KR20140137699A

KR20140137699A - Magneto sensor

Info

Publication number: KR20140137699A
Application number: KR1020130058530A
Authority: KR
Inventors: 김범석; 박은태; 정세훈; 이성호
Original assignee: 삼성전기주식회사
Priority date: 2013-05-23
Filing date: 2013-05-23
Publication date: 2014-12-03

Abstract

The present invention relates to a magnetic sensor comprising an insulator substrate having first and second surfaces facing to each other; and a soft magnetic metal wire, which has first and second end units facing to each other and soft magnetic particles and is installed on the first surface of the insulator substrate. When power is applied to the first and second end units of the soft magnetic metal wire, the magnetic metal wire induces impedance and the magnetic sensor is provided for the induced impedance to be changed according to the magnetic force applied to the soft magnetic metal wire.

Description

[0001] Magneto sensor [0002]

본 발명은 자기 센서에 관한 것이다.
The present invention relates to a magnetic sensor.

지자기 센서는 미세 자계 중 하나인 지구 자계를 측정하여 방위를 표시한다.The geomagnetic sensor measures the earth magnetic field, one of the fine magnetic fields, and displays the azimuth.

미세 자계 중 하나인 지구 자계를 측정하여 방위를 측정하는 방법은 지표면과 수평한 위치에서 지구 자계의 3축 성분을 측정하여 방위를 표시하는 것을 기본으로 하고 있다. The method of measuring the azimuth by measuring the Earth's magnetic field, which is one of the fine magnetic fields, is based on measuring the azimuthal component of the Earth's magnetic field at a horizontal position with respect to the earth's surface and displaying the azimuth.

미세 자계 검출 센서에 사용되는 자계 검출 방법은 통상적으로 플럭스게이트(fluxgate) 방법, 자계 저항(MR: Magneto-resistance) 방법, 거대 자계 저항GMR(Giant Magneto-resistance, Fluxgate) 방법, 자계 임피던스(MI : Magneto impedanc) 방법, 홀 효과(Hall Effect) 방법 등이 있다.The magnetic field detection method used in the fine magnetic field detection sensor generally includes a fluxgate method, a magnetoresistance (MR) method, a giant magnetoresistive (GMR) method, a magnetic field impedance (MI) method, Magneto impedanc method, and Hall effect method.

이 중에서 자계 임피던스 센서는 다른 방식의 센서에 비해 높은 감도와 온도 안정성을 가지고 넓은 영역에서 사용되고 있다.Among them, the magnetic field impedance sensor is used in a wide area with higher sensitivity and temperature stability than other types of sensors.

한편, 이와 같은 자계 임피던스 센서의 감도는 금속 와이어(metal wire)의 투자율과 임피던스(impedance) 값에 직접적으로 영향받게 된다. On the other hand, the sensitivity of such a magnetic field impedance sensor is directly affected by the permeability and the impedance value of the metal wire.

따라서 투자율이 높으면서 임피던스(impedance) 값이 큰 재료를 사용하게 되는데 보통 연자성 특성을 갖는 Fe, Co, Ni 합금 등의 비정질 금속 와이어(Amorphous metal wire)가 위 조건을 만족시킬 수 있어 주로 사용되고 있다.Therefore, amorphous metal wire such as Fe, Co, and Ni alloy having soft magnetic properties is usually used because it satisfies the above condition, because a material having a high permeability and a high impedance value is used.

하지만 모바일용 센서에 적용하기 위해서는 작은 사이즈에서 높은 감도를 유지할 수 있는 방법이 요구되고 있다.
However, in order to apply it to a mobile sensor, a method of maintaining a high sensitivity in a small size is required.

