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JP2013011528A - Rotation detector - Google Patents

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JP2013011528A
JP2013011528A JP2011144783A JP2011144783A JP2013011528A JP 2013011528 A JP2013011528 A JP 2013011528A JP 2011144783 A JP2011144783 A JP 2011144783A JP 2011144783 A JP2011144783 A JP 2011144783A JP 2013011528 A JP2013011528 A JP 2013011528A
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JP
Japan
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sensor chip
rotation
semiconductor substrates
detection device
rotation detection
Prior art date
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Pending
Application number
JP2011144783A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masatoshi Arao
昌利 荒尾
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.)
Denso Corp
Original Assignee
Denso Corp
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Publication date
Application filed by Denso Corp filed Critical Denso Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a rotation detector that suppresses decrease in detection sensitivity of a rotational state.SOLUTION: A rotation detector that comprises a sensor chip (10) having a plurality of magnetoelectric transducers (13, 14) and a cylindrical magnet (30) provided with the sensor chip (10) in a hollow thereof detects a rotational state of an object to be detected by detecting changes in a magnetic field, formed by the cylindrical magnet (30), caused by a rotation of the object to be detected, with the magnetoelectric transducers (13, 14). The sensor chip (10) includes a semiconductor substrate (11) formed with the magnetoelectric transducer (13) and a semiconductor substrate (12) formed with the magnetoelectric transducer (14), and the two semiconductor substrates (11, 12) are connected via a joint member (15).

Description

本発明は、複数の磁電変換素子を有するセンサチップと、中空内にセンサチップが設けられた筒状磁石と、を有する回転検出装置に関するものである。   The present invention relates to a rotation detection device having a sensor chip having a plurality of magnetoelectric conversion elements and a cylindrical magnet provided with a sensor chip in a hollow space.

従来、例えば特許文献1に示されるように、磁気検出素子を有するセンサチップと、該センサチップの磁気検出素子に磁界を付与する磁石と、を備える回転検出装置が提案されている。この回転検出装置では、磁性体の回転による磁界の変化を磁気検出素子によって感知することで、磁性体の回転態様を検出している。   Conventionally, as shown in Patent Document 1, for example, a rotation detection device including a sensor chip having a magnetic detection element and a magnet that applies a magnetic field to the magnetic detection element of the sensor chip has been proposed. In this rotation detection device, the rotation state of the magnetic body is detected by sensing the change of the magnetic field due to the rotation of the magnetic body by the magnetic detection element.

特開2007−232372号公報JP 2007-232372 A

ところで、特許文献1に示される回転検出装置の磁石は円筒磁石であり、この円筒磁石の中空内にセンサチップが配置されている。センサチップは、磁気抵抗素子とその処理回路とが集積化された1つのチップである。通常、磁気抵抗素子は、磁性体の回転による磁界の変化を検出するために、磁性体の回転方向、若しくはその接線方向に並んで配置される。そのため、センサチップの横幅、及び、センサチップを収納する円筒磁石の内径は、磁気抵抗素子の数によって決定される。   By the way, the magnet of the rotation detector shown in Patent Document 1 is a cylindrical magnet, and a sensor chip is disposed in the hollow of the cylindrical magnet. The sensor chip is a single chip in which a magnetoresistive element and its processing circuit are integrated. Usually, the magnetoresistive elements are arranged side by side in the rotation direction of the magnetic material or in the tangential direction thereof in order to detect a change in the magnetic field due to the rotation of the magnetic material. Therefore, the lateral width of the sensor chip and the inner diameter of the cylindrical magnet that houses the sensor chip are determined by the number of magnetoresistive elements.

上記したように、特許文献1に示される回転検出装置では、1つのセンサチップに磁気抵抗素子が集積化されている。そのため、センサチップの横幅、及び、円筒磁石の内径が長くなる虞がある。円筒磁石によって構成される磁界の密度は、円筒磁石から離れるにしたがって薄くなる。したがって、円筒磁石の内径が長くなると、円筒磁石の中心を貫く軸方向の磁界が薄くなる。この結果、磁性体の回転による磁界の変化が小さくなり、回転状態の検出感度が低下する、という不具合が生じる虞がある。   As described above, in the rotation detection device disclosed in Patent Document 1, magnetoresistive elements are integrated on one sensor chip. Therefore, there is a possibility that the lateral width of the sensor chip and the inner diameter of the cylindrical magnet become long. The density of the magnetic field formed by the cylindrical magnet decreases as the distance from the cylindrical magnet increases. Therefore, when the inner diameter of the cylindrical magnet becomes longer, the axial magnetic field passing through the center of the cylindrical magnet becomes thinner. As a result, a change in the magnetic field due to the rotation of the magnetic body is reduced, and there is a possibility that the detection sensitivity of the rotation state is lowered.

そこで、本発明は上記問題点に鑑み、回転状態の検出感度の低下が抑制された回転検出装置を提供することを目的とする。   In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a rotation detection device in which a decrease in detection sensitivity of a rotation state is suppressed.

