半导体装置、磁传感器和磁传感器单元制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种磁传感器，其特征在于包括形成为一片状的对至少在磁场的一个方向上的磁分量敏感的一磁传感器芯片和从所述磁传感器芯片的表面凸出的将所述磁传感器芯片电连接于片状的一电路板的多个电极部分，其中电极部分在所述磁传感器的表面排列为一行。一种磁传感器单元，其特征在于包括两个如权利要求１所述的磁传感器，和其上安装所述磁传感器的一电路板，所述电极部分与表面接触，其中至少一个磁传感器的磁传感器芯片对在两个方向上的磁场的磁分量敏感；而且，磁传感器在电路板上设置为至少部分重叠，使得另一磁传感器的敏感方向与所述磁传感器由两个敏感方向组成的平面交叉。本实用新型专利技术能够抑制设置于半导体芯片表面的传感器元件性能的波动和退化。（*该技术在2015年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及表面安装型的一种半导体装置，如芯片尺寸封装(chip-size packages)或相似的装置。本技术还涉及用来测量磁场方向的磁传感器和磁传感器单元。对申请日为2004年3月24日的日本专利申请第2004-87139号和申请日为2004年3月24日的日本专利申请第2004-87140号要求了优先权，其中的内容在此引入作为参考。
技术介绍
近年来出现了LSI和其它的形成尺寸基本与半导体芯片尺寸相同的半导体装置，如芯片尺寸封装(后文称“CSPs”)或相似的装置，而且能够表面安装。因为安装技术适于更小和更轻的电子设备，这样的技术正在吸引注意力(范例请见日本专利申请，第一次公开，第9-107048号)。在传统表面安装半导体装置中，多个用于电连接于安装板的凸点电极(bump electrode)以相同宽度排列在半导体芯片的顶表面侧。即如图12所示，提供有多条虚拟网格线L21沿半导体芯片表面上的一个方向(X方向)延伸，以将半导体芯片的表面基本均匀划分。另外，与上述相似，还提供有多条虚拟网格线L22沿表面且与X方向垂直的方向(Y方向)延伸，以将半导体芯片的表面基本均分。然后多个凸点电极97以每个一个的方式排列在这些网格线L21、L22的交点处。每个凸点电极97通过在半导体芯片表面上提供的线路层电连接于半导体芯片表面上的垫式电极95。为了减小电子设备的尺寸和重量，半导体装置与功能元件的集成也得到应用。提供有这样的半导体装置，其中例如磁元件、霍尔元件、压电元件或其它具有电功能的传感器元件或者与集成电路一起或者在半导体芯片的表面上的集成电路的表面侧设置。传感器元件设置在半导体芯片表面上的预定位置。即例如传感器元件为用来测量外部磁场方向的磁元件的情况下，当半导体装置被安装在安装板上时，由每个这样的磁元件检测的磁场方向必须得到确定，而且磁元件必须以相互分开的距离设置以不受其它元件的影响，因此元件被安排在半导体表面的周边部分或其它的预定位置。但是，上述的传统半导体装置的半导体芯片的尺寸随每年的过去自己趋于变得更小，使得线路部分和凸点电极97被安排于在半导体芯片的厚度方向上与传感器元件99重叠的位置。在这样结构的情况下，当半导体装置被安装在安装板上时，凸点电极97的应力传至传感器99。而且在这样结构的情况下，如果半导体装置在安装板上处于安装状态下，在安装半导体装置的安装板区域存在弯曲，那么从安装板弯曲的部分产生的应力会传至凸点电极97，而且通过端子和线路层传至传感器元件99。此外，当在这样的情况下半导体装置被安装或运行时，发生半导体装置的升温，使得线路层上的应力也传至传感器元件99。即当半导体装置被安装在安装板上时，或当半导体装置被导致运行时，凸点电极97和线路层上的应力传至传感器99，并且存在一个传感器99的性能可能波动或退化的问题。另外，当传感器99可能影响磁场时，如磁元件和霍尔元件的情况，如果凸点电极97、端子和线路层设置在与传感器99重叠的位置，那么存在一个问题，即传感器99的性能可能由于在端子和线路层中通过的电流引起的电流诱发磁场而波动。现有技术中，提供有以测量外部磁场的三维方向来探测磁场的磁传感器。作为磁传感器的此种类型，存在有传感器，其中磁敏感部分(磁传感器芯片)被固定在磁敏感表面定位板，而且磁敏感部分(磁传感器芯片)用模制化合物密封(范例请见日本专利申请，第一次公开第2002-156204号)。这里，设置磁敏感部分以探测在沿磁敏感表面定位板表面的一个方向的磁分量。磁敏感表面定位板和磁敏感部分用模制材料覆盖，其状态为与电路板的表面和其它元件支撑部分相接触且相对水平基准倾斜。即在磁传感器安装在元件支撑部分上的状态下，所述定位板和磁敏感部分相对于元件支撑部分的表面倾斜。通过在元件支持部分上提供两个磁传感器，使得两个磁敏感部分相对于元件支撑部分表面的倾斜角度不同，可以测量外部磁场的三维方向。但是，对于具有上述构造的磁传感器，磁敏感部分用银浆被固定在磁敏感表面定位板的表面上。在固定时，银浆必须熔融，使得磁敏感部分和磁敏感表面定位板被加热至升高的温度。但是，对于现有技术的上述的磁传感器，因为磁敏感表面定位板和磁敏感部分被加热，当磁敏感表面定位板和磁敏感部分包括具有不同热膨胀系数的材料时，由于热膨胀系数的不同产生磁敏感部分的弯曲。并且当在磁敏感部分产生弯曲时，存在一个问题，即磁敏感部分的性能退化且不能准确测量外部磁场的三维方向。
