磁场检测元件及信号传递元件制造技术

一种磁场检测元件及信号传递元件，为提高具有由磁致电阻效果材料构成的磁致电阻效果部（１０ａ）、和连接配设于磁致电阻效果部（１０ａ）的两侧且向磁致电阻效果部（１０ａ）供给磁通的由软磁性材料构成的一对磁轭部（１１ａ、１２ａ）的磁场检测元件（７ａ）的线形性，设置由软磁性材料构成的旁通部（１３ａ），该旁通部感应在磁轭部（１１ａ、１２ａ）产生的磁通的一部分，使磁致电阻效果部（１０ａ）迂回，以比磁轭部（１１ａ、１２ａ）更低的磁场强度使磁通饱和。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及检测磁场强度的磁场检测元件、及通过磁耦合传递信号的信号传递元 件。
技术介绍
例如专利文献1中所记载，公知有通过包含产生与输入信号相对应的磁场的线圈 和磁致电阻效果元件(磁场检测元件)的电桥电路检测线圈产生的磁场的强度的磁耦合型 的信号传递元件。另外，如专利文献2所记载，为提高显示巨大磁致电阻效果(通过外部磁场表示百 分之几以上的电阻变化的物质的总称)的颗粒膜的电阻的变化率灵敏度，在显示巨大磁致 电阻效果的颗粒膜的两侧配置供给大的磁通的由软磁性材料构成的磁轭膜对的颗粒间间 隙(GIG)构造也是众所周知的。在这种GIG构造中，当施加外部磁场时，正前方具有大的磁通密度的由软磁性材 料构成的磁轭磁化，因该比较大的磁化而产生的磁通流入表示巨大磁致电阻效果的颗粒 膜，可以以小的外部磁场实现大的电阻变化。另一方面，在GIG构造中，通过伴随软磁性材 料磁轭膜的磁化过程的非线形的磁通的增加特性、和颗粒膜的磁致电阻效果中的非线形的 电阻值的变化特性，使能线性地检测磁场强度的线形范围限定在非常狭小的范围。专利文献3中公开有为检测微小的磁通变化而通过在磁路设置旁通路来降低对 检测线圈施加的磁通的技术。该技术中，通过降低灵敏度来扩展可检测磁通变化的范围，但 不能扩展电阻值中线形性高的范围，不能改善磁致电阻效果元件的线形性。专利文献1 (日本)特表2000-516714号公报专利文献2 (日本)特开2004-354181号公报专利文献3 (日本)特开平8-279112号公报
技术实现思路
本专利技术是鉴于所述问题而创立的，其课题在于，提供一种线形性高的磁场检测元 件及线形性高的信号传递元件。为解决所述课题，本专利技术的磁场检测元件具有磁致电阻效果部，其由磁致电阻效 果材料构成；一对磁轭部，其由软磁性材料构成，电连接地配设于所述磁致电阻效果部的两 侧，向所述磁致电阻效果部供给磁通；旁通部，其由软磁性材料构成，感应在所述磁轭部产 生的磁通的一部分，使所述磁致电阻效果部迂回，以比所述磁轭部更低的磁场强度使磁通 饱和。根据该构成，在外部磁场强度低且旁通部未饱和的状态下，通过外部磁场在磁轭 部产生的磁通的一部分穿过旁通部，使穿过磁致电阻效果部的磁通减少。另一方面，当外部 磁场增加时，旁通部比磁轭部先饱和，在磁轭部产生的磁通的增加量全部穿过磁致电阻效 果部。其结果是使磁致电阻效果部的电阻变化曲线的形状发生变形，使线形性提高。另外，本专利技术的磁场检测元件中，也可以是，所述旁通部与所述磁致电阻效果部及 所述磁轭部电绝缘。根据该构成，由于旁通部被电断开，所以能够正确地检测磁致电阻效果部的电阻， 能够极力抑制旁通部对检测精度的影响，提高电阻相对于磁致电阻效果部的磁场强度的变 化的线形性。另外，在本专利技术的磁场检测元件中，也可以是所述磁致电阻效果部及所述磁轭部 以膜状形成于同一平面上，所述旁通部以与所述磁致电阻效果部至少部分重合的方式且在 与所述磁轭部之间隔开间隙形成为膜状。根据该构成，可通过在基板上通过微细加工技术层叠薄膜材料的通常的半导体制 造方法来制造。另外，在本专利技术的磁场检测元件中，在所述旁通部的磁通未饱和的磁场强度中，所 述磁轭部之间的经由所述旁通部迂回所述磁致电阻效果部的磁路的磁阻比所述磁致电阻 效果部的磁阻小。根据该构成，由于在磁场强度低时大量的磁通迂回过磁致电阻效果部，因此，旁通 部对磁致电阻效果部的电阻变化特性造成的影响大，可大幅改善线形性。另外，本专利技术的磁场检测元件中，也可以是所述旁通部在局部以不同的磁场强度 使磁通饱和。根据该构成，每次在旁通部的一部分饱和时，以磁致电阻效果部的电阻变化特性 相对于外部磁场为线形的方式使磁通的旁通的比例发生变化。