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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024011975
(43)【公開日】2024-01-25
(54)【発明の名称】磁気センサ装置
(51)【国際特許分類】
G01R 33/09 20060101AFI20240118BHJP
【ＦＩ】
G01R33/09
【審査請求】未請求
【請求項の数】10
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022114350
(22)【出願日】2022-07-15
(71)【出願人】
【識別番号】000003067
【氏名又は名称】ＴＤＫ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110001357
【氏名又は名称】弁理士法人つばさ国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】山脇 和真
(72)【発明者】
【氏名】宮崎 州平
【テーマコード（参考）】
2G017
【Ｆターム（参考）】
2G017AA02
2G017AA03
2G017AC06
2G017AD55
2G017BA09
(57)【要約】
【課題】高い測定精度を有すると共に、さらなる薄型化に対応可能である磁気センサ装置を提供する。
【解決手段】この磁気センサ装置は、表面を有するセンサ基板と、表面に設けられ、１以上の磁気センサ素子を含むセンサ素子部とを備える。センサ基板は、表面に平行な平面視において、対向する２つの短辺と、対向する２つの長辺と、表面と略直交する厚さ方向の全部または一部がそれぞれ面取りされた４つの角部とを含む略八角形の外縁を有する。センサ基板の長辺の長さに対する、角部の長辺に沿った長さの比が０．３９以下である。
【選択図】図３Ａ
【解決手段】この磁気センサ装置は、表面を有するセンサ基板と、表面に設けられ、１以上の磁気センサ素子を含むセンサ素子部とを備える。センサ基板は、表面に平行な平面視において、対向する２つの短辺と、対向する２つの長辺と、表面と略直交する厚さ方向の全部または一部がそれぞれ面取りされた４つの角部とを含む略八角形の外縁を有する。センサ基板の長辺の長さに対する、角部の長辺に沿った長さの比が０．３９以下である。
【選択図】図３Ａ
【特許請求の範囲】
【請求項1】
表面を有するセンサ基板と、
前記表面に設けられ、１以上の磁気センサ素子を含むセンサ素子部と
を備え、
前記センサ基板は、前記表面に平行な平面視において、対向する２つの短辺と、対向する２つの長辺と、前記表面と略直交する厚さ方向の全部または一部がそれぞれ面取りされた４つの角部とを含む略八角形の外縁を有し、
前記センサ基板の長辺の長さに対する、前記角部の前記長辺に沿った長さの比が０．３９以下である
磁気センサ装置。
前記表面に設けられ、１以上の磁気センサ素子を含むセンサ素子部と
を備え、
前記センサ基板は、前記表面に平行な平面視において、対向する２つの短辺と、対向する２つの長辺と、前記表面と略直交する厚さ方向の全部または一部がそれぞれ面取りされた４つの角部とを含む略八角形の外縁を有し、
前記センサ基板の長辺の長さに対する、前記角部の前記長辺に沿った長さの比が０．３９以下である
磁気センサ装置。
【請求項2】
表面を有するセンサ基板と、
前記表面に設けられ、１以上の磁気センサ素子を含むセンサ素子部と
を備え、
前記センサ基板は、前記表面に平行な平面視において、対向する２つの短辺と、対向する２つの長辺と、前記表面と略直交する厚さ方向の全部または一部がそれぞれ面取りされた４つの角部とを含む略八角形の外縁を有し、
前記平面視において、前記センサ基板の長辺の長さに対する、前記センサ基板の外縁から前記センサ素子部までの最短距離の比が０．２８以上である
磁気センサ装置。
前記表面に設けられ、１以上の磁気センサ素子を含むセンサ素子部と
を備え、
前記センサ基板は、前記表面に平行な平面視において、対向する２つの短辺と、対向する２つの長辺と、前記表面と略直交する厚さ方向の全部または一部がそれぞれ面取りされた４つの角部とを含む略八角形の外縁を有し、
