JPS63299756A - Printed coil with magnetic sensor - Google Patents
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Landscapes
- Hall/Mr Elements (AREA)
- Brushless Motors (AREA)
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は小型薄型モータ用のプリントコイル、特に、通
電方向の切り換えをブラシを用いずに磁気センサーによ
って行うブラシレスモーフプリントコイルに関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a printed coil for a small and thin motor, and in particular to a brushless morph printed coil in which the direction of energization is switched by a magnetic sensor without using a brush.
小型薄型のブラ、シレスモータにおいては、磁石とヨー
ク板との距離が小さいことが要求され、組込まれるコイ
ルも厚さ０．３〜１鶴程度のものが望まれている。この
ような要求を満たすコイルは、フォトリソグラフィ技術
や印刷技術によるパターン形成技術及びメッキ法やエツ
チング法による導体形成技術により作製されるようにな
ってきている。これらコイルは、通常ステータ側として
使用され、ローター側にはＮ極、Ｓ極に着磁された磁石
が使用される。この場合回転位置によってコイルに流す
電流方向を切り換える必要があり、磁石が発する磁場を
検出する磁気センサーが使用される。これら磁気センサ
ーとしては、ホール素子、磁気抵抗素子等があるがブラ
シレスモーフにはホール素子が最も頻繁に使用されてい
る。以下ホール素子を例として説明する。In small and thin brush and shield motors, the distance between the magnet and the yoke plate is required to be small, and the coil to be incorporated is also desired to have a thickness of about 0.3 to 1 mm. Coils that meet these requirements are being manufactured using pattern forming techniques using photolithography and printing techniques, and conductor forming techniques using plating and etching methods. These coils are normally used on the stator side, and magnets magnetized to N and S poles are used on the rotor side. In this case, it is necessary to switch the direction of current flowing through the coil depending on the rotational position, and a magnetic sensor is used to detect the magnetic field generated by the magnet. These magnetic sensors include Hall elements, magnetoresistive elements, etc., and Hall elements are most frequently used in brushless morphs. A Hall element will be explained below as an example.
ホール素子は、アルミナ、フェライト、ガラス等で形成
されたホール素子用基板の上にＩｎＳｂ、ＧａＡｓ＋Ｉ
ｎＡｓ等の化合物半導体の感磁性薄膜が形成され、更に
磁性薄膜上の所定部位に、外部端子との接続用の電極が
形成され、その電極と外部接続用のリードとがワイヤボ
ンディング又ははんだ付けによつて接続されたものであ
る。感磁性薄膜上には、保護用被膜が形成される場合が
ある。以上の如き構造を有するホール素子はリード接続
後エポキシ等の樹脂によってトランスファーモールド或
はキャスティング等の方法によってモールドされる。The Hall element is made of InSb, GaAs+I, etc. on a Hall element substrate made of alumina, ferrite, glass, etc.
A magnetically sensitive thin film of a compound semiconductor such as nAs is formed, and electrodes for connection with external terminals are formed at predetermined locations on the magnetic thin film, and the electrodes and leads for external connection are wire bonded or soldered. Therefore, they are connected. A protective coating may be formed on the magnetically sensitive thin film. After connecting the leads, the Hall element having the above structure is molded with a resin such as epoxy by a method such as transfer molding or casting.
この場合、樹脂はリードの両面からモールドされるが、
リードの裏側、すなわちホール素子との接続部を有さな
い側のモールド樹脂による保護層の厚さ１１は、リード
の接待強度及びモールド金型設計の関係により、最小で
も０．１５〜０．２鶴程度、全体の厚さも０．６〜１龍
程度を有しており、また、大きさも２． Ｏｔｓ角以上
が通常である。In this case, the resin is molded from both sides of the lead, but
The thickness 11 of the protective layer made of mold resin on the back side of the lead, that is, the side that does not have the connection part with the Hall element, is at least 0.15 to 0.2 depending on the connection strength of the lead and the mold design. It is about the size of a crane, the overall thickness is about 0.6 to 1 dragon, and the size is 2. The angle is usually equal to or larger than the Ots angle.
