JP2020165940A - 磁性体検出センサ - Google Patents
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Abstract
【課題】被検出体となる磁性体との相対位置の変化による感度ばらつきを抑え、磁性体の検出を高い精度行うことが可能な、磁性体検出センサを提供する。【解決手段】本発明の磁性体検出センサ100は、支持基板101と、支持基板101の一方または他方の主面上に、磁化方向102Mが主面と平行になるように配置された厚みを有する磁石102と、支持基板101の一方または他方の主面側に配置され、特定方向Dの磁場成分を検出する磁場検出素子103を有する半導体チップ104と、を備え、磁化方向102Mにおいて磁石102に隣接し、前記厚みを有する第一空間S1、磁化方向102Mと直交する方向において磁石102に隣接する第二空間S2、および第一空間S1から特定方向Dと直交する方向に沿って延在する第三空間S3の外に、磁場検出素子103が配置されている。【選択図】図1
Description
本発明は、磁性体検出センサに関する。
従来から、磁場検出素子と永久磁石を組み合わせた構造により、磁性体の存在を検出する磁性体検出センサが提案されている(例えば、特許文献1および2)。被検出体となる磁性体としては、永久磁化が小さく、かつ透磁率が大きい、スチール等の金属材料、磁性体粒子を含有する磁性塗料等が挙げられる。磁性体検出センサは、ギヤの回転検知や磁性塗料のパターン検知等に用いられる。永久磁石の近接を検知する一般的な磁気センサと比較すると、磁性体検出センサは、被検出体が磁化している必要がないため、非接触の近接検知を容易に実現することができる。
特許文献1および2では、永久磁石と感磁部である磁場検出素子が、略同一平面上に隣り合わせに配置された構造が開示されている。磁場検出素子は、永久磁石の磁化方向に対して、特定方向の磁場成分を検知するように構成されている。特定方向は、特許文献1においては平行方向であり、特許文献2においては垂直方向となっている。磁場検出素子の出力は、この磁場成分の大きさに比例して変化する。このような構造では、永久磁石と磁場検出素子の相対位置のわずかなばらつきにより、磁場検出素子で検知される磁場成分の大きさが大きく変化し、被検出体である磁性体がない場合の磁性体検出センサの出力のずれである、オフセットが大きくばらついてしまうため、高い精度で磁性体を検出することは難しい。
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、被検出体となる磁性体との相対位置の変化によるオフセットのばらつきを抑え、磁性体の検出を高い精度行うことが可能な、磁性体検出センサを提供することを目的とする。
上記課題を解決するため、本発明は以下の手段を採用している。
本発明の一態様に係る磁性体検出センサは、支持基板と、前記支持基板の一方または他方の主面上に、磁化方向が前記主面と平行になるように配置された厚みを有する磁石と、前記支持基板の一方または他方の主面側に配置され、特定方向の磁場成分を検出する磁場検出素子を有する半導体チップと、を備え、前記磁化方向において前記磁石に隣接し、前記厚みを有する第一空間、前記磁化方向と直交する方向において前記磁石に隣接する第二空間、および前記第一空間から前記特定方向と直交する方向に沿って延在する第三空間の外に、前記磁場検出素子が配置されている。
本発明によれば、被検出体となる磁性体との相対位置の変化によるオフセットのばらつきを抑え、磁性体の検出を高い精度行うことが可能な、磁性体検出センサを提供することができる。
以下、本発明を適用した実施形態に係る磁性体検出センサについて、図面を用いて詳細に説明する。なお、以下の説明で用いる図面は、特徴をわかりやすくするために、便宜上特徴となる部分を拡大して示している場合があり、各構成要素の寸法比率などが実際と同じであるとは限らない。また、以下の説明において例示される材料、寸法等は一例であって、本発明はそれらに限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲で適宜変更して実施することが可能である。
<第一実施形態>
