JP4134739B2 - Rotation detecting magnetic sensor and manufacturing method thereof - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は回転検出磁気センサ及びその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、被検体の回転数及び回転方向を検出するものとして、磁気抵抗素子を含むモールドＩＣと当該磁気抵抗素子にバイアス磁界を与える磁石とを有する回転検出磁気センサがある。
【０００３】
このような回転検出磁気センサの製造方法として、例えば、磁気抵抗素子を含むモールドＩＣと磁石とを位置決めした状態で二次モールドする方法が、特許文献１に開示されている。
【０００４】
特許文献１の方法によると、成形型のキャビティに対して進退自在に設けられた保持ピンにより、磁気抵抗素子を含むモールドＩＣと磁石との位置決めを行い、キャビティ内に保持した状態でキャビティ内に第二のモールド樹脂を射出する。そして、キャビティ内に第二のモールド樹脂が充填完了される前若しくは充填完了後に、保持ピンをキャビティ内から後退させることにより、回転検出磁気センサが形成される。
【０００５】
【特許文献１】
特開平９−３８９８２号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献１に示される回転検出磁気センサの製造方法の場合、保持ピンをキャビティ内から後退させる際、若しくは保持ピン等の長さの公差によって、第二のモールド樹脂の充填完了後に、モールドＩＣの磁気抵抗素子と磁石との位置関係にずれが生じる場合がある。
【０００７】
このように、磁気抵抗素子と磁石との位置関係にずれが生じた場合、磁気抵抗素子が磁石から受けるバイアス磁界の磁場ベクトルの向きが変化することとなるので、被検体が回転する前の初期状態における磁気抵抗素子の抵抗値が所定の値から変化し、センサ出力のオフセット調整を行う必要が生じる。
【０００８】
このようなオフセット調整は、例えば処理回路用ＣＭＯＳチップ等を用いることにより実施できるが、この場合センサの小型化の点で問題がある。
【０００９】
また、磁石を一旦脱磁し、再度着磁することにより、磁気抵抗素子における磁場ベクトルを調整し、オフセットを調整することもできる。しかしながら、この方法によると工数が増加し作業効率が低下する。
【００１０】
本発明は上記問題点に鑑み、小型化が可能でセンサ出力のオフセット調整が容易な回転検出磁気センサ及びその製造方法を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する為に、請求項１に記載の回転検出磁気センサは、リードフレーム上に搭載されるＩＣチップとリードフレームの一部とを第一のモールド樹脂により一次モールドしたモールドＩＣと、当該モールドＩＣに装着され、ＩＣチップに内蔵される磁気抵抗素子にバイアス磁界を与える磁石と、リードフレームに接続されるターミナルと、モールドＩＣとターミナルの一部とを二次モールドする第二のモールド樹脂とを備える。そして、磁気抵抗素子の抵抗値変化から被検体の回転数或いは回転方向を検出するものである。このとき、第二のモールド樹脂は、所望の位置に凹部を有し、当該凹部内に、磁気抵抗素子における磁場ベクトルを調整するための磁場調整部材を備えることを特徴とする。
【００１２】
従来、モールドＩＣ等を第二のモールド樹脂により二次モールドしてなる回転検出磁気センサにおいて、第二のモールド樹脂の射出時にモールドＩＣの磁気抵抗素子と磁石との間に位置ずれが生じることがある。そして、磁気抵抗素子が磁石から受けるバイアス磁界の磁場ベクトルの向きが変化し、磁気抵抗素子の抵抗値が変化することにより、被検体が回転していない初期状態においてセンサ出力のオフセットにずれが生じる場合があった。
【００１３】
このような問題に対して、本発明の回転検出磁気センサは、第二のモールド樹脂に凹部を有しており、当該凹部内に磁気抵抗素子における磁場ベクトルの向きを調整する磁場調整部材を配置している。従って、上述のような位置ずれが生じても、磁場調整部材により磁気抵抗素子における磁場ベクトルの向きを調整することができるので、センサ出力のオフセット調整を容易に実施することができる。
【００１４】
また、回転検出磁気センサの体格を大きくすること無く、磁場調整部材の配置が可能であるので、センサの体格の小型化に適している。
【００１５】
請求項２に記載のように、磁場調整部材として、永久磁石若しくは強磁性体を用いることが好ましい。これらを用いることにより、磁気抵抗素子における磁場ベクトルの向きを調整することができる。
【００１６】
請求項３に記載のように、磁石は、モールドＩＣを一方向にのみ移動可能な貫通孔を有し、当該貫通孔内にモールドＩＣを挿入した状態で二次モールドされることが好ましい。
【００１７】
このように、磁石に対してモールドＩＣが一方向にのみスライド可能であるため、第二のモールド樹脂の射出時に生じる磁気抵抗素子と磁石との間の位置ずれは、一方向にのみ生じることとなる。従って、磁場調整部材による磁気抵抗素子における磁場ベクトルの調整が容易となる。
【００１８】
また、回転検出磁気センサの製造方法としては、請求項４に記載のように、磁気抵抗素子を内蔵するＩＣチップを搭載したリードフレームの一部とＩＣチップとを第一のモールド樹脂により一次モールドする工程と、
第一のモールド樹脂によりモールドされていないリードフレームの一端に、ターミナルを接続する工程と、ＩＣチップに内蔵される磁気抵抗素子にバイアス磁界を与える磁石をモールドＩＣに装着してなる検出部を形成する工程と、ターミナルが接続された検出部を第二のモールド樹脂により二次モールドするとともに、当該第二のモールド樹脂の所望の位置に凹部を形成する工程と、二次モールド完了後、磁気抵抗素子の抵抗値変化に応じたセンサ出力のオフセットを確認する工程と、オフセット値に応じて凹部内の所望の位置に磁気抵抗素子における磁場ベクトルの向きを調整する磁場調整部材を位置決め固定する工程とを備えることを特徴とする。
【００１９】
このように、先ず第二のモールド樹脂の所望の位置に凹部を形成し、二次モールド完了後にセンサ出力のオフセットを確認した後、オフセット値に応じて、凹部内の所望の位置に磁場調整部材を位置決め固定する。従って、第二のモールド樹脂の射出時にモールドＩＣと磁石との間に位置ずれが生じ、それに伴ってセンサ出力のオフセットにずれが生じても、容易にオフセット調整を行うことができる。
