專利名稱:磁性傳感器的制作方法
技術領域:
本發明涉及一種檢測被檢測體具有的磁性圖等磁性信息的磁性傳感器。
背景技術:
以往,提出了各種檢測被組合到紙幣等被檢測體的磁性圖或磁性信息 的磁性傳感器。
例如,專利文獻1中公開了在基板上形成彎曲形狀的磁阻效應膜而構 成的一般的差動型磁性傳感器。另外,專利文獻2也公開了具備多個磁阻 元件的差動型磁性傳感器。這里,更具體而言,如專利文獻2的圖24所 示,各磁阻元件具有長條狀的多個感磁部,該多個感磁部在被檢測體的檢 出范圍內沿一個方向排列配置,并且呈串聯連接。
而且,通過這樣串聯連接磁阻元件并輸出分壓后的電壓,即差分輸出, 抑制了由于磁阻元件具有的溫度而導致的電阻值變化的電阻溫度特性的 影響。
專利文獻1日本特開2002-84015號公報專利文獻2日本特開2005-837337號公報
但是,在上述現有的磁性傳感器中,利用于差分輸出的多個磁阻元件 的形成位置相分離。這里,磁性傳感器例如設置在搭載該磁性傳感器的設 備內,由該設備內的熱源產生的熱等不一定均勻地傳遞給整個磁性傳感 器。因此,在各磁阻元件的形成位置中溫度會不同,不能得到如上述的電 3阻溫度特性的影響的抑制效果。其結果,由于溫度不同而導致在多個磁阻 元件之間電阻值的變化變大,差分輸出會變動。
發明內容
本發明的目的在于實現具有能夠使多個磁阻元件的溫度均勻的結構 的磁性傳感器。
本發明涉及的磁性傳感器,其具備磁性檢測部,該磁性檢測部串聯連 接多個磁阻元件并將由該串聯連接的多個磁阻元件分壓的電壓作為輸出 信號,磁阻元件在基板表面上形成電阻值根據通過磁通量而變化的感磁部
來構成。并且,該磁性傳感器的各磁阻元件具有分別形成為長條狀的多 個感磁部、和將該多個感磁部串聯連接的連接導體部。而且,分別構成多 個磁阻元件的多個感磁部沿一個方向排列配置,按照構成一個磁阻元件的 至少一個感磁部相對于構成該一個磁阻元件的其它多個感磁部在兩側不 相鄰的方式,配置所有磁阻元件的感磁部。
在該結構中,對所有磁阻元件而言,構成單個磁阻元件的所有感磁部 不會集中形成在一處。例如,當由第一磁阻元件與第二磁阻元件構成的兩
個磁阻元件分別具有第一感磁部、第二感磁部這兩者時,按照第一磁阻元 件的第一感磁部、第二磁阻元件的第一感磁部、第一磁阻元件的第二感磁 部、第二磁阻元件的第二感磁部的順序排列而形成。因此,與以往的在不 同的區域分別設置分別構成各磁阻元件的感磁部組時相比,能夠降低在各 磁阻元件的感磁部中能感應的溫度差。
另外,在本發明的磁性傳感器中,多個磁阻元件具有不同的靈敏度, 并且,按照一個磁阻元件的一個感磁部和靈敏度不同于一個磁阻元件的另 一磁阻元件的一個感磁部相鄰的方式配置的一對排列,形成有多對。
在該結構中,使構成具有不同靈敏度的多個磁阻元件的感磁部彼此相
4鄰來構成一個感磁部對。而且,通過構成為依次排列由這些不同的靈敏度 的感磁部組構成的感磁部對的結構,能進一步降低在構成分別不同的磁阻 元件的靈敏度不同的各感磁部組之間的溫度差。
另外,在本發明的磁性傳感器中,分別構成多個磁阻元件的多個感磁 部沿著與長條方向垂直的方向平行地配置。
另外,在本發明的磁性傳感器中,長條方向平行于被檢測體的搬送方 向。 '
在該結構中,來自各磁阻元件中的被檢測體的磁性檢測定時一致。因 此,例如,在磁阻元件間按照靈敏度不同的方式設定時,靈敏度低的一側 的磁阻元件的輸出被靈敏度高的一側的磁阻元件的輸出抵消,能得到單純 的波形的輸出。此時,由于各磁阻元件的電阻溫度特性相同,溫度也相同, 因此能夠抑制電阻溫度特性的影響。
另外,在本發明的磁性傳感器中,連接感磁部的連接電極不僅形成在 基板的具有感磁部的面上,而且還形成在相對于該面覆蓋感磁部而形成的 絕緣層的表面上。
在該結構中,由于也可以不在形成有感磁部的基板的表面上形成所有 的連接電極,因此能夠提高基板表面的感磁部的密集率。由此,能夠使多 個磁阻元件的溫度更均勻。另外,感磁部或連接電極的迂回變得容易。另外,本發明的磁性傳感器具備多個磁性檢測部,對于該多個磁性檢 測部,按照構成一個磁阻元件的一個感磁部相對于構成該一個磁阻元件的 其它多個感磁部在兩側不相鄰的方式,配置所有磁阻元件的感磁部。
