説明

磁気センサパッケージ

【課題】より小型化を図ることができる磁気センサパッケージを提供すること。
【解決手段】基材1の主面上には、半導体素子であるIC2が実装されている。このIC2の主面上には、X軸用磁気センサ3a及びY軸用磁気センサ3bが実装されている。また、基材1の主面上には、Z軸用磁気センサ3cが実装されている。X軸用磁気センサ3a及びY軸用磁気センサ3bは、それぞれIC2と直接電気的に接続されており、Z軸用磁気センサ3cは、配線1bを介してIC2と電気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、電子コンパスなどに使用する磁気センサパッケージに関する。
【背景技術】
【0002】
地磁気を検出する磁気センサを備えてなる電子コンパスは、例えば、X軸用磁気センサ、Y軸用磁気センサ及びZ軸用磁気センサで地磁気を検出する。このような電子コンパスは、基材上にICと、磁気センサとを実装し、例えばワイヤボンディングなどで電気的に接続した後にパッケージングして構成されている(特許文献1)。
【0003】
このようなパッケージは、例えば、図5に示すように、基材11の主面上にIC12が実装されており、その同じ主面上にX軸用磁気センサ13a、Y軸用磁気センサ13b及びZ軸用磁気センサ13cが実装されている。それぞれのX軸用磁気センサ13a、Y軸用磁気センサ13b及びZ軸用磁気センサ13cは、IC12に対してワイヤ14により電気的に接続されている。また、この基材11は、パッケージ材15によりパッケージングされている。
【特許文献1】特開2005−277364号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、図5に示す磁気センサパッケージにおいては、基材11上に、IC12並びにX軸用磁気センサ13a、Y軸用磁気センサ13b及びZ軸用磁気センサ13cを実装しているので、4チップ分の実装領域を確保する必要があり、全体としてデバイスが大きくなってしまう。近年、パッケージの小型化が顕著に進展しており、さらなるパッケージの小型化が必要であるが、図5に示す構成では、この小型化の要請に対応することができない。
【0005】
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、より小型化を図ることができる磁気センサパッケージを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明の磁気センサパッケージは、半導体素子が実装された基板と、前記半導体素子上に実装されたX軸用磁気センサ及びY軸用磁気センサと、前記基板上に実装されたZ軸用磁気センサと、を具備することを特徴とする。
【0007】
この構成によれば、基材上にX軸用磁気センサ及びY軸用磁気センサのための実装領域を設ける必要がないので、磁気センサパッケージの小型化を図ることができる。
【0008】
本発明の磁気センサパッケージにおいては、前記Z軸用磁気センサが、絶縁基材と、前記基材の一面に形成された磁気素子とを有し、前記磁気素子が前記一面と平行な感度軸を有することが好ましい。この場合において、前記磁気素子が巨大磁気抵抗効果素子であり、前記Z軸用磁気センサが、前記磁気素子の前記感度軸の向きを前記基板面と直交するように実装されたことが好ましい。
【0009】
本発明の磁気センサパッケージにおいては、前記Z軸用磁気センサは、前記基板に対してバンプを用いて電気的に接続されていることが好ましい。
【0010】
本発明の磁気センサパッケージにおいては、前記Z軸用磁気センサは、前記半導体素子に対してバンプを用いて電気的に接続されていることが好ましい。この構成によれば、磁気センサパッケージのさらなる小型化を図ることが可能となる。
【発明の効果】
【0011】
本発明の磁気センサパッケージは、半導体素子が実装された基板と、前記半導体素子上に実装されたX軸用磁気センサ及びY軸用磁気センサと、前記基板上に実装されたZ軸用磁気センサと、を具備するので、より小型化を図ることができるものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【0012】
本発明者らは、X軸用磁気センサ、Y軸用磁気センサ、Z軸用磁気センサのうち、特性上、基材上に実装すべき磁気センサがZ軸用磁気センサであることに着目し、このZ軸用磁気センサのみは基材上に実装し、その他の磁気センサを半導体素子上に実装することによりパッケージ全体の小型化ができることを見出し本発明をするに至った。
【0013】
すなわち、本発明の骨子は、半導体素子が実装された基板と、前記半導体素子上に実装されたX軸用磁気センサ及びY軸用磁気センサと、前記基板上に実装されたZ軸用磁気センサと、を具備することにより、磁気センサパッケージのさらなる小型化を図ることである。
【0014】
以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して詳細に説明する。
(実施の形態1)
図1は、本発明の実施の形態1に係る磁気センサパッケージを説明するための図である。図1に示す磁気センサパッケージは、基材1を備えている。基材1の主面上には、半導体素子であるIC2が実装されている。すなわち、基材1の主面上には、実装部(図示せず)が形成されており、この実装部上にIC2が接着剤などでダイボンドされる。
