JP2021047083A - Magnetic sensor - Google Patents

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智之 星
Tomoyuki Hoshi
智之 星
裕貴 藤原
Yuki Fujiwara
裕貴 藤原
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Abstract

To provide a magnetic sensor which allows a simple structure.SOLUTION: A magnetic sensor 1 comprises: a plurality of magnetoresistive elements 3a to 3d connected in the form of a bridge via electrical wiring 2; and a three-dimensional crossover 18 on which a plurality of pieces of electrical wiring 2 are overlapped. First electrical wiring 2a, one of the electrical wiring 2 on the three-dimensional crossover 18, is formed so as to pass through annular sensor wiring 19 that generates resistance according to a magnetic field. Second electrical wiring 2b, the other of the electrical wiring 2 on the three-dimensional crossover 18, is arranged on the sensor wiring 19 while being insulated.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

本発明は、磁界の変化を検出し、検出磁界に応じた電気信号を出力する磁気センサに関する。 The present invention relates to a magnetic sensor that detects a change in a magnetic field and outputs an electric signal according to the detected magnetic field.

従来、4つの磁気抵抗素子をブリッジ状に組み合わせた構成の磁気センサが周知である(特許文献1等参照)。この種の磁気センサでは、付与され磁界に応じて抵抗値が変化し、その検出磁界に基づく検出信号を出力する。このような磁気センサは、例えば検出対象の2位置(オン位置、オフ位置)の切り替わりや、検出対象の位置をリニアに検出する場合に使用される。 Conventionally, a magnetic sensor having a structure in which four magnetoresistive elements are combined in a bridge shape is well known (see Patent Document 1 and the like). In this type of magnetic sensor, the resistance value changes according to the applied magnetic field, and a detection signal based on the detected magnetic field is output. Such a magnetic sensor is used, for example, when switching between two positions (on position and off position) of a detection target and when linearly detecting the position of a detection target.

特開2011−027495号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2011-027495

ところで、磁気センサの配線構造を1層構造とした場合、配線を交差させずに配線パターンを設けようとすると、複雑な配線の引き回しが必要となる。このため、磁気センサのチップサイズ、ワイヤ数、ワイヤボンディングパッドの数が増加してしまう問題があった。また、配線を交差させる場合には、磁気センサの回路を2層配線にする必要があるので、その分工程が増える。よって、基板のチップ単価やリードタイムが増加するため、有効な対策とはならない実情があった。 By the way, when the wiring structure of the magnetic sensor is a one-layer structure, if a wiring pattern is to be provided without intersecting the wirings, complicated wiring routing is required. Therefore, there is a problem that the chip size, the number of wires, and the number of wire bonding pads of the magnetic sensor increase. Further, when the wiring is crossed, it is necessary to make the circuit of the magnetic sensor into two-layer wiring, so that the number of steps is increased accordingly. Therefore, since the chip unit price and lead time of the substrate increase, there is a fact that it is not an effective countermeasure.

本発明の目的は、構造の簡素化を可能にした磁気センサを提供することにある。 An object of the present invention is to provide a magnetic sensor that enables simplification of the structure.

前記問題点を解決する磁気センサは、電気配線を介してブリッジ状に接続された複数の磁気抵抗素子と、複数の前記電気配線が重なって配置された立体交差部とを備え、前記立体交差部の一方の電気配線である第1電気配線は、磁界に応じた抵抗値を生じる環状のセンサ配線を経由するように形成され、前記立体交差部の他方の電気配線である第2電気配線は、前記センサ配線の上に絶縁部を介して配置されている。 A magnetic sensor that solves the above-mentioned problems includes a plurality of magnetic resistance elements connected in a bridge shape via electrical wiring and a three-dimensional intersection in which the plurality of electrical wirings are arranged so as to overlap each other. The first electrical wiring, which is one of the electrical wirings, is formed so as to pass through an annular sensor wiring that generates a resistance value according to the magnetic field, and the second electrical wiring, which is the other electrical wiring of the three-dimensional intersection, is formed. It is arranged on the sensor wiring via an insulating portion.

本発明によれば、磁気センサにおいて構造を簡素化することができる。 According to the present invention, the structure of the magnetic sensor can be simplified.

