KR20040073515A

KR20040073515A - 방위 센서와 그 제조 방법

Info

Publication number: KR20040073515A
Application number: KR10-2004-7010071A
Authority: KR
Inventors: 오나카가즈히로
Original assignee: 마츠시타 덴끼 산교 가부시키가이샤
Priority date: 2001-12-27
Filing date: 2002-12-24
Publication date: 2004-08-19
Also published as: EP1450130A1; US7187168B2; WO2003056276A1; JPWO2003056276A1; US20040248327A1; JP4244807B2; CN1608197A

Abstract

본 발명은 방위 센서로서, 기판의 주면(主面)에 마련되어 그 길이 방향이 서로 직교하고 또 직렬로 접속한, 적어도 2개의 검출 소자를 각각 갖는 제 1, 제 2 브리지 회로와, 이 제 1, 제 2 브리지 회로에 대향하는 위치에 각각 제 1, 제 2 자기 바이어스 인가부를 구비한다. 이 자기 바이어스 인가부의 자계의 방향은 서로 상이하다. 이 방위 센서는 홀더나 코일을 이용하지 않기 때문에, 소형화가 가능하다.

Description

방위 센서와 그 제조 방법{DIRECTION SENSOR AND ITS PRODUCTION METHOD}

도 10(a)는 종래의 방위 센서의 사시도, 도 10(b)는 동일 A-A선 단면도이다.

종래의 방위 센서는 이하의 구성을 구비하고 있다.

·기판(1) 상면에 4개의 검출 소자(2A~2D)를 갖는 브리지 회로(3)

·이 브리지 회로(3)를 갖는 기판(1)을 덮도록 하여 기판(1)을 유지하는 홀더(4)

·이 홀더(4)의 주위를 감아서 소정 권수(卷數)의 도전선으로 이루어지고 서로 직교하는 자기 바이어스 인가부로서의 제 1, 제 2 코일(5A, 5B)

상기 종래의 방위 센서는 검출 소자(2A~2D)가 마련된 기판(1)이 홀더(4)로 덮여지고, 또한 홀더(4)의 주위를 제 1, 제 2 코일(5A, 5B)이 감겨져 있다. 이 때문에 종래의 방위 센서는 형상이 크고, 소형화가 곤란하다.

발명의 개시

본 발명의 방위 센서는 기판의 주면에 마련된 적어도 2개 이상의 검출 소자를 구비한 제 1 검출 회로와, 동(同)구성의 제 2 검출 회로와, 제 1 검출 회로에 대향하는 위치에 마련된 제 1 자기 바이어스 인가부와, 제 2 검출 회로에 대향하여 마련된 제 2 자기 바이어스 인가부를 구비하고 있다. 제 2 자기 바이어스 인가부는 제 1 자기 바이어스 인가부가 발생하는 자계의 방향과 상이한 방향으로 자계를 발생한다.

본 발명은 각종 전자 기기에 사용되는 방위 센서와 그 제조 방법에 관한 것이다.

도 1(a)는 본 발명의 실시예 1에서의 방위 센서의 사시도,

도 1(b)는 본 발명의 실시예 1에서의 방위 센서의 분해 사시도,

도 2는 도 1(a)의 A-A선에서의 본 발명의 실시예 1에 있어서의 방위 센서의 단면도,

도 3은 본 발명의 실시예 1에서의 방위 센서의 주요부인 제 1, 제 2 브리지 회로의 평면도,

도 4는 본 발명의 실시예 1에서의 방위 센서의 주요부인 제 1 브리지 회로의 전기 회로도,

도 5는 본 발명의 실시예 1에서의 방위 센서의 제 1, 제 2 자기 바이어스 인가부에서 발생하는 자계의 강도와, 검출된 방향의 편차와의 관계를 나타낸 도면,

도 6은 본 발명의 실시예 1에 따른 다른 방위 센서의 단면도,

도 7은 본 발명의 실시예 2의 방위 센서의 단면도,

도 8은 본 발명의 실시예 3의 방위 센서의 주요부인 제 1, 제 2 브리지 회로 주변의 평면도,

도 9는 본 발명의 실시예 1~3에 따른 방위 센서의 제 1 검출 회로의 변형 회로도,

도 10(a)는 종래의 방위 센서의 사시도,

도 10(b)는 도 10(a)의 A-A선에 대한 종래의 방위 센서의 단면도이다.

발명을 실시하기 위한 최선의 형태

이하, 본 발명의 실시예를 도면을 이용하여 설명한다. 또한, 마찬가지의 구성을 이루는 것에는 동일한 부호를 부여하여 설명하고, 상세한 설명을 생략한다.

(실시예 1)

도 1(a)는 본 발명의 실시예 1의 방위 센서의 사시도, 도 1(b)는 동일 분해 사시도, 도 2는 동일 A-A선 단면도, 도 3은 동일 주요부인 제 1, 제 2 브리지 회로의 평면도이다. 도 4는 실시예 1의 방위 센서에서의 제 1 브리지 회로의 전기 회로도이다.

도 1(a)~도 3에 나타내는 바와 같이, 본 실시예의 방위 센서는 이하의 구성을 구비하고 있다.

