JP2008541039A - センサモジュールを具える装置 - Google Patents

Abstract

筐体３を有するセンサモジュール２を具える装置１が、それぞれ機能層１４、１５を有する二つ以上の基板４、５を備え、例えば、磁力計および／または加速度計などの少なくとも一つのセンサ２４、２５が少なくとも一つの機能層１４、１５に配置されており、かつ、機能層１４、１５を整列させるための、はんだバンプ７〜１２を有する筐体３を具えることにより低コストで製造される。そのシステムは、第１結合要素３１を介して機能層１４、１５を互いに電気的および機械的に結合するための、第１数のはんだバンプの７、８を具え、または、第３機能層１６と、第２結合要素３２を介して第１および第３機能層１４、１６を互いに電気的および機械的に結合するための、第２数のはんだバンプ９、１０と、第３結合要素３３を介して第２および第３機能層１５、１６を互いに電気的および機械的に結合するための、第３数のはんだバンプ１１、１２とを有する第３基板６を具える。機械的および／または電気的な疑似はんだバンプは、機能層１４、１５の配置を改善する。

Description

本発明はセンサモジュールを具える装置に関し、そしてまた、センサモジュール、並びにセンサモジュールおよび装置の製造方法に関する。

上記ような装置の例としては、携帯型パソコン（ノートパソコン）、例えば携帯電話、携帯情報端末、デジタルカメラ、およびグローバルポジショニングシステム（ＧＰＳ）等の携帯電子機器、並びに、例えば航空機、自動車、船舶、オートバイ、スクーター、原動機つき自転車、および自転車等のより大きな輸送装置がある。また、上記のようなセンサモジュールの例としては、磁場、電場および重力場を測定するためのセンサモジュールがある。

従来技術にかかる装置は、第１センサ（傾斜センサ）と第２センサ（磁力計）とを有するセンサモジュールを備えるシステムを開示する、米国特許第６，８３６，９７１号明細書で知られている。

第１の選択肢によれば、第１センサと第２センサとが互いに別々に製造されている。それに加えて、第１センサを備える第１機能層を有する第１基板が第１筐体に配置され、そして第２センサを備える第２機能層を有する第２基板が第２筐体に配置されている。そして、後に、両筐体は、例えば両筐体を同一のプリント基板に取り付けることで互いに結合される。この処理工程は、両筐体の配置および配向において一定の公差をもたらす。従って、この第１の選択肢では、その二つの別々のセンサが機能的に異なる二回の較正を必要とする可能性があるため、高価な選択肢と成り得る。ここで、装置にかかる費用には、製造費用、梱包費用、並びに試験および較正費用が含まれる点に注意しなければならない。二つのセンサの個別の較正にかかる総費用は、従来技術の装置を比較的高価にする。

第２の選択肢によれば、第１センサと第２センサとが一緒に製造されている。それに加えて、ここではいくつかの可能性が存在する。二つの離間したセンサを具える二つの離間したダイは、共通のリードフレーム上で組合せることができ、そのことは両ダイの配置および配向に公差を生じる。センサ機能を組合せるために、代替的にＣＭＯＳバックエンド集積または後処理工程を用いることができる。ＣＭＯＳバックエンド集積は、ある種のセンサ、例えば磁気抵抗センサに関しては、例えば材料または工程の非互換性に起因して非常に困難なものである。従って、この選択肢は更に高価な選択肢となる。通常、より大きな必要機能領域に起因してより大きな初期基板面積が必要とされるという事実により、後処理を用いた代替手段は（ＣＭＯＳバックエンド集積と同様に）更に高価な選択肢となる。この困難かつ複雑な工程、およびより大きな機能領域を有するより大きな初期基板面積は、製造工程において従来技術にかかる装置を比較的高価なものにする。

特に、比較的高価であるという事実のために、既知の装置は不利である。

本発明の目的は、特に比較的低コストのセンサモジュールを具える比較的低コストの装置を提供することにある。

本発明の更なる目的は、特に比較的低コストのセンサモジュール、並びに比較的低コストのセンサモジュールおよび装置の製造方法を提供することにある。

本発明にかかる装置は、センサモジュールを具え、前記センサモジュールは筐体を有し、前記筐体は、
第１機能層を有する第１基板と、
第２機能層を有する第２基板と、
少なくとも一つの前記機能層に配置された少なくとも一つのセンサと、そして
前記第１機能層および前記第２機能層を整列させるためのはんだバンプ（突起）を備えるシステムと、
を具える。

