JPH0429581Y2 - - Google Patents

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JPH0429581Y2
JPH0429581Y2 JP10592087U JP10592087U JPH0429581Y2 JP H0429581 Y2 JPH0429581 Y2 JP H0429581Y2 JP 10592087 U JP10592087 U JP 10592087U JP 10592087 U JP10592087 U JP 10592087U JP H0429581 Y2 JPH0429581 Y2 JP H0429581Y2
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magnetic
semiconductor film
substrate
predetermined pattern
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【考案の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本考案はモータの回転制御、磁気による非接触
スイツチ等に有効に用いられるホール素子、特
に、主体となる磁性体基板を含んで構成されてい
る基板上に形成させた所定のパターンの半導体膜
上に集磁用の磁性体の小片が設けられている如き
構成形態のホール素子に関する。
[Detailed description of the invention] (Field of industrial application) The present invention is a Hall element that is effectively used in motor rotation control, magnetic non-contact switches, etc., and in particular, it is composed of a magnetic substrate as the main body. The present invention relates to a Hall element having a configuration in which a small piece of a magnetic material for collecting magnetism is provided on a semiconductor film having a predetermined pattern formed on a substrate.

(従来の技術) 集磁効果の向上によつて高感度のホール素子を
構成させることは従来から知られており、この種
の高感度のホール素子としては、例えば磁性体基
板上にガラス、SiO2の薄膜等による絶縁膜を介
して所定のパターンを有する半導体膜(例えば、
InSb,InAsの薄膜)を形成し、前記した半導体
膜上の予め定められた部分に集磁用の磁性体の小
片を固着させた構成のいわゆるサンドイツチ構造
のホール素子が既に提供されている。
(Prior art) It has been known for a long time that a highly sensitive Hall element can be constructed by improving the magnetic concentrating effect, and this type of highly sensitive Hall element is made of glass, SiO2, etc. on a magnetic substrate, for example. A semiconductor film having a predetermined pattern (for example,
A Hall element with a so-called sandwich-arch structure has already been provided, in which a thin film of InSb or InAs is formed, and a small piece of magnetic material for magnetization is fixed to a predetermined portion on the semiconductor film.

第8図は前記したサンドイツチ構造のホール素
子の構成例を説明するための図であり、第8図に
示されているホール素子において、1はフエライ
ト基板、2は前記したフエライト基板1上に形成
させたガラスの薄膜あるいは二酸化シリコンの薄
膜による絶縁膜であり、3は前記した絶縁膜2上
に例えばフオトリソグラフイ法によつて所定のパ
ターンに付着形成させた半導体膜である。
FIG. 8 is a diagram for explaining an example of the configuration of the Hall element having the above-mentioned sand-gerch structure. In the Hall element shown in FIG. 3 is an insulating film made of a thin glass film or a thin film of silicon dioxide, and 3 is a semiconductor film deposited in a predetermined pattern on the above-mentioned insulating film 2 by, for example, photolithography.

13はフエライトのチツプであつて、このフエ
ライトのチツプ13は前記した所定のパターンを
有する半導体膜3における感磁動作部に対応して
いる部分に接着剤層12によつて接着されてい
る。
Reference numeral 13 denotes a ferrite chip, and this ferrite chip 13 is bonded by an adhesive layer 12 to a portion of the semiconductor film 3 having the above-mentioned predetermined pattern corresponding to the magnetically sensitive operating portion.

また、4〜7は前記した所定のパターンを有す
る半導体膜3における各端部に電気的に接続した
状態となるようにして前記した絶縁膜2上に例え
ばフオトリソグラフイ法によつて所定のパターン
に付着形成させた端子電極であり、前記の部分か
らなるホール素子のチツプは、ワイヤボンデイン
グにより前記の各電極4〜7とリードフレームに
よる外部端子14〜17との間が接続線8〜11
によつて個別の端子に電気的に接続された後に、
合成樹脂を用いたモールドにより外部容器18中
に収納された状態の完成品となされるのである。
Further, 4 to 7 are formed into a predetermined pattern by photolithography, for example, on the insulating film 2 so as to be electrically connected to each end of the semiconductor film 3 having the predetermined pattern. The chip of the Hall element consisting of the above-mentioned parts is formed by connecting wires 8-11 between each of the above-mentioned electrodes 4-7 and the external terminals 14-17 formed by the lead frame by wire bonding.
After being electrically connected to the individual terminals by
The finished product is housed in the outer container 18 by molding using synthetic resin.