前記平面視において、前記センサ基板の長辺の長さに対する、前記センサ基板の外縁から前記センサ素子部までの最短距離の比が０．２８以上である
磁気センサ装置。
【請求項3】
前記平面視において、
前記センサ基板の外縁から前記センサ素子部までの最短距離が０．０１５ｍｍ以上である
請求項１記載の磁気センサ装置。
前記センサ基板の外縁から前記センサ素子部までの最短距離が０．０１５ｍｍ以上である
請求項１記載の磁気センサ装置。
【請求項4】
前記平面視において、
前記センサ基板の長辺の長さに対する、前記センサ基板の外縁から前記センサ素子部までの最短距離の比が０．２８以上である
請求項１に記載の磁気センサ装置。
前記センサ基板の長辺の長さに対する、前記センサ基板の外縁から前記センサ素子部までの最短距離の比が０．２８以上である
請求項１に記載の磁気センサ装置。
【請求項5】
前記平面視において、前記センサ基板の面積に対する前記センサ素子部の面積の比が０．６９以下である
請求項１記載の磁気センサ装置。
請求項１記載の磁気センサ装置。
【請求項6】
前記センサ素子部は、前記平面視において複数の頂点を含む略多角形状を有しており、
前記複数の頂点の少なくとも一部は、前記センサ基板のうちの面取りされた複数の角部と対向している
請求項１記載の磁気センサ装置。
前記複数の頂点の少なくとも一部は、前記センサ基板のうちの面取りされた複数の角部と対向している
請求項１記載の磁気センサ装置。
【請求項7】
前記センサ基板を支持する支持基板をさらに備え、
前記支持基板はＡＳＩＣ（特定用途向け集積回路）を有し、
前記センサ基板は、前記ＡＳＩＣと前記センサ素子部とを電気的に接続する電気配線を有する
請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の磁気センサ装置。
前記支持基板はＡＳＩＣ（特定用途向け集積回路）を有し、
前記センサ基板は、前記ＡＳＩＣと前記センサ素子部とを電気的に接続する電気配線を有する
請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の磁気センサ装置。
【請求項8】
前記センサ基板の厚さが２００μｍ以下である
請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の磁気センサ装置。
請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の磁気センサ装置。
【請求項9】
前記磁気センサ素子はＴＭＲ素子である
請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の磁気センサ装置。
請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の磁気センサ装置。
【請求項10】
面取りされた前記角部は、直線状の外縁、または、前記センサ基板の中央から遠ざかる方向へ湾曲した外縁を有する
請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の磁気センサ装置。
請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の磁気センサ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、磁気センサ装置に関する。
【背景技術】
【0002】
近年、種々の用途で、外部磁界の所定の方向の成分を検出するための磁気センサ装置が利用されている。磁気センサとしては、基板上に磁気検出素子を設けるようにしたものが知られている。磁気検出素子としては、例えば磁気抵抗効果素子が用いられる。
【0003】
例えば特許文献１には、支持体に一体に設けられた第１の磁気センサ、支持体、第１の磁界発生器および第２の磁界発生器を備えた磁気センサ装置が開示されている。特許文献１の磁気センサ装置では、第１の磁界発生器により第１の付加的磁界を発生すると共に第２の磁界発生器により第２の付加的磁界を発生することによって、外部磁界を第１の磁気センサによって精度よく検出するようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開２０２０－９４８８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
