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JP2010008357A - Magnetic sensor - Google Patents

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JP2010008357A
JP2010008357A JP2008170846A JP2008170846A JP2010008357A JP 2010008357 A JP2010008357 A JP 2010008357A JP 2008170846 A JP2008170846 A JP 2008170846A JP 2008170846 A JP2008170846 A JP 2008170846A JP 2010008357 A JP2010008357 A JP 2010008357A
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JP
Japan
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coil
region
magnetic
magnetic film
inner peripheral
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Pending
Application number
JP2008170846A
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Japanese (ja)
Inventor
Katsufumi Nagasu
勝文 長洲
Takuya Aizawa
卓也 相沢
Satoru Nakao
知 中尾
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujikura Ltd
Original Assignee
Fujikura Ltd
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Publication date
Application filed by Fujikura Ltd filed Critical Fujikura Ltd
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Abstract

【課題】平面領域を有効活用して外部磁界の検知感度の向上を図る。
【解決手段】基板の上に、外部磁界J1により磁気特性が変化する磁性体膜と前記磁性体膜にバイアス磁界を印加するコイルとを、絶縁体を介して重なるように配し、前記コイルは、逆スパイラルの第1コイル部および第2コイル部からなり、前記第1コイル部と前記第2コイル部は、おのおのの外周端同士が接続され、それぞれのコイル部の内周端が誘起電圧出力端をなしており、前記磁性体膜は、前記第1コイル部の内周端近傍および前記第2コイル部の内周端近傍を通る直線に沿って、前記第1コイル部と前記第2コイル部の内周端近傍間に位置する第1領域e1からその外側に位置する第2領域e21,e22まで延設され、e21,e22に通電領域を有し、前記コイルは、その長手方向に沿って生じる前記誘起電圧H11,H12,H21,H22が、e1およびe21,e22において同じ向きである。
【選択図】図2
An object of the present invention is to improve the detection sensitivity of an external magnetic field by effectively utilizing a planar area.
A magnetic film whose magnetic characteristics are changed by an external magnetic field J1 and a coil for applying a bias magnetic field to the magnetic film are arranged on a substrate so as to overlap each other via an insulator. The first coil part and the second coil part are composed of reverse spiral first coil part and second coil part, and the outer peripheral ends of the first coil part and the second coil part are connected to each other, and the inner peripheral end of each coil part is an induced voltage output. And the magnetic film is formed along a straight line passing through the vicinity of the inner peripheral end of the first coil portion and the vicinity of the inner peripheral end of the second coil portion, and the first coil portion and the second coil. Extending from a first area e1 located between the vicinity of the inner peripheral end of the section to second areas e21 and e22 located outside thereof, and having a current-carrying area at e21 and e22, the coil extending along its longitudinal direction Induced voltage H11, H1 , H21, H22 is the same orientation in e1 and e21, e22.
[Selection] Figure 2

Description

本発明は、微小な磁界を高精度に検知する磁気センサに関し、特にフラックスゲートセンサや高周波キャリア型センサとして使用される磁気センサに関する。   The present invention relates to a magnetic sensor that detects a minute magnetic field with high accuracy, and more particularly to a magnetic sensor used as a fluxgate sensor or a high-frequency carrier type sensor.

微弱な外部磁界を高精度に検知する磁気センサとして、磁気インピーダンス素子(磁性体膜)を用いたものがある。しかし、磁気インピーダンス素子は、ゼロ磁界付近では感度を持たないため、素子近傍に配置したコイルによってバイアス磁界を印加して高周波キャリア型センサとして使用するか、あるいは素子近傍にコイルを配置してフラックスゲートセンサとして使用する必要がある。   As a magnetic sensor for detecting a weak external magnetic field with high accuracy, there is one using a magnetic impedance element (magnetic film). However, since the magneto-impedance element has no sensitivity in the vicinity of the zero magnetic field, it is used as a high-frequency carrier type sensor by applying a bias magnetic field with a coil disposed in the vicinity of the element, or a flux gate with a coil disposed in the vicinity of the element. Must be used as a sensor.

近年は、モバイル機器に搭載するために、磁気センサの薄型化・小型化の要求が強く、例えば磁性体膜と平面コイルとで構成された薄型かつ小型の磁気センサが提案されている(例えば特許文献1,2参照)。   In recent years, there is a strong demand for thinning and miniaturization of magnetic sensors for mounting on mobile devices. For example, thin and small magnetic sensors composed of a magnetic film and a planar coil have been proposed (for example, patents). References 1 and 2).

図6および図7は、それぞれ従来の磁気センサの一例を示す図である。図6において、(a)は平面図、(b)は(a)においてのS11−S11間の断面図である。同様に、図7において、(a)は平面図、(b)は(a)においてのS12−S12間の断面図である。   6 and 7 are diagrams showing examples of conventional magnetic sensors. 6A is a plan view, and FIG. 6B is a cross-sectional view taken along the line S11-S11 in FIG. Similarly, in FIG. 7, (a) is a plan view, and (b) is a cross-sectional view between S12 and S12 in (a).

図6に示すように、従来の磁気センサ100は、基板100Aと、絶縁体100Bと、磁性体膜111(111a,111b)と、磁性体膜の接続配線112(112a,112b,112c)と、磁性体膜の電極パッド113(113a,113b)と、コイル114(114a,114b)と、コイルの接続配線115(115a,115b)と、コイルの電極パッド116(116a,116b)とを備えて構成されている(例えば特許文献1参照)。   As shown in FIG. 6, the conventional magnetic sensor 100 includes a substrate 100A, an insulator 100B, a magnetic film 111 (111a, 111b), a magnetic film connection wiring 112 (112a, 112b, 112c), A magnetic film electrode pad 113 (113a, 113b), a coil 114 (114a, 114b), a coil connection wiring 115 (115a, 115b), and a coil electrode pad 116 (116a, 116b). (For example, refer to Patent Document 1).

また、図7に示すように、従来の磁気センサ200は、基板200Aと、絶縁体200Bと、磁性体膜211(211a,211b)と、磁性体膜の接続配線212(212a,212b,212c)と、磁性体膜の電極パッド213(213a,213b)と、コイル214(214a,214b)と、コイルの接続配線215(215a,215b)と、コイルの電極パッド216(216a,216b)とを備えて構成されている(例えば特許文献2参照)。
特開2003−004831号公報 特開2006−201123号公報
As shown in FIG. 7, the conventional magnetic sensor 200 includes a substrate 200A, an insulator 200B, a magnetic film 211 (211a, 211b), and a magnetic film connection wiring 212 (212a, 212b, 212c). A magnetic film electrode pad 213 (213a, 213b), a coil 214 (214a, 214b), a coil connection wiring 215 (215a, 215b), and a coil electrode pad 216 (216a, 216b). (See, for example, Patent Document 2).
JP 2003-004831 A JP 2006-201123 A

しかしながら、図6に示す従来の磁気センサ100では、磁性体膜111が、逆スパイラルのコイル部114a,114bからなるコイル114の内周端近傍間領域(コイル中心間領域)e1のみに設けられているため、このコイル中心間領域e1の外側領域e21,e22が無駄になっていた。   However, in the conventional magnetic sensor 100 shown in FIG. 6, the magnetic film 111 is provided only in the region near the inner peripheral end (region between the coil centers) e1 of the coil 114 composed of the coil portions 114a and 114b of the reverse spiral. Therefore, the outer regions e21 and e22 of the coil center-to-center region e1 are wasted.

一方、図7に示す従来の磁気センサ200では、磁性体膜211はコイル中心間領域e1のみならず、外側領域e21,e22まで延びて、コイル214の全域にわたって設けられている。しかし、磁性体膜211a,211bは、コイル部214bの内周端近傍において、それぞれ配線212a,212bによって電極パッド213a,213bに接続されるとともに、コイル部214aの内周端近傍において、配線212cによって互いに接続されている。従って、磁気センサ200において、外側領域e21,e22に配置された磁性体膜部分は通電領域ではないので、外側領域e21,e22を有効に使用しているとは言い難い。従来の磁気センサ200において通電領域をコイル中心間領域e1から外側領域e21,e22にまで広げた場合には、以下の問題が発生し、外部磁界の検知感度を高めることの障害となる(例えば、特許文献2の段落[0009]および図13参照)。   On the other hand, in the conventional magnetic sensor 200 shown in FIG. 7, the magnetic film 211 extends not only to the coil center region e <b> 1 but also to the outer regions e <b> 21 and e <b> 22 and is provided over the entire region of the coil 214. However, the magnetic films 211a and 211b are connected to the electrode pads 213a and 213b by the wirings 212a and 212b in the vicinity of the inner peripheral end of the coil part 214b, respectively, and by the wiring 212c in the vicinity of the inner peripheral end of the coil part 214a. Are connected to each other. Therefore, in the magnetic sensor 200, the magnetic film portions disposed in the outer regions e21 and e22 are not energized regions, and it is difficult to say that the outer regions e21 and e22 are effectively used. In the conventional magnetic sensor 200, when the energization region is expanded from the coil center region e1 to the outer regions e21 and e22, the following problem occurs, which becomes an obstacle to increasing the detection sensitivity of the external magnetic field (for example, (See paragraph [0009] of Patent Document 2 and FIG. 13).

(誘導コイルの場合)
図8は磁性体膜211の通電領域を広げた磁気センサ200をフラックスゲートセンサとして使用した場合の従来の問題を説明する平面模式図である。通電領域を広げた磁気センサ200において、コイル214を誘導コイルとして用い、電極パッド216a,216bを磁気検知(誘起電圧)出力端子とし、電極パッド213aを信号入力端子、電極パッド213bをGND端子とする。
(In the case of induction coil)
FIG. 8 is a schematic plan view for explaining a conventional problem when the magnetic sensor 200 having the energized region of the magnetic film 211 widened is used as a fluxgate sensor. In the magnetic sensor 200 in which the energization area is expanded, the coil 214 is used as an induction coil, the electrode pads 216a and 216b are used as magnetic detection (induced voltage) output terminals, the electrode pad 213a is used as a signal input terminal, and the electrode pad 213b is used as a GND terminal. .

