专利名称：使用引线框架制造物理量传感器的方法及使用的焊接装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及使用引线框架制造物理量传感器的方法，该物理量传感器探测诸如方位、磁性、重力和加速度的物理量。本发明还涉及在制造物理量传感器期间使用的焊接装置。
本申请要求日本专利申请No.2005-66183、2005-91614、2005-176221和2005-197439的优先权，其内容在此引入以做参考。
背景技术：
近来，具有用于显示用户位置信息的GPS(全球定位系统)功能的诸如手机的便携式终端装置已经被开发出来并在开放市场中销售。除了GPS功能之外，它们还具有用于精密探测地磁和加速度的功能，以便探测用户在三维空间中的方位和运动方向。
为了实现前述的功能，便携式终端装置必须要具有诸如磁传感器和加速度传感器的物理量传感器。为了使用物理量传感器探测三维空间中的方位和加速度，需要将物理量传感器芯片贴附到倾斜的平面上。
已经开发出了很多类型的物理量传感器，其一例被设计为磁性传感器，用于探测磁性而且不贴附到倾斜的平面。该磁性传感器包括一对均安装在衬底表面上的磁性传感器芯片，即，在平行于表面的两个方向(即，彼此垂直的X轴和Y轴方向)上对外部磁场敏感的第一磁性传感器芯片(或物理量传感器芯片)以及在垂直于表面的另一个方向(即，Z轴方向)上对外部磁场敏感的第二磁性传感器芯片。
基于磁性传感器芯片所探测到的磁性分量，磁性传感器测量出表示三维空间中的磁性分量的矢量。
前述磁性传感器以这种方式贴附到衬底第二磁性传感器芯片垂直安装在衬底的表面上。这增大了磁性传感器的总厚度(即，在Z轴方向上的高度)。为了使厚度最小化，优选如许多文献(例如日本未审专利申请公开No.H09-292408、2002-156204和2004-128473)所披露的那样将物理量传感器贴附到倾斜的平面。
前述物理量传感器的一例在日本未审专利申请公开No.H09-292408中被披露，该文献教导了一种加速度传感器。这种具有悬臂梁结构的加速度传感器经设计，使得其加速度传感器芯片相对于衬底倾斜；因此，即使其传感器封装安装在衬底的表面上，也能够在与倾角对应的预定轴向上保持高灵敏度，还能够在其他轴向(包括位于衬底表面上的预定方向)上降低灵敏度。
如上所述，当物理量传感器包括彼此相互倾斜的物理量传感器芯片时，有可能使其总厚度最小化，从而因为芯片的倾斜而实现扁平形状并展现出许多优点。因此，它们将会成为未来的主流技术。
前述物理量传感器的一例在图45中示出，其中，物理量传感器380包括一对物理量传感器芯片381和382，物理量传感器芯片381和382具有很多用于和外部装置建立电连接的引线383，二者均一体地固定并封装在树脂模制部分384中。物理量传感器芯片381和382均相对于树脂模制部分384的底面(或底部)384a倾斜。
在制造前述物理量传感器380期间，通过压力加工分别使引线框架的台架385和386倾斜，然后将物理量传感器芯片381和382安装在台架385和386上。其后，提供导线387以执行线焊，以便在焊盘之间建立电连接，焊盘形成于物理量传感器芯片381和382的表面上以及引线383上。
以这样的方式执行线焊将毛细管分别垂直于物理量传感器芯片381和382的表面定位。
在线焊期间，使用照相机识别物理量传感器芯片381和382的表面图案，以便通过在识别结果和预存储的图案之间进行比较来对物理量传感器芯片381和382进行定位校正。常规上是这样执行线焊的将与前述照相机同轴的毛细管垂直于物理量传感器芯片381和382的表面设置。这在题为“ASICPackaging Technology Handbook″的文献第一版中有所披露，Susumu Kayama与四名其他成员编著，Science Form Co.Ltd.出版，1992年12月25日，pp.267-272。
亦即，用于制造物理量传感器380的线焊是根据以下步骤执行的。
首先，将引线框架整体倾斜，使得相对于彼此倾斜的两个物理量传感器芯片318和382中的物理量传感器芯片381保持水平；然后，在物理量传感器芯片381上进行线焊。
在前述步骤之后，传送引线框架使之存储在储存盒中，或者向另一个焊接台移动。使引线框架整体倾斜，使得另一个物理量传感器芯片382保持水平；然后，在物理量传感器芯片382上进行线焊。
如上所述，在制造物理量传感器380期间，线焊不是在垂直于引线283表面的方向上进行的，而是在倾斜的方向上进行的。这导致了一个问题，即，引线383和导线387之间的粘附力降低了。
为了解决前述问题，需要在导线387与引线383焊接的焊接部分额外地形成焊接部分，通过加强来改善粘附力。这对降低物理量传感器380的总造价带来了困难。
此外，线焊是以如下方式执行的将用于放出导线387的毛细管的末梢压在引线383和焊盘上，然后向引线和焊盘施加热和超声振动，使得导线387的两端分别被焊接到引线383和焊盘。通常，线焊是按照球焊法执行的；因此，优选使毛细管垂直于引线383的表面。
在上文中，台架的表面和物理量传感器芯片的表面都是相对于引线的表面倾斜的。因此，即使按照球焊法进行线焊，施加到物理量传感器芯片的焊盘的焊接强度也可能发生减弱。为了避免这样的焊接强度减弱，需要增大焊盘的总面积。不过，这为减少物理量传感器芯片的总尺寸带来了困难。
有一种可能是，可以在台架倾斜之后在传送引线框架期间改变台架的倾角。当在制造物理量传感器期间改变台架的倾角时，物理量传感器的灵敏度会降低，从而难于以高精度探测三维空间中的方位和加速度。
为了在制造物理量传感器期间使台架相对于引线框架倾斜，引线框架可能会局部变形，从而导致台架的倾角发生无法预料的改变。这可能会使设置物理量传感器芯片的倾角的精度变低；而且这可能会给物理量传感器准确探测三维空间中的方位和加速度带来困难。
发明内容
本发明的一个目的在于提供一种制造物理量传感器的方法，其中使用焊接装置不形成额外的焊接部分而改善了引线和导线之间的粘附力。
本发明的另一个目的在于提供一种制造物理量传感器的方法，其中通过使用焊接装置改善了导线和物理量传感器芯片的焊盘之间的结合强度。
基本上，本发明涉及一种制造物理量传感器的方法，该物理量传感器是使用引线框架制造的，该引线框架具有至少一个用于安装物理量传感器芯片的台架和具有多根围绕所述台架的引线的框架，该制造方法包括粘附步骤，用于在相对于框架倾斜的台架上粘附物理量传感器芯片；布线步骤，用于使用导线执行线焊，以便使用焊接装置分别电连接物理量传感器芯片和引线；以及定位步骤，用于建立预定的位置，以便通过控制引线框架和焊接装置之间的位置关系使导线精确地焊接到物理量传感器芯片和引线。
在适于物理量传感器的本发明的第一方面中，该物理量传感器是使用引线框架制作的，该引线框架具有至少一个用于安装物理量传感器芯片的台架和具有多根围绕所述台架的引线的框架，该制造物理量传感器的方法包括粘附步骤，用于在相对于框架倾斜的台架上粘附物理量传感器芯片；以及布线步骤，用于使用导线执行线焊，以便分别电连接相对于所述框架倾斜的所述物理量传感器芯片的表面和引线的表面。在执行线焊时，引线框架绕枢轴旋转，以便使物理量传感器芯片的表面和引线的表面垂直于用于释放导线的毛细管。具体而言，当把导线的一端焊接到物理量传感器芯片的焊盘上时，引线框架绕枢轴旋转，以便使物理量传感器芯片的表面垂直于毛细管。在把导线的另一端焊接到引线的表面上时，引线框架绕枢轴旋转以便使引线的表面垂直于毛细管。这样就可能将从毛细管释放的导线的两端分别压向物理量传感器芯片的表面和引线的表面。
在上文中，使用包括基底、器械和毛细管的焊接装置对具有多个引线框架的薄金属板进行线焊。器械装备在基底上且关于参考轴线绕枢轴旋转，参考轴线平行于基底，其中所述器械支撑薄金属板以便保持台架相对于框架倾斜。毛细管使用导线执行线焊以便分别电连接物理量传感器芯片的表面和引线的表面。毛细管与基底的表面相对设置，其间具有预定的角度。当器械绕枢轴旋转时，物理量传感器芯片的表面和引线的表面分别垂直于毛细管。具体而言，焊接装置如下工作首先，将薄金属板放到焊接装置的器械上。然后，器械和薄金属板关于参考轴线绕枢轴旋转，以便使物理量传感器芯片的表面垂直于毛细管。使毛细管的末梢接触物理量传感器芯片的表面，以便把毛细管释放的导线的一端焊接到物理量传感器芯片的表面上。在毛细管不断释放导线的同时，毛细管从物理量传感器芯片的表面离开。然后，器械和薄金属板再次绕枢轴旋转，以便使引线的表面垂直于毛细管。使毛细管的末梢接触引线的表面，以便把导线的另一端焊接到引线的表面上。
如上所述，桥接在物理量传感器芯片和引线之间的导线的两端分别被牢牢压在物理量传感器芯片的表面和引线的表面上；因此，有可能避免其间粘附力的减弱。亦即，不需要焊接部分来通过加强提高粘附力。这样就有可能降低制造物理量传感器的总成本。
在本发明的第二方面中，制造物理量传感器的方法包括制备步骤、台架倾斜步骤、粘附步骤和布线步骤。在制备步骤中，提供了一种引线框架，该引线框架具有至少一个用于安装物理量传感器的台架以及具有多根围绕台架的引线的框架。在台架倾斜步骤中，台架相对于框架倾斜。在粘附步骤中，将物理量传感器芯片粘附到台架的表面上。在布线步骤中，按照楔形焊方法使用导线在物理量传感器的表面和引线的表面之间分别建立电连接，物理量传感器的表面相对于框架倾斜。具体而言，在布线步骤中所用的楔形工具分别平行于物理量传感器芯片的表面和引线的表面定位，以便导线分别保持在物理量传感器芯片的表面和引线的表面之间。在布线步骤中，当导线的一端与形成于物理量传感器芯片的表面上的焊盘结合时，它们被夹持在楔形工具的一个平表面和物理量传感器芯片的表面之间；当导线的另一端与引线结合时，它们分别被夹持在楔形工具的另一平表面和引线的表面之间。这确保了导线的两端分别被均匀地压在物理量传感器芯片的表面和引线的表面上。
在上文中，使用焊接装置按照楔形焊法用导线为前述物理量传感器建立电连接，其中，它包括用于安装引线框架的基底和楔形工具，该楔形工具能够相对于基底运动并提供导线，所述导线用于分别在相对于框架倾斜的物理量传感器芯片的表面和引线的表面之间建立电连接。楔形工具具有第一平表面和第二平表面，第一平表面平行于所述引线的表面形成以便在其间夹持所述导线的一端，第二平表面平行于所述物理量传感器芯片的表面形成以便在其间夹持导线的另一端。该焊接装置在所述物理量传感器芯片和引线之间如下执行线焊首先，引线框架安装在焊接装置的基底上，在引线框架中物理量传感器芯片安装在相对于框架倾斜的台架的表面上。然后，楔形工具所释放的导线的一端被夹持在楔形工具的第二平表面和形成于物理量传感器芯片的表面上的焊盘之间，其中向导线的一端施加热和超声振动，从而牢固地与焊盘结合。其后，在楔形工具不断释放导线的同时，它从物理量传感器芯片的表面移动到引线的表面。从楔形工具释放的导线的另一端夹持在楔形工具的第一平表面和引线的表面之间，其中将热和超声振动施加到导线的另一端，从而牢固地与引线的表面结合。
有可能颠倒焊接次序，使得导线首先与引线结合，然后它们与物理量传感器芯片的焊盘结合。亦即，使用楔形工具的第一平表面使导线的一端与引线结合；然后使用楔形工具的第二平表面使导线的另一端与物理量传感器芯片的焊盘结合。
此外，楔形工具的第一和第二平表面部分地凹陷，以形成用于引导导线的导槽，导槽分别沿着第一和第二平表面延长。亦即，即使楔形工具在物理量传感器芯片和引线之间移动，从楔形工具释放的导线也能够由沿着第一和第二平表面的导槽可靠地导引。这确保了通过楔形工具的第一和第二平表面将导线压在焊盘和引线的表面上。利用导槽把导线相对于楔形工具的第一和第二平表面精确地定位。这使得有可能通过简单调节相对于焊盘和引线移动的楔形工具的位置，容易地实现与导线相对于焊盘和引线相关的预定定位。