二つの離間した基板を備え、各基板がそれぞれ機能層を備えており、かつ、少なくとも一つの機能層に少なくとも一つのセンサが配置されているセンサモジュールを有する、本発明にかかる装置を提供することにより、そして、それらの機能層を整列させるためにはんだバンプのシステムを取り入れることにより、それら二つの基板の組合せが一つの筐体内部に配置され、比較的低コストのセンサモジュールを具える比較的低コストの装置が創作された。

はんだバンプを設けることにより、例えば電気的結合機能および／または機械的結合機能、整列機能に加えて、装置の較正手順の間、単一の、共通座標フレームがセンサモジュール内の一つ以上のセンサのために想定できるという意味で、較正手順を簡素化することができる。整列機能は、今日のはんだバンプが小さい公差で製造できるという事実に基礎を置いている。

本発明に係る装置は、特に、二つの離間した筐体を使用する場合と比較して一つの筐体を節約できる点、および、共通リードフレーム構造および後処理構造と比較して費用効率の良い問題解決手段が得られるという点において更に有利である。

機能層のうちの少なくとも一つに配置された少なくとも一つのセンサは、更なる選択肢を排除することなく、一つのセンサが完全に第１機能層に配置される、一つのセンサが完全に第２機能層に配置される、一つのセンサが部分的に第１機能層に配置されると共に部分的に第２機能層に配置される、二つのセンサが機能層の一つに一緒に配置される、および、二つのセンサが異なる機能層に別々に配置される、といった選択肢を有する。

本発明の要旨を逸脱しない範囲で、センサモジュールは一つまたはそれ以上の追加の筐体を具えても良く、その筐体は一つ以上の追加の基板を備えても良い。また、第１および第２基板はそれぞれ追加の機能層を備えても良く、第１および第２機能層はそれぞれ追加のセンサを有しても良く、はんだバンプは第１および第２機能層を整列させる以外の追加の機能を有しても良い。

本発明に係る装置の一実施例が、第１結合要素を介して複数の機能層を互いに電気的および機械的に結合する第１数のはんだバンプを具えるシステムにより特徴付けられる。本実施例においては、例えば、第１機能層は第１基板の下に配置され、第２機能層（薄膜）は第２基板の上に配置され、そして、はんだバンプ毎に一対の第１結合要素が第１機能層の下と第２機能層の上とに配置されると共に、はんだバンプがこの一対の第１結合要素に結合されている。

本発明に係る装置の一実施例は、第１または第２基板の角の数より多い第１数のはんだバンプにより特徴付けられる。通常、第１および第２基板は、四つの角を有する正方形または長方形の基板である。その結果、機械的安定性の実現のために、第１機能層と第２機能層との間に四つのはんだバンプを用いることが必要とされ得る。五つまたはそれ以上の第１数のはんだバンプの使用、換言すれば、機械的に疑似のはんだバンプを導入することにより、機能層のより良い整列が達成される。

本発明に係る装置の一実施例は、第１機能層と第２機能層との間で交換される互いに相違する第１電気信号の数より多い第１数のはんだバンプにより特徴付けられる。通常、第１および第２機能層の間で交換される互いに相違する第１電気信号の数は、接地信号、供給信号、および一つまたはそれ以上の電気センサ信号を含む。その結果、電気通信を実現するためには、第１機能層と第２機能層との間に第１電気信号の数のはんだバンプを用いることが必要とされ得る。この数より多い第１数のはんだバンプの使用、換言すれば、電気的に疑似のはんだバンプを導入することにより、より良い機能層の整列が達成される。

