JP2007292692A

JP2007292692A - 磁気デバイス

Info

Publication number: JP2007292692A
Application number: JP2006123474A
Authority: JP
Inventors: Kenichi Omori; 賢一大森; Takuya Aizawa; 卓也相沢; Satoru Nakao; 知中尾
Original assignee: Fujikura Ltd
Current assignee: Fujikura Ltd
Priority date: 2006-04-27
Filing date: 2006-04-27
Publication date: 2007-11-08

Abstract

【課題】基板面に対して略垂直な方向の磁界を検出する磁気センサに対して、バイアス磁界を効率的に印加することが可能な磁界印加手段を備えた磁気デバイスを提供する。
【解決手段】磁界印加手段１５は、例えば基板１１の一面１１ａに沿って平行に広がり、他面１１ｂに形成されていればよい。こうした磁界印加手段１５は、基板１１の一面１１ａに形成された第一磁気センサ１２に重なる位置に配され、基板１１のＺ軸方向（第一方向）に磁界を発生させる。これにより、第一磁気センサ１２には、磁界印加手段１５から基板１１を介してＺ軸方向に沿ったバイアス磁界Ｍが印加される。
【選択図】図２

Description

本発明は、磁気センサと磁界印加手段とを備えた磁気デバイスに関する。

近年、コスト低減やチップ部品の削減を目的に、磁性薄膜を用いた磁気インピーダンス素子等の小型、軽量の磁気センサが提案されている。例えば、特許文献１に記載された発明には、基板の一面に直線状に形成した軟磁性薄膜からなる感磁部を複数本並列に並べ、これらの感磁部を覆うようにシート状の薄膜磁石を配して、複数の感磁部にバイアス磁界を印加する構成とした磁気インピーダンス効果素子が記載されている。また、特許文献２には、プリント基板の表面に沿って磁性膜が形成され、この磁性膜を取り囲むように形成されたコイルによって磁性膜にバイアス磁界を印加する構成とした磁気検出素子が記載されている。

また、特許文献３には、電気的に直列に接続された２つの薄膜磁気コアを、基板の上に並列に配し、また、これら２つの薄膜磁気コアのそれぞれを取り巻くように薄膜バイアスコイルを形成し、この薄膜バイアスコイルによって薄膜磁気コアにバイアス磁界を印加する構成とした磁気センサ素子が記載されている。

一方、特許文献４には、基板の平面に沿って配され、互いに磁界の検出方向が異なる複数の磁気抵抗素子と、この磁気抵抗素子と平行に重ねて配された平面コイルとを備え、この平面コイルによって複数の磁気抵抗素子にバイアス磁界を印加する構成とした方位計が記載されている。更に、特許文献５には、基板に沿って軟磁性体からなるシールド磁性体と、基板に垂直な方向に配された薄膜コイルとを備えた薄膜磁気ヘッドの製造方法が記載されている。
特許第３６５０５７５号公報特許第３０９６４１３号公報特許第３３４１２３７号公報特開２００２−３１０６５９号公報特開平８−１７０２２号公報

しかしながら、特許文献１〜４に記載された発明では、いずれも、磁界の検出方向が基板の平面に沿った方向に限定されるなどの課題があった。一方、特許文献５に記載された発明では、基板面に対して略垂直な方向の磁界を検出できるものの、シールド磁性体に重なるように薄膜コイルを形成するなど、製造工程が極めて複雑であり、製造コストがかかるという課題があった。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、簡易な製造工程により低コストに製造できるとともに、薄型化も可能な、基板面に対して略垂直な方向の磁界を検出する機能を備えた磁気デバイスを提供することを目的とする。

本発明の請求項１に記載の磁気デバイスは、基板と、前記基板の一面に対して略垂直な第一方向の磁界を検出する第一磁気センサと、前記基板の一面に沿って配され、前記第一磁気センサに向けてバイアス磁界を印加する磁界印加手段とを備えたことを特徴とする。
本発明の請求項２に係る磁気デバイスは、請求項１において、前記基板の一面に沿った第二方向の磁界を検出する第二磁気センサと、前記基板の一面に沿い、前記第二方向と略直交する第三方向の磁界を検出する第三磁気センサとを備えたことを特徴とする。
本発明の請求項３に係る磁気デバイスは、請求項１において、前記磁界印加手段は、前記基板を介して前記第一磁気センサと重なるように配されていることを特徴とする。
本発明の請求項４に係る磁気デバイスは、請求項１において、前記磁界印加手段は、前記第一磁気センサと前記基板との間に重なるように配されていることを特徴とする。
本発明の請求項５に係る磁気デバイスは、請求項４において、前記絶縁体が前記磁界印加手段と前記第一磁気センサとの間に、更に配されることを特徴とする。

