JP2014192241A - 磁気センサ及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明の磁気サンサは、基板1上又は基板1内に設けられた感磁部2と、この感磁部2に電気的に接続される複数の電極部5とを有する。感光性樹脂3と蓋部4とをさらに備え、感光性樹脂3は、電極部5上に基板1に対して垂直方向に設けられたもので、蓋部4は、感光性樹脂3に支持されたものである。感磁部2は、基板1と電極部5と感光性樹脂3と蓋部4とにより囲まれ、感磁部2と蓋部4との間には中空部8が設けられている。
【選択図】図1
Description
この種の磁気センサは、磁場を感じる感磁部と、その変化を出力する電極からなり、感磁部はSiあるいはInSb、GaAs等の化合物半導体からなるものが良く知られている。通常、これらの磁気センサはウェハ状の基板上に形成された後に個片化され、結線のための端子を備えたフレーム上に固定された後にセンサの電極とフレームの端子が接続され、その後エポキシ樹脂等の半導体素子封止用の樹脂等により保護される。
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、ばらつきなく応力が低減され、小型化が可能な中空構造を簡便に形成することが可能な磁気センサ及びその製造方法を提供することにある。
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、前記蓋部(4)が、板状であることを特徴とする。
また、請求項4に記載の発明は、請求項1,2又は3に記載の発明において、前記蓋部が、非磁性材料であることを特徴とする。
また、請求項7に記載の発明は、請求項5又は6に記載の発明において、前記蓋部が、開口部を有するか、または、前記蓋部を配置する工程の後に前記蓋部に開口部を形成する工程をさらに有することを特徴とする。
また、請求項8に記載の発明は、請求項5,6又は7に記載の発明において、前記蓋部が、非磁性材料であることを特徴とする。
また、請求項10に記載の発明は、請求項9に記載の発明において、前記配線部材が、個片化された磁気センサを支持するものであり、前記配線部材と前記電極部が、導電性材料を介して接続されることを特徴とする。
図1(a),(b)は、本発明に係る磁気センサを説明するための構成図で、図1(a)は平面図、図1(b)は図1(a)のA−A’線における断面図である。なお、図1(a)における点線部4’は、蓋部4の外周部を示している。
本発明の磁気サンサは、基板1上又は基板1内に設けられた感磁部2と、この感磁部2に電気的に接続される複数の電極部5とを有する磁気センサである。
このようにして、感磁部2は、基板1と電極部5と感光性樹脂3と蓋部4とにより囲まれ、感磁部2と蓋部4との間には中空部8が設けられている。
また、感光性樹脂3の厚みは、2μm以上10μm以下であり、幅が2μm以上10μm以下であることは好ましい。また、蓋部4は、板状であることは好ましい。また、蓋部は、非磁性材料であることが好ましい。
本発明の磁気センサの製造方法は、基板1上又は基板1内に設けられた感磁部2と、この感磁部2に電気的に接続される複数の電極部5とを有する磁気センサの製造方法である。
本発明の磁気センサの製造方法は、磁気センサパターンを形成する工程と、感光性樹脂を塗布する工程と、感光性樹脂をパターニングする工程と、感光性樹脂と蓋部を接着する工程とを有している。
感光性樹脂をパターニングする工程は、フォトリソグラフィ法で露光・現像し、平面視したときに感光性樹脂が感磁部を囲むように感光性樹脂をパターニングする工程である。感光性樹脂と蓋部を接着する工程は、感光性樹脂上に蓋部を配置して、感光性樹脂と蓋部を接着する工程である。
また、蓋部が、開口部を有するか、または、蓋部を配置する工程の後に蓋部に開口部を形成する工程をさらに有している。また、蓋部が、非磁性材料であることが好ましい。
また、磁気センサパターンを形成する工程において、この磁気センサパターンを複数形成し、感光性樹脂を硬化する工程の後に、磁気センサパターンに応じて各パターンを個片化する工程と、個片化された磁気センサの電極と、配線部材とを電気的に接続する工程とをさらに有することが好ましい。
平面視したときに感光性樹脂が感磁部を囲むように感光性樹脂をパターニングする工程と、この感光性樹脂上に蓋部を配置し、感光性樹脂と蓋部を接着する工程とを備えることにより、小型化が可能な中空構造を簡便に形成することが可能になる。
[磁気センサパターン形成工程]
本発明の磁気センサの製造方法における磁気センサパターンを形成する工程は、所望のパターンを有する感磁部と、感磁部に接続される複数の電極部とからなる磁気センサパターンを基板上に形成する工程である。