在該結構中,構成多個磁性檢測部的各磁阻元件的感磁部不會按每個 磁阻元件集中,而是如上述所示,沿著排列方向交替地按順序配置各磁阻 元件的感磁部。由此,即使是具有多個磁性檢測部的結構,也會使構成各 磁性檢測部的磁阻元件的感磁部的溫度變得均勻。 (發明效果)
根據本發明,由于能夠使構成磁性傳感器的多個磁阻元件的溫度均 勻,因此能夠抑制磁阻元件具有的電阻溫度特性的影響。由此,不需要修 正由于電阻溫度特性導致的輸出信號的變化,就能夠實現高精度的磁性檢
圖1是表示第1實施方式的磁性傳感器10的結構的俯視圖和等效電路圖。圖2是用于說明第1實施方式的結構的磁性傳感器10與現有結構的 磁性傳感器的輸出電壓信號的波形的圖。圖3是表示第2實施方式的磁性傳感器20的結構的俯視圖和等效電 路圖。圖4是表示第3實施方式的磁性傳感器30的結構的俯視圖和等效電 路圖。圖5是表示第4實施方式的磁性傳感器40的結構的俯視圖和等效電 路圖。圖6是表示第5實施方式的磁性傳感器50的結構的俯視圖和等效電 路圖。圖中10、 20、 30、 40、 50 —磁性傳感器的磁性檢測部;11、 21、 31、 41、 51—基板;42、 52—保護膜;121 124、 131 134、 221 225、 231 235 —感磁部;141 145、 151 155、 241 246、 251 256 —連接用線電 極;191、 291 —電壓輸入用電極;192、 292 —接地連接用電極;193、 293 — 電壓輸出用電極;MR1 MR4 —磁阻元件;M—被檢測體。
具體實施方式
圖1 (A)是表示本實施方式的磁性傳感器10的結構的俯視圖,圖1 (B)是磁性傳感器10的等效電路圖。
如圖1 (A)所示,磁性傳感器IO通過在基板11上形成感磁部、連 接該感磁部的連接線電極、電壓輸入輸出或接地的連接中使用的外部連接 用電極,構成了圖1 (B)所示的電路。即,構成在電壓輸入端子Vin與 接地端子GND之間串聯連接磁阻元件MR1、 MR2、并在磁阻元件MR1、 MR2的連接點上連接電壓輸出端子Vout的電路。以下,表示具體的結構。
基板11例如由Si基板構成,該Si基板的表面上形成有構成上述電路 的感磁部(半導體膜)和電極。另外,作為基板,除Si基板等絕緣性基板 之外也能利用GaAs: Si02等半絕緣性基板。沿著基板11的磁性檢測部10 的形成區域的第1方向(圖1 (A)的縱向)的一端,形成有對應于電壓 輸入端子Vin的電壓輸入用電極191、對應于接地端子GND的接地連接 用電極192,另一端形成有對應于電壓輸出端子Vout的電壓輸出用電極 193。這些電壓輸入用電極191、接地連接用電極192以及電壓輸出用電極 193由導電性材料構成。另外,電壓輸入用電極191、接地連接用電極192 以及電壓輸出用電極193構成為沿著與形成區域的第一方向垂直的第二方 向(圖1 (A)的橫向)延伸的形狀。
基板11的電壓輸入用電極191、接地連接用電極192與電壓輸出用電 極193之間的區域中形成有構成磁阻元件MR1的感磁部121 124和連接7線電極141 145、構成磁阻元件MR2的感磁部131 134和連接線電極 151 155。
感磁部121 124配置為長條方向與所述第二方向平行。感磁部121 與感磁部122配置為在第一方向上靠近,感磁部123與感磁部124也配置 為在第一方向上靠近。另外,在第一方向上,平行地形成了感磁部121、 122的區域和形成了電壓輸出用電極191以及接地連接用電極192的區域 之間,分離能夠形成構成磁阻元件MR2的感磁部131、 132的距離。而且, 在第一方向上,平行地形成了感磁部121、 122的區域與平行地形成了感 磁部123、 124的區域之間,分離能夠形成構成磁阻元件MR2的感磁部133、 134的距離。而且,平行地形成了感磁部123、 124的區域靠近電壓輸出用 電極193。
磁阻元件MR1的連接線電極141 145由與電壓輸入用電極191、接 地連接用電極192以及電壓輸出用電極193相同的導電性材料形成在基板 ll表面上,例如,與電壓輸入用電極191、接地連接用電極192以及電壓 輸出用電極193同時圖案形成。
