JP2020165940A - 磁性体検出センサ - Google Patents

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。

米国特許第８０８９２７６号明細書 米国特許第９６４７１４４号明細書

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。

（ａ）、（ｂ）本発明の第一実施形態に係る磁性体検出センサの平面図、断面図である。 図１（ｂ）の磁性体検出センサの一部分を拡大した図である。 本発明の磁性体検出センサの動作について説明するグラフである。 （ａ）、（ｂ）本発明の第二実施形態に係る磁性体検出センサの平面図、断面図である。 （ａ）、（ｂ）本発明の第三実施形態に係る磁性体検出センサの平面図、断面図である。 （ａ）、（ｂ）本発明の第四実施形態に係る磁性体検出センサの平面図、断面図である。 （ａ）、（ｂ）図６の磁性体検出センサの変形例１、２を示す図である。 （ａ）、（ｂ）本発明の第五実施形態に係る磁性体検出センサの平面図、断面図である。 図８の磁性体検出センサの変形例を示す図である。

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。

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。

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。

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。

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。

＜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。

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。

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

Claims (6)

1. 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。
2. 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。
3. 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。
4. 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。
5. 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。
6. 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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