JP2005274302A - 磁気センサ及び磁気センサユニット - Google Patents

Abstract

【課題】 磁界の方位を測定する磁気センサにおいて、磁気センサチップの特性の劣化を防止し、磁界の３次元的な方位を正しく測定できるようにする。
【解決手段】 略板状に形成され、磁界の少なくとも１方向の磁気成分に対して感応する磁気センサチップ７，８と、前記磁気センサチップ７，８の表面７ａ，８ａから突出し、前記磁気センサチップ７，８を略板状の回路基板５に電気接続する複数の電極部１０，１１とを備え、これら電極部１０，１１が、前記磁気センサチップ７，８の表面７ａ，８ａに一列に並べられることを特徴とする磁気センサ２，３を提供する。
【選択図】 図２

Description

この発明は、磁界の方位を測定する磁気センサ及び磁気センサユニットに関する。

従来、外部磁界の３次元的な方位測定のために磁気を検出する磁気センサが提供されている。この種の磁気センサとしては、感磁面保持用プレートの表面に感磁部（磁気センサチップ）を接着させ、これら感磁面保持用プレート及び感磁部をモールドにより封止したものがある（例えば、特許文献１参照。）。
ここで、感磁部は、感磁面保持用プレートの表面に沿う方向の磁気成分を検出するように構成されている。また、感磁面保持用プレート及び感磁部は、回路基板等の素子支持部の表面に接触させる水平脚部に対して傾斜させた状態でモールドにより覆われている。すなわち、この磁気センサを素子支持部に搭載した状態においては、プレート及び感磁部が素子支持部の表面に対して傾斜することになる。そして、素子支持部の表面に対する２つの感磁部の傾斜方向が異なるように、素子支持部に２つの上記磁気センサを設けることにより、外部磁界の３次元的な方位を測定するようになっている。
ところで、上記のような構成の磁気センサにおいては、感磁部が銀ペーストを介して感磁面保持用プレートの表面に接着される。この接着の際には、銀ペーストを溶融する必要があるため、感磁部及び感磁面保持用プレートが高温に加熱されることになる。
特開２００２−１５６２０４号公報

しかしながら、上記従来の磁気センサにおいては、感磁保持用プレート及び感磁部が加熱されるため、感磁保持用プレート及び感磁部が互いに熱膨張係数の異なる材質から構成される場合には、この熱膨張係数の違いに基づいて感磁部に反りが発生する。そして、感磁部に反りが発生すると、感磁部の特性が劣化して外部磁界の３次元的な方位を正しく測定することができないという問題がある。

この発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、磁気センサチップの特性の劣化を防止し、磁界の３次元的な方位を正しく測定できる磁気センサ及び磁気センサユニットを提供することを目的としている。

上記課題を解決するために、この発明は以下の手段を提案している。
請求項１に係る発明は、略板状に形成され、磁界の少なくとも１方向の磁気成分に対して感応する磁気センサチップと、前記磁気センサチップの表面から突出し、前記磁気センサチップを略板状の回路基板に電気接続する複数の電極部とを備え、これら電極部が、前記磁気センサチップの表面に一列に並べられることを特徴とする磁気センサを提案している。

この発明に係る磁気センサを回路基板に搭載する際には、複数の電極部を回路基板の表面に接触させて、磁気センサチップと回路基板とを電気的に接続させる。この際には、複数の電極部が一列に並んで磁気センサチップの表面から突出しているため、磁気センサチップの端部も回路基板の表面に接触することになる。この状態においては、磁気センサチップが回路基板の表面に対して傾斜するため、磁気センサチップの磁気の感応方向を回路基板の表面に対して傾斜させて、磁気センサチップにより回路基板の表面と交差する方向の磁気成分を検出することができる。
さらに、この磁気センサは、少なくとも電極部を回路基板の表面に固定すればよいため、磁気センサチップ全体が加熱されることなく、磁気センサチップを傾斜させた状態で磁気センサを回路基板に取り付けることができる。

請求項２に係る発明は、略板状に形成され、磁界の少なくとも１方向の磁気成分に対して感応する磁気センサチップと、前記磁気センサチップの表面から突出し、前記磁気センサチップを略板状の回路基板に電気接続する複数の電極部とを備え、これら電極部が、前記磁気センサチップの表面に相互に平行な複数の列に並べられ、前記電極部の突出長さが、前記複数の列の配列方向に漸次短くなることを特徴とする磁気センサを提案している。