ところで、磁気センサを有する磁気センサ装置については、高い測定精度を有することに加え、より薄型であることが望まれる。
【0006】
よって、高い測定精度を有すると共に、さらなる薄型化に対応可能である磁気センサ装置が望まれる。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明の一実施態様としての磁気センサ装置は、表面を有するセンサ基板と、表面に設けられ、１以上の磁気センサ素子を含むセンサ素子部とを備える。センサ基板は、表面に平行な平面視において（すなわち、表面に平行な平面に直交する方向から見て）、対向する２つの短辺と、対向する２つの長辺と、表面と略直交する厚さ方向の全部または一部がそれぞれ面取りされた４つの角部とを含む略八角形の外縁を有する。センサ基板の長辺の長さに対する、角部の長辺に沿った長さの比が０．３９以下である。
【0008】
本発明の一実施態様としての磁気センサ装置では、センサ基板が、それぞれ面取りされた複数の角部を含む略多角柱状をなしている。このため、外力が印加された場合の、角部への応力集中が緩和される。
【発明の効果】
【0009】
本発明の一実施態様としての磁気センサ装置によれば、センサ基板が高い機械的強度を有する形状であることにより、センサ基板の薄型化が可能となる。また、センサ基板の角部への応力集中が緩和されるので、センサ基板に載置されたセンサ素子部に対する歪みも緩和され、測定精度への影響も低減される。よって、高い測定精度を確保しつつ、さらなる薄型化に対応することができる。
なお、本発明の効果はこれに限定されるものではなく、以下に記載のいずれの効果であってもよい。
なお、本発明の効果はこれに限定されるものではなく、以下に記載のいずれの効果であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【図1A】本発明の一実施の形態に係る角度センサ装置の全体構成例を表す第１の斜視図である。
【図1B】本発明の一実施の形態に係る角度センサ装置の全体構成例を表す第２の斜視図である。
【図6A】実施例１～７の角度センサ装置の角度検出誤差を表す特性図である。
【図6B】実施例１～７の角度センサ装置における、センサ基板の長辺の長さに対するセンサ基板の外縁からセンサ素子部までの最短距離の比を表す特性図である。
【図7】本発明の第１変形例としての角度センサ装置のセンサ基板を表す平面図である。
【図8A】本発明の第２変形例としての角度センサ装置のセンサチップの外観を表す斜視図である。
【図8B】本発明の第３変形例としての角度センサ装置のセンサチップの外観を表す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【0011】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、説明は以下の順序で行う。
０．経緯
１．一実施の形態：磁気抵抗効果素子を有する角度センサ装置の例。
１．１ 角度センサ装置１の構成
１．２ 角度センサ装置１の製造方法
１．３ 作用および効果
２．実施例
０．経緯
１．一実施の形態：磁気抵抗効果素子を有する角度センサ装置の例。
１．１ 角度センサ装置１の構成
１．２ 角度センサ装置１の製造方法
１．３ 作用および効果
２．実施例
【0012】
＜０．経緯＞
従来、外部磁場の変化を検知するなどしてある物体の姿勢や回転角度などを検出する角度センサ装置が使用されている。そのような角度センサ装置は、回転動作などの姿勢が変化する動作を行う物体に取り付けられ、その物体と共に回転動作等を行うことが多い。そのため、角度センサ装置自体の軽量化が求められている。また、より高度の測定精度も要求されることから、より多数のセンサ素子を限られた領域内に高密度で実装することが望まれる。
従来、外部磁場の変化を検知するなどしてある物体の姿勢や回転角度などを検出する角度センサ装置が使用されている。そのような角度センサ装置は、回転動作などの姿勢が変化する動作を行う物体に取り付けられ、その物体と共に回転動作等を行うことが多い。そのため、角度センサ装置自体の軽量化が求められている。また、より高度の測定精度も要求されることから、より多数のセンサ素子を限られた領域内に高密度で実装することが望まれる。
