JP2008180633A

JP2008180633A - Substrate for sensor element

Info

Publication number: JP2008180633A
Application number: JP2007014948A
Authority: JP
Inventors: Yoshikazu Shimizu; 良員清水; Yuichi Ubunai; 雄一生内; Kazuhiko Fujita; 和彦藤田
Original assignee: Alps Electric Co Ltd
Current assignee: Alps Alpine Co Ltd
Priority date: 2007-01-25
Filing date: 2007-01-25
Publication date: 2008-08-07

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To secure high detection accuracy in a sensor element to be mounted on a substrate while miniaturizing the substrate itself. <P>SOLUTION: This substrate for the sensor element comprises a surface layer where a GMR element group 13 having a temperature characteristic is mounted and exothermic ASICs 11 and 12 are mounted near the GMR element group 13, and an inner layer 20 that is overlaid on the surface layer and has a copper foil pattern 21 for releasing heat generated by driving of the GMR element group 13 and the ASICs 11 and 12. A slit 22 for reducing the thermal conductivity comparing with other parts is disposed between the position corresponding to the GMR element group 13 in the copper foil pattern 21 and the position corresponding to the ASICs 11 and 12. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、複数層から成るセンサ素子用基板に関し、特に、表面層に温度特性を有するセンサ素子が実装されるセンサ素子用基板に関する。 The present invention relates to a sensor element substrate having a plurality of layers, and more particularly to a sensor element substrate on which a sensor element having temperature characteristics is mounted on a surface layer.

一般に、温度特性を有するセンサ素子を実装する基板においては、当該センサ素子が、当該基板に実装される他の素子からの熱の影響を受けないようにすることが好ましい。すなわち、温度特性を有するセンサ素子に対して他の素子からの熱が伝達されると、当該センサ素子における検出精度を確保することが困難となる場合があるためである。 Generally, in a substrate on which a sensor element having temperature characteristics is mounted, it is preferable that the sensor element is not affected by heat from other elements mounted on the substrate. That is, when heat from another element is transmitted to the sensor element having temperature characteristics, it may be difficult to ensure the detection accuracy of the sensor element.

例えば、ＧＭＲ素子（磁気抵抗効果素子）を用いた回転角検出装置においては、ＧＭＲ素子に対向配置した磁石による外部磁界をＧＭＲ素子に作用させることによって、ＧＭＲ素子の電気抵抗値を変化させ、当該ＧＭＲ素子の出力信号から磁石との回転角度を検出する（例えば、特許文献１参照）。このような回転角検出装置において、基板に実装されたＧＭＲ素子に対して他の素子からの熱が伝達されると、その電気抵抗値に影響を与え、正確な回転角度の検出を阻害し得る。
特開２００１−１６５６９９号公報 For example, in a rotation angle detection device using a GMR element (magnetoresistance effect element), an external magnetic field caused by a magnet disposed opposite to the GMR element is applied to the GMR element, thereby changing the electrical resistance value of the GMR element. The rotation angle with the magnet is detected from the output signal of the GMR element (see, for example, Patent Document 1). In such a rotation angle detection device, when heat from other elements is transmitted to the GMR element mounted on the substrate, the electrical resistance value is affected, and accurate rotation angle detection can be hindered. .
JP 2001-165699 A

上述したような温度特性を有するセンサ素子を実装する基板においては、センサ素子が他の素子からの熱の影響を受けないようにするため、例えば、センサ素子と他の素子との間にある程度の距離を確保し、他の素子からの熱の影響を低減することが考えられる。しかしながら、この場合には、基板自体の小型化が困難になるため、これを搭載する装置本体も大型化してしまうという問題がある。 In a substrate on which a sensor element having temperature characteristics as described above is mounted, in order to prevent the sensor element from being affected by heat from other elements, for example, a certain amount of space between the sensor element and the other elements is used. It is conceivable to secure the distance and reduce the influence of heat from other elements. However, in this case, since it is difficult to reduce the size of the substrate itself, there is a problem that the apparatus main body on which the substrate is mounted is also increased in size.

また、センサ素子と他の素子との間にある程度の距離を確保した場合においても、基板に複数のセンサ素子が実装されている場合には、それぞれのセンサ素子に対する他の素子からの距離を同一にすることが困難であることから、センサ素子に伝達される熱を一定にすることができず、センサ素子における検出精度を確保することができないという問題がある。 Even when a certain amount of distance is secured between the sensor element and another element, if a plurality of sensor elements are mounted on the substrate, the distance from the other element to the sensor element is the same. Therefore, there is a problem that the heat transmitted to the sensor element cannot be made constant and the detection accuracy in the sensor element cannot be ensured.

本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであり、基板自体の小型化を実現しつつ、基板に実装されるセンサ素子における高い検出精度を確保することができるセンサ素子用基板を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such problems, and provides a sensor element substrate capable of ensuring high detection accuracy in a sensor element mounted on a substrate while realizing miniaturization of the substrate itself. With the goal.