上記した目的を達成するために、請求項1に記載の発明は、複数の磁電変換素子(13,14)を有するセンサチップ(10)と、中空内にセンサチップ(10)が設けられた筒状磁石(30)と、を有し、被検出体の回転による筒状磁石(30)の形成する磁界の変化を磁電変換素子(13,14)によって検出することで、被検出体の回転状態を検出する回転検出装置であって、センサチップ(10)は、磁電変換素子(13)の形成された半導体基板(11)と、磁電変換素子(14)の形成された半導体基板(12)と、を有し、2つの半導体基板(11,12)が接合部材(15)を介して接合されていることを特徴とする。   In order to achieve the above-described object, the invention according to claim 1 includes a sensor chip (10) having a plurality of magnetoelectric transducers (13, 14) and a cylinder in which the sensor chip (10) is provided in a hollow space. And detecting the change of the magnetic field formed by the cylindrical magnet (30) due to the rotation of the detected object by the magnetoelectric conversion element (13, 14), thereby rotating the detected object. The sensor chip (10) includes a semiconductor substrate (11) on which the magnetoelectric conversion element (13) is formed, and a semiconductor substrate (12) on which the magnetoelectric conversion element (14) is formed. The two semiconductor substrates (11, 12) are bonded via the bonding member (15).

このように本発明によれば、センサチップ(10)は、接合された2つの半導体基板(11,12)に磁電変換素子(13,14)が形成されて成る。したがって、1つの半導体基板に磁電変換素子が形成されたセンサチップと比べて、センサチップ(10)の横幅、及び、筒状磁石(30)の内径を短くすることができる。この結果、筒状磁石(30)の中心を貫く軸方向の磁界が薄くなることが抑制され、回転状態の検出感度の低下が抑制される。   Thus, according to the present invention, the sensor chip (10) is formed by forming the magnetoelectric conversion elements (13, 14) on the two bonded semiconductor substrates (11, 12). Therefore, the lateral width of the sensor chip (10) and the inner diameter of the cylindrical magnet (30) can be shortened compared to a sensor chip in which a magnetoelectric conversion element is formed on one semiconductor substrate. As a result, the axial magnetic field penetrating through the center of the cylindrical magnet (30) is suppressed from being reduced, and a decrease in detection sensitivity in the rotational state is suppressed.

請求項2に記載のように、接合部材(15)は環状を成し、該接合部材(15)と、2つの半導体基板(11,12)それぞれの対向面(11a,12a)とによって構成される密閉空間内に磁電変換素子(13,14)が配置された構成が好適である。   As described in claim 2, the joining member (15) has an annular shape, and is constituted by the joining member (15) and opposing surfaces (11a, 12a) of the two semiconductor substrates (11, 12). A configuration in which the magnetoelectric conversion elements (13, 14) are arranged in a sealed space is preferable.

これによれば、磁電変換素子(13,14)が密閉空間内に保護されるので、異物などによる汚染が抑制される。また、外部雰囲気から隔離されるので、外部温度の変化による磁電変換素子(13,14)の特性の変化が抑制される。この結果、回転状態の検出感度の低下が抑制される。   According to this, since the magnetoelectric conversion elements (13, 14) are protected in the sealed space, contamination by foreign matter or the like is suppressed. Moreover, since it isolate | separates from external atmosphere, the change of the characteristic of the magnetoelectric conversion element (13, 14) by the change of external temperature is suppressed. As a result, a decrease in the detection sensitivity of the rotation state is suppressed.

請求項3に記載のように、接合部材(15)と半導体基板(11,12)とが直接接合された構成が好ましい。これによれば、ウェハレベルの状態で、2つの半導体基板(11,12)を接合することができるので、ウェハからチップ状に切断された後に、切断されたチップ状の半導体基板それぞれを接合するのと比べて、接合が簡素化される。   A structure in which the joining member (15) and the semiconductor substrate (11, 12) are directly joined is preferable. According to this, since two semiconductor substrates (11, 12) can be bonded in a wafer level state, each of the cut chip-shaped semiconductor substrates is bonded after being cut into chips from the wafer. Compared to, the joining is simplified.

しかしながら、請求項4に記載のように、接合部材(15)は、2つの半導体基板(11,12)の一方に設けられた突起部(16)と、該突起部(16)と対向面(11a,12a)との間に設けられた接着剤(17)とを有する構成を採用することもできる。これによれば、2つの半導体基板(11,12)それぞれの対向面(11a,12a)同士の接触が抑制されるので、接触による磁電変換素子(13,14)の損傷が抑制される。   However, as described in claim 4, the joining member (15) includes a protrusion (16) provided on one of the two semiconductor substrates (11, 12), and the protrusion (16) and the opposing surface ( 11a, 12a) and a configuration having an adhesive (17) provided between them can also be adopted. According to this, since contact between the opposing surfaces (11a, 12a) of the two semiconductor substrates (11, 12) is suppressed, damage to the magnetoelectric conversion elements (13, 14) due to contact is suppressed.

