JP2002365352A - Magnetic field detector - Google Patents

Magnetic field detector

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JP2002365352A
JP2002365352A JP2001177748A JP2001177748A JP2002365352A JP 2002365352 A JP2002365352 A JP 2002365352A JP 2001177748 A JP2001177748 A JP 2001177748A JP 2001177748 A JP2001177748 A JP 2001177748A JP 2002365352 A JP2002365352 A JP 2002365352A
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JP
Japan
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bias magnet
magnetic
magnetic flux
magnetic field
chip
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Withdrawn
Application number
JP2001177748A
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Japanese (ja)
Inventor
Hiroshi Kobayashi
博 小林
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Aisin Corp
Original Assignee
Aisin Seiki Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce attenuation quantity of magnetic flux, when the leakage magnetic flux of a bias magnet reaches a body to be detected, in a magnetic field detector comprising an IC chip having a magnetoelectric element integrated to a signal processing circuit part and the bias magnet. SOLUTION: The bias magnet 2 is bonded directly to a bare chip 3 (IC chip). For the bonding, an adhesive containing soft ferrite powder (magnetic powder) and a vitreous material is used, and the bonding is made through magnetic bonding force and mechanical bonding force. The bare chip 3 (IC chip) and the bias magnet 2 are covered with a package formed of a mixture of a soft ferrite powder (magnetic powder) and a synthetic resin.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】磁界(あるいは磁束)の変化
に応動する磁電変換素子と磁電変換素子からの信号を処
理する信号処理回路部とが一体化されたICチップと、
磁電変換素子に磁界を加えるバイアス磁石とを含んだ磁
界検出装置に関し、特に、その磁界検出装置を被検出体
の回転速度等を計測するセンサとして使用する場合にお
ける、バイアス磁石の漏れ磁束が被検出体に到達したと
きの磁束の減衰量の低減を実現できる構造に関する。
The present invention relates to an IC chip in which a magnetoelectric conversion element responding to a change in a magnetic field (or magnetic flux) and a signal processing circuit for processing a signal from the magnetoelectric conversion element are integrated.
The present invention relates to a magnetic field detection device including a bias magnet that applies a magnetic field to a magnetoelectric conversion element, and in particular, when the magnetic field detection device is used as a sensor that measures the rotation speed of a detected object, the leakage magnetic flux of the bias magnet is detected. The present invention relates to a structure that can reduce the amount of attenuation of magnetic flux when it reaches a body.

【0002】[0002]

【従来の技術】磁界(あるいは磁束)の変化に応動する
磁電変換素子と磁電変換素子を駆動し磁電変換素子から
の信号を処理する信号処理回路部とを一体化させた従来
技術としては、例えば、磁電変換素子としてホール効果
を用いたホール素子と信号処理回路とを一つの集積回路
に一体化したICチップであるいわゆるホールICや、
磁電変換素子として磁気抵抗効果を用いた磁気抵抗素子
と信号処理回路とを一体化したICチップであるいわゆ
るMRICが知られている。
2. Description of the Related Art As a prior art in which a magneto-electric conversion element responding to a change in a magnetic field (or magnetic flux) and a signal processing circuit for driving the magneto-electric conversion element and processing a signal from the magneto-electric conversion element are integrated, for example, A so-called Hall IC, which is an IC chip in which a Hall element using a Hall effect as a magnetoelectric conversion element and a signal processing circuit are integrated into one integrated circuit,
A so-called MRIC, which is an IC chip in which a magnetoresistance element using a magnetoresistance effect and a signal processing circuit are integrated as a magnetoelectric conversion element, is known.

【0003】ここで、ホール素子は、その素子平面を垂
直に横切る磁束の変化によって生じるホール効果による
ホール起電圧を発生するものである。また、磁気抵抗素
子のうち半導体の磁気抵抗素子は、その素子平面を垂直
に横切る磁界の変化によって磁気抵抗が変化し、磁気抵
抗素子のうち強磁性磁気抵抗素子は、その素子平面を平
行に横切る磁界の変化によって磁気抵抗が変化するもの
である。以下、これらのうち代表例として、ホールIC
について説明する。
[0003] Here, the Hall element generates a Hall electromotive voltage due to a Hall effect caused by a change in magnetic flux perpendicular to the element plane. Further, among the magnetoresistive elements, a semiconductor magnetoresistive element changes its magnetic resistance due to a change in a magnetic field perpendicular to the element plane, and a ferromagnetic magnetoresistive element among the magnetoresistive elements crosses the element plane in parallel. The magnetic resistance changes due to the change in the magnetic field. Hereinafter, as representative examples of these, Hall IC
Will be described.

【0004】ホールICは、ベアチップとも呼ばれ、金
属板からなるリードフレームに、ダイボンディングと呼
ばれる接着行為によって所定の位置に接着される。ベア
チップは、シリコンウェハと呼ばれるSiの単結晶から
なる基板の一部にホール効果を有するホール素子を形成
し、さらに基板の他の部位に、このホール素子を駆動
し、またホール素子からの信号を所望の信号に変換処理
する電子回路が集約されている。
The Hall IC is also called a bare chip, and is bonded to a predetermined position on a lead frame made of a metal plate by a bonding action called die bonding. The bare chip forms a Hall element having a Hall effect on a part of a substrate made of a single crystal of Si called a silicon wafer, and further drives the Hall element on another part of the substrate, and also transmits a signal from the Hall element. Electronic circuits that perform conversion processing into desired signals are integrated.

【0005】このベアチップ上には電極が形成されてお
り、この電極は、リードフレーム上の所定の位置に、ワ
イヤボンディングと呼ばれる接続行為によってワイヤを
介して電気的に接続されている。
An electrode is formed on the bare chip, and the electrode is electrically connected to a predetermined position on the lead frame via a wire by a connection called wire bonding.

【0006】また、このベアチップとワイヤボンディン
グされたリードフレームとを外部環境から遮断するため
に、ベアチップとワイヤの全体は、樹脂モールディング
と呼ばれる合成樹脂を射出成形する行為によって合成樹
脂で覆われ、パッケージ化されている。
In order to shield the bare chip and the wire-bonded lead frame from the external environment, the entire bare chip and the wire are covered with a synthetic resin by an injection molding operation of a synthetic resin called a resin molding. Has been

【0007】ここで、このようなホールICの近傍にバ
イアス磁石を配設し、共に合成樹脂にて覆いパッケージ
化して、磁界検出装置として使用する場合において、こ
のホールICとバイアス磁石の作用について説明する。
ここでは、例えば、磁性体からなる回転するギヤのギヤ
部を当該磁界検出装置の近傍に配置し、当該ギヤの回転
速度をホールICによって計測する場合を想定する。
Here, in the case where a bias magnet is arranged near such a Hall IC, and both are covered with a synthetic resin and packaged, and used as a magnetic field detecting device, the operation of the Hall IC and the bias magnet will be described. I do.
Here, it is assumed that, for example, a gear portion of a rotating gear made of a magnetic material is arranged near the magnetic field detection device, and the rotation speed of the gear is measured by a Hall IC.

【0008】上記したホール素子は、バイアス磁石から
の漏れ磁束のうちホール素子を垂直方向に通過する磁束
に対しホール効果を発生する。ホール素子を垂直方向に
通過する磁束は、回転するギヤのギヤ部と空隙部とがホ
ール素子近傍を通過する際に発生する、ギヤ部の先端と
ホール素子との距離、及びギヤ部の後端とホール素子と
の距離との交番的な変化に応じて変化する。すなわち、
回転するギヤのギヤ部がホール素子に対向している状態
では、ギヤとホール素子との距離が短くなり、バイアス
磁石からの漏れ磁束は磁性体としてのギア部に引かれ、
ホール素子に対し垂直に横切る漏れ磁束が相対的に増加
する。他方、ギアの空隙部がホール素子に対向している
状態では、ギヤとホール素子との距離は長くなり、ホー
ル素子に対し垂直に横切る漏れ磁束が相対的に減少す
る。このように磁性体からなるギアが回転することで、
ホール素子を垂直に横切る交番的な磁束の変化が発生す
る。
The above-described Hall element generates a Hall effect with respect to the magnetic flux passing through the Hall element in the vertical direction among the magnetic flux leaked from the bias magnet. The magnetic flux passing through the Hall element in the vertical direction is generated when the gear portion and the gap of the rotating gear pass near the Hall element, the distance between the tip of the gear portion and the Hall element, and the rear end of the gear portion. It changes according to the alternation of the distance between the hole element and the Hall element. That is,
In a state where the gear portion of the rotating gear faces the Hall element, the distance between the gear and the Hall element becomes shorter, and the magnetic flux leaking from the bias magnet is drawn by the gear portion as a magnetic material,
Leakage magnetic flux crossing the Hall element perpendicularly increases relatively. On the other hand, when the gap of the gear faces the Hall element, the distance between the gear and the Hall element becomes longer, and the leakage magnetic flux crossing the Hall element perpendicularly decreases. By rotating the gear made of magnetic material in this way,
An alternating magnetic flux change that crosses the Hall element vertically occurs.