本発明のセンサ素子用基板は、温度特性を有するセンサ素子が実装されると共に前記センサ素子の近傍に発熱し得る他の素子が実装される表面層と、前記表面層に重ねられ、前記センサ素子及び他の素子の駆動に伴って発生する熱を放出するための熱伝導パターンが設けられた内層とを具備するセンサ素子用基板であって、前記熱伝導パターンにおける前記センサ素子に対応する位置と、前記他の素子に対応する位置との間に他の部分に比べて熱伝導率を低減させた熱伝導低減部を設けたことを特徴とする。 The substrate for a sensor element of the present invention has a surface layer on which a sensor element having temperature characteristics is mounted and another element capable of generating heat in the vicinity of the sensor element, and is overlaid on the surface layer. And a substrate for a sensor element provided with an inner layer provided with a heat conduction pattern for releasing heat generated when the other element is driven, and a position corresponding to the sensor element in the heat conduction pattern; In addition, a heat conduction reducing portion having a reduced thermal conductivity compared to other portions is provided between the positions corresponding to the other elements.

この構成によれば、熱伝導パターンにおける熱伝導率を低減させた熱伝導低減部を挟んでセンサ素子の近傍に他の素子を実装することができるので、センサ素子と他の素子との間に距離を設ける必要がなく、基板自体を小型化することができる。また、熱伝導低減部により他の素子からの熱がセンサ素子に直接的に伝達されるのが防止されることから、センサ素子の検出精度への影響を低減することができるので、センサ素子における高い検出精度を確保することが可能となる。 According to this configuration, since another element can be mounted in the vicinity of the sensor element with the heat conduction reducing portion in which the thermal conductivity in the heat conduction pattern is reduced, between the sensor element and the other element. There is no need to provide a distance, and the substrate itself can be reduced in size. Further, since heat from other elements is prevented from being directly transferred to the sensor element by the heat conduction reducing unit, the influence on the detection accuracy of the sensor element can be reduced. High detection accuracy can be ensured.

上記センサ素子用基板において、例えば、前記熱伝導パターンは、前記内層における前記表面層側の略全面に亘って設けられ、前記熱伝導低減部は、前記センサ素子と前記他の素子との間に形成されたスリットで構成される。この場合には、スリットにより他の素子からの熱がセンサ素子に直接的に伝達されるのを防止することができ、センサ素子における高い検出精度を確保することが可能となる。 In the sensor element substrate, for example, the heat conduction pattern is provided over substantially the entire surface layer side of the inner layer, and the heat conduction reducing portion is provided between the sensor element and the other element. Consists of formed slits. In this case, heat from other elements can be prevented from being directly transferred to the sensor element by the slit, and high detection accuracy in the sensor element can be ensured.

また、上記センサ素子用基板において、前記スリットの端部は、前記他の素子の端部よりも外部側まで形成されることが好ましい。この場合には、他の素子からの熱は、スリットの外部側を迂回しなければセンサ素子まで到達しないことから、他の素子からの熱がセンサ素子に直接的に伝達されるのを確実に防止することが可能となる。 In the sensor element substrate, the end of the slit is preferably formed to the outside of the end of the other element. In this case, heat from other elements does not reach the sensor element unless it bypasses the outside of the slit, so that heat from other elements is surely transferred directly to the sensor element. It becomes possible to prevent.

特に、上記センサ素子用基板においては、前記スリットの端部を、前記他の素子側に向けて屈曲させることが好ましい。この場合には、スリットに沿って伝達する他の素子からの熱の進行を一時的に阻害することができるので、他の素子からの熱がセンサ素子に直接的に伝達されるのを確実に防止でき、センサ素子の検出精度へ影響を与えるのを防止することが可能となる。 In particular, in the sensor element substrate, it is preferable that the end of the slit be bent toward the other element side. In this case, it is possible to temporarily prevent the heat from being transmitted from the other elements that are transmitted along the slit, so that heat from the other elements is directly transferred to the sensor element. This can prevent the sensor element from affecting the detection accuracy of the sensor element.

上記センサ素子用基板において、前記表面層に複数の前記センサ素子が実装されるようにしても良い。このように表面層に複数のセンサ素子が実装される場合いおいても、スリットの外部側を通って他の素子からの熱がセンサ素子に伝達されることから、他の素子からセンサ素子までに一定の距離を確保することができる。これにより、他の素子からの熱に応じたセンサ素子の温度を略一定にすることができるので、センサ素子における熱勾配の発生を防止することができ、センサ素子における高い検出精度を確保すること可能となる。 In the sensor element substrate, a plurality of the sensor elements may be mounted on the surface layer. Even when a plurality of sensor elements are mounted on the surface layer in this way, heat from other elements is transferred to the sensor element through the outside of the slit, so that from other elements to the sensor element. A certain distance can be secured. As a result, the temperature of the sensor element according to the heat from other elements can be made substantially constant, so that the generation of a thermal gradient in the sensor element can be prevented, and high detection accuracy in the sensor element is ensured. It becomes possible.

上記センサ素子用基板において、例えば、前記熱伝導パターンは、銅箔パターンで形成される。このように熱伝導パターンを銅箔パターンで形成することにより、センサ素子及び他の素子の駆動に伴って発生する熱を効率良く放出することが可能となる。 In the sensor element substrate, for example, the heat conduction pattern is formed of a copper foil pattern. Thus, by forming a heat conductive pattern by a copper foil pattern, it becomes possible to discharge | release efficiently the heat | fever generated with the drive of a sensor element and another element.