此外，楔形工具分别接近物理量传感器芯片的表面和引线的表面沿着导槽的长度方向移动。亦即，当楔形工具从物理量传感器芯片移动到引线时，通过导槽引导从楔形工具释放的导线。由于楔形工具的移动方向基本上与导槽的长度方向匹配，因此有可能避免机械应力的发生，在导槽所引导的导线的移动方向与楔形工具的移动方向不同时可能会产生机械应力。由于导线的相对端分别与物理量传感器芯片和引线结合，因此当导槽所引导的导线的移动方向与接近物理量传感器芯片和引线的楔形工具的移动方向不同时，机械应力可能会显著增大。通过使楔形工具的移动方向基本上与接近焊接部分的导槽的长度方向相匹配，有可能避免如此大的机械应力在导线上发生。
在本发明的第三方面中，制造物理量传感器的方法包括制备步骤、台架倾斜步骤、粘附步骤、布线步骤和再倾斜步骤。在制备步骤中，提供了一种引线框架，它是使用薄金属板制作的并包括至少一个用于安装物理量传感器芯片的台架、具有多根围绕所述台架的引线的框架，以及多根用于将台架和框架互连到一起的互连引线，每根互连引线都包括形状记忆合金。在台架倾斜步骤中，在形状记忆合金的恢复温度下互连引线被加热并因此变形，从而使台架相对于框架以预定角度倾斜。在粘附步骤中，将物理量传感器芯片粘附到台架上。在布线步骤中，将物理量传感器芯片分别电连接到引线。在再倾斜步骤中，在形状记忆合金的恢复温度下互连引线被再次加热，从而使台架相对于框架以预定角度倾斜。亦即，在粘附步骤和布线步骤之后，通过简单地执行再倾斜步骤，用于将互连引线加热到形状记忆合金的恢复温度，就有可能可靠地使用于安装物理量传感器芯片的台架相对于框架倾斜预定角度。这显著提高了为物理量传感器芯片设定倾斜角度的精度，例如，即使在传送引线框架期间外力施加于台架上且其相对于框架的倾斜角度因此变化的时候也是如此。
可以在台架倾斜步骤和粘附步骤之间进一步引入均夷步骤。在均夷步骤中，通过压力加工使互连引线发生塑性变形，使得台架与框架定位在同一平面上。亦即，在粘附步骤和布线步骤中台架临时与框架设置在同一平面上。这使得容易将物理量传感器芯片安装到台架上并把物理量传感器芯片电连接到引线。
在前述引线框架中，每个互连引线都包括形状记忆合金；或者，形状记忆合金构件贴附于每个互连引线。在把物理量传感器芯片粘附到台架上之后且在把物理量传感器芯片电连接到引线之后，通过简单地将互连引线加热到形状记忆合金的恢复温度，能够恢复用于安装物理量传感器芯片的台架的倾斜角度。亦即，即使在传送引线框架期间或者在完成粘附步骤和布线步骤之前，有外力施加到台架上并使其倾斜角度改变，也有可能提高为物理量传感器芯片设定倾斜角度的精度。换言之，在台架倾斜步骤之后临时使台架相对于框架定位在一个平面上；因此，有可能容易地执行粘附步骤和布线步骤。形状记忆合金未必要整个地形成于互连引线上，而是部分形成于互连引线中；因此，有可能降低引线框架的制造总成本。
在本发明的第四方面中，物理量传感器包括至少一个台架；至少一个物理量传感器芯片；多个引线，设置成围绕所述台架并电连接到所述物理量传感器芯片；至少一个具有楔形形状的倾斜构件，其粘附到台架的表面上，且在其上粘附有物理量传感器芯片；以及封装，用于在其中一体地固定台架、物理量传感器芯片、倾斜构件和引线。由于物理量传感器芯片和台架通过倾斜构件相互粘附在一起，因此有可能容易地实现物理量传感器芯片相对于台架倾斜预定的倾斜角度。这提高了为物理量传感器芯片设定预定倾斜角度的精度。与常规技术相反，不需要用于使引线框架变形的步骤；因此，有可能提高制造物理量传感器的效率。
在上文中，使用楔形基底构件形成倾斜构件，在楔形基底构件中形成粘附层以覆盖其底部和斜面。由于利用粘附层把物理量传感器芯片和台架相互粘附在一起，因此可以使用不容易塑性形变的硬质材料形成楔形基底构件。这进一步提高了为物理量传感器芯片设定预定倾斜角度的精度。
制造前述物理量传感器的方法包括制备步骤、粘附步骤和布线步骤。在制备步骤中，提供了一种使用薄金属板形成的引线框架，该引线框架包括至少一个台架、具有多根围绕台架的引线的框架以及用于多根用于将台架和框架互连在一起的互连引线。在粘附步骤中，通过具有楔形形状的倾斜构件将物理量传感器芯片粘附到台架上。在布线步骤中，将物理量传感器芯片和引线彼此电连接。
该粘附步骤还包括芯片安装步骤和构件安装步骤。在芯片安装步骤中，物理量传感器芯片安装在倾斜构件的斜面上。在构件安装步骤中，安装有物理量传感器芯片的倾斜构件安装在台架的表面上。这简化了制造，简化之处在于在其斜面上安装有物理量传感器芯片的倾斜构件简单地安装在台架的表面上，而台架保持水平，这样就容易地实现了预定的倾斜角度。或者，在构件安装步骤中把倾斜构件安装在台架的表面上；在芯片安装步骤中把物理量传感器芯片安装在倾斜构件的斜面上。在这种情况下，物理量传感器的前述部件能够容易地组装在一起，容易之处在于倾斜构件和物理量传感器芯片是依次安装在台架的表面上的。
在上文中，倾斜构件带有具热固性的粘附层，该粘附层分别被粘附到物理量传感器芯片和台架；且在把安装有物理量传感器芯片的倾斜构件安装在台架的表面上之后加热并硬化粘附层。这使得能够在同一时刻同时加热粘附层直接接触物理量传感器芯片的预定部分以及粘附层直接接触台架的其他部分，从而通过硬化粘附层把物理量传感器芯片和台架牢固粘附到倾斜构件。这提高了制造物理量传感器的效率。
或者，倾斜构件具有粘附层，该粘附层具有热固性并分别粘附到物理量传感器芯片和台架；安装有物理量传感器芯片的倾斜构件被安装在预先加热的台架的表面上，从而使用台架的热加热并硬化粘附层。由于预先加热台架，因此在把倾斜构件安装在台架上之后可以易于加热并硬化粘附层。这实现了物理量传感器芯片、台架和倾斜构件之间迅速的粘附。顺便提一句，通过倾斜构件的介入使得粘附层直接接触物理量传感器芯片的预定部分定位得稍离开台架的表面，因此与粘附层直接接触台架的其他部分相比，需要更长的时间粘附和硬化。换言之，在把倾斜构件安装在被加热的台架上之后，物理量传感器芯片能够可靠地安装并粘附到倾斜构件的斜面上，因为粘附层的预定部分没有迅速硬化。
此外，在把物理量传感器芯片安装在倾斜构件的斜面上之前，可以预先使物理量传感器芯片倾斜，以平行于倾斜构件的斜面。具体而言，通过吸气使物理量传感器芯片贴附到套爪，并以物理量传感器芯片倾斜以平行于倾斜构件的斜面的方式向倾斜构件的斜面传送。亦即，在传送期间，利用套爪使物理量传感器芯片保持基本平行于倾斜构件的斜面。这减小了安装于倾斜构件的斜面上的物理量传感器芯片的位置偏差。换言之，能够以稳定的方式把物理量传感器芯片安装在倾斜构件的斜面上；因此，有可能提高与物理量传感器芯片相对于倾斜构件的斜面定位相关的精度。
将参考以下附图更详细地描述本发明的这些和其他目的、方面和实施例，附图中图1为平面图，示出了在根据本发明第一实施例制造磁性传感器期间使用的引线框架；图2为平面图，示出了形成于单片薄金属板上的大量引线框架；图3为部分为截面的侧视图，用于解释图1所示的引线框架的台架倾斜步骤和焊接步骤；图4为纵向截面图，示出了与具有引线框架的薄金属板结合的焊接装置的部分；图5为放大的截面图，示出了包括在与具有引线框架的薄金属板结合的焊接装置中的器具的部分；图6A为纵向截面图，示出了焊接装置执行线焊以便将导线的一端焊接到磁性传感器芯片的焊盘；图6B为纵向截面图，示出了焊接装置执行线焊以便将导线的另一端焊接到引线；图7为放大的截面图，示出了使用金属模具将每个具有磁性传感器芯片的引线框架封装在树脂模制部分中；
图8为平面图，示出了用图1所示的引线框架制作的磁性传感器中所包括的部件的总体布局；图9为截面图，示出了封入封装中的磁性传感器；图10为平面图，示出了在根据本发明第二实施例制造磁性传感器期间使用的引线框架；图11为纵向截面图，示出了磁性传感器芯片粘附于相对图10所示的引线框架倾斜的台架；图12为纵向截面图，示出了用于在磁性传感器芯片和图10所示的引线框架的引线之间进行线焊的焊接装置；图13为放大的截面图，示出了焊接装置中所包括的楔形工具的末梢所包含的主要部件；图14为放大的截面图，示出了用于供应导线以和磁性传感器芯片结合的楔形工具的操作；图15A为放大的截面图，示出楔形工具将导线一端压到引线的表面上；图15B为放大的截面图，示出楔形工具移动从而变成与引线表面分开；图16为示意平面图，示出了楔形工具从焊盘到引线的移动路径；图17为放大的截面图，示出了在其中封装磁性传感器芯片的树脂模制部分的形成；图18为平面图，示出了用图10所示的引线框架制作的磁性传感器中所包括的主要部件的总体布局；图19为截面图，示出了磁性传感器的主要部件；图20为平面图，示出了在根据本发明第一变型制造磁性传感器期间使用的引线框架；图21为纵向截面图，示出了图20所示的引线框架的主要部件；图22为纵向截面图，示出了台架分别关于图21所示的引线框架的轴线L1倾斜；图23为纵向截面图，示出了执行线焊以通过导线电连接磁性传感器芯片和引线，其中强迫磁性传感器芯片与矩形框架部分位于同一平面；图24为纵向截面图，示出了台架再次相对于矩形框架部分倾斜；图25为纵向截面图，示出了具有经线焊的倾斜台架的引线框架被放在金属模具之间；
图26为平面图，示出了使用图20所示的引线框架制作的磁性传感器的主要部件；图27为纵向截面图，示出了磁性传感器的主要部件；图28A为平面图，示出了在根据本发明第一变型制造磁性传感器期间使用的引线框架的改型例；图28B为截面图，取自图28A中的线G-G。
图29为放大的截面图，示出了适于引线框架的扭曲部分的改型；图30为放大的截面图，示出了适于引线框架的扭曲部分的另一改型；图31为截面图，示出了用图28A和28B所示的引线框架制作的磁性传感器的主要部件；图32为平面图，示出了在根据本发明第二变型制造磁性传感器期间使用的引线框架；图33为纵向截面图，示出了图32所示的引线框架的主要部件；图34为放大的侧视图，示出了倾斜构件，其用于将磁性传感器芯片贴附到图32所示的引线框架中的台架上；图35为透视图，示出了用于生产倾斜构件中所用楔形基底构件的金属模具；图36为纵向截面图，示出了传送步骤，在该步骤中传送磁性传感器芯片并将其安装在倾斜构件的斜面上；图37为纵向截面图，示出了将磁性传感器芯片向上推并贴附到套爪的吸力面；图38为纵向截面图，示出了将通过吸气而贴附于套爪的吸力面的磁性传感器芯片传送并安装在倾斜构件的斜面上；图39为纵向截面图，示出了通过加热将磁性传感器芯片和台架粘附到倾斜构件的斜面和底面；图40为纵向截面图，示出了具有台架、倾斜构件和磁性传感器芯片的引线框架被垂直放在金属模具之间；图41为平面图，示出了使用图32所示的引线框架制作的磁性传感器的主要部件；图42为纵向截面图，示出了封入封装中的磁性传感器的主要部件；图43A为透视图，示出了用具有斜齿轮的辊子碾压树脂材料以便生产具有楔形形状的倾斜构件；图43B为前视图，示出了用于在图43A碾压的辊子；图44为透视图，示出了用具有凹坑的辊子碾压树脂材料以便生产具有楔形形状的倾斜构件；以及图45为部分为截面的侧视图，示出了在线焊之后常规所知的磁性传感器的主要部件。
具体实施例方式
参考附图通过举例的方式将进一步描述本发明。
1.第一实施例将参考图1-5、6A、6B和7-9详细描述本发明的第一实施例。具体而言，第一实施例涉及到一种磁性传感器的制造方法以及用于其的焊接装置，其中它被用于一种磁性传感器(例如物理量传感器)，该磁性传感器使用两个彼此相互倾斜的磁性传感器芯片探测外部磁场的方向和大小。该磁性传感器是利用引线框架制作的，该引线框架通过在铜等构成的薄金属板上执行压力加工和蚀刻形成。