【００２０】
また、オフセット値の確認後に、第二のモールド樹脂に形成された凹部内に磁場調整部材を後付け配置するので、オフセット値に応じた磁場調整部材を配置させることができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。
（第１の実施の形態）
図１は、本実施の形態における回転検出磁気センサの一例を示す概略断面図である。尚、本センサは、例えば車両用として、エンジン回転センサ、クランク角センサ、カム角センサ、車速センサ、車輪速センサ等、回転を行う被検体の回転数及び回転方向の検出が可能である。
【００２２】
本実施の形態における回転検出磁気センサは、バイアス磁界の与えられた磁気抵抗素子を有するＩＣチップを有し、バイアス磁界の変化による磁気抵抗素子の抵抗値変化から、被検体の回転数及び回転方向を検出するものである。
【００２３】
図１に示すように、回転検出磁気センサ１は、モールドＩＣ２と当該モールドＩＣ２に装着された磁石３とからなる検出部４と、モールドＩＣ２に接続された外部出力端子としてのターミナル５と、検出部４及びターミナル５を被覆・保護する第二のモールド樹脂６とにより構成される。
【００２４】
モールドＩＣ２は、図示されない磁気抵抗素子を含むＩＣチップ１０が搭載されたＣｕ等の導電性材料からなるリードフレーム１１を、第一のモールド樹脂１２にて一次モールドしてなるものである。第一のモールド樹脂１２としては、例えばポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）やエポキシ樹脂等の樹脂材料が用いられる。
【００２５】
磁石３は、例えば磁性体粉末が添加された樹脂材料を用いて形成され、ＩＣチップ１０の磁気抵抗素子にバイアス磁界を与えるものである。磁石３は、例えば略円筒形状を有しており、その中心に貫通孔１３が形成されている。従って、当該貫通孔１３内にモールドＩＣ２をＩＣチップ１０の搭載端側から所定の位置まで挿入することにより、磁石３がモールドＩＣ２に装着される。
【００２６】
このとき、貫通孔１３は、その断面形状がモールドＩＣ２の外形に対応した形状を有しており、モールドＩＣ２の外形よりも若干大きめに形成されている。従って、磁石３に対してモールドＩＣ２を貫通孔１３に沿う方向にのみ移動可能としている。尚、モールドＩＣ２は、当該貫通孔１３を素通りしないように、例えば第一のモールド樹脂１２の貫通孔１３への挿入の後端側が***した形状を有している。
【００２７】
また、第一のモールド樹脂１２により被覆されていないリードフレーム１１の一端に、Ｃｕ等の導電性材料からなるターミナル５が溶接やかしめ等により接続されている。ターミナル５は、リードフレーム１１との接続部の他端が、回転検出磁気センサ１の一端であるコネクタ部１４の開口部内に突出している。従って、ターミナル５は、リードフレーム１１を介してＩＣチップ１０と電気的に接続されているので、図示されない被検体の回転に伴う磁気抵抗素子の抵抗値変化に応じたセンサ出力を、外部に出力可能となっている。
【００２８】
そして、上述のコネクタ部１４から突出するターミナル５の一部を除き、検出部４及びターミナル５は、第二のモールド樹脂６により被覆・保護されている。第二のモールド樹脂６は、例えばＰＰＳ等の樹脂材料からなり、所望の位置に凹部１５を有している。そして、当該凹部１５内の所望の位置に、磁気抵抗素子における磁場ベクトルを調整するための磁場調整部材１６が配置されており、当該磁場調整部材１６は、例えば接着剤により凹部１５の内壁に位置決め固定されている。尚、凹部１５及び磁場調整部材１６の詳細については後述する。
【００２９】
次に、本実施の形態における回転検出磁気センサ１の製造方法について、図１〜図３を用いて説明する。尚、図２（ａ）〜（ｃ）は製造工程を説明するための補足図であり、図３はセンサ出力のオフセットを説明するための図である。
【００３０】
図示されないが、先ずモールドＩＣ２を形成する。リードフレーム１１の所望の位置に磁気抵抗素子を有するＩＣチップ１０を搭載し、図示されないワイヤをワイヤボンドすることによりＩＣチップ１０とリードフレーム１１とを電気的に接続する。このとき、ＩＣチップ１０は、リードフレーム１１において、例えばターミナル５が接続される一端の他端側に搭載される。尚、磁気抵抗素子は、Ｎｉ−ＣｏやＮｉ−Ｆｅ等の材料を用い、パターニングにより、互いに直交するハの字型に形成され、磁石３のバイアス磁界の磁場ベクトルに対して所望の角度を有するように配置されている。磁気抵抗素子の配置及び磁気抵抗素子による回転体の回転数及び回転方向の検出原理については、特開平１３−１５３６８３号公報等により開示されているので、ここではその説明を省略する。
【００３１】
そして、図示されない成形型のキャビティ内にＩＣチップ１０を搭載したリードフレーム１１を固定し、キャビティ内に第一のモールド樹脂１２を射出することによりモールドＩＣ２を形成する。このとき、第一のモールド樹脂１２は、ＩＣチップ１０の全体と、リードフレーム１１の一部（少なくともターミナル５との接続部は被覆されないようにする）を被覆している。
【００３２】
モールドＩＣ２形成後、図２（ａ）に示すように、第一のモールド樹脂１２によって被覆されていないリードフレーム１１の一端に、ターミナル５が例えば溶接により機械的かつ電気的に接続される。これにより、図示されないＩＣチップ１０がリードフレーム１１を介してターミナル５と電気的に接続される。尚、ターミナル５は、例えばＣｕ等の金属板を所定の形状に打ち抜くことにより形成され、図２（ａ）で示すターミナル５の３本の足部は、各々、出力端子、電源端子、ＧＮＤ端子である。
【００３３】
このようにしてターミナル５がモールドＩＣ２のリードフレーム１１に接続されると、続いてモールドＩＣ２に磁石３が装着されて検出部４が形成される。
【００３４】
磁石３は、図２（ｂ）に示されるように、例えば略円筒形状を有しており、モールドＩＣ２を挿入可能な貫通孔１３を有している。そして、この貫通孔１３に、ＩＣチップ１０の搭載側（非ターミナル接続側）からモールドＩＣ２を挿入する。このとき、磁石３の貫通孔１３の断面は、モールドＩＣ２の外形に対応し且つ若干大きめに形成されているので、磁石３は貫通孔１３に沿う方向にのみモールドＩＣ２を移動可能としている。このように、モールドＩＣ２に磁石３が装着され、図２（ｃ）に示すように、検出部４が形成される。尚、モールドＩＣ２への磁石３の装着は、モールドＩＣ２のリードフレーム１１にターミナル５を接続する前に行われても良い。
【００３５】
