JP2014194385A - 磁気センサ装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】センサ装置10では、一方面501側に感磁センサ4が実装され、他方面502側に半導体装置9が実装された両面基板5を用い、感磁センサ4と半導体装置9とは、両面基板5のスルーホール50を介して電気的に接続されている。感磁センサ4と半導体装置9とは、少なくとも一部同士が両面基板5の厚さ方向において重なる位置に配置され、かつ、スルーホール50は、感磁センサ4および半導体装置9の双方に両面基板5の厚さ方向で重なる位置に形成されている。このため、感磁センサ4から半導体装置9への伝送経路が短いため、感磁センサ4からの出力の伝送経路で発生する誘導ノイズが小さい。
【選択図】図4
Description
前記複数のスルーホールのうち、前記第1出力端子に対応する第1スルーホールおよび前記第2出力端子に対応する第2スルーホールが前記マグネットの磁束と鎖交することにより発生する第2誘導電圧、
および前記半導体装置において、前記アンプ部が形成されたアンプ側チップと前記第1出力端子に電気的に接続する第1入力端子との間のアンプ側第1配線、および前記アンプ側チップと前記第2出力端子に電気的に接続する第2入力端子との間のアンプ側第2配線が前記マグネットの磁束と鎖交することにより発生する第3誘導電圧は、
いずれか1つの誘導電圧と他の2つの誘導電圧とが打ち消すように形成されていることが好ましい。かかる構成によれば、誘導電圧同士を互いに相殺させるので、誘導ノイズの影響を緩和することができる。
R=R0−k×sin2θ
R0:無磁界中での抵抗値
k:抵抗値変化量(飽和感度領域以上のときは定数)
で示す関係があることを利用するものである。このような原理に基づいて回転磁界を検出すれば、角度θが変化すると抵抗値Rが正弦波に沿って変化するので、波形品質の高いA相出力およびB相出力を得ることができる。
図4は、本発明を適用した磁気センサ装置10における感磁センサ4からアンプ部90への信号経路の説明図であり、図4(a)、(b)は、両面基板5(回路基板)に対する感磁センサ4および半導体装置9の実装構造を示す説明図、および両面基板5(回路基板)の配線パターン等を示す説明図である。なお、図4(b)には配線パターンのうち、本発明に関する配線パターンのみを示してある。また、図4(b)では、両面基板5の一方面501に形成された配線パターンを実線で示し、両面基板5の他方面502に形成された配線パターンを一点鎖線で示してある。また、図4(b)では、感磁センサ4を点線で示し、半導体装置9を二点鎖線で示してある。
A相用
感磁センサ4の第1出力端子=出力端子48(+A)
感磁センサ4の第2出力端子=出力端子48(−A)
感磁センサ側第1配線=感磁センサ側配線47(+A)
感磁センサ側第2配線=感磁センサ側配線47(−A)
B相用
感磁センサ4の第1出力端子=出力端子48(+B)
感磁センサ4の第2出力端子=出力端子48(−B)
感磁センサ側第1配線=感磁センサ側配線47(+B)
感磁センサ側第2配線=感磁センサ側配線47(−B)
A相用
半導体装置9の第1入力端子=入力端子98(+A)
半導体装置9の第2入力端子=入力端子98(−A)
アンプ側第1配線=アンプ側配線93(+A)
アンプ側第2配線=アンプ側配線93(−A)
B相用
半導体装置9の第1入力端子=入力端子98(+B)
半導体装置9の第2入力端子=入力端子98(−B)
アンプ側第1配線=アンプ側配線93(+B)
アンプ側第2配線=アンプ側配線93(−B)
以下、図2および図4(a)、(b)を参照して、両面基板5のランドや配線等を説明する。両面基板5は、フェノール基板やガラス−エポキシ基板等の基板本体の一方面501に、感磁センサ4が実装される複数のランド51と、ランド51から延在する複数の配線52とが形成されており、複数の配線52の各々の先端部にスルーホール50が形成されている。
A相用
感磁センサ用第1ランド=ランド51(+A)
感磁センサ用第2ランド=ランド51(−A)
B相用
感磁センサ用第1ランド=ランド51(+B)
感磁センサ用第2ランド=ランド51(−B)
A相用
第1スルーホール=スルーホール50(+A)
第2スルーホール=スルーホール50(−A)
B相用
第1スルーホール=スルーホール50(+B)
第2スルーホール=スルーホール50(−B)
A相用
半導体装置用第1ランド=ランド53(+A)
半導体装置用第2ランド=ランド53(−A)