一実施形態の磁気抵抗素子のブリッジ回路図。The bridge circuit diagram of the magnetoresistive element of one embodiment. 磁気センサによる位置検出の概要図。Schematic diagram of position detection by a magnetic sensor. 磁気センサの回路パターンのレイアウト図。Layout diagram of the circuit pattern of the magnetic sensor. コモンセントロイド構造の配置図。Layout of the common centroid structure. 立体交差部の概要図。Schematic diagram of a grade separation. 図5のII−II線断面図。FIG. 5 is a sectional view taken along line II-II of FIG. 磁界と電流の流れを示す作用図。Action diagram showing the flow of magnetic field and current. 従来の位置付けの磁気センサの回路パターンのレイアウト図。Layout diagram of the circuit pattern of the conventional positioning magnetic sensor.

以下、磁気センサの一実施形態を図1〜図8に従って説明する。
図1に示すように、磁気センサ1は、電気配線2を介してブリッジ状に接続された複数の磁気抵抗素子3を備える。本例の磁気センサ1は、第1磁気抵抗素子3a、第2磁気抵抗素子3b、第3磁気抵抗素子3c及び第4磁気抵抗素子3dの4素子をフルブリッジ状に組み合わせた回路からなる。直列接続された第1磁気抵抗素子3a及び第4磁気抵抗素子3dの組と、直列接続された第2磁気抵抗素子3b及び第3磁気抵抗素子3cの組とには、電源4の電圧が各々印加される。磁気抵抗素子3は、磁気抵抗素子3に付与される磁界に応じて抵抗値が変化し、第1磁気抵抗素子3a及び第4磁気抵抗素子3dの中点(ノード)の電圧と、第2磁気抵抗素子3b及び第3磁気抵抗素子3cの中点(ノード)の電圧との差分を、検出信号Soutとして出力する。
Hereinafter, an embodiment of the magnetic sensor will be described with reference to FIGS. 1 to 8.
As shown in FIG. 1, the magnetic sensor 1 includes a plurality of magnetoresistive elements 3 connected in a bridge shape via an electric wiring 2. The magnetic sensor 1 of this example includes a circuit in which four elements of a first magnetic resistance element 3a, a second magnetic resistance element 3b, a third magnetic resistance element 3c, and a fourth magnetic resistance element 3d are combined in a full bridge shape. The voltage of the power supply 4 is applied to the set of the first magnetoresistive element 3a and the fourth magnetoresistive element 3d connected in series and the set of the second magnetoresistive element 3b and the third magnetoresistive element 3c connected in series. It is applied. The resistance value of the magnetoresistive element 3 changes according to the magnetic field applied to the magnetoresistive element 3, and the voltage at the midpoint (node) of the first magnetoresistive element 3a and the fourth magnetoresistive element 3d and the second magnetism The difference between the voltage at the midpoint (node) of the resistance element 3b and the third magnetic resistance element 3c is output as the detection signal Sout.

図2に示すように、磁気センサ1は、検出対象5の動きに応じて接近及び離間する磁石6の磁束を検出する。本例の磁石6は、検出対象5の動きに応じ、磁気センサ1に対してスライド方向(同図の矢印R方向)に往復動する。磁気センサ1は、磁石6との距離に応じた磁界を検出し、その検出磁界に応じた検出信号Soutを出力する。本例の磁気センサ1は、磁石6が接近した位置と磁石6が離間した位置との2位置、すなわちオンとオフの2状態を検出する。 As shown in FIG. 2, the magnetic sensor 1 detects the magnetic flux of the magnet 6 that approaches and separates according to the movement of the detection target 5. The magnet 6 of this example reciprocates in the sliding direction (arrow R direction in the figure) with respect to the magnetic sensor 1 in response to the movement of the detection target 5. The magnetic sensor 1 detects a magnetic field according to the distance from the magnet 6 and outputs a detection signal Sout according to the detected magnetic field. The magnetic sensor 1 of this example detects two positions, that is, a position where the magnet 6 is close to the magnet 6 and a position where the magnet 6 is separated from each other, that is, two states of on and off.

図3に示すように、第1磁気抵抗素子3a〜第4磁気抵抗素子3dの各々は、磁束の検出ばらつきを抑えることができる配置とするために、複数エレメントから構築されている。本例の場合、第1磁気抵抗素子3aは、A素子及びD素子から構成されている。第2磁気抵抗素子3bは、B素子及びC素子から構成されている。第3磁気抵抗素子3cは、E素子及びH素子から構成されている。第4磁気抵抗素子3dは、F素子及びG素子から構成されている。 As shown in FIG. 3, each of the first magnetoresistive element 3a to the fourth magnetoresistive element 3d is constructed from a plurality of elements in order to arrange the arrangement so that the detection variation of the magnetic flux can be suppressed. In the case of this example, the first magnetoresistive element 3a is composed of an A element and a D element. The second magnetoresistive element 3b is composed of a B element and a C element. The third magnetoresistive element 3c is composed of an E element and an H element. The fourth magnetoresistive element 3d is composed of an F element and a G element.