本発明に係る装置の一実施例は、第３機能層を有する第３基板と、第２結合要素を介して第１機能層と第３機能層とを互いに電気的および機械的に結合する第２数のはんだバンプと、第３結合要素を介して第２機能層と第３機能層とを互いに電気的および機械的に結合する第３数のはんだバンプとを具えるシステムにより特徴付けられる。本実施例においては、例えば、第１機能層は第１基板の下に配置され、第２機能層は第２基板の下に配置され、第３機能層は第３基板の上に配置され、一対の第２結合要素が第１機能層の下と第３機能層の上とに配置されると共に、はんだバンプがこの一対の第２結合要素に結合され、そして、一対の第３結合要素が第２機能層の下と第３機能層の上とに配置されると共に、はんだバンプがこの一対の第３結合要素に結合されている。

本発明に係る装置の一実施例は、第１基板の角の数より多い第２数のはんだバンプ、および第２基板の角の数より多い第３数のはんだバンプにより特徴付けられる。機械的に疑似のはんだバンプを導入することにより、機能層のより良い整列が達成される。

本発明に係る装置の一実施例は、第１機能層と第３機能層との間で交換される互いに相違する第２電気信号の数より多い第２数のはんだバンプ、および第２機能層と第３機能層との間で交換される互いに相違する第３電気信号の数より多い第３数のはんだバンプにより特徴付けられる。電気的に疑似のはんだバンプを導入することにより、機能層のより良い整列が達成される。

本発明に係る装置の一実施例は、磁力計を含む少なくとも一つのセンサにより特徴付けられる。

本発明に係る装置の一実施例は、少なくとも一方向の場（フィールド）を検出する少なくとも一次元のセンサを含む少なくとも一つのセンサにより特徴付けられる。

本発明に係る装置の一実施例は、磁力計を備える第１センサと、他の磁力計を備える第２センサとを具える少なくとも一つのセンサにより特徴付けられる。

本発明に係る装置の一実施例は、少なくとも一方向の場（フィールド）を検出する少なくとも一次元のセンサを備える第１センサと、少なくとも一方向の場を検出する少なくとも一次元のセンサを備える第２センサとを具える少なくとも一つのセンサにより特徴付けられる。

本発明に係る装置の一実施例は、磁力計を備える第１センサと、加速度計を備える第２センサとにより特徴付けられる。このセンサの組み合わせにより、本発明は非常に有利な効果を有するが、この組み合わせは他の組み合わせを排除するものではない。

本発明に係る装置の一実施例は、少なくとも二方向の場（フィールド）を検知する少なくとも二次元のセンサを備える第１センサと、少なくとも二方向の場（フィールド）を検知する少なくとも二次元のセンサを備える第２センサとを具える少なくとも一つのセンサにより特徴付けられる。このセンサの組み合わせにより、本発明は非常に有利な効果を有するが、この組み合わせは他の組み合わせを排除するものではない。

本発明に係る装置の一実施例は、前記少なくとも一つのセンサから発信される電気センサ信号を処理するための回路を備える少なくとも一つの機能層により特徴付けられる。第１機能層、および／または第２機能層、および／または第３機能層は、各機能層の面積効率を高めるためにその様な回路を備えても良い。その電気センサ信号の処理は、他の処理を排除することなく、アナログからデジタルへの変換、および／または温度補償、および／または増幅、および／または演算処理を具えても良い。

本発明に係るセンサモジュールの実施例および本発明に係る方法の実施例は、本発明に係る装置の実施例に対応する。

本発明は特に、個別の較正および／または困難で複雑な処理が従来技術に係る装置を比較的高価にするという見識に基礎を置き、また特に、センサモジュールは二つ以上の基板を有する筐体を具えるべきであり、各基板は機能層を有し、少なくとも一つの機能層は少なくとも一つのセンサを備え、これにより、はんだバンプが機能層を整列させるために用いられるべきであるという基本的発想に基礎を置く。

本発明は特に、費用効率が良い小型のセンサモジュールを備える、費用効率が良い小型の装置を提供するという課題を解決し、また特に、二つの別々の筐体を使用した場合と比較して一つの筐体を節約でき、そして共通リードフレーム構造および後処理構造と比較して費用効率が良い解決策が得られる点において更なる利点を有する。