【0009】この交番的な磁束の変化をホール素子がホ
ール起電圧の変化に変換し、必要な信号処理を行ってギ
ヤの歯の有無に対応した矩形波信号に変換する。この矩
形波の立ち上がり時期と次の矩形波の立ち上がり時期と
の時間間隔を計測し、ギヤの回転速度を求める。
The Hall element converts the alternating magnetic flux change into a Hall electromotive voltage change, performs necessary signal processing, and converts it into a rectangular wave signal corresponding to the presence or absence of gear teeth. The time interval between the rise time of this rectangular wave and the rise time of the next rectangular wave is measured, and the rotational speed of the gear is obtained.

【0010】ところで、上記したギヤの回転によって発
生するホール素子に付与される交番的な磁束変化量は、
所定の信号処理を行うにあたってバックグラウンドノイ
ズ以上の一定レベルの量が必要とされる。この交番的な
磁束変化量を確保するためには、バイアス磁石の漏れ磁
束を増大させる、ギヤとホール素子との距離を短くす
る、あるいはバイアス磁石とホール素子との距離を短く
することが必要になる。さらには、バイアス磁石からの
漏れ磁束のより多くをギヤ方向に伝播させる改良が必要
となる。
By the way, the alternating magnetic flux variation given to the Hall element caused by the rotation of the gear described above is:
In performing predetermined signal processing, an amount of a certain level higher than background noise is required. In order to secure this alternating magnetic flux change amount, it is necessary to increase the leakage magnetic flux of the bias magnet, shorten the distance between the gear and the Hall element, or shorten the distance between the bias magnet and the Hall element. Become. Further, there is a need for an improvement that allows more of the leakage flux from the bias magnet to propagate in the gear direction.

【0011】ここで、バイアス磁石からの漏れ磁束自体
を増大させるためには、バイアス磁石自体を大きくする
必要があり、これは、当該磁界検出装置自体が大きくな
ることに繋がる。したがって、例えば当該装置の実装ス
ペースに制約がある場合は当該装置が装着できなくなる
という問題を発生させるので、磁石は、できるだけ小型
化することが重要である。
Here, in order to increase the magnetic flux leakage from the bias magnet itself, it is necessary to increase the size of the bias magnet itself, which leads to an increase in the size of the magnetic field detection device itself. Therefore, for example, if there is a restriction on the mounting space of the device, there is a problem that the device cannot be mounted. Therefore, it is important to reduce the size of the magnet as much as possible.

【0012】また、ギヤとホール素子との距離は、ギヤ
の回転軸の振れ、当該装置自体の振動振れ、及びギヤの
製作精度や当該装置の製作精度による変動分を考慮し
て、一定の距離、例えば2mmの距離を確保する必要が
ある。従って、ギヤとホール素子との距離を短縮させる
には制約がある。
The distance between the gear and the Hall element is determined by a certain distance in consideration of the deflection of the rotating shaft of the gear, the vibration of the device itself, and the variation due to the manufacturing accuracy of the gear and the manufacturing accuracy of the device. For example, it is necessary to secure a distance of 2 mm. Therefore, there is a restriction in reducing the distance between the gear and the Hall element.

【0013】以上のことから、バイアス磁石とホール素
子との距離を短くすることが、ギヤの回転による交番的
な磁束変化量を一定レベル以上確保する上で、最も現実
的な方策になる。
As described above, shortening the distance between the bias magnet and the Hall element is the most practical measure for securing an alternating magnetic flux variation due to the rotation of the gear at a certain level or more.

【0014】さらには、バイアス磁石から漏れる磁束
は、バイアス磁石の先端からパッケージの先端にいたる
過程の材質に応じて変化する。すなわち、バイアス磁石
からパッケージにいたる過程の材質が磁性材料で形成さ
れていれば、強制的に当該磁性体(材料)中に磁束を通
過させることができ、結果としてバイアス磁石からの漏
れ磁束のより多くを効果的にギヤに伝達させることがで
きる。これは、より少ない量のバイアス磁石からの漏れ
磁束にて所望の交番的な変動磁束が得られることに繋が
る。このように、バイアス磁石の磁束漏れ面からパッケ
ージの先端にいたる過程の材質として磁性体を効果的に
使用すれば、バイアス磁石からの漏れ磁束を効率よくギ
ヤに伝達させることができる。
Further, the magnetic flux leaking from the bias magnet changes according to the material of the process from the tip of the bias magnet to the tip of the package. That is, if the material from the bias magnet to the package is made of a magnetic material, the magnetic flux can be forced to pass through the magnetic material (material), and as a result, the leakage flux from the bias magnet can be reduced. Most can be effectively transmitted to the gear. This leads to obtaining a desired alternating magnetic flux with a smaller amount of leakage magnetic flux from the bias magnet. As described above, if a magnetic material is effectively used as a material for the process from the magnetic flux leakage surface of the bias magnet to the end of the package, the magnetic flux leakage from the bias magnet can be efficiently transmitted to the gear.

【0015】ところで、以上に説明したような、ギヤの
回転をバイアス磁石からの漏れ磁束の交番的な磁束変化
に変換し、この交番的な磁束変化を磁電変換素子によっ
て検出することでギヤの回転速度を計測する例では、バ
イアス磁石は開磁路で使用されるために、ギヤの回転に
よる交番的な磁束の変化量は、バイアス磁石とギヤとの
距離によって概略が決まる。例えば、バイアス磁石とギ
ヤとの距離が3mmの場合で、ホール素子の磁気感度特
性から70ガウス以上の磁束密度の変化が必要になる場
合を例に取り上げると、バイアス磁石は5Kガウス以上
の表面からの漏れ磁束が必要になることが分かってい
る。このように回転速度検出のために必要となる磁束変
化を得るために、その70倍の磁束をその表面で漏らす
バイアス磁石が必要になる。
By the way, as described above, the rotation of the gear is converted into an alternating magnetic flux change of the leakage magnetic flux from the bias magnet, and the alternating magnetic flux change is detected by a magneto-electric conversion element to thereby rotate the gear. In the example of measuring the speed, since the bias magnet is used in the open magnetic circuit, the amount of change in the alternating magnetic flux due to the rotation of the gear is roughly determined by the distance between the bias magnet and the gear. For example, when the distance between the bias magnet and the gear is 3 mm and the magnetic flux density needs to be changed by 70 Gauss or more from the magnetic sensitivity characteristics of the Hall element, the bias magnet is required to have a surface of 5 K Gauss or more. It has been found that a leakage flux is required. As described above, in order to obtain a change in magnetic flux required for detecting the rotation speed, a bias magnet that leaks 70 times the magnetic flux on its surface is required.

【0016】図5は、バイアス磁石からの漏れ磁束の大
きさ(磁束密度)とバイアス磁石の磁束漏れ面からの距
離(mm)との関係を示す。漏れ磁束の減衰率はバイア
ス磁石に近いほど大きく、わずか2mmの距離でバイア
ス磁石表面における磁束の1/50程度まで減衰する。
FIG. 5 shows the relationship between the magnitude (flux density) of the leakage magnetic flux from the bias magnet and the distance (mm) from the magnetic flux leakage surface of the bias magnet. The attenuation rate of the leakage magnetic flux increases as it approaches the bias magnet, and attenuates to about 1/50 of the magnetic flux on the bias magnet surface at a distance of only 2 mm.