국내특허공개공보 2005-0122792호Korean Patent Laid-Open Publication No. 2005-0122792

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 연자성 금속 와이어를 연자성 미세 입자가 포함된 연자성 금속 와이어로 교체하여 센서 임피던스와 투자율을 높일 수 있는 자기 센서를 제공하는데 있다.
Disclosure of Invention Technical Problem [8] Accordingly, the present invention has been made in view of the above problems, and it is an object of the present invention to provide a magnetic sensor capable of increasing a sensor impedance and a magnetic permeability by replacing a soft metal wire with a soft magnetic metal wire containing soft magnetic fine particles.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 서로 마주보는 제 1 및 제 2표면을 가진 절연체 기판; 및 서로 마주보는 제 1 및 제 2단부를 가지고, 연자성 입자를 포함하며 상기 절연체 기판의 제 1표면에 장착된 연자성 금속 와이어를 포함하며, 상기 연자성 금속 와이어의 제 1 및 제 2단부에 전원이 연결되면 상기 연자성 금속 와이어는 임피던스를 유도하고, 유도된 상기 임피던스는 상기 연자성 금속 와이어에 인가된 자장 세기에 따라 변한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a semiconductor device comprising: an insulator substrate having first and second surfaces facing each other; And a soft magnetic metal wire having first and second opposing ends facing each other and comprising soft magnetic particles and mounted on a first surface of the insulator substrate, the first and second ends of the soft magnetic metal wire When the power source is connected, the soft magnetic metal wire induces an impedance, and the induced impedance changes according to a magnetic field strength applied to the soft magnetic metal wire.

또한, 본 발명의 상기 절연체 기판은 실리콘 웨이퍼, 유리, 산화 실리콘 및 질화 실리콘 중의 어느 하나이다.Further, the insulator substrate of the present invention is any one of a silicon wafer, glass, silicon oxide, and silicon nitride.

또한, 본 발명의 상기 연자성 금속 와이어는 Fe, Co, Ni 또는 그 합금중 어느 하나이다.Further, the soft magnetic metal wire of the present invention is any one of Fe, Co, Ni or an alloy thereof.

또한, 본 발명의 상기 연자성 입자는 Fe, Co, Ni 또는 그 합금중 어느 하나이다.Further, the soft magnetic particles of the present invention are any one of Fe, Co, Ni or an alloy thereof.

또한, 본 발명의 상기 연자성 입자의 직경은 1nm 내지 1μm 사이의 범위이다.The diameter of the soft magnetic particles of the present invention is in the range of 1 nm to 1 μm.

또한, 본 발명은 상기 절연체 기판의 제2 표면에 형성된 접지막을 더 포함한다.Further, the present invention further includes a ground film formed on the second surface of the insulator substrate.

또한, 본 발명의 상기 접지막은 알루미늄 재료, 구리 재료, 알루미늄과 티타늄의 혼합 재료, 또는 구리와 티타늄의 혼합 재료로 이루어진다.Further, the ground film of the present invention is made of an aluminum material, a copper material, a mixed material of aluminum and titanium, or a mixed material of copper and titanium.

또한, 본 발명은 상기 연자성 금속 와이어와 접지막을 연결하는 접속 커넥터를 더 포함한다.The present invention further includes a connection connector for connecting the soft magnetic metal wire and the ground film.

또한, 본 발명은 상기 절연체 기판의 제2 표면에 형성된 접지 와이어를 더 포함한다.Further, the present invention further includes a ground wire formed on a second surface of the insulator substrate.

또한, 본 발명의 상기 접지 와이어는 알루미늄 재료, 구리 재료, 알루미늄과 티타늄의 혼합 재료, 또는 구리와 티타늄의 혼합 재료로 이루어진다.The ground wire of the present invention is made of an aluminum material, a copper material, a mixed material of aluminum and titanium, or a mixed material of copper and titanium.

또한, 본 발명의 상기 연자성 금속 와이어와 접지 와이어를 연결하는 접속 와이어를 더 포함한다.
It further includes a connection wire connecting the soft magnetic metal wire and the ground wire of the present invention.

이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이고, 사전적인 의미로 해석되어서는 아니 되며, 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
Prior to this, terms and words used in the present specification and claims should not be construed in a conventional, dictionary sense, and should not be construed as defining the concept of a term appropriately in order to describe the inventor in his or her best way. It should be construed in accordance with the meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention.