図1(a)は、本発明の第一実施形態に係る磁性体検出センサ100の平面図である。図1(b)は、図1(a)の磁性体検出センサ100を、LL線を通る面で切断した場合の断面図である。磁性体検出センサ100は、主に、略平坦な主面を有する支持基板101と、支持基板の一方の主面側(主面上)に配置された磁石(永久磁石)102と、磁場検出素子(ホール素子)103を有する半導体チップ104と、を備えている。磁性体検出センサ100は、樹脂膜105等で覆われ封止されている。
以下の説明で主に方向を示すために、図1に記載されているX軸、Y軸、およびZ軸を次のように定義する。支持基板100は矩形であるとし、X軸は矩形の一辺と平行であり、Y軸は矩形の一辺と直交する他辺と平行であり、前記一方の主面はX軸とY軸が作るXY平面上にあるとする。そして、Z軸をX軸とY軸のベクトル積の方向であるとする。さらに、X軸に平行な方向をX方向、Y軸に平行な方向をY方向、Z軸に平行な方向をZ方向とする。
図1(a)は、本発明の第一実施形態に係る磁性体検出センサ100の平面図である。図1(b)は、図1(a)の磁性体検出センサ100を、LL線を通る面で切断した場合の断面図である。磁性体検出センサ100は、主に、略平坦な主面を有する支持基板101と、支持基板の一方の主面側(主面上)に配置された磁石(永久磁石)102と、磁場検出素子(ホール素子)103を有する半導体チップ104と、を備えている。磁性体検出センサ100は、樹脂膜105等で覆われ封止されている。
以下の説明で主に方向を示すために、図1に記載されているX軸、Y軸、およびZ軸を次のように定義する。支持基板100は矩形であるとし、X軸は矩形の一辺と平行であり、Y軸は矩形の一辺と直交する他辺と平行であり、前記一方の主面はX軸とY軸が作るXY平面上にあるとする。そして、Z軸をX軸とY軸のベクトル積の方向であるとする。さらに、X軸に平行な方向をX方向、Y軸に平行な方向をY方向、Z軸に平行な方向をZ方向とする。
支持基板101は、例えば、リードフレームであってもよいし、ガラスエポキシ等からなるプリント基板(リジッド基板)であってもよいし、樹脂材料からなる基板(フレキシブル基板)であってもよい。支持基板101としてフレキシブル基板を用いる場合、曲げにより、磁石102と磁場検出素子103の相対位置が変化することを避けるため、磁石102と磁場検出素子103を配置した領域に、補強板があることが好ましい。
磁石102は、支持基板101の一方(ここでは上方)の主面上に、磁化方向102Mが主面と平行になるように配置されている。特に、ここでの磁化方向102Mは、±X方向であるとし、S極からN極へ向かう方向だけでなく、N極からS極に向かう方向も含むものとする。また、磁石102は概ね直方体の形状を有しており、Z方向には一様な厚さを有しているとする。そして、磁石102の底面の中心を、磁石102の底面の対角線の交点あるいは磁石102の底面の相対する辺の中点を結んだ中線の交点とする。磁石102の底面が定める平面をXY面とし、XY面の原点は磁石102の底面の中心と重なる位置とする。Z方向を定めるZ軸は、XY面の原点から垂直に延びている。
磁石102の材料としては、特に限定されることはないが、例えば、NdFeB、SmCo等が挙げられる。
半導体チップ104は、支持基板101の一方または他方の主面側に、直接または非磁性部材を挟んで配置(載置)されている。第一実施形態での半導体チップ104は、磁石102とともに、支持基板101の一方の主面101a側に配置されているとする。
半導体チップ104は、単一の検出軸方向を有する磁場検出素子103、すなわち特定方向Dの磁場成分のみ検出(検知)可能な磁場検出素子103を有する。第一実施形態での特定方向Dは、支持基板の一方の主面101aに対して垂直な方向(Z方向)であるとする。
磁石102の周囲の空間のうち、支持基板101をZ方向および−Z方向に拡大も縮小もせずに投影してできる空間において、第一空間S1、第二空間S2、および第三空間S3を、次のように定義する。
第一空間S1:磁化方向102M(±X方向)において、磁石102に隣接し、磁石102と同じ厚さを有する空間
第二空間S2:磁化方向102Mと直交する方向(±Y方向、±Z方向)において、磁石102に隣接する空間
第三空間S3:第一空間S1から、特定方向Dと直交する方向(本実施形態では±Y方向)に沿って延在する空間
ここで、第一空間S1、第二空間S2、および第三空間S3は、基本的に直方体の形状を有しており、Z方向あるいは−Z方向に無限に伸びている場合も含むとする。