この発明に係る磁気センサを回路基板に搭載する際には、複数の電極部を回路基板の表面に接触させて、磁気センサチップと回路基板とを電気的に接続させる。この状態においては、電極部の突出長さが複数の列の配列方向に漸次短くなっているため、磁気センサチップが回路基板の表面に対して傾斜することになる。したがって、磁気センサチップの感応方向を回路基板の表面に対して傾斜させて、回路基板の表面と交差する方向の磁気成分を検出することができる。
また、この磁気センサは、電極部を回路基板の表面に固定すればよいため、磁気センサチップ全体が加熱されることなく、磁気センサチップを傾斜させた状態で磁気センサを回路基板に取り付けることができる。
さらに、磁気センサチップの表面に設ける電極部の数が予め定められている場合には、複数の列に分けて電極部を並べることにより、各列に配する電極部の数を減らすことができるため、磁気センサチップを小さく形成することができる。

請求項３に係る発明は、請求項１又は請求項２に記載した２つの磁気センサと、表面に前記電極部を接触させて前記磁気センサを搭載する回路基板とを備え、少なくとも一方の磁気センサの磁気センサチップが、磁界の２方向の磁気成分に対して感応し、他方の磁気センサチップの感応方向が、前記一方の磁気センサチップの２つの感応方向を含む平面に対して交差するように、各磁気センサを前記回路基板の表面に配することを特徴とする磁気センサユニットを提案している。

請求項４に係る発明は、請求項１又は請求項２に記載された２つの磁気センサと、前記磁気センサを搭載する回路基板とを備え、少なくとも一方の磁気センサの磁気センサチップが、磁界の２方向の磁気成分に対して感応し、他方の磁気センサチップの感応方向が、前記一方の磁気センサチップの２つの感応方向を含む平面に対して交差するように、２つの前記磁気センサの少なくとも一部を前記回路基板の表面に重ね合わせて配することを特徴とする磁気センサユニットを提案している。

これらの発明に係る磁気センサユニットによれば、２つの磁気センサを予め用意し、各磁気センサチップの感応方向が相互に交差するように磁気センサユニットを構成する。すなわち、一方の磁気センサチップは、感応する２方向を含む平面内のあらゆる方向の磁気成分を検出でき、他方の磁気センサチップは、この平面と交差する方向の磁気成分を検出できる。このため、これら２つの磁気センサチップにより３次元空間内の３つの磁気成分を検出することになり、磁界の方位を３次元空間内のベクトルとして測定することができる。
なお、２つの磁気センサを回路基板の表面に重ね合わせて配する場合には、回路基板の表面における２つの磁気センサの搭載面積を小さくすることができるため、磁気センサユニットの小型化を図ることができる。

請求項５に係る発明は、磁界の２方向の磁気成分に対して感応する第１の磁気センサと、磁界の少なくとも１方向の磁気成分に対して感応する第２の磁気センサと、これら２つの磁気センサを表面に搭載する略板状の回路基板とを備え、各磁気センサが、略板状に形成された磁気センサチップと、該磁気センサチップの表面から突出し、前記回路基板の表面に接触させて前記回路基板に電気接続する複数の電極部とを備え、前記第２の磁気センサの感応方向が、前記第１の磁気センサの２つの感応方向を含む平面に対して交差するように、かつ、前記回路基板の裏面を基準として、前記回路基板の厚さ方向に関する前記回路基板及び前記電極部の高さ寸法の総和に部分的な変化を持たせるように、少なくとも一方の磁気センサチップを前記回路基板の裏面に対して傾斜させることを特徴とする磁気センサユニットを提案している。

この発明に係る磁気センサユニットによれば、第１の磁気センサは、感応する２方向を含む平面内のあらゆる方向の磁気成分を検出し、第２の磁気センサは、この平面と交差する方向の磁気成分を検出できるため、これら２つの磁気センサにより３次元空間内の３つの磁気成分を検出することになり、磁界の方位を３次元空間内のベクトルとして測定することができる。
また、これら２つの磁気センサは、電極部を回路基板の表面に接触させることで回路基板に固定できるため、磁気センサチップ全体が加熱されることなく、２つの磁気センサチップが相互に傾斜するように各磁気センサを回路基板に取り付けることができる。

請求項６に係る発明は、請求項５に記載の磁気センサユニットにおいて、前記回路基板の表面が階段状に形成され、少なくとも一方の磁気センサの電極部を各段の上面に配することを特徴とする磁気センサユニットを提案している。
この発明に係る磁気センサユニットによれば、回路基板の裏面から各段の上面までの高さが相互に異なるため、磁気センサチップの表面に設けられた複数の電極部の突出長さを同じとしても、磁気センサチップを回路基板の表面に対して容易に傾斜させることができる。