本発明によれば、熱伝導パターンにおける熱伝導を低減させた熱伝導低減部を挟んでセンサ素子の近傍に他の素子を実装することができるので、基板自体の小型化を実現することができる。また、熱伝導低減部により他の素子からの熱がセンサ素子に直接的に伝達されるのが防止されることから、センサ素子の検出精度へ影響を低減することができるので、センサ素子における高い検出精度を確保することが可能となる。この結果、基板自体の小型化を実現しつつ、基板に実装されるセンサ素子における高い検出精度を確保することが可能となる。 According to the present invention, since another element can be mounted in the vicinity of the sensor element with the heat conduction reducing portion in which the heat conduction in the heat conduction pattern is reduced, downsizing of the substrate itself can be realized. . Moreover, since heat from the other elements is prevented from being directly transferred to the sensor element by the heat conduction reducing unit, it is possible to reduce the influence on the detection accuracy of the sensor element. It becomes possible to ensure detection accuracy. As a result, it is possible to ensure high detection accuracy in the sensor element mounted on the substrate while realizing miniaturization of the substrate itself.

以下、本発明の一実施の形態について添付図面を参照して詳細に説明する。なお、以下において、本発明に係るセンサ素子用基板（以下、単に「基板」という）は、温度特性を有するセンサ素子としてＧＭＲ素子（磁気抵抗効果素子）を実装する場合について説明する。しかしながら、本発明に係る基板に実装されるセンサ素子については、これに限定されるものではなく、温度特性を有するセンサ素子であれば、いかなるセンサ素子にも置換することが可能である。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following, a case where a GMR element (magnetoresistive element) is mounted as a sensor element having temperature characteristics will be described as a sensor element substrate (hereinafter simply referred to as “substrate”) according to the present invention. However, the sensor element mounted on the substrate according to the present invention is not limited to this, and any sensor element having temperature characteristics can be substituted.

本実施の形態に係る基板は、例えば、自動車などに搭載されるスロットルバルブポジションセンサ（以下、単に「スロットルポジションセンサ」という）に適用される。スロットルポジションセンサは、自動車などのアクセルペダルへの操作に応じて開閉するスロットルバルブの回転軸に取り付けられた磁石の回転角度を検出することで、スロットルバルブの位置を検出するものである。 The substrate according to the present embodiment is applied to, for example, a throttle valve position sensor (hereinafter simply referred to as “throttle position sensor”) mounted in an automobile or the like. The throttle position sensor detects the position of the throttle valve by detecting the rotation angle of a magnet attached to the rotation shaft of the throttle valve that opens and closes in response to an operation on an accelerator pedal of an automobile or the like.

本実施の形態に係る基板においては、詳細について後述するように、実装されるＧＭＲ素子に対して磁石が対向配置され、この磁石の回転角度をＧＭＲ素子で検出する。そして、ＧＭＲ素子で検出した回転角度に基づいて、後述するＡＳＩＣで計算される角度データを、自動車における各種制御を行う制御装置に出力し、当該制御装置で角度データに基づいてスロットルバルブの位置を検出するものである。 In the substrate according to the present embodiment, as will be described in detail later, a magnet is disposed opposite to the mounted GMR element, and the rotation angle of the magnet is detected by the GMR element. Then, based on the rotation angle detected by the GMR element, angle data calculated by an ASIC, which will be described later, is output to a control device that performs various controls in the automobile, and the control device determines the position of the throttle valve based on the angle data. It is to detect.

すなわち、本実施の形態に係る基板においては、磁石による外部磁界をＧＭＲ素子に作用させることによって、ＧＭＲ素子の電気抵抗値の変化を磁石による外部磁界の向きにより生じさせ、当該ＧＭＲ素子の出力信号からＧＭＲ素子と磁石との相対移動量を検出する。自動車に搭載される制御装置は、この相対移動量に応じて、磁石の回転角度を検出することが可能となる。 That is, in the substrate according to the present embodiment, an external magnetic field caused by a magnet is applied to the GMR element, thereby causing a change in the electrical resistance value of the GMR element depending on the direction of the external magnetic field caused by the magnet, and an output signal of the GMR element. To detect the relative movement amount between the GMR element and the magnet. The control device mounted on the automobile can detect the rotation angle of the magnet in accordance with the relative movement amount.

以下、本実施の形態に係る基板の構成について説明する。図１は、本発明の一実施の形態に係る基板の上面図（同図（ａ））及び側面図（同図（ｂ））である。なお、図１（ａ）においては、説明の便宜上、基板上に実装される構成要素の間を接続する配線等の表示は省略している。 Hereinafter, the configuration of the substrate according to the present embodiment will be described. FIG. 1 is a top view (FIG. 1A) and a side view (FIG. 1B) of a substrate according to an embodiment of the present invention. In FIG. 1 (a), for the sake of convenience of explanation, the display of wiring and the like for connecting the components mounted on the substrate is omitted.