本発明のこれらのおよび他の態様は、以下に記載された実施例を参照して理解され、明確になる。

図１は、従来技術のセンサモジュールの第１例を示す断面図である。このセンサモジュールは、第１機能層６０を有する第１基板５０と、第２機能層６１を有する第２基板５１とを具える。機能層６０、６１の少なくとも一つは、図示しないセンサを備える。両基板５０、５１は、共通のリードフレーム５２の上に配置されている。機能層６０、６１上の結合要素６２が、図示しない他の回路と通信できるようにワイヤ６３に結合され、また、機能層６０、６１間で通信できるようにワイヤ６４に結合されている。

図２は、従来技術のセンサモジュールの第２例を示す断面図である。このセンサモジュールは、機能層７１を有する基板７０を具える。後処理工程を経て、追加の層７２が機能層７１上に配置される。図２では、センサ７３の一例が与えられており、センサ７３は追加の層７２の上に配置されている。機能層７１上にあって追加の層７２を貫く結合要素７４が、第１機能層７１とセンサ７３との間で通信できるようにセンサ７３に結合されており、また、図示しない回路と通信できるようにワイヤ７５に結合されている。

図１および図２に沿って、少なくとも一つのセンサを備えるセンサモジュールを製造すると、比較的大きいモジュールが得られるか、または困難で複雑な工程が用いられることとなる。後者の工程は比較的高価な工程であり、その結果、これらの従来技術のセンサモジュールは比較的高価なモジュールとなる。

本発明によれば、費用効率が良い小型のセンサモジュールを備える、費用効率が良い小型の装置がもたらされる。図３および図４に、そのような費用効率の良いセンサモジュールの二つの実施例を示す。

図３は、本発明に係るセンサモジュールの第１実施例の断面図を示し、この第１実施例は、（第１選択肢では）筐体３を具えるセンサモジュール２を開示している。筐体３は、第１機能層１４を有する第１基板４を備える。また筐体３は、第２機能層１５を有する第２基板５を備える。機能層１４、１５のうち一方は図示しないセンサを備え、一方、機能層１４、１５の他方は特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）の機能をもたらす活性シリコンを備える。第１数のはんだバンプ７、８が、第１結合要素３１を介して機能層１４、１５の双方に結合している。他の結合要素が、図示しない回路と通信できるようにワイヤ４１に結合している。

少なくとも一方向の場を検知する少なくとも一次元のセンサを備える機能層と、そのセンサの信号調整および処理ユニットのように働くＡＳＩＣとのモノリシック集積化の方法が開示される。そのセンサ基板は、センサモジュールのための比較的低コストの支持基板として働くことができる。単純な個別素子、例えば抵抗、コンデンサ、またはコイルは、その支持基板に一体化（集積）することができる。この手法は理念的に、磁気抵抗効果に基づく集積磁気検出器、換言すれば、異方性磁気抵抗（ＡＭＲ）および巨大磁気抵抗（ＧＭＲ）センサに適している。センサへの追加のテストパッドが、試験および製造中の磁気初期化の目的で備えられても良い。ＡＳＩＣの機能は、信号調整（例えば、増幅、温度および場の補償、オフセット相殺）、およびアナログからデジタルへの変換を含めた信号処理を含む。場の補償およびセット／リセット反転（フリッピング）技術が、しばしば磁気検出器に組み合わされる。

図３は、本発明に係るセンサモジュールの第１実施例の断面図を示し、この第１実施例は、（第２選択肢では）筐体３を具えるセンサモジュール２を開示している。筐体３は、ここでは図示されないが図５および図６に示されている第１センサ２４を備えた第１機能層１４を有する第１基板４を具えている。また筐体３は、ここでは図示されないが図５および図６に示されている第２センサ２５を備えた第２機能層１５を有する第２基板５を具えている。第１数のはんだバンプ（突起）７、８が、第１結合要素３１を介して機能層１４、１５の両方に結合している。他の結合要素が、ここでは図示されないが図５および図６に示される回路と通信できるようにワイヤ４１に結合している。

