JP2008180550A - 磁気センサ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】必要最低磁力の不足なく、センサ特性の調整幅を広くすることのできる磁気センサ装置を提供する。
【解決手段】磁気抵抗素子が形成されたセンサチップと、磁気抵抗素子に対してバイアス磁界を付与するバイアス磁界生成部と、を備える磁気センサ装置であって、バイアス磁界生成部として、通電状態で磁界を発生するコイルを磁気抵抗素子の近傍に配置した。
【選択図】図１

Description

本発明は、磁気抵抗素子を備えた磁気センサ装置に関する。

従来、車両の変速機（トランスミッション）を構成するシャフトに噛み合わされたギアといった回転体の、回転数（回転状態）を検出するものとして、磁気抵抗素子の形成されたセンサチップと、磁気抵抗素子にバイアス磁界を付与する磁石とを有する磁気センサ装置が知られている（たとえば特許文献１参照）。

特許文献１に示される磁気センサ装置は、ＩＣチップ（センサチップ）がリードフレームに搭載された状態で第一のモールド樹脂によって被覆されてモールドＩＣとされ、このモールドＩＣと磁石とが第二のモールド樹脂によって被覆されてなる、所謂２次モールド構造の磁気センサ装置である。
特開２００１−１１６８１５号公報

特許文献１に示されるような磁気センサ装置においては、磁石から生じるバイアス磁界の変化（磁気ベクトルの振れ角の変化）を磁気抵抗素子の抵抗値変化として検出することで、回転体の回転状態を検出することができる。したがって、センサ特性（角度精度）は、磁気抵抗素子における初期状態（回転体が回転する前）の磁気ベクトルによって変化する。すなわち、上述したモールド時において生じる磁石とＩＣチップとの位置ずれなどの組み付け時のばらつき、回転体と磁気抵抗素子（実質的には磁気センサ装置の端部）との距離（所謂エアギャップ）、ＩＣチップや磁石のばらつき（寸法精度やＩＣチップにおける磁気抵抗素子の位置精度など）、回転体の形状などに依存する。

そこで、従来は、たとえばモールド後に、磁石の着磁において磁力の開き角度（初期状態における磁気ベクトルの開き角度）を調整することで、センサ特性（磁気ベクトル）を調整している。ところが、開き角度によって磁力（磁束密度）が変化するため、開き角度の調整は、磁気抵抗素子の必要最低磁力（磁気抵抗素子によって磁界の変化を抵抗値変化として精度よく検出できる磁力の最低値）の制限を受ける。また、磁力は、磁石を構成する材料に依存しており、着磁での調整幅が限られる。

本発明は上記問題点に鑑み、必要最低磁力の不足なく、センサ特性の調整幅を広くすることのできる磁気センサ装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成する為に請求項１に発明は、磁気抵抗素子が形成されたセンサチップと、磁気抵抗素子に対してバイアス磁界を付与するバイアス磁界生成部と、を備える磁気センサ装置であって、バイアス磁界生成部として、磁気抵抗素子の近傍に配置され、通電状態でバイアス磁界を発生するコイルを含むことを特徴とする。

本発明によれば、バイアス磁界生成部としてコイルを含むので、コイルに流れる電流、コイルの巻き数、コイルの形状（径）、及び磁気抵抗素子とコイルとの位置関係の少なくとも１つを調整することにより、磁気抵抗素子における初期状態（回転体が回転する前）の磁気ベクトルを調整することができる。すなわち、磁石に比べて磁気ベクトルの調整要素が多い。また、コイルに流れる電流やコイルの巻き数によって磁界を変化させることができるので、磁石に比べて磁力の構成材料依存度が低い。したがって、必要最低磁力の不足なく、センサ特性の調整幅を広くすることができる。

なお、磁気抵抗素子の近傍であれば、コイルの配置は特に限定されるものではない。たとえば請求項２に記載のように、磁気抵抗素子がコイル内に配置された構成としても良い。請求項３に記載のように、磁気抵抗素子の少なくとも一部が、コイルの外に配置された構成としても良い。請求項２に記載の発明によれば、請求項３に記載の発明に対し、コイルの実装スペースを低減することも可能である。