請求項１及び請求項２に係る発明によれば、磁気センサを回路基板に傾斜して取り付ける際に、磁気センサチップ全体が加熱されないため、磁気センサチップの特性の変動や劣化を防止でき、磁界の方位を正しく測定することが可能となる。
また、請求項２に係る発明によれば、電極部を複数の列に分けて並べることにより、磁気センサチップを小さく形成することができるため、磁気センサの小型化を図ることができる。

さらに、請求項３及び請求項４に係る発明によれば、磁気センサチップの特性の変動や劣化を防止できる磁気センサを用いるため、磁界の３次元的な方位を正しく測定できる。
また、請求項４に係る発明によれば、回路基板の表面における２つの磁気センサの搭載面積を小さくすることができるため、磁気センサユニットの小型化を図ることができる。

さらに、請求項５に係る発明によれば、２つの磁気センサチップが相互に傾斜するように各磁気センサを回路基板に取り付ける際に、磁気センサチップ全体が加熱されないため、磁気センサチップの特性の変動や劣化を防止すると共に、磁界の３次元的な方位を正しく測定できる。
また、請求項６に係る発明によれば、回路基板の裏面から各段の上面までの高さが相互に異なるため、磁気センサチップを回路基板の表面に対して容易に傾斜させることができる。

図１，２はこの発明に係る第１の実施形態を示しており、この実施の形態に係る磁気センサユニットは、外部磁界の向きと大きさを測定するものである。図１，２に示すように、磁気センサユニット１は、２つの磁気センサ２，３と、これら２つの磁気センサ２，３を表面５ａに搭載する回路基板５とを備えている。回路基板５は、略板状に形成され、その表面５ａ及び裏面５ｂが略平行に形成されている。この回路基板５の裏面５ｂには、各種装置の実装基板と電気的に接続するための端子（不図示）が設けられている。
磁気センサ２，３は、所謂ウエハレベルＣＳＰの一種であり、平面視略矩形の板状に形成された磁気センサチップ７，８と、磁気センサチップ７，８の表面７ａ，８ａから突出して設けられた複数の電極部１０，１１とを備えている。

磁気センサチップ７，８の内部には薄膜状に形成された磁気センサ素子１３が４つ設けられている。各磁気センサ素子１３は、外部磁界の１方向の磁気成分に対して感応し、この方向の磁気成分の大きさを測定するものである。これら磁気センサ素子１３は、互いに離間するように磁気センサチップ７，８の表面７ａ，８ａの各辺に隣接する位置に１つずつ配されており、磁気センサチップ７，８としてその表面７ａ，８ａに沿って互いに直交する２つの方向（（Ａ，Ｂ）や（Ｃ，Ｄ））の磁気成分に感応するようになっている。
電極部１０，１１は、磁気センサチップ７，８と回路基板５とを電気的に接続するものであり、磁気センサチップ７，８の表面７ａ，８ａの一辺に隣接する一端部７ｂ，８ｂに対し、例えばこの一端部７ｂ，８ｂと平行となる方向で、一列に並べて配されている。各電極部１０，１１は、半田を略球体状に形成した半田ボールからなり、全て同じ大きさに形成されている。また、これら電極部１０，１１は、回路基板５の表面５ａに形成されたランド部１５に接着できるように構成されており、これにより、磁気センサ２，３と回路基板５とが電気的に接続されることになる。

これら磁気センサ２，３は、磁気センサチップ７，８が回路基板５の表面５ａに対して傾斜するように配されている。すなわち、複数の電極部１０，１１が、一端部７ｂ，８ｂに対し、例えばこの一端部７ｂ，８ｂと平行となる方向に一列に並んで磁気センサチップ７，８の表面７ａ，８ａから突出している。このため、複数の電極部１０，１１を回路基板５のランド部１５に接触させた状態においては、電極部１０，１１を配した磁気センサチップ７，８の一端部７ｂ，８ｂの反対側に位置する他端部７ｃ，８ｃが、回路基板５の表面５ａに接触する。したがって、磁気センサチップ７，８は、その表面７ａ，８ａが他端部７ｃ，８ｃから一端部７ｂ，８ｂに向けて回路基板５の表面５ａから漸次離間するように傾斜することになる。なお、各磁気センサ２，３の傾斜方向は、２つの磁気センサ２，３の配列方向に直交する方向となっている。

また、これら２つの磁気センサ２，３は、一方の磁気センサ２の一端部７ｂと他方の磁気センサ３の他端部８ｃとが隣接するように、かつ、一方の磁気センサ２の他端部７ｃと他方の磁気センサ３の一端部８ｂとが隣接するように配されている。このため、２つの磁気センサチップ７，８は、互いに逆方向に傾斜することになる。なお、これら２つの磁気センサチップ７，８は、回路基板５の表面５ａに対して同じ大きさの傾斜角度θで傾斜している。