本発明の磁気デバイスによれば、磁場印加手段を基板の一面に沿って配することによって、基板の一面に対して略垂直な第一方向の磁界を検出する第一磁気センサに磁場印加手段が接していなくても、第一磁気センサに対してバイアス磁界を印加することができる。ゆえに、本発明によれば、簡易な製造工程により低コストに製造が可能な磁気デバイスを提供できる。

以下、本発明に係る磁気デバイスの一例を図面に基づいて説明する。なお、本発明はこのような実施形態に限定されるものではない。図１は、本発明の磁気デバイスの一例を示す斜視図である。本発明の磁気デバイス１０は、基板１１と、この基板１１の一面１１ａに配された第一磁気センサ１２、第二磁気センサ１３および第三磁気センサ１４とを有する。また、基板１１の一面１１ａに沿って平行に、他面１１ｂ側に配された磁界印加手段１５を備えている。

第一磁気センサ１２は、基板１１の一面１１ａに対して略垂直なＺ軸方向（第一方向）の磁界を検出する。また、第二磁気センサ１３は、基板１１の一面１１ａに沿ったＸ軸方向（第二方向）の磁界を、第三磁気センサ１４は基板１１の一面１１ａに沿い、Ｘ軸方向（第二方向）と直交するＹ軸方向（第三方向）の磁界をそれぞれ検出する。

図２に示すように、磁界印加手段１５は、例えば基板１１の一面１１ａに沿って平行に広がり、他面１１ｂに形成されていればよい。こうした磁界印加手段１５は、基板１１の一面１１ａに形成された第一磁気センサ１２に重なる位置に配され、基板１１のＺ軸方向（第一方向）に磁界を発生させる。これにより、第一磁気センサ１２には、磁界印加手段１５から基板１１を介してＺ軸方向に沿ったバイアス磁界Ｍが印加される。磁界印加手段１５は、例えば、基板の上に形成した導電層からなるスパイラルコイルであればよい。

このような構成により、本発明の磁気デバイス１０は、基板１１の一面１１ａに対して略垂直なＺ軸方向（第一方向）の磁界を検出する第一磁気センサ１２に対して、磁界印加手段１５によって効率的にバイアス磁界を印加することができる。

磁界印加手段１５は、例えば、基板１１に沿って平面的に広がる導電膜からなるスパイラルコイルであればよい。磁界印加手段１５を基板１１に沿って平面的に広がるスパイラルコイルで構成することによって、磁気デバイス１０を薄型化することが可能になる。

図２は、第一磁気センサ１２の近傍を示す上面図及び側面図である。磁界印加手段１５は、図２に示すように、第一磁気センサ１２と重なる位置で、第一磁気センサ１２の全体にムラなくバイアス磁界が印加できる程度の大きさ、例えば、第一磁気センサ１２と同じかそれよりも大きく形成されていれば良い。

第一磁気センサ１２は、例えば、絶縁体１２ａの表面にメアンダ形状に形成した軟磁性膜１２ｂを設けたものであれば良い。また、第二磁気センサ１３および第三磁気センサ１４も、例えば、絶縁体１３ａ，１４ａの表面にメアンダ形状に形成した軟磁性膜１３ｂ，１４ｂをそれぞれ設けたものであれば良い。こうした軟磁性膜１２ｂ，１３ｂ，１４ｂは、それぞれの磁気センサの磁界検出方向に沿って長手方向が延びるように形成されていれば良い。また、基板１１は、絶縁性の樹脂基板や、Ｓｉなどの半導体基板から構成されていれば良い。

このような磁気デバイス１０は、第一磁気センサ１２、第二磁気センサ１３および第三磁気センサ１４によって、それぞれＺ軸方向（第一方向）、Ｘ軸方向（第二方向）およびＹ軸方向（第三方向）の磁界を独立して検出することができ、例えば、小型で軽量の磁気コンパスなどを実現することができる。