連接線電極141由將互相分離的接地連接用電極192與感磁部121電 連接的圖案構成,連接線電極142由將互相靠近的感磁部121與感磁部122 電連接的圖案構成。連接線電極143由將互相分離的感磁部122與感磁部 123電連接的圖案構成,連接線電極144由將互相靠近的感磁部123與感 磁部124電連接的圖案構成。而且,連接線電極145由將互相靠近的感磁部124與電壓輸出用電極193連接的圖案構成。這些連接線電極141 145 形成于感磁部121 124的長條方向的兩端處存在的區域。
磁阻元件MR2的感磁部131 134例如由將InSb作為材質的半導體 膜構成,是長度比寬度長的長條狀的圖案。感磁部131 134在半導體膜 上沒有形成短路電極。因此,感磁部131 134設定為對磁通量的敏感度 比感磁部121 124更低。
感磁部131 134配置為長條方向與所述第二方向平行。感磁部131 與感磁部132配置為在第一方向上靠近,感磁部133與感磁部134也配置 為在第一方向上靠近。
感磁部131、 132在第一方向上配置在形成了上述的電壓輸入用電極 191和接地連接用電極192的區域與形成了磁阻元件MR1的感磁部121、 122的區域之間。此時,磁阻元件MR2的感磁部131、 132與磁阻元件 MR1的感磁部121 124配置為長條方向平行。而且,磁阻元件MR2的 感磁部132與磁阻元件MR1的感磁部121配置為在第一方向上靠近。
感磁部133、 B4在第一方向上配置在形成了磁阻元件MR1的感磁部 121、 122的區域與形成了磁阻元件MR1的感磁部123、 124的區域之間。 此時,磁阻元件MR2的感磁部133、 134與磁阻元件MR1的感磁部121 124配置為長條方向平行。而且,磁阻元件MR2的感磁部133與磁阻元件 MR1的感磁部122配置為在第一方向上靠近,并且磁阻元件MR2的感磁 部134與磁阻元件MR1的感磁部123也配置為在第一方向上靠近。
連接線電極151由將互相靠近的電壓輸入用電極191與感磁部131電 連接的圖案構成,連接線電極152由將互相靠近的感磁部131與感磁部132 電連接的圖案構成。連接線電極153由將互相分離的感磁部132與感磁部 133電連接的圖案構成,連接線電極154由將互相靠近的感磁部133與感 磁部134電連接的圖案構成。而且,連接線電極155由將互相分離的感磁9部134與電壓輸入用電極193連接的圖案構成。這些連接線電極151 155 形成于感磁部131 134的長條方向的兩端處存在的區域中。
如上所述,本實施方式的結構中,在基板11上的磁性傳感器10的形 成區域中,沿著第一方向,從一端(圖1 (A)的上端)開始按順序相互 靠近地形成了 ( i )電壓輸入用電極191和接地連接用電極192的電極組、 (ii)磁阻元件MR2的感磁部131、 132、 (iii)磁阻元件MR1的感磁部 121、 122、 (iv)磁阻元件MR2的感磁部133、 134、 (v)磁阻元件MRl 的感磁部122、 124、 (vi)電壓輸出用電極193。這意味著,g卩,沿著第 一方向交替地配置磁阻元件MR1的感磁部的形成區域與磁阻元件MR2的 感磁部的形成區域,并且這些相互靠近地配置。由此,由于磁阻元件MR1 的形成區域與磁阻元件MR2的形成區域集中而沒有分離,所以磁阻元件 MR1的溫度與磁阻元件MR2的溫度會變得大致相等。特別是,如本實施 方式,通過交替地多次反復配置磁阻元件MR1的感磁部與磁阻元件MR2 的感磁部,與單純地鄰接配置磁阻元件MR1的感磁部與磁阻元件MR2的 感磁部相比,能夠進一步使溫度相等。而且,由這樣的結構獲得如圖1 (B) 所示的差動型輸出電壓信號時,由于能夠消除磁阻元件MR1與磁阻元件 MR2之間的溫度差,因此能夠在不影響磁阻元件MR1、 MR2的電阻溫度 特性的情況下,獲得對應于磁阻元件MR1、 MR2的感磁量的正確的輸出 電壓信號。
而且,通過將上述的第二方向作為被檢測體的搬送方向,使構成磁阻 元件MR1、 MR2的感磁部121 124、 131 134的排列方向與被檢測體的 搬送方向正交。因此,與基于被檢測體的通過磁通量的變化相應的磁阻元 件MR1的電阻值變化與磁阻元件MR2的電阻值變化在時間軸上一致。這 里,如上述所示,通過將磁阻元件MR2的敏感度設得比磁阻元件MR1的 敏感度更低,從而磁阻元件MR2的電阻值變化被磁阻元件MR1的電阻值 變化消除。