B相用
半導体装置用第1ランド=ランド53(+B)
半導体装置用第2ランド=ランド53(−B)
図5は、本発明を適用したセンサ装置10において誘導電圧を効果的に打ち消すための構成を示す説明図である。
また、B相に関しても、A相と同様な構成になっている。両面基板5において、一方面501側で感磁センサ4の第1出力端子(出力端子48(+B))が電気的に接続される感磁センサ用第1ランド(ランド51(+B))と、一方面501側で感磁センサ4において第1出力端子(出力端子48(+B))と対を成す第2出力端子(出力端子48(−B))が電気的に接続される感磁センサ用第2ランド(ランド51(−B))とを結ぶ仮想線が延在する方向において、他方面502側で感磁センサ用第1ランド(ランド51(+B))に電気的に接続する半導体装置用第1ランド(ランド53(+B))に対して他方面502側で感磁センサ用第2ランド(ランド51(−B))に電気的に接続する半導体装置用第2ランド(ランド53(−B))が位置する方向は、感磁センサ用第1ランド(ランド51(+B))に対して感磁センサ用第2ランド(ランド51(−B))が位置する方向と反対である。
以上説明したように、本形態のセンサ装置10では、一方面501側に感磁センサ4が実装され、他方面502側に半導体装置9が実装された両面基板5を用い、感磁センサ4と半導体装置9とは、両面基板5のスルーホール50を介して電気的に接続されている。このため、マグネット20の周辺に大きなスペースを確保しなくてよい。また、感磁センサ4と半導体装置9とは、少なくとも一部同士が両面基板5の厚さ方向において重なる位置に配置され、かつ、スルーホール50は、感磁センサ4および半導体装置9の少なくとも一方と重なる位置に形成されている。特に本形態において、スルーホール50は、感磁センサ4および半導体装置9の双方に両面基板5の厚さ方向で重なる位置に形成されている。このため、感磁センサ4から半導体装置9への伝送経路が短いため、磁束と鎖交する面積が狭い。従って、感磁センサ4からの出力の伝送経路で発生する誘導電圧が低い。それ故、感磁センサ4からの出力の伝送経路で発生する誘導ノイズが小さいので、検出結果への誘導ノイズの影響を緩和することができる。
上記実施の形態では、感磁センサ4がマグネット20に対して回転中心軸線L方向で対向していたが、リング状のマグネット20の外周面あるいは外周面に感磁センサ4が対向しているセンサ装置10に本発明を適用してもよい。
2・・回転体
4・・感磁センサ(センサIC)
5・・両面基板
9・・半導体装置(アンプIC)
40・・チップ(感磁センサ側チップ)
41〜44・・感磁膜
45・・素子基板
47・・感磁センサの素子基板(チップ)と出力端子との間の感磁センサ側配線
47(+A)・・感磁センサ側配線(感磁センサ側第1配線)
47(−A)・・感磁センサ側配線(感磁センサ側第2配線)
47(+B)・・感磁センサ側配線(感磁センサ側第1配線)
47(−B)・・感磁センサ側配線(感磁センサ側第2配線)
48・・感磁センサの出力端子
48(+A)・・出力端子(感磁センサの第1出力端子)
48(−A)・・出力端子(感磁センサの第2出力端子)
48(+B)・・出力端子(感磁センサの第1出力端子)
48(−B)・・出力端子(感磁センサの第2出力端子)
50・・スルーホール
50(+A)・・第1スルーホール
50(−A)・・第2スルーホール
50(+B)・・第1スルーホール
50(−B)・・第2スルーホール
51・・感磁センサ側のランド
51(+A)・・ランド(感磁センサ用第1ランド)
51(−A)・・ランド(感磁センサ用第2ランド)
51(+B)・・ランド(感磁センサ用第1ランド)
51(−B)・・ランド(感磁センサ用第2ランド)
52・・両面基板の配線
53・・半導体装置側のランド
53(+A)・・ランド(半導体装置用第1ランド)
53(−A)・・ランド(半導体装置用第2ランド)
53(+B)・・ランド(半導体装置用第1ランド)
53(−B)・・ランド(半導体装置用第2ランド)
54・・両面基板の配線
90・・アンプ部
93・・半導体装置のチップと入力端子との間のアンプ側配線
93(+A)・・アンプ側配線(アンプ側第1配線)
93(−A)・・アンプ側配線(アンプ側第2配線)
93(+B)・・アンプ側配線(アンプ側第1配線)
93(−B)・・アンプ側配線(アンプ側第2配線)
97・・半導体装置のチップ(アンプ側チップ)
98・・半導体装置の入力端子
98(+A)・・入力端子(半導体装置の第1入力端子)