第一空間S1:磁化方向102M(±X方向)において、磁石102に隣接し、磁石102と同じ厚さを有する空間
第二空間S2:磁化方向102Mと直交する方向(±Y方向、±Z方向)において、磁石102に隣接する空間
第三空間S3:第一空間S1から、特定方向Dと直交する方向(本実施形態では±Y方向)に沿って延在する空間
ここで、第一空間S1、第二空間S2、および第三空間S3は、基本的に直方体の形状を有しており、Z方向あるいは−Z方向に無限に伸びている場合も含むとする。
磁場検出素子103は、第一空間S1、第二空間S2、第三空間S3の外に配置されている。つまり、磁場検出素子103は、磁石の磁化方向102Mの一端102a側において、支持基板101aから離間した位置にあり、支持基板の一方の主面101aと磁場検出素子103との距離は、磁石102のZ方向における厚みより大きい。したがって、磁場検出素子103を含み、磁場検出素子103の検出軸に垂直な面内、すなわち、磁場検出素子103を含むXY面に平行な面内には、磁石102が存在しないことになる。
上述した構成により、本実施形態の磁性体検出センサ100に対し、検出対象となる磁性体(不図示)が接近あるいは離間すると、磁石102から発生する磁場Bが変化し、これに伴って磁場検出素子103で検出される磁場Bのz成分Bz1も変化する。磁場Bの変化量ΔBは、磁性体と磁性体検出センサ100との距離rが近づくほど大きくなる。したがって、Bz1に対応する磁場検出素子103の出力をV1、磁性体がない、すなわちr=∞の場合の磁場Bz0に対応する磁場検出素子103の出力をV0とすると、V1−V0を指標として、距離rを判定することができる。ここで、磁場Bz0は、磁石102と磁場検出素子103の相対位置のみによって与えられる設計値である。磁場Bz0は、磁性体がないときの磁場検出素子103からの出力を、磁場の大きさに換算したものなので、オフセット磁場とも言う。
磁場検出素子103がホール素子である場合、所定の回路を形成することにより、検出した磁場Bz1に比例する電圧信号を出力させることができ、出力結果を用いて判定を行うことができる。また、磁場検出素子103と同一の半導体基板上に、一般的なCMOSプロセスを用いて、所定の閾値Vtとの大小関係を判定する回路を集積しても良い。これによって、距離rが一定以上に近づいた、あるいは、離れたことを検知するスイッチとして動作させることができる。
以下、図1(b)、図2、ならびに、図3を用いて、本発明の効果を説明する。図2は、図1(b)の磁性体検出センサ100のうち、領域R1に含まれる部分を拡大した図である。ここでは、半導体チップ104について、全体の図示を省略し、磁場検出素子103のみを図示している。磁場検出素子103は、磁石の一端側102aから外側に発生(延在)する磁場B(磁力線で示す)のうち、支持基板の一方の主面101aに対して、垂直な方向(ここではZ方向)の磁場成分Bzのみを検出する。そのため、例えば、磁場検出素子103が第一空間S1にある場合、磁場検出素子103に達する磁場Bは、支持基板の一方の主面101aに対して略平行に延在するものであり、磁場検出素子103が検出可能とする垂直な方向(Z方向)の磁場成分Bzを、ほとんど有していない。
これに対し、磁場検出素子103が、第一空間S1よりも、支持基板の一方の主面101aから離れた空間(ここでは第一空間S1の上の空間)にある場合、磁場検出素子103に達する磁場Bは、支持基板の一方の主面101aに対して傾斜して延在している。したがって、磁場検出素子103に達する磁場Bは、磁場検出素子103が検出可能とする垂直な方向(Z方向)の磁場成分Bzを有している。
磁場検出素子103が、第一空間S1よりも、一方の主面101aからさらに離れた空間にあるとき、磁場検出素子103に達する磁場Bは、垂直な方向(Z方向)の磁場成分Bzを有している。磁場検出素子103を垂直な方向(Z方向)に貫く磁場成分Bzが大きくなる位置は磁石102の(磁化の大きさ)と形状により異なる。
