JP4835218B2 - センサ装置 - Google Patents

Description

本発明は、回転速度や加速度の検出に用いられるセンサ装置に関するものである。

周知のように、車両には多くのセンサが搭載されており、これらセンサを通じて車両制御に必要とされる各種情報が検出される。そして、このようなセンサのなかに、各種回転体の回転速度や回転角度等の検出に用いられる回転センサや車両に生じる各種加速度の検出に用いられる加速度センサがある。このうち、回転センサとしては、回転体の回転に追従した例えば磁気抵抗素子の抵抗値変化を利用して同回転体の回転態様を検出するものが知られており、車載エンジンの回転速度検出や車輪回転速度（車輪速）などに広く用いられている。ちなみに、この回転センサが車輪速の検出に用いられる場合には通常、車輪の近傍に配設されて車輪軸と一体回転可能に設けられたロータの回転を検出する態様で設けられることとなる（例えば特許文献１参照）。

一方、上記加速度センサとしては、例えば静電容量式、歪ゲージ式（ピエゾ抵抗式）、圧電式などのものが知られており、例えば車両の上下方向や前後方向における加速度の検出に広く用いられている。そして、この検出された加速度は、例えば車両のブレーキ制御やエアバッグ制御、あるいはサスペンション制御等に使用される。なお、この加速度センサが特に車両のサスペンション制御に用いられる場合には、同サスペンション制御において必要とされる情報である車両のばたつきを示す情報をモニタするために用いられることもあり、この場合には加速度センサも通常、車輪の近傍に配設されることとなる。
特開平７−３３３２３６号公報

ところで、上述した車輪速を検出するための回転センサや車両のばたつきをモニタするための加速度センサを用いる場合、これらのセンサは共に車輪の近傍に配設されることから、配線の取り回し等を考慮すると、これら両センサを可能な限り近接して配設することが望ましい。しかし、これら回転センサや加速度センサはいずれもそれぞれが単独のアッセンブリ（構造体）として形成されている上に、その取り付け態様も異なるため、車輪近傍という限られた配設スペースの中でこれら両センサを近接して配設することは難しく、結局は、それらセンサの取り付けに関する自由度が大きく制限されることともなっている。

なお、上記車輪速の検出に用いられる回転センサや車両のばたつきのモニタに用いられる加速度センサに限らず、それら２種のセンサを近接して設けようとする場合には、多かれ少なかれ、こうした取り付けに関する自由度の制限は避けられない実情にある。

本発明はこうした実情に鑑みなされたものであって、その目的は、特に回転センサと加速度センサとの配設に関して、限られたスペース内での取り付けにかかる自由度を大幅に高めることのできるセンサ装置を提供することにある。

こうした目的を達成するため、磁気抵抗素子を有する第１のセンサチップと、加速度検知素子を有する第２のセンサチップと、これら第１及び第２のセンサチップが実装されるリードフレームと、前記第１のセンサチップの前記磁気抵抗素子にバイアス磁界を付与する磁石とを備える構成とするとともに、少なくとも前記第１及び第２のセンサチップは外部雰囲気と遮断すべく密閉されたハウジング内に配設し、前記第１のセンサチップの近傍にてロータが回転するときに前記バイアス磁界と協働して生じる磁気ベクトルの変化を前記磁気抵抗素子の抵抗値変化として感知して前記ロータの回転態様を検出するとともに、前記ハウジングに作用する加速度を前記第２のセンサチップに設けられた前記加速度検知素子を通じて併せて検出するセンサ装置として、請求項１に記載の発明では、前記ハウジングを、非磁性材料からなる有底筒状のカバー部材と、絶縁性材料からなってこのカバー部材の開口端を塞ぐ蓋材とを有するものとして構成し、このうち、該蓋材を、前記カバー部材の内方に突出する態様で延設されて前記リードフレーム及び前記第１及び第２のセンサチップの実装面が一体に形成された板状の舌部を有して且つ、前記リードフレームのうちのターミナルとして兼用されるリード部が同蓋材の裏面から導出された構造体として形成し、さらに、前記磁石を中空部を有する筒状に形成して前記ハウジングの内底面に配設し、少なくとも前記第１のセンサチップを蓋材構造体を形成する前記舌部の先端側に実装した状態で前記磁石の中空部内に収容するように前記ハウジング内に配設するとともに、前記舌部の先端面を、前記カバー部材の内底面に接着固定する構造とした。
また、請求項２に記載の発明では、前記ハウジングを、非磁性材料からなる有底筒状のカバー部材と、絶縁性材料からなってこのカバー部材の開口端を塞ぐ蓋材とを有するものとして構成し、このうち、該蓋材を、前記カバー部材の内方に突出する態様で延設されて前記リードフレーム及び前記第１及び第２のセンサチップの実装面が一体に形成された板状の舌部を有して且つ、前記リードフレームのうちのターミナルとして兼用されるリード部が同蓋材の裏面から導出された構造体として形成し、さらに、前記磁石をこの蓋材構造体を形成する前記舌部の前記リードフレーム及び前記第１のセンサチップの実装面が設けられた面の裏面に配設し、前記第１及び第２のセンサチップを蓋材構造体を形成する前記舌部に実装した状態で前記ハウジング内に配設するとともに、前記舌部の先端面を、前記カバー部材の内底面に接着固定する構造とした。
また、請求項３に記載の発明では、前記ハウジングを、非磁性材料からなる有底筒状の
カバー部材と、絶縁性材料からなってこのカバー部材の開口端を塞ぐ蓋材とを有するものとして構成し、このうち、該蓋材を、前記カバー部材の内方に突出する態様で延設されて前記リードフレーム及び前記第１及び第２のセンサチップの実装面が一体に形成された板状の舌部を有して且つ、前記リードフレームのうちのターミナルとして兼用されるリード部が同蓋材の裏面から導出された構造体として形成し、さらに、前記磁石を中空部を有する筒状に形成して前記ハウジングに外嵌し、少なくとも前記第１のセンサチップを蓋材構造体を形成する前記舌部の先端側に実装した状態で前記ハウジング内に配設するとともに、前記舌部の先端面を、前記カバー部材の内底面に接着固定する構造とした。

