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JP2019215311A - Magnetic sensor - Google Patents

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JP2019215311A
JP2019215311A JP2018215374A JP2018215374A JP2019215311A JP 2019215311 A JP2019215311 A JP 2019215311A JP 2018215374 A JP2018215374 A JP 2018215374A JP 2018215374 A JP2018215374 A JP 2018215374A JP 2019215311 A JP2019215311 A JP 2019215311A
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Abstract

To provide a magnetic sensor having a structure in which external force applied to a magnetism collecting member is hardly transmitted to an element forming surface of a sensor chip.SOLUTION: A magnetic sensor includes a sensor chip 20 and a magnetism collecting member 30 mounted on a main surface 11 of a circuit board 10. The sensor chip 20 has an element forming surface 25 on which magnetic sensitive elements R1 and R2 are formed, and side surfaces 21 to 24 perpendicular to the main surface 11 of the circuit board 10. The magnetism collecting member 30 includes a first and a second sections 31,32 covering the side surfaces 21,22 of the sensor chip respectively, and a third section 33 connecting the first section 31 and the second section 32. According to the present invention, since the magnetism collecting member 30 has a structure not in contact with the element forming surface 25 of the sensor chip 20, even if an external force is applied to the magnetism collecting member 30, it is not transmitted to the element forming surface 25 of the sensor chip 20.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は磁気センサに関し、特に、センサチップに磁束を集めるための集磁部材を備えた磁気センサに関する。   The present invention relates to a magnetic sensor, and more particularly, to a magnetic sensor having a magnetic flux collecting member for collecting magnetic flux on a sensor chip.

磁気センサの中には、センサチップに磁束を集めるための集磁部材を備えた磁気センサが存在する。例えば、特許文献1の図5には、基板に搭載されたセンサチップと、センサチップの素子形成面上に配置された集磁部材を備えた磁気センサが開示されている。特許文献1に記載された集磁部材は、基板に対して垂直な方向の磁束を集めるとともに、磁束の向きを変えて磁束に水平方向成分を持たせ、磁束の水平方向成分を感磁素子によって検出することにより、基板に対して垂直な方向の磁束を検出している。   Among magnetic sensors, there is a magnetic sensor provided with a magnetic flux collecting member for collecting magnetic flux on a sensor chip. For example, FIG. 5 of Patent Document 1 discloses a magnetic sensor including a sensor chip mounted on a substrate and a magnetic flux collecting member arranged on an element forming surface of the sensor chip. The magnetic flux collecting member described in Patent Literature 1 collects magnetic flux in a direction perpendicular to the substrate, and changes the direction of the magnetic flux so that the magnetic flux has a horizontal component. By detecting, the magnetic flux in the direction perpendicular to the substrate is detected.

特許第5500785号公報Japanese Patent No. 5500785

しかしながら、特許文献1に記載された磁気センサは、集磁部材がセンサチップの素子形成面上に配置されていることから、集磁部材に外力が加わると、センサチップの素子形成面にストレスがかかる可能性があった。   However, in the magnetic sensor described in Patent Literature 1, since the magnetic flux collecting member is arranged on the element forming surface of the sensor chip, when an external force is applied to the magnetic flux collecting member, stress is applied to the element forming surface of the sensor chip. There was such a possibility.

したがって、集磁部材に加わる外力がセンサチップの素子形成面に伝わりにくい構造を有する磁気センサを提供することを目的とする。   Therefore, an object of the present invention is to provide a magnetic sensor having a structure in which an external force applied to the magnetic flux collecting member is not easily transmitted to the element forming surface of the sensor chip.

本発明による磁気センサは、回路基板と、回路基板の主面に搭載されたセンサチップ及び集磁部材とを備え、センサチップは、感磁素子が形成され、回路基板の主面と平行な素子形成面を有し、集磁部材は、センサチップの素子形成面と接することなく回路基板の主面に搭載されているとともに、回路基板の主面に対して垂直な方向から見て、センサチップを基準として互いに反対側に位置する第1及び第2の部分と、第1の部分と第2の部分を接続する第3の部分とを有することを特徴とする。   The magnetic sensor according to the present invention includes a circuit board, a sensor chip and a magnetic flux collecting member mounted on a main surface of the circuit board, and the sensor chip has an element formed with a magnetically sensitive element and parallel to the main surface of the circuit board. The magnetic flux collecting member is mounted on the main surface of the circuit board without contacting the element forming surface of the sensor chip, and the sensor chip is viewed from a direction perpendicular to the main surface of the circuit board. And a third portion connecting the first portion and the second portion, the first portion and the second portion being located on opposite sides of the first portion.

本発明によれば、集磁部材がセンサチップの素子形成面と接しない構造を有していることから、仮に集磁部材に外力が加わったとしても、これがセンサチップの素子形成面に伝わることがない。しかも、集磁部材は、第1の部分と第2の部分を接続する第3の部分を有していることから、所定の方向の磁束を集め、これをセンサチップ上の感磁素子に印加することが可能となる。   According to the present invention, since the magnetic flux collecting member has a structure not in contact with the element forming surface of the sensor chip, even if an external force is applied to the magnetic flux collecting member, this is transmitted to the element forming surface of the sensor chip. There is no. Moreover, since the magnetic flux collecting member has the third portion connecting the first portion and the second portion, the magnetic flux in a predetermined direction is collected and applied to the magneto-sensitive element on the sensor chip. It is possible to do.

本発明において、センサチップは、回路基板の主面に対して垂直であり、互いに平行な第1及び第2の側面をさらに有し、集磁部材の第1及び第2の部分は、センサチップの第1及び第2の側面をそれぞれ覆っても構わない。これによれば、素子形成面のうち第1の側面に近い部分と第2の側面に近い部分に対し、互いに逆方向の磁界成分を与えることが可能となる。   In the present invention, the sensor chip further has first and second side surfaces that are perpendicular to the main surface of the circuit board and are parallel to each other, and the first and second portions of the magnetic flux collecting member include the sensor chip. May be respectively covered. According to this, it is possible to apply magnetic field components in directions opposite to each other to a portion near the first side surface and a portion near the second side surface of the element formation surface.

本発明において、センサチップは、回路基板の主面に対して垂直であり、第1及び第2の側面に対して垂直な第3の側面をさらに有し、集磁部材の第3の部分は、センサチップの第3の側面を覆っても構わない。これによれば、回路基板の主面に平行な方向の磁束を集め、これをセンサチップ上の感磁素子に印加することが可能となる。   In the present invention, the sensor chip further has a third side surface perpendicular to the main surface of the circuit board and perpendicular to the first and second side surfaces, and the third portion of the magnetic flux collecting member is Alternatively, the third side of the sensor chip may be covered. According to this, it is possible to collect the magnetic flux in the direction parallel to the main surface of the circuit board and apply this to the magneto-sensitive element on the sensor chip.

本発明において、集磁部材の第3の部分は、センサチップの第1及び第2の側面に対して垂直な方向における長さよりも、センサチップの第1及び第2の側面と平行な方向における長さの方が長くても構わない。これによれば、センサチップの第1及び第2の側面と平行な方向の磁束に対する検出感度を高めることが可能となる。   In the present invention, the third portion of the magnetic flux collecting member is longer in a direction parallel to the first and second side surfaces of the sensor chip than in a direction perpendicular to the first and second side surfaces of the sensor chip. The length can be longer. According to this, it is possible to increase the detection sensitivity to magnetic flux in a direction parallel to the first and second side surfaces of the sensor chip.

本発明において、集磁部材の第3の部分は、センサチップの第1及び第2の側面と平行な方向における長さよりも、センサチップの第1及び第2の側面に対して垂直な方向における長さの方が長くても構わない。これによれば、集磁部材による磁束の集磁範囲を拡大することが可能となる。   In the present invention, the third portion of the magnetic flux collecting member is longer in a direction perpendicular to the first and second side surfaces of the sensor chip than in a direction parallel to the first and second side surfaces of the sensor chip. The length can be longer. According to this, it is possible to expand the magnetic flux collection range of the magnetic flux by the magnetic flux collecting member.

本発明において、センサチップの素子形成面上には、感磁素子に隣接する磁性体層が設けられていても構わない。これによれば、感磁素子に印加される磁束の密度が高まることから、より高い検出感度を得ることが可能となる。   In the present invention, a magnetic layer adjacent to the magneto-sensitive element may be provided on the element forming surface of the sensor chip. According to this, since the density of the magnetic flux applied to the magneto-sensitive element increases, higher detection sensitivity can be obtained.

本発明において、集磁部材は、単一の磁性材料からなるものであっても構わない。これによれば、集磁部材の製造コストを削減することが可能となる。この場合、回路基板の主面を基準とした集磁部材の厚さは、回路基板の主面を基準としたセンサチップの厚さよりも厚くても構わない。これによれば、集磁部材によって集めた磁束を効率よく感磁素子に印加することが可能となる。   In the present invention, the magnetic flux collecting member may be made of a single magnetic material. According to this, it is possible to reduce the manufacturing cost of the magnetic flux collecting member. In this case, the thickness of the magnetic flux collecting member based on the main surface of the circuit board may be larger than the thickness of the sensor chip based on the main surface of the circuit board. According to this, the magnetic flux collected by the magnetic flux collecting member can be efficiently applied to the magneto-sensitive element.

本発明において、集磁部材は、磁性材料からなる磁性部と非磁性材料からなる非磁性部とを含み、非磁性部は、回路基板の主面と磁性部の間に位置し、回路基板の主面を基準とした感磁素子の高さは、回路基板の主面を基準とした磁性部の下面の高さと上面の高さの間に位置するものであっても構わない。これによれば、金属磁性体など薄型の磁性部を用いることが可能となる。   In the present invention, the magnetic flux collecting member includes a magnetic portion made of a magnetic material and a non-magnetic portion made of a non-magnetic material, the non-magnetic portion being located between the main surface of the circuit board and the magnetic portion, The height of the magnetic sensing element with respect to the main surface may be located between the height of the lower surface and the height of the upper surface of the magnetic unit with respect to the main surface of the circuit board. According to this, a thin magnetic portion such as a metal magnetic material can be used.

本発明において、センサチップは、素子形成面が回路基板の主面と向かい合うように搭載されていても構わない。これによれば、センサチップの素子形成面が露出しないことから、感磁素子を保護することが可能となる。この場合、回路基板の主面を基準とした集磁部材の厚さは、回路基板の主面を基準としたセンサチップの厚さよりも薄くても構わない。これによれば、集磁部材によって集めた磁束を効率よく感磁素子に印加することが可能となる。   In the present invention, the sensor chip may be mounted so that the element formation surface faces the main surface of the circuit board. According to this, since the element forming surface of the sensor chip is not exposed, it is possible to protect the magneto-sensitive element. In this case, the thickness of the magnetic flux collecting member based on the main surface of the circuit board may be smaller than the thickness of the sensor chip based on the main surface of the circuit board. According to this, the magnetic flux collected by the magnetic flux collecting member can be efficiently applied to the magneto-sensitive element.

