JPWO2017077871A1 - Magnetic sensor - Google Patents

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Abstract

【課題】センサチップと磁性体をより確実に固定するとともに、低背化を実現可能な磁気センサを提供する。【解決手段】磁気検出素子ＭＲが形成された素子形成面３１及び素子形成面３１に対して略垂直な側面３２を有するセンサチップ３０と、センサチップ３０の側面３２に設けられた第１の磁性体４１とを備える。本発明によれば、センサチップ３０の側面３２に第１の磁性体４１が設けられていることから、センサチップ３０と第１の磁性体４１の接触面積を拡大することができる。このため、両者の固定をより確実に行うことができる。しかも、低背化を実現することも可能となる。【選択図】図１Provided is a magnetic sensor capable of more securely fixing a sensor chip and a magnetic body and realizing a reduction in height. A sensor chip having an element formation surface on which a magnetic detection element is formed and a side surface that is substantially perpendicular to the element formation surface, and a first magnet provided on the side surface of the sensor chip. A body 41. According to the present invention, since the first magnetic body 41 is provided on the side surface 32 of the sensor chip 30, the contact area between the sensor chip 30 and the first magnetic body 41 can be increased. For this reason, both can be fixed more reliably. Moreover, it is possible to realize a low profile. [Selection] Figure 1

Description

本発明は磁気センサに関し、特に、センサチップに磁束を集めるための磁性体を備えた磁気センサに関する。   The present invention relates to a magnetic sensor, and more particularly to a magnetic sensor including a magnetic body for collecting magnetic flux on a sensor chip.

巨大磁気抵抗効果素子などを用いた磁気センサは、電流計や磁気エンコーダなどに広く用いられている。磁気センサには、センサチップに磁束を集めるための磁性体が設けられることがあり、この場合、磁性体はセンサチップの素子形成面に載置される（特許文献１参照）。   Magnetic sensors using giant magnetoresistive elements are widely used in ammeters and magnetic encoders. The magnetic sensor may be provided with a magnetic body for collecting magnetic flux on the sensor chip. In this case, the magnetic body is placed on the element formation surface of the sensor chip (see Patent Document 1).

特開２００９−２７６１５９号公報JP 2009-276159 A

しかしながら、一般にセンサチップは小型であることから、センサチップ上に磁性体を載置することは容易でなく、センサチップと磁性体を確実に固定することは困難であった。また、センサチップの素子形成面に磁性体を載置すると、磁気センサの全体の高さが高くなるため、低背化が困難であった。   However, since the sensor chip is generally small, it is not easy to place the magnetic body on the sensor chip, and it is difficult to securely fix the sensor chip and the magnetic body. In addition, when a magnetic material is placed on the element formation surface of the sensor chip, the overall height of the magnetic sensor increases, making it difficult to reduce the height.

したがって、本発明は、センサチップと磁性体をより確実に固定するとともに、低背化を実現可能な磁気センサを提供することを目的とする。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a magnetic sensor capable of more securely fixing a sensor chip and a magnetic body and realizing a low profile.

本発明による磁気センサは、少なくとも一つの磁気検出素子が形成された素子形成面及び前記素子形成面に対して略垂直な側面を有するセンサチップと、前記センサチップの前記側面に設けられた第１の磁性体と、を備えることを特徴とする。   The magnetic sensor according to the present invention includes an element formation surface on which at least one magnetic detection element is formed, a sensor chip having a side surface substantially perpendicular to the element formation surface, and a first provided on the side surface of the sensor chip. And a magnetic body.

本発明によれば、センサチップの側面に第１の磁性体が設けられていることから、センサチップと磁性体の接触面積を拡大することができる。このため、両者の固定をより確実に行うことができる。しかも、低背化を実現することも可能となる。   According to the present invention, since the first magnetic body is provided on the side surface of the sensor chip, the contact area between the sensor chip and the magnetic body can be increased. For this reason, both can be fixed more reliably. Moreover, it is possible to realize a low profile.

本発明による磁気センサは、前記センサチップの前記素子形成面であって、前記側面の近傍に設けられた第２の磁性体をさらに備えることが好ましい。これによれば、素子形成面に対して垂直方向の磁束をさらに水平方向に曲げることができることから、検出感度を高めることが可能となる。   The magnetic sensor according to the present invention preferably further comprises a second magnetic body provided on the element forming surface of the sensor chip and in the vicinity of the side surface. According to this, since the magnetic flux in the vertical direction with respect to the element formation surface can be further bent in the horizontal direction, the detection sensitivity can be increased.

本発明において、前記磁気検出素子は第１及び第２の磁気検出素子を含み、前記第１及び第２の磁気検出素子は、前記側面からの距離が互いに異なることが好ましい。これによれば、第１の磁気検出素子と第２の磁気検出素子の出力差を利用して磁気検出を行うことが可能となる。   In the present invention, it is preferable that the magnetic detection elements include first and second magnetic detection elements, and the first and second magnetic detection elements have different distances from the side surface. According to this, magnetic detection can be performed using the output difference between the first magnetic detection element and the second magnetic detection element.

この場合、前記磁気検出素子は、前記側面からの距離が前記第１の磁気検出素子と等しい第３の磁気検出素子と、前記側面からの距離が前記第２の磁気検出素子と等しい第４の磁気検出素子とをさらに含むことが好ましい。これによれば、第１〜第４の磁気検出素子を用いた差動ブリッジ回路を形成することが可能となり、この場合、より高感度な磁気検出を行うことが可能となる。   In this case, the magnetic detection element includes a third magnetic detection element having a distance from the side surface equal to that of the first magnetic detection element, and a fourth distance from the side surface being equal to that of the second magnetic detection element. It is preferable to further include a magnetic detection element. According to this, it is possible to form a differential bridge circuit using the first to fourth magnetic detection elements, and in this case, it is possible to perform magnetic detection with higher sensitivity.