電極パッド213から磁性体膜211に高周波信号またはパルス信号を通電し、そのときに例えば図8中の矢印J1の向きの外部磁界が存在すると、磁性体膜211は、広げた通電領域において、図8中の矢印G11,G12,G21,G22の向きに磁界変化を生じる。これにより、コイル214は、磁性体膜211の上層に位置しているので、コイル中心間領域e1では図8中の矢印H11,H12の向きに誘起電圧を発生し、外側領域e21,e22では図8中の矢印H21,H22の向きに誘起電圧を発生する。   When a high-frequency signal or a pulse signal is passed from the electrode pad 213 to the magnetic film 211 and an external magnetic field in the direction of the arrow J1 in FIG. 8 exists at that time, for example, the magnetic film 211 is The magnetic field changes in the directions of arrows G11, G12, G21, and G22 in FIG. As a result, the coil 214 is positioned in the upper layer of the magnetic film 211, so that an induced voltage is generated in the direction of arrows H11 and H12 in FIG. 8 in the coil center region e1 and in the outer regions e21 and e22. An induced voltage is generated in the directions of arrows H21 and H22 in FIG.

このように、フラックスゲートセンサとして使用する場合には、磁性体膜211の磁気特性変化によりコイル214に誘起される電圧は、コイル中心間領域e1においての向き(符号)H11,H12と、その外側領域e21,e22においての向き(符号)H21,H22とが逆になる。このため、誘起電圧を大きくすることができず、かえって外部磁界の検知感度が低下してしまう。   As described above, when used as a fluxgate sensor, the voltage induced in the coil 214 due to the change in the magnetic characteristics of the magnetic film 211 is the direction (symbol) H11, H12 in the coil center region e1 and the outside thereof. The directions (signs) H21 and H22 in the regions e21 and e22 are reversed. For this reason, the induced voltage cannot be increased and the detection sensitivity of the external magnetic field is lowered.

(バイアスコイルの場合)
図9は磁性体膜211の通電領域を広げた磁気センサ200を高周波キャリア型センサとして使用した場合の従来の問題を説明する平面模式図である。通電領域を広げた磁気センサ200において、コイル214をバイアスコイルとして用い、電極パッド213a,213bを磁気検知出力端子とし、電極パッド216bをGND端子とし、電極パッド216aを電圧入力端子とする。
(For bias coil)
FIG. 9 is a schematic plan view for explaining a conventional problem when the magnetic sensor 200 in which the energization region of the magnetic film 211 is widened is used as a high frequency carrier type sensor. In the magnetic sensor 200 in which the energization region is expanded, the coil 214 is used as a bias coil, the electrode pads 213a and 213b are used as magnetic detection output terminals, the electrode pad 216b is used as a GND terminal, and the electrode pad 216a is used as a voltage input terminal.

コイル214に電圧を印加すると、図9中の矢印E11,E12,E21,E22の向きにコイル電流が流れ、コイル214はバイアス磁界を発生する。これにより、磁性体膜211a,211bは、コイル214の下層に位置するので、コイル中心間領域e1では図9中の矢印F11,F12の向きにコイル214からの上記バイアス磁界を受け、外側領域e21,e22では図9中の矢印F21,F22の向きにコイル214からの上記バイアス磁界を受ける。   When a voltage is applied to the coil 214, a coil current flows in the directions of arrows E11, E12, E21, and E22 in FIG. 9, and the coil 214 generates a bias magnetic field. Thus, since the magnetic films 211a and 211b are located below the coil 214, the coil center region e1 receives the bias magnetic field from the coil 214 in the directions of arrows F11 and F12 in FIG. , E22, the bias magnetic field from the coil 214 is received in the directions of arrows F21 and F22 in FIG.

このように、高周波キャリア型センサとして使用した場合には、磁性体膜211から見て、コイル中心間領域e1でのコイル通電の向きE11,E12と、この外側領域e21,e22でのコイル通電の向きE21,E22とが逆向きになる。このため、バイアス磁界印加のためにコイル214に通電すると、コイル中心間領域e1において磁性体膜211が受けるバイアス磁界の向きF11,F12と、その外側領域e21,e22において磁性体膜211が受けるバイアス磁界の向きF21,F22とが逆向きとなる。従って、磁性体膜211に逆向きのバイアス磁界が印加されるので、バイアス磁界の印加効率が悪くなり、この印加効率の低下が検知感度の向上を図ることの障害となる。   Thus, when used as a high-frequency carrier type sensor, as viewed from the magnetic film 211, the direction of coil energization E11, E12 in the coil center-to-coil region e1 and the coil energization in the outer regions e21, e22. The directions E21 and E22 are reversed. For this reason, when the coil 214 is energized to apply a bias magnetic field, the direction F11, F12 of the bias magnetic field received by the magnetic film 211 in the inter-coil region e1 and the bias received by the magnetic film 211 in the outer regions e21, e22. The magnetic field directions F21 and F22 are opposite to each other. Accordingly, since a reverse bias magnetic field is applied to the magnetic film 211, the application efficiency of the bias magnetic field is deteriorated, and the decrease in the application efficiency becomes an obstacle to improving the detection sensitivity.

以上のように従来の磁気センサでは、その平面領域を有効活用して検知感度の向上を図ることができないという課題があった。   As described above, the conventional magnetic sensor has a problem in that it cannot effectively improve the detection sensitivity by utilizing the planar area.

本発明は、上記従来の課題を解決するためになされたものであり、平面領域を有効活用して外部磁界の検知感度の向上を図ることができる磁気センサを提供することを目的とするものである。   The present invention has been made to solve the above-described conventional problems, and it is an object of the present invention to provide a magnetic sensor that can effectively improve the detection sensitivity of an external magnetic field by effectively using a planar region. is there.

上記課題を解決するために、本発明の第1の磁気センサは、基板の上に、外部磁界が印加されつつ信号を通電すると通電領域の磁気特性が変化する磁性体膜と、前記磁性体膜の通電による磁気特性の変化により誘起電圧が変化するコイルとを、絶縁体を介して重なるように配した磁気センサであって、前記コイルは、前記基板の上方から見て、それぞれの内周端から外周端に向けて同じ回転方向のスパイラル形状をもつ第1コイル部および第2コイル部からなり、前記第1コイル部と前記第2コイル部は、隣接して設けられ、おのおのの外周端同士が接続され、それぞれのコイル部の内周端が誘起電圧出力端をなしており、前記磁性体膜は、前記第1コイル部の内周端近傍および前記第2コイル部の内周端近傍を通る直線に沿って、前記第1コイル部と前記第2コイル部の内周端近傍間に位置する第1領域から前記第1領域の外側に位置する第2領域まで延設され、前記第2領域に通電領域を有しており、前記コイルは、その長手方向に沿って生じる前記誘起電圧が、前記第1領域および前記第2領域において同じ向きであることを特徴とする。   In order to solve the above problems, a first magnetic sensor of the present invention includes a magnetic film on a substrate whose magnetic characteristics change when a signal is applied while an external magnetic field is applied, and the magnetic film. A magnetic sensor in which an induced voltage changes due to a change in magnetic characteristics caused by energization of the magnetic sensor so as to overlap with each other via an insulator. 1st coil part and 2nd coil part which have the spiral shape of the same rotation direction toward the outer periphery end, The said 1st coil part and the said 2nd coil part are provided adjacent, and each outer periphery end is mutually Are connected to each other, and the inner peripheral ends of the respective coil portions form an induced voltage output end, and the magnetic film is disposed near the inner peripheral end of the first coil portion and the inner peripheral end of the second coil portion. Along the straight line passing through, the first Extending from a first region located between the coil portion and the inner peripheral end of the second coil portion to a second region located outside the first region, and has a current-carrying region in the second region. The coil is characterized in that the induced voltage generated along the longitudinal direction has the same direction in the first region and the second region.

また、本発明の第2の磁気センサは、基板の上に、外部磁界により磁気特性が変化する磁性体膜と前記磁性体膜にバイアス磁界を印加するコイルとを、絶縁体を介して重なるように配した磁気センサであって、前記コイルは、前記基板の上方から見て、それぞれの内周端から外周端に向けて同じ回転方向のスパイラル形状をもつ第1コイル部および第2コイル部からなり、前記第1コイル部と前記第2コイル部は、隣接して設けられ、おのおのの外周端同士が接続され、それぞれのコイル部の内周端が信号入力端をなしており、前記磁性体膜は、前記第1コイル部の内周端近傍および前記第2コイル部の内周端近傍を通る直線に沿って、前記第1コイル部と前記第2コイル部の内周端近傍間に位置する第1領域から前記第1領域の外側に位置する第2領域まで延設され、その長手方向に沿って生じる前記バイアス磁界が、前記第1領域および前記第2領域において同じ向きであることを特徴とする。   In the second magnetic sensor of the present invention, a magnetic film whose magnetic characteristics are changed by an external magnetic field and a coil for applying a bias magnetic field to the magnetic film are overlapped on a substrate via an insulator. The coil includes a first coil portion and a second coil portion having a spiral shape in the same rotational direction from the inner peripheral end toward the outer peripheral end when viewed from above the substrate. The first coil portion and the second coil portion are provided adjacent to each other, and the outer peripheral ends of the first coil portion and the second coil portion are connected to each other, and the inner peripheral end of each coil portion forms a signal input end. The film is located between the vicinity of the inner peripheral end of the first coil portion and the inner peripheral end of the second coil portion along a straight line passing through the vicinity of the inner peripheral end of the first coil portion and the vicinity of the inner peripheral end of the second coil portion. Positioned from the first area to the outside of the first area That to the second region is extended, the bias magnetic field generated along the longitudinal direction, characterized in that it is in the same direction in the first region and the second region.

本発明の第1の磁気センサによれば、コイルの長手方向に沿って生じる誘起電圧が第1の領域と前記第2の領域において同じ向きであることにより、従来よりも誘起電圧を大きくすることができるので、センサの平面領域を有効活用して外部磁界の検知感度を向上させることができるという効果がある。   According to the first magnetic sensor of the present invention, the induced voltage generated along the longitudinal direction of the coil is in the same direction in the first region and the second region, so that the induced voltage is increased as compared with the conventional case. Therefore, there is an effect that the detection sensitivity of the external magnetic field can be improved by effectively utilizing the planar area of the sensor.

また、本発明の第2の磁気センサによれば、磁性体膜の長手方向に沿って生じるバイアス磁界が第1の領域と前記第2の領域において同じ向きであることにより、従来よりもバイアス磁界の印加効率を高くすることができるので、センサの平面領域を有効活用して外部磁界の検知感度を向上させることができるという効果がある。   Further, according to the second magnetic sensor of the present invention, the bias magnetic field generated along the longitudinal direction of the magnetic film is in the same direction in the first region and the second region. As a result, the detection sensitivity of the external magnetic field can be improved by effectively utilizing the planar area of the sensor.

