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磁传感器实质审查 发明

技术领域

[0001] 本发明涉及磁传感器。

相关背景技术

[0002] 近年来,在各种用途中使用用于检测物理量(例如,移动体的基于旋转移动或直线移动的位置或移动量(变化量)等)的物理量检测装置(位置检测装置)。作为该物理量检测装置,已知一种装置,其包括:能够检测外部磁场的变化的磁传感器、和能够使相对于磁传感器的位置发生变化的磁场产生部(例如磁铁),其中,从磁传感器输出与外部磁场的变化相应的传感器信号。
[0003] 作为磁传感器,已知在基板上设置了检测被检测磁场的磁传感器元件的装置,作为该磁传感器元件,使用磁阻根据外部磁场的变化而发生变化的磁阻效应元件(GMR元件、TMR元件等)等。
[0004] 上述磁阻效应元件由一种叠层结构构成,该叠层结构至少具有:能够按照外部磁场使磁化方向发生变化的自由层;磁化方向固定的磁化固定层;和介于自由层与磁化固定层之间的非磁性层。在具有这样的结构的磁阻效应元件中,该磁阻效应元件的磁阻值根据自由层的磁化方向与磁化固定层的磁化方向之间的角度而确定。而且,自由层的磁化方向根据外部磁场而变化,基于此,自由层和磁化固定层的磁化方向的角度发生变化,由此,使得磁阻效应元件的磁阻值发生变化。由于该磁阻值的变化,将输出与外部磁场的变化相应的传感器信号。设置在基板上的磁阻效应元件大多被构成为,相对于与基板的表面平行的方向的磁场具有灵敏度。
[0005] 另一方面,在磁传感器中,根据设置在基板上的磁阻效应元件,还会要求对与基板的表面垂直的方向的磁场进行检测。例如,专利文献1公开了一种磁传感器,其具有:遮蔽沿着基板的面方向的外部磁场的磁屏蔽件;磁场检测部;和将与基板面垂直的方向的磁场分量转换为基板的面方向的磁场分量后施加在磁场检测部的磁场转换部。
[0006] 此外,专利文献2公开了一种磁屏蔽件,其用于对于垂直地取向的磁阻随机存取存储器(MRAM)等磁器件,使来自垂直和面方向的外部磁场的干扰达到最小限度。但是,专利文献2记载的技术是用于屏蔽外部磁场对MRAM的干扰的技术,其与在检测外部磁场的磁传感器中所使用的磁屏蔽件在技术上根本不同。
[0007] [现有技术文献]
[0008] [专利文献]
[0009] [专利文献1]日本特开2022‑123321号公报
[0010] [专利文献2]美国专利申请公开第2023/0014296号说明书

具体实施方式

[0053] 下面,参照附图对本发明的一个实施方式(下面,也称为“本实施方式”。)进行说明。此外,在本说明书的附图中,有时为了图示和容易理解,进行了夸张,例如,与实物相比,适当地变更了缩小比例和纵横的尺寸比等。
[0054] 根据需要规定了“X方向”、“Y方向”、“Z方向”、“XY面方向”。在这里,“XY面方向”是构成磁传感器的基板的面方向,也是本发明的一个实施方式中的第一磁屏蔽件或第二磁屏蔽件的面方向。“X方向”和“Y方向”是XY面内的彼此正交的方向。进一步,“Z方向”是构成磁传感器的基板的厚度方向,也是垂直于XY面方向的方向。
[0055] 此外,本发明中的“第一方向”也可以是Z方向,“第二方向”也可以是XY面的任意方向。
[0056] 对于表示形状和/或几何学的条件的术语和/或数值而言,没有必要受限于严格的意思,也可以解释为包括可以期待同样的功能的程度的范围。例如,“平行”和/或“正交”等属于上述的术语。此外,“长度值”和/或“角度值”等属于上述的数值。