また、請求項３に記載の発明においては、請求項４に記載のように、磁気抵抗素子へのバイアス磁界を変化させる回転体に対して、磁気抵抗素子がコイルよりも近い位置に配置された構成とすると良い。このような構成とすると、同電流を流す場合に、エアギャップをより広くとることが可能となる。すなわち、より遠い距離の回転体を検出することが可能となる。

なお、コイルに流れる電流は、製品完成後であっても調整が可能である。したがって、請求項１〜４いずれか１項に記載の発明においては、請求項５に記載のように、磁気抵抗素子の抵抗値変化に応じた信号に基づいて、コイルに流れる電流を制御する電流制御部をさらに備えた構成とすることもできる。

このようにフィードバック制御可能な構成とすると、センサ形成時だけでなく、たとえば磁気センサ装置を車両に搭載した状態で、センサ特性を調整することが可能となる。これにより耐久変動（経時変化）も調整することも可能であるので、この場合には車両のロバスト性を向上することができる。

また、請求項１〜５いずれか１項に記載の発明においては、請求項６に記載のように、センサチップの磁気抵抗素子がリードと電気的に接続され、リードとして、磁気抵抗素子用の電源端子とコイル用の電源端子をそれぞれ含む構成とすると良い。これによれば、コイルに流れる電流を、磁気抵抗素子とは独立して可変させることが可能となる。すなわち、センサ特性の調整幅をより広げることができる。なお、請求項１〜４いずれか１項に記載の発明においては、請求項７に記載のように、リードとして、電源端子とＧＮＤ端子とが、磁気抵抗素子とコイルとで共用された構成としても良い。これによれば、請求項６に記載の発明よりも調整幅が狭くなるものの、リード数を少なくし、コストを低減することができる。

請求項６又は請求項７に記載の発明においては、請求項８に記載のように、センサチップ及びリードの一部が封止樹脂によって被覆され、モールドＩＣとされた構成を採用することができる。この場合、たとえば請求項９に記載のように、コイルがセンサチップに巻回された構成としても良い。また、センサチップが支持部材上に固定された状態で封止樹脂によって被覆されている場合には、請求項１０に記載のように、コイルがセンサチップ及び支持部材のうち、少なくとも支持部材に巻回された構成としても良い。いずれの配置としても、必要最低磁力の不足なく、センサ特性の調整幅を広くすることができる。なお、請求項１０に記載の発明においては、コイルは支持部材のみに巻回された構成としても良いし、支持部材にセンサチップが固定されたもの（一体物）に対してコイルが巻回された構成としても良い。

請求項９又は請求項１０に記載の発明によれば、コイルも封止樹脂によって被覆されることとなる。したがって、好ましくは、請求項１１に記載のように、コイルがモールドＩＣの封止樹脂に巻回された構成とすると良い。これによれば、コイルの接続信頼性を向上することができる。また、製造工程を簡素化することができる。

請求項１〜１１いずれか１項に記載の発明においては、請求項１２に記載のように、バイアス磁界生成部として磁石をさらに備える構成としても良い。これによれば、コイルが生じるバイアス磁界で磁石が生じるバイアス磁界を補正する形となり、コイルのバイアス磁界と磁石のバイアス磁界の合成バイアス磁界が磁気抵抗素子に付与される。したがって、バイアス磁界生成部として、磁石のみを有する構成に比べて、必要最低磁力の不足なく、センサ特性の調整幅を広くすることができる。また、磁石の有無によって、センサ特性の調整幅をより広くすることができる。

以下、本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。
（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態に係る磁気センサ装置の概略構成を示すＭＲＥ形成面側から見た平面図である。図２は、図１を回転体から見た平面図である。図３は、センサチップにおける磁気抵抗素子形成領域周辺の模式的な拡大平面図である。図１においては、便宜上、封止樹脂に被覆されたセンサチップ、支持部材、及びリードの一部を破線で示している。図２においては、便宜上、封止樹脂に被覆されたセンサチップ及び支持部材を破線で示している。

なお、本実施形態に係る磁気センサ装置は、たとえば車両の変速機（トランスミッション）を構成するシャフトに噛み合わされたギアといった回転体の、回転数（回転状態）を検出する回転検出装置として好適である。