上記構成によれば、磁気抵抗素子を有する第１のセンサチップ及び加速度検知素子を有する第２のセンサチップが上記ハウジング内に配設されて１つにまとめられるため、当該センサ装置の配設にかかるスペースがセンサ１つ分のスペースで済むこととなり、限られたスペース内での取り付けにかかる自由度を大幅に高めることができるようになる。
また、上記第１のセンサチップ及び第２のセンサチップの実装された上記蓋材構造体を上記カバー部材に組み付けることで、簡便に、これら第１及び第２のセンサチップを外部雰囲気と遮断しつつ、上記ハウジング内に密閉するかたちで配設することができるようになる。また、特に請求項２に記載の構造では、磁石が小型化されるため、当該センサ装置の小型化を図ることもできるようになる。
さらに、蓋材構造体を形成する舌部の先端面を、カバー部材の内底面に接着固定することにより、上記舌部の剛性を高めることができるようになる。また、上記第１及び第２のセンサチップが実装される上記舌部の振動が抑えられるため、振動による上記第１及び第２のセンサチップのセンシング特性への影響が好適に抑えられるようになる。

また、請求項１〜３に記載のセンサ装置において、例えば請求項４に記載の発明では、少なくとも前記第１のセンサチップを、前記リードフレームの実装面にベアチップの状態で実装し、給電に用いられるリードフレーム部分を前記第１及び第２のセンサチップによって共用することとした。

このような構成によれば、少なくとも上記第１のセンサチップは上記リードフレームの実装面にベアチップの状態で、すなわち樹脂モールド等を施さない状態で実装されることとなるため、上記第２のセンサチップと一括して実装することが可能となる。しかもこの場合、上記第１のセンサチップ（正確には磁気抵抗素子）を、上記磁石の内壁或いは先端部などの磁力のより強い部分に近づけることが可能となり、磁気抵抗素子に対しより強いバイアス磁界を付与することができるようになる。また、給電に用いられる上記リードフレーム部分が第１及び第２のセンサチップによって共用されることにより、必要となるリードフレームが最小限に抑えられるため、当該センサ装置の小型化を図ることができるようになる。

ところで、前記磁石の側内壁部或いは先端部は、前記第１のセンサチップ（正確には磁気抵抗素子）に対し、その他の部分に比してより強いバイアス磁界を付与することが可能な部分である。したがって、前記第１のセンサチップに対しより強いバイアス磁界を付与する、すなわち、前記磁気抵抗素子の抵抗値変化を大きくするためには、前記第１のセンサチップを前記磁石の側内壁部或いは先端部により近づけることが望ましい。しかしながら、例えば前記磁気抵抗素子が前記舌部の端部に位置するように前記第１のセンサチップを配置することで前記磁石の側内壁部或いは先端部との距離を縮めようとすれば、前記第1のセンサチップのサイズを前記舌部の幅に合わせる必要があり、該第１のセンサチップのチップサイズが拡大し、ひいては歩留まりを低下させるおそれがある。

その点、請求項１〜４のいずれかに記載のセンサ装置において、例えば請求項５に記載の発明によるように、前記蓋材構造体を形成する前記舌部の先端部の幅を、同舌部の基端部よりも狭く形成することとすれば、前記第１のセンサチップのチップサイズを拡大することなく、第１のセンサチップと前記磁石の側内壁部或いは先端部との距離を縮めることが可能となる。すなわち、第１のセンサチップにかかる歩留まりの低下を抑制しつつ前記磁気抵抗素子の抵抗値変化を大きくすることができ、ひいては、前記ロータの回転態様にかかわる検出精度を向上させることが可能となる。なお、上記請求項１及び上記請求項３の発明の構成と併用することとすれば、上述の効果がより顕著なものとなる。

また、前記蓋材構造体を形成する前記舌部に対し、前記リードフレーム及び前記第１及び第２のセンサチップを実装する際には、マウント設備を利用することから、これらに実装には高い位置決め精度が要求される。

その点、請求項１〜５のいずれかに記載のセンサ装置において、例えば請求項６に記載の発明によるように、前記蓋材構造体を形成する前記舌部の前記リードフレーム及び前記第１及び第２のセンサチップの実装面が設けられる面に、基準位置を示すアライメントマークを形成することとすれば、該アライメントマークを基準とすることで、前記リードフレーム及び前記第１及び第２のセンサチップの前記マウント設備上での位置決めを高い精度をもって行うことができ、前記舌部への実装を容易に行うことができるようになる。

なお、上記アライメントマークとしては、例えば請求項７に記載の発明によるように、それらの中心同士を互いに結ぶ仮想的な線分である中心線が前記蓋材の表面に対し平行となるかたちで形成される２つの貫通孔を採用することができる。

また、請求項１〜７のいずれかに記載のセンサ装置において、例えば請求項８に記載の発明によるように、前記第１及び第２のセンサチップを、一方に他方が積み上げられたスタック構造をもって前記リードフレームの実装面に実装することにより、上記ハウジング内のスペースを有効に利用して当該センサ装置の小型化を図ることができるようになる。

また、請求項１〜７のいずれかに記載のセンサ装置において、例えば請求項９に記載の発明によるように、前記第１及び第２のセンサチップの双方を前記リードフレームの実装面にベアチップの状態で実装することにより、セラミックパッケージ等で密閉されることの多い上記第２のセンサチップについてもベアチップの状態で配設することができるようになる。