以上のように配された２つの磁気センサ２，３の感応方向Ａ〜Ｄは、以下のようになっている。なお、図中のＸ軸及びＹ軸は、回路基板５の表面５ａに沿って互いに直交する方向を示しており、Ｚ軸は、回路基板５の厚さ方向を示している。
電極部１０の配列方向に直交する一方の磁気センサ２の感応方向Ａは、Ｙ軸の負方向からさらにＺ軸の正方向に角度θで傾斜した方向となっている。また、感応方向Ａに直交する一方の磁気センサ２の感応方向Ｂは、Ｘ軸の負方向となっている。そして、電極部１１の配列方向に直交する他方の磁気センサ３の感応方向Ｃは、Ｙ軸の正方向からさらにＺ軸の正方向に角度θで傾斜した方向となっている。また、感応方向Ｃに直交する他方の磁気センサ３の感応方向Ｄは、Ｘ軸の正方向となっている。
したがって、一方の磁気センサ２の感応方向Ａは、他方の磁気センサ３の２つの感応方向Ｃ，Ｄを含む平面に対して交差する方向となる。また、同様に、他方の磁気センサ３の感応方向Ｃは、一方の磁気センサ２の２つの感応方向Ａ，Ｂを含む平面に対して交差する方向となる。

以上のように構成された磁気センサユニット１は、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向の磁気成分をそれぞれ検出し、各磁気成分に略比例した出力値（以下、感度とも呼ぶ）Ｓｘ、Ｓｙ及びＳｚを出力するようになっている。このとき、磁気センサユニット１の感度Ｓｘ、Ｓｙ、Ｓｚは、磁気センサ２，３の感度Ｓ２ｘ、Ｓ２ｙ、Ｓ３ｘ、Ｓ３ｙを用いて、以下のように表される。
Ｓｘ＝Ｓ２ｘ＋Ｓ３ｘ
Ｓｙ＝（Ｓ２ｙ＋Ｓ３ｙ）ｃｏｓθ
Ｓｚ＝（Ｓ２ｙ＋Ｓ３ｙ）ｓｉｎθ
なお、感度Ｓ２ｘ、Ｓ２ｙは、それぞれ磁気センサ２の各感応方向Ｂ，Ａの感度を示しており、感度Ｓ３ｘ、Ｓ３ｙは、それぞれ磁気センサ３の各感応方向Ｄ，Ｃの感度を示している。

上の式を参照すると、傾斜角度θの範囲が、０°＜θ＜９０°であれば、磁界の方向を３次元空間内のベクトルとして測定することができる。ここで、磁気センサチップ７，８の傾斜角度θが４５°よりも小さいと、Ｚ軸方向の感度ＳｚがＹ軸方向の感度Ｓｙよりも低くなる。逆に、傾斜角度θが４５°よりも大きいと、Ｙ軸方向の感度ＳｙがＺ軸方向の感度Ｓｚよりも低くなる。したがって、傾斜角度θを４５°とすることにより、もっとも感度の低い軸の感度を高くすることができる。
この傾斜角度θは、電極部１０，１１の直径を変化させる、すなわち、磁気センサチップ７，８の表面７ａ，８ａから突出する電極部１０，１１の突出長さを変化させることにより適宜設定することができる。

上記の磁気センサ２，３によれば、複数の電極部１０，１１が一列に並んで磁気センサチップ７，８の表面７ａ，８ａから突出しているため、磁気センサチップ７，８の磁気の感応方向が回路基板５の表面５ａに対して傾斜するため、磁気センサチップ７，８により回路基板５の表面５ａと交差する方向の磁気成分を検出することができる。
また、電極部１０，１１を回路基板５のランド部１５に固定すればよいため、磁気センサチップ７，８全体が加熱されることなく、磁気センサ２，３を回路基板５に傾斜した状態で取り付けることができる。したがって、磁気センサチップ７，８の特性の変動や劣化を防止でき、磁界の方位を正しく測定することが可能となる。
さらに、上記の磁気センサユニット１によれば、磁気センサチップ７，８の特性の変動や劣化を防止できる磁気センサ２，３を用いるため、磁界の３次元的な方位を正しく測定できる。

