JP3439923B2 - 磁気センサの取付け構造 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、各種モータ等の回
転体に形成された磁気記録媒体の近傍に配置されて、回
転体の回転位置や回転速度を検出する磁気センサの取付
け構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、ビデオテープレコーダー、オー
ディオテープレコーダー等に用いられるキャプスタンモ
ータや、その他各種モータの回転体に取り付けられた磁
気記録媒体の近傍に配置して、回転体の回転位置や回転
速度を検出する磁気センサが知られている。このような
磁気センサの取付け構造の例を図４に示す。図４におい
て、回路基板２０上には適宜の形状の配線パターンが形
成されており、この配線パターンの一端は導通部が露出
したランド２５となっている。このランド２５を除く大
部分は絶縁層２２が被膜されている。

【０００３】回路基板２０には、磁気抵抗効果素子等の
磁気センサ６０が回路基板２０に対してほぼ垂直となる
ように、半田３０によって取り付けられている。磁気セ
ンサ６０は、ガラス等の絶縁性基板６１の表面にＮｉ−
ＦｅやＮｉ−Ｃｏ等からなる磁気抵抗パターンを形成す
ることによって構成されている。この磁気抵抗パターン
が形成された面の一部は感磁部６２となっており、磁気
センサ６０の図示下側の両面には電極部６３，６３’が
形成されている。この電極部６３，６３’は回路基板２
０上のランド２５と半田３０によって接続されている。

【０００４】一方、磁気センサ６０の感磁部６２は、適
宜の間隔をおいて回転体に設けられた磁気記録媒体４０
と対向していて、磁気記録媒体４０の回転に伴う磁束の
変化を抵抗値変化や電圧変化等の電気的信号に置き換え
るはたらきをしている。そして、この電気的信号は回路
基板２０のランド２５、配線パターンを経由して所定の
処理回路に伝送され、当該信号に基づき回転体の制御が
なされている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】図４において、回路基
板２０上のランド２５は、磁気センサ６０の端面６０ａ
（回路基板２０への載置面）における厚さ方向の幅より
も長く形成され、しかも、磁気センサ６０の感磁部６２
側およびその背面側６４の両側にわたって形成されてい
る。図４に示す磁気センサ６０は、下側の両面に電極部
６３，６３’を有していて、各々の電極部６３，６３’
が半田３０によってランド２５と接合されているので、
磁気センサ６０の左右の半田３０の張力がほぼ均等に釣
り合った状態となっている。

【０００６】ところが、図５、図６のように、一面側に
のみ電極部６３を有する磁気センサ６０を回路基板２０
に取り付ける場合、ランド２６、２７の大きさや取付け
位置によって半田３０の張力の影響で半田３０が一部に
偏ってしまうこことがある。例えば、図５に示すよう
に、磁気センサ６０の厚さ方向の幅よりも長く形成され
たランド２６に対して、磁気センサ６０の両面側にラン
ド２６が位置するように磁気センサ６０を半田付けする
と、磁気センサ６０を挟んで感磁部６２側と背面６４側
とで半田３０の綱引き現象が生じて、磁気センサ６０の
背面６４側に半田３０が集結してしまい、感磁部６２側
における電極部６３で良好な接続状態が確保されないお
それがある。

【０００７】また、図６に示すように、ランド２７に対
して磁気センサ６０の電極部６３を僅かでも離して半田
付けすると、半田３０が表面張力によって電極部６３の
手前のランド２７側に集結して、上記と同様に電極部６
３で良好な接続状態が確保されない場合がある。

【０００８】本発明は以上のような従来技術の問題点を
解決するためになされたもので、磁気センサの電極部と
回路基板上のランドとの半田接続が確実に行われ、信頼
性の高い磁気センサの取付け構造を提案することを目的
とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、請求項１記載の発明は、絶縁性のチップ基板上に形
成された感磁部と、該感磁部に接続された半田接合用の
電極部とを備え、上記感磁部と電極部は、磁気媒体に対
して対向するように上記チップ基板の一面に形成された
磁気センサを、回路基板上に形成されたランドに半田で
接続してなる磁気センサの取付け構造において、上記磁
気センサは、上記ランドの端部が、上記感磁部と電極部
とが形成された面側の第１の底面部と、上記感磁部と電
極部とが形成された面とは逆側の背面側の第２の底面部
との間に位置するように載置されて、上記第１の底面部
のみが上記ランドに接続されていることを特徴とする。

【００１０】請求項２記載の発明は、上記磁気センサの
取付け構造において、上記磁気センサにおける感磁部を
有する面とその背面との中間よりも背面側に上記ランド
の端部が位置するように、当該磁気センサを上記ランド
上に載置したことを特徴とする。