【0013】
そこで本出願人は、上記課題に鑑みて検討および改良を重ねた結果、高い測定精度を有すると共に、さらなる薄型化に対応することのできる角度センサ装置を提供するに至った。
【0014】
＜１．第１の実施の形態＞
［１．１ 角度センサ装置１の構成］
最初に、図１Ａから図４を参照して、本発明の一実施の形態としての角度センサ装置１の構成について説明する。角度センサ装置１は、本発明の「磁気センサ装置」に対応する一具体例である。
［１．１ 角度センサ装置１の構成］
最初に、図１Ａから図４を参照して、本発明の一実施の形態としての角度センサ装置１の構成について説明する。角度センサ装置１は、本発明の「磁気センサ装置」に対応する一具体例である。
【0015】
図１Ａおよび図１Ｂは、角度センサ装置１の全体構成例を表す斜視図である。図２は、角度センサ装置１の任意の断面を模式的に表す断面図である。図１Ｂに示したように、角度センサ装置１は、支持基板２と、センサチップ３と、配線層４と、はんだボール５とを備えている。図２に示したように、センサチップ３は、支持基板２に積層配置されている。より具体的には、センサチップ３は、支持基板２の表面２ＦＳに設けられている。センサチップ３は、配線層４に覆われている。支持基板２の表面２ＦＳと反対側の裏面２ＢＳには、保護膜６が設けられていてもよい。
【0016】
なお、図１Ａ～図２などに示したように、本実施の形態では、支持基板２およびセンサチップ３は、互いに直交するＸ軸方向およびＹ軸方向を含むＸＹ面に沿ってそれぞれ広がっている。また、本実施の形態では、支持基板２およびセンサチップ３の厚さ方向をＺ軸方向としている。
【0017】
（支持基板２）
支持基板２は、例えばＡＳＩＣ（特定用途向け集積回路）を有する基板である。支持基板２の表面２ＦＳには、端子部２１，２２が設けられている。
支持基板２は、例えばＡＳＩＣ（特定用途向け集積回路）を有する基板である。支持基板２の表面２ＦＳには、端子部２１，２２が設けられている。
【0018】
（センサチップ３）
図３Ａは、センサチップ３の外観を模式的に表す斜視図である。図３Ａに示した構成例では、センサチップ３は、略八角形の平面形状を有する略八角柱状の外観を有している。センサチップ３は、センサ基板３１と、センサ素子部３２と、保護層３３とを有する。図３Ｂは、センサチップ３のレイアウトを模式的に表す平面図である。但し、図３Ｂでは、保護層３３の記載を省略している。センサ基板３１は、例えばシリコン基板である。センサ基板３１は、支持基板２とセンサチップ３との積層方向（Ｚ軸方向）に相当する厚さ方向の全体に亘ってそれぞれ面取りされた複数の角部Ｃを含む、略多角柱状の外観を有している。なお、センサ基板３１は、Ｚ軸方向と略直交する表面３１ＦＳを有している。本発明でいう「面取りされた」とは、平面視において、他の輪郭線に対して平行および垂直のいずれでもない斜め方向に延在する輪郭線を含む形状を有する状態をいう。図３Ａおよび図３Ｂの構成例では、センサ基板３１は、４つの角部Ｃ１～Ｃ４を含む略八角柱状の外観を有している。また、図３Ａおよび図３Ｂの構成例では、面取りされた複数の角部Ｃ１～Ｃ４は、いずれも、Ｘ軸方向およびＹ軸方向の双方に対して略４５°の角度で傾斜する直線状の外縁３ＸＹを有している。したがって、センサ基板３１は、平面視において、例えばＸ軸方向に延びる２つの外縁３Ｘと、Ｙ軸方向に延びる２つの外縁３Ｙと、それら２つの外縁３Ｘと２つの外縁３Ｙとを繋ぐ４つの傾斜した外縁３ＸＹとを含む略八角形状の輪郭を有している。
図３Ａは、センサチップ３の外観を模式的に表す斜視図である。図３Ａに示した構成例では、センサチップ３は、略八角形の平面形状を有する略八角柱状の外観を有している。センサチップ３は、センサ基板３１と、センサ素子部３２と、保護層３３とを有する。図３Ｂは、センサチップ３のレイアウトを模式的に表す平面図である。但し、図３Ｂでは、保護層３３の記載を省略している。センサ基板３１は、例えばシリコン基板である。センサ基板３１は、支持基板２とセンサチップ３との積層方向（Ｚ軸方向）に相当する厚さ方向の全体に亘ってそれぞれ面取りされた複数の角部Ｃを含む、略多角柱状の外観を有している。なお、センサ基板３１は、Ｚ軸方向と略直交する表面３１ＦＳを有している。