상기와 같은 본 발명에 따르면, 비정질 금속 와이어(amorphous metal wire)를 미세 연자성 입자가 삽입된 비정질 금속 와이어로 교체하여 사용할 경우에 임피던스 값과 투자율을 향상시킬 수 있어 감도를 크게 향상시킬 수 있게 된다.According to the present invention, when the amorphous metal wire is replaced with an amorphous metal wire inserted with fine soft magnetic particles, the impedance value and the magnetic permeability can be improved, and the sensitivity can be greatly improved .

또한, 본 발명에 따르면, 이처럼 비정질 연자성 와이어를 연자성 미세입자를 포함한 와이어로 교체할 경우, 센서 임피던스와 투자율을 높일 수 있어 고성능 센서 적용 및 소형화에 더욱 유리해지게 된다.
Further, according to the present invention, when the amorphous soft magnetic wire is replaced with a wire containing soft magnetic fine particles, the impedance and the magnetic permeability of the sensor can be increased, which is advantageous for application of a high performance sensor and miniaturization.

도 1a 및 도 1a는 임의의 스트레이 캐패시턴스를 가지지 않고 그리고 스트레이 캐패시턴스를 가진 종래 자기 센서의 등가회로를 나타낸 도면.
도 2는 본 발명의 제 1실시예에 따른 자기 센서의 사시도.
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 자기 센서의 사시도.1A and 1B show equivalent circuits of a conventional magnetic sensor without any stray capacitance and with stray capacitance.
2 is a perspective view of a magnetic sensor according to a first embodiment of the present invention;
3 is a perspective view of a magnetic sensor according to a second embodiment of the present invention;

본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시 예들로부터 더욱 명백해질 것이다. 본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The objectives, specific advantages and novel features of the present invention will become more apparent from the following detailed description taken in conjunction with the accompanying drawings, in which: FIG. It should be noted that, in the present specification, the reference numerals are added to the constituent elements of the drawings, and the same constituent elements are assigned the same number as much as possible even if they are displayed on different drawings. In the following description, well-known functions or constructions are not described in detail since they would obscure the invention in unnecessary detail.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명의 실시예를 기술하기 전에, 종래 자기 센서는 본 발명을 보다 용이하게 이해하기 위해 이하에서 기술될 것이다.Prior to describing embodiments of the present invention, conventional magnetic sensors will be described below to facilitate a better understanding of the present invention.

도 1a를 참조하면, 연자성 금속 와이어와 같은 연성 자기 소자를 사용하는 종래 자기 센서는 두개의 단자를 가진 등기회로에 의해 표현된다. Referring to FIG. 1A, a conventional magnetic sensor using a soft magnetic element such as a soft magnetic metal wire is represented by a register circuit having two terminals.

자기 센서는 연자성 금속 와이어의 임피던스 변형으로써 자장 세기의 변화를 검출한다. The magnetic sensor detects a change in the magnetic field intensity by an impedance change of the soft magnetic metal wire.

임피던스는 Z=R+jωL(ω는 연자성 금속 와이어에 공급된 a.c. 전류의 각진동수를 나타낸다)에 의해 표현된다. The impedance is represented by Z = R + jωL (where ω represents the angular frequency of the a.c. current supplied to the soft magnetic metal wire).

특히, 레지스턴스(R) 및 인덕턴스(L)의 값은 외부 자장에 따라 변화한다. 연자성 금속 와이어에 고주파수 전류가 공급될때, 자장은 연성 자기 소자를 회전시키기 위해 형성된다. In particular, the values of the resistance R and the inductance L change depending on the external magnetic field. When a high frequency current is supplied to the soft magnetic metal wire, the magnetic field is formed to rotate the soft magnetic element.

연자성 금속 와이어에 공급된 외부 자장(Hex)이 제로일때, 연자성 금속 와이어는 자화 축을 따라 여기되며 도메인 벽의 이동에 의한 자화 과정이 수행된다. When the external magnetic field (Hex) supplied to the soft magnetic metal wire is zero, the soft magnetic metal wire is excited along the magnetization axis and the magnetization process by the movement of the domain wall is performed.

