磁传感器制造技术

本发明专利技术提供一种可进行闭环控制的小型的磁传感器。磁传感器(1)具备：传感器芯片(20)，其以元件形成面相对于基板(10)的表面垂直或者具有规定的倾斜度的方式搭载于基板(10)的表面(11)；外部磁性体(31)，其搭载于基板(10)的表面(11)并且将检测对象磁场聚磁于感磁元件；以及补偿线圈(41)，其被卷绕于外部磁性体(31)。这样，由于补偿线圈(41)卷绕于外部磁性体(31)，因此，能够取消施加于感磁元件的磁场，并且能够防止外部磁性体(31)的磁饱和。并且能够防止外部磁性体(31)的磁饱和。并且能够防止外部磁性体(31)的磁饱和。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】磁传感器


[0001]本专利技术涉及一种磁传感器，特别是涉及一种具备将磁通聚集于感磁元件的外部磁性体与补偿线圈的磁传感器。

技术介绍

[0002]作为具备将磁通聚集于感磁元件的外部磁性体与补偿线圈的磁传感器，已知有专利文献1及2中记载的磁传感器。专利文献1及2中记载的磁传感器具备：集成于传感器芯片的感磁元件以及补偿线圈、配置于传感器芯片上的外部磁性体。而且，通过对感磁元件施加由外部磁性体聚磁的磁场，并且利用补偿线圈取消施加于感磁元件的磁场，由此进行所谓的闭环控制。由此，由于施加于感磁元件的磁场被始终保持为零的状态，因此，不会产生因温度变化等引起的偏移，能够进行正确的磁场测定。
[0003]但是，在专利文献1以及2中记载的磁传感器中，具有补偿线圈集成于传感器芯片的构造，因此，难以充分确保补偿线圈的匝数，从流经补偿线圈的电流产生的磁场较小。因此，在作为测定对象的磁场较强的情况下，难以取消施加于感磁元件的磁场。另外，由于补偿线圈与外部磁性体的距离较远，因此，如果作为测定对象的磁场强，则外部磁性体也可能发生磁饱和。如果外部磁性体磁饱和，则由于聚磁能力的下降，存在磁场的强度与传感器输出之间的线性会消失，无法准确测定磁场这样的问题。
[0004]作为解决上述问题的方法，如专利文献1的图12所示，考虑在搭载有传感器芯片的基板上另外追加围绕传感器芯片的大型的补偿线圈的方法。根据这种方法，由于能够对感磁元件以及外部磁性体施加强的消除磁场，因此，即使在作为测定对象的磁场比较强的情况下，也能够正确地取消施加于感磁元件的磁场，并且能够防止外部磁性体的磁饱和。
[0005]现有技术文献
[0006]专利文献
[0007]专利文献1：国际公开第2017/077870号小册子
[0008]专利文献2：日本特开2018
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179738号公报

