WO2017082011A1 - 磁気センサ - Google Patents

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崇人 福井
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    • G01R33/02—Measuring direction or magnitude of magnetic fields or magnetic flux
    • G01R33/06—Measuring direction or magnitude of magnetic fields or magnetic flux using galvano-magnetic devices
    • G01R33/09—Magnetoresistive devices

Definitions

  • the present invention relates to a magnetic sensor, and more particularly to a magnetic sensor provided with a magnetic body for collecting magnetic flux on a sensor chip.
  • Magnetic sensors using 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.
  • the magnetic body is placed on the element formation surface of the sensor chip (see Patent Document 1).
  • 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.
  • the support on the sensor chip becomes very unstable, and in some cases, the magnetic material may fall off or bend. there were.
  • an object of the present invention is to provide a magnetic sensor capable of stably supporting a magnetic material having a long length in the direction perpendicular to the element formation surface.
  • a magnetic sensor includes a sensor chip having an element formation surface on which a magnetic detection element is formed, a magnetic body having a first side surface facing the element formation surface, and the sensor chip and the magnetic body.
  • a circuit board having a mounting surface, and the sensor chip and the magnetic body are mounted on the circuit board such that the element formation surface and the first side surface are substantially orthogonal to the mounting surface of the circuit board. It is characterized by.
  • the sensor chip and the magnetic body are mounted on the circuit board in a laid state, even when the length of the magnetic body is long, it can be stably supported. Become.
  • the magnetic body further includes a second side surface that is substantially parallel to the first side surface and located on the opposite side of the first side surface, and the area of the second side surface is the first side surface. It is preferably larger than the area of one side. According to this, since more magnetic flux can be collected, the sensitivity of the magnetic sensor is enhanced. In this case, the length of the second side surface in the direction perpendicular to the mounting surface may be longer than the length of the first side surface in the direction perpendicular to the mounting surface.
  • the magnetic sensing element includes first to fourth magnetoresistive elements, and the first and second magnetoresistive elements are located on one side when viewed from the first side surface of the magnetic body.
  • the third and fourth magnetoresistive elements are preferably located on the other side when viewed from the first side surface of the magnetic body. According to this, it becomes possible to perform highly sensitive magnetic detection by forming a bridge circuit using four magnetoresistive elements.
  • the magnetic sensor according to the present invention further includes an auxiliary magnetic body mounted on the circuit board, and the sensor chip is substantially orthogonal to the element formation surface and is viewed from the first side surface of the magnetic body.
  • the first and second side surfaces positioned on the one side and the other side, respectively, and the auxiliary magnetic body covers the circuit board so as to cover at least a part of the first and second side surfaces. It is preferable that it is mounted. According to this, since the magnetic flux input to the element formation surface is bent in the first and second side surfaces, it is possible to perform magnetic detection with higher sensitivity.
  • a magnetic sensor that can stably support a magnetic material having a long length in the direction perpendicular to the element formation surface.
  • FIG. 1 is a schematic perspective view showing an appearance of a magnetic sensor 10 according to a preferred embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is an exploded perspective view of the magnetic sensor 10.
  • FIG. 3 is a partially enlarged view of the magnetic sensor 10.
  • FIG. 4 is a circuit diagram for explaining a connection relationship between the terminal electrodes E11 to E14 and the magnetic detection elements MR1 to MR4.
  • FIG. 5 is a schematic perspective view showing the configuration of the magnetic sensor 10A according to the first modification.
  • FIG. 6 is a schematic perspective view showing the configuration of the magnetic sensor 10B according to the second modification.
  • FIG. 7 is a schematic perspective view showing the configuration of a magnetic sensor 10C according to a third modification.
  • FIG. 8 is a schematic perspective view showing the configuration of a magnetic sensor 10D according to a fourth modification.
  • FIG. 9 is a schematic perspective view showing the configuration of a magnetic sensor 10E according to a fifth modification.
  • FIG. 10 is a schematic perspective view showing the configuration of a magnetic sensor 10F according to a sixth modification.
  • FIG. 11 is a schematic perspective view showing the configuration of a magnetic sensor 10G according to a seventh modification.
  • FIG. 1 is a schematic perspective view showing an appearance of a magnetic sensor 10 according to a preferred embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is an exploded perspective view of the magnetic sensor 10.