なお、この第１の実施形態においては、磁気センサチップ７，８の一端部７ｂ，８ｂに配された電極部１０，１１の突出長さを変化させることにより磁気センサチップ７，８の傾斜角度θを設定するとしたが、これに限ることはなく、磁気センサチップ７，８に対する電極部１０，１１の配置により傾斜角度θを設定するとしてもよい。すなわち、例えば、図３，４に示すように、一列に配された複数の電極部１０，１１の位置を磁気センサチップ７，８の一端部７ｂ，８ｂから他端部７ｃ，８ｃ側にずらして配して、傾斜角度θを大きくするとしてもよい。この構成の場合には、電極部１０，１１と磁気センサ素子１３とが磁気センサチップ７，８の厚さ方向に重なり合わないため、各磁気センサ２，３を回路基板５に搭載する際に、電極部１０，１１からの応力を抑制することができ、この応力に基づく磁気センサ素子１３の特性の変動を抑制することができる。

ここで、磁気センサチップ７，８の一端部７ｂ，８ｂから磁気センサチップ７，８における電極部１０，１１の位置までの長さをａ、磁気センサチップ７，８の一端部７ｂ，８ｂから他端部７ｃ，８ｃまでの長さをｂとすると、図５に示すように、ｂに対するａの割合が大きくなる程、すなわち、電極部１０，１１の配置が一端部７ｂ，８ｂから離れる程、磁気センサチップ７，８の傾斜角度θが大きくなることが分かる。また、ａが大きくなる程傾斜角度θの増加率が大きくなることが分かる。
なお、このグラフにおける傾斜角度θの値は、磁気センサチップ７，８の一辺の長さｂを２．０ｍｍ、電極部１０，１１の直径を３００μｍとした場合のものである。また、互いに隣接する電極部１０，１１の間隔は、各電極部１０，１１間において回路の短絡が発生しないように、２００μｍとなっている。
以上のように、傾斜角度θを設定する場合には、各電極部１０，１１の大きさを変化させる必要がないため、傾斜角度θの設定を容易に行うことができる。

また、２つの磁気センサ２，３は、一方の磁気センサ２の一端部７ｂと他方の磁気センサ３の他端部８ｃとが隣接するように、かつ、一方の磁気センサ２の他端部７ｃと他方の磁気センサ３の一端部８ｂとが隣接するように配されるとしたが、これに限ることはない。すなわち、例えば、図６に示すように、磁気センサチップ７，８の一端部７ｂ，８ｂを互いに対向させるように２つの磁気センサ２，３を配するとしてもよい。また、例えば、図７に示すように、磁気センサチップ７，８の他端部７ｃ，８ｃを互いに対向させるように２つの磁気センサ２，３を配するとしても構わない。

さらに、磁気センサチップ７，８の他端部７ｃ，８ｃを回路基板５の表面５ａに接触させるとしたが、これに限ることはなく、回路基板５の表面５ａに切欠部を形成し、磁気センサチップ７，８の他端部７ｃ，８ｃをこの切欠部に嵌め込む構成としても構わない。この構成の場合には、回路基板５に対する２つの磁気センサ２，３の位置決めを容易に行うことができる。
また、磁気センサチップ７，８の他端部７ｃ，８ｃを回路基板５の表面５ａ側に接触させるだけでなく、磁気センサチップ７，８の他端部７ｃ，８ｃを半田により回路基板５の表面５ａに固定するとしても構わない。
さらに、上述した実施形態においては、感応方向Ａ〜Ｄと磁気センサ２，３の傾斜方向や端子１０，１１の配置方向とが平行または直交する例を挙げたが、これに限ることはなく、感応方向Ａ〜Ｄと磁気センサ２，３の傾斜方向や端子１０，１１の配置方向とが、０°〜９０°の間の任意の角度をなしていてもよい。

また、各磁気センサ２，３は、回路基板５の表面５ａに配されるとしたが、これに限ることはなく、少なくとも各磁気センサチップ７，８の感応方向が相互に交差していればよい。したがって、例えば、図８に示すように、２つの磁気センサチップ７，８の一部が回路基板５の厚さ方向に重なるように、一方の磁気センサチップ７の裏面７ｄに他方の磁気センサチップ８の他端部８ｃを配するとしても構わない。また、例えば、図９に示すように、２つの磁気センサチップ７，８の全体が回路基板５の厚さ方向に重なるように、一方の磁気センサチップ７の裏面７ｄに他方の磁気センサ３の他端部８ｃ及び電極部１１を配するとしてもよい。ここで、他方の磁気センサ３の電極部１１と回路基板５との電気的な接続は、例えば、湾曲可能なフレキシブル配線板１４を介して行われるとしてもよいし、一方の磁気センサチップ７の内部に配される配線を利用して行われるとしても構わない。
上述のように、２つの磁気センサ２，３を回路基板５の表面５ａに重ね合わせて配する場合には、回路基板５における２つの磁気センサ２，３の搭載面積を小さくすることができるため、磁気センサユニットの小型化を図ることができる。