以下、本発明を、図面を参照して詳細に説明するが、本発明はこれに限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。   Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings. However, the present invention is not limited thereto, and various modifications can be made without departing from the gist of the present invention.

実施の形態1
図1は本発明の磁気センサの実施の形態1を示す図であり、(a)は平面図、(b)は(a)においてのS1−S1間の断面図である。図1に示すように、本発明の実施の形態1の磁気センサ10は、基板10Aと、絶縁体10Bと、磁性体膜11(11a,11b)と、磁性体膜の接続配線12(12a,12b,12c)と、磁性体膜の電極パッド13(13a,13b)と、コイル14(14a,14b)と、コイルの接続配線15(15a,15b)と、コイルの電極パッド16(16a,16b)とを備えて構成されている。
Embodiment 1
1A and 1B are diagrams showing a first embodiment of a magnetic sensor according to the present invention, in which FIG. 1A is a plan view and FIG. 1B is a cross-sectional view taken along line S1-S1 in FIG. As shown in FIG. 1, the magnetic sensor 10 according to the first embodiment of the present invention includes a substrate 10A, an insulator 10B, a magnetic film 11 (11a, 11b), and a magnetic film connection wiring 12 (12a, 12b, 12c), magnetic film electrode pads 13 (13a, 13b), coils 14 (14a, 14b), coil connection wires 15 (15a, 15b), and coil electrode pads 16 (16a, 16b). ).

基板10Aは、非磁性材料等からなる基板である。この基板10Aとしては、例えば、酸化膜付きのシリコン(Si)基板、ガラス基板、セラミック基板等を用いることができる。この実施の形態1の磁気センサ10は、図1に示すように、基板10A上に形成された薄型のセンサとして構成されている。   The substrate 10A is a substrate made of a nonmagnetic material or the like. As the substrate 10A, for example, a silicon (Si) substrate with an oxide film, a glass substrate, a ceramic substrate, or the like can be used. The magnetic sensor 10 according to the first embodiment is configured as a thin sensor formed on a substrate 10A as shown in FIG.

絶縁体10Bは、基板10A上に設けられており、近接して配置された磁性体膜11とコイル14との間、あるいはこれらと他の導体との間の絶縁を確保するとともに、磁気センサ10の絶縁性を確保している。この絶縁体10Bは、1種または2種以上の絶縁性材料を適宜選択して用いることが可能であるが、例えば、プラズマCVD法によるシリコン酸化膜等の酸化膜や樹脂等の有機絶縁膜などにより構成することが可能である。   The insulator 10B is provided on the substrate 10A, and ensures insulation between the magnetic film 11 and the coil 14 arranged close to each other or between these and other conductors, and the magnetic sensor 10. Ensures insulation. As this insulator 10B, one or two or more insulating materials can be appropriately selected and used. For example, an oxide film such as a silicon oxide film or an organic insulating film such as a resin by plasma CVD is used. Can be configured.

この実施の形態1では、図1(b)に示すように、基板10Aの上に、磁性体膜11とコイル14とが、絶縁体10Bを介して重なるように配置されている。なお、絶縁体10Bには、電極パッド13a,13b,16a,16bを露出する開口部が設けられている。また、絶縁体10Bは、層間絶縁体の最上層に封止絶縁体を設けた構成とすることも可能である。   In this Embodiment 1, as shown in FIG.1 (b), the magnetic body film 11 and the coil 14 are arrange | positioned on the board | substrate 10A so that it may overlap via the insulator 10B. The insulator 10B is provided with openings that expose the electrode pads 13a, 13b, 16a, and 16b. In addition, the insulator 10B may have a structure in which a sealing insulator is provided on the uppermost layer of the interlayer insulator.

磁性体膜11は、外部磁界によってその磁気特性が変化する。また、磁性体膜11は、外部磁界が印加されつつ信号(高周波電流あるいはパルス電流)を通電するとその通電領域の磁気特性が変化する。この磁性体膜11は、導電性を有する軟磁性体等、磁界により磁気特性が変化する材質からなる。図1に示すように、この実施の形態1の磁性体膜11は、2本の直線状の磁性体膜11a,11bにより構成されている。磁性体膜11a,11bは、コイル14を構成する逆スパイラルのコイル部14a,14bの内周端近傍を通る直線に沿って、それぞれの両端部がコイル部14a,14bの内周端近傍間領域(コイル中心間領域)e1(第1領域)からその外側領域e21,e22(第2領域)まで延設されている(図1では、磁性体膜11a,11bは、コイル部14a,14bの長手方向の外周端からそれぞれはみ出して、コイル14の全配置領域に設けられている)。   The magnetic film 11 changes its magnetic characteristics by an external magnetic field. Further, when a magnetic film 11 is energized with a signal (high frequency current or pulse current) while an external magnetic field is applied, the magnetic characteristics of the energized region change. The magnetic film 11 is made of a material whose magnetic properties change due to a magnetic field, such as a soft magnetic material having conductivity. As shown in FIG. 1, the magnetic film 11 of the first embodiment is composed of two linear magnetic films 11a and 11b. The magnetic films 11a and 11b are regions between the inner peripheral ends of the coil portions 14a and 14b, respectively, along the straight lines passing through the vicinity of the inner peripheral ends of the reverse spiral coil portions 14a and 14b constituting the coil 14. (Coil center region) extends from e1 (first region) to its outer regions e21, e22 (second region) (in FIG. 1, the magnetic films 11a, 11b are the lengths of the coil portions 14a, 14b). Are provided in the entire arrangement region of the coil 14 so as to protrude from the outer peripheral end in the direction).

磁性体膜11a,11bは、コイル中心間領域e1の外側領域e22においてそれぞれ配線12a,12bによって電極パッド13a,13bに接続されており、コイル中心間領域e1の外側領域e21において配線12cによって互いに接続されている。従って、磁性体膜11の通電領域f1は、コイル中心間領域e1の外側領域e21,e22まで延びている。つまり、磁性体膜11は、コイル中心間領域e1のみならず、外側領域e21,e22にも通電領域f1を有している。この通電領域f1は、磁性体膜11の長手方向の両端部付近の反磁界が強い領域q1,q2よりも内側に設定することにより、特に優れた磁気特性を得ることができる。   The magnetic films 11a and 11b are connected to the electrode pads 13a and 13b by the wirings 12a and 12b in the outer region e22 of the inter-coil region e1, respectively, and are connected to each other by the wiring 12c in the outer region e21 of the inter-coil region e1. Has been. Accordingly, the energization region f1 of the magnetic film 11 extends to the outer regions e21 and e22 of the inter-coil region e1. That is, the magnetic film 11 has the energization region f1 not only in the coil center region e1 but also in the outer regions e21 and e22. By setting the energized region f1 inside the regions q1 and q2 having strong demagnetizing fields near both ends in the longitudinal direction of the magnetic film 11, particularly excellent magnetic characteristics can be obtained.

コイル14は、磁性体膜11にバイアス磁界を印加する。また、コイル14は、通電された磁性体膜11の通電による磁気特性の変化を電圧の変化として誘起する。このコイル14は、非磁性金属材料等からなる導電体膜である。   The coil 14 applies a bias magnetic field to the magnetic film 11. The coil 14 induces a change in magnetic characteristics due to energization of the energized magnetic film 11 as a change in voltage. The coil 14 is a conductor film made of a nonmagnetic metal material or the like.

コイル14は、基板10Aの上方から見て、それぞれの内周端から外周端に同じ回転方向のスパイラル形状をもつコイル部14a(第1コイル部)およびコイル部14b(第2コイル部)からなる。コイル部14aと14bは、隣接して設けられ、おのおのの外周端同士が接続され、それぞれのコイル部の内周端が信号入力端をなしている。   The coil 14 includes a coil part 14a (first coil part) and a coil part 14b (second coil part) having a spiral shape in the same rotational direction from the inner peripheral end to the outer peripheral end when viewed from above the substrate 10A. . The coil portions 14a and 14b are provided adjacent to each other, the outer peripheral ends thereof are connected to each other, and the inner peripheral ends of the respective coil portions form signal input ends.

配線12a,12bは、磁性体膜11a,11bと電極パッド13a,13bとの間を接続している。配線12aは、コイル中心間領域e1よりも外側の領域e22において磁性体膜11aに接続しており、配線12bは、領域e22において磁性体膜11bに接続している。また、接続配線12cは、コイル中心間領域e1よりも外側の領域e21において2本の磁性体膜11a,11bを接続している。接続配線15a,15bは、コイル14と電極パッド16a,16bとの間を接続している。これらの配線は、銅(Cu)やアルミニウム(Al)等の非磁性導電体からなることが望ましい。   The wirings 12a and 12b connect the magnetic films 11a and 11b and the electrode pads 13a and 13b. The wiring 12a is connected to the magnetic film 11a in a region e22 outside the inter-coil center region e1, and the wiring 12b is connected to the magnetic film 11b in the region e22. The connection wiring 12c connects the two magnetic films 11a and 11b in the region e21 outside the inter-coil region e1. The connection wirings 15a and 15b connect the coil 14 and the electrode pads 16a and 16b. These wirings are preferably made of a nonmagnetic conductor such as copper (Cu) or aluminum (Al).

電極パッド13a,13bは、磁性体膜11の磁気特性の変化をインピーダンスの変化として出力するために設けられている。また、電極パッド13a,13bは、磁性体膜11に高周波電流またはパルス電流を流すために設けられている。一方、電極パッド16a,16bは、コイル14にバイアス磁界を発生させるための電圧を印加するために設けられている。また、電極パッド16a,16bは、コイル14の誘起電圧を出力するために設けられている。これらの電極パッドは、銅(Cu)やアルミニウム(Al)等の非磁性導電体からなることが望ましい。   The electrode pads 13a and 13b are provided in order to output a change in magnetic characteristics of the magnetic film 11 as a change in impedance. The electrode pads 13 a and 13 b are provided for flowing a high-frequency current or a pulse current through the magnetic film 11. On the other hand, the electrode pads 16 a and 16 b are provided for applying a voltage for generating a bias magnetic field in the coil 14. The electrode pads 16a and 16b are provided for outputting the induced voltage of the coil 14. These electrode pads are preferably made of a nonmagnetic conductor such as copper (Cu) or aluminum (Al).