本発明において、集磁部材の第3の部分は、センサチップの素子形成面を覆っても構わない。これによれば、回路基板の主面に対して垂直な方向の磁束を集め、これをセンサチップ上の感磁素子に印加することが可能となる。   In the present invention, the third portion of the magnetic flux collecting member may cover the element forming surface of the sensor chip. According to this, it is possible to collect the magnetic flux in the direction perpendicular to the main surface of the circuit board and apply this to the magneto-sensitive element on the sensor chip.

本発明において、センサチップは、回路基板の主面に対して垂直であり、互いに平行な第1及び第2の側面をさらに有し、集磁部材の第1及び第2の部分は、センサチップの第1及び第2の側面をそれぞれ覆い、集磁部材の第1及び第2の部分の間隔は、第3の部分に近い根元部分において狭くなる段差形状を有するものであっても構わない。これによれば、集磁部材を単一の磁性材料を用いて作製することが可能となる。   In the present invention, the sensor chip further has first and second side surfaces that are perpendicular to the main surface of the circuit board and are parallel to each other, and the first and second portions of the magnetic flux collecting member include the sensor chip. And the gap between the first and second portions of the magnetic flux collecting member may have a stepped shape that becomes narrower at a root portion near the third portion. According to this, the magnetic flux collecting member can be manufactured using a single magnetic material.

本発明において、センサチップは、回路基板の主面に対して垂直であり、互いに平行な第1及び第2の側面をさらに有し、集磁部材は、磁性材料からなる磁性部と非磁性材料からなる第1及び第2の非磁性部とを含み、集磁部材の第1及び第2の非磁性部は、センサチップの第1及び第2の側面をそれぞれ覆うものであっても構わない。これによれば、高さの異なるセンサチップを用いる場合であっても、磁性部の形状を設計変更する必要がなくなる。   In the present invention, the sensor chip further has first and second side surfaces that are perpendicular to the main surface of the circuit board and are parallel to each other, and the magnetic flux collecting member includes a magnetic part made of a magnetic material and a nonmagnetic material. And a first and second non-magnetic portion of the magnetic flux collecting member may cover the first and second side surfaces of the sensor chip, respectively. . According to this, even when the sensor chips having different heights are used, it is not necessary to change the design of the shape of the magnetic part.

本発明において、集磁部材は単一の磁性材料からなり、センサチップは、素子形成面が回路基板の主面と向かい合うように搭載されていても構わない。これによれば、センサチップの素子形成面が露出しないことから、感磁素子を保護することが可能となる。   In the present invention, the magnetic flux collecting member may be made of a single magnetic material, and the sensor chip may be mounted such that the element forming surface faces the main surface of the circuit board. According to this, since the element forming surface of the sensor chip is not exposed, it is possible to protect the magneto-sensitive element.

本発明による磁気センサは、集磁部材の第3の部分に巻回された補償コイルをさらに備えるものであっても構わない。これによれば、集磁部材に取り込まれた磁束を補償コイルによって打ち消すことができることから、集磁部材の磁気飽和を防止することが可能となる。   The magnetic sensor according to the present invention may further include a compensation coil wound around the third portion of the magnetic flux collecting member. According to this, since the magnetic flux taken into the magnetic flux collecting member can be canceled by the compensation coil, it is possible to prevent magnetic saturation of the magnetic flux collecting member.

このように、本発明によれば、回路基板の主面に平行な方向の磁束を検出する磁気センサにおいて、集磁部材に加わる外力がセンサチップの素子形成面に伝わりにくい構造とすることが可能となる。   As described above, according to the present invention, in a magnetic sensor that detects magnetic flux in a direction parallel to the main surface of the circuit board, it is possible to adopt a structure in which external force applied to the magnetic flux collecting member is not easily transmitted to the element forming surface of the sensor chip. It becomes.

図1は、本発明の第1の実施形態による磁気センサ1の構造を説明するための模式的な斜視図である。FIG. 1 is a schematic perspective view for explaining the structure of the magnetic sensor 1 according to the first embodiment of the present invention. 図2は、磁気センサ1をy方向から見た略側面図である。FIG. 2 is a schematic side view of the magnetic sensor 1 as viewed from the y direction. 図3は、磁束φの流れを説明するための模式図である。FIG. 3 is a schematic diagram for explaining the flow of the magnetic flux φ. 図4は、感磁素子R1,R2の接続関係を示す回路図である。FIG. 4 is a circuit diagram showing a connection relationship between the magneto-sensitive elements R1 and R2. 図5は、磁気センサ1を紙幣センサ40に応用した例を示す模式的な透視斜視図である。FIG. 5 is a schematic perspective view showing an example in which the magnetic sensor 1 is applied to the bill sensor 40. 図6は、第1の変形例によるセンサチップ20Aの素子形成面25の構造を示す略平面図である。FIG. 6 is a schematic plan view showing the structure of the element forming surface 25 of the sensor chip 20A according to the first modification. 図7は、第2の変形例によるセンサチップ20Bの素子形成面25の構造を示す略平面図である。FIG. 7 is a schematic plan view showing the structure of the element formation surface 25 of the sensor chip 20B according to the second modification. 図8は、第1の変形例による集磁部材30Aの形状を示す平面図である。FIG. 8 is a plan view showing the shape of the magnetic flux collecting member 30A according to the first modification. 図9は、第2の変形例による集磁部材30Bの形状を示す平面図である。FIG. 9 is a plan view showing the shape of a magnetic flux collecting member 30B according to a second modification. 図10は、本発明の第2の実施形態による磁気センサ2の構造を説明するための模式的な斜視図である。FIG. 10 is a schematic perspective view for explaining the structure of the magnetic sensor 2 according to the second embodiment of the present invention. 図11は、本発明の第3の実施形態による磁気センサ3の構造を説明するための模式的な斜視図である。FIG. 11 is a schematic perspective view for explaining the structure of the magnetic sensor 3 according to the third embodiment of the present invention. 図12は、本発明の第4の実施形態による磁気センサ4の構造を説明するための模式的な斜視図である。FIG. 12 is a schematic perspective view for explaining the structure of the magnetic sensor 4 according to the fourth embodiment of the present invention. 図13は、磁気センサ4をy方向から見た略側面図である。FIG. 13 is a schematic side view of the magnetic sensor 4 as viewed from the y direction. 図14は、本発明の第5の実施形態による磁気センサ5の構造を説明するための模式的な斜視図である。FIG. 14 is a schematic perspective view for explaining the structure of the magnetic sensor 5 according to the fifth embodiment of the present invention. 図15は、本発明の第6の実施形態による磁気センサ6の構造を説明するための模式的な斜視図である。FIG. 15 is a schematic perspective view for explaining the structure of the magnetic sensor 6 according to the sixth embodiment of the present invention. 図16は、本発明の第7の実施形態による磁気センサ7の構造を説明するための模式的な斜視図である。FIG. 16 is a schematic perspective view for explaining the structure of the magnetic sensor 7 according to the seventh embodiment of the present invention. 図17は、磁気センサ7をy方向から見た略側面図である。FIG. 17 is a schematic side view of the magnetic sensor 7 as viewed from the y direction. 図18は、本発明の第8の実施形態による磁気センサ68の構造を説明するための模式的な斜視図である。FIG. 18 is a schematic perspective view for explaining the structure of a magnetic sensor 68 according to the eighth embodiment of the present invention. 図19は、磁気センサ68をy方向から見た略側面図である。FIG. 19 is a schematic side view of the magnetic sensor 68 as viewed from the y direction. 図20は、本発明の第9の実施形態による磁気センサ69の構造を説明するための模式的な斜視図である。FIG. 20 is a schematic perspective view for explaining the structure of the magnetic sensor 69 according to the ninth embodiment of the present invention. 図21は、磁気センサ69をy方向から見た略側面図である。FIG. 21 is a schematic side view of the magnetic sensor 69 viewed from the y direction. 図22は、本発明の第10の実施形態による磁気センサ70の構造を説明するための模式的な斜視図である。FIG. 22 is a schematic perspective view for explaining the structure of the magnetic sensor 70 according to the tenth embodiment of the present invention. 図23は、磁気センサ70をy方向から見た略側面図である。FIG. 23 is a schematic side view of the magnetic sensor 70 as viewed from the y direction. 図24は、本発明の第11の実施形態による磁気センサ71の構造を説明するための模式的な斜視図である。FIG. 24 is a schematic perspective view for explaining the structure of the magnetic sensor 71 according to the eleventh embodiment of the present invention. 図25は、感磁素子R1〜R4と補償コイルCの接続関係を説明するための回路図である。FIG. 25 is a circuit diagram for explaining the connection relationship between the magnetic sensing elements R1 to R4 and the compensation coil C. 図26は、本発明の第12の実施形態による磁気センサ72の構造を説明するための模式的な斜視図である。FIG. 26 is a schematic perspective view for explaining the structure of the magnetic sensor 72 according to the twelfth embodiment of the present invention. 図27は、磁気センサ72をy方向から見た略側面図である。FIG. 27 is a schematic side view of the magnetic sensor 72 viewed from the y direction. 図28は、本発明の第13の実施形態による磁気センサ73の構造を説明するための模式的な斜視図である。FIG. 28 is a schematic perspective view for explaining the structure of the magnetic sensor 73 according to the thirteenth embodiment of the present invention. 図29は、磁気センサ73をy方向から見た略側面図である。FIG. 29 is a schematic side view of the magnetic sensor 73 viewed from the y direction.

以下、添付図面を参照しながら、本発明の好ましい実施形態について詳細に説明する。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

<第1の実施形態>
図1は、本発明の第1の実施形態による磁気センサ1の構造を説明するための模式的な斜視図である。
<First embodiment>
FIG. 1 is a schematic perspective view for explaining the structure of the magnetic sensor 1 according to the first embodiment of the present invention.

図1に示すように、第1の実施形態による磁気センサ1は、xy面を主面11とする回路基板10と、回路基板10の主面11に搭載されたセンサチップ20及び集磁部材30とを備える。センサチップ20は、yz面を構成する側面21,22と、xz面を構成する側面23,24と、xy面を構成する素子形成面25及び裏面26とを有しており、裏面26が回路基板10の主面11と向かい合うよう、回路基板10に搭載されている。センサチップ20の固定は、回路基板10とセンサチップ20の裏面26の間に接着剤を塗布することにより行うことができる。また、センサチップ20と回路基板10の電気的接続は、図示しないボンディングワイヤなどを用いて行うことができる。   As shown in FIG. 1, a magnetic sensor 1 according to the first embodiment includes a circuit board 10 having an xy plane as a main surface 11, a sensor chip 20 mounted on the main surface 11 of the circuit board 10, and a magnetic flux collecting member 30. And The sensor chip 20 has side surfaces 21 and 22 forming a yz surface, side surfaces 23 and 24 forming an xz surface, an element forming surface 25 and a back surface 26 forming an xy surface, and the back surface 26 is a circuit. It is mounted on the circuit board 10 so as to face the main surface 11 of the board 10. The fixing of the sensor chip 20 can be performed by applying an adhesive between the circuit board 10 and the back surface 26 of the sensor chip 20. Further, the electrical connection between the sensor chip 20 and the circuit board 10 can be performed using a bonding wire (not shown) or the like.