【0015】
また、このIC2の主面上には、X軸用磁気センサ3a及びY軸用磁気センサ3bが実装されている。すなわち、IC2の主面上には、電極パッド2a及び実装部(図示せず)が形成されており、この実装部上にX軸用磁気センサ3a及びY軸用磁気センサ3bが接着剤などでダイボンドされ、X軸用磁気センサ3a及びY軸用磁気センサ3bに設けられた電極パッド3dと、電極パッド2aとがワイヤ4でワイヤボンディングされている。X軸用磁気センサ3a及びY軸用磁気センサ3bは、それぞれ絶縁基板上に形成された薄膜巨大磁気抵抗効果素子によって、素子形成面に平行な感度軸を有している。すなわち、素子形成面をIC2の主面と略平行になるように実装されている。
【0016】
また、基材1の主面上には、Z軸用磁気センサ3cが実装されている。すなわち、基材1の主面上には、配線1b及び実装部(図示せず)が形成されており、この実装部上にZ軸用磁気センサ3cが接着剤などでダイボンドされ、図2に示すように、Z軸用磁気センサ3cの側面下方に設けられた電極パッド3eと、配線1bとがバンプ5により電気的に接続されている(コーナーバンプボンディング)。また、配線1bと、IC2の電極パッド2aとがワイヤ4によりワイヤボンディングされている。さらに、基材1の主面上に形成された電極パッド1aと、IC2の電極パッドとがワイヤ4によりワイヤボンディングされている。
【0017】
Z軸用磁気センサ3cは、絶縁基板上に形成された薄膜巨大磁気抵抗効果素子によって、素子形成面に平行な感度軸を有している。すなわち、素子形成面が基材1の主面と略直交し、感度軸が基材1の主面と略直交するように実装されている。また、Z軸用磁気センサ3cの素子形成面は、基材1と垂直な方向に短辺を有する略長方形形状とするとパッケージ全体の厚みを薄く形成することが可能となるため望ましい。
【0018】
したがって、図1に示す構成においては、X軸用磁気センサ3a及びY軸用磁気センサ3bは、それぞれIC2とワイヤ4により直接電気的に接続されており、Z軸用磁気センサ3cは、配線1bを介してワイヤ4によりIC2と電気的に接続されている。また、基材1のセンサ実装側の主面は、図示しないパッケージ材によりパッケージングされている。一方、基材1のセンサ実装側と反対側の主面には、電極パッドや配線(いずれも図示せず)が形成されており、これにより、この磁気センサパッケージは、他のデバイスやプリント配線板に実装されたときに、この電極パッドを介して電気的接続を図るようになっている。
【0019】
図1に示す構成においては、X軸用磁気センサ3a及びY軸用磁気センサ3bは、IC2上に実装していても、IC2の厚さ方向の平行度の影響は受けにくいので正確にX軸方向及びY軸方向の磁気検出を行うことができる。これに対して、Z軸用磁気センサについては、基材1の主面に対して垂直方向の地磁気を検出するため、基材1の主面に対して垂直方向に配置するように基材1上に直接実装している。このため、Z軸方向の磁気検出に関して、基材1上にIC2を実装する際の実装傾きなどの影響がない。このように、3軸方向の磁気検出を正確に行うことができる。
【0020】
さらに、図1に示す構成においては、基材1に、X軸用磁気センサ3a及びY軸用磁気センサ3bのための実装領域を設ける必要がないので、磁気センサパッケージの小型化を図ることができる。さらに、X軸用磁気センサ3a及びY軸用磁気センサ3bの厚みを、Z軸用磁気センサ3cの厚みよりも薄く形成しても良い。この構成を取ることにより、パッケージ全体の厚みを薄く形成することが可能となり、またZ用磁気センサ3cと基材1の接合面積も十分に確保できるため、実装する際の傾きの影響を小さくできる。
【0021】
(実施の形態2)
図3は、本発明の実施の形態2に係る磁気センサパッケージを説明するための図である。図3に示す磁気センサパッケージは、基材1を備えている。基材1の主面上には、半導体素子であるIC2が実装されている。すなわち、基材1の主面上には、実装部(図示せず)が形成されており、この実装部上にIC2が接着剤などでダイボンドされる。
【0022】
また、このIC2の主面上には、X軸用磁気センサ3a及びY軸用磁気センサ3bが実装されている。すなわち、IC2の主面上には、電極パッド2a及び実装部(図示せず)が形成されており、この実装部上にX軸用磁気センサ3a及びY軸用磁気センサ3bが接着剤などでダイボンドされ、X軸用磁気センサ3a及びY軸用磁気センサ3bに設けられた電極パッド3dと、電極パッド2aとがワイヤ4でワイヤボンディングされている。
【0023】
また、基材1の主面上には、Z軸用磁気センサ3cが実装されている。すなわち、基材1の主面上には、実装部(図示せず)が形成されており、この実装部上にZ軸用磁気センサ3cが接着剤などでダイボンドされ、図4に示すように、Z軸用磁気センサ3cの側面上方に設けられた電極パッド3eと、IC2の電極パッド2aとがバンプ5により直接電気的に接続されている(コーナーバンプボンディング)。
【0024】
したがって、図3に示す構成においては、X軸用磁気センサ3a及びY軸用磁気センサ3bは、それぞれIC2とワイヤ4により直接電気的に接続されており、Z軸用磁気センサ3cは、バンプ5によりIC2と直接電気的に接続されている。また、基材1のセンサ実装側の主面は、図示しないパッケージ材によりパッケージングされている。一方、基材1のセンサ実装側と反対側の主面には、電極パッドや配線(いずれも図示せず)が形成されており、これにより、この磁気センサパッケージは、他のデバイスやプリント配線板に実装されたときに、この電極パッドを介して電気的接続を図るようになっている。