(誘導コイルとしての動作)
図2は磁気センサ10をフラックスゲートセンサとして使用した場合の動作を説明する平面模式図である。磁気センサ10において、コイル14をフラックスゲートセンサの誘導コイルとして用い、電極パッド16a,16bを磁気検知(誘起電圧)出力端子とし、電極パッド13aを信号入力端子、電極パッド13bをGND端子とする。
(Operation as induction coil)
FIG. 2 is a schematic plan view for explaining the operation when the magnetic sensor 10 is used as a fluxgate sensor. In the magnetic sensor 10, the coil 14 is used as an induction coil of the fluxgate sensor, the electrode pads 16a and 16b are used as magnetic detection (induced voltage) output terminals, the electrode pad 13a is used as a signal input terminal, and the electrode pad 13b is used as a GND terminal.

電極パッド13aから磁性体膜11に高周波信号またはパルス信号を通電し、そのときに例えば図2中の矢印J1の向きの外部磁界が存在すると、磁性体膜11は、通電領域f1において、図2中の矢印G11,G12,G21,G22の向きに磁界変化を生じる。これにより、コイル中心間領域e1では、コイル14は、磁性体膜11の上層に位置しているので、図2中の矢印H11,H12の向きに誘起電圧を発生する。一方、外側領域e21,e22では、コイル14は、磁性体膜11の下層に位置するので、図2中の矢印H21,H22の向きに誘起電圧を発生する。   When a high frequency signal or a pulse signal is energized from the electrode pad 13a to the magnetic film 11, and an external magnetic field in the direction of the arrow J1 in FIG. 2 exists at that time, for example, the magnetic film 11 is Magnetic field changes occur in the directions of the arrows G11, G12, G21, and G22. Thereby, in the coil center area | region e1, since the coil 14 is located in the upper layer of the magnetic body film 11, an induced voltage is generate | occur | produced in the direction of the arrows H11 and H12 in FIG. On the other hand, in the outer regions e21 and e22, the coil 14 is located in the lower layer of the magnetic film 11, so that an induced voltage is generated in the directions of arrows H21 and H22 in FIG.

つまり、コイル中心間領域e1においてコイル14から見た磁界変化の向きと、外側領域e21,e22においてコイル14から見た磁界変化の向きとは、同じ向きになるので、コイル部14a,14bには、コイル中心間領域e1と外側領域e21,e22とで同じ向き(符号)の誘起電圧が発生する。従って、コイル14は、磁性体膜11の通電領域f1全域において、同じ向き(符号)の誘起電圧を発生する。   That is, the direction of the magnetic field change seen from the coil 14 in the coil center-to-coil region e1 is the same as the direction of the magnetic field change seen from the coil 14 in the outer regions e21 and e22. The induced voltage in the same direction (symbol) is generated in the inter-coil center region e1 and the outer regions e21 and e22. Accordingly, the coil 14 generates an induced voltage in the same direction (symbol) over the entire energization region f1 of the magnetic film 11.

このように実施の形態1によれば、外部磁界が印加されつつ通電された磁性体膜11の磁気特性変化によりコイル14に誘起される電圧の向き(符号)を、コイル14の配置領域の略全域において同じ向きにすることができる(コイル中心間領域e1とその外側領域e21,e22で同じ向きにすることができる)ので、従来の磁気センサ(フラックスゲートセンサ)よりも、誘起電圧を大きくでき、高い検知感度を得ることができる。   As described above, according to the first embodiment, the direction (sign) of the voltage induced in the coil 14 due to the change in the magnetic characteristics of the magnetic film 11 that is energized while the external magnetic field is applied is substantially the same as the arrangement region of the coil 14. Since the same direction can be achieved in the entire region (the same direction can be achieved in the coil center-to-coil region e1 and its outer regions e21 and e22), the induced voltage can be made larger than that of a conventional magnetic sensor (flux gate sensor). High detection sensitivity can be obtained.

(バイアスコイルとしての動作)
図3は磁気センサ10を高周波キャリア型センサとして使用した場合の動作を説明する平面模式図である。磁気センサ10において、コイル14をバイアスコイルとして用い、電極パッド13a,13bを磁気検知出力端子とし、電極パッド16bをGND端子とし、電極パッド16aを電圧入力端子とする。
(Operation as a bias coil)
FIG. 3 is a schematic plan view for explaining the operation when the magnetic sensor 10 is used as a high-frequency carrier type sensor. In the magnetic sensor 10, the coil 14 is used as a bias coil, the electrode pads 13a and 13b are used as magnetic detection output terminals, the electrode pad 16b is used as a GND terminal, and the electrode pad 16a is used as a voltage input terminal.

コイル14に電圧を印加すると、図3中の矢印E11,E12,E21,E22の向きにコイル電流が流れ、コイル14はバイアス磁界を発生する。これにより、コイル中心間領域e1では、磁性体膜11a,11bは、コイル14の下層に位置するので、図3中の矢印F11,F12の向きにコイル14からの上記バイアス磁界を受ける。一方、外側領域e21、e22では、磁性体膜11a,11bは、コイル14の上層に位置するので、図3中の矢印F21,F22の向きにコイル14からの上記バイアス磁界を受ける。   When a voltage is applied to the coil 14, a coil current flows in the directions of arrows E11, E12, E21, and E22 in FIG. 3, and the coil 14 generates a bias magnetic field. As a result, the magnetic films 11a and 11b are located in the lower layer of the coil 14 in the inter-coil center region e1, and thus receive the bias magnetic field from the coil 14 in the directions of arrows F11 and F12 in FIG. On the other hand, in the outer regions e21 and e22, since the magnetic films 11a and 11b are located in the upper layer of the coil 14, the bias magnetic field from the coil 14 is received in the directions of arrows F21 and F22 in FIG.

つまり、コイル中心間領域e1において磁性体膜11から見たコイル通電の向きと、外側領域e21,e22において磁性体膜11から見たコイル通電の向きとは、同じ向きになるので、磁性体膜11a,11bには、コイル中心間領域e1と外側領域e21,e22とで同じ向きのバイアス磁界が印加される。従って、磁性体膜11は、コイル14の配置領域全域において磁性体膜11の長手方向に同じ向きのバイアス磁界を印加される。   That is, the direction of coil energization viewed from the magnetic film 11 in the coil center region e1 is the same as the direction of coil energization viewed from the magnetic film 11 in the outer regions e21 and e22. Bias magnetic fields in the same direction are applied to 11a and 11b in the coil center-to-coil region e1 and the outer regions e21 and e22. Therefore, the magnetic film 11 is applied with a bias magnetic field in the same direction in the longitudinal direction of the magnetic film 11 over the entire arrangement region of the coil 14.

このように実施の形態1によれば、磁性体膜11が受けるバイアス磁界の向きを、磁性体膜11の長手方向の略全域において同じ向きにすることができる(コイル中心間領域e1と外側領域e21,e22で同じ向きにすることができる)ので、従来の磁気センサ(高周波キャリア型センサ)よりもバイアス磁界の印加効率を高くすることができ、高い検知感度を得ることができる。   As described above, according to the first embodiment, the direction of the bias magnetic field received by the magnetic film 11 can be made the same in almost the entire area in the longitudinal direction of the magnetic film 11 (the coil center region e1 and the outer region). (e21 and e22 can be set in the same direction), the application efficiency of the bias magnetic field can be made higher than that of the conventional magnetic sensor (high-frequency carrier type sensor), and high detection sensitivity can be obtained.

さらに、この実施の形態1の磁気センサ10は、図1(b)に示すように、絶縁体10Bにおいて、基板10A側の下層に、外側領域e21,e22に配置されるコイル14の部分を形成し、その上の中間層に磁性体膜11を1層で形成し、その上の上層に、コイル中心間領域e1に配置されるコイル14の部分を形成し、下層のコイル部分と上層のコイル部分とを、コイル中心間領域e1と外側領域e21,e22の境界においてコンタクトホール等により接続した構造である。つまり、磁気センサ10では、磁性体膜11を1層構造とし、コイル14を2層構造として、絶縁体10Bを、少なくとも3層(基板10Aと下層コイル部分の層間絶縁層、下層コイル部分と磁性体膜11の層間絶縁層、磁性体膜11と上層コイル部分の層間絶縁層)の積層構造としている。   Furthermore, in the magnetic sensor 10 of the first embodiment, as shown in FIG. 1B, in the insulator 10B, the portion of the coil 14 disposed in the outer regions e21 and e22 is formed in the lower layer on the substrate 10A side. Then, the magnetic film 11 is formed as a single layer on the intermediate layer above it, and the portion of the coil 14 disposed in the coil center region e1 is formed on the upper layer thereon, and the lower coil portion and the upper coil are formed. The portion is connected by a contact hole or the like at the boundary between the coil center region e1 and the outer regions e21 and e22. That is, in the magnetic sensor 10, the magnetic film 11 has a single-layer structure, the coil 14 has a two-layer structure, and the insulator 10B has at least three layers (interlayer insulating layer of the substrate 10A and the lower coil portion, the lower coil portion and the magnetic layer). The laminated structure of the interlayer insulating layer of the body film 11, the magnetic film 11 and the interlayer insulating layer of the upper coil portion).

このように磁性体膜11を1層構造とすることにより、磁性体膜11を全長にわたって平坦にすることが可能となるので、優れた磁気特性の磁性体膜11を設けることができる。ただし、薄膜磁性体からなる磁性体膜がコイルよりも上層になる領域では、磁性体薄膜下の絶縁体が平坦であることが必要である。   Since the magnetic film 11 has a single-layer structure as described above, the magnetic film 11 can be flattened over the entire length, so that the magnetic film 11 having excellent magnetic characteristics can be provided. However, in the region where the magnetic film made of the thin film magnetic material is located above the coil, the insulator under the magnetic thin film needs to be flat.