ホール素子をモータへ組み込む場合、信号を十分に大き
いものとするために磁場の強度の十分な位置に配置する
必要がある。この為、プリントコイルと共に使用する場
合、ホール素子をコイルの面上に配置・固定することが
考えられる。しかしながら、一方で磁石とコイルとの相
互作用を強くし、モータのトルクを向上させる為に、磁
石とコイルとの距離を小さくすることが望まれるので、
コイル面上にホール素子を配置することはホール素子の
厚さだけ距離が大きなものなるため好ましくない。When incorporating a Hall element into a motor, it is necessary to place it at a position where the magnetic field strength is sufficient in order to obtain a sufficiently large signal. For this reason, when used with a printed coil, it is conceivable to arrange and fix the Hall element on the surface of the coil. However, on the other hand, it is desirable to reduce the distance between the magnet and the coil in order to strengthen the interaction between the magnet and the coil and improve the motor torque.
It is not preferable to arrange the Hall element on the coil surface because the distance increases by the thickness of the Hall element.
それゆえ、ホール素子プリントコイル内部に埋め込むこ
とが提案されている。第４図にプリントコイルにホール
素子を埋め込んだものをモーターとして組み立てた従来
の磁気センサー付きプリントコイルの断面図を示す。磁
石１１と回転ヨーク１２は軸１３に固定され回転する。Therefore, it has been proposed to embed the Hall element inside the printed coil. FIG. 4 shows a cross-sectional view of a conventional printed coil with a magnetic sensor, which is constructed by assembling a printed coil with a Hall element embedded therein as a motor. The magnet 11 and rotating yoke 12 are fixed to a shaft 13 and rotate.
プリントコイルは絶縁基板１の両側に導体パターン２が
形成されたものであり、表裏の導体パターンはスルーホ
ール４によって電気的導通がとられている。プリントコ
イルの表面には、絶縁及び表面保護の為に、多くの場合
絶縁層３がコイル端子部等を除き形成されている。ホー
ル素子１０は外観上モールド樹脂６及びリード７よりな
り、これがプリントコイルシートの所定位置にモールド
樹脂６とほぼ同形にあけられた孔９に設置固定されてい
る。リード１はホール素子より外部に引き出され、その
端部はプリントコイル上に設けられたホール素子用端子
５にはんだ付けされている。The printed coil has conductor patterns 2 formed on both sides of an insulating substrate 1, and the conductor patterns on the front and back sides are electrically connected by through holes 4. In many cases, an insulating layer 3 is formed on the surface of the printed coil, except for the coil terminal portions, for insulation and surface protection. The Hall element 10 consists of a molded resin 6 and a lead 7 in appearance, and is fixedly installed in a hole 9 made in a predetermined position of the printed coil sheet in substantially the same shape as the molded resin 6. The lead 1 is led out from the Hall element, and its end is soldered to a Hall element terminal 5 provided on the printed coil.