【0025】
図3に示す構成においては、X軸用磁気センサ3a及びY軸用磁気センサ3bは、IC2上に実装していても、IC2の厚さ方向の平行度の影響は受けにくいので正確にX軸方向及びY軸方向の磁気検出を行うことができる。これに対して、Z軸用磁気センサについては、基材1の主面に対して垂直方向の地磁気を検出するため、基材1の主面に対して垂直方向に配置するように基材1上に直接実装している。このため、Z軸方向の磁気検出に関して、基材1上にIC2を実装する際の実装傾きなどの影響がない。この場合において、Z軸用磁気センサ3cは、その側面の上部でIC2と電気的に接続されている。このため、Z軸用磁気センサ3cとIC2との間の接続部は、Z軸用磁気センサ3cが基材1上に実装される際に用いられる接着剤のはみ出しなどの影響を受けることがない。このため、該接続部の信頼性が高い。このように、3軸方向の磁気検出を正確に行うことができる。さらに、Z軸用磁気センサ3cとIC2との間の接続部がコーナーバンプボンディングにより簡単な構成としているので、ボンディングの順序に関して自由度が大きくなり、より製造プロセスを簡略化することが可能となる。
【0026】
また、図3に示す構成においては、基材1に、X軸用磁気センサ3a及びY軸用磁気センサ3bのための実装領域を設ける必要がなく、しかもZ軸用磁気センサ3cがIC2と直接電気的に接続されているので、図1に示す配線1bの領域も不要となり、磁気センサパッケージのさらなる小型化を図ることができる。さらに、X軸用磁気センサ3a及びY軸用磁気センサ3bの厚みを、Z軸用磁気センサ3cの厚みよりも薄く形成しても良い。この構成を取ることにより、パッケージ全体の厚みを薄く形成することが可能となり、またZ用磁気センサ3cと基材1の接合面積も十分に確保できるため、実装する際の傾きの影響を小さくできる。
【0027】
本発明は上記実施の形態1,2に限定されず、種々変更して実施することが可能である。例えば、X軸用磁気センサ3a及びY軸用磁気センサ3bは、IC2上に直接形成された薄膜磁気センサ素子であってもよい。この構成によりさらにパッケージの薄型化を図ることが可能となる。また、本発明の範囲を逸脱しない限りにおいて、部材の数、配置、材質などについては適宜変更して実施することが可能である。その他、本発明の範囲を逸脱しないで適宜変更して実施することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【0028】
【図1】本発明の実施の形態1に係る磁気センサパッケージを説明するための図である。
【図2】図1に示す磁気センサパッケージを矢印方向から見た図である。
【図3】本発明の実施の形態2に係る磁気センサパッケージの他の例を説明するための図である。
【図4】図3に示す磁気センサパッケージを矢印方向から見た図である。
【図5】従来の磁気センサパッケージを説明するための図である。
【符号の説明】
【0029】
1 基材
1a,2a,3d,3e 電極パッド
1b 配線
2 IC
3a,3b,3c 磁気センサ
4 ワイヤ
5 バンプ

【特許請求の範囲】
【請求項1】
半導体素子が実装された基板と、前記半導体素子上に実装されたX軸用磁気センサ及びY軸用磁気センサと、前記基板上に実装されたZ軸用磁気センサと、を具備することを特徴とする磁気センサパッケージ。
【請求項2】
前記Z軸用磁気センサが、絶縁基材と、前記基材の一面に形成された磁気素子とを有し、前記磁気素子が前記一面と平行な感度軸を有することを特徴とする請求項1記載の磁気センサパッケージ。
【請求項3】
前記磁気素子が巨大磁気抵抗効果素子であり、前記Z軸用磁気センサが、前記磁気素子の前記感度軸の向きを前記基板面と直交するように実装されたことを特徴とする請求項2記載の磁気センサパッケージ。
【請求項4】
前記Z軸用磁気センサは、前記基板に対してバンプを用いて電気的に接続されていることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれかに記載の磁気センサパッケージ。
【請求項5】
前記Z軸用磁気センサは、前記半導体素子に対してバンプを用いて電気的に接続されていることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれかに記載の磁気センサパッケージ。

【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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【公開番号】特開2009−229296(P2009−229296A)
【公開日】平成21年10月8日(2009.10.8)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2008−76172(P2008−76172)
【出願日】平成20年3月24日(2008.3.24)
【出願人】(000010098)アルプス電気株式会社 (4,263)
【Fターム(参考)】