本発明でいう「面取りされた」とは、平面視において、他の輪郭線に対して平行および垂直のいずれでもない斜め方向に延在する輪郭線を含む形状を有する状態をいう。図３Ａおよび図３Ｂの構成例では、センサ基板３１は、４つの角部Ｃ１～Ｃ４を含む略八角柱状の外観を有している。また、図３Ａおよび図３Ｂの構成例では、面取りされた複数の角部Ｃ１～Ｃ４は、いずれも、Ｘ軸方向およびＹ軸方向の双方に対して略４５°の角度で傾斜する直線状の外縁３ＸＹを有している。したがって、センサ基板３１は、平面視において、例えばＸ軸方向に延びる２つの外縁３Ｘと、Ｙ軸方向に延びる２つの外縁３Ｙと、それら２つの外縁３Ｘと２つの外縁３Ｙとを繋ぐ４つの傾斜した外縁３ＸＹとを含む略八角形状の輪郭を有している。
【0019】
センサ素子部３２は、センサ基板３１の表面３１ＦＳ上の中央領域に設けられている。センサ素子部３２は、１以上の磁気センサ素子Ｅを含んでいる。磁気センサ素子Ｅは、例えばトンネル磁気抵抗効果素子（以下、ＴＭＲ素子という。）である。センサ素子部３２は、複数のセンサ素子群を有している。図３Ｂの構成例では、センサ素子部３２は、マトリックス状に配列された４つのセンサ素子群Ｇ１～Ｇ４を有している。センサ素子群Ｇ１～Ｇ４は、それぞれ、例えばマトリックス状に配列された４つの磁気センサ素子Ｅ１～Ｅ４を含んでいる。磁気センサ素子Ｅ１～Ｅ４は、例えば複数のＴＭＲ膜と、それら複数のＴＭＲ膜を直列接続する複数の配線とによって構成されている。磁気センサ素子Ｅ１～Ｅ４は、例えば図４に示したフルブリッジ回路８の抵抗部Ｒ１～Ｒ４を構成している。なお、図４は、角度センサ装置１の回路構成例を表す回路図である。角度センサ装置１は、例えばフルブリッジ回路８と、差分検出器ＡＭＰと、演算回路９とを有している。角度センサ装置１は、フルブリッジ回路８の接続点Ｔ１から得られる電位と接続点Ｔ２から得られる電位との差分に基づき、センサチップ３に対する外部磁場の変化を検出可能に構成されている。
【0020】
フルブリッジ回路８は、４つの抵抗部Ｒ１～Ｒ４を含んでいる。抵抗部Ｒ１は磁気センサ素子Ｅ１により構成され、抵抗部Ｒ２は磁気センサ素子Ｅ２により構成され、抵抗部Ｒ３は磁気センサ素子Ｅ３により構成され、抵抗部Ｒ４は磁気センサ素子Ｅ４により構成されている。フルブリッジ回路８は、直列接続された抵抗部Ｒ１および抵抗部Ｒ２と、直列接続された抵抗部Ｒ３および抵抗部Ｒ４とが、互いに並列接続されてなるものである。より具体的には、フルブリッジ回路８は、抵抗部Ｒ１の一端と抵抗部Ｒ２の一端とが接続点Ｔ１において接続され、抵抗部Ｒ３の一端と抵抗部Ｒ４の一端とが接続点Ｔ２において接続され、抵抗部Ｒ１の他端と抵抗部Ｒ４の他端とが接続点Ｔ３において接続され、抵抗部Ｒ２の他端と抵抗部Ｒ３の他端とが接続点Ｔ４において接続されている。接続点Ｔ３は電源Ｖｃｃと接続されており、接続点Ｔ４は接地端子ＧＮＤと接続されている。接続点Ｔ１および接続点Ｔ２は、それぞれ、差分検出器ＡＭＰの入力側端子と接続されている。
【0021】
抵抗部Ｒ１～Ｒ４は、それぞれ、検出対象である信号磁場の変化を検出可能である。例えば抵抗部Ｒ１，Ｒ３は、＋Ｙ方向の信号磁場の印加により抵抗値が減少し、－Ｙ方向の信号磁場の印加により抵抗値が増加する。一方、抵抗部Ｒ２，Ｒ４は、＋Ｙ方向の信号磁場の印加により抵抗値が増加し、－Ｙ方向の信号磁場の印加により抵抗値が減少する。したがって、抵抗部Ｒ１，Ｒ３と抵抗部Ｒ２，Ｒ４とは、信号磁場の変化に応じて互いに例えば１８０°位相の異なる信号を出力する。フルブリッジ回路８から取り出された信号は差分検出器ＡＭＰに流入する。差分検出器ＡＭＰは、接続点Ｔ３と接続点Ｔ４との間に電圧が印加されたときの接続点Ｔ１と接続点Ｔ２との間の電位差、すなわち、抵抗部Ｒ１および抵抗部Ｒ４のそれぞれに生ずる電圧降下の差分を検出し、差分信号ＳＬとして演算回路９へ向けて出力するようになっている。
【0022】
センサ素子部３２は、平面視において複数の頂点Ｖを含む略多角形状の輪郭を有している。ここで、複数の頂点Ｖの少なくとも一部は、センサ基板３１のうちの面取りされた複数の角部Ｃと対向している。図３Ａおよび図３Ｂの構成例では、センサ素子部３２は、平面視において４つの頂点Ｖ１～Ｖ４を含む略矩形（長方形もしくは正方形）状の輪郭を有している。頂点Ｖ１～Ｖ４は、それぞれ、センサ基板３１の面取りされた４つの角部Ｃ１～Ｃ４とそれぞれ対向している。