図１及び図２に示すように、磁気センサ装置１００は、主要部として、センサチップ１１０とコイル１２０を含んでいる。また、要部として、上述した構成要素以外にも、支持部材１３０と、リード１４０と、封止樹脂１５０を含んでいる。

センサチップ１１０は、基板のＭＲＥ形成領域１１１上に、たとえばＮｉ−Ｃｏ、Ｎｉ−Ｆｅ等の材料からなり、バイアス磁界の変化（磁気ベクトルの変化）に応じて抵抗値が変化するＭＲＥを形成してなるものである。本実施形態において、ＭＲＥは、パターニングによってハの字状に形成されており、図示されない信号処理回路も集積化されている。

具体的には、図３に示すように、シリコン基板のＭＲＥ形成領域１１１上に、図示されない絶縁膜を介して、バイアス磁界の変化に応じて出力が変化するハーフブリッジ構成の２つのＭＲＥブリッジ１１２，１１３が形成されている。ＭＲＥブリッジ１１２は、２個のＭＲＥ１１４，１１５を直列接続して構成され、ＭＲＥブリッジ１１３は、２個のＭＲＥ１１６，１１７を直列接続して構成されている。各ＭＲＥブリッジ１１２，１１３を構成する４つのＭＲＥ１１４〜１１７のうち、ＭＲＥブリッジ１１２を構成する電源側のＭＲＥ１１４と、ＭＲＥブリッジ１１３を構成する接地側のＭＲＥ１１７とが、バイアス磁界の磁気的中心（図示略）に対して所定角度（たとえば略４５度）をなすように配置されている。また、ＭＲＥブリッジ１１２を構成する接地側のＭＲＥ１１５と、ＭＲＥブリッジ１１３を構成する電源側のＭＲＥ１１６とが、バイアス磁界の磁気的中心に対して所定角度（たとえば略−４５度）をなすように配置されている。そして、各ＭＲＥブリッジ１１２，１１３の出力（中点電位）の差分が、センサチップ１１０の出力として、後述するリード１４０の一部を介して外部に出力されるように構成されている。このようなセンサチップ１１０の構成詳細及び動作については、本出願人による特開平１１−２３７２５６号公報などに開示されているので、詳細な説明は割愛する。

コイル１２０は、導線を筒状に巻いてなるものであり、通電状態（電流が流れた状態）で、センサチップ１１０に形成されたＭＲＥ１１４〜１１７に対してバイアス磁界を付与する。すなわち、特許請求の範囲に記載のバイアス磁界生成部に相当する。コイル１２０の構成材料は、導電材料であれば特に限定されるものではない。たとえば銅などの金属やより磁力が高いものとしてＫＳ鋼、ＭＴ鋼などの合金を採用することができる。コイル１２０の構成材料に限らず、線径、コイル１２０の径（筒径）、筒形状は、特に限定されるものではない。また、コイル１２０の位置は、ＭＲＥ１１４〜１１７に対してバイアス磁界を付与するために、ＭＲＥ１１４〜１１７の近傍であれば良い。

本実施形態においては、図１及び図２に示すように、センサチップ１１０のＭＲＥ形成面全面を覆うように、コイル１２０が略矩形状の封止樹脂１５０の外周面に沿って一定の径で巻回され、この巻回された状態でコイル１２０は封止樹脂１５０に接着固定されている。すなわち、コイル１２０の筒形状も略矩形状とされている。また、コイル１２０の一端はリード１４０の電源端子１４１に接続され、他端はリード１４０のＧＮＤ端子１４２に接続されており、図１に破線矢印で示す方向に電流Ｉが流れるように構成されている。なお、電流Ｉが流れた状態で、それによって生じるバイアス磁界の方向（磁気ベクトルの向き）は、図１中に矢印で示す方向となる。また、コイル１２０の中心軸がバイアス磁界の磁気的中心をなしている。