[0057] 在表述为一个结构位于另一结构之“上”、“下”、“上侧”、“下侧”、“上方”或“下方”的情况下,可以包括:一个结构与另一结构直接相接的方式;以及,在一个结构与另一结构之间包括其他结构的方式。所谓“在一个结构与另一结构之间包括其他结构的方式”,换言之,也可以表述为“一个结构与另一结构是间接地相接”。此外,“上”、“上侧”、或“上方”这样的表述,能够与“下”、“下侧”、或“下方”的表述交换。换言之,上下方向也可以是颠倒的。此外,左右也是同样的。
[0058] 对于相同部分和/或具有同样的功能的部分赋予相同附图标记或类似的附图标记时,有时会省略重复的记载。此外,附图的尺寸比率有时与实际的比率不同。此外,有时从附图中省略了实施方式的结构的一部分。
[0059] 在不产生矛盾的范围内,也可以将实施方式的一个以上的方式与变形例的一个以上的方式组合。此外,在不产生矛盾的范围内,也可以将实施方式的一个以上的方式彼此组合。此外,在不产生矛盾的范围内,也可以将变形例的一个以上的方式彼此组合。
[0060] 关于制造方法等的方法,在记载了多个工序的情况下,也可以在所记载的工序之间实施未记载的其他工序。此外,在不产生矛盾的范围内,工序的顺序不受到限制。
[0061] 图1A是表述本发明的一个实施方式的磁传感器100的概略结构的立体图。此外,图1B表示从图1A中的磁传感器100的第一磁屏蔽件131侧俯视时的图。在图1B中,没有记载第一磁屏蔽件131。
[0062] 如图1A和图1B所示,磁传感器100具有磁场转换部110、磁场检测部120和磁屏蔽件130。如图1A所示,磁屏蔽件130具有:位于磁场检测部120的Z方向的上下的第一磁屏蔽件
131和第二磁屏蔽件132;和位于磁场检测部120的X方向的左右的第三磁屏蔽件133。下面,对各结构进行详细说明。
[0063] 磁场转换部110将Z方向的磁场分量(下面,也称为“第一磁场分量H1”)转换为XY面的任意方向的磁场分量(下面,也称为“第二磁场分量H2”),并且对磁场检测部120施加第二磁场分量H2。由此,磁场检测部120能够输出与第一磁场分量H1的变化相应的信号。
[0064] 对于磁场转换部110与磁场检测部120的位置关系没有特别的限制,磁场检测部120设置在能够向其施加来自磁场转换部110的输出磁场的位置即可。此外,可以对一个磁场检测部120设置一个磁场转换部110,也可以对多个磁场检测部120设置一个磁场转换部
110。
[0065] 磁场转换部110也可以由一个或多个磁轭111构成,该磁轭由软磁体构成。图1A和图1B中将磁轭111表示为在Y方向上延伸的长方体形状,但是磁轭111的形状只要是能够对磁场检测部120施加第二磁场分量H2的形状即可,对其没有特别的限定。
[0066] 对于构成磁轭111的材料,没有特别的限定,例如,能够列举铁镍合金(Permalloy,NiFe)等软磁材料。
[0067] 磁场检测部120输出与第二磁场分量H2相应的信号。在这里,第二磁场分量H2是通过磁场转换部110将第一磁场分量H1转换而得到的。此外,磁场检测部120利用后述的第一磁屏蔽件131和第二磁屏蔽件132屏蔽XY面方向的外部磁场。因此,磁场检测部120输出的信号为与第一磁场分量H1的变化相应的信号。
[0068] 磁场检测部120也可以具有一个或多个磁检测元件121。作为磁检测元件,只要是具有检测磁场的功能的元件即可,例如,能够列举隧道式磁阻效应元件(TMR元件)、巨磁阻效应元件(GMR元件)、各向异性磁阻元件(AMR元件)、霍尔元件及其他种类的磁检测元件。这些之中,与其他种类的MR元件相比,TMR元件的接合面积较小,能够将传感器芯片小型化,MR比较大,能够增大传感器芯片的输出,因此尤其适合于磁检测元件121。
