專利名稱：磁傳感器及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種能夠檢測(cè)磁場(chǎng)變化的磁傳感器(magnetic sensor )。
背景技術(shù)：
作為測(cè)量裝置，開(kāi)發(fā)出了能夠檢測(cè)磁場(chǎng)變化的磁傳感器，并被用于各種用 途，例如，石茲編碼器(magnetic encoder),開(kāi)閉開(kāi)關(guān)(switch )、方4立傳感器 等。以下述專利文獻(xiàn)l、 2中公開(kāi)的這種^茲傳感器為例，該專利文獻(xiàn)中記載的石茲 傳感器使用了用于檢測(cè)磁場(chǎng)變化的巨磁阻效應(yīng)元件(Giant Magneto Resistive, GMR元件)。而且，GMR元件是輸出的電阻值根據(jù)輸入的磁場(chǎng)而 改變的元件，所以根據(jù)上述輸出電阻值，可以測(cè)量庫(kù)全測(cè)到的磁場(chǎng)變化。
以使用了 GMR元件的磁傳感器的一種具體結(jié)構(gòu)為例，首先，在基板上配 置四個(gè)GMR元件，構(gòu)成電橋電路。然后，通過(guò)檢測(cè)電橋電路的差動(dòng)電壓從而 檢測(cè)出隨著檢測(cè)對(duì)象的磁場(chǎng)變化而改變的GMR元件的電阻值。通過(guò)這樣，可 以形成對(duì)磁場(chǎng)變化有高靈敏度的傳感器。
參照?qǐng)D1至圖7對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)實(shí)施例中磁傳感器的結(jié)構(gòu)例進(jìn)行說(shuō)明。首 先，圖IA表示GMR芯片501。如圖所示，在GMR芯片501的一面(圖1A 中為上表面)上層積形成GMR元件511和一對(duì)輸出端子512，該輸出端子512 輸出來(lái)自該GMR元件511的輸出信號(hào)。將該GMR芯片501搭載在基板上并 使形成GMR元件511的一面向上，再使用樹(shù)脂等絕緣部件504密封其上表面 一側(cè)從而將其封裝。通過(guò)這樣構(gòu)成如圖1B所示的磁傳感器510。并且，如圖所 示，由于GMR芯片501的GMR元件511面向上方裝配，因而使其對(duì)符號(hào)541 表示的，平行于GMR芯片501上表面方向上的磁場(chǎng)有檢測(cè)靈敏度，換言之， 即對(duì)與側(cè)面垂直的方向上的磁場(chǎng)有檢測(cè)靈敏度。具體來(lái)說(shuō)，如圖2所示，由于
平行于GMR芯片501上表面的磁場(chǎng)A沿著如圖所示的箭頭Y方向變化到磁場(chǎng) A，的方向上，所以GMR元件的電阻值輸出按照正弦波變化，因此能夠檢測(cè)磁 場(chǎng)的變化。
接下來(lái)，以上述現(xiàn)有技術(shù)中磁傳感器的制造方法為例進(jìn)行說(shuō)明。此處說(shuō)明 的磁傳感器如圖3A所示，是設(shè)置有基板502、 GMR芯片501和運(yùn)算放大器 (OperationalAmplifier) 505而構(gòu)成的元件。首先如圖3B所示，在基板502 上配置各芯片，即運(yùn)算放大器505和GMR芯片501。此時(shí)，以使GMR元件 面和輸出端子面向上方，即以面向平行于基板的載置面的同一方向的狀態(tài)配置 GMR芯片501。然后，如圖4A所示，采用引線鍵合(Wire Bonding)方式連 接形成于GMR芯片501上側(cè)的輸出端子和形成于基板502上的連接端子。同 時(shí)，采用引線鍵合方式連接形成于運(yùn)算放大器505上側(cè)的端子和形成于基板502 上的連接端子。在圖4B中表示了形成引線鍵合的基板502的俯視圖。之后， 如圖5A、 5B所示，在基板502的上側(cè)配置樹(shù)脂等絕緣部件504，封裝形成》茲 傳感器。此處，在圖6A、 6B中表示了在基板502上搭栽GMR芯片501，并 用S1線鍵合方式連接時(shí)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)略圖。具體來(lái)說(shuō)，圖6A表示俯視圖，圖6B表 示側(cè)視圖。
然而，如圖6A、 6B所示，由于在上述結(jié)構(gòu)的^f茲傳感器中必須采用引線4建 合方式來(lái)連接形成于GMR芯片501上的輸出端子512和形成于基板502上的 連接端子521，所以必須有容納引線513 ( wire )的空間(space )，因而產(chǎn)生無(wú) 法將磁傳感器小型化的問(wèn)題。具體來(lái)說(shuō)，如圖6A所示，在GMR芯片501和基 板502上的連接端子521之間，必須設(shè)置引線部分的距離d。另外，如圖6B 所示，在比GMR芯片501的上側(cè)面更高的位置上設(shè)置引線513。即，無(wú)法減 小搭載GMR芯片501時(shí)的高度h和搭載面積，因而產(chǎn)生難以將磁傳感器小型 化的問(wèn)題。
此外，如圖7所示，還有使GMR芯片501的輸出端子面向基板502,并 在該連接端子和基板502上的連接端子521之間插入金球503進(jìn)行連接的金對(duì) 金焊接(Gold to Gold Interconnect, GGI)方式。然而，這種情況也存在以下
問(wèn)題，僅僅是金球503部分的高度就使磁傳感器增加了高度(符號(hào)h'),仍然 無(wú)法實(shí)現(xiàn)將磁傳感器小型化的目的。
有筌于此，本發(fā)明的目的是提供一種能改善上述現(xiàn)有技術(shù)中的缺點(diǎn)，特別 是能夠?qū)崿F(xiàn)小型化，并且通過(guò)提高制造效率來(lái)實(shí)現(xiàn)低成本化的磁傳感器。
專利文獻(xiàn)1:日本專利申請(qǐng)?zhí)亻_(kāi)2003-106866號(hào)公報(bào)
專利文獻(xiàn)2:日本專利申請(qǐng)?zhí)亻_(kāi)2006-98088號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式提供一種磁傳感器，包括
磁場(chǎng)檢測(cè)芯片，該磁場(chǎng)才全測(cè)芯片具有用于才全測(cè)^磁場(chǎng)的磁場(chǎng)檢測(cè)元件和用于 輸出來(lái)自該》茲場(chǎng)檢測(cè)元件輸出信號(hào)的輸出端子；
具有連接端子的基板，該基板在搭載磁場(chǎng)檢測(cè)芯片，該連接端子形成在搭 載有該磁場(chǎng)檢測(cè)芯片的搭載面上并與該磁場(chǎng)檢測(cè)芯片的輸出端子相連接；
磁場(chǎng)檢測(cè)芯片以所述磁場(chǎng)檢測(cè)芯片的輸出端子形成面與所述基板的所述搭 載面不平行的狀態(tài)搭載在上述基板上。
根據(jù)上述發(fā)明，通過(guò)在基板上搭載具有磁場(chǎng)檢測(cè)元件的磁場(chǎng)檢測(cè)芯片構(gòu)成 磁傳感器，特別是，磁場(chǎng)檢測(cè)芯片的輸出端子形成面搭載在與基板的搭載面不 平行的位置上。因此，f茲場(chǎng)4企測(cè)芯片的輸出端子不是被配置在面向在基板上搭 載磁場(chǎng)檢測(cè)芯片的狀態(tài)的磁傳感器之高度方向上。所以，當(dāng)連接磁場(chǎng)檢測(cè)芯片 的輸出端子和基板的連接端子時(shí)，就不在磁傳感器的高度方向上形成位于輸出 端子部分的連接部，因而可以抑制該傳感器的高度，實(shí)現(xiàn)小型化的目的。