【0017】現実的には、プラスチックパッケージされ
たホールICの高さは約1.5mmを有し、磁界検出装
置としてバイアス磁石とホールICとを一体的に樹脂モ
ールドしたパッケージの厚みは0.5mmを有するのが
通常である。従って、これらの厚み分だけでも2mmに
達し、これらの厚み分だけでバイアス磁石表面における
磁束の1/50程度まで減衰することになる。この他に
も、ホールICをバイアス磁石に接着する際の接着層の
厚み、プラスチックパッケージする際にホールICに応
力を加えないための応力緩衝層などが現実的には必要に
なる。よって、バイアス磁石から磁束を開磁路として使
用する磁界検出装置の場合には、バイアス磁石から発生
する漏れ磁束の極わずかな割合(1/50未満)しか使
用していないことになる。
In practice, the height of a Hall IC packaged in a plastic package is about 1.5 mm, and the thickness of a package in which a bias magnet and a Hall IC are integrally molded as a magnetic field detector is 0.5 mm. It is usual to have Accordingly, the thickness reaches 2 mm only by these thicknesses, and the magnetic flux attenuates to about 1/50 of the magnetic flux on the bias magnet surface only by these thicknesses. In addition, a thickness of an adhesive layer for bonding the Hall IC to the bias magnet, a stress buffer layer for applying no stress to the Hall IC when packaging the plastic, and the like are actually required. Therefore, in the case of the magnetic field detecting device using the magnetic flux from the bias magnet as an open magnetic path, only a very small percentage (less than 1/50) of the leakage magnetic flux generated from the bias magnet is used.

【0018】従って、バイアス磁石とホール素子との距
離、ひいてはバイアス磁石とギヤとの距離をできるだけ
小さくすること、及び、バイアス磁石の先端からパッケ
ージの先端にいたる過程の材質として磁性体を効果的に
使用することにより、バイアス磁石の漏れ磁束がギヤ
(被検出体)に到達したときの磁束の減衰量の低減が図
られ、バイアス磁石からの漏れ磁束を効率よくギヤに伝
達させることができることがわかる。
Therefore, the distance between the bias magnet and the Hall element, that is, the distance between the bias magnet and the gear, is made as small as possible, and the magnetic material is effectively used as a material for the process from the tip of the bias magnet to the tip of the package. By using this, it is understood that the amount of attenuation of the magnetic flux when the leakage magnetic flux of the bias magnet reaches the gear (detected object) is reduced, and the leakage magnetic flux from the bias magnet can be efficiently transmitted to the gear. .

【0019】バイアス磁石とホール素子との距離、ひい
てはバイアス磁石とギヤとの距離を短縮させる従来技術
としては、例えば特開平11−109009号公報があ
る。かかる公報には、非磁性体である銅から構成される
リードフレームの一部においてダイ取り付けパッドと呼
ばれる部位を設け、かかるダイ取り付けパッドの裏面に
バイアス磁石の磁束漏れ面が接するようにバイアス磁石
をリードフレームに配置し、ダイ取り付けパッドの表面
には、ホールICを形成しているベアチップを導電性エ
ポキシまたはポリイミド接着剤により接着させ、ベアチ
ップの電極端子とリードフレームとをボンディングワイ
ヤによって接合し、これらのベアチップ、バイアス磁石
及びワイヤを合成樹脂でオーバーモールドした磁界検出
装置が開示されている。図6は、かかる磁界検出装置を
ギヤの回転速度検出センサとして使用した場合の各構成
部材の接合関係を示した模式図である。図6において、
この磁界検出装置は、ダイ取り付けパッドの表面(図6
において下面)にベアチップを直接接合して両者間のパ
ッケージ層の厚み分を省略し、なおかつベアチップの表
面(図6において下面)を覆っているパッケージ層の厚
さを、ベアチップを保護するにあたり必要な最小厚さに
抑えることにより、バイアス磁石とホール素子との距
離、ひいてはバイアス磁石とギヤとの距離を短縮させて
いる。
As a conventional technique for shortening the distance between the bias magnet and the Hall element, and further, the distance between the bias magnet and the gear, there is, for example, JP-A-11-10909. In this publication, a part called a die attachment pad is provided in a part of a lead frame made of copper, which is a non-magnetic material, and a bias magnet is attached so that a magnetic flux leakage surface of the bias magnet contacts a back surface of the die attachment pad. The bare chip forming the Hall IC is adhered to the surface of the die attachment pad with conductive epoxy or polyimide adhesive on the surface of the die attachment pad, and the electrode terminal of the bare chip and the lead frame are joined by a bonding wire. A magnetic field detecting device in which a bare chip, a bias magnet and a wire are overmolded with a synthetic resin is disclosed. FIG. 6 is a schematic diagram showing the joining relationship of the components when such a magnetic field detection device is used as a gear rotation speed detection sensor. In FIG.
This magnetic field detecting device is mounted on a surface of a die attachment pad (FIG. 6).
In FIG. 6, the thickness of the package layer covering the surface (the lower surface in FIG. 6) of the bare chip is directly required to protect the bare chip. By reducing the thickness to the minimum, the distance between the bias magnet and the Hall element, and thus the distance between the bias magnet and the gear, are reduced.

【0020】[0020]

【発明が解決しようとする課題】しかし、かかる磁界検
出装置においては、リードフレームの一部であるダイ取
り付けパッドがベアチップとバイアス磁石との間に介在
されているため、リードフレーム(ダイ取り付けパッ
ド)の厚み分だけホール素子とバイアス磁石との距離が
大きくなる。一般的にはICなどに用いられているリー
ドフレームの厚みは0.3mm程度であるので、バイア
ス磁石表面からの漏れ磁束をホール素子に伝達させるた
めに、0.3mm程度の距離に相当する漏れ磁束の減衰
が発生しているといえる。
However, in such a magnetic field detecting device, since the die mounting pad, which is a part of the lead frame, is interposed between the bare chip and the bias magnet, the lead frame (die mounting pad). , The distance between the Hall element and the bias magnet is increased. In general, the thickness of a lead frame used for an IC or the like is about 0.3 mm. Therefore, in order to transmit the magnetic flux leaking from the surface of the bias magnet to the Hall element, the leakage corresponding to a distance of about 0.3 mm is required. It can be said that the magnetic flux is attenuated.

【0021】また、かかる磁界検出装置において使用さ
れているパッケージ材料、及びベアチップをダイ取り付
けパッドに接合させている接着剤の材料は、非磁性体で
ある合成樹脂から構成されているので、バイアス磁石の
磁束漏れ面からパッケージの先端にいたる過程の材質と
して磁性体を効果的に使用していないことになり、前述
した理由によりバイアス磁石からの漏れ磁束を効率よく
ギヤに伝達させていない。
Further, since the material of the package used in such a magnetic field detecting device and the material of the adhesive bonding the bare chip to the die attaching pad are made of a non-magnetic synthetic resin, the bias magnet is used. As a result, the magnetic material is not effectively used as a material for the process from the magnetic flux leakage surface to the end of the package, and the magnetic flux leakage from the bias magnet is not efficiently transmitted to the gear for the above-described reason.

【0022】本発明は、上記課題を解決するためになさ
れたものであり、磁電変換素子と磁電変換素子を駆動し
磁電変換素子からの信号を処理する信号処理回路部とが
一体化されたICチップと、磁電変換素子に磁界を加え
るバイアス磁石とを有する磁界検出装置において、バイ
アス磁石の漏れ磁束が被検出体に到達したときの磁束の
減衰量が低減でき、バイアス磁石からの漏れ磁束を効率
よく被検出体に伝達させることができるものを提供する
ことを技術的課題とするものである。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and has an integrated circuit including a magnetoelectric conversion element and a signal processing circuit for driving the magnetoelectric conversion element and processing a signal from the magnetoelectric conversion element. In a magnetic field detection device having a chip and a bias magnet for applying a magnetic field to the magnetoelectric conversion element, the amount of magnetic flux leakage when the leakage magnetic flux of the bias magnet reaches the detection target can be reduced, and the leakage magnetic flux from the bias magnet can be efficiently reduced. An object of the present invention is to provide an object that can be transmitted to an object to be detected.

【0023】[0023]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明は、磁界の変化に応動する磁電変換素子と前
記磁電変換素子を駆動し前記磁電変換素子からの信号を
処理する信号処理回路部とが一体化されたICチップ
と、前記磁電変換素子に磁界を加えるバイアス磁石とを
有する磁界検出装置において、前記バイアス磁石と前記
ICチップとを直接接合したことを特徴とする磁界検出
装置とした。なお、ここにいう「磁界の変化」とは「磁
束の変化」をも含み、また、「磁界検出装置」とは「磁
束検出装置」をも含むものである(以下同様とする)。
SUMMARY OF THE INVENTION In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides a magneto-electric conversion element responsive to a change in a magnetic field, and a signal processing circuit for driving the magneto-electric conversion element and processing a signal from the magneto-electric conversion element. A magnetic field detecting device comprising: an IC chip integrated with a unit; and a bias magnet for applying a magnetic field to the magnetoelectric conversion element, wherein the bias magnet and the IC chip are directly joined. did. It should be noted that the term “change in magnetic field” includes “change in magnetic flux”, and the term “magnetic field detection device” also includes “magnetic flux detection device” (the same applies hereinafter).