図４は、本発明に係るセンサモジュールの第２実施例の断面図を示し、この第２実施例は、筐体３を具えるセンサモジュール２を開示している。筐体３は、ここでは図示されないが図５および図６に示されている第１センサ２４を備えた第１機能層１４を有する第１基板４を具えている。また筐体３は、ここでは図示されないが図５および図６に示されている第２センサ２５を備えた第２機能層１５を有する第２基板５を具えている。さらに筐体３は、第３機能層を有する第３基板６を具えている。第２数のはんだバンプ（突起）９、１０が、第２結合要素３２を介して第１機能層１４と第３機能層１６とに結合している。また第３数のはんだバンプ（突起）１１、１２が、第３結合要素３３を介して第２機能層１５と第３機能層１６とに結合している。他の結合要素が、ここでは図示されないが図５および図６に示される回路と通信できるようにワイヤ４２に結合している。

はんだバンプ７〜１２の使用は、複雑度が低く、それゆえ費用効率の良い技術である。加えて、はんだバンプ７〜１２の使用は、センサモジュールの更なる小型化を可能にする。通常、はんだバンプ７〜１２は、第１機能層１４と第２機能層１５とを整列させる。より詳細には、はんだバンプ７、８は第１機能層１４と第２機能層１５とを直接的に整列させ、はんだバンプ９〜１２は第１機能層１４と第２機能層１５とを第３機能層１６を介して間接的に整列させる。これらのはんだバンプ７〜１２を設けることにより、例えば、はんだバンプの電気的結合機能および／または機械的結合機能、整列機能に加えて、二つのセンサを較正するために、ただ一度の較正が必要とされ得る。その結果、本発明に係るセンサモジュール２は比較的安価になる。整列機能は、今日のはんだバンプが小さい公差で形成できるという事実に基づく。

二つの基板を有する場合、二つの機能層は、対向した、はんだ付けし易い相互連結パッドを設けられる。基板の一つは、はんだ付けし易いバンプを設けられ、そのはんだバンプは、好ましくは高い表面張力を有するはんだ、例えばスズ（Ｓｎ）含有量の高いはんだ製である。リフロー処理において、二つの基板間に連結が行われ、二つの基板は、最初は不完全に整列され得る。リフロー処理において、自由エネルギーの最小化によりはんだバンプの自由表面が最小化され、そのことは適した処理条件をもたらして基板が正確に整列するように導く。複数の計算例が、多数のバンプを使用した場合にサブミクロンサイズの精密さを達成できることを示している。整列の効果は、ＸＹ平面内での変位だけでなく、ＸＹ平面内およびＸＹ平面外での回転にも及ぶ。

はんだバンプ７、８の第１数は、好ましくは第１または第２基板４、５の角の数より多い。通常、第１および第２基板４、５は、四つの角を有する正方形または長方形の基板である。その結果、機械的安定性の実現のために、第１機能層（薄膜）と第２機能層（薄膜）との間には四つのはんだバンプを用いることが必要とされ得る。五つ以上の第１数のはんだバンプの使用、換言すれば、機械的に疑似のはんだバンプを導入することにより、機能層１４、１５のより良い整列が達成される。はんだバンプの対称パターンは、概して全「方向」への良好な整列をもたらす。同様に、はんだバンプ９、１０の第２数は、好ましくは第１基板４の角の数より多く、そしてはんだバンプ１１、１２の第３数は、好ましくは第２基板５の角の数より多い。

はんだバンプ７、８の第１数は、好ましくは第１機能層１４と第２機能層１５との間で交換される互いに相違する第１電気信号の数より多い。通常、第１機能層１４と第２機能層１５との間で交換される互いに相違する第１電気信号は、接地信号、供給信号、および一つ以上の電気センサ信号を備える。その結果、電気通信の実現のため、第１機能層１４と第２機能層１５との間にこの第１電気信号の数のはんだバンプを用いることが必要とされる。この数より多いはんだバンプの使用、換言すれば、電気的に疑似のはんだバンプを導入することにより、機能層１４、１５のより良い整列が達成される。同様に、はんだバンプ９、１０の第２数は、好ましくは第１機能層１４と第３機能層１６との間で交換される互いに相違する第２電気信号の数より多く、そしてはんだバンプ１１、１２の第３数は、好ましくは第２機能層１５と第３機能層１６との間で交換される互いに相違する第３電気信号の数より多い。