圖2是用于說明本實施方式的結構的磁性傳感器的磁性檢測部10與現有結構(上述專利文獻2的圖24的結構)的磁性傳感器的磁性檢測部 的輸出電壓信號的波形的圖,圖2 (A)表示本實施方式的磁性傳感器的 磁性檢測部10的情況,圖2 (B)表示現有結構的磁性傳感器的磁性檢測 部的情況。
如圖2 (A)所示,通過使用本實施方式的結構,輸出電壓信號成為 隨著被檢測體M的通過而產生的峰值(P0)只有一個的波形,能夠正確 檢出被檢測體M。此時,如上述所示,由于磁阻元件MR1、 MR2的溫度 (T。)一致,因此,能夠相互抵消電阻溫度特性的影響,能得到對應于被 檢測體M的磁通密度的大小的正確的輸出電壓信號電平。另一方面,如 圖2 (B)所示,使用現有結構時,輸出電壓信號變成具有被檢測體M通 過磁阻元件MR1時的峰值(Pl)與被撿測體M通過磁阻元件MR2時的 峰值(P2)這兩個峰值。由此,對一個被檢測體檢出兩個峰值。而且,由 于這些峰值依賴于各個磁阻元件MR1、 MR2的形成位置處的溫度,因此 若這些形成位置處的溫度不同,則即使對這些單純地進行加減運算或乘除 運算,也不能相互抵消電阻溫度特性的影響,不能正確檢出對應于被檢測 體的磁通密度的大小的輸出電壓信號電平。
下面,參照
第2實施方式的磁性傳感器。
本實施方式所示的磁性檢測部20也與第1實施方式所示的磁性檢測 部10同樣地,通過在基板21上形成感磁部或導電性電極來構成圖3 (B) 所示的電路。而且,基板21、感磁部、導電性電極的材質也與第1實施方 式相同。
沿著基板21的磁性檢測部20的形成區域的第二方向(圖3 (A)的 橫向)的一端上形成有電壓輸入用電極291、接地連接用電極292,另一端上形成有電壓輸出用電極293。
基板21的電壓輸入用電極291和接地連接用電極292與電壓輸出用 電極293之間的區域,形成有構成磁阻元件MR1的感磁部221 225和連 接線電極241 246與構成磁阻元件MR2的感磁部231 235和連接線電 極251 256。
磁阻元件MR1的感磁部221 225是長度比寬度長的長條狀的圖案, 沿著長條方向在半導體膜上按規定間隔形成有由導電體構成的短路電極。 感磁部221 225配置為長條方向與所述第二方向平行。
感磁部221與感磁部222配置為在第一方向上靠近,感磁部222與感 磁部223在第一方向上分離能夠形成磁阻元件MR2的感磁部232、 233的 距離。感磁部233與感磁部234配置為在第一方向上靠近,感磁部224與 感磁部225在第一方向上分離能夠形成磁阻元件MR2的感磁部234、 235 的距離。
由連接線電極241電連接感磁部221與接地連接用電極292,由連接 線電極242電連接感磁部221、 222。由連接線電極243電連接感磁部222、 223,由連接線電極244電連接感磁部223、 224。由連接線電極245電連 接感磁部224、 225,由連接線電極246電連接感磁部225與電壓輸出用電 極293。
磁阻元件MR2的感磁部231 235是長度比寬度長的長條狀的圖案, 沒有形成短路電極。感磁部231 235與感磁部221 225同樣地,配置為 長條方向與所述第二方向平行。
感磁部231相對于磁阻元件MR1的感磁部221在與感磁部222對置 的一側靠近感磁部221配置。
感磁部232與感磁部233按照在第一方向上靠近的方式配置在上述的 磁阻元件MR1的感磁部222與感磁部223之間的區域中。感磁部234與 感磁部235按照在第一方向上靠近的方式配置在上述的磁阻元件MR1的 感磁部224與感磁部225之間的區域中。
由連接線電極251電連接感磁部231與電壓輸入用電極291,由連接 線電極252電連接感磁部231、 232。由連接線電極253電連接感磁部232、 233,由連接線電極254電連接感磁部233、 234。由連接線電極255電連 接感磁部234、 235,由連接線電極256電連接感磁部235與電壓輸出用電 極293。
通過這樣的結構,沿著第一方向,按照感磁部231、感磁部221、感 磁部222、感磁部232、感磁部233、感磁部223、感磁部224、感磁部234、 感磁部235、感磁部225的順序,排列兩個磁阻元件MR1感磁部221 225 與磁阻元件MR2的感磁部231 235。