ところで、コイルに電流を流すことによって生じる磁界は、コイルの巻き数やコイルに流れる電流によって変化する（たとえば巻き数や電流に比例して、磁界の強さが大きくなる）ことが知られている。したがって、本実施形態においては、コイル１２０の巻き数やコイル１２０の流れる電流Ｉを調整することで、バイアス磁界を調整することができる。すなわち、ＭＲＥ１１４〜１１７における初期状態（回転体が回転する前）の磁気ベクトルを調整する（オフセット調整する）ことができる。また、コイル１２０とＭＲＥ１１４〜１１７との位置関係や、コイル１２０の形状（径）によっても、ＭＲＥ１１４〜１１７における初期状態の磁気ベクトルを調整することができる。

支持部材１３０は、センサチップ１１０を搭載するものである。本実施形態においては、封止樹脂１５０によってセンサチップ１１０を被覆する際に、センサチップ１１０の位置ずれを防ぐ機能も果たすように、リード１４０とともにリードフレームの一部（所謂アイランド）として構成されている。詳しくは、封止樹脂１５０によるモールド後に、封止樹脂１５０から露出するリードフレームの外周部位が除去されて、図１に示すように、支持部材１３０とリード１４０とが分離されている。このような支持部材１３０を用いると、簡素な構成でありながら、モールド時のセンサチップ１１０の位置ずれを抑制することができる。

リード１４０は、先に述べたように、コイル１２０の一端が接続された電源端子１４１とコイル１２０の他端が接続されたＧＮＤ端子１４２以外にも、センサチップ１１０の出力端子１４３を含んでいる。本実施形態においては、電源端子１４１とＧＮＤ端子１４２が、センサチップ１１０（ＭＲＥ１１４〜１１７）とコイル１２０とで共用されている。すなわち、センサチップ１１０も、図示されないワイヤ接続やフリップチップ接続によって、電源端子１４１又はＧＮＤ端子１４２と電気的に接続されている。したがって、コイル１２０には直流電流が流れることとなる。このように、センサチップ１１０とコイル１２０とで、電源端子１４１とＧＮＤ端子１４２を共用すると、リード１４０の本数を減らし、コストを低減することができる。

封止樹脂１５０は、センサチップ１１０と、センサチップ１１０との接続部を含む各リード１４０の一部を被覆するものである。すなわち、センサチップ１１０は封止樹脂１５０によって被覆され、モールドＩＣとされている。封止樹脂１５０の構成材料としては、少なくとも電気絶縁性を示す材料であれば良く、好ましくは使用環境に応じて、耐熱性や、耐薬品性、耐湿性などを兼ね備えた材料を適宜選択して採用することができる。本実施形態においては、図１に示すように、センサチップ１１０のＭＲＥ形成面全面を被覆するようにコイル１２０が配置されるため、リード１４０の配置側とは反対側（回転体側）における封止樹脂１５０の肉厚がコイル１２０の接触代としてやや厚くされ、封止樹脂１５０の回転体側の端部とＭＲＥ形成領域１１１との距離が、図１に示すように距離Ｌ１とされている。

このように構成される磁気センサ装置１００は、たとえば以下に示す製造方法によって形成することができる。

まず、ＭＲＥ１１４〜１１７が形成されたセンサチップ１１０と、支持部材１３０とリード１４０とが一体とされたリードフレームをそれぞれ準備する。そして、リードフレームにおける支持部材１３０に対して、センサチップ１１０をマウント（たとえば接着固定）した後、たとえばワイヤボンディングすることにより、センサチップ１１０とリード１４０とを電気的に接続する。

次に、型内に封止樹脂１５０を注入してモールドＩＣを形成し、形成されたモールドＩＣの封止樹脂１５０から露出するリードフレームの外周部位を除去する。そして、封止樹脂１５０に対して導線を巻回してコイル１２０を形成するとともに、コイル１２０の端部をリード１４０の電源端子１４１とＧＮＤ端子１４２にそれぞれ接続する。

このとき、コイル１２０に流れる電流Ｉ、コイル１２０の巻き数、コイル１２０の形状（径）、及びＭＲＥ１１４〜１１７とコイル１２０との位置関係の少なくとも１つを調整して、ＭＲＥ１１４〜１１７における初期状態の磁気ベクトルを調整（オフセット調整）する。以上により、図１に示される構成の磁気センサ装置１００を形成することができる。なお、必要に応じて、磁気センサ装置１００のリード１４０とターミナルとを接続（たとえば熱かしめ）し、磁気センサ装置１００を被覆するように二次モールドしても良い。コイル１２０は封止樹脂１５０に固定されているので、二次モールド時の位置ずれを抑制することができる。