また、電極部１０，１１は、半田ボールから形成されるとしたが、これに限ることはなく、少なくとも磁気センサチップ７，８の表面７ａ，８ａから突出していればよい。すなわち、例えば、図１０（ａ）に示すように、磁気センサチップ１６の表面１６ａに半田ボール１７を配し、さらに、この半田ボール１７に、金線でボールを作り、先端部を切断して形成した所謂スタッドバンプ１８を重ねて電極部１９を構成するとしても構わない。この構成においては、図１０（ｂ）に示すように、スタッドバンプ１８を回路基板５のパッド部１５に接着することになる。この構成の場合には、スタッドバンプ１８を重ねることにより磁気センサチップ１６の表面１６ａからの電極部１９の突出量を変化させることができるため、傾斜角度θの設定を容易に行うことができる。

次に、図１１，１２は、この発明に係る第２の実施形態を示している。この実施形態は、図１，２に示す磁気センサユニット１と基本的構成が同一であるが、各磁気センサの構成が異なっている。ここでは、図１１，１２において磁気センサについて説明し、図１，２の構成要素と同一の部分については同一符号を付し、その説明を省略する。

図１１，１２に示すように、この磁気センサユニット２０は、回路基板５と、回路基板５の表面５ａに搭載される２つの磁気センサ２１，２２とを備えている。各磁気センサ２１，２２は、磁気センサチップ２３，２４と、その表面２３ａ，２４ａに設けられた複数の電極部２６〜２９とを備えている。各磁気センサチップ２３，２４は、第１の実施形態のものと同様に、外部磁界の磁気成分を測定するものであり、その表面２３ａ，２４ａに沿って互いに直交する２つの方向の磁気成分に感応するようになっている。電極部２６〜２９は、半田を略球体状に形成した半田ボールからなり、相互に平行な２つの列に分けて並べて配されている。
一方の列に並べて配された電極部２６，２８は、他方の列に配された電極部２７，２９よりも大きく形成されている。このため、これら電極部２６〜２９を回路基板５のランド部１５に接着した状態においては、各磁気センサチップ２３，２４が回路基板５の表面５ａに対して傾斜することになる。

これら２つの磁気センサ２１，２２は、一方の磁気センサ２１の大きい方の電極部２６と他方の磁気センサ２２の小さい電極部２９とが隣接するように、かつ、一方の磁気センサ２１の小さい電極部２７と他方の磁気センサ２２の大きい電極部２８とが隣接するように、配されている。このため、２つの磁気センサチップ７，８は、互いに逆方向に傾斜することになる。なお、これら２つの磁気センサチップ７，８は、回路基板５の表面５ａに対して同じ大きさの傾斜角度θで傾斜している。
これにより、一方の磁気センサ２１の２つの感応方向を含む平面が、他方の磁気センサ２２の少なくとも１つの感応方向とが相互に交差することになる。

この磁気センサ２１，２２及び磁気センサユニット２０によれば、第１の実施形態と同様の効果を奏すると共に、磁気センサチップ２３，２４の表面２３ａ，２４ａに設ける電極部２６〜２９の数が予め定められている場合には、２つの列に分けて電極部２６〜２９を並べることにより、各列に配する電極部２６〜２９の数を減らすことができるため、磁気センサチップ２３，２４を小さく形成することができる。したがって、磁気センサ２１，２２や磁気センサユニット２０の小型化を図ることができる。

なお、この第２の実施形態においては、２つの磁気センサ２１，２２の全ての電極部２６〜２９を回路基板５のランド部１５に接触させるとしたが、これに限ることはなく、少なくとも各磁気センサチップ２３，２４の感応方向が相互に交差していればよい。
したがって、例えば、２つの磁気センサチップ２３，２４の一部が回路基板５の厚さ方向に重なるように、一方の磁気センサチップ２３の裏面に他方の磁気センサ２２の一方の列の電極部２９を配するとしても構わない。また、例えば、図１３に示すように、２つの磁気センサ２１，２２の全体が回路基板５の厚さ方向に重なるように、一方の磁気センサチップ２３の裏面２３ｄに他方の磁気センサ２２の電極部２８，２９を配するとしてもよい。