したがって、磁場Bz0は、磁石102と磁場検出素子103との位置関係によって変化する。より詳細には、支持基板の一方の主面101aから離れる方向(Z方向)において、磁石102の厚さが1/2(半分)となる点を通り、XY平面に平行な平面を中心面(磁石中心面)Oとすると、オフセット磁場Bz0は、この中心面Oと磁場検出素子103との距離hによって変化する。したがって、例えば、磁石102の製造ばらつき、半導体チップ(半導体基板)104のバックグラインドによる厚みばらつき等によって、距離hがばらつく場合、オフセット磁場Bz0が設計値を中心にバラついてしまい、測定される磁場Bz1の値から推定される被検出体(磁性体)までの距離rの推定精度が低下する。したがって、距離hのバラつきσhに対するオフセット磁場Bz0のバラつきσBz0を小さくする、あるいは、オフセット磁場Bz0の距離hに対する微分係数(dBz0/dh)を小さくすることが、高精度な磁性体検出センサを実現するために必要である。
図3は、(dBz0/dh)を、h/hmに対してシミュレーションした結果を示すグラフである。hmは、磁石102の厚みなので、図3の横軸は、hを磁石102の厚みで規格化した値となっている。h/hm=0は、磁場検出素子103が磁石の中心面O上に位置する場合を表している。−0.5<h/hm<0.5が第一空間、h/hm>0.5、h/hm<−0.5が第一空間の外側に相当する。シミュレーションには、二次元有限要素法に基づく磁界シミュレーションを用いた。シミュレーションの条件について、図1(b)を用いて説明する。磁石102にはNdFeBを想定し、z方向厚み1.0mm、x方向長さ3.0mmとした。磁場検出素子103と磁石の一端102aの間のx方向距離は、0.5mmとした。
このグラフにおいては、h/hm=0は、磁場検出素子103が第一空間S1にある状態であり、(dBz0/dh)が最も大きいことが分かる。また、h/hm>0.5とすることにより、すなわち、磁場検出素子103を、Z方向において第一空間S1に隣接する空間に配置することにより、(dBz0/dh)を4割以上低減させることができる。つまり、h>0.5hmとすることで、σhに起因する磁場Bのばらつきを大幅に低減させることができる。
なお、磁場検出素子103は、第一空間S1の直上で、特定方向Dからの平面視において、第一空間S1と重なるように配置されていることが好ましい。第一空間S1の直上は、磁石102から発生するZ方向を向いた磁束が高い密度で分布する領域であるため、磁場検出素子103をここに配置することにより、磁場検出素子103が検出する磁場を大きくすることができる。その結果、検出対象である磁性体(不図示)が接近したときの信号の変化V1−V0も大きくなり、磁性体検出センサの感度を高くすることができる。
以上により、本実施形態の磁性体検出センサ100では、半導体チップ104が、磁場検出素子103で検出する磁場Bz0のばらつきを、小さく抑えられるように配置されている。そのため、本実施形態の磁性体検出センサ100によれば、被検出体となる磁性体との相対位置の変化による感度ばらつきを抑え、磁性体の検出を高い精度で行うことが可能となる。
<第二実施形態>
図4(a)は、本発明の第二実施形態に係る磁性体検出センサ200の平面図である。図4(b)は、図4(a)の磁性体検出センサ200を、折れ線Cに沿って切断した場合の断面図である。
図4(a)は、本発明の第二実施形態に係る磁性体検出センサ200の平面図である。図4(b)は、図4(a)の磁性体検出センサ200を、折れ線Cに沿って切断した場合の断面図である。
磁性体検出センサ200では、磁場検出素子103が、Y方向において第一空間S1に隣接する空間に配置されている。支持基板の一方の主面101aと磁場検出素子103との距離は、Z方向における磁石102の厚み以下となっていることが好ましい。本実施形態での特定方向Dは、支持基板の一方の主面101aに対して平行であり、かつ磁石の磁化方向102Mと垂直な方向(Y方向)であるとする。この場合の第三空間S3は、Y方向ではなく、Z方向において、第一空間S1に隣接する空間となる。それ以外の構成については、第一実施形態の磁性体検出センサ100と同様であり、対応する箇所については、形状の違いによらず、同じ符号で示している。
本実施形態の磁場検出素子103は、磁石の一端102a側から外側に発生(延在)する磁場B(磁力線で示す)のうち、Y方向の磁場成分Byのみを検出する。そのため、磁場検出素子103が第一空間S1にある場合、磁場検出素子103に達する磁場Bは、磁化方向102Mと略平行なX方向に延在するものであり、磁場検出素子103が検出可能とする垂直な方向(Y方向)の磁場成分Byを、ほとんど有していない。
これに対し、磁場検出素子103が、Y方向において、第一空間S1の外側にある場合、磁場検出素子103に達する磁場Bは、磁石の磁化方向102Mに対して傾斜して延在している。したがって、磁場検出素子103に達する磁場Bは、磁場検出素子103が検出可能とするY方向の磁場成分Byを有している。