以上の工程を経て形成されたターミナル５の接続された検出部４を、図示されない成形型のキャビティ内に配置し、保持ピンにより位置決め・固定した状態で、キャビティ内にＰＰＳ等からなる第二のモールド樹脂６を射出する。そして、第二のモールド樹脂６の射出完了前或いは射出完了後に保持ピンを後退させることにより、図１に示す回転検出磁気センサ１を形成する。
【００３６】
このとき上述したように、モールドＩＣ２は磁石３に対して貫通孔１３に沿う方向に移動可能である。従って、例えば保持ピンを後退させる際に、モールドＩＣ２及び磁石３の一方が他方に対して位置ずれし、モールドＩＣ２の磁気抵抗素子における磁石３のバイアス磁界の磁場ベクトルの向きにずれが生じる場合がある。
【００３７】
ここで、ＩＣチップ１０には、例えば４つの磁気抵抗素子が形成されており、これらの磁気抵抗素子が図３に示されるように組み合わされることにより、ブリッジ回路を構成している。このブリッジ回路において、２組のハーフブリッジ回路の中点電圧をＭｏＡ，ＭｏＢとすると、中点電圧ＭｏＡ，ＭｏＢの出力特性から、被検体の回転数及び回転方向が検出される。この中点電圧ＭｏＡ，ＭｏＢは、理想的には被検体が回転していない初期状態において、例えば中点電圧差（センサ出力のオフセット）が略０となるように、磁気抵抗素子が所定のパターンに形成され、ＩＣチップ１０に対する磁石３の位置決めがなされる。
【００３８】
しかしながら、上述のように、第二のモールド樹脂６の射出時にモールドＩＣ２と磁石３との間で位置ずれが生じた場合、磁気抵抗素子が磁石３から受けるバイアス磁界が変化し、磁気抵抗素子における磁場ベクトルが位置ずれのない状態と異なる向きを示すこととなる。従って、磁気抵抗素子の抵抗値が夫々変化し、センサ出力のオフセットが位置ずれのない状態から変化することとなるので、この状態で被検体の測定を行うと、正確な回転数等を検出することができない。
【００３９】
しかしながら、本実施の形態における回転検出磁気センサ１は、第二のモールド樹脂６を射出する際、検出部４及びターミナル５を被覆・保護するとともに、第二のモールド樹脂６の所望位置に図１に示される凹部１５が形成される。尚、凹部１５は、検出部４及びターミナル５の絶縁性を確保できる範囲で、できる限り検出部４（磁気抵抗素子）に近い位置に設けられることが好ましい。これにより、後述する磁場調整部材が、磁気抵抗素子における磁場ベクトルの向きの調整に、効果的に作用することができる。
【００４０】
次いで、第二のモールド樹脂６による二次モールドが完了した後、上述するセンサ出力のオフセット値を測定する。これにより、モールドＩＣ２と磁石３とのずれ、すなわち磁気抵抗素子における磁場ベクトルのずれを確認する。
【００４１】
そして、オフセット調整が必要な場合は、凹部１５内の所望の位置に、例えばフェライト系磁石や希土類系磁石等の永久磁石からなる磁場調整部材１６を位置決め固定し、オフセット値のずれが許容範囲内となる状態に調整される。
【００４２】
従って、本実施の形態における回転検出磁気センサ１は、第二のモールド樹脂６に設けた凹部１５内に磁場調整部材１６を配置することにより、センサ出力のオフセット調整を行うことができるので、処理回路用ＣＭＯＳチップ等を配置する必要が無く、センサの体格を小型化することができる。
【００４３】
次に、磁気抵抗素子における磁場ベクトルの向きの調整方法について、図４（ａ），（ｂ）を用いて説明する。尚、図４（ａ）は、モールドＩＣ２と磁石３との間に位置ずれが生じていない場合の模式図であり、図４（ｂ）は、（ａ）に対してモールドＩＣ２が位置ずれした一例を示す模式図である。尚、図４（ａ），（ｂ）はともに第二のモールド樹脂６を射出した後の状態を示すが、便宜上モールド樹脂６、ターミナル５、リードフレーム１１は省略する。
【００４４】
図４（ａ）に示すように、磁気抵抗素子を有するＩＣチップ１０を搭載したモールドＩＣ２が、磁石３の貫通孔１３内に挿入され、ＩＣチップ１０と磁石３とが所望の位置関係を保ちつつ装着されている。このとき、磁気抵抗素子は、図４（ａ）の破線で示される基準位置に配置されており、磁気抵抗素子が磁石３から受けるバイアス磁界（図４（ａ）の楕円状矢印）の磁場ベクトルは、一点鎖線の矢印で示される向きを有している。
【００４５】
これに対し、図４（ｂ）に示すように、モールドＩＣ２が磁石３に対して位置ずれ（図４（ｂ）において、基準位置を示す破線の下方）を起こした場合、磁気抵抗素子が受けるバイアス磁界の磁場ベクトルは、図４（ａ）の一点鎖線矢印よりも貫通孔１３に沿う方向に近い実線矢印で示される向きとなる。従って、位置ずれがない状態における磁場ベクトル（一点鎖線矢印）の向きからずれた状態となるので、磁気抵抗素子の抵抗値が変化し、上述したようにセンサ出力のオフセット調整を行う必要が生じる。
【００４６】
そのため、図４（ｂ）に示すように、貫通孔１３に沿う方向に対して一点鎖線矢印よりも角度の開いた向きを有する磁場ベクトル（図４（ｂ）における二点鎖線矢印）を磁気抵抗素子に与えることができる磁場調整部材１６を配置する。このように、磁場調整部材１６の追加により、磁石３のバイアス磁界と磁場調整部材１６の磁界の両磁場ベクトルの合成により、磁気抵抗素子における磁場ベクトルの向きを、図４（ｂ）の実線矢印の向きからモールドＩＣ２が磁石３に対して位置ずれしていない一点鎖線矢印の向きへ近づけることができる。
【００４７】
従って、本実施の形態における回転検出センサ１は、第二のモールド樹脂６に形成された凹部１５内に、磁場調整部材１６を配置することにより、モールドＩＣ２と磁石３との間の位置ずれにより生じる磁気抵抗素子における磁場ベクトルの向きのずれを調整することができる。すなわち、オフセット値に応じた磁場調整部材１６を配置することにより、センサ出力のオフセット調整を容易に行うことができる。
【００４８】
尚、本実施の形態において、モールドＩＣ２が磁石３に対して、基準位置を示す破線の下方に位置ずれを起こした場合の例を図４（ｂ）に示した。しかしながら、モールドＩＣ２が磁石３に対して、基準位置を示す破線の上方に位置ずれを起こした場合、磁気抵抗素子が受けるバイアス磁界の磁場ベクトルが、一点鎖線矢印よりも貫通孔１３に沿う方向に対して開いた角度を有することとなる。この場合は、一点鎖線矢印よりも貫通孔１３に沿う方向に近い向きを有する磁場ベクトル（図４（ｂ）よりも強い磁場）を磁気抵抗素子に与えることができる磁場調整部材１６を配置することにより、磁気抵抗素子における磁場ベクトルの向きのずれを調整することができる。
【００４９】