従って、はんだバンプの数を、好ましくは対称なパターンで増やすことにより、機能層の整列性は向上するが、チップ面積の効果的利用効率は減少し、そしてコストも増加する。そのため、最適条件を見出すべきである。この最適条件は、整列に対する要求、および／または効果的利用に対する要求、および／またはコストに依存する。

図４では、第３基板６が第１および第２基板４、５の担体となる。図３では、第１および第２基板４、５の一方が他方の担体となっている。二つの基板４、５、６が、周知技術であるはんだ付けバンプ工程に基づくフリップチップ技術を用いて互いに取り付けられている。

図５は、本発明に係る装置の第１実施例の線図を示し、この第１実施例は、センサモジュール２を具える装置１を開示している。センサモジュール２は、例えば、周知技術であるＣＭＯＳまたは薄膜集積技術を用いて第１機能層１４で実現される第１センサ２４を備えると共に、例えば、周知技術であるＣＭＯＳまたは薄膜集積技術を用いて第２機能層１５で実現される第２センサ２５を備える。第１センサ２４は、第１処理回路２６を介して第２処理回路２７に連結され、そして第２センサ２５は、第２処理回路２７に直接連結されている。第２処理回路２７は更に、マン・マシン・インターフェース回路２８（またはｍｍｉ回路２８）に連結されている。第１処理回路２６は、例えば増幅回路および／または補償回路および／または変換回路を備え、また、第２処理回路２７は、例えば演算回路を備えるが、これらは他の回路の適用を排除するものではない。

図６は、本発明に係る装置の第２実施例の線図を示し、この第２実施例は、回路２６、２７を更に備える点を除けば図５に示されるものと同様のセンサモジュール２を具える装置１を開示している。さらに、この回路２６、２７は、例えば周知技術であるＣＭＯＳまたは薄膜集積技術を用いて、例えば第１機能層１４、および／または第２機能層１５、および／または第３機能層１６に実現される。

いずれのセンサ（２４、２５）も、磁場センサ、電界センサ、または重力場センサを備えても良い。そのセンサは、場（フィールド）を検知する少なくとも一次元のセンサを備える。センサの例としては、磁気抵抗センサ、ホール効果センサ、加速度計、ジャイロスコープ等がある。

第１センサ２４は、例えば周知技術の磁気抵抗素子を用いて実現される第１磁力計を備え、そして、第２センサ２５は、例えば周知技術の磁気抵抗素子を用いて実現される第２磁力計を備えるが、これらは更なる組み合わせ、および実現手段を排除するものではない。

第１センサ２４は、例えば、周知技術の磁気抵抗素子を用いて実現されて少なくとも一方向の場を検知する少なくとも一次元のセンサを備え、そして第２センサ２５は、例えば、周知技術の磁気抵抗素子を用いて実現されて少なくとも一方向の場を検知する少なくとも一次元のセンサを備えるが、これらは更なる組み合わせ、および実現手段を排除するものではない。両センサは、互いに（同一面内で）９０度未満となるように機能的に整列させることができる。

この状態において、０．１度という両センサの典型的な取り付け精度が、かなり少数のはんだバンプにより得られる。従って、機械的または電気的に使用されるはんだバンプに、非常に少数の疑似はんだバンプが追加される。

第１センサ２４は、例えば周知技術の磁気抵抗素子を用いて実現される第１磁力計を備え、そして、第２センサ２５は、例えば周知技術のホール効果素子を用いて実現される第２磁力計を備えるが、これらは更なる組み合わせ、および実現手段を排除するものではない。

第１センサ２４は、例えば、周知技術の磁気抵抗素子を用いて実現されて少なくとも一方向の場を検知する少なくとも一次元のセンサを備え、そして第２センサ２５は、例えば、周知技術のホール効果素子を用いて実現されて少なくとも一方向の場を検知する少なくとも一次元のセンサを備えるが、これらは更なる組み合わせ、および実現手段を排除するものではない。両センサは、互いに（同一面外で）９０度未満となるように機能的に整列させることができる。

