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CN111566495A - 磁传感器模块和用于该磁传感器模块的ic芯片 - Google Patents

磁传感器模块和用于该磁传感器模块的ic芯片 Download PDF

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CN111566495A
CN111566495A CN201880084087.1A CN201880084087A CN111566495A CN 111566495 A CN111566495 A CN 111566495A CN 201880084087 A CN201880084087 A CN 201880084087A CN 111566495 A CN111566495 A CN 111566495A
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magnetic sensor
coil
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planar shape
axis
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Abstract

本发明的课题在于提供一种对磁阻元件给予均匀的校准磁场并且抑制磁传感器芯片的尺寸的磁传感器模块。本发明提供磁传感器模块，其具有：IC芯片，其具有第1线圈；以及磁传感器芯片，其配置于所述IC芯片的面上，具有检测第1轴向的磁气的第1磁传感器，所述IC芯片的平面形状将所述磁传感器芯片的平面形状包在其中，所述第1线圈具有包括3个以上的边的平面形状，并形成为，在所述平面形状的至少一边的剖视视角下，覆盖所述第1磁传感器的所述一边方向的区域。

Description

磁传感器模块和用于该磁传感器模块的IC芯片
技术领域
本发明涉及一种磁传感器模块和IC芯片。
背景技术
为了维持磁传感器的精度，期望在动作过程中也对灵敏度进行校正。因此，众所周知如下一种方法：向内置于磁传感器芯片的灵敏度调整用线圈供给恒定电流，生成已知的磁场，通过对该磁场进行测量，在动作过程中调整磁传感器的灵敏度(例如专利文献1和专利文献2)。
例如，在使用构成惠斯通电桥电路的磁阻元件作为磁传感器的情况下，为了准确地进行磁传感器的灵敏度调整，需要对该磁阻元件给予均匀的校准磁场。与此相对，众所周知如下的方法：与磁传感器在同一基板上，覆盖磁传感器整体地形成灵敏度调整用线圈(例如专利文献3)。但是，根据该方法，存在搭载磁传感器的磁传感器芯片的尺寸增大并且制造成本升高的问题。
专利文献1：日本特开2014-13593号公报
专利文献2：日本特开2017-96627号公报
专利文献3：日本特开2017-72375号公报
发明内容
发明要解决的问题
本发明的课题在于提供一种不增加磁传感器芯片的尺寸，就能够对磁传感器给予均匀的校准磁场的磁传感器模块。
在本发明的第1技术方案中，提供一种磁传感器模块，其具有：IC芯片，其具有第1线圈；以及磁传感器芯片，其配置于IC芯片的面上，具有检测第1轴向的磁气的第1磁传感器，IC芯片的平面形状将磁传感器芯片的平面形状包在其中，第1线圈具有包括3个以上的边的平面形状，并形成为，在平面形状的至少一边的剖视视角下，覆盖第1磁传感器的一边方向的区域。
在本发明的第2技术方案中，提供一种IC芯片，在该IC芯片的面上配置有具有检测第1轴向的磁气的第1磁传感器的磁传感器芯片，在该IC芯片中，具有第1线圈，IC芯片的平面形状将磁传感器芯片的平面形状包在其中，第1线圈具有包括3个以上的边的平面形状，并形成为，在平面形状的至少一边的剖视视角下，覆盖第1磁传感器的一边方向的区域。
(一般的公开)
(技术方案1)
可以是，磁传感器模块具有IC芯片，该IC芯片具有第1线圈。
可以是，磁传感器模块具有磁传感器芯片，该磁传感器芯片配置于IC芯片的面上，具有检测第1轴向的磁气的第1磁传感器。
可以是，IC芯片的平面形状将磁传感器芯片的平面形状包在其中。
可以是，第1线圈具有包括3个以上的边的平面形状。
(技术方案2)
可以是，第1线圈形成为，在IC芯片的平面形状的至少一边的剖视视角下，覆盖第1磁传感器的一边方向的区域。
(技术方案3)
可以是，第1线圈形成为，在IC芯片的平面形状的至少一边的剖视视角下，覆盖磁传感器芯片的一边方向的区域。
(技术方案4)
可以是，从第1线圈的平面形状的至少一边向第1磁传感器的垂直投影线在与第1轴不同的方向上横穿第1磁传感器。
(技术方案5)
可以是，从第1线圈的平面形状的至少一边向磁传感器芯片的垂直投影线在与第1轴不同的方向上横穿磁传感器芯片。
(技术方案6)
可以是，IC芯片具有第2线圈。
可以是，磁传感器芯片具有检测与第1轴不同的第2轴向的磁气的第2磁传感器。
第2线圈具有包括3个以上的边的平面形状。
(技术方案7)
可以是，第2线圈形成为，在IC芯片的平面形状的至少一边的剖视视角下，覆盖第2磁传感器的一边方向的区域。
(技术方案8)