·기판(11)

·이 기판(11) 상면에 마련된, 제 1 검출 소자(12A)~제 4 검출 소자(12D)를 구비한 제 1 브리지 회로(13)(제 1 검출 회로)

·제 5 검출 소자(12E)~제 8 검출 소자(12H)를 구비한 제 2 브리지 회로(14)(제 2 검출 회로)

·제 1 브리지 회로(13)와 제 2 브리지 회로(14) 상면에 각각 마련된 절연층(15A, 15B)

·절연층(15A, 15B)의 상면에 제 1, 제 2 브리지 회로(13, 14)와 각각 대향하는 위치에 각각 마련된 제 1 자기 바이어스 인가부(16), 제 2 자기 바이어스 인가부(이하, 인가부라 함)(17)

·제 1 인가부(16), 제 2 인가부(17)의 상면에 각각 마련된 에폭시 수지, 실리콘 수지 등으로 이루어지는 피복층(21A, 21B)

또한, 제 1, 제 2 인가부(16, 17)는 그 발생하는 자계의 방향은 도 3에 각각 화살표(31, 32)로 나타내는 바와 같이, 서로 대략 90°상이하도록 구성되어 있다.

이하, 이들 구성 요소에 대해서 설명한다.

기판(11)은 직사각형 형상으로 알루미나 등의 절연성을 갖는 재료로 이루어지고, 바람직하게는 그 주면(主面)에 글래스 글레이즈층(glass glaze layer)이 형성되어 있는 것이 좋다. 글래스 글레이즈층은 평활한 표면을 얻기 쉬워, 제 1 브리지 회로(13), 제 2 브리지 회로(14)의 형성이 용이해지기 때문이다.

제 1 브리지 회로(13)는 제 1 검출 소자(12A), 제 2 검출 소자(12B), 제 3 검출 소자(12C) 및 제 4 검출 소자(12D)로 구성된다. 여기서, 제 1 검출소자(12A) 내지 제 4 검출 소자(12D)는 강자성 박막이나 인공 격자 다층막 등을 복수회 접어 형성된다. 강자성 박막은 NiCo, NiFe 등으로 이루어지고, 외부 자계가 수직으로 인가되었을 때에 저항값 변화율이 최대로 된다. 또한, 복수회 접는 것에 의해, 지자기(地磁氣)가 가로지르는 개수가 증가하기 때문에, 저항값 변화율이 커져, 지자기의 검출 감도가 향상된다.

여기서, 제 1 검출 소자(12A)와 제 2 검출 소자(12B)는 전기적으로 직렬로 접속되어 있으며, 제 3 검출 소자(12C)와 제 4 검출 소자(12D)도 전기적으로 직렬로 접속되어 있다. 그리고, 제 1 검출 소자(12A)와 제 2 검출 소자(12B)의 직렬 회로와, 제 3 검출 소자(12C)와 제 4 검출 소자(12D)의 직렬 회로는 전기적으로 병렬로 접속되어 있다. 또한, 제 1 검출 소자(12A)와 제 2 검출 소자(12B)의 접속부는 제 1 출력 전극(20A)과 접속하고 있으며, 제 3 검출 소자(12C)와 제 4 검출 소자(12D)의 접속부는 제 2 출력 전극(20B)과 접속해 있다.

또한, 제 1 검출 소자(12A)와 제 2 검출 소자(12B)는 패턴의 길이 방향이 서로 대략 90°상이하다. 제 3 검출 소자(12C)와 제 4 검출 소자(12D)에서도 마찬가지의 구성이다. 그리고, 제 1 검출 소자(12A)와 제 4 검출 소자(12D)는 패턴의 길이 방향이 평행하다. 제 2 검출 소자(12B)와 제 3 검출 소자(12C)에서도 마찬가지의 구성이다.

또한, 제 1 검출 소자(12A)와 제 3 검출 소자(12C)는 입력 전극(18A)에 접속되어 있다. 한편, 제 2 검출 소자(12B)와 제 4 검출 소자(12D)는 그라운드 전극(19A)에 접속되어 있다.

이와 같이, 제 1 검출 소자(12A) 내지 제 4 검출 소자(12D)는 도 4에 나타내는 바와 같이 풀 브리지(a full bridge)를 구성한다. 따라서, 브리지 회로의 작용에 의해, 제 1 출력 전극(20A)과 제 2 출력 전극(20B)으로부터 각각 얻어진 2개의 출력 전압의 차동 전압의 변동이 커진다. 이 때문에, 방위가 양호한 정밀도로 검지된다. 또한, 2개 출력 전압의 노이즈를 삭제할 수 있기 때문에, 노이즈에 의한 검출 편차가 작아진다.

또한, 제 1 검출 소자(12A)~제 4 검출 소자(12D)는 각각 그 길이 방향이 제 1 인가부(16)에서 발생하는 자계와 45°의 각도를 이루고 있다. 이와 같이 구성하는 것에 의해, 제 1 검출 소자(12A)~제 4 검출 소자(12D)의 저항값이 자계의 변화에 대하여 선형으로 변화한다고 간주할 수 있다. 그 때문에 차동 전압으로부터 방위가 용이하게 산출된다. 또한, 본 실시예에서는, 제 1 검출 소자(12A)~제 4 검출 소자(12D)는 그 길이 방향이 제 1 인가부(16)에서 발생하는 자계와 이루는 각도를 45°로 하고 있다. 이 각도가 0°, 180°에서는 제 1 인가부(16)에서 발생하는 자계가 검출 소자의 저항값 변화에 기여하지 않으므로, 바이어스 자계의 역할을 다하지 못한다. 따라서, 45°이외라도 0°와 180°를 제외한 각도로 하는 것이 바람직하다.