素子形成面25には、2つの感磁素子R1,R2が形成されている。感磁素子R1,R2としては、磁界の向き及び強さに応じて抵抗値が変化する磁気抵抗素子を用いることができる。このうち、感磁素子R1は側面21の近傍に配置され、感磁素子R2は側面22の近傍に配置されている。   On the element forming surface 25, two magneto-sensitive elements R1 and R2 are formed. As the magneto-sensitive elements R1 and R2, a magneto-resistive element whose resistance value changes according to the direction and strength of the magnetic field can be used. Among them, the magneto-sensitive element R1 is arranged near the side face 21 and the magneto-sensitive element R2 is arranged near the side face 22.

集磁部材30は、フェライトなどの単一の磁性材料からなるブロックであり、センサチップ20の側面21,22をそれぞれ覆う第1及び第2の部分31,32と、第1の部分31と第2の部分32を接続する第3の部分33を有している。集磁部材30の第1及び第2の部分31,32は、y方向から見て、センサチップ20を基準として互いに反対側に位置する。図1に示す例では、集磁部材30の第1及び第2の部分31,32がセンサチップ20の側面21,22の一部をそれぞれ覆っているが、センサチップ20の側面21,22を完全に覆う形状であっても構わない。また、センサチップ20の側面23は、集磁部材30の第3の部分33によって完全に覆われている。   The magnetic flux collecting member 30 is a block made of a single magnetic material such as ferrite, and includes first and second portions 31 and 32 that cover the side surfaces 21 and 22 of the sensor chip 20, respectively, and a first portion 31 and a second portion. It has a third portion 33 connecting the two portions 32. The first and second portions 31 and 32 of the magnetic flux collecting member 30 are located on opposite sides with respect to the sensor chip 20 as viewed from the y direction. In the example shown in FIG. 1, the first and second portions 31 and 32 of the magnetic flux collecting member 30 respectively cover a part of the side surfaces 21 and 22 of the sensor chip 20. The shape may be completely covered. The side surface 23 of the sensor chip 20 is completely covered by the third portion 33 of the magnetic flux collecting member 30.

集磁部材30は、第3の部分33によってy方向の磁束を集め、これを第1及び第2の部分31,32に分配する役割を果たす。y方向から見た略側面図である図2に示すように、集磁部材30のz方向における厚さH1は、センサチップ20のz方向における厚さH2よりも厚く、これにより、y方向から見て感磁素子R1,R2と集磁部材30が重なりを有している。   The magnetic flux collecting member 30 has a function of collecting the magnetic flux in the y direction by the third portion 33 and distributing the magnetic flux to the first and second portions 31 and 32. As shown in FIG. 2 which is a schematic side view as viewed from the y direction, the thickness H1 of the magnetic flux collecting member 30 in the z direction is greater than the thickness H2 of the sensor chip 20 in the z direction. The magnetic sensing elements R1 and R2 and the magnetic flux collecting member 30 have an overlap.

図3は、磁束φの流れを説明するための模式図である。   FIG. 3 is a schematic diagram for explaining the flow of the magnetic flux φ.

図3に示すように、y方向の磁束は第3の部分33から集磁部材30に吸い込まれ、これが第1及び第2の部分31,32によってx方向に曲げられる。そして、集磁部材30の第1及び第2の部分31,32のx方向における近傍には、感磁素子R1,R2が配置されていることから、集磁部材30を通過する磁束φは、感磁素子R1,R2の近傍においてy方向成分だけでなく、x方向成分を持つことになる。   As shown in FIG. 3, the magnetic flux in the y direction is sucked into the magnetic flux collecting member 30 from the third portion 33 and is bent in the x direction by the first and second portions 31 and 32. Since the magneto-sensitive elements R1 and R2 are arranged near the first and second portions 31 and 32 of the magnetic flux collecting member 30 in the x direction, the magnetic flux φ passing through the magnetic flux collecting member 30 is: In the vicinity of the magneto-sensitive elements R1 and R2, not only the y-direction component but also the x-direction component is provided.

ここで、感磁素子R1,R2の固定磁化方向は、図3に示す矢印Pが示す方向(x方向)に揃えられている。これに対し、集磁部材30に吸い込まれた磁束φのx方向成分は、感磁素子R1と感磁素子R2で互いに逆となることから、磁束φの密度によって感磁素子R1,R2の抵抗値に差が生じることになる。かかる抵抗値の差は、図4に示す直列回路から出力信号Voutとして取り出され、これにより磁束φを検出することが可能となる。   Here, the fixed magnetization directions of the magneto-sensitive elements R1 and R2 are aligned in the direction (x direction) indicated by the arrow P shown in FIG. On the other hand, since the x-direction component of the magnetic flux φ sucked into the magnetic flux collecting member 30 is opposite to each other in the magnetic sensing element R1 and the magnetic sensing element R2, the resistance of the magnetic sensing elements R1 and R2 depends on the density of the magnetic flux φ. Values will differ. Such a difference between the resistance values is taken out as an output signal Vout from the series circuit shown in FIG. 4, whereby the magnetic flux φ can be detected.

そして、本実施形態による磁気センサ1は、センサチップ20の側面21〜23を覆うように集磁部材30が設けられており、センサチップ20の素子形成面25が集磁部材30によって覆われない構造を有していることから、仮に集磁部材30に外力が加わったとしても、この外力がセンサチップ20の素子形成面25に直接伝わることがない。このため、センサチップ20の素子形成面25にストレスが加わりにくく、結果的に磁気センサ1の信頼性を向上させることが可能となる。但し、センサチップ20の素子形成面25が集磁部材30によって部分的に覆われていても構わない。この場合であっても、センサチップ20の素子形成面25と集磁部材30が直接的に、或いは、接着剤などを介して間接的に接していない限り、磁部材30に外力が加わったとしても、この外力がセンサチップ20の素子形成面25に直接伝わることがない。   In the magnetic sensor 1 according to the present embodiment, the magnetic flux collecting member 30 is provided so as to cover the side surfaces 21 to 23 of the sensor chip 20, and the element forming surface 25 of the sensor chip 20 is not covered by the magnetic flux collecting member 30. Due to the structure, even if an external force is applied to the magnetic flux collecting member 30, the external force is not directly transmitted to the element forming surface 25 of the sensor chip 20. Therefore, stress is less likely to be applied to the element formation surface 25 of the sensor chip 20, and as a result, the reliability of the magnetic sensor 1 can be improved. However, the element formation surface 25 of the sensor chip 20 may be partially covered by the magnetic flux collecting member 30. Even in this case, unless an external force is applied to the magnetic member 30 unless the element forming surface 25 of the sensor chip 20 and the magnetic flux collecting member 30 are in direct contact with each other or indirectly via an adhesive or the like. Also, this external force is not directly transmitted to the element forming surface 25 of the sensor chip 20.

図5は、本実施形態による磁気センサ1を紙幣センサ40に応用した例を示す模式的な透視斜視図である。   FIG. 5 is a schematic perspective view showing an example in which the magnetic sensor 1 according to the present embodiment is applied to the banknote sensor 40.

図5に示す紙幣センサ40は、検出ヘッド41がxz面を構成しており、検出ヘッド41上を図示しない紙幣が図5に示す矢印A方向(z方向)にスキャンされる。そして、紙幣をスキャンしながら、紙幣に埋め込まれた磁気パターンが磁気センサ1によって検出される。このような構造を有する紙幣センサ40において検出感度を高めるためには、被測定対象物である紙幣と集磁部材30のy方向におけるギャップをできる限り狭くすることが望ましいが、紙幣と集磁部材30のy方向におけるギャップが狭くなると、紙幣または異物が検出ヘッド41と接触することにより、集磁部材30にy方向の外力が加わりやすくなる。   In the bill sensor 40 shown in FIG. 5, the detection head 41 forms an xz plane, and bills (not shown) are scanned on the detection head 41 in the direction of arrow A (z direction) shown in FIG. Then, a magnetic pattern embedded in the bill is detected by the magnetic sensor 1 while scanning the bill. In order to increase the detection sensitivity in the bill sensor 40 having such a structure, it is desirable to make the gap between the bill to be measured and the magnetic flux collecting member 30 in the y direction as narrow as possible. When the gap of the y-direction 30 becomes narrow, a banknote or a foreign substance comes into contact with the detection head 41, so that an external force in the y-direction is easily applied to the magnetic flux collecting member 30.

このような場合であっても、本実施形態による磁気センサ1においては、集磁部材30に加わるy方向の外力がセンサチップ20の素子形成面25に直接伝わらないことから、磁気センサ1を長期間使用しても、素子形成面25がダメージを受けにくい。これにより、本実施形態による磁気センサ1を用いた応用製品(例えば紙幣センサ)の信頼性を高めることが可能となる。   Even in such a case, in the magnetic sensor 1 according to the present embodiment, since the external force in the y direction applied to the magnetic flux collecting member 30 is not directly transmitted to the element forming surface 25 of the sensor chip 20, the magnetic sensor 1 is long. Even if the device is used for a period, the element forming surface 25 is hardly damaged. Thereby, the reliability of an applied product (for example, a bill sensor) using the magnetic sensor 1 according to the present embodiment can be improved.

図6は、第1の変形例によるセンサチップ20Aの素子形成面25の構造を示す略平面図である。第1の変形例によるセンサチップ20Aは、素子形成面25上に磁性体層51,52が形成されている点において、上述したセンサチップ20と相違している。磁性体層51,52は、樹脂材料に磁性フィラーが分散された複合磁性材料からなる膜であっても構わないし、ニッケル又はパーマロイなどの軟磁性材料からなる薄膜もしくは箔であっても構わないし、フェライトなどからなる薄膜又はバルクシートであっても構わない。また、磁性体層51,52は、感磁素子R1,R2よりも上層に位置していても構わないし、下層に位置していても構わないし、同層に位置していても構わない。   FIG. 6 is a schematic plan view showing the structure of the element forming surface 25 of the sensor chip 20A according to the first modification. The sensor chip 20A according to the first modified example is different from the above-described sensor chip 20 in that the magnetic layers 51 and 52 are formed on the element formation surface 25. The magnetic layers 51 and 52 may be films made of a composite magnetic material in which a magnetic filler is dispersed in a resin material, or may be thin films or foils made of a soft magnetic material such as nickel or permalloy. It may be a thin film or a bulk sheet made of ferrite or the like. Further, the magnetic layers 51 and 52 may be located above the magneto-sensitive elements R1 and R2, may be located below, or may be located in the same layer.

そして、第1の変形例においては、磁性体層51が感磁素子R1に隣接して側面21の近傍に配置され、磁性体層52が感磁素子R2に隣接して側面22の近傍に配置されている。これにより、感磁素子R1,R2の近傍における磁気抵抗が低くなることから、より多くの磁束を感磁素子R1,R2に印加することが可能となる。   In the first modification, the magnetic layer 51 is disposed adjacent to the magnetic sensing element R1 and near the side surface 21, and the magnetic layer 52 is disposed adjacent to the magnetic sensing element R2 and near the side surface 22. Have been. As a result, the magnetic resistance in the vicinity of the magneto-sensitive elements R1 and R2 decreases, so that more magnetic flux can be applied to the magneto-sensitive elements R1 and R2.