  • the magnetic sensor 10 includes a circuit board 20, a sensor chip 30 mounted on a mounting surface 21 of the circuit board 20, and a magnetic body 40.
  • 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 magnetic body 40 are mounted on the mounting surface 21.
  • Four land patterns E21 to E24 are provided on the mounting surface 21 of the circuit board 20, and a constant voltage source and a voltage detection circuit described later are connected to the land patterns E21 to E24.
  • the constant voltage source and the voltage detection circuit may be provided on the circuit board 20 itself, or may be provided on a board different from the circuit board 20.
  • the sensor chip 30 has a substantially rectangular parallelepiped shape, and four magnetic detection elements MR1 to MR4 are formed on the element forming surface 31. As shown in FIGS. 1 and 2, the element formation surface 31 forms an xz plane. That is, the sensor chip 30 is mounted on its side so that the element formation surface 31 is substantially orthogonal to the mounting surface 21 of the circuit board 20.
  • the bottom surface (xy surface) of the sensor chip 30 and the mounting surface 21 of the circuit board 20 do not need to be in close contact with each other, and an adhesive is interposed therebetween. As shown in FIG. 3 which is an enlarged view, they are fixed to each other by a partially provided adhesive G, whereby the bottom surface (xy surface) of the sensor chip 30 and the mounting surface 21 of the circuit board 20 are fixed. There may be a slight gap between them.
  • the magnetic detection elements MR1 to MR4 are not particularly limited as long as the physical characteristics change depending on the magnetic flux density, but in the present embodiment, there are magnetoresistive elements (MR elements) whose electric resistance changes according to the direction of the magnetic field. Used.
  • the magnetization fixing directions of the magnetic detection elements MR1 to MR4 are all aligned in the direction indicated by the arrow A in FIG. 2 (the positive 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. Therefore, 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 °.
  • terminal electrodes E11 to E14 are provided on the element forming surface 31 of the sensor chip 30. These terminal electrodes E11 to E14 are connected to land patterns E21 to E24 through solder S, respectively. The connection relationship between the terminal electrodes E11 to E14 and the magnetic detection elements MR1 to MR4 will be described later.
  • the magnetic body 40 is a block made of a high permeability material such as ferrite, and has a substantially rectangular parallelepiped shape in the present embodiment.
  • the xz surface of the magnetic body 40 constitutes a first side surface 41 that faces the element forming surface 31 of the sensor chip 30.
  • the area of the first side surface 41 is smaller than the area of the element formation surface 31 of the sensor chip 30, and the circuit board is arranged so as to face the facing region 31a located between the magnetic detection elements MR1, MR2 and the magnetic detection elements MR3, MR4. 20 is mounted.
  • the first side surface 41 of the magnetic body 40 and the facing region 31a of the sensor chip 30 may be in close contact with each other, or a slight gap may exist between them.
  • both the sensor chip 30 and the magnetic body 40 are mounted on the mounting surface 21 of the circuit board 20, it is necessary to fix the sensor chip 30 and the magnetic body 40 with an adhesive or the like. Absent.
  • the magnetic body 40 is fixed to the circuit board 20, it is not necessary that the bottom surface (xy surface) of the magnetic body 40 and the mounting surface 21 of the circuit board 20 are in close contact with each other, and an adhesive is interposed therebetween. As shown in FIG. 3 which is an enlarged view, it is fixed by a partially provided adhesive G, whereby the bottom surface (xy surface) of the magnetic body 40 and the mounting surface 21 of the circuit board 20 are fixed. There may be a slight gap between them.
  • the selectivity of the magnetic flux in the y direction can be increased by increasing the length in the y direction.
  • the y direction is parallel to the mounting surface 21 of the circuit board 20, the support of the magnetic body 40 becomes unstable even if the length of the magnetic body 40 in the y direction is increased. There is nothing.
  • FIG. 4 is a circuit diagram for explaining a connection relationship between the terminal electrodes E11 to E14 and the magnetic detection elements MR1 to MR4.
  • the magnetic detection element MR1 is connected between the terminal electrodes E11 and E13
  • the magnetic detection element MR2 is connected between the terminal electrodes E12 and E14
  • the magnetic detection element MR3 is connected between the terminal electrodes E12 and E13
  • the magnetic detection element MR4 is connected between the terminal electrodes E11 and E14.