この状態において、０．１度という両センサの典型的な取り付け精度が、かなり少数のはんだバンプにより得られる。従って、機械的または電気的に使用されるはんだバンプに、非常に少数の疑似はんだバンプが追加される。

第１センサ２４は、例えば周知技術の磁気抵抗素子を用いて実現される磁力計を備え、そして、第２センサ２５は、例えば周知技術の微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）技術を用いて実現される加速度計を備えるが、これらは更なる組み合わせ、および実現手段を排除するものではない。

第１センサ２４は、例えば、周知技術の磁気抵抗素子を用いて実現されて少なくとも二方向の場を検知する少なくとも二次元のセンサを備え、そして第２センサ２５は、例えば、周知技術の微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）技術を用いて実現されて少なくとも二方向の場を検知する少なくとも二次元のセンサを備えるが、これらは更なる組み合わせ、および実現手段を排除するものではない。

この状態において、０．１度という両センサの典型的な取り付け精度が、かなり少数のはんだバンプにより得られる。従って、機械的または電気的に使用されるはんだバンプに、非常に少数の疑似はんだバンプが追加される。実際、本発明に係る方法を使用した整列結果は十分に良好であり、両センサの座標フレームを、較正および適用目的の、単一の、共通した座標フレームのように扱うことができる。従って、両センサの座標フレーム間の不整合を較正する必要が無いので、複雑度が減少し、結果として費用効率が良く、そして小型のセンサがもたらされる。

機能層は、どの専用センサ技術を含んでも良く、また「薄膜」という語を非制限的な意味で含んでも良い。ＣＭＯＳ処理で製造された装置、例えばホールセンサも含まれる。機能層は、シリコン（Ｓｉ）ウェハ（ＣＭＯＳフロントエンド；トランジスタ）の活性領域を含んでも良く、同様にＣＭＯＳバックエンド（例えば、互換性の理由からＣＭＯＳバックエンドに類似の技術で多くの加速度計が製造されている）の活性領域を含んでも良い。

上記の実施例は発明を限定するものではなく図示するものであり、そして当業者は、添付の特許請求の範囲に記載された発明の範囲から逸脱することなく多くの代替的実施例を設計することが出来ることに注意しなければならない。特許請求の範囲の記載において、カッコ間の何れの参照符号も請求項を限定するように理解されない。「備える（具える）」という動詞およびその活用形の使用は、請求項に記載された以外の他の要素または工程の存在を排除しない。要素に先行する冠詞「ａ」または「ａｎ」は、その要素が複数存在することを排除しない。複数の手段を列挙する装置の請求項において、これらの手段のいくつかは、一つの同一のハードウェア要素により具体化されても良い。ある手段が相互に異なる従属項に記載されるという単なる事実は、これらの手段の組み合わせが利点を有して使用できないということを示さない。

従来技術のセンサモジュールの第１例を示す断面図である。 従来技術のセンサモジュールの第２例を示す断面図である。 本発明に係るセンサモジュールの第１実施例を示す断面図である。 本発明に係るセンサモジュールの第２実施例を示す断面図である。 本発明に係る装置の第１実施例を示す線図である。 本発明に係る装置の第２実施例を示す線図である。

符号の説明

２ センサモジュール
３ 筐体
４ 第１基板
５ 第２基板
６ 第３基板
７、８、９、１０、１１、１２ はんだバンプ
１４ 第１機能層
１５ 第２機能層
１６ 第３機能層
２４ 第１センサ
２５ 第２センサ
２６ 第１処理回路
２７ 第２処理回路
２８ マン・マシン・インターフェース回路
３１ 第１結合要素
３２ 第２結合要素
３３ 第３結合要素
４１ ワイヤ
４２ ワイヤ
５０ 第１基板
５１ 第２基板
６０ 第１機能層
６１ 第２機能層
６２ 結合要素
６３ ワイヤ
６４ ワイヤ
７０ 基板
７１ 機能層
７２ 層
７３ センサ
７４ 結合要素
７５ ワイヤ

Claims (17)

