JPH0210181A - Magnetic sensor device - Google Patents

Magnetic sensor device

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JPH0210181A
JPH0210181A JP63160402A JP16040288A JPH0210181A JP H0210181 A JPH0210181 A JP H0210181A JP 63160402 A JP63160402 A JP 63160402A JP 16040288 A JP16040288 A JP 16040288A JP H0210181 A JPH0210181 A JP H0210181A
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JP
Japan
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elements
magnetic
semiconductor chip
sensor device
magnetic sensor
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Application number
JP63160402A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hisashi Nishino
西野 悠
Shuichi Honda
本多 修一
Mitsuhiro Murata
充弘 村田
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Murata Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Murata Manufacturing Co Ltd
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Publication date
Application filed by Murata Manufacturing Co Ltd filed Critical Murata Manufacturing Co Ltd
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Abstract

PURPOSE:To obtain the magnetic sensor device by which the detection width is large and exact by one scan by placing plural semiconductor chip elements on which magnetic detecting elements have been arrayed by doubling the end parts along the longitudinal direction of an element containing part. CONSTITUTION:Magneto-resistance elements 2a, 2b are formed at a prescribed pitch in the direction being orthogonal to the scanning direction (x) on a semiconductor chip element 13. These elements are arranged by plural pieces in the longitudinal direction of a magnet 12, placed in an element containing part of a pedestal, by which a magnetic sensor device is constituted. In this case, by doubling and placing an end part A and Z of semiconductor chip elements 13a-13d, the magnetic detecting elements are arranged continuously at a prescribed interval in the width direction, the detection width by one scan becomes large enough, and also, its detection can be executed exactly. Also, the magnetic detecting element can be formed simply on the semiconductor chip element by pattern printing.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、例えば、鉄板等の磁性材料からなる被検出体
表面の傷や異物付着等の異常を磁気変化によって検出す
る磁気センサ装置に関するものである。
[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention relates to a magnetic sensor device that detects abnormalities such as scratches or foreign matter adhesion on the surface of a detected object made of a magnetic material such as an iron plate by means of magnetic changes. It is.

〔従来の技術] 磁気センサはカード上に形成される磁性コードの読み取
り装置として、あるいはパルス発生器等として広く利用
されているが、まだ、鉄板等の幅の広い磁性材料表面の
傷や異物を走査検出する専用の装置としては開発されて
いない。
[Prior Art] Magnetic sensors are widely used as devices for reading magnetic codes formed on cards or as pulse generators, but they are still difficult to detect scratches and foreign objects on the surface of wide magnetic materials such as iron plates. It has not been developed as a dedicated device for scanning detection.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

磁気センサは第12図に示すようにマグネット1の磁極
面に一対の磁気抵抗素子2a、2bを配設してなるもの
が一般的である。この磁気センサの等価回路は第13図
のように表され、磁気抵抗素子2aの抵抗をMl、同2
bの抵抗をM 21入力端子をV CC+ 出力電圧を
■。、とすれば、v、、t = (M2/(M、+M2
)) Vcc−N)のように表される。
A magnetic sensor generally has a pair of magnetoresistive elements 2a and 2b arranged on the magnetic pole surface of a magnet 1, as shown in FIG. The equivalent circuit of this magnetic sensor is shown in FIG. 13, where the resistance of the magnetoresistive element 2a is Ml,
Resistor b is M 21 input terminal is V CC+ Output voltage is ■. , then v,,t = (M2/(M, +M2
)) Vcc-N).

したがって、例えば、第14図に示すように、磁気抵抗
素子2a、2bの表面側を傷3や異物が付いている鉄板
4を矢印の方向に移動した場合を考えると、まず、第1
4図(a)の状態では再磁気抵抗素子2a、2bは傷3
のない面と対向しているから、画素子2a、2bにはマ
グネット1からの磁界が等しく垂直に当たる結果、抵抗
は等しくM1=M2となり、したがって磁気センサから
の出力電圧は■。uL=■cc/2となる。次に、第1
4図(b)に示すように、傷−3が磁気抵抗素子2aに
対向した位置になると、素子2bにはマグネット1の磁
界が垂直に当たるが、素子2aには磁界が斜めに当たる
から、素子2aの抵抗M、が素子2bの抵抗M2よりも
小さくなり、出力電圧■。。
Therefore, for example, as shown in FIG. 14, if we consider the case where the iron plate 4 with scratches 3 and foreign matter on the surface side of the magnetoresistive elements 2a and 2b is moved in the direction of the arrow, first, the first
4 In the state shown in Fig. 4(a), the remagnetoresistive elements 2a and 2b are scratched 3.
Since the pixel elements 2a and 2b face a surface with no surface, the magnetic field from the magnet 1 hits the pixel elements 2a and 2b equally and perpendicularly, and as a result, the resistances are equal and M1=M2, so the output voltage from the magnetic sensor is . uL=■cc/2. Next, the first
As shown in Figure 4(b), when the scratch 3 is in a position facing the magnetoresistive element 2a, the magnetic field of the magnet 1 hits the element 2b perpendicularly, but the magnetic field hits the element 2a obliquely, so The resistance M of the element 2b becomes smaller than the resistance M2 of the element 2b, and the output voltage becomes ■. .