  • a predetermined voltage is applied by the constant voltage source 51 between the terminal electrodes E11 and E12.
  • a voltage detection circuit 52 is connected between the terminal electrodes E13 and E14, whereby the level of the output voltage appearing between the terminal electrodes E13 and E14 is detected.
  • the magnetic detection elements MR1 and MR2 are arranged on one side (minus side in the x direction) when viewed from the opposing region 31a, and the magnetic detection elements MR3 and MR4 are arranged on the other side (positive side in the x direction) when viewed from the opposing region 31a. Therefore, the magnetic detection elements MR1 to MR4 form a differential bridge circuit, and it becomes possible to detect a change in the electric resistance of the magnetic detection elements MR1 to MR4 according to the magnetic flux density with high sensitivity.
  • the magnetic flux in the direction indicated by the arrow B in FIG. 1 (plus side in the y direction) is attracted mainly to the second side surface 42 of the magnetic body 40 and passes through the inside of the magnetic body 40 in the y direction.
  • the magnetic flux output from the first side surface 41 returns to the magnetic flux generation source after turning around both sides in the x direction.
  • a difference occurs between the resistance change amounts of the magnetic detection elements MR3 and MR4 located on the other side when viewed from the viewpoint. This difference is amplified twice by the differential bridge circuit shown in FIG. 4 and detected by the voltage detection circuit 52.
  • the voltage detection circuit 52 detects the magnetic flux density in the y direction. Can do.
  • the element formation surface 31 of the sensor chip 30 is perpendicular to the mounting surface 21 of the circuit board 20, even if the length of the magnetic body 40 in the y direction is increased, the magnetic body The fixing of 40 does not become unstable.
  • FIG. 5 is a schematic perspective view showing the configuration of the magnetic sensor 10A according to the first modification.
  • the magnetic sensor 10A shown in FIG. 5 is different from the magnetic sensor 10 shown in FIG. 1 in that it further includes an auxiliary magnetic body 60 mounted on the circuit board 20.
  • the auxiliary magnetic body 60 like the magnetic body 40, is a block made of a high permeability material such as ferrite, and has a U-shape so as to cover the xz plane and the yz plane other than the element formation surface 31 of the sensor chip 30. is doing. With this configuration, the magnetic flux input to the element formation surface 31 of the sensor chip 30 via the magnetic body 40 is easily bent in the x direction, so that the detection sensitivity of the magnetic detection elements MR1 to MR4 can be increased.
  • FIG. 6 is a schematic perspective view showing the configuration of the magnetic sensor 10B according to the second modification.
  • the magnetic sensor 10A shown in FIG. 5 differs from the magnetic sensor 10A shown in FIG. 5 in that the auxiliary magnetic body 60 is replaced with two auxiliary magnetic bodies 71 and 72.
  • the magnetic sensor 10B shown in FIG. The auxiliary magnetic bodies 71 and 72 are obtained by deleting from the auxiliary magnetic body 60 a portion covering the xz plane of the sensor chip 30 located on the opposite side of the element forming surface 31. In other words, one of the two yz surfaces of the sensor chip 30 is covered with the auxiliary magnetic body 71 and the other is covered with the auxiliary magnetic body 72.
  • the magnetic flux input to the element formation surface 31 of the sensor chip 30 is more easily bent in the x direction, so that the detection sensitivity of the magnetic detection elements MR1 to MR4 can be further increased.
  • the two yz surfaces of the sensor chip 30 are almost completely covered by the auxiliary magnetic bodies 60 or 71, 72, but a part of the yz surface. You can cover only. In this case, it is preferable to cover a portion closer to the element formation surface 31.
  • FIG. 7 is a schematic perspective view showing the configuration of a magnetic sensor 10C according to a third modification.
  • the width of the magnetic body 40 in the x direction gradually increases from the first side surface 41 toward the second side surface 42. Thereby, since the area of the 2nd side 42 becomes larger than the area of the 1st side 41, more magnetic flux of ay direction is collected. As a result, the detection sensitivity of the magnetic detection elements MR1 to MR4 can be increased.
  • the use of the magnetic body 40 having such a shape makes the support of the magnetic body 40 very unstable. Since the sensor chip 30 is mounted on the circuit board 20 in a laid state, such a problem does not occur. Rather, since the mounting area of the magnetic body 40 with respect to the circuit board 20 increases, the fixing of the magnetic body 40 becomes more stable.