可以是，第2线圈形成为，在IC芯片的平面形状的至少一边的剖视视角下，覆盖磁传感器芯片的一边方向的区域。
(技术方案9)
可以是，从第2线圈的平面形状的至少一边向第2磁传感器的垂直投影线在与第2轴不同的方向上横穿第2磁传感器。
(技术方案10)
可以是，从第2线圈的平面形状的至少一边向磁传感器芯片的垂直投影线在与第2轴不同的方向上横穿磁传感器芯片。
(技术方案11)
可以是，从第1线圈的平面形状的至少一边向第1磁传感器的垂直投影线在与第1轴和第2轴不同的方向上横穿第1磁传感器。
可以是，从第2线圈的平面形状的至少一边向第2磁传感器的垂直投影线在与第1轴和第2轴不同的方向上横穿第2磁传感器。
(技术方案12)
可以是，从第1线圈的平面形状的至少一边向磁传感器芯片的垂直投影线在与第1轴和第2轴不同的方向上横穿磁传感器芯片。
可以是，从第2线圈的平面形状的至少一边向磁传感器芯片的垂直投影线在与第1轴和第2轴不同的方向上横穿磁传感器芯片。
(技术方案13)
可以是，配置为从第1线圈产生的磁场与从第2线圈产生的磁场的合成磁场，在与IC芯片的面平行且与第1轴和第2轴不同的方向上产生。
(技术方案14)
可以是，IC芯片具有第3线圈。
可以是，磁传感器芯片具有检测与第1轴和第2轴正交的第3轴向的磁气的第3磁传感器。
可以是，第3线圈具有包括3个以上的边的平面形状。
可以是，第3线圈向磁传感器芯片的垂直投影包含第3磁传感器的区域整体。
(技术方案15)
可以是，第3线圈向磁传感器芯片的垂直投影包含磁传感器芯片的区域整体。
(技术方案16)
可以是，第1磁传感器、第2磁传感器以及第3磁传感器包括构成惠斯通电桥电路的磁阻元件。
(技术方案17)
可以是，第1磁传感器配置为，至少局部重叠于由第1线圈产生的磁场最大的垂直方向的位置，第2磁传感器配置为，至少局部重叠于由第2线圈产生的磁场最大的垂直方向的位置。
(技术方案18)
可以是，第1磁传感器在经过连结第1线圈的重心和第2线圈的重心的线段的中点且相对于线段垂直的方向上，配置于由第1线圈产生的磁场最大的位置，第2磁传感器在经过连结第1线圈的重心和第2线圈的重心的线段的中点且相对于线段垂直的方向上，配置于由第2线圈产生的磁场最大的位置。
(技术方案19)
可以是，磁传感器芯片具有与第1磁传感器相连接的焊盘、与第2磁传感器相连接的焊盘以及与第3磁传感器相连接的焊盘。
(技术方案20)
可以是，IC芯片在面上配置有具有检测第1轴向的磁气的第1磁传感器的磁传感器芯片。
可以是，IC芯片具有第1线圈。
可以是，IC芯片的平面形状将磁传感器芯片的平面形状包在其中。
可以是，第1线圈具有包括3个以上的边的平面形状。
可以是，第1线圈形成为，在平面形状的至少一边的剖视视角下，覆盖第1磁传感器的一边方向的区域。
(技术方案21)
可以是，第1线圈形成为，在平面形状的至少一边的剖视视角下，覆盖磁传感器芯片的一边方向的区域。
(技术方案22)
可以是，IC芯片具有第2线圈。
可以是，磁传感器芯片具有检测第2轴向的磁气的第2磁传感器。
可以是，第2线圈具有包括3个以上的边的平面形状。
可以是，第2线圈形成为，在平面形状的至少一边的剖视视角下，覆盖第2磁传感器的一边方向的区域。
(技术方案23)
可以是，第2线圈形成为，在平面形状的至少一边的剖视视角下，覆盖磁传感器芯片的一边方向的区域。
(技术方案24)
可以是，IC芯片具有第3线圈。
可以是，磁传感器芯片具有检测第3轴向的磁气的第3磁传感器。
可以是，第3线圈具有包括3个以上的边的平面形状。
可以是，第3线圈向磁传感器芯片的垂直投影包含第3磁传感器的区域整体。
(技术方案25)
可以是，第3线圈向磁传感器芯片的垂直投影包含磁传感器芯片的区域整体。
附图说明
图1表示说明本实施方式的磁传感器模块10的功能的框图。
图2表示本实施方式的磁传感器模块10的概略图。
图3表示本实施方式的IC芯片200的俯视图。
图4表示本实施方式的第1线圈210和第2线圈220的俯视图。
图5表示本实施方式的第3线圈230的俯视图。
图6表示本实施方式的磁传感器芯片100的俯视图。
图7表示本实施方式的第1磁传感器110等的等效电路的一个例子。
图8表示将本实施方式的磁传感器芯片100与第1线圈210和第2线圈220的配置示出的俯视图。
图9表示将本实施方式的磁传感器芯片100与第3线圈230的配置示出的俯视图。
图10表示磁传感器模块10的图8所示的直线L处的垂直剖视图。
图11表示磁传感器模块10的图8所示的直线L'处的垂直剖视图。
图12表示将本实施方式的第1变形例的磁传感器芯片100与第1线圈210和第2线圈220的配置示出的俯视图。
图13表示将第1变形例的磁传感器芯片100和第3线圈230的配置示出的俯视图。
图14表示本实施方式的磁传感器模块10的处理流程的一个例子。
具体实施方式
以下通过发明的实施方式来说明本发明，但以下的实施方式并不限定与权利要求相关的技术方案。另外，在实施方式中说明的特征的组合的全部内容对于发明的解决方案而言并非都是必须的。
图1表示说明本实施方式的磁传感器模块10的功能的框图。本实施方式的磁传感器模块10利用内置于IC芯片的线圈，给予磁传感器均匀的校准磁场，由此对磁传感器进行灵敏度调整。磁传感器模块10具有磁传感器芯片100和IC芯片200。