本発明による磁気センサは、前記センサチップが搭載された搭載面を有する回路基板をさらに備えることが好ましい。この場合、前記センサチップの前記素子形成面は、前記回路基板の前記搭載面と略平行であっても構わないし、前記回路基板の前記搭載面に対して略垂直であっても構わない。   The magnetic sensor according to the present invention preferably further comprises a circuit board having a mounting surface on which the sensor chip is mounted. In this case, the element formation surface of the sensor chip may be substantially parallel to the mounting surface of the circuit board, or may be substantially perpendicular to the mounting surface of the circuit board.

本発明によれば、センサチップと磁性体をより確実に固定できるとともに、磁気センサの低背化を実現することが可能となる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, while being able to fix a sensor chip and a magnetic body more reliably, it becomes possible to implement | achieve the shortening of a magnetic sensor.

図１は、本発明の好ましい第１の実施形態による磁気センサ１０Ａの外観を示す略斜視図である。FIG. 1 is a schematic perspective view showing an appearance of a magnetic sensor 10A according to a preferred first embodiment of the present invention. 図２は、磁気センサ１０Ａを用いた磁界検出装置の回路図である。FIG. 2 is a circuit diagram of a magnetic field detection apparatus using the magnetic sensor 10A. 図３は、本発明の好ましい第２の実施形態による磁気センサ１０Ｂの外観を示す略斜視図である。FIG. 3 is a schematic perspective view showing the appearance of a magnetic sensor 10B according to a preferred second embodiment of the present invention. 図４は、第１の磁性体４１と第２の磁性体４２を一体化した例を示す図である。FIG. 4 is a diagram illustrating an example in which the first magnetic body 41 and the second magnetic body 42 are integrated. 図５は、本発明の好ましい第３の実施形態による磁気センサ１０Ｃの外観を示す略斜視図である。FIG. 5 is a schematic perspective view showing the appearance of a magnetic sensor 10C according to a preferred third embodiment of the present invention. 図６は、本発明の好ましい第４の実施形態による磁気センサ１０Ｄの外観を示す略斜視図である。FIG. 6 is a schematic perspective view showing the appearance of a magnetic sensor 10D according to a preferred fourth embodiment of the present invention. 図７は、本発明の好ましい第５の実施形態による磁気センサ１０Ｅの外観を示す略斜視図である。FIG. 7 is a schematic perspective view showing the appearance of a magnetic sensor 10E according to a preferred fifth embodiment of the present invention. 図８は、磁気センサ１０Ｅを用いた磁界検出装置の回路図である。FIG. 8 is a circuit diagram of a magnetic field detection apparatus using the magnetic sensor 10E. 図９は、本発明の好ましい第６の実施形態による磁気センサ１０Ｆの外観を示す略斜視図である。FIG. 9 is a schematic perspective view showing the appearance of a magnetic sensor 10F according to a preferred sixth embodiment of the present invention. 図１０は、本発明の好ましい第７の実施形態による磁気センサ１０Ｇの外観を示す略斜視図である。FIG. 10 is a schematic perspective view showing the appearance of a magnetic sensor 10G according to a preferred seventh embodiment of the present invention. 図１１は、本発明の好ましい第８の実施形態による磁気センサ１０Ｈの外観を示す略斜視図である。FIG. 11 is a schematic perspective view showing the appearance of a magnetic sensor 10H according to a preferred eighth embodiment of the present invention. 図１２は、本発明の好ましい第９の実施形態による磁気センサ１０Ｉの外観を示す略斜視図である。FIG. 12 is a schematic perspective view showing the appearance of a magnetic sensor 10I according to a ninth preferred embodiment of the present invention. 図１３は、磁気センサ１０Ｉを用いた磁界検出装置の回路図である。FIG. 13 is a circuit diagram of a magnetic field detection apparatus using the magnetic sensor 10I. 図１４は、本発明の好ましい第１０の実施形態による磁気センサ１０Ｊの外観を示す略斜視図である。FIG. 14 is a schematic perspective view showing the appearance of a magnetic sensor 10J according to a preferred tenth embodiment of the present invention. 図１５は、本発明の好ましい第１１の実施形態による磁気センサ１０Ｋの外観を示す略斜視図である。FIG. 15 is a schematic perspective view showing the appearance of a magnetic sensor 10K according to an eleventh preferred embodiment of the present invention. 図１６は、本発明の好ましい第１２の実施形態による磁気センサ１０Ｌの外観を示す略斜視図である。FIG. 16 is a schematic perspective view showing the appearance of a magnetic sensor 10L according to a preferred twelfth embodiment of the present invention.

以下、添付図面を参照しながら、本発明の好ましい実施形態について詳細に説明する。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

図１は、本発明の好ましい第１の実施形態による磁気センサ１０Ａの外観を示す略斜視図である。   FIG. 1 is a schematic perspective view showing an appearance of a magnetic sensor 10A according to a preferred first embodiment of the present invention.

図１に示すように、本発明による磁気センサ１０Ａは、回路基板２０と、回路基板２０の搭載面２１に搭載されたセンサチップ３０及び第１の磁性体４１によって構成される。   As shown in FIG. 1, a magnetic sensor 10 </ b> A according to the present invention includes a circuit board 20, a sensor chip 30 mounted on a mounting surface 21 of the circuit board 20, and a first magnetic body 41.