  • the width of the magnetic body 40 in the x direction is enlarged in the entire region in the y direction, but from a first side 41 to a certain length in the y direction, The width in the direction may be constant, and the width in the x direction may be increased for the subsequent portions.
  • FIG. 8 is a schematic perspective view showing the configuration of a magnetic sensor 10D according to a fourth modification.
  • the magnetic sensor 10D shown in FIG. 8 is shown in FIG. 7 in that the height of the magnetic body 40 in the z direction gradually increases from the first side surface 41 toward the second side surface 42. Different from the magnetic sensor 10C. Even in such a shape, since the area of the second side surface 42 is larger than the area of the first side surface 41, more magnetic flux in the y direction is collected. Note that it is not necessary to increase both the width in the x direction and the height in the z direction of the magnetic body 40 in a tapered shape. For example, only the height in the z direction of the magnetic body 40 may be expanded in a tapered shape. .
  • FIG. 9 is a schematic perspective view showing the configuration of a magnetic sensor 10E according to a fifth modification.
  • the magnetic body 40 has a T shape in plan view (viewed from the z direction).
  • the magnetic body 40 has a shape in which the width in the x direction is increased at a time.
  • the magnetic body 40 may have a shape in which the width in the x direction gradually increases from the first side surface 41 toward the second side surface 42.
  • FIG. 10 is a schematic perspective view showing the configuration of a magnetic sensor 10F according to a sixth modification.
  • the magnetic sensor 10 differs from the magnetic sensor 10E shown in FIG. 9 in that the height of the portion constituting the second side surface 42 of the magnetic body 40 in the z direction is enlarged. According to such a shape, since the area of the second side surface 42 is further increased, more magnetic flux in the y direction is collected.
  • FIG. 11 is a schematic perspective view showing the configuration of a magnetic sensor 10G according to a seventh modification.
  • the magnetic body 40 has a Y shape in plan view (viewed from the z direction).