【００１１】請求項３記載の発明は、位置決め部を有す
るホルダで上記磁気センサを保持すると共に、該ホルダ
の位置決め部と上記ランドの近傍に形成された基板位置
決め部とを係合してなることを特徴とする。

【００１２】このような構成を有する磁気センサの取付
け構造によれば、磁気センサの電極部と回路基板上のラ
ンドとの半田接続が確実に行われ、製品の信頼性を高め
ることができる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明にかかる磁気センサ
の取付け構造の実施の形態について、図面を参照しなが
ら説明する。図１（ａ）は、磁気センサを回路基板に取
り付ける直前の状態を示す断面図、図１（ｂ）は、取り
付け後の状態を示す断面図、図１（ｃ）は、磁気センサ
単体の斜視図である。図１において、磁気センサ１０
は、絶縁性のチップ基板１１の上にＮｉ−Ｆｅ膜やＮｉ
−Ｃｏ膜等の磁気抵抗薄膜が所定のパターンに形成さ
れ、そのうちの一部が感磁部１２として形成され、また
一部が半田接合用の電極部１３ａ、１３ｂ、１３ｃにな
っている。３箇所の電極部１３ａ、１３ｂ、１３ｃはほ
ぼ等間隔であり、チップ基板１１の下側の端部に届く状
態にある。本例における磁気センサ１０は、磁気抵抗効
果素子であり、この磁気センサ１０をモータの回転検出
用に用いる場合は、３箇所の電極部１３ａ、１３ｂ、１
３ｃのうち、電極部１３ａが入力端子、電極部１３ｂが
出力端子、電極部１３ｃが接地用端子として用いられ
る。なお、出力端子を２箇所設けて電極部を４箇所形成
した磁気センサであってもよい。

【００１４】このような磁気センサ１０が取り付けられ
る回路基板２０は、フェノールやエポキシ等の樹脂製材
料、あるいは絶縁材を鉄等の金属板上に被膜形成した金
属製基板からなる。回路基板２０上には所定の配線パタ
ーン２２がエッチング工法等により形成され、配線パタ
ーン２２上の大部分には絶縁層２３が成膜されている
が、接続用のランド２１の部分は導体が露出している。
ランド２１は、磁気センサ１０の電極部１３ａ、１３
ｂ、１３ｃと対応する数だけ、ほぼ同じ間隔で形成され
ている。

【００１５】図１（ａ）に示すように、回路基板２０の
ランド２１にはあらかじめクリーム半田３０が塗布され
ている。そして、磁気センサ１０は、図１（ｂ）に示す
ように、その底面１５がランド２１の端部２１ａに覆い
重なるように載置される。すなわち、ランド２１の端部
２１ａが磁気センサ１０の感磁部１２側の面（第１の底
面部）とその背面１４側の面（第２の底面部）との間に
位置するように、磁気センサ１０は取り付けられてい
る。

【００１６】この状態で当該回路基板２０をリフロー炉
（図示せず）の中に通過させることにより、磁気センサ
１０の電極部１３ａ、１３ｂ、１３ｃと回路基板２０の
各ランド２１とはそれぞれ半田３０で接合される。な
お、磁気センサ１０は回路基板２０に対してほぼ垂直に
取り付けられ、この磁気センサ１０と適宜の間隙をおい
て、回転体に設けられた磁気記録媒体４０が配置されて
いる。磁気センサ１０は磁気記録媒体４０の回転に伴っ
て磁界の変化を検知し、回転体の回転情報を出力する。

【００１７】このような磁気センサ１０の取り付け構造
をとることにより、従来技術でみられたような綱引き現
象が生じることなく、磁気センサ１０の背面１４側に半
田３０が集結したり、電極部１３ａ、１３ｂ、１３ｃの
手前のランド２１に半田３０が集結することが防止さ
れ、確実に磁気センサ１０の電極部と回路基板２０上の
ランド２１とを接続することができる。

【００１８】図２（ａ）、（ｂ）は、磁気センサ１０を
回路基板２０のランド２１上に対して、より安定的に取
り付けるための実施形態を示した図であり、図２（ａ）
は断面図、図２（ｂ）は上視図である。