請求項5に記載のように、センサチップ(10)を搭載する搭載部材(50)を有し、該搭載部材(50)には、センサチップ(10)を配置するための凹部(53)が形成された構成が良い。これによれば、センサチップ(10)と搭載部材(50)との配置位置が定まる。   According to a fifth aspect of the present invention, a mounting member (50) for mounting the sensor chip (10) is provided, and the mounting member (50) has a recess (53) for disposing the sensor chip (10). The formed structure is good. According to this, the arrangement positions of the sensor chip (10) and the mounting member (50) are determined.

請求項6に記載のように、2つの半導体基板(11,12)の内の一方が、凹部(53)に配置された構成が良い。これによれば、センサチップを構成する2つの半導体基板の全てが凹部に配置された構成と比べて、凹部(53)からのセンサチップ(10)の取り外しが容易と成る。   Preferably, one of the two semiconductor substrates (11, 12) is arranged in the recess (53). According to this, the sensor chip (10) can be easily detached from the recess (53) as compared with the configuration in which all of the two semiconductor substrates constituting the sensor chip are disposed in the recess.

請求項7に記載のように、2つの半導体基板(11,12)の形状が異なり、凹部(53)の輪郭線は、2つの半導体基板(11,12)の内の一方の平面形状と相似である構成が良い。これによれば、センサチップ(10)を構成する2つの半導体基板(11,12)の内、いずれの半導体基板を凹部(53)に配置すれば良いのかが明確となる。   As described in claim 7, the shapes of the two semiconductor substrates (11, 12) are different, and the contour line of the recess (53) is similar to the planar shape of one of the two semiconductor substrates (11, 12). The structure which is is good. According to this, it becomes clear which of the two semiconductor substrates (11, 12) constituting the sensor chip (10) should be arranged in the recess (53).

請求項8に記載のように、筒状磁石(30)を収納する、有底筒状のキャップ(40)を有し、搭載部材(50)は、センサチップ(10)を搭載する舌部(51)と、該舌部(51)を支持する支持部(52)と、を有し、キャップ(40)の端部が支持部(52)に接合され、センサチップ(10)の搭載された舌部(51)が、キャップ(40)と支持部(52)とによって構成される収納空間内に配置された構成が良い。これによれば、収納空間内にセンサチップ(10)が保護されるので、異物などによる磁電変換素子(13,14)の汚染、及び、外部温度変化による磁電変換素子(13,14)の特性の変化が抑制される。この結果、回転状態の検出感度の低下が抑制される。   As described in claim 8, the cylindrical member (30) has a bottomed cylindrical cap (40), and the mounting member (50) is a tongue (10) for mounting the sensor chip (10). 51) and a support portion (52) for supporting the tongue portion (51), and the end of the cap (40) is joined to the support portion (52), and the sensor chip (10) is mounted. A configuration in which the tongue (51) is disposed in the storage space constituted by the cap (40) and the support (52) is preferable. According to this, since the sensor chip (10) is protected in the storage space, contamination of the magnetoelectric conversion elements (13, 14) due to foreign matters and the characteristics of the magnetoelectric conversion elements (13, 14) due to external temperature changes. The change of is suppressed. As a result, a decrease in the detection sensitivity of the rotation state is suppressed.

請求項9〜11に記載のように、回転検出装置の具体的な構成としては、搭載部材(50)は、ターミナル(60)がインサート成形された樹脂部材であり、センサチップ(10)とターミナル(60)とが、導電部材を介して電気的に接続され、複数の磁電変換素子(13,14)によって、ハーフブリッジ回路が構成され、ハーフブリッジ回路によって、フルブリッジ回路が構成された構成を採用することができる。   As a specific configuration of the rotation detection device, the mounting member (50) is a resin member in which the terminal (60) is insert-molded, and the sensor chip (10) and the terminal (60) are electrically connected via a conductive member, a plurality of magnetoelectric transducers (13, 14) constitute a half bridge circuit, and a half bridge circuit constitutes a full bridge circuit. Can be adopted.

第1実施形態に係る回転検出装置の概略構成を示す分解斜視図である。It is a disassembled perspective view which shows schematic structure of the rotation detection apparatus which concerns on 1st Embodiment. 被検出体と回転検出装置との位置を示す上面図である。It is a top view which shows the position of a to-be-detected body and a rotation detection apparatus. センサチップの概略構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows schematic structure of a sensor chip. 支持部材の凹部を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the recessed part of a supporting member. センサチップの変形例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the modification of a sensor chip. センサチップの凹部への配置を説明するための斜視図である。It is a perspective view for demonstrating arrangement | positioning to the recessed part of a sensor chip.

以下、本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。
(第1実施形態)
図1は、第1実施形態に係る回転検出装置の概略構成を示す分解斜視図である。図2は、被検出体と回転検出装置との位置を示す上面図である。図3は、センサチップの概略構成を示す断面図である。図4は、支持部材の凹部を示す斜視図である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(First embodiment)
FIG. 1 is an exploded perspective view showing a schematic configuration of the rotation detection device according to the first embodiment. FIG. 2 is a top view showing the positions of the detected object and the rotation detection device. FIG. 3 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of the sensor chip. FIG. 4 is a perspective view showing a concave portion of the support member.