しかしながら、磁石１１とプリントコイル１７との距離
１２は、０．３ ＋ｎ以下、好ましくは０．１ ｔｍが
望まれており、第４図１１で示すホール素子裏側の保護
層の厚さが、０．１５〜０．２ ｔｍ程度ある場合には
、その厚さの分だけ、距離を大きくとらざを得なくなり
、モータのトルクが小さくなる上モータの全体厚も大き
いものとなっていた。また、プリントコイルでは導体パ
ターンを面上に密に配置することが望ましいが、ホール
素子を設置する部位には導体パターンを形成できないの
で、ホール素子の大きさはできるだけ小さい方が好まし
いが、モールドされたホール素子の通常の大きさは、２
、０ ｔｍ角以上であった。また、モールドを行わない
状態で、ホール素子とリードを例えばはんだ付けしたも
のを、プリントコイルに埋め込む事も考えられるが、取
り扱い時やプリントコイル埋め込み時にリードにかかる
外力が、はんだ付は部に加わり、接続破損を起こすこと
が多く、実現は極めて困難であった。However, the distance 12 between the magnet 11 and the printed coil 17 is desirably 0.3+n or less, preferably 0.1 tm, and the thickness of the protective layer on the back side of the Hall element shown in FIG. When the thickness is about .15 to 0.2 tm, the distance must be increased by that thickness, and the overall thickness of the upper motor becomes large, which reduces the torque of the motor. In addition, with printed coils, it is desirable to arrange the conductor pattern densely on the surface, but since it is not possible to form a conductor pattern in the area where the Hall element is installed, it is preferable that the size of the Hall element be as small as possible. The normal size of the Hall element is 2
, 0 tm square or more. It is also possible to embed a Hall element and lead, for example soldered, in a printed coil without molding, but the external force applied to the lead during handling or embedding the printed coil will be applied to the soldering part. However, this method often causes connection damage and is extremely difficult to implement.
本発明の磁気センサー付きプリントコイルは、少なくと
も磁気センサー及びリード接続部の裏にあたるリード裏
面をモールド樹脂を用いずにフィルム状の樹脂によって
被覆したものである。In the printed coil with a magnetic sensor of the present invention, at least the back surface of the lead, which is the back side of the magnetic sensor and the lead connection portion, is coated with a film-like resin without using a molding resin.
本発明の磁気センサー付きプリントコイルでは、リード
の裏側がフィルム状の樹脂によって被覆されている為に
、リード裏側の保護層の厚さｌＩは０６０２〜０．１
＊＊とすることが可能である。またリードはフィルムに
よって被覆、保持されているのでリード保持のためにモ
ールドを大きくする必要がなくなり、モールド面積を、
磁気センサーの主要部を最小限に覆った小さいものとす
ることができる。更にリードとホール素子との接続の信
頼性も十分なものとなっている。In the printed coil with magnetic sensor of the present invention, since the back side of the lead is covered with a film-like resin, the thickness lI of the protective layer on the back side of the lead is 0602 to 0.1.
**It is possible. In addition, since the leads are covered and held by a film, there is no need to enlarge the mold to hold the leads, reducing the mold area.
It can be made small enough to cover the main part of the magnetic sensor to a minimum. Furthermore, the reliability of the connection between the lead and the Hall element is also sufficient.
以下、本発明を図面を用いて説明する。第１図及び第２
図は、本発明の一実施態様であるホール素子付きプリン
トコイルの断面図及び平面図である。Hereinafter, the present invention will be explained using the drawings. Figures 1 and 2
The figures are a sectional view and a plan view of a printed coil with a Hall element, which is an embodiment of the present invention.
本実施態様においてプリントコイルは、フォトリソグラ
フ法及びメッキ法を用いて製造されている。導体パター
ン２は、銅によって渦巻き状に形成され、絶縁基板１は
、エポキシ樹脂等により形成されている。表面保護用絶
縁層３は、ソルダーレジストを所定部分に塗布し硬化さ
せることによって形成されている。ホール素子設置用孔
９は前記の方法によって一層ずつ１枚のシート上に多数
個作製されたプリントコイルパターンを、複数枚（図の
例では２枚）積層して個々のコイルに打ち抜いて分離す
る際に同時に穿孔されたもので、図の例では渦巻き状パ
ターンの内側にホール素子の外寸法よりも約５０ｃｍ大
きく３箇所に設けられている。ホール素子ユはリード７
をプリントコイルの表面に沿って伸ばした状態で前記孔
９に設置固定され、上からフィルム状樹脂８により被覆
されている。フィルム状樹脂８は少なくともホール素子
ユの感磁部及びリード接続部を覆う大きさであることが
必要である。なお、第１図及び第２図のホール素子■は
裏側にフィルム状樹脂８、表側をモールド樹脂６で覆わ
れた外観形状を示したものであり、内部及びリードとの
接続構造としては例えば第５図（ａｔ、 （ｂｌ、 （