따라서, 공급전류가 수 메가헤르츠(MHz) 이상의 주파수 대역의 주파수를 가질때, 투자율은 1로 되며 인덕턴스(L)는 컨덕터 층에 의한 공기 코더에 의해 결정된 작은 값을 가진다. 다른 한편으로, 외부 자장(Hex)이 인가될때, 자화는 여기방향으로 기울어지며 자화의 회전에 의한 자화 과정이 수행된다. Thus, when the supply current has a frequency in a frequency band of several megahertz (MHz) or higher, the permeability is 1 and the inductance L has a small value determined by the air coder by the conductor layer. On the other hand, when the external magnetic field (Hex) is applied, the magnetization is inclined in the excitation direction and the magnetization process by the rotation of the magnetization is performed.

따라서, 연자성 금속 와이어의 상대 투자율은 증가되어 Hex=Hk(여기서, Hk는 이방성 자계이다)에서 최대값을 가진다. 더욱이, Hex Hk에서, 자화는 외부 자장(Hex)의 방향으로 고정되며 상대 투자율은 다시 감소된다. 따라서, 인덕턴스(L)는 외부 자장(Hex)의 세기에 따라 변화되며 Hex=Hk 주위에서 최대값을 가진다.Thus, the relative permeability of the soft magnetic metal wire is increased to have a maximum at Hex = Hk, where Hk is an anisotropic magnetic field. Furthermore, in Hex Hk, the magnetization is fixed in the direction of the external magnetic field (Hex) and the relative permeability is reduced again. Therefore, the inductance L changes according to the intensity of the external magnetic field Hex and has a maximum value around Hex = Hk.

다른 한편으로, 레지스턴스(R)는 공급전류가 수 메가헤르츠의 주파수 대역의 주파수(f)를 가질때 컨덕터의 d.c. 레지스턴스에 의해 결정된다.On the other hand, resistance (R) is the capacitance of the conductor when the supply current has frequency (f) in the frequency band of several megahertz. Is determined by the resistance.

그러나, 10MHz 이상 정도의 주파수 대역에서, 레지스턴스(R)는 와상전류 손실 및 스킨 효과의 영향하에서 증가된다. 스킨 효과는 다음과 같은 방정식(1)에 의해 주어진 스킨 깊이δ에 의해 결정된다.
However, in the frequency band of about 10 MHz or more, the resistance (R) is increased under the influence of the eddy current loss and the skin effect. The skin effect is determined by the skin depth? Given by the following equation (1).

여기서, ρ,ω(=1/f, 여기에서 f는 주파수) 및 μ는 각각 전기 저항율, 각진동수 및 투자율을 나타낸다. 방정식(1)에서 알수 있는 바와같이, 스킨 효과가 막 두께의 대해 중요한 고주파수(f)에서, 스킨 효과는 감소되며, 전기 레지스턴스는 투자율 μ이 외부 자장(Hex)에 따라 증가될때 증가된다. 따라서, 스킨 깊이 δ에 대한 고주파수 범위에서, 전기 레지스턴스는 또한 외부 자장(Hex)에 따라 변화한다. Here, ρ, ω (= 1 / f, where f is the frequency) and μ are electrical resistivity, angular frequency and permeability, respectively. As can be seen from the equation (1), at the high frequency (f) at which the skin effect is important for the film thickness, the skin effect is reduced and the electric resistance is increased when the permeability 占 increases according to the external magnetic field (Hex). Thus, in the high frequency range for the skin depth 8, the electrical resistance also varies with the external magnetic field (Hex).

이와 같이 스킨 효과는 연자성 금속 와이어의 임피던스에 영향을 주어 임피던스 값은 아래 (수학식 2)와 같이 나타난다.In this way, the skin effect affects the impedance of the soft magnetic metal wire, and the impedance value is expressed by the following equation (2).

여기에서, a는 연자성 금속 와이어의 직경을 나타내고, Rdc는 직류일 경우의 연자성 금속 와이어의 저항값을 나타낸다.Here, a represents the diameter of the soft magnetic metal wire, and Rdc represents the resistance value of the soft magnetic metal wire in the case of DC.

