磁檢測(cè)裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種磁檢測(cè)裝置，該磁檢測(cè)裝置在安裝有磁傳感器與電路的傳感器基板的接合面上設(shè)有用于接合于母基板的多個(gè)接合點(diǎn)。
【背景技術(shù)】
[0002]在專(zhuān)利文獻(xiàn)I中記載有半導(dǎo)體裝置。該半導(dǎo)體裝置在安裝有集成電路的半導(dǎo)體芯片的表面上形成有作為薄膜磁元件的傳感器元件，并在上述半導(dǎo)體芯片上設(shè)有多個(gè)極板電極。在各個(gè)極板電極形成有焊料球，焊料球接合于組裝基板的安裝面，從而使半導(dǎo)體裝置組裝于組裝基板。而且，傳感器元件被配置為在厚度方向上不與極板電極重疊，能夠減少集中于凸起(bump)電極的應(yīng)力給傳感器元件帶來(lái)的影響。
[0003]記載于專(zhuān)利文獻(xiàn)2的半導(dǎo)體裝置在半導(dǎo)體基板安裝有各種電路，并且安裝有作為磁傳感器的霍爾元件。該半導(dǎo)體裝置也被配置為，由焊料球形成的接觸用銷(xiāo)和霍爾元件不重疊。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0005]專(zhuān)利文獻(xiàn)
[0006]專(zhuān)利文獻(xiàn)I ：日本特開(kāi)2005 — 277034號(hào)公報(bào)
[0007]專(zhuān)利文獻(xiàn)2:日本特開(kāi)2012 — 54339號(hào)公報(bào)
[0008]在記載于專(zhuān)利文獻(xiàn)I的半導(dǎo)體裝置中，作為薄膜磁元件的傳感器元件配置于極板電極的外側(cè)。雖然傳感器元件與極板電極在厚度方向上不重疊，但由于傳感器元件配置于半導(dǎo)體芯片的邊緣與極板電極之間的狹窄區(qū)域，因此傳感器元件與極板電極變得接近，不能可靠地排除集中于極板電極的應(yīng)力給傳感器元件帶來(lái)的影響。
[0009]關(guān)于記載于專(zhuān)利文獻(xiàn)2的半導(dǎo)體裝置，接觸用銷(xiāo)沿半導(dǎo)體基板的長(zhǎng)度方向排列成兩列，霍爾元件配置于被兩列夾住的位置。若將半導(dǎo)體裝置焊接于組裝基板，則應(yīng)力集中于各自的接觸用銷(xiāo)。在記載于專(zhuān)利文獻(xiàn)2的半導(dǎo)體裝置中，雖然因接觸用銷(xiāo)沿長(zhǎng)度方向成列地排列，故能夠?qū)⒓杏诟髯缘慕佑|用銷(xiāo)的應(yīng)力沿長(zhǎng)度方向分散，但由于在與長(zhǎng)度方向正交的寬度方向上將接觸用銷(xiāo)靠近配置于霍爾元件的兩側(cè)，因此不能有效地將上述應(yīng)力向?qū)挾确较蚍稚?，難以減少應(yīng)力給霍爾元件帶來(lái)的影響。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0010]本實(shí)用新型解決上述以往的課題，目的在于提供一種使作用于與母基板接合的接合點(diǎn)的應(yīng)力難以給磁傳感器帶來(lái)影響的構(gòu)造的磁檢測(cè)裝置。
[0011]在安裝有磁傳感器與電路的傳感器基板具有接合面、在上述接合面上設(shè)有接合于母基板的多個(gè)接合點(diǎn)的磁檢測(cè)裝置中，本實(shí)用新型的特征在于，上述接合點(diǎn)沿至少兩個(gè)縱列以及至少兩個(gè)橫列排列，該至少兩個(gè)縱列在X方向上隔開(kāi)間隔地沿Y方向延伸，該至少兩個(gè)橫列在Y方向上隔開(kāi)間隔地沿X方向延伸，上述磁傳感器配置于上述縱列與上述縱列之間、并且是上述橫列與上述橫列之間的、與上述接合點(diǎn)中的任何一個(gè)都不重疊的位置。