Y方向の磁場成分Byの強度は、第一空間S1の外側であっても位置によって異なり、磁場検出素子103をY方向に貫く磁場成分Byが大きくなる位置は磁石102の磁化の大きさと形状によっても異なる。
第二実施形態での磁場(オフセット磁場)By0も、磁石102と磁場検出素子103との位置関係によって変化する。つまり、支持基板の一方の主面101aに沿って、磁化方向102Mと直交する方向(Y方向)において、磁石102のY方向の長さである幅が1/2(半分)となる点を通り、ZX平面に平行な平面を中心面(磁石中心面)Oとすると、オフセット磁場By0は、この中心面Oと磁場検出素子103との距離hによって変化する。
第一実施形態の磁性体検出センサ100は、磁場検出素子103を第一空間S1からZ方向に沿って遠ざけることにより、オフセット磁場Bz0の距離hに対する微分係数(dBz0/dh)を小さく抑えられるように構成されている。これに対し、第二実施形態の磁性体検出センサ200は、磁場検出素子103を第一空間S1からY方向に沿って遠ざけることにより、オフセット磁場By0の距離hに対する微分係数(dBy0/dh)を小さく抑えられるように構成されている。したがって、磁場検出素子103を遠ざける方向をZ方向からY方向に変えることにより、第二実施形態においても、第一実施形態と同様に、被検出体となる磁性体との相対位置の変化による感度ばらつきを抑え、磁性体の検出を高い精度で行うことが可能となる。
<第三実施形態>
図5(a)は、本発明の第三実施形態に係る磁性体検出センサ300の平面図である。図5(b)は、図5(a)の磁性体検出センサ300を、LL線を通る面で切断した場合の断面図である。
図5(a)は、本発明の第三実施形態に係る磁性体検出センサ300の平面図である。図5(b)は、図5(a)の磁性体検出センサ300を、LL線を通る面で切断した場合の断面図である。
磁性体検出センサ300では、支持基板101としてリードフレームが用いられ、その一方または他方の主面側(ここでは一方の主面101a側)に、凹部101cが設けられている。支持基板の他方の主面101b側においては、凹部101cと重なる部分が凸部になっている。磁石102が磁化方向102Mが、支持基板の一方の主面と略平行になるように、凹部101c内に配置されている。それ以外の構成については、第一実施形態の磁性体検出センサ100と同様であり、対応する箇所については、形状の違いによらず、同じ符号で示している。
第一実施形態、第二実施形態のように平坦な支持基板101を用いる場合、磁石102の厚みを増加させると、磁場検出素子103を、第一空間S1から離間して配置することが難しくなる。ところが、本実施形態では、磁石102の厚み方向(z方向)における一部または全部が、凹部101c内に収容されることになり、その分、磁石102の厚み増加の影響をなくすことができる。したがって、本実施形態の磁性体検出センサ300においては、磁石102の厚みを増加することに関して支障がない。磁石102の厚みを増加させることにより、磁場検出素子103で検出される磁場Bz0、Bz1を、ともに増加させることができ、その結果として、高い感度を有する磁性体検出センサ300を得ることができる。
また、Z方向における磁石102の中心面Oが、支持基板101の深さ方向にずれることにより、磁石102の中心面Oから磁場検出素子103までの距離hが大きくなる。その分、磁石102から発生する磁場Bのうち、磁場検出素子103に達する磁場Bは、支持基板の一方の主面101aに対する傾斜角度が大きく、Z方向の磁場成分Bzが大きいものとなる。したがって、支持基板の一方の主面101aと磁場検出素子103との距離を固定した場合、本実施形態の磁性体検出センサ300においては、磁場検出素子103に達する磁場成分Bzが大きくなる分、第一実施形態の磁性体検出センサ100に比べて、より高い感度を得ることができる。
第三実施形態の磁性体検出センサ300では、図5(a)および図5(b)に示すz軸の正の方向から、図示しない被検出体が接近してくると、磁場検出素子103が磁場成分の変化量(Bz1−Bz0)を検出する。磁場検出素子103が検出する磁場成分の変化量(Bz1−Bz0)は、以下の(1)と(2)の2つの条件を満たすことにより、大きくすることができる。