感磁部を形成する方法は特に制限されないが、基板上に感磁層となる半導体部を形成し、所望のパターンになるようにエッチングまたはリフトオフすることで、所望のパターンを有する感磁部を形成することが出来る。感磁層となる半導体部を形成する方法としては、例えば、基板にイオンインプランテーション法により感磁部となる半導体部を形成する方法や、MBE法やMOCVD法等により半導体部を積層させる方法が挙げられる。
4端子型の磁気センサを構成する場合は、感磁部のパターンをクロス型にする形態が挙げられる。
本発明の磁気センサの製造方法における感光性樹脂を塗布する工程は、磁気センサパターンが形成された基板上に感光性樹脂を塗布する工程である。
塗布する感光性樹脂としては、フォトリソグラフィ法でパターニングが可能であり、かつ所望の条件により硬化するものであればよい。具体的には、感光性接着剤が挙げられるがこの限りではない。中空部の密閉性を高める観点から、塗布された感光性樹脂の表面平坦性が高くなるように塗布することが好ましい。
本発明の磁気センサの製造方法におけるパターニング工程は、塗布された感光性樹脂をフォトリソグラフィ法で露光・現像し、平面視したときに感光性樹脂が感磁部を囲むように感光性樹脂をパターニングする工程である。
パターニングされた感光性樹脂の形状・パターンは、平面視したときに少なくとも感磁部の一部を囲むものであれば特に制限されないが、磁気センサにかかる応力に起因した出力変動を低減する観点から、感磁部の全体を囲むものが好ましい。少なくとも感磁部の実効的な動作部に係る応力を低減する観点から、電極に覆われていない領域の感磁部全体を囲むように形成されるものが好ましい。
加工ばらつきや外部応力によって感磁部と蓋部の接触を防止する観点から、感光性樹脂の厚みは、2μm以上であることが好ましい。また、感光性樹脂の形状安定性や蓋部の支持安定性の観点から、感光性樹脂の厚みは10μm以下であることが好ましい。
また、モールド樹脂からの応力による感光性樹脂の収縮に起因した感磁部と蓋部の接触防止の観点から感光性樹脂のヤング率が0.3GPa以上であることが好ましい。一方、感光性樹脂と基板の膨張率の差に起因するはがれ防止の観点から、感光性樹脂のヤング率が1.5GPa以下であることが好ましい。
本発明の磁気センサの製造方法における蓋配置工程は、パターニングされた感光性樹脂上に蓋部を配置し、該感光性樹脂と蓋部を接着する工程である。
蓋部の形状は特に制限されないが、感磁部を囲む感光性樹脂のパターンに対応した形状であることが好ましい。また、温度等に起因した中空部の気体の収縮、膨張による特性変動・素子へのダメージ抑制の観点から、蓋部は開口部を有することが好ましい。また、蓋部が開口部を有することに替えもしくは加え、蓋部を配置する工程の後に蓋部に開口部を形成する工程をさらに備えることも好ましい。
また、蓋部に起因したノイズを低減する観点から、蓋部は非磁性材料であることが好ましい。非磁性材料の具体例としてはエポキシ樹脂等が挙げられる。
感磁部表面に平行な方向の応力による感光性樹脂と蓋部の接着部破断抑制の観点から、蓋部は板状であることが好ましい。
感光性樹脂と蓋部を接着する方法は、使用する感光性樹脂に適した方法を採用することが出来、例えば圧力や熱による接着や紫外線照射による接着が挙げられるがこの限りではない。
本発明の磁気センサの製造方法は、磁気センサパターンを形成する工程において、磁気センサパターンを複数形成し、感光性樹脂を硬化する工程の後に、磁気センサパターンに応じて各パターンを個片化する工程と、個片化された磁気センサの電極と、配線部材とを電気的に接続する工程とをさらに備えていてもよい。これらの工程を用いることにより、一度に複数の磁気センサを得ることが出来る。
磁気センサの小型化の観点から、配線部材と電極部が導電性材料を介して接続され、個片化された磁気センサが配線部材により支持されるように電極と配線部材とを電気的に接続することが好ましい。
本発明の磁気センサを得る方法は、特に制限されないが、本発明の磁気センサの製造方法により得ることが可能である。
図2(a)乃至(f)は、本発明に係る磁気センサの製造方法の実施形態1を説明するための工程図である。
まず、基板1上に感磁部2となる半導体層を形成し、所望のパターンのマスク10を形成し、半導体層をエッチングすることで、所望のパターンの感磁部2を形成する(図2(a))。次に、所望のパターンのマスク11を形成し、電極材料を蒸着し、リフトオフすることで、感磁部2に接続する複数の電極部5を形成する(図2(b))。次に、感光性樹脂3を塗布する(図2(c))。