上述のように、２つの磁気センサ２１，２２を回路基板５の表面５ａに重ね合わせて配する場合には、回路基板５における２つの磁気センサ２１，２２の搭載面積を小さくすることができるため、磁気センサユニットの小型化をさらに図ることができる。
なお、上記構成において、他方の磁気センサ２２の電極部２８，２９と回路基板５との電気的な接続は、例えば、湾曲可能なフレキシブル配線板を介して行われるとしてもよいし、一方の磁気センサチップ２３の内部に配される配線を利用して行われるとしても構わない。

また、電極部２６〜２９は、半田ボールから形成されるとしたが、これに限ることはなく、少なくとも磁気センサチップ２３，２４の表面２３ａ，２４ａから突出していればよい。したがって、例えば、図１４（ａ）に示すように、磁気センサチップ３１の表面３１ａからの突出量が等しい半田ボール３２，３３を２つの列に分けて配し、一方の列の半田ボール３２にのみスタッドバンプ３４を重ねて電極部３５を構成するとしてもよい。この構成においては、図１４（ｂ）に示すように、他方の列の半田ボール３３及びスタッドバンプ３４を回路基板５の各パッド部１５に接着することになる。この構成の場合には、一方の列の半田ボール３２のみにスタッドバンプ３４を重ねることにより、電極部３５の突出量を変化させることができるため、傾斜角度θの設定を容易に行うことができる。

さらに、電極部２６〜２９は、相互に平行な２つの列に分けて並べて配されるとしたが、これに限ることはなく、少なくとも磁気センサチップ２３，２４の表面２３ａ，２４ａが回路基板５の表面５ａに対して傾斜するように配されていればよい。すなわち、電極部は、磁気センサチップの表面に沿って相互に平行な複数の列に並べられ、その突出長さが複数の列の配列方向に漸次短くなるように、磁気センサチップの表面に配されればよい。

なお、第１、第２の実施形態に記載した磁気センサユニット１，２０においては、磁気センサ２，３，２１，２２が、磁界の２方向の磁気成分に対して感応するとしたが、これに限ることはなく、少なくとも２つの磁気センサ２，３，２１，２２を用いて磁界の方位を３次元空間内のベクトルとして測定できればよい。すなわち、一方の磁気センサが、２方向の磁気成分に対して感応し、他方の磁気センサが、一方の磁気センサの２つの感応方向を含む平面に対して交差する１方向に感応していればよい。

また、磁気センサ２，３，２１，２２の電極部１０，１１，２６〜２９の配置や大きさにより２つの磁気センサチップ７，８，２３，２４を相互に傾斜させるとしたが、これに限ることはなく、回路基板５の裏面５ｂを基準として、回路基板の厚さ方向に関する回路基板及び電極部の高さ寸法の総和に部分的な変化を持たせるように、少なくとも一方の磁気センサチップを回路基板の裏面に対して傾斜させればよい。
すなわち、例えば、図１５に示すように、回路基板５１の表面を階段状に形成し、２つの磁気センサ４１，４２の電極部４３を各段の上面５１ａに配して、磁気センサユニット４０を構成しても構わない。この構成の場合には、回路基板５１の裏面５１ｂから各段の上面５１ｂまでの高さが相互に異なるため、磁気センサ４１，４２の電極部４３を全て同じ大きさに形成しても、磁気センサ４１，４２の磁気センサチップ４４，４５を回路基板５１の裏面５１ｂに対して容易に傾斜させることができる。
なお、この磁気センサユニット４０の回路基板５１は、その裏面５１ｂに端子として半田ボール５２を形成したＢＧＡ（Ball Grid Array）を構成しているが、これに限ることはなく、例えば、半田ボール５２の代わりにグリッドピンを設けたＰＧＡ（Pin Grid Array）であってもよい。

また、例えば、図１６に示すように、回路基板５３の表面５３ａに凹部５５を形成し、磁気センサ４７の電極部４８をそれぞれ回路基板５３の表面５３ａ及び凹部５５の底面（上面）５５ａに配するとしてもよい。この構成の場合でも、回路基板５３の裏面５３ｂから表面５３ａや凹部５５の底面５５ａまでの高さが相互に異なるため、磁気センサ４３の磁気センサチップ４９を回路基板５３の裏面５３ｂに対して容易に傾斜させることができる。
さらに、電極部１０，１１，２６〜２９は、半田ボールを使用して構成されるとしたが、少なくとも磁気センサチップの表面から突出したものから構成されていればよく、例えば、めっき成長や銅ペーストを塗布するスクリーン印刷により形成された突起部から構成されるとしてもよい。