また、請求項１〜９のいずれかに記載のセンサ装置において、例えば請求項１０に記載の発明によるように、前記第１及び第２のセンサチップの処理回路部分を分離して共通化した処理回路チップをさらに備える構成とし、該処理回路チップを前記第１及び第２のセンサチップと共に前記リードフレームの実装面に実装することにより、上記第１のセンサチップ及び第２のセンサチップの処理回路として共通する部分を上記処理回路チップにおいて共有することが可能となり、センサ装置のさらなる小型化を図ることができるようになる。

（第１の実施の形態）
以下、本発明にかかるセンサ装置の第１の実施の形態について図１〜図４を参照して説明する。

図１は、本実施の形態のセンサ装置についてその全体構造を示すものである。この図１に示すように、このセンサ装置は、大きくは、磁気抵抗素子を有する第１のセンサチップ１０、加速度検知素子を有する第２のセンサチップ２０、磁石３０、カバー部材４０、蓋材５０、及びリードフレーム６０を備えて構成されている。

上記第１のセンサチップ１０は、磁気抵抗素子ＭＲＥ１〜ＭＲＥ４により構成される磁気抵抗素子対１および２を有しており、これら磁気抵抗素子対１および２により検出される信号の差動増幅や２値化などの各種処理を行う処理回路とともに集積回路化されている。なお、磁気抵抗素子対１および２を通じた回転検出の態様は周知であるため、その詳しい説明は割愛する。

また、上記第２のセンサチップ２０は、例えば歪ゲージ式（ピエゾ抵抗式）の加速度検知素子を有するものであり、この加速度検知素子により検出される信号の各種処理を行う処理回路とともに集積回路化されてセラミックパッケージ内に収容されている。なお、この第２のセンサチップ２０としては、歪ゲージ式の他に、静電容量式や圧電式の加速度検知素子を有するものを用いることができる。また、これら歪ゲージ式、静電容量式、圧電式の加速度検知素子を通じた加速度の検出態様は周知であるため、その詳細な説明は割愛することとする。

また、上記磁石３０は、中空部を有する筒状からなり、有底筒状に形成された上記カバー部材４０の底部に配設されている。上記磁石３０は、中空部内に収容される上記第１のセンサチップ１０に対して適宜のバイアス磁界を付与するものであり、これにより、ロータ回転時にこのバイアス磁界と協働して生じる磁気ベクトルの変化が上記磁気抵抗素子ＭＲＥ１〜ＭＲＥ４の抵抗値変化として感知されてロータの回転態様が検出されるようになる。なお、上記カバー部材４０は樹脂やセラミック等の非磁性材料により構成されている。

また、上記蓋材５０は、略円板形状に形成されており、例えば樹脂やセラミック等の非磁性で且つ、絶縁性材料によって構成されている。また、この蓋材５０は、上記カバー部材４０の内方に突出する態様で延設されて且つ、上記リードフレーム６０が一体に形成された板状の舌部５１を有するとともに、リードフレーム６０のリード部６１がＧＮＤ（接地）端子Ｔ１、出力端子Ｔ２、Ｔ３、及び給電端子Ｔ４として同蓋材５０の裏面から導出された蓋材構造体として構成されている。上記舌部５１における上記第１のセンサチップ１０及び第２のセンサチップ２０の実装面には、上記第１のセンサチップ１０及び第２のセンサチップ２０が実装されており、これらセンサチップ１０及び２０が上記カバー部材４０及び蓋材５０からなるハウジングに密閉されて外部と遮断されている。なお、上記第１のセンサチップ１０は、ベアチップの状態で実装されている。

図２は、蓋材構造体の平面構造を示すものである。この図２に示すように、上記第１のセンサチップ１０は、上記舌部５１の先端部に実装されている。この第１のセンサチップ１０は、実装面と反対側の面に接地電極ＧＮＤ、出力電極Ｏｕｔ、及び給電電極Ｖｃｃを備え、これら電極が上記ボンディングワイヤＷを介してリードフレーム６０の上記ＧＮＤ端子Ｔ１、出力端子Ｔ３、及び給電端子Ｔ４と電気的に接続されている。また、上記第２のセンサチップ２０は、実装面に接地電極ＧＮＤ、出力電極Ｏｕｔ、及び給電電極Ｖｃｃを備え、これら電極が上記リードフレーム６０に直接接続されるかたちで実装されており、これら電極がリードフレーム６０の上記ＧＮＤ端子Ｔ１、出力端子Ｔ２、及び給電端子Ｔ４と電気的に接続されている。なお、上記ＧＮＤ端子Ｔ１及び給電端子Ｔ４は、上記第１のセンサチップ１０と第２のセンサチップ２０とで共用されている。

また、上記蓋材５０は、上記カバー部材４０に嵌合する外周部分に沿って突条５２を備えており、この突条５２と上記カバー部材４０の内周面とが、例えばエポキシ系接着剤やシリコン系接着剤により固定されている。

図３は、センサ装置の断面構造を示すものである。この図３に示すように、上記蓋材構造体が上記カバー部材４０と一体に組み付けられており、上記舌部５１の先端部に実装されている第１のセンサチップ１０が上記磁石３０の中空部内に収容されている。上記舌部５１の先端面は、上記カバー部材４０の内底面に対して例えばエポキシ系接着剤やシリコン接着剤により固定されている。また、上記リードフレーム６０では、ターミナルとして兼用される上記リード部６１の剛性を確保すべく、同リード部６１が他の部分に比べて厚く形成されている。なお、リード部６１の剛性を確保すべく、同リード部６１の幅を広く形成することも有効である。