このように本実施形態に係る磁気センサ装置１００によれば、バイアス磁界生成部としてコイル１２０を含むので、コイル１２０に流れる電流Ｉ、コイル１２０の巻き数、コイル１２０の形状（径）、及びＭＲＥ１１４〜１１７とコイル１２０との位置関係の少なくとも１つを調整することにより、ＭＲＥ１１４〜１１７における初期状態の磁気ベクトルを調整することができる。すなわち、磁石に比べて磁気ベクトルの調整要素が多い。また、コイル１２０に流れる電流Ｉやコイルの巻き数によって磁界を変化させることができるので、磁石に比べて磁力の構成材料依存度が低い。したがって、必要最低磁力の不足なく、センサ特性の調整幅を広くすることができる。

また、コイル１２０の筒内にセンサチップ１１０（ＭＲＥ１１４〜１１７）が配置されているので、磁気センサ装置１００におけるコイル１２０の実装スペースを低減することも可能である。

なお、本実施形態においては、コイル１２０がモールドＩＣの封止樹脂１５０に巻回されて固定された例を示した。しかしながら、コイル１２０の巻回される対象は上記例に限定されるものではない。例えば、図４に示すように、コイル１２０がセンサチップ１１０に巻回された状態で、センサチップ１１０が支持部材１３０にマウントされ、封止樹脂１５０によって被覆された構成としても良い。また、図５に示すように、コイル１２０が支持部材１３０に巻回された状態で、センサチップ１１０が支持部材１３０にマウントされ、封止樹脂１５０によって被覆された構成としても良い。さらには、図６に示すように、センサチップ１１０が支持部材１３０にマウントされた状態で、センサチップ１１０及び支持部材１３０にコイル１２０が巻回され、封止樹脂１５０によって被覆された構成としても良い。このように、コイル１２０も封止樹脂によって被覆される構成としても良い。図４〜図６は、変形例を示す平面図であり、図２に対応している。しかしながら、封止樹脂１５０によるモールド成形時に、コイル１２０とリード１４０との接続部が剥離するなどの不具合が生じる恐れもある。したがって、好ましくは、本実施形態に示した構成（コイル１２０がモールドＩＣの封止樹脂１５０に巻回された構成）を採用することが好ましい。また、封止樹脂１５０に対してコイル１２０が巻回された構成は簡素であるので、製造工程も簡素化することができる。

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態を、図７に基づいて説明する。図７は、第２実施形態に係る磁気センサ装置の概略構成を示すＭＲＥ形成面側から見た平面図である。図７は、第１実施形態で示した図１に対応している。

第２実施形態に係る磁気センサ装置は、第１実施形態によるものと共通するところが多いので、以下、共通部分については詳しい説明は省略し、異なる部分を重点的に説明する。なお、第１実施形態に示した要素と同一の要素には、同一の符号を付与するものとする。

第１実施形態においては、一例として、ＭＲＥ１１４〜１１７（センサチップ１１０のＭＲＥ形成領域１１１）がコイル１２０の筒内に配置された例を示した。これに対し、本実施形態においては、ＭＲＥ１１４〜１１７の少なくとも一部が、コイル１２０の筒外であって、バイアス磁界を変化させる回転体に対してコイル１２０よりも近い位置に配置されている点を特徴とする。その一例を図７に示す。

図７に示される磁気センサ装置１００は、封止樹脂１５０に対するコイル１２０の巻回位置と、封止樹脂１５０の回転体１０側の端部とＭＲＥ形成領域１１１との距離Ｌ２が異なる以外は、第１実施形態（図１参照）と同じ構成とされている。より詳しくは、コイル１２０は、封止樹脂１５０におけるセンサチップ１１０とリード１４０との間の部位に巻回されて固定されている。そして、封止樹脂１５０の回転体１０側の端部とＭＲＥ形成領域１１１との距離Ｌ２は、コイル１２０の接触代が不要な分、第１実施形態に示した距離Ｌ１よりも短くなっている。なお、図７に示す符号Ｌ３は、回転体１０の端部と磁気センサ装置１００の端部との対向距離を示している。この距離Ｌ３がセンサとしての実質的なエアギャップであり、距離Ｌ２が真のエアギャップである。