以上のように本発明の実施の形態1は、基板10Aの上に、外部磁界が印加されつつ信号を通電すると通電領域の磁気特性が変化する磁性体膜11と、磁性体膜11の通電による磁気特性の変化により誘起電圧が変化するコイル14とを、絶縁体10Bを介して重なるように配した磁気センサであって、コイル14は、基板10Aの上方から見て、その内周端から外周端に向けて同じ回転方向のスパイラル形状をもつコイル部14aおよびコイル部14bからなり、コイル部14aと14bは、隣接して設けられ、おのおのの外周端同士が接続され、それぞれのコイル部の内周端が誘起電圧出力端をなしており、磁性体膜11は、コイル部14aの内周端近傍およびコイル14bの内周端近傍を通る直線に沿って、コイル部14aと14bの内周端近傍間に位置する第1領域e1からその外側に位置する第2領域e21または/およびe22まで延設され、前記第2領域に通電領域を有しており、コイル14は、その長手方向に沿って生じる前記誘起電圧が、前記第1領域および前記第2領域において同じ向きである。これにより、磁性体膜11の通電領域f1を第1領域e1よりも広げて、誘起電圧を大きくすることができるので、センサの平面領域を有効活用して外部磁界の検知感度を向上させることができる。   As described above, the first embodiment of the present invention is based on the magnetic film 11 in which the magnetic characteristics of the current-carrying region change when a signal is applied while an external magnetic field is applied on the substrate 10A, and the magnetic film 11 is energized. A magnetic sensor in which an induced voltage changes due to a change in magnetic characteristics and a coil 14 are arranged so as to overlap with each other through an insulator 10B. It consists of a coil part 14a and a coil part 14b having a spiral shape in the same rotational direction toward the ends, and the coil parts 14a and 14b are provided adjacent to each other, and the respective outer peripheral ends are connected to each other. The peripheral end forms an induced voltage output end, and the magnetic film 11 is formed along the straight line passing through the vicinity of the inner peripheral end of the coil portion 14a and the vicinity of the inner peripheral end of the coil 14b. The first region e1 located between the vicinity of the peripheral ends extends to the second region e21 or / and e22 located outside thereof, and has a current-carrying region in the second region. The induced voltage generated along the same direction is in the same direction in the first region and the second region. As a result, the energized region f1 of the magnetic film 11 can be made wider than the first region e1 and the induced voltage can be increased, so that the detection sensitivity of the external magnetic field can be improved by effectively using the planar region of the sensor. it can.

また、本発明の実施の形態1は、基板10Aの上に、外部磁界により磁気特性が変化する磁性体膜11と磁性体膜11にバイアス磁界を印加するコイル14とを、絶縁体10Bを介して重なるように配した磁気センサであって、コイル14は、基板10Aの上方から見て、その内周端から外周端に向けて同じ回転方向のスパイラル形状をもつコイル部14aおよびコイル部14bからなり、コイル部14aと14bは、隣接して設けられ、おのおのの外周端同士が接続され、それぞれのコイル部の内周端が信号入力端をなしており、磁性体膜11は、コイル部14aの内周端近傍およびコイル部14bの内周端近傍を通る直線に沿って、コイル部14aと14bの内周端近傍間に位置する第1領域e1からその外側に位置する第2領域e21または/およびe22まで延設され、その長手方向に沿って生じる前記バイアス磁界が、前記第1領域および前記第2領域において同じ向きである。これにより、磁性体膜11の配置領域を第1領域e1よりも広げて、バイアス磁界の印加効率を高くすることができるので、センサの平面領域を有効活用して外部磁界の検知感度を向上させることができる。   In the first embodiment of the present invention, a magnetic film 11 whose magnetic characteristics are changed by an external magnetic field and a coil 14 that applies a bias magnetic field to the magnetic film 11 are provided on a substrate 10A via an insulator 10B. The coil 14 includes a coil portion 14a and a coil portion 14b having a spiral shape in the same rotational direction from the inner peripheral end toward the outer peripheral end when viewed from above the substrate 10A. The coil portions 14a and 14b are provided adjacent to each other, the outer peripheral ends thereof are connected to each other, the inner peripheral ends of the respective coil portions form signal input ends, and the magnetic film 11 includes the coil portion 14a. A first region e1 located between the vicinity of the inner peripheral ends of the coil portions 14a and 14b along a straight line passing through the vicinity of the inner peripheral end of the coil portion 14b and the vicinity of the inner peripheral end of the coil portion 14b. Others extends to / and e22, the bias magnetic field generated along the longitudinal direction is the same direction in the first region and the second region. Thereby, the arrangement area of the magnetic film 11 can be expanded more than the first area e1, and the application efficiency of the bias magnetic field can be increased. Therefore, the detection area sensitivity is improved by effectively using the planar area of the sensor. be able to.

なお、上記実施の形態1では、コイル中心間領域e1においてコイルを磁性体膜の上層に配置し、外側領域e21,e22においてコイルを磁性体膜の下層に配置した(図1(b)参照)。しかし、これとは逆に、コイル中心間領域e1ではコイルを磁性体膜の下層に配置し、外側領域e21,e22ではコイルを磁性体膜の上層に配置した構成とすることも可能である。この場合にも、上記実施の形態1と同様の効果が得られる。また、通電領域f1の一端をコイル部14aの内周端近傍に位置させること、あるいは通電領域f1の他端をコイル部14bの内周端近傍に位置させることも可能である。同様に、磁性体膜11の一端をコイル部14aのコイル部14aの内周端近傍に位置させること、あるいは磁性体膜11の他端をコイル部14bの内周端近傍に位置させることも可能である。また、上記実施の形態1において、磁性体膜の本数は、1本とすることも、3本以上とすることも可能である。   In the first embodiment, the coil is disposed in the upper layer of the magnetic film in the coil center region e1, and the coil is disposed in the lower layer of the magnetic film in the outer regions e21 and e22 (see FIG. 1B). . However, conversely, the coil may be arranged in the lower layer of the magnetic film in the inter-coil region e1 and the coil may be arranged in the upper layer of the magnetic film in the outer regions e21 and e22. Also in this case, the same effect as in the first embodiment can be obtained. It is also possible to position one end of the energizing region f1 in the vicinity of the inner peripheral end of the coil portion 14a, or position the other end of the energizing region f1 in the vicinity of the inner peripheral end of the coil portion 14b. Similarly, one end of the magnetic film 11 can be positioned near the inner peripheral end of the coil section 14a of the coil section 14a, or the other end of the magnetic film 11 can be positioned near the inner peripheral end of the coil section 14b. It is. In the first embodiment, the number of magnetic films can be one, or three or more.

実施の形態2
図4は本発明の磁気センサの実施の形態2を示す図であり、(a)は平面図、(b)は(a)においてのS2−S2間の断面図である。図4に示すように、本発明の実施の形態2の磁気センサ20は、基板20Aと、絶縁体20Bと、磁性体膜21(21a,21b)と、磁性体膜の接続配線22(22a,22b,22c)と、磁性体膜の電極パッド23(23a,23b)と、コイル24(24a,24b)と、コイルの接続配線25(25a,25b)と、コイルの電極パッド26(26a,26b)とを備えている。
Embodiment 2
4A and 4B are diagrams showing a second embodiment of the magnetic sensor of the present invention, in which FIG. 4A is a plan view and FIG. 4B is a cross-sectional view taken along S2-S2 in FIG. As shown in FIG. 4, the magnetic sensor 20 according to the second embodiment of the present invention includes a substrate 20A, an insulator 20B, magnetic films 21 (21a, 21b), and magnetic film connection wirings 22 (22a, 22b, 22c), electrode pads 23 (23a, 23b) of magnetic film, coils 24 (24a, 24b), coil connection wires 25 (25a, 25b), and coil electrode pads 26 (26a, 26b). ).

この実施の形態2の磁気センサ20では、上記実施の形態1の磁気センサ10(図1参照)と同様に、1層の磁性体膜21の配置領域を内周端近傍間領域(コイル中心間領域)e1の両側よりも延ばして設け、コイル24の配置領域全域にわたって設けている。   In the magnetic sensor 20 of the second embodiment, similarly to the magnetic sensor 10 of the first embodiment (see FIG. 1), the region where the magnetic film 21 of one layer is arranged is a region between the inner peripheral ends (between the coil centers). (Region) It extends from both sides of e1, and is provided over the entire region where the coil 24 is disposed.

しかし、この磁気センサ20では、上記実施の形態1の磁気センサ10とは異なり、配線22a,22bはそれぞれコイル部24bの内周端近傍において磁性体膜21a,21bに接続されており、配線22cはコイル部24aの内周端近傍において磁性体膜21aと21bとを接続している。従って、磁性体膜21の通電領域f2は、コイル部24aの内周端近傍からコイル部24bの内周端近傍までの領域であり、通電領域f2の長さはコイル中心間領域e1のそれと略同じである。   However, in this magnetic sensor 20, unlike the magnetic sensor 10 of the first embodiment, the wires 22a and 22b are connected to the magnetic films 21a and 21b in the vicinity of the inner peripheral end of the coil portion 24b, respectively, and the wire 22c. Connects the magnetic films 21a and 21b in the vicinity of the inner peripheral end of the coil portion 24a. Accordingly, the energization region f2 of the magnetic film 21 is a region from the vicinity of the inner peripheral end of the coil portion 24a to the vicinity of the inner peripheral end of the coil portion 24b, and the length of the energization region f2 is substantially the same as that of the inter-coil region e1. The same.

つまり、この磁気センサ20は、磁性体膜を1層構造としてコイルを2層構造とした上記磁気センサ10において、磁性体膜の通電領域f2をコイル部の内周端近傍間としたものである。従って、コイル中心間領域e1の外側領域e21,e22に配置された磁性体膜の部分は非通電領域となる。   That is, this magnetic sensor 20 is the magnetic sensor 10 having a magnetic film having a single layer structure and a coil having a two layer structure, and the energization region f2 of the magnetic film is between the vicinity of the inner peripheral end of the coil portion. . Accordingly, the portions of the magnetic film disposed in the outer regions e21 and e22 of the coil center-to-center region e1 are non-conductive regions.

(バイアスコイルとしての動作)
磁気センサ20を高周波キャリア型磁気センサとして使用した場合の動作について以下に説明する。コイル24をバイアスコイルとして用い、電極パッド23a,23bを磁気検知出力端子とし、電極パッド26bをGND端子とし、電極パッド26aを電圧入力端子とする。
(Operation as a bias coil)
The operation when the magnetic sensor 20 is used as a high frequency carrier type magnetic sensor will be described below. The coil 24 is used as a bias coil, the electrode pads 23a and 23b are used as magnetic detection output terminals, the electrode pad 26b is used as a GND terminal, and the electrode pad 26a is used as a voltage input terminal.