次に、本実施の形態のセンサ装置の製造方法について図４を参照して説明する。
図４に示すように、本実施の形態のセンサ装置を製造するにあたっては、まず、有底筒状に形成したカバー部材４０の内底面に筒状の磁石３０を配設する。次に、舌部５１に上記第１のセンサチップ１０及び第２のセンサチップ２０が実装された蓋材構造体を、上記カバー部材４０に組み付ける。このとき、上記蓋材５０の突条５２に接着剤を塗布するとともに、上記舌部５１の先端面にも接着剤を塗布して上記蓋材構造体をカバー部材４０に組み付ける。これにより、上記舌部５１の先端面が上記カバー部材４０の内底面に接着固定されるとともに、上記蓋材５０の突条５２が上記カバー部材４０に接着固定される。これにより、本実施の形態のセンサ装置が製造される。

以上説明した第１の実施の形態によれば、以下に列記する効果が得られるようになる。
（１）上記第１のセンサチップ１０及び第２のセンサチップ２０を、外部雰囲気と遮断すべく密閉されたカバー部材４０及び蓋材５０により形成されるハウジング内に配設することとした。これにより、上記第１のセンサチップ１０及び第２のセンサチップ２０が上記ハウジング内に配設されて１つにまとめられるため、当該センサ装置の配設にかかるスペースがセンサ１つ分のスペースで済むこととなり、限られたスペース内での取り付けにかかる自由度を大幅に高めることができるようになる。

（２）上記第１のセンサチップ１０を、上記リードフレーム６０の実装面にベアチップの状態で実装し、上記リードフレーム６０のＧＮＤ端子Ｔ１及び給電端子Ｔ４を上記第１のセンサチップ１０及び第２のセンサチップ２０によって共用することとした。これにより、上記第１のセンサチップ１０は樹脂モールド等の施されない状態で実装されるため、上記第２のセンサチップ２０と一括して上記舌部５１に実装することが可能となる。また、ＧＮＤ端子Ｔ１及び給電端子Ｔ４を共用することにより、上記第１のセンサチップ１０及び第２のセンサチップ２０の実装にあたって必要となるリードフレーム６０が最小限に抑えられるため、当該センサ装置の小型化を図ることができるようになる。

（３）上記蓋材５０を、上記リードフレーム６０が一体に形成された板状の舌部５１を有して且つ、上記リードフレーム６０のリード部６１が同蓋材５０の裏面から導出された蓋材構造体として形成した。このため、上記第１のセンサチップ１０及び第２のセンサチップ２０が実装された蓋材構造体を上記カバー部材４０に組み付けることで、簡便に上記第１のセンサチップ１０及び第２のセンサチップ２０を外部雰囲気と遮断すべく密閉したかたちで配設することができるようになる。

（４）上記舌部５１の先端面を上記カバー部材４０の内底面に接着固定することとしたため、上記舌部５１の剛性を高めることができる。またこれにより、上記第１のセンサチップ１０及び第２のセンサチップ２０が実装される上記舌部５１の振動が抑えられるようになるため、振動による上記第１のセンサチップ１０及び第２のセンサチップ２０のセンシング特性への影響が好適に抑えられるようになる。
（第２の実施の形態）
次に、本発明にかかるセンサ装置の第２の実施の形態について、図５及び図６を参照して、先の第１の実施の形態との相違点について説明する。なお、図５は、本実施の形態の蓋材構造体についてその全体構造を平面方向から示したものであり、図６は、同実施の形態の断面構造を側面方向から示したものである。また、これら図５及び図６において、先の図１〜図４に示した要素と同一の要素にはそれぞれ同一の符号を付して示し、それら各要素についての重複する説明は割愛する。

本実施の形態のセンサ装置も、基本的には、先の図１〜図４に示した第１の実施の形態に準じた構成となっている。ただし、本実施の形態では、上記蓋材構造体を形成する舌部の先端部の幅を同舌部の基端部よりも狭く形成するとともに、同舌部の上記リードフレーム及び上記第１及び第２のセンサチップの実装面が設けられる面に、基準位置を示すアライメントマークを形成するようにしている。

第１のセンサチップ１０ａは、図５に示すように、上記舌部５１ａの先端部に実装されている。そしてこの第１のセンサチップ１０ａは、実装面と反対側の面に接地電極ＧＮＤ、出力電極Ｏｕｔ、及び給電電極Ｖｃｃを備え、これら電極が上記ボンディングワイヤＷ１を介して第２のセンサチップ２０ａに電気的に接続されている。

一方、第２のセンサチップ２０ａは、図５に示すように、上記舌部５１ａの第１のセンサチップ１０ａよりも基端側に実装されている。そしてこの第２のセンサチップ２０ａは、実装面と反対側の面に接地電極ＧＮＤ、出力電極Ｏｕｔ２、出力電極Ｏｕｔ１、及び給電電極Ｖｃｃを備え、これら電極が上記ボンディングワイヤＷ２を介してリードフレーム６０の上記ＧＮＤ端子Ｔ１、出力端子Ｔ３、出力端子Ｔ２、及び給電端子Ｔ４とそれぞれ電気的に接続されている。すなわち、これら上記各端子Ｔ１〜Ｔ４は、上記第１のセンサチップ１０ａ及び第２のセンサチップ２０ａにより共用されている。ちなみに、第２のセンサチップ２０ａの出力電極Ｏｕｔ１は、上記第１のセンサチップ１０ａからボンディングワイヤＷ１を介して取り込んだ同センサチップ１０ａの出力信号に対し適宜の処理を施して出力する電極であり、第２のセンサチップ２０ａの出力電極Ｏｕｔ２は、該第２のセンサチップ２０ａの出力信号を出力する電極である。

また、図６に示すように、上記蓋材構造体は上記カバー部材４０と一体に組み付けられており、上記舌部５１ａの先端部に実装されている第１のセンサチップ１０ａが上記磁石３０ａの中空部内に収容されている。そして、上記カバー部材４０は、同図６に示すように、舌部導出面５３と例えば超音波溶着により固定されている。