另外，本专利技术的磁场检测元件中，也可以是所述旁通部包含引导磁通的方向的长 度不同的部分。根据该构成，根据旁通部的平面的形状，可以使磁通饱和的磁场强度部分不同。另外，本专利技术的信号传递元件具有所述的磁场检测元件的任一个和根据输入信号 对所述磁场检测元件施加磁场的线圈。根据该构成，由于输入和输出的传递效率好且通过本专利技术也可以进行好的线形性 的输入输出传递，其结果，可以实现高品质的信号传递。根据本专利技术，在外部磁场强度低且旁通部未饱和的状态下，通过外部磁场在磁轭 部产生的磁通的一部分穿过旁通部，使穿过磁致电阻效果部的磁通减少。另一方面，当外部 磁场增加时，旁通部比磁轭部先饱和，在磁轭部产生的磁通的增加量全部穿过磁致电阻效 果部。其结果是使磁致电阻效果部的电阻变化曲线的形状发生变形，使线形性提高。附图说明图1是本专利技术第一实施方式的信号传递元件的电路图；图2是图1的信号传递元件的俯视图；图3是图2的磁场检测元件的立体图；图4是图3的磁场检测元件的俯视图；图5是图3的磁场检测元件的磁路磁阻图；图6是表示图3的磁场检测元件相对于磁场强度的电阻变化的图；图7是本专利技术第二实施方式的磁场检测元件的侧面图8是图7的磁场检测元件的立体图；图9是表示变更了图7的磁场检测元件的旁通部的宽度时的相对于磁场强度的电 阻变化的图；图10是变更了图7的磁场检测元件的旁通部的厚度时的磁场强度的相对于电阻 变化的图；图11是本专利技术第三实施方式的磁场检测元件的立体图；图12是本专利技术第四实施方式的磁场检测元件的立体图；图13是本专利技术第五实施方式的磁场检测元件的立体图；图14是表示图11 13的磁场检测元件相对于磁场强度的电阻变化的图；图15是本专利技术第六实施方式的磁场检测元件的立体图；图16是本专利技术第七实施方式的磁场检测元件的立体图；图17是本专利技术第八实施方式的磁场检测元件的立体图；图18是图17的磁场检测元件的形成旁通部的材料的B-H线图；图19是图17的磁场检测元件的旁通部的材料的不同导致的相对于磁场强度的电 阻变化的图；图20是本专利技术第八实施方式的磁场检测元件的侧面图；图21是本专利技术第九实施方式的磁场检测元件的侧面图。符号说明1信号传递元件3a,3b励磁线圈7a 汴磁场检测元件10、10a、IOb磁致电阻效果部(MR部)11、11a、lib、12、12a、12b 磁轭部13、13a、13b 旁通部14绝缘膜具体实施例方式由此，参照附图对本专利技术的实施方式进行说明。图1表示本专利技术第一实施方式的 信号传递元件(磁耦合型隔离器)1的电路构成。信号传递元件1具有初级侧电路4，其 具有根据输入到输入端子h、2b的电流产生磁场的两个励磁线圈3a、3b ；次级侧电路6，其 与初级侧电路4磁耦合，向输出端子5ajb输出与输入电压相对应的电压。次级侧电路6由根据励磁线圈3a、!3b产生的磁场强度而电阻值发生变化的两个磁 场检测元件7a、7b、和电阻值不发生变化的两个固定电阻8a、8b构成，是与电源Vcc连接的 电桥电路。图2(俯视图)表示信号传递元件1的实际的形状。信号传递元件1通过在表面 形成有绝缘覆盖膜的硅基板9上层叠形成各构成要素而成。励磁线圈3a、3b以分别包围磁 场检测元件7a、7b的方式形成。进一步如图3 (立体图)及图4 (剖面图)所详示，磁场检测元件7a、7b通过由巨大 磁致电阻效果材料构成的磁致电阻效果部(以下称为MR部)10a、10b、和在MR部10a、10b的两侧以分别保持电接触的方式配设且由软磁性材料构成的磁轭部Ila本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种磁场检测元件，其特征在于，具有：磁致电阻效果部，其由磁致电阻效果材料构成；一对磁轭部，其由软磁性材料构成，电连接地配设于所述磁致电阻效果部的两侧，向所述磁致电阻效果部供给磁通；旁通部，其由软磁性材料构成，感应在所述磁轭部产生的磁通的一部分，使所述磁致电阻效果部迂回，以比所述磁轭部更低的磁场强度使磁通饱和。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：今谷浩史，
申请(专利权)人：欧姆龙株式会社，
类型：发明
国别省市：JP