図7は、第2の変形例によるセンサチップ20Bの素子形成面25の構造を示す略平面図である。第2の変形例によるセンサチップ20Bは、素子形成面25上に磁性体層53がさらに追加されている点において、第1の変形例によるセンサチップ20Aと相違している。磁性体層53は、磁性体層51,52と同じ磁性材料からなるものであっても構わない。磁性体層53についても、感磁素子R1,R2よりも上層に位置していても構わないし、下層に位置していても構わないし、同層に位置していても構わない。   FIG. 7 is a schematic plan view showing the structure of the element formation surface 25 of the sensor chip 20B according to the second modification. The sensor chip 20B according to the second modification is different from the sensor chip 20A according to the first modification in that a magnetic layer 53 is further added on the element formation surface 25. The magnetic layer 53 may be made of the same magnetic material as the magnetic layers 51 and 52. The magnetic layer 53 may be located above the magneto-sensitive elements R1 and R2, may be located below, or may be located in the same layer.

そして、第2の変形例においては、磁性体層53が感磁素子R1と感磁素子R2によってx方向から挟まれるように配置されていることから、磁性体層51,52と磁性体層53の間で磁束が流れやすくなる。これにより、感磁素子R1,R2に印加される磁束のx方向成分が高められることから、より高い検出感度を得ることが可能となる。   In the second modified example, since the magnetic layer 53 is disposed so as to be sandwiched between the magneto-sensitive element R1 and the magneto-sensitive element R2 in the x direction, the magnetic layers 51 and 52 and the magnetic layer 53 are arranged. The magnetic flux easily flows between them. Thereby, the x-direction component of the magnetic flux applied to the magneto-sensitive elements R1 and R2 is increased, so that higher detection sensitivity can be obtained.

図8は、第1の変形例による集磁部材30Aの形状を示す平面図である。第1の変形例による集磁部材30Aは、第1及び第2の部分31,32のx方向における幅が先端に向かうほど細くなるよう、両側面がテーパー状にカットされている点において、上述した集磁部材30と相違している。これによれば、第3の部分33から取り込まれた磁束φがテーパー状である第1及び第2の部分31,32によって感磁素子R1,R2に集められることから、感磁素子R1,R2にx方向成分の磁束φを印加することが可能となる。   FIG. 8 is a plan view showing the shape of the magnetic flux collecting member 30A according to the first modification. The magnetic flux collecting member 30A according to the first modification has the above-described configuration in which both sides are tapered so that the width of the first and second portions 31 and 32 in the x direction becomes thinner toward the distal end. This is different from the magnetic flux collecting member 30 described above. According to this, the magnetic flux φ taken in from the third portion 33 is collected by the first and second tapered portions 31 and 32 in the magneto-sensitive elements R1 and R2. Can be applied with the magnetic flux φ of the x direction component.

図9は、第2の変形例による集磁部材30Bの形状を示す平面図である。第2の変形例による集磁部材30Bは、平面視で略C字型であり、第3の部分33がセンサチップ20の側面23と大きく離れている点において、上述した集磁部材30と相違している。このように、本発明において、センサチップ20の側面21〜23と集磁部材30の第1〜第3の部分31〜33がそれぞれ近接している点は必須でなく、少なくとも、所定の方向から見て、集磁部材30の第1及び第2の部分31,32がセンサチップ20を基準として互いに反対側に位置していれば足り、センサチップ20の側面23と集磁部材30Bの第3の部分33が離間していても構わない。このような構造においても、第3の部分33から取り込まれた磁束φが第1及び第2の部分31,32を介して感磁素子R1,R2に印加されるとともに、感磁素子R1,R2に印加される磁束φのx方向成分を高めることが可能となる。   FIG. 9 is a plan view showing the shape of a magnetic flux collecting member 30B according to a second modification. The magnetic flux collecting member 30B according to the second modification is substantially C-shaped in plan view, and differs from the magnetic flux collecting member 30 described above in that the third portion 33 is largely separated from the side surface 23 of the sensor chip 20. are doing. Thus, in the present invention, it is not essential that the side surfaces 21 to 23 of the sensor chip 20 and the first to third portions 31 to 33 of the magnetic flux collecting member 30 are close to each other, and at least from a predetermined direction. It is sufficient that the first and second portions 31 and 32 of the magnetic flux collecting member 30 are located on opposite sides with respect to the sensor chip 20, and the side surface 23 of the sensor chip 20 and the third magnetic flux collecting member 30 </ b> B may be viewed. May be separated from each other. Also in such a structure, the magnetic flux φ taken in from the third portion 33 is applied to the magneto-sensitive elements R1 and R2 via the first and second portions 31 and 32, and the magneto-sensitive elements R1 and R2 Can be increased in the x-direction component of the magnetic flux φ applied to the.

<第2の実施形態>
図10は、本発明の第2の実施形態による磁気センサ2の構造を説明するための模式的な斜視図である。
<Second Embodiment>
FIG. 10 is a schematic perspective view for explaining the structure of the magnetic sensor 2 according to the second embodiment of the present invention.

図10に示すように、第2の実施形態による磁気センサ2は、集磁部材30のy方向における長さL2がx方向における幅W2よりも十分に長い点において、第1の実施形態による磁気センサ1と相違している。その他の基本的な構成は、第1の実施形態による磁気センサ1と同一であることから、同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。   As shown in FIG. 10, the magnetic sensor 2 according to the second embodiment differs from the magnetic sensor 2 according to the first embodiment in that the length L2 of the magnetic flux collecting member 30 in the y direction is sufficiently longer than the width W2 in the x direction. It is different from the sensor 1. Since other basic configurations are the same as those of the magnetic sensor 1 according to the first embodiment, the same components are denoted by the same reference numerals, and redundant description will be omitted.

第2の実施形態による磁気センサ2は、集磁部材30のy方向における長さL2がx方向における幅W2よりも長いことから、y方向の磁束に対する検出感度が向上するという特徴を有している。特に、集磁部材30のy方向における長さL2をx方向における幅W2の2倍以上、例えば、3倍程度に設定すれば、検出感度の向上効果を顕著に得ることが可能となる。   The magnetic sensor 2 according to the second embodiment has a feature that the detection sensitivity to the magnetic flux in the y direction is improved because the length L2 in the y direction of the magnetic flux collecting member 30 is longer than the width W2 in the x direction. I have. In particular, if the length L2 of the magnetic flux collecting member 30 in the y direction is set to be at least twice the width W2 in the x direction, for example, about three times, the effect of improving the detection sensitivity can be remarkably obtained.

<第3の実施形態>
図11は、本発明の第3の実施形態による磁気センサ3の構造を説明するための模式的な斜視図である。
<Third Embodiment>
FIG. 11 is a schematic perspective view for explaining the structure of the magnetic sensor 3 according to the third embodiment of the present invention.

図11に示すように、第3の実施形態による磁気センサ3は、集磁部材30のx方向における幅W3がy方向における長さL3よりも十分に長い点において、第1の実施形態による磁気センサ1と相違している。その他の基本的な構成は、第1の実施形態による磁気センサ1と同一であることから、同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。   As shown in FIG. 11, the magnetic sensor 3 according to the third embodiment differs from the magnetic sensor 3 according to the first embodiment in that the width W3 of the magnetic flux collecting member 30 in the x direction is sufficiently longer than the length L3 in the y direction. It is different from the sensor 1. Since other basic configurations are the same as those of the magnetic sensor 1 according to the first embodiment, the same components are denoted by the same reference numerals, and redundant description will be omitted.

第3の実施形態による磁気センサ3は、集磁部材30のx方向における幅W3がy方向における長さL3よりも長いことから、集磁部材30による磁束のx方向における集磁範囲を拡大することが可能となる。   In the magnetic sensor 3 according to the third embodiment, since the width W3 of the magnetic flux collecting member 30 in the x direction is longer than the length L3 in the y direction, the range of magnetic flux collected by the magnetic flux collecting member 30 in the x direction is expanded. It becomes possible.

<第4の実施形態>
図12は、本発明の第4の実施形態による磁気センサ4の構造を説明するための模式的な斜視図である。
<Fourth Embodiment>
FIG. 12 is a schematic perspective view for explaining the structure of the magnetic sensor 4 according to the fourth embodiment of the present invention.

図12に示すように、第4の実施形態による磁気センサ4は、集磁部材30が磁性材料からなる磁性部30Mと非磁性材料からなる非磁性部30Nからなる点において、第1の実施形態による磁気センサ1と相違している。その他の基本的な構成は、第1の実施形態による磁気センサ1と同一であることから、同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。   As shown in FIG. 12, the magnetic sensor 4 according to the fourth embodiment is different from the magnetic sensor 4 according to the first embodiment in that the magnetic flux collecting member 30 includes a magnetic part 30M made of a magnetic material and a nonmagnetic part 30N made of a nonmagnetic material. Is different from the magnetic sensor 1 of FIG. Since other basic configurations are the same as those of the magnetic sensor 1 according to the first embodiment, the same components are denoted by the same reference numerals, and redundant description will be omitted.

集磁部材30の磁性部30Mは、y方向の磁束を集め、これをセンサチップ20の感磁素子R1,R2に印加する役割を果たす部分である。これに対し、集磁部材30の非磁性部30Nは、回路基板10の主面11と磁性部30Mの間に位置し、磁性部30Mのz方向における高さを感磁素子R1,R2の高さまで嵩上げする役割を果たす部分である。つまり、y方向から見た略側面図である図13に示すように、磁性部30Mの下部に存在する非磁性部30Nによって、回路基板10の主面11を基準とした磁性部30Mの下面の高さH3と上面の高さH4の間に感磁素子R1,R2が位置するよう、磁性部30Mの高さが維持される。好ましくは、感磁素子R1,R2の高さ位置が下面の高さH3と上面の高さH4のほぼ中間となるよう、非磁性部30Nの高さを設定すれば良い。   The magnetic part 30 </ b> M of the magnetic flux collecting member 30 is a part that collects magnetic flux in the y direction and applies the magnetic flux to the magnetic sensing elements R <b> 1 and R <b> 2 of the sensor chip 20. On the other hand, the nonmagnetic portion 30N of the magnetic flux collecting member 30 is located between the main surface 11 of the circuit board 10 and the magnetic portion 30M, and the height of the magnetic portion 30M in the z direction is the height of the magnetosensitive elements R1 and R2. It is the part that plays the role of raising the height. That is, as shown in FIG. 13 which is a schematic side view seen from the y direction, the lower surface of the magnetic portion 30M with respect to the main surface 11 of the circuit board 10 is formed by the non-magnetic portion 30N present below the magnetic portion 30M. The height of the magnetic part 30M is maintained such that the magneto-sensitive elements R1 and R2 are located between the height H3 and the height H4 of the upper surface. Preferably, the height of the non-magnetic portion 30N may be set such that the height position of the magneto-sensitive elements R1 and R2 is approximately halfway between the height H3 of the lower surface and the height H4 of the upper surface.