ところで、上記蓋材構造体を形成する上記舌部５１ａに対し、上記リードフレーム６０、上記第1のセンサチップ１０ａ及び第２のセンサチップ２０ａを実装する際には、マウント設備を利用することから、これらの実装には高い位置決め精度が要求される。

その点、上記蓋材構造体を形成する上記舌部５１ａの上記リードフレーム６０、上記第1のセンサチップ１０ａ及び第２のセンサチップ２０ａの実装面が設けられる面には、基準位置を示すアライメントマークとして、２つの貫通孔Ａｈ１及びＡｈ２が上記第２のセンサチップ２０ａの両側方に形成されている。具体的には、図５に示すように、これら貫通孔Ａｈ１及びＡｈ２の中心Ｃ１及びＣ２同士を互いに結ぶ仮想的な線分である中心線「Ｃ１−Ｃ２」が、上記蓋材５０の表面に対して平行となるかたちで形成されている。これにより、これら貫通孔Ａｈ１及びＡｈ２を基準とすることで、上記リードフレーム及び上記第1及び第２のセンサチップ１０ａ、２０ａの上記ダイマウント設備上での位置決めを高い精度をもって行うことができ、上記舌部５１ａへの実装を容易に行うことができるようになる。

また、磁石３０ａの側内壁部或いは先端部は、上記第１のセンサチップ１０ａ、正確には磁気抵抗素子ＭＲＥ１〜ＭＲＥ４（図示略）に対し、その他の部分に比してより強いバイアス磁界を付与することが可能な部分である。したがって、上記第１のセンサチップ１０ａに対しより強いバイアス磁界を付与する、すなわち、図示しない磁気抵抗素子ＭＲＥ１〜ＭＲＥ４の抵抗値変化を大きくするためには、上記第１のセンサチップ１０ａを上記磁石３０ａの側内壁部或いは先端部により近づけることが望ましい。

その点、上記舌部５１ａの先端部は、先の図５に示すように、その幅Ｗｄ２が同舌部５１ａの基端部の幅Ｗｄ１よりも狭く形成されている。これにより、上記第1のセンサチップ１０ａのチップサイズを拡大することなく、第1のセンサチップ１０ａと上記磁石３０ａの側内壁或いは先端部との距離を縮めることが可能となる。すなわち、第１のセンサチップ１０ａにかかる歩留まりの低下を抑制しつつ上記磁気抵抗素子ＭＲＥ１〜ＭＲＥ４の抵抗値変化を大きくすることができ、ひいては、図示しないロータの回転態様にかかわる検出精度を向上させることが可能となる。

図７（ａ）は、以上のように構成されたセンサ装置について、上記第1のセンサチップ１０ａ及び磁石３０ａの配設態様を正面方向から模式的に示したものである。また、図７（ｂ）は、上記第1のセンサチップ１０ａがモールド樹脂Ｍｄによって樹脂モールドされた従来のセンサ装置について、上記第1のセンサチップ１１０及び磁石１３０の配設態様を正面方向から模式的に示したものである。

同図７（ａ）に示すように、本実施の形態では、上記第1のセンサチップ１０ａが上記舌部５１ａ上にベアチップの状態で実装されているため、上記第1のセンサチップ１０ａと磁石３０ａの側内壁部とは距離「Ｗｐ」だけ離間されて配設されている。一方、図７（ｂ）に示すように、上記従来のセンサ装置では、上記第1のセンサチップ１１０がモールド樹脂Ｍｄによりリードフレーム１６０に樹脂モールドされて実装されているため、上記第1のセンサチップ１１０と磁石１３０の側内壁部とは距離「Ｗｈ」だけ離間されて配設されている。

詳しくは、同図７（ｂ）に示すように、従来のセンサ装置では、上記第1のセンサチップ１１０と磁石１３０の側内壁部との距離「Ｗｈ」は、モールド樹脂Ｍｄを最も薄くした場合において「０．５５［ｍｍ］」である一方、本実施の形態のセンサ装置では、同図７（ａ）に示すように、上記第1のセンサチップ１０ａと磁石３０ａの側内壁部との距離「Ｗｐ」は、「０．２０±０．０５［ｍｍ］」となることが発明者らによって確認されている。すなわち、これら図７（ａ）及び（ｂ）の対比からも明らかなように、本実施の形態のセンサ装置によれば、上記第1のセンサチップ１０ａがモールド樹脂にて覆われない分、従来のセンサ装置に比して、上記第1のセンサチップ１０ａを磁石３０ａの側内壁部へより近づけることができるようになる。

さらに、上記磁石１３０の側内壁部から上記第1のセンサチップ１１０（正確には内部の磁気抵抗素子ＭＲＥ１〜ＭＲＥ４）までの距離と磁気触れ角との関係を図８（ａ）に、上記磁石３０ａの先端部から上記第1のセンサチップ１０ａ（これも正確には内部の磁気抵抗素子ＭＲＥ１〜ＭＲＥ４）までの距離と磁気触れ角との関係を図８（ｂ）にそれぞれ示す。

同図８（ａ）に示すように、点「Ｂ１」は、従来のセンサ装置における第1のセンサチップ１１０と磁石１３０の側内壁部との上記距離「Ｗｈ」に相当するものを示しており、このときの磁気触れ角はおおよそ「１．８［度］」である。一方、同図８（ａ）において点「Ａ１」は、本実施の形態における第1のセンサチップ１０ａと磁石３０ａの側内壁部との上記距離「Ｗｐ」に相当するものを示しており、このときの磁気触れ角はおおよそ「２．９［度］」である。

同図８（ｂ）に示すように、点「Ｂ２」は、従来のセンサ装置における第1のセンサチップ１１０と磁石１３０の先端部との距離に相当するものを示しており、このときの磁気触れ角はおおよそ「１．２［度］」である。一方、同図８（ｂ）において点「Ａ２」は、本実施の形態における第1のセンサチップ１０ａと磁石３０ａの先端部との距離に相当するものを示しており、このときの磁気触れ角はおおよそ「２．０［度］」である。