除了上述結(jié)構(gòu)之外，進(jìn)一步地，磁場(chǎng)檢測(cè)芯片的輸出端子形成面大致垂直 于基板的搭載面，即，配置輸出端子使其位于磁場(chǎng)檢測(cè)芯片的一側(cè)面上，通過(guò) 這種方式，縮短了相互連接的輸出端子和基板的連接端子之間的距離，從而能 夠?qū)崿F(xiàn)使連接容易化、制造簡(jiǎn)單化和低成本化的目的。
另外，在本發(fā)明中，上述磁場(chǎng)檢測(cè)芯片在磁場(chǎng)檢測(cè)芯片的輸出端子形成面
上形成A茲場(chǎng)4全測(cè)元件。因此，可以以只在f茲場(chǎng)才企測(cè)芯片的少見(jiàn)定面上層積形成不茲 場(chǎng)4全測(cè)元件和輸出端子的方式形成該磁場(chǎng)檢測(cè)芯片。并且，采用這種結(jié)構(gòu)，也 能檢測(cè)出平行于磁場(chǎng)檢測(cè)元件形成面的磁場(chǎng)，能夠發(fā)揮磁場(chǎng)檢測(cè)器的作用。所 以，可以實(shí)現(xiàn)使磁場(chǎng)檢測(cè)器制造簡(jiǎn)單化的目的。
此外，本發(fā)明中上述磁場(chǎng)檢測(cè)芯片搭載在基板上并與基板連接。此時(shí)，磁 場(chǎng)檢測(cè)芯片搭栽在基板上，其中輸出端子處于緊靠連接端子的位置。并且，本 法明中輸出端子和連接端子以球焊連接方式連接。因此，使磁場(chǎng)檢測(cè)芯片的一 面處于與基板接觸并載置于基板上的狀態(tài)，在能夠穩(wěn)定搭載的同時(shí)，還可以使' 磁場(chǎng)檢測(cè)芯片和基板配置在更靠近的位置。所以，輸出端子和連接端子處于距 離更靠近的位置，從而使其連接簡(jiǎn)單化。特別是可以通過(guò)采用金球或焊料球等 方法的球焊方式進(jìn)行連接，因而能夠進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)使磁傳感器的制造簡(jiǎn)單化，并 減少制造成本的目的。
并且，本發(fā)明中的磁場(chǎng)檢測(cè)元件為自旋閥型磁阻效應(yīng)元件。通過(guò)這樣可以 構(gòu)成能高準(zhǔn)確度檢測(cè)磁場(chǎng)方向變化的磁傳感器。
另外，本發(fā)明中，磁傳感器設(shè)置了由作為磁阻效應(yīng)元件的若干磁場(chǎng)檢測(cè)元 件連接而形成的電橋電路，并且設(shè)置了檢測(cè)該電橋電路差動(dòng)電壓的差動(dòng)電壓檢 測(cè)裝置。此時(shí)，本發(fā)明中，該磁場(chǎng)檢測(cè)芯片搭栽在基板上，以便直線形地配置 具有形成了電橋電路的磁場(chǎng)檢測(cè)元件的若干磁場(chǎng)檢測(cè)芯片。此外，本發(fā)明中， 磁場(chǎng)檢測(cè)芯片搭載在基板上，其中用于形成電橋電路的若干磁場(chǎng)檢測(cè)元件位于 同一平面上。并且，在本發(fā)明中，磁場(chǎng)檢測(cè)芯片搭載在基板上，從而使得各磁 場(chǎng);險(xiǎn)測(cè)元件的^f茲場(chǎng)一企測(cè)元件形成面的方向成為沿該形成面相互》走轉(zhuǎn)180°的方 向，其中磁場(chǎng)檢測(cè)元件通過(guò)將電橋電路連接成對(duì)的方式檢測(cè)差動(dòng)電壓的。此時(shí)， 進(jìn)一步地，磁場(chǎng)檢測(cè)芯片搭載在基板上，從而使得各磁場(chǎng)檢測(cè)元件的^茲場(chǎng)4企測(cè) 元件形成面的朝向相反，其中磁場(chǎng)檢測(cè)元件通過(guò)將電橋電路連接成對(duì)的方式檢 測(cè)差動(dòng)電壓的。
由此，能夠從電橋電路的差動(dòng)電壓中檢測(cè)出根據(jù)磁場(chǎng)的變化而改變的磁場(chǎng)
沖企測(cè)元件的電阻值。另外， 一個(gè)》茲場(chǎng)^r測(cè)元件的石茲場(chǎng);險(xiǎn)測(cè)元件形成面相對(duì)于另
一個(gè)磁場(chǎng)檢測(cè)元件的磁場(chǎng)檢測(cè)元件形成面旋轉(zhuǎn)180° ,其中磁場(chǎng)檢測(cè)元件通過(guò)串 聯(lián)或并聯(lián)連接成對(duì)的方式檢測(cè)差動(dòng)電壓，并且，反轉(zhuǎn)配置一個(gè)磁場(chǎng)檢測(cè)元件的 磁場(chǎng)檢測(cè)元件形成面使其相對(duì)于另 一個(gè)磁場(chǎng)檢測(cè)元件的磁場(chǎng)檢測(cè)元件形成面內(nèi) 外相反，通過(guò)這樣，能夠相互消除各元件在制造時(shí)產(chǎn)生的磁化固定方向即管腳 (pin)層磁化方向的偏差，從而排除這種偏差的影響并能夠高準(zhǔn)確度地檢測(cè)磁 場(chǎng)變化。而且，采用這樣的配置，由于可以在基板的一個(gè)側(cè)面上配置緊挨著的
GMR芯片，所以可以實(shí)現(xiàn)使傳感器節(jié)省空間的目的。另外，以磁場(chǎng)檢測(cè)元件的 磁場(chǎng)檢測(cè)元件形成面位于同一平面上的方式，使得各磁場(chǎng)檢測(cè)元件能夠在大致 相同的條件下檢測(cè)磁場(chǎng)變化，因而可實(shí)現(xiàn)提高檢測(cè)精密度的目的。并且，制造 時(shí)，在層積形成該磁場(chǎng)檢測(cè)元件的同一基體上形成上述若干磁場(chǎng)檢測(cè)元件，進(jìn) 一步地，是在該基體上鄰近的位置形成上述若干磁場(chǎng)檢測(cè)元件，通過(guò)使用這樣 的磁場(chǎng)檢測(cè)元件，減少了各元件在制造過(guò)程中產(chǎn)生的管腳磁場(chǎng)方向的偏差，并 能更進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)提高檢測(cè)精密度的目的。
此外，本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施方式涉及的磁傳感器制造方法，包括
磁場(chǎng)檢測(cè)芯片制造工序，該工序是在基體上層積形成檢測(cè)磁場(chǎng)的磁場(chǎng)檢測(cè) 元件和用于輸出來(lái)自該磁場(chǎng)檢測(cè)元件的輸出信號(hào)的輸出端子，同時(shí)從基體上切 割出具有磁場(chǎng)檢測(cè)元件和輸出端子的磁場(chǎng)檢測(cè)芯片；
磁場(chǎng)檢測(cè)芯片搭載工序，該工序是在形成有連接端子的基板搭載面上搭載 磁場(chǎng)檢測(cè)芯片，并將輸出端子和連接端子電氣連接；
封裝工序，該工序是使用絕緣材料覆蓋搭栽有磁場(chǎng)檢測(cè)芯片的基板的搭載 面一側(cè)；
磁場(chǎng)檢測(cè)芯片搭載工序是將磁場(chǎng)檢測(cè)芯片搭載在基板上，使得配置的磁場(chǎng) 檢測(cè)芯片的輸出端子形成面與基板的搭載面不平行。