磁传感器芯片100测量外部磁场。可以是，磁传感器芯片100具有1个以上的多个磁传感器，由此检测1个以上的轴向的磁气。例如，磁传感器芯片100具有第1磁传感器110、第2磁传感器120以及第3磁传感器130。
作为一个例子，可以是，第1磁传感器110检测第1轴向的磁气，第2磁传感器120检测与第1轴不同的第2轴向的磁气，第3磁传感器130检测与第1轴和第2轴正交的第3轴向的磁气。第1磁传感器110、第2磁传感器120以及第3磁传感器130将与磁检测结果相对应的电压信号向IC芯片200输出。
IC芯片200处理来自磁传感器芯片100的信号，对磁传感器芯片100的磁传感器进行灵敏度调整。例如，IC芯片200具有对磁传感器芯片100的1个以上的磁传感器进行灵敏度调整的灵敏度调整部202和处理来自磁传感器芯片100的信号的信号处理部204。
灵敏度调整部202包括AC磁场发生电路206和分别与磁传感器芯片100的1个以上的磁传感器相对应地设置的1个以上的线圈(例如第1线圈210、第2线圈220以及第3线圈230)。
AC磁场发生电路206将极性不同的校准电流依次施加于各线圈。例如，AC磁场发生电路206相对于各第1线圈210、第2线圈220以及第3线圈230赋予AC校准电流，由此，使第1线圈210、第2线圈220以及第3线圈230产生AC校准磁场。由此，各第1磁传感器110、第2磁传感器120以及第3磁传感器130检测各AC校准磁场，将与磁检测结果相应的AC电压信号向信号处理部204输出。
像后述那样，可以是，第1线圈210和第2线圈220被赋予共通的电流，同时产生校准磁场。或者也可以是，第1线圈210和第2线圈220被独立地赋予电流，独立地产生校准磁场。
信号处理部204包括电压放大器320、AD转换器330、解调电路340、存储器350以及校正运算电路360。
电压放大器320从各第1磁传感器110、第2磁传感器120以及第3磁传感器130接收电压信号，将所述电压信号放大并向AD转换器330输出。
AD转换器330将来自电压放大器320的模拟输出转换为数字值，向解调电路340和校正运算电路360供给。
解调电路340将AC信号转换为DC信号，并将该DC信号向校正运算电路360供给。由此，解调电路340将来源于在第1磁传感器110、第2磁传感器120、第3磁传感器130进行灵敏度调整时输出的AC电压信号的AC信号转换为DC信号。另外，解调电路340在出厂前的检查工序等中，将该转换的DC信号作为初始灵敏度存储于存储器350。
校正运算电路360对磁传感器进行灵敏度校正。例如，校正运算电路360从解调电路340获取来源于在第1磁传感器110、第2磁传感器120以及第3磁传感器130进行灵敏度调整时输出的AC电压信号的DC信号，将该DC信号与从存储器350读出的初始灵敏度进行比较，决定灵敏度校正量。
接着，校正运算电路360从AD转换器330获取来源于外部磁场的DC信号作为外部磁场信号，对该DC信号基于已决定的灵敏度校正量进行校正，将最终的输出信号作为灵敏度校正后的输出向外部输出。灵敏度校正的具体的处理流程见后述。
根据本实施方式，IC芯片200使第1线圈210～第3线圈230产生AC(交流)的校准磁场，因此，不会与直流的外部磁场干扰，能够在进行动作的过程中对第1磁传感器110～第3磁传感器130进行灵敏度调整。
图2表示本实施方式的磁传感器模块10的概略图。在图2中，将磁传感器芯片100和IC芯片200的各边方向设为XY方向，将磁传感器芯片100和IC芯片200的厚度方向设为Z方向。本实施方式的磁传感器模块10可以搭载于印刷基板和引线框等其他的部件。
如图所示，磁传感器芯片100配置于IC芯片200的面上。另外，磁传感器芯片100在第1面上具有多个(例如10个)焊盘140。内置于磁传感器芯片100的第1磁传感器110、第2磁传感器120以及第3磁传感器130分别与焊盘140相连接，经由焊盘140与IC芯片200相连接。
IC芯片200在第1面上具有焊盘260和焊盘270。例如，焊盘260可以在IC芯片200的第1面配置于磁传感器芯片100的附近。IC芯片200可以具有例如10个焊盘260。例如，IC芯片200经由10个焊盘260和导线300与磁传感器芯片100的10个焊盘140相连接。导线300可以通过引线接合形成。
焊盘270用于与搭载外部的磁传感器模块10的印刷基板等相连接。在该情况下，焊盘270可以通过引线接合与印刷基板等相连接。例如，如图所示，IC芯片200可以具有10个焊盘270。
如图2所示，IC芯片200的平面形状(XY平面上的形状)比磁传感器芯片100的平面形状大，并将磁传感器芯片100的平面形状包在其中。即，IC芯片200的平面上的各边的长度比磁传感器芯片100的各边的长度大。
图3表示从本实施方式的IC芯片200的上表面观察得到的俯视图。此外，在第1线圈210、第2线圈220以及第3线圈230配置于IC芯片200的内部的情况下，无法从上表面看到，在图2中由虚线示出XY平面上的位置。在此，第1线圈210和第2线圈220由虚线示出，第3线圈230由点划线示出。
如图所示，在IC芯片200的中央附近的内部设有第1线圈210、第2线圈220以及第3线圈230。像后述那样，可以是，第1线圈210和第2线圈220与第3线圈230设于IC芯片200内的不同的层。