このように、上記第1のセンサチップ１０ａを磁石３０ａの側内壁部、或いは先端部へより近づけることで、第1のセンサチップ１０ａに対してより強いバイアス磁界を磁石３０ａから付与することができ、ひいては磁気抵抗素子ＭＲＥ１〜ＭＲＥ４にて検出される磁気ベクトルの触れ角も大きくなる。

以上説明した第２の実施の形態によれば、先の第１の実施の形態の上記（１）〜（４）に準じた効果に加え、新たに以下に列記する効果が得られるようになる。
（５）上記蓋材構造体を形成する舌部５１ａの先端部の幅Ｗｄ２を、同舌部５１ａの基端部の幅Ｗｄ１よりも狭く形成することとした。これにより、上記第1のセンサチップ１０ａのチップサイズを拡大することなく、第1のセンサチップ１０ａと上記磁石３０ａの側内壁或いは先端部との距離を縮めることが可能となる。すなわち、第１のセンサチップ１０ａにかかる歩留まりの低下を抑制しつつ上記磁気抵抗素子ＭＲＥ１〜ＭＲＥ４の抵抗値変化を大きくすることができ、ひいては、図示しないロータの回転態様にかかわる検出精度を向上させることが可能となる。

（６）上記蓋材構造体を形成する上記舌部５１ａの上記リードフレーム６０及び上記第１及び第２のセンサチップ１０ａ及び２０ａの実装面が設けられる面に、基準位置を示すアライメントマークとして、２つの貫通孔Ａｈ１及びＡｈ２を上記第２のセンサチップ２０ａの両側方に形成することとした。これにより、アライメントマークとしての２つの貫通孔Ａｈ１及びＡｈ２を基準とすることで、上記リードフレーム６０及び前記第１及び第２のセンサチップ１０ａ及び２０ａを精度良く上記舌部５１ａに容易に実装することができるようになる。

なお、上記第２の実施の形態は以下のように変更して実施することもできる。
・上記第２の実施の形態では、上記蓋材構造体を形成する上記舌部５１ａの上記リードフレーム６０及び上記第１及び第２のセンサチップ１０ａ及び２０ａの実装面が設けられる面に、基準位置を示すアライメントマークとして、２つの貫通孔Ａｈ１及びＡｈ２を上記第２のセンサチップ２０ａの両側方に形成することとした。これら貫通孔を形成する位置及び数については任意であり、上記舌部５１ａの上記実装面に形成されていればよい。

・そうしたアライメントマークについても、貫通孔を採用しなくともよい。要は、リードフレーム６０及び上記第１及び第２のセンサチップ１０ａ及び２０ａを実装する際に、位置決めのための基準が上記舌部５１ａに形成されていればよい。
（他の実施の形態）
その他、上記各実施の形態に共通して変更可能な要素としては、以下のようなものがある。

・上記各実施の形態では、第１のセンサチップ１０、１０ａ及び第２のセンサチップ２０、２０ａの各電極と上記リードフレーム６０の各端子Ｔ１〜Ｔ４を、先の図２及び図５に示すかたちで電気的に接続することとしたが、上記第１のセンサチップ１０、１０ａ及び第２のセンサチップ２０、２０ａの電極構造や各端子Ｔ１〜Ｔ４の取り回し等を考慮して、これらの接続態様は適宜変更してもよい。例えば図９（ａ）に示すように、上記第１のセンサチップ１０（１０ａ）や第２のセンサチップ２０（２０ａ）の電極構造に応じて、上記第１のセンサチップ１０（１０ａ）の出力端子Ｔ３と給電端子Ｔ４との位置を入れ替えてもよい。また、図９（ｂ）に示すように、上記ＧＮＤ端子Ｔ１及び給電端子Ｔ４に対応するリードフレーム６０の部分を第２のセンサチップ２０（２０ａ）の内部を介さずに延設するようにしてもよい。

・上記各実施の形態では、上記第１のセンサチップ１０、１０ａ及び第２のセンサチップ２０、２０ａとして、磁気抵抗素子や加速度検知素子とともに、差動増幅や２値化等の各種処理を行う処理回路が一体に集積回路化されたものついて示した。これに代えて、こうした処理回路部分を分離して共通化した処理回路チップをさらに備える構成とし、この処理回路チップが上記第１のセンサチップ１０、１０ａ及び第２のセンサチップ２０、２０ａと上記舌部５１、５１ａ上に実装してもよい。これにより、上記第１のセンサチップ１０、１０ａ及び第２のセンサチップ２０、２０ａの処理回路として共通する部分を上記処理回路チップにおいて共有することが可能となるため、センサ装置のさらなる小型化を図ることができるようになる。

・上記各実施の形態では、図３に示すように、上記突条５２と上記カバー部材４０の内周面とを、例えばエポキシ系接着剤やシリコン系接着剤により固定する、或いは、図６に示すように、上記舌部導出面５３と上記カバー部材４０とを、例えばセンサ溶着により固定することしたが、固定態様はこれに限られず任意である。

・上記各実施の形態では、上記第１のセンサチップ１０、１０ａ及び第２のセンサチップ２０、２０ａの実装にあたって、上記第１のセンサチップ１０、１０ａを上記舌部５１、５１ａの先端側に実装することとしたが、上記第２のセンサチップ２０、２０ａを上記舌部５１、５１ａの先端側に実装するようにしてもよい。また、図１２に示すように、上記第１のセンサチップ１０（１０ａ）及び第２のセンサチップ２０（２０ａ）を、一方に他方が積み上げられるスタック構造をもって実装してもよい。この場合には、上記カバー部材４０内のスペースを有効に利用して当該センサ装置の小型化を図ることができる。