另外，本發(fā)明中，上述磁場(chǎng)檢測(cè)芯片搭載工序是，將磁場(chǎng)檢測(cè)芯片搭載在 基板上，使得配置的磁場(chǎng)檢測(cè)芯片的輸出端子形成面大致垂直于基板的搭載面。 進(jìn)一步地，磁場(chǎng)檢測(cè)芯片搭載工序是，將磁場(chǎng)檢測(cè)芯片搭載在基板上，使得輸 出端子處于緊靠連接端子的位置。此時(shí)，磁場(chǎng)檢測(cè)芯片搭載工序是通過(guò)球焊連
接方式連接輸出端子和連接端子。
此外，本發(fā)明中，上述磁場(chǎng)檢測(cè)芯片搭載工序是，連接作為^f茲阻效應(yīng)元件 的若干磁場(chǎng)檢測(cè)元件而形成可以檢測(cè)差動(dòng)電壓的電橋電路。此時(shí),上述磁場(chǎng)檢 測(cè)芯片搭載工序是，將該磁場(chǎng)檢測(cè)芯片搭載在基板上，以便直線形地配置具有 形成電橋電路的磁場(chǎng)檢測(cè)元件的若干磁場(chǎng)檢測(cè)芯片。另外，上述磁場(chǎng)檢測(cè)芯片 搭載工序是，將磁場(chǎng)檢測(cè)芯片搭載在基板上，使得形成電橋電路的若干磁場(chǎng)檢 測(cè)元件位于同一平面上。進(jìn)一步地，上述磁場(chǎng)檢測(cè)芯片搭載工序是，將磁場(chǎng)檢 測(cè)芯片搭載在基板上，以便使所述各磁場(chǎng)檢測(cè)元件的磁場(chǎng)檢測(cè)元件形成面成為 沿該形成面相互旋轉(zhuǎn)180°的方向，其中磁場(chǎng)檢測(cè)元件通過(guò)將電橋電路連接成 對(duì)的方式檢測(cè)差動(dòng)電壓。而且，磁場(chǎng)檢測(cè)芯片搭載工序是，將磁場(chǎng)檢測(cè)芯片搭 載在基板上，以便使各磁場(chǎng)檢測(cè)元件的磁場(chǎng)檢測(cè)元件形成面的朝向相反，其中 磁場(chǎng)檢測(cè)元件通過(guò)將電橋電路連接成對(duì)的方式檢測(cè)差動(dòng)電壓。此時(shí)，特別地， 上述磁場(chǎng)檢測(cè)芯片搭載工序是，使用在磁場(chǎng)檢測(cè)芯片制造工序中形成于同 一基 體上的若干磁場(chǎng)檢測(cè)元件形成電橋電路，進(jìn)一步地，是使用緊靠并形成于同一 基體上的若干磁場(chǎng)檢測(cè)元件形成電橋電路。
通過(guò)使用上述制造方法制造磁傳感器，如上所述，可以提供能實(shí)現(xiàn)小型化、 低成本化的磁傳感器。
因?yàn)楸景l(fā)明具有上述結(jié)構(gòu)及功能，所以磁場(chǎng)檢測(cè)芯片的輸出端子不是被配 置于面向在基板上搭載磁場(chǎng)檢測(cè)芯片狀態(tài)的磁傳感器的高度方向上，從而制造 磁傳感器。因此，當(dāng)連接磁場(chǎng)檢測(cè)芯片的輸出端子與基板的連接端子時(shí)，輸出 端子部分的連接部就沒(méi)有位于磁傳感器的高度方向上，因而可以抑制該傳感器 的高度。另外，由于縮短了磁場(chǎng)檢測(cè)芯片和基板之間端子間的連接距離，所以 在能減小搭載面積的同時(shí)還可以實(shí)現(xiàn)使連接筒單化的目的。綜上所述，根據(jù)本 發(fā)明，能夠?qū)崿F(xiàn)使磁傳感器本身小型化的目的，同時(shí)還可以通過(guò)使制造簡(jiǎn)略化 和效率化而實(shí)現(xiàn)低成本化的目的，因而具有現(xiàn)有技術(shù)所沒(méi)有的優(yōu)異技術(shù)效果。


圖1A是表示現(xiàn)有技術(shù)實(shí)施例中GMR芯片的立體圖。 圖IB是表示使用現(xiàn)有技術(shù)實(shí)施例中GMR芯片的磁傳感器的立體圖。 圖2是表示通過(guò)現(xiàn)有技術(shù)實(shí)施例中GMR芯片說(shuō)明磁場(chǎng)檢測(cè)靈敏度方向的 示意圖。
圖3A是表示說(shuō)明現(xiàn)有技術(shù)實(shí)施例中磁傳感器制造方法的示意圖。 圖3B是表示說(shuō)明現(xiàn)有技術(shù)實(shí)施例中磁傳感器制造方法的示意圖，是圖3A 的后續(xù)示意圖。
圖4A是表示說(shuō)明現(xiàn)有技術(shù)實(shí)施例中磁傳感器制造方法的示意圖，是圖3B 的后續(xù)示意圖。
圖4B是表示圖4A中公開(kāi)的磁傳感器的俯視圖。
圖5A是表示說(shuō)明現(xiàn)有技術(shù)實(shí)施例中磁傳感器制造方法的示意圖，是圖4B 的后續(xù)示意圖。
圖5B是表示說(shuō)明現(xiàn)有技術(shù)中磁傳感器制造方法的示意圖，是圖5A的后續(xù) 示意圖。
圖6A是表示現(xiàn)有技術(shù)實(shí)施例中磁傳感器結(jié)構(gòu)的局部俯視圖。 圖6B是表示現(xiàn)有技術(shù)實(shí)施例中磁傳感器結(jié)構(gòu)的局部側(cè)視圖。 圖7是表示現(xiàn)有技術(shù)實(shí)施例中磁傳感器結(jié)構(gòu)的局部側(cè)視圖。 圖8是表示實(shí)施例1涉及的磁傳感器的結(jié)構(gòu)概略立體圖。 圖9A是表示圖8中公開(kāi)的磁傳感器的俯視圖。 圖9B是表示圖8中公開(kāi)的磁傳感器的側(cè)視圖。 圖IOA是表示說(shuō)明圖8中公開(kāi)的磁傳感器使用狀態(tài)的示意圖。 圖IOB是表示說(shuō)明圖8中公開(kāi)的磁傳感器使用狀態(tài)的示意圖。 圖11是表示通過(guò)GMR芯片說(shuō)明磁場(chǎng)檢測(cè)靈敏度方向的示意圖。 圖12A是表示配置實(shí)施例2涉及的GMR芯片的示意圖。 圖12B是表示使用形成于GMR芯片上的各GMR元件所形成的電橋電路 的示意圖。
圖13A是表示說(shuō)明實(shí)施例2涉及的磁傳感器使用狀態(tài)的示意圖。
圖13B是表示說(shuō)明實(shí)施例2涉及的磁傳感器使用狀態(tài)的示意圖。 圖14A是表示配置實(shí)施例2涉及的GMR芯片的變形實(shí)施例之示意圖。 圖14B是表示配置實(shí)施例2涉及的GMR芯片的變形實(shí)施例之示意圖。 圖15A是表示說(shuō)明配置實(shí)施例2涉及的GMR芯片的變形實(shí)施例之示意圖。 圖15B是表示配置圖15A中公開(kāi)的GMR芯片時(shí)差動(dòng)電壓的示意圖。 圖16A是表示配置實(shí)施例2涉及的GMR芯片的變形實(shí)施例之示意圖。 圖16B是說(shuō)明如圖16A所示的配置GMR芯片的示意圖。 圖16C是表示配置圖16A中公開(kāi)的GMR芯片時(shí)差動(dòng)電壓的示意圖。 圖17A是用于說(shuō)明配置實(shí)施例2涉及的GMR芯片的變形實(shí)施例之示意圖。 圖17B是用于說(shuō)明配置如圖17A所示GMR芯片的示意圖。 圖17C是表示配置圖17A中公開(kāi)的GMR芯片時(shí)差動(dòng)電壓的示意圖。 圖18是表示比較配置圖16A和圖17A中公開(kāi)的各GMR芯片時(shí)差動(dòng)電壓 的示意圖。
圖19A是表示配置實(shí)施例2涉及的GMR芯片的變形實(shí)施例之示意圖。 圖19B是表示圖19A中公開(kāi)的配置的GMR芯片之俯視圖。 圖20A是用于比較實(shí)施例2中配置GMR芯片的變形實(shí)施例與現(xiàn)有技術(shù)實(shí) 施例的示意圖。
圖20B是用于比較實(shí)施例2中配置GMR芯片的變形實(shí)施例與現(xiàn)有技術(shù)實(shí) 施例的示意圖。