[0069] 如图1A和图1B所示,磁场检测部120中的磁检测元件121的个数及配置只是例示,并不限定于此。例如,磁场检测部120可以具有一个磁检测元件121,也可以具有元件串,该元件串是呈矩阵状地配置的多个磁检测元件121被串联地电连接而得到的。在图1A和图1B中,作为磁场检测部120表示的是多个磁检测元件121串联地电连接得到的元件串的形态。
[0070] 此外,磁传感器100也可以具有多个磁场检测部120。例如,磁传感器100具有四个磁场检测部120,四个磁场检测部120也可以构成彼此桥连接而形成的惠斯通桥式电路(Wheatstone bridge circuit)等桥式电路。此外,也可以是,磁传感器100具有四组磁场检测部群,其中,由多个磁场检测部120组成一组的磁场检测部群,该四组磁场检测部群构成彼此桥连接而形成的惠斯通桥式电路。其中,在磁场检测部群中,多个磁场检测部120可以是串联连接,也可以是并联连接。
[0071] 例如,在图1B中,例示的是磁传感器100具有四个第一磁场检测部群R1、第二磁场检测部群R2、第三磁场检测部群R3和第四磁场检测部群R4的形态。图1B所示的惠斯通桥式电路包括:电源端口V、接地端口G、第一输出端口E1、第二输出端口E2、设置在电源端口V与第一输出端口E1之间的第一磁场检测部R1、设置在第一输出端口E1与接地端口G之间的第二磁场检测部R2、设置在电源端口V与第二输出端口E2之间的第三磁场检测部R3、和设置在第二输出端口E2与接地端口G之间的第四磁场检测部R4。在电源端口V通过连接恒定电流源而施加规定大小的电源电压(恒定电流),接地端口G接地。供给至电源端口V的恒定电流由未图示的驱动器IC控制为规定电流值。此外,也可以在电源端口V施加恒定电压。
[0072] 在图1B所示的桥结构中,也可以按照如下所述的方式构成为了获得输出而由磁轭弯曲的磁场的方向与磁化固定层的方向的组合。例如,在施加了从第二磁屏蔽件132侧去往第一磁屏蔽件131侧的Z方向的磁场时,各磁场检测部群的磁阻按照如下方式发生变化。第一磁场检测部群R1中,自由层磁化向与磁化固定层磁化为反向平行的方向变化,磁阻上升。第二磁场检测部群R2中,自由层磁化向与磁化固定层磁化平行的方向变化,磁阻减小。第三磁场检测部群R3中,自由层磁化向与磁化固定层磁化平行的方向变化,磁阻减小。第四磁场检测部群R4中,自由层磁化向与磁化固定层磁化反向平行的方向变化,磁阻上升。此时的自由层磁化与磁化固定层磁化的相对角度的大小根据所施加的Z磁场的强度而变化,因此,结果是,能够以基于磁场检测部群的磁阻变化的惠斯通桥式电路中的差动电位(E1‑E2)之形式获得Z磁场的大小。
[0073] 如图1A和图1B所示,磁场检测部120可以位于与XY面方向平行的位置,也可以如图3H所示,位于相对于XY面方向倾斜的位置。在磁场检测部120位于与XY面方向平行的位置的情况下,与位于相对于XY面方向倾斜的位置的情况相比,存在制造效率更加提高的倾向。此外,在磁场检测部120位于相对于XY面方向倾斜的位置的情况下,磁场转换部110也可以不是必需的结构。
[0074] 更具体而言,如图3I所示,在图3H中的范围S的部分放大图中,位于以角度θ倾斜的位置的磁场检测部120能够检测Z方向的磁场分量Bz,并将其作为Bzsinθ。因此,对于位于以角度θ倾斜的位置的磁场检测部120而言,没有必要使用磁场转换部110将Z方向的磁场分量转换成XY面的任意方向的磁场分量。