또한, 입력 전극(18A), 그라운드 전극(19A), 제 1 출력 전극(20A), 제 2 출력 전극(20B)은 각각 은, 은 팔라듐 등으로 구성되어 있다.

제 1 브리지 회로(13)와 마찬가지로, 제 2 브리지 회로(14)도 제 5 검출 소자(12E), 제 6 검출 소자(12F), 제 7 검출 소자(12G) 및 제 8 검출 소자(12H)를 구비한다. 그리고, 입력 전극(18B), 그라운드 전극(19B), 제 3 출력 전극(20C), 및 제 4 출력 전극(20D)과 접속되어 있다.

이들 구성 요소는 각각 제 2 브리지 회로(14)의 제 5 검출 소자(12E)가 제 1 브리지 회로(13)의 제 1 검출 소자(12A)에 대응한다. 이하 마찬가지로, 제 6 검출 소자(12F)가 제 2 검출 소자(12B)에, 제 7 검출 소자(12G)가 제 3 검출 소자(12C)에, 제 8 검출 소자(12H)가 제 4 검출 회로(12D)에, 입력 전극(18B)이 입력 전극(18A)에, 그라운드 전극(19B)이 그라운드 전극(19A)에, 제 3 출력 전극(20C)이 제 1 출력 전극(20A)에, 제 4 출력 전극(20D)이 제 2 출력 전극(20B)에 대응한다.

또한, 입력 전극(18A)과 입력 전극(18B)은 전기적으로 접속되며, 그라운드 전극(19A)과 그라운드 전극(19B)도 전기적으로 접속되어 있다. 즉, 제 1 브리지 회로(13)와 제 2 브리지 회로(14)는 전기적으로 병렬로 접속되어 있다.

입력 전극(18A, 18B), 그라운드 전극(19A, 19B), 제 1 출력 전극(20A), 제 2 출력 전극(20B), 제 3 출력 전극(20C) 및 제 4 출력 전극(20D)은 각각 외부와 신호의 입출력을 위해 노출되어 있다.

절연층(15A)은 제 1 브리지 회로(13) 상면에, 절연층(15B)은 제 2 브리지 회로(14) 상면에 각각 마련되어 있다. 이들은 절연성을 갖는 SiO₂, 알루미나, 에폭시 수지, 실리콘 수지 등으로 이루어져, 제 1, 제 2 브리지 회로(13, 14)와 제 1, 제 2 인가부(16, 17)를 전기적으로 절연을 하고 있다. 이때, 제 1 검출 소자(12A)~제 4 검출 소자(12D)를 절연층(15A)으로 덮고, 제 5 검출 소자(12E)~제 8 검출소자(12H)를 절연층(15B)으로 덮도록 한다.

또한, 절연층(15A, 15B)으로서 SiO₂를 이용하면, 제 1, 제 2 인가부(16, 17)로서 CoPt 합금을 이용하는 경우에는, 제 1, 제 2 인가부(16, 17)와의 밀착성이 좋아진다. 이 때문에, 내습성 등의 신뢰성이 향상된다. 또한, 저렴해진다.

제 1 인가부(16)는 절연층(15A)의 상면의, 제 1 브리지 회로(13)와 대향하는 위치에, 제 2 인가부(17)는 절연층(15B)의 상면의, 제 2 브리지 회로(14)와 대향하는 위치에 각각 마련되어 있다. 이들은 자계의 방향이 설정된 CoPt 합금, CoCrPt 합금, 페라이트 등의 자석으로 이루어진다. 제 1 인가부(16)는 제 1 브리지 회로(13) 전면(全面)을 덮는다. 또한, 제 2 인가부(17)는 제 2 브리지 회로(14) 전면을 덮는다. 또한, 제 1, 제 2 인가부(16, 17)에서 발생하는 자계의 방향은 전술한 바와 같이 서로 대략 90°상이하다. 또한, 제 1, 제 2 인가부(16, 17)는 5~20Oe 강도의 자계를 발생한다.

여기서, 제 1, 제 2 인가부(16, 17)의 자계 강도를 5~20Oe로 한 이유에 대해서 설명한다.

도 5는 제 1, 제 2 인가부(16, 17)에서 발생하는 자계의 강도와, 검출된 방위의 편차와의 관계를 나타낸 도면이다. 이 도면에서는 허용되는 방위의 편차를 7°로 하고 있다. 이는 36 방위를 검출하기 위해서 허용되는 최대한의 편차이다.

도 5로부터 명백한 바와 같이, 자계의 강도를 5~20Oe로 하는 것에 의해, 검출된 방위의 편차를 저감시켜, 방위가 양호한 정밀도로 검출되는 것을 알 수 있다.