【0024】本発明によれば、バイアス磁石とICチッ
プとを直接接合したので、前述した従来技術に比して、
リードフレームの厚み分だけホール素子とバイアス磁石
との距離を短縮することができる。従って、その距離に
相当する分バイアス磁石からの漏れ磁束が被検出体に到
達したときの減衰量を低減することが可能となる。
According to the present invention, the bias magnet and the IC chip are directly joined, so that
The distance between the Hall element and the bias magnet can be reduced by the thickness of the lead frame. Therefore, it is possible to reduce the amount of attenuation when leakage magnetic flux from the bias magnet reaches the detection target by an amount corresponding to the distance.

【0025】より好ましくは、バイアス磁石とICチッ
プとを磁気的な接合力と機械的な接合力によって直接接
合するとよい。具体的には、バイアス磁石とICチップ
との接合には、磁性粉体とガラス質とを溶質として含ん
だ接着剤を使用し、磁気的な接合力は磁性粉体により導
き、機械的な接合力はガラス質により導くようにすると
よい。なお、ここで「機械的な接合力」とは、例えばい
わゆるアンカー効果等により発生する接合力をいう。バ
イアス磁石とICチップとの接着層は一般的には50μ
m程度と薄いが、このように接着剤としてガラス質のみ
ならず磁性粉体とも溶質として含んだものを使用するこ
とにより、バイアス磁石の漏れ磁束がパッケージに到達
するまでの過程において、少なくとも接着層の厚み分だ
けは強制的に当該磁性体(磁性紛体)中に磁束を通過さ
せることができ、結果としてバイアス磁石からの漏れ磁
束のより多くを効果的に被検出体に伝達させることがで
きる。また、本発明に使用する接着剤には磁性紛体が含
まれているので、バイアス磁石とICチップとを接着す
る際に、特にバイアス磁石と接着剤との間で「磁気的な
接合力」が働き、ガラス質のみを溶質として含む接着剤
に比してより強固な接合力を発生させることができる。
More preferably, the bias magnet and the IC chip are directly joined by magnetic joining force and mechanical joining force. Specifically, the bonding between the bias magnet and the IC chip uses an adhesive containing a magnetic powder and glass as a solute, and the magnetic bonding force is guided by the magnetic powder, and the mechanical bonding is performed. The force should be guided by vitreous. Here, the “mechanical bonding force” refers to a bonding force generated by, for example, a so-called anchor effect or the like. The adhesive layer between the bias magnet and the IC chip is generally 50μ
m, but not only vitreous but also magnetic powder as a solute is used as an adhesive, so that at least in the process until the leakage magnetic flux of the bias magnet reaches the package, the adhesive layer Can forcibly pass the magnetic flux through the magnetic body (magnetic powder), and as a result, more of the leakage flux from the bias magnet can be effectively transmitted to the detection target. In addition, since the adhesive used in the present invention contains a magnetic powder, when the bias magnet and the IC chip are bonded, a “magnetic bonding force” particularly occurs between the bias magnet and the adhesive. It works and can generate a stronger bonding force than an adhesive containing only vitreous as a solute.

【0026】さらに好ましくは、この接着剤の透磁率
は、バイアス磁石の透磁率より大きいことが望ましい。
これにより、接着層はバイアス磁石の漏れ磁束の伝達層
として働くので、バイアス磁石の磁束漏れ面がICチッ
プ側の接着面に移動したことと等価になり、接着層の厚
み分だけバイアス磁石の磁束漏れ面と被検出体との距離
を実質的に短縮できることになる。
More preferably, the magnetic permeability of the adhesive is larger than the magnetic permeability of the bias magnet.
As a result, the adhesive layer acts as a transmission layer for the leakage magnetic flux of the bias magnet, which is equivalent to the fact that the magnetic flux leakage surface of the bias magnet has moved to the bonding surface on the IC chip side. The distance between the leak surface and the object to be detected can be substantially reduced.

【0027】また、本発明は、磁界の変化に応動する磁
電変換素子と前記磁電変換素子を駆動し前記磁電変換素
子からの信号を処理する信号処理回路部とが一体化され
たICチップと、前記磁電変換素子に磁界を加えるバイ
アス磁石とを、パッケージで覆った磁界検出装置におい
て、前記パッケージは、磁性粉体と合成樹脂との混合物
からなることを特徴とする磁界検出装置とした。これに
より、上述した磁性粉体を溶質として含んだ接着剤を使
用する場合と同様、バイアス磁石の漏れ磁束がパッケー
ジの外表面に到達するまでの過程において、少なくとも
パッケージ層の厚み分だけは強制的に当該磁性体(磁性
紛体)中に磁束を通過させることができ、結果としてバ
イアス磁石からの漏れ磁束のより多くを効果的に被検出
体に伝達させることができるようになる。
According to the present invention, there is further provided an IC chip in which a magneto-electric conversion element responsive to a change in a magnetic field and a signal processing circuit for driving the magneto-electric conversion element and processing a signal from the magneto-electric conversion element are integrated. In the magnetic field detecting device, a package is provided with a bias magnet for applying a magnetic field to the magnetoelectric conversion element, wherein the package is made of a mixture of a magnetic powder and a synthetic resin. As a result, as in the case of using the adhesive containing the magnetic powder as a solute as described above, in the process until the leakage magnetic flux of the bias magnet reaches the outer surface of the package, at least the thickness of the package layer is forcibly applied. Thus, the magnetic flux can be passed through the magnetic material (magnetic powder), and as a result, more of the leakage flux from the bias magnet can be effectively transmitted to the detection target.

【0028】[0028]

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る磁界検出装置
の実施の形態を図面を用いて説明する。まず、図1及び
図2を用いて、本発明に係る磁界検出装置の製造手順に
ついて説明する。ここで、図1は、本発明に係る磁界検
出装置の製造過程においてリードフレームにバイアス磁
石を組み付ける際の様子を示した斜視図である。図2
は、組付けが完了(パッケージを除く)した本発明に係
る磁界検出装置における各構成部材の接合関係を示した
模式図である。なお、本実施の形態においては、ICチ
ップとしてホールICを用い、磁電変換素子としてホー
ル素子を用いた場合を示している。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the magnetic field detecting device according to the present invention will be described below with reference to the drawings. First, a manufacturing procedure of the magnetic field detection device according to the present invention will be described with reference to FIGS. Here, FIG. 1 is a perspective view showing a state where a bias magnet is assembled to a lead frame in a process of manufacturing the magnetic field detecting device according to the present invention. FIG.
FIG. 4 is a schematic diagram showing a joining relationship of each component in the magnetic field detection device according to the present invention in which assembly is completed (excluding a package). In the present embodiment, a case is shown in which a Hall IC is used as an IC chip and a Hall element is used as a magnetoelectric conversion element.

【0029】図1において、リードフレーム1は、少な
くともリードフレーム1自体の位置決め用の孔11と、
ホールICとして動作するために必要なリード12と、
バイアス磁石2の位置決め用突起13とを有する。バイ
アス磁石2は、円柱形状であるが、リードフレーム1に
固定された際にリードフレーム1の位置決め用突起13
に対向する位置に平坦部21が設けられている。また、
リードフレーム1は、位置決め用の孔11によって本磁
界検出装置を製造する装置(図示せず)に固定されてい
る。
In FIG. 1, the lead frame 1 has at least a positioning hole 11 for the lead frame 1 itself.
A lead 12 required to operate as a Hall IC;
And a projection 13 for positioning the bias magnet 2. The bias magnet 2 has a cylindrical shape, but when fixed to the lead frame 1, the positioning magnet 13 of the lead frame 1 is used.
A flat portion 21 is provided at a position opposed to. Also,
The lead frame 1 is fixed to a device (not shown) for manufacturing the present magnetic field detecting device by a positioning hole 11.