また、磁場ベクトルの向きの調整方法として、予め磁性の異なる数種類の磁場調整部材１６を準備しておき、実際に凹部１５内に磁場調整部材１６を配置した状態でセンサ出力のオフセットを測定することにより、最適な磁場調整部材１６を選択し、それを凹部１５の内壁に接着剤等で固定しても良い。
【００５０】
また、予め磁場調整部材１６配置前後のセンサ出力のオフセット値データを種々取得しておき、オフセット値をデータと照らし合わせて、所望の磁場調整部材１６を選択し、凹部１５に配置・固定しても良い。
【００５１】
また、本実施の形態において、モールドＩＣ２は磁石３の貫通孔１３内に挿入され、貫通孔１３に沿う方向にのみ移動が可能であった。すなわち、モールドＩＣ２と磁石３は互いに一方向にのみ位置ずれが可能であった。しかしながら、モールドＩＣ２と磁石３との位置関係はそれ以外の状態であっても良い。本実施の形態における回転検出センサ１は、二次モールド後であっても、センサ出力のオフセット調整が可能である。従って、凹部１５内に磁場調整部材１６を配置させながら、オフセット調製することができる。
【００５２】
また、本実施の形態における磁場調整部材１６として、フェライト系磁石や希土類系磁石等を用いる例を示した。しかしながら、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｏ等の強磁性体を用いても良く、その中でも硬磁性体を用いることが好ましい。それ以外にも、磁気抵抗素子における磁場ベクトルを変化させることができるものであれば用いることができる。
【００５３】
また、本実施の形態において、モールド樹脂２と磁石３との位置ずれは、第二のモールド樹脂６の射出時に生じる例を示した。しかしながら、それ以外の要因によってモールド樹脂２と磁石３との間に位置ずれが生じた場合においても、本発明における回転検出磁気センサ１を適用することができるのは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明における回転検出磁気センサの概略断面図である。
【図２】 回転検出磁気センサの製造工程を説明するための補足図であり、（ａ）はモールドＩＣにターミナルを接続した状態、（ｂ）は磁石、（ｃ）は磁石をモールドＩＣに装着した状態を示す。
【図３】 センサ出力のオフセットを説明するための図である。
【図４】 磁気抵抗素子における磁場ベクトルの調整を説明するための模式図であり、（ａ）はモールドＩＣと磁石に位置ずれがない状態、（ｂ）は磁石に対しモールドＩＣが位置ずれした状態を示す。
【符号の説明】
１・・・回転検出磁気センサ、
２・・・モールドＩＣ、
３・・・磁石、
６・・・第二のモールド樹脂、
１０・・・ＩＣチップ、
１５・・・凹部、
１６・・・磁場調整部材、[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a rotation detection magnetic sensor and a manufacturing method thereof.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, a rotation detection magnetic sensor having a mold IC including a magnetoresistive element and a magnet for applying a bias magnetic field to the magnetoresistive element is used to detect the rotation speed and rotation direction of the subject.
[0003]
As a manufacturing method of such a rotation detection magnetic sensor, for example, a method of performing secondary molding in a state where a mold IC including a magnetoresistive element and a magnet are positioned is disclosed in Patent Document 1.
[0004]
According to the method of Patent Document 1, the holding IC provided so as to be able to advance and retreat with respect to the cavity of the mold is positioned with the mold IC including the magnetoresistive element and the magnet, and is held in the cavity while being held in the cavity. A second mold resin is injected. Then, the rotation detection magnetic sensor is formed by retracting the holding pin from the cavity before or after the second mold resin is completely filled in the cavity.
[0005]
[Patent Document 1]
JP-A-9-38982 [0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the case of the method of manufacturing the rotation detection magnetic sensor disclosed in Patent Document 1, when the holding pin is retracted from the cavity, or after the filling of the second mold resin is completed due to the length tolerance of the holding pin or the like, There may be a deviation in the positional relationship between the IC magnetoresistive element and the magnet.