技术实现思路
本技术鉴于上述情况设计，并且提供一种半导体装置作为一个目的，其能够抑制设置于半导体芯片表面的磁性传感器性能的波动和退化。本技术鉴于上述情况而设计，并且提供一种磁传感器和磁传感器单元作为进一步的目的，其防止磁性传感器芯片性能的退化且能够准确测量磁场的三维方向。为了解决上述问题，在本技术中提出了以下措施。第一方面的本技术提出了一种半导体装置，其包括半导体芯片，其表面上形成有与之电连接的集成电路和传感器元件；垫式电极，形成在半导体芯片的表面侧且至少电连接于集成电路；电极部分，设置在半导体芯片的表面侧且将半导体芯片与外部电路电连接；线路部分，将垫式电极电连接至电极部分；绝缘部分，由电绝缘材料形成，其覆盖半导体芯片的表面且密封传感器元件、线路部分和电极部分，其状态为至少显露半导体芯片表面侧上的电极部分；而且其特征为电极部分设置于在半导体芯片的厚度方向上与传感器元件不重叠的位置。这里，“传感器元件”表示具有电功能的元件，如磁元件，霍尔元件，压电元件或相似元件之中的那些元件。用本技术的一种半导体装置，当半导体装置作为外部电路安装于安装板上时，半导体装置被压在安装板的安装表面，其状态为半导体芯片的表面侧面向安装板的安装表面。这里，传感器元件和电极部分设置于不重叠的位置，而且由于压力造成的在电极部分处的传至传感器元件的应力可以得到减小。另外，即使当安装半导体装置时存在安装板的安装表面的弯曲的情况下，由安装板的弯曲产生的从电极部分传至传感器元件的应力可以得到减少。此外，当导致半导体装置运行时，由于在电极部分流动的电流产生一个电磁场，但是因为敏感元件和电极部分以一距离设置，即使当传感器元件被磁场影响时，如磁元件或霍尔元件的情况，传感器元件上电极部分的电流诱发磁场效应可以得到减小。第二方面的本技术提出半导体装置，其特征为线路部分设置于在半导体芯片的厚度方向上与传感器元件不重叠的位置。用本技术的一种半导体装置，当安装半导体装置的安装板上的安装表面存在弯曲时，即使如果在半导体装置1安装于安装表面的情况下由安装板的弯曲中产生的应力从电极部分传至线路部分，传至传感器元件的应力可以得到减小。另外，当在安装板上安装半导体装置时或当导致半导体装置运行时，半导体装置被加热而且产生线路部分的热变形；但是即使如果由于该热变形在线路部分上产生应力，传至传感器元件的线路部分的应力可以得到减小。此外，当导致半导体装置运行时，由于在线路部分流动的电流产生一个电流诱发磁场；但是由于传感器元件和线路部分不重叠，即使当传感器元件受磁场的影响时，如磁传感器或霍尔传感器的情况，传感器元件上线路部分的电流诱发磁场效应可以得到减小。第三方面的本技术提出半导体装置，其特征为提供多个上述电极本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种磁传感器，其特征在于包括形成为一片状的对至少在磁场的一个方向上的磁分量敏感的一磁传感器芯片和从所述磁传感器芯片的表面凸出的将所述磁传感器芯片电连接于片状的一电路板的多个电极部分，其中　　　　电极部分在所述磁传感器的表面排列为一行。

【技术特征摘要】
JP 2004-3-24 087139/04;JP 2004-3-24 087140/041.一种磁传感器，其特征在于包括形成为一片状的对至少在磁场的一个方向上的磁分量敏感的一磁传感器芯片和从所述磁传感器芯片的表面凸出的将所述磁传感器芯片电连接于片状的一电路板的多个电极部分，其中电极部分在所述磁传感器的表面排列为一行。2.一种磁传感器单元，其特征在于包括两个如权利要求1所述的磁传感器，和其上安装所述磁传感器的一电路板，所述电极部分与表面接触，其中至少一个磁传感器的磁传感器芯片对在两个方向上的磁场的磁分量敏感；而且，磁传感器在电路板上设置为至少部分重叠，使得另一磁传感器的敏感方向与所述磁传感器由两个敏感方向组成的平面交叉。3.一种磁传感器单元，其特征在于包括两个如权利要求1所述的磁传感器，和其上安装所述磁传感器的一电路板，其中至少一个磁传感器的磁传感器芯片对在两个方向上的磁场的磁分量敏感；而且，磁传感器在电路板上设置为至少部分重叠，使得另一磁传感器的敏感方向与所述磁传感器由两个敏感方向组成的平面交叉。4.一种磁传感器，其特征在于包括形成为一片状的对至少在磁场的一个方向上的磁分量敏感的一磁传感器芯片和从所述磁传感器芯片的表面凸出的将所述磁传感器芯片电连接于片状的一电路板的多个电极部分，其中电极部分在所述磁传感器的表面排列为多个平行的行；而且，所述电极部分的凸出长度沿所述行...

【专利技术属性】
技术研发人员：内藤宽，佐藤秀树，
申请(专利权)人：雅马哈株式会社，
类型：实用新型
国别省市：JP[日本]