は第15図のAの如く低下する。次に第14図(c)に
示すように、傷3が画素子2a、2bの中間に来ると、
画素子2a、’2bは再び鉄板4の平坦面に対向するの
でM、=M、となり、出力電圧■。utは第15図のB
に示すように■cc/2となる。そして、第14図(d
)に示すように、傷3が素子2bに対向すると、M、>
M2となり、出力電圧■。6゜は第15図のCに示すよ
うに増加する。また、鉄板4に傷3がない平坦面の場合
は、出力電圧V。uLは第16図に示すように、■。u
L −Vcc/2の一定出力波形となる。
decreases as shown at A in FIG. Next, as shown in FIG. 14(c), when the scratch 3 is located between the pixel elements 2a and 2b,
Since the pixel elements 2a and 2b face the flat surface of the iron plate 4 again, M,=M, and the output voltage becomes ■. ut is B in Figure 15
As shown in , it becomes ■cc/2. And Fig. 14 (d
), when the scratch 3 faces the element 2b, M, >
becomes M2, and the output voltage is ■. 6° increases as shown in FIG. 15C. In addition, when the iron plate 4 is a flat surface without scratches 3, the output voltage is V. As shown in FIG. 16, uL is ■. u
It becomes a constant output waveform of L-Vcc/2.

このように、磁気抵抗素子2a、2bに対向させて被検
出体としての鉄板4を走査移動するか、又は、鉄板4に
対して磁気センサ側を走査移動することにより、第15
図、第16図に示すような出力波形が得られ、鉄板表面
の傷3を検出できることになる。この場合、傷3が浅い
ときは出力電圧■ouLの波形のBの部分が破線で示す
ように変化する。このように傷3の形態に応じて様々な
出力電圧波形が得られることとなり、したがって、この
出力波形を解析することにより、傷3の大きさ、深さ、
形状、位置、を求めることができ、さらに、鉄板4に付
着している異物の大きさ、形状等も同様に求めることが
できることとなる。
In this way, the 15th
An output waveform as shown in FIG. 16 is obtained, and flaws 3 on the surface of the iron plate can be detected. In this case, when the scratch 3 is shallow, the portion B of the waveform of the output voltage ■ouL changes as shown by the broken line. In this way, various output voltage waveforms are obtained depending on the form of the flaw 3. Therefore, by analyzing this output waveform, it is possible to determine the size and depth of the flaw 3.
The shape and position can be determined, and furthermore, the size, shape, etc. of the foreign matter attached to the iron plate 4 can also be determined in the same manner.

しかしながら、この種の磁気センサを用いて鉄板等の傷
3や異物を全表面に亘って検出する場合には磁気センサ
Eの検出幅が極めて狭いため、例えば、第17図に示す
ように幅広の鉄板4を幅方向に複数の走査領域5a、5
b、・・・、5nに分け、磁気センサE又は鉄板4のい
ずれか一方を移動して磁気センサEを走査領域5aから
50まで次々に走査して行かなければならないという面
倒がある。また、このように各走査領域58〜5nを繰
り返し走査して鉄板4の表面を検査する方式では各領域
5a〜5nで検出される傷3a〜3gの検出情報が時間
的にばらばらに得られるものであるため、その検出情報
を解析して傷3等の位置や大きさ、形状を求めるのが非
常に面倒になるという問題が生じる。
However, when using this type of magnetic sensor to detect scratches 3 or foreign objects on an iron plate or the like over the entire surface, the detection width of the magnetic sensor E is extremely narrow. A plurality of scanning areas 5a, 5 are formed in the width direction of the iron plate 4.
b, . Furthermore, in this method of inspecting the surface of the iron plate 4 by repeatedly scanning each of the scanning regions 58 to 5n, detection information about the flaws 3a to 3g detected in each region 5a to 5n is obtained temporally disparately. Therefore, a problem arises in that it becomes extremely troublesome to analyze the detected information to determine the position, size, and shape of the flaw 3 and the like.

本発明は磁気センサを鉄板等の表面検査用の装置として
適用する場合に生じる上記課題を解決するためになされ
たものであり、その目的は、1回の走査で検出できる検
出幅の拡大を図り、被検出体の全表面に存在する傷や異
物の情報を例えば、−回の走査で正確に検出することが
できる磁気センサ装置を提供することにある。
The present invention was made in order to solve the above-mentioned problems that arise when a magnetic sensor is applied as a device for inspecting the surface of iron plates, etc., and its purpose is to expand the detection width that can be detected in one scan. An object of the present invention is to provide a magnetic sensor device that can accurately detect information on flaws and foreign objects present on the entire surface of a detected object, for example, by - times of scanning.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

本発明は上記目的を達成するため、次のように構成され
ている。すなわち、本発明は、磁性材料からなる被検出
体の表面を走査して磁界の変化に基づき異常を検出する
磁気センサ装置であって、磁気検出素子が走査方向と直
交する方向に所定のピンチ間隔で配列されてなる複数の
半導体チ・ノブエレメントと、走査方向と直交する方向
を長手方向とするエレメント収容部を備えてなる台座と
を有し、前記複数の半導体チップエレメントは互いに走
査方向に位置をずらしてエレメント収容部の長手方向に
沿って配設されるとともに、前記各半導体チップエレメ
ントの隣り合う端部側に配列されている1個以上の磁気
検出素子同志は走査方向に位置をだぶらせて配設されて
いることを特徴として構成されている。
In order to achieve the above object, the present invention is configured as follows. That is, the present invention is a magnetic sensor device that scans the surface of a detected object made of a magnetic material and detects abnormalities based on changes in the magnetic field, in which a magnetic detection element is arranged at a predetermined pinch interval in a direction orthogonal to the scanning direction. a pedestal comprising a plurality of semiconductor chip/knob elements arranged in a row, and a pedestal having an element accommodating portion whose longitudinal direction is perpendicular to the scanning direction, and the plurality of semiconductor chip elements are positioned with respect to each other in the scanning direction. The one or more magnetic detecting elements arranged along the longitudinal direction of the element accommodating portion are staggered, and the one or more magnetic detecting elements arranged at adjacent ends of the respective semiconductor chip elements overlap each other in the scanning direction. The structure is characterized by the fact that they are arranged in parallel.