・上記各実施の形態では、上記第１のセンサチップ１０、１０ａをベアチップの状態で実装することとしたが、その外周面の一部がモールド樹脂で覆われずに露出した（いわゆる、またぎモールド）状態で上記リードフレームの実装面に実装することとしてもよい。

・上記各実施の形態では、上記第１のセンサチップ１０、１０ａをベアチップの状態で実装することとしたが、上記第２のセンサチップ２０、２０ａについてもこれをベアチップの状態で配設してもよい。この第２のセンサチップ２０、２０ａは通常、加速度検知素子を有するチップや処理回路チップを外部雰囲気から遮断すべく、これらチップがセラミックパッケージに収容されるものの、上記カバー部材４０及び蓋材５０により外部雰囲気と遮断される上記構成においては、第２のセンサチップ２０、２０ａを問題なくベアチップの状態で実装することができる。

・上記各実施の形態では、上記磁石３０、３０ａの中空部内に上記第１のセンサチップ１０、１０ａが収容されるセンサ装置に本発明を適用することとしたが、例えば図３及び図６に対応する図として図１０に示すように、上記磁石３０（３０ａ）に代えて、上記舌部５１（５１ａ）のリードフレーム露出面の裏面に直方体形状の磁石７０が配設されるセンサ装置に本発明を適用してもよい。この構造を採用した場合、上記実施の形態と同等の効果を得ることができるとともに、上記実施の形態の磁石３０（３０ａ）に比べて磁石７０が小型化されるため、カバー部材４０及び蓋材５０により構成されるハウジングの小型化を図ることができ、ひいてはセンサ装置としての小型化を図ることもできるようになる。

・また、図３及び図６に対応する図として図１１に示すように、上記磁石３０（３０ａ）が上記カバー部材４０に外嵌されるセンサ装置に本発明を適用することもできる。この構造を採用した場合、上記磁石３０（３０ａ）が上記カバー部材４０の外部に取り付けられるものの、上記各実施の形態と同等の効果を得ることができる。

・上記各実施の形態では、リードフレーム６０のリード部６１を上記蓋材５０の裏面から導出する場合について示したが、例えば上記カバー部材４０から上記リード部６１を導出するようにしてもよい。

・上記各実施の形態では、上記第１のセンサチップ１０、１０ａ及び第２のセンサチップ２０、２０ａを外部雰囲気と遮断するハウジングを、上記カバー部材４０及び蓋材５０により構成することとしたが、例えば有底筒状のカバー部材２つで上記ハウジングを構成してもよい。要は、ベアチップの状態（上記またぎモールドの状態も含む）で配設される上記第１のセンサチップ１０、１０ａや第２のセンサチップ２０、２０ａを密閉して外部雰囲気と遮断することのできるハウジングであれば、同ハウジングを構成する要素としては他の形状からなるものを採用してもよい。

本発明にかかるセンサ装置の第１の実施の形態についてその全体構造を示す斜視図。 蓋材構造体についてその全体構造を示す平面図。 同実施の形態のセンサ装置についてその断面構造を示す側面断面図。 同実施の形態のセンサ装置を構成する各要素を分解して示す斜視図。 本発明にかかるセンサ装置の第２の実施の形態についてその蓋材構造体の全体構造を示す平面図。 同実施の形態のセンサ装置についてその断面構造を示す側面断面図。 （ａ）は、同実施の形態のセンサ装置について、第1のセンサチップ及び磁石の配設態様を正面方向から示す断面図。（ｂ）は、第1のセンサチップがモールド樹脂によって樹脂モールドされた従来のセンサ装置について、同第1のセンサチップ及び磁石の配設態様を正面方向から模式的に示す断面図。 同実施の形態について、（ａ）は、磁石側面からの距離と磁気振れ角との関係を示すグラフ。（ｂ）は、磁石先端からの距離と磁気振れ角との関係を示すグラフ。 （ａ）及び（ｂ）は、上記各実施の形態の変形例に採用される蓋材構造体を示す平面図。 上記各実施の形態の変形例について、図３及び図６に対応する図として示す断面図。 上記各実施の形態の変形例について、図３及び図６に対応する図として示す断面図。 上記各実施の形態の変形例について、図３及び図６に対応する図として示す断面図。

符号の説明

１，２…磁気抵抗素子対、１０、１０ａ、１１０…第１のセンサチップ、２０、２０ａ…第２のセンサチップ、３０、３０ａ、１３０…磁石、４０…カバー部材、５０…蓋材、５１、５１ａ…舌部、５２…突部、５３…舌部導出面、６０、１６０…リードフレーム、６１…リード部、７０…磁石、Ｔ１…ＧＮＤ（接地）端子、Ｔ２…出力端子、Ｔ３…出力端子、Ｔ４…給電端子、ＭＲＥ１〜ＭＲＥ４…磁気抵抗素子。Ｗ、Ｗ１、Ｗ２…ボンディングワイヤ。

Claims (10)