[0075] 此外,如上所述,通过采用不设置磁场转换部110的结构,与设置磁场转换部110的情况相比,能够施加相对均匀的磁场。例如,Z方向的磁场分量由磁轭111转换成XY面的任意方向的磁场分量。此时,施加在磁场检测部120的XY面的任意方向的磁场分量的强度根据距磁轭111的XY面方向的距离而变化。因此,对磁场检测部120施加在XY面方向上不均匀的面内磁场。更具体而言,例如:在磁轭111的端部附近,转换成面内的磁场分量较大;另一方面,越是从磁轭111的端部向外侧远离,则面内磁场分量越是减小。因此,将靠近磁轭111的端部的磁场检测部120的端部、和远离磁轭111的端部的磁场检测部120的端部进行比较时,前者受到较大的面内磁场,后者受到相对较弱的面内磁场。相比于此,通过将磁场检测部120相对于XY面方向倾斜地配置且采用不设置磁场转换部110的结构,能够避免由这样的距磁轭111的距离不同而引起的面内磁场的不均匀性的问题,能够避免由面内磁场的不均匀性引起的磁场检测部120的磁阻变化的线性的影响。
[0076] 在沿Z方向看时,第一磁屏蔽件131和第二磁屏蔽件132位于在其之间夹着磁场检测部120的位置。即,第一磁屏蔽件131和第二磁屏蔽件132在Z方向上与磁场检测部120重叠。由此,XY面方向的磁通因第一磁屏蔽件131和第二磁屏蔽件132而会聚,磁场检测部120被屏蔽XY面方向的外部磁场。因此,能够有效地对磁场检测部120施加Z方向的磁场。
[0077] 此外,只要能够获得本实施方式中的磁传感器100所具有的效果,则第一磁屏蔽件131和第二磁屏蔽件132也可以在Z方向上与磁场检测部120的一部分重叠,也可以与磁场检测部120的全部重叠。此外,第一磁屏蔽件131可以在Z方向上与第二磁屏蔽件132的一部分重叠,也可以与第二磁屏蔽件132的全部重叠。
[0078] 关于第一磁屏蔽件131和第二磁屏蔽件132的XY面方向的形状,没有特别的限定,例如,能够列举:正方形、四个角的角度为89~91°的四边形、四个角被倒圆的角圆角长方形、长方形的四个角被倒角的形状(八边形)、包括椭圆形在内的长圆形、长方形的相对的两个短边为圆弧形的形状、梯形、平行四边形、菱形等的形状。此外,在第一磁屏蔽件131和第二磁屏蔽件132具有四边形的情况下,可以是两组相对的两个边中的至少一个组的相对的两个边是平行的,也可以是两组相对的两个边是不平行的。第一磁屏蔽件131和第二磁屏蔽件132的XY面方向的形状可以相同,也可以不同。
[0079] 此外,对于第一磁屏蔽件131和第二磁屏蔽件132而言,可以是如图1A和图1B所示的那样由一个磁屏蔽件构成,也可以是由多个磁屏蔽件在XY面方向上排列而成的形态。
[0080] 如上所述,利用第一磁屏蔽件131和第二磁屏蔽件132能够屏蔽对于磁场检测部120的XY面方向的磁场,另一方面,第一磁屏蔽件131和第二磁屏蔽件132使Z方向的磁通会聚。因此,如图2A所示,对于位于第一磁屏蔽件131与第二磁屏蔽件132之间的磁场检测部
120施加更强的Z方向的磁场。
[0081] 如上所述,使用图3J和图3K,对于随着第一磁场分量H1变大、TMR的Z方向的磁场的检测磁场范围下降的机制进行更具体的说明。一般而言,TMR的磁阻R能够使用自由层的磁化角度θ自由与磁化固定层的磁化角度θ固定之差、以及TMR的磁导G和磁导变动的振幅dG表示。在图3J中,为了使说明变得简单,表示的是磁化角度θ固定为0的情况。在本实施方式中,通过磁场转换部110,Z方向的第一磁场分量H1的一部分被转换成XY面的任意方向的第二磁场分量H2,并且被施加在磁场检测部120。在仅被施加了第二磁场分量H2的情况下,自由层的磁化在面内旋转,磁化角度θ自由发生变化。图3J表示此时的磁阻R的计算式。
[0082] 对此,随着Z方向的磁场变强、即第一磁场分量H1变大,则自由层的磁化如图3K所示那样因第二磁场分量H2而在面内旋转,与此同时,因第一磁场分量H1,相对于XY面旋转磁场角度Φ自由。由此,如图3K所示,在第一磁场分量H1较小时、即Φ自由接近为0时,Cos(Φ自由)大致为1,对于磁阻R的变动几乎不起作用。但是,随着第一磁场分量H1变大,磁场角度Φ自由接近于90度,其结果是,Cos(Φ自由)接近为0。由此,磁阻R的变动幅度变小,其结果是,导致Z方向的磁场的检测磁场范围的下降。