ｃｌなどがある。In this embodiment, the printed coil is manufactured using a photolithography method and a plating method. The conductor pattern 2 is formed of copper in a spiral shape, and the insulating substrate 1 is formed of epoxy resin or the like. The surface protection insulating layer 3 is formed by applying a solder resist to a predetermined portion and hardening it. The hole 9 for installing the Hall element is formed by laminating a plurality of printed coil patterns (two in the example shown), which are produced layer by layer on a single sheet by the method described above, and then punching out and separating the coils into individual coils. In the illustrated example, holes are provided at three locations inside the spiral pattern, each approximately 50 cm larger than the outside dimension of the Hall element. Hall Motokoyu leads 7
is installed and fixed in the hole 9 while being stretched along the surface of the printed coil, and is covered with a film-like resin 8 from above. The film-like resin 8 needs to be large enough to cover at least the magnetic sensing part and the lead connection part of the Hall element. Note that the Hall element (2) in FIGS. 1 and 2 shows an external appearance covered with a film-like resin 8 on the back side and a molded resin 6 on the front side, and the internal structure and connection structure with the leads are, for example, Figure 5 (at, (bl, (
cl etc.
第５図（ａ）では所定部分を銀または金でめっきした銅
、銅系合金、４−２合金等のリード７の裏側にポリイミ
ド系などの耐熱性に優れたフィルム状の樹脂８が被覆さ
れたものと、ホール素子用基板１４とが接着されており
、ホール素子の電極１５とリード７は金などからなるワ
イヤ１６でボンディングされている。また、感磁部２０
等のホール素子の主要部分が存在するり一層７の表側は
、感磁部２０、電極部１５、ワイヤ１６を保護すべく紫
外線硬化型樹脂などのモールド樹脂６により覆われてい
る。フィルム状樹脂８としてはワイヤボンディング時の
加熱に耐え得るポリイミドフィルム等がよく、これをゴ
ム変性エポキシ等の接着剤を用いてリードと接着しても
よいが、溶剤可溶性のポリアミドイミド等をリードに直
接塗布し、熱処理によってフィルム状にしたものがより
好ましい。本発明では第５図（ａｌに代表されるように
リード７がフィルム状樹脂８によって保持されるため、
モールド樹脂６はワイヤ１６及び感磁部２０、電極１５
などのホール素子の主要部分を覆う範囲のみに設ければ
よく、モールド領域の面積が従来品と比べてはるかに小
さくできる。フィルム状樹脂をリードに直接塗布した場
合、フィルム状樹脂の厚さｌ、は０．０２５ｍとするこ
とができる。In FIG. 5(a), a film-like resin 8 having excellent heat resistance such as polyimide is coated on the back side of a lead 7 made of copper, copper-based alloy, 4-2 alloy, etc., which is plated with silver or gold at a predetermined portion. The Hall element substrate 14 is bonded to the Hall element substrate 14, and the Hall element electrode 15 and the lead 7 are bonded with a wire 16 made of gold or the like. In addition, the magnetic sensing part 20
The front side of the layer 7, where the main parts of the Hall element are located, is covered with a molding resin 6 such as an ultraviolet curing resin to protect the magnetically sensitive part 20, the electrode part 15, and the wire 16. The film-like resin 8 is preferably a polyimide film that can withstand the heat during wire bonding, and may be bonded to the lead using an adhesive such as rubber-modified epoxy. It is more preferable to apply it directly and form it into a film by heat treatment. In the present invention, since the lead 7 is held by the film-like resin 8 as represented by FIG. 5 (al),
The molding resin 6 includes the wire 16, the magnetically sensitive part 20, and the electrode 15.
It is only necessary to provide the mold area in a range that covers the main part of the Hall element, and the area of the mold region can be much smaller than that of conventional products. When the film-like resin is applied directly to the leads, the thickness l of the film-like resin can be 0.025 m.