1. 磁気抵抗素子を有する第１のセンサチップと、加速度検知素子を有する第２のセンサチップと、これら第１及び第２のセンサチップが実装されるリードフレームと、前記第１のセンサチップの前記磁気抵抗素子にバイアス磁界を付与する磁石とを備えるとともに、少なくとも前記第１及び第２のセンサチップは外部雰囲気と遮断すべく密閉されたハウジング内に配設されてなり、前記第１のセンサチップの近傍にてロータが回転するときに前記バイアス磁界と協働して生じる磁気ベクトルの変化を前記磁気抵抗素子の抵抗値変化として感知して前記ロータの回転態様を検出し、前記ハウジングに作用する加速度を前記第２のセンサチップに設けられた前記加速度検知素子を通じて併せて検出するセンサ装置であって、
   前記ハウジングは、非磁性材料からなる有底筒状のカバー部材と、絶縁性材料からなってこのカバー部材の開口端を塞ぐ蓋材とを有して構成されるとともに、該蓋材は、前記カバー部材の内方に突出する態様で延設されて前記リードフレーム及び前記第１及び第２のセンサチップの実装面が一体に形成された板状の舌部を有して且つ、前記リードフレームのうちのターミナルとして兼用されるリード部が同蓋材の裏面から導出された構造体として形成されてなり、
   前記磁石は中空部を有する筒状に形成されて前記ハウジングの内底面に配設され、
   少なくとも前記第１のセンサチップは、蓋材構造体を形成する前記舌部の先端側に実装された状態で前記磁石の中空部内に収容されるように前記ハウジング内に配設されてなるとともに、前記舌部の先端面は、前記カバー部材の内底面に接着固定されてなる
   ことを特徴とするセンサ装置。
2. 磁気抵抗素子を有する第１のセンサチップと、加速度検知素子を有する第２のセンサチップと、これら第１及び第２のセンサチップが実装されるリードフレームと、前記第１のセンサチップの前記磁気抵抗素子にバイアス磁界を付与する磁石とを備えるとともに、少なくとも前記第１及び第２のセンサチップは外部雰囲気と遮断すべく密閉されたハウジング内に配設されてなり、前記第１のセンサチップの近傍にてロータが回転するときに前記バイアス磁界と協働して生じる磁気ベクトルの変化を前記磁気抵抗素子の抵抗値変化として感知して前記ロータの回転態様を検出し、前記ハウジングに作用する加速度を前記第２のセンサチップに設けられた前記加速度検知素子を通じて併せて検出するセンサ装置であっ
   て、
   前記ハウジングは、非磁性材料からなる有底筒状のカバー部材と、絶縁性材料からなってこのカバー部材の開口端を塞ぐ蓋材とを有して構成されるとともに、該蓋材は、前記カバー部材の内方に突出する態様で延設されて前記リードフレーム及び前記第１及び第２のセンサチップの実装面が一体に形成された板状の舌部を有して且つ、前記リードフレームのうちのターミナルとして兼用されるリード部が同蓋材の裏面から導出された構造体として形成されてなり、
   前記磁石はこの蓋材構造体を形成する前記舌部の前記リードフレーム及び前記第１のセンサチップの実装面が設けられた面の裏面に配設され、
   前記第１及び第２のセンサチップは、蓋材構造体を形成する前記舌部に実装された状態で前記ハウジング内に配設されてなるとともに、前記舌部の先端面は、前記カバー部材の内底面に接着固定されてなる
   ことを特徴とするセンサ装置。
3. 磁気抵抗素子を有する第１のセンサチップと、加速度検知素子を有する第２のセンサチップと、これら第１及び第２のセンサチップが実装されるリードフレームと、前記第１のセンサチップの前記磁気抵抗素子にバイアス磁界を付与する磁石とを備えるとともに、少なくとも前記第１及び第２のセンサチップは外部雰囲気と遮断すべく密閉されたハウジング内に配設されてなり、前記第１のセンサチップの近傍にてロータが回転するときに前記バイアス磁界と協働して生じる磁気ベクトルの変化を前記磁気抵抗素子の抵抗値変化として感知して前記ロータの回転態様を検出し、前記ハウジングに作用する加速度を前記第２のセンサチップに設けられた前記加速度検知素子を通じて併せて検出するセンサ装置であって、
   前記ハウジングは、非磁性材料からなる有底筒状のカバー部材と、絶縁性材料からなってこのカバー部材の開口端を塞ぐ蓋材とを有して構成されるとともに、該蓋材は、前記カバー部材の内方に突出する態様で延設されて前記リードフレーム及び前記第１及び第２のセンサチップの実装面が一体に形成された板状の舌部を有して且つ、前記リードフレームのうちのターミナルとして兼用されるリード部が同蓋材の裏面から導出された構造体として形成されてなり、
   前記磁石は中空部を有する筒状に形成されて前記ハウジングに外嵌され、
   少なくとも前記第１のセンサチップは、蓋材構造体を形成する前記舌部の先端側に実装された状態で前記ハウジング内に配設されてなるとともに、前記舌部の先端面は、前記カバー部材の内底面に接着固定されてなる
   ことを特徴とするセンサ装置。
4. 少なくとも前記第１のセンサチップは、前記リードフレームの実装面にベアチップの状態で実装されてなり、給電に用いられるリードフレーム部分が前記第１及び第２のセンサチップによって共用されてなる
   請求項１〜３のいずれか一項に記載のセンサ装置。
5. 前記蓋材構造体を形成する前記舌部の先端部は、同舌部の基端部よりもその幅が狭く形成されてなる
   請求項１〜４のいずれか一項に記載のセンサ装置。
6. 前記蓋材構造体を形成する前記舌部の前記リードフレーム及び前記第１及び第２のセンサチップの実装面が設けられる面には、基準位置を示すアライメントマークが形成されてなる
   請求項１〜５のいずれか一項に記載のセンサ装置。
7. 前記アライメントマークは、それらの中心同士を互いに結ぶ仮想的な線分である中心線が
   前記蓋材の表面に対し平行となるかたちで形成される２つの貫通孔である
   請求項６に記載のセンサ装置。
8. 前記第１及び第２のセンサチップは、一方に他方が積み上げられたスタック構造をもって前記リードフレームの実装面に実装されてなる
   請求項１〜７のいずれか一項に記載のセンサ装置。
9. 前記第１及び第２のセンサチップの双方が前記リードフレームの実装面にベアチップの状態で実装されてなる
   請求項１〜７のいずれか一項に記載のセンサ装置。
10. 前記第１及び第２のセンサチップの処理回路部分を分離して共通化した処理回路チップをさらに備え、該処理回路チップが前記第１及び第２のセンサチップと共に前記リードフレームの実装面に実装されてなる
    請求項１〜９のいずれか一項に記載のセンサ装置。

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