이렇게 하면, 자계의 강도가 20Oe 이하이기 때문에, 지자기의 자계 강도와의 차가 작아진다. 또한, 자계의 강도가 5Oe 이상이기 때문에, 제 1, 제 2 브리지 회로(13, 14)가 일정 이상의 강도로 출력한다. 이상의 이유에 의해, 제 1, 제 2 인가부(16, 17)의 자계 강도를 5~20Oe로 하는 것이 바람직하다.

또한, 요망되는 검출 방위의 편차가 작을 경우에는, 자계 강도의 범위를 더욱 한정할 필요가 있다. 예를 들면, 허용되는 방위의 편차가 5°일 경우에는 자계 강도를 6.0~18.0Oe로 한다. 더 바람직하게는, 자계 강도를 7.5~15.0Oe로 하면 좋다.

또한, 제 1, 제 2 인가부(16, 17)로서 CoPt 합금을 이용하면, 그 두께를 500nm정도로 작게 할 수 있다. 게다가, 두께의 편차가 작아지기 때문에, 바이어스 자계의 강도가 안정된다.

또한, 제 1, 제 2 인가부(16, 17)로서 페라이트를 이용하면, 인가부(16,17)는 저렴해진다.

이하, 본 발명의 실시예 1에서의 방위 센서의 제조 방법에 대해서 설명한다.

먼저, 기판(11)의 상면에 제 1 검출 소자(12A)~제 8 검출 소자(12H), 입력 전극(18A, 18B), 그라운드 전극(19A, 19B), 제 1 출력 전극(20A)~제 4 출력 전극(20D)을 형성한다. 이 때, 인쇄, 증착 등의 방법을 이용한다.

이 때, 제 1 검출 소자(12A)~제 4 검출 소자(12D)에 의해 제 1 브리지 회로(13)를 형성하고, 입력 전극(18A), 그라운드 전극(19A), 제 1 출력 전극(20A), 제 2 출력 전극(20B)을 소정의 위치에 형성한다. 마찬가지로, 제 5 검출소자(12E)~제 8 검출 소자(12H)에 의해 제 2 브리지 회로(14)를 형성하고, 입력 전극(18B), 그라운드 전극(19B), 제 3 출력 전극(20C), 제 4 출력 전극(20D)을 소정의 위치에 형성한다.

다음에, 제 1 브리지 회로(13)의 상면에 절연층(15A)을, 제 2 브리지 회로(14)의 상면에 절연층(15B)을 각각 형성한다. 전술한 바와 같이, 절연층(15A)은 제 1 검출 소자(12A)~제 4 검출 소자(12D)를, 절연층(15B)은 제 5 검출 소자(12E)~제 8 검출 소자(12H)를 각각 덮도록 한다.

다음에, 절연층(15A)의 상면의, 제 1 브리지 회로(13)와 대향하는 위치에 제 1 자기 바이어스 인가부(16)를 인쇄, 에칭 등에 의해 형성한다. 또한, 절연층(15B)의 상면의, 제 2 브리지 회로(14)와 대향하는 위치에 제 2 자기 바이어스 인가부(17)를 형성한다. 그 후, 제 1, 제 2 인가부(16, 17)에 자장 발생 코일을 근접시키는 것에 의해, 각각의 자계의 방향을 설정한다.

이 때, 도 3과 같이, 제 1 검출 소자(12A)~제 8 검출 소자(12H)가, 그 길이 방향이 제 1, 제 2 인가부(16, 17)에서 발생하는 자계와 45°의 각도를 이루도록 한다. 또한, 제 1, 제 2 인가부(16, 17)에서 발생하는 자계의 방향이 대략 90°상이하도록 한다.

또한, 제 1, 제 2 인가부(16, 17)를 리프트오프법(liftoff method)에 의해 형성하는 것이 바람직하다. 이에 의해 절연층(15A), 절연층(15B), 제 1, 제 2 브리지 회로(13, 14)가 데미지를 받지 않는다.

즉, 먼저 제 1, 제 2 인가부(16, 17)를 형성하지 않는 부분에 레지스트를 형성한다. 다음에, 절연층(15A, 15B)의 전면에, 제 1, 제 2 인가부(16, 17)를 구성하는 자성 재료를 배치한다. 그리고, 레지스트를 제거해서 소정 위치에 제 1, 제 2 인가부(16, 17)를 마련한다. 이렇게 함으로써, 레지스트를 제거하면 불필요한 자성 재료도 동시에 제거된다. 이 때문에, 에칭법과 같이 불필요한 자성 재료를 직접 제거할 필요가 없어, 그것을 위한 에칭액 등이 절연층(15A, 15B), 제 1, 제 2 브리지 회로(13, 14)에 부착 또는 침투하는 경우가 없다.

특히, 제 1, 제 2 인가부(16, 17)로서 CoPt 합금을 에칭법으로 형성하는 경우, 에칭액으로서 강산성의 것을 사용할 필요가 있다. 이 때문에, 에칭액에 의해 절연층(15A, 15B) 또는 제 1, 제 2 브리지 회로(13, 14)가 데미지를 받아, 내습성 등이 저하하여 신뢰성을 손상한다. 그러나, 리프트오프법을 적용하면 이러한 문제는 생기지 않아, 신뢰성이 높은 방위 센서가 얻어진다.