第8図を参照して説明したサンドイツチ構造の
ホール素子の構成例では、主体となる磁性体基板
(フエライト基板1)を含んで構成されている磁
性体支持基板が、フエライト基板1にガラスの薄
膜あるいは二酸化シリコンの薄膜などの絶縁膜2
を付着させて構成されたものとされていて、前記
の絶縁膜2上にInSbまたはInAs等の半導体膜の
所定のパターンを形成させるようにしていたが、
前記した主体となる磁性体基板(フエライト基板
1)を含んで構成されている磁性体支持基板とし
て、例えば、半導体膜の構成物質における結晶構
造と近似した結晶構造を有し、かつ、半導体膜の
構成物質における格子定数に近い格子定数を有し
ているような物質によつて作られている極めて平
滑度の高い表面を備えている基板上に、真空蒸着
法により所定の厚さの半導体膜を付着形成させ、
次に、前記した半導体膜の表面側を接着剤層を介
してフエライト基板1上に接着した後に、前記し
た基板を剥離して、フエライト基板1上にエポキ
シ樹脂による接着剤層を介して半導体膜が付着さ
れている状態のものを作り、それを用いてホール
素子が構成されるようになされてもよいのであ
る。
In the configuration example of the Hall element with the Sanderch structure described with reference to FIG. Alternatively, an insulating film 2 such as a thin film of silicon dioxide
It was said that a predetermined pattern of a semiconductor film such as InSb or InAs was formed on the insulating film 2.
For example, the magnetic support substrate that includes the main magnetic substrate (ferrite substrate 1) described above has a crystal structure similar to that of the constituent material of the semiconductor film, and A semiconductor film of a predetermined thickness is deposited by vacuum evaporation on a substrate with an extremely smooth surface made of a material with a lattice constant close to that of the constituent materials. to form an adhesion,
Next, after bonding the front side of the semiconductor film described above to the ferrite substrate 1 via an adhesive layer, the substrate described above is peeled off, and the semiconductor film is bonded onto the ferrite substrate 1 via an adhesive layer made of epoxy resin. Alternatively, a Hall element may be constructed by making a material with a material attached thereto and using it.

(考案が解決しようとする問題点) 第8図を参照して説明した従来のホール素子
は、合成樹脂のモールドで構成された外部容器1
8から外方に突出するように設けられる4個の外
部端子14〜17が、それの2個づつのものが外
部容器の両側面に分けて設けられている如き両端
子型のものであるが、ホール素子としては従来か
ら前記のような両端子型のものの他に、それの4
個の外部端子を外部容器の一方の側面だけに設け
た片端子型や、いわゆるミニモールド型と称され
ているもの等の各種の構成形態のものが知られて
いる。
(Problems to be solved by the invention) The conventional Hall element explained with reference to FIG.
The four external terminals 14 to 17 provided so as to protrude outward from the outer container are of a double terminal type, two of which are provided separately on both sides of the external container. In addition to the two-terminal type mentioned above, Hall elements have traditionally been used in four types.
Various configurations are known, such as a single terminal type in which external terminals are provided only on one side of the external container, and a so-called mini-mold type.

ところで、従来のホール素子は、それらの構成
形態が前記した各種の構成形態の内の何れに属す
るものであつても、外部端子として用いられるべ
きリードフレームにホール素子のチツプをマウン
トして製作されているために、リードフレームの
面とホール素子における半導体の薄膜の面とが平
行な関係になされている。
By the way, conventional Hall elements, regardless of which of the various configurations mentioned above, are manufactured by mounting a Hall element chip on a lead frame to be used as an external terminal. Therefore, the surface of the lead frame and the surface of the semiconductor thin film in the Hall element are parallel to each other.

それで、ホール素子における半導体の薄膜の面
が磁界の方向と直交してホール素子が最大の検出
感度を示す場合における磁界は外部端子14〜1
7の面に直交する方向になつている。
Therefore, when the surface of the semiconductor thin film in the Hall element is perpendicular to the direction of the magnetic field and the Hall element exhibits maximum detection sensitivity, the magnetic field is
The direction is perpendicular to the plane of 7.

さて、ホール素子を用いて磁界の検出が行われ
る場合には、ホール素子が最大感度を示すような
状態で使用できるように、ホール素子における半
導体の薄膜の面が磁界に対して直交する状態とな
るようにホール素子の取付け姿態が定められるの
が通常である。
Now, when detecting a magnetic field using a Hall element, the plane of the semiconductor thin film in the Hall element must be perpendicular to the magnetic field so that the Hall element can be used in a state where it exhibits maximum sensitivity. Normally, the mounting position of the Hall element is determined so that

前記のようにリードフレームの面とホール素子
における半導体の薄膜の面とが平行な関係にある
従来のホール素子の外部端子をそのままの状態で
プリント基板に取付けた場合には、プリント基板
に対して直交する方向の磁界に対して、そのホー
ル素子は最大の検出感度を示して磁界の検出を行
うことができるのであるが、ホール素子によつて
検出の対象にされるべき磁界の方向がプリント基
板の面に垂直な方向よりもプリント基板の面に平
行な方向に近いような場合もあるが、このように
ホール素子によつて検出の対象にされるべき磁界
の方向がプリント基板の面に垂直な方向よりもプ
リント基板の面に平行な方向に近いような場合
に、リードフレームの面とホール素子における半
導体の薄膜の面とが平行な関係にある従来のホー
ル素子がそれの外部端子がそのままの状態でプリ
ント基板に取付けられているときには、そのホー
ル素子により良好な状態で磁界の検出が行われ得
ないことは当然である。
As mentioned above, if the external terminal of a conventional Hall element, in which the surface of the lead frame and the surface of the semiconductor thin film in the Hall element are in a parallel relationship, is attached to a printed circuit board as is, The Hall element can detect the magnetic field with maximum detection sensitivity for magnetic fields in orthogonal directions, but the direction of the magnetic field that should be detected by the Hall element is in the printed circuit board. In some cases, the direction of the magnetic field to be detected by the Hall element is closer to the direction parallel to the surface of the printed circuit board than the direction perpendicular to the surface of the printed circuit board. In cases where the direction is closer to parallel to the surface of the printed circuit board than the direction parallel to the surface of the printed circuit board, a conventional Hall element in which the surface of the lead frame and the surface of the semiconductor thin film in the Hall element are parallel to each other, the external terminals of the It goes without saying that when the Hall element is attached to a printed circuit board in this state, the magnetic field cannot be detected in a good manner by the Hall element.