【0030】まず、バイアス磁石2をリードフレーム2
に固定する工程について説明する。当該製造装置に固定
されたリードフレーム1に対し、バイアス磁石2は、固
定されたリードフレーム1の上方(図1において紙面手
前側)から降ろされてきて、リードフレーム1の位置決
め用突起13及びバイアス磁石2の平坦部21を介し
て、リードフレーム1の所定の位置に固定される。バイ
アス磁石2の高さ方向の位置決めは、バイアス磁石2の
平坦部21に設けられている微小な切り欠き部(図示せ
ず)を、リードフレーム1に設けられたバイアス磁石2
の位置決め用突起13に嵌合させることにより行なう。
なお、この段階では、まだバイアス磁石2は着磁されて
いない。
First, the bias magnet 2 is connected to the lead frame 2.
The step of fixing to is described. With respect to the lead frame 1 fixed to the manufacturing apparatus, the bias magnet 2 is lowered from above the fixed lead frame 1 (on the near side in FIG. 1), and the positioning projection 13 and the bias The lead frame 1 is fixed at a predetermined position via the flat portion 21 of the magnet 2. The positioning of the bias magnet 2 in the height direction is performed by inserting a minute cutout (not shown) provided in the flat portion 21 of the bias magnet 2 into the bias magnet 2 provided in the lead frame 1.
This is performed by fitting to the positioning projections 13 of FIG.
At this stage, the bias magnet 2 has not been magnetized yet.

【0031】次にリードフレーム1に固定されたバイア
ス磁石2に対し公知のベアチップ3(ICチップ)を接
合する工程について説明する。まず、接着剤(詳細は後
述する)を塗布するためのスクリーン(図示せず)がバ
イアス磁石2の上面に降ろされる。スクリーンには接着
層4(図2参照)の形状に応じたパターンが形成され、
接着剤を塗布したときに所望の接着層4が形成されるよ
うになっている。またスクリーンの厚みは接着層4の厚
みに対し3倍程度の厚みが確保されている。この後、接
着剤を塗布し、ベアチップ3を接着層4の上に必要な荷
重を加えて配置する。そして接着層4に局部的に熱を加
え、接着層4を乾燥固化する。以上の製造過程は公知の
技術である。
Next, a process of bonding a known bare chip 3 (IC chip) to the bias magnet 2 fixed to the lead frame 1 will be described. First, a screen (not shown) for applying an adhesive (details will be described later) is lowered on the upper surface of the bias magnet 2. A pattern according to the shape of the adhesive layer 4 (see FIG. 2) is formed on the screen,
The desired adhesive layer 4 is formed when the adhesive is applied. The thickness of the screen is about three times the thickness of the adhesive layer 4. Thereafter, an adhesive is applied, and the bare chip 3 is placed on the adhesive layer 4 by applying a necessary load. Then, heat is locally applied to the adhesive layer 4 to dry and solidify the adhesive layer 4. The above manufacturing process is a known technique.

【0032】ここで接着剤の構成について説明する。ベ
アチップ3をリードフレーム1にダイボンディングと呼
ばれる行為で接着する場合は、接着剤は、溶質としての
ガラス質と銀などの金属箔粉を、合成樹脂からなる溶媒
に分散したものが一般的に利用される。本発明における
接着は、従来の機械的な接合力による接着ではなく、機
械的な接合力と磁気的な接合力を複合させたものである
ため、接着剤の構成は従来の構成とは異なり、接着剤と
して、溶質としてのソフトフェライトの粉体(磁性紛
体)及びガラス質と、溶媒としての合成樹脂とを含むも
のを使用する。ソフトフェライトは例えばNi−Znフ
ェライトやMn−Znフェライトである。これらの材料
に銅を混合したものでもよい。これらのソフトフェライ
トは、永久磁石を構成するハードフェライトに比べて保
持力が著しく小さいため小さな磁界(2ないし5エルス
テッド程度)で着磁される。
Here, the structure of the adhesive will be described. When the bare chip 3 is bonded to the lead frame 1 by an action called die bonding, an adhesive obtained by dispersing a glass foil as a solute and a metal foil powder such as silver in a solvent made of a synthetic resin is generally used. Is done. The bonding in the present invention is not a bonding by a conventional mechanical bonding force, but a composite of a mechanical bonding force and a magnetic bonding force, so the configuration of the adhesive is different from the conventional configuration, An adhesive containing a soft ferrite powder (magnetic powder) and vitreous as a solute and a synthetic resin as a solvent is used as the adhesive. Soft ferrite is, for example, Ni-Zn ferrite or Mn-Zn ferrite. A mixture of these materials with copper may be used. These soft ferrites are magnetized with a small magnetic field (about 2 to 5 Oersteds) because their coercive force is much smaller than that of the hard ferrites constituting the permanent magnet.

【0033】接着剤の製造手順としては、まず、2ない
し3μmの大きさである微小粒子からなるソフトフェラ
イトの粉体を用意する。次いでかかるソフトフェライト
の粉体とガラス質の紛体とを、溶媒を形成する必要とな
る粘性を持つ所望の合成樹脂に混合する。ここでは、例
えばソフトフェライトの紛体とガラス質の粉体との重量
比が2対1の割合となるように混入する。この後、ソフ
トフェライトの粉体が溶液中に均質に分散されるように
所定の回転速度と回転時間で溶液を攪拌する。
As a procedure for manufacturing the adhesive, first, soft ferrite powder composed of fine particles having a size of 2 to 3 μm is prepared. Next, the soft ferrite powder and the vitreous powder are mixed with a desired synthetic resin having a viscosity necessary to form a solvent. Here, for example, the soft ferrite powder and the vitreous powder are mixed so that the weight ratio is 2: 1. Thereafter, the solution is stirred at a predetermined rotation speed and rotation time so that the soft ferrite powder is homogeneously dispersed in the solution.

【0034】なおソフトフェライトは、溶媒を形成する
合成樹脂に比べて2倍程度の密度を有するため、ソフト
フェライトの粉体を溶液中に安定して分散させるため
に、あらかじめ溶媒の粘度の調整が必要になる。また溶
液は、いわゆるスクリーン印刷法によってバイアス磁石
2の表面に溶液を安定的に印刷するため、所定値以上の
粘度が必要になる。このとき、必要に応じて加熱して印
刷時の粘度を調整する。
Since the soft ferrite has about twice the density of the synthetic resin forming the solvent, the viscosity of the solvent must be adjusted in advance in order to stably disperse the soft ferrite powder in the solution. Will be needed. The solution needs to have a viscosity equal to or higher than a predetermined value in order to stably print the solution on the surface of the bias magnet 2 by a so-called screen printing method. At this time, if necessary, the viscosity at the time of printing is adjusted by heating.

【0035】次に、このようにして作成したソフトフェ
ライト粉体とガラス質とを合成樹脂に混合した溶液に磁
界を加え、ソフトフェライト粉体を着磁させる。ここで
加える磁界の大きさは、ソフトフェライト粉体が着磁す
るに足りる磁界でよい。例えば5エルステッド程度の大
きさの磁界を加える。なお、ソフトフェライト粉体は、
その周囲を合成樹脂の溶媒に取り囲まれており、また着
磁磁界が小さいためソフトフェライトの自発磁化は小さ
いので、ソフトフェライト粉体同士が吸着されることは
ない。以上のようにして本発明にかかる接着剤が製造さ
れる。
Next, a magnetic field is applied to a solution obtained by mixing the soft ferrite powder and glassy material thus prepared in a synthetic resin to magnetize the soft ferrite powder. The magnitude of the magnetic field applied here may be a magnetic field sufficient for the soft ferrite powder to be magnetized. For example, a magnetic field having a magnitude of about 5 Oe is applied. The soft ferrite powder is
The periphery thereof is surrounded by a solvent of a synthetic resin, and the spontaneous magnetization of the soft ferrite is small because the magnetizing magnetic field is small, so that the soft ferrite powder is not adsorbed to each other. As described above, the adhesive according to the present invention is manufactured.

【0036】次に、以上のようにして製造された、ソフ
トフェライトの粉体が溶媒中に安定して分散された溶液
を、バイアス磁石2の上面にスクリーンを介して塗布す
る。この後、スクリーンをはずし熱を加え溶媒を安定化
させる。バイアス磁石2は着磁されていないが強磁性体
であるため、着磁されたソフトフェライト粉体は磁気的
な接合力によってバイアス磁石2に吸引される。またガ
ラス質は、バイアス磁石2の表面とベアチップ3に表面
の凹凸に入り込み、いわゆるアンカー効果で機械的な接
合力を発生させる。なお、バイアス磁石2は磁界検出装
置が完成された後にフル着磁される。従って、その後、
着磁されたソフトフェライト粉体は、上記した磁気的な
接合力によってバイアス磁石2に強力に吸引され、接着
層4(図2参照)とバイアス磁石2とは強固に接合され
る。
Next, the solution prepared as described above, in which the soft ferrite powder is stably dispersed in the solvent, is applied to the upper surface of the bias magnet 2 through a screen. Thereafter, the screen is removed and heat is applied to stabilize the solvent. Since the bias magnet 2 is not magnetized but is a ferromagnetic material, the magnetized soft ferrite powder is attracted to the bias magnet 2 by a magnetic bonding force. In addition, the vitreous material enters the surface irregularities of the surface of the bias magnet 2 and the bare chip 3 and generates mechanical bonding force by a so-called anchor effect. The bias magnet 2 is fully magnetized after the magnetic field detection device is completed. Therefore, then
The magnetized soft ferrite powder is strongly attracted to the bias magnet 2 by the magnetic bonding force described above, and the bonding layer 4 (see FIG. 2) and the bias magnet 2 are firmly bonded.