[0083] 为此,在本发明的一个实施方式的磁传感器100中,如图2B所示,使用第三磁屏蔽件133。由此,第三磁屏蔽件133能够形成磁路,减小施加在磁场检测部120的第一磁场分量H1。其结果是,即使是在Z方向的磁场强的情况下,也能够抑制因自由层的磁化在与面垂直的方向旋转而引起的输出下降,能够提高检测磁场范围。此外,在图2B中省略了磁场转换部110和磁场检测部120。
[0084] 接着,对第三磁屏蔽件133进行详细说明。第三磁屏蔽件133位于磁场检测部120的XY面方向的侧方。即,第三磁屏蔽件133在Z方向与磁场检测部120不重叠。该第三磁屏蔽件133使第一磁屏蔽件131与第二磁屏蔽件132之间的Z方向的磁通会聚,形成Z方向的磁路。因此,施加在磁场检测部120的第一磁场分量H1的一部分因第三磁屏蔽件133而会聚,施加在磁场检测部120的第一磁场分量H1的磁场强度减小。由此,能够抑制检测磁场范围的下降,能够实现Z方向的检测磁场范围宽广的磁传感器100。
[0085] 图2C表示施加了Z方向磁场时的Z磁场模拟的图。图2C的纵轴表示测量位置处的Z方向磁场Bz相对于外部Z磁场Bz_ext的比率。如图2C所示,与缺少第一磁屏蔽件131、第二磁屏蔽件132和第三磁屏蔽件133中的任一个磁屏蔽件的模型2~4相比较,组合使用了第一磁屏蔽件131、第二磁屏蔽件132和第三磁屏蔽件133的模型1的Z方向的磁路形成稳定,能够获得优秀的抑制Z方向的检测磁场范围下降的效果。
[0086] 进一步,如图2C所示,与例如不存在第一磁屏蔽件131和第二磁屏蔽件132中的一者或两者的模型2、4等相比,组合使用了第一磁屏蔽件131、第二磁屏蔽件132和第三磁屏蔽件133的模型1在XY面方向的任意位置都能够获得更均匀的Z方向的磁场强度。因此,能够减小因磁场检测部120的XY面方向的配置位置的不同而引起的灵敏度的变动。由此,即使在制造工艺中磁检测元件121的XY面方向的设置位置有所错位,也能够抑制由该错位引起的灵敏度的变动。此外,如图1B所示,在大范围内配置多个磁检测元件121的情况下,也能够抑制因磁检测元件121的配置位置的不同而引起的灵敏度的变动。
[0087] 第一磁屏蔽件131、第二磁屏蔽件132和第三磁屏蔽件133可以一体化地形成,也可以是不一体化而磁耦合的形态。
[0088] 对于第一磁屏蔽件131、第二磁屏蔽件132和第三磁屏蔽件133的构成材料没有特别的限制,例如,能够列举铁镍合金(NiFe)等软磁材料。
[0089] 接着,对第三磁屏蔽件133的形态进一步进行说明。图3A~图3H表示Z方向上的第三磁屏蔽件133的形态。图3A~图3H是表示磁传感器100的概略结构的侧视图。此外,图4A~图4D表示与XY面方向平行的截面中的第三磁屏蔽件133的形态。图4A~图4D表示从磁传感器100的第一磁屏蔽件131侧观察的俯视图。此外,在图4A~图4D中没有表示第一磁屏蔽件131。
[0090] 如图3A所示,第三磁屏蔽件133的全部位于第一磁屏蔽件131与第二磁屏蔽件132之间。此外,如图3B所示,第三磁屏蔽件133的一部分也可以位于第一磁屏蔽件131与第二磁屏蔽件132之间。换言之,第三磁屏蔽件133的一部分也可以不位于第一磁屏蔽件131与第二磁屏蔽件132之间。
[0091] 如图3C所示,只要能够获得本实施方式的磁传感器100所具有的效果,则第三磁屏蔽件133也可以不位于第一磁屏蔽件131与第二磁屏蔽件132之间。在图3C中,第三磁屏蔽件133在X方向上与第一磁屏蔽件131和第二磁屏蔽件132隔开间隔,但是,第三磁屏蔽件133也可以与第一磁屏蔽件131和第二磁屏蔽件132相接。