図4に示すように、複数エレメント配置の配置例には、例えば第1磁気抵抗素子3a〜第4磁気抵抗素子3dを点対称配置とするコモンセントロイド配置がある。本例の場合、第1磁気抵抗素子3aのA素子及びD素子と、第4磁気抵抗素子3dのF素子及びG素子との組み合わせた点対称配置されている。また、第2磁気抵抗素子3bのB素子及びC素子と、第3磁気抵抗素子3cのE素子及びH素子との組み合わせが点対称配置されている。 As shown in FIG. 4, as an arrangement example of the arrangement of a plurality of elements, for example, there is a common centroid arrangement in which the first magnetoresistive element 3a to the fourth magnetoresistive element 3d are point-symmetrical. In the case of this example, the A element and the D element of the first magnetoresistive element 3a and the F element and the G element of the fourth magnetoresistive element 3d are combined and arranged point-symmetrically. Further, the combination of the B element and the C element of the second magnetoresistive element 3b and the E element and the H element of the third magnetoresistive element 3c are arranged point-symmetrically.

図3に示す通り、A素子〜H素子の磁気抵抗パターン9は、磁気センサ1の基板10に実装されている。基板10には、磁気センサ1と外部端子(図示略)とを接続するパッド部11が設けられている。パッド部11は、例えばボンディングパッドである。パッド部11には、電源4に接続される電源端子12と、グランドに接続されるGND端子13と、プラス側の出力が引き出される+側出力端子14と、マイナス側の出力が引き出される−側出力端子15とが設けられている。磁気センサ1は、+側出力端子14及び−側出力端子15の電圧の差分を検出信号Soutとして出力する。 As shown in FIG. 3, the magnetic resistance patterns 9 of the A element to the H element are mounted on the substrate 10 of the magnetic sensor 1. The substrate 10 is provided with a pad portion 11 for connecting the magnetic sensor 1 and an external terminal (not shown). The pad portion 11 is, for example, a bonding pad. The pad portion 11 has a power supply terminal 12 connected to the power supply 4, a GND terminal 13 connected to the ground, a + side output terminal 14 from which the positive side output is drawn out, and a negative side from which the negative side output is drawn out. An output terminal 15 is provided. The magnetic sensor 1 outputs the difference in voltage between the + side output terminal 14 and the − side output terminal 15 as a detection signal Sout.

A素子〜H素子は、基板10上に設けられた電気配線2を通じて各々接続されている。電気配線2は、例えばアルミニウム及び銅を含む配線であることが好ましい。
磁気センサ1は、複数の電気配線2が重なって配置された立体交差部18を備える。本例の場合、立体交差部18は、F素子及び+側出力端子14(D素子)を繋ぐ電気配線2(以下、第1電気配線2aと記す)と、E素子及び−出力端子15を繋ぐ電気配線2(以下、第2電気配線2bと記す)とが交差することによって形成されている。
The A element to the H element are each connected through an electric wiring 2 provided on the substrate 10. The electrical wiring 2 is preferably a wiring containing, for example, aluminum and copper.
The magnetic sensor 1 includes a grade separation portion 18 in which a plurality of electrical wirings 2 are arranged so as to overlap each other. In the case of this example, the grade separation portion 18 connects the electric wiring 2 (hereinafter referred to as the first electric wiring 2a) connecting the F element and the + side output terminal 14 (D element) with the E element and the-output terminal 15. It is formed by intersecting the electrical wiring 2 (hereinafter referred to as the second electrical wiring 2b).