回路基板２０は、樹脂などの絶縁性基体に配線パターンが形成された基板であり、一般的なプリント基板やインターポーザ基板などを用いることができる。回路基板２０の搭載面２１はｘｙ平面を構成し、この搭載面２１にセンサチップ３０及び第１の磁性体４１が搭載される。回路基板２０の搭載面２１には、センサチップ３０との電気的接続を取るためのランドパターンが設けられているが、図１においては図示されていない。ランドパターンには、図２に示す定電圧源５１、オペアンプ５２、固定抵抗５３及び電圧検出回路５４などが接続される。定電圧源５１、オペアンプ５２、固定抵抗５３及び電圧検出回路５４は、回路基板２０自体に設けられていても構わないし、回路基板２０とは別の基板に設けられていても構わない。   The circuit board 20 is a board in which a wiring pattern is formed on an insulating base such as a resin, and a general printed board or an interposer board can be used. The mounting surface 21 of the circuit board 20 forms an xy plane, and the sensor chip 30 and the first magnetic body 41 are mounted on the mounting surface 21. A land pattern for establishing electrical connection with the sensor chip 30 is provided on the mounting surface 21 of the circuit board 20, but is not illustrated in FIG. 1. A constant voltage source 51, an operational amplifier 52, a fixed resistor 53, a voltage detection circuit 54, and the like shown in FIG. 2 are connected to the land pattern. The constant voltage source 51, the operational amplifier 52, the fixed resistor 53, and the voltage detection circuit 54 may be provided on the circuit board 20 itself, or may be provided on a board different from the circuit board 20.

センサチップ３０は略直方体形状を有しており、素子形成面３１には磁気検出素子ＭＲが形成されている。図１に示すように、素子形成面３１はｘｙ面を構成している。つまり、センサチップ３０は、素子形成面３１が回路基板２０の搭載面２１と略平行となるよう、平置きして搭載されている。   The sensor chip 30 has a substantially rectangular parallelepiped shape, and a magnetic detection element MR is formed on the element forming surface 31. As shown in FIG. 1, the element formation surface 31 forms an xy plane. That is, the sensor chip 30 is mounted in a flat position so that the element formation surface 31 is substantially parallel to the mounting surface 21 of the circuit board 20.

磁気検出素子ＭＲは、磁束密度によって物理特性の変化する素子であれば特に限定されないが、本実施形態においては、入力される磁界の向きに応じて抵抗値が変化する磁気抵抗効果素子が用いられる。磁気検出素子ＭＲの磁化固定方向は、図１の矢印Ａが示す方向（ｘ方向におけるマイナス側）に設定されている。センサチップ３０は、集合基板を用いて多数同時に作製され、これをダイシングすることによって多数個取りされる。したがって、ダイシングにより形成された４つの側面３２は、素子形成面３１に対して略垂直である。   The magnetic detection element MR is not particularly limited as long as it has an element whose physical characteristics change depending on the magnetic flux density. In the present embodiment, a magnetoresistive element whose resistance value changes according to the direction of the input magnetic field is used. . The magnetization fixing direction of the magnetic detection element MR is set to the direction indicated by the arrow A in FIG. 1 (minus side in the x direction). A large number of sensor chips 30 are manufactured simultaneously using a collective substrate, and a large number of sensor chips 30 are obtained by dicing them. Accordingly, the four side surfaces 32 formed by dicing are substantially perpendicular to the element formation surface 31.

第１の磁性体４１は、フェライトなどの高透磁率材料からなるブロックであり、本実施形態では略直方体形状である。そして、本実施形態においては、第１の磁性体４１がセンサチップ３０の素子形成面３１ではなく、１つの側面３２に設けられている。より具体的には、センサチップ３０のｙｚ面と第１の磁性体４１のｙｚ面が対向するよう、互いに固定されている。ここで、センサチップ３０のｙ方向における長さと、第１の磁性体４１のｙ方向における長さについては、互いに同じであっても構わないし、両者に差があっても構わない。また、センサチップ３０のｚ方向における高さと、第１の磁性体４１のｚ方向における高さについては、互いに同じであっても構わないし、両者に差があっても構わない。但し、第１の磁性体４１のｚ方向における高さについては、センサチップ３０のｚ方向における高さと同等か、それ以下であることが好ましい。   The first magnetic body 41 is a block made of a high magnetic permeability material such as ferrite, and has a substantially rectangular parallelepiped shape in this embodiment. In the present embodiment, the first magnetic body 41 is provided not on the element forming surface 31 of the sensor chip 30 but on the one side surface 32. More specifically, they are fixed to each other so that the yz surface of the sensor chip 30 and the yz surface of the first magnetic body 41 face each other. Here, the length in the y direction of the sensor chip 30 and the length in the y direction of the first magnetic body 41 may be the same or may be different from each other. Further, the height of the sensor chip 30 in the z direction and the height of the first magnetic body 41 in the z direction may be the same or different from each other. However, the height of the first magnetic body 41 in the z direction is preferably equal to or less than the height of the sensor chip 30 in the z direction.

センサチップ３０と第１の磁性体４１の固定は、接着剤を用いて行うことができる。この場合、センサチップ３０の側面３２には磁気検出素子ＭＲが設けられていないことから、側面３２のほぼ全面を覆うように第１の磁性体４１を固定することができ、これにより両者の固定をより確実に行うことができる。さらに、回路基板２０と第１の磁性体４１との間にも接着剤を塗布すれば、第１の磁性体４１は回路基板２０とセンサチップ３０の両方に固定されることから、第１の磁性体４１がより強固に固定される。   The sensor chip 30 and the first magnetic body 41 can be fixed using an adhesive. In this case, since the magnetic detection element MR is not provided on the side surface 32 of the sensor chip 30, the first magnetic body 41 can be fixed so as to cover almost the entire side surface 32, thereby fixing the both. Can be performed more reliably. Furthermore, if an adhesive is applied between the circuit board 20 and the first magnetic body 41, the first magnetic body 41 is fixed to both the circuit board 20 and the sensor chip 30. The magnetic body 41 is fixed more firmly.