這里,在本實施方式中,由構成的磁阻元件不同的組合所形成的相鄰 的感磁部之間的距離,例如感磁部231與感磁部221之間的距離,被設定 為比由構成的磁阻元件相同的組合所形成的相鄰的感磁部之間的距離,例 如感磁部221與感磁部222之間的距離更短。
由這樣的結構,如磁阻元件MR2的感磁部231與磁阻元件MR1的感 磁部221的組合,構成不同的磁阻元件的感磁部彼此配置在極靠近的位置。 因此,與第l實施方式相比,能進一步消除磁阻元件MR1、 MR2之間的 溫度差,能夠得到更有效地抑制電阻溫度特性的影響的輸出電壓信號。
另外,在本實施方式中,也通過使感磁部的排列方向與被檢測體搬送 方向正交,能夠正確進行被檢測體的檢出。
下面,參照
第3實施方式的磁性傳感器。
13
圖4 (A)是表示本實施方式的磁性傳感器的磁性檢測部30的結構的 俯視圖,圖4 (B)是磁性傳感器的磁性檢測部30的等效電路圖。
本實施方式的磁性傳感器的磁性檢測部30不是如上述的第1、第2 實施方式那樣獲得一個輸出電壓信號的結構,而是針對一個電壓輸入獲得 兩個輸出電壓信號的結構。即,如圖4 (B)所示,作為等效電路,在電 壓輸入端子Vin與接地端子(GND)之間并聯連接磁阻元件MR3、 MR1 的串聯電路與磁阻元件MR2、 MR4的串聯電路,磁阻元件MR3、 MR1的 連接點與電壓輸出端子Vout-A連接,磁阻元件MR2、 MR4的連接點與電 壓輸出端子Vout-B連接。
另外,本實施方式所示的磁性檢測部30也與第1、第2實施方式所示 的磁性檢測部10、 20同樣地,通過在基板31上形成感磁部或導電性的電 極來構成圖4 (B)所示的電路。而且,基板31、感磁部、導電性的電極 的材質也與第1、第2實施方式相同。
沿著基板31的磁性檢測部30的形成區域的第二方向(圖4 (A)的 橫向)的一端,形成有對應于電壓輸入端子Vin的兩個電壓輸入用電極 3911、 3912與對應于電壓輸出端子Vout-A的一個電壓輸出用電極3931, 另一端形成有對應于接地端子GND的兩個接地連接用電極3921、 3922與 對應于電壓輸出端子Vout-B的一個電壓輸出用電極3932。
基板31的第二方向的一端與另一端之間的區域中形成有構成磁阻 元件MR1的感磁部3211、 3221、 3231和連接線電極3411 、 3421、 3431、 3441;構成磁阻元件MR2的感磁部3312、 3322、 3332和連接線電極3512、 3522、 3532、 3542;構成磁阻元件MR3的感磁部3311、 3321和連接線電 極35U、 3521、 3441;構成磁阻元件MR4的感磁部3212、 3222和連接線 電極3412、 3422、 3542。這里,與電壓輸出用電極3931連接的連接線電 極3441在磁阻元件MR1、 MR3中是共用的,與電壓輸出用電極3932連接的連接線電極3542在磁阻元件MR2、 MR4中是共用的。
構成磁阻元件MR1的感磁部32U、 3221、 3231是長度比寬度長的長 條狀的圖案,沿著長條方向在半導體膜上按規定間隔形成有由導電體構成 的短路電極。感磁部3211、 3221、 3231配置為長條方向與所述第二方向 平行。
感磁部3211與感磁部3221在第一方向上分離能夠形成磁阻元件MR2 的感磁部3332、 3322、磁阻元件MR4的感磁部3222、 3212的距離。感磁 部3221與感磁部3231在第一方向上分離能夠形成磁阻元件MR3的感磁 部33H、 3321的距離。
由連接線電極3411電連接感磁部3211與接地連接用電極3921,由連 接線電極3421電連接感磁部3211、 3221,由連接線電極3431電連接感磁 部3221、 3231,由連接線電極3441電連接感磁部3231與電壓輸出用電極 3931。
構成磁阻元件MR2的感磁部3312、 3322、 3332是長度比寬度長的長 條狀的圖案,沿著長條方向在半導體膜上按規定間隔形成有由導電體構成 的短路電極。感磁部3312、 3322、 3332配置為長條方向與所述第二方向 平行。