図5及び図6に示すように、第1電気配線2aは、磁界に応じた抵抗値を生じる環状のセンサ配線(以降、第1センサ配線19と記す)を経由するように形成されている。本例の場合、第1電気配線2aは、分岐された第1配線部20a及び第2配線部20bを備え、第1配線部20a及び第2配線部20bが第1センサ配線19を介して接続されている。環状の第1センサ配線19は、真円に形成されることが好ましい。第1センサ配線19は、第1磁気抵抗素子3a〜第4磁気抵抗素子3d、すなわちA素子〜H素子と同じ素材から形成されることが好ましい。第1センサ配線19の素材は、例えばニッケル鉄を含む素材であることが好ましい。第1配線部20a及び第2配線部20bは、一直線上に並び配置されている。また、第1電気配線2a及び第2電気配線2bは、直交する角度に配置されている。 As shown in FIGS. 5 and 6, the first electric wiring 2a is formed so as to pass through an annular sensor wiring (hereinafter, referred to as the first sensor wiring 19) that generates a resistance value according to a magnetic field. In the case of this example, the first electrical wiring 2a includes a branched first wiring portion 20a and a second wiring portion 20b, and the first wiring portion 20a and the second wiring portion 20b are connected via the first sensor wiring 19. Has been done. The annular first sensor wiring 19 is preferably formed in a perfect circle. The first sensor wiring 19 is preferably formed of the same material as the first magnetoresistive element 3a to the fourth magnetoresistive element 3d, that is, the A element to the H element. The material of the first sensor wiring 19 is preferably a material containing, for example, nickel iron. The first wiring portion 20a and the second wiring portion 20b are arranged side by side in a straight line. Further, the first electric wiring 2a and the second electric wiring 2b are arranged at orthogonal angles.

図6に示すように、第1配線部20aの端部裏面には、第1センサ配線19側に突出したコンタクト部21が形成され、このコンタクト部21を介して第1配線部20aが第1センサ配線19に接続されている。第2配線部20bの端部裏面には、第1センサ配線19側に突出したコンタクト部22が形成され、このコンタクト部22を介して第2配線部20bが第1センサ配線19に接続されている。また、第1センサ配線19は、第1磁気抵抗素子3a〜第4磁気抵抗素子3dと同じ基板10上に配置されている。 As shown in FIG. 6, a contact portion 21 projecting toward the first sensor wiring 19 side is formed on the back surface of the end portion of the first wiring portion 20a, and the first wiring portion 20a is first connected via the contact portion 21. It is connected to the sensor wiring 19. A contact portion 22 protruding toward the first sensor wiring 19 is formed on the back surface of the end portion of the second wiring portion 20b, and the second wiring portion 20b is connected to the first sensor wiring 19 via the contact portion 22. There is. Further, the first sensor wiring 19 is arranged on the same substrate 10 as the first magnetoresistive element 3a to the fourth magnetoresistive element 3d.

第2電気配線2bは、第1センサ配線19に上に、絶縁部23を介して配置されている。こうすることで、第2電気配線2bは、立体交差部18において第1センサ配線19との絶縁が確保されている。絶縁部23は、第2電気配線2bと第1センサ配線19との絶縁を確保できるものであれば、その素材は問わない。 The second electrical wiring 2b is arranged above the first sensor wiring 19 via the insulating portion 23. By doing so, the second electrical wiring 2b is ensured to be insulated from the first sensor wiring 19 at the grade separation portion 18. The material of the insulating portion 23 does not matter as long as it can secure the insulation between the second electrical wiring 2b and the first sensor wiring 19.

図1及び図3に示す通り、環状の第1センサ配線19は、第1センサ配線19を設けることによる検出信号Soutへの影響を低く抑えるために、磁気センサ1の基板10上において、別のセンサ配線(以降、第2センサ配線26と記す)と対称に配置されている。本例のように、F素子及び+側出力端子14を繋ぐ第1電気配線2aに立体交差部18が設けられた場合、これと対称となる電気配線2、すなわちC素子及び−側出力端子15を繋ぐ第3電気配線2cに、第2センサ配線26が設けられる。この第2センサ配線26は、複数の電気配線2を立体交差させるものではなく、単に第3電気配線2cに介在された環状の配線部である。 As shown in FIGS. 1 and 3, the annular first sensor wiring 19 is provided on the substrate 10 of the magnetic sensor 1 in order to suppress the influence of the provision of the first sensor wiring 19 on the detection signal Sout. It is arranged symmetrically with the sensor wiring (hereinafter referred to as the second sensor wiring 26). When a grade separation portion 18 is provided in the first electrical wiring 2a connecting the F element and the + side output terminal 14 as in this example, the electrical wiring 2 symmetrical to this, that is, the C element and the − side output terminal 15 The second sensor wiring 26 is provided in the third electrical wiring 2c that connects the two. The second sensor wiring 26 does not cross over a plurality of electrical wirings 2 in a three-dimensional manner, but is simply an annular wiring portion interposed in the third electrical wiring 2c.