[0092] 在图3A~图3C中,如图3C所示,在第三磁屏蔽件133的整体都不位于第一磁屏蔽件131与第二磁屏蔽件132之间的情况下,第三磁屏蔽件133对于XY面内磁场发挥如磁轭那样的作用,存在促进第一磁屏蔽件131和第二磁屏蔽件132对于XY磁场的饱和的倾向。另一方面,如图3A所示,在第三磁屏蔽件133的整体位于第一磁屏蔽件131与第二磁屏蔽件132之间的情况下,存在不易促进第一磁屏蔽件131和第二磁屏蔽件132对于XY磁场的饱和的倾向。
此外,第三磁屏蔽件133也存在对于XY磁场不易饱和的倾向。
[0093] 如图3D所示,也可以是:第三磁屏蔽件133位于第一磁屏蔽件131与第二磁屏蔽件132之间,并且与第一磁屏蔽件131相接。此外,如图3E所示,也可以是:第三磁屏蔽件133位于第一磁屏蔽件131与第二磁屏蔽件132之间,并且与第二磁屏蔽件132相接。进一步,如图
3F所示,也可以是:第三磁屏蔽件133位于第一磁屏蔽件131与第二磁屏蔽件132之间,并且与第一磁屏蔽件131和第二磁屏蔽件132这两者相接。
[0094] 或者,如图3A所示,也可以是:第三磁屏蔽件133位于第一磁屏蔽件131与第二磁屏蔽件132之间,并且与第一磁屏蔽件131和第二磁屏蔽件132这两者均隔开间隔。
[0095] 如图3A所示,第三磁屏蔽件133也可以具有在XY面方向扁平的形状。在具有在XY面方向扁平的形状的情况下,在Z方向上,第三磁屏蔽件133的Z方向的长度比XY面方向的长度短。由此,因为Z方向成为因形状而产生磁各向异性的难磁化轴,所以第三磁屏蔽件133的Z方向的磁化不易饱和。因此,存在施加在磁场检测部120的第一磁场分量H1的磁场强度有效地减小至更强的磁场的倾向。
[0096] 在Z方向上,第三磁屏蔽件133的位置h1可以如图3A所示那样与磁场转换部110的位置h2重叠,也可以如图3E所示那样不重叠。其中,优选第三磁屏蔽件133的Z方向的位置h1与磁场转换部110的Z方向的位置h2重叠。由此,由于第三磁屏蔽件133,XY面方向的磁场分量不易施加在磁场转换部110。因此,存在磁场检测部120的检测精度更加提高的倾向。此外,第三磁屏蔽件133的Z方向的位置h1是第三磁屏蔽件133中的被第一磁屏蔽件131侧的面133a和第二磁屏蔽件132侧的面133b夹着的部分。此外,磁场转换部110的Z方向的位置h2是磁场转换部110中的被第一磁屏蔽件131侧的面110a和第二磁屏蔽件132侧的面110b夹着的部分。“位置h1与位置h2重叠”的意思是,面133a和面133b中的至少一者位于面110a与面
110b之间。
[0097] 在Z方向上,第三磁屏蔽件133的位置h1可以如图3A所示那样与磁场检测部120的位置h3重叠,也可以如图3D所示那样不重叠。其中,优选为:在从与Z方向正交的方向看时,第三磁屏蔽件133的Z方向的位置h1与磁场检测部120的Z方向的位置h3重叠。其中,优选为:如图3A所示,在Z方向上,在从与Z方向正交的方向看时,第三磁屏蔽件133的Z方向的中心位置h1’与磁场检测部120的Z方向的位置h3重叠。由此,在施加了Z磁场时,由于第三磁屏蔽件
133,转换成XY面方向的磁场分量更加不易施加在磁场检测部120。因此,存在磁场检测部
120的检测精度更加提高的倾向。此外,磁场检测部120的Z方向的位置h3,是磁场检测部120中的被第一磁屏蔽件131侧的面120a和第二磁屏蔽件132侧的面120b夹着的部分。“中心位置h1’与位置h3重叠”的意思是,中心位置h1’处的面133c位于面120a与面120b之间。
[0098] 第三磁屏蔽件133可以如图3A~图3F所示那样位于第一磁屏蔽件131和第二磁屏蔽件132的边缘,此外,也可以如图3G所示那样,位于比第一磁屏蔽件131和第二磁屏蔽件132的边缘靠里侧的位置,例如位于中央的位置。