回転検出装置100は、要部として、センサチップ10と、筒状磁石30と、を有する。図1に示すように、本実施形態に係る回転検出装置100は、上記構成要素10,30の他に、キャップ40と、搭載部材50と、ターミナル60と、を有する。図2に示すように、センサチップ10は、筒状磁石30の中空内に配置され、被検出体と対向配置される。被検出体は、磁性材料からなる回転体であり、その表面に凹凸が形成されている。被検出体の回転に伴って凹凸が回転すると、その凹凸の回転に伴って、筒状磁石30の構成する磁界が変化する。すると、センサチップ10に印加される磁界も変化し、センサチップ10の出力信号も変化する。この磁界の変化(被検出体の回転)に依存する出力信号が、ターミナル60を介して外部素子に出力される。なお、図2では、回転検出装置100の主要な構成要素10,30のみを図示している。   The rotation detection device 100 includes a sensor chip 10 and a cylindrical magnet 30 as main parts. As shown in FIG. 1, the rotation detection device 100 according to the present embodiment includes a cap 40, a mounting member 50, and a terminal 60 in addition to the components 10 and 30. As shown in FIG. 2, the sensor chip 10 is disposed in the hollow of the cylindrical magnet 30 and is disposed to face the detection target. The object to be detected is a rotating body made of a magnetic material, and irregularities are formed on the surface thereof. When the irregularities rotate with the rotation of the detected object, the magnetic field formed by the cylindrical magnet 30 changes with the rotation of the irregularities. Then, the magnetic field applied to the sensor chip 10 also changes, and the output signal of the sensor chip 10 also changes. An output signal that depends on the change in the magnetic field (rotation of the detection target) is output to an external element via the terminal 60. In FIG. 2, only main components 10 and 30 of the rotation detection device 100 are illustrated.

センサチップ10は、図3に示すように、2つの半導体基板11,12と、2つの半導体基板11,12に形成された磁電変換素子13,14と、2つの半導体基板11,12を接合する接合部材15と、を有する。第1半導体基板11における第2半導体基板12との対向面11a側に、第1磁電変換素子13が形成され、第2半導体基板12における第1半導体基板11との対向面12a側に、第2磁電変換素子14が形成されている。本実施形態では、3つの第1磁電変換素子13が第1半導体基板11に形成され、3つの第2磁電変換素子14が第2半導体基板12に形成されている。そして、3つの磁電変換素子13,14は、被検出体の回転方向の接線方向に並んでおり、センサチップ10(半導体基板11,12)の横幅が、3つの磁電変換素子13,14によって決定されている。   As shown in FIG. 3, the sensor chip 10 joins the two semiconductor substrates 11 and 12, the magnetoelectric conversion elements 13 and 14 formed on the two semiconductor substrates 11 and 12, and the two semiconductor substrates 11 and 12. And a joining member 15. A first magnetoelectric conversion element 13 is formed on the side of the first semiconductor substrate 11 facing the second semiconductor substrate 12, and the second magneto-resistive element 13 is formed on the side of the second semiconductor substrate 12 facing the first semiconductor substrate 11. A magnetoelectric conversion element 14 is formed. In the present embodiment, three first magnetoelectric conversion elements 13 are formed on the first semiconductor substrate 11, and three second magnetoelectric conversion elements 14 are formed on the second semiconductor substrate 12. The three magnetoelectric conversion elements 13 and 14 are arranged in the tangential direction of the rotation direction of the detected object, and the lateral width of the sensor chip 10 (semiconductor substrates 11 and 12) is determined by the three magnetoelectric conversion elements 13 and 14. Has been.

磁電変換素子13,14は、磁束の印加方向によって抵抗値が変動する磁気抵抗効果素子であり、複数の磁電変換素子13,14によって複数のハーフブリッジ回路が構成されている。そして、このハーフブリッジ回路によって、フルブリッジ回路が構成されている。フルブリッジ回路を構成するハーフブリッジ回路の中点電圧に基づいて、被検出体の凹凸の回転を検出することで、被検出体の回転状態が検出される。   The magnetoelectric conversion elements 13 and 14 are magnetoresistive effect elements whose resistance values vary depending on the application direction of the magnetic flux, and a plurality of half bridge circuits are configured by the plurality of magnetoelectric conversion elements 13 and 14. The half bridge circuit constitutes a full bridge circuit. The rotation state of the detected object is detected by detecting the rotation of the unevenness of the detected object based on the midpoint voltage of the half bridge circuit constituting the full bridge circuit.