또한, 본 실시예에서는 제 1, 제 2 인가부(16, 17)를 형성한 후, 그들의 자계 방향을 설정한다. 이렇게 함으로써, 제 1, 제 2 인가부(16, 17)의 자계의 방향을 동시에, 또는 연속해서 설정할 수 있기 때문에, 생산성이 향상된다. 또한, 이미 자계의 방향이 설정된 자석을 절연층(15A, 15B) 상면에 배치하도록 해도 무방하다.

마지막으로, 제 1 인가부(16)의 상면에 몰드 등에 의해 피복층(21A)을, 제 2 인가부(17)의 상면에 몰드 등에 의해 피복층(21B)을 각각 형성한다.

이하, 본 발명의 실시예 1에서의 방위 센서의 동작에 대해서 설명한다.

먼저, 제 1 브리지 회로(13)의 입력 전극(18A)과 그라운드 전극(19A) 사이에소정의 전압을 인가한다. 이 때, 제 1 검출 소자(12A)~제 4 검출 소자(12D)에는, 제 1 자기 바이어스 인가부(16)로부터 발생한 자계와 지자기가 작용하여, 그 저항값이 변화한다. 이때, 제 1 출력 전극(20A)과 제 2 출력 전극(20B)으로부터 저항값 변화에 따른 전압이 출력되고, 이 2개의 차동 출력 전압을 검출한다. 이 전압은 지자기와 제 1 브리지 회로(13)가 교차하는 각도에 의해 변화한다. 지자기와 제 1 브리지 회로(13)가 교차하는 각도에 대하여, 이 차동 출력 전압은 대략 정현파적으로 변화한다.

제 2 브리지 회로(14)에서도 마찬가지로, 제 3 출력 전극(20C)과 제 4 출력 전극(20D) 사이에, 지자기와 제 2 브리지 회로(14)가 교차하는 각도에 따라 대략 정현파적으로 변화하는 차동 출력 전압이 검출된다.

여기서, 본 실시예와 같이 제 1 인가부(16)와 제 2 인가부(17)의 자계 방향은 90°상이하다. 이에 의해, 한 쪽의 차동 출력 전압과 다른 쪽의 차동 출력 전압의 위상은 90°어긋난 것으로 된다. 즉, 방위를 θ라고 하면 한 쪽의 출력이 Asinθ, 다른 쪽의 출력이 A'cosθ로 된다. 이를 진폭 A, A'로 규격화해 나가면, 양 출력의 비, tanθ가 계산되어, 용이하게 방향 θ가 검출된다. 또한, 진폭이 거의 동일하게 되도록 인가부의 강도 편차를 억제하면 규격화 처리의 필요는 없다.

이 때, 제 1, 제 2 인가부(16, 17)에서 발생하는 자계의 방향은 방위 θ의 계측 편차가 소정의 범위내, 예를 들면 7°로 수용되는 정도로 상이하도록 하면 된다. 본 실시예에서는, 제 1, 제 2 인가부(16, 17)에서 발생하는 자계의 방향(31, 32)가 형성하는 각을 대략 90°로 했다. 그러나, 이 각도는 90°가 아니어도 된다. 즉, 제 1, 제 2 인가부(16, 17)에서 발생하는 자계의 방향을 상이하도록 하면, 제 1, 제 2 브리지 회로(13, 14)의 출력의 위상이 서로 상이하게 된다. 제 1 브리지 회로(13)의 출력은 정현파적으로 변화되기 때문에 동일값을 2개 방위의 각도로 취한다. 그러나, 제 1 브리지 회로(13)의 출력과 제 2 브리지 회로(14)의 출력의 차의 부호에 따라, 방위는 1개의 각도로 결정된다. 이로써, 0~360°의 범위의 전체 방위를 검출할 수 있다. 이 때, 제 1, 제 2 브리지 회로(13, 14)의 각 출력의 위상이 겹치지 않을 정도로 자계의 방향을 상이하게 하도록 할 필요가 있다.

또한, 본 실시예에서, 절연층(15A, 15B)은 분리한 별도의 층이고, 피복층(21A, 21B)에서도 분리한 별도의 층이었지만, 도 6과 같이 각각을 일체로 구성해도 된다.

도 6은 본 발명의 실시예 1의 다른 방위 센서의 단면도이다. 절연층(15)은 제 1 브리지 회로(13)와 제 2 브리지 회로(14)를 함께 덮고 있다. 또한, 피복층(21)도 제 1 인가부(16)와 제 2 인가부(17)를 덮고 있다.

이러한 구성이어도 도 1에 나타내는 방위 센서와 마찬가지의 작용 효과를 얻을 수 있다.

(실시예 2)

본 발명의 실시예 2에 대해서 도 7을 이용하여 설명한다. 도 7은 본 발명의 실시예 2의 방위 센서의 단면도이다.

실시예 1에서는 기판의 한 면측에 제 1, 제 2 브리지 회로 등을 형성하고 있었지만, 실시예 2에서는 기판의 상면에 제 1 브리지 회로를, 기판의 하면에 제 2 브리지 회로를 형성한다. 이 이외의 구성은 실시예 1과 마찬가지이다.

이하, 실시예 2의 구성에 대해서 설명한다.