このように、本実施形態による磁気センサ１０Ａは、センサチップ３０が回路基板２０に平置きされており、且つ、センサチップ３０の側面３２に第１の磁性体４１が設けられている。これにより、センサチップ３０と第１の磁性体４１との接着面積を十分に確保することができることから、センサチップ３０と第１の磁性体４１をより確実に固定することができる。しかも、従来の磁気センサに比べて、ｚ方向における高さをより低背化することも可能となる。   As described above, in the magnetic sensor 10 </ b> A according to the present embodiment, the sensor chip 30 is placed flat on the circuit board 20, and the first magnetic body 41 is provided on the side surface 32 of the sensor chip 30. As a result, a sufficient bonding area between the sensor chip 30 and the first magnetic body 41 can be secured, so that the sensor chip 30 and the first magnetic body 41 can be more reliably fixed. In addition, the height in the z direction can be further reduced as compared with a conventional magnetic sensor.

図２は、磁気センサ１０Ａを用いた磁界検出装置の回路図である。   FIG. 2 is a circuit diagram of a magnetic field detection apparatus using the magnetic sensor 10A.

図２に示す磁界検出装置は、磁気センサ１０Ａに接続された定電圧源５１、オペアンプ５２、固定抵抗５３及び電圧検出回路５４を備える。図２に示すように、磁気センサ１０Ａに含まれる磁気検出素子ＭＲと固定抵抗５３は、オペアンプ５２の出力端子とグランドとの間に直列に接続されており、その接続点は、オペアンプ５２の反転入力端子（−）に接続されている。オペアンプ５２の非反転入力端子（＋）には、定電圧源５１によって所定の入力電圧が印加される。   The magnetic field detection device shown in FIG. 2 includes a constant voltage source 51, an operational amplifier 52, a fixed resistor 53, and a voltage detection circuit 54 connected to the magnetic sensor 10A. As shown in FIG. 2, the magnetic detection element MR and the fixed resistor 53 included in the magnetic sensor 10 </ b> A are connected in series between the output terminal of the operational amplifier 52 and the ground, and the connection point is the inversion of the operational amplifier 52. It is connected to the input terminal (-). A predetermined input voltage is applied to the non-inverting input terminal (+) of the operational amplifier 52 by the constant voltage source 51.

かかる構成により、定電圧源５１、オペアンプ５２及び固定抵抗５３は定電流源として機能することから、磁気検出素子ＭＲの抵抗値が変化すると、磁気検出素子ＭＲの両端間の電圧が変化する。この変化は、電圧検出回路５４によって検出される。これにより、図２に示す磁界検出装置は、磁気検出素子ＭＲに与えられる磁界を検出することが可能となる。そして、本実施形態においては、センサチップ３０の側面３２に設けられた第１の磁性体４１によって集磁されることから、検出感度が高められる。   With this configuration, the constant voltage source 51, the operational amplifier 52, and the fixed resistor 53 function as a constant current source. Therefore, when the resistance value of the magnetic detection element MR changes, the voltage across the magnetic detection element MR changes. This change is detected by the voltage detection circuit 54. Thereby, the magnetic field detection device shown in FIG. 2 can detect the magnetic field applied to the magnetic detection element MR. In the present embodiment, the magnetic flux is collected by the first magnetic body 41 provided on the side surface 32 of the sensor chip 30, so that the detection sensitivity is increased.

図３は、本発明の好ましい第２の実施形態による磁気センサ１０Ｂの外観を示す略斜視図である。   FIG. 3 is a schematic perspective view showing the appearance of a magnetic sensor 10B according to a preferred second embodiment of the present invention.

図３に示す磁気センサ１０Ｂは、センサチップ３０の素子形成面３１に第２の磁性体４２がさらに設けられている点において、図１に示した磁気センサ１０Ａと相違する。その他の点については、図１に示した磁気センサ１０Ａと同一であることから、同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。   The magnetic sensor 10B shown in FIG. 3 is different from the magnetic sensor 10A shown in FIG. 1 in that a second magnetic body 42 is further provided on the element formation surface 31 of the sensor chip 30. Since the other points are the same as those of the magnetic sensor 10A shown in FIG. 1, the same elements are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.

第２の磁性体４２はｙ方向を長手方向とする棒状体であり、センサチップ３０の素子形成面３１であって、第１の磁性体４１が設けられた側面３２の近傍に設けられている。第１の磁性体４１と第２の磁性体４２が接触している必要はないが、両者はできる限り近接していることが好ましい。第２の磁性体４２は、第１の磁性体４１と同じ材料からなるものであっても構わないし、異なる材料からなるものであっても構わない。第２の磁性体は、第１の磁性体４１と比べてサイズが小さいため、第１の磁性体４１と同じ材料からなる部材（例えばフェライトのブロック）を接着する代わりに、厚膜工程又は薄膜工程を用いてセンサチップ３０の素子形成面３１に直接形成しても構わない。また、第１の磁性体４１と第２の磁性体が別部材である必要はなく、図４に示すように両者が一体化していても構わない。   The second magnetic body 42 is a rod-shaped body whose longitudinal direction is the y direction, and is provided on the element forming surface 31 of the sensor chip 30 and in the vicinity of the side surface 32 on which the first magnetic body 41 is provided. . Although it is not necessary for the first magnetic body 41 and the second magnetic body 42 to be in contact with each other, it is preferable that they are as close as possible. The second magnetic body 42 may be made of the same material as the first magnetic body 41, or may be made of a different material. Since the second magnetic body is smaller in size than the first magnetic body 41, a thick film process or a thin film is used instead of bonding a member made of the same material as the first magnetic body 41 (for example, a ferrite block). You may form directly on the element formation surface 31 of the sensor chip 30 using a process. Further, the first magnetic body 41 and the second magnetic body do not need to be separate members, and both may be integrated as shown in FIG.