(1)磁石102のz軸方向の厚みが大きい。
(2)磁場検出素子103が、z軸方向において、磁石102のz軸方向の中心面Oよりも上側(支持基板101から遠ざかる側)にある。
すなわち、本実施形態の磁性体検出センサ300では、磁石102のz軸方向の厚みを厚くし、かつ、凹部101cの深さの値によって、上記(1)と(2)の条件を同時に最適化できる。その結果、磁性体検出センサ300の感度が向上する。
(1)磁石102のz軸方向の厚みが大きい。
(2)磁場検出素子103が、z軸方向において、磁石102のz軸方向の中心面Oよりも上側(支持基板101から遠ざかる側)にある。
すなわち、本実施形態の磁性体検出センサ300では、磁石102のz軸方向の厚みを厚くし、かつ、凹部101cの深さの値によって、上記(1)と(2)の条件を同時に最適化できる。その結果、磁性体検出センサ300の感度が向上する。
<第四実施形態>
図6(a)は、本発明の第四実施形態に係る磁性体検出センサ400の平面図である。図6(b)は、図6(a)の磁性体検出センサ400を、LL線を通る面で切断した場合の断面図である。
図6(a)は、本発明の第四実施形態に係る磁性体検出センサ400の平面図である。図6(b)は、図6(a)の磁性体検出センサ400を、LL線を通る面で切断した場合の断面図である。
磁性体検出センサ400では、支持基板101としてリジッド基板、フレキシブル基板等が用いられ、その一方の主面101a側のみに凹部101cが設けられ、磁石102が凹部101c内に配置され、磁場検出素子103が凹部101cの外に配置されている。樹脂膜105は、磁場検出素子103のみを覆っている。それ以外の構成については、第一実施形態の磁性体検出センサ100と同様であり、対応する箇所については、形状の違いによらず、同じ符号で示している。
磁性体検出センサ400では、第一実施形態の磁性体検出センサ100ように、磁石102が樹脂膜105で覆われない分、樹脂膜105によって支持基板101に印加される応力(パッケージ応力)を低減させることができる。その結果として、この応力に伴う磁場検出素子103の特性ずれを小さく抑えることができる。
図7(a)、(b)は、それぞれ、第四実施形態の変形例1、2に係る磁性体検出センサ410、420の断面図である。図6(b)の磁性体検出センサ400の支持基板101は、凹部101cの側壁を構成する部分101dが、他の部分(底壁を含む平坦な部分)と一体になっているが、図7(a)の磁性体検出センサ410のように、それらは互いに別体になっていてもよい。別体である場合、磁場検出素子103は、支持基板101に対し、凹部101cの側壁を構成する中間部材を挟んで配置されることになる。
また、図6(b)の磁性体検出センサ400では、凹部101cが、支持基板の一方の主面101の中央(端部より内側の領域)に形成されているが、図7(b)の磁性体検出センサ420のように、一方の主面101の端部まで延在していてもよい。この場合にも、凹部101cの側壁を構成する部分101dが、他の部分と一体であってもよいし、別体であってもよい。
<第五実施形態>
図8(a)は、本発明の第五実施形態に係る磁性体検出センサ500の平面図である。図8(b)は、図8(a)の磁性体検出センサ500を、LL線を通る面で切断した場合の断面図である。
図8(a)は、本発明の第五実施形態に係る磁性体検出センサ500の平面図である。図8(b)は、図8(a)の磁性体検出センサ500を、LL線を通る面で切断した場合の断面図である。
磁性体検出センサ500では、磁石102が支持基板の他方の主面101bに形成されている。つまり、磁石102が、支持基板101を挟んで、磁場検出素子103と反対側に配置されている。それ以外の構成については、第一実施形態の磁性体検出センサ100と同様であり、対応する箇所については、形状の違いによらず、同じ符号で示している。
支持基板101が平坦であって、その他方の主面101bに磁石102が配置されていてもよいが、図8(b)に示すように、支持基板101の他方の主面101bに凹部101cが形成され、その凹部101c内に磁石102が配置されていてもよい。磁石102が凹部101c内に配置されている場合には、Z方向における磁性体検出センサ500の厚みを減らすことができるため、好ましい。