【0037】以上のようにして、バイアス磁石2とベア
チップ3との接合工程が終了する。図2は、バイアス磁
石2とベアチップ3との接合工程が終了した状態の本発
明に係る磁界検出装置における各構成部材の接合関係を
示している。
As described above, the step of joining the bias magnet 2 and the bare chip 3 is completed. FIG. 2 shows the joining relationship of the components of the magnetic field detecting device according to the present invention in a state where the joining process of the bias magnet 2 and the bare chip 3 has been completed.

【0038】次に、この状態にて、ベアチップ3の電極
端子(図示せず)とリードフレーム(図示せず)とをボ
ンディングワイヤによって接合し、これらのベアチップ
3、バイアス磁石2及びワイヤ(図示せず)をパッケー
ジ材料(後述する)でパッケージする。以下、パッケー
ジの方法について説明する。
Next, in this state, the electrode terminals (not shown) of the bare chip 3 and the lead frame (not shown) are joined by bonding wires, and the bare chip 3, the bias magnet 2 and the wires (not shown) are bonded. Is packaged with a packaging material (described later). Hereinafter, a packaging method will be described.

【0039】従来のパッケージ材料はエポキシ樹脂で構
成されているのが通常であるが、本発明にて使用するパ
ッケージ材料は、従来のエポキシ樹脂にソフトフェライ
トの粉体(磁性紛体)を加えた混合物から構成する。ソ
フトフェライトの粉体をパッケージ層に均質に分散させ
るため、次の工程にてパッケージを製造する。まず初め
に、2μmから3μmの粒子からなるソフトフェライト
粉体とエポキシ樹脂とからなる射出成形用のペレットを
準備する。ここではソフトフェライト紛体の重量割合が
2でエポキシ樹脂のペレットの重量割合が1になるよう
に配合する。そしてこれらのソフトフェライトの粉体と
エポキシ樹脂のペレットを混合し、これらを攪拌する。
次いで、これを250℃まで加熱し溶解させてから空気
中に押し出し、直径2mm前後のペレットになるよう連
続切断する。このフェライト粉体とエポキシ樹脂との混
合物からなるペレットを、パッケージの射出成形材とし
て用いる。パッケージの射出成形は公知の方法による。
The conventional packaging material is usually composed of epoxy resin, but the packaging material used in the present invention is a mixture of conventional epoxy resin and soft ferrite powder (magnetic powder). It consists of. In order to uniformly disperse the soft ferrite powder in the package layer, a package is manufactured in the following process. First, pellets for injection molding comprising a soft ferrite powder composed of particles of 2 μm to 3 μm and an epoxy resin are prepared. In this case, the weight ratio of the soft ferrite powder is 2 and the weight ratio of the epoxy resin pellets is 1. Then, the soft ferrite powder and the epoxy resin pellets are mixed and stirred.
Next, this is heated to 250 ° C. to be melted, extruded into the air, and continuously cut into pellets having a diameter of about 2 mm. A pellet made of a mixture of the ferrite powder and the epoxy resin is used as an injection molding material for a package. The injection molding of the package is performed by a known method.

【0040】以上のようにしてパッケージ工程が終了す
る。その後パッケージ本体から、リード12以外のリー
ドフレーム1の部分を切り離して、本発明にかかる磁界
検出装置が完成する。本発明にかかる磁界検出装置は、
従来の装置に対し、バイアス磁石2とベアチップ3との
接合構造及びパッケージ材料のみが相違するので、完成
後の概観においては、従来のものとの相違はない。図3
は、従来技術にかかる公報に示されたパッケージされた
磁界検出装置の概観を示しているが、この概観は本発明
にかかる磁界検出装置においても適用できる。
The packaging process is completed as described above. Thereafter, portions of the lead frame 1 other than the leads 12 are separated from the package body, and the magnetic field detecting device according to the present invention is completed. The magnetic field detection device according to the present invention,
Since only the joining structure of the bias magnet 2 and the bare chip 3 and the package material are different from those of the conventional device, there is no difference from the conventional device in the appearance after completion. FIG.
Shows an overview of a packaged magnetic field detecting device disclosed in the publication relating to the prior art, but this overview can also be applied to the magnetic field detecting device according to the present invention.

【0041】以上、本発明にかかる磁界検出装置の実施
の形態について説明した。かかる実施の形態によれば以
下の効果を相する。
The embodiment of the magnetic field detecting device according to the present invention has been described above. According to this embodiment, the following effects are achieved.

【0042】まず、バイアス磁石2とベアチップ3とを
直接接合したので、前述した従来技術に比して、リード
フレーム1の厚み分だけホール素子とバイアス磁石2と
の距離を短縮することができる。従って、その距離に相
当する分バイアス磁石2からの漏れ磁束が被検出体(例
えばギヤ)に到達したときの減衰量を低減することが可
能となる。
First, since the bias magnet 2 and the bare chip 3 are directly joined, the distance between the Hall element and the bias magnet 2 can be reduced by the thickness of the lead frame 1 as compared with the above-described conventional technology. Therefore, it is possible to reduce the amount of attenuation when leakage magnetic flux from the bias magnet 2 reaches the detection target (for example, a gear) by an amount corresponding to the distance.

【0043】また、接着層4は、ソフトフェライト粉体
とガラス質から構成される。ソフトフェライトは磁気的
な接合力を発生するとともに、ソフトフェライトは所定
の透磁率を有し(例えば初透磁率として2500から1
0000の値)、初透磁率が1である従来のガラス質に
比し磁束を通りやすくするため、バイアス磁石2からの
漏れ磁束を集中的にベアチップ3に導くことができる。
The adhesive layer 4 is made of soft ferrite powder and vitreous. The soft ferrite generates a magnetic bonding force, and the soft ferrite has a predetermined magnetic permeability (for example, from 2500 to 1 as an initial magnetic permeability).
0000), the magnetic flux leaking from the bias magnet 2 can be intensively guided to the bare chip 3 in order to easily pass the magnetic flux as compared with the conventional glass having an initial magnetic permeability of 1.

【0044】さらに接着層4は、バイアス磁石2の透磁
率より大きい透磁率を持つ磁性体で構成されているた
め、接着層4は磁束の伝達層として働き、バイアス磁石
2の磁束漏れ面がベアチップ3側の接着面に移動したこ
とと等価になる。従って、接着層4は50μm前後と薄
い層であるが、この接着層4の厚み分だけ、バイアス磁
石2の磁束漏れ面と被検出体との距離が実質的に短縮さ
れる効果も発生する。これによって、従来技術と比較し
てバイアス磁石2の磁束漏れ面から被検出体までの距離
は、実質的には、リードフレーム1の厚み分と接着層4
の厚み分の和に相当する分だけ短縮されることになる。
Further, since the adhesive layer 4 is made of a magnetic material having a magnetic permeability higher than that of the bias magnet 2, the adhesive layer 4 functions as a magnetic flux transmission layer, and the magnetic flux leakage surface of the bias magnet 2 is a bare chip. This is equivalent to moving to the bonding surface on the third side. Therefore, although the adhesive layer 4 is a thin layer of about 50 μm, the effect that the distance between the magnetic flux leakage surface of the bias magnet 2 and the object to be detected is substantially reduced by the thickness of the adhesive layer 4 also occurs. As a result, the distance from the magnetic flux leakage surface of the bias magnet 2 to the object to be detected is substantially equal to the thickness of the lead frame 1 and the thickness of the adhesive layer 4 compared to the prior art.
Is reduced by an amount corresponding to the sum of the thicknesses of.