このように本実施形態に係る磁気センサ装置１００によれば、封止樹脂１５０の回転体１０側の端部とＭＲＥ形成領域１１１との距離を、より短くすることができる。したがって、同電流を流す場合に、実質的なエアギャップ（距離Ｌ３）をより広くとることができる。換言すれば、より遠い距離の回転体１０を検出することが可能である。

なお、本実施形態においては、封止樹脂１５０に対してコイル１２０が巻回された例を示したが、第１実施形態に示した変形態様（図４〜図６参照）に対して適用することもできる。

（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態を、図８に基づいて説明する。図８は、第３実施形態に係る磁気センサ装置の概略構成を示す図であり、（ａ）は回転体側から見た平面図、（ｂ）はＭＲＥ形成面側から見た平面図である。図８（ｂ）においては、便宜上、磁石を図８（ａ）のＡ−Ａ線に沿う断面で示している。なお、図８（ａ）は第１実施形態に示した図２に対応し、図８（ｂ）は図１に対応している。

第３実施形態に係る磁気センサ装置は、第１実施形態によるものと共通するところが多いので、以下、共通部分については詳しい説明は省略し、異なる部分を重点的に説明する。なお、第１実施形態に示した要素と同一の要素には、同一の符号を付与するものとする。

第１実施形態においては、ＭＲＥ１１４〜１１７にバイアス磁界を付与するバイアス磁界生成部として、コイル１２０のみを有する例を示した。これに対し、本実施形態においては、バイアス磁界生成部として、コイル１２０とともに磁石を有する点を特徴とする。その一例を図８（ａ），（ｂ）に示す。

図８（ａ），（ｂ）に示される磁気センサ装置１００は、バイアス磁界生成部として磁石１６０を有し、この磁石１６０に対してコイル１２０が巻回されて固定されている以外は、第１実施形態（図１参照）と同じ構成とされている。本実施形態において、磁石１６０は、図示されない回転体に向けてバイアス磁界を生じるように構成されている。また、センサチップ１１０を含むモールドＩＣに装着されるように、モールドＩＣの外周形状に対応した壁面１６１を有する中空状（円筒）に設けられている。具体的には、磁石１６０の端面の一方（回転側）がＮ極、他方（回転体に対して遠い側）がＳ極になるように着磁され、磁石１６０の中心軸が、バイアス磁界の磁気的中心をなしており、磁気的中心上に回転体の回転軸が位置するように配置されている。また、このように構成される磁石１６０の筒内にモールドＩＣが挿入されて固定され、磁石１６０の円筒外周に沿って、コイル１２０が、センサチップ１１０のＭＲＥ形成面全面を覆うように巻回されて固定されている。

このように本実施形態に係る磁気センサ装置１００によれば、コイル１２０が生じるバイアス磁界で磁石１６０が生じるバイアス磁界を補正することができる。すなわち、コイル１２０のバイアス磁界と磁石１６０のバイアス磁界の合成バイアス磁界がＭＲＥ１１４〜１１７に付与される。したがって、バイアス磁界生成部として、磁石のみを有する構成に比べて、必要最低磁力の不足なく、センサ特性の調整幅を広くすることができる。

また、状況に応じて磁石１６０の有無を選択する（第１実施形態と本実施形態の構成を選択する）ようにすれば、センサ特性の調整幅をより広くすることができる
なお、本実施形態においては、磁石１６０にコイル１２０が巻回された例を示した。しかしながら、第１実施形態に示したように、コイル１２０の巻回される対象は上記例限定されるものではない。第１実施形態に示したように、封止樹脂１５０や、センサチップ１１０、及び支持部材１３０のいずれに固定することもできる。また、コイル１２０の巻回される位置も本実施形態に示した例に限定されるものではない。例えば第２実施形態に示した位置としても良い。