例如可以是，第1线圈210和第2线圈220设于内置于IC芯片200的多个金属层中的、最表层的金属层，第3线圈230设于比最表层靠下层的金属层。此外，也可以是，最表层的金属层设于IC芯片200的表面，第1线圈210和第2线圈220暴露在IC芯片200的表面。
图4表示本实施方式的第1线圈210和第2线圈220的俯视图。第1线圈210和第2线圈220可以是包括3个以上的边的平面形状。例如，第1线圈210和第2线圈220分别可以是图4所示那样的三角形(作为一个例子为等腰直角三角形)。
第1线圈210和第2线圈220可以是螺旋线圈。第1线圈210和第2线圈220以流向两个线圈的电流的朝向相反的方式利用连接线212连接。
例如可以是，在图4中，从左下的端子T1流入的电流以顺时针方向流向第1线圈210，以逆时针方向流向第2线圈220，从右下的端子T2流出。作为一个例子，第1线圈210的一端T1可以经由IC芯片200内的开关与恒流源相连接。另外，第2线圈220的一端T2可以经由IC芯片200内的开关与接地焊盘(例如焊盘270中的1者)相连接。
连接线212可以包括与第1线圈210交叉的交叉部分214。交叉部分214可以设于与设有第1线圈210的金属层不同的金属层(例如设有第3线圈230的层或者其他另外的金属层)，第1线圈210和交叉部分214可以利用通路等进行层间连接。可以在第2线圈220与一端T2之间设有与第2线圈220交叉的交叉部分222。交叉部分222可以设于与设有第2线圈220的金属层不同的金属层(例如设有第3线圈230的层或者其他另外的金属层)，第2线圈220和交叉部分222可以利用通路等进行层间连接。
此外，也可以替代图4的方式，不使第1线圈210和第2线圈220连接，而是各自独立地使电流流动。在该情况下，第1线圈210和第2线圈220可以具有与第3线圈230相同的端子结构。
图5表示本实施方式的第3线圈230的俯视图。第3线圈230可以具有包括3个以上的边的平面形状。例如，第3线圈230可以是图4所示那样的矩形(一个例子为正方形)。
第3线圈230可以是螺旋线圈。例如，第3线圈230的一端T3可以经由IC芯片200内的开关与接地焊盘(例如焊盘270中的1者)相连接。第3线圈230的一端T3'可以经由IC芯片200内的开关与恒流源相连接。
可以在第3线圈230与一端T3'之间设有交叉部分232。交叉部分232可以设于与设有第3线圈230的金属层不同的金属层(例如设有第1线圈210和第2线圈220的层或者比设有第3线圈230的金属层进一步靠下层的层)，第3线圈230和交叉部分232可以利用通路等进行层间连接。
图6表示本实施方式的磁传感器芯片100的俯视图。此外，第1磁传感器110、第2磁传感器120以及第3磁传感器130配置于磁传感器芯片100的内部，通常无法从上表面看到，在图中由虚线示出其位置。也可以替代该方式而使第1磁传感器110～第3磁传感器130暴露在磁传感器芯片100的表面。
如图所示，第1磁传感器110、第3磁传感器130以及第2磁传感器120具有沿Y方向伸长的矩形形状，并按该顺序沿X方向排列。例如，第1磁传感器110可以是以X轴为感磁轴的X轴磁传感器，第2磁传感器120可以是以Y轴为感磁轴的Y轴磁传感器，第3磁传感器130可以是以Z轴为感磁轴的Z轴磁传感器。在该情况下，Z轴磁传感器配置于磁传感器芯片100的中央部分。
在此，第1磁传感器110和第2磁传感器120可以利用来自第1线圈210和第2线圈220的校准磁场进行灵敏度调整。另外，第3磁传感器130可以利用来自第3线圈230的校准磁场进行灵敏度调整。
第1磁传感器110、第2磁传感器120以及第3磁传感器130(以下也统称为“第1磁传感器110等”)分别可以包括构成惠斯通电桥电路的磁阻元件。例如，第1磁传感器110等分别可以是包括沿着X方向和Y方向划分出的区域R1、区域R2、区域R3以及区域R4的磁阻元件。第1磁传感器110等分别可以在区域R1与区域R2的边界、区域R1与区域R3的边界、区域R2与区域R4的边界以及区域R3与区域R4的边界连接有端子。
图7表示本实施方式的构成惠斯通电桥电路的第1磁传感器110等的等效电路的一个例子。图7的电阻R1～电阻R4与图6的区域R1～R4相对应。如图所示，在第1磁传感器110等中，电阻R1的一端、电阻R3的一端以及电源端子相连接，电源端子与恒压源相连接，由此对电源端子施加电压V。电阻R1的另一端、电阻R2的一端以及正极输出端子相连接，从正极输出端子输出有输出电压V1。电阻R3的另一端、电阻R4的一端以及负极输出端子相连接，从负极输出端子输出有输出电压V2。电阻R2的另一端、电阻R4的另一端以及接地端子相连接，接地端子与地线G相连接。
第1磁传感器110等将输出电压V1和V2之差作为传感器输出而输出。第1磁传感器110等的接地端子可以在磁传感器芯片100内的布线层彼此连接。
在此，若将区域R1～区域R4的施加正磁场时的各自的电阻值设为R1+～R4+，将施加负磁场时的各自的电阻值设为R1-～R4-，则灵敏度调整时的各区域的电阻值通过以下的数式表示。
R1±＝R0-(Boff±ΔB1)×α