前記のように、ホール素子によつて検出の対象
にされるべき磁界の方向がプリント基板の面に垂
直な方向よりもプリント基板の面に平行な方向に
近いような場合の例としては、ホール素子を電機
子電流の切換用タイミング信号の発生素子に用い
て構成されている直流ブラシレスモータを超薄型
のものとして構成するために、所定の着磁パター
ンとなされた永久磁石による回転子の外周側方に
ホール素子を配置するようにした第9図示のよう
な構成態様の直流ブラシレスモータを挙げること
ができる。
As mentioned above, an example of a case where the direction of the magnetic field to be detected by the Hall element is closer to the direction parallel to the surface of the printed circuit board than the direction perpendicular to the surface of the printed circuit board is In order to construct an ultra-thin DC brushless motor that uses the element as a generation element for a timing signal for switching the armature current, the outer periphery of the rotor is made of permanent magnets with a predetermined magnetization pattern. A DC brushless motor having a configuration as shown in FIG. 9 in which a Hall element is disposed on the side can be cited.

第9図において、19は円周方向に所定の着磁
パターンとなるように着磁されている永久磁石か
らなる回転子であり、また、20は鉄板20aと
樹脂層20bとが積層されていて、樹脂層20b
上に所定のパターンの導電体物質層21,22が
形成されているプリント基板であり、24はホー
ル素子である。この第9図においては本考案に関
する問題点の説明に必要でない部分の図示説明は
大巾に省略されている。第9図中の21は周波数
ジエネレータ用の巻線パターン、22はホール素
子24の外部端子に接続されるべき配線パターン
である。
In FIG. 9, 19 is a rotor made of permanent magnets magnetized in a predetermined magnetization pattern in the circumferential direction, and 20 is a rotor made of a laminated iron plate 20a and a resin layer 20b. , resin layer 20b
It is a printed circuit board on which conductor material layers 21 and 22 of a predetermined pattern are formed, and 24 is a Hall element. In FIG. 9, illustrations and explanations of parts that are not necessary for explaining the problems related to the present invention are largely omitted. In FIG. 9, 21 is a winding pattern for the frequency generator, and 22 is a wiring pattern to be connected to the external terminal of the Hall element 24.

所定の着磁パターンで着磁されている永久磁石
による回転子19の外周側方にホール素子24が
配置されている第9図示のような構成態様の直流
ブラシレスモータにおける回転子19には、それ
の厚さ方向(図中の上下方向)に磁力線が通るよ
うな着磁態様により個々の磁極が形成されている
から、回転子19の外側方に配置されているホー
ル素子24の位置における回転子19からの漏洩
磁束の方向はプリント基板20の面に略々平行な
状態のものになる。
In the rotor 19 of the DC brushless motor configured as shown in FIG. Since the individual magnetic poles are formed in a magnetized manner such that the lines of magnetic force pass in the thickness direction (vertical direction in the figure), the rotor at the position of the Hall element 24 disposed on the outer side of the rotor 19 The direction of the leakage magnetic flux from 19 is approximately parallel to the surface of the printed circuit board 20.