コイル24に電圧を印加すると、図3中の矢印E11,E12,E21,E22の向きにコイル電流が流れ、コイル24はバイアス磁界を発生する。これにより、コイル中心間領域e1では、磁性体膜21a,21bは、コイル24の下層に位置するので、図3中の矢印F11,F12の向きにコイル24からの上記バイアス磁界を受ける。一方、外側領域e21,e22では、磁性体膜21a,21bは、コイル24の上層に位置するので、図3中の矢印F21,F22の向きにコイル24からの上記バイアス磁界を受ける。   When a voltage is applied to the coil 24, a coil current flows in the directions of arrows E11, E12, E21, and E22 in FIG. 3, and the coil 24 generates a bias magnetic field. Thereby, in the coil center area | region e1, since the magnetic body films 21a and 21b are located in the lower layer of the coil 24, they receive the said bias magnetic field from the coil 24 in the direction of the arrows F11 and F12 in FIG. On the other hand, in the outer regions e21 and e22, since the magnetic films 21a and 21b are located in the upper layer of the coil 24, they receive the bias magnetic field from the coil 24 in the directions of arrows F21 and F22 in FIG.

つまり、コイル中心間領域e1において磁性体膜21から見たコイル通電の向きと、外側領域e21,e22において磁性体膜21から見たコイル通電の向きとは、同じ向きになるので、磁性体膜21a,21bには、コイル中心間領域e1と外側領域e21,e22とで同じ向きのバイアス磁界が印加される。従って、磁性体膜21は、コイル24の配置領域全域において磁性体膜21の長手方向に同じ向きのバイアス磁界を印加される。   That is, the direction of coil energization viewed from the magnetic film 21 in the coil center-to-coil region e1 is the same as the direction of coil energization viewed from the magnetic film 21 in the outer regions e21 and e22. A bias magnetic field in the same direction is applied to 21a and 21b in the coil center-to-coil region e1 and the outer regions e21 and e22. Accordingly, the magnetic film 21 is applied with a bias magnetic field in the same direction in the longitudinal direction of the magnetic film 21 over the entire arrangement region of the coil 24.

このように実施の形態2によれば、上記実施の形態1と同様に、磁性体膜21が受けるバイアス磁界の向きを、磁性体膜21の長手方向の略全域において同じ向きにすることができる(コイル中心間領域e1と外側領域e21,e22で同じ向きにすることができる)ので、従来の磁気センサ(高周波キャリア型センサ)よりもバイアス磁界の印加効率を高くすることができ、高い検知感度を得ることができる。   As described above, according to the second embodiment, as in the first embodiment, the direction of the bias magnetic field received by the magnetic film 21 can be made the same in substantially the entire longitudinal direction of the magnetic film 21. (The coil center region e1 and the outer regions e21 and e22 can be in the same direction), so that the bias magnetic field application efficiency can be made higher than that of a conventional magnetic sensor (high-frequency carrier type sensor), and high detection sensitivity. Can be obtained.

また、この実施の形態2によれば、上記実施の形態1と同様に、磁性体膜21を1層構造とすることにより、磁性体膜21を全長にわたって平坦にすることが可能となるので、優れた磁気特性の磁性体膜21を設けることができる。ただし、磁性体膜がコイルよりも上層になる領域では、磁性体膜下の絶縁体が平坦であることが必要である。   Further, according to the second embodiment, similarly to the first embodiment, the magnetic film 21 can be flattened over the entire length by forming the magnetic film 21 in a single layer structure. A magnetic film 21 having excellent magnetic properties can be provided. However, in the region where the magnetic film is above the coil, the insulator under the magnetic film needs to be flat.

以上のように本発明の実施の形態2は、基板20Aの上に、外部磁界により磁気特性が変化する磁性体膜21と磁性体膜21にバイアス磁界を印加するコイル24とを、絶縁体20Bを介して重なるように配した磁気センサであって、コイル24は、基板20Aの上方から見て、その内周端から外周端に向けて同じ回転方向のスパイラル形状をもつコイル部24aおよびコイル部24bからなり、コイル部24aと24bは、隣接して設けられ、おのおのの外周端同士が接続され、それぞれのコイル部の内周端が信号入力端をなしており、磁性体膜21は、コイル部24aの内周端近傍およびコイル部24bの内周端近傍を通る直線に沿って、コイル部24aと24bの内周端近傍間に位置する第1領域e1からその外側に位置する第2領域e21または/およびe22まで延設され、その長手方向に沿って生じる前記バイアス磁界が、前記第1領域および前記第2領域において同じ向きである。これにより、磁性体膜21の配置領域をコイル中心間領域e1よりも広げて、バイアス磁界の印加効率を高くすることができるので、センサの平面領域を有効活用して外部磁界の検知感度を向上させることができる。   As described above, according to the second embodiment of the present invention, the magnetic film 21 whose magnetic characteristics change due to the external magnetic field and the coil 24 that applies a bias magnetic field to the magnetic film 21 are formed on the substrate 20A. The coil 24 includes a coil portion 24a and a coil portion having a spiral shape in the same rotational direction from the inner peripheral end toward the outer peripheral end when viewed from above the substrate 20A. 24b, the coil portions 24a and 24b are provided adjacent to each other, and the outer peripheral ends of the respective coil portions are connected to each other, and the inner peripheral ends of the respective coil portions form signal input ends. A second region located outside the first region e1 located between the vicinity of the inner peripheral ends of the coil portions 24a and 24b along a straight line passing through the vicinity of the inner peripheral end of the portion 24a and the inner peripheral end of the coil portion 24b. Extends to 21 or / and e22, the bias magnetic field generated along the longitudinal direction is the same direction in the first region and the second region. Thereby, the arrangement area of the magnetic film 21 can be made wider than the coil center area e1 and the application efficiency of the bias magnetic field can be increased. Therefore, the sensing area of the sensor is effectively used to improve the detection sensitivity of the external magnetic field. Can be made.

なお、上記実施の形態2では、コイル中心間領域e1においてコイルを磁性体膜の上層に配置し、外側領域e21,e22においてコイルを磁性体膜の下層に配置した(図4(b)参照)。しかし、これとは逆に、コイル中心間領域e1ではコイルを磁性体膜の下層に配置し、外側領域e21,e22ではコイルを磁性体膜の上層に配置した構成とすることも可能である。この場合にも、上記実施の形態2と同様の効果が得られる。また、磁性体膜21の一端をコイル部24aの内周端近傍に位置させること、あるいは磁性体膜21の他端をコイル部24bの内周端近傍に位置させることも可能である。また、上記実施の形態2において、磁性体膜の本数は、1本とすることも、3本以上とすることも可能である。   In the second embodiment, the coil is disposed in the upper layer of the magnetic film in the coil center region e1, and the coil is disposed in the lower layer of the magnetic film in the outer regions e21 and e22 (see FIG. 4B). . However, conversely, the coil may be arranged in the lower layer of the magnetic film in the inter-coil region e1 and the coil may be arranged in the upper layer of the magnetic film in the outer regions e21 and e22. Also in this case, the same effect as in the second embodiment can be obtained. Further, one end of the magnetic film 21 can be positioned near the inner peripheral end of the coil portion 24a, or the other end of the magnetic film 21 can be positioned near the inner peripheral end of the coil portion 24b. In the second embodiment, the number of magnetic films can be one, or three or more.

実施の形態3
図5は本発明の磁気センサの実施の形態3を示す図であり、(a)は平面図、(b)は(a)においてのS3−S3間の断面図である。図5に示すように、本発明の実施の形態3の磁気センサ30は、基板30Aと、絶縁体30Bと、磁性体膜31(31a,31b)と、磁性体膜の接続配線32(32a,32b,32c)と、磁性体膜の電極パッド33(33a,33b)と、コイル34(34a,34b)と、コイルの接続配線35(35a,35b)と、コイルの電極パッド36(36a,36b)とを備えている。
Embodiment 3
5A and 5B are diagrams showing Embodiment 3 of the magnetic sensor of the present invention, in which FIG. 5A is a plan view, and FIG. 5B is a cross-sectional view taken along S3-S3 in FIG. As shown in FIG. 5, the magnetic sensor 30 according to the third embodiment of the present invention includes a substrate 30A, an insulator 30B, magnetic films 31 (31a, 31b), and magnetic film connection wirings 32 (32a, 32b, 32c), electrode pads 33 (33a, 33b) of magnetic film, coils 34 (34a, 34b), coil connection wires 35 (35a, 35b), and coil electrode pads 36 (36a, 36b). ).

この実施の形態3の磁気センサ30では、上記実施の形態2の磁気センサ20(図4参照)と同様に、磁性体膜31の配置領域を内周端近傍領域(コイル中心間領域)e1から延設し、コイル34の配置領域全域にわたって設けるとともに、磁性体膜31の通電領域f2をコイル部34aの内周端近傍からコイル部34bの内周端近傍までの領域としている。   In the magnetic sensor 30 according to the third embodiment, similarly to the magnetic sensor 20 according to the second embodiment (see FIG. 4), the arrangement area of the magnetic film 31 is changed from the inner peripheral edge vicinity area (coil center area) e1. The coil 34 is provided over the entire arrangement region of the coil 34, and the energization region f2 of the magnetic film 31 is a region from the vicinity of the inner peripheral end of the coil portion 34a to the vicinity of the inner peripheral end of the coil portion 34b.

しかし、この磁気センサ30では、上記実施の形態2の磁気センサ20(図4参照)とは異なり、図5(b)に示すように、絶縁体30Bにおいて、基板30A側の下層に、コイル中心間領域e1に配置される磁性体膜31の部分を形成し、その上の中間層にコイル34を1層で形成し、その上の上層に、外側領域e21,e22に配置される磁性体膜31の部分を形成し、下層の磁性体膜部分と上層の磁性体膜部分とを、コイル中心間領域e1と外側領域e21,e22の境界においてコンタクトホール等により接続した構造である。   However, in this magnetic sensor 30, unlike the magnetic sensor 20 of the second embodiment (see FIG. 4), as shown in FIG. 5B, in the insulator 30B, the coil center is formed on the lower layer on the substrate 30A side. A portion of the magnetic film 31 disposed in the intermediate region e1 is formed, the coil 34 is formed as one layer on the intermediate layer thereon, and the magnetic film disposed in the outer regions e21 and e22 on the upper layer 31 is formed, and the lower magnetic film portion and the upper magnetic film portion are connected by a contact hole or the like at the boundary between the coil center region e1 and the outer regions e21 and e22.