1. センサモジュールを具える装置であって、
   前記センサモジュールは筐体を備え、
   前記筐体が、
   第１機能層を有する第１基板と、
   第２機能層を有する第２基板と、
   少なくとも一つの前記機能層に配置された少なくとも一つのセンサと、
   前記第１機能層と前記第２機能層とを整列させるはんだバンプを備えるシステムと、を備える、装置。
2. 請求項１に記載の装置であって、
   前記システムが、第１結合要素を介して電気的および機械的に前記機能層を相互に結合する第１数のはんだバンプを備える、装置。
3. 請求項２に記載の装置であって、
   前記第１数のはんだバンプが、前記第１基板および前記第２基板の角の数より多い、装置。
4. 請求項２に記載の装置であって、
   前記第１数のはんだバンプが、第１機能層と第２機能層との間で交換される互いに相違する第１電気信号の数より多い、装置。
5. 請求項１に記載の装置であって、
   前記システムが、
   第３機能層を有する第３基板と、
   第２結合要素を介して電気的および機械的に前記第１機能層と前記第３機能層とを結合する第２数のはんだバンプと、
   第３結合要素を介して電気的および機械的に前記第２機能層と前記第３機能層とを結合する第３数のはんだバンプとを備える、装置。
6. 請求項５に記載の装置であって、
   前記第２数のはんだバンプが、前記第１基板の角の数より多く、
   前記第３数のはんだバンプが、前記第２基板の角の数より多い、装置。
7. 請求項５に記載の装置であって、
   前記第２数のはんだバンプが、前記第１機能層と前記第２機能層との間で交換される互いに相違する第２電気信号の数より多く、
   前記第３数のはんだバンプが、前記第２機能層と前記第３機能層との間で交換される互いに相違する第３電気信号の数より多い、装置。
8. 請求項１に記載の装置であって、
   前記少なくとも一つのセンサが、磁力計を備える、装置。
9. 請求項１に記載の装置であって、
   前記少なくとも一つのセンサが、少なくとも一方向の場を検知する少なくとも一次元のセンサを備える、装置。
10. 請求項１に記載の装置であって、
    前記少なくとも一つのセンサが、
    磁力計を備える第１センサと、
    他の磁力計を備える第２センサとを具える、装置。
11. 請求項１に記載の装置であって、
    前記少なくとも一つのセンサが、
    少なくとも一方向の場を検知する少なくとも一次元のセンサを備える第１センサと、
    少なくとも一方向の場を検知する少なくとも一次元のセンサを備える第２センサとを具える、装置。
12. 請求項１に記載の装置であって、
    前記少なくとも一つのセンサが、
    磁力計を備える第１センサと、
    加速度計を備える第２センサとを具える、装置。
13. 請求項１に記載の装置であって、
    前記少なくとも一つのセンサが、
    少なくとも二方向の場を検知する少なくとも二次元のセンサを備える第１センサと、
    少なくとも二方向の場を検知する少なくとも二次元のセンサを備える第２センサとを具える、装置。
14. 請求項１に記載の装置であって、
    少なくとも一つの前記機能層が、前記少なくとも一つのセンサから発生する電気センサ信号を処理する回路を備える、装置。
15. 筐体を具えるセンサモジュールであって、
    前記筐体が、
    第１機能層を有する第１基板と、
    第２機能層を有する第２基板と、
    少なくとも一つの前記機能層に配置された少なくとも一つのセンサと、
    前記第１機能層と前記第２機能層とを整列させるはんだバンプを備えるシステムと、を備える、センサモジュール。
16. 筐体を具えるセンサモジュールの製造方法であって、
    第１基板に位置する第１機能層と、第２基板に位置する第２機能層とをはんだバンプを介して整列させる工程を具え、
    少なくとも一つの前記機能層は少なくとも一つのセンサを備える、製造方法。
17. センサモジュールを具える装置の製造方法であって、
    前記センサモジュールは筐体を備え、
    前記筐体が、
    第１機能層を有する第１基板と、
    第２機能層を有する第２基板と、
    少なくとも一つの前記機能層に配置された少なくとも一つのセンサと、
    前記第１機能層と前記第２機能層とを整列させるはんだバンプを備えるシステムと、を備え、
    前記センサモジュールを前記装置に結合する工程を具える、製造方法。

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