感磁部3332在磁阻元件MR1的感磁部3211、 3221之間設置為與磁 阻元件MR1的感磁部3211靠近。感磁部3322在磁阻元件MR1的感磁部 3211、 3221之間設置為與磁阻元件MR1的感磁部3221靠近。此時,磁阻 元件MR2的感磁部3332、3322在第一方向上分離能夠形成磁阻元件MR4 的感磁部3212、 3222的距離。
感磁部3312在第一方向上相對于磁阻元件MR1的感磁部3231配置 在感磁部3221、 3322的相反側且與感磁部3231靠近。
由連接線電極3512電連接感磁部3312與電壓輸入用電極3912,由連 接線電極3522電連接感磁部3312、 3322,由連接線電極3532電連接感磁 部3322、 3332,由連接線電極3542電連接感磁部3332與電壓輸出用電極 3932。
構成磁阻元件MR3的感磁部3311、 3321是長度比寬度長的長條狀的 圖案,在半導體膜上沒有形成由導電體構成的短路電極。感磁部3311、3321 配置為長條方向與所述第二方向平行。
感磁部3311、 3321在第一方向的磁阻元件MR1的感磁部3221、 3231 之間靠近配置。
由連接線電極3511電連接感磁部3311與電壓輸入用電極3911,由連 接線電極3521電連接感磁部3311、 3321,由連接線電極3441電連接感磁 部3321與電壓輸出用電極3931。
構成磁阻元件MR4的感磁部3212、 3222是長度比寬度長的長條狀的 圖案,在半導體膜上沒有形成由導電體構成的短路電極。感磁部3212、3222 配置為長條方向與所述第二方向平行。
感磁部3212、 3222在第一方向的磁阻元件MR2的感磁部3332、 3322 之間靠近配置。
由連接線電極3412電連接感磁部3212與接地連接用電極3922,由連 接線電極3422電連接感磁部3212、 3222,由連接線電極3542電連接感磁 部3222與電壓輸出用電極3932。
通過這樣的結構,沿著基板31上的第一方向,按順序靠近地配置磁 阻元件MR1的感磁部3211 、磁阻元件MR2的感磁部3332、磁阻元件MR4的感磁部3222、 3212、磁阻元件MR2的感磁部3322、磁阻元件MR1的 感磁部3221、磁阻元件MR3的感磁部3311、 3321、磁阻元件MR1的感 磁部3231、磁阻元件MR2的感磁部3312。
因此,磁阻元件MR1 MR4的感磁部沒有按每一個磁阻元件MR1 MR4集中,而是采用了交錯的結構。其結果,即使是由一個輸入電壓獲得 兩個輸出電壓的磁性傳感器,也如上述的各實施方式那樣能夠抑制由于磁 阻元件MR1 MR4的電阻溫度特性的影響。
另外,利用能得到這樣的針對磁通量變化的響應在時間軸上一致的兩 個輸出電壓信號這一點,通過對這兩個輸出電壓信號的一方進行極性反轉 處理并對兩個輸出電壓信號進行加法運算,能夠得到峰值電平更高且峰值 為一個的檢測信號。因此,由于對應于磁通密度之差的檢測信號的電平之 差也會變大,所以能夠提高對磁通密度的檢測分辨率,能夠實現更高精度 的磁性傳感器。
下面,參照
第4實施方式的磁性傳感器。
圖5 (A)是表示本實施方式的磁性傳感器的磁性檢測部40的結構的 俯視圖,圖5 (B)是磁性傳感器的磁性檢測部40的等效電路圖。
在上述的各實施方式的磁性傳感器的磁性檢測部中例示了將所有的 連接線電極直接形成在基板的表面上的例子,但是本實施方式的磁性傳感 器的磁性檢測部40將連接線電極的一部分形成在保護膜42的表面上,其 中保護膜42形成在感磁部等的上面。
具體而言,磁性檢測部40由以下的結構構成。
沿著基板41的磁性檢測部40的形成區域的第一方向(圖5 (A)的 縱向)的一端形成有電壓輸入用電極491、接地連接用電極492,另一端 形成有電壓輸出用電極493。
在基板41的電壓輸入用電極491和接地連接用電極492與電壓輸出 用電極493之間的區域中形成有構成磁阻元件MRl的感磁部421 424、 構成磁阻元件MR2的感磁部431 434。
磁阻元件MR1的感磁部421 424是長度比寬度長的長條狀圖案,沿 著長條方向,在半導體膜上按規定間隔形成有由導電體構成的短路電極。 感磁部421 424配置為長條方向與所述第二方向平行。
磁阻元件MR2的感磁部431 434是長度比寬度長的長條狀圖案,沒 有形成短路電極。感磁部431 434與感磁部421 424同樣地配置為長條 方向與所述第二方向平行。