次に、図7及び図8を用いて、本実施形態の磁気センサ1の作用について説明する。
図8に、立体交差部18を用いない磁気センサ1の一例を図示する。同図に示されるように、立体交差部18を用いない磁気センサ1の場合、F素子をD素子に一層配線で繋ぐことはできないため、パッド部11にもう1つの+側出力端子29を設けて、磁気センサ1のセンサチップの外部で、+側出力端子14,29を接続する必要が生じる。この場合、配線の引き回しが別途必要になったり、ボンディングパッド数が増えたりしてしまう問題が生じる。
Next, the operation of the magnetic sensor 1 of the present embodiment will be described with reference to FIGS. 7 and 8.
FIG. 8 illustrates an example of the magnetic sensor 1 that does not use the grade separation portion 18. As shown in the figure, in the case of the magnetic sensor 1 that does not use the grade separation portion 18, since the F element cannot be connected to the D element by a single layer wiring, another + side output terminal 29 is provided on the pad portion 11. Therefore, it becomes necessary to connect the + side output terminals 14 and 29 outside the sensor chip of the magnetic sensor 1. In this case, there is a problem that the wiring needs to be routed separately and the number of bonding pads increases.

一方、本例の磁気センサ1は、立体交差部18を通じて、F端子を+側出力端子14に直接接続することが可能となるので、電気配線2の引き回しが不要で、かつボンディングパッド数が増えることもない。よって、磁気センサ1のセンサ構成の簡素化、ひいては製造コストの削減に繋がる。 On the other hand, in the magnetic sensor 1 of this example, since the F terminal can be directly connected to the + side output terminal 14 through the grade separation portion 18, the electrical wiring 2 does not need to be routed and the number of bonding pads increases. There is no such thing. Therefore, it leads to the simplification of the sensor configuration of the magnetic sensor 1 and the reduction of the manufacturing cost.

図7に示すように、例えば第1センサ配線19に磁界(磁場)が付与されて、第1電気配線2aに紙面右方向の電気配線電流Iaが流れた場合、第2配線部20bを流れる電気配線電流Iaが、第1センサ配線19を流れるセンサ配線電流Ibとして流れて、第1配線部20aに流れ出る経路をとる。第1センサ配線19にセンサ配線電流Ibが流れた場合、これが磁気センサ1の検出ばらつきの要因となってしまう可能性がある。 As shown in FIG. 7, for example, when a magnetic field (magnetic field) is applied to the first sensor wiring 19 and an electric wiring current Ia flowing to the right of the paper surface flows through the first electric wiring 2a, electricity flowing through the second wiring portion 20b. The wiring current Ia flows as the sensor wiring current Ib flowing through the first sensor wiring 19, and takes a path that flows out to the first wiring portion 20a. When the sensor wiring current Ib flows through the first sensor wiring 19, this may cause the detection variation of the magnetic sensor 1.

しかし、本例の場合、第1センサ配線19を環状とすることでセンサ配線電流Ibが円弧になるので、磁気ベクトルの角度の変化に関わらず、第1センサ配線19に生じる抵抗値が一定となる。よって、磁気センサ1に第1センサ配線19を設けても、検出精度の悪化に影響を及ぼし難くすることが可能となる。 However, in the case of this example, since the sensor wiring current Ib becomes an arc by forming the first sensor wiring 19 in an annular shape, the resistance value generated in the first sensor wiring 19 is constant regardless of the change in the angle of the magnetic vector. Become. Therefore, even if the magnetic sensor 1 is provided with the first sensor wiring 19, it is possible to make it difficult to affect the deterioration of the detection accuracy.

また、立体交差部18の対称位置には、立体交差部18の第1センサ配線19と同一パターンの別の第2センサ配線26が配置されている。このように、第1センサ配線19及び第2センサ配線26を対称配置(左右対称配置)すれば、立体交差部18の第1センサ配線19の抵抗成分によるセンサ出力(オフセット電圧)への影響を低減することが可能となる。すなわち、第1センサ配線19及び第2センサ配線26が同じ抵抗値をとって、抵抗成分が相殺される。よって、磁気センサ1の検出精度の確保に一層寄与する。 Further, another second sensor wiring 26 having the same pattern as the first sensor wiring 19 of the grade separation portion 18 is arranged at a symmetrical position of the grade separation portion 18. If the first sensor wiring 19 and the second sensor wiring 26 are arranged symmetrically (left-right symmetrical arrangement) in this way, the influence of the resistance component of the first sensor wiring 19 of the solid intersection 18 on the sensor output (offset voltage) is exerted. It is possible to reduce it. That is, the first sensor wiring 19 and the second sensor wiring 26 take the same resistance value, and the resistance components are offset. Therefore, it further contributes to ensuring the detection accuracy of the magnetic sensor 1.