第５図（ｂｌは本発明の他の実施態様である。この例で
はホール素子電極１５とリード７とははんだ付けまたは
導電性樹脂１８によって接続されており、ホール素子の
主要部分はエポキシ系、アクリル系等の絶縁性接着剤１
９を用いて最小限被覆されている。また、リード裏面に
はポリエステル系、ポリイミド系等のフィルム状樹脂を
、先の接着剤１９により貼りつけである。この場合は接
着剤層の分だけリード裏面の保護部厚が大きくなり、ｌ
ｌは０．０３５ｍ程度となる。FIG. 5 (bl is another embodiment of the present invention. In this example, the Hall element electrode 15 and the lead 7 are connected by soldering or conductive resin 18, and the main part of the Hall element is made of epoxy, Insulating adhesive such as acrylic adhesive 1
9 was used. Further, a film-like resin such as polyester or polyimide is attached to the back surface of the lead using the adhesive 19 described above. In this case, the thickness of the protective part on the back side of the lead increases by the adhesive layer, and l
l is approximately 0.035m.
第５図（Ｃ１では、リード側がフィルム状樹脂８で直接
被覆され、リード７とホール素子電極１５ははんだ付け
または導電性樹脂１８により接続され、キャスティング
法により、熱硬化性エポキシ系の樹脂６によりリード片
側のみがモールドされている。この場合も（ａ）の場合
と同様に、フィルムは耐熱性を有するものが良く、より
好ましくは、溶剤可溶のポリアミドイミド樹脂を塗布し
、熱処理によりフィルム状樹脂としたちが良い。この場
合１ ＋は０．０２５鶴である。FIG. 5 (In C1, the lead side is directly covered with a film-like resin 8, the lead 7 and the Hall element electrode 15 are connected by soldering or a conductive resin 18, and a thermosetting epoxy resin 6 is applied by a casting method. Only one side of the lead is molded.In this case, as in the case (a), the film should be heat resistant, and more preferably, a solvent-soluble polyamide-imide resin is applied and heat treated to form a film. The resin is strong. In this case, 1 + is 0.025 Tsuru.
以上、本発明の実施態様を説明した。実施態様中の磁気
センサーとしては、ホール素子を例として説明したが、
磁気抵抗素子等の他の磁気センサーでも良い。また本発
明が適用されるプリントコイルには、回転型のモータ用
だけでなく、リニア型モータ用コイルも含まれる。The embodiments of the present invention have been described above. As the magnetic sensor in the embodiment, a Hall element was explained as an example, but
Other magnetic sensors such as magnetoresistive elements may also be used. Further, printed coils to which the present invention is applied include not only coils for rotary motors but also coils for linear motors.
第３図に、本発明の磁気センサー付きプリントコイルを
モータに組み入れた図を示す。本発明によれは、リード
裏面はフィルム状樹脂により被覆されている為、保護層
の厚さ１１は極めて薄くできる。それゆえプリントコイ
ル１７と磁石１１との距離１２も小さいものとすること
ができ、モータを高トルク化し、モータ厚みを小さくす
ること、また、モールド領域の面積を小さくすることが
可能であり、孔９の面積を小さくし、プリントコイル導
体２の領域を広くとることができる。また、磁気センサ
ーを磁石よりの磁場が強い位置に、精度良く配置するこ
とが可能となった。FIG. 3 shows a diagram in which the printed coil with a magnetic sensor of the present invention is incorporated into a motor. According to the present invention, since the back surface of the lead is coated with a film-like resin, the thickness 11 of the protective layer can be made extremely thin. Therefore, the distance 12 between the printed coil 17 and the magnet 11 can be made small, making it possible to increase the torque of the motor, reduce the thickness of the motor, and reduce the area of the mold region. The area of the printed coil conductor 2 can be made smaller and the area of the printed coil conductor 2 can be made wider. Additionally, it has become possible to place the magnetic sensor with high precision in a position where the magnetic field from the magnet is strong.