つまり、この磁気センサ30は、磁性体膜の通電領域f2を内周端近傍間とした上記磁気センサ20において、コイル34を1層構造とし、磁性体膜31を2層構造として、絶縁体30Bを、少なくとも3層(基板30Aと下層磁性体膜部分の層間絶縁層、下層磁性体膜部分とコイル34の層間絶縁層、コイル34と上層磁性体膜部分の層間絶縁層)の積層構造としたものである。   That is, this magnetic sensor 30 has the same structure as that of the magnetic sensor 20 in which the energization region f2 of the magnetic film is between the vicinity of the inner peripheral end. The coil 34 has a single-layer structure and the magnetic film 31 has a two-layer structure. Has a laminated structure of at least three layers (interlayer insulating layer of substrate 30A and lower magnetic film portion, lower magnetic film portion and interlayer insulating layer of coil 34, and interlayer insulating layer of coil 34 and upper magnetic film portion). Is.

このように実施の形態3によれば、コイル34を1層構造とすることにより、コイル34に層間の接続部を設ける必要がないので、信頼性の高いコイル34を設けることができる。   As described above, according to the third embodiment, since the coil 34 has a single-layer structure, it is not necessary to provide an inter-layer connection portion in the coil 34, so that the highly reliable coil 34 can be provided.

なお、磁性体膜31を2層構造とした磁気センサ30では、磁性体膜31a,31bがコイル部34a、34bの中心を通る幅方向の位置でそれぞれ層間接続されており、屈曲部を有する。この屈曲部を通電領域に含めてしまうと、磁性体膜31の磁気特性の悪化を招くおそれがある。このため、この磁気センサ30では、磁性体膜31の通電領域をコイル中心間領域e1から外側領域e21,e22にまで広げることは得策ではない。   In the magnetic sensor 30 having the magnetic film 31 having a two-layer structure, the magnetic films 31a and 31b are interlayer-connected at positions in the width direction passing through the centers of the coil portions 34a and 34b, respectively, and have bent portions. If this bent portion is included in the energization region, the magnetic properties of the magnetic film 31 may be deteriorated. For this reason, in this magnetic sensor 30, it is not a good idea to extend the energization region of the magnetic film 31 from the coil center region e1 to the outer regions e21 and e22.

(バイアスコイルとしての動作)
磁気センサ30を高周波キャリア型磁気センサとして使用した場合の動作について以下に説明する。コイル34をバイアスコイルとして用い、電極パッド33a,33bを磁気検知出力端子とし、電極パッド36bをGND端子とし、電極パッド36aを電圧入力端子とする。
(Operation as a bias coil)
The operation when the magnetic sensor 30 is used as a high frequency carrier type magnetic sensor will be described below. The coil 34 is used as a bias coil, the electrode pads 33a and 33b are used as magnetic detection output terminals, the electrode pad 36b is used as a GND terminal, and the electrode pad 36a is used as a voltage input terminal.

コイル34に電圧を印加すると、図3中の矢印E11,E12,E21,E22の向きにコイル電流が流れ、コイル34はバイアス磁界を発生する。これにより、コイル中心間領域e1では、磁性体膜31a,31bは、コイル34の下層に位置するので、図3中の矢印F11,F12の向きにコイル34からの上記バイアス磁界を受ける。一方、外側領域e21,e22では、磁性体膜31a,31bは、コイル34の上層に位置するので、図3中の矢印F21,F22の向きにコイル34からの上記バイアス磁界を受ける。   When a voltage is applied to the coil 34, a coil current flows in the directions of arrows E11, E12, E21, and E22 in FIG. 3, and the coil 34 generates a bias magnetic field. As a result, in the inter-coil center region e1, the magnetic films 31a and 31b are positioned below the coil 34, and therefore receive the bias magnetic field from the coil 34 in the directions of arrows F11 and F12 in FIG. On the other hand, in the outer regions e21 and e22, since the magnetic films 31a and 31b are located in the upper layer of the coil 34, they receive the bias magnetic field from the coil 34 in the directions of arrows F21 and F22 in FIG.

つまり、コイル中心間領域e1において磁性体膜31から見たコイル通電の向きと、外側領域e21,e22において磁性体膜31から見たコイル通電の向きとは、同じ向きになるので、磁性体膜31a,31bには、コイル中心間領域e1と外側領域e21,e22とで同じ向きのバイアス磁界が印加される。従って、磁性体膜31は、コイル34の配置領域全域において磁性体膜31の長手方向に同じ向きのバイアス磁界を印加される。   That is, the direction of coil energization viewed from the magnetic film 31 in the coil center region e1 is the same as the direction of coil energization viewed from the magnetic film 31 in the outer regions e21 and e22. A bias magnetic field in the same direction is applied to 31a, 31b in the coil center-to-coil region e1 and the outer regions e21, e22. Accordingly, the magnetic film 31 is applied with a bias magnetic field in the same direction in the longitudinal direction of the magnetic film 31 in the entire arrangement region of the coil 34.

このように実施の形態3によれば、上記実施の形態2と同様に、磁性体膜31が受けるバイアス磁界の向きを、磁性体膜31の長手方向の略全域において同じ向きにすることができる(コイル中心間領域e1と外側領域e21,e22で同じ向きにすることができる)ので、従来の磁気センサ(高周波キャリア型センサ)よりもバイアス磁界の印加効率を高くすることができ、高い検知感度を得ることができる。   Thus, according to the third embodiment, as in the second embodiment, the direction of the bias magnetic field received by the magnetic film 31 can be made the same in substantially the entire longitudinal direction of the magnetic film 31. (The coil center region e1 and the outer regions e21 and e22 can be in the same direction), so that the bias magnetic field application efficiency can be made higher than that of a conventional magnetic sensor (high-frequency carrier type sensor), and high detection sensitivity. Can be obtained.

以上のように本発明の実施の形態3は、基板30Aの上に、外部磁界により磁気特性が変化する磁性体膜31と磁性体膜31にバイアス磁界を印加するコイル34とを、絶縁体30Bを介して重なるように配した磁気センサであって、コイル34は、基板30Aの上方から見て、その内周端から外周端に向けて同じ回転方向のスパイラル形状をもつコイル部34aおよびコイル部34bからなり、コイル部34aと34bは、隣接して設けられ、おのおのの外周端同士が接続され、それぞれのコイル部の内周端が信号入力端をなしており、磁性体膜31は、コイル部34aの内周端近傍およびコイル部34bの内周端近傍を通る直線に沿って、コイル部34aと34bの内周端近傍間に位置する第1領域e1からその外側に位置する第2領域e21または/およびe22まで延設され、その長手方向に沿って生じる前記バイアス磁界が、前記第1領域および前記第2領域において同じ向きである。これにより、磁性体膜31の配置領域をコイル中心間領域e1よりも広げて、バイアス磁界の印加効率を高くすることができるので、センサの平面領域を有効活用して外部磁界の検知感度を向上させることができる。   As described above, in the third embodiment of the present invention, the magnetic film 31 whose magnetic characteristics are changed by the external magnetic field and the coil 34 that applies a bias magnetic field to the magnetic film 31 are formed on the substrate 30A by the insulator 30B. The coil 34 includes a coil portion 34a and a coil portion having a spiral shape in the same rotational direction from the inner peripheral end toward the outer peripheral end when viewed from above the substrate 30A. 34b, the coil portions 34a and 34b are provided adjacent to each other, the outer peripheral ends thereof are connected to each other, and the inner peripheral ends of the respective coil portions form signal input ends. A second region located outside the first region e1 located between the inner peripheral ends of the coil portions 34a and 34b along a straight line passing near the inner peripheral end of the portion 34a and the inner peripheral end of the coil portion 34b. Extends to 21 or / and e22, the bias magnetic field generated along the longitudinal direction is the same direction in the first region and the second region. Thereby, the arrangement area of the magnetic film 31 can be made wider than the area e1 between the coil centers and the application efficiency of the bias magnetic field can be increased. Therefore, the detection area sensitivity can be improved by effectively utilizing the planar area of the sensor. Can be made.

なお、上記実施の形態3では、コイル中心間領域e1において磁性体膜をコイルの下層に配置し、外側領域e21,e22において磁性体膜をコイルの上層に配置した(図5(b)参照)。しかし、これとは逆に、コイル中心間領域e1では磁性体膜をコイルの上層に配置し、外側領域e21,e22では磁性体膜をコイルの下層に配置した構成とすることも可能である。この場合にも、上記実施の形態3と同様の効果が得られる。また、磁性体膜31の一端をコイル部34aの内周端近傍に位置させること、あるいは磁性体膜31の他端をコイル部34bの内周端近傍に位置させることも可能である。また、上記実施の形態3において、磁性体膜の本数は、1本とすることも、3本以上とすることも可能である。   In the third embodiment, the magnetic film is disposed in the lower layer of the coil in the coil center-to-coil region e1, and the magnetic film is disposed in the upper layer of the coil in the outer regions e21 and e22 (see FIG. 5B). . However, conversely, the magnetic film may be disposed in the upper layer of the coil in the coil center region e1 and the magnetic film may be disposed in the lower layer of the coil in the outer regions e21 and e22. Also in this case, the same effect as in the third embodiment can be obtained. Further, one end of the magnetic film 31 can be positioned near the inner peripheral end of the coil portion 34a, or the other end of the magnetic film 31 can be positioned near the inner peripheral end of the coil portion 34b. In the third embodiment, the number of magnetic films can be one, or three or more.

本発明の磁気センサ10(図1参照)を作成した。コイル14については、厚さ5μmとし、コイル部14a,14bのそれぞれのライン/スペースを10μm/10μmとした。磁性体膜11a,11bについては、ライン/スペースを40μm/20μm、全長を1.0mm、厚さを1.5μm、通電領域長を600μmとした。基板10Aは、1mm角のシリコン基板とした。   A magnetic sensor 10 of the present invention (see FIG. 1) was created. The coil 14 had a thickness of 5 μm, and the lines / spaces of the coil portions 14a and 14b were 10 μm / 10 μm. For the magnetic films 11a and 11b, the line / space was 40 μm / 20 μm, the total length was 1.0 mm, the thickness was 1.5 μm, and the energization region length was 600 μm. The substrate 10A was a 1 mm square silicon substrate.