【0023】
センサチップ３では、厚さ方向（Ｚ軸方向）と直交するＸＹ面内方向において、センサ基板３１の外縁からセンサ素子部３２までの最短距離Ｄは０．０１５ｍｍ以上である。図３Ａおよび図３Ｂの構成例では、４つの角部Ｃ１～Ｃ４の外縁３ＸＹと、センサ素子部３２の４つの頂点Ｖ１～Ｖ４との距離Ｄ１～Ｄ４が互いに等しく、いずれも最短距離Ｄとなっている。
【0024】
センサ基板３１は、Ｘ軸方向に長さＬＸを有すると共にＹ軸方向に長さＬＹを有する。図３Ｂでは、長さＬＸと長さＬＹとが互いに実質的に等しい場合を例示しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、長さＬＸと長さＬＹとが互いに異なっていてもよい。長さＬＸおよび長さＬＹは、例えばいずれも０．６４ｍｍ程度である。その場合、４つの角部Ｃ１～Ｃ４における、Ｘ軸方向の長さＬＣＸおよびＹ軸方向の長さＬＣＹは、それぞれ０ｍｍ超０．２ｍｍ以下であるとよい。また、ＸＹ面内方向において、センサ基板３１の長辺、すなわち外縁３Ｘもしくは外縁３Ｙのいずれか長いほうの長さＬ３Ｘもしくは長さＬ３Ｙに対する、センサ基板３１の外縁３ＸＹからセンサ素子部３２までの最短距離Ｄの比（Ｄ／Ｌ３Ｘ）または比（Ｄ／Ｌ３Ｙ）が０．２８以上であるとよい。なお、センサチップ３の厚さＺ３は、例えば２００μｍ以下であるとよい。
【0025】
また、センサチップ３では、センサ基板３１の長辺の長さ、すなわち、長さＬ３Ｘおよび長さＬ３Ｙのうちの長いほうに対する、角部Ｃ１～Ｃ４の長辺に沿った長さＬＣＸ（ＬＣＹ）の比（ＬＣＸ／Ｌ３Ｘ（またはＬＣＹ／Ｌ３Ｙ））が０．３９以下であるとよい。
【0026】
また、センサチップ３では、厚さ方向と直交する平面視において、すなわちＸＹ面内において、センサ基板３１の面積に対するセンサ素子部３２の面積の比が０．６９以下であるとよい。
【0027】
（配線層４）
配線層４は、図２に示したように、例えば３層の樹脂層４Ａ～４Ｃからなる積層構造を有する。樹脂層４Ａ～４Ｃは、例えばポリイミドにより構成されており、センサチップ３を覆うように設けられている。配線層４には配線群７が埋設されている。配線群７は、例えば配線７１および配線７２を有する。配線７１は、支持基板２の端子部２１とはんだボール５とを電気的に接続している。配線７２は、支持基板２の端子部２２とセンサチップ３とを電気的に接続している。
配線層４は、図２に示したように、例えば３層の樹脂層４Ａ～４Ｃからなる積層構造を有する。樹脂層４Ａ～４Ｃは、例えばポリイミドにより構成されており、センサチップ３を覆うように設けられている。配線層４には配線群７が埋設されている。配線群７は、例えば配線７１および配線７２を有する。配線７１は、支持基板２の端子部２１とはんだボール５とを電気的に接続している。配線７２は、支持基板２の端子部２２とセンサチップ３とを電気的に接続している。
【0028】
［１．２ 角度センサ装置１の製造方法］
続いて、図２に加えて図５Ａから図５Ｇを参照して、本発明の一実施の形態としての角度センサ装置１の製造方法について説明する。図５Ａから図５Ｇは、角度センサ装置１の製造方法の一例における各工程を表す模式図である。
続いて、図２に加えて図５Ａから図５Ｇを参照して、本発明の一実施の形態としての角度センサ装置１の製造方法について説明する。図５Ａから図５Ｇは、角度センサ装置１の製造方法の一例における各工程を表す模式図である。
【0029】
まず、図５Ａに示したように、例えばシリコン基板からなるセンサ基板３１を用意したのち、その表面３１ＦＳに、センサ素子部３２がそれぞれ埋設された保護層３３を複数形成する。その際、隣り合う保護層３３同士が離間するように、すなわち隙間３３Ｇが生じるように、複数の保護層３３を形成する。複数の保護層３３の外縁は、それぞれ例えば略八角形の平面形状を有するようにする。
【0030】
次に、図５Ｂに示したように、隙間３３Ｇに露出しているセンサ基板３１の表面３１ＦＳを掘り下げて溝３１Ｕを形成する。溝３１Ｕの形成には、例えば反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）を用いることができる。その際、センサ基板３１の外縁が保護層３３の外縁と実質的に同じ略八角形の平面形状を有するように溝３１Ｕを形成する。