〔作用〕 上記本発明において、例えば、台座のエレメント収容部
の長さを被検出体の幅寸法にほぼ等しく形成し、このエ
レメント収容部の長さ方向の全長にかけて半導体チップ
エレメントを配設すれば、磁気検出素子は被検出体の幅
方向の全域に亘って所定のピッチ間隔で対向することに
なる。
[Function] In the present invention, for example, if the length of the element accommodating portion of the pedestal is formed to be approximately equal to the width dimension of the detected object, and the semiconductor chip element is disposed over the entire length of this element accommodating portion in the longitudinal direction. , the magnetic detection elements face each other at a predetermined pitch interval over the entire width of the object to be detected.

この状態で磁気センサ装置又は被検出体のいずれか一方
を走査方向(被検出体の長さ方向)に1回走査すれば、
被検出体の全表面における傷等の正確な情報が各磁気検
出素子からの検出信号によって一括して得られることに
なる。
If either the magnetic sensor device or the detected object is scanned once in the scanning direction (lengthwise direction of the detected object) in this state,
Accurate information on flaws and the like on the entire surface of the object to be detected can be obtained at once from the detection signals from each magnetic detection element.

〔実施例] 以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。第
1図には本発明に係る磁気センサ装置の一実施例が平面
図で示されている。同図において、台座6は非磁性金属
、合成樹脂、ベークライト等の非磁性材料(本実施例で
はベークライト)からなり、第2図に示すように、この
台座6の中央部にはエレメント収容部としての長溝孔7
が中心線に沿って長手方向にあけられており、さらに、
この長溝孔7の両側には内壁8a、8bを介してスリッ
ト孔10a、10bが長溝孔7に平行にあけられている
。そして、前記内壁8a、8bの頂面は段差tを設けて
端縁壁11の頂面よりも低くなっている。なお、このし
は後述のフレキシブル配線基板21a、21bの厚みよ
りは多少大きくなっている。
[Example] Hereinafter, an example of the present invention will be described based on the drawings. FIG. 1 shows a plan view of an embodiment of a magnetic sensor device according to the present invention. In the figure, the pedestal 6 is made of a non-magnetic material such as a non-magnetic metal, synthetic resin, or bakelite (Bakelite in this embodiment), and as shown in FIG. Long slot 7
is opened in the longitudinal direction along the center line, and further,
Slit holes 10a and 10b are formed on both sides of the long hole 7 through inner walls 8a and 8b in parallel to the long hole 7. The top surfaces of the inner walls 8a and 8b are lower than the top surface of the edge wall 11 by providing a step t. Note that this thickness is somewhat larger than the thickness of flexible wiring boards 21a and 21b, which will be described later.

前記、長溝孔7には長形のマグネッI・12が嵌合固定
され、さらに、このマグネット12の磁極面には第3図
に示すように、複数の半導体チップエレメント13がマ
グネット12の長手方向に並べて配設される。第4図に
はこの半導体チップエレメント13の詳細画が示されて
いる。この半導体チップニレメン目3はウェハ14の表
面に磁気検出素子15と、同素子15を接続する導体パ
ターンとを印刷形成したものであり、磁気検出素子15
は一対の磁気抵抗素子2a、2bを走査方向(図ではX
方向)に中心線を一致させて配列し、その画素子2a、
2bを導体部16により直列接続することによって構成
されている。そして、この磁気検出素子15はウェハ1
4の長手方向(図ではX方向)に所定のピンチ間隔P(
本実施例では0.20の等ピンチ間隔)で複数(本実施
例では101個)配列されている。
A long magnet I.12 is fitted and fixed in the long groove hole 7, and a plurality of semiconductor chip elements 13 are arranged on the magnetic pole surface of the magnet 12 in the longitudinal direction of the magnet 12, as shown in FIG. are arranged side by side. FIG. 4 shows a detailed picture of this semiconductor chip element 13. This semiconductor chip element 3 has a magnetic detection element 15 and a conductive pattern connecting the element 15 printed on the surface of a wafer 14.
is a pair of magnetoresistive elements 2a and 2b in the scanning direction (X in the figure).
direction), and the pixel elements 2a,
2b are connected in series through a conductor portion 16. This magnetic detection element 15 is connected to the wafer 1.
A predetermined pinch interval P (
In this embodiment, a plurality of them (101 in this embodiment) are arranged at equal pinch intervals of 0.20.

一方、ウェハ14の長手方向の両側にはGND端子パタ
ーン17と入力端子パターン18が導体によって形成さ
れ、GND端子パターン17は各磁気検出素子15a〜
15nの一端側端子(磁気抵抗素子2aの端子)と接続
されており、入力端子パターン18は各磁気検出素子1
5a =15nの他端側端子(磁気抵抗素子2bの端子
)と接続されている。換言すれば、各磁気検出素子15
a〜15nは第8図の結線図に示すように、GND端子
パターン17と入力端子パターン18とによって並列接
続状態となっている。また、各磁気検出素子15a〜1
5nを構成する一対の磁気抵抗素子2a、2bの接続用
の導体部16からは導体の各出力端子パターン2oがX
方向に伸張されており、その先端部は接続端子部20a
となっている。この各接続端子部20aはX方向に等間
隔ピッチ(本実施例では0.2 mnの等間隔ピッチ)
で配列される。そして、このウェハ14の表面は第5図
に示すように、前記接続端子部20aを残して絶縁材1
9によって被覆されている。
On the other hand, on both sides of the wafer 14 in the longitudinal direction, a GND terminal pattern 17 and an input terminal pattern 18 are formed of conductors, and the GND terminal pattern 17 is connected to each magnetic detection element 15a to
The input terminal pattern 18 is connected to one end side terminal (terminal of the magnetic resistance element 2a) of the magnetic detection element 15n.
5a = connected to the other end terminal (terminal of the magnetoresistive element 2b) of 15n. In other words, each magnetic detection element 15
As shown in the connection diagram of FIG. 8, a to 15n are connected in parallel by the GND terminal pattern 17 and the input terminal pattern 18. In addition, each magnetic detection element 15a to 1
Each output terminal pattern 2o of the conductor is
direction, and its tip end is connected to the connecting terminal portion 20a.
It becomes. These connection terminal portions 20a are arranged at equal pitches in the X direction (equal pitches of 0.2 mm in this embodiment).
Arranged in As shown in FIG. 5, the surface of this wafer 14 is covered with an insulating material 1, leaving the connecting terminal portion 20a.
9.