【0045】また、パッケージ層についても、ソフトフ
ェライト粉体とエポキシ樹脂から構成されている。ソフ
トフェライトの初透磁率は2500から10000の値
を持つが、エポキシ樹脂は1である。従って、パッケー
ジ層もまたバイアス磁石2からの漏れ磁束を伝達させる
層として作用する。パッケージ層の厚みは一般的に0.
5mm程度を有するが、このパッケージ層は、従来のパ
ッケージ層と比較して著しく磁束を伝達させる。バイア
ス磁石2からの漏れ磁束はベアチップ3の厚みに相当す
る距離だけ伝播することで減衰するが、この後パッケー
ジ層に伝達された漏れ磁束は、パッケージ層では極わず
かな量だけ減衰し、パッケージ層の外表面から被検出体
(例えばギヤ)に向かって伝播される。このようにし
て、パッケージをソフトフェライト粉体とエポキシ樹脂
とから構成させることによって、パッケージの厚みであ
る0.5mmに相当する分、漏れ磁束の減衰量を低減す
ることができる。
The package layer is also made of soft ferrite powder and epoxy resin. The initial permeability of soft ferrite has a value of 2500 to 10000, but the epoxy resin is 1. Therefore, the package layer also acts as a layer for transmitting the leakage magnetic flux from the bias magnet 2. The thickness of the package layer is generally 0.
Although having a thickness of about 5 mm, this package layer transmits magnetic flux significantly as compared with the conventional package layer. The leakage magnetic flux from the bias magnet 2 is attenuated by propagating by a distance corresponding to the thickness of the bare chip 3, but the leakage magnetic flux transmitted to the package layer thereafter is attenuated by a very small amount in the package layer. From the outer surface of the target object (for example, a gear). In this manner, by forming the package from the soft ferrite powder and the epoxy resin, the attenuation of the leakage magnetic flux can be reduced by an amount corresponding to the package thickness of 0.5 mm.

【0046】以上説明した本実施の形態におけるバイア
ス磁石からの漏れ磁束の減衰量の低減効果を図4を用い
て説明する。図4は、前述した従来技術にかかる公報に
記載された磁界検出装置の各構成部品の断面(左側)
と、本実施の形態における磁界検出装置の各構成部品の
断面(右側)とを比較した模式図である。
The effect of reducing the amount of attenuation of the leakage magnetic flux from the bias magnet in the embodiment described above will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a cross section (left side) of each component of the magnetic field detecting device described in the above-mentioned prior art publication.
FIG. 4 is a schematic diagram comparing a section (right side) of each component of the magnetic field detection device according to the present embodiment.

【0047】図4において、パッケージの外表面(図4
において下側の面)から被検出体(図示せず。例えばギ
ヤであり、パッケージの外表面近傍(下側)に配置され
ているものとする。)の先端までの距離とパッケージ層
の厚み(0.5mm)は変わらないものとする。またホ
ールICのベアチップ(厚み0.4mm)は同一のもの
を使用するものとする。
In FIG. 4, the outer surface of the package (FIG.
And the thickness of the package layer (not shown, for example, a gear, which is assumed to be disposed near (on the lower side of) the outer surface of the package). 0.5 mm) does not change. The same bare chip (0.4 mm in thickness) of the Hall IC is used.

【0048】従来技術に比べて本発明においては、漏れ
磁束が減衰する伝播距離において、リードフレームの厚
み分(0.3mm)とパッケージ層の厚み分(0.5m
m)とが短縮される。すなわち、従来技術においては、
漏れ磁束が減衰する伝播距離(装置内)は、バイアス磁
石の磁束漏れ面からパッケージの外表面までの全ての距
離になり1.2mmになる。他方、本発明ではパッケー
ジの厚み分0.5mmとリードフレームの厚み分0.3
mmとがなくなり、漏れ磁束が減衰する伝播距離(装置
内)は、ベアチップの厚みに該当する0.4mmのみと
なる。
In the present invention, as compared with the prior art, in the propagation distance at which the leakage magnetic flux is attenuated, the thickness of the lead frame (0.3 mm) and the thickness of the package layer (0.5 m) are used.
m) is shortened. That is, in the prior art,
The propagation distance (in the apparatus) where the leakage magnetic flux is attenuated is 1.2 mm, which is the entire distance from the magnetic flux leakage surface of the bias magnet to the outer surface of the package. On the other hand, in the present invention, the thickness of the package is 0.5 mm and the thickness of the lead frame is 0.3 mm.
mm, the propagation distance (in the apparatus) at which the leakage magnetic flux is attenuated is only 0.4 mm corresponding to the thickness of the bare chip.

【0049】この結果を図5の磁束の減衰特性に当ては
める。従来技術においては、バイアス磁石の磁束磁束漏
れ面の磁束密度を1とした場合、バイアス磁石の磁束漏
れ面からの距離が1.2mmでは磁束密度が0.04に
なる。一方、本発明においては、バイアス磁石の磁束漏
れ面からの距離が0.4mmでは磁束密度が0.1にな
る。従って従来技術においては96%減衰した漏れ磁束
を使用するのに対し、本発明においては90%減衰した
漏れ磁束を使用することになる。
The result is applied to the magnetic flux attenuation characteristics shown in FIG. In the prior art, when the magnetic flux density of the magnetic flux leakage surface of the bias magnet is set to 1, the magnetic flux density becomes 0.04 when the distance from the magnetic flux leakage surface of the bias magnet is 1.2 mm. On the other hand, in the present invention, when the distance of the bias magnet from the magnetic flux leakage surface is 0.4 mm, the magnetic flux density becomes 0.1. Accordingly, in the prior art, the leakage magnetic flux attenuated by 96% is used, whereas in the present invention, the leakage magnetic flux attenuated by 90% is used.

【0050】この効果を理解しやすくするため、バイア
ス磁石の磁束漏れ面の漏れ磁束の大きさに置き換えて比
較することにする。ここで、被検出体である例えばギヤ
の回転速度を計測するためには、パッケージの外表面で
は160ガウスの磁束が必要であるとする。この漏れ磁
束を得るためには、従来技術においてはバイアス磁石の
磁束漏れ面にて4Kガウスの磁束が必要になる。一方、
本発明においてはパッケージの外表面での漏れ磁束とし
て160ガウスの磁束を得るためには、バイアス磁石の
磁束漏れ面での漏れ磁束は1.6Kガウスでよいことに
なる。このように、従来技術においてはバイアス磁石の
磁束漏れ面で4Kガウスの磁束が必要であるのに対し、
本発明においては磁束漏れ面にてわずかに1.6Kガウ
スのバイアス磁石と等価になるため、本発明を採用すれ
ば、バイアス磁石を大幅に小型化できる。例えばφ7×
4mmの円柱磁石が、4Kガウスの磁束を磁束漏れ面に
て発生するとすると、同じ材質で同じ直径の磁石ではわ
ずかに1.1mmの高さの磁石によって1.6Kガウス
の磁束が磁束漏れ面にて得られることになる。
In order to facilitate understanding of this effect, a comparison will be made with the magnitude of the leakage magnetic flux on the magnetic flux leakage surface of the bias magnet replaced. Here, it is assumed that a magnetic flux of 160 gauss is required on the outer surface of the package in order to measure the rotational speed of, for example, a gear, which is a detection target. In order to obtain this leakage magnetic flux, the conventional technique requires a magnetic flux of 4K Gauss at the magnetic flux leakage surface of the bias magnet. on the other hand,
In the present invention, in order to obtain a magnetic flux of 160 gauss as a magnetic flux leakage on the outer surface of the package, the leakage magnetic flux on the magnetic flux leakage surface of the bias magnet may be 1.6 K gauss. As described above, in the related art, a magnetic flux of 4K Gauss is required on the magnetic flux leakage surface of the bias magnet,
In the present invention, since the magnetic flux leakage surface is equivalent to a bias magnet of only 1.6K gauss, the size of the bias magnet can be greatly reduced by employing the present invention. For example φ7 ×
Assuming that a 4 mm cylindrical magnet generates 4 K gauss of magnetic flux on the magnetic flux leakage surface, a magnet of the same material and the same diameter has a magnet of only 1.1 mm height and a magnetic flux of 1.6 K gauss is generated on the magnetic flux leakage surface. Will be obtained.

【0051】従って、本発明を採用すれば、従来技術に
比して、装置全体の高さは、リードフレームの厚み分に
相当する0.3mmに加え、バイアス磁石の高さの低減
量である2.9mmだけ低減し、合計で3.2mm低減
することが可能となる。このように本発明においては、
バイアス磁石とベアチップとを一体化して樹脂モールド
を施す磁界検出装置を作製するに際には、装置の高さを
著しく短縮できるため、一体化しやすく、また一体化し
た後の装置全体としての検査も簡単になる。また、当然
ではあるが、バイアス磁石を大幅に小型化できるのでバ
イアス磁石自体の製作費も安価ですむようになる。
Therefore, when the present invention is adopted, the height of the entire device is 0.3 mm corresponding to the thickness of the lead frame and the amount of reduction of the height of the bias magnet as compared with the prior art. It is possible to reduce the distance by 2.9 mm, and a total of 3.2 mm. Thus, in the present invention,
When manufacturing a magnetic field detection device that integrates a bias magnet and a bare chip and applies a resin mold, the height of the device can be significantly reduced, making it easy to integrate and inspecting the entire device after integration. It's easy. Also, needless to say, the size of the bias magnet can be greatly reduced, so that the manufacturing cost of the bias magnet itself can be reduced.

