磁传感器制造技术

[技术问题]将适于闭环控制的磁传感器小型化及低成本化。[解决方案]具备：电连接于端子(41、42)间且沿x方向延伸的磁阻效应元件MR1和电连接于端子(43、44)间且沿着磁阻效应元件MR1在x方向上延伸的磁性体(31)。磁阻效应元件MR1相对于y方向上的磁性体(31)的中心位置偏移地配置。根据本发明专利技术，通过磁性体(31)汇集应检测的磁通，并且根据磁阻效应元件MR1的电阻值而在磁性体(31)中流动电流，由此能够实现闭环控制。即，磁性体(31)兼具集磁功能和消除线圈的功能，因此，能够削减必要的电路元件的数量，能够实现小型化及低成本化。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】磁传感器
本专利技术涉及磁传感器，特别是涉及适于闭环控制的磁传感器。
技术介绍
检测由人体等发出的微弱的磁场的磁传感器强烈受到地磁等环境磁场的影响。因此，在这种装置中，需要消除环境磁场的影响。专利文献1中记载的磁传感器具有在传感器芯片的表面按顺序层叠有消除线圈、磁阻效应元件及磁性体的结构，将由应检测的磁场产生的磁通引导到磁阻效应元件，并且根据磁阻效应元件的电阻值的变化在消除线圈中流动电流，由此，实现闭环控制。[现有技术文献]专利文献专利文献1：日本特开2015－219061号公报
技术实现思路
[专利技术要解决的技术问题]专利文献1中记载的磁传感器中，将消除线圈、磁阻效应元件及磁性体集成在一个传感器芯片上，因此，具有整体的尺寸非常小的优异的特征。但是，近年来，对于磁传感器提出了更进一步的小型化及低成本化的要求。因此，本专利技术的目的在于，实现适于闭环控制的磁传感器的更进一步的小型化及低成本化。[用于解决问题的技术方案]本专利技术提供一种磁传感器，其特征在于，具备：第一～第四端子；第一磁阻效应元件，其电连接于所述第一及第二端子间，沿第一方向延伸；以及第一磁性体，其电连接于所述第三及第四端子间，沿着所述第一磁阻效应元件在所述第一方向上延伸，所述第一磁阻效应元件相对于与所述第一方向交叉的第二方向上的所述第一磁性体的中心位置偏移地配置。根据本专利技术，由第一磁性体汇集应检测的磁通，并且根据第一磁阻效应元件的电阻值在第一磁性体中流动电流，由此，能够实现闭环控制。即，第一磁性体兼具集磁功能和消除线圈的功能，因此，能够削减必要的电路元件的数量，能够实现小型化及低成本化。为了实际上进行闭环控制，只要附加反馈电路即可，该反馈电路基于第一或第二端子上出现的电位在第三端子和第四端子之间流动反馈电流。在此，优选由软磁性材料构成第一磁性体。在本专利技术中，优选：从与所述第一及第二方向交叉的第三方向观察时，所述第一磁阻效应元件配置于不与所述第一磁性体重叠的位置。据此，通过第一磁性体将向第二方向弯曲的大部分磁通成分赋予给第一磁阻效应元件，所以能够获得比第一磁阻效应元件的固定磁化方向为第二方向的情况更高的检测灵敏度。在本专利技术中，优选：所述第一磁性体的所述第一方向上的长度等于或大于所述第一磁阻效应元件的所述第一方向上的长度。据此，在比第一磁阻效应元件更长的区域获得第二方向的磁场，所以能够获得比第一磁阻效应元件的固定磁化方向为第二方向的情况更高的检测灵敏度。本专利技术的磁传感器优选，还具备：第五端子；第二磁阻效应元件，其电连接于所述第二及第五端子间，沿规定的方向延伸；以及第二磁性体，其电连接于所述第三及第四端子间，沿着所述第二磁阻效应元件在所述规定的方向上延伸，所述第二磁阻效应元件相对于与所述规定的方向交叉的方向上的所述第二磁性体的中心位置偏移地配置。据此，能够利用两个磁阻效应元件获得差分信号，所以能够进一步提高检测灵敏度。在本专利技术中，优选：所述第一磁阻效应元件形成于传感器芯片的第一配线层，所述第一磁性体形成于所述传感器芯片的与所述第一配线层不同的第二配线层。据此，能够利用2层配线层实现集磁、磁检测及磁场的消除这三个功能。该情况下，所述第一磁性体可以是由固定于所述第二配线层的磁性材料构成的块体，也可以是由形成于所述第二配线层的磁性材料构成的薄膜。[专利技术效果]根据本专利技术，能够实现适于闭环控制的磁传感器的更进一步的小型化及低成本化。附图说明图1是表示本专利技术第一实施方式的磁传感器10A的外观的立体示意图。图2是磁传感器10A的俯视图。图3是磁传感器10A的侧视图。图4是与第一～第四端子41～44连接的反馈电路60的电路图。图5是用于说明磁通φ1及φ2的方向的示意图。图6是用于更详细地说明磁阻效应元件MR1和磁性体31的y方向上的位置关系的示意性剖视图。图7是表示本专利技术第二实施方式的磁传感器10B1的结构的俯视图。图8是用于说明磁通φ1～φ3的方向的示意图。图9是表示第二实施方式的变形例的磁传感器10B2的结构的俯视图。图10是表示第二实施方式的其它变形例的磁传感器10B3的结构的俯视图。具体实施方式以下，参照附图详细地说明本专利技术的优选的实施方式。