上記実施形態の磁気センサ1によれば、以下のような効果を得ることができる。
(1)磁気センサ1は、電気配線2を介してブリッジ状に接続された複数の磁気抵抗素子3と、複数の電気配線2が重なって配置された立体交差部18とを備える。立体交差部18の一方の電気配線2である第1電気配線2aは、磁界に応じた抵抗値を生じる環状の第1センサ配線19を経由するように形成され、立体交差部18の他方の電気配線2である第2電気配線2bは、第1センサ配線19の上に絶縁部23を介して配置されている。
According to the magnetic sensor 1 of the above embodiment, the following effects can be obtained.
(1) The magnetic sensor 1 includes a plurality of magnetoresistive elements 3 connected in a bridge shape via an electrical wiring 2 and a grade separation portion 18 in which the plurality of electrical wirings 2 are arranged so as to overlap each other. The first electric wiring 2a, which is one electric wiring 2 of the three-dimensional intersection 18, is formed so as to pass through the annular first sensor wiring 19 that generates a resistance value according to the magnetic field, and the other electricity of the three-dimensional intersection 18. The second electrical wiring 2b, which is the wiring 2, is arranged on the first sensor wiring 19 via the insulating portion 23.

本例によれば、同一層上に電気配線2の立体交差部18を設けることが可能となるので、電気配線2を立体交差させるために基板10を複数層(例えば2層等)にする対応や、電気配線2の立体交差を用いずにワイヤ数やパッド数の増加で対応するなどの構成をとる必要がない。このため、磁気センサ1のチップの小サイズ化、配線数の削減、ボンディングパッド数(ワイヤボンディングパッド数)の削減などが可能となる。よって、磁気センサ1の構造を簡素化することができる。 According to this example, since it is possible to provide the grade separation portion 18 of the electrical wiring 2 on the same layer, the substrate 10 can be made into a plurality of layers (for example, two layers) in order to cross the electrical wiring 2 in a grade separation. Further, it is not necessary to take a configuration such as increasing the number of wires and the number of pads without using the grade separation of the electric wiring 2. Therefore, it is possible to reduce the size of the chip of the magnetic sensor 1, reduce the number of wires, and reduce the number of bonding pads (number of wire bonding pads). Therefore, the structure of the magnetic sensor 1 can be simplified.

(2)第1電気配線2a及び第2電気配線2bは、互いに直交するように配置されている。よって、立体交差で配置される第1電気配線2a及び第2電気配線2bを、バランスのよい配置とすることができる。 (2) The first electric wiring 2a and the second electric wiring 2b are arranged so as to be orthogonal to each other. Therefore, the first electric wiring 2a and the second electric wiring 2b arranged at the grade separation can be arranged in a well-balanced manner.

(3)第1センサ配線19(第2センサ配線26)は、磁気抵抗素子3と同じ基板10上に実装されている。よって、基板10を複数層とする必要がないので、磁気センサ1の構造簡素化に一層寄与する。 (3) The first sensor wiring 19 (second sensor wiring 26) is mounted on the same substrate 10 as the magnetoresistive element 3. Therefore, it is not necessary to have a plurality of layers of the substrate 10, which further contributes to the simplification of the structure of the magnetic sensor 1.

(4)第1センサ配線19(第2センサ配線26)は、真円に形成されている。よって、第1センサ配線19(第2センサ配線26)にどの角度から磁界が付与されても、抵抗値が一定値を保つので、第1センサ配線19(第2センサ配線26)によるセンサ出力への影響を低く抑えることができる。 (4) The first sensor wiring 19 (second sensor wiring 26) is formed in a perfect circle. Therefore, the resistance value remains constant regardless of the angle at which the magnetic field is applied to the first sensor wiring 19 (second sensor wiring 26), so that the sensor output by the first sensor wiring 19 (second sensor wiring 26) can be obtained. The influence of can be suppressed to a low level.

(5)磁気センサ1は、立体交差部18の第1センサ配線19に対して対称配置された第2センサ配線26を備える。このため、立体交差部18の第1センサ配線19の抵抗成分によるセンサ出力の影響を低減することが可能となる。よって、磁気センサ1の検出精度の確保に寄与する。 (5) The magnetic sensor 1 includes a second sensor wiring 26 symmetrically arranged with respect to the first sensor wiring 19 of the grade separation portion 18. Therefore, it is possible to reduce the influence of the sensor output due to the resistance component of the first sensor wiring 19 of the grade separation portion 18. Therefore, it contributes to ensuring the detection accuracy of the magnetic sensor 1.