本実施の形態に係る基板１０は、例えば、複数層のガラスエポキシ材を重ねて形成される。特に、本実施の形態においては、基板１０は、４層のガラスエポキシ材が重ねられるものとする。図１（ａ）に示すように、基板１０は、同図に示す左右に長辺を有する略長方形状を有している。基板１０の中央近傍には、ＡＳＩＣ１１、１２が上下に並べられた状態で実装されている。これらのＡＳＩＣ１１、１２の左方側の近傍にＧＭＲ素子群１３が実装されている。ＧＭＲ素子群１３は、上下に並べられたＡＳＩＣ１１と、ＡＳＩＣ１２との中間位置に対応する位置に配置されている。本実施の形態に係る基板１０において、ＧＭＲ素子群１３には、図１（ａ）に示すように、４つのＧＭＲ素子１３ａ〜１３ｄが配列されている。なお、これらの４つのＧＭＲ素子１３ａ〜１３ｄは、ブリッジ回路を構成する。 The substrate 10 according to the present embodiment is formed by, for example, stacking a plurality of glass epoxy materials. In particular, in the present embodiment, the substrate 10 is assumed to be laminated with four layers of glass epoxy material. As shown to Fig.1 (a), the board | substrate 10 has a substantially rectangular shape which has a long side on either side shown to the figure. In the vicinity of the center of the substrate 10, the ASICs 11 and 12 are mounted in a state where they are arranged one above the other. A GMR element group 13 is mounted near the left side of these ASICs 11 and 12. The GMR element group 13 is disposed at a position corresponding to an intermediate position between the ASIC 11 and the ASIC 12 arranged vertically. In the substrate 10 according to the present embodiment, in the GMR element group 13, four GMR elements 13a to 13d are arranged as shown in FIG. These four GMR elements 13a to 13d constitute a bridge circuit.

ＧＭＲ素子１３ａ〜１３ｄは、図１（ｂ）に示す上方側に対向して配置される磁石１４からの磁気に感応して信号を出力する。基本的構成として、交換バイアス層（反強磁石層）、固定層（ピン止め磁性層）、非磁性層及び自由層（フリー磁性層）を基板上に積層して形成されている。なお、ＧＭＲ素子１３ａ〜１３ｄが巨大磁気抵抗効果（ＧＭＲ）を発揮するためには、例えば、交換バイアス層がα−Ｆｅ_２Ｏ_３層、固定層がＮｉＦｅ層、非磁性層がＣｕ層、自由層がＮｉＦｅ層から形成されることが好ましいが、これらのものに限定されるものではなく、巨大磁気抵抗効果を発揮するものであれば、いかなるものであってもよい。また、ＧＭＲ素子１３ａ〜１３ｄは、巨大磁気抵抗効果を発揮するものであれば、上記の積層構造のものに限定されるものではない。 The GMR elements 13a to 13d output signals in response to the magnetism from the magnet 14 arranged facing the upper side shown in FIG. As a basic configuration, an exchange bias layer (antiferromagnetic layer), a fixed layer (pinned magnetic layer), a nonmagnetic layer, and a free layer (free magnetic layer) are laminated on a substrate. In order for the GMR elements 13a to 13d to exhibit the giant magnetoresistive effect (GMR), for example, the exchange bias layer is an α-Fe ₂ O ₃ layer, the fixed layer is a NiFe layer, the nonmagnetic layer is a Cu layer, free The layer is preferably formed of a NiFe layer, but is not limited thereto, and any layer may be used as long as it exhibits a giant magnetoresistance effect. Further, the GMR elements 13a to 13d are not limited to those having the above laminated structure as long as they exhibit a giant magnetoresistance effect.

ＡＳＩＣ１１、１２は、ＧＭＲ素子群１３からの出力信号を受け取り、この出力信号から磁石１４の回転角度を示す角度データを求める。本実施の形態に係る基板１０においては、２つのＡＳＩＣ１１、１２を実装する場合について示しているが、ＡＳＩＣの数量についてはこれに限定されるものではなく、適宜変更が可能である。なお、２つのＡＳＩＣ１１、１２を実装するのは、一方のＡＳＩＣが故障した場合等においても、磁石１４の回転角度の検出を確保するためである。 The ASICs 11 and 12 receive the output signal from the GMR element group 13 and obtain angle data indicating the rotation angle of the magnet 14 from the output signal. In the substrate 10 according to the present embodiment, the case where two ASICs 11 and 12 are mounted is shown, but the number of ASICs is not limited to this and can be changed as appropriate. The reason why the two ASICs 11 and 12 are mounted is to ensure detection of the rotation angle of the magnet 14 even when one ASIC fails.

基板１０における図１（ａ）に示す右方側端部の中央部分、並びに、基板１０における同図の左方側の上端部及び下端部には、略半円弧形状を有する切り欠き部１５〜１７が形成されている。これらの切り欠き部１５〜１７は、不図示のケースに対して基板１０を固定する際の基準として利用される。すなわち、これらの切り欠き部１５〜１７を基準として上記ケース上における基板１０の固定位置が決定される。 In the central portion of the right side end portion shown in FIG. 1A in the substrate 10 and the upper and lower end portions on the left side of the substrate 10 in the same figure, the notch portions 15 to 15 having a substantially semicircular arc shape are formed. 17 is formed. These notches 15-17 are utilized as a reference | standard at the time of fixing the board | substrate 10 with respect to a case not shown. That is, the fixing position of the substrate 10 on the case is determined based on these notches 15 to 17.