[0012]本實(shí)用新型的磁檢測(cè)裝置為，例如上述磁傳感器是縱長(zhǎng)形狀的磁阻效應(yīng)元件。
[0013]在該情況下，優(yōu)選的是，將在X方向上隔開(kāi)間隔地配置的上述接合點(diǎn)的中心之間連結(jié)的應(yīng)力傳遞線、以及將在Y方向上隔開(kāi)間隔地配置的接合點(diǎn)的中心之間連結(jié)的應(yīng)力傳遞線均配置于不沿長(zhǎng)度方向橫穿上述磁阻效應(yīng)元件的位置。
[0014]但是，也可以是，上述應(yīng)力傳遞線配置于沿寬度方向橫穿上述磁阻效應(yīng)元件的位置。
[0015]本實(shí)用新型的磁檢測(cè)裝置的上述傳感器基板是安裝上述電路的IC基板。
[0016]本實(shí)用新型通過(guò)在傳感器基板的接合面上將接合點(diǎn)排列成縱列與橫列，并在縱列與縱列之間以及橫列與橫列之間的區(qū)域配置有磁傳感器，從而使磁傳感器的配置區(qū)域被多個(gè)接合點(diǎn)包圍。在應(yīng)力集中于接合點(diǎn)時(shí)，該應(yīng)力對(duì)磁傳感器的配置區(qū)域沿X方向與Y方向這兩方分散地作用，因此能夠防止磁傳感器被作用過(guò)大的應(yīng)力。
[0017]另外，在使用縱長(zhǎng)形狀的磁阻效應(yīng)元件作為磁傳感器時(shí)，將穿過(guò)接合點(diǎn)的中心之間的應(yīng)力傳遞線配置為不沿長(zhǎng)度方向橫穿磁阻效應(yīng)元件，從而能夠減少應(yīng)力對(duì)磁阻效應(yīng)元件的影響。
【附圖說(shuō)明】
[0018]圖I是本實(shí)用新型的實(shí)施方式的磁檢測(cè)裝置的側(cè)視圖。
[0019]圖2是圖I所示的磁檢測(cè)裝置的仰視圖。
[0020]圖3是磁檢測(cè)裝置的局部剖視圖。
[0021 ]圖4是表示磁檢測(cè)裝置的接合點(diǎn)與磁傳感器的配置的仰視圖。
[0022]圖5是圖4的局部放大圖。
[0023]圖6是表示本實(shí)用新型的實(shí)施方式的磁檢測(cè)裝置安裝于母基板的狀態(tài)的側(cè)視圖。
[0024]圖7是表示作用于磁檢測(cè)裝置的熱應(yīng)力的影響的說(shuō)明圖。
[0025]圖8是表示從基板作用于磁檢測(cè)裝置的應(yīng)力的影響的說(shuō)明圖。
[0026]附圖標(biāo)記說(shuō)明：
[0027]I磁檢測(cè)裝置，2傳感器基板，10磁傳感器，IOx X軸傳感器，IOy Y軸傳感器，IOzZ軸傳感器，11元件部，20接合點(diǎn)，22焊料球，30母基板，31接合焊盤(pán)部，X1、X2橫列，Xe應(yīng)力傳遞線，Y1、Y2縱列，Yc應(yīng)力傳遞線。
【具體實(shí)施方式】
[0028]圖I與圖2所示的磁檢測(cè)裝置I具有傳感器基板2。雖然在圖3中示出傳感器基板2的剖視圖，但該傳感器基板2是IC基板（IC芯片），并在內(nèi)部將導(dǎo)電層、電子元件層疊多層地安裝，利用上述導(dǎo)電層與電子元件構(gòu)成作為ASIC發(fā)揮功能的集成電路。
[0029]如圖2所示，從下表面?zhèn)扔^察磁檢測(cè)裝置I時(shí)的傳感器基板2的形狀是正方形。傳感器基板2具有在X方向上對(duì)置的邊緣部2χ、2χ和在Y方向上對(duì)置的邊緣部2y、2y。