  • the magnetic body 40 has a shape bifurcated from the first side surface 41 toward the second side surface 42.
  • the area of the 2nd side 42 becomes twice the area of the 1st side 41, for example, more magnetic flux of ay direction is collected.
  • MR elements magnetoresistive elements
  • the type and number of magnetic detection elements are not particularly limited.

Abstract

【課題】素子形成面に対して垂直方向の長さが長い磁性体を用いる場合であっても、これを安定的に支持可能な磁気センサを提供する。 【解決手段】磁気検出素子ＭＲ１～ＭＲ４が形成された素子形成面３１を有するセンサチップ３０と、素子形成面３１と対向する第１側面４１を有する磁性体４０と、センサチップ３０及び磁性体４０が搭載された搭載面２１を有する回路基板２０とを備える。センサチップ３０及び磁性体４０は、素子形成面３１及び第１側面４１が回路基板２０の搭載面２１に対して略直交するよう、回路基板２０に搭載されている。本発明によれば、センサチップ３０及び磁性体４０を寝かせた状態で回路基板２０に搭載していることから、磁性体４０の長さが長い場合であっても、これを安定的に支持することが可能となる。

Description

磁気センサ
　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。
　磁気抵抗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）。
特開２００９－２７６１５９号公報
　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。特に、素子形成面に対して垂直方向の長さが長い磁性体を用いる場合は、センサチップ上における支持が非常に不安定となり、場合によっては磁性体が脱落したり、折れたりする可能性もあった。
　したがって、本発明は、素子形成面に対して垂直方向の長さが長い磁性体を用いる場合であっても、これを安定的に支持可能な磁気センサを提供することを目的とする。
　本発明による磁気センサは、磁気検出素子が形成された素子形成面を有するセンサチップと、前記素子形成面と対向する第１側面を有する磁性体と、前記センサチップ及び前記磁性体が搭載された搭載面を有する回路基板とを備え、前記センサチップ及び前記磁性体は、前記素子形成面及び前記第１側面が前記回路基板の前記搭載面に対して略直交するよう、前記回路基板に搭載されていることを特徴とする。
　本発明によれば、センサチップ及び磁性体を寝かせた状態で回路基板に搭載していることから、磁性体の長さが長い場合であっても、これを安定的に支持することが可能となる。
　本発明において、前記磁性体は、前記第１側面と略平行であり、且つ、前記第１側面とは反対側に位置する第２側面をさらに有し、前記第２側面の面積は、前記第１側面の面積よりも大きいことが好ましい。これによれば、より多くの磁束を集めることができることから、磁気センサの感度が高められる。この場合、前記搭載面に対して垂直方向における前記第２側面の長さは、前記搭載面に対して垂直方向における前記第１側面の長さよりも長くても構わない。
　本発明において、前記磁気検出素子は、第１乃至第４の磁気抵抗素子を含み、前記第１及び第２の磁気抵抗素子は、前記磁性体の前記第１側面から見て一方側に位置し、前記第３及び第４の磁気抵抗素子は、前記磁性体の前記第１側面から見て他方側に位置することが好ましい。これによれば、４つの磁気抵抗素子を用いたブリッジ回路を形成することにより、高感度な磁気検出を行うことが可能となる。
　この場合、本発明による磁気センサは、前記回路基板に搭載された補助磁性体をさらに備え、前記センサチップは、前記素子形成面に対して略直交し、前記磁性体の前記第１側面から見てそれぞれ前記一方側及び前記他方側に位置する第１及び第２の側面をさらに有し、前記補助磁性体は、前記第１及び第２の側面の少なくとも一部を覆うよう、前記回路基板に搭載されていることが好ましい。これによれば、素子形成面に入力した磁束が第１及び第２の側面方向に曲がることから、より高感度な磁気検出を行うことが可能となる。
　本発明によれば、素子形成面に対して垂直方向の長さが長い磁性体を用いる場合であっても、これを安定的に支持可能な磁気センサを提供することが可能となる。