R2±＝R0-(Boff±ΔB2)×α
R3±＝R0-(Boff±ΔB3)×α
R4±＝R0-(Boff±ΔB4)×α
在此，R0为零磁场时的电阻值(Ω)，Boff为外部磁场等的偏置磁场(μT)，α为磁气灵敏度(Ω/μT)，ΔB1～ΔB4表示由第1线圈210等施加于各区域的磁场(μT)。
在此，若将由第1线圈210等施加了正磁场时所测量的第1磁传感器110等的输出设为ΔV+，将施加了负磁场时所测量的第1磁传感器110等的输出设为ΔV-，则第1磁传感器110等的灵敏度在下述数式中用1/2×(ΔV+-ΔV-)表示。
[数1]
Figure BDA0002555226030000121
在此，如从数式中所明确的那样，在施加于区域R1～区域R4的磁场ΔB1～ΔB4不均匀的情况下，(ΔB1-ΔB2+ΔB3-ΔB4)的项不会变为0，在灵敏度调整时存在的外部磁场Boff对灵敏度测量产生影响。因而，磁传感器模块10为了进行更准确的灵敏度调整，需利用第1线圈210等对第1磁传感器110等整体(即区域R1～区域R4)给予均匀的磁场。
图8表示将本实施方式的磁传感器芯片100与第1线圈210和第2线圈220的配置示出的俯视图。在图8中，在图6所示的磁传感器芯片100重叠第1线圈210和第2线圈220的位置，并示出了两者的XY平面上的位置关系。第1线圈区域280表示第1线圈210的外形(即三角形)区域，第2线圈区域285表示第2线圈220的外形(即三角形)区域。
在本实施方式中，也可以配置为，从第1线圈210产生的磁场与从第2线圈220产生的磁场的合成磁场，在与IC芯片200的面平行的方向且是与X轴(第1轴)和Y轴(第2轴)不同的方向上产生。例如，合成磁场可以是X轴和Y轴的中间的方向，作为一个例子，可以是与直线L平行的方向或在XY平面上与直线L垂直的方向。第1线圈210和第2线圈220可以配置为在俯视时位于磁传感器芯片100的内侧。第1线圈210可以配置为，等腰直角三角形的直角部分与磁传感器芯片100的角相对应，第2线圈220可以配置为，等腰直角三角形的直角部分与磁传感器芯片100的另外的角相对应。第1线圈210和第2线圈220可以配置为，长边彼此平行地相对。
在此，第1线圈210形成为，在其平面形状的至少一边的剖视视角下，覆盖第1磁传感器110的一边方向的区域。例如，从第1线圈210的平面形状的至少一边向磁传感器芯片100的垂直投影线在与X轴(第1轴)和Y轴(第2轴)不同的方向(例如X轴和Y轴的中间的方向)上横穿第1磁传感器110。作为一个例子，从三角形的第1线圈210的长边(与直线L重叠的边)向磁传感器芯片100的垂直投影线完全横穿第1磁传感器110。由此，第1线圈210的长边覆盖第1磁传感器110的长边方向的区域111。由此，第1线圈210能够对第1磁传感器110的整个区域给予更均等的磁场。
同样地，第2线圈220形成为，在其平面形状的至少一边的剖视视角下，覆盖第2磁传感器120的一边方向的区域。例如，从第2线圈220的平面形状的至少一边向磁传感器芯片100的垂直投影线在与X轴(第1轴)和Y轴(第2轴)不同的方向(例如X轴和Y轴的中间的方向)上横穿第2磁传感器120。作为一个例子，从三角形的第2线圈220的长边(与直线L'重叠的边)向磁传感器芯片100的垂直投影线完全横穿第2磁传感器120。由此，第2线圈220的长边覆盖第2磁传感器120的长边方向的区域131。由此，第2线圈220能够对第2磁传感器120的整个区域给予更均等的磁场。
图9表示将本实施方式的磁传感器芯片100与第3线圈230的配置示出的俯视图。在图9中，在图6所示的磁传感器芯片100重叠第3线圈230的位置，并示出了两者的XY平面上的位置关系。
在本实施方式中，第3线圈230可以配置为在俯视时位于磁传感器芯片100的内侧。第3线圈230可以配置为，矩形的各角与矩形的磁传感器芯片100的各角相对应。例如，在俯视时，以磁传感器芯片100的重心与第3线圈230的重心一致或者大致一致的方式配置磁传感器芯片100。
在本实施方式中，第3线圈230向磁传感器芯片100的垂直投影包含第3磁传感器130的区域整体。即，在俯视时，规定第3线圈230的外形的矩形完全包含第3磁传感器130的外形。由此，第3线圈230能够对第3磁传感器130的整个区域给予更均等的磁场。另外，第3线圈230可以配置为，也包含第1磁传感器110和第2磁传感器120的区域整体。
图10表示磁传感器模块10的图8所示的直线L处的垂直剖视图，图11表示磁传感器模块10的图8所示的直线L'处的垂直剖视图。如图所示，磁传感器芯片100和IC芯片200利用粘接层190粘接。另外，第1线圈210和第2线圈220在IC芯片200中形成于最上层的金属层即第1金属层240。第3线圈230在IC芯片200中形成于第1金属层240的下层的金属层即第2金属层250。
如图10所示，第1线圈210在直线L上完全覆盖第1磁传感器110的区域。另外，如图11所示，第2线圈220在直线L'上完全覆盖第2磁传感器120的区域。