第１図及び第２図はそれぞれ本発明の磁気センサー付き
プリントコイルの断面図及び平面図、第３図は本発明の
磁気センサー付プリントコイルをモータに組み込んだ断
面図、第４図は従来のＦＣ付きプリントコイルをモータ
に組み込んだ図、第５図は（ａｌ〜（ｅ）は、本発明の
磁気センサ一部分の実施態様を示す断面図である。
１・・・絶縁基板、２・・・導体パターン、３・・・絶
縁層、４・・・スルーホール、５・・・外部端子、′６
・・・モールド樹脂、７・・・リード、８・・・フィル
ム状樹脂、９・・・ホール素子設置用孔、ユ・・・ホー
ル素子、１１・・・磁石、１２・・・回転ヨーク、１３
・・・軸、１４・・・ホール素子用基板、１５・・・電
極、１６・・・ワイヤ、土工・・・プリントコイル、１
８・・・はんだ又は導電性樹脂。
特許出願人 旭化成工業株式会社
第２図
第５図
（Ｃ）1 and 2 are a sectional view and a plan view, respectively, of a printed coil with a magnetic sensor of the present invention, FIG. 3 is a sectional view of the printed coil with a magnetic sensor of the present invention incorporated into a motor, and FIG. 4 is a sectional view of a conventional printed coil with a magnetic sensor. FIGS. 5A to 5E are cross-sectional views showing embodiments of a portion of the magnetic sensor of the present invention.
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Insulating substrate, 2... Conductor pattern, 3... Insulating layer, 4... Through hole, 5... External terminal, '6
...Mold resin, 7.Lead, 8.Film-like resin, 9.Hall element installation hole, U..Hall element, 11.Magnet, 12.Rotating yoke, 13
... shaft, 14 ... Hall element substrate, 15 ... electrode, 16 ... wire, earthwork ... printed coil, 1
8...Solder or conductive resin. Patent applicant: Asahi Kasei Industries, Ltd. Figure 2 Figure 5 (C)
Claims (1)
配置されてなる磁気センサー付きプリントコイルにおい
て、該磁気センサーの外部接続用リードの裏側のうち、
少なくとも前記磁気センサー及びリード接続部の裏にあ
たる部分がフィルム状樹脂によつて被覆されていること
を特徴とする磁気センサー付きプリントコイルIn a printed coil with a magnetic sensor in which a magnetic sensor is arranged in a hole provided in a printed coil sheet, the back side of the external connection lead of the magnetic sensor,
A printed coil with a magnetic sensor, characterized in that at least a portion corresponding to the back of the magnetic sensor and the lead connection portion is covered with a film-like resin.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62131641A JPS63299756A (en) | 1987-05-29 | 1987-05-29 | Printed coil with magnetic sensor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62131641A JPS63299756A (en) | 1987-05-29 | 1987-05-29 | Printed coil with magnetic sensor |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63299756A true JPS63299756A (en) | 1988-12-07 |
Family
ID=15062806
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62131641A Pending JPS63299756A (en) | 1987-05-29 | 1987-05-29 | Printed coil with magnetic sensor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63299756A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016192516A (en) * | 2015-03-31 | 2016-11-10 | 旭化成エレクトロニクス株式会社 | Hall sensor device and position detector |
| WO2021244903A1 (en) * | 2020-06-04 | 2021-12-09 | Robert Bosch Gmbh | Circuit carrier for an electronic circuit and method for producing the circuit carrier |
-
1987
- 1987-05-29 JP JP62131641A patent/JPS63299756A/en active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016192516A (en) * | 2015-03-31 | 2016-11-10 | 旭化成エレクトロニクス株式会社 | Hall sensor device and position detector |
| WO2021244903A1 (en) * | 2020-06-04 | 2021-12-09 | Robert Bosch Gmbh | Circuit carrier for an electronic circuit and method for producing the circuit carrier |
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