图1示出了引线框架1，其包括两个从平面上看为矩形形状的、用于安装两个磁性传感器芯片(或两个物理量传感器芯片)3和5的台架7和9、用于支撑台架7和9的框架11、用于将台架7和9以及框架11互连到一起的互连引线13。台架7和9、框架11和互连引线13全部整体地形成在一起。
框架11包括在平面图中具有矩形形状的矩形框架部分15和多根引线17，矩形框架部分围绕着台架7和9，引线从矩形框架部分15的四边15a到15d向内突出。
多根引线17设置在矩形框架部分15的四边15a到15d的每一边上并电连接到磁性传感器芯片3和5的焊盘(未示出)。
台架7和9具有矩形形状，在其表面上安装磁性传感器芯片3和5。它们平行于矩形框架部分15的边15b和15d彼此相邻地设置。
台架7和9分别具有接头端7b和9b，它们彼此相对。两个台架互连部分21形成于接头端7b和9b上以便将台架7和9互连到一起。容易变形的台架互连部分21用于防止台架7和9意外地振动或移动。
互连引线13从矩形框架部分15的四角15e到15h向内朝着台架7和9的接头端7c和9c突出。它们分别被互连到接头端7c和9c的侧端。侧端位于垂直于台架7和9的耦合方向的台架7和9的宽度方向上。
易于变形的部分23形成于靠近台架7和9的接头端7c和9c的互连引线13的内端。易于变形的部分23可以容易地变形，以便关于轴线L1可旋转地使台架7和9倾斜，轴线L1垂直于矩形框架部分15的厚度方向。轴线L1垂直于台架7和9的耦合方向。
易于变形的部分23例如是使用通过光刻在引线框架1的厚度方向上凹陷的沟槽形成的，或使用通过沿其宽度方向部分地切除互连引线13形成的切口来形成的。可使用薄金属板在形成引线框架1同时形成前述沟槽或切口。
如图2所示，在由铜等构成的薄金属板25上通过执行压力加工和蚀刻形成大量的引线框架1。本实施例展示了在单片薄金属板25上的大量引线框架1。当然，可能适当地改变要形成在薄金属板25上的引线框架1的数量和位置。此外，形成沿薄金属板25的厚度方向穿过的通孔27，以分别围绕着引线框架1。
接着将详细描述使用前述引线框架1制造磁性传感器的方法。
首先，提供薄金属板25，在制备步骤中在其上形成大量的引线框架1。对每个引线框架1进行压力加工，使得在台架倾斜步骤中，两个台架7和9分别相对于矩形框架部分15关于轴线L1倾斜。
由于在台架倾斜步骤中的压力加工，互连引线13的易于变形的部分23和台架互连部分21变形，使得台架7和9关于轴线L1可旋转地倾斜。在台架倾斜步骤中，台架7和9的接头端7c和9c相对于矩形框架部分15和引线17沿着薄金属板25的厚度方向发生位置偏移。图3示出了台架7和9相对于矩形框架部分15分别倾斜了预定角度。
在完成台架倾斜步骤之后，在粘附步骤中通过银膏将磁性传感器芯片3和5粘附到台架7和9的表面7a和9a上。
完成粘附步骤之后，如图4和5所示，使用焊接装置31进行线焊以便电连接焊盘，焊盘是在布线步骤中在磁性传感器芯片3和5的表面3a和5a以及引线17上形成的。
焊接装置31包括基底32，其具有平的表面32a；用于定位薄金属板25的器械33，在表面33a上具有大量的引线框架1；以及毛细管35，用于在焊盘和引线17之间设置导线。
器械33能够关于参考轴线L2枢轴旋转，参考轴线L2与基底32的平表面32a平行。参考轴线L2基本上平行于前述用于可旋转地使台架7和8倾斜的轴线L1。在布线步骤中发生因线焊带来的热应力和机械应力；因此，优选使用可耐受热应力和机械应力的预定金属形成器械33。
在器械33的表面33a上形成大量的台架支撑37，其数量与薄金属板25上的引线框架1的数量匹配。此外，在器械33的表面33a上形成大量的突起39，以分别插入到薄金属板25的通孔27中。每个台架支撑37都具有楔形形状，具有一对斜面37a和37b，其上放置台架7和9。
当把薄金属板25贴附到器械33上时，引线框架1的矩形框架部分15和引线17被设置在器械33的表面33a上；台架7和9处于台架支撑37的斜面37a和37b上。这样就能够支撑起相对于矩形框架部分15和引线17倾斜的台架7和9。
当矩形框架部分15和引线17设置在器械33的表面33a上时，突起39分别插入薄金属板25的通孔27中；因此，能够防止引线框架1尽管有台架支撑37仍会发生位置偏移。亦即，器械33共同地支撑着台架7和9、引线17和矩形框架部分15。
此外，限动件41设置在器械33的表面33a的周边。限动件41用于闭合形成于器械33周边部分中的突起39的末梢。每个限动件41都能够在器械33的周边在其接触突起39的末梢的位置以及其从突起39的末梢移开的位置之间可旋转地运动。当限动件41接触到突起39的末梢时，能够防止薄金属板25从突起39移开。
毛细管35定向为基本垂直于基底32的平表面32a。它从其末梢35a向平表面32a供应导线。毛细管35能够平行于基底32的平表面32a水平地移动，它还能沿着垂直于平表面32a的方向垂直移动。
布线步骤是使用前述焊接装置31进行的。在布线步骤中，如图6A和6B所示，器械33和薄金属板25绕枢轴关于参考轴线L2旋转，从而使磁性传感器芯片3和5的表面3a和5a以及引线17的表面17a分别垂直于毛细管35。
首先，如图6A所示，器械33关于参考轴线L2绕枢轴旋转，使得磁性传感器芯片3的表面3a垂直于毛细管35。然后，毛细管35的末梢35a接触到形成于磁性传感器芯片3的表面3a上的焊盘，从而将从毛细管35的末梢35a释放出的导线40的一端焊接到焊盘上。
在毛细管35的末梢35a连续释放导线40的同时，毛细管35从磁性传感器芯片3的表面3a离开。其后，如图6B所示，器械33和薄金属板25关于参考轴线L2绕枢轴旋转，在图6B中它们垂直于毛细管35。然后，毛细管35的末梢35a接触到引线17的表面17a，从而将导线40的另一端焊接到引线17的表面17a中。
在使用导线40在磁性传感器芯片3和引线17之间建立起电连接之后，使用导线40进行线焊以便在磁性传感器芯片5和引线17之间建立电连接。在采用毛细管35用导线40进行线焊时，器械33和薄金属板25绕枢轴旋转以便使磁性传感器芯片5的表面5a和引线17的表面17a垂直于毛细管35。
前述线焊是通过使磁性传感器芯片3和5的表面3a和5a以及引线17的表面17a垂直于毛细管35而进行的。这就有可能使毛细管35的末梢35a向着磁性传感器芯片3和5的表面3a和5a和引线17的表面17a挤压导线40的两端。
在布线步骤中，使用安装于焊接装置31中的定位照相机(未示出)建立起毛细管35的末梢35a与磁性传感器芯片3和5和引线17之间的定位。具体而言，定位照相机拍摄关于磁性传感器芯片3和5的表面3a和5a以及引线17的表面17a的图像，以便生成图像数据，基于该图像数据调节毛细管35和磁性传感器芯片3和5与引线17之间的相对位置关系。
完成布线步骤之后，从焊接装置31撤出薄金属板25；然后，如图7所示，使用一对金属模具E和F垂直夹持薄金属板25。具体而言，下金属模具E具有平表面E1，在其上设置矩形框架部分15和引线17；上金属模具F具有表面F1，F1有大量的凹坑F2。当薄金属板25的矩形框架部分15放置在金属模具E和F之间时，每一个具有磁性传感器芯片3和5、台架7和9以及引线17的引线框架1都被存放在每个凹坑F2中。
其后，将熔融的树脂注入由金属模具F的每个凹坑F2和金属模具E的平表面E1所界定的每个空间中，使得在模制步骤中把磁性传感器芯片3和5封入树脂模制部分中。
在模制步骤中，台架7和9相对于矩形框架部分15沿着薄金属板25的厚度方向发生位置偏移。这使得熔融的树脂能够容易地被引至台架7和9的后侧7d和9d。结果，能够用熔融的树脂填满在台架7和9的后侧7d和9d与下金属模具E的平表面E1之间形成的间隙。
在完成模制步骤之后，就可能将彼此相互倾斜的磁性传感器芯片3和5固定在树脂模制部分49之内，如图8和9所示。顺便提及，前述树脂优选由流动性高的材料构成，以便不会因为树脂流动导致磁性传感器芯片3和5的倾斜角度发生意外变化。
最后，切除矩形框架部分15以便单独地分开互连引线13和引线17。这样就完成了磁性传感器50的制作。
在图9所示的磁性传感器50中，类似于前述的矩形框架部分15，树脂模制部分49(即封装)被形成为具有平面图中的矩形形状。引线17通过金属导线40电连接到磁性传感器芯片3和5。引线17的后侧17b暴露于树脂模制部分49的下部表面49a。
磁性传感器芯片3和5均嵌入于树脂模制部分49之内且相对于树脂模制部分49的下部表面49a倾斜。此外，磁性传感器芯片3和5彼此相对且彼此相互倾斜成一锐角θ，该锐角形成于台架7的表面7a和台架9的后侧9d之间，如图9所示。
磁性传感器芯片3对外部磁场在两个方向，即方向A和B上的两个磁分量敏感，该方向A和B沿着磁性传感器芯片3的表面3a之间以直角交叉。
类似地，磁性传感器芯片5对外部磁场在两个方向，即方向C和D上的两个磁分量敏感，该方向C和D沿着磁性传感器芯片5的表面5a之间以直角交叉。
在上文中，方向A和C平行于台架7和9绕其旋转的轴线L1并彼此反向。方向B和D垂直于轴线L1且彼此反向。
此外，沿着磁性传感器芯片3的表面3a在方向A和B上定义的A-B平面与沿着磁性传感器芯片5的表面5a在方向C和D上定义的C-D平面以其间的锐角θ相交。
A-B平面和C-D平面之间所形成的角度θ大于0°且小于90°。理论上，当角度θ大于0°时，磁性传感器50就能够基于地磁感测三维方位。为了确保对于地磁矢量垂直于A-B平面或C-D平面的分量的敏感度最小且为了以小的误差计算它们，优选角度θ设置为20°或更大。为了进一步减小计算误差，优选将角度θ设置为30°或更大。
例如，磁性传感器50安装在便携式终端装置(未示出)中所包含的基板上，而该便携式终端装置又在显示面板(未示出)上显示由磁性传感器50探测出的地磁方位。
在使用焊接装置31制造磁性传感器50的方法中，在布线步骤中，毛细管35的末梢35a将设置于磁性传感器芯片3和5与引线17之间的导线40的两端可靠地压向磁性传感器芯片3和5的表面3a和5a以及引线17的表面17a。这避免了导线40与磁性传感器芯片3和5的表面3a和5a以及引线17的表面17a之间的粘附力减弱。此外，与常规技术相比本实施例是有利的，因为它不需要用于通过加强改善粘附力的焊接部分。因此，有可能减少磁性传感器50的总制造成本。
器械33关于其而绕枢轴旋转的参考轴线L2基本平行于台架7和9绕其旋转的轴线L1设置；因此，关于参考轴线L2绕枢轴旋转器械33使得固定到台架7和9的磁性传感器芯片3和5的表面3a和5a可能垂直于毛细管35。这使得通过同一器械33在两个磁性传感器芯片3和5上进行线焊成为可能。这样就有可能改善磁传感器的制造效率。
据描述，在本实施例中台架倾斜步骤是在引线框架1的制备步骤之后进行的，但这并非是限制。亦即，台架倾斜步骤可能与引线框架1的制备步骤同时进行。
据描述，在本实施例中粘附步骤是在台架倾斜步骤之后进行的，但这并非是限制。亦即，台架倾斜步骤可以在粘附步骤之后进行。
据描述，焊接装置31仅执行布线步骤；不过，它也可以执行粘附步骤。亦即，在台架7和9的表面7a和9a被定位为平行于基底32的平表面32a之后，将磁性传感器芯片3和5粘附到台架7和9的表面7a和9a上。
据描述，在本实施例中利用器械33使引线框架1绕枢轴旋转，但这不是限制。因为，仅仅需要引线框架1移动以便使磁性传感器芯片3和5的表面3a和5a和引线17的表面17a垂直于毛细管35。
据描述，在本实施例的粘附步骤中通过银膏将磁性传感器芯片3和5粘附到台架7和9的表面7a和9a上，但这不是限制。因为，只需要磁性传感器芯片3和5可靠地粘附到台架7和9即可。