本実施形態による磁気センサ１０Ｂは、かかる構成により、第１の磁性体４１によって集磁したｚ方向の磁束を第２の磁性体４２によってｘ方向に曲げることができる。これにより、磁気検出素子ＭＲの感度方向（ｘ方向）における磁束成分が増加することから、第１の実施形態による磁気センサ１０Ａよりも高い検出感度を得ることが可能となる。   With this configuration, the magnetic sensor 10 </ b> B according to the present embodiment can bend the magnetic flux in the z direction collected by the first magnetic body 41 in the x direction by the second magnetic body 42. Thereby, since the magnetic flux component in the sensitivity direction (x direction) of the magnetic detection element MR increases, it becomes possible to obtain a higher detection sensitivity than the magnetic sensor 10A according to the first embodiment.

図５は、本発明の好ましい第３の実施形態による磁気センサ１０Ｃの外観を示す略斜視図である。   FIG. 5 is a schematic perspective view showing the appearance of a magnetic sensor 10C according to a preferred third embodiment of the present invention.

図５に示す磁気センサ１０Ｃは、センサチップ３０及び第１の磁性体４１が９０°回転した状態で回路基板２０に搭載されている点において、図１に示した磁気センサ１０Ａと相違する。その他の点については、図１に示した磁気センサ１０Ａと同一であることから、同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。   A magnetic sensor 10C shown in FIG. 5 is different from the magnetic sensor 10A shown in FIG. 1 in that the sensor chip 30 and the first magnetic body 41 are mounted on the circuit board 20 in a state of being rotated by 90 °. Since the other points are the same as those of the magnetic sensor 10A shown in FIG. 1, the same elements are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.

本実施形態においては、センサチップ３０及び第１の磁性体４１が９０°回転しているため、センサチップ３０の素子形成面３１がｙｚ面を構成し、磁気検出素子ＭＲの磁化固定方向（矢印Ａ）がｚ方向におけるマイナス側に設定されている。このように、本実施形態では、ダイシングしたセンサチップ３０を９０°横に寝かせた状態で回路基板２０に搭載されている。   In the present embodiment, since the sensor chip 30 and the first magnetic body 41 are rotated by 90 °, the element formation surface 31 of the sensor chip 30 forms a yz plane, and the magnetization fixed direction (arrow) of the magnetic detection element MR A) is set on the negative side in the z direction. Thus, in the present embodiment, the diced sensor chip 30 is mounted on the circuit board 20 in a state where it is laid sideways by 90 °.

そして、第１の磁性体４１は、センサチップ３０の側面３２であるｘｙ面に設けられている。図５に示す例では、センサチップ３０の上側に第１の磁性体４１が設けられているが、センサチップ３０の下側、つまり、回路基板２０とセンサチップ３０との間に第１の磁性体４１を配置しても構わない。   The first magnetic body 41 is provided on the xy plane that is the side surface 32 of the sensor chip 30. In the example shown in FIG. 5, the first magnetic body 41 is provided on the upper side of the sensor chip 30, but the first magnetic body 41 is provided on the lower side of the sensor chip 30, that is, between the circuit board 20 and the sensor chip 30. The body 41 may be arranged.

本実施形態による磁気センサ１０Ｃは、センサチップ３０をより小さくダイシングすることによってｚ方向における高さを低くすれば、第１の実施形態による磁気センサ１０Ａと同様の低背化を実現することが可能となる。   The magnetic sensor 10 </ b> C according to the present embodiment can achieve the same low profile as the magnetic sensor 10 </ b> A according to the first embodiment if the height in the z direction is lowered by dicing the sensor chip 30 smaller. It becomes.

図６は、本発明の好ましい第４の実施形態による磁気センサ１０Ｄの外観を示す略斜視図である。   FIG. 6 is a schematic perspective view showing the appearance of a magnetic sensor 10D according to a preferred fourth embodiment of the present invention.

図６に示す磁気センサ１０Ｄは、センサチップ３０の素子形成面３１に第２の磁性体４２がさらに設けられている点において、図５に示した磁気センサ１０Ｃと相違する。その他の点については、図５に示した磁気センサ１０Ｃと同一であることから、同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。   The magnetic sensor 10D shown in FIG. 6 is different from the magnetic sensor 10C shown in FIG. 5 in that a second magnetic body 42 is further provided on the element forming surface 31 of the sensor chip 30. Since the other points are the same as those of the magnetic sensor 10C shown in FIG. 5, the same elements are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.

本実施形態による磁気センサ１０Ｄは、第１の磁性体４１によって集磁したｘ方向の磁束を第２の磁性体４２によってさらにｚ方向に曲げることができる。これにより、磁気検出素子ＭＲの感度方向（ｚ方向）における磁束成分が増加することから、第３の実施形態による磁気センサ１０Ｃよりも高い検出感度を得ることが可能となる。   The magnetic sensor 10 </ b> D according to the present embodiment can further bend the magnetic flux in the x direction collected by the first magnetic body 41 in the z direction by the second magnetic body 42. Thereby, since the magnetic flux component in the sensitivity direction (z direction) of the magnetic detection element MR is increased, it is possible to obtain a detection sensitivity higher than that of the magnetic sensor 10C according to the third embodiment.

図７は、本発明の好ましい第５の実施形態による磁気センサ１０Ｅの外観を示す略斜視図である。   FIG. 7 is a schematic perspective view showing the appearance of a magnetic sensor 10E according to a preferred fifth embodiment of the present invention.