圖21A是表示說(shuō)明實(shí)施例2涉及的構(gòu)成磁傳感器的GMR芯片之制造方法 示意圖。
圖21B是表示說(shuō)明實(shí)施例2涉及的構(gòu)成磁傳感器的GMR芯片之制造方法 示意圖。
圖21C是表示說(shuō)明實(shí)施例2涉及的構(gòu)成磁傳感器的GMR芯片之制造方法 示意圖。
圖22是表示在實(shí)施例2涉及的磁傳感器中使用GMR芯片的選擇實(shí)施例之
示意圖。
圖23是表示實(shí)施例2涉及的磁傳感器的制造方法之流程圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明的磁傳感器具有以下特征搭載于基板上的磁場(chǎng)檢測(cè)芯片的輸出端 子形成面不平行于基板的搭載面，而是例如大致垂直于基板的搭載面進(jìn)行配置。 下面將根據(jù)實(shí)施例對(duì)磁傳感器的具體結(jié)構(gòu)進(jìn)行說(shuō)明。
實(shí)施例1
參照?qǐng)D8至圖11對(duì)本發(fā)明的第1實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明。圖8和圖9是表示實(shí)施 例1涉及的磁傳感器的結(jié)構(gòu)概略圖，圖IO是磁傳感器使用時(shí)的狀態(tài)示意圖。圖 ll是說(shuō)明GMR芯片方向的示意圖。
首先，本實(shí)施例涉及的磁傳感器設(shè)置了 GMR芯片1 (磁場(chǎng)檢測(cè)芯片)，該 芯片使用了作為檢測(cè)磁場(chǎng)變化的元件的自旋閥(spin valve )型GMR元件(巨 磁阻效應(yīng)元件)，這種元件的輸出電阻值是根據(jù)輸入的磁場(chǎng)方向而變化的。具 體來(lái)說(shuō)，如圖8所示，GMR芯片l大致為長(zhǎng)方體形狀，在其一面上形成了被磁 化固定在規(guī)定方向上從而可以檢測(cè)規(guī)定方向磁場(chǎng)的GMR元件11、以及一對(duì)輸 出電阻值的輸出端子12,其中該電阻值是從該GMR元件ll輸出的輸出信號(hào)。 而且，雖然在圖8表示的實(shí)施例中，是在一個(gè)GMR芯片1上形成了兩組GMR 元件11和成對(duì)的輸出端子12，但是也可以在一個(gè)GMR芯片1上形成一組GMR 元件11和成對(duì)的輸出端子12，還可以在一個(gè)GMR芯片1上形成三組以上的 GMR元件ll和成對(duì)的輸出端子12。另外，雖然在圖8表示的實(shí)施例中，是兩 個(gè)上述GMR芯片l并列設(shè)置，但是如后所述，在基板2上搭載的GMR芯片1
的數(shù)量并非僅限于此。
然后，通過(guò)在基板2上搭載上述GMR芯片l構(gòu)成磁傳感器。搭載該GMR 芯片1的基板2在搭載該GMR芯片1的搭載面上形成連接端子21，該連接端 子21與在上述GMR芯片1上形成的輸出端子12連接，數(shù)量與該輸出端子12
相同，并且與各輸出端子12的配置相對(duì)應(yīng)。例如，在圖8的實(shí)施例中，直線形 地配置形成八個(gè)連"l妄端子。
在此，對(duì)在在基板2上搭載GMR芯片l時(shí)的方向進(jìn)行說(shuō)明。如圖8所示， GMR芯片1配置在該基板2上，其中輸出端子12和GMR元件11的形成面 成為與基板2的搭載面大致垂直的方向。此時(shí)，配置GMR芯片l的各輸出端 子12,使其分別與在基板2上形成的各連接端子21相對(duì)應(yīng)，并處于相互緊靠 的位置。因此，如圖9B的側(cè)視圖所示，GMR芯片1的輸出端子12和基板2 的連接端子21之間空開(kāi)一定縫隙，成為處于大致直角的位置。然后，通過(guò)在相 互緊靠配置的GMR芯片1的輸出端子12和在基板2上形成的連接端子21之 間配置焊球3，進(jìn)行物理的和電氣的連接。
并且，此時(shí)，使GMR芯片l的一面，即與GMR元件形成面相鄰的一面， 與基板2的搭載面接觸，在這個(gè)狀態(tài)下，將GMR芯片1載置于該搭載面上。 通過(guò)這樣，可以在基板2上穩(wěn)定搭載GMR芯片1。另外，因?yàn)槟芨嚯x地配 置GMR芯片1和基板2,所以如上所述，處于大致直角位置的GMR芯片1的 輸出端子12和基板2的連接端子21之間的距離也如圖9A所示，處于更靠近 的位置。因此，使其連接簡(jiǎn)單化，此外，由于還能用金球或焊球等球焊連接方 式進(jìn)行連接，所以如后所述，可以實(shí)現(xiàn)磁傳感器小型化的目的。
而且，本實(shí)施例涉及的磁傳感器如上所述，配置形成了 GMR元件11的 GMR元件形成面11a,使其與基板2的搭載有GMR芯片1的搭載面大致垂直， 故能檢測(cè)出垂直于該基板2的搭載面方向的磁場(chǎng)。故如圖IOA所示，在使用磁 傳感器時(shí)，配置磁鐵7，使其面向與GMR元件形成面lla垂直的基板2的搭 載面，并使由該磁鐵7產(chǎn)生的磁力線(箭頭A)與GMR元件形成面lla平行， 從而使磁傳感器可用于檢測(cè)該磁力線方向的變化。具體來(lái)說(shuō)，如圖IOB所示， 為了覆蓋搭載在基板2上的GMR芯片1,用樹(shù)脂等絕緣材料4覆蓋該基板2 的搭載面，并將其封裝從而構(gòu)成磁傳感器。此時(shí)，由于GMR芯片1面向側(cè)面 配置，所以對(duì)于與如圖10B符號(hào)41所示側(cè)面平行的方向(箭頭A方向)的磁 場(chǎng)具有檢測(cè)靈敏度。
參照?qǐng)D11,對(duì)GMR芯片的檢測(cè)方向進(jìn)行進(jìn)一步說(shuō)明。在如圖11所示的
XYZ空間內(nèi)，表示了沿XY平面配置基板，并在該基板上配置上述本實(shí)施例涉 及的GMR芯片1和上述現(xiàn)有技術(shù)實(shí)施例中GMR芯片501的狀態(tài)。這樣，由 于現(xiàn)有技術(shù)實(shí)施例中GMR芯片501的元件面平行于XY平面，所以可以檢測(cè) 沿該XY平面的磁場(chǎng)方向，與之相對(duì)，由于本實(shí)施例的GMR芯片l的元件面平 行于XZ平面，所以可以檢測(cè)沿該XZ平面的^f茲場(chǎng)方向。
如上所述，本實(shí)施例涉及的磁傳感器在與基板2的搭載面垂直的GMR芯 片1的側(cè)面一側(cè)，放置了焊球3,該焊球3構(gòu)成GMR芯片1和基板2的連接 部。因而，如圖9B所示，在GMR芯片1的高度方向上沒(méi)有配置連接時(shí)所需的 其他要素(焊球或引線等)，從而可以抑制從基板2開(kāi)始的高度H。另外，如圖 9A所示，由于可以拉近GMR芯片1的輸出端子12和基板2的連接端子21之 間的距離D，所以能夠減小在搭載GMR芯片1時(shí)所必須的面積。在此，與參 照?qǐng)D6A至圖7進(jìn)行說(shuō)明的現(xiàn)有技術(shù)實(shí)施例中的磁傳感器相比，如圖6B 、圖7 所示，在現(xiàn)有技術(shù)實(shí)施例中，由于連接時(shí)使用的引線鍵合需要引線513或金球 503，因此造成了從基板502開(kāi)始的高度大于GMR芯片501的高度(符號(hào)h、 h，)，而在本實(shí)施例中則沒(méi)有超過(guò)GMR芯片1的厚度H。而且，如圖6A所示， 在現(xiàn)有技術(shù)實(shí)施例中，為了確保引線513的空間必須將GMR芯片501和基板 502上的連接端子521間的距離d設(shè)置至規(guī)定距離，而在本實(shí)施例中可以緊靠 配置各端子12、 21。因而能夠?qū)崿F(xiàn)小型化的目的。