これにより、磁束が磁性部30Mにより集中することから、感磁素子R1,R2に与えられる磁束の密度をより高めることが可能となる。一例として、磁性部30Mをパーマロイなどの金属磁性材料によって構成し、非磁性部30Nを非磁性の樹脂によって構成することができる。この場合、パーマロイなどからなる金属磁性板を打ち抜き工法によって所定の形状に加工し、これを樹脂に貼り付けることによって図12に示す集磁部材30を作製することができる。パーマロイなどの金属磁性板を打ち抜くことによって磁性部30Mを作製する場合、磁性部30Mの厚さについては一定となるのに対し、センサチップ20の厚みについては、製品によって異なる場合がある。このような場合であっても、非磁性部30Nの厚みを変えることにより、磁性部30Mの高さを所望の高さに維持することが可能となる。   As a result, the magnetic flux concentrates on the magnetic portion 30M, so that the density of the magnetic flux applied to the magneto-sensitive elements R1 and R2 can be further increased. As an example, the magnetic part 30M can be made of a metal magnetic material such as permalloy, and the nonmagnetic part 30N can be made of a nonmagnetic resin. In this case, the magnetic flux collecting member 30 shown in FIG. 12 can be manufactured by processing a metal magnetic plate made of permalloy or the like into a predetermined shape by a punching method, and attaching this to a resin. When the magnetic portion 30M is manufactured by punching a metal magnetic plate such as permalloy, the thickness of the magnetic portion 30M is constant, while the thickness of the sensor chip 20 may differ depending on the product. Even in such a case, it is possible to maintain the height of the magnetic portion 30M at a desired height by changing the thickness of the nonmagnetic portion 30N.

<第5の実施形態>
図14は、本発明の第5の実施形態による磁気センサ5の構造を説明するための模式的な斜視図である。
<Fifth Embodiment>
FIG. 14 is a schematic perspective view for explaining the structure of the magnetic sensor 5 according to the fifth embodiment of the present invention.

図14に示すように、第5の実施形態による磁気センサ5は、集磁部材30が磁性材料からなる磁性部30Mと非磁性材料からなる非磁性部30Nからなる点において、図10に示した第2の実施形態による磁気センサ2と相違している。その他の基本的な構成は、第2の実施形態による磁気センサ2と同一であることから、同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。   As shown in FIG. 14, the magnetic sensor 5 according to the fifth embodiment is different from the magnetic sensor 5 shown in FIG. 10 in that the magnetic flux collecting member 30 includes a magnetic part 30M made of a magnetic material and a nonmagnetic part 30N made of a nonmagnetic material. This is different from the magnetic sensor 2 according to the second embodiment. Since other basic configurations are the same as those of the magnetic sensor 2 according to the second embodiment, the same components are denoted by the same reference numerals, and redundant description will be omitted.

このように、集磁部材30が縦長形状を有している場合においても、集磁部材30を磁性部30Mと非磁性部30Nの組み合わせによって構成することが可能である。   As described above, even when the magnetic flux collecting member 30 has a vertically long shape, the magnetic flux collecting member 30 can be configured by a combination of the magnetic portion 30M and the non-magnetic portion 30N.

<第6の実施形態>
図15は、本発明の第6の実施形態による磁気センサ6の構造を説明するための模式的な斜視図である。
<Sixth Embodiment>
FIG. 15 is a schematic perspective view for explaining the structure of the magnetic sensor 6 according to the sixth embodiment of the present invention.

図15に示すように、第6の実施形態による磁気センサ6は、集磁部材30が磁性材料からなる磁性部30Mと非磁性材料からなる非磁性部30Nからなる点において、図11に示した第3の実施形態による磁気センサ3と相違している。その他の基本的な構成は、第3の実施形態による磁気センサ3と同一であることから、同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。   As shown in FIG. 15, the magnetic sensor 6 according to the sixth embodiment is different from the magnetic sensor 6 shown in FIG. 11 in that the magnetic flux collecting member 30 includes a magnetic part 30M made of a magnetic material and a nonmagnetic part 30N made of a nonmagnetic material. This is different from the magnetic sensor 3 according to the third embodiment. Since other basic configurations are the same as those of the magnetic sensor 3 according to the third embodiment, the same components are denoted by the same reference numerals, and redundant description will be omitted.

このように、集磁部材30が横長形状を有している場合においても、集磁部材30を磁性部30Mと非磁性部30Nの組み合わせによって構成することが可能である。   As described above, even when the magnetic flux collecting member 30 has a horizontally long shape, the magnetic flux collecting member 30 can be configured by a combination of the magnetic portion 30M and the non-magnetic portion 30N.

<第7の実施形態>
図16は、本発明の第7の実施形態による磁気センサ7の構造を説明するための模式的な斜視図である。
<Seventh Embodiment>
FIG. 16 is a schematic perspective view for explaining the structure of the magnetic sensor 7 according to the seventh embodiment of the present invention.

図16に示すように、第7の実施形態による磁気センサ7は、センサチップ20が回路基板10に上下反転して搭載されているとともに、集磁部材30の厚みがセンサチップ20よりも薄い点において、第1の実施形態による磁気センサ1と相違している。その他の基本的な構成は、第1の実施形態による磁気センサ1と同一であることから、同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。   As shown in FIG. 16, the magnetic sensor 7 according to the seventh embodiment has a configuration in which the sensor chip 20 is mounted upside down on the circuit board 10 and the thickness of the magnetic flux collecting member 30 is smaller than that of the sensor chip 20. 3 is different from the magnetic sensor 1 according to the first embodiment. Since other basic configurations are the same as those of the magnetic sensor 1 according to the first embodiment, the same components are denoted by the same reference numerals, and redundant description will be omitted.

本実施形態においては、センサチップ20の素子形成面25が回路基板10の主面11と向かい合うよう、上下反転して搭載されている。その結果、回路基板10の主面11を基準とした感磁素子R1,R2の高さは、第1の実施形態よりも低く、回路基板10の主面11の直上に位置している。これに合わせ、本実施形態では集磁部材30の厚さを十分に薄くしている。つまり、y方向から見た略側面図である図17に示すように、回路基板10の主面11と集磁部材30上面の高さH5の間に感磁素子R1,R2が位置するよう、集磁部材30の厚さが設定される。好ましくは、感磁素子R1,R2の高さ位置が回路基板10の主面11と集磁部材30上面の高さH5のほぼ中間となるよう、集磁部材30の厚さを設定すれば良い。   In the present embodiment, the sensor chip 20 is mounted upside down so that the element forming surface 25 of the sensor chip 20 faces the main surface 11 of the circuit board 10. As a result, the heights of the magneto-sensitive elements R1 and R2 with respect to the main surface 11 of the circuit board 10 are lower than those in the first embodiment, and are located immediately above the main surface 11 of the circuit board 10. In accordance with this, in the present embodiment, the thickness of the magnetic flux collecting member 30 is sufficiently reduced. That is, as shown in FIG. 17, which is a schematic side view as viewed from the y direction, the magnetosensitive elements R1 and R2 are positioned between the main surface 11 of the circuit board 10 and the height H5 of the upper surface of the magnetic flux collecting member 30. The thickness of the magnetic flux collecting member 30 is set. Preferably, the thickness of the magnetic flux collecting member 30 may be set such that the height position of the magneto-sensitive elements R1 and R2 is approximately halfway between the main surface 11 of the circuit board 10 and the height H5 of the upper surface of the magnetic flux collecting member 30. .

これにより、第4の実施形態と同様、パーマロイなどからなる金属磁性板を打ち抜き工法によって所定の形状に加工することにより、集磁部材30を作製することが可能となる。また、本実施形態においては、センサチップ20の素子形成面25が回路基板10の主面11で覆われる構造となることから、センサチップ20の素子形成面25が物理的に保護されるという利点も得られる。   Thus, as in the fourth embodiment, the magnetic flux collecting member 30 can be manufactured by processing a metal magnetic plate made of permalloy or the like into a predetermined shape by a punching method. Further, in the present embodiment, since the element forming surface 25 of the sensor chip 20 is covered with the main surface 11 of the circuit board 10, there is an advantage that the element forming surface 25 of the sensor chip 20 is physically protected. Is also obtained.

<第8の実施形態>
図18は、本発明の第8の実施形態による磁気センサ68の構造を説明するための模式的な斜視図である。また、図19は、磁気センサ68をy方向から見た略側面図である。
<Eighth embodiment>
FIG. 18 is a schematic perspective view for explaining the structure of a magnetic sensor 68 according to the eighth embodiment of the present invention. FIG. 19 is a schematic side view of the magnetic sensor 68 as viewed from the y direction.

図18及び図19に示すように、第8の実施形態による磁気センサ68においては、集磁部材30の第3の部分33がセンサチップ20の素子形成面25を覆うよう、集磁部材30が立てて回路基板10の主面11に搭載されているとともに、集磁部材30が磁性材料からなる磁性部30Mと非磁性材料からなる非磁性部30N,30Nによって構成されている点において、図1に示した第1の実施形態による磁気センサ1と相違している。その他の基本的な構成は、第1の実施形態による磁気センサ1と同一であることから、同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。 As shown in FIGS. 18 and 19, in the magnetic sensor 68 according to the eighth embodiment, the magnetic flux collecting member 30 is moved so that the third portion 33 of the magnetic flux collecting member 30 covers the element forming surface 25 of the sensor chip 20. together are mounted on the main surface 11 of the circuit board 10 to stand, in that magnetic collecting member 30 is constituted by the magnetic unit 30M and the non-magnetic portion 30 N 1, 30 N 2 made of a nonmagnetic material made of a magnetic material, This is different from the magnetic sensor 1 according to the first embodiment shown in FIG. Since other basic configurations are the same as those of the magnetic sensor 1 according to the first embodiment, the same components are denoted by the same reference numerals, and redundant description will be omitted.

集磁部材30の非磁性部30Nは、回路基板10の主面11と集磁部材30の第1の部分31の間に位置し、集磁部材30の非磁性部30Nは、回路基板10の主面11と集磁部材30の第2の部分32の間に位置する。これにより、集磁部材30の第1及び第2の部分31,32は、z方向から見て、センサチップ20を基準として互いに反対側に位置する。集磁部材30の非磁性部30N,30Nのz方向における高さは、センサチップ20のz方向における高さとほぼ同じか、センサチップ20のz方向における高さよりもやや高い。これにより、集磁部材30の第1及び第2の部分のz方向における先端は、センサチップ20の素子形成面25とほぼ同じ平面位置か、或いは、センサチップ20の素子形成面25よりもやや高い平面位置に保持される。 Collecting nonmagnetic portions 30 N 1 of the magnetic member 30, the nonmagnetic portions 30 N 2 of the located between the first portion 31 of the main surface 11 and the magnetic collecting member 30 of the circuit board 10, magnetic collecting member 30, the circuit board It is located between the main surface 11 of the magnetic head 10 and the second part 32 of the magnetic flux collecting member 30. Accordingly, the first and second portions 31 and 32 of the magnetic flux collecting member 30 are located on opposite sides with respect to the sensor chip 20 as viewed from the z direction. The height of the nonmagnetic portions 30N 1 and 30N 2 of the magnetic flux collecting member 30 in the z direction is substantially the same as the height of the sensor chip 20 in the z direction, or slightly higher than the height of the sensor chip 20 in the z direction. As a result, the leading ends of the first and second portions of the magnetic flux collecting member 30 in the z direction are located at substantially the same plane position as the element forming surface 25 of the sensor chip 20 or slightly more than the element forming surface 25 of the sensor chip 20. It is held in a high plane position.