本实施例引用的引线框架1具有两个台架7和9；但这不是限制。亦即，可以容易地改造本实施例并将其应用到任何类型的引线框架，均具有一个台架或三个或更多台架。换言之，通过使用用于其的焊接装置，本实施例适用于具有一个物理量传感器芯片或三个或更多物理量传感器芯片的物理量传感器的制造方法。
据描述，在本实施例中在单片薄金属板25上形成了大量的引线框架，但这不是限制。亦即，有可能在单片薄金属板上形成单个引线框架。
在本实施例中框架11具有在平面图中具有矩形形状的矩形框架部分15，但这不是限制。因为，仅仅需要框架11具有一允许引线17从其向内突出的框架部分即可。例如，框架部分可以在平面图中形成圆形，或者可以形成为具有三维结构。
在本实施例中每个台架7和9都形成为平面图中的矩形形状，但这不是限制。因为，仅仅需要台架7和9所形成的形状允许磁性传感器芯片3和5被粘附到其表面7a和9a上即可。亦即，每个台架7和9都可以形成为平面图中的圆形或椭圆形；或者，举例来说，每个台架7和9可以形成具有沿其厚度方向穿过其的通孔的形状或者形成网格状形状。
在本实施例中树脂模制部分49将磁性传感器芯片3和5、引线17和台架7和9一体地固定在其中，但这不是限制。例如，可以使用具有内部空间的盒状结构(充当封装)，在内部空间中将磁性传感器芯片3和5、引线17盒台架7和9一体地固定在一起。
在本实施例中焊接装置1使得毛细管35能够垂直于基底32的平表面32a，但这不是限制。因为，仅仅需要毛细管35与基底32的平表面32a相对。亦即，可以相对于基底32的平表面32a以预定角度使毛细管35倾斜。
本实施例适用于探测三维空间中的地磁方位的磁性传感器；但这不是限制。亦即，本实施例适用于在三维空间中探测方向和方位的任何类型的物理量传感器。例如，本实施例可以用于具有例如探测加速度的方向和大小的加速度传感器芯片的加速度传感器。
2.第二实施例将参考图10-14、15A、15B和16-19描述本发明的第二实施例。类似于第一实施例，第二实施例涉及一种使用焊接装置制造磁性传感器的方法。
图10示出了引线框架101，其包括用于安装磁性传感器芯片103和105的具有矩形形状的台架107和109；用于支撑台架107和109的框架111；以及用于互连台架107和109以及框架111的互连引线113。台架107和109、框架111和互连引线113全部整体地形成在一起。
框架111包括围绕台架107和109的、在平面图中具有矩形形状的矩形框架部分115；以及从矩形框架部分115的四边115a到115d向内突出的大量引线117。
相对于矩形框架部分115的四边115a到115d的每个形成多条引线117。它们用于和物理量传感器芯片103和105的焊盘(未示出)建立电连接。
磁性传感器芯片103和105分别安装在台架107和109的表面107a和109a上并沿着矩形框架部分115的相对侧115b和115d设置。
两个台架互连部分121形成在台架107和109的接头端107b和109b上，以便将台架107和109互连到一起。容易变形的台架互连部分121用于防止台架107和109意外地振动或移动。
互连引线113从四角115e到115h向着台架107和109的接头端107c和109c向内突出。互连引线113的内侧端互连到台架107和109的接头端107c和109c的侧端。
易于变形的部分123形成于接近台架107和109的接头端107c和109c的互连引线113的内端处。易于变形的部分123容易变形，以便使台架107和109关于垂直于矩形框架部分115的厚度方向的轴线L1可旋转地倾斜。
易于变形的部分123通过在引线框架101的厚度方向上凹陷的沟槽或者由在其宽度方向上部分切除互连引线113形成的切口而实现。可以在薄金属板上形成引线框架101的同时形成沟槽或切口。
接着，将详细描述使用引线框架101制造磁性传感器的方法。
首先，在制备步骤中提供前述的引线框架101。引线框架101经受压力加工，如图11所示，在台架倾斜步骤中使得台架107和109绕轴线L1旋转并因此相对于矩形框架部分115和引线117倾斜。
因为在台架倾斜步骤中进行的压力加工，互连引线113的易于变形的部分123和台架互连部分121发生变形，使得台架107和109绕轴线L1可旋转地倾斜。如图11所示，在台架倾斜步骤中，台架107和109的接线端107c和109c在薄金属板的厚度方向上相对于矩形框架部分115和引线117在位置上偏移。在引线框架101中，台架107和109相对于矩形框架部分115和引线117倾斜预定角度。
在完成台架倾斜步骤之后，在粘附步骤中将磁性传感器芯片103和105通过银膏粘附到台架107和109的表面107a和109a上。在磁性传感器芯片103和105的表面103a和105a上形成大量将电连接到引线117的焊盘127和129。焊盘127和129沿着轴线L1设置在台架107和109的接线端107c和109c上。
完成粘附步骤之后，如图12所示，在布线步骤中使用焊接装置131执行楔焊方法，以通过金属导线(未示出)将磁性传感器芯片103和105的焊盘127和129与引线117电连接到一起。
焊接装置131包括用于安装引线框架101的基底133以及用于在焊盘127和129与引线117之间设置导线的楔形工具135。
基底133具有从其平表面133a突出的楔形台架支撑137。台架支撑137有一对斜面137a和137b，分别相对于基底133的平表面133a倾斜。因此，台架107和109分别安装在斜面137a和137b上。
当引线框架101安装在基底133上时，矩形框架部分115和引线117安装在平表面133a上，而台架107和109安装在台架支撑137的斜面137a和137b上。这样就可能相对于矩形框架部分115和引线117以倾斜的方式保持台架107和109。
在布线步骤中，因为线焊而产生热应力和机械应力。因此，基底133优选由可耐受热应力和机械应力的预定金属构成。
以这样的方式设置楔形工具135其中心轴线L2垂直于基底133的平表面133a，换言之，其末梢135a分别相对磁性传感器芯片103和105的表面103a和105a以及引线117的表面117a定位。楔形工具135可以沿着基底133的平表面133a水平移动，还可以在垂直于基底133的平表面133a的方向上垂直移动。此外，楔形工具135可以绕中心轴线L2旋转。
如图13所示，楔形工具135的末梢135a包括第一平表面135b和第二平表面135c，第一平表面135b垂直于中心轴线L2，第二平表面135c相对于第一平表面135b稍微倾斜，其中第一和第二平表面135b和135c邻接在一起。第一和第二平表面135b和135c之间所形成的倾斜角基本上与安装在台架107和109上的磁性传感器芯片103和105的表面103a和105a与引线117的表面117a之间所形成的每个倾斜角相匹配。
导槽137a和137b分别陷入第一和第二平表面135b和135c中并沿着第一和第二平表面135b和135c线性地延长。导槽137a和137b在第一和第二平表面135b和135c的耦合方向(即，方向H和G)上延长并相互连接到一起。导线铺设在导槽137a和137b中，这样就允许它们沿着第一和第二平表面135b和135c的耦合方向移动。
导槽137a和137b的每个均具有预定的尺寸，其中其深度小于导线的直径和通孔139的直径。当在导槽137a和137b中敷设导线时，导线可能会分别从平表面135b和135c部分地突出。楔形工具135具有通孔139，用于从其侧部135d向第一平表面135b引入导线；因此，通孔139与第一平表面135b的导槽137a的末端相通。
因此，插入楔形工具135的侧部135d的导线在通过导槽137a和137b被引导的同时，在第一和第二平表面135b和135c上移动。
前述布线步骤是使用具有前述构造的焊接装置131执行的。在布线步骤中，如图14所示，从楔形工具135释放的导线141的一端首先通过通孔139被焊接到形成于磁性传感器芯片105的表面105a上的焊盘129。
在上文中，在把导线141敷设在第二平表面135c的导槽137b中之后，楔形工具135沿着中心轴线L2移动，使导线141的一端被紧紧夹持在楔形工具135的第二平表面135c和焊盘129之间。在这种状态下，第二平表面135c被设置为与磁性传感器芯片105的表面105a平行；因此，可以通过第二平表面135c将敷设在导槽137b中的导线141完全且均匀地压向焊盘129。在这种状态下，向导线141施加热和超声振动，使得导线141的一端可靠地与焊盘129结合。
在导线141的一端完全与焊盘129结合之后，楔形工具135沿着导槽137a和137b的长度方向(即方向H)移动，以从磁性传感器芯片105的表面105a分开，同时不断从其释放导线141。因此，导线141在导槽137a和137b的长度方向上移动。
楔形工具135移动到引线117接近台架109的接线端109c的末梢117c，从而如图15A所示，从楔形工具135释放的导线141的另一端与引线117的表面117a结合。
在上文中，在第一平表面135b的导槽137a中敷设有导线141的同时，楔形工具135沿着中心轴线L2移动，使得导线141的另一端紧紧夹持在第一平表面135b和引线117的表面117a之间。在这种状态下，第一平表面135b被设置为与引线117的表面117a平行；因此，有可能使用第一平表面135b把敷设在导槽137a中的导线141均匀地压向引线117的表面117a。然后，向导线141施加热和超声振动，使得导线141的另一端与引线117的表面117a结合。
之后，如图15B所示，楔形工具135从引线117的表面117a分开，同时不断释放导线141。最后，楔形工具135停止从通孔139供应导线141；然后，楔形工具135进一步移动，以离开引线117的表面117a，从而使导线141断开。这样，就在磁性传感器芯片105的焊盘129和引线117之间完全建立起电连接。
分别在磁性传感器芯片105和引线117之间完全敷设导线141之后，楔形工具135工作以如上所述通过导线141在磁性传感器芯片103的焊盘127和引线117之间建立电连接。这里，楔形工具135预先绕中心轴线L2旋转180°，以便平行于磁性传感器芯片103的表面103a定位第二平表面135c的位置。
在前述布线步骤中，楔形工具135相对于基底133水平移动，同时不断释放导线141，且同时导槽137a和137b的长度方向保持垂直于轴线L1。
在上文中，如图16所示，当经受线焊的焊盘127和129与引线117的末梢117c之间的相对定位从导槽137a和137b的长度方向偏移时，换言之，当焊盘127和129与引线117的末梢117c之间的位置关系不垂直于轴线L1而是相对于轴线L1倾斜时，本实施例抑制楔形工具135在焊盘127和129与引线117的末梢117c之间线性地移动。在这种情况下，为了防止导线受到机械应力，楔形工具135通过接近焊盘127和129与引线117的路径I和J(参见图16)沿导槽137a和137b的长度方向移动。
当导槽137a和137b中所导引的导线141因为导槽137a和137b中导线141的移动方向与楔形工具135移动方向间的差异而弯曲并延伸到楔形工具135外部时，在导线141上产生机械应力。由于导线141的相对端分别焊接到焊盘127和129与引线117的末梢117c上，因此，当导槽137a和137b中导线141的移动方向与接近焊盘127和129与引线117的末梢117c的楔形工具135的移动方向进一步不同时，机械应力显著增大。