[0099] 如图4A所示,第三磁屏蔽件133也可以按包围第一磁屏蔽件131和第二磁屏蔽件132的全部边缘的方式设置。换言之,第三磁屏蔽件133也可以按包围磁场检测部120的方式设置。此外,如图4B所示,第三磁屏蔽件133也可以按包围第一磁屏蔽件131和第二磁屏蔽件
132的一部分的边缘的方式设置。换言之,第三磁屏蔽件133也可以按部分地包围磁场检测部120的方式设置。
[0100] 如图4C所示,第三磁屏蔽件133不是必须形成在第一磁屏蔽件131和第二磁屏蔽件132的边缘,也可以位于比边缘靠里侧的位置,例如位于中央的位置。
[0101] 如图4D所示,第三磁屏蔽件133只要构成为能够获得本实施方式的磁传感器100所具有的效果即可,第三磁屏蔽件133的整体可以不位于第一磁屏蔽件131与第二磁屏蔽件132之间。在图4D中,第三磁屏蔽件133在X方向上与第一磁屏蔽件131和第二磁屏蔽件132隔开间隔,但是,第三磁屏蔽件133也可以与第一磁屏蔽件131和第二磁屏蔽件132相接。
[0102] 在磁传感器100具有多个磁场检测部120时,也可以对每个磁场检测部120设置第三磁屏蔽件133。此外,在第一磁屏蔽件131和第二磁屏蔽件132为在XY面方向排列了多个磁屏蔽件的结构的情况下,也可以针对多个第一磁屏蔽件131和第二磁屏蔽件132的每个组合设置第三磁屏蔽件133。
[0103] 接着,对磁传感器100的制造方法进行简单的说明。在形成磁检测元件121的工序中,首先,形成在之后将成为多个磁检测元件121的多个初始磁检测元件。多个初始磁检测元件的各个初始磁检测元件包括:在之后将成为磁化固定层的初始磁化固定层、自由层、间隙层和反铁磁层。
[0104] 接着,使用激光和规定方向的外部磁场将初始磁化固定层的磁化方向固定在规定方向。由此,初始磁化固定层成为磁化固定层52,初始磁检测元件成为磁检测元件121。
[0105] 接着,利用粘接剂等将这样形成了磁检测元件121的磁传感器芯片固定在支承基板上。然后,以覆盖磁传感器芯片的方式在支承基板面上形成树脂层。接着,可以在树脂层的电极位置形成用于形成导通孔的贯通孔,将支承基板和磁传感器芯片电连接,从而得到磁传感器100。
[0106] 本发明的磁传感器100可以用作照相机组件的自动聚焦机构及光学式抖动校正机构的一部分。
[0107] 图5是表示构成为磁罗盘的磁传感器100的一例的图,该磁罗盘生成与地磁场的角度对应的检测值。如图5所示,磁传感器100包括三个传感器芯片3(第1~第3传感器芯片31、32、33),且被构成为:第1~第3传感器芯片31、32、33分别检测外部磁场的彼此正交的三个方向的分量。
[0108] 图6A是表示作为照相机组件200的自动聚焦机构和光学式抖动校正机构的一部分使用的磁传感器100的一例的立体图。图6B是表示图6A所示的照相机组件200的内部结构的侧视图。照相机组件200的自动聚焦机构和光学式抖动校正机构包括使透镜220移动的驱动装置230,基于多个磁传感器100检测到的透镜220的位置信息来控制驱动装置230。
[0109] 具体而言,自动聚焦机构利用图像传感器、自动聚焦传感器等检测焦点与被摄体一致了的状态,使透镜相对于图像传感器在Z方向上移动。光学式抖动校正机构利用陀螺传感器等检测抖动,使透镜相对于图像传感器在U方向和/或V方向移动。
[0110] 图6A所示的照相机组件200包括:CMOS等的图像传感器210、相对于图像传感器210对位的透镜220;相对于图像传感器210能够在U方向和V方向移动的第一保持构件241;相对于第一保持构件241能够在Z方向移动的第二保持构件242;支承第一保持构件241和第二保持构件242的可弹性变形的多个线缆244;使第一保持构件241和第二保持构件242移动的驱动装置230;以及收纳它们的壳体250等。