本実施形態においては、センサチップ20の素子形成面25が集磁部材30の第3の部分33によって覆われているが、両者は接触しておらず、両者は空間を介して向かい合っている。このため、仮に集磁部材30に外力が加わったとしても、センサチップ20の素子形成面25に外力が加わることがない。   In the present embodiment, the element forming surface 25 of the sensor chip 20 is covered by the third portion 33 of the magnetic flux collecting member 30, but they are not in contact with each other and face each other via a space. Therefore, even if an external force is applied to the magnetic flux collecting member 30, no external force is applied to the element forming surface 25 of the sensor chip 20.

このような構成により、本実施形態による磁気センサ68は、z方向の磁束を検出することが可能となる。つまり、z方向の磁束が第3の部分33から集磁部材30に取り込まれると、これが第1及び第2の部分31,32によってx方向に曲げられる。そして、集磁部材30の第1及び第2の部分31,32のx方向における近傍には、感磁素子R1,R2が配置されていることから、集磁部材30を通過する磁束φは、感磁素子R1,R2の近傍においてz方向成分だけでなく、x方向成分を持つことになる。   With such a configuration, the magnetic sensor 68 according to the present embodiment can detect a magnetic flux in the z direction. That is, when the magnetic flux in the z direction is taken into the magnetic flux collecting member 30 from the third portion 33, the magnetic flux is bent in the x direction by the first and second portions 31 and 32. Since the magneto-sensitive elements R1 and R2 are arranged near the first and second portions 31 and 32 of the magnetic flux collecting member 30 in the x direction, the magnetic flux φ passing through the magnetic flux collecting member 30 is: In the vicinity of the magneto-sensitive elements R1 and R2, not only the component in the z direction but also the component in the x direction are provided.

これにより、本実施形態による磁気センサ68は、z方向の磁束を選択的に検出することが可能となる。本実施形態においては、集磁部材30が非磁性部30N,30Nを有していることから、高さの異なるセンサチップ20を用いる場合、磁性部30Mの形状を変えることなく、非磁性部30N,30Nの高さを変えることによって、適切な特性を得ることが可能となる。 Thus, the magnetic sensor 68 according to the present embodiment can selectively detect the magnetic flux in the z direction. In the present embodiment, since the magnetic flux collecting member 30 has the non-magnetic portions 30N 1 and 30N 2 , when the sensor chips 20 having different heights are used, the non-magnetic portions are not changed without changing the shape of the magnetic portion 30M. By changing the heights of the portions 30N 1 and 30N 2 , it is possible to obtain appropriate characteristics.

<第9の実施形態>
図20は、本発明の第9の実施形態による磁気センサ69の構造を説明するための模式的な斜視図である。また、図21は、磁気センサ69をy方向から見た略側面図である。
<Ninth Embodiment>
FIG. 20 is a schematic perspective view for explaining the structure of the magnetic sensor 69 according to the ninth embodiment of the present invention. FIG. 21 is a schematic side view of the magnetic sensor 69 as viewed from the y direction.

図20及び図21に示すように、第9の実施形態による磁気センサ69は、集磁部材30に非磁性部30N,30Nが設けられていないとともに、第1及び第2の部分31,32のx方向における幅が一定ではなく、第3の部分33に近い根元部分において第1及び第2の部分31,32のx方向における幅が拡大されている点において、図18及び図19に示した第8の実施形態による磁気センサ68と相違している。その他の基本的な構成は、第8の実施形態による磁気センサ68と同一であることから、同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。 As shown in FIGS. 20 and 21, the magnetic sensor 69 according to the ninth embodiment does not include the nonmagnetic portions 30 </ b > N 1 and 30 </ b > N 2 in the magnetic flux collecting member 30, and includes the first and second portions 31, FIGS. 18 and 19 show that the width of the first and second portions 31 and 32 in the x direction at the root portion near the third portion 33 is not constant and the width in the x direction of the first and second portions 31 and 32 is increased. This is different from the magnetic sensor 68 according to the eighth embodiment shown. Since other basic configurations are the same as those of the magnetic sensor 68 according to the eighth embodiment, the same components are denoted by the same reference numerals, and redundant description will be omitted.

集磁部材30の第1の部分31は、根元部分31aと先端部分31bを有しており、根元部分31aの方が先端部分31bよりもx方向における幅が太い。同様に、集磁部材30の第2の部分32は、根元部分32aと先端部分32bを有しており、根元部分32aの方が先端部分32bよりもx方向における幅が太い。これにより、第1の部分31と第2の部分32のx方向における間隔は、第3の部分33に近い根元部分において狭くなる段差形状となる。つまり、根元部分31aと根元部分32aのx方向における間隔Saは、先端部分31bと先端部分32bのx方向における間隔Sbよりも狭い。根元部分31a,32aと先端部分31b,32bのz方向における境界位置は、センサチップ20のz方向における高さとほぼ同じか、センサチップ20のz方向における高さよりもやや高い位置に設計することが好ましい。   The first portion 31 of the magnetic flux collecting member 30 has a root portion 31a and a tip portion 31b, and the width of the root portion 31a in the x direction is larger than that of the tip portion 31b. Similarly, the second portion 32 of the magnetic flux collecting member 30 has a root portion 32a and a tip portion 32b, and the width of the root portion 32a in the x direction is larger than that of the tip portion 32b. As a result, the distance between the first portion 31 and the second portion 32 in the x direction becomes a stepped shape that becomes narrower at the root portion near the third portion 33. That is, the distance Sa in the x direction between the root portion 31a and the root portion 32a is smaller than the distance Sb in the x direction between the tip portion 31b and the tip portion 32b. The boundary position in the z direction between the root portions 31a, 32a and the tip portions 31b, 32b may be designed to be substantially the same as the height of the sensor chip 20 in the z direction, or slightly higher than the height of the sensor chip 20 in the z direction. preferable.

このような構成により、本実施形態による磁気センサ69は、z方向の磁束を検出することが可能となる。つまり、z方向の磁束が第3の部分33から集磁部材30に吸い込まれると、これが第1及び第2の部分31,32によってx方向に曲げられ、その一部が根元部分31a,32aと先端部分31b,32bの境界に位置する段差部分から放出される。そして、段差部分のx方向における近傍には、感磁素子R1,R2が配置されていることから、集磁部材30を通過する磁束φは、感磁素子R1,R2の近傍においてz方向成分だけでなく、x方向成分を持つことになる。   With such a configuration, the magnetic sensor 69 according to the present embodiment can detect a magnetic flux in the z direction. That is, when the magnetic flux in the z-direction is sucked into the magnetic flux collecting member 30 from the third portion 33, the magnetic flux is bent in the x-direction by the first and second portions 31, 32, and a part thereof is formed as the root portions 31a, 32a. It is emitted from the step portion located at the boundary between the tip portions 31b and 32b. Further, since the magnetic sensing elements R1 and R2 are arranged in the vicinity of the step in the x direction, the magnetic flux φ passing through the magnetic flux collecting member 30 is only a component in the z direction near the magnetic sensing elements R1 and R2. , But in the x-direction.

これにより、本実施形態による磁気センサ69は、z方向の磁束を選択的に検出することが可能となる。本実施形態においては、集磁部材30が非磁性部30N,30Nを有していないことから、単一の磁性材料によって集磁部材30を作製することが可能である。 Thereby, the magnetic sensor 69 according to the present embodiment can selectively detect the magnetic flux in the z direction. In the present embodiment, since the magnetic flux collecting member 30 does not have the nonmagnetic portions 30N 1 and 30N 2 , it is possible to manufacture the magnetic flux collecting member 30 using a single magnetic material.

<第10の実施形態>
図22は、本発明の第10の実施形態による磁気センサ70の構造を説明するための模式的な斜視図である。また、図23は、磁気センサ70をy方向から見た略側面図である。
<Tenth Embodiment>
FIG. 22 is a schematic perspective view for explaining the structure of the magnetic sensor 70 according to the tenth embodiment of the present invention. FIG. 23 is a schematic side view of the magnetic sensor 70 as viewed from the y direction.

図22及び図23に示すように、第10の実施形態による磁気センサ70は、センサチップ20が回路基板10に上下反転して搭載されているとともに、集磁部材30の第1及び第2の部分31,32が段差形状を有していない点において、第9の実施形態による磁気センサ69と相違している。その他の基本的な構成は、第9の実施形態による磁気センサ69と同一であることから、同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。   As shown in FIGS. 22 and 23, in the magnetic sensor 70 according to the tenth embodiment, the sensor chip 20 is mounted upside down on the circuit board 10, and the first and second The difference from the magnetic sensor 69 according to the ninth embodiment is that the portions 31 and 32 do not have a step shape. Since other basic configurations are the same as those of the magnetic sensor 69 according to the ninth embodiment, the same components are denoted by the same reference numerals, and redundant description will be omitted.

本実施形態においては、センサチップ20の素子形成面25が回路基板10の主面11と向かい合うよう、上下反転して搭載されているため、回路基板10の主面11を基準とした感磁素子R1,R2の高さは、第9の実施形態よりも低く、回路基板10の主面11の直上に位置している。これにより、集磁部材30の第1及び第2の部分のz方向における先端は、センサチップ20の素子形成面25とほぼ同じ平面位置に保持される。   In the present embodiment, since the element forming surface 25 of the sensor chip 20 is mounted upside down so as to face the main surface 11 of the circuit board 10, the magneto-sensitive element based on the main surface 11 of the circuit board 10 is used as a reference. The heights of R1 and R2 are lower than in the ninth embodiment, and are located immediately above the main surface 11 of the circuit board 10. As a result, the tips of the first and second portions of the magnetic flux collecting member 30 in the z direction are held at substantially the same plane position as the element forming surface 25 of the sensor chip 20.

このような構成を有する磁気センサ70も、z方向の磁束を選択的に検出することが可能となる。本実施形態においては、センサチップ20の素子形成面25が回路基板10の主面11と向かい合うことから、両者をフリップチップ接続することができ、ボンディングワイヤを省略することが可能となる。   The magnetic sensor 70 having such a configuration can also selectively detect the magnetic flux in the z direction. In the present embodiment, since the element formation surface 25 of the sensor chip 20 faces the main surface 11 of the circuit board 10, the two can be flip-chip connected, and the bonding wire can be omitted.

<第11の実施形態>
図24は、本発明の第11の実施形態による磁気センサ71の構造を説明するための模式的な斜視図である。
<Eleventh embodiment>
FIG. 24 is a schematic perspective view for explaining the structure of the magnetic sensor 71 according to the eleventh embodiment of the present invention.

図24に示すように、第11の実施形態による磁気センサ71は、集磁部材30の第3の部分33に補償コイルCが巻回されている点において、第1の実施形態による磁気センサ1と相違している。その他の基本的な構成は、第1の実施形態による磁気センサ1と同一であることから、同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。   As shown in FIG. 24, the magnetic sensor 71 according to the eleventh embodiment differs from the magnetic sensor 1 according to the first embodiment in that a compensation coil C is wound around a third portion 33 of the magnetic flux collecting member 30. Is different. Since other basic configurations are the same as those of the magnetic sensor 1 according to the first embodiment, the same components are denoted by the same reference numerals, and redundant description will be omitted.