なお、第二磁気センサ１３および第三磁気センサ１４にバイアス磁界を印加する磁界印加手段を更に備えていても良い。

図３に示すように、磁界印加手段２２は、基板２１と第一磁気センサ２３との間に配されていても良い。磁界印加手段２２は、基板２１の一面２１ａに沿って形成され、この磁界印加手段２２に重ねて、基板２１の一面２１ａに対して略垂直な第一方向の磁界を検出する第一磁気センサ２３が配される。また、磁界印加手段２２と第一磁気センサ２３との間には、絶縁体２４が配されていれば良い。こうした構成により、基板２１の他面２１ｂに別な回路部品を実装したり、基板２１の他面２１ｂ側を他の部品などに密着して実装することもできる。

図４に示すように、磁界印加手段３２は、第一磁気センサ３３を配した第一基板３１とは別な第二基板３４に配した構成であってもよい。第一基板３１の一面３１ａには、第一基板３１の一面３１ａに対して略垂直なＺ軸方向（第一方向）の磁界を検出する第一磁気センサ３３と、第一基板３１の一面３１ａに沿ったＸ軸方向（第二方向）の磁界を検出する第二磁気センサ３５と、第一基板３１の一面３１ａに沿い、Ｘ軸方向（第二方向）と直交するＹ軸方向（第三方向）の磁界を検出する第三磁気センサ３６とが配されている。

磁界印加手段３２は、例えば、基板の上に形成した導電層からなるスパイラルコイルであればよい。第一基板３１と第二基板３４とは、例えば接着層などを介して密着されればよい。第二基板３４の一面３４ａには、第一基板３１を介して第一磁気センサ３３に対してＺ軸方向に沿ったバイアス磁界Ｍを印加する磁界印加手段３２が形成されている。第一基板３１と第二基板３４とは、例えば接着層などを介して密着されればよい。

こうした磁界印加手段３２は、第一磁気センサ３３に対して重なる位置に配される。このように、磁気センサを配する基板とは別な基板に磁界印加手段を形成することによって、互いに別な工程でそれぞれの基板を形成して一体化させることができ、効率的に本発明の磁気デバイスを製造することができる。

また、第一基板３１の一面３１ａには、集積回路チップ３８、例えばドライバＩＣやメモリなどが実装されていても良い。集積回路チップ３８を磁気センサとともに基板に実装することによって、例えば電子コンパスなどの位置検出ユニットを１パッケージで実現可能となり、装置の小型、軽量化に寄与する。

なお、基板の一面に対して略垂直なＺ軸方向（第一方向）の磁界を検出する第一磁気センサにバイアス磁界を印加する磁場印加手段は、第一磁気センサが配された基板とは別な部材や装置に設けられ、検出時に第一磁気センサと磁場印加手段とが互いに重なる位置に配されるような構成であってもよい。

本発明の磁気デバイスの一例を示す斜視図である。図１の磁気デバイスの上面図および側面図である。本発明の磁気デバイスの他の一例を示す上面図および側面図である。本発明の磁気デバイスの他の一例を示す斜視図である。

符号の説明

１０磁気デバイス、１１基板、１２第一磁気センサ、１３第二磁気センサ、１４第三磁気センサ、１５磁界印加手段。

Claims

基板と、前記基板の一面に対して略垂直な第一方向の磁界を検出する第一磁気センサと、前記基板の一面に沿って配され、前記第一磁気センサに向けてバイアス磁界を印加する磁界印加手段とを備えたことを特徴とする磁気デバイス。
前記基板の一面に沿った第二方向の磁界を検出する第二磁気センサと、前記基板の一面に沿い、前記第二方向と略直交する第三方向の磁界を検出する第三磁気センサとを備えたことを特徴とする請求項１に記載の磁気デバイス。
前記磁界印加手段は、前記基板を介して前記第一磁気センサと重なるように配されていることを特徴とする請求項１に記載の磁気デバイス。
前記磁界印加手段は、前記第一磁気センサと前記基板との間に重なるように配されていることを特徴とする請求項１に記載の磁気デバイス。
前記絶縁体が前記磁界印加手段と前記第一磁気センサとの間に、更に配されることを特徴とする請求項４に記載の磁気デバイス。