第1磁传感器110、第2磁传感器120以及第3磁传感器130可以分别配置于从第1线圈210、第2线圈220以及第3线圈230产生的磁场较大的位置。例如，第1磁传感器110和第2磁传感器120可以配置为，至少局部重叠于由第1线圈210和第2线圈220产生的磁场最大的垂直方向(例如Z方向)上的位置。具体而言，可以是，第1磁传感器110和第2磁传感器120在经过连结第1线圈210的重心与第2线圈220的重心的线段的中点且相对于该线段垂直的方向上，配置于由第1线圈210和第2线圈220产生的磁场最大的位置。
例如，第1磁传感器110和第2磁传感器120可以配置为，包括连结第1线圈210和第2线圈220的重心的直线的距离(一个例子为360μm)的1/3左右(例如110～120μm)的高度的位置。另外，第3磁传感器130可以配置为，至少局部重叠于由第3线圈230产生的磁场最大的垂直方向(例如Z方向)上的位置。
接着，说明本实施方式的第1变形例。在第1变形例中，第1线圈210、第2线圈220以及第3线圈230可以配置为覆盖磁传感器芯片100。
图12表示将本实施方式的第1变形例的磁传感器芯片100与第1线圈210和第2线圈220的配置示出的俯视图。在图12中，将第1线圈210和第2线圈220的位置重叠于磁传感器芯片100地示出了两者的XY平面上的位置关系。
在本变形例中，第1线圈210和第2线圈220的局部配置为在俯视时位于磁传感器芯片100的外侧。第1线圈210配置为，等腰直角三角形的两个短边与磁传感器芯片100的边平行地置于磁传感器芯片100的外侧。
在本变形例中，第1线圈210形成为，在三角形的至少一边的剖视视角下，覆盖磁传感器芯片100的一边方向的区域。例如，从第1线圈210的平面形状的至少一边向磁传感器芯片100的垂直投影线在与X轴(第1轴)和Y轴(第2轴)不同的方向(例如X轴和Y轴的中间的方向)上横穿磁传感器芯片100。作为一个例子，从三角形的第1线圈210的长边向磁传感器芯片100的垂直投影线完全横穿磁传感器芯片100。由此，第1线圈210能够相对于第1磁传感器110的整个区域给予更加均等的磁场。在本变形例中，从第1线圈210产生的磁场与从第2线圈220产生的磁场的合成磁场也可以配置为，在与IC芯片200的面平行的方向且是与X轴(第1轴)和Y轴(第2轴)不同的方向上产生。例如，合成磁场可以是X轴和Y轴的中间的方向，作为一个例子，可以是与直线L平行的方向或者在XY平面上与直线L垂直的方向。
另外，在本变形例中，第2线圈220形成为，在三角形的至少一边的剖视视角下，覆盖磁传感器芯片100的一边方向的区域。例如，从第2线圈220的平面形状的至少一边向磁传感器芯片100的垂直投影线在与X轴(第1轴)和Y轴(第2轴)不同的方向(例如X轴和Y轴的中间的方向)上横穿磁传感器芯片100。作为一个例子，从三角形的第2线圈220的长边向磁传感器芯片100的垂直投影线完全横穿磁传感器芯片100。由此，第2线圈220能够相对于第2磁传感器120的整个区域进一步给予均等的磁场。
图13表示将第1变形例的磁传感器芯片100与第3线圈230的配置示出的俯视图。在图13中，将第3线圈230的位置重叠于磁传感器芯片100地示出了两者的XY平面上的位置关系。
在本变形例中，第3线圈230的外周部可以配置为在俯视时位于磁传感器芯片100的外侧。由此，第3线圈230向磁传感器芯片100的垂直投影包含磁传感器芯片100的区域整体。例如，矩形的第3线圈230的外形完全包含矩形的磁传感器芯片100的外形。另外，例如可以是，以在俯视时磁传感器芯片100的重心与第3线圈230的重心一致或者几乎一致的方式配置磁传感器芯片100。由此，第3线圈230能够相对于第3磁传感器130的整个区域进一步给予均等的磁场。
图14表示本实施方式的磁传感器模块10的处理流程的一个例子。磁传感器模块10通过进行图14的S10～S70的处理，能够在动作过程中进行准确的灵敏度校正。
在此，S10和S20可以在出厂前的检查工序中进行。S30以后的处理可以在磁传感器模块10的使用开始后的任意的时机进行。例如可以是，S30以后的处理在磁传感器模块10的使用开始之后，在定期的时机或者按照来自使用者的要求进行。
首先，在S10中，磁传感器模块10测量AC磁场。例如，AC磁场发生电路206相对于第1线圈210和第2线圈220，从恒流源施加AC校准电流。由此，第1线圈210和第2线圈220产生AC校准磁场。将X轴作为感磁轴的第1磁传感器110和将Y轴作为感磁轴的第2磁传感器120将检测到的与X方向磁场相应的X输出电压和与Y方向磁场相应的Y输出电压向电压放大器320输出。
电压放大器320将X输出电压和Y输出电压放大，将放大后的X输出电压和Y输出电压向AD转换器330输出。AD转换器330将来自电压放大器320的模拟信号即X输出电压和Y输出电压转换为数字值，向解调电路340供给。解调电路340将数字AC信号即X输出电压和Y输出电压转换为DC信号，将该DC信号设为X方向的初始灵敏度和Y方向的初始灵敏度。
另外，AC磁场发生电路206相对于第3线圈230从恒流源施加AC校准电流。由此，第3线圈230产生AC校准磁场。将Z轴作为感磁轴的第3磁传感器130将检测到的与Z方向磁场相应的Z输出电压向电压放大器320输出。