[0007]
As described above, when the positional relationship between the magnetoresistive element and the magnet is deviated, the direction of the magnetic field vector of the bias magnetic field received by the magnetoresistive element from the magnet changes, so the initial stage before the subject rotates. The resistance value of the magnetoresistive element in the state changes from a predetermined value, and it is necessary to adjust the offset of the sensor output.
[0008]
Such offset adjustment can be performed by using, for example, a CMOS chip for a processing circuit, but in this case, there is a problem in terms of downsizing the sensor.
[0009]
Further, by demagnetizing the magnet once and then magnetizing it again, the magnetic field vector in the magnetoresistive element can be adjusted and the offset can be adjusted. However, according to this method, man-hours are increased and work efficiency is lowered.
[0010]
In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a rotation detection magnetic sensor that can be reduced in size and that can easily adjust an offset of a sensor output, and a manufacturing method thereof.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a rotation detection magnetic sensor according to claim 1 is a mold IC in which an IC chip mounted on a lead frame and a part of the lead frame are primarily molded with a first mold resin; A second mold that is attached to the mold IC and that secondarily molds a magnet that applies a bias magnetic field to the magnetoresistive element built in the IC chip, a terminal connected to the lead frame, and the mold IC and a part of the terminal. Resin. Then, the number of rotations or the direction of rotation of the subject is detected from the change in resistance value of the magnetoresistive element. At this time, the second mold resin has a concave portion at a desired position, and includes a magnetic field adjusting member for adjusting a magnetic field vector in the magnetoresistive element in the concave portion.
[0012]
Conventionally, in a rotation detection magnetic sensor in which a mold IC or the like is secondarily molded with a second mold resin, a positional deviation occurs between the magnetoresistive element of the mold IC and the magnet when the second mold resin is injected. is there. The direction of the magnetic field vector of the bias magnetic field received by the magnetoresistive element from the magnet changes, and the resistance value of the magnetoresistive element changes, resulting in a deviation in the offset of the sensor output in the initial state where the subject is not rotating. There was a case.
[0013]
For such a problem, the rotation detection magnetic sensor of the present invention has a recess in the second mold resin, and a magnetic field adjusting member for adjusting the direction of the magnetic field vector in the magnetoresistive element is disposed in the recess. is doing. Therefore, even if the above-described positional deviation occurs, the direction of the magnetic field vector in the magnetoresistive element can be adjusted by the magnetic field adjusting member, so that the offset adjustment of the sensor output can be easily performed.
[0014]
Further, since the magnetic field adjusting member can be arranged without increasing the size of the rotation detection magnetic sensor, it is suitable for downsizing the size of the sensor.
[0015]
As described in claim 2, it is preferable to use a permanent magnet or a ferromagnetic material as the magnetic field adjusting member. By using these, the direction of the magnetic field vector in the magnetoresistive element can be adjusted.
[0016]
According to a third aspect of the present invention, the magnet preferably has a through-hole capable of moving the mold IC only in one direction, and is secondarily molded with the mold IC inserted into the through-hole.
[0017]
As described above, since the mold IC can be slid only in one direction with respect to the magnet, the positional deviation between the magnetoresistive element and the magnet that occurs during the injection of the second mold resin occurs only in one direction. Become. Therefore, it is easy to adjust the magnetic field vector in the magnetoresistive element by the magnetic field adjusting member.
[0018]
Further, as a manufacturing method of the rotation detecting magnetic sensor, as described in claim 4, a part of the lead frame on which the IC chip incorporating the magnetoresistive element is mounted and the IC chip are first molded by the first molding resin. And a process of
A step of connecting a terminal to one end of a lead frame that is not molded with the first molding resin, and a detection unit formed by attaching a magnet that applies a bias magnetic field to the magnetoresistive element built in the IC chip to the mold IC are formed. A step of performing secondary molding of the detection unit connected to the terminal with the second mold resin and forming a recess at a desired position of the second mold resin; A step of confirming an offset of the sensor output according to a change in the resistance value of the element, a step of positioning and fixing a magnetic field adjustment member for adjusting the direction of the magnetic field vector in the magnetoresistive element at a desired position in the recess according to the offset value; It is characterized by providing.
[0019]
As described above, first, a recess is formed at a desired position of the second mold resin, and after the secondary molding is completed, the offset of the sensor output is confirmed, and then the magnetic field adjusting member is placed at a desired position in the recess according to the offset value. Fix the positioning. Therefore, even if a positional deviation occurs between the mold IC and the magnet at the time of injection of the second mold resin, and a deviation occurs in the offset of the sensor output accordingly, the offset adjustment can be easily performed.
[0020]
Moreover, since the magnetic field adjustment member is retrofitted and disposed in the recess formed in the second mold resin after the offset value is confirmed, the magnetic field adjustment member corresponding to the offset value can be disposed.
[0021]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(First embodiment)
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing an example of a rotation detection magnetic sensor in the present embodiment. Note that this sensor can detect, for example, an engine rotation sensor, a crank angle sensor, a cam angle sensor, a vehicle speed sensor, a wheel speed sensor, and the like for the rotation speed and rotation direction of a subject to be rotated.
[0022]
The rotation detection magnetic sensor according to the present embodiment has an IC chip having a magnetoresistive element to which a bias magnetic field is applied. From the change in the resistance value of the magnetoresistive element due to the change in the bias magnetic field, the rotation speed and rotation direction of the subject Is detected.
[0023]
As shown in FIG. 1, the rotation detection magnetic sensor 1 includes a detection unit 4 including a mold IC 2 and a magnet 3 attached to the mold IC 2, a terminal 5 as an external output terminal connected to the mold IC 2, and a detection It is comprised by the 2nd mold resin 6 which coat | covers and protects the part 4 and the terminal 5. FIG.
[0024]
The mold IC 2 is obtained by first molding a lead frame 11 made of a conductive material such as Cu on which an IC chip 10 including a magnetoresistive element (not shown) is mounted with a first mold resin 12. As the first mold resin 12, for example, a resin material such as polyphenylene sulfide (PPS) or an epoxy resin is used.