このように絶縁被覆された複数の半導体チップエレメン
ト13a、 13b、 13c、 13dは前記台座6
に挿入固定されている長尺マグネット12の磁極面に第
3図に示す如く配設される。この場合、第9図に示すよ
うに、長尺マグネット12にほぼ等しい長さの半導体チ
ップエレメント13を用意し、これを磁極面に配設すれ
ば、第3図に示すように、複数のニレメンH3a〜13
dを位置合わせして配設するよりは、その配設作業は容
易となる。しかし、周知のように、ウェハ14は成分純
度が極めて高く、このような純度の高いウェハ14を長
尺に亘って製作することは製造技術上極めて困難であり
、現在の製造技術では1インチ程度の長さが限度である
A plurality of semiconductor chip elements 13a, 13b, 13c, and 13d coated with insulation in this manner are mounted on the base 6.
As shown in FIG. 3, it is arranged on the magnetic pole face of a long magnet 12 which is inserted and fixed in the magnet. In this case, as shown in FIG. 9, if a semiconductor chip element 13 of approximately the same length as the elongated magnet 12 is prepared and placed on the magnetic pole face, a plurality of ni-element elements can be formed as shown in FIG. H3a-13
The arrangement work is easier than aligning and arranging d. However, as is well known, the wafer 14 has extremely high component purity, and it is extremely difficult to manufacture a long wafer 14 with such high purity due to manufacturing technology. The length is the limit.

そこで、幅広の鉄板4等の被検出体を検査する場合は、
その鉄板4と同幅のマグネット12が用意され、そのマ
グネッ目2の磁極面にほぼ1インチの長さの複数の半導
体チップエレメント13a =13dが並べて配設され
ることになる。この半導体チンプエレメン目3a〜13
dの配設態様としては、第10図に示すように、各エレ
メント13a〜13nをX方向に位置をずらさずにX方
向に縦列させることも考えられる。しかし、このように
すると、隣り同志の半導体チップエレメント138〜1
3nの磁気検出素子15n、15aを所定のピッチ間隔
に正しく位置合わせするのが難しく、その上、ピンチ間
隔が本実施例のように0.2 mmと非常に小さい場合
は隣り合わせの各エレメント13a〜13dの端部同志
が重ならないように各エレメント138〜13dの端部
を磁気検出素子15n、 15aの近接位置で切断しな
ければならず、その切断作業は非常に面倒なものとなる
Therefore, when inspecting an object to be detected such as a wide steel plate 4,
A magnet 12 having the same width as the iron plate 4 is prepared, and a plurality of semiconductor chip elements 13a to 13d each having a length of about 1 inch are arranged side by side on the magnetic pole face of the magnet eye 2. This semiconductor Chimpelemenes 3a-13
d, it is conceivable to arrange the elements 13a to 13n in tandem in the X direction without shifting their positions in the X direction, as shown in FIG. However, in this case, the adjacent semiconductor chip elements 138 to 1
It is difficult to correctly align the 3n magnetic sensing elements 15n and 15a at a predetermined pitch interval, and in addition, when the pinch interval is as small as 0.2 mm as in this embodiment, each adjacent element 13a to The ends of each element 138 to 13d must be cut at a position close to the magnetic detection elements 15n and 15a so that the ends of the elements 13d do not overlap, and the cutting operation becomes very troublesome.

本実施例はこのような面倒を回避する観点から、各半導
体チップエレメント13a〜13dをX方向(走査方向
)に位置をずらして配設し、しかも、各エレメント13
a〜13dの隣り合う端部の磁気検出素子同志の少なく
とも1個は走査方向に中心線が一致するように位置合わ
せしている。すなわち、第3図で、エレメント13aの
終端部の数個の磁気検出素子Zはニレメン目3bの始端
部の数個の対応する磁気検出素子Aに対し走査方向に位
置をだぶらせて配設されており、同様に、エレメント1
3bの終端側の磁気検出素子Zはエレメント13cの始
端側の磁気検出素子Aに、エレメント13cの終端側の
磁気検出素子Zはニレメンl−13dの始端側の磁気検
出素子AにそれぞれX方向に位置をだぶらせて配設され
ている。このように各エレメント端部の磁気検出素子1
5を走査方向にだぶらせて位置合わせすれば、第10図
に示すように各エレメント端部の磁気検出素子15n、
15aを所定ピッチ間隔に位置合わせするよりは容易で
あり、しかも、各対の磁気抵抗素子2a、2bを走査方
向に平行に正しく位置合わせできる (各エレメントが
傾いたりしないで配設できる)こととなり、作業性の改
善と検出精度の向上を図ることができる。
In this embodiment, from the viewpoint of avoiding such trouble, the respective semiconductor chip elements 13a to 13d are arranged with their positions shifted in the X direction (scanning direction), and each element 13
At least one of the magnetic detection elements at adjacent ends of a to 13d is aligned so that their center lines coincide with each other in the scanning direction. In other words, in FIG. 3, several magnetic detection elements Z at the end of the element 13a are arranged so as to overlap in position in the scanning direction with respect to several corresponding magnetic detection elements A at the start end of the element 13b. Similarly, element 1
The magnetic sensing element Z on the terminal end side of element 13b is connected to the magnetic sensing element A on the starting end side of element 13c, and the magnetic sensing element Z on the terminal side of element 13c is connected to the magnetic sensing element A on the starting end side of Niremen l-13d in the X direction. They are arranged in overlapping positions. In this way, the magnetic detection element 1 at the end of each element
5 overlap in the scanning direction, the magnetic detection elements 15n at the ends of each element, as shown in FIG.
This is easier than aligning the magnetoresistive elements 15a at a predetermined pitch interval, and moreover, each pair of magnetoresistive elements 2a and 2b can be correctly aligned parallel to the scanning direction (each element can be arranged without being tilted). , it is possible to improve workability and detection accuracy.