기판(11)의 상면에 제 1 브리지 회로(13)가 형성되고, 제 1 브리지 회로(13)의 상면에 제 1의 절연층(15A)이 형성되어 있다. 제 1 절연층(15A)의 상면의, 제 1 브리지 회로(13)와 대향하는 위치에 제 1 자기 바이어스 인가부(16)가 형성되고, 또 그 상면에 제 1 피복층(21A)이 형성되어 있다.

또한, 기판(11)의 하면에 제 2 브리지 회로(14)가 형성되고, 제 2 브리지 회로(14)의 하면에 제 2 절연층(15B)이 형성되어 있다. 제 2 절연층(15B)의 하면의, 제 2 브리지 회로(14)와 대향하는 위치에 제 2 자기 바이어스 인가부(17)가 형성되고, 또 그 하면에 제 2 피복층(21B)이 형성되어 있다.

이와 같이 본 실시예에 따른 방위 센서는 제 1, 제 2 브리지 회로(13, 14)를 기판(11)의 다른 면에 형성하고 있다. 이 때문에, 제 1, 제 2 브리지 회로(13, 14)를 동일면에 형성하므로 주면의 면적이 작아진다. 이에 의해, 방위 센서가 소형화된다. 또한, 제 1, 제 2 인가부(16, 17)를 다른 면에 형성하고 있기 때문에, 제 1, 제 2 인가부(16, 17) 사이의 거리가 커진다. 이에 의해, 제 1 인가부(16)로부터 발생한 자계로부터 제 2 브리지 회로(14)로의 영향이 작아진다. 마찬가지로, 제 2 인가부(17)로부터 발생한 자계로부터 제 1 브리지 회로(13)로의 영향이 작아진다.

(실시예 3)

본 발명의 실시예 3에 대해서 도 8을 이용하여 설명한다. 도 8은 본 발명의 실시예 3의 방위 센서의 주요부인 제 1, 제 2 브리지 회로의 평면도이다.

실시예 3의 방위 센서에서는 실시예 1의 방위 센서에, 자계 바이어스 인가부를 상면에서 보아 제 1, 제 2 브리지 회로(13, 14)의 주위에도 더 마련하고 있다.

도 8에 나타내는 바와 같이, 제 1 브리지 회로(13)의 주변에 자기 바이어스 인가부(16A, 16B, 16C, 16D)가 배치되어 있다. 이들은 주위 자기 바이어스 인가부를 구성한다. 마찬가지로 제 2 브리지 회로(14)의 주변에 자기 바이어스 인가부(이하, 인가부라고 칭함)(17A, 17B, 17C, 17D)가 배치되어 있다.

여기서, 인가부(16A)가 제 1 브리지 회로(13)와 마주 보는 측을 N극으로 하고 있다. 또한, 제 1 브리지 회로(13)를 거쳐서 인가부(16A)와 대향해서 위치하는 인가부(16B)는 제 1 브리지 회로(13)와 마주 보는 측을 S극으로 하고 있다. 제 1 브리지 회로(13)의 주변에 있어 인가부(16A)와 인가부(16B) 사이에 위치하는 인가부(16C)는 인가부(16A)와 대향하는 쪽을 N극, 인가부(16B)와 대향하는 쪽을 S극으로 하고 있다. 제 1 브리지 회로(13)를 거쳐서 인가부(16C)와 대향하고, 또한 인가부(16A)와 인가부(16B) 사이에 위치하는 인가부(16D)는 인가부(16A)와 대향하는 쪽을 N극, 인가부(16B)와 대향하는 쪽을 S극으로 하고 있다.

인가부(17A~17D)는 제 2 브리지 회로(14)의 주변에 배치된 것이고, 자계의 방향은 인가부(16A~16D)를 시계 방향으로 90°회전시킨 관계에 있다.

또한, 실시예 3에서의 방위 센서의 전체 구조는 실시예 1에서의 방위 센서에인가부(16A~16D, 17A~17D)를 부가한 구성이다. 즉, 제 1 브리지 회로(13), 제 2 브리지 회로(14)의 위쪽에는 도시하고 있지 않지만, 각각 제 1 인가부(16), 제 2 인가부(17)가 위치하고 있다. 이 때, 제 1 인가부(16)의 자계 방향은 도 8 내의 화살표(81)로 나타내는 바와 같이 좌측이 N극, 우측이 S극이다. 또한, 제 2 인가부(17)의 자계 방향은 화살표(82)로 나타내는 바와 같이, 위측이 N극, 아래측이 S극이다.

이러한 구성으로 하면, 인가부(16A~16D)로 둘러싸여진 부분으로부터 이 외부로는 자계가 누설되기 어렵다. 이에 의해, 제 1 브리지 회로(13)로의 자계의 인가 효율이 양호하기 때문에, 인가부(16, 16A~16D)를 구성하는 자석의 자력이 약해도 기능한다. 그렇게 하면, 제 1 브리지 회로(13)에 인가하는 자계가 제 2 브리지 회로(14)에 영향을 줄 가능성이 작아진다. 인가부(17A~17D)에 관해서도 마찬가지이다.

이상, 본 발명의 실시예 1~실시예 3을 설명했지만, 이들은 홀더나 코일이 불필요하므로, 소형으로 된다. 또한, 코일에 통전하여 바이어스 자계를 발생시키고 있는 것이 아니라, 영구 자석을 이용하고 있다. 이에 의해, 방위 센서는 자계의 발생을 위한 전력이 불필요하게 되고, 전력이 절약된다. 이러한 방위 센서는 휴대 단말 등으로의 탑재도 가능하게 된다.