[0030]如圖3的剖視圖所示，傳感器基板2具有平面狀的接合面2a。在接合面2a上形成有集成電路(ASIC)所用的布線層3，且其表面被絕緣層4覆蓋，在絕緣層4的表面上形成有磁傳感器10。磁傳感器10的表面被絕緣層5覆蓋，在絕緣層5之上形成有再布線層6。
[0031]如圖2與圖4所示，在磁檢測(cè)裝置I的底部的八個(gè)位置設(shè)有接合點(diǎn)20。在圖4中用實(shí)線示出上述再布線層6的形狀。如圖3所示，再布線層6被較厚的表面絕緣層7覆蓋。在表面絕緣層7上，通過(guò)光刻工序形成有剖面為圓形的接合孔7a，在接合孔7a的內(nèi)部，以再布線層6為電極的電場(chǎng)電鍍被實(shí)施而形成有銅的電鍍端子21 ο表面絕緣層7的表面7b與電鍍端子21的前端面21a被加工成同一個(gè)面，在電鍍端子21的前端面21a上形成有焊料球22，利用電鍍端子21與焊料球2構(gòu)成接合點(diǎn)20。
[0032]如圖2與圖4所示，在從下表面?zhèn)扔^察磁檢測(cè)裝置I的狀態(tài)下，八個(gè)位置的接合點(diǎn)20沿下述兩個(gè)縱列Y1、Y2以及兩個(gè)橫列X1、X2排列，該兩個(gè)縱列為在X方向上隔開(kāi)間隔地沿Y方向延伸的兩個(gè)縱列Yl、Y2，該兩個(gè)橫列為在Y方向上隔開(kāi)間隔地沿X方向延伸的兩個(gè)橫列XI、Χ2。接合點(diǎn)20分別沿縱列Yl、Υ2呈直線狀排列在三個(gè)位置，并分別沿橫列Xl、Χ2呈直線狀排列在三個(gè)位置。沿縱列Υ1、Υ2排列的接合點(diǎn)20在靠近傳感器基板2的邊緣部2χ、2χ的位置沿邊緣部2χ、2χ呈直線狀排列，沿橫列Xl、Χ2排列的接合點(diǎn)20在靠近傳感器基板2的邊緣部2y、2y的位置沿邊緣部2y、2y呈直線狀排列。
[0033]如圖4所示，磁傳感器10配置于被縱列Yl與縱列Y2夾住的區(qū)域、并且是被橫列Xl與橫列X2夾住的區(qū)域，并都以不與接合點(diǎn)20重疊的方式配置。即，磁傳感器10設(shè)于在X方向與Y方向上由接合點(diǎn)20夾住，并被八個(gè)位置的接合點(diǎn)20包圍的區(qū)域。
[0034]磁傳感器10由X軸傳感器10x、Y軸傳感器IOy以及Z軸傳感器IOz構(gòu)成。在圖5中，放大示出X軸傳感器IOx的平面形狀。X軸傳感器IOx具有多個(gè)縱長(zhǎng)形狀的元件部11。元件部11是GMR元件（巨磁阻效應(yīng)元件）。
[0035]GMR元件具有固定磁性層及自由磁性層、以及夾在上述固定磁性層與自由磁性層之間的非磁性導(dǎo)電層。固定磁性層是具有由CoFe合金(鈷一鐵合金)等的軟磁性材料形成的兩個(gè)層、以及夾設(shè)于該兩個(gè)層之間的Ru(釕)層的層疊亞鐵構(gòu)造。固定磁性層中的接合于非磁性導(dǎo)電層的CoFe合金的磁化被固定在X方向上。自由磁性層由NiFe合金(鎳一鐵合金)等的軟磁性材料形成。自由磁性層呈長(zhǎng)度方向朝向Y方向的縱長(zhǎng)形狀，其磁化因形狀各向異性而朝向Y方向?qū)R。非磁性導(dǎo)電層是Cu(銅)層。
[0036]多個(gè)元件部11的長(zhǎng)度方向的端部是相鄰的彼此利用接合電極12接合的所謂的彎折(meandering)形狀，多個(gè)元件部11以串聯(lián)的方式連接。在串聯(lián)的元件部11的兩端部設(shè)有檢測(cè)電極13a、13b，檢測(cè)電極13a、13b連接于布線層3，并在傳感器基板2內(nèi)的集成電路(ASIC)導(dǎo)通。
[0037 ]若X軸傳感器I Ox的朝向X方向的外部磁場(chǎng)被賦予與固定磁性層的固定磁化的方向相同的朝向，則電阻值變得最小，若外部磁化被賦予與X方向上的固定磁化的方向相反的朝向，則電阻值變得最大。