ところで、本実施例では、第6図に示すように、前記台
座6の底面側からはフレキシブル配線基板2La、21
bがスリット孔10a、 10bを通して挿入され、そ
の挿入先端部は内壁8a、8bの頂面に載置状態で固定
されている。このフレキシブル配線基板21a、21b
は内部にGND配線パターンと、入力配線パターンと、
前記半導体チップエレメント13a〜13dの出力端子
パターン20と同一ピンチの複数の出力配線パターンと
が形成されており、GND配線パターンは各エレメント
13a〜13dのGND端子パターン17に、入力配線
パターンはエレメント138〜13dの入力端子パター
ン18にそれぞれ接続されている。そして、フレキシブ
ル配線基板2Ia側の出力配線パターンはボンディング
によってエレメント13a、 13cの出力端子パター
ンの接続端子部20aに接続され、同様に、配線基板2
1b側の出力配線パターンはニレメン)13b、13d
側の出力端子パターンの接続端子部20aに接続されて
いる。また、フレキシブル配線基板2La、21bの他
端側にはコネクタ22が接続され、このコネクタ22を
介して入力端子パターン18に入力電圧V ccが印加
されるとともに各磁気検出素子15a〜15nからの信
号の取り出しが行われている。
By the way, in this embodiment, as shown in FIG. 6, flexible wiring boards 2La, 21
b is inserted through the slit holes 10a, 10b, and its insertion tip is placed and fixed on the top surface of the inner walls 8a, 8b. These flexible wiring boards 21a, 21b
has a GND wiring pattern and an input wiring pattern inside,
A plurality of output wiring patterns having the same pinch as the output terminal patterns 20 of the semiconductor chip elements 13a to 13d are formed, the GND wiring pattern is connected to the GND terminal pattern 17 of each element 13a to 13d, and the input wiring pattern is connected to the element 138. -13d are connected to the input terminal patterns 18, respectively. Then, the output wiring pattern on the flexible wiring board 2Ia side is connected to the connection terminal portion 20a of the output terminal pattern of the elements 13a and 13c by bonding, and similarly, the output wiring pattern on the flexible wiring board 2Ia side
The output wiring pattern on the 1b side is Niremen) 13b, 13d
It is connected to the connection terminal portion 20a of the side output terminal pattern. Further, a connector 22 is connected to the other end side of the flexible wiring boards 2La and 21b, and an input voltage Vcc is applied to the input terminal pattern 18 via the connector 22, and signals from each magnetic detection element 15a to 15n are applied to the input terminal pattern 18. is being extracted.

また、前記台座6の頂面側には耐摩耗性に優れた非磁性
材料からなるカバー23、本実施例ではタングステン製
のカバー23が半導体チップエレメント13と一定の間
隙24を形成して被せられている。
Further, a cover 23 made of a non-magnetic material with excellent wear resistance, made of tungsten in this embodiment, is placed on the top side of the pedestal 6 with a constant gap 24 formed between it and the semiconductor chip element 13. ing.

この間隙24を形成しない場合には、被検出体の鉄板4
からカバー23側に押圧力が加わると、カバー23が撓
んで半導体チンプエレメン目3に圧力をおよぼし、磁気
抵抗素子2a、2bからピエゾ電圧が発生する。このピ
エゾ電圧はノイズとして作用し、磁気検出素子15の信
頼性を害することになる。
When this gap 24 is not formed, the iron plate 4 of the detected object
When a pressing force is applied to the cover 23 side, the cover 23 is bent and pressure is applied to the semiconductor chimney element 3, and a piezo voltage is generated from the magnetoresistive elements 2a and 2b. This piezo voltage acts as noise and impairs the reliability of the magnetic detection element 15.