したがつて、第9図において回転子19の外側
方に配置されるべきホール素子24が、前記した
通常の場合のように、外部端子をそのままの状態
でプリント基板に取付けられた場合には、ホール
素子によつて検出の対象にされるべき回転子19
からの漏洩磁束の方向、すなわち、その部分の磁
界の方向がプリント基板の面に垂直な方向よりも
プリント基板の面に平行な方向に近いために、そ
のホール素子によつては良好な状態で磁界の検出
が行われ得ないので、この場合におけるホール素
子24のプリント基板20への取付態様として
は、ホール素子24における半導体膜の面が回転
子19からの漏洩磁束に直交するような状態でプ
リント基板にホール素子を取付けることができる
ように、例えばプリント基板にホール素子におけ
る外部端子が挿入されるような孔をあけ、その孔
にホール素子の外部端子を挿入して半田付けす
る、というような取付手段も考えられるが、この
ような取付手段は製作精度の向上のために鉄板と
絶縁膜とを積層して構成した構造のプリント基板
は使用できないから、前記のように鉄板と絶縁膜
とを積層して構成した構造のプリント基板を使用
する際には、第9図中に示されているように、そ
れの外部端子を略々直角に折曲げてプリント基板
20に取付けるようにし、ホール素子24におけ
る半導体の薄膜の面がホール素子によつて検出の
対象にされるべき回転子19からの漏洩磁束、す
なわち、その部分の磁界の方向に直交するような
状態にすることが試みられたが、このような手段
が採用された場合には、従来に比べで工数が増え
てコスト高になるという点が問題になつた。
Therefore, if the Hall element 24, which should be placed outside the rotor 19 in FIG. 9, is attached to the printed circuit board with the external terminals intact, as in the normal case described above, Rotor 19 to be detected by Hall element
Because the direction of leakage magnetic flux from the magnetic field, that is, the direction of the magnetic field in that part, is closer to the direction parallel to the surface of the printed circuit board than the direction perpendicular to the surface of the printed circuit board, some Hall elements may not be in good condition. Since the magnetic field cannot be detected, the manner in which the Hall element 24 is attached to the printed circuit board 20 in this case is such that the surface of the semiconductor film in the Hall element 24 is orthogonal to the leakage magnetic flux from the rotor 19. In order to attach the Hall element to a printed circuit board, for example, a hole is made in the printed circuit board into which the external terminal of the Hall element is inserted, and the external terminal of the Hall element is inserted into the hole and soldered. Another mounting method is also possible, but in order to improve manufacturing accuracy, such a mounting method cannot be used with a printed circuit board that has a structure of laminating a steel plate and an insulating film. When using a printed circuit board constructed by laminating layers, as shown in FIG. An attempt was made to make the surface of the semiconductor thin film in the element 24 perpendicular to the leakage magnetic flux from the rotor 19 to be detected by the Hall element, that is, the direction of the magnetic field in that part. However, when such a method is adopted, there is a problem in that the number of man-hours increases and the cost increases compared to the conventional method.

前記の問題を解決するのに、例えば、ミニ・モ
ールド・パツケージ内に収納されるべきホール素
子のチツプの方向を、第8図を参照して既述した
場合に比べて直角だけ回転させた状態にして、ミ
ニ・モールド・パツケージ中に収納するようにす
れば、チツプ、マウンタを使用してプリント基板
上に自動的に搭載でき、また、リフロー炉により
半田付けの自動化等も容易になるのであるが、前
記のようにミニ・モールド・パツケージ内に収納
されるべきホール素子のチツプの方向を、第8図
を参照して既述した場合に比べて直角だけ回転さ
せた状態にして、ミニ・モールド・パツケージ中
に収納するようにすること自体が殆ど不可能であ
るために、このような解決手段は採用することが
できないのである。
To solve the above problem, for example, the direction of the chip of the Hall element to be housed in the mini-mold package is rotated by a right angle compared to the case already described with reference to FIG. If it is then stored in a mini-mold package, it can be automatically mounted on a printed circuit board using a chip and mounter, and automation of soldering using a reflow oven becomes easy. However, as mentioned above, the direction of the Hall element chip to be housed in the mini mold package is rotated by a right angle compared to the case described above with reference to FIG. Such a solution cannot be adopted since it is almost impossible to accommodate it in a molded package.

(問題点を解決するための手段) 本考案は主体となる磁性体基板を含んで構成さ
れている磁性体支持基板上に形成させた所定のパ
ターンの半導体膜上、あるいは前記の半導体膜上
に形成させた保護膜上に、集磁用の磁性体を設け
るようにした構成形態のホール素子において、前
記した所定のパターンの半導体膜における中心部
の主要な領域に対応している部分から前記した磁
性体支持基板の一方の端部を越えて外方に突出す
る部分までを占めるような形態を有する集磁用の
磁性体を前記した半導体膜のパターンの中心に対
して非対称的に設けてなるホール素子を提供し
て、前記した従来の問題点を解消させたものであ
る。
(Means for Solving the Problems) The present invention is applied to a predetermined pattern of a semiconductor film formed on a magnetic support substrate that includes a main magnetic substrate, or on the semiconductor film described above. In a Hall element having a configuration in which a magnetic body for magnetic flux collection is provided on the formed protective film, the above-mentioned steps are performed starting from the portion corresponding to the main area at the center of the semiconductor film of the above-described predetermined pattern. A magnetism collecting magnetic material having a configuration that extends beyond one end of the magnetic material support substrate and occupies an outwardly protruding portion is provided asymmetrically with respect to the center of the pattern of the semiconductor film described above. By providing a Hall element, the above-mentioned conventional problems are solved.

(実施例) 以下、添付図面を参照して本考案のホール素子
の具体的な内容を詳細に説明する。第1図は本考
案のホール素子の実施例の斜視図であり、第2図
のaは前記した第1図示の本考案のホール素子の
一実施例のものの平面図、第2図のbは第2図の
aにおけるA−A線位置の縦断側面図、第3図は
感度の特性曲線例図、第4図及び第9図は直流ブ
ラシレスモータの一部の概略構成の側断面図、第
5図乃至第7図は本考案のホール素子の他の実施
例の斜視図である。
(Example) Hereinafter, specific contents of the Hall element of the present invention will be explained in detail with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a perspective view of an embodiment of the Hall element of the present invention, a of FIG. 2 is a plan view of an embodiment of the Hall element of the present invention shown in FIG. 1, and b of FIG. Fig. 2 is a longitudinal sectional side view taken along the line A-A at a, Fig. 3 is an example of a sensitivity characteristic curve, Figs. 5 to 7 are perspective views of other embodiments of the Hall element of the present invention.