なお、本実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
[センサ配線(第1センサ配線19)について]
・第1センサ配線19は、真円に限定されず、楕円などの他の形状に変更してもよい。
In addition, this embodiment can be implemented by changing as follows. The present embodiment and the following modified examples can be implemented in combination with each other within a technically consistent range.
[About sensor wiring (first sensor wiring 19)]
The first sensor wiring 19 is not limited to a perfect circle, and may be changed to another shape such as an ellipse.

・第1センサ配線19は、複数箇所に設けられてもよい。この場合、各第1センサ配線19は、異なる形状に形成されてもよい。
・第1センサ配線19は、磁気抵抗素子3と異なる基板10上に形成されてもよい。
-The first sensor wiring 19 may be provided at a plurality of locations. In this case, each first sensor wiring 19 may be formed in a different shape.
The first sensor wiring 19 may be formed on a substrate 10 different from the magnetoresistive element 3.

[第2センサ配線26について]
・第2センサ配線26は、複数の配線が重なり合わされた立体交差部としてもよい。
・第2センサ配線26は、第1センサ配線19と異なる形状としてもよい。
[About the second sensor wiring 26]
The second sensor wiring 26 may be a grade separation portion in which a plurality of wirings are overlapped.
The second sensor wiring 26 may have a shape different from that of the first sensor wiring 19.

・第2センサ配線26は、例えば立体交差部18が複数設けられた場合に、各々の立体交差部18に対応するように複数形成されてもよい。
[磁気抵抗素子3について]
・磁気抵抗素子3の配置は、コモンセントロイド配置に限定されず、複数のエレメント(A〜Hの各素子)が所定のパターンで並ぶ配置であればよい。
-For example, when a plurality of grade separation portions 18 are provided, a plurality of second sensor wirings 26 may be formed so as to correspond to each grade separation portion 18.
[About magnetoresistive element 3]
The arrangement of the magnetoresistive elements 3 is not limited to the common centroid arrangement, and any arrangement may be sufficient as long as a plurality of elements (each of the elements A to H) are arranged in a predetermined pattern.

・磁気抵抗素子3は、フルブリッジに限定されず、例えばハーフブリッジでもよい。
・磁気抵抗素子3のブリッジ回路は、1つのみに限定されず、複数設けられてもよい。
・磁気抵抗素子3は、複数のエレメント(A〜Hの各素子)から構築されることに限らず、第1磁気抵抗素子3a〜第4磁気抵抗素子3dがそれぞれ1つの素子からなる構造でもよい。
The magnetoresistive element 3 is not limited to the full bridge, and may be, for example, a half bridge.
-The bridge circuit of the magnetoresistive element 3 is not limited to one, and a plurality of bridge circuits may be provided.
The magnetoresistive element 3 is not limited to being constructed from a plurality of elements (each element of A to H), and may have a structure in which the first magnetoresistive element 3a to the fourth magnetoresistive element 3d are each composed of one element. ..

[立体交差部18について]
・立体交差部18は、3本以上の電気配線2が重なった構造でもよい。
・立体交差部18の層数は、特に限定されるものではなく、必要に応じた層数を適宜採用できる。
[About grade separation 18]
-The grade separation portion 18 may have a structure in which three or more electric wirings 2 are overlapped.
The number of layers of the grade separation portion 18 is not particularly limited, and an appropriate number of layers can be adopted as needed.

・立体交差部18は、複数設けられてもよい。
[電気配線2について]
・2つに分離する第1電気配線2aは、同一直線上に配置されることに限らず、非直線上に配置されてもよい。
-A plurality of grade separation portions 18 may be provided.
[About electrical wiring 2]
-The first electric wiring 2a separated into two is not limited to being arranged on the same straight line, but may be arranged on a non-straight line.

・第1電気配線2a及び第2電気配線2bは、非直交に配置されてもよい。
[検出対象5について]
・検出対象5は、スライド移動するものに限定されず、例えば回転する部材としてもよい。
-The first electric wiring 2a and the second electric wiring 2b may be arranged non-orthogonally.
[About detection target 5]
-The detection target 5 is not limited to a sliding member, and may be, for example, a rotating member.

・検出対象5は、種々の機器や装置としてもよい。
[磁気センサ1について]
・磁気センサ1は、検出対象5の接近及び離間の2位置を検出するセンサに限定されず、検出対象5の位置をリニアに検出するセンサでもよい。
-The detection target 5 may be various devices or devices.
[About magnetic sensor 1]
The magnetic sensor 1 is not limited to a sensor that detects two positions of the detection target 5 approaching and separating from each other, and may be a sensor that linearly detects the position of the detection target 5.