図７に示す磁気センサ１０Ｅは、センサチップ３０の素子形成面３１に２つの磁気検出素子ＭＲ１，ＭＲ２が設けられている点において、図１に示した磁気センサ１０Ａと相違する。その他の点については、図１に示した磁気センサ１０Ａと同一であることから、同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。   The magnetic sensor 10E shown in FIG. 7 is different from the magnetic sensor 10A shown in FIG. 1 in that two magnetic detection elements MR1 and MR2 are provided on the element formation surface 31 of the sensor chip 30. Since the other points are the same as those of the magnetic sensor 10A shown in FIG. 1, the same elements are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.

図７に示すように、磁気検出素子ＭＲ１，ＭＲ２は、ｘ方向に並べて配置されており、且つ、磁化固定方向が矢印Ａに示す方向（ｘ方向におけるマイナス側）に揃えられている。そして、磁気検出素子ＭＲ１は第１の磁性体４１から見て近くに配置され、磁気検出素子ＭＲ２は第１の磁性体４１から見て遠くに配置されている。   As shown in FIG. 7, the magnetic detection elements MR1 and MR2 are arranged side by side in the x direction, and the magnetization fixed direction is aligned with the direction indicated by the arrow A (the negative side in the x direction). The magnetic detection element MR1 is arranged close to the first magnetic body 41, and the magnetic detection element MR2 is arranged far from the first magnetic body 41.

かかる構成により、ｘ方向の磁束に対するは磁気検出素子ＭＲ１，ＭＲ２の抵抗変化量はほぼ同じとなるが、ｚ方向の磁束に対しては、第１の磁性体４１からの距離が互いに異なるため、磁気検出素子ＭＲ１，ＭＲ２の抵抗変化量に差が生じる。したがって、この差を検出することにより、ｚ方向の磁束を選択的に検出することが可能となる。   With this configuration, the resistance change amounts of the magnetic detection elements MR1 and MR2 are substantially the same for the magnetic flux in the x direction, but the distance from the first magnetic body 41 is different for the magnetic flux in the z direction. A difference occurs in the resistance change amount of the magnetic detection elements MR1 and MR2. Therefore, by detecting this difference, it is possible to selectively detect the magnetic flux in the z direction.

図８は、磁気センサ１０Ｅを用いた磁界検出装置の回路図である。   FIG. 8 is a circuit diagram of a magnetic field detection apparatus using the magnetic sensor 10E.

図８に示す磁界検出装置は、図２に示した固定抵抗５３が磁気検出素子ＭＲ２に置き換えられている点において、図２に示した磁界検出装置と相違する。そして、図８に示す磁界検出装置は、磁気検出素子ＭＲ２をｚ方向の磁束に対する感度のほとんどない固定抵抗として使用できる。これにより、定電圧源５１、オペアンプ５２及び磁気検出素子ＭＲ２は定電流源として機能することから、磁気検出素子ＭＲ１の抵抗値が変化すると、磁気検出素子ＭＲ１の両端間の電圧が変化する。この変化は、電圧検出回路５４によって検出される。これにより、図８に示す磁界検出装置は、磁気検出素子ＭＲ１に与えられる磁界を検出することが可能となる。また、磁気検出素子ＭＲ２が固定抵抗として機能することから、磁界検出装置に固定抵抗を別個設ける必要が無くなる。   The magnetic field detection device shown in FIG. 8 is different from the magnetic field detection device shown in FIG. 2 in that the fixed resistor 53 shown in FIG. 2 is replaced with a magnetic detection element MR2. The magnetic field detection device shown in FIG. 8 can use the magnetic detection element MR2 as a fixed resistance that has little sensitivity to the magnetic flux in the z direction. Thereby, the constant voltage source 51, the operational amplifier 52, and the magnetic detection element MR2 function as a constant current source. Therefore, when the resistance value of the magnetic detection element MR1 changes, the voltage across the magnetic detection element MR1 changes. This change is detected by the voltage detection circuit 54. Accordingly, the magnetic field detection device shown in FIG. 8 can detect the magnetic field applied to the magnetic detection element MR1. Further, since the magnetic detection element MR2 functions as a fixed resistance, it is not necessary to separately provide a fixed resistance in the magnetic field detection device.

図９〜図１１は、それぞれ本発明の好ましい第６〜第８の実施形態による磁気センサ１０Ｆ〜１０Ｈの外観を示す略斜視図である。   9 to 11 are schematic perspective views showing the external appearances of magnetic sensors 10F to 10H according to preferred sixth to eighth embodiments of the present invention, respectively.

図９に示す第６の実施形態による磁気センサ１０Ｆは、磁気センサ１０Ｅに第２の磁性体４２を追加したものであり、その意義は図３を参照しながら説明したとおりである。また、図１０に示す第７の実施形態による磁気センサ１０Ｇは、磁気センサ１０Ｅのセンサチップ３０及び第１の磁性体４１を９０°回転させたものであり、その意義は図５を参照しながら説明したとおりである。さらに、図１１に示す第８の実施形態による磁気センサ１０Ｈは、磁気センサ１０Ｅに第２の磁性体４２を追加し、且つ、センサチップ３０及び第１の磁性体４１を９０°回転させたものであり、その意義は図６を参照しながら説明したとおりである。   A magnetic sensor 10F according to the sixth embodiment shown in FIG. 9 is obtained by adding a second magnetic body 42 to the magnetic sensor 10E, and the significance thereof is as described with reference to FIG. Further, the magnetic sensor 10G according to the seventh embodiment shown in FIG. 10 is obtained by rotating the sensor chip 30 and the first magnetic body 41 of the magnetic sensor 10E by 90 °, and the significance thereof is described with reference to FIG. As explained. Furthermore, in the magnetic sensor 10H according to the eighth embodiment shown in FIG. 11, the second magnetic body 42 is added to the magnetic sensor 10E, and the sensor chip 30 and the first magnetic body 41 are rotated by 90 °. The significance of this is as described with reference to FIG.