전술한 자기 센서에서, 상대 투자율은 수 메가헤르츠(MHz)정도의 주파수 대역에서 1과 동일하다. 따라서, 외부 자장에 따른 인덕턴스(L)의 변화는 작다. 그러나, 외부 자장이 이방성 자계의 세기와 동일할때 상대 투자율이 최대값을 가지는 특징을 이용함으로써, 외부 자장의 세기 변화에 따른 임피던스의 변화는 증가될 수있다.In the magnetic sensor described above, the relative permeability is equal to 1 in a frequency band of about several megahertz (MHz). Therefore, the change of the inductance L according to the external magnetic field is small. However, by using the characteristic that the relative magnetic permeability has a maximum value when the external magnetic field is equal to the intensity of the anisotropic magnetic field, the change in the impedance according to the change in the intensity of the external magnetic field can be increased.

따라서, 연자성 금속 와이어를 사용하는 자기 센서는 임피던스의 변화로써 외부 자장 세기의 변화를 검출할 수 있다.Therefore, the magnetic sensor using the soft magnetic metal wire can detect the change of the external magnetic field intensity by the change of the impedance.

도 1b를 참조하면, 종래 자기 센서에서, 스트레이 캐패시턴스(C)는 센서 소자와 다른 화소 소자 및 컨덕터 라인사이에서 발생된다. 스트레이 캐패시턴스(C)는 비안정동작의 인자를 구성한다.Referring to FIG. 1B, in the conventional magnetic sensor, the stray capacitance C is generated between the sensor element and another pixel element and the conductor line. The stray capacitance (C) constitutes a factor of the unstable operation.

본 발명의 실시예는 도면을 참조로 하여 지금 이하에서 더 상세히 설명될 것이다.Embodiments of the present invention will now be described in more detail below with reference to the drawings.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 자기 센서의 사시도이다.2 is a perspective view of a magnetic sensor according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 자기 센서(31)는 절연체 기판(37)과, 상기 절연체 기판(37)의 상부표면에 기재된 연자성 입자(34)를 포함한 연자성 금속 와이어(33)와, 절연체 기판(37)의 후방 표면상에 형성된 접지막(35) 및 상기 연자성 금속 와이어(33)의 한단부와 접지막(35)의 한 단부를 접속하기 위해 절연체 기판(37)이 상부표면의 일부로부터 그것의 측면의 일부까지 확장하는 접속 커넥터(39)를 포함한다.2, a magnetic sensor 31 according to an embodiment of the present invention includes an insulator substrate 37, a soft magnetic metal wire 34 including soft magnetic particles 34 described on the upper surface of the insulator substrate 37, A ground film 35 formed on the rear surface of the insulator substrate 37 and an insulator substrate 37 for connecting one end of the soft magnetic metal wire 33 and one end of the ground film 35, ) Extending from a portion of its upper surface to a portion of its side surface.

여기에서, 절연체 기판(37)은 절연성 재료로 이루어지며, 실리콘 웨이퍼, 유리, 산화 실리콘, 질화 실리콘 등을 포함한다.Here, the insulator substrate 37 is made of an insulating material and includes a silicon wafer, glass, silicon oxide, silicon nitride, or the like.

그리고, 연자성 금속 와이어(33)는 연자성 특성을 갖는 금속과 그 합금으로 이루어질 수 있다. The soft magnetic metal wire 33 may be made of a metal having soft magnetic properties and an alloy thereof.

여기에서, 연자성 특성을 갖는 금속으로는 일예로, Fe, Co, Ni 등이며, 그 합금은 일예로 Ni-Fe 계열 합금 또는 Fe-Co 합금 등으로 이루어질 수 있다.Examples of the metal having soft magnetic properties include Fe, Co, Ni and the like. The alloy may be, for example, a Ni-Fe based alloy or an Fe-Co alloy.

연자성 금속 와이어(33)를 구성하는 연자성 입자(34) 또한 연자성 특성을 갖는 금속과 그 합금으로 이루어질 수 있으며, 일예로 Fe, Co, Ni 등이며, 그 합금은 일예로 Ni-Fe 계열 합금 또는 Fe-Co 합금 등으로 이루어질 수 있다.The soft magnetic particles 34 constituting the soft magnetic metal wire 33 may also be made of a metal having an soft magnetic property and an alloy thereof such as Fe, Co, Ni, etc. The alloy may be, for example, a Ni- Alloy or an Fe-Co alloy.