接合部材15は、金属材料から成り、その平面形状が環状を成している。この接合部材15と、2つの対向面11a,12aとによって構成される密閉空間に、磁電変換素子13,14が配置されている。2つの半導体基板11,12の接合は、第1磁電変換素子13が形成された第1半導体基板11を複数有する第1ウェハと、第2磁電変換素子14が形成された第2半導体基板12を複数有する第2ウェハとを、接合部材15を介して直接接合することで成される。この接合後、接合部材15を介して接合された2枚のウェハを、センサチップ10(半導体基板11,12)毎に切断することで、センサチップ10が形成される。   The joining member 15 is made of a metal material, and its planar shape is annular. Magnetoelectric conversion elements 13 and 14 are arranged in a sealed space constituted by the joining member 15 and the two opposing surfaces 11a and 12a. The two semiconductor substrates 11 and 12 are joined by joining the first wafer having a plurality of the first semiconductor substrates 11 on which the first magnetoelectric conversion elements 13 are formed and the second semiconductor substrate 12 on which the second magnetoelectric conversion elements 14 are formed. This is achieved by directly joining a plurality of second wafers via the joining member 15. After this bonding, the sensor chip 10 is formed by cutting the two wafers bonded via the bonding member 15 for each sensor chip 10 (semiconductor substrates 11 and 12).

筒状磁石30は、センサチップ10を中空内に収納すると共に、センサチップ10に磁界を印加するものである。本実施形態に係る筒状磁石30は、円筒磁石であり、図2に破線で示すように、筒状磁石30の中心を貫く軸方向に、センサチップ10の中心と被検出体の中心とが並んでいる。そして、軸方向に直交する方向(接線方向)に、磁電変換素子13,14が並んでいる。筒状磁石30の内径は、センサチップ10の横幅(接線方向に並ぶ磁電変換素子13,14)によって決定される。   The cylindrical magnet 30 accommodates the sensor chip 10 in the hollow and applies a magnetic field to the sensor chip 10. The cylindrical magnet 30 according to the present embodiment is a cylindrical magnet, and the center of the sensor chip 10 and the center of the detection target are located in the axial direction passing through the center of the cylindrical magnet 30 as shown by a broken line in FIG. Are lined up. The magnetoelectric transducers 13 and 14 are arranged in a direction (tangential direction) orthogonal to the axial direction. The inner diameter of the cylindrical magnet 30 is determined by the lateral width of the sensor chip 10 (the magnetoelectric conversion elements 13 and 14 arranged in the tangential direction).

キャップ40は、樹脂材料から成り、筒状磁石30を収納するものである。キャップ40は、有底筒状を成し、その内径が、筒状磁石30の外径よりもわずかに長くなっている。キャップ40の端部の全周が、後述する支持部材52にレーザー溶接され、キャップ40と支持部材52とによって収納空間が構成されている。   The cap 40 is made of a resin material and houses the cylindrical magnet 30. The cap 40 has a bottomed cylindrical shape, and its inner diameter is slightly longer than the outer diameter of the cylindrical magnet 30. The entire circumference of the end of the cap 40 is laser welded to a support member 52 described later, and the cap 40 and the support member 52 constitute a storage space.

搭載部材50は、センサチップ10を搭載する舌部51と、該舌部51を支持する支持部52と、を有する。搭載部材50は、ターミナル60がインサート成形された樹脂部材であり、ターミナル60の両端が支持部52から外部に露出され、その一端が舌部51に配置されている。図4に示すように、舌部51は平板状を成し、その一面に凹部53が形成されている。凹部53の輪郭線は、第2半導体基板12の平面形状と相似であり、この凹部53内に、接着剤(図示略)を介して第2半導体基板12が配置されている。センサチップ10の搭載された舌部51は、上記した、キャップ40と支持部52とによって構成される収納空間内に配置されている。これにより、磁電変換素子13,14は、収納空間と密閉空間とによって二重に保護されている。   The mounting member 50 includes a tongue portion 51 on which the sensor chip 10 is mounted and a support portion 52 that supports the tongue portion 51. The mounting member 50 is a resin member in which the terminal 60 is insert-molded. Both ends of the terminal 60 are exposed to the outside from the support portion 52, and one end thereof is disposed on the tongue portion 51. As shown in FIG. 4, the tongue 51 has a flat plate shape, and a recess 53 is formed on one surface thereof. The contour line of the recess 53 is similar to the planar shape of the second semiconductor substrate 12, and the second semiconductor substrate 12 is disposed in the recess 53 via an adhesive (not shown). The tongue portion 51 on which the sensor chip 10 is mounted is disposed in the storage space constituted by the cap 40 and the support portion 52 described above. Thereby, the magnetoelectric conversion elements 13 and 14 are doubly protected by the storage space and the sealed space.

ターミナル60は、外部素子とセンサチップ10とを電気的に接続する機能を果たすものである。ターミナル60とセンサチップ10とは、ワイヤなどの導電部材(図示略)を介して電気的に接続されている。ターミナル60は、外部電源とセンサチップ10とを電気的に接続する電源ターミナルと、グランドとセンサチップ10とを電気的に接続する接地ターミナルと、外部素子とセンサチップ10との電気信号を送受信する送受信ターミナルと、を有する。   The terminal 60 serves to electrically connect an external element and the sensor chip 10. The terminal 60 and the sensor chip 10 are electrically connected via a conductive member (not shown) such as a wire. The terminal 60 transmits and receives electrical signals between a power terminal that electrically connects the external power source and the sensor chip 10, a ground terminal that electrically connects the ground and the sensor chip 10, and an external element and the sensor chip 10. And a transmission / reception terminal.