・磁気センサ1は、種々の装置や機器に使用することができる。 -The magnetic sensor 1 can be used in various devices and devices.

1…磁気センサ、2…電気配線、2a…第1電気配線、2b…第2電気配線、3…磁気抵抗素子、3a…第1磁気抵抗素子、3b…第2磁気抵抗素子、3c…第3磁気抵抗素子、3d…第4磁気抵抗素子、10…基板、18…立体交差部、19…第1センサ配線、23…絶縁部、26…第2センサ配線。 1 ... Magnetic sensor, 2 ... Electrical wiring, 2a ... 1st electrical wiring, 2b ... 2nd electrical wiring, 3 ... Magneto resistance element, 3a ... 1st magnetoresistive element, 3b ... 2nd magnetoresistive element, 3c ... 3rd Magneto resistive element, 3d ... 4th magnetoresistive element, 10 ... Substrate, 18 ... Solid intersection, 19 ... 1st sensor wiring, 23 ... Insulation part, 26 ... 2nd sensor wiring.

Claims (5)

電気配線を介してブリッジ状に接続された複数の磁気抵抗素子と、
複数の前記電気配線が重なって配置された立体交差部とを備え、
前記立体交差部の一方の電気配線である第1電気配線は、磁界に応じた抵抗値を生じる環状のセンサ配線を経由するように形成され、前記立体交差部の他方の電気配線である第2電気配線は、前記センサ配線の上に絶縁部を介して配置されている磁気センサ。
Multiple magnetoresistive elements connected in a bridge shape via electrical wiring,
It is provided with a grade separation portion in which a plurality of the electrical wirings are arranged so as to overlap each other.
The first electric wiring, which is one of the three-dimensional intersections, is formed so as to pass through an annular sensor wiring that generates a resistance value according to a magnetic field, and is the second electric wiring of the other three-dimensional intersection. The electrical wiring is a magnetic sensor arranged on the sensor wiring via an insulating portion.
前記第1電気配線及び前記第2電気配線は、互いに直交するように配置されている
請求項1に記載の磁気センサ。
The magnetic sensor according to claim 1, wherein the first electrical wiring and the second electrical wiring are arranged so as to be orthogonal to each other.
前記センサ配線は、前記磁気抵抗素子と同じ基板上に実装されている
請求項1又は2に記載の磁気センサ。
The magnetic sensor according to claim 1 or 2, wherein the sensor wiring is mounted on the same substrate as the magnetoresistive element.
前記センサ配線は、真円に形成されている
請求項1〜3のうちいずれか一項に記載の磁気センサ。
The magnetic sensor according to any one of claims 1 to 3, wherein the sensor wiring is formed in a perfect circle.
前記立体交差部の前記センサ配線である第1センサ配線に対して対称配置された第2センサ配線を備える
請求項1〜4のうちいずれか一項に記載の磁気センサ。
The magnetic sensor according to any one of claims 1 to 4, further comprising a second sensor wiring symmetrically arranged with respect to the first sensor wiring which is the sensor wiring of the three-dimensional intersection.
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010032484A (en) * 2008-01-29 2010-02-12 Hitachi Metals Ltd Magnetic sensor and rotation-angle-detecting apparatus
JP2013200253A (en) * 2012-03-26 2013-10-03 Panasonic Corp Power measurement device
JP2014509389A (en) * 2011-02-03 2014-04-17 ゼンジテック ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング Magnetic field sensing device
JP2016115240A (en) * 2014-12-17 2016-06-23 ヤマハ株式会社 Multiplication circuit and power sensor including the same
JP2016142652A (en) * 2015-02-03 2016-08-08 ヤマハ株式会社 Power sensor

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010032484A (en) * 2008-01-29 2010-02-12 Hitachi Metals Ltd Magnetic sensor and rotation-angle-detecting apparatus
JP2014509389A (en) * 2011-02-03 2014-04-17 ゼンジテック ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング Magnetic field sensing device
JP2013200253A (en) * 2012-03-26 2013-10-03 Panasonic Corp Power measurement device
JP2016115240A (en) * 2014-12-17 2016-06-23 ヤマハ株式会社 Multiplication circuit and power sensor including the same
JP2016142652A (en) * 2015-02-03 2016-08-08 ヤマハ株式会社 Power sensor

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