第1図に示されている本考案のホール素子にお
いて、1はフエライト基板、2は前記したフエラ
イト基板1上に形成させたガラスの薄膜あるいは
二酸化シリコンの薄膜による絶縁膜であり、前記
したフエライト基板1と絶縁膜2とによつて磁性
体支持基板MSが構成されている。3は前記した
絶縁膜2上に例えばフオトリソグラフイ法によつ
て所定のパターンに付着形成させた半導体膜(例
えば、InSb,InAsの薄膜)である。
In the Hall element of the present invention shown in FIG. 1, 1 is a ferrite substrate, 2 is an insulating film made of a thin glass film or a thin film of silicon dioxide formed on the ferrite substrate 1, and 2 is an insulating film formed on the ferrite substrate 1. 1 and the insulating film 2 constitute a magnetic support substrate MS. Reference numeral 3 denotes a semiconductor film (for example, a thin film of InSb or InAs) which is deposited in a predetermined pattern on the above-mentioned insulating film 2 by, for example, photolithography.

Mxは集磁用の磁性体であつて、この集磁用の
磁性体Mxとしては例えばフエライトのチツプが
用いられる。集磁用の磁性体Mxはホール素子に
おける前記した所定のパターンの半導体膜3にお
ける中心部の主要な領域に対応している部分から
前記した磁性体支持基板Msの一方の端部を越え
て外方に突出する部分までを占めるような形態を
有するものとして構成されており、第1図示の実
施例に示されているホール素子に用いられている
集磁用の磁性体Mxは第2図に示されている平面
図及び縦断側面図からも明らかなように、直方体
のもので、前記した所定のパターンを有する半導
体膜3における感磁動作部に対応している部分の
中心部の主要な領域に対応している部分から磁性
体支持基板Msの一方の端部までの間が接着剤層
12で接着されており、それの端部が前記した磁
性体支持基板Ms端部から外方に突出するように
なされている。
Mx is a magnetic material for magnetic flux collection, and a ferrite chip, for example, is used as the magnetic material Mx for magnetic flux collection. The magnetic material Mx for magnetic flux collection is extended from a portion corresponding to the central main region of the semiconductor film 3 of the above-described predetermined pattern in the Hall element beyond one end of the above-mentioned magnetic support substrate Ms. The magnetic material Mx for magnetic flux collection used in the Hall element shown in the embodiment shown in Fig. 1 is shown in Fig. 2. As is clear from the shown plan view and longitudinal side view, the main area at the center of the portion of the semiconductor film 3 which is a rectangular parallelepiped and has the above-mentioned predetermined pattern and corresponds to the magnetically sensitive operating part. The area from the corresponding part to one end of the magnetic support substrate Ms is bonded with an adhesive layer 12, and the end thereof protrudes outward from the end of the magnetic support substrate Ms. It is made to be.

また、4〜7は前記した所定のパターンを有す
る半導体膜3における各端部に電気的に接続した
状態となるようにして前記した絶縁膜2上に例え
ばフオトリソグラフイ法によつて所定のパターン
に付着形成させた端子電極であり、前記の部分か
らなるホール素子のチツプは、ワイヤボンデイン
グにより前記の各電極4〜7とリードフレームに
よる外部端子14〜17との間が接続線8〜11
によつて個別の端子に電気的に接続された後に、
合成樹脂を用いたモールドにより外部容器18中
に収納された状態の完成品となされるのである。
Further, 4 to 7 are formed into a predetermined pattern by photolithography, for example, on the insulating film 2 so as to be electrically connected to each end of the semiconductor film 3 having the predetermined pattern. The chip of the Hall element consisting of the above-mentioned parts is formed by connecting wires 8-11 between each of the above-mentioned electrodes 4-7 and the external terminals 14-17 formed by the lead frame by wire bonding.
After being electrically connected to the individual terminals by
The finished product is housed in the outer container 18 by molding using synthetic resin.

第1図を参照して説明したサンドイツチ構造の
ホール素子では、主体となる磁性体基板(フエラ
イト基板1)を含んで構成されている磁性体支持
基板が、フエライト基板1にガラスの薄膜あるい
は二酸化シリコンの薄膜などの絶縁膜2を付着さ
せて構成されたものとなされていて、前記の絶縁
膜2上にInSbまたはInAs等の導体膜の所定のパ
ターンを形成させるようにしていたが、前記した
主体となる磁性体基板(フエライト基板1)を含
んで構成されている磁性体支持基板として、例え
ば、半導体膜の構成物質における結晶構造と近似
した結晶構造を有し、かつ、半導体膜の構成物質
における格子定数に近い格子定数を有しているよ
うな物質によつて作られている極めて平滑度の高
い表面を備えている基板上に、真空蒸着法により
所定の厚さの半導体膜を付着形成させ、次に、前
記した半導体膜の表面側を接着剤層を介してフエ
ライト基板1上に接着した後に、前記した基板を
剥離して、フエライト基板1上にエポキシ樹脂に
よる接着剤層を介して半導体膜が付着されている
状態のものを作り、それを用いてホール素子を構
成させるようにしてもよいのである。
In the Hall element with the Sanderch structure described with reference to FIG. The insulating film 2, such as a thin film of For example, as a magnetic material supporting substrate configured to include a magnetic material substrate (ferrite substrate 1), which has a crystal structure similar to that of the constituent material of the semiconductor film, and which has a crystal structure similar to that of the constituent material of the semiconductor film, A semiconductor film of a predetermined thickness is deposited and formed by vacuum evaporation on a substrate with an extremely smooth surface made of a substance with a lattice constant close to the lattice constant. Next, after bonding the front side of the semiconductor film described above to the ferrite substrate 1 via an adhesive layer, the substrate described above is peeled off, and the semiconductor film is bonded onto the ferrite substrate 1 via an adhesive layer made of epoxy resin. It is also possible to make one with a film attached and use it to construct a Hall element.