（第４実施形態）
次に、本発明の第４実施形態を、図９に基づいて説明する。図９は、第４実施形態に係る磁気センサ装置の概略構成を示すＭＲＥ形成面側から見た平面図である。図９は、第１実施形態に示した図１に対応している。

第４実施形態に係る磁気センサ装置は、第１実施形態〜第３実施形態によるものと共通するところが多いので、以下、共通部分については詳しい説明は省略し、異なる部分を重点的に説明する。なお、第１実施形態に示した要素と同一の要素には、同一の符号を付与するものとする。

上述した各実施形態（変形例含む）においては、リード１４０が電源端子１４１、ＧＮＤ端子１４２、及び出力端子１４３を有し、電源端子１４１とＧＮＤ端子１４２が、センサチップ１１０（ＭＲＥ１１４〜１１７）とコイル１２０とで共用された例を示した。しかしながら、センサチップ１１０とコイル１２０とで電源端子１４１が共用されていると、ＭＲＥ１１４〜１１７が磁界の変化を抵抗値変化として精度よく検出するために、オフセット調整時の電流の可変幅が限定される。また、磁気センサ装置１００が形成された状態（例えば車両に搭載された状態）では、電流値を変更することはできない。

これに対し、本実施形態の磁気センサ装置１００は、図９に示すように、リード１４０として、ＧＮＤ端子１４２及び出力端子１４３以外に、コイル用電源端子１４４とセンサチップ用電源端子１４５の２つの電源端子を有している。したがって、コイル１２０に流れる電流を、ＭＲＥ１１４〜１１７とは独立して可変させることができるので、センサ特性の調整幅をより広げることができる。

なお、図９においては、第１実施形態に示す構成（図１参照）に対して、リード１４０を本実施形態に示す構成に置き換えた例を示した。しかしながら、本実施形態に示すリード１４０の適用は上記例に限定されず、第１実施形態の変形例、第２実施形態、及び第３実施形態に対して適用することができる。

（第５実施形態）
次に、本発明の第５実施形態を、図１０に基づいて説明する。図１０は、第５実施形態に係る磁気センサ装置の概略構成を示す模式的なブロック図である。

第５実施形態に係る磁気センサ装置は、第１実施形態〜第４実施形態によるものと共通するところが多いので、以下、共通部分については詳しい説明は省略し、異なる部分を重点的に説明する。なお、第１実施形態に示した要素と同一の要素には、同一の符号を付与するものとする。

本実施形態においては、センサチップ１１０のセンサ信号（ＭＲＥ１１４〜１１７の抵抗値変化に応じた信号）に基づいて、コイル１２０に流れる電流を制御する電流制御部をさらに備える点を特徴とする。その一例を図１０に示す。図１０に示す磁気センサ装置２００は、第４実施形態に示した磁気センサ装置１００と、コイル１２０の電流を流すためのコイル電源１７０と、センサチップ１１０からのセンサ信号に基づいてコイル１２０の流れる電流値を調整するための電流値調整信号をコイル電源１７０に与える制御部１８０とを備えている。

このように本実施形態に係る磁気センサ装置２００は、コイル１２０に流れる電流をフィードバック制御することができる。したがって、磁気センサ装置２００を車両に搭載した状態で、センサ特性を調整することが可能となる。具体的には、回転体が回転していない状態のセンサ信号を制御部１８０が定期的に基準値と比較し、その比較結果に基づいて電流値調整信号をコイル電源１７０に与えるようにすれば、耐久変動（経時変化）を調整することもできる。この場合、車両のロバスト性を向上することができる。

また、回転体の回転時（例えば車両の走行時）において、コイル１２０に流れる電流をフィードバック制御することも可能である。

なお、本実施形態においては、センサチップ１１０とは別に制御部１８０が構成された例を示した。しかしながら、センサチップ１１０に集積化された構成としても良い。また、センサチップ１１０とは別の回路チップに構成し、センサチップ１１０とともにモールドＩＣとされた構成としても良い。

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態になんら制限されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々変形して実施することが可能である。本発明は、磁気抵抗素子が形成されたセンサチップと、磁気抵抗素子にバイアス磁界を付与するバイアス磁界生成部としてのコイルとを、少なくとも含む構成であれば良い。