而且,沿著第一方向按照構成的磁阻元件按順序交替的方式靠近地配 置這些感磁部421 424、 431 434。 g卩,從電壓輸入用電極491、接地連 接用電極492的形成區域側開始按順序配置有磁阻元件MR2的感磁部 431、磁阻元件MR1的感磁部421、磁阻元件MR2的感磁部432、磁阻元 件MR1的感磁部422、磁阻元件MR2的感磁部433、磁阻元件MR1的感 磁部423、磁阻元件MR2的感磁部434、磁阻元件MR1的感磁部424。
另外,基板41上形成有連接線電極441、 442、 443、 445、 451、 455。 連接線電極441電連接接地連接用電極492與感磁部421 ,連接線電極442 電連接感磁部421、 422,連接線電極443電連接感磁部422、 423,連接 線電極445電連接感磁部424與電壓輸出用電極493。連接線電極451電 連接電壓輸入用電極491與感磁部431,連接線電極455電連接感磁部434 與電壓輸出用電極493。
這樣的感磁部組與連接線電極組的表面上形成有具有絕緣性的保護 膜42。保護膜42的表面上形成有連接線電極452、 453、 454、 444。連接 線電極452通過形成在保護膜42上的未圖示的通孔電連接感磁部431、
18432,連接線電極453通過形成在保護膜42上的未圖示的通孔電連接感磁 部432、 433,連接線電極454通過形成在保護膜42上的未圖示的通孔電 連接感磁部433、 434。另外,連接線電極444通過形成在保護膜42上的 未圖示的通孔電連接感磁部423、 424。
通過這樣的結構,按每一根沿著第一方向依次交替地配置分別構成不 同的磁阻元件MR1、 MR2的多個感磁部。因此,能夠更正確地使磁阻元 件MR1、 MR2中的溫度一致。
另外,通過將連接線電極分為兩層而配置,能夠容易地實現電極的迂 回圖案。
下面,參照
第5實施方式的磁性傳感器。
圖6 (A)是表示本實施方式的磁性傳感器的磁性檢測部50的結構的 俯視圖,圖6 (B)是磁性傳感器的磁性檢測部50的等效電路圖。
本實施方式的磁性傳感器的磁性檢測部50在第3實施方式所示的一 輸入二輸出的磁性傳感器中應用了第4實施方式所示的連接線電極的雙層 結構。
具體而言,磁性檢測部50構成為以下的結構。
沿著基板51的磁性檢測部50的形成區域的第二方向(圖6 (A)的 橫向)的一端形成有電壓輸入用電極5911、 5912、接地連接用電極5921、 5922,另一端形成有電壓輸出用電極5931、 5932。
另外,基板51上形成有構成磁阻元件MR1的感磁部5211、 5221、 5231;構成磁阻元件MR2的感磁部5312、 5322、 5332;構成磁阻元件 MR3的感磁部5311 、5321 、5331 ;構成磁阻元件MR4的感磁部5212、5222、 5232。
磁阻元件MR1、 MR2的感磁部5211、 5221、 5231、 5312、 5322、 5332
是長度比寬度長的長條狀圖案,沒有形成短路電極,并配置為長條方向與 所述第二方向平行。
磁阻元件MR3、 MR4的感磁部5311、 5321、 5331、 5212、 5222、 5232
是長度比寬度長的長條狀圖案,沿著長條方向在半導體膜上按規定間隔形 成有由導電體構成的短路電極,并配置為長條方向與所述第二方向平行。
而且,沿著第一方向按照構成的磁阻元件按順序一個接一個交替的方 式靠近地配置這些感磁部。即,從磁性檢測部50的形成區域的第一方向 的一端(圖6(A)的上端)開始按順序配置有磁阻元件MR4的感磁部5232、 磁阻元件MR3的感磁部5311、磁阻元件MR2的感磁部5332、磁阻元件 MR1的感磁部5211、磁阻元件MR4的感磁部5222、磁阻元件MR3的感 磁部5231 、磁阻元件MR2的感磁部5322、磁阻元件MR1的感磁部5221、 磁阻元件MR4的感磁部5212、磁阻元件MR3的感磁部5331、磁阻元件 MR2的感磁部5312、磁阻元件MR1的感磁部5231。
另外,基板51上形成有連接磁阻元件MR1 MR4與電壓輸入用電極、 電壓輸出用電極、接地連接用電極的連接線電極5411、 5412、 5441、 5442、 5511、 5512、 5541、 5542。