また、第5図乃至第7図に示されている本考案
のホール素子の他の実施例は、第1図及び第2図
を参照して既述した本考案の実施例のホール素子
における集磁用の磁性体Mxとは別の形状の集磁
用の磁性体Mxを備えたホール素子の実施例であ
るが、第5図乃至第7図示のホール素子における
集磁用の磁性体Mxとしても例えばフエライトの
チツプが用いられ、その集磁用の磁性体Mxはホ
ール素子における前記した所定のパターンの半導
体膜3における中心部の主要な領域に対応してい
る部分から前記した磁性体支持基板Msの一方の
端部を越えて外方に突出する部分までを占めるよ
うな形態を有するものとして構成されている。
Further, other embodiments of the Hall element of the present invention shown in FIGS. 5 to 7 are a collection of the Hall elements of the embodiment of the present invention already described with reference to FIGS. This is an example of a Hall element equipped with a magnetic body Mx for magnetic flux collection having a shape different from that of the magnetic body Mx for magnetism. For example, a ferrite chip is used, and the magnetic material Mx for magnetic flux collection is connected to the magnetic material supporting substrate described above from a portion corresponding to the central main region of the semiconductor film 3 of the predetermined pattern in the Hall element. It is configured to have a shape that extends beyond one end of Ms and occupies the part that protrudes outward.

第3図は、前記した第1図示のような構成の本
考案のホール素子と第8図示の従来構成のホール
素子との感度特性を示す特性曲線図であつて、こ
の第3図中で実線図示の特性は第1図示の構成の
ホール素子における電流端子間に1ボルトの電圧
を与えた状態で、500ガウスの磁界中に半導体膜
の面が磁界に直交するような角度の状態(第3図
中の角度0度)から1回転させる間の各角度にお
いて電圧端子で得られる電圧値を示し、また、第
3図で点線図示の特性は第8図示の従来構成のホ
ール素子における電流端子間に1ボルトの電圧を
与えた状態で、500ガウスの磁界中に半導体膜の
面が磁界に直交するような角度の状態(第3図中
の角度0度)から1回転させる間の各角度におい
て電圧端子で得られる電圧値を示している。
FIG. 3 is a characteristic curve diagram showing the sensitivity characteristics of the Hall element of the present invention having the configuration shown in FIG. 1 and the conventional Hall element shown in FIG. The characteristics shown in the figure are when a voltage of 1 volt is applied between the current terminals of the Hall element having the configuration shown in the first figure, and when the surface of the semiconductor film is at an angle perpendicular to the magnetic field in a magnetic field of 500 Gauss (the third figure). The voltage values obtained at the voltage terminals at each angle during one rotation from 0 degrees in the figure are shown, and the characteristics indicated by dotted lines in Figure 3 are between the current terminals of the Hall element with the conventional configuration shown in Figure 8. At each angle during one rotation from a state where the surface of the semiconductor film is perpendicular to the magnetic field (angle 0 degrees in Figure 3) in a 500 Gauss magnetic field with a voltage of 1 volt applied to Shows the voltage value obtained at the voltage terminal.