本実施形態においては、ＭＲＥ１１４〜１１７の少なくとも一部が、コイル１２０の筒外であって、バイアス磁界を変化させる回転体に対してコイル１２０よりも近い位置に配置された例を示した。しかしながら、ＭＲＥ１１４〜１１７の少なくとも一部が、コイル１２０の筒外であって、バイアス磁界を変化させる回転体に対してコイル１２０よりも離れた位置に配置された構成としても良い。

第１実施形態に係る磁気センサ装置の概略構成を示すＭＲＥ形成面側から見た平面図である。 図１を回転体側から見た平面図である。 センサチップにおける磁気抵抗素子形成領域周辺の模式的な拡大平面図である。 変形例を示す平面図である。 変形例を示す平面図である。 変形例を示す平面図である。 第２実施形態に係る磁気センサ装置の概略構成を示すＭＲＥ形成面側から見た平面図である。 第３実施形態に係る磁気センサ装置の概略構成を示す図であり、（ａ）は回転体側から見た平面図、（ｂ）はＭＲＥ形成面側から見た平面図である。 第４実施形態に係る磁気センサ装置の概略構成を示すＭＲＥ形成面側から見た平面図である。 第５実施形態に係る磁気センサ装置の概略構成を示す模式的なブロック図である。

符号の説明

１００，２００・・・磁気センサ装置
１１０・・・センサチップ
１１１・・・磁気抵抗素子形成領域
１２０・・・コイル
１３０・・・支持部材
１４０・・・リード
１４１・・・電源端子
１４２・・・ＧＮＤ端子
１４３・・・出力端子
１５０・・・封止樹脂

Claims (12)

1. 磁気抵抗素子が形成されたセンサチップと、
   前記磁気抵抗素子に対してバイアス磁界を付与するバイアス磁界生成部と、を備える磁気センサ装置であって、
   前記バイアス磁界生成部として、前記磁気抵抗素子の近傍に配置され、通電状態で前記バイアス磁界を発生するコイルを含むことを特徴とする磁気センサ装置。
2. 前記磁気抵抗素子は、前記コイル内に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の磁気センサ装置。
3. 前記磁気抵抗素子は、少なくとも一部が、前記コイルの外に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の磁気センサ装置。
4. 前記磁気抵抗素子へのバイアス磁界を変化させる回転体に対して、前記磁気抵抗素子は、前記コイルよりも近い位置に配置されていることを特徴とする請求項３に記載の磁気センサ装置。
5. 前記磁気抵抗素子の抵抗値変化に応じた信号に基づいて、前記コイルに流れる電流を制御する電流制御部をさらに備えることを特徴とする請求項１〜４いずれか１項に記載の磁気センサ装置。
6. 前記センサチップの磁気抵抗素子は、リードと電気的に接続されており、
   前記リードとして、磁気抵抗素子用の電源端子とコイル用の電源端子をそれぞれ含むことを特徴とする請求項１〜５いずれか１項に記載の磁気センサ装置。
7. 前記センサチップの磁気抵抗素子は、リードと電気的に接続されており、
   前記リードとして、電源端子とＧＮＤ端子とが、前記磁気抵抗素子と前記コイルとで共用されていることを特徴とする請求項１〜４いずれか１項に記載の磁気センサ装置。
8. 前記センサチップ及び前記リードの一部が封止樹脂によって被覆され、モールドＩＣとされていることを特徴とする請求項６又は請求項７に記載の磁気センサ装置。
9. 前記コイルは、前記センサチップに巻回されていることを特徴とする請求項８に記載の磁気センサ装置。
10. 前記センサチップは支持部材上に固定された状態で、前記封止樹脂によって被覆されており、
    前記コイルは、前記センサチップ及び前記支持部材のうち、少なくとも前記支持部材に巻回されていることを特徴とする請求項８又は請求項９に記載の磁気センサ装置。
11. 前記コイルは、前記モールドＩＣの封止樹脂に巻回されていることを特徴とする請求項８に記載の磁気センサ装置。
12. 前記バイアス磁界生成部として磁石をさらに備えることを特徴とする請求項１〜１１いずれか１項に記載の磁気センサ装置。

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