此外，如上所述，通過(guò)使GMR芯片1的輸出端子12形成面相對(duì)于基板2 垂直配置，因而能讓配置的輸出端子12和連接端子21之間的距離更加靠近， 從而可以實(shí)現(xiàn)通過(guò)焊球3進(jìn)行連接。此外，連接時(shí)并非僅限于以使用焊球3的 球焊方式，還能以使用金球的球焊方式來(lái)連接。而且，連接方法也并非僅限于 球焊，也可以使用其他方法進(jìn)行連接。并且，由于作為連接對(duì)象的各輸入端子 12和連接端子21之間距離緊靠，所以無(wú)論使用什么樣的連接方法都會(huì)使連接 操作變得容易，另外，也能穩(wěn)定連接狀態(tài)。其結(jié)果為，可以實(shí)現(xiàn)使磁傳感器的 制造簡(jiǎn)單化、提高制造效率、降低制造成本的目的。
在本實(shí)施例中，雖然舉例說(shuō)明了配置搭載于基板2上的GMR芯片1，使其
輸出端子形成面lla大致垂直于基板2的情況，但是輸出端子形成面lla并非 僅限于與基板2垂直配置。基板2與GMR芯片l的輸出端子形成面lla間所 成的角度優(yōu)選為大致垂直即90°左右，也可以是0。至180。之間的任意角度。 例如，GMR芯片l的輸出端子形成面lla可以形成規(guī)定傾斜，配置為與基板2 成鈍角或銳角，也可以在所述狀態(tài)下用焊球等連接方式連接輸出端子12和連接 端子21。換言之,GMR芯片1的輸出端子12形成面不與基板2的搭載有GMR 芯片1的搭載面平行，并且因?yàn)樵趯MR芯片l搭載在基板2上的狀態(tài)下配 置的輸出端子12不面向磁傳感器的高度方向，所以連接各輸入端子12、連接 端子21的球焊或引線鍵合等連接裝置最好不向磁傳感器高度方向突出。
另外，雖然在上述實(shí)施例中舉例說(shuō)明了在GMR芯片1的同一面上形成 GMR元件11和成對(duì)輸出端子12的情況，但是也可以分別在不同的面上形成。 即使在這樣的情況下，也要使配置在GMR芯片1上的輸出端子12的形成面處 于與GMR芯片1的側(cè)面，即搭載在基板上時(shí)的搭載面大致垂直的位置，因而 如上所述，在使連接簡(jiǎn)單化的同時(shí)還可以實(shí)現(xiàn)節(jié)省空間的目的。但是，由于GMR 元件11和輸出端子12通常都是只在GMR芯片1的規(guī)定一面上層積形成，因 此優(yōu)選的，在同一面上形成二者的方法會(huì)使GMR芯片1本身和磁傳感器的制 造變的容易。
本實(shí)施例中，雖然舉例說(shuō)明了使用自旋閥型GMR元件作為磁場(chǎng)檢測(cè)元件， 并搭載在檢測(cè)磁場(chǎng)的GMR芯片1 (磁場(chǎng)檢測(cè)芯片)上的情況，但是也可以使用 霍爾元件(Hall element)或MR元件等其他磁場(chǎng)4企測(cè)元件。
實(shí)施例2
之后，參照?qǐng)D12至圖23對(duì)本發(fā)明的第二實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明。圖12至圖14 是表示本實(shí)施例中涉及的磁傳感器結(jié)構(gòu)的示意圖。圖15至20是表示說(shuō)明本實(shí) 施例涉及的磁傳感器變形例的示意圖。圖21至23是表示說(shuō)明磁傳感器制造方 法的示意圖。
首先，本實(shí)施例涉及的磁傳感器采用與上述實(shí)施例1說(shuō)明的如圖8所示的
磁傳感器大致相同的結(jié)構(gòu)。即，在基板2上分別搭載兩個(gè)形成GMR元件的GMR 芯片101、 102，設(shè)置形成共計(jì)四個(gè)GMR元件。此時(shí)，在基板2上并排配置兩 個(gè)GMR芯片101、 102，從而使分別在GMR芯片101、 102上形成的GMR 元件A、 B、 C、 D呈直線形配置。另夕卜，此時(shí)，上下反轉(zhuǎn)配置各GMR芯片101、 102，使得在符號(hào)101表示的GMR芯片101上形成的符號(hào)A、 B表示的GMR 元件和在符號(hào)102表示的GMR芯片102上形成的符號(hào)C、 D表示的GMR元 件的磁化固定方向(參照?qǐng)D12A中的箭頭)成為相反的方向。即，以讓符號(hào)A、 B表示的GMR元件形成面和符號(hào)C、D表示的GMR元件形成面成為相互旋轉(zhuǎn) 180°的狀態(tài)來(lái)配置各GMR芯片101、 102。此時(shí)，為了使四個(gè)GMR元件A、 B、 C、 D的形成面配置在同一直線上，因而將各GMR元件配置在同一平面上。
并且，在本實(shí)施例中，進(jìn)一步采用使上述四個(gè)GMR元件與基板2上的連 接端子21連接的方式，通過(guò)該基板2的線路將每?jī)蓚€(gè)GMR元件串聯(lián)連接，再 將其并聯(lián)連接形成電橋電路。具體來(lái)說(shuō)，如圖12B所示，將形成于GMR芯片 101的符號(hào)A表示的GMR元件、以及與其磁化固定方向相反配置的形成于 GMR芯片102的符號(hào)D表示的GMR元件串聯(lián)連接，另外，將形成于GMR 芯片101的符號(hào)B表示的GMR元件、以及與其磁化固定方向相反配置的形成 于GMR芯片102的符號(hào)C表示的GMR元件串聯(lián)連接，之后再將它們并聯(lián)連 接。接著，形成基板2,使電橋電路的差動(dòng)電壓V能夠被檢測(cè)(差動(dòng)電壓檢測(cè) 裝置)。即，在圖12B的示例中，構(gòu)成檢測(cè)串聯(lián)連接的GMR元件A、 D之間以 及同樣串聯(lián)連接的C、 B之間的差動(dòng)電壓V的結(jié)構(gòu)。
而且，如圖13A所示，配置磁鐵7，其中，使由磁鐵7產(chǎn)生的磁力線(箭 頭A)與上述配置的GMR芯片101、 102的各GMR元件形成面11a平4亍，即， 使磁力線與載置GMR芯片101、 102的圖未示的基板2的搭載面垂直，通過(guò)這 樣，可用于制作磁傳感器。具體來(lái)說(shuō)，如圖13B所示，用樹(shù)脂等絕緣材料104 密封封裝該基板2的搭載面，從而覆蓋搭載于基板2的GMR芯片101、 102, 構(gòu)成f茲傳感器。在這種情況下，由于GMR芯片101、 102面向側(cè)面配置，所以 對(duì)于與如圖13B符號(hào)141所示側(cè)面平行的方向(箭頭A方向)的磁場(chǎng)具有檢測(cè)靈敏度。
通過(guò)以上結(jié)構(gòu)，由于形成四個(gè)GMR元件的一面全都沿著^f茲場(chǎng)方向面向同 一方向，所以當(dāng)作為檢測(cè)對(duì)象的磁場(chǎng)方向(圖13A、圖13B的符號(hào)A方向)變 化時(shí)，各GMR元件的電阻值也變化。此時(shí)，由于以每?jī)蓚€(gè)GMR元件分別相反 的方向設(shè)定如上所述的各GMR元件(A、 B、 C、 D)的》茲化固定方向，所以如 圖12B所示，GMR元件的電阻值分別變?yōu)?、-值。因此，即使對(duì)于微小的磁 場(chǎng)變化也會(huì)產(chǎn)生電橋電路的差動(dòng)電壓，進(jìn)而可以高靈敏度地檢測(cè)出磁場(chǎng)方向。 另外，由于各GMR元件形成面位于同一平面上，所以各元件在相同條件下可 以檢測(cè)出磁場(chǎng)方向，并且能夠?qū)崿F(xiàn)提高檢測(cè)靈敏度的目的。