図１２は、本発明の好ましい第９の実施形態による磁気センサ１０Ｉの外観を示す略斜視図である。   FIG. 12 is a schematic perspective view showing the appearance of a magnetic sensor 10I according to a ninth preferred embodiment of the present invention.

図１２に示す磁気センサ１０Ｉは、センサチップ３０の素子形成面３１に４つの磁気検出素子ＭＲ１〜ＭＲ４が設けられている点において、図７に示した磁気センサ１０Ｅと相違する。その他の点については、図７に示した磁気センサ１０Ｅと同一であることから、同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。   The magnetic sensor 10I shown in FIG. 12 is different from the magnetic sensor 10E shown in FIG. 7 in that four magnetic detection elements MR1 to MR4 are provided on the element formation surface 31 of the sensor chip 30. Since the other points are the same as those of the magnetic sensor 10E shown in FIG. 7, the same reference numerals are given to the same elements, and duplicate descriptions are omitted.

図１２に示すように、磁気検出素子ＭＲ１〜ＭＲ４は、磁化固定方向が矢印Ａに示す方向（ｘ方向におけるマイナス側）に全て揃えられている。また、磁気検出素子ＭＲ１と磁気検出素子ＭＲ２はｘ方向に並べて配置され、磁気検出素子ＭＲ３と磁気検出素子ＭＲ４はｘ方向に並べて配置されている。そして、磁気検出素子ＭＲ１，ＭＲ３は第１の磁性体４１から見て近くに配置され、磁気検出素子ＭＲ２，ＭＲ４は第１の磁性体４１から見て遠くに配置されている。ここで、第１の磁性体４１からの距離は、磁気検出素子ＭＲ１，ＭＲ３で互いに等しく、且つ、磁気検出素子ＭＲ２，ＭＲ４で互いに等しい。   As shown in FIG. 12, in the magnetic detection elements MR1 to MR4, the magnetization fixed directions are all aligned in the direction indicated by the arrow A (minus side in the x direction). The magnetic detection element MR1 and the magnetic detection element MR2 are arranged side by side in the x direction, and the magnetic detection element MR3 and the magnetic detection element MR4 are arranged side by side in the x direction. The magnetic detection elements MR1 and MR3 are disposed close to the first magnetic body 41, and the magnetic detection elements MR2 and MR4 are disposed distant from the first magnetic body 41. Here, the distances from the first magnetic body 41 are equal to each other in the magnetic detection elements MR1 and MR3, and are equal to each other in the magnetic detection elements MR2 and MR4.

かかる構成により、ｘ方向の磁束に対するは磁気検出素子ＭＲ１〜ＭＲ４の抵抗変化量はほぼ同じとなるが、ｚ方向の磁束に対しては、第１の磁性体４１からの距離が互いに異なるため、磁気検出素子ＭＲ１，ＭＲ２の抵抗変化量に差が生じるとともに、磁気検出素子ＭＲ３，ＭＲ４の抵抗変化量に差が生じる。そして、その差は互いに等しい。したがって、これらの差を検出することにより、ｚ方向の磁束を選択的に検出することが可能となる。   With this configuration, the amount of change in resistance of the magnetic detection elements MR1 to MR4 is substantially the same for the magnetic flux in the x direction, but the distance from the first magnetic body 41 is different for the magnetic flux in the z direction. A difference occurs in the resistance change amounts of the magnetic detection elements MR1 and MR2, and a difference occurs in the resistance change amount of the magnetic detection elements MR3 and MR4. And the difference is equal to each other. Therefore, by detecting these differences, it is possible to selectively detect the magnetic flux in the z direction.

図１３は、磁気センサ１０Ｉを用いた磁界検出装置の回路図である。   FIG. 13 is a circuit diagram of a magnetic field detection apparatus using the magnetic sensor 10I.

図１３に示す磁界検出装置は、４つの磁気検出素子ＭＲ１〜ＭＲ４がブリッジ回路を構成している。つまり、磁気検出素子ＭＲ１は端子Ｅ１，Ｅ３間に接続され、磁気検出素子ＭＲ２は端子Ｅ２，Ｅ３間に接続され、磁気検出素子ＭＲ３は端子Ｅ２，Ｅ４間に接続され、磁気検出素子ＭＲ４は端子Ｅ１，Ｅ４間に接続されている。そして、端子Ｅ１，Ｅ２間には、定電圧源５１によって所定の電圧が印加される。また、端子Ｅ３，Ｅ４間には電圧検出回路５４が接続され、これによって端子Ｅ３，Ｅ４間に現れる出力電圧のレベルが検出される。   In the magnetic field detection apparatus shown in FIG. 13, four magnetic detection elements MR1 to MR4 form a bridge circuit. That is, the magnetic detection element MR1 is connected between the terminals E1 and E3, the magnetic detection element MR2 is connected between the terminals E2 and E3, the magnetic detection element MR3 is connected between the terminals E2 and E4, and the magnetic detection element MR4 is connected to the terminal. Connected between E1 and E4. A predetermined voltage is applied by the constant voltage source 51 between the terminals E1 and E2. Further, a voltage detection circuit 54 is connected between the terminals E3 and E4, whereby the level of the output voltage appearing between the terminals E3 and E4 is detected.