电压放大器320将Z输出电压放大，将放大后的Z输出电压向AD转换器330输出。AD转换器330将来自电压放大器320的模拟信号即Z输出电压转换为数字值，向解调电路340供给。解调电路340将数字AC信号即Z输出电压转换为DC信号，将该DC信号设为Z方向的初始灵敏度。
接着，在S20中，解调电路340将在S10中获取的初始灵敏度存储于存储器350。
在S30中，校正运算电路360从存储器350读出初始灵敏度。
接着，在S40中，磁传感器模块10测量AC磁场。磁传感器模块10可以利用与S10相同的方法进行AC磁场的测量，将得到的DC信号作为当前灵敏度而获取。例如，磁传感器模块10可以获取X方向、Y方向以及Z方向的当前灵敏度。
接着，在S50中，校正运算电路360进行灵敏度校正。例如，校正运算电路360将在S30中读出的初始灵敏度和在S40中得到的当前灵敏度进行比较，决定灵敏度校正量。例如，校正运算电路360可以获取(初始灵敏度)/(当前灵敏度)或(初始灵敏度)-(当前灵敏度)作为灵敏度校正量。校正运算电路360可以获取X方向、Y方向以及Z方向各自的灵敏度校正量。
接着，在S60中，磁传感器模块10测量外部磁场。例如，磁传感器模块10使AC磁场发生电路206的动作停止，使磁传感器芯片100测量外部磁场。例如，第1磁传感器110、第2磁传感器120以及第3磁传感器130将X输出电压、Y输出电压以及Z输出电压分别向电压放大器320输出。
电压放大器320将各输出电压放大，向AD转换器330输出。AD转换器330将来自电压放大器320的模拟信号即各输出电压转换为数字值，将该数字值作为X方向、Y方向以及Z方向的外部磁场测量值而向校正运算电路360供给。
接着，在S70中，校正运算电路360利用在S50中得到的灵敏度校正量对在S60中得到的外部磁场的测量结果进行校正。例如，校正运算电路360利用X方向、Y方向以及Z方向各自的灵敏度校正量分别对X方向、Y方向以及Z方向的外部磁场测量值进行校正。作为一个例子，校正运算电路360相对于各方向的外部磁场测量值乘以或者加上相对应的方向的灵敏度校正量，从而执行校正。
这样，根据磁传感器模块10，能够在动作过程中准确地校正磁气测量的灵敏度。尤其是本实施方式的磁传感器模块10采用灵敏度调整用线圈覆盖各磁传感器或磁传感器芯片整体的结构，因此能够对各磁传感器给予均匀的磁场。
由此，本实施方式的磁传感器模块10与以往的模块相比较，能够更准确地进行灵敏度调整。另外，根据本实施方式的磁传感器模块10，由于未在磁传感器芯片100搭载灵敏度调整用线圈，因此，能够使磁传感器芯片100小型化，能够省成本化。
此外，为了方便说明，图2、图3、图10以及图11等未描画出IC芯片200所包含的信号处理部204的电路和AC磁场发生电路206，但IC芯片200具有这些电路，以及根据需要在任意的位置具有其他任意的电路。
以上使用实施方式说明了本发明，但本发明的技术范围并不限定于上述实施方式所述的范围。本领域技术人员应当明确是，能够对上述实施方式施加多种变更或改良。施加了这样的变更或改良的方式也能够包含在本发明的技术范围内，这能够从权利要求书的记载中明确。
应该留意的是，在权利要求书、说明书以及附图中示出的装置、系统、程序以及方法中的动作、顺序、步骤以及阶段等各处理的执行顺序只要没有特别明示为“之前”、“在···之前”等，或者，只要不是在之后的处理中使用之前的处理的输出，则能够以任意的顺序实现。关于权利要求书、说明书以及附图中的动作流程，为了方便，即便使用“首先，”、“接着，”进行说明，也并不是必须按该顺序实施的意思。
附图标记说明
10、磁传感器模块；100、磁传感器芯片；110、第1磁传感器；111、长边方向的区域；120、第2磁传感器；130、第3磁传感器；131、长边方向的区域；140、焊盘；190、粘接层；200、IC芯片；202、灵敏度调整部；204、信号处理部；206、AC磁场发生电路；210、第1线圈；212、连接线；214、交叉部分；220、第2线圈；222、交叉部分；230、第3线圈；232、交叉部分；240、第1金属层；250、第2金属层；260、焊盘；270、焊盘；280、第1线圈区域；285、第2线圈区域；300、导线；320、电压放大器；330、AD转换器；340、解调电路；350、存储器；360、校正运算电路。

Claims (25)

1.一种磁传感器模块，其中，
该磁传感器模块具有：
IC芯片，其具有第1线圈；以及
磁传感器芯片，其配置于所述IC芯片的面上，具有检测第1轴向的磁气的第1磁传感器，
所述IC芯片的平面形状将所述磁传感器芯片的平面形状包在其中，
所述第1线圈具有包括3个以上的边的平面形状。
2.根据权利要求1所述的磁传感器模块，其中，
所述第1线圈形成为，在所述IC芯片的平面形状的至少一边的剖视视角下，覆盖所述第1磁传感器的所述一边方向的区域。
3.根据权利要求1或2所述的磁传感器模块，其中，
所述第1线圈形成为，在所述IC芯片的平面形状的至少一边的剖视视角下，覆盖所述磁传感器芯片的所述一边方向的区域。
4.根据权利要求1所述的磁传感器模块，其中，
从所述第1线圈的平面形状的至少一边向所述第1磁传感器的垂直投影线在与所述第1轴不同的方向上横穿所述第1磁传感器。
5.根据权利要求1或4所述的磁传感器模块，其中，