[0111] 照相机组件200的自动聚焦机构和光学式抖动校正机构在包括驱动装置230、多个磁传感器100之外,还包括控制驱动装置230的处理器、检测焦点与被摄体的一致状态的自动聚焦传感器、检测抖动的陀螺传感器等。未图示的处理器、自动聚焦传感器、陀螺传感器等配置在壳体的外部。
[0112] 透镜220被固定在形成为筒状的第二保持构件242的内部。第二保持构件242连同透镜220一起被收纳在形成为箱状的第一保持构件241中。在第二保持构件242中,为了至少一个磁传感器100检测第二保持构件242的位置信息,固定了至少一个第二磁铁243。
[0113] 驱动装置230包括多个第一线圈231、多个第二线圈232、多个第一磁铁233等。在壳体250中固定着多个第一线圈231。在第二保持构件242中固定着多个第二线圈232。在第一保持构件241中固定着多个第一磁铁233。多个第一线圈231各自与对应的第一磁铁233相对。多个第二线圈232各自与对应的第一磁铁233相对。
[0114] 在自动聚焦机构的情况下,当按照来自处理器的指令而在任意的第二线圈232中流动电流时,通过由第一磁铁233产生的磁场与由第二线圈232产生的磁场的相互作用,固定在第二线圈232上的第二保持构件242在Z方向上移动。至少一个磁传感器100基于合成磁场(该合成磁场是由固定在第二保持构件242的至少一个第二磁铁243产生的磁场和由固定在第一保持构件241的第一磁铁233产生的磁场合成而得到的)而生成检测信号,将其发送至处理器。处理器由检测信号检测出Z方向上的透镜220的位置信息,控制驱动装置230,以使焦点与被摄体一致。
[0115] 在光学式抖动校正机构的情况下,当按照来自处理器的指令而在任意的第一线圈231中流动电流时,通过由第一磁铁233产生的磁场与由第一线圈231产生的磁场的相互作用,固定在第一磁铁233上的第一保持构件241在U方向和/或V方向移动。多个磁传感器100的各个磁传感器100基于对应的第一磁铁233的位置而生成检测信号,并将其发送至处理器。处理器由检测信号检测出U方向和V方向上的透镜220的位置信息,控制驱动装置230,以校正抖动。
[0116] 以上说明的实施方式是为了便于理解本发明而给出的例子,并不能用于限定地解释本发明。实施方式所具有的各个要素及其配置、材料、条件、形状和尺寸等,并不限定于例示中给出的方式,而是能够适当地对其进行改变。此外,能够将不同实施方式中所说明的结构彼此部分地替换或组合。
[0117] 例如,本实施方式中的磁传感器也可以用于从Z方向的磁场的变化检测出XY面内的位置变化、Z方向的位置变化的用途。作为具有该磁传感器的应用场合,例如,能够列举:用于机器人的关节机构等中的致动器、笔记本计算机的开闭检测机构、操纵杆、无刷电机、磁编码器等电子设备。
[0118] [附图标记说明]
[0119] 3传感器芯片、30磁检测元件、31第一传感器芯片、32第二传感器芯片、33第三传感器芯片、52磁化固定层、100磁传感器、110磁场转换部、111磁轭、120磁场检测部、121磁检测元件、130磁屏蔽件、131第一磁屏蔽件、132第二磁屏蔽件、133第三磁屏蔽件、200照相机组件、210图像传感器、220透镜、230驱动装置、231第一线圈、232第二线圈、233第一磁铁、241第一保持构件、242第二保持构件、243第二磁铁、244线缆、250壳体、300磁铁。

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