【0031】
次に、図５Ｃに示したように、センサ素子部３２の表面にテープ３４を貼り付けたのち、回転する砥石などを用いてセンサ基板３１の裏面を研磨し、センサ基板３１の厚さ方向の一部を全体に亘って除去する。研磨は溝３１Ｕの底面に達するまで行う。こうすることにより、図５Ｄに示したように、個片化されたセンサチップ３が複数形成される。この段階では、個片化された複数のセンサチップ３は、テープ３４に貼りついた状態となっている。なお、図５Ｄは、図５Ｃに示したセンサチップ３およびテープ３４の姿勢と天地が反対となっている。
【0032】
次に、図５Ｅに示したように、ピックアップコレット３５をセンサ基板３１の裏面３１ＢＳに吸着させた状態で、テープ３４の一部をピン３６により突き上げることにより、センサチップ３を１つずつピックアップする。
【0033】
そののち、図５Ｆに示したように、ボンディングコレット３７によりセンサチップ３の保護層３３の表面３３ＦＳを吸着保持させると共にピックアップコレット３５をセンサ基板３１から離脱させる。なお、図５Ｆは、図５Ｅに示したセンサチップ３の姿勢と天地が反対となっている。
【0034】
次いで、図５Ｇに示したように、用意した支持基板２の表面２ＦＳに、センサ基板３１の裏面３１ＢＳを接着剤などにより接着する。これにより、センサチップ３を支持基板２に固定する。
【0035】
続いて、ポリイミドなどの樹脂により、支持基板２に設けられたセンサチップ３を覆うように配線層４を形成する。そののち、フォトリソグラフィ法により配線層４の一部を選択的に除去し、めっき法などにより配線７１，７２を形成する。最後に、はんだボール５を形成する。必要に応じて保護膜６を支持基板２の裏面２ＢＳに形成するようにしてもよい。
【0036】
以上により、本実施の形態の角度センサ装置１が完成する。
【0037】
［１．３ 作用および効果］
本実施の形態の角度センサ装置１によれば、センサ基板３１が、それぞれ面取りされた複数の角部Ｃを含む略多角柱状をなしている。このため、センサ基板３１に外力が印加された場合に、角部Ｃへの応力集中が緩和される。よって、センサ基板３１は、高い機械的強度を有する形状であるので、センサ基板３１の薄型化が可能となる。
本実施の形態の角度センサ装置１によれば、センサ基板３１が、それぞれ面取りされた複数の角部Ｃを含む略多角柱状をなしている。このため、センサ基板３１に外力が印加された場合に、角部Ｃへの応力集中が緩和される。よって、センサ基板３１は、高い機械的強度を有する形状であるので、センサ基板３１の薄型化が可能となる。
【0038】
ところが、センサ基板３１が、仮に４つの角部が面取りされていない矩形状の平面形状を有する四角柱状である場合、センサ基板３１に外力が印加されると４つの角部に応力が集中することになる。このため、例えば製造過程において、図５Ｅに示したように個片化されたセンサチップ３をピックアップする際にピン３６による突き上げがなされると、センサチップ３が割れてしまうことがある。これに対し本実施の形態では、センサ基板３１が面取りされた形状を有するので、そのような破損を回避することができる。
【0039】
また、角度センサ装置１では、センサ基板３１の角部Ｃへの応力集中が緩和されるので、センサ基板３１に載置されたセンサ素子部に対する歪みも緩和され、測定精度への影響も低減される。したがって、角度センサ装置１によれば、高い測定精度を確保しつつ、さらなる薄型化に対応することができる。
【0040】
＜２．実施例＞
（実施例１～７）
次に、図１などに示した上記一実施の形態の角度センサ装置１の性能について調査した。具体的には、図３Ａ，３Ｂなどに示したセンサチップ３を備えた角度センサ装置１を作製し、最大の角度誤差［°］をシミュレーションにより求めた。但し、センサ基板３１において、長さＬＸおよび長さＬＹをいずれも０．６４ｍｍとし、角部Ｃ１～Ｃ４の長さＬＣＸ，ＬＣＹをそれぞれ０．０２～０．１４ｍｍとした。すなわち、比（ＬＣＸ／Ｌ３Ｘ）および比（ＬＣＹ／Ｌ３Ｙ）を０．０３から０．３９程度とした。また、センサチップ３の厚さＺ３を２００μｍとした。シミュレーションにより求めた比（ＬＣＸ／Ｌ３Ｘ）および比（ＬＣＹ／Ｌ３Ｙ）と角度誤差［°］との関係を図６Ａに示す。さらに、図６Ｂに、比（ＬＣＸ／Ｌ３Ｘ）および比（ＬＣＹ／Ｌ３Ｙ）と比（Ｄ／Ｌ３Ｘ）および比（Ｄ／Ｌ３Ｙ）との関係を示す。
