方向センサー回路構成要素に導電的に接続されている、請求項１に記載のセンサーパッケージ。
【請求項１３】
第１面、第２面、底縁部、上縁部、２つの側縁部、及び前記第２面上に配置されているＩ／Ｏパッドを備えている垂直方向センサー回路構成要素をＰＣＢに取り付けるための方法において、
ａ）前記垂直方向センサー回路構成要素の前記底縁部を前記ＰＣＢに接続する段階と、
ｂ）前記垂直方向センサー回路構成要素の前記第１面を、上面、ＰＣＢ取り付け面、垂直方向センサー回路構成要素境界縁部、及び少なくとも２つの他の縁部を備えており、且つ前記ＰＣＢに接続されている１つ又は複数の水平方向センサー回路構成要素の前記垂直方向センサー回路構成要素境界縁部に接続する段階と、から成り、
前記垂直方向センサー回路構成要素が接続されている前記水平方向センサー回路構成要素の前記垂直方向センサー回路構成要素境界縁部は、前記垂直方向センサー回路構成要素をＺ軸に沿って支持している、方法。
【請求項１４】
前記垂直方向センサー回路構成要素は、ワイヤボンディング、フリップチップ、はんだバンピング、スタッドバンピング、導電性エポキシ、可撓性相互接続ボンディング、及びテープボンディング（ＴＡＢ）技法から成るグループから選択された方法によって、前記ＰＣＢに導電的に接続されている、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記垂直方向センサー回路構成要素は、導電性エポキシ、はんだバンピング、又はスタッドバンピング技法によって、前記ＰＣＢに導電的に接続されている、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記垂直方向センサー回路構成要素と前記１つ又は複数の水平方向センサー回路構成要素は、前記各縁部が前記各面に実質的に垂直になるように賽の目に切断されている、請求項１３に記載の方法。
【請求項１７】
少なくとも２つの直交軸に沿って磁界の強さを測定するための多軸磁力計を作るための方法において、
ａ）上面、ＰＣＢ取り付け面、垂直方向磁気センサー回路構成要素境界縁部、及び２つ又はそれ以上の他の縁部を備えている１つ又は複数の磁界感知回路構成要素を、それらの前記ＰＣＢ取り付け面でＰＣＢに取り付ける段階と、
ｂ）第１面、第２面、底縁部、上縁部、２つの側縁部、前記第２面上に配置されている入力／出力（Ｉ／Ｏ）パッド、及び感受方向を備えている垂直方向磁気センサー回路構成要素を前記ＰＣＢに取り付ける段階と、から成り、
前記垂直方向磁気センサー回路構成要素は、前記磁界感知回路構成要素に取り付けられ、それによって支持されている、方法。
【請求項１８】
前記磁界感知回路構成要素は、１つ又は複数の水平方向センサー回路構成要素である、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記磁界感知回路構成要素は、１つ又は複数の水平方向１次元センサー回路構成要素である、請求項１７に記載の方法。
【請求項２０】
前記垂直方向磁気感知回路構成要素は、前記磁界感知回路構成要素に非導電的に接続されている、請求項１７に記載の方法。
【請求項２１】
前記非導電性接続は接着剤で形成されている、請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
前記接着剤は非導電性エポキシである、請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
前記垂直方向磁気感知回路構成要素は、前記磁界感知回路構成要素に導電的に接続されている、請求項１７に記載の方法。
【請求項２４】
前記導電性接続は接着剤で形成されている、請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】
前記接着剤は導電性エポキシである、請求項２４に記載の方法。
【請求項２６】
請求項１７の方法に従って作られた、少なくとも２つの直交軸に沿って磁界の強さを測定するための多軸磁力計。
【請求項２７】
傾斜センサーを更に備えている、請求項２６の、３つの直交軸に沿って磁界の強さを測定するための多軸磁力計。
【請求項２８】
前記垂直方向磁気センサー回路構成要素は、高さがＰＣＢの上方約１．１ｍｍである、請求項２６の、３つの直交軸に沿って磁界の強さを測定するための多軸磁力計。
【請求項２９】
前記垂直方向磁気センサー回路構成要素は、高さがＰＣＢの上方約１．１ｍｍである、請求項２７の、３つの直交軸に沿って磁界の強さを測定するための多軸磁力計。
【請求項３０】
前記垂直方向磁気センサー回路構成要素は、高さがＰＣＢの上方約１．１ｍｍ未満である、請求項２６の、３つの直交軸に沿って磁界の強さを測定するための多軸磁力計。
【請求項３１】
前記垂直方向磁気センサー回路構成要素は、高さがＰＣＢの上方約１．１ｍｍ未満である、請求項２７の、３つの直交軸に沿って磁界の強さを測定するための多軸磁力計。
【図１】
【図２】
【図３（Ｉ）】
【図３（ＩＩ）】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３（Ｉ）】
【図３（ＩＩ）】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公表番号】特表２００７−５２５６７６（Ｐ２００７−５２５６７６Ａ）
【公表日】平成１９年９月６日（２００７．９．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−５００９８０（Ｐ２００７−５００９８０）
【出願日】平成１７年２月２５日（２００５．２．２５）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００５／００５９４６
【国際公開番号】ＷＯ２００５／０８５８９１
【国際公開日】平成１７年９月１５日（２００５．９．１５）
【出願人】（５００５７５８２４）ハネウェル・インターナショナル・インコーポレーテッド (1,504)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成１９年９月６日（２００７．９．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年２月２５日（２００５．２．２５）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００５／００５９４６
【国際公開番号】ＷＯ２００５／０８５８９１
【国際公開日】平成１７年９月１５日（２００５．９．１５）
【出願人】（５００５７５８２４）ハネウェル・インターナショナル・インコーポレーテッド (1,504)
【Ｆターム（参考）】
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