이와 같은 구성에서 상기 Ni-Fe 계열 합금은 65중량% 내지 90중량% 사이의 범위에 있는 Ni-Fe 계열 합금막 안의 Ni 함유량 및/또는 10중량% 내지 35중량% 사이의 범위에 있는 Ni-Fe 계열 합금막 안의 Fe 함유량과 같은 조성을 갖는다.In this configuration, the Ni-Fe-based alloy may have a Ni content in the range of 65% by weight to 90% by weight and / or a Ni-Fe content in the range of 10% by weight to 35% Series alloy film having the same composition as the Fe content.

상기 연자성 입자(34)의 조성은 연자성 금속 와이어(33)의 조성과 다른 것이 바람직하다. The composition of the soft magnetic particles 34 is preferably different from that of the soft magnetic metal wire 33.

여기에서, 상기 연자성 입자(34)의 입자 크기는 1nm 내지 1μm 사이의 범위가 바람직하다. 입자 크기가 1nm보다 작은 경우, 소자가 열처리될 때에 입자 크기가 더 커지게 된다. 따라서, 연자성 특성이 쉽게 파괴된다. 입자 크기가 1μm 보다 큰 경우, 연자성 특성을 갖도록 연자성 금속 와이어(33)을 자화시키기 어렵다.Here, the particle size of the soft magnetic particles 34 is preferably in the range of 1 nm to 1 μm. When the particle size is smaller than 1 nm, the particle size becomes larger when the device is heat-treated. Therefore, the soft magnetic properties are easily destroyed. When the particle size is larger than 1 m, it is difficult to magnetize the soft magnetic metal wire 33 so as to have the soft magnetic characteristic.

이처럼 연자성 금속 와이어(33) 내에 연자성 입자(34)를 삽입하게 되면 전자 진행을 연자성 입자(34)가 방해하기 때문에 연자성 금속 와이어(33)의 임피던스 값을 크게 증가시키게 된다.When the soft magnetic particles 34 are inserted into the soft magnetic metal wire 33, the soft magnetic particles 34 interfere with the progress of the electrons. Therefore, the impedance value of the soft magnetic metal wire 33 is greatly increased.

또한 연자성 입자(34)가 투자율이 높은 연자성 특성을 갖는 재질을 사용하기 때문에 연자성 금속 와이어(33)만의 투자율보다 투자율이 더 커지는 장점을 가지게 된다.In addition, since the soft magnetic particles 34 use a material having soft magnetic properties with high magnetic permeability, the magnetic permeability is higher than that of the soft magnetic metal wire 33 only.

한편, 접지막(35)은 연자성 금속 와이어(33)에 접지를 제공하기 위한 것으로 알루미늄 재료, 구리 재료, 알루미늄과 티타늄의 혼합 재료, 또는 구리와 티타늄의 혼합 재료로 사용될 수 있다.On the other hand, the ground film 35 is used for providing grounding to the soft magnetic metal wire 33 and may be used as an aluminum material, a copper material, a mixed material of aluminum and titanium, or a mixed material of copper and titanium.

접지 커넥터(39) 또한 동일하게 알루미늄 재료, 구리 재료, 알루미늄과 티타늄의 혼합 재료, 또는 구리와 티타늄의 혼합 재료로 사용될 수 있다.The grounding connector 39 can also be used as an aluminum material, a copper material, a mixed material of aluminum and titanium, or a mixed material of copper and titanium.

이와 같은 자기 센서(31)는 연자성 금속 와이어(33) 및 접지막(35)으로부터 추출된 두개의 입력 단자를 가진 2단자 소자이다. The magnetic sensor 31 is a two-terminal device having two input terminals extracted from the soft magnetic metal wire 33 and the ground film 35.

여기에서, 캐패시턴스(C)는 접지막(35) 및 연자성 금속 와이어(33) 사이에서 발생된다. Here, the capacitance C is generated between the ground film 35 and the soft magnetic metal wire 33.