次に、本実施形態に係る回転検出装置100の作用効果を説明する。上記したように、センサチップ10は、接合された2つの半導体基板11,12に磁電変換素子13,14が形成されて成る。したがって、1つの半導体基板に磁電変換素子が形成されたセンサチップと比べて、センサチップ10の横幅、及び、筒状磁石30の内径を短くすることができる。この結果、軸方向の磁界が薄くなることが抑制され、回転状態の検出感度の低下が抑制される。   Next, the effect of the rotation detection apparatus 100 according to the present embodiment will be described. As described above, the sensor chip 10 is formed by forming the magnetoelectric conversion elements 13 and 14 on the two bonded semiconductor substrates 11 and 12. Therefore, the lateral width of the sensor chip 10 and the inner diameter of the cylindrical magnet 30 can be shortened compared with a sensor chip in which a magnetoelectric conversion element is formed on one semiconductor substrate. As a result, it is possible to suppress the axial magnetic field from being thinned and to suppress a decrease in detection sensitivity in the rotation state.

接合部材15と対向面11a,12aとによって構成される密閉空間内に磁電変換素子13,14が配置されている。これによれば、磁電変換素子13,14が密閉空間内に保護されるので、異物などによる汚染が抑制される。また、外部雰囲気から隔離されるので、外部温度の変化による磁電変換素子13,14の特性の変化が抑制される。この結果、回転状態の検出感度の低下が抑制される。   Magnetoelectric conversion elements 13 and 14 are arranged in a sealed space constituted by the joining member 15 and the opposing surfaces 11a and 12a. According to this, since the magnetoelectric conversion elements 13 and 14 are protected in the sealed space, contamination due to foreign matters or the like is suppressed. Further, since it is isolated from the external atmosphere, changes in the characteristics of the magnetoelectric transducers 13 and 14 due to changes in the external temperature are suppressed. As a result, a decrease in the detection sensitivity of the rotation state is suppressed.

接合部材15を介して、2つの半導体基板11,12が直接接合されている。これによれば、ウェハからチップ状に切断された後に、切断されたチップ状の半導体基板それぞれを接合するのと比べて、接合が簡素化される。   The two semiconductor substrates 11 and 12 are directly bonded via the bonding member 15. According to this, joining is simplified compared to joining each of the cut chip-shaped semiconductor substrates after being cut into chips from the wafer.

舌部51に、センサチップ10を配置するための凹部53が形成されている。これによれば、センサチップ10と搭載部材50との配置位置が定まるので、磁電変換素子13,14と筒状磁石30との相対位置がずれることが抑制される。この結果、磁電変換素子13,14に印加される磁界にずれが生じることが抑制される。   A recess 53 for arranging the sensor chip 10 is formed in the tongue 51. According to this, since the arrangement positions of the sensor chip 10 and the mounting member 50 are determined, the relative positions of the magnetoelectric conversion elements 13 and 14 and the cylindrical magnet 30 are suppressed from shifting. As a result, a deviation in the magnetic field applied to the magnetoelectric conversion elements 13 and 14 is suppressed.

2つの半導体基板11,12の内、第2半導体基板12が、凹部53に配置されている。これによれば、センサチップを構成する2つの半導体基板の全てが凹部に配置された構成と比べて、凹部53からのセンサチップ10の取り外しが容易と成る。   Of the two semiconductor substrates 11 and 12, the second semiconductor substrate 12 is disposed in the recess 53. According to this, the sensor chip 10 can be easily detached from the recess 53 as compared with the configuration in which all of the two semiconductor substrates constituting the sensor chip are disposed in the recess.

磁電変換素子13,14は、収納空間と密閉空間とによって二重に保護されている。これによれば、磁電変換素子13,14が、収納空間若しくは密閉空間のいずれか一方のみによって保護された構成と比べて、異物などによる磁電変換素子13,14の汚染、及び、外部温度変化による磁電変換素子13,14の特性の変化が抑制される。この結果、回転状態の検出感度の低下が抑制される。   The magnetoelectric conversion elements 13 and 14 are double protected by the storage space and the sealed space. According to this, as compared with the configuration in which the magnetoelectric conversion elements 13 and 14 are protected only by either the storage space or the sealed space, the magnetoelectric conversion elements 13 and 14 are contaminated by foreign matters or the like and the external temperature changes. Changes in the characteristics of the magnetoelectric conversion elements 13 and 14 are suppressed. As a result, a decrease in the detection sensitivity of the rotation state is suppressed.

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上記した実施形態になんら制限されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々変形して実施することが可能である。   The preferred embodiments of the present invention have been described above. However, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.