補償コイルCは、y方向が軸方向となるよう集磁部材30の第3の部分33に巻回されたワイヤ(被服導電)からなる。補償コイルCは、集磁部材30に直接巻回しても構わないし、樹脂などからなるボビンを介して集磁部材30に巻回しても構わない。また、巻崩れを防止するために、集磁部材30に巻回した補償コイルCを接着剤で固めても構わない。本実施形態において用いる集磁部材30は、第3の部分33がボビン形状を有している。これにより、補償コイルCを構成するワイヤの巻回作業が容易となるだけでなく、集磁部材30に巻回された補償コイルCの脱落が防止される。尚、図24に示す例では、第3の部分33のy方向における両端に鍔部を設けているが、いずれか一方の端部にのみ鍔部を設けても構わない。   The compensating coil C is made of a wire (coating conductive) wound around the third portion 33 of the magnetic flux collecting member 30 so that the y direction is the axial direction. The compensation coil C may be wound directly around the magnetic flux collecting member 30, or may be wound around the magnetic flux collecting member 30 via a bobbin made of resin or the like. In order to prevent the winding from collapsing, the compensation coil C wound around the magnetic flux collecting member 30 may be solidified with an adhesive. In the magnetic flux collecting member 30 used in the present embodiment, the third portion 33 has a bobbin shape. This not only facilitates the work of winding the wire constituting the compensation coil C, but also prevents the compensation coil C wound around the magnetic flux collecting member 30 from falling off. In addition, in the example shown in FIG. 24, the flanges are provided at both ends in the y direction of the third portion 33, but the flanges may be provided only at one of the ends.

補償コイルCを構成するワイヤのターン数については特に限定されず、目的とするキャンセル磁界の発生に必要なターン数とすれば良い。本実施形態においては、補償コイルCを集磁部材30に巻回していることから、センサチップ20に補償コイルを集積する方式と比べて、ターン数を大幅に増やすことが可能であるとともに、より大きな電流を流すことが可能である。また、回路基板10の主面11上に補償コイルを別途配置する方式のように、磁気センサ全体のサイズが大型化することもない。   The number of turns of the wire forming the compensating coil C is not particularly limited, and may be set to the number of turns necessary to generate a target cancel magnetic field. In the present embodiment, since the compensating coil C is wound around the magnetic flux collecting member 30, the number of turns can be greatly increased as compared with a method in which the compensating coil is integrated on the sensor chip 20. It is possible to pass a large current. Further, unlike the method in which a compensation coil is separately arranged on the main surface 11 of the circuit board 10, the size of the entire magnetic sensor does not increase.

特に限定されるものではないが、本実施形態においては、センサチップ20の素子形成面25に4つの感磁素子R1〜R4が形成されている。このうち、感磁素子R1,R4は側面21側にオフセットして配置され、感磁素子R2,R3は側面22側にオフセットして配置されている。感磁素子R1〜R4は、全て同一の磁化固定方向を有している。   Although not particularly limited, in the present embodiment, four magneto-sensitive elements R1 to R4 are formed on the element forming surface 25 of the sensor chip 20. Of these, the magnetic sensing elements R1 and R4 are arranged offset to the side surface 21 side, and the magnetic sensing elements R2 and R3 are arranged offset to the side surface 22 side. The magneto-sensitive elements R1 to R4 all have the same magnetization fixed direction.

図25は、感磁素子R1〜R4と補償コイルCの接続関係を説明するための回路図である。   FIG. 25 is a circuit diagram for explaining the connection relationship between the magnetic sensing elements R1 to R4 and the compensation coil C.

図25に示すように、感磁素子R1は端子電極81,83間に接続され、感磁素子R2は端子電極82,83間に接続され、感磁素子R3は端子電極81,84間に接続され、感磁素子R4は端子電極82,84間に接続されている。端子電極81には電源電位Vccが与えられ、端子電極82には接地電位GNDが与えられる。そして、感磁素子R1〜R4は全て同一の磁化固定方向を有していることから、集磁部材30の第1の部分31に近い感磁素子R1,R4の抵抗変化量と、集磁部材30の第2の部分32に近い感磁素子R2,R3の抵抗変化量との間には差が生じる。これにより、感磁素子R1〜R4は差動ブリッジ回路を構成し、磁束密度に応じた感磁素子R1〜R4の電気抵抗の変化が端子電極83,84に現れることになる。   As shown in FIG. 25, the magneto-sensitive element R1 is connected between the terminal electrodes 81 and 83, the magneto-sensitive element R2 is connected between the terminal electrodes 82 and 83, and the magneto-sensitive element R3 is connected between the terminal electrodes 81 and 84. The magneto-sensitive element R4 is connected between the terminal electrodes 82 and 84. The terminal electrode 81 is supplied with the power supply potential Vcc, and the terminal electrode 82 is supplied with the ground potential GND. Since the magneto-sensitive elements R1 to R4 all have the same magnetization fixed direction, the resistance change amounts of the magneto-sensitive elements R1 and R4 close to the first portion 31 of the magnetic flux collecting member 30 and the magnetic flux collecting members There is a difference between the resistance change amounts of the magneto-sensitive elements R2 and R3 close to the second portion 32 of 30. Thus, the magneto-sensitive elements R1 to R4 form a differential bridge circuit, and changes in the electric resistance of the magneto-sensitive elements R1 to R4 according to the magnetic flux density appear on the terminal electrodes 83 and 84.

端子電極83,84から出力される差動信号は、回路基板10又はセンサチップ20に設けられた差動アンプ91に入力される。差動アンプ91の出力信号は、端子電極85にフィードバックされる。図25に示すように、端子電極85と端子電極86との間には補償コイルCが接続されており、これにより、補償コイルCは差動アンプ91の出力信号に応じたキャンセル磁界を発生させる。かかる構成により、外部磁束の磁束密度に応じた感磁素子R1〜R4の電気抵抗の変化が端子電極83,84に現れると、これに応じた電流が補償コイルCに流れ、逆方向のキャンセル磁界を発生させる。これにより、外部磁束が打ち消される。そして、差動アンプ91から出力される電流を検出回路92によって電流電圧変換すれば、外部磁束の強さを検出することが可能となる。   The differential signals output from the terminal electrodes 83 and 84 are input to a differential amplifier 91 provided on the circuit board 10 or the sensor chip 20. The output signal of the differential amplifier 91 is fed back to the terminal electrode 85. As shown in FIG. 25, a compensation coil C is connected between the terminal electrode 85 and the terminal electrode 86, whereby the compensation coil C generates a cancel magnetic field according to the output signal of the differential amplifier 91. . With such a configuration, when a change in the electric resistance of the magneto-sensitive elements R1 to R4 according to the magnetic flux density of the external magnetic flux appears on the terminal electrodes 83 and 84, a current corresponding thereto flows through the compensation coil C, and the cancel magnetic field in the opposite direction. Generate. Thereby, the external magnetic flux is canceled out. Then, if the current output from the differential amplifier 91 is converted into a current voltage by the detection circuit 92, the intensity of the external magnetic flux can be detected.

そして、本実施形態においては、補償コイルCが集磁部材30に巻回されていることから、十分なターン数を確保することができるとともに、より大きな電流を流すことが可能である。これにより、強いキャンセル磁界を発生させることができるため、測定対象となる磁界が比較的強い場合であっても、感磁素子R1〜R4に印加される磁界を正しくキャンセルすることができるだけでなく、集磁部材30の磁気飽和を防止することが可能となる。   In the present embodiment, since the compensating coil C is wound around the magnetic flux collecting member 30, a sufficient number of turns can be ensured and a larger current can flow. Thereby, since a strong canceling magnetic field can be generated, even when the magnetic field to be measured is relatively strong, not only can the magnetic field applied to the magneto-sensitive elements R1 to R4 be correctly canceled, It is possible to prevent magnetic saturation of the magnetic flux collecting member 30.

<第12の実施形態>
図26は、本発明の第12の実施形態による磁気センサ72の構造を説明するための模式的な斜視図である。また、図27は、磁気センサ72をy方向から見た略側面図である。
<Twelfth Embodiment>
FIG. 26 is a schematic perspective view for explaining the structure of the magnetic sensor 72 according to the twelfth embodiment of the present invention. FIG. 27 is a schematic side view of the magnetic sensor 72 viewed from the y direction.

図26及び図27に示すように、第12の実施形態による磁気センサ72は、集磁部材30の第3の部分33に補償コイルCが巻回されているとともに、センサチップ20の素子形成面25に4つの感磁素子R1〜R4が形成されている点において、第8の実施形態による磁気センサ68と相違している。その他の基本的な構成は、第8の実施形態による磁気センサ68と同一であることから、同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。   As shown in FIGS. 26 and 27, the magnetic sensor 72 according to the twelfth embodiment has the compensation coil C wound around the third portion 33 of the magnetic flux collecting member 30 and the element forming surface of the sensor chip 20. 25 is different from the magnetic sensor 68 according to the eighth embodiment in that four magnetic sensing elements R1 to R4 are formed. Since other basic configurations are the same as those of the magnetic sensor 68 according to the eighth embodiment, the same components are denoted by the same reference numerals, and redundant description will be omitted.

本実施形態においては、集磁部材30の第3の部分33がセンサチップ20の素子形成面25を覆うよう、集磁部材30が立てて回路基板10の主面11に搭載されていることから、補償コイルCは、z方向が軸方向となるよう集磁部材30の第3の部分33に巻回されている。これにより、集磁部材30の第3の部分33に取り込まれるz方向の磁束を打ち消すことができる。これにより、第11の実施形態による磁気センサ71と同様、測定対象となる磁界が比較的強い場合であっても、感磁素子R1〜R4に印加される磁界を正しくキャンセルすることができるだけでなく、集磁部材30の磁気飽和を防止することが可能となる。   In the present embodiment, the magnetic flux collecting member 30 is mounted upright on the main surface 11 of the circuit board 10 so that the third portion 33 of the magnetic flux collecting member 30 covers the element forming surface 25 of the sensor chip 20. The compensating coil C is wound around the third portion 33 of the magnetic flux collecting member 30 such that the z direction is the axial direction. Thereby, the magnetic flux in the z direction taken into the third portion 33 of the magnetic flux collecting member 30 can be canceled. Thus, similarly to the magnetic sensor 71 according to the eleventh embodiment, even when the magnetic field to be measured is relatively strong, not only can the magnetic field applied to the magneto-sensitive elements R1 to R4 be correctly canceled, but also In addition, magnetic saturation of the magnetic flux collecting member 30 can be prevented.

<第13の実施形態>
図28は、本発明の第13の実施形態による磁気センサ73の構造を説明するための模式的な斜視図である。また、図29は、磁気センサ73をy方向から見た略側面図である。
<13th Embodiment>
FIG. 28 is a schematic perspective view for explaining the structure of the magnetic sensor 73 according to the thirteenth embodiment of the present invention. FIG. 29 is a schematic side view of the magnetic sensor 73 as viewed from the y direction.