本実施例はこのような弊害を避けるため、次の工夫をし
て適切な間隙24を形成している。第7図にはこの間隙
24を形成するためのマグネット12の組み込み方法が
示されている。このマグネット12の台座6への組み込
みに際しては、定盤25の上に台座6を逆さにして(台
座6の頂面を定盤25に当接して)載置するとともに、
内壁8a、8bの頂面と定盤25との間にはスペーサ2
6を介設する。このスペーサ26の板厚は半導体チップ
エレメント13の厚さも、と、このエレメント13とカ
バー23との間に形成する適切な間隙L9との和1.+
1.と等しい寸法に形成する。このように、スペーサ2
6を介設した状態で、マグネッ目2を台座6の底面側か
ら長溝孔7に挿入し、同マグネット12の先端面がスペ
ーサ26に当接するまで嵌め込み、この状態でマグネッ
ト12の基端側(底面側)を台座6の内壁8a、8bに
接着する。この状態で、マグネット12の上面(磁極面
)にニレメン) 13a〜L3dを接着し、さらに、台
座6にカバー23を被せれば、各エレメント13a−L
3dとカバー23との間に適切なt9の間隙24が形成
されることになる。
In this embodiment, in order to avoid such a disadvantage, the following measures are taken to form an appropriate gap 24. FIG. 7 shows a method of assembling the magnet 12 to form this gap 24. When assembling this magnet 12 into the pedestal 6, place the pedestal 6 upside down on the surface plate 25 (with the top surface of the pedestal 6 in contact with the surface plate 25), and
A spacer 2 is provided between the top surfaces of the inner walls 8a and 8b and the surface plate 25.
Interpose 6. The thickness of the spacer 26 is the sum of the thickness of the semiconductor chip element 13 and the appropriate gap L9 formed between the element 13 and the cover 23, which is 1. +
1. Form to the same dimensions as. In this way, spacer 2
6 is interposed, the magnet 2 is inserted into the long slot 7 from the bottom side of the pedestal 6, and the magnet 12 is fitted until the distal end surface contacts the spacer 26. In this state, the proximal end of the magnet 12 ( (bottom side) to the inner walls 8a, 8b of the pedestal 6. In this state, if the elements 13a to L3d are glued to the upper surface (pole surface) of the magnet 12 and the cover 23 is placed on the pedestal 6, each element 13a to L3d is attached.
A suitable gap 24 of t9 will be formed between 3d and the cover 23.

上記のようにして構成された磁気センサ装置を用いて鉄
板4の表面を検査する場合は、第11図に示すように、
鉄板4に対して磁気センサ装W27のx、Y方向の基準
位置が先ず定められる。この位置決め状態で磁気センサ
装置27又は鉄板4のいずれか一方を走査方向(X方向
)に1回移動すれば、鉄板表面の傷3a〜3gや異物の
情報が各エレメント13a〜13dの磁気検出素子15
a〜15nによって検出され、この各エレメント138
〜13dの各素子15a〜15nからの第・15図に示
すような検出波形を解析することにより、鉄板表面の傷
3a〜3gや異物の大きさ、形状、位置が直ちに求めら
れることになる。
When inspecting the surface of the iron plate 4 using the magnetic sensor device configured as described above, as shown in FIG.
First, the reference position of the magnetic sensor device W27 in the x and Y directions with respect to the iron plate 4 is determined. If either the magnetic sensor device 27 or the iron plate 4 is moved once in the scanning direction (X direction) in this positioning state, information on scratches 3a to 3g and foreign objects on the iron plate surface can be detected by the magnetic detection elements of each element 13a to 13d. 15
a to 15n, each element 138
By analyzing the detected waveforms as shown in FIG. 15 from the elements 15a to 15n of 13d to 13d, the size, shape, and position of the flaws 3a to 3g and foreign objects on the iron plate surface can be immediately determined.

上記本実施例によれば、磁気検出素子15a〜15nを
半導体チップエレメント13内に焼付は印刷によって形
成し、この磁気検出素子15a〜15nからの出力信号
をフレキシブル配線基板21a、21bによって取り出
すように構成したから、磁気検出素子15a〜15nと
端末部との微小ピッチ配列が共に可能となり、これに伴
い装置27の検出精度を高め、かつ、端末部の実装密度
の効率化を図ることができる。
According to the present embodiment, the magnetic detection elements 15a to 15n are formed in the semiconductor chip element 13 by printing, and the output signals from the magnetic detection elements 15a to 15n are taken out by the flexible wiring boards 21a and 21b. With this structure, it is possible to arrange the magnetic detection elements 15a to 15n and the terminal portions at a fine pitch, thereby increasing the detection accuracy of the device 27 and increasing the efficiency of the mounting density of the terminal portions.

また、フレキシブル配線基121a、21bを台座6の
底面側から長溝孔7に挿入し、内壁8a、8bの頂面に
固定するようにしており、同フレキシブル配線基板21
a、21bが台座6の上側に引き廻されることはないか
ら、各磁気検出素子15a〜15nと基板21a、21
bとのポンディング接続やカバー23の取り付けに際し
、フレキシブル配線基板21a、21bが邪魔になると
いうことがな(、これらカバー取り付は等の作業の効率
化を図ることができる。
Further, the flexible wiring boards 121a and 21b are inserted into the long slots 7 from the bottom side of the pedestal 6 and fixed to the top faces of the inner walls 8a and 8b, and the flexible wiring boards 21
Since the magnetic sensing elements 15a to 15n and the substrates 21a and 21b are not routed above the pedestal 6,
The flexible wiring boards 21a and 21b do not get in the way when making bonding connections with the connectors b and attaching the cover 23 (the cover attachment work can be done more efficiently).

さらに、各半導体チップエレメント13a〜13dとカ
バー23との間には適切な間隙24が形成されるから、
装置使用中にカバー23が被検出体に押されてたとえ撓
んでも、半導体チップニレメンl−13a〜13dに接
触してピエゾ電圧を発生させることばなく、これにより
、検出データの信顧性を十分に高めることができる。
Furthermore, since an appropriate gap 24 is formed between each semiconductor chip element 13a to 13d and the cover 23,
Even if the cover 23 is pushed by the object to be detected and bent during use of the device, it will not come into contact with the semiconductor chips 13a to 13d and generate a piezoelectric voltage, thereby ensuring sufficient reliability of the detected data. can be increased.