図9は、本第五実施形態の変形例に係る磁性体検出センサ510の断面図である。凹部の側壁部分101dについては、図8(b)の磁性体検出センサ500では、他の部分(底壁を含む平坦な部分)と一体になっているが、図9の磁性体検出センサ510のように、別体になっていてもよい。
100、200、300、400、410、420、500、510・・・磁性体検出センサ
101・・・支持基板
101a・・・支持基板の一方の主面
101b・・・支持基板の他方の主面
101c・・・凹部
101d・・・凸部
102・・・磁石
102a・・・磁石の一端
102M・・・磁化方向
103・・・磁場検出素子
104・・・半導体チップ
105・・・樹脂膜
B・・・磁場
D・・・特定方向
h・・・磁石中心面からの距離
hm・・・磁石の厚み
O・・・磁石中心面
S1・・・第一空間
S2・・・第二空間
S3・・・第三空間
R1・・・領域
101・・・支持基板
101a・・・支持基板の一方の主面
101b・・・支持基板の他方の主面
101c・・・凹部
101d・・・凸部
102・・・磁石
102a・・・磁石の一端
102M・・・磁化方向
103・・・磁場検出素子
104・・・半導体チップ
105・・・樹脂膜
B・・・磁場
D・・・特定方向
h・・・磁石中心面からの距離
hm・・・磁石の厚み
O・・・磁石中心面
S1・・・第一空間
S2・・・第二空間
S3・・・第三空間
R1・・・領域
Claims (6)
- 支持基板と、
前記支持基板の一方または他方の主面上に、磁化方向が前記主面と平行になるように配置された厚みを有する磁石と、
前記支持基板の一方または他方の主面側に配置され、特定方向の磁場成分を検出する磁場検出素子を有する半導体チップと、を備え、
前記磁化方向において前記磁石に隣接し、前記厚みを有する第一空間、前記磁化方向と直交する方向において前記磁石に隣接する第二空間、および前記第一空間から前記特定方向と直交する方向に沿って延在する第三空間の外に、前記磁場検出素子が配置されていることを特徴とする磁性体検出センサ。 - 前記半導体チップが、前記支持基板の一方の主面側に配置され、
前記支持基板の一方の主面と前記磁場検出素子との距離が、前記磁化方向と直交する方向における前記磁石の厚みより大きいことを特徴とする請求項1に記載の磁性体検出センサ。 - 前記磁石が、前記支持基板の一方または他方の主面側に設けられた凹部に配置されていることを特徴とする請求項1または2のいずれかに記載の磁性体検出センサ。
- 前記半導体チップが、前記支持基板の一方または他方の主面に対し、中間部材を挟んで配置されていることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の磁性体検出センサ。
- 前記特定方向からの平面視において、前記磁場検出素子が、前記第一空間と重なっていることを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載の磁性体検出センサ。
- 前記磁場検出素子が、樹脂膜によって覆われていることを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項に記載の磁性体検出センサ。
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DE102011121298A1 (de) | 2011-12-19 | 2013-06-20 | Micronas Gmbh | Integrierter Magnetfeldsensor und Verfahren für eine Messung der Lage eines ferromagnetischen Werkstückes mit einem integrierten Magnetfeldsensor |
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2019
- 2019-09-27 JP JP2019177124A patent/JP2020165940A/ja active Pending
-
2020
- 2020-03-27 KR KR1020200037312A patent/KR20200115336A/ko unknown
Also Published As
Publication number | Publication date |
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