在楔形工具135与焊盘127和129以及引线117的表面117a分开的预定的距离范围内，楔形工具135沿着路径K(其将路径I和J连接到一起)在倾斜方向移动。亦即，能够在焊盘127和129、磁性传感器芯片103和105的表面103a和105a以及引线117的表面117s上方的更高位置上沿着如此倾斜的方向移动楔形工具135。当楔形工具135通过路径K在这样的倾斜方向上移动时，即使导槽137a和137b中导线141的移动方向与楔形工具135的移动方向不同，在导线141上也可以不发生机械应力。
在完成布线步骤之后，将引线框架101从焊接装置131中取出并然后放入一对金属模具E和F中，在它们之间垂直地保持，如图17所示。具体而言，矩形框架部分115和引线117安装在下金属模具E的平表面E1上。上金属模具F具有从其表面F 1凹入的大量凹坑F2。当引线框架101的矩形框架部分115夹持在金属模具E和F之间时，台架107和109与引线117完全存储在凹坑F2之内。
然后，将熔融的树脂注入由上金属模具F的凹坑F2和下金属模具E的平表面E1所界定的空间中，从而在模制步骤中形成用于封装磁性传感器芯片103和105的树脂模制部分149。
由于模制步骤，台架107和109相对于矩形框架部分115在薄金属板的厚度方向上发生位置偏移。这使得熔融的树脂易于流向台架107和109的后侧107d和109d。结果，有可能用熔融的树脂填充台架107和109的后侧107d和109d与下金属模具E的平表面E1之间的空隙。
由于模制步骤，磁性传感器芯片103和105相对彼此相互倾斜且被固定在树脂模制部分149之内，如图18和19所示。顺便提一句，树脂优选由具有高流动性的预定材料构成，以便不会因为树脂流动改变磁性传感器芯片103和105的倾斜角。
最后，切割矩形框架部分115以单独地分开互连引线113和引线117。这样就可能完整地做出磁性传感器150。
磁性传感器150的树脂模制部分149(即封装)具有类似于矩形框架部分115的平面图中的矩形形状。引线117通过金属导线141电连接到磁性传感器芯片103和105。此外，引线117的后侧117b暴露于树脂模制部分149的下部表面149a。
磁性传感器芯片103和105均嵌入树脂模制部分149之内且分别相对于树脂模制部分149的下部表面149a倾斜。此外，彼此相对定位的磁性传感器芯片103和105的接头端103b和105b指向树脂模制部分149的上表面149c，使得其表面103a和105a彼此倾斜成锐角θ，该锐角θ形成于台架107的表面107a与台架109的后侧109d之间。
磁性传感器芯片103对两个方向(即，方向A和B)的外部磁场的磁分量敏感，这两个方向沿着磁性传感器芯片103的表面103a彼此以直角交叉。
磁性传感器芯片105对两个方向(即，方向C和D)的外部磁场的磁分量敏感，这两个方向沿着磁性传感器芯片105的表面105a彼此以直角交叉。
类似于第一实施例，方向A和C彼此相反且分别平行于台架107和109的轴线L1；而方向B和D彼此相反且分别垂直于轴线L1。
此外，沿着磁性传感器芯片103的表面103a在方向A和B上定义的A-B平面以锐角θ与沿着磁性传感器芯片105的表面105a在方向C和D上定义的C-D平面相交成锐角θ(见图19)。
A-B平面和C-D平面之间所形成的角度θ大于0°且小于90°。理论上，当角度θ大于0°时，就可能探测三维空间中的地磁方位。为了以最小的敏感度探测在垂直于A-B平面或C-D平面的方向上的地磁矢量分量且为了以小的误差计算它们，优选角度θ大于20°。为了进一步减小计算误差，优选角度θ大于30°。
例如，前述磁性传感器150安装在便携式信息终端的基板中，而该便携式终端装置又在显示面板上显示由磁性传感器150探测出的地磁方位。
根据该使用焊接装置131制造磁性传感器150的方法，当磁性传感器芯片103和105通过导线141电连接到引线117时，导线141的两端均分别被均匀地压到磁性传感器芯片103和105的焊盘127和129以及引线117的表面117a上。这样，有可能提高与焊盘127和129以及引线117的表面117a结合的导线141的结合强度。
与常规技术相反，为了提高结合强度，本实施例不必增大磁性传感器芯片103和105的焊盘127和129的尺寸；因此，可能减小磁性传感器芯片103和105的尺寸，从而减小磁性传感器150的总体尺寸。
当导线141的相对端分别与焊盘127和129以及引线117的表面117a结合时，导线141能够可靠地敷设在楔形工具135的平表面135b和135c上，从而可靠地将导线141压到焊盘127和129以及引线117的表面117a上。
此外，利用导槽137a和137b能够在平表面135b和135c上准确定位导线141。亦即，有可能容易地相对于焊盘127和129以及引线117的表面117a建立起导线141的定位。
当楔形工具135在磁性传感器芯片103和105与引线117之间移动时，强制楔形工具135的移动方向与导槽137a和137b的长度方向匹配。因此，即使在导线141沿导槽137a和137b的长度方向移动时，也可能可靠地避免在导线141上发生机械应力。亦即，有可能防止导线141被损坏。
本实施例是被这样描述的导线141的一端与焊盘127和129结合，然后导线141的另一端与引线117的表面117a结合。反过来，导线141的一端与引线117的表面117a结合，然后导线141的另一端与焊盘127和129结合。具体而言，利用楔形工具135的第一平表面135b使导线141的一端与引线117的表面117a结合，然后利用楔形工具135的第二平表面135c使导线141的另一端与焊盘127和129结合。
据描述，在本实施例中导槽137a和137b分别形成于平表面135b和135c中，但这未必是限制。仅仅要求楔形工具135具有第一平表面135b和第二平表面135c，第一平表面135b能够平行于引线117的表面117a设置，而第二平表面135c能够平行于磁性传感器芯片103和105的彼此倾斜的表面103a和105a设置即可。
台架倾斜步骤未必要在引线框架101的制备步骤之后执行。亦即，能够同时执行台架倾斜步骤和制备步骤。
粘附步骤不必要在台架倾斜步骤之后执行。亦即，能够同时执行台架倾斜步骤和粘附步骤。
在粘附步骤中，磁性传感器芯片103和105未必通过银膏贴附到台架107和109的表面107a和109a上。亦即，仅仅需要将磁性传感器芯片103和105贴附到台架107和109上即可。
本实施例引用的引线框架101具有两个台架107和109，但这不是限制。亦即，可以将本实施例应用到任何类型的引线框架，均具有一个台架或三个或更多台架。亦即，本实施例可适用于使用焊接装置生产均具有一个或三个或三个以上的磁性传感器芯片的磁性传感器的方法。
框架111未必要配备有在平面图中具有矩形形状的矩形框架部分115。亦即，仅仅需要框架111具有一允许引线117向内突出的某一框架部分即可。框架部分可以形成为平面图中的圆形；或者可以形成为具有三维结构。
每个台架107和109未必要形成为平面图中的矩形形状。亦即，仅仅需要台架107和109所形成的形状允许磁性传感器芯片103和105被粘附到表面107a和109a上即可。例如，每个台架107和109都可以形成为平面图中的圆形或椭圆形；或者，它们的每一个都可以形成具有沿其厚度方向穿过其的通孔或者形成网格状形状。
磁性传感器芯片103和105、引线117和台架107和109未必要一体地固定在树脂模制部分149之内。例如，可以将磁性传感器芯片103和105、引线117和台架107和109一体地固定在盒装封装的内部空间中。
本实施例被应用于探测三维空间中的磁性方向的磁性传感器；但这不是限制。亦即，本实施例适用于在三维空间中探测方位和方向的任何类型的物理量传感器。例如，本实施例可以用于具有用于探测加速度的大小和方向的加速度传感器芯片而不是磁性传感器芯片的加速度传感器。
3.变型前述第一和第二实施例能够以多种方式部分改造和变化；因此，以下将描述优选的变型。
(1)第一变型可以局部改造图1和10中所示的第一和第二实施例中所用的前述引线框架1和101，以包括形状记忆合金(例如，Ti-Ni合金)，从而允许物理量传感器芯片分别倾斜。将参考图20-27描述第一变型的细节。
如图20和21所示，引线框架201包括用于安装磁性传感器芯片203和205的具有矩形形状的两个台架207和209、用于支撑台架207和209的框架211、以及用于互连台架207和209与框架211的互连引线213。台架207和209、框架211和互连引线213全都一体地形成在一起。
框架211包括矩形框架部分215和大量的引线217，矩形框架部分215在平面图中具有矩形形状，用于围绕台架207和209，引线217从矩形框架部分的四边215a到215d向内突出。
多根引线217相对于矩形框架部分215的四边215a到215d的每一边形成，并电连接到磁性传感器芯片203和205的焊盘(未示出)。
台架207和209均形成为平面图中的矩形形状，以在其上安装磁性传感器芯片203和205。它们分别沿着矩形框架部分215的边215b和215d设置。
互连引线213分别从矩形框架部分215的四边215a到215d向台架207和209的接线端207b和209b朝内突出。互连引线213的内侧端互连到台架207和209的接线端207b和209b的侧端。
在互连引线213的内侧端形成扭曲部分219。扭曲部分219易于变形，使得台架207和209绕轴线L1相对于框架211可旋转地倾斜，轴线L1是垂直于矩形框架部分215的厚度方向引出的。
扭曲部分219是使用通过光刻而在引线框架201的厚度方向上陷入的沟槽形成的，或使用通过部分切除互连引线213形成的切口而形成的；因此，它们都易于变形。前述沟槽或切口可以在用薄金属板形成引线框架201的同时形成。
接着，将描述使用前述引线框架201制造磁性传感器的方法。
首先，在制备步骤中提供具有大量引线框架201的薄金属板。在Ti-Ni合金的恢复温度(即，300℃)或更高温度下加热引线框架201，然后进行压力加工，从而如图22所示，在台架倾斜步骤中，台架207和209分别绕轴线L1相对于框架211倾斜了预定倾斜角度。在台架倾斜步骤中，互连引线213的扭曲部分219变形，使得台架207和209绕轴线L1旋转，从而相对于框架211倾斜了预定倾斜角度。
在低于Ti-Ni合金的恢复温度(即300℃)的预定温度下冷却引线框架201并对其进行压力加工，由此扭曲部分219发生塑性形变，从而如图23所示，在均夷(planation)步骤中迫使台架207和209相对于框架211处于同一平面中。在均夷步骤之后，在粘附步骤中通过银膏分别把磁性传感器芯片203和205粘附到台架207和209的表面207a和209a上。在粘附步骤中，为了加热银膏，在150℃到200℃范围内的预定温度下加热引线框架201。
之后，执行线焊，以便在焊盘和引线217之间提供导线221，焊盘形成于磁性传感器芯片203和205的表面203a和205a上，从而在布线步骤中将焊盘和引线217电连接到一起。在布线步骤中，在230℃到250℃范围内的预定温度下加热引线框架201。
由于适于粘附步骤和布线步骤的加热温度低于Ti-Ni合金的恢复温度(即300℃)，因此在这些步骤中扭曲部分219不变形。
在布线步骤之后，在Ti-Ni合金的恢复温度(即300℃)下加热引线框架201，如图24所示，在再倾斜步骤中，扭曲部分219变形，使得台架207和209再次相对于框架211倾斜了预定的倾斜角度。在再倾斜步骤中，在300℃下加热引线框架201五秒钟。
之后，如图25所示将引线框架201垂直夹持在一对金属模具E和F之间。具体而言，下金属模具E具有平表面E1，在其上安装矩形框架部分215和引线217；上金属模具F具有从表面F1凹入的凹坑F2。在将矩形框架部分215垂直夹持在下金属模具E的平表面E1和上金属模具F的表面F1之间时，彼此倾斜的磁性传感器芯片203和205以及台架207和209完全存放在凹坑F2之内。