以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。

この発明の第１の実施形態に係る磁気センサユニットを示す概略平面図である。 図１の磁気センサユニットの概略側面図である。 この発明の他の実施形態に係る磁気センサユニットを示す概略平面図である。 図３の磁気センサユニットの概略側面図である。 図３の磁気センサユニットにおいて、電極部の位置と傾斜角度θとの関係を示すグラフである。 この発明の他の実施形態に係る磁気センサユニットを示す概略平面図である。 この発明の他の実施形態に係る磁気センサユニットを示す概略平面図である。 この発明の他の実施形態に係る磁気センサユニットを示す概略側面図である。 この発明の他の実施形態に係る磁気センサユニットを示す概略側面図である。 この発明の他の実施形態に係る磁気センサを示しており、（ａ）は概略側面図、（ｂ）は回路基板に搭載した状態を示す概略側面図である。 この発明の第２の実施形態に係る磁気センサユニットを示す概略平面図である。 図１１の磁気センサユニットの概略側面図である。 この発明の他の実施形態に係る磁気センサユニットを示す概略側面図である。 この発明の他の実施形態に係る磁気センサを示しており、（ａ）は概略側面図、（ｂ）は回路基板に搭載した状態を示す概略側面図である。 この発明の他の実施形態に係る磁気センサユニットを示す概略側面図である。 この発明の他の実施形態に係る磁気センサユニットを示す概略側面図である。

符号の説明

１，２０，４０・・・磁気センサユニット、２，３，２１，２２，４１，４２，４５，４７・・・磁気センサ、５，５１，５３・・・回路基板、５ａ・・・表面、７，８，１６，２３，２４，３１，４４，４５，４９・・・磁気センサチップ、７ａ，８ａ，１６ａ，２３ａ，２４ａ，３１ａ・・・表面、１０，１１，１９，２６〜２９，３５，４３，４８・・・電極部、５１ａ・・・上面、５５ａ・・・底面（上面）、５１ｂ，５３ｂ・・・裏面

Claims (6)

1. 略板状に形成され、磁界の少なくとも１方向の磁気成分に対して感応する磁気センサチップと、前記磁気センサチップの表面から突出し、前記磁気センサチップを略板状の回路基板に電気接続する複数の電極部とを備え、
   これら電極部が、前記磁気センサチップの表面に一列に並べられることを特徴とする磁気センサ。
2. 略板状に形成され、磁界の少なくとも１方向の磁気成分に対して感応する磁気センサチップと、前記磁気センサチップの表面から突出し、前記磁気センサチップを略板状の回路基板に電気接続する複数の電極部とを備え、
   これら電極部が、前記磁気センサチップの表面に相互に平行な複数の列に並べられ、
   前記電極部の突出長さが、前記複数の列の配列方向に漸次短くなることを特徴とする磁気センサ。
3. 請求項１又は請求項２に記載した２つの磁気センサと、表面に前記電極部を接触させて前記磁気センサを搭載する回路基板とを備え、
   少なくとも一方の磁気センサの磁気センサチップが、磁界の２方向の磁気成分に対して感応し、
   他方の磁気センサチップの感応方向が、前記一方の磁気センサチップの２つの感応方向を含む平面に対して交差するように、各磁気センサを前記回路基板の表面に配することを特徴とする磁気センサユニット。
4. 請求項１又は請求項２に記載された２つの磁気センサと、前記磁気センサを搭載する回路基板とを備え、
   少なくとも一方の磁気センサの磁気センサチップが、磁界の２方向の磁気成分に対して感応し、
   他方の磁気センサチップの感応方向が、前記一方の磁気センサチップの２つの感応方向を含む平面に対して交差するように、２つの前記磁気センサの少なくとも一部を前記回路基板の表面に重ね合わせて配することを特徴とする磁気センサユニット。
5. 磁界の２方向の磁気成分に対して感応する第１の磁気センサと、磁界の少なくとも１方向の磁気成分に対して感応する第２の磁気センサと、これら２つの磁気センサを表面に搭載する略板状の回路基板とを備え、
   各磁気センサが、略板状に形成された磁気センサチップと、該磁気センサチップの表面から突出し、前記回路基板の表面に接触させて前記回路基板に電気接続する複数の電極部とを備え、
   前記第２の磁気センサの感応方向が、前記第１の磁気センサの２つの感応方向を含む平面に対して交差するように、かつ、前記回路基板の裏面を基準として、前記回路基板の厚さ方向に関する前記回路基板及び前記電極部の高さ寸法の総和に部分的な変化を持たせるように、少なくとも一方の磁気センサチップを前記回路基板の裏面に対して傾斜させることを特徴とする磁気センサユニット。
6. 前記回路基板の表面が階段状に形成され、少なくとも一方の磁気センサの電極部を各段の上面に配することを特徴とする請求項５に記載の磁気センサユニット。
   
   

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