在此進(jìn)一步參照?qǐng)D14至圖20對(duì)四個(gè)GMR元件配置的變形實(shí)施例進(jìn)行說(shuō) 明。首先，圖14A、 14B表示將上述圖13A中所示的兩個(gè)GMR芯片101、 102， 進(jìn)一步來(lái)說(shuō)是將各GMR元件形成面，面向相互相反的方向配置的情況。即， 圖14A和圖14B表示相同的結(jié)構(gòu)，圖14A是表示符號(hào)102表示的GMR芯片 102的GMR元件形成面之側(cè)視圖，圖14B是表示符號(hào)101表示的GMR芯片 101的GMR元件形成面之側(cè)視圖。進(jìn)一步換言之，將圖14A、 14B中所示的 兩個(gè)GMR芯片101、 102內(nèi)外相反配置，使得GMR元件的磁化固定方向?yàn)橄?互旋轉(zhuǎn)180°的相反的方向，并且，使得GMR元件形成面朝向相互相反的方向。
并且，如上所述，通過(guò)兩個(gè)GMR芯片101、 102的四個(gè)GMR元件組成了 如圖12B所示的電橋電路。因此，使夾著差動(dòng)電壓檢測(cè)點(diǎn)并串聯(lián)連接成對(duì)的 GMR元件(A、 D對(duì)和B、 C對(duì))，以及以差動(dòng)電壓檢測(cè)裝置(符號(hào)V)為分界 而成對(duì)并聯(lián)連接的GMR元件(A、 C對(duì)和B、 D對(duì))，位于各自的元件面相互 旋轉(zhuǎn)180°的位置，并且，將其方向(內(nèi)外)也配置成相互相反的方向。由此， 相互消除了在制造GMR元件時(shí)產(chǎn)生的磁化固定方向即管腳層磁化方向的偏差。 因此，可以排除所述偏差的影響并能高準(zhǔn)確度地檢測(cè)/磁場(chǎng)變化。并且，采用上 述配置，由于可以在基^^反的同一面直線形配置緊挨著的GMR芯片，所以可以 實(shí)現(xiàn)節(jié)省空間的目的。
在此參照?qǐng)D15至18對(duì)配置如上所述的GMR芯片101、 102的理由進(jìn)行
說(shuō)明。首先，如圖15A所示，將符號(hào)Gl表示的GMR元件Gl與電阻Ro連接， 形成半橋(half-bridge )。此時(shí)，對(duì)電橋(bridge )施加的電壓為5V，電阻Ro 的電阻值與GMR元件G1無(wú)磁場(chǎng)時(shí)的阻值相同，因此其中間電位(Out)變?yōu)?2.5V。并且，在該GMR元件G1中，當(dāng)施加的磁場(chǎng)方向從符號(hào)A按照如箭頭 Y所示方式變化到符號(hào)A'時(shí)，中點(diǎn)電位的變化如圖15B所示。如圖所示，因 為由制造時(shí)產(chǎn)生的管腳層磁化方向的偏差等而產(chǎn)生的GMR元件特性，故使90 。和270°的峰值成為非對(duì)稱值，并且，在180°時(shí)產(chǎn)生偏離2.5V的偏差。為 了對(duì)這樣的偏差進(jìn)行補(bǔ)正，如下所述將若干GMR元件組合，構(gòu)成電橋。
然后，如圖16A所示，研究串聯(lián)連接兩個(gè)GMR元件Gl、 G2，再將它們 與另一對(duì)GMR元件并聯(lián)連接形成電橋電路的情況。在此情況下，將如符號(hào)G2 所示的GMR元件G2相對(duì)于符號(hào)Gl表示的GMR元件Gl,沿元件面旋轉(zhuǎn)180 。配置。因此，如圖16B所示，在符號(hào)G2表示的GMR元件G2中施加了偏 離180°方向的磁場(chǎng)，當(dāng)采用與圖15A同樣的結(jié)構(gòu)輸出中點(diǎn)電位時(shí)，如圖16C 所示，得到與符號(hào)Gl表示的GMR元件Gl成反位相的中點(diǎn)電位。然而，如圖 所示，符號(hào)G2表示的GMR元件的中點(diǎn)電位在0° 、 180° 、 360°產(chǎn)生了偏 差。因此，即使在連接如圖16A所示的兩個(gè)GMR元件G1、 G2時(shí)的電橋電路 內(nèi)，差動(dòng)電壓也產(chǎn)生了偏差。例如，在0°時(shí)，差動(dòng)電壓產(chǎn)生不為0V的偏差， -險(xiǎn)測(cè)準(zhǔn)確度也降低。
接著，如圖17A所示，研究了串聯(lián)連接兩個(gè)GMR元件G1、 G3，再將它 們與另一對(duì)GMR元件并聯(lián)連接形成電橋電路的情況。在這種情況下，將符號(hào) G3表示的GMR元件G3相對(duì)于符號(hào)Gl表示的GMR元件Gl，沿元件面旋轉(zhuǎn) 180°配置，并且，使元件面的方向相反。即，配置符號(hào)G3表示的GMR元件 G3,使其與上述圖16A中符號(hào)G2表示的GMR元件G2進(jìn)一步內(nèi)外翻轉(zhuǎn)。所 以，在符號(hào)G3表示的GMR元件G3中，如圖17B所示，對(duì)符號(hào)Gl表示的 GMR元件施加了使磁場(chǎng)逆旋轉(zhuǎn)方向的磁場(chǎng)。并且，當(dāng)采用與圖15A同樣的結(jié) 構(gòu)輸出中點(diǎn)電位時(shí)，如圖17C所示，得到與符號(hào)Gl表示的GMR元件Gl成 反位相的中點(diǎn)電位。因此，符號(hào)G3表示的GMR元件在0° 、 180。 、 360°
下的中點(diǎn)電位與符號(hào)Gl表示的GMR元件在0。 、 180° 、 360°下的中點(diǎn)電 位一致。因而，在連接圖17A表示的兩個(gè)GMR元件G1、 G3時(shí)的電橋電路內(nèi) 差動(dòng)電壓沒(méi)有產(chǎn)生偏差。例如，在如圖12B所示的電橋電路中，在符號(hào)A、 B 的位置上按照符號(hào)Gl的方向配置了 GMR元件，在符號(hào)C、 D的位置上按照符 號(hào)G3的方向配置了 GMR元件。
另外，圖18在同一圖形上表示了圖16C中符號(hào)G2表示的GMR元件G2 的中點(diǎn)電位和圖17C中符號(hào)G3表示的GMR元件G3的中點(diǎn)電位，特別是表 示了在0。 、 180°和360°下的放大圖。如該圖所示，符號(hào)G2和符號(hào)G3表 示的各GMR元件的中點(diǎn)電位不同。并且，如上所述，符號(hào)G3表示的GMR元 件G3在0。 、180°和360°的中點(diǎn)電位與符號(hào)G1表示的GMR元件G1相同。
乂人以上i兌明可以得出，如圖14A、 14B所示，將兩個(gè)GMR芯片101、 102 的各GMR元件形成面相互旋轉(zhuǎn)180° ,并且，通過(guò)面向相互相反的方向配置組 成電橋電路，可以進(jìn)一步確實(shí)地消除制造GMR元件時(shí)產(chǎn)生的磁化固定方向即 管腳層磁化方向的偏差。其結(jié)果為，排除了所述偏差的影響并能高準(zhǔn)確度地檢 測(cè)出《茲場(chǎng)的變4b。