임피던스는 외부 자장의 세기변화에 응답하여 변화하며 공진 주파수(f₀) 주위에서 다이나믹하게 변화한다. 따라서, 공진주파수 주위의 임피던스 변화는 공진주파수보다 훨씬 낮은 주파수 대역에서 보다 크다.The impedance changes in response to the change in intensity of the external magnetic field and changes dynamically around the resonance frequency (f ₀ ). Therefore, the impedance change around the resonance frequency is larger than that in the frequency band far lower than the resonance frequency.

본 발명의 제1 실시예에 따른 자기 센서는 연자성 금속 와이어(33) 내에 연자성 입자(34)를 삽입하게 되어 전자 진행을 연자성 입자(34)가 방해하기 때문에 연자성 금속 와이어(33)의 임피던스 값을 크게 증가시키게 되며, 연자성 입자(34)가 투자율이 높은 연자성 특성을 갖는 재질이 사용되기 때문에 연자성 금속 와이어(33)만의 투자율보다 투자율이 더 커지는 장점을 가지게 된다. 그 결과, 자기장 감도는 증가될 수 있다.The magnetic sensor according to the first embodiment of the present invention has a structure in which the soft magnetic metal wire 33 is inserted into the soft magnetic metal wire 33 because the soft magnetic particles 34 interfere with the progress of the electrons, Since the soft magnetic particles 34 are made of a material having soft magnetic properties with high magnetic permeability, the magnetic permeability of the soft magnetic metal wires 33 is higher than that of the soft magnetic metal wires 33 alone. As a result, the magnetic field sensitivity can be increased.

또한, 본 발명의 제 1실시예에 따른 자기 센서에서, 임피던스는 외부 자장이 인가됨에 따라 변화한다. 결과적으로, 자기 센서의 공진 주파수는 또한 변화한다. 따라서, 자기 센서에 공급된 전류의 주파수를 최적화함으로써, 외부 자장의 변화는 매우 큰 임피던스 변화율로써 검출될 수 있다. 다른 말로, 자기장 감도는 증가될 수 있다.In the magnetic sensor according to the first embodiment of the present invention, the impedance changes as the external magnetic field is applied. As a result, the resonance frequency of the magnetic sensor also changes. Thus, by optimizing the frequency of the current supplied to the magnetic sensor, the change of the external magnetic field can be detected with a very large impedance change rate. In other words, the magnetic field sensitivity can be increased.

게다가, 제 1 실시예는 종래 기술에서 정전 용량의 발생이 억제될 수 있도록 접지막(35)을 포함한다. 게다가, 연자성 금속 와이어(33)에 공급된 전류로 인한 전기장은 접지막(35) 및 전류가 흐르는 접속 커넥터(39) 사이의 영역에 집중한다. 그러므로, 자기 센서는 교란에 민감하지 않고 접지막(35)을 가지지 않는 종래 자기 센서와 비교하여 동작시 안정하다. 따라서, 자기장의 검출은 자기 센서가 LC에서 공진 주파수보다 낮은 주파수 대역에서 동작될 때 조차 안정하게 수행될 수 있다.In addition, the first embodiment includes the grounding film 35 so that the generation of the capacitance in the prior art can be suppressed. In addition, the electric field due to the current supplied to the soft magnetic metal wire 33 is concentrated in the region between the ground film 35 and the connecting connector 39 through which the current flows. Therefore, the magnetic sensor is stable in operation as compared with the conventional magnetic sensor which is not sensitive to disturbance and does not have the ground film 35. [ Therefore, the detection of the magnetic field can be performed stably even when the magnetic sensor is operated in a frequency band lower than the resonance frequency in the LC.