図１は、本発明の好ましい実施形態による磁気センサ１０の外観を示す略斜視図である。 図２は、磁気センサ１０の分解斜視図である。 図３は、磁気センサ１０の部分拡大図である。 図４は、端子電極Ｅ１１～Ｅ１４と磁気検出素子ＭＲ１～ＭＲ４との接続関係を説明するための回路図である。 図５は、第１の変形例による磁気センサ１０Ａの構成を示す略斜視図である。 図６は、第２の変形例による磁気センサ１０Ｂの構成を示す略斜視図である。 図７は、第３の変形例による磁気センサ１０Ｃの構成を示す略斜視図である。 図８は、第４の変形例による磁気センサ１０Ｄの構成を示す略斜視図である。 図９は、第５の変形例による磁気センサ１０Ｅの構成を示す略斜視図である。 図１０は、第６の変形例による磁気センサ１０Ｆの構成を示す略斜視図である。 図１１は、第７の変形例による磁気センサ１０Ｇの構成を示す略斜視図である。
　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。
　図１は、本発明の好ましい実施形態による磁気センサ１０の外観を示す略斜視図である。また、図２は、磁気センサ１０の分解斜視図である。
　図１及び図２に示すように、本発明による磁気センサ１０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及び磁性体４０によって構成される。
　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及び磁性体４０が搭載される。回路基板２０の搭載面２１には４つのランドパターンＥ２１～Ｅ２４が設けられており、これらランドパターンＥ２１～Ｅ２４には、後述する定電圧源及び電圧検出回路が接続される。定電圧源及び電圧検出回路は、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。
　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４つの磁気検出素子ＭＲ１～ＭＲ４が形成されている。図１及び図２に示すように、素子形成面３１はｘｚ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に対して略直交するよう、寝かせて搭載されている。
　センサチップ３０は回路基板２０に固定されているが、センサチップ３０の底面（ｘｙ面）と回路基板２０の搭載面２１とが密着している必要はなく、両者間に接着剤が介在していても構わないし、拡大図である図３に示すように、部分的に設けられた接着剤Ｇによって互いに固定され、これにより、センサチップ３０の底面（ｘｙ面）と回路基板２０の搭載面２１との間に僅かな隙間が存在していても構わない。
　磁気検出素子ＭＲ１～ＭＲ４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、磁界の向きに応じて電気抵抗が変化する磁気抵抗素子（ＭＲ素子）が用いられる。磁気検出素子ＭＲ１～ＭＲ４の磁化固定方向は、図２の矢印Ａが示す方向（ｘ方向におけるプラス側）に全て揃えられている。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、本実施形態においては、ダイシングしたセンサチップ３０が９０°横に寝かせた状態で回路基板２０に搭載されることになる。
　さらに、センサチップ３０の素子形成面３１には、４つの端子電極Ｅ１１～Ｅ１４が設けられている。これら端子電極Ｅ１１～Ｅ１４は、ハンダＳを介してそれぞれランドパターンＥ２１～Ｅ２４に接続されている。端子電極Ｅ１１～Ｅ１４と磁気検出素子ＭＲ１～ＭＲ４との接続関係については後述する。
　磁性体４０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。磁性体４０のｘｚ面は、センサチップ３０の素子形成面３１と対向する第１側面４１を構成する。第１側面４１の面積は、センサチップ３０の素子形成面３１の面積よりも小さく、磁気検出素子ＭＲ１，ＭＲ２と磁気検出素子ＭＲ３，ＭＲ４との間に位置する対向領域３１ａと向き合うよう、回路基板２０に搭載される。磁性体４０の第１側面４１とセンサチップ３０の対向領域３１ａは、互いに密着していても構わないし、両者間に僅かな隙間が存在しても構わない。但し、本実施形態においては、センサチップ３０と磁性体４０がいずれも回路基板２０の搭載面２１に載置されていることから、センサチップ３０と磁性体４０を接着剤などによって固定する必要はない。
　磁性体４０は回路基板２０に固定されているが、磁性体４０の底面（ｘｙ面）と回路基板２０の搭載面２１が密着している必要はなく、両者間に接着剤が介在していても構わないし、拡大図である図３に示すように、部分的に設けられた接着剤Ｇによって固定され、これにより、磁性体４０の底面（ｘｙ面）と回路基板２０の搭載面２１との間に僅かな隙間が存在していても構わない。
　磁性体４０のｙ方向における長さについては特に限定されないが、ｙ方向における長さをより長くすることによって、ｙ方向の磁束の選択性を高めることができる。そして、本実施形態においては、ｙ方向が回路基板２０の搭載面２１と平行であることから、磁性体４０のｙ方向における長さを長くしても、磁性体４０の支持が不安定となることはない。
　図４は、端子電極Ｅ１１～Ｅ１４と磁気検出素子ＭＲ１～ＭＲ４との接続関係を説明するための回路図である。