[0025]
The magnet 3 is formed using, for example, a resin material to which magnetic powder is added, and applies a bias magnetic field to the magnetoresistive element of the IC chip 10. The magnet 3 has, for example, a substantially cylindrical shape, and a through hole 13 is formed at the center thereof. Therefore, the magnet 3 is attached to the mold IC 2 by inserting the mold IC 2 into the through hole 13 from the mounting end side of the IC chip 10 to a predetermined position.
[0026]
At this time, the through-hole 13 has a cross-sectional shape corresponding to the outer shape of the mold IC2, and is formed slightly larger than the outer shape of the mold IC2. Therefore, the mold IC 2 can be moved relative to the magnet 3 only in the direction along the through hole 13. The mold IC 2 has, for example, a shape in which the rear end side of the insertion of the first mold resin 12 into the through hole 13 is raised so as not to pass through the through hole 13.
[0027]
A terminal 5 made of a conductive material such as Cu is connected to one end of the lead frame 11 not covered with the first mold resin 12 by welding or caulking. In the terminal 5, the other end of the connection portion with the lead frame 11 protrudes into the opening of the connector portion 14 that is one end of the rotation detection magnetic sensor 1. Accordingly, since the terminal 5 is electrically connected to the IC chip 10 via the lead frame 11, a sensor output corresponding to a change in the resistance value of the magnetoresistive element accompanying the rotation of the subject not shown is output to the outside. It is possible.
[0028]
And the detection part 4 and the terminal 5 are coat | covered and protected by the 2nd mold resin 6 except for a part of the terminal 5 which protrudes from the above-mentioned connector part 14. FIG. The second mold resin 6 is made of a resin material such as PPS, and has a recess 15 at a desired position. And the magnetic field adjustment member 16 for adjusting the magnetic field vector in a magnetoresistive element is arrange | positioned in the desired position in the said recessed part 15, The said magnetic field adjustment member 16 is positioned on the inner wall of the recessed part 15 with an adhesive agent, for example. It is fixed. Details of the recess 15 and the magnetic field adjustment member 16 will be described later.
[0029]
Next, the manufacturing method of the rotation detection magnetic sensor 1 in this Embodiment is demonstrated using FIGS. 2A to 2C are supplementary diagrams for explaining the manufacturing process, and FIG. 3 is a diagram for explaining the offset of the sensor output.
[0030]
Although not shown, the mold IC 2 is first formed. The IC chip 10 having a magnetoresistive element is mounted at a desired position of the lead frame 11, and the IC chip 10 and the lead frame 11 are electrically connected by wire bonding a wire (not shown). At this time, the IC chip 10 is mounted on the lead frame 11, for example, on the other end side of one end to which the terminal 5 is connected. The magnetoresistive element is made of a material such as Ni—Co or Ni—Fe, and is formed into a square shape that is orthogonal to each other by patterning, and has a desired angle with respect to the magnetic field vector of the bias magnetic field of the magnet 3. Are arranged as follows. The arrangement of the magnetoresistive elements and the principle of detection of the rotational speed and direction of rotation of the rotating body by the magnetoresistive elements are disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 13-153683, etc., and will not be described here.
[0031]
Then, the lead frame 11 on which the IC chip 10 is mounted is fixed in a cavity of a mold (not shown), and the first mold resin 12 is injected into the cavity to form the mold IC2. At this time, the first mold resin 12 covers the entire IC chip 10 and a part of the lead frame 11 (at least the connection portion with the terminal 5 is not covered).
[0032]
After forming the mold IC2, as shown in FIG. 2A, the terminal 5 is mechanically and electrically connected to one end of the lead frame 11 not covered with the first mold resin 12 by, for example, welding. As a result, the IC chip 10 (not shown) is electrically connected to the terminal 5 via the lead frame 11. The terminal 5 is formed, for example, by punching a metal plate such as Cu into a predetermined shape, and the three legs of the terminal 5 shown in FIG. 2A are respectively an output terminal, a power supply terminal, and a GND terminal. It is.
[0033]
When the terminal 5 is thus connected to the lead frame 11 of the mold IC 2, the magnet 3 is subsequently mounted on the mold IC 2 to form the detection unit 4.
[0034]
As shown in FIG. 2B, the magnet 3 has a substantially cylindrical shape, for example, and has a through hole 13 into which the mold IC 2 can be inserted. Then, the mold IC 2 is inserted into the through hole 13 from the mounting side (non-terminal connection side) of the IC chip 10. At this time, the cross-section of the through-hole 13 of the magnet 3 corresponds to the outer shape of the mold IC 2 and is slightly larger, so that the magnet 3 can move the mold IC 2 only in the direction along the through-hole 13. In this way, the magnet 3 is mounted on the mold IC 2 and the detection unit 4 is formed as shown in FIG. Note that the attachment of the magnet 3 to the mold IC 2 may be performed before the terminal 5 is connected to the lead frame 11 of the mold IC 2.
[0035]
The detection unit 4 connected to the terminal 5 formed through the above steps is placed in a cavity of a molding die (not shown), and positioned and fixed by a holding pin, and the second part made of PPS or the like is placed in the cavity. Mold resin 6 is injected. Then, the rotation detection magnetic sensor 1 shown in FIG. 1 is formed by retracting the holding pin before or after the second mold resin 6 is injected.
[0036]
At this time, as described above, the mold IC 2 can move in the direction along the through hole 13 with respect to the magnet 3. Therefore, for example, when the holding pin is retracted, one of the mold IC 2 and the magnet 3 is displaced with respect to the other, and the direction of the magnetic field vector of the bias magnetic field of the magnet 3 in the magnetoresistive element of the mold IC 2 may be displaced. is there.
[0037]
Here, for example, four magnetoresistive elements are formed on the IC chip 10, and these magnetoresistive elements are combined as shown in FIG. 3 to form a bridge circuit. In this bridge circuit, if the midpoint voltages of the two sets of half-bridge circuits are MoA and MoB, the rotation speed and rotation direction of the subject are detected from the output characteristics of the midpoint voltages MoA and MoB. The midpoint voltages MoA and MoB are ideally designed so that the magnetoresistive element has a predetermined pattern so that, for example, the midpoint voltage difference (sensor output offset) is substantially zero in the initial state where the subject is not rotating. The magnet 3 is positioned with respect to the IC chip 10.