この第3図中で実線図示の曲線で示されている
本考案のホール素子と第3図中で点線図示の曲線
で示されている第8図示の従来構成のホール素子
との感度特性を示す特性曲線図とを比較すると明
らかなように、本考案のホール素子においては所
定のパターンを有する半導体膜3における感磁動
作部に対応している部分の中心部の主要な領域に
対応している部分から磁性体支持基板Msの一方
の端部までの間が接着剤層12で接着されてお
り、それの端部が前記した磁性体支持基板Msの
端部から外方に突出するように前記した所定のパ
ターンの半導体膜3における中心部の主要な領域
に対応している部分から前記した磁性体支持基板
の一方の端部を越えて外方に突出する部分までを
占めるような形態を有する集磁用の磁性体Mxを
前記した半導体膜のパターンの中心に対して非対
称的に設けたために、前記の非対称的に設けられ
た集磁用の磁性体Mxの存在によつてホール素子
の最大感度を示す方向が変化したものになるか
ら、ホール素子に対する磁界の方向がホール素子
の半導体膜の面に直交する方向から前記の半導体
の膜面に平行な方向にずれた場合でも、磁界の検
出は良好に行われ得るようになるのであり、次
に、この点を第4図について説明する。
The sensitivity characteristics of the Hall element of the present invention shown by the solid curve in FIG. 3 and the conventional Hall element shown in FIG. 8 shown by the dotted curve in FIG. 3 are shown. As is clear from a comparison with the characteristic curve diagram, in the Hall element of the present invention, the area corresponds to the main area at the center of the part of the semiconductor film 3 having a predetermined pattern that corresponds to the magnetically sensitive operating part. The area between the part and one end of the magnetic support substrate Ms is bonded with an adhesive layer 12, and the end of the above-mentioned magnetic support substrate Ms is bonded so that the end thereof protrudes outward from the end of the magnetic support substrate Ms. It has a form that occupies a portion of the semiconductor film 3 having a predetermined pattern from a portion corresponding to the main area at the center to a portion protruding outward beyond one end of the magnetic support substrate. Since the magnetic body Mx for magnetic flux collection is provided asymmetrically with respect to the center of the pattern of the semiconductor film described above, the existence of the magnetic substance Mx for magnetic flux collection provided asymmetrically increases the maximum Since the direction of sensitivity changes, even if the direction of the magnetic field to the Hall element deviates from a direction perpendicular to the semiconductor film surface of the Hall element to a direction parallel to the semiconductor film surface, the magnetic field cannot be detected. This will now be explained with reference to FIG. 4.

第4図は、電機子電流の切換用タイミング信号
の発生素子にホール素子を用いて構成させた直流
ブラシレスモータを超薄型のものに構成するため
に、所定の着磁パターンとなされた永久磁石によ
る回転子の外周側方に配置するホール素子として
前記のように構成されている本考案のホール素子
を応用した場合を説明するための図である。
Figure 4 shows permanent magnets with a predetermined magnetization pattern in order to construct an ultra-thin DC brushless motor that uses a Hall element as the element that generates the timing signal for switching the armature current. FIG. 2 is a diagram illustrating a case in which the Hall element of the present invention configured as described above is applied as a Hall element disposed on the outer peripheral side of a rotor according to the present invention.

第4図において、19は円周方向に所定の着磁
パターンとなるように着磁されている永久磁石か
らなる回転子であり、また、20は鉄板20aと
樹脂層20bとが積層されていて、樹脂層20b
上に所定のパターンの導電体物質層21,22が
形成されているプリント基板であり、Hが本考案
のホール素子である。この第4図においても既述
した第9図と同様に本考案に関する問題点の説明
に必要でない部分の図示説明は大巾に省略されて
いる。第4図中の21は周波数ジエネレータ用の
巻線パターン、22はホール素子Hの外部端子に
接続されるべき配線パターンである。
In FIG. 4, 19 is a rotor made of permanent magnets magnetized in a predetermined magnetization pattern in the circumferential direction, and 20 is a rotor made of a laminated iron plate 20a and a resin layer 20b. , resin layer 20b
It is a printed circuit board on which conductor material layers 21 and 22 of a predetermined pattern are formed, and H is a Hall element of the present invention. In FIG. 4, as in FIG. 9 described above, illustrations and explanations of parts that are not necessary for explaining the problems related to the present invention are largely omitted. In FIG. 4, 21 is a winding pattern for the frequency generator, and 22 is a wiring pattern to be connected to the external terminal of the Hall element H.

所定の着磁パターンで着磁されている永久磁石
による回転子は、それの厚さ方向(図中の上下方
向)に磁力線が通るような着磁態様により個々の
磁極が形成されているから、回転子19の外側方
に配置されているホール素子Hにはプリント基板
20の面に略々平行な状態の回転子19からの漏
洩磁束が与えられるが、本考案のホール素子Hで
は、されている第4図示のような構成態様の直流
ブそれの半導体膜の面に平行な方向についても第
3図に示されているように相当な大きさの感度が
あるから、良好にホール起電圧が発生する。
In a rotor made of permanent magnets that are magnetized in a predetermined magnetization pattern, individual magnetic poles are formed in such a manner that lines of magnetic force pass through the thickness direction (vertical direction in the figure). The Hall element H disposed on the outside of the rotor 19 is given leakage magnetic flux from the rotor 19 that is approximately parallel to the surface of the printed circuit board 20, but the Hall element H of the present invention does not As shown in FIG. 3, even in the direction parallel to the surface of the semiconductor film of the DC circuit having the configuration shown in FIG. Occur.