連接線電極5411連接磁阻元件MR1的感磁部5211與接地連接用電 極5921 ,連接線電極5412連接磁阻元件MR4的感磁部5212與接地連接 用電極5922。連接線電極5441連接磁阻元件MR1的感磁部5231與電壓 輸出用電極5931,連接線電極5442連接磁阻元件MR4的感磁部5232與 電壓輸出用電極5932。連接線電極5511連接磁阻元件MR3的感磁部5311 與電壓輸入用電極5911,連接線電極5512連接磁阻元件MR2的感磁部 5312與電壓輸入用電極5912。連接線電極5541連接磁阻元件MR3的感 磁部5331與電壓輸出用電極5931,連接線電極5542連接磁阻元件MR2的感磁部5332與電壓輸出用電極5932。
這樣的感磁部組與連接線電極組的表面上形成有具有絕緣性的保護 膜52。保護膜52的表面上形成有連接各磁阻元件MR1 MR4內的多個 感磁部的連接線電極5421、 5431、 5522、 5532、 5521、 5531、 5422、 5432。
通過這樣的結構,按每一根沿著第一方向依次交替地配置分別構成不
同的磁阻元件MR1 MR4的多個感磁部。因此,能夠進一步正確地使磁 阻元件MR1 MR4中的溫度一致。
另外,本發明的磁性傳感器中,除上述的磁性檢測部之外還可以具備 施加偏置磁場的磁鐵(未圖示)。這樣,通過施加偏置磁場,能夠將基于 磁性傳感器的通過磁通量變化的電阻值變化偏移到高靈敏度的區域,因 此,通過與上述的各作用效果組合,能夠進一步構成高靈敏度且高精度的 溫度依賴性低的磁性傳感器。
2權利要求
1、一種磁性傳感器,其具備磁性檢測部,該磁性檢測部串聯連接多個磁阻元件并將由該串聯連接的多個磁阻元件分壓的電壓作為輸出信號,所述磁阻元件在基板表面上形成電阻值根據通過磁通量而變化的感磁部來構成,該磁性傳感器的特征在于,每個所述磁阻元件具有形成為長條狀的多個所述感磁部、和將該多個所述感磁部串聯連接的連接導體部,分別構成所述多個磁阻元件的多個感磁部沿一個方向排列配置,按照構成一個磁阻元件的至少一個感磁部相對于構成該一個磁阻元件的其它多個感磁部在兩側不相鄰的方式,配置所有磁阻元件的感磁部。
2、 根據權利要求1所述的磁性傳感器,其特征在于, 所述多個磁阻元件具有不同的靈敏度,按照所述一個磁阻元件的一個感磁部和靈敏度不同于所述一個磁阻 元件的另一磁阻元件的一個感磁部相鄰的方式配置的一對排列,形成有多 對。
3、 根據權利要求1或2所述的磁性傳感器,其特征在于,分別構成所述多個磁阻元件的多個感磁部沿著與所述長條方向垂直 的方向平行地配置。
4、 根據權利要求1或2所述的磁性傳感器,其特征在于, 所述長條方向與被檢測體的搬送方向平行。
5、 根據權利要求1或2所述的磁性傳感器,其特征在于, 連接所述感磁部的連接電極不僅形成在所述基板的具有所述感磁部的面上,而且還形成在相對于該面覆蓋所述感磁部而形成的絕緣層的表面 上。
6、 根據權利要求1或2所述的磁性傳感器,其特征在于, 該磁性傳感器具備多個所述磁性檢測部,對于該多個磁性檢測部,按照構成所述一個磁阻元件的一個感磁部相對于構成該一個磁阻元件的其 它多個感磁部在兩側不相鄰的方式,配置所有磁阻元件的感磁部。
全文摘要
本發明提供一種具有能夠使多個磁阻元件的溫度均勻的結構的磁性傳感器。基板(11)上形成有構成磁阻元件(MR1)的感磁部(121~124)與構成磁阻元件(MR2)的感磁部(131~134)。感磁部(121~124、131~134)由長條狀的半導體膜形成,而且在感磁部(121~124)的半導體膜上,沿著長條方向按規定間隔形成有由導電性材料構成的短路電極。感磁部(121~124、131~134)構成為各自的長條方向平行地排列且靠近。此時,感磁部(121~124、131~134)形成為按照磁阻元件(MR2)的感磁部(131、132)、磁阻元件(MR1)的感磁部(121、122)、磁阻元件(MR2)的感磁部(133、134)、磁阻元件(MR1)的感磁部(123、124)的順序排列。
文檔編號G01R33/09GK101666864SQ200910170660
公開日2010年3月10日 申請日期2009年9月1日 優先權日2008年9月2日
發明者南谷保 申請人:株式會社村田制作所