然后，将熔融的树脂注入由下金属模具E的平表面E1和上金属模具F的凹坑F2界定的空间中，使得在模制步骤中，磁性传感器芯片203和205、台架207和209、互连引线213和引线217全部被嵌入并一体地固定在树脂模制部分之内。在模制步骤中，在一分钟之内注入在175℃的预定温度下加热的熔融树脂；然后，在保持175℃的预定温度的同时使其固化四个小时。在模制步骤中，树脂的加热温度低于Ti-Ni合金300℃的恢复温度，从而防止了扭曲部分219意外变形。
由于前述模制步骤，如图26和27所示，能够将相对于矩形框架部分215分别倾斜预定角度的磁性传感器芯片203和205固定在树脂模制部分225之内。顺便提一句，为了不因为树脂流动而改变磁性传感器芯片203和205的倾斜角度，优选前述树脂由具有高流动性的预定材料构成。
最后，切割矩形框架部分215，以便单独地分开互连引线213和引线217。这样就能够完全制作出如图26和27所示的磁性传感器227。
磁性传感器227的树脂模制部分225具有类似于矩形框架部分215的平面图中的矩形形状。引线217通过金属导线221电连接到磁性传感器芯片203和205。此外，引线的后侧217b暴露于树脂模制部分225的下表面225a。
磁性传感器芯片203和205嵌入树脂模制部分225之内，并分别相对于树脂模制部分225的下表面225a倾斜。具体而言，磁性传感器芯片203和205彼此相对的接线端203b和205b指向树脂模制部分225的上表面225c，且表面203a和205a彼此相互倾斜成锐角θ，该锐角θ形成于台架207的表面207a和台架209的后侧209c之间。
磁性传感器芯片203对外部磁场在两个方向，即方向A和B上的两个分量敏感，方向A和B沿着其表面203a彼此以直角交叉。
磁性传感器芯片205对外部磁场在两个方向，即方向C和D上的两个磁分量敏感，方向C和D沿着其表面205a彼此以直角交叉。
在上文中，方向A和C彼此相反且分别平行于台架207和209的轴线L1。方向B和D彼此相反且分别垂直于轴线L1。
此外，由方向A和B沿着磁性传感器芯片203的表面203a定义的A-B平面与由方向C和D沿着磁性传感器芯片205的表面205a定义的C-D平面彼此间以锐角θ相交。
A-B平面和C-D平面之间所形成的角度θ大于0°并小于90°。理论上，当角度θ大于0°时就可能探测三维空间中的地磁方位。为了探测在垂直于A-B平面或C-D平面的垂直方向上的地磁矢量分量并以小的误差计算地磁矢量，优选角度θ大于20°。为了进一步减小计算误差，优选角度θ大于30°。
前述磁性传感器227安装在便携式终端装置(未示出)的基板上，该便携式终端装置例如又在显示面板上显示地磁方位。
前述的使用引线框架201制造磁性传感器227的方法在模制步骤之前且在粘附步骤和布线步骤之后包括再倾斜步骤，用于在Ti-Ni合金的恢复温度下加热引线框架201；因此，有可能可靠地保持由台架倾斜步骤建立起的关于安装在台架207和209上的磁性传感器芯片203和205的倾斜角度。因此，即使在粘附步骤和布线步骤之后和在模制步骤之前在传送引线框架201期间，当外力施加到台架207和209使其相对于框架211的倾斜角度因此而变化时，仍有可能提高与设定磁性传感器芯片203和205的倾斜角度相关的精度。这样就能够提供能够以高精度探测三维空间中的方位的磁性传感器227。
在台架倾斜步骤中为台架207和209设定倾斜角度之后，可以将台架207和209重新设置为与框架211处于同一平面。这使得能够容易地在台架207和209上设置磁性传感器芯片203和205并容易地将磁性传感器芯片203和205电连接到引线217。
再倾斜步骤未必要在引线框架201垂直夹持在金属模具E和F之间之前执行。例如，可以在引线框架201垂直夹持于金属模具E和F之间的同时执行再倾斜步骤。换言之，再倾斜步骤允许把垂直夹持在金属模具E和F之间的引线框架201加热到Ti-Ni合金的恢复温度。
引线框架201未必要由Ti-Ni合金构成。仅仅需要引线框架201由形状记忆合金构成即可。这里，在粘附步骤和布线步骤中当形状记忆合金的恢复温度低于引线框架201的加热温度时，优选用销钉压住台架207和209，以便不在粘附步骤和布线步骤中意外倾斜。
此外，引线框架201并非完全由形状记忆合金构成。仅仅需要扭曲部分219均由形状记忆合金构成即可，扭曲部分219使台架207和209相对于框架211倾斜。
可以改造制造磁性传感器期间使用的前述引线框架201，如图28A和28B所示，在图28A和28B中，与图20中所示的相同部件被分配给相同的附图标记。亦即，图28A示出了使用薄金属板形成的引线框架231，该薄金属板由三种类型的具有条形形状的板构成，其中由形状记忆合金构成的板237与均由诸如铜的另一种金属构成的板233和235一体地形成在一起。这里，该薄金属板经受压力加工和冲压(punching)，以便形成引线框架231，其中所有的扭曲部分219形成于由形状记忆合金构成的板237中。
前述引线框架231可以进一步改进，使得仅仅扭曲部分219均使用形状记忆合金形成。具体而言，如图29所示，形状记忆合金构件239可以设置在从扭曲部分219的表面219a掏空的凹坑219b之内。在这种情况下，当引线框架是用铜等构成的薄金属板形成时，通过压力加工或蚀刻在扭曲部分219上形成凹坑219b；然后，在凹坑219b之内设置形状记忆合金构件239。或者，如图30所示，形状记忆合金构件241可以贴附到扭曲部分219的表面219a上。
前述改进的优势在于能够以较低的成本生产引线框架，因为引线框架不是整个地用形状记忆合金形成的。
磁性传感器芯片203和205、台架207和209以及引线217未必要全部一体地固定在树脂模制部分225之内。相反，如图31所示，可以把它们完全存放在盒状外壳251(即陶瓷外壳)之内。盒状外壳251由基底构件255和盖257构成，基底构件255具有用于安装引线框架253的板状形状，盖257用于覆盖安装在基底构件255上的引线框架253。
在上文中，预先通过低熔点玻璃259将引线框架253粘附到基底构件255的表面255a上。在这种情况下，前述台架倾斜步骤可以与粘附同时执行。换言之，当用于融化将引线框架253粘附到基底构件255上所用的低熔点玻璃259的热的温度高于形状记忆合金的恢复温度时，可以使用热使台架207和209倾斜。
此外，执行前述的均夷步骤、粘附步骤和布线步骤；之后通过低熔点玻璃261在基底构件255的表面255a的周边将盖257粘附到引线217上。在这种情况下，前述的再倾斜步骤可以与粘附同时执行。亦即，可以利用融化低熔点玻璃261的热使得用于安装磁性传感器芯片203和205的台架207和209再倾斜。
前述的程序允许台架倾斜步骤和再倾斜步骤与把引线框架253安装到盒状外壳251内的步骤以及把引线框架253完全存放于盒状外壳251之内的步骤同时执行。这提高了制造磁性传感器的效率。
磁性传感器203和205未必要通过银膏粘附到台架207和209的表面207a和209a上。仅仅需要把磁性传感器芯片203和205可靠地粘附到台架207和209上即可。
不必前述的每个引线框架201、231和253都包括两个台架207和209。即，有可能实现均具有一个或三个或更多台架的引线框架。
框架211未必要具有在平面图中具有矩形形状的矩形框架部分215。仅仅需要框架211具有一允许引线217从其向内突出的框架部分即可。亦即，框架部分可以形成为平面图中的圆形；或者可以形成为具有三维结构。
每个台架207和209未必要形成为平面图中的矩形形状。仅仅需要所形成的台架207和209允许磁性传感器芯片203和205被粘附到其表面207a和209a上即可。亦即，每个台架207和209都可以形成为平面图中的圆形或椭圆形。或者，它们的每一个都具有穿过其厚度方向的通孔，或者形成为网格形状。
(2)第二变型可以局部改进前述的第一和第二实施例，使得每个物理量传感器芯片通过具有楔形形状的倾斜构件相对于形成于引线框架中的每个台架而倾斜。将参考图32到42描述第二变型的细节。
如图32和33所示，引线框架301包括两个台架307和309、框架311以及多根互连引线313，台架307和309具有矩形形状，框架311用于支撑台架307和309，互连引线313用于将台架307和309和框架311互连在一起。台架307和309、框架311和互连引线313全部整体地形成在一起。
框架311包括围绕台架307和309的、在平面图中具有矩形形状的矩形框架部分315；以及从矩形框架部分315的四边315a到315d向内突出的大量引线317。相对于矩形框架部分315的四边315a到315d的每个形成多条引线317。它们电连接到磁性传感器芯片303和305的焊盘(未示出)。
磁性传感器芯片303和305通过具有楔形形状的倾斜构件319和321安装在台架307和309的表面307a和309a上。台架307和309分别沿着矩形框架部分315的边315b和315d的纵向设置。
互连引线313从矩形框架部分315的边315a到315d向内朝台架307和309突出。互连引线313的内侧端连接到台架307和309的侧端。
接着将详细描述使用前述引线框架301制造磁性传感器的方法。
首先，在制备步骤中提供引线框架301。在粘附步骤中，磁性传感器芯片303和305分别通过具有楔形形状的倾斜构件319和321粘附到台架307和309的表面307a和309a上。
在粘附步骤中所用的每个倾斜构件319和321均由楔形基底构件323以及粘附薄膜(或粘附层)325构成，楔形基底构件323具有底部323a和斜面323b，斜面323b相对于楔形基底构件323倾斜一锐角，粘附薄膜325形成为覆盖底部323a和斜面323b。楔形基底构件323由具有绝缘和热塑性质的树脂构成，比如聚酰亚胺。粘附薄膜325由具有绝缘和热固性的树脂构成，比如聚酰亚胺的芯片结合膜。优选地，楔形基底构件323由在加热和硬化粘附薄膜325的预定温度下不熔化的树脂构成。
楔形基底构件323可以通过例如挤压成形形成。例如，如图35所示，使用具有空腔327(具有锯齿形状)的金属模具329和作为楔形基底构件323材料的热塑性树脂331形成楔形基底构件323，空腔沿挤出方向贯穿。热塑性树脂331被熔化并供应给金属模具329的空腔327，从空腔327挤出具有与空腔327匹配的锯齿形状的模制构件333。最后，将模制构件333分成件，从而制造出在倾斜构件319和321中使用的楔形基底构件323。在将模制构件333分成件之后，将粘附薄膜325粘附到楔形基底构件323以覆盖底部323a和斜面323b。
在粘附步骤中，如图36所示，在倾斜构件安装步骤中，分别在台架307和309的表面307a和309a上安装倾斜构件319和321；然后，在芯片安装步骤中分别在倾斜构件319和321的斜面323b上安装磁性传感器芯片303和305。
在芯片安装步骤中，在切片工序中完成并被粘附在切片胶带335上的磁性传感器芯片303和305在传送步骤中通过传送装置337被传送向倾斜构件319和321的斜面323b。
传送装置337具有套爪339和推送单元341，套爪339用于提起并夹持磁性传感器芯片303和305，推送单元341设置在切片胶带335下方。套爪339具有吸力面339b，用于通过吸气孔339a通过吸气吸附并保持磁性传感器芯片303和305。吸力面339b相对于台架307和309的表面307a和309a以及切片胶带335倾斜并平行于具有预定倾斜角的斜面323b。套爪339可以从切片胶带335上方移动到倾斜构件319和321的斜面323b。