　図４に示すように、磁気検出素子ＭＲ１は端子電極Ｅ１１，Ｅ１３間に接続され、磁気検出素子ＭＲ２は端子電極Ｅ１２，Ｅ１４間に接続され、磁気検出素子ＭＲ３は端子電極Ｅ１２，Ｅ１３間に接続され、磁気検出素子ＭＲ４は端子電極Ｅ１１，Ｅ１４間に接続されている。そして、端子電極Ｅ１１，Ｅ１２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、端子電極Ｅ１３，Ｅ１４間には電圧検出回路５２が接続され、これによって端子電極Ｅ１３，Ｅ１４間に現れる出力電圧のレベルが検出される。
　そして、磁気検出素子ＭＲ１，ＭＲ２は対向領域３１ａからみて一方側（ｘ方向におけるマイナス側）に配置され、磁気検出素子ＭＲ３，ＭＲ４は対向領域３１ａからみて他方側（ｘ方向におけるプラス側）に配置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し、磁束密度に応じた磁気検出素子ＭＲ１～ＭＲ４の電気抵抗の変化を高感度に検出することが可能となる。
　具体的には、図１の矢印Ｂが示す方向（ｙ方向におけるプラス側）の磁束は、磁性体４０の主に第２側面４２に吸い寄せられ、磁性体４０の内部をｙ方向に通過した後、主に第１側面４１から出力される。第１側面４１から出力された磁束は、ｘ方向の両側を回って磁束の発生源に戻る。この時、磁気検出素子ＭＲ１～ＭＲ４は、全て同一の磁化固定方向を有していることから、対向領域３１ａからみて一方側に位置する磁気検出素子ＭＲ１，ＭＲ２の抵抗変化量と、対向領域３１ａからみて他方側に位置する磁気検出素子ＭＲ３，ＭＲ４の抵抗変化量との間には差が生じる。この差は、図４に示した差動ブリッジ回路によって２倍に増幅され、電圧検出回路５２によって検出される。
　このように、本実施形態による磁気センサ１０は、センサチップ３０の素子形成面３１に対向するよう磁性体４０が配置されていることから、ｙ方向の磁束密度を電圧検出回路５２によって検出することができる。そして、本実施形態においては、センサチップ３０の素子形成面３１が回路基板２０の搭載面２１に対して垂直であることから、磁性体４０のｙ方向における長さを長くしても、磁性体４０の固定が不安定となることはない。
　以下、本実施形態による磁気センサ１０の変形例について説明する。
　図５は、第１の変形例による磁気センサ１０Ａの構成を示す略斜視図である。
　図５に示す磁気センサ１０Ａは、回路基板２０に搭載された補助磁性体６０をさらに備える点において、図１に示した磁気センサ１０と相違する。補助磁性体６０は、磁性体４０と同様、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、センサチップ３０の素子形成面３１以外のｘｚ面及びｙｚ面を覆うよう、コの字型を有している。かかる構成により、磁性体４０を介してセンサチップ３０の素子形成面３１に入力された磁束は、ｘ方向に曲がりやすくなるため、磁気検出素子ＭＲ１～ＭＲ４による検出感度を高めることができる。
　図６は、第２の変形例による磁気センサ１０Ｂの構成を示す略斜視図である。
　図６に示す磁気センサ１０Ｂは、補助磁性体６０が２つの補助磁性体７１，７２に置き換えられている点において、図５に示した磁気センサ１０Ａと相違する。補助磁性体７１，７２は、素子形成面３１の反対側に位置するセンサチップ３０のｘｚ面を覆う部分を補助磁性体６０から削除したものである。つまり、センサチップ３０の２つのｙｚ面のうち、一方を補助磁性体７１が覆い、他方を補助磁性体７２が覆う構成である。これにより、センサチップ３０の素子形成面３１に入力された磁束は、よりｘ方向に曲がりやすくなるため、磁気検出素子ＭＲ１～ＭＲ４による検出感度をより高めることができる。
　尚、第１及び第２の変形例による磁気センサ１０Ａ，１０Ｂでは、センサチップ３０の２つのｙｚ面が補助磁性体６０又は７１，７２によってほぼ完全に覆われているが、ｙｚ面の一部のみを覆っても構わない。この場合、素子形成面３１により近い部分を覆うことが好ましい。
　図７は、第３の変形例による磁気センサ１０Ｃの構成を示す略斜視図である。
　図７に示す磁気センサ１０Ｃは、磁性体４０の形状が相違する点において、図１に示した磁気センサ１０と相違する。図７に示す磁気センサ１０Ｃにおいては、磁性体４０のｘ方向における幅が第１側面４１から第２側面４２に向かって徐々に拡大するテーパー形状を有している。これにより、第２側面４２の面積が第１側面４１の面積よりも大きくなることから、ｙ方向の磁束がより多く集められる。その結果、磁気検出素子ＭＲ１～ＭＲ４による検出感度を高めることができる。
　しかも、素子形成面３１が回路基板２０の搭載面２１と平行である場合、このような形状を有する磁性体４０を用いると磁性体４０の支持が非常に不安定となるが、本実施形態においてはセンサチップ３０を寝かせた状態で回路基板２０に搭載していることから、このような問題が生じることはない。むしろ、回路基板２０に対する磁性体４０の載置面積が増大することから、磁性体４０の固定がより安定する。尚、図７に示す磁気センサ１０Ｃにおいては、磁性体４０のｘ方向における幅がｙ方向における全領域において拡大しているが、第１側面４１からｙ方向におけるある長さまでは磁性体４０のｘ方向における幅を一定とし、それ以降の部分についてｘ方向における幅が拡大する形状としても構わない。