(考案の効果) 以上、詳細に説明したところから明らかなよう
に、本考案のホール素子は主体となる磁性体基板
を含んで構成されている磁性体支持基板上に形成
させた所定のパターンの半導体膜上、あるいは前
記の半導体膜上に形成させた保護膜上に、集磁用
の磁性体を設けるようにした構成形態のホール素
子において、前記した所定のパターンの半導体膜
における中心部の主要な領域に対応している部分
から前記した磁性体支持基板の一方の端部を越え
て外方に突出する部分までを占めるような形態を
有する集磁用の磁性体を前記した半導体膜のパタ
ーンの中心に対して非対称的に設けてなるもので
あるから、本考案のホール素子においてはそれの
半導体膜の面に平行な方向についても第3図に示
されているように相当な大きさの感度があるか
ら、ホール素子によつて検出の対象にされるべき
磁界の方向がプリント基板の面に垂直な方向より
もプリント基板の面に平行な方向に近いような場
合でも、良好にホール起電圧を発生させることが
できるものであり、本考案によれば従来のホール
素子の製作の場合と同様にリードフレームな固着
態様でホール素子のチツプを取付けてホール素子
を製作しても既述した従来の問題点の生じないホ
ール素子が得られるのであり、本考案のホール素
子では既述した従来の諸問題点はすべて良好に解
決されるのである。
(Effects of the invention) As is clear from the above detailed explanation, the Hall element of the invention has a predetermined pattern formed on a magnetic support substrate that includes a main magnetic substrate. In a Hall element having a configuration in which a magnetic material for collecting magnetic flux is provided on a semiconductor film or on a protective film formed on the semiconductor film, the central part of the semiconductor film in the predetermined pattern described above is A pattern of a semiconductor film including a magnetic material for magnetic flux collection having a form that occupies a portion corresponding to the region to a portion protruding outward beyond one end of the magnetic material supporting substrate. Since the Hall element of the present invention has a considerable size in the direction parallel to the surface of the semiconductor film, as shown in FIG. Because of its sensitivity, even when the direction of the magnetic field to be detected by the Hall element is closer to the direction parallel to the surface of the printed circuit board than the direction perpendicular to the surface of the printed circuit board, the Hall effect can be easily detected. It is capable of generating voltage, and according to the present invention, even if the Hall element is manufactured by attaching the chip of the Hall element with a lead frame in the same way as in the case of manufacturing a conventional Hall element, it is possible to manufacture the Hall element without the above-mentioned method. A Hall element that does not have the problems of the conventional one can be obtained, and the Hall element of the present invention satisfactorily solves all of the conventional problems mentioned above.

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

第1図は本考案のホール素子の実施例の斜視図
であり、第2図のaは本考案のホール素子の一実
施例の平面図、第2図のbは第2図のaにおける
A−A線位置の縦断側面図、第3図は感度の特性
曲線例図、第4図及び第9図は直流ブラシレスモ
ータの一部の概略構成の側断面図、第5図乃至第
7図は本考案のホール素子の他の実施例の斜視
図、第8図は従来のホール素子の斜視図である。 1……フエライト基板、2……フエライト基板
1上に形成させたガラスの薄膜あるいは二酸化シ
リコンの薄膜による絶縁膜、3……所定のパター
ンを有する半導体膜、4〜7……端子電極、8〜
11……ワイヤボンデイングによつて端子電極4
〜7に接続されている接続線、13……フエライ
トのチツプ、12……接着剤層、14〜17……
外部端子、18……外部容器、MS……フエライ
ト基板1と絶縁膜2とによつて磁性体支持基板、
Mx……集磁用の磁性体。
FIG. 1 is a perspective view of an embodiment of the Hall element of the present invention, a of FIG. 2 is a plan view of an embodiment of the Hall element of the present invention, and b of FIG. 2 is an A in a of FIG. -A vertical side view at the A line position, Figure 3 is an example of the sensitivity characteristic curve, Figures 4 and 9 are side sectional views of a schematic configuration of a part of the DC brushless motor, and Figures 5 to 7 are FIG. 8 is a perspective view of another embodiment of the Hall element of the present invention, and FIG. 8 is a perspective view of a conventional Hall element. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Ferrite substrate, 2... Insulating film made of a glass thin film or silicon dioxide thin film formed on the ferrite substrate 1, 3... Semiconductor film having a predetermined pattern, 4-7... Terminal electrode, 8-
11...Terminal electrode 4 by wire bonding
Connection wire connected to ~7, 13... Ferrite chip, 12... Adhesive layer, 14-17...
External terminal, 18...External container, MS...A magnetic support substrate formed by the ferrite substrate 1 and the insulating film 2,
Mx...Magnetic material for magnetic flux collection.

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】[Scope of utility model registration request] 主体となる磁性体基板を含んで構成されている
磁性体支持基板上に形成させた所定のパターンの
半導体膜上、あるいは前記の半導体膜上に形成さ
せた保護膜上に、集磁用の磁性体を設けるように
した構成形態のホール素子において、前記した所
定のパターンの半導体膜における中心部の主要な
領域に対応している部分から前記した磁性体支持
基板の一方の端部を越えて外方に突出する部分ま
でを占めるような形態を有する集磁用の磁性体を
前記した半導体膜のパターンの中心に対して非対
称的に設けてなるホール素子。
Magnetic material for collecting magnetic fields is placed on a semiconductor film in a predetermined pattern formed on a magnetic support substrate that includes a main magnetic substrate, or on a protective film formed on the semiconductor film. In the Hall element having a configuration in which a body is provided, a portion of the semiconductor film having the predetermined pattern described above extends beyond one end of the magnetic material supporting substrate from a portion corresponding to the main area at the center of the semiconductor film. A Hall element in which a magnetic body for collecting magnetic flux is provided asymmetrically with respect to the center of the pattern of the semiconductor film described above, and has a shape that occupies a portion that protrudes in the opposite direction.
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