推送单元341在切片胶带335下方在法线方向(即方向G和H)上升和下降。推送单元341具有多个从其基底343垂直突出的针345。针345均能从基底343伸出和缩回。
在传送步骤中，首先把套爪339设置于粘附在切片胶带335上的选定的磁性传感器芯片303(或305)上方；并把推送单元341设置在所选磁性传感器芯片303(或305)下方。然后，推送单元341沿方向G升起，如图37所示，针345向上移动同时部分地扯破切片胶带335，由此它把磁性传感器芯片303(或305)推起来，以从切片胶带335剥离并分开。
然后，针345的末梢分别伸出或缩回，以便支撑磁性传感器芯片303(或305)，使其平行于套爪339的吸力面339b。在这种状态下，推送单元341进一步沿方向G升起，使得磁性传感器芯片303(或305)接触到吸力面339b。此时，通过吸气孔339a进行吸气，使得磁性传感器芯片303(或305)被完全吸附并附着到套爪339的吸力面339b，同时保持基本平行于倾斜构件319(或321)的斜面323b。
此后，如图38所示，通过吸气而吸持着磁性传感器芯片303(或305)的套爪339向着倾斜构件319(或321)的斜面323b移动并位于其上方；然后，当磁性传感器芯片303(或305)接触到斜面323b时，套爪339停止使用吸气孔339a吸气；因此，磁性传感器芯片303(或305)被安装在斜面323b上。这样就完成了芯片安装步骤。
在粘附步骤中，在完成芯片安装步骤之后，在台架加热步骤中用加热器(未示出)加热台架307和309。在加热步骤中，如图39所示，通过加热台架307和309的表面307a和309a加热粘附到倾斜构件319和321的楔形基底构件323的底部323a的粘附薄膜325的预定部分，而且通过加热台架307和309还加热粘附到用于安装磁性传感器芯片303和305的楔形基底构件323的斜面323b的粘附薄膜325的其他部分；因此，粘附薄膜325被整个加热并因此硬化。这允许磁性传感器芯片303和305和台架307和309分别粘附到倾斜构件319和321的斜面和底部。
由于前述的粘附步骤，磁性传感器芯片303和305被牢固地粘附到台架307和309上。
完成粘附步骤之后，使用导线347执行线焊，导线347敷设在引线317与形成于磁性传感器芯片303和305的表面303a和305a上的焊盘之间，从而在布线步骤中在引线317和磁性传感器芯片303和305之间建立起电连接。
在完成布线步骤之后，如图40所示，在一对金属模具E和F之间垂直夹持引线框架301。下金属模具E具有平表面E1，其上安装矩形框架部分315和引线317；上金属模具F具有从其表面F1掏空的凹坑F2。当矩形框架部分315被夹持在下金属模具E的平表面E1和上金属模具F的表面F1之间时，磁性传感器芯片303和305以及倾斜构件319和321全部被存放在凹坑F2之内。
然后，在模制步骤中，将熔融的树脂注入在下金属模具E的平表面E1和上金属模具F的凹坑F2之间所界定的空间中，以便形成树脂模制部分349(即封装)，其中将磁性传感器芯片303和305、倾斜构件319和321、台架307和309、互连引线313以及引线317全部嵌入并一体地固定在一起。由于模制步骤，如图41和42所示，磁性传感器芯片303和305相对于矩形框架部分315精确地倾斜预定倾斜角度并固定在树脂模制部分349之内。
最后，对矩形框架部分315进行切割，以便单独分开互连引线313和引线317。这样就完全制成了磁性传感器351。
磁性传感器351的树脂模制部分349类似于矩形框架部分315，具有平面图中的矩形形状。引线317通过金属导线347电连接到磁性传感器芯片303和305。此外，引线317的后侧317b暴露于树脂模制部分349的下部表面349a。
磁性传感器芯片303和305均嵌入树脂模制部分349之内且分别相对于树脂模制部分349的下部表面349a倾斜。磁性传感器芯片303和305彼此相对邻接的接头端303b和305b向上指向树脂模制部分349的上表面349c；磁性传感器芯片303和305的表面303a和305a以其间的锐角θ相互倾斜，该锐角θ形成于倾斜构件319和321的斜面323b之间。
磁性传感器芯片303对两个方向，即方向A和B的外部磁场的磁分量敏感，这两个方向沿着其表面303a彼此以直角交叉。
磁性传感器芯片305对两个方向，即方向C和D的外部磁场的磁分量敏感，这两个方向沿着其表面305a彼此以直角交叉。
方向A和C彼此相反并垂直于磁性传感器芯片303和305的耦接方向。方向B和D彼此相反并平行于磁性传感器芯片303和305的耦接方向。
沿着磁性传感器芯片303的表面303a在方向A和B上定义的A-B平面与沿着磁性传感器芯片305的表面305a在方向C和D上定义的C-D平面以其间的锐角θ相交。
A-B平面和C-D平面之间所形成的角度θ大于0°且小于90°。理论上，当角度θ大于0°时，就可能探测三维空间中的地磁方位。为了确保以最小的敏感度探测在垂直于A-B平面或C-D平面的方向上的地磁矢量分量且为了以小的误差计算它们，优选角度θ大于20°。为了进一步减小计算误差，优选角度θ大于30°。
例如，磁性传感器351安装在便携式终端装置(未示出)的基板中，其中在显示面板上显示地磁方位。
根据该磁性传感器351的制造方法，磁性传感器芯片303和305通过具有楔形形状的倾斜构件319和321粘附到台架307和309的表面307a和309a；因此，有可能可靠地使磁性传感器芯片303和305相对于台架307和309的表面307a和309a倾斜，并有可能可靠地分别为磁性传感器芯片303和305设定预定倾斜角度。换言之，有可能提高为磁性传感器芯片303和305设定预定倾斜角度的精度；因此，磁性传感器351能够精确地探测三维空间中的方位和加速度。
如上所述，不必包括为了确保磁性传感器芯片303和305相对于矩形框架部分315倾斜而使引线框架301变形的步骤。这进一步提高了制造磁性传感器351的效率。
倾斜构件319和321由楔形基底构件323和粘附薄膜325构成，形成粘附薄膜325以覆盖楔形基底构件323的底部323a和斜面323b。这里，楔形基底构件323由在台架加热步骤中不被加热变形的硬材料构成；因此，它们在成形过程中可以稳定。这进一步提高了为磁性传感器芯片303和305设定预定倾斜角度的精度，磁性传感器芯片303和305通过倾斜构件319和321安装在台架307和309上。
此外，可以通过依次在台架307和309的表面307a和309a上设置倾斜构件319和321以及磁性传感器芯片303和305容易地制造磁性传感器351。
台架加热步骤是在完成芯片安装步骤之后执行的；因此，有可能在同一时刻同时加热分别接触到磁性传感器芯片303和305以及台架307和309的两个粘附薄膜325。这允许把磁性传感器芯片303和305以及台架307和309同时粘附到倾斜构件319和321；因此，有可能提高制造磁性传感器351的效率。
当磁性传感器芯片303和305被传送并安装在倾斜构件319和321的斜面323b上时，使用套爪339夹持磁性传感器芯片303和305以便基本平行于斜面323b。这控制着磁性传感器芯片303和305不致相对于斜面323b位置偏移。换言之，能够以稳定的方式在斜面323b上设置磁性传感器芯片303和305；因此，有可能提高磁性传感器芯片303和305相对于斜面323b的定位精度。
在芯片安装步骤中，当磁性传感器芯片303和305贴附于套爪339时，它们未必要平行于倾斜构件319和321的斜面323b设置。仅仅要求在磁性传感器芯片303和305安装于斜面323b上时，它们保持基本平行于倾斜构件319和321的斜面323b即可。
在台架加热步骤中加热并硬化倾斜构件319和321的粘附薄膜325，以便实现磁性传感器芯片303和305、台架307和309以及倾斜构件319和321之间的粘附，该台架加热步骤未必要在芯片安装步骤之后执行。仅仅需要加热并硬化倾斜构件319和321的粘附薄膜325从而使磁性传感器芯片303和305以及台架307和309粘附到倾斜构件319和321即可。
因此，可以紧随芯片安装步骤执行台架加热步骤。亦即，芯片安装步骤是在台架307和309的加热条件下执行的；然后，使用台架307和309的热加热并硬化接触磁性传感器芯片303和305以及台架307和309的粘附薄膜325。
可以紧随构件安装步骤执行台架加热步骤。亦即，构件安装步骤和芯片安装步骤是在台架307和309的加热条件下执行的；然后，使用台架307和309的热加热并硬化接触磁性传感器芯片303和305以及台架307和309的粘附薄膜325。
如上所述，通过预先加热台架307和309，在把倾斜构件319和321安装在台架307和309的表面307a和309a上之后立刻加热并硬化粘附薄膜325；因此，有可能在磁性传感器芯片303和305、台架307和309以及倾斜构件319和321之间迅速建立粘附。此外，加热和硬化粘附薄膜325是使用台架307和309的热进行的；因此，有可能容易而可靠地在磁性传感器芯片303和305、台架307和309以及倾斜构件319和321之间建立粘附。
直接接触到磁性传感器芯片303和305的粘附薄膜325的预定部分位置远离台架307和309的表面307a和309a；因此，与粘附薄膜325直接接触到台架307和309的表面307a和309a的其他部分相比，它们可能在加热和硬化过程中需要更长的时间。因此，即使在台架307和309的加热条件下在构件安装步骤之后执行芯片安装步骤，在粘附薄膜325直接接触到磁性传感器芯片303和305的预定部分硬化之前，也有可能可靠地把磁性传感器芯片303和305安装在倾斜构件319和321的斜面323b上。简而言之，有可能把磁性传感器芯片303和305牢固粘附在倾斜构件319和321的斜面323b上。
芯片安装步骤未必要在构件安装步骤之后执行。例如，有可能在将磁性传感器芯片303和305安装在倾斜构件319和321的斜面323b上的芯片安装步骤之后，执行将安装有磁性传感器芯片303和305的倾斜构件319和321安装在台架307和309的表面307a和309a上的构件安装步骤。
在上文中，只是简单地将安装有磁性传感器芯片303和305的倾斜构件319和321安装在保持水平的台架307和309的表面307a和309a上；这样一来就有可能实现磁性传感器芯片303和305相对于台架307和309的表面307a和309a的倾斜状态。这样就可能容易地做出磁性传感器351。
即使当构件安装步骤在芯片安装步骤之后执行时，也有可能在完成构件安装步骤之后执行台架加热步骤，在台架加热步骤中将磁性传感器芯片303和305以及台架307和309粘附到倾斜构件319和321。
此外，可以紧随构件安装步骤执行台架加热步骤。亦即，在台架307和309被加热的条件下执行构件安装步骤使得安装有磁性传感器芯片303和305的倾斜构件319和321被安装在台架307和309的表面307a和309a上之后，使用台架307和309的热加热并硬化与磁性传感器芯片303和305以及台架307和309接触的粘附薄膜325。
倾斜构件319和321未必要通过挤压成形形成。例如，可以通过辊压形成。亦即，如图43A和43B所示，使用辊子353和355对树脂材料331进行辊压，从而生产出具有锯齿形状的模制构件357。模制构件357被分成件以便制作倾斜构件319和321。模制构件357的锯齿形状是依照形成于辊子353上的多个斜齿轮353a形成的。