또한, 상기 모든 실시예에서는, 제 1 검출 회로와 제 2 검출 회로 모두 4개의 검출 소자를 이용한 브리지 회로 구성으로 하고, 그 차동 전압을 검지하는 방법을 채용하고 있다. 그러나, 제 1 검출 회로와 제 2 검출 회로를 2개의 검출 소자를 이용한 하프 브리지 회로에 의해 구성해도 무방하다. 이에 대해서, 도 9를 이용하여 설명을 한다. 도 9는 본 발명의 방위 센서의 제 1 검출 회로의 변형 회로도이다.

제 1 검출 회로(90)는 제 1 검출 소자(12A)와 제 2 검출 소자(12B)로 이루어진다. 제 1 검출 회로(90)에서는, 입력 전극(18A)과 그라운드 전극(19A) 사이에 소정의 전압을 인가하는 것에 의해, 제 1 출력 전극(20A)과 그라운드 전극(19A) 사이의 전압을 검지한다. 이 회로 구성은 브리지 회로의 절반의 구성을 가지므로 「하프 브리지 회로」라고 말하고 있다.

또한, 제 1 검출 소자(12A)와 제 2 검출 소자(12B)의 위치 관계나, 제 1 검출 회로(90)에 대향하는 제 1 자기 바이어스 인가부의 자계 방향과의 위치 관계에 대해서는 실시예 1과 마찬가지이다.

제 2 검출 회로에서도 마찬가지로 구성할 수 있다.

이러한 하프 브리지 회로 구성은 브리지 회로의 경우에 비해서, 검출 소자의 수가 절반이고, 회로가 필요로 하는 면적도 작아져, 회로 구성이 간단하게 되어 소형화에도 유리하다.

이상과 같이 본 발명의 방위 센서는, 이하의 구성을 구비하고 있다.

·기판

·이 기판의 주면에 마련된 적어도 2개 이상의 검출 소자를 구비한 제 1 검출 회로와, 동구성의 제 2 검출 회로

·제 1 검출 회로에 대향하는 위치에 마련된 제 1 자기 바이어스 인가부

·제 2 검출 회로에 대향하게 마련되고, 또한 제 1 자기 바이어스 인가부가 발생하는 자계의 방향과 상이한 방향으로 자계를 발생하는 제 2 자기 바이어스 인가부

이 구성에 의해, 홀더나 코일이 불필요하게 되고, 이에 의해, 소형화가 가능한 방위 센서가 얻어진다.

도면의 참조 번호의 일람표

1 : 기판

2A, 2B, 2C, 2D : 검출 소자

3 : 브리지 회로

4 : 홀더

5A : 제 1 코일

5B : 제 2 코일

11 : 기판

12A : 제 1 검출 소자

12B : 제 2 검출 소자

12C : 제 3 검출 소자

12D : 제 4 검출 소자

12E : 제 5 검출 소자

12F : 제 6 검출 소자

12G : 제 7 검출 소자

12H : 제 8 검출 소자

13 : 제 1 브리지 회로

14 : 제 2 브리지 회로

15, 15A, 15B : 절연층

16 : 제 1 자기 바이어스 인가부

16A, 16B, 16C, 16D : 자기 바이어스 인가부

17 : 제 2 자기 바이어스 인가부

17A, 17B, 17C, 17D : 자기 바이어스 인가부

18A, 18B : 입력 전극

19A, 19B : 그라운드 전극

20A : 제 1 출력 전극

20B : 제 2 출력 전극

20C : 제 3 출력 전극

20D : 제 4 출력 전극

21, 21A, 21B : 피복층

31, 81 : 제 1 자기 바이어스 인가부의 자계 방향

32, 82 : 제 2 자기 바이어스 인가부의 자계 방향

90 : 제 1 검출 회로

Claims

기판과,

상기 기판의 주면(主面)에 마련된 적어도 2개 이상의 검출 소자를 구비한 제 1 검출 회로와,

상기 기판의 주면에 마련된 적어도 2개 이상의 검출 소자를 구비한 제 2 검출 회로와,

상기 제 1 검출 회로에 대향하는 위치에 마련된 제 1 자기 바이어스 인가부와,

상기 제 2 검출 회로에 대향하는 위치에 마련되고, 또한 상기 제 1 자기 바이어스 인가부가 발생하는 자계의 방향과 다른 방향으로 자계를 발생하는 제 2 자기 바이어스 인가부