【００１９】図２（ａ）、（ｂ）において、回路基板２
０上には所定の配線パターン２２が形成され、配線パタ
ーン２２上の大部分には、絶縁層２３が成膜されている
が、接続用のランド２１の部分は導体が露出している。
このとき、ランド２１の高さ（厚さ）と絶縁層２３の高
さ（厚さ）とが、ランド２１の端部２１ａを境にして僅
かながら異なって形成される場合がある。仮に、ランド
２１の高さと絶縁層２３の高さとが異なっている状態
で、上記中心線Ｃよりも感磁部１２を有する面側にラン
ド２１の端部２１ａが位置するように、磁気センサ１０
を回路基板２０に単独で載置した場合、ランド２１と磁
気センサ１０の底面１５との接触面積が少なくなり、回
路基板２０に対する、磁気センサ１０の取り付け安定度
（特に垂直度）が悪くなる虞れがある。磁気センサ１０
の出力は、磁気記録媒体４０とのギャップの大小によっ
て大きく変化するものであるので、取り付け安定度が悪
いと精度の良い磁気センサ出力を得ることができなくな
ってしまう。

【００２０】本実施形態においては、磁気センサ１０に
おける感磁部１２を有する面（第１の底面部）とその背
面１４との中間の中心線Ｃよりも背面１４側の面（第２
の底面部）にランド２１の端部２１ａが位置するよう
に、当該磁気センサ１０がランド２１上に載置されてい
る。

【００２１】このような実施形態によれば、磁気センサ
１０を単独で回路基板２０に取り付けたとしても、磁気
センサ１０がランド２１上に安定して配置されて、感磁
部１２を有する面の垂直度が確保され、精度の高い出力
を得ることができる。また、前述の実施形態と同様に、
半田が磁気センサ１０背面１４側や電極部１３の手前側
に集結することはなく、確実に電極部１３とランド２１
とを接続することができる。

【００２２】次に、本発明に関わる別の実施形態を図３
（ａ）、（ｂ）を参照して説明する。図３（ａ）は組み
付け前の分解斜視図、図３（ｂ）は組み付け後の断面図
である。前記実施形態では、磁気センサ１０を回路基板
２０に単独で直付けする例を示したが、この実施形態で
は、磁気センサ１０はホルダ５０に保持された状態で回
路基板２０に取り付けられる。

【００２３】詳述すると、ホルダ５０は、前面側中央に
上端から下端に至る略凹状のセンサ収納部５１を有して
おり、センサ収納部５１の両側に保持部５３、５３が形
成されている。磁気センサ１０は、上記センサ収納部５
１に収納されて、保持部５３、５３によって保持されて
いる。また、ホルダ５０の底面には突状の位置決め部５
２、５２が設けられており、この位置決め部５２、５２
を回路基板２０上の孔もしくは溝である基板位置決め部
２４、２４に係合することにより、ホルダ５０が回路基
板２０に組み付けられると共に、磁気センサ１０が所定
の位置に取り付けられる。この所定の位置とは、先に説
明した実施形態と同様に、磁気センサ１０の底面１５が
回路基板２０上のランド２１の一方の端部２１ａに覆い
重なるような位置のことをいう。すなわち、ランド２１
の端部２１ａが磁気センサ１０の感磁部１２側の面（第
１の底面部）とその背面１４側の面（第２の底面部）と
の間に位置するように、磁気センサ１０は取り付けられ
る。そして、磁気センサ１０の電極部１３ａ、１３ｂ、
１３ｃと各ランド２１はそれぞれ半田３０で接合され
る。

【００２４】このような構成によれば、ホルダ５０の位
置決め部５２、５２と基板位置決め部２４、２４とを係
合させるだけで、磁気センサ１０の底面１５がランド２
１の端部２１ａに覆い重なる所定の位置に極めて容易に
載置することができる。

【００２５】なお、磁気センサ１０は、その底面１５が
回路基板２０のランド２１と当接せずに、ランド２１か
ら離間した状態でホルダ５０に保持されていて、電極部
１３ａ、１３ｂ、１３ｃと各ランド２１がそれぞれ半田
３０で接合されている。こうすることにより、磁気セン
サ１０を回路基板２０に対して取り付ける際に、半田３
０が磁気センサ１０で押されても、半田３０が広がって
隣接するランド２１に及ぶことがなく、半田３０どうし
の短絡を解消することが可能となる。

【００２６】以上、本発明者によってなされた発明を各
実施形態に基づき具体的に説明したが、本発明は上記各
実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱し
ない範囲で種々変形可能であるというのは言うまでもな
く、例えば上記実施形態においては、磁気センサ１０と
して磁気抵抗効果素子を例に挙げたが、チップ基板上に
ホール効果素子を形成したホール素子チップにも本発明
は適用可能である。