また、基板１０における図１（ａ）に示す左方側端部には、複数の端子接続部１８が配設されている。端子接続部１８は、基板１０が固定されるケースにインサート成型された出力端子と接続される。当該ケースの出力端子と端子接続部１８とは、例えば、アルミ線等により接続される。 A plurality of terminal connection portions 18 are disposed on the left side end portion of the substrate 10 shown in FIG. The terminal connection portion 18 is connected to an output terminal that is insert-molded in a case to which the substrate 10 is fixed. The output terminal of the case and the terminal connecting portion 18 are connected by, for example, an aluminum wire.

図２は、本実施の形態に係る基板１０の内層を説明するための図である。なお、図２においては、図１に示す基板１０の表面を構成する最上層（表面層）の下方側に重ねられる内層を示すものとする。 FIG. 2 is a diagram for explaining the inner layer of the substrate 10 according to the present embodiment. In FIG. 2, an inner layer superimposed on the lower side of the uppermost layer (surface layer) constituting the surface of the substrate 10 shown in FIG. 1 is shown.

図２に示すように、基板１０の内層２０の上面には、外部側の領域を除き、その全面に亘って熱伝導パターンとしての銅箔パターン２１が設けられている。この銅箔パターン２１は、上述したＡＳＩＣ１１、１２や、ＧＭＲ素子群１３の駆動に伴って発生する熱を外部に放出することを目的として設けられている。なお、ここでは、内層２０に銅箔パターン２１を設ける場合について示しているが、ＧＭＲ素子群１３等に発生する熱を外部に放出することができれば、いかなる材料を用いても良い。 As shown in FIG. 2, a copper foil pattern 21 as a heat conduction pattern is provided on the entire upper surface of the inner layer 20 of the substrate 10 except for the outer region. The copper foil pattern 21 is provided for the purpose of releasing heat generated by driving the ASICs 11 and 12 and the GMR element group 13 to the outside. Although the case where the copper foil pattern 21 is provided on the inner layer 20 is shown here, any material may be used as long as heat generated in the GMR element group 13 and the like can be released to the outside.

基板１０の内層２０の中央近傍には、図２に示す上下方向に延在するスリット２２が形成されている。スリット２２の上端部２２ａ及び下端部２２ｂは、図２に示す右方側に直角に屈曲しており、僅かに同図に示す右方側に向かって延在している。なお、スリット２２に対応する位置においては、銅箔パターン２１は、設けられていない。 A slit 22 extending in the vertical direction shown in FIG. 2 is formed in the vicinity of the center of the inner layer 20 of the substrate 10. The upper end portion 22a and the lower end portion 22b of the slit 22 are bent at a right angle to the right side shown in FIG. 2 and slightly extend toward the right side shown in FIG. Note that the copper foil pattern 21 is not provided at a position corresponding to the slit 22.

図３は、本実施の形態に係る基板１０が有する構成の位置関係について説明するための図である。なお、図３においては、図２に示す内層２０の構成を点線で示している。 FIG. 3 is a diagram for explaining the positional relationship of the configuration of the substrate 10 according to the present embodiment. In FIG. 3, the configuration of the inner layer 20 shown in FIG. 2 is indicated by a dotted line.

本実施の形態に係る基板１０においては、図３に示すように、内層２０に形成されたスリット２２が、ＡＳＩＣ１１、１２と、ＧＭＲ素子群１３との間に対応する位置に配置される。スリット２２の上端部２２ａは、ＡＳＩＣ１１の上端部よりも僅かに上方側の位置でＡＳＩＣ１１側に向けて延在し、下端部２２ｂは、ＡＳＩＣ１２の下端部よりも僅かに下方側の位置でＡＳＩＣ１２側に向けて延在している。 In the substrate 10 according to the present embodiment, as shown in FIG. 3, the slits 22 formed in the inner layer 20 are arranged at corresponding positions between the ASICs 11 and 12 and the GMR element group 13. The upper end 22 a of the slit 22 extends toward the ASIC 11 at a position slightly above the upper end of the ASIC 11, and the lower end 22 b is at a position slightly below the lower end of the ASIC 12 on the ASIC 12 side. Extends towards.