를 구비한 방위 센서.
제 1 항에 있어서,

상기 제 1, 제 2 자기 바이어스 인가부를 영구 자석으로 구성한 방위 센서.
제 1 항에 있어서,

상기 제 1 검출 회로와 상기 제 2 검출 회로 중 적어도 한 쪽을 덮는 절연층을 더 구비한 방위 센서.
제 1 항에 있어서,

상기 제 1 검출 회로는,

제 1 검출 소자와,

상기 제 1 검출 소자와 패턴의 길이 방향이 상이하고, 또한 상기 제 1 검출 소자와 전기적으로 직렬로 접속된 제 2 검출 소자와,

상기 제 2 검출 소자와 패턴의 길이 방향이 평행한 제 3 검출 소자와,

상기 제 3 검출 소자와 전기적으로 직렬로 접속되고, 또한 상기 제 1 검출 소자와 패턴의 길이 방향이 평행한 제 4 검출 소자를 구비하고,

상기 제 1 검출 소자와 상기 제 2 검출 소자, 상기 제 3 검출 소자와 상기 제 4 검출 소자가 각각 전기적으로 병렬로 접속되고 있으며,

상기 제 2 검출 회로는,

제 5 검출 소자와,

상기 제 5 검출 소자와 패턴의 길이 방향이 상이하고, 또한 상기 제 5 검출 소자와 전기적으로 직렬로 접속된 제 6 검출 소자와,

상기 제 6 검출 소자와 패턴의 길이 방향이 평행한 제 7 검출 소자와,

상기 제 7 검출 소자와 전기적으로 직렬로 접속되고, 또한 상기 제 5 검출소자와 패턴 방향이 평행한 제 8 검출 소자를 구비하고,

상기 제 5 검출 소자와 상기 제 6 검출 소자, 상기 제 7 검출 소자와 상기 제 8 검출 소자가 각각 전기적으로 병렬로 접속되어 있는

방위 센서.
제 4 항에 있어서,

상기 제 1 자기 바이어스 인가부에서 발생하는 자계의 방향과 상기 제 2 자기 바이어스 인가부에서 발생하는 자계의 방향이 이루는 각도가 90°이고, 상기 제 1 검출 소자의 패턴의 길이 방향과 상기 제 2 검출 소자의 패턴의 길이 방향이 이루는 각도가 90°이며, 또한 상기 제 5 검출 소자의 패턴의 길이 방향과 상기 제 6 검출 소자의 패턴의 길이 방향이 이루는 각도가 90°인 방위 센서.
제 5 항에 있어서,

상기 제 1 자기 바이어스 인가부에서 발생하는 자계의 방향과 상기 제 1 검출 소자의 패턴의 길이 방향이 이루는 각도가 45°이고,

상기 제 2 자기 바이어스 인가부에서 발생하는 자계의 방향과 상기 제 5 검출 소자의 패턴의 길이 방향이 이루는 각도가 45°인

방위 센서.
제 1 항에 있어서,

상기 제 1 검출 회로는,

제 1 검출 소자와,

상기 제 1 검출 소자와 패턴의 길이 방향이 상이하고, 또한 상기 제 1 검출 소자와 전기적으로 직렬로 접속된 제 2 검출 소자를 구비하며,

상기 제 2 검출 회로는,

제 3 검출 소자와,

상기 제 3 검출 소자와 패턴의 길이 방향이 상이하고, 또한 상기 제 3 검출 소자와 전기적으로 직렬로 접속된 제 4 검출 소자를 구비한

방위 센서.
제 1 항에 있어서,

상기 제 1, 제 2 자기 바이어스 인가부를 CoPt 합금과 페라이트 중 어느 하나로 구성한 방위 센서.
제 1 항에 있어서,

상기 절연층을 SiO₂로 구성한 방위 센서.
제 1 항에 있어서,

상기 제 1, 제 2 자기 바이어스 인가부에서 발생하는 자계의 강도를 5Oe 이상 20Oe 이하로 한 방위 센서.
제 1 항에 있어서,

제 1 검출 회로와 제 2 검출 회로 중 적어도 한 쪽을 둘러싸는 주위 자기 바이어스 인가부를 더 구비한 방위 센서.
제 1 항에 있어서,

상기 제 1 검출 회로와 제 2 검출 회로를 상기 기판의 서로 상이한 주면에 마련한 방위 센서.
제 1 항에 있어서,

상기 기판이 주면상에 글래스 글레이즈층을 갖는 방위 센서.
1) 제 1 검출 회로와 제 2 검출 회로를 기판의 주면상에 형성하는 공정과,

2) 상기 제 1 검출 회로에 대향한 위치에 제 1 자기 바이어스 인가부를 형성하고, 상기 제 2 검출 회로에 대향하는 위치에 제 2 자기 바이어스 인가부를 형성하는 공정

을 구비하되,

상기 제 1 자기 바이어스 인가부에서 발생하는 자계의 방향과 상기 제 2 자기 바이어스 인가부에서 발생하는 자계의 방향을 상이하도록 한

방위 센서의 제조 방법.
제 14 항에 있어서,

상기 제 1 검출 회로와 상기 제 2 검출 회로 중 적어도 한 쪽을 덮는 절연층을 형성하는 공정을 더 구비한 방위 센서의 제조 방법.
제 15 항에 있어서,

상기 공정 2)가,

상기 절연층에서의 상기 제 1, 제 2 자기 바이어스 인가부의 비형성 부분에 레지스트를 형성하는 공정과,

상기 절연층의 전면(全面)에 상기 제 1, 제 2 자기 바이어스 인가부를 구성하는 자성 재료를 배치하는 공정과,

상기 레지스트를 제거하는 공정을 갖는

방위 센서의 제조 방법.
제 14 항에 있어서,

상기 제 1, 제 2 자기 바이어스 인가부의 자계의 방향을 설정하는 공정을 더 갖는 방위 센서의 제조 방법.