本発明の磁気センサ20(図4参照)を作成した。コイル24については、厚さ5μmとし、コイル部24a,24bのそれぞれのライン/スペースを10μm/10μmとした。磁性体膜21a,21bについては、ライン/スペースを40μm/20μm、全長を1.0mm、厚さを1.5μm、通電領域長を500μmとした。基板20Aは、1mm角のシリコン基板とした。   A magnetic sensor 20 of the present invention (see FIG. 4) was created. The coil 24 was 5 μm thick, and the lines / spaces of the coil portions 24a and 24b were 10 μm / 10 μm. Regarding the magnetic films 21a and 21b, the line / space was 40 μm / 20 μm, the total length was 1.0 mm, the thickness was 1.5 μm, and the energization region length was 500 μm. The substrate 20A was a 1 mm square silicon substrate.

本発明の磁気センサ30(図5参照)を作成した。薄膜磁性体からなるコイル34については、厚さ5μmとし、コイル部34a,34bのそれぞれのライン/スペースを10μm/10μmとした。磁性体膜31a,31bについては、ライン/スペースを40μm/20μm、全長を1.0mm、厚さを1.5μm、通電領域長を500μmとした。基板30Aは、1mm角のシリコン基板とした。   A magnetic sensor 30 of the present invention (see FIG. 5) was created. The coil 34 made of a thin film magnetic material had a thickness of 5 μm, and the lines / spaces of the coil portions 34a and 34b were 10 μm / 10 μm. For the magnetic films 31a and 31b, the line / space was 40 μm / 20 μm, the total length was 1.0 mm, the thickness was 1.5 μm, and the energization region length was 500 μm. The substrate 30A was a 1 mm square silicon substrate.

本発明の磁気センサの実施の形態1を示す図である。It is a figure which shows Embodiment 1 of the magnetic sensor of this invention. 本発明の磁気センサをフラックスゲート型センサとして使用した場合の磁性体膜による磁界変化とコイルの誘起電圧の向きを説明する図である。It is a figure explaining the direction of the magnetic field change by a magnetic film, and the induced voltage of a coil at the time of using the magnetic sensor of this invention as a fluxgate type sensor. 本発明の磁気センサを高周波キャリア型センサとして使用した場合のコイルの通電の向きと磁性体膜がコイルから受けるバイアス磁界の向きを説明する図である。It is a figure explaining the direction of the electricity supply of a coil at the time of using the magnetic sensor of this invention as a high frequency carrier type sensor, and the direction of the bias magnetic field which a magnetic body film receives from a coil. 本発明の磁気センサの実施の形態2を示す図である。It is a figure which shows Embodiment 2 of the magnetic sensor of this invention. 本発明の磁気センサの実施の形態3を示す図である。It is a figure which shows Embodiment 3 of the magnetic sensor of this invention. 従来の磁気センサの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the conventional magnetic sensor. 従来の磁気センサの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the conventional magnetic sensor. 図7の従来の磁気センサにおいて磁性体膜の通電領域をスパイラスコイル部の中心間領域長よりも長くしたものをフラックスゲート型センサとして使用した場合の磁性体膜による磁界変化とコイルの誘起電圧の向きを説明する図である。In the conventional magnetic sensor shown in FIG. 7, the magnetic field change caused by the magnetic film and the induced voltage of the coil when the magnetic film energized region is longer than the center length of the spiral coil portion as a fluxgate type sensor. It is a figure explaining direction. 図7の従来の磁気センサにおいて磁性体膜の通電領域をスパイラスコイル部の中心間領域長よりも長くしたものを高周波キャリア型センサとして使用した場合のコイルの通電の向きと磁性体膜がコイルから受けるバイアス磁界の向きを説明する図である。In the conventional magnetic sensor of FIG. 7, the direction of energization of the coil and the magnetic film from the coil when the energized region of the magnetic film is longer than the center length of the spiral coil portion as a high frequency carrier type sensor. It is a figure explaining the direction of the bias magnetic field to receive.

符号の説明Explanation of symbols

10,20,30…磁気センサ、 10A,20A,30A…基板、 10B,20B,30B…絶縁体、 11(11a,11b),21(21a,21b),31(31a,31b)…磁性体膜、 12(12a,12b,12c),22(22a,22b,22c),32(32a,32b,32c)…接続配線、 13(13a,13b),23(23a,23b),33(33a,33b)…電極パッド、 14,24,34…コイル、 14a,14b,24a,24b,34a,34b…コイル部、 15(15a,15b),25(25a,25b),35(35a,35b)…接続配線、 16(16a,16b),26(26a,26b),36(36a,36b)…電極パッド。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10, 20, 30 ... Magnetic sensor, 10A, 20A, 30A ... Substrate, 10B, 20B, 30B ... Insulator, 11 (11a, 11b), 21 (21a, 21b), 31 (31a, 31b) ... Magnetic film , 12 (12a, 12b, 12c), 22 (22a, 22b, 22c), 32 (32a, 32b, 32c) ... connection wiring, 13 (13a, 13b), 23 (23a, 23b), 33 (33a, 33b) ) ... Electrode pad 14, 24, 34 ... Coil, 14a, 14b, 24a, 24b, 34a, 34b ... Coil part, 15 (15a, 15b), 25 (25a, 25b), 35 (35a, 35b) ... Connection Wiring, 16 (16a, 16b), 26 (26a, 26b), 36 (36a, 36b) ... electrode pads.

Claims (4)

基板の上に、外部磁界が印加されつつ信号を通電すると通電領域の磁気特性が変化する磁性体膜と、前記磁性体膜の通電による磁気特性の変化により誘起電圧が変化するコイルとを、絶縁体を介して重なるように配した磁気センサであって、
前記コイルは、前記基板の上方から見て、それぞれの内周端から外周端に向けて同じ回転方向のスパイラル形状をもつ第1コイル部および第2コイル部からなり、
前記第1コイル部と前記第2コイル部は、隣接して設けられ、おのおのの外周端同士が接続され、それぞれのコイル部の内周端が誘起電圧出力端をなしており、
前記磁性体膜は、前記第1コイル部の内周端近傍および前記第2コイル部の内周端近傍を通る直線に沿って、前記第1コイル部と前記第2コイル部の内周端近傍間に位置する第1領域から前記第1領域の外側に位置する第2領域まで延設され、前記第2領域に通電領域を有しており、
前記コイルは、その長手方向に沿って生じる前記誘起電圧が、前記第1領域および前記第2領域において同じ向きである
ことを特徴とする磁気センサ。
Insulate a magnetic film whose magnetic characteristics change when a signal is applied while an external magnetic field is applied on the substrate, and a coil whose induced voltage changes due to a change in magnetic characteristics caused by the magnetic film. A magnetic sensor arranged so as to overlap through the body,
The coil is composed of a first coil part and a second coil part having a spiral shape in the same rotational direction from the inner peripheral end toward the outer peripheral end when viewed from above the substrate,
The first coil portion and the second coil portion are provided adjacent to each other, and the outer peripheral ends of each are connected, and the inner peripheral ends of the respective coil portions form an induced voltage output end,
The magnetic film is disposed in the vicinity of the inner peripheral ends of the first coil portion and the second coil portion along a straight line passing through the vicinity of the inner peripheral end of the first coil portion and the vicinity of the inner peripheral end of the second coil portion. Extending from a first region located between the first region to a second region located outside the first region, and having a current-carrying region in the second region,
The magnetic sensor, wherein the induced voltage generated along the longitudinal direction of the coil has the same direction in the first region and the second region.
基板の上に、外部磁界により磁気特性が変化する磁性体膜と前記磁性体膜にバイアス磁界を印加するコイルとを、絶縁体を介して重なるように配した磁気センサであって、
前記コイルは、前記基板の上方から見て、それぞれの内周端から外周端に向けて同じ回転方向のスパイラル形状をもつ第1コイル部および第2コイル部からなり、
前記第1コイル部と前記第2コイル部は、隣接して設けられ、おのおのの外周端同士が接続され、それぞれのコイル部の内周端が信号入力端をなしており、
前記磁性体膜は、前記第1コイル部の内周端近傍および前記第2コイル部の内周端近傍を通る直線に沿って、前記第1コイル部と前記第2コイル部の内周端近傍間に位置する第1領域から前記第1領域の外側に位置する第2領域まで延設され、その長手方向に沿って生じる前記バイアス磁界が、前記第1領域および前記第2領域において同じ向きである
ことを特徴とする磁気センサ。
A magnetic sensor in which a magnetic film whose magnetic characteristics are changed by an external magnetic field and a coil for applying a bias magnetic field to the magnetic film are arranged on a substrate so as to overlap with each other through an insulator,
The coil is composed of a first coil part and a second coil part having a spiral shape in the same rotational direction from the inner peripheral end toward the outer peripheral end when viewed from above the substrate,
The first coil part and the second coil part are provided adjacent to each other, the outer peripheral ends of each are connected, and the inner peripheral ends of the respective coil parts form a signal input end,
The magnetic film is disposed in the vicinity of the inner peripheral ends of the first coil portion and the second coil portion along a straight line passing through the vicinity of the inner peripheral end of the first coil portion and the vicinity of the inner peripheral end of the second coil portion. The bias magnetic field that extends from the first region located between the first region to the second region located outside the first region and that occurs along the longitudinal direction thereof is the same in the first region and the second region. There is a magnetic sensor.
前記磁性体膜は、一層で形成されており、
前記コイルは、前記第1領域と前記第2領域のいずれか一方の領域では前記磁性体膜よりも前記基板側となる下層に形成され、他方の領域では前記磁性体膜よりも上層に形成されている
ことを特徴とする請求項1または2に記載の磁気センサ。
The magnetic film is formed of a single layer,
The coil is formed in a lower layer that is closer to the substrate than the magnetic film in one of the first region and the second region, and is formed in an upper layer than the magnetic film in the other region. The magnetic sensor according to claim 1, wherein the magnetic sensor is provided.
前記コイルは、一層で形成されており、
前記磁性体膜は、前記第1領域と前記第2領域のいずれか一方の領域では前記コイルよりも前記基板側となる下層に形成され、他方の領域では前記コイルよりも上層に形成されている
ことを特徴とする請求項1または2に記載の磁気センサ。
The coil is formed of a single layer,
The magnetic film is formed in a lower layer that is closer to the substrate than the coil in one of the first region and the second region, and is formed in an upper layer than the coil in the other region. The magnetic sensor according to claim 1, wherein the magnetic sensor is a magnetic sensor.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2023079360A (en) * 2021-11-29 2023-06-08 キヤノン電子株式会社 magnetic detector

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