物理量传感器及其制造方法、使用的焊接装置及引线框架制造方法及图纸

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。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术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。本专利技术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。
技术介绍
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。
技术实现思路
本专利技术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。本专利技术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，本专利技术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专利技术的第一方面中，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，引线框架绕枢轴旋本文档来自技高网...

【技术保护点】
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。

【技术特征摘要】
JP 2005-3-9 066183/05;JP 2005-3-28 091614/05;JP 201.一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...

【专利技术属性】
技术研发人员：白坂健一，齐藤博，
申请(专利权)人：雅马哈株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]