このように配置された基板１０において、ＡＳＩＣ１１、１２、並びに、ＧＭＲ素子群１３に発生した熱は、内層２０の銅箔パターン２１を伝達する過程で外部に放出される。この場合、ＡＳＩＣ１１、１２に発生した熱もＧＭＲ素子群１３に銅箔パターン２１を通じて伝達し得る。本実施の形態に係る基板１０においては、ＡＳＩＣ１１、１２と、ＧＭＲ素子群１３との間にスリット２２を形成することにより、当該部分における銅箔パターン２１の熱伝導率を他の部分に比べて低減し、ＡＳＩＣ１１、１２に発生した熱が直接的にＧＭＲ素子群１３に伝達されるのを防止している。特に、スリット２２の端部をＡＳＩＣ１１、１２側に屈曲させることにより、スリット２２に沿って伝達するＡＳＩＣ１１、１２に発生した熱の進行を一時的に阻害してＧＭＲ素子郡１３への直接的な伝達を防止している。 In the substrate 10 arranged in this way, the heat generated in the ASICs 11 and 12 and the GMR element group 13 is released to the outside in the process of transmitting the copper foil pattern 21 of the inner layer 20. In this case, heat generated in the ASICs 11 and 12 can also be transmitted to the GMR element group 13 through the copper foil pattern 21. In the substrate 10 according to the present embodiment, the slit 22 is formed between the ASICs 11 and 12 and the GMR element group 13 so that the thermal conductivity of the copper foil pattern 21 in the part is compared with other parts. The heat generated in the ASICs 11 and 12 is prevented from being directly transferred to the GMR element group 13. In particular, by bending the ends of the slits 22 toward the ASICs 11 and 12, the heat generated in the ASICs 11 and 12 transmitted along the slits 22 is temporarily hindered and directly applied to the GMR element group 13. Transmission is prevented.

ここで、本実施の形態に係る基板１０における熱の伝達状況の具体例について図４〜図７を用いて説明する。図４〜図７は、本実施の形態に係る基板１０における熱の伝達状況の一例について説明するための図である。なお、図４は、本実施の形態に係る基板１０に実装された素子の駆動後１５秒が経過した場合における温度分布を示し、図５、図６及び図７は、それぞれ素子の駆動後３０秒、４５秒及び６０秒が経過した場合における温度分布を示している。 Here, a specific example of the heat transfer state in the substrate 10 according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 4-7 is a figure for demonstrating an example of the heat transfer condition in the board | substrate 10 which concerns on this Embodiment. 4 shows the temperature distribution when 15 seconds have elapsed after driving the element mounted on the substrate 10 according to the present embodiment, and FIGS. 5, 6 and 7 respectively show the temperature distribution 30 after driving the element. The temperature distribution is shown when seconds, 45 seconds and 60 seconds have elapsed.

本実施の形態に係る基板１０に実装されたＡＳＩＣ１１、１２、並びに、ＧＭＲ素子群１３を駆動した後、１５秒が経過すると、図４に示すように、駆動に伴う発熱によりＡＳＩＣ１１、１２、並びに、ＧＭＲ素子群１３の近傍の温度が約３１℃まで上昇する。図４〜図７においては、約３１℃の領域をドットで示している。この場合において、約３１℃の領域以外の基板１０上の領域は、約２９℃となっている。図４〜図７においては、約２９℃の領域を空白で示している。 After 15 seconds have elapsed after driving the ASICs 11 and 12 and the GMR element group 13 mounted on the substrate 10 according to the present embodiment, as shown in FIG. 4, the ASICs 11 and 12 and the The temperature in the vicinity of the GMR element group 13 rises to about 31 ° C. 4 to 7, the region of about 31 ° C. is indicated by dots. In this case, the region on the substrate 10 other than the region of about 31 ° C. is about 29 ° C. 4 to 7, the region of about 29 ° C. is indicated by a blank.

その後、１５秒が経過すると（各素子の駆動後３０秒）、図５に示すように、内層２０の銅箔パターン２１を通じて約３１℃の領域が周囲に拡がる一方、ＡＳＩＣ１１、１２、並びに、ＧＭＲ素子群１３の近傍の温度が約３２℃まで上昇する。この場合において、約３１℃の領域の範囲は、図５に占めすように、内層２０に形成されたスリット２２により遮断された状態となっている。なお、図４〜図７においては、約３２℃の領域を間隔の広い斜線で示している。 Thereafter, when 15 seconds elapse (30 seconds after each element is driven), as shown in FIG. 5, the region of about 31 ° C. spreads through the copper foil pattern 21 of the inner layer 20, while the ASICs 11, 12, and GMR The temperature in the vicinity of the element group 13 rises to about 32 ° C. In this case, the range of the region of about 31 ° C. is blocked by the slit 22 formed in the inner layer 20 as shown in FIG. In FIGS. 4 to 7, the region of about 32 ° C. is indicated by oblique lines with a wide interval.

更に１５秒が経過すると（各素子の駆動後４５秒）、図６に示すように、内層２０の銅箔パターン２１を通じて約３１℃の領域及び約３２℃の領域が周囲に拡がる一方、ＡＳＩＣ１１、１２、並びに、ＧＭＲ素子群１３の近傍の温度が約３３．５℃まで上昇する。この場合において、ＡＳＩＣ１１、１２から拡がった約３１℃の領域は、スリット２２の端部を乗り越えてＧＭＲ素子群１３から拡がった約３１℃の領域に接近していく。なお、図４〜図７においては、約３３．５℃の領域を間隔の狭い斜線で示している。 When a further 15 seconds elapse (45 seconds after each element is driven), as shown in FIG. 6, the region of about 31 ° C. and the region of about 32 ° C. spread around the copper foil pattern 21 of the inner layer 20, while the ASIC 11, 12 and the temperature in the vicinity of the GMR element group 13 rises to about 33.5 ° C. In this case, the region of about 31 ° C. expanded from the ASICs 11 and 12 gets over the end of the slit 22 and approaches the region of about 31 ° C. expanded from the GMR element group 13. 4 to 7, the region of about 33.5 ° C. is indicated by oblique lines with a narrow interval.