さらに、上記実施例では半導体チップニレメン目38〜
13dの表面は出力端子パターン20の接続端子部20
aを残して絶縁被覆されているから、この接続端子部2
0aとフレキシブル配線基板21a、 21bの端末部
とのポンディング接続リードをこの絶縁被覆材を介して
各端子パターン17.18と交差配線することが可能と
なり、配線の集積効率は大幅に高められることとなる。
Furthermore, in the above embodiment, the semiconductor chip
The surface of 13d is the connection terminal part 20 of the output terminal pattern 20
This connection terminal part 2 is coated with insulation except for part a.
0a and the terminal portions of the flexible wiring boards 21a and 21b can be cross-wired with each terminal pattern 17 and 18 through this insulating coating material, and the wiring integration efficiency can be greatly increased. becomes.

なお、本発明は上記実施例に限定されることはなく、様
々な実施の態様を採り得る。例えば、上記実施例では、
磁気検出素子15を一対の磁気抵抗素子2a、2bによ
って構成したが、ホール素子を用いて磁気検出素子15
を構成することもできる。
Note that the present invention is not limited to the above-mentioned embodiments, and can take various embodiments. For example, in the above example,
Although the magnetic detection element 15 is configured by a pair of magnetoresistive elements 2a and 2b, the magnetic detection element 15 is configured using a Hall element.
can also be configured.

この場合はマグネット12を省略しくしたがって長溝孔
7も省略できる)、ホール素子を印刷形成した半導体チ
ップエレメント13を内壁8a、8bの頂面に固定する
ことになる。そして、この場合は被検出体の検査に際し
、該被検出体側に、例えば、コイルを巻いてバイアス磁
界をかけることになる。これに対し、本実施例のように
、磁気検出素子15を磁気抵抗素子2a、2bによって
形成し、この素子2a、2bが印刷形成されている半導
体チップエレメント13a =13dをマグネット12
の磁極面に配設すれば、このマグネット12が磁気抵抗
素子2a、2bにバイアス磁界を与えることとなり、被
検出体側にバイアス磁界を加える必要はないので、取扱
い上非常に便利となる。
In this case, the magnet 12 can be omitted (and therefore the elongated hole 7 can also be omitted), and the semiconductor chip element 13 on which the Hall element is printed is fixed to the top surfaces of the inner walls 8a and 8b. In this case, when inspecting the object to be detected, a bias magnetic field is applied to the object by winding a coil, for example. On the other hand, as in this embodiment, the magnetic detection element 15 is formed by magnetoresistive elements 2a and 2b, and the semiconductor chip element 13a = 13d on which these elements 2a and 2b are printed is connected to the magnet 12.
If the magnet 12 is placed on the magnetic pole surface of the sensor, the magnet 12 will apply a bias magnetic field to the magnetoresistive elements 2a and 2b, and there is no need to apply a bias magnetic field to the object to be detected, making handling very convenient.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本発明は以上説明したように、磁気検出素子が所定のピ
ッチ間隔で配列されてなる複数の半導体チップエレメン
トをエレメント収容部に沿うて、すなわち、走査方向と
直交する方向に配列してなるから、1回の走査で検出で
きる検出幅を十分に大きくすることができ、例えば、こ
の半導体チップエレメントを被検出体の幅と等しい長さ
に亘って配列すれば、幅が数メートルにもおよぶ大きな
被検出体であっても、1回の走査をするだけでその被検
出体の全表面の傷や異物の付着を検出することが可能と
なり、検査の時間短縮を大幅に図ることができる。
As explained above, the present invention has a plurality of semiconductor chip elements in which magnetic detection elements are arranged at a predetermined pitch interval, which are arranged along the element accommodating section, that is, in a direction perpendicular to the scanning direction. The detection width that can be detected in one scan can be made sufficiently large. For example, if these semiconductor chip elements are arranged over a length equal to the width of the object to be detected, a large object with a width of several meters can be obtained. Even if the object is to be detected, it is possible to detect flaws or adhesion of foreign matter on the entire surface of the object by scanning only once, and the inspection time can be significantly shortened.

また、エレメント収容部に配列される各半導体チップエ
レメントの端部側の磁気検出素子同志は互いに走査方向
に位置をだぶらせて配置されているから、被検出体の幅
方向に途切れなく磁気検出素子が所定のピッチ間隔で配
置されることとなる。
In addition, since the magnetic detection elements on the end side of each semiconductor chip element arranged in the element accommodating part are arranged so as to overlap each other in the scanning direction, magnetic detection can be carried out seamlessly in the width direction of the detected object. The elements are arranged at predetermined pitch intervals.

したがって、被検出体に対して各磁気検出素子の走査位
置が正確に一対一に関係づけられることとなり、被検出
体に対して走査起点の基準位置を定め、その基準位置か
ら装置を走査すれば、1回の走査で被検出体表面の傷や
異物の、大きさ、形状、位置等の正確な情報を直ちに得
ることができる。
Therefore, the scanning position of each magnetic detection element is accurately related to the object to be detected on a one-to-one basis, and if the reference position of the scanning starting point is determined with respect to the object to be detected and the device is scanned from that reference position, , Accurate information on the size, shape, position, etc. of flaws and foreign objects on the surface of the object to be detected can be immediately obtained with a single scan.