【0052】なお、パッケージ材料をソフトフェライト
を混合した磁性材料にすると、パッケージ全体が磁束を
積極的に伝播させることになり、バイアス磁石からの漏
れ磁束がパッケージ内で閉磁路を形成し、バイアス磁石
の被検出体方向への漏れ磁束を低減させることになる。
これを防止するためには、バイアス磁石の側面方向にわ
ずかな空隙を設け、閉磁路による磁束のループの発生を
防止するとよい。
If the package material is a magnetic material mixed with soft ferrite, the entire package will actively propagate magnetic flux, and the leakage flux from the bias magnet will form a closed magnetic path in the package, and the bias magnet will In the direction of the object to be detected.
In order to prevent this, it is preferable to provide a slight gap in the side direction of the bias magnet to prevent the generation of a magnetic flux loop due to the closed magnetic path.

【0053】[0053]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
磁電変換素子と磁電変換素子を駆動し磁電変換素子から
の信号を処理する信号処理回路部とが一体化されたIC
チップと、磁電変換素子に磁界を加えるバイアス磁石と
を有する磁界検出装置において、バイアス磁石の漏れ磁
束が被検出体に到達したときの磁束の減衰量が低減で
き、バイアス磁石からの漏れ磁束を効率よく被検出体に
伝達させることができるものを提供することができる。
As described above, according to the present invention,
An IC in which a magneto-electric conversion element and a signal processing circuit for driving the magneto-electric conversion element and processing a signal from the magneto-electric conversion element are integrated.
In a magnetic field detection device having a chip and a bias magnet for applying a magnetic field to the magnetoelectric conversion element, the amount of magnetic flux leakage when the leakage magnetic flux of the bias magnet reaches the detection target can be reduced, and the leakage magnetic flux from the bias magnet can be efficiently reduced. What can be transmitted to a detection object well can be provided.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明に係る磁界検出装置の製造過程において
リードフレームにバイアス磁石を組み付ける際の様子を
示した斜視図である。
FIG. 1 is a perspective view showing a state where a bias magnet is assembled to a lead frame in a manufacturing process of a magnetic field detection device according to the present invention.

【図2】組付けが完了(パッケージを除く)した本発明
に係る磁界検出装置における各構成部材の接合関係を示
した模式図である。
FIG. 2 is a schematic diagram showing a joining relationship of each component in a magnetic field detection device according to the present invention in which assembly is completed (excluding a package).

【図3】本発明にかかる磁界検出装置の概観を示した立
体図である。
FIG. 3 is a three-dimensional view showing an overview of a magnetic field detection device according to the present invention.

【図4】従来技術にかかる公報に記載された磁界検出装
置の各構成部品の断面(左側)と、本実施の形態におけ
る磁界検出装置の各構成部品の断面(右側)とを比較し
た模式図である。
FIG. 4 is a schematic diagram comparing a cross section (left side) of each component of the magnetic field detection device described in the official gazette of the related art with a cross section (right side) of each component of the magnetic field detection device in the present embodiment. It is.

【図5】バイアス磁石からの漏れ磁束の大きさ(磁束密
度)とバイアス磁石の磁束漏れ面からの距離(mm)と
の関係を示すグラフである。
FIG. 5 is a graph showing the relationship between the magnitude (flux density) of leakage magnetic flux from a bias magnet and the distance (mm) from the magnetic flux leakage surface of the bias magnet.

【図6】従来技術にかかる磁界検出装置をギヤの回転速
度検出センサとして使用した場合の各構成部材の接合関
係を示した模式図である。
FIG. 6 is a schematic diagram showing a joining relation of respective components when a magnetic field detection device according to a conventional technique is used as a rotation speed detection sensor of a gear.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

2 バイアス磁石 3 ベアチップ(ICチップ) 4 接着層(接着剤) 2 bias magnet 3 bare chip (IC chip) 4 adhesive layer (adhesive)

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 磁界の変化に応動する磁電変換素子と前
記磁電変換素子を駆動し前記磁電変換素子からの信号を
処理する信号処理回路部とが一体化されたICチップ
と、前記磁電変換素子に磁界を加えるバイアス磁石とを
有する磁界検出装置において、前記バイアス磁石と前記
ICチップとを直接接合したことを特徴とする磁界検出
装置。
An IC chip in which a magneto-electric conversion element responsive to a change in a magnetic field, a signal processing circuit unit for driving the magneto-electric conversion element and processing a signal from the magneto-electric conversion element are integrated, and the magneto-electric conversion element A magnetic field detecting device comprising: a bias magnet for applying a magnetic field to the magnetic field, wherein the bias magnet and the IC chip are directly joined.
【請求項2】 請求項1において、前記バイアス磁石と
前記ICチップとを磁気的な接合力と機械的な接合力に
よって直接接合したことを特徴とする磁界検出装置。
2. The magnetic field detecting device according to claim 1, wherein the bias magnet and the IC chip are directly joined by a magnetic joining force and a mechanical joining force.
【請求項3】 請求項2において、前記バイアス磁石と
前記ICチップとの接合は、磁性粉体とガラス質とを溶
質として含んだ接着剤が使用され、前記磁気的な接合力
は前記磁性粉体により導かれ、前記機械的な接合力は前
記ガラス質により導かれることを特徴とする磁界検出装
置。
3. The bonding method according to claim 2, wherein the bias magnet and the IC chip are bonded by using an adhesive containing a magnetic powder and a vitreous material as a solute, and the magnetic bonding force is controlled by the magnetic powder. The magnetic field detecting device is guided by a body, and the mechanical bonding force is guided by the vitreous material.
【請求項4】 請求項3において、前記接着剤の透磁率
は、前記バイアス磁石の透磁率より大きいことを特徴と
する磁界検出装置。
4. The magnetic field detecting device according to claim 3, wherein the magnetic permeability of the adhesive is larger than the magnetic permeability of the bias magnet.
【請求項5】 磁界の変化に応動する磁電変換素子と前
記磁電変換素子を駆動し前記磁電変換素子からの信号を
処理する信号処理回路部とが一体化されたICチップ
と、前記磁電変換素子に磁界を加えるバイアス磁石と
を、パッケージで覆った磁界検出装置において、前記パ
ッケージは、磁性粉体と合成樹脂との混合物からなるこ
とを特徴とする磁界検出装置。
5. An IC chip in which a magneto-electric conversion element responsive to a change in a magnetic field, a signal processing circuit for driving said magneto-electric conversion element and processing a signal from said magneto-electric conversion element are integrated, and said magneto-electric conversion element A magnetic field detecting device in which a bias magnet for applying a magnetic field is covered with a package, wherein the package is made of a mixture of magnetic powder and synthetic resin.
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005164494A (en) * 2003-12-04 2005-06-23 Denso Corp Rotation detection sensor device
JP2007218799A (en) * 2006-02-17 2007-08-30 Asahi Kasei Electronics Co Ltd Semiconductor magnetoresistive element and magnetic sensor module using the same
CN105425176A (en) * 2015-12-18 2016-03-23 无锡隆盛科技股份有限公司 Magnetic assembly for Hall element
JP2016218011A (en) * 2015-05-26 2016-12-22 日本精機株式会社 Moving object detection device
JP2016217927A (en) * 2015-05-22 2016-12-22 日本精機株式会社 Moving object detection device
JP2017015658A (en) * 2015-07-06 2017-01-19 株式会社ジェイテクト Rotation angle detection device

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005164494A (en) * 2003-12-04 2005-06-23 Denso Corp Rotation detection sensor device
JP2007218799A (en) * 2006-02-17 2007-08-30 Asahi Kasei Electronics Co Ltd Semiconductor magnetoresistive element and magnetic sensor module using the same
JP2016217927A (en) * 2015-05-22 2016-12-22 日本精機株式会社 Moving object detection device
JP2016218011A (en) * 2015-05-26 2016-12-22 日本精機株式会社 Moving object detection device
JP2017015658A (en) * 2015-07-06 2017-01-19 株式会社ジェイテクト Rotation angle detection device
CN105425176A (en) * 2015-12-18 2016-03-23 无锡隆盛科技股份有限公司 Magnetic assembly for Hall element

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