そして、更に１５秒が経過すると（各素子の駆動後６０秒）、図７に示すように、内層２０の銅箔パターン２１を通じて約３２℃の領域が周囲に拡がることで、ＡＳＩＣ１１、１２から拡がった約３２℃の領域と、ＧＭＲ素子群１３から拡がった約３２℃の領域とが融合する。この場合において、約３１℃の領域は、図７に示すＧＭＲ素子群１３の左方側に拡がった状態となっている。また、ＡＳＩＣ１１、１２、並びに、ＧＭＲ素子群１３の近傍の温度は、約３３．５℃を維持した状態となっている。 Then, when another 15 seconds elapse (60 seconds after each element is driven), as shown in FIG. 7, the region of about 32 ° C. spreads through the copper foil pattern 21 of the inner layer 20 to expand from the ASICs 11 and 12. The region of about 32 ° C. and the region of about 32 ° C. expanded from the GMR element group 13 are fused. In this case, the region of about 31 ° C. is in a state of expanding to the left side of the GMR element group 13 shown in FIG. Further, the temperatures in the vicinity of the ASICs 11 and 12 and the GMR element group 13 are maintained at about 33.5 ° C.

このように本実施の形態に係る基板１０によれば、基板１０の内層２０に銅箔パターン２１を設けると共に、この銅箔パターン２１におけるＡＳＩＣ１１、１２と、ＧＭＲ素子群１３との間の位置にスリット２２を形成している。これにより、ＡＳＩＣ１１、１２の駆動に伴って発生する熱が直接的にＧＭＲ素子群１３に伝達されるのを防止することから、ＧＭＲ素子郡１３の検出精度への影響を低減することができるので、ＧＭＲ素子群１３における高い検出精度を確保することが可能となる。 As described above, according to the substrate 10 according to the present embodiment, the copper foil pattern 21 is provided on the inner layer 20 of the substrate 10, and the copper foil pattern 21 is positioned between the ASICs 11 and 12 and the GMR element group 13. A slit 22 is formed. This prevents the heat generated by driving the ASICs 11 and 12 from being directly transmitted to the GMR element group 13, thereby reducing the influence on the detection accuracy of the GMR element group 13. Therefore, high detection accuracy in the GMR element group 13 can be ensured.

また、銅箔パターン２１に形成されたスリット２２を挟んで、ＡＳＩＣ１１、１２の近傍にＧＭＲ素子群１３を実装しているので、これらの素子を離間して実装する必要がなく、基板１０自体の小型化を実現することが可能となる。この結果、基板１０自体の小型化を実現しつつ、実装されるＧＭＲ素子群１３における高い検出精度を確保することが可能となる。 Further, since the GMR element group 13 is mounted in the vicinity of the ASICs 11 and 12 with the slit 22 formed in the copper foil pattern 21 interposed therebetween, it is not necessary to separately mount these elements, and the board 10 itself Miniaturization can be realized. As a result, it is possible to ensure high detection accuracy in the mounted GMR element group 13 while realizing miniaturization of the substrate 10 itself.

また、本実施の形態に係る基板１０においては、スリット２２の端部を、ＡＳＩＣ１１、１２の外部側まで形成している。これにより、ＡＳＩＣ１１、１２からの熱は、スリット２２の外部側を迂回しなければＧＭＲ素子郡１３まで到達できないことから、ＡＳＩＣ１１、１２からの熱がＧＭＲ素子郡１３に直接的に伝達されるのを確実に防止することが可能となる。 Further, in the substrate 10 according to the present embodiment, the end of the slit 22 is formed to the outside of the ASICs 11 and 12. As a result, the heat from the ASICs 11 and 12 cannot reach the GMR element group 13 unless it bypasses the outside of the slit 22, so that the heat from the ASICs 11 and 12 is directly transferred to the GMR element group 13. Can be reliably prevented.

特に、本実施の形態に係る基板１０においては、複数のＧＭＲ素子１３ａ〜１３ｄを実装するが、この場合においても、スリット２２の外部側を通ってＡＳＩＣ１１、１２からの熱がＧＭＲ素子１３ａ〜１３ｄに伝達されることから、ＡＳＩＣ１１、１２からＧＭＲ素子１３ａ〜１３ｄまでに一定の距離を確保することができる。これにより、ＡＳＩＣ１１、１２からの熱に応じたＧＭＲ素子１３ａ〜１３ｄの温度を略一定にすることができるので、ＧＭＲ素子１３ａ〜１３ｄにおける熱勾配の発生を防止することができ、ＧＭＲ素子１３ａ〜１３ｄにおける高い検出精度を確保すること可能となる。 In particular, in the substrate 10 according to the present embodiment, a plurality of GMR elements 13a to 13d are mounted. In this case as well, heat from the ASICs 11 and 12 passes through the outside of the slit 22 to cause the GMR elements 13a to 13d. Therefore, a certain distance can be secured from the ASICs 11 and 12 to the GMR elements 13a to 13d. As a result, the temperatures of the GMR elements 13a to 13d according to the heat from the ASICs 11 and 12 can be made substantially constant, so that it is possible to prevent the occurrence of a thermal gradient in the GMR elements 13a to 13d. It becomes possible to ensure high detection accuracy in 13d.