＜第一实施方式＞图1是表示本专利技术第一实施方式的磁传感器10A的外观的立体示意图。另外，图2是磁传感器10A的俯视图，图3是磁传感器10A的侧视图。如图1～图3所示，本实施方式的磁传感器10A具备传感器芯片20和固定于传感器芯片20的第一磁性体31。传感器芯片20具备具有大致长方体形状的基板21及覆盖其表面的绝缘膜22。基板21的表面构成第一配线层L1，绝缘膜22的表面构成第二配线层L2。在本实施方式中，传感器芯片的配线层数为2层。第一配线层L1由xy面构成，形成有沿第一方向即x方向延伸的第一磁阻效应元件MR1。第二配线层L2也由xy面构成，形成有第一～第四端子41～44、第一～第四配线51～54，并且固定有磁性体31。作为传感器芯片20的制作方法，通常采用在集合基板上同时形成多个传感器芯片20，通过将它们分离而获得多个的方法，但本专利技术不限于此，也可以分别制作各传感器芯片20。磁阻效应元件MR1是其电阻根据磁场的方向及强度而变化的元件，其磁化固定方向是图2及图3的箭头A所示的第二方向(y方向)。磁阻效应元件MR1的x方向上的一端经由第一配线51与第一端子41电连接，x方向上的另一端经由第二配线52与第二端子42电连接。此外，磁阻效应元件MR1与配线51、52的电连接经由贯通绝缘膜22设置的贯通导体58、59进行。或者，也可以是：将配线51、52中与磁阻效应元件MR1相接触的部分形成于第一配线层L1，将配线51、52中形成于第一配线层L1的部分和形成于第二配线层L2的部分通过贯通导体58、59连接。通过该结构，磁阻效应元件MR1电连接于第一端子41和第二端子42之间。磁性体31是由导磁率高且电阻低的软磁性材料构成的块体。对于磁性体31的材料没有特别的限制，优选使用导磁率为100以上、电阻值为1MΩ以下的材料，作为具体的材料，可举出软铁、坡莫合金、镍、硅钢片、铁硅铝、非晶金属(纳米结晶软磁性材料)等。磁性体31沿着磁阻效应元件MR1在x方向上延伸，但两者在俯视图中(即，从z方向观察时)不具有重叠部分，相对于磁性体31将磁阻效应元件MR1沿y方向偏移地配置。磁性体31的x方向上的一端经由第三配线53与第三端子43电连接，x方向上的另一端经由第四配线54与第四端子44电连接。通过该结构，磁性体31电连接于第三端子43和第四端子44之间。磁性体31的x方向上的长度L1等于或大于磁阻效应元件MR1的x方向上的长度L2(即，L1≧L2)，且磁阻效应元件MR1的x方向上的全长与磁性体31相邻。磁性体31实现汇集z方向的磁通，且将其沿y方向弯曲而施加给磁阻效应元件MR1的作用。而且，通过使磁性体31在磁阻效应元件MR1的x方向上的整个长度范围相邻，在比磁阻效应元件MR1更长的区域获得y方向的磁场。图4是与第一～第四端子41～44连接的反馈电路60的电路图。如图4所示，反馈电路60具备运算放大器61、恒压源62、恒流源63及电阻64。运算放大器61的非反转输入端子(+)与恒压源62连接，反转输入端子(－)与第二端子42连接。恒流源63也与第本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种磁传感器，其特征在于，具备：第一～第四端子；第一磁阻效应元件，其电连接于所述第一及第二端子间，沿第一方向延伸；以及第一磁性体，其电连接于所述第三及第四端子间，沿着所述第一磁阻效应元件在所述第一方向上延伸，所述第一磁阻效应元件相对于与所述第一方向交叉的第二方向上的所述第一磁性体的中心位置偏移地配置。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.03.23 JP 2016-0590041.一种磁传感器，其特征在于，具备：第一～第四端子；第一磁阻效应元件，其电连接于所述第一及第二端子间，沿第一方向延伸；以及第一磁性体，其电连接于所述第三及第四端子间，沿着所述第一磁阻效应元件在所述第一方向上延伸，所述第一磁阻效应元件相对于与所述第一方向交叉的第二方向上的所述第一磁性体的中心位置偏移地配置。2.根据权利要求1所述的磁传感器，其特征在于，从与所述第一及第二方向交叉的第三方向观察时，所述第一磁阻效应元件配置于不与所述第一磁性体重叠的位置。3.根据权利要求1或2所述的磁传感器，其特征在于，所述第一磁性体的所述第一方向上的长度等于或大于所述第一磁阻效应元件的所述第一方向上的长度。4.根据权利要求1～3中任一项所述的磁传感器，其特征在于，还具备：第五端子；第二磁阻效应元件，其电连接于所述第二及第五端子间，沿规定的方向延伸；以及第二磁性体，其电连接于所述第三及第四端子间，沿着所述第二磁阻效应元件在所述规定的方向上延伸，所述第二磁阻效应元件...

【专利技术属性】
技术研发人员：田边圭，
申请(专利权)人：TDK株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP