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公開番号2024179269
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-12-26
出願番号2023097982
出願日2023-06-14
発明の名称磁気センサ装置
出願人TDK株式会社
代理人個人,個人,個人
主分類G01R 33/09 20060101AFI20241219BHJP(測定;試験)
要約【課題】配線層の設計の自由度が高く、出力特性が安定した磁気センサ装置を提供する。
【解決手段】磁気センサ装置1は、第1層L1に形成された複数の磁気検出素子アレイ30と、第1層L1とは異なる第2層L2に形成され、複数の磁気検出素子アレイ30と電気的に接続された配線層4と、を備えている。複数の磁気検出素子アレイ30は、第1の磁気検出素子アレイ31及び第2の磁気検出素子アレイ32を含み、第1の磁気検出素子アレイ31と第2の磁気検出素子アレイ32とは、同数の磁気検出素子Eでそれぞれ構成され、第2層L2から第1層L1へ向かう面直方向Zにおいて、配線層4の輪郭O4に重なっている第1の磁気検出素子アレイ31の磁気検出素子E´の個数と、配線層4の輪郭O4に重なっている第2の磁気検出素子アレイ32の磁気検出素子E´の個数とが略同数である。
【選択図】図13
特許請求の範囲【請求項１】
第１層に形成された複数の磁気検出素子アレイと、
前記第１層とは異なる第２層に形成され、前記複数の磁気検出素子アレイと電気的に接続された配線層と、を備え、
前記複数の磁気検出素子アレイは、第１の磁気検出素子アレイ及び第２の磁気検出素子アレイを含み、前記第１の磁気検出素子アレイと前記第２の磁気検出素子アレイとは、同数の磁気検出素子でそれぞれ構成され、
前記第２層から前記第１層へ向かう面直方向において、前記配線層の輪郭に重なっている前記第１の磁気検出素子アレイの磁気検出素子の個数と、前記配線層の輪郭に重なっている前記第２の磁気検出素子アレイの磁気検出素子の個数とが略同数である、
磁気センサ装置。
続きを表示（約 1,100 文字）【請求項２】
第１層に形成された複数の磁気検出素子アレイと、
前記第１層とは異なる第２層に形成され、前記複数の磁気検出素子アレイと電気的に接続された配線層と、
前記第２層に形成され、前記複数の磁気検出素子アレイと電気的に接続されていないダミーパターンと、を備え、
前記複数の磁気検出素子アレイは、第１の磁気検出素子アレイ及び第２の磁気検出素子アレイを含み、前記第１の磁気検出素子アレイと前記第２の磁気検出素子アレイとは、同数の磁気検出素子でそれぞれ構成され、
前記第２層から前記第１層へ向かう面直方向において、前記配線層の輪郭に重なっている前記第１の磁気検出素子アレイの磁気検出素子の個数と、前記ダミーパターンの輪郭に重なっている前記第２の磁気検出素子アレイの磁気検出素子の個数とが略同数である、
磁気センサ装置。
【請求項３】
前記第１の磁気検出素子アレイ及び前記第２の磁気検出素子アレイは、ブリッジ回路の一部を構成するように出力ポートを挟んで直列に接続されている、
請求項１又は２に記載の磁気センサ装置。
【請求項４】
前記面直方向において、前記配線層に重なっている前記第１の磁気検出素子アレイの領域と、前記配線層に重なっている前記第２の磁気検出素子アレイの領域とが等積である、
請求項２に記載の磁気センサ装置。
【請求項５】
前記面直方向において、前記配線層に重なっている前記第１の磁気検出素子アレイの領域と、前記配線層に重なっている前記第２の磁気検出素子アレイの領域とが不等積である、
請求項１に記載の磁気センサ装置。
【請求項６】
前記面直方向において、前記配線層に重なっている前記第１の磁気検出素子アレイの領域と、前記ダミーパターンに重なっている前記第２の磁気検出素子アレイの領域とが等積である、
請求項２に記載の磁気センサ装置。
【請求項７】
前記面直方向において、前記配線層に重なっている前記第１の磁気検出素子アレイの領域と、前記ダミーパターンに重なっている前記第２の磁気検出素子アレイの領域とが不等積である、
請求項２に記載の磁気センサ装置。
【請求項８】
請求項１又は２に記載の磁気センサ装置を備えた、
角度センサ。
【請求項９】
請求項１又は２に記載の磁気センサ装置を備えた、
磁気コンパス。
【請求項１０】
請求項１又は２に記載の磁気センサ装置を備えた、
電流センサ。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、磁気センサ装置に関する。
続きを表示（約 1,800 文字）【背景技術】
【０００２】
磁気センサ装置は、磁性材料で構成された磁気検出素子を備えている。磁性材料に外力を加えると逆磁歪効果によって磁場に対する応答が変動してしまう。とりわけ、トンネル磁気抵抗効果素子は、ＭＲ比が大きい優れた出力特性を有する反面、外力によって出力特性が変動しやすい。
【０００３】
磁気センサ装置において、撓みのあるボンディングワイヤではなく撓みのない配線層によって磁気検出素子と外部とを導通するものも存在する。そのような磁気センサ装置では、温度変化によって膨張したり収縮したりする配線層の熱応力が磁気検出素子に作用するおそれがある。特許文献１には、半導体装置が加熱される際に配線層の熱変形に基づく応力が発生して配線層の応力がセンサ素子に到達するという課題を解決するべく、配線部が、センサ素子と半導体チップの厚さ方向に重ならない位置に配されている半導体装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２００５－２７７０３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかるに、特許文献１の半導体装置では、半導体チップの厚さ方向においてセンサ素子と重ならない位置に配線部を迂回させなければならないため、配線部のレイアウトが大きく制限されてしまう。
【０００６】
本開示は、このような事情に鑑みてなされたものであり、配線層の設計の自由度が高く、出力特性が安定した磁気センサ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本開示の一態様に係る磁気センサ装置は、第１層に形成された複数の磁気検出素子アレイと、第１層とは異なる第２層に形成され、複数の磁気検出素子アレイと電気的に接続された配線層と、を備えている。複数の磁気検出素子アレイは、第１の磁気検出素子アレイ及び第２の磁気検出素子アレイを含み、第１の磁気検出素子アレイと第２の磁気検出素子アレイとは、同数の磁気検出素子でそれぞれ構成され、第２層から第１層へ向かう面直方向において、配線層の輪郭に重なっている第１の磁気検出素子アレイの磁気検出素子の個数と、配線層の輪郭に重なっている第２の磁気検出素子アレイの磁気検出素子の個数とが略同数である。
【０００８】
本開示の他の一態様に係る磁気センサ装置は、第１層に形成された複数の磁気検出素子アレイと、第１層とは異なる第２層に形成され、複数の磁気検出素子アレイと電気的に接続された配線層と、第２層に形成され、複数の磁気検出素子アレイと電気的に接続されていないダミーパターンと、を備えている。複数の磁気検出素子アレイは、第１の磁気検出素子アレイ及び第２の磁気検出素子アレイを含み、第１の磁気検出素子アレイと第２の磁気検出素子アレイとは、同数の磁気検出素子でそれぞれ構成され、第２層から第１層へ向かう面直方向において、配線層の輪郭に重なっている第１の磁気検出素子アレイの磁気検出素子の個数と、ダミーパターンの輪郭に重なっている第２の磁気検出素子アレイの磁気検出素子の個数とが略同数である。
【０００９】
面直方向において配線層又はダミーパターンの輪郭に重なる位置は、配線層又はダミーパターンから熱応力の影響を受けやすい。これらの態様によれば、配線層又はダミーパターンの輪郭に重なっている磁気検出素子の個数が、第１の磁気検出素子アレイと第２の磁気検出素子アレイとで略同数であるため、第１の磁気検出素子アレイが受ける熱応力の影響と第２の磁気検出素子アレイが受ける熱応力の影響とが釣り合う。第１の磁気検出素子アレイと第２の磁気検出素子アレイとの間で抵抗比等が変化しにくいため、出力特性が安定した磁気センサを提供することができる。第１の磁気検出素子アレイ及び／又は第２の磁気検出素子アレイに重なるように配線層を配することができるため、全ての磁気検出素子アレイを迂回しなければならない場合と比べて配線層の設計の自由度を高めることができる。
【００１０】
上記態様において、第１の磁気検出素子アレイ及び第２の磁気検出素子アレイは、ブリッジ回路の一部を構成するように出力ポートを挟んで直列に接続されていてもよい。
（【００１１】以降は省略されています）

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