【００２７】また、上記各実施形態において、回路基板
２０上に形成されたランド２１から磁気センサ１０の感
磁部１２を有する面の側に配線パタ−ンが延出された構
造のものを示したが、配線パタ−ンが磁気センサ１０の
背面１４側に延出されたものであってもよい。すなわ
ち、例えば図２（ｂ）において、ランド２１から配線パ
タ−ンが図示右側に延出された場合にも本発明に適用さ
れる。ただし、この場合のランド２１の端部２１ａは導
体部分と絶縁層との境界部分に相当し、この端部２１ａ
上に磁気センサ１０の底面１５が覆い重なるように載置
される。

【００２８】さらに、配線パタ−ンが磁気センサ１０の
感磁部１２を有する面の側およびその背面１４側に交互
に延出されたものであってもよい。すなわち、例えば図
２（ｂ）において、電極部１３ａと電極部１３ｃにそれ
ぞれ接続されるランド２１からは配線パタ−ンが図示左
側に延出され、電極部１３ｂに接続されるランド２１か
らは配線パタ−ンが図示右側に延出されるものであって
もよい。この場合においても、各ランドの一方の端部２
１ａ上には磁気センサ１０の底面１５が覆い重なるよう
に載置される。

【００２９】

【発明の効果】以上述べたように、本発明の磁気センサ
の取付け構造によれば、磁気センサの底面が回路基板の
ランドの端片に覆い重なるように載置されて、磁気セン
サの電極部とランドとが接続されるので、従来技術でみ
られたような綱引き現象が生じることなく、磁気センサ
の背面側に半田が集結したり、電極部の手前のランドに
半田が集結することが防止され、確実に磁気センサの電
極部と回路基板上のランドとを接続することができる。

【００３０】また、磁気センサを単独で回路基板に取り
付けた場合であっても、磁気センサがランド上に安定し
て配置されて、感磁部を有する面の垂直度が確保され、
精度の高い出力を得ることができる。

【００３１】さらに、磁気センサを保持するホルダの位
置決め部と基板位置決め部とを係合させることにより、
磁気センサの底面が所望の位置に位置するように容易に
載置することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態を表したものであり、
（ａ）は、磁気センサを回路基板に取り付ける直前の状
態を示す断面図、（ｂ）は、取付け後の状態を示す断面
図、（ｃ）は、磁気センサ単体の斜視図である。

【図２】本発明の一実施形態を表したものであり、
（ａ）は断面図、（ｂ）は上視図である。

【図３】本発明に関わる別の実施形態を表したものであ
り、（ａ）は組み付け前の分解斜視図、（ｂ）は組み付
け後の断面図である。

【図４】従来の磁気センサの取付け構造を示す断面図で
ある。

【図５】同上磁気センサの取付け構造を示す断面図であ
り、（ａ）は取り付ける直前の状態を示す断面図、
（ｂ）は、取り付け後の状態を示す断面図である。

【図６】同上磁気センサの取付け構造を示す断面図であ
り、（ａ）は取り付ける直前の状態を示す断面図、
（ｂ）は、取り付け後の状態を示す断面図である。

【符号の説明】

１０ 磁気センサ １１ チップ基板 １２ 感磁部 １３ａ，１３ｂ，１３ｃ 電極部 １４ 背面 １５ 底面 ２０ 回路基板 ２１ ランド ２１ａ ランドの端部 ２４ 基板位置決め部 ３０ 半田 ４０ 磁気記録媒体 ５０ ホルダ ５２ 位置決め部

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 絶縁性のチップ基板上に形成された感磁
   部と、該感磁部に接続された半田接合用の電極部とを備
   え、上記感磁部と電極部は、磁気媒体に対して対向する
   ように上記チップ基板の一面に形成された磁気センサ
   を、回路基板上に形成されたランドに半田で接続してな
   る磁気センサの取付け構造において、 上記磁気センサは、上記ランドの端部が、上記感磁部と
   電極部とが形成された面側の第１の底面部と、上記感磁
   部と電極部とが形成された面とは逆側の背面側の第２の
   底面部との間に位置するように載置されて、上記第１の
   底面部のみが上記ランドに接続されていることを特徴と
   する磁気センサの取付け構造。
2. 【請求項２】 請求項１記載の磁気センサの取付け構造
   において、 上記磁気センサにおける感磁部を有する面とその背面と
   の中間よりも背面側に上記ランドの端部が位置するよう
   に、当該磁気センサを上記ランド上に載置したことを特
   徴とする磁気センサの取付け構造。
3. 【請求項３】 請求項１または２記載の磁気センサの取
   付け構造において、 位置決め部を有するホルダで上記磁気センサを保持する
   と共に、該ホルダの位置決め部と上記ランドの近傍に形
   成された基板位置決め部とを係合してなることを特徴と
   する磁気センサの取付け構造。