最後に、得られた装置を配線部材6上にダイボンディングし、配線部材6と電極部をワイヤーボンディングし、封止部材7で樹脂封止し、中空パッケージ化された磁気センサを得る(図2(f))。
図3(a)乃至(g)は、本発明に係る磁気センサの製造方法の実施形態2を説明するための工程図である。
配線部材は、個片化された磁気センサを支持するものであり、配線部材と電極部が、導電性材料を介して接続されている。
図3(a)乃至(e)までは、実施形態1の工程と同様であるため、説明を省略する。図3(e)の工程の後、配線部材6上に、導電性の接続部材12を介して図3(e)で得られた装置を接続することで、より小型な中空パッケージ化された磁気センサを得る(図3(f))。また、中空部8以外を封止部材7で樹脂封止する工程をさらに備えていてもよい(図3(g))。樹脂封止する工程を備える場合は、配線部材6がキャリアシート13を備えていることが好ましいが、樹脂封止する工程を行わない場合は、キャリアシート13を用いなくてもよい。
以下に、本発明の磁気センサの製造方法の具体的な実施例について説明する。
ホール素子の感磁部を形成した後、この基板の上に、フォトレジストをパターニングし、次いで、電極を蒸着した。その後、リフトオフ法により、フォトレジストおよびフォオレジスト上の金属を除去し、各感磁部パターンに接続する電極パターンを形成した。
さらに、基板の上にフォトレジストをパターニングし、二層目の電極を蒸着した後、リフトオフ法により、フォトレジストおよびフォオレジスト上の金属を除去し、電極パターンを形成した。
この後、ダイシングを行い個々のGaAsホール素子ペレットに切り離した(個片化)。次いで、図2(f)に示した様にダイボンディング、ワイヤーボンディング、トランスファーモールドを行い、ホール素子を製作した。
2 感磁部
3 感光性樹脂
4 蓋部
4’ 蓋部の外周部
5 電極部
6 配線部材
7 封止部材
8 中空部
10,11 マスク
12 接続部材
13 キャリアシート
Claims (10)
- 基板上又は基板内に設けられた感磁部と、該感磁部に電気的に接続される複数の電極部とを有する磁気センサにおいて、
前記電極部上に前記基板に対して垂直方向に設けられた感光性樹脂と、該感光性樹脂に支持された蓋部とを備え、
前記感磁部が、前記基板と前記電極部と前記感光性樹脂と前記蓋部とに囲まれ、
前記感磁部と前記蓋部との間に中空部が設けられていることを特徴とする磁気センサ。 - 前記感光性樹脂の厚みが、2μm以上10μm以下であり、幅が2μm以上10μm以下であることを特徴とする請求項1に記載の磁気センサ。
- 前記蓋部が、板状であ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。
- 前記蓋部が、非磁性材料であることを特徴とする請求項1,2又は3に記載の磁気センサ。
- 基板上又は基板内に設けられた感磁部と、該感磁部に電気的に接続される複数の電極部とを有する磁気センサの製造方法において、
まず、前記基板上に所望のパターンを有する前記感磁部と、該感磁部に接続される前記複数の電極部とからなる磁気センサパターンを形成する工程と、
次に、前記基板上に感光性樹脂を塗布する工程と、
次に、フォトリソグラフィ法で露光・現像し、平面視したときに前記感光性樹脂が前記感磁部を囲むように前記感光性樹脂をパターニングする工程と、
次に、前記感光性樹脂上に蓋部を配置し、該感光性樹脂と蓋部を接着する工程と
を有ることを特徴とする磁気センサの製造方法。 - 前記感光性樹脂をパターニングする工程において、前記基板を平面視したときに、前記複数の電極部が、前記感光性樹脂によって仕切られるように露光・現像することを特徴とする請求項5に記載の磁気センサの製造方法。
- 前記蓋部が、開口部を有するか、または、前記蓋部を配置する工程の後に前記蓋部に開口部を形成する工程をさらに有することを特徴とする請求項5又は6に記載の磁気センサの製造方法。
- 前記蓋部が、非磁性材料であることを特徴とする請求項5,6又は7に記載の磁気センサの製造方法。
- 前記磁気センサパターンを形成する工程において、該磁気センサパターンを複数形成し、
前記感光性樹脂を硬化する工程の後に、前記磁気センサパターンに応じて各パターンを個片化する工程と、
前記個片化された磁気センサの電極と、配線部材とを電気的に接続する工程と
をさらに有することを特徴とする請求項5乃至8のいずれかに記載の磁気センサの製造方法。 - 前記配線部材が、個片化された磁気センサを支持するものであり、前記配線部材と前記電極部が、導電性材料を介して接続されることを特徴とする請求項9に記載の磁気センサの製造方法。
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