从所述第1线圈的平面形状的至少一边向所述磁传感器芯片的垂直投影线在与所述第1轴不同的方向上横穿所述磁传感器芯片。
6.根据权利要求1～5中任一项所述的磁传感器模块，其中，
所述IC芯片具有第2线圈，
所述磁传感器芯片具有检测与所述第1轴不同的第2轴向的磁气的第2磁传感器，
所述第2线圈具有包括3个以上的边的平面形状。
7.根据权利要求6所述的磁传感器模块，其中，
所述第2线圈形成为，在所述IC芯片的平面形状的至少一边的剖视视角下，覆盖所述第2磁传感器的所述一边方向的区域。
8.根据权利要求7所述的磁传感器模块，其中，
所述第2线圈形成为，在所述IC芯片的平面形状的至少一边的剖视视角下，覆盖所述磁传感器芯片的所述一边方向的区域。
9.根据权利要求6所述的磁传感器模块，其中，
从所述第2线圈的平面形状的至少一边向所述第2磁传感器的垂直投影线在与所述第2轴不同的方向上横穿所述第2磁传感器。
10.根据权利要求6或9所述的磁传感器模块，其中，
从所述第2线圈的平面形状的至少一边向所述磁传感器芯片的垂直投影线在与所述第2轴不同的方向上横穿所述磁传感器芯片。
11.根据权利要求6所述的磁传感器模块，其中，
从所述第1线圈的平面形状的至少一边向所述第1磁传感器的垂直投影线在与所述第1轴和所述第2轴不同的方向上横穿所述第1磁传感器，
从所述第2线圈的平面形状的至少一边向所述第2磁传感器的垂直投影线在与所述第1轴和所述第2轴不同的方向上横穿所述第2磁传感器。
12.根据权利要求6或11所述的磁传感器模块，其中，
从所述第1线圈的平面形状的至少一边向所述磁传感器芯片的垂直投影线在与所述第1轴和所述第2轴不同的方向上横穿所述磁传感器芯片，
从所述第2线圈的平面形状的至少一边向所述磁传感器芯片的垂直投影线在与所述第1轴和所述第2轴不同的方向上横穿所述磁传感器芯片。
13.根据权利要求6、11、12中任一项所述的磁传感器模块，其中，
所述磁传感器模块配置为从所述第1线圈产生的磁场与从所述第2线圈产生的磁场的合成磁场，在与所述IC芯片的面平行且与所述第1轴和所述第2轴不同的方向上产生。
14.根据权利要求6～13中任一项所述的磁传感器模块，其中，
所述IC芯片具有第3线圈，
所述磁传感器芯片具有检测与所述第1轴和所述第2轴正交的第3轴向的磁气的第3磁传感器，
所述第3线圈具有包括3个以上的边的平面形状，
所述第3线圈向所述磁传感器芯片的垂直投影包含所述第3磁传感器的区域整体。
15.根据权利要求14所述的磁传感器模块，其中，
所述第3线圈向所述磁传感器芯片的垂直投影包含所述磁传感器芯片的区域整体。
16.根据权利要求14或15所述的磁传感器模块，其中，
所述第1磁传感器、所述第2磁传感器以及所述第3磁传感器包括构成惠斯通电桥电路的磁阻元件。
17.根据权利要求14～16中任一项所述的磁传感器模块，其中，
所述第1磁传感器配置为，至少局部重叠于由所述第1线圈产生的磁场最大的垂直方向的位置，所述第2磁传感器配置为，至少局部重叠于由所述第2线圈产生的磁场最大的垂直方向的位置。
18.根据权利要求17所述的磁传感器模块，其中，
所述第1磁传感器在经过连结所述第1线圈的重心和所述第2线圈的重心的线段的中点且相对于所述线段垂直的方向上，配置于由所述第1线圈产生的磁场最大的位置，所述第2磁传感器在经过连结所述第1线圈的重心和所述第2线圈的重心的线段的中点且相对于所述线段垂直的方向上，配置于由所述第2线圈产生的磁场最大的位置。
19.根据权利要求14～18中任一项所述的磁传感器模块，其中，
所述磁传感器芯片具有与所述第1磁传感器相连接的焊盘、与所述第2磁传感器相连接的焊盘以及与所述第3磁传感器相连接的焊盘。
20.一种IC芯片，在其面上配置有具有检测第1轴向的磁气的第1磁传感器的磁传感器芯片，在该IC芯片中，
具有第1线圈，
所述IC芯片的平面形状将所述磁传感器芯片的平面形状包在其中，
所述第1线圈
具有包括3个以上的边的平面形状，
并形成为，在所述平面形状的至少一边的剖视视角下，覆盖所述第1磁传感器的所述一边方向的区域。
21.根据权利要求20所述的IC芯片，其中，
所述第1线圈形成为，在所述平面形状的至少一边的剖视视角下，覆盖所述磁传感器芯片的所述一边方向的区域。
22.根据权利要求20或21所述的IC芯片，其中，
该IC芯片具有第2线圈，
所述磁传感器芯片具有检测第2轴向的磁气的第2磁传感器，
所述第2线圈
具有包括3个以上的边的平面形状，
并形成为，在所述平面形状的至少一边的剖视视角下，覆盖所述第2磁传感器的所述一边方向的区域。
23.根据权利要求22所述的IC芯片，其中，
所述第2线圈形成为，在所述平面形状的至少一边的剖视视角下，覆盖所述磁传感器芯片的所述一边方向的区域。
24.根据权利要求22或23所述的IC芯片，其中，
该IC芯片具有第3线圈，
所述磁传感器芯片具有检测第3轴向的磁气的第3磁传感器，
所述第3线圈具有包括3个以上的边的平面形状，
所述第3线圈向所述磁传感器芯片的垂直投影包含所述第3磁传感器的区域整体。
25.根据权利要求24所述的IC芯片，其中，
所述第3线圈向所述磁传感器芯片的垂直投影包含所述磁传感器芯片的区域整体。
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