[0038]
However, as described above, when a misalignment occurs between the mold IC 2 and the magnet 3 when the second mold resin 6 is injected, the bias magnetic field received by the magnetoresistive element from the magnet 3 changes, and the magnetoresistive element This means that the magnetic field vector has a different direction from the state without positional deviation. Accordingly, the resistance value of the magnetoresistive element changes, and the offset of the sensor output changes from a state without any positional deviation. Therefore, when the subject is measured in this state, the accurate rotational speed or the like is detected. I can't.
[0039]
However, the rotation detection magnetic sensor 1 according to the present embodiment covers and protects the detection unit 4 and the terminal 5 when the second mold resin 6 is injected, and at a desired position of the second mold resin 6 as shown in FIG. The recess 15 shown in FIG. In addition, it is preferable that the recessed part 15 is provided in the position as close to the detection part 4 (magnetoresistive element) as possible in the range which can ensure the insulation of the detection part 4 and the terminal 5. FIG. Thereby, the magnetic field adjustment member to be described later can effectively act to adjust the direction of the magnetic field vector in the magnetoresistive element.
[0040]
Next, after the secondary molding by the second molding resin 6 is completed, the offset value of the sensor output described above is measured. Thereby, the deviation between the mold IC 2 and the magnet 3, that is, the deviation of the magnetic field vector in the magnetoresistive element is confirmed.
[0041]
When the offset adjustment is necessary, the magnetic field adjusting member 16 made of a permanent magnet such as a ferrite magnet or a rare earth magnet is positioned and fixed at a desired position in the recess 15 so that the deviation of the offset value is within an allowable range. It is adjusted to become the state.
[0042]
Therefore, the rotation detection magnetic sensor 1 in the present embodiment can adjust the offset of the sensor output by arranging the magnetic field adjustment member 16 in the recess 15 provided in the second mold resin 6. There is no need to arrange a circuit CMOS chip or the like, and the size of the sensor can be reduced.
[0043]
Next, a method for adjusting the direction of the magnetic field vector in the magnetoresistive element will be described with reference to FIGS. FIG. 4A is a schematic diagram in the case where there is no displacement between the mold IC 2 and the magnet 3, and FIG. 4B is a displacement of the mold IC 2 with respect to (a). It is a schematic diagram which shows an example. 4A and 4B both show the state after the second mold resin 6 is injected, the mold resin 6, the terminal 5 and the lead frame 11 are omitted for convenience.
[0044]
As shown in FIG. 4A, the mold IC 2 on which the IC chip 10 having a magnetoresistive element is mounted is inserted into the through hole 13 of the magnet 3, and the IC chip 10 and the magnet 3 maintain a desired positional relationship. It is installed. At this time, the magnetoresistive element is disposed at the reference position indicated by the broken line in FIG. 4A, and the magnetic field vector of the bias magnetic field (the elliptical arrow in FIG. 4A) that the magnetoresistive element receives from the magnet 3. Has a direction indicated by a one-dot chain line arrow.
[0045]
On the other hand, as shown in FIG. 4B, when the mold IC 2 is displaced from the magnet 3 (below the broken line indicating the reference position in FIG. 4B), the magnetoresistive element receives. The magnetic field vector of the bias magnetic field is in the direction indicated by the solid line arrow that is closer to the direction along the through hole 13 than the one-dot chain line arrow in FIG. Accordingly, the magnetic field vector (dotted line arrow) is shifted from the direction in which there is no positional shift, so that the resistance value of the magnetoresistive element changes, and it is necessary to adjust the offset of the sensor output as described above.
[0046]
Therefore, as shown in FIG. 4 (b), a magnetic field vector (a two-dot chain line arrow in FIG. 4 (b)) having a direction that is more angled than the one-dot chain line arrow in the direction along the through hole 13 is magnetoresistive. A magnetic field adjusting member 16 that can be applied to the element is disposed. Thus, by adding the magnetic field adjustment member 16, the direction of the magnetic field vector in the magnetoresistive element is changed to a solid arrow in FIG. 4B by combining both the magnetic field vectors of the bias magnetic field of the magnet 3 and the magnetic field of the magnetic field adjustment member 16. The direction of the mold IC 2 can be brought closer to the direction of the one-dot chain line arrow that is not displaced with respect to the magnet 3.
[0047]
Therefore, the rotation detection sensor 1 according to the present embodiment disposes the magnetic field adjusting member 16 in the concave portion 15 formed in the second mold resin 6, thereby causing a positional deviation between the mold IC 2 and the magnet 3. It is possible to adjust the deviation of the direction of the magnetic field vector in the generated magnetoresistive element. That is, by arranging the magnetic field adjustment member 16 according to the offset value, the offset adjustment of the sensor output can be easily performed.
[0048]
In this embodiment, FIG. 4B shows an example in which the mold IC 2 is displaced with respect to the magnet 3 below the broken line indicating the reference position. However, when the mold IC 2 is displaced relative to the magnet 3 above the broken line indicating the reference position, the magnetic field vector of the bias magnetic field received by the magnetoresistive element is in a direction along the through hole 13 rather than the one-dot chain line arrow. It will have an open angle to it. In this case, the magnetic field adjustment member 16 capable of giving the magnetoresistive element a magnetic field vector (magnetic field stronger than that in FIG. 4B) having a direction closer to the direction along the through hole 13 than the one-dot chain line arrow is disposed. Thus, the deviation of the direction of the magnetic field vector in the magnetoresistive element can be adjusted.
[0049]
As a method for adjusting the direction of the magnetic field vector, several types of magnetic field adjusting members 16 having different magnetism are prepared in advance, and the sensor output offset is measured in a state where the magnetic field adjusting member 16 is actually disposed in the recess 15. Thus, the optimum magnetic field adjustment member 16 may be selected and fixed to the inner wall of the recess 15 with an adhesive or the like.
[0050]
In addition, various offset value data of sensor outputs before and after the magnetic field adjustment member 16 is arranged are acquired in advance, and the desired magnetic field adjustment member 16 is selected by comparing the offset value with the data, and is arranged and fixed in the recess 15. Also good.