図28及び図29に示すように、第13の実施形態による磁気センサ73は、集磁部材30の第3の部分33に補償コイルCが巻回されているとともに、センサチップ20の素子形成面25に4つの感磁素子R1〜R4が形成されている点において、第10の実施形態による磁気センサ70と相違している。その他の基本的な構成は、第10の実施形態による磁気センサ70と同一であることから、同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。   As shown in FIGS. 28 and 29, the magnetic sensor 73 according to the thirteenth embodiment has a compensation coil C wound around a third portion 33 of a magnetic flux collecting member 30 and an element forming surface of a sensor chip 20. 25 is different from the magnetic sensor 70 according to the tenth embodiment in that four magnetic sensing elements R1 to R4 are formed. Since other basic configurations are the same as those of the magnetic sensor 70 according to the tenth embodiment, the same components are denoted by the same reference numerals, and redundant description will be omitted.

本実施形態においても、集磁部材30の第3の部分33に取り込まれるz方向の磁束を補償コイルCによって打ち消すことができる。これにより、第11及び図12の実施形態による磁気センサ71,72と同様、測定対象となる磁界が比較的強い場合であっても、感磁素子R1〜R4に印加される磁界を正しくキャンセルすることができるだけでなく、集磁部材30の磁気飽和を防止することが可能となる。   Also in the present embodiment, the magnetic flux in the z direction taken into the third portion 33 of the magnetic flux collecting member 30 can be canceled by the compensation coil C. As a result, similarly to the magnetic sensors 71 and 72 according to the embodiments of FIGS. 11 and 12, even when the magnetic field to be measured is relatively strong, the magnetic field applied to the magneto-sensitive elements R1 to R4 is correctly canceled. In addition to this, the magnetic saturation of the magnetic flux collecting member 30 can be prevented.

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は、上記の実施形態に限定されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含されるものであることはいうまでもない。   As described above, the preferred embodiments of the present invention have been described. However, the present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications can be made without departing from the gist of the present invention. It goes without saying that they are included in the range.

1〜7,68〜73 磁気センサ
10 回路基板
11 回路基板の主面
20,20A,20B センサチップ
21〜24 側面
25 素子形成面
26 裏面
30,30A,30B 集磁部材
30M 磁性部
30N,30N,30N 非磁性部
31 第1の部分
32 第2の部分
33 第3の部分
31a,32a 根元部分
31b,32b 先端部分
40 紙幣センサ
41 検出ヘッド
81〜86 端子電極
91 差動アンプ
92 検出回路
51〜53 磁性体層
C 補償コイル
R1〜R4 感磁素子
φ 磁束
1 to 7, 68 to 73 Magnetic sensor 10 Circuit board 11 Main surface 20, 20A, 20B of circuit board Sensor chip 21 to 24 Side surface 25 Element formation surface 26 Back surface 30, 30A, 30B Magnetic flux collecting member 30M Magnetic portion 30N, 30N 1 , 30N 2 Non-magnetic part 31 First part 32 Second part 33 Third part 31a, 32a Root part 31b, 32b Tip part 40 Bill sensor 41 Detection head 81-86 Terminal electrode 91 Differential amplifier 92 Detection circuit 51 To 53 Magnetic layer C Compensation coil R1 to R4 Magnetic sensing element φ Magnetic flux

Claims (16)

回路基板と、
前記回路基板の主面に搭載されたセンサチップ及び集磁部材と、を備え、
前記センサチップは、感磁素子が形成され、前記回路基板の前記主面と平行な素子形成面を有し、
前記集磁部材は、前記センサチップの前記素子形成面と接することなく前記回路基板の前記主面に搭載されているとともに、前記回路基板の前記主面に対して垂直な方向から見て、前記センサチップを基準として互いに反対側に位置する第1及び第2の部分と、前記第1の部分と前記第2の部分を接続する第3の部分とを有することを特徴とする磁気センサ。
A circuit board,
A sensor chip and a magnetic flux collecting member mounted on the main surface of the circuit board,
The sensor chip has a magneto-sensitive element formed thereon, and has an element forming surface parallel to the main surface of the circuit board,
The magnetic flux collecting member is mounted on the main surface of the circuit board without being in contact with the element forming surface of the sensor chip, and viewed from a direction perpendicular to the main surface of the circuit board, A magnetic sensor comprising: first and second portions located on opposite sides with respect to a sensor chip; and a third portion connecting the first portion and the second portion.
前記センサチップは、前記回路基板の前記主面に対して垂直であり、互いに平行な第1及び第2の側面をさらに有し、
前記集磁部材の前記第1及び第2の部分は、前記センサチップの前記第1及び第2の側面をそれぞれ覆うことを特徴とする請求項1に記載の磁気センサ。
The sensor chip further has first and second side surfaces that are perpendicular to the main surface of the circuit board and parallel to each other,
The magnetic sensor according to claim 1, wherein the first and second portions of the magnetic flux collecting member cover the first and second side surfaces of the sensor chip, respectively.
前記センサチップは、前記回路基板の前記主面に対して垂直であり、前記第1及び第2の側面に対して垂直な第3の側面をさらに有し、
前記集磁部材の前記第3の部分は、前記センサチップの前記第3の側面を覆うことを特徴とする請求項2に記載の磁気センサ。
The sensor chip is perpendicular to the main surface of the circuit board, and further has a third side surface perpendicular to the first and second side surfaces,
The magnetic sensor according to claim 2, wherein the third portion of the magnetic flux collecting member covers the third side surface of the sensor chip.
前記集磁部材の前記第3の部分は、前記センサチップの前記第1及び第2の側面に対して垂直な方向における長さよりも、前記センサチップの前記第1及び第2の側面と平行な方向における長さの方が長いことを特徴とする請求項3に記載の磁気センサ。   The third portion of the magnetic flux collecting member is more parallel to the first and second side surfaces of the sensor chip than a length of the sensor chip in a direction perpendicular to the first and second side surfaces. The magnetic sensor according to claim 3, wherein the length in the direction is longer. 前記集磁部材の前記第3の部分は、前記センサチップの前記第1及び第2の側面と平行な方向における長さよりも、前記センサチップの前記第1及び第2の側面に対して垂直な方向における長さの方が長いことを特徴とする請求項3に記載の磁気センサ。   The third portion of the magnetic flux collecting member is more perpendicular to the first and second side surfaces of the sensor chip than the length of the sensor chip in a direction parallel to the first and second side surfaces. The magnetic sensor according to claim 3, wherein the length in the direction is longer. 前記集磁部材は、単一の磁性材料からなることを特徴とする請求項3乃至5のいずれか一項に記載の磁気センサ。   The magnetic sensor according to claim 3, wherein the magnetic flux collecting member is made of a single magnetic material. 前記回路基板の前記主面を基準とした前記集磁部材の厚さは、前記回路基板の前記主面を基準とした前記センサチップの厚さよりも厚いことを特徴とする請求項6に記載の磁気センサ。   The thickness of the magnetic flux collecting member based on the main surface of the circuit board is greater than the thickness of the sensor chip based on the main surface of the circuit board. Magnetic sensor. 前記集磁部材は、磁性材料からなる磁性部と非磁性材料からなる非磁性部とを含み、
前記非磁性部は、前記回路基板の前記主面と前記磁性部の間に位置し、
前記回路基板の前記主面を基準とした前記感磁素子の高さは、前記回路基板の前記主面を基準とした前記磁性部の下面の高さと上面の高さの間に位置することを特徴とする請求項3乃至5のいずれか一項に記載の磁気センサ。
The magnetic flux collecting member includes a magnetic part made of a magnetic material and a non-magnetic part made of a non-magnetic material,
The non-magnetic portion is located between the main surface of the circuit board and the magnetic portion,
The height of the magneto-sensitive element with respect to the main surface of the circuit board is located between the height of the lower surface and the height of the upper surface of the magnetic unit with respect to the main surface of the circuit board. The magnetic sensor according to claim 3, wherein:
前記センサチップは、前記素子形成面が前記回路基板の前記主面と向かい合うように搭載されていることを特徴とする請求項1乃至7のいずれか一項に記載の磁気センサ。   8. The magnetic sensor according to claim 1, wherein the sensor chip is mounted such that the element forming surface faces the main surface of the circuit board. 9. 前記回路基板の前記主面を基準とした前記集磁部材の厚さは、前記回路基板の前記主面を基準とした前記センサチップの厚さよりも薄いことを特徴とする請求項9に記載の磁気センサ。   10. The sensor according to claim 9, wherein a thickness of the magnetic flux collecting member with respect to the main surface of the circuit board is smaller than a thickness of the sensor chip with respect to the main surface of the circuit board. Magnetic sensor. 前記集磁部材の前記第3の部分は、前記センサチップの前記素子形成面を覆うことを特徴とする請求項1に記載の磁気センサ。   The magnetic sensor according to claim 1, wherein the third portion of the magnetic flux collecting member covers the element forming surface of the sensor chip. 前記センサチップは、前記回路基板の前記主面に対して垂直であり、互いに平行な第1及び第2の側面をさらに有し、
前記集磁部材の前記第1及び第2の部分は、前記センサチップの前記第1及び第2の側面をそれぞれ覆い、
前記集磁部材の前記第1及び第2の部分の間隔は、前記第3の部分に近い根元部分において狭くなる段差形状を有することを特徴とする請求項11に記載の磁気センサ。
The sensor chip further has first and second side surfaces that are perpendicular to the main surface of the circuit board and parallel to each other,
The first and second portions of the magnetic flux collecting member cover the first and second side surfaces of the sensor chip, respectively.
The magnetic sensor according to claim 11, wherein an interval between the first and second portions of the magnetic flux collecting member has a stepped shape that becomes narrower at a root portion near the third portion.
前記センサチップは、前記回路基板の前記主面に対して垂直であり、互いに平行な第1及び第2の側面をさらに有し、
前記集磁部材は、磁性材料からなる磁性部と非磁性材料からなる第1及び第2の非磁性部とを含み、
前記集磁部材の前記第1及び第2の非磁性部は、前記センサチップの前記第1及び第2の側面をそれぞれ覆うことを特徴とする請求項11に記載の磁気センサ。
The sensor chip further has first and second side surfaces that are perpendicular to the main surface of the circuit board and parallel to each other,
The magnetic flux collecting member includes a magnetic part made of a magnetic material and first and second nonmagnetic parts made of a nonmagnetic material,
The magnetic sensor according to claim 11, wherein the first and second nonmagnetic portions of the magnetic flux collecting member cover the first and second side surfaces of the sensor chip, respectively.
前記集磁部材は、単一の磁性材料からなり、
前記センサチップは、前記素子形成面が前記回路基板の前記主面と向かい合うように搭載されていることを特徴とする請求項11に記載の磁気センサ。
The magnetic flux collecting member is made of a single magnetic material,
The magnetic sensor according to claim 11, wherein the sensor chip is mounted such that the element formation surface faces the main surface of the circuit board.
前記センサチップの前記素子形成面上には、前記感磁素子に隣接する磁性体層が設けられていることを特徴とする請求項1乃至14のいずれか一項に記載の磁気センサ。   The magnetic sensor according to claim 1, wherein a magnetic layer adjacent to the magneto-sensitive element is provided on the element forming surface of the sensor chip. 前記集磁部材の前記第3の部分に巻回された補償コイルをさらに備えることを特徴とする請求項1乃至15のいずれか一項に記載の磁気センサ。   The magnetic sensor according to claim 1, further comprising a compensation coil wound around the third portion of the magnetic flux collecting member.
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