さらに、磁気検出素子は半導体チップエレメントに形成
されるものであるから、パターン印刷により磁気検出素
子を微小ピッチ間隔で配列できることとなり、これによ
り、装置の検出精度を十分に高めることができる。しか
も、各磁気検出素子の配線パターンも半導体チップエレ
メント上に同時印刷され得るから、各磁気検出素子の結
線がパターンの印刷工程で完了しており、したがって、
各磁気検出素子の端末接続処理は非常に簡易化されるこ
とになる。
Furthermore, since the magnetic detection elements are formed on semiconductor chip elements, the magnetic detection elements can be arranged at minute pitches by pattern printing, thereby making it possible to sufficiently improve the detection accuracy of the device. Moreover, since the wiring pattern of each magnetic sensing element can be printed simultaneously on the semiconductor chip element, the wiring of each magnetic sensing element is completed in the pattern printing process.
The terminal connection process for each magnetic detection element is greatly simplified.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の一実施例を示す磁気センサ装置の平面
外観図、第2図<a>ば本実施例装置を構成する台座の
平面図、第2図(b)は同台座の側面図、第3図は同実
施例における半導体チップエレメントの配置態様を示す
説明図、第4図は半導体チップエレメントのパターン形
態図、第5図は半導体チップエレメントの絶縁被覆状態
を示す説明図、第6図は同実施例装置の組立状態図、第
7図は台座とマグネットの組み立て方法を示す説明図、
第8図は磁気検出素子の結線図、第9図および第10図
は半導体チップエレメントの他の配置例を示す説明図、
第11図は本実施例装置の走査例を示す説明図、第12
図は磁気センサの構成図、第13図は磁気センサの等価
回路図、第14図は磁気センサを用いた鉄板表面の傷検
出例を示す説明図、第15図は磁気センサによる傷検出
の出力波形図、2 〇− 第16図は傷がない状態における磁気センサの出力波形
図、第17図は磁気センサを用いた幅広鉄板表面の走査
例を示す説明図である。 1・・・マグネット、2a、2b・・・磁気抵抗素子、
3.3a〜3g・・・傷、4・・・鉄板、5a〜5n・
・・走査領域、6・・・台座、7・・・長溝孔、8a、
8b・・・内壁、lOa、 10b・・・スリット孔、
11・・・端縁壁、12・・・マグネット、13・・・
半導体チップエレメント、14・・・ウェハ、15・・
・磁気検出素子、16・・・導体部、17・・・GND
端子パターン、18・・・入力端子パターン、19・・
・絶縁材、20・・・出力端子パターン、20a・・・
接続端子部、21a、21b・・・フレキシブル配線基
板、22・・・コネクタ、23・・・カバー、24・・
・間隙、25・・・定盤、26・・・スペーサ、27・
・・磁気センサ装置。
FIG. 1 is a plan view of a magnetic sensor device showing an embodiment of the present invention, FIG. 3 is an explanatory diagram showing the arrangement of the semiconductor chip elements in the same embodiment, FIG. 4 is a pattern diagram of the semiconductor chip elements, and FIG. Figure 6 is an assembly state diagram of the same embodiment device, Figure 7 is an explanatory diagram showing how to assemble the pedestal and magnet,
FIG. 8 is a wiring diagram of a magnetic detection element, FIGS. 9 and 10 are explanatory diagrams showing other arrangement examples of semiconductor chip elements,
FIG. 11 is an explanatory diagram showing an example of scanning by the apparatus of this embodiment, and FIG.
The figure is a block diagram of the magnetic sensor, Figure 13 is an equivalent circuit diagram of the magnetic sensor, Figure 14 is an explanatory diagram showing an example of flaw detection on the surface of a steel plate using the magnetic sensor, and Figure 15 is the output of flaw detection by the magnetic sensor. Waveform Diagram, 20- Figure 16 is an output waveform diagram of the magnetic sensor in a state where there are no scratches, and Figure 17 is an explanatory diagram showing an example of scanning the surface of a wide iron plate using the magnetic sensor. 1... Magnet, 2a, 2b... Magnetoresistive element,
3.3a-3g...Scratch, 4...Iron plate, 5a-5n.
...Scanning area, 6...Pedestal, 7...Long slot, 8a,
8b...Inner wall, lOa, 10b...Slit hole,
11... Edge wall, 12... Magnet, 13...
Semiconductor chip element, 14... wafer, 15...
・Magnetic detection element, 16... Conductor part, 17... GND
Terminal pattern, 18... Input terminal pattern, 19...
・Insulating material, 20... Output terminal pattern, 20a...
Connection terminal portion, 21a, 21b...Flexible wiring board, 22...Connector, 23...Cover, 24...
・Gap, 25... Surface plate, 26... Spacer, 27.
...Magnetic sensor device.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 磁性材料からなる被検出体の表面を走査して磁界の変化
に基づき異常を検出する磁気センサ装置であって、磁気
検出素子が走査方向と直交する方向に所定のピッチ間隔
で配列されてなる複数の半導体チップエレメントと、走
査方向と直交する方向を長手方向とするエレメント収容
部を備えてなる台座とを有し、前記複数の半導体チップ
エレメントは互いに走査方向に位置をずらしてエレメン
ト収容部の長手方向に沿って配設されるとともに、前記
各半導体チップエレメントの隣り合う端部側に配列され
ている1個以上の磁気検出素子同志は走査方向に位置を
だぶらせて配設されている磁気センサ装置。
A magnetic sensor device that scans the surface of a detected object made of a magnetic material and detects abnormalities based on changes in the magnetic field, comprising a plurality of magnetic detection elements arranged at predetermined pitch intervals in a direction perpendicular to the scanning direction. a pedestal comprising a semiconductor chip element and an element accommodating part whose longitudinal direction is perpendicular to the scanning direction, and the plurality of semiconductor chip elements are shifted in position from each other in the scanning direction so as to extend along the longitudinal direction of the element accommodating part. The one or more magnetic detection elements arranged along the scanning direction and arranged on adjacent end sides of each of the semiconductor chip elements overlap each other in the scanning direction. sensor device.
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