或者，例如，如图44所示，可以使用辊子359和361形成倾斜构件319和321。这里，在辊子359的外周表面359a中形成多个用于模制倾斜构件319和321的空腔363。使用辊子359，依照空腔363的形状形成倾斜构件319和321的形状。举例来说，为了在厚度为100μm的模制构件365的表面365a上形成具有被设定为400μm的高度的楔形形状的倾斜构件319和321，优选经受辊压的树脂材料331的厚度设定为500μm。
当倾斜构件319和321是使用辊子353和355或者辊子359和361通过辊压形成时，预先把粘附薄膜(或粘附层)367贴附到树脂材料331的表面331a和后侧331b；因此有可能提高制造倾斜构件319和321的效率。
在本实施例中前述楔形基底构件323和粘附薄膜325具有绝缘性，但这不是限制。基本上，仅仅需要在磁性传感器芯片303和305以及台架307和309之间确保电绝缘即可。换言之，需要楔形基底构件323和粘附薄膜325中至少一个具有粘附力。在这种情况下，楔形基底构件323可能由例如金属材料构成。与树脂材料构成的楔形基底构件323相比，金属材料构成的楔形基底构件323具有高的散热能力。这可以容易地防止磁性传感器芯片303和305过热。当楔形基底构件323由金属材料构成时，优选粘附薄膜325具有粘附力。
粘附薄膜325未必要贴附到每个倾斜构件319和321中所包括的楔形基底构件323的底部323a和斜面323b。仅仅需要形成粘附层以与楔形基底构件323建立相互的粘附力即可。例如，可以将银膏构成的粘附层涂布到楔形基底构件323的底部323a和斜面323b。或者，可以把粘性气体喷射到楔形基底构件323的底部323a和斜面323b上以便形成粘附层。
每个倾斜构件319和321未必要使用楔形基底构件323以及形成于底部323a和斜面323b上的粘附层来形成。例如，可以使用具有粘性的特定构件形成它。
此前描述过，在本实施例中把磁性传感器芯片303和305、倾斜构件319和321、台架307和309以及引线317全部一体地固定在树脂模制部分349中，但这不是限制。例如，它们可以存放在空的盒状构件(即封装)之内，它们在其中被一体地固定到一起。
引线框架301的框架311未必要包括在平面图中具有矩形形状的矩形框架部分315。基本上，仅仅需要框架311具有一允许引线317从其向内突出的框架部分即可。例如，该框架部分能够形成为平面图中的圆形。
每个台架307和309未必要形成为平面图中的矩形形状。基本上，仅仅需要台架307和309所形成的形状允许磁性传感器芯片303和305被粘附到其表面307a和309a上即可。例如，每个台架307和309都可以形成为平面图中的圆形或椭圆形。或者，它们的每一个都具有穿过其厚度方向的通孔；或者形成为网格形状。
每个台架307和309未必要形成为在其上安装单个的磁性传感器芯片(303或305)和单个的倾斜构件(319或321)。例如，有可能形成每个台架的形状以在其上安装多个磁性传感器芯片和多个倾斜构件。
磁性传感器351未必要设计成探测三维空间中的磁场方向。亦即，有可能实现多种类型的用于探测三维空间中的方位和方向的物理量传感器。例如，有可能实现具有加速度传感器芯片的加速度传感器，用于探测加速度的大小和方向。
最后，本发明不一定要限于前述实施例和前述变型，它们是说明性的和非限制性的；因此，旨在将所有在本发明范围内的改变和变更包括在所附权利要求中。
权利要求
1.一种制造物理量传感器的方法，所述物理量传感器是使用引线框架制作的，所述引线框架具有至少一个用于安装物理量传感器芯片的台架和具有多根围绕所述台架的引线的框架，所述制造方法包括粘附步骤，用于将所述物理量传感器芯片粘附在相对于所述框架倾斜的所述台架上；布线步骤，用于使用导线进行线焊，以便使用焊接装置将所述物理量传感器芯片和所述引线分别电连接；以及定位步骤，用于建立预定的定位，以便通过控制所述引线框架和所述焊接装置之间的位置关系使导线精确地焊接到所述物理量传感器芯片和所述引线上。
2.一种制造物理量传感器的方法，所述物理量传感器是使用引线框架制作的，所述引线框架具有至少一个用于安装物理量传感器芯片的台架和具有多根围绕所述台架的引线的框架，所述制造方法包括步骤将所述物理量传感器芯片粘附在相对于所述框架倾斜的所述台架上；及使用导线执行线焊，以便分别电连接所述物理量传感器芯片的表面和所述引线的表面，所述物理量传感器芯片的表面相对于所述框架倾斜，其中在执行线焊时绕枢轴旋转所述引线框架，以便使所述物理量传感器芯片的所述表面和所述引线的所述表面垂直于用于释放所述导线的毛细管。
3.一种用于制造物理量传感器的焊接装置，所述物理量传感器是使用具有多个引线框架的薄金属板制作的，每个所述引线框架包括至少一个用于安装物理量传感器芯片的台架和具有多根围绕所述台架的引线的框架，所述焊接装置包括基底；装备在所述基底上并关于参考轴线绕枢轴旋转的器械，所述参考轴线平行于所述基底，所述器械支撑所述薄金属板，以便保持所述台架相对于所述框架倾斜；以及毛细管，用于使用导线执行线焊，以便分别电连接所述物理量传感器芯片的表面和所述引线的表面，其中所述毛细管相对所述基底的表面设置，其间具有预定角度，且其中在所述器械绕枢轴旋转时，所述物理量传感器芯片的所述表面和所述引线的所述表面分别垂直于所述毛细管。
4.一种用于制造物理量传感器的方法，包括步骤提供引线框架，所述引线框架具有至少一个用于安装物理量传感器芯片的台架和具有多根围绕所述台架的引线的框架；使所述台架相对于所述框架倾斜；将所述物理量传感器芯片粘附到所述台架上；以及按照楔形焊方法，使用导线分别在所述物理量传感器芯片的表面和所述引线的表面之间建立电连接，所述物理量传感器芯片的所述表面相对于所述框架倾斜，其中一楔形工具分别平行于所述物理量传感器芯片的所述表面和所述引线的所述表面定位，使得所述导线分别保持在所述物理量传感器芯片的所述表面和所述引线的所述表面之间。
5.一种按照楔形焊方法使用导线为物理量传感器建立电连接的焊接装置，所述物理量传感器是使用引线框架制作的，所述引线框架具有至少一个用于安装物理量传感器芯片的台架和具有多根围绕所述台架的引线的框架，所述焊接装置包括用于安装所述引线框架的基底；以及楔形工具，所述楔形工具能够相对于所述基底移动并提供导线，用于分别在相对于所述框架倾斜的所述物理量传感器芯片的表面和所述引线的表面之间建立电连接，其中所述楔形工具具有第一平表面和第二平表面，所述第一平表面形成平行于所述引线的所述表面以便在其间夹持所述导线的一端，所述第二平表面平行于所述物理量传感器芯片的所述表面形成以便在其间夹持所述导线的另一端。
6.根据权利要求5所述的焊接装置，其中所述楔形工具的所述第一平表面和所述第二平表面局部凹陷以形成用于在其中引导所述导线的导槽，且其中所述导槽分别沿着所述第一平表面和所述第二平表面延长。
7.根据权利要求6所述的焊接装置，其中所述楔形工具分别接近所述物理量传感器芯片的所述表面和所述引线的所述表面在所述导槽的长度方向上移动。
8.根据权利要求1所述的制造物理量传感器的方法，还包括制备步骤，用于提供还包括多根互连引线的所述引线框架，每根所述互连引线包括形状记忆合金，所述互连引线用于将所述台架和所述框架互连到一起；第一加热步骤，用于加热所述互连引线使其在所述形状记忆合金的恢复温度下变形，从而使所述台架相对于所述框架倾斜预定角度；以及在所述粘附步骤和所述布线步骤之后的第二加热步骤，用于再次在所述形状记忆合金的所述恢复温度下加热所述互连引线，从而使所述台架相对于所述框架倾斜所述预定角度。
9.根据权利要求8所述的制造物理量传感器的方法，还包括变形步骤，用于通过压力加工使所述互连引线塑性变形，以便在所述台架经加热倾斜一次之后且在所述物理量传感器芯片粘附到所述台架上之前使所述台架与所述框架处于同一平面。
10.一种引线框架，所述引线框架是用薄金属板制作的，包括至少一个台架；框架，具有多根围绕所述台架的引线；以及多根互连引线，用于将所述台架和所述框架互连到一起，其中每根所述互连引线包括形状记忆合金，其通过加热而变形。
11.根据权利要求10所述的引线框架，其中形状记忆合金构件被贴附到每根所述互连引线。
12.一种物理量传感器，包括至少一个台架；至少一个物理量传感器芯片；多根引线，设置成围绕所述台架且电连接到所述物理量传感器芯片；至少一个具有楔形形状的倾斜构件，其粘附到所述台架的表面上，所述物理量传感器芯片粘附在所述台架的表面上；以及封装，用于在其中一体地固定所述台架、所述物理量传感器芯片、所述倾斜构件和所述引线。
13.根据权利要求12所述的物理量传感器，其中所述倾斜构件是使用楔形基底构件形成的，在所述楔形基底构件中形成粘附层以覆盖其底部和斜面。
14.根据权利要求1所述的制造物理量传感器的方法，还包括制备步骤，用于提供还包括多根互连引线的所述引线框架，所述互连引线用于将所述台架和所述框架互连到一起；以及与所述布线步骤之前的所述粘附步骤相关的倾斜步骤，用于通过具有楔形形状的倾斜构件将所述物理量传感器芯片粘附到所述台架上。
15.根据权利要求14所述的制造物理量传感器的方法，还包括芯片安装步骤，用于在所述倾斜构件的斜面上安装所述物理量传感器芯片；以及构件安装步骤，用于将安装有所述物理量传感器芯片的所述倾斜构件安装到所述台架的表面上。
16.根据权利要求14所述的制造物理量传感器的方法，还包括构件安装步骤，用于将所述倾斜构件安装到所述台架的表面上；以及芯片安装步骤，用于在所述倾斜构件的斜面上安装所述物理量传感器芯片，所述倾斜构件已经安装在所述台架的所述表面上。
17.根据权利要求15或16所述的制造物理量传感器的方法，其中所述倾斜构件具有粘附层，所述粘附层具有热固性，所述粘附层分别粘附到所述物理量传感器芯片和所述台架，且其中在将安装所述物理量传感器芯片的所述倾斜构件安装在所述台架的所述表面上之后，所述粘附层被加热并硬化。
18.根据权利要求15或16所述的制造物理量传感器的方法，其中所述倾斜构件具有粘附层，所述粘附层具有热固性，所述粘附层分别粘附到所述物理量传感器芯片和所述台架，且其中，将安装所述物理量传感器芯片的所述倾斜构件安装在预先加热过的所述台架的表面上，从而利用所述台架的热加热并硬化所述粘附层。
19.根据权利要求16所述的制造物理量传感器的方法，其中在将所述物理量传感器芯片安装在所述倾斜构件的斜面上之前，预先使所述物理量传感器芯片倾斜以平行于所述倾斜构件的所述斜面。
20.根据权利要求19所述的制造物理量传感器的方法，其中通过吸气将所述物理量传感器芯片吸附到套爪，并在所述物理量传感器芯片倾斜以平行于所述倾斜构件的所述斜面的方式下将所述物理量传感器芯片向所述倾斜构件的所述斜面传送。
全文摘要
使用引线框架制作一种物理量传感器，该引线框架具有至少一个用于安装物理量传感器芯片的台架和具有引线的框架，其中所述物理量传感器芯片相对于所述框架倾斜。焊接装置执行线焊以便电连接物理量传感器芯片和引线，它们分别垂直于用于释放导线的毛细管。焊接装置包括楔形工具，该楔形工具具有用于与引线一起夹持导线一端的第一平表面以及与物理量传感器芯片一起夹持导线另一端的第二平表面。引线框架包括用于将台架和框架互连到一起的具有形状记形合金的互连引线。物理量传感器芯片可以通过具有楔形形状的倾斜构件安装在台架上。在制造物理量传感器的方法中使用焊接装置而不形成额外的焊接部分，从而改善了引线和导线之间的粘附力。
文档编号H01L21/60GK1841690SQ200610009399
公开日2006年10月4日 申请日期2006年3月7日 优先权日2005年3月9日
发明者白坂健一, 齐藤博 申请人:雅马哈株式会社