技术实现思路

[0009]专利技术所要解决的问题
[0010]但是，在将大型的补偿线圈搭载于基板上的方法中，存在整个磁传感器的尺寸大型化这样的问题。
[0011]因此，本专利技术的目的在于提供一种小型的磁传感器，其能够通过补偿线圈正确地取消施加于感磁元件的磁场，并且能够防止外部磁性体的磁饱和。
[0012]解决问题的技术手段
[0013]本专利技术的磁传感器，其特征在于，具备：基板；传感器芯片，其以形成有至少一个感磁元件的元件形成面相对于基板的表面垂直或者具有规定的倾斜度的方式搭载于基板的表面；至少一个外部磁性体，其搭载于基板的表面并且将检测对象磁场聚磁于感磁元件；以
及补偿线圈，其被卷绕于外部磁性体。
[0014]根据本专利技术，由于补偿线圈被卷绕于外部磁性体，因此，能够缩小线圈直径。因此，能够防止整个磁传感器的尺寸的大型化，同时能够有效地对外部磁性体施加取消磁场。由此能够正确地取消施加于感磁元件的磁场，并且能够防止外部磁性体的磁饱和。而且，由于外部磁性体搭载于基板的表面，因此，即使外部磁性体的长度较长的情况下，也能够在基板上稳定地支承外部磁性体。另外，补偿线圈也可以不作为单独部件进行配置，因此，能够减少因补偿线圈的位置偏差等引起的取消磁场的变化，能够以稳定的成品率提供传感器。
[0015]在本专利技术中，补偿线圈也可以在不与基板重叠的位置上卷绕于外部磁性体。这样也不会因补偿线圈与基板的接触导致外部磁性体的支承变得不稳定。在这种情况下，外部磁性体也可以具有从基板的表面突出的突出部，补偿线圈卷绕于突出部。或者，基板也可以具有与外部磁性体重叠的狭缝或者开口部，补偿线圈设置于与狭缝或者开口部重叠的位置。由此，能够防止补偿线圈与基板的接触。
[0016]在本专利技术中，外部磁性体也可以具有与基板的表面分离的分离部，补偿线圈卷绕于外部磁性体的分离部。由此，能够将补偿线圈配置在与基板重叠的位置，同时防止与基板的接触。
[0017]在本专利技术中，也可以将补偿线圈卷绕于外部磁性体与基板双方。这样能防止补偿线圈与基板的干涉，同时能够防止因外力引起的外部磁性体的破损。
[0018]在本专利技术中，也可以是至少一个感磁元件由包括第1以及第2感磁元件的桥接的多个感磁元件构成，至少一个外部磁性体具备从垂直于元件形成面的方向观察配置于第1感磁元件与第2感磁元件之间的第1外部磁性体。由此，能够向第1以及第2感磁元件提供反向磁场。在这种情况下，也可以将补偿线圈卷绕于第1外部磁性体。由此，能够有效地对第1外部磁性体施加取消磁场。
[0019]在本专利技术中，至少一个外部磁性体也可以还具备：第2外部磁性体，其覆盖位于元件形成面的相反侧的传感器芯片的背面。由此，施加于感磁元件的磁场的强度进一步增强。在这种情况下，也可以将补偿线圈卷绕于第2外部磁性体。由此，能够有效地对第2外部磁性体施加取消磁场。
[0020]在本专利技术中，补偿线圈也可以经由骨架卷绕于外部磁性体。由此，无需将补偿线圈直接卷绕于外部磁性体的操作。在这种情况下，也可以将基板以及外部磁性体插入到骨架的内径区域。由此，在基板安装传感器芯片以及外部磁性体后，将卷绕有补偿线圈的骨架插入基板就能制作，因此，组装作业的操作性提高。
[0021]专利技术的效果
[0022]这样，本专利技术的磁传感器能够通过补偿线圈正确地取消施加于感磁元件的磁场，并且能够防止外部磁性体的磁饱和。而且，由于补偿线圈被卷绕于外部磁性体，因此，也可防止整个磁传感器的尺寸的大型化。此外，由于在不与基板接触的情况下卷绕补偿线圈，因此，也不会发生因补偿线圈与基板的接触导致的外部磁性体的支承变得不稳定。
附图说明
[0023]图1是表示本专利技术的第1实施方式的磁传感器1的外观的大致立体图。
[0024]图2是磁传感器1的大致分解立体图。
[0025]图3是传感器芯片20的大致俯视图。
[0026]图4是沿着图3的A―A线的大致截面图。
[0027]图5是用来说明磁性体层与感磁元件具有重叠的例子的大致截面图。
[0028]图6是用来说明感磁元件R1～R4与补偿线圈41的连接关系的电路图。
[0029]图7是表示第1实施方式的第1变形例的磁传感器1A的外观的大致立体图。
[0030]图8是表示第1实施方式的第2变形例的磁传感器1B的外观的大致立体图。
[0031]图9是表示本专利技术的第2实施方式的磁传感器2的外观的大致立体图。
[0032]图10是表示第2实施方式的变形例的磁传感器2A的外观的大致立体图。
[0033]图11是表示本专利技术的第3实施方式的磁传感器3的外观的大致立体图。
[0034]图12是表示本专利技术的第4实施方式的磁传感器4的外观的大致立体图。
[0035]图13是表示第4实施方式的变形例的磁传感器4A的外观的大致立体图。
[0036]图14是表示本专利技术的第5实施方式的磁传感器5的外观的大致立体图。
[0037]图15是表示本专利技术的第6实施方式的磁传感器6的外观的大致立体图。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种磁传感器，其特征在于，具备：基板；传感器芯片，其以形成有至少一个感磁元件的元件形成面相对于所述基板的表面垂直或者具有规定的倾斜度的方式搭载于所述基板的表面；至少一个外部磁性体，其搭载于所述基板的表面，并且将检测对象磁场聚磁于所述感磁元件；以及补偿线圈，其卷绕于所述外部磁性体。2.如权利要求1所述的磁传感器，其特征在于，所述补偿线圈在不与所述基板重叠的位置上卷绕于所述外部磁性体。3.如权利要求2所述的磁传感器，其特征在于，所述外部磁性体具有从所述基板的表面突出的突出部，所述补偿线圈被卷绕于所述突出部。4.如权利要求2所述磁传感器，其特征在于，所述基板具有与所述外部磁性体重叠的狭缝或者开口部，所述补偿线圈设置于与所述狭缝或者所述开口部重叠的位置。5.如权利要求1所述的磁传感器，其特征在于，所述外部磁性体具有从所述基板的表面分离的分离部，所述补偿线圈被卷绕于所述外部磁性体的所述分离部。6.如权利要求1所述的磁传感器，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：恶七泰树，龟野诚，笠岛多闻，
申请(专利权)人：TDK株式会社，
类型：发明
国别省市：