（実施例１～７）
次に、図１などに示した上記一実施の形態の角度センサ装置１の性能について調査した。具体的には、図３Ａ，３Ｂなどに示したセンサチップ３を備えた角度センサ装置１を作製し、最大の角度誤差［°］をシミュレーションにより求めた。但し、センサ基板３１において、長さＬＸおよび長さＬＹをいずれも０．６４ｍｍとし、角部Ｃ１～Ｃ４の長さＬＣＸ，ＬＣＹをそれぞれ０．０２～０．１４ｍｍとした。すなわち、比（ＬＣＸ／Ｌ３Ｘ）および比（ＬＣＹ／Ｌ３Ｙ）を０．０３から０．３９程度とした。また、センサチップ３の厚さＺ３を２００μｍとした。シミュレーションにより求めた比（ＬＣＸ／Ｌ３Ｘ）および比（ＬＣＹ／Ｌ３Ｙ）と角度誤差［°］との関係を図６Ａに示す。さらに、図６Ｂに、比（ＬＣＸ／Ｌ３Ｘ）および比（ＬＣＹ／Ｌ３Ｙ）と比（Ｄ／Ｌ３Ｘ）および比（Ｄ／Ｌ３Ｙ）との関係を示す。
【0041】
（比較例１）
面取りされた角部を有しないこと除き、すなわち長さＬＣＸ，ＬＣＹをいずれも０ｍｍとしたことを除き、他の条件は実施例１～７と同様のセンサチップ３を備えた角度センサ装置１を作製し、実施例１～７と同様の評価を実施した。その結果を図６Ａおよび図６Ｂに併せて示す。
面取りされた角部を有しないこと除き、すなわち長さＬＣＸ，ＬＣＹをいずれも０ｍｍとしたことを除き、他の条件は実施例１～７と同様のセンサチップ３を備えた角度センサ装置１を作製し、実施例１～７と同様の評価を実施した。その結果を図６Ａおよび図６Ｂに併せて示す。
【0042】
（比較例２，３）
センサ基板３１において、長さＬＸおよび長さＬＹをいずれも０．６４ｍｍとし、角部Ｃ１～Ｃ４の長さＬＣＸ，ＬＣＹをそれぞれ０．１６ｍｍおよび０．２０ｍｍとした。すなわち、比（ＬＣＸ／Ｌ３Ｘ）および比（ＬＣＹ／Ｌ３Ｙ）を０．５０および０．８３程度とした。そのこと除き、他の条件は実施例１～７と同様のセンサチップ３を備えた角度センサ装置１を作製し、実施例１～７と同様の評価を実施した。その結果を図６Ａおよび図６Ｂに併せて示す。
センサ基板３１において、長さＬＸおよび長さＬＹをいずれも０．６４ｍｍとし、角部Ｃ１～Ｃ４の長さＬＣＸ，ＬＣＹをそれぞれ０．１６ｍｍおよび０．２０ｍｍとした。すなわち、比（ＬＣＸ／Ｌ３Ｘ）および比（ＬＣＹ／Ｌ３Ｙ）を０．５０および０．８３程度とした。そのこと除き、他の条件は実施例１～７と同様のセンサチップ３を備えた角度センサ装置１を作製し、実施例１～７と同様の評価を実施した。その結果を図６Ａおよび図６Ｂに併せて示す。
【0043】
図６Ａに示した結果から、面取りされた角部の長さＬＣＸ，ＬＣＹが０より大きく０．１４ｍｍ以下であれば、すなわち、比（ＬＣＸ／Ｌ３Ｘ（またはＬＣＹ／Ｌ３Ｙ））が０．３９以下であれば、面取りされた角部を有しない矩形状のセンサチップを備えた比較例１よりも角度誤差を低減できることがわかった。また、図６Ｂに示したように、比（Ｄ／Ｌ３Ｘ（または（Ｄ／Ｌ３Ｙ））が０．２８以上であれば、比（ＬＣＸ／Ｌ３Ｘ（またはＬＣＹ／Ｌ３Ｙ））を０．３９以下とすることができることがわかった。
【0044】
以上説明した実施形態および実施例は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。したがって、上記実施形態等に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。すなわち、本発明は上記実施の形態等に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。
【0045】
例えば上記実施の形態の角度センサ装置１では、平面形状が略八角形のセンサ基板３１を例示したが、本発明はこれに限定されるものではない。センサ基板の外縁の平面形状は、７以下、または９以上の頂点を有する多角形状であってもよい。また、面取りされた複数の角部は、直線状の外縁を有するものに限定されるものではなく、例えば図７に示した第１変形例としてのセンサ基板３１Ａのように、センサ基板の中央から遠ざかる方向へ湾曲した外縁を有するものであってもよい。
【0046】
また、上記実施の形態の角度センサ装置１のセンサチップ３では、角部Ｃ１～Ｃ４が、表面３１