本実施形態では、接合部材15が金属材料であり、この接合部材15を介して、2つの半導体基板11,12が直接接合された例を示した。しかしながら、図5に示すように、接合部材15が、第2半導体基板12に設けられた複数の突起部16と、該突起部16と対向面11aとの間に設けられた接着剤17と、を有し、接着剤17を介して、半導体基板11,12が接着固定された構成を採用することもできる。この場合、2つの半導体基板11,12それぞれの対向面11a,12a同士の接触が抑制されるので、接触による磁電変換素子13,14の損傷が抑制される。なお、図示しないが、接合部材15が、第1半導体基板11に設けられた複数の突起部16と、該突起部16と対向面12aとの間に設けられた接着剤17と、を有する構成を採用することもできる。図5は、センサチップの変形例を示す断面図である。   In this embodiment, the joining member 15 is a metal material, and the example in which the two semiconductor substrates 11 and 12 are directly joined via the joining member 15 is shown. However, as shown in FIG. 5, the bonding member 15 includes a plurality of protrusions 16 provided on the second semiconductor substrate 12, and an adhesive 17 provided between the protrusions 16 and the facing surface 11a. It is also possible to adopt a configuration in which the semiconductor substrates 11 and 12 are bonded and fixed via the adhesive 17. In this case, since the contact between the opposing surfaces 11a and 12a of the two semiconductor substrates 11 and 12 is suppressed, damage to the magnetoelectric conversion elements 13 and 14 due to the contact is suppressed. Although not shown, the bonding member 15 includes a plurality of protrusions 16 provided on the first semiconductor substrate 11 and an adhesive 17 provided between the protrusions 16 and the facing surface 12a. Can also be adopted. FIG. 5 is a cross-sectional view showing a modified example of the sensor chip.

本実施形態では、図2及び図3に示すように、2つの半導体基板11,12の形状が同一である例を示した。しかしながら、図6に示すように、2つの半導体基板11,12の形状が異なっていても良い。図6では、第2半導体基板12が、第1半導体基板11よりも小さくなっており、第2半導体基板12が凹部53に配置される構成となっている。これによれば、センサチップ10を構成する2つの半導体基板11,12の内、いずれの半導体基板を凹部53に配置すれば良いのかが明確となる。図6は、センサチップの凹部への配置を説明するための斜視図である。   In the present embodiment, as shown in FIGS. 2 and 3, the example in which the shapes of the two semiconductor substrates 11 and 12 are the same is shown. However, as shown in FIG. 6, the shapes of the two semiconductor substrates 11 and 12 may be different. In FIG. 6, the second semiconductor substrate 12 is smaller than the first semiconductor substrate 11, and the second semiconductor substrate 12 is arranged in the recess 53. According to this, it becomes clear which of the two semiconductor substrates 11 and 12 constituting the sensor chip 10 should be arranged in the recess 53. FIG. 6 is a perspective view for explaining the arrangement of the sensor chip in the recess.

本実施形態では、3つの第1磁電変換素子13が第1半導体基板11に形成され、3つの第2磁電変換素子14が第2半導体基板12に形成された例を示した。しかしながら、各半導体基板11,12に形成される磁電変換素子13,14の数としては、上記例に限定されず、1つ以上であればよい。すなわち、磁電変換素子13,14の合計数が2つ以上であれば良い。   In the present embodiment, an example in which three first magnetoelectric conversion elements 13 are formed on the first semiconductor substrate 11 and three second magnetoelectric conversion elements 14 are formed on the second semiconductor substrate 12 has been described. However, the number of magnetoelectric conversion elements 13 and 14 formed on each semiconductor substrate 11 and 12 is not limited to the above example, and may be one or more. That is, the total number of the magnetoelectric conversion elements 13 and 14 may be two or more.

10・・・センサチップ
11・・・第1半導体基板
12・・・第2半導体基板
13・・・第1磁電変換素子
14・・・第2磁電変換素子
15・・・接合部材
30・・・筒状磁石
40・・・キャップ
50・・・搭載部材
60・・・ターミナル
100・・・回転検出装置
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Sensor chip 11 ... 1st semiconductor substrate 12 ... 2nd semiconductor substrate 13 ... 1st magnetoelectric conversion element 14 ... 2nd magnetoelectric conversion element 15 ... Joining member 30 ... Cylindrical magnet 40 ... cap 50 ... mounting member 60 ... terminal 100 ... rotation detector

Claims (11)