[0051]
Further, in the present embodiment, the mold IC 2 is inserted into the through hole 13 of the magnet 3 and can be moved only in the direction along the through hole 13. That is, the mold IC 2 and the magnet 3 can be displaced in only one direction. However, the positional relationship between the mold IC 2 and the magnet 3 may be other than that. The rotation detection sensor 1 in the present embodiment can adjust the offset of the sensor output even after secondary molding. Therefore, offset adjustment can be performed while the magnetic field adjustment member 16 is disposed in the recess 15.
[0052]
Moreover, the example which uses a ferrite magnet, a rare earth magnet, etc. was shown as the magnetic field adjustment member 16 in this Embodiment. However, ferromagnetic materials such as Fe, Ni, and Co may be used, and among them, it is preferable to use a hard magnetic material. Other than that, any element that can change the magnetic field vector in the magnetoresistive element can be used.
[0053]
Further, in the present embodiment, an example in which the misalignment between the mold resin 2 and the magnet 3 occurs when the second mold resin 6 is injected is shown. However, it is needless to say that the rotation detection magnetic sensor 1 according to the present invention can be applied even when a positional deviation occurs between the mold resin 2 and the magnet 3 due to other factors.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a rotation detection magnetic sensor according to the present invention.
FIG. 2 is a supplementary diagram for explaining a manufacturing process of a rotation detection magnetic sensor, where (a) is a state where a terminal is connected to a mold IC, (b) is a magnet, and (c) is a magnet attached to the mold IC. Shows the state.
FIG. 3 is a diagram for explaining an offset of a sensor output.
FIGS. 4A and 4B are schematic diagrams for explaining adjustment of a magnetic field vector in a magnetoresistive element, in which FIG. 4A shows a state in which there is no misalignment between the mold IC and the magnet, and FIG. Indicates the state.
[Explanation of symbols]
1 ... rotation detection magnetic sensor,
2 ... Mold IC,
3 ... Magnet,
6 ... Second mold resin,
10 ... IC chip,
15 ... recess,
16: Magnetic field adjusting member,

Claims (4)

リードフレーム上に搭載されるＩＣチップと前記リードフレームの一部とを第一のモールド樹脂により一次モールドしたモールドＩＣと、
当該モールドＩＣに装着され、前記ＩＣチップに内蔵される磁気抵抗素子にバイアス磁界を与える磁石と、
前記リードフレームに接続されるターミナルと、
前記モールドＩＣと前記ターミナルの一部とを二次モールドする第二のモールド樹脂とを備え、
前記磁気抵抗素子の抵抗値変化から被検体の回転数或いは回転方向を検出する回転検出磁気センサにおいて、
前記第二のモールド樹脂は、所望の位置に凹部を有し、当該凹部内に、前記磁気抵抗素子における磁場ベクトルの向きを調整する磁場調整部材を備えることを特徴とする回転検出磁気センサ。A mold IC in which an IC chip mounted on a lead frame and a part of the lead frame are primarily molded with a first mold resin;
A magnet that is mounted on the mold IC and applies a bias magnetic field to the magnetoresistive element built in the IC chip;
A terminal connected to the lead frame;
A second mold resin that secondarily molds the mold IC and a part of the terminal;
In the rotation detection magnetic sensor for detecting the rotation speed or rotation direction of the subject from the resistance value change of the magnetoresistive element,
The rotation detecting magnetic sensor, wherein the second mold resin has a concave portion at a desired position, and a magnetic field adjusting member for adjusting a direction of a magnetic field vector in the magnetoresistive element is provided in the concave portion. 前記磁場調整部材は、永久磁石若しくは強磁性体であることを特徴とする請求項１に記載の回転検出磁気センサ。The rotation detection magnetic sensor according to claim 1, wherein the magnetic field adjustment member is a permanent magnet or a ferromagnetic material. 前記磁石は、前記モールドＩＣを一方向にのみ移動可能な貫通孔を有し、当該貫通孔内に前記モールドＩＣを挿入した状態で二次モールドされることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の回転検出磁気センサ。The said magnet has a through-hole which can move the said mold IC only to one direction, and is secondary-molded in the state which inserted the said mold IC in the said through-hole. The rotation detection magnetic sensor according to 2. 磁気抵抗素子を内蔵するＩＣチップを搭載したリードフレームの一部と前記ＩＣチップとを第一のモールド樹脂により一次モールドし、モールドＩＣを形成する工程と、
前記第一のモールド樹脂によりモールドされていないリードフレームの一端に、ターミナルを接続する工程と、
前記ＩＣチップに内蔵される磁気抵抗素子にバイアス磁界を与える磁石を前記モールドＩＣに装着してなる検出部を形成する工程と、
前記ターミナルが接続された検出部を、第二のモールド樹脂により二次モールドするとともに、当該第二のモールド樹脂の所望の位置に凹部を形成する工程と、
二次モールド完了後、前記磁気抵抗素子の抵抗値変化に応じたセンサ出力のオフセットを確認する工程と、
前記オフセットの値に応じて、前記凹部内の所望の位置に前記磁気抵抗素子における磁場ベクトルの向きを調整する磁場調整部材を位置決め固定する工程とを備えることを特徴とする回転検出磁気センサの製造方法。A step of first molding a part of a lead frame on which an IC chip containing a magnetoresistive element is mounted and the IC chip with a first molding resin to form a mold IC;
Connecting a terminal to one end of the lead frame not molded by the first molding resin;
Forming a detection unit formed by mounting a magnet that applies a bias magnetic field to the magnetoresistive element built in the IC chip on the mold IC; and
Secondly molding the detection unit connected to the terminal with a second mold resin, and forming a recess at a desired position of the second mold resin;
After the secondary molding is completed, a step of checking the offset of the sensor output according to the change in the resistance value of the magnetoresistive element;
And a step of positioning and fixing a magnetic field adjusting member that adjusts the direction of the magnetic field vector in the magnetoresistive element at a desired position in the recess according to the offset value. Method.

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