　図８は、第４の変形例による磁気センサ１０Ｄの構成を示す略斜視図である。
　図８に示す磁気センサ１０Ｄは、磁性体４０のｚ方向における高さが第１側面４１から第２側面４２に向かって徐々に拡大するテーパー形状を有している点において、図７に示した磁気センサ１０Ｃと相違する。このような形状であっても、第２側面４２の面積が第１側面４１の面積よりも大きくなることから、ｙ方向の磁束がより多く集められる。尚、磁性体４０のｘ方向における幅とｚ方向における高さの両方をテーパー状に拡大する必要はなく、例えば、磁性体４０のｚ方向における高さのみをテーパー状に拡大しても構わない。
　図９は、第５の変形例による磁気センサ１０Ｅの構成を示す略斜視図である。
　図９に示す磁気センサ１０Ｅは、磁性体４０の形状が相違する点において、図１に示した磁気センサ１０と相違する。図９に示す磁気センサ１０Ｅにおいては、磁性体４０が平面視で（ｚ方向から見て）Ｔ字型を有している。言い換えれば、磁性体４０のｘ方向における幅が一度に拡大する形状を有している。これにより、第２側面４２の面積が第１側面４１の面積よりも大きくなることから、ｙ方向の磁束がより多く集められる。このように、磁性体４０のｘ方向における幅を拡大する場合、テーパー状に拡大することは必須でなく、一度に拡大する形状であっても構わない。或いは、磁性体４０のｘ方向における幅が第１側面４１から第２側面４２に向かって段階的に拡大する形状としても構わない。
　図１０は、第６の変形例による磁気センサ１０Ｆの構成を示す略斜視図である。
　図１０に示す磁気センサ１０Ｆは、磁性体４０の第２側面４２を構成する部分のｚ方向における高さが拡大されている点において、図９に示した磁気センサ１０Ｅと相違する。このような形状によれば、第２側面４２の面積がよりいっそう大きくなることから、ｙ方向の磁束がより多く集められる。
　図１１は、第７の変形例による磁気センサ１０Ｇの構成を示す略斜視図である。
　図１１に示す磁気センサ１０Ｇは、磁性体４０の形状が相違する点において、図１に示した磁気センサ１０と相違する。図１１に示す磁気センサ１０Ｇにおいては、磁性体４０が平面視で（ｚ方向から見て）Ｙ字型を有している。言い換えれば、第１側面４１から第２側面４２に向かって磁性体４０が２分岐する形状を有している。これにより、第２側面４２の面積が第１側面４１の面積の例えば２倍となることから、ｙ方向の磁束がより多く集められる。このように、第２側面４２が複数あっても構わない。
　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。
　例えば、上記の実施形態では、磁気検出素子として４つの磁気抵抗素子（ＭＲ素子）を用いているが、磁気検出素子の種類や数については特に限定されない。
１０，１０Ａ～１０Ｇ　　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
３１ａ　　対向領域
４０　　　磁性体
４１　　　第１側面
４２　　　第２側面
５１　　　定電圧源
５２　　　電圧検出回路
６０，７１，７２　　補助磁性体
Ｅ１１～Ｅ１４　　端子電極
Ｅ２１～Ｅ２４　　ランドパターン
Ｇ　　　　接着剤
ＭＲ１～ＭＲ４　　磁気検出素子
Ｓ　　　　ハンダ

Claims (5)

  1. 　磁気検出素子が形成された素子形成面を有するセンサチップと、
    　前記素子形成面と対向する第１側面を有する磁性体と、
    　前記センサチップ及び前記磁性体が搭載された搭載面を有する回路基板と、を備え、
    　前記センサチップ及び前記磁性体は、前記素子形成面及び前記第１側面が前記回路基板の前記搭載面に対して略直交するよう、前記回路基板に搭載されていることを特徴とする磁気センサ。
  2. 　前記磁性体は、前記第１側面と略平行であり、且つ、前記第１側面とは反対側に位置する第２側面をさらに有し、
    　前記第２側面の面積は、前記第１側面の面積よりも大きいことを特徴とする請求項１に記載の磁気センサ。
  3. 　前記搭載面に対して垂直方向における前記第２側面の長さは、前記搭載面に対して垂直方向における前記第１側面の長さよりも長いことを特徴とする請求項２に記載の磁気センサ。
  4. 　前記磁気検出素子は、第１乃至第４の磁気抵抗素子を含み、
    　前記第１及び第２の磁気抵抗素子は、前記磁性体の前記第１側面から見て一方側に位置し、
    　前記第３及び第４の磁気抵抗素子は、前記磁性体の前記第１側面から見て他方側に位置することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の磁気センサ。
  5. 　前記回路基板に搭載された補助磁性体をさらに備え、
    　前記センサチップは、前記素子形成面に対して略直交し、前記磁性体の前記第１側面から見てそれぞれ前記一方側及び前記他方側に位置する第１及び第２の側面をさらに有し、
    　前記補助磁性体は、前記第１及び第２の側面の少なくとも一部を覆うよう、前記回路基板に搭載されていることを特徴とする請求項４に記載の磁気センサ。
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