さらに、本実施の形態に係る基板１０においては、スリット２２の端部をＡＳＩＣ１１、１２側に向けて屈曲させている。これにより、スリット２２に沿って伝達するＡＳＩＣ１１、１２からの熱の進行を一時的に阻害することができるので、ＡＳＩＣ１１、１２からの熱がＧＭＲ素子郡１３に直接的に伝達されるのを確実に防止でき、ＧＭＲ素子郡１３の検出精度へ影響を与えるのを防止することが可能となる。 Furthermore, in the substrate 10 according to the present embodiment, the end of the slit 22 is bent toward the ASICs 11 and 12 side. As a result, since the heat from the ASICs 11 and 12 transmitted along the slits 22 can be temporarily inhibited, it is ensured that the heat from the ASICs 11 and 12 is directly transmitted to the GMR element group 13. Therefore, it is possible to prevent the detection accuracy of the GMR element group 13 from being affected.

なお、本発明は上記実施の形態に限定されず、種々変更して実施することが可能である。上記実施の形態において、添付図面に図示されている大きさや形状などについては、これに限定されず、本発明の効果を発揮する範囲内で適宜変更することが可能である。その他、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施することが可能である。 In addition, this invention is not limited to the said embodiment, It can change and implement variously. In the above-described embodiment, the size, shape, and the like illustrated in the accompanying drawings are not limited to this, and can be appropriately changed within a range in which the effect of the present invention is exhibited. In addition, various modifications can be made without departing from the scope of the object of the present invention.

例えば、上記実施の形態においては、基板１０に実装される発熱し得る素子としてＡＳＩＣ１１、１２を具体例に用いて説明しているが、これに限定されるものではなく適宜変更が可能である。すなわち、発熱し得る素子であれば、いかなる素子が実装される場合においても、上記実施の形態と同様の効果を得ることが可能である。 For example, in the above-described embodiment, the ASICs 11 and 12 are described as specific examples as elements capable of generating heat mounted on the substrate 10, but the present invention is not limited to this and can be appropriately changed. In other words, any element that can generate heat can achieve the same effects as those of the above-described embodiment, regardless of which element is mounted.

本発明の一実施の形態に係る基板の上面図（ａ）及び側面図（ｂ）である。It is the top view (a) and side view (b) of the board | substrate which concern on one embodiment of this invention. 上記実施の形態に係る基板の内層を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the inner layer of the board | substrate which concerns on the said embodiment. 上記実施の形態に係る基板が有する構成の位置関係について説明するための図である。It is a figure for demonstrating the positional relationship of the structure which the board | substrate concerning the said embodiment has. 上記実施の形態に係る基板における熱の伝達状況の一例について説明するための図である。It is a figure for demonstrating an example of the heat transfer condition in the board | substrate which concerns on the said embodiment. 上記実施の形態に係る基板における熱の伝達状況の一例について説明するための図である。It is a figure for demonstrating an example of the heat transfer condition in the board | substrate which concerns on the said embodiment. 上記実施の形態に係る基板における熱の伝達状況の一例について説明するための図である。It is a figure for demonstrating an example of the heat transfer condition in the board | substrate which concerns on the said embodiment. 上記実施の形態に係る基板における熱の伝達状況の一例について説明するための図である。It is a figure for demonstrating an example of the heat transfer condition in the board | substrate which concerns on the said embodiment.

Explanation of symbols

１０基板
１１、１２ＡＳＩＣ
１３ＧＭＲ素子群
１３ａ〜１３ｄＧＭＲ素子
１４磁石
１５〜１７切り欠き部
１８端子接続部
２０内層
２１銅箔パターン
２２スリット 10 Substrate 11, 12 ASIC
13 GMR element group 13a-13d GMR element 14 Magnet 15-17 Notch part 18 Terminal connection part 20 Inner layer 21 Copper foil pattern 22 Slit

Claims

A sensor element having a temperature characteristic is mounted, and a surface layer on which another element capable of generating heat is mounted in the vicinity of the sensor element is overlaid on the surface layer, and the sensor element and other elements are driven. A substrate for a sensor element comprising an inner layer provided with a heat conduction pattern for releasing generated heat, the position corresponding to the sensor element in the heat conduction pattern, and the position corresponding to the other element A sensor element substrate, characterized in that a heat conduction reducing portion having a reduced thermal conductivity compared to other portions is provided between the two.

The heat conduction pattern is provided over substantially the entire surface of the inner layer on the surface layer side, and the heat conduction reducing portion is a slit formed between the sensor element and the other element. The sensor element substrate according to claim 1.

The sensor element substrate according to claim 2, wherein an end portion of the slit is formed to the outside of an end portion of the other element.

The sensor element substrate according to claim 3, wherein an end of the slit is bent toward the other element.

The sensor element substrate according to claim 3, wherein a plurality of the sensor elements are mounted on the surface layer.

The sensor element substrate according to any one of claims 1 to 5, wherein the heat conduction pattern is formed of a copper foil pattern.