複数の磁電変換素子(13,14)を有するセンサチップ(10)と、
中空内に前記センサチップ(10)が設けられた筒状磁石(30)と、を有し、
被検出体の回転による前記筒状磁石(30)の形成する磁界の変化を前記磁電変換素子(13,14)によって検出することで、前記被検出体の回転状態を検出する回転検出装置であって、
前記センサチップ(10)は、前記磁電変換素子(13)の形成された半導体基板(11)と、前記磁電変換素子(14)の形成された半導体基板(12)と、を有し、
2つの前記半導体基板(11,12)が接合部材(15)を介して接合されていることを特徴とする回転検出装置。
A sensor chip (10) having a plurality of magnetoelectric transducers (13, 14);
A cylindrical magnet (30) provided with the sensor chip (10) in the hollow,
The rotation detection device detects a rotation state of the detected object by detecting a change in the magnetic field formed by the cylindrical magnet (30) due to the rotation of the detected object by the magnetoelectric transducer (13, 14). And
The sensor chip (10) includes a semiconductor substrate (11) on which the magnetoelectric conversion element (13) is formed, and a semiconductor substrate (12) on which the magnetoelectric conversion element (14) is formed.
The rotation detecting device, wherein the two semiconductor substrates (11, 12) are joined via a joining member (15).
前記接合部材(15)は環状を成し、
該接合部材(15)と、2つの前記半導体基板(11,12)それぞれの対向面(11a,12a)とによって構成される密閉空間内に前記磁電変換素子(13,14)が配置されていることを特徴とする請求項1に記載の回転検出装置。
The joining member (15) has an annular shape,
The magnetoelectric conversion elements (13, 14) are disposed in a sealed space formed by the joining member (15) and opposing surfaces (11a, 12a) of the two semiconductor substrates (11, 12). The rotation detection device according to claim 1.
前記接合部材(15)と前記半導体基板(11,12)とが直接接合されていることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の回転検出装置。   The rotation detecting device according to claim 1 or 2, wherein the joining member (15) and the semiconductor substrate (11, 12) are directly joined. 前記接合部材(15)は、2つの前記半導体基板(11,12)の一方に設けられた突起部(16)と、該突起部(16)と前記対向面(11a,12a)との間に設けられた接着剤(17)とを有することを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の回転検出装置。   The bonding member (15) includes a protrusion (16) provided on one of the two semiconductor substrates (11, 12), and between the protrusion (16) and the facing surface (11a, 12a). The rotation detection device according to claim 1, further comprising an adhesive (17) provided. 前記センサチップ(10)を搭載する搭載部材(50)を有し、
該搭載部材(50)には、前記センサチップ(10)を配置するための凹部(53)が形成されていることを特徴とする請求項1〜4いずれか1項に記載の回転検出装置。
A mounting member (50) for mounting the sensor chip (10);
The rotation detecting device according to any one of claims 1 to 4, wherein the mounting member (50) is formed with a recess (53) for disposing the sensor chip (10).
2つの前記半導体基板(11,12)の内の一方が、前記凹部(53)に配置されていることを特徴とする請求項5に記載の回転検出装置。   6. The rotation detection device according to claim 5, wherein one of the two semiconductor substrates (11, 12) is arranged in the recess (53). 2つの前記半導体基板(11,12)の形状が異なり、
前記凹部(53)の輪郭線は、2つの前記半導体基板(11,12)の内の一方の平面形状と相似であることを特徴とする請求項6に記載の回転検出装置。
The two semiconductor substrates (11, 12) have different shapes,
The rotation detecting device according to claim 6, wherein the contour line of the concave portion (53) is similar to the planar shape of one of the two semiconductor substrates (11, 12).
前記筒状磁石(30)を収納する、有底筒状のキャップ(40)を有し、
前記搭載部材(50)は、前記センサチップ(10)を搭載する舌部(51)と、該舌部(51)を支持する支持部(52)と、を有し、
前記キャップ(40)の端部が前記支持部(52)に接合され、前記センサチップ(10)の搭載された舌部(51)が、前記キャップ(40)と前記支持部(52)とによって構成される収納空間内に配置されていることを特徴とする請求項5〜7いずれか1項に記載の回転検出装置。
A bottomed cylindrical cap (40) for accommodating the cylindrical magnet (30);
The mounting member (50) includes a tongue (51) for mounting the sensor chip (10), and a support (52) for supporting the tongue (51).
An end portion of the cap (40) is joined to the support portion (52), and a tongue portion (51) on which the sensor chip (10) is mounted is formed by the cap (40) and the support portion (52). The rotation detection device according to any one of claims 5 to 7, wherein the rotation detection device is arranged in a configured storage space.
前記搭載部材(50)は、ターミナル(60)がインサート成形された樹脂部材であり、
前記センサチップ(10)と前記ターミナル(60)とが、導電部材を介して電気的に接続されていることを特徴とする請求項5〜8いずれか1項に記載の回転検出装置。
The mounting member (50) is a resin member in which the terminal (60) is insert-molded,
The rotation detection device according to any one of claims 5 to 8, wherein the sensor chip (10) and the terminal (60) are electrically connected via a conductive member.
複数の前記磁電変換素子(13,14)によって、ハーフブリッジ回路が構成されていることを特徴とする請求項1〜9いずれか1項に記載の回転検出装置。   The rotation detecting device according to any one of claims 1 to 9, wherein a plurality of magnetoelectric transducers (13, 14) constitute a half bridge circuit. 前記ハーフブリッジ回路によって、フルブリッジ回路が構成されていることを特徴とする請求項10に記載の回転検出装置。   The rotation detection apparatus according to claim 10, wherein a full bridge circuit is configured by the half bridge circuit.
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