此時(shí)，如圖19A、 19B所示，優(yōu)選的，在基板上配置GMR芯片101、 102， 〃使得兩個(gè)GMR芯片101、 102的兩個(gè)GMR元件形成面101a、 102a部分位于 同一直線上(圖19B的虛線上)，即，使元件形成面本身位于同一平面上。此外， 圖19A是表示在1412上配置GMR芯片101、 102的狀態(tài)立體圖，圖19B是 其俯視圖。通過(guò)這樣，如上所述，在可排除GMR元件的管腳磁場(chǎng)偏差的影響 并高準(zhǔn)確度地檢測(cè)磁場(chǎng)變化的同時(shí)，由于能用所有GMR元件同時(shí)檢測(cè)作用于 同一平面上的磁場(chǎng)方向的變化，因而能進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)提高檢測(cè)準(zhǔn)確度的目的。除 此之外，可以在一個(gè)基板上實(shí)現(xiàn)上述結(jié)構(gòu)，并且還能抑制搭載GMR芯片時(shí)的 高度，進(jìn)而能夠?qū)崿F(xiàn)傳感器小型化的目的。
另外，參照?qǐng)D20A、 20B說(shuō)明了用現(xiàn)有技術(shù)使用的方法構(gòu)成上述圖19A、 19B中所示的本實(shí)施例中GMR芯片101、 102的配置的一個(gè)例子。首先，在圖 20A的示例中，設(shè)置一對(duì)相對(duì)的基板502a、 502b使其在空間502c等處形成縫
隙，并用引線鍵合的方式在各基板502a、 502b之間設(shè)置GMR芯片501。但是， 在該情況下，必須要兩個(gè)基板，此外，由于使各芯片501的元件面501a朝向高 度方向，所以基板的厚度部分和引線513部分就增加了高度方向的厚度。此外， 在圖20B的示例中，以GGI方式連接芯片501,以及采用引線鍵合513方式連 接芯片501,通過(guò)利用這樣的方式雖然可以使各芯片501的元件面501a方向相 互相反，同時(shí)還能在一個(gè)基板2上實(shí)現(xiàn)，但是不能使各元件面501a的位置一致 (參照虛線)，另外，由于引線或金球的存在而無(wú)法抑制高度方向的厚度。因此， 如上所述，將本發(fā)明的GMR芯片501元件形成面垂直于基板配置的結(jié)構(gòu)在使 傳感器小型化方面是極其有用的。
接著，參照?qǐng)D21至圖23說(shuō)明上述磁傳感器的制造方法。首先，對(duì)GMR 芯片l的制造方法進(jìn)行說(shuō)明(磁場(chǎng)檢測(cè)芯片制造工序)。首先，如圖21A所示， 在從晶圓切割出的晶圓塊200 (基體)上層積形成至少兩組GMR元件和成對(duì)的 輸出端子(圖23的步驟S1)。然后，如圖21B所示，在切割出規(guī)定厚度的晶圓 塊200的元件形成面210 —側(cè)，形成元件形成板220。之后，如圖21C所示， 從元件形成板220切割出含有至少一組GMR元件和成對(duì)的輸出端子的GMR 芯片221 (圖23的步驟S2)。
然后，將切割出的GMR芯片配置在基板上(參照?qǐng)D8)。此時(shí)，如圖22 所示，在形成若干GMR元件的一個(gè)元件形成板220內(nèi)，切割出相互緊靠形成 的兩個(gè)GMR芯片101、 102。之后，如圖12A所示，在基板上配置各GMR元 件101、 102,使各GMR元件直線形排列(圖23的步驟S3),并用焊球等球 焊方式將基板2上的連接端子與GMR芯片101、 102的輸出端子連接，進(jìn)而形 成電橋電路(圖23的步驟S4)。通過(guò)以上步驟，在基板上搭載GMR芯片101、 102 (磁場(chǎng)檢測(cè)芯片搭載工序)。此外，在步驟3中，如圖14A和圖19A所示， 也可以配置芯片101、 102使得各GMR芯片101、 102的各GMR元件面相互 旋轉(zhuǎn)180° ,并且位于相反一側(cè)的位置上。
接著，在基板上搭載GMR芯片101、 102之后，用樹(shù)脂等絕緣材料覆蓋基 板上的搭栽有GMR芯片的搭載面一側(cè)，即GMR芯片101、 102本身，采用作
為磁傳感器而封裝化(圖23的步驟S5、封裝工序)的方式，可以制造磁傳感器。
本實(shí)施例中，為了高準(zhǔn)確度檢測(cè)磁場(chǎng)方向的變化，使用設(shè)置了固定磁化方
向的管腳層和自由改變磁化方向的自由層的自旋閥型元件作為GMR元件。層 積形成這樣的自旋閥型GMR元件時(shí)，在制造過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生管腳層磁化方向的 偏差。因此，組成電橋電路作為磁傳感器使用時(shí)，即使在不產(chǎn)生磁場(chǎng)變化時(shí)， 也會(huì)有從各GMR元件輸出規(guī)定的輸出值的情況，因而會(huì)妨礙對(duì)磁場(chǎng)高準(zhǔn)確度 的檢測(cè)。在此情況下，由于在一個(gè)元件形成板220上緊靠形成的GMR元件制 造條件是大致相同的，所以研究認(rèn)為管腳層磁化方向偏差的差值很少。因此， 如上所述參照?qǐng)D22,在一個(gè)元件形成板220上切割出緊靠形成的GMR芯片 101、 102，并使GMR元件磁化固定方向按照如圖12A所示的箭頭方向或圖 14A所示相反的方向配置，進(jìn)而組成電橋電路，通過(guò)這樣，能相互消除管腳層 磁化方向的偏差，并能排除所述偏差的影響，從而可以高準(zhǔn)確度地檢測(cè)磁場(chǎng)變 化。
本發(fā)明的磁傳感器可用于檢測(cè)微型磁場(chǎng)地磁的方位傳感器或磁編碼器 (magnetic encoder)等，具有產(chǎn)業(yè)上的可利用性。
權(quán)利要求
1.一種磁傳感器，包括磁場(chǎng)檢測(cè)芯片，所述磁場(chǎng)檢測(cè)芯片具有用于檢測(cè)磁場(chǎng)的磁場(chǎng)檢測(cè)元件和用于輸出來(lái)自所述磁場(chǎng)檢測(cè)元件輸出信號(hào)的輸出端子；具有連接端子的基板，所述基板搭載所述磁場(chǎng)檢測(cè)芯片，所述連接端子形成在搭載有所述磁場(chǎng)檢測(cè)芯片的搭載面上并與所述磁場(chǎng)檢測(cè)芯片的所述輸出端子相連接；其特征在于所述磁場(chǎng)檢測(cè)芯片以所述磁場(chǎng)檢測(cè)芯片的輸出端子形成面與所述基板的所述搭載面不平行的狀態(tài)搭載在所述基板上。
2. 如權(quán)利要求l所述的磁傳感器，其特征在于所述磁場(chǎng)檢測(cè)芯片搭載在所述 基板上，其中所述磁場(chǎng)檢測(cè)芯片的所述輸出端子形成面大致垂直于所述基板的 所述搭載面。
3. 如權(quán)利要求2所述的磁傳感器，其特征在于所述磁場(chǎng)檢測(cè)芯片在所述磁場(chǎng) 檢測(cè)芯片的所述輸出端子形成面上形成所述磁場(chǎng)檢測(cè)元件。
4. 如權(quán)利要求2所述的磁傳感器，其特征在于所述磁場(chǎng)檢測(cè)芯片搭載在所述 基板上并與所述基板相連接。
5. 如權(quán)利要求2所述的磁傳感器，其特征在于所述磁場(chǎng)檢測(cè)芯片搭載在所述 基板上，其中所述輸出端子處于緊靠所述連接端子的位置。
6. 如權(quán)利要求2所述的磁傳感器，其特征在于所述輸出端子和所述連接端子 以^求焊連接方式連接。
7. 如權(quán)利要求2所述的磁傳感器，其特征在于所述磁場(chǎng)檢測(cè)元件為自旋閥型>磁阻效應(yīng)元件。
8. 如權(quán)利要求2所述的磁傳感器，其特征在于所述;茲傳感器還設(shè)置了由作為 磁阻效應(yīng)元件的若干所述-茲場(chǎng)4全測(cè)元件連接而形成的電橋電路，并且設(shè)置了抬r 測(cè)所述電橋電路的差動(dòng)電壓的差動(dòng)電壓檢測(cè)裝置。