도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 자기 센서의 사시도이다.3 is a perspective view of a magnetic sensor according to a second embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 제 2 실시예에 따른 자기 센서(41)는 절연체 기판(45), 절연체 기판(45)의 한 표면에 부착된 연자성 입자(34)를 포함한 연자성 금속 와이어(33), 연자성 금속 와이어(33)에 병렬로 절연체 기판(45)의 다른 표면에 부착된 그라운드 전도체로서 접지 와이어(43), 및 접지 와이어(43)와 연자성 금속 와이어(33)의 한쪽 단을 연결하는 접속 전도체로서 접속 와이어(47)를 포함한다. 자기 센서(41)는 연자성 금속 와이어(33)의 다른 단 및 접지 와이어(43)에서 두 개의 외부 접속 단자를 가지는 두 개의 단자 엘리먼트이다.3, the magnetic sensor 41 according to the second embodiment includes an insulator substrate 45, a soft magnetic metal wire 33 including soft magnetic particles 34 attached to one surface of the insulator substrate 45, A ground wire 43 as a ground conductor attached to the other surface of the insulator substrate 45 in parallel with the soft magnetic metal wire 33 and an end of the ground wire 43 and the soft magnetic metal wire 33 And includes a connecting wire 47 as a connecting conductor. The magnetic sensor 41 is two terminal elements having two external connection terminals at the other end of the soft magnetic metal wire 33 and the ground wire 43.

자기 센서(41)에서, 도 3의 연자성 금속 와이어(33), 연자성 입자(34), 접지 와이어(43), 접속 와이어(47), 및 절연체 기판(45)은 각각 도 2의 연자성 금속 와이어(33), 연자성 입자(34), 접지막(35), 접속 커넥터(39), 및 절연체 기판(37)에 대응한다. 그러므로, 자기 센서(41)의 동작은 제 1 실시예와 실질적으로 유사하다.In the magnetic sensor 41, the soft magnetic metal wire 33, the soft magnetic particles 34, the ground wire 43, the connection wire 47, and the insulator substrate 45 in Fig. Corresponds to the metal wire 33, the soft magnetic particles 34, the ground film 35, the connection connector 39, and the insulator substrate 37. Therefore, the operation of the magnetic sensor 41 is substantially similar to that of the first embodiment.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it will be understood by those of ordinary skill in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. And changes may be made without departing from the spirit and scope of the invention.

31 : 자기 센서 33 : 연자성 금속 와이어
34 : 연자성 입자 35 : 접지막
37 : 절연체 기판 39 : 접속 커넥터
41 : 자기 센서 43 : 접지 와이어
45 : 절연체 기판 47 : 접속 와이어31: magnetic sensor 33: soft magnetic metal wire
34: soft magnetic particles 35: ground film
37: insulator substrate 39: connection connector
41: magnetic sensor 43: ground wire
45: insulator substrate 47: connecting wire

Claims

An insulator substrate having first and second surfaces facing each other; And
And a soft magnetic metal wire having first and second ends facing each other and comprising soft magnetic particles and mounted on a first surface of the insulator substrate,
Wherein when the power is connected to the first and second ends of the soft magnetic metal wire, the soft magnetic metal wire induces an impedance, and the induced impedance changes according to a magnetic field strength applied to the soft magnetic metal wire.

The method according to claim 1,
Wherein the insulator substrate is any one of a silicon wafer, glass, silicon oxide, and silicon nitride.

The method according to claim 1,
Wherein the soft magnetic metal wire is one of Fe, Co, Ni, or an alloy thereof.

The method according to claim 1,
Wherein the soft magnetic particles are any one of Fe, Co, Ni, and alloys thereof.

The method according to claim 1,
Wherein the soft magnetic particles have a diameter ranging from 1 nm to 1 m.

The method according to claim 1,
And a grounding film formed on a second surface of the insulator substrate.

The method of claim 6,
Wherein the grounding film is made of an aluminum material, a copper material, a mixed material of aluminum and titanium, or a mixed material of copper and titanium.

The method of claim 6,
And a connection connector connecting the soft magnetic metal wire and the ground film.

The method according to claim 1,
And a ground wire formed on a second surface of the insulator substrate.

The method of claim 9,
Wherein the ground wire is made of an aluminum material, a copper material, a mixed material of aluminum and titanium, or a mixed material of copper and titanium.

The method of claim 9,
And a connection wire connecting the soft magnetic metal wire and the ground wire.