そして、図１３に示すように、磁気検出素子ＭＲ１，ＭＲ２の接続順序と、磁気検出素子ＭＲ３，ＭＲ４の接続順序が互いに逆とされていることから、磁気検出素子ＭＲ１〜ＭＲ４は差動ブリッジ回路を構成する。これにより、磁束密度に応じた磁気検出素子ＭＲ１〜ＭＲ４の電気抵抗の変化が２倍に増幅されるため、より高感度な検出を行うことが可能となる。   As shown in FIG. 13, since the connection order of the magnetic detection elements MR1 and MR2 and the connection order of the magnetic detection elements MR3 and MR4 are opposite to each other, the magnetic detection elements MR1 to MR4 are differential bridge circuits. Configure. Thereby, since the change of the electrical resistance of the magnetic detection elements MR1 to MR4 according to the magnetic flux density is amplified twice, it becomes possible to perform detection with higher sensitivity.

図１４〜図１６は、それぞれ本発明の好ましい第１０〜第１２の実施形態による磁気センサ１０Ｊ〜１０Ｌの外観を示す略斜視図である。   14 to 16 are schematic perspective views showing the external appearances of the magnetic sensors 10J to 10L according to the tenth to twelfth preferred embodiments of the present invention, respectively.

図１４に示す第１０の実施形態による磁気センサ１０Ｊは、磁気センサ１０Ｉに第２の磁性体４２を追加したものであり、その意義は図３を参照しながら説明したとおりである。また、図１５に示す第１１の実施形態による磁気センサ１０Ｋは、磁気センサ１０Ｉのセンサチップ３０及び第１の磁性体４１を９０°回転させたものであり、その意義は図５を参照しながら説明したとおりである。さらに、図１６に示す第１２の実施形態による磁気センサ１０Ｌは、磁気センサ１０Ｉに第２の磁性体４２を追加し、且つ、センサチップ３０及び第１の磁性体４１を９０°回転させたものであり、その意義は図６を参照しながら説明したとおりである。   A magnetic sensor 10J according to the tenth embodiment shown in FIG. 14 is obtained by adding a second magnetic body 42 to the magnetic sensor 10I, and the significance thereof is as described with reference to FIG. Further, the magnetic sensor 10K according to the eleventh embodiment shown in FIG. 15 is obtained by rotating the sensor chip 30 and the first magnetic body 41 of the magnetic sensor 10I by 90 °, and the significance thereof is described with reference to FIG. As explained. Further, the magnetic sensor 10L according to the twelfth embodiment shown in FIG. 16 is obtained by adding the second magnetic body 42 to the magnetic sensor 10I and rotating the sensor chip 30 and the first magnetic body 41 by 90 °. The significance of this is as described with reference to FIG.

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は、上記の実施形態に限定されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含されるものであることはいうまでもない。   The preferred embodiments of the present invention have been described above, but the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention. Needless to say, it is included in the range.

１０Ａ〜１０Ｌ 磁気センサ
２０ 回路基板
２１ 搭載面
３０ センサチップ
３１ 素子形成面
３２ 側面
４１ 第１の磁性体
４２ 第２の磁性体
５１ 定電圧源
５２ オペアンプ
５３ 固定抵抗
５４ 電圧検出回路
Ｅ１〜Ｅ４ 端子
ＭＲ，ＭＲ１〜ＭＲ４ 磁気検出素子10A to 10L Magnetic sensor 20 Circuit board 21 Mounting surface 30 Sensor chip 31 Element formation surface 32 Side surface 41 First magnetic body 42 Second magnetic body 51 Constant voltage source 52 Operational amplifier 53 Fixed resistor 54 Voltage detection circuit E1 to E4 Terminal MR , MR1 to MR4 Magnetic sensing elements

Claims (6)

少なくとも一つの磁気検出素子が形成された素子形成面及び前記素子形成面に対して略垂直な側面を有するセンサチップと、
前記センサチップの前記側面に設けられた第１の磁性体と、を備えることを特徴とする磁気センサ。A sensor chip having an element formation surface on which at least one magnetic detection element is formed and a side surface substantially perpendicular to the element formation surface;
And a first magnetic body provided on the side surface of the sensor chip. 前記センサチップの前記素子形成面であって、前記側面の近傍に設けられた第２の磁性体をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の磁気センサ。   The magnetic sensor according to claim 1, further comprising a second magnetic body provided on the element forming surface of the sensor chip and in the vicinity of the side surface. 前記磁気検出素子は、第１及び第２の磁気検出素子を含み、
前記第１及び第２の磁気検出素子は、前記側面からの距離が互いに異なることを特徴とする請求項１又は２に記載の磁気センサ。The magnetic detection element includes first and second magnetic detection elements,
The magnetic sensor according to claim 1, wherein the first and second magnetic detection elements have different distances from the side surface. 前記磁気検出素子は、前記側面からの距離が前記第１の磁気検出素子と等しい第３の磁気検出素子と、前記側面からの距離が前記第２の磁気検出素子と等しい第４の磁気検出素子とをさらに含むことを特徴とする請求項３に記載の磁気センサ。   The magnetic detection element includes a third magnetic detection element having a distance from the side surface equal to the first magnetic detection element, and a fourth magnetic detection element having a distance from the side surface equal to the second magnetic detection element. The magnetic sensor according to claim 3, further comprising: 前記センサチップが搭載された搭載面を有する回路基板をさらに備え、
前記センサチップの前記素子形成面は、前記回路基板の前記搭載面と略平行であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の磁気センサ。A circuit board having a mounting surface on which the sensor chip is mounted;
5. The magnetic sensor according to claim 1, wherein the element formation surface of the sensor chip is substantially parallel to the mounting surface of the circuit board. 前記センサチップが搭載された搭載面を有する回路基板をさらに備え、
前記センサチップの前記素子形成面は、前記回路基板の前記搭載面に対して略垂直であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の磁気センサ。A circuit board having a mounting surface on which the sensor chip is mounted;
5. The magnetic sensor according to claim 1, wherein the element formation surface of the sensor chip is substantially perpendicular to the mounting surface of the circuit board.
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