9. 如權(quán)利要求8所述的磁傳感器，其特征在于所述磁場(chǎng)檢測(cè)芯片搭載在所述 基板上，以便直線形地配置具有形成所述電橋電路的所述磁場(chǎng)檢測(cè)元件的若干 所述磁場(chǎng)4企測(cè)芯片。
10. 如權(quán)利要求8所述的磁傳感器，其特征在于所述》茲場(chǎng)檢測(cè)芯片搭載在所 述基板上，其中用于形成所述電橋電路的所述若干磁場(chǎng)檢測(cè)元件位于同一平面上。
11. 如權(quán)利要求8所述的磁傳感器，其特征在于所述磁場(chǎng)檢測(cè)芯片搭載在基 板上，從而使得所述磁場(chǎng)檢測(cè)元件的磁場(chǎng)檢測(cè)元件形成面的方向成為以沿所述 形成面相互旋轉(zhuǎn)180°的方向，其中所述磁場(chǎng)檢測(cè)元件通過(guò)將所述電橋電路連 4妄成對(duì)的方式4全測(cè)差動(dòng)電壓。
12. 如權(quán)利要求11所述的磁傳感器，其特征在于所述磁場(chǎng)檢測(cè)芯片搭載在基 板上，從而使得所述磁場(chǎng)檢測(cè)元件的磁場(chǎng)檢測(cè)元件形成面的朝向相反，其中所 述磁場(chǎng)檢測(cè)元件通過(guò)將所述電橋電路連接成對(duì)的方式檢測(cè)差動(dòng)電壓。
13. 如權(quán)利要求8所述的磁傳感器，其特征在于形成所述電橋電路的所述若 干磁場(chǎng)檢測(cè)元件是在層積形成所述磁場(chǎng)檢測(cè)元件的同一基體上形成的。
14. 如權(quán)利要求13所述的磁傳感器，其特征在于形成所述電橋電路的所述若干磁場(chǎng)檢測(cè)元件是在層積形成所述磁場(chǎng)檢測(cè)元件的同 一基體上相互緊靠形成的 元件。
15. —種磁傳感器制造方法，包括磁場(chǎng)檢測(cè)芯片制造工序，所述工序是在基體上層積形成檢測(cè)磁場(chǎng)的磁場(chǎng)檢 測(cè)元件和用于輸出來(lái)自所述磁場(chǎng)檢測(cè)元件的輸出信號(hào)的輸出端子，同時(shí)從所述 基體上切割出具有所述磁場(chǎng)檢測(cè)元件和所述輸出端子的磁場(chǎng)檢測(cè)芯片；磁場(chǎng)檢測(cè)芯片搭載工序，所述工序是在形成有連接端子的基板的搭載面上 搭載所述磁場(chǎng)檢測(cè)芯片，并將所述輸出端子和所述連接端子電氣連接；封裝工序，所述工序是使用絕緣材料覆蓋搭載有所述磁場(chǎng)檢測(cè)芯片的所述 基板的所述搭載面一側(cè)；其特征在于所述磁場(chǎng)檢測(cè)芯片搭載工序是將所述磁場(chǎng)檢測(cè)芯片搭載在所述基板上，使 得配置的所述磁場(chǎng)檢測(cè)芯片的輸出端子形成面與所述基板的所述搭載面不平 行。
16. 如權(quán)利要求15所述的磁傳感器制造方法，其特征在于所述磁場(chǎng)檢測(cè)芯片 搭載工序是，將所述磁場(chǎng)檢測(cè)芯片搭載在所述基板上，使配置的所述磁場(chǎng)檢測(cè) 芯片的所述輸出端子形成面大致垂直于所述基^1的所述搭載面。
17. 如權(quán)利要求16所述的磁傳感器制造方法，其特征在于所述磁場(chǎng)檢測(cè)芯片 搭載工序是，將所述磁場(chǎng)檢測(cè)芯片搭載在所述基板上，使所述輸出端子緊靠所 述連接端子。
18. 如權(quán)利要求16所述的磁傳感器制造方法，其特征在于所述磁場(chǎng)檢測(cè)芯片 搭載工序是通過(guò)球焊連接方式連接所述輸出端子和所述連接端子。
19. 如權(quán)利要求16所述的磁傳感器制造方法，其特征在于所述磁場(chǎng)檢測(cè)芯片 搭載工序是，連接作為磁阻效應(yīng)元件的若干所述磁場(chǎng)檢測(cè)元件而形成可以檢測(cè) 差動(dòng)電壓的電橋電路。
20. 如權(quán)利要求19所述的磁傳感器制造方法，其特征在于所述磁場(chǎng)檢測(cè)芯片 搭載工序是，將所述磁場(chǎng)檢測(cè)芯片搭載在所述基板上，以便直線形地配置具有 形成所述電橋電路的所述磁場(chǎng)檢測(cè)元件的若干所述磁場(chǎng)檢測(cè)芯片。
21. 如權(quán)利要求19所述的磁傳感器制造方法，其特征在于所述磁場(chǎng)檢測(cè)芯片 搭載工序是，將所述磁場(chǎng)檢測(cè)芯片搭載在所述基板上，使形成所述電橋電路的 所述若干》茲場(chǎng)4企測(cè)元件位于同 一平面上。
22. 如權(quán)利要求19所述的磁傳感器制造方法，其特征在于所述磁場(chǎng)檢測(cè)芯片 搭載工序是，將所述磁場(chǎng)檢測(cè)芯片搭載在基板上，從而使所述磁場(chǎng)檢測(cè)元件的 磁場(chǎng)檢測(cè)元件形成面的方向成為沿所述形成面相互旋轉(zhuǎn)180°的方向，其中所 述磁場(chǎng)檢測(cè)元件通過(guò)將所述電橋電路連接成對(duì)的方式檢測(cè)差動(dòng)電壓。
23. 如權(quán)利要求22所述的磁傳感器制造方法，其特征在于所述磁場(chǎng)檢測(cè)芯片 搭載工序是，將所述磁場(chǎng)檢測(cè)芯片搭載在基板上，從而使所述磁場(chǎng)檢測(cè)元件的 磁場(chǎng)檢測(cè)元件形成面的朝向相反，其中所述磁場(chǎng)檢測(cè)元件通過(guò)將所述電橋電路 連4妄成對(duì)的方式纟全測(cè)差動(dòng)電壓。
24. 如權(quán)利要求19所述的磁傳感器制造方法，其特征在于所述磁場(chǎng)檢測(cè)芯片 搭載工序是，使用在所述磁場(chǎng)檢測(cè)芯片制造工序中形成于同 一所述基體上的若 干磁場(chǎng)檢測(cè)元件形成所述電橋電路。
25.如權(quán)利要求24所述的磁傳感器制造方法，其特征在于所述磁場(chǎng)檢測(cè)芯片搭載工序是，使用在所述磁場(chǎng)檢測(cè)芯片制造工序中緊靠并形成于同一所述基體 上的若干磁場(chǎng)檢測(cè)元件形成所述電橋電3各。
全文摘要
本發(fā)明提供一種能夠?qū)崿F(xiàn)小型化和低成本化的磁傳感器。該磁傳感器包括磁場(chǎng)檢測(cè)芯片，該磁場(chǎng)檢測(cè)芯片具有檢測(cè)磁場(chǎng)的磁場(chǎng)檢測(cè)元件和輸出來(lái)自該磁場(chǎng)檢測(cè)元件輸出信號(hào)的輸出端子；基板，該基板在搭載磁場(chǎng)檢測(cè)芯片的同時(shí)還具有連接端子，該連接端子形成于磁場(chǎng)檢測(cè)芯片搭載面并與磁場(chǎng)檢測(cè)芯片的輸出端子連接；該磁傳感器的特征在于將磁場(chǎng)檢測(cè)芯片搭載在基板上，使得配置的磁場(chǎng)檢測(cè)芯片的輸出端子形成面不與基板的搭載面平行。特別是，配置的磁場(chǎng)檢測(cè)芯片的輸出端子形成面大致垂直于基板的搭載面。
文檔編號(hào)G01R33/09GK101369009SQ20081014619
公開(kāi)日2009年2月18日 申請(qǐng)日期2008年8月8日 優(yōu)先權(quán)日2007年8月14日
發(fā)明者莊司茂, 笠島多聞 申請(qǐng)人:新科實(shí)業(yè)有限公司;Tdk株式會(huì)社