98(−A)・・入力端子(半導体装置の第2入力端子)
98(+B)・・入力端子(半導体装置の第1入力端子)
98(−B)・・入力端子(半導体装置の第2入力端子)
501・・両面基板の一方面
502・・両面基板の他方面
Claims (9)
- 回転体側に設けられ、回転中心軸線周りにN極およびS極が設けられたマグネットと、
固定体側で前記マグネットに対向する感磁センサと、
該感磁センサからの出力信号を増幅するアンプ部を備えた半導体装置と、
一方面側に前記感磁センサが実装され、他方面側に前記半導体装置が実装された両面基板と、
を有し、
前記感磁センサと前記半導体装置とは、少なくとも一部同士が前記両面基板の厚さ方向において重なる位置に配置され、
前記感磁センサと前記半導体装置とは、前記両面基板において前記感磁センサおよび前記半導体装置の少なくとも一方に前記両面基板の厚さ方向で重なる位置に形成された複数のスルーホールを介して電気的に接続されていることを特徴とする磁気センサ装置。 - 前記感磁センサは、前記マグネットの回転中心軸線上に設けられ、
前記両面基板は、厚さ方向を前記マグネットの回転中心軸線方向に向けて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。 - 前記感磁センサの中心、および前記半導体装置の中心が前記回転中心軸線上に位置することを特徴とする請求項2に記載の磁気センサ装置。
- 前記マグネットは、NS一極対に着磁されていることを特徴とする請求項2または3に記載の磁気センサ装置。
- 前記複数のスルーホールは、前記感磁センサおよび前記半導体装置の双方に前記両面基板の厚さ方向で重なる位置に形成されていることを特徴とする請求項2乃至4の何れか一項に記載の磁気センサ装置。
- 前記両面基板では、
前記一方面側で前記感磁センサの第1出力端子が電気的に接続される感磁センサ用第1ランドと、前記一方面側で前記感磁センサにおいて前記第1出力端子と対を成す第2出力端子が電気的に接続される感磁センサ用第2ランドとを結ぶ仮想線が延在する方向において、前記他方面側で前記感磁センサ用第1ランドに電気的に接続する半導体装置用第1ランドに対して前記他方面側で前記感磁センサ用第2ランドに電気的に接続する半導体装置用第2ランドが位置する方向は、前記感磁センサ用第1ランドに対して前記感磁センサ用第2ランドが位置する方向と反対であることを特徴とする請求項2乃至5の何れか一項に記載の磁気センサ装置。 - 前記感磁センサにおいて、感磁膜が形成された感磁センサ側チップと前記第1出力端子との間の感磁センサ側第1配線および前記感磁センサ側チップと前記第2出力端子との間の感磁センサ側第2配線が前記マグネットの磁束と鎖交することにより発生する第1誘導電圧、
前記複数のスルーホールのうち、前記第1出力端子に対応する第1スルーホールおよび前記第2出力端子に対応する第2スルーホールが前記マグネットの磁束と鎖交することにより発生する第2誘導電圧、
および前記半導体装置において、前記アンプ部が形成されたアンプ側チップと前記第1出力端子に電気的に接続する第1入力端子との間のアンプ側第1配線、および前記アンプ側チップと前記第2出力端子に電気的に接続する第2入力端子との間のアンプ側第2配線が前記マグネットの磁束と鎖交することにより発生する第3誘導電圧は、
いずれか1つの誘導電圧と他の2つの誘導電圧とが打ち消すように形成されていることを特徴とする請求項6に記載の磁気センサ装置。 - 前記回転中心軸線方向からみたとき、
前記半導体装置用第1ランドと前記半導体装置用第2ランドとを結ぶ仮想線に対して、前記第1スルーホールと前記第2スルーホールとを結ぶ仮想線、および前記感磁センサ用第1ランドと前記感磁センサ用第2ランドとを結ぶ仮想線のうちの少なくとも一方の仮想線が平行に延在している構造、
または、前記感磁センサ用第1ランドと前記感磁センサ用第2ランドとを結ぶ仮想線に対して、前記第1スルーホールと前記第2スルーホールとを結ぶ仮想線、および前記半導体装置用第1ランドと前記半導体装置用第2ランドとを結ぶ仮想線のうちの少なくとも一方の仮想線が平行に延在している構造を有していることを特徴とする請求項7に記載の磁気センサ装置。 - 前記感磁センサは、前記マグネットの回転に伴って、90°の位相差を有する2相の信号を出力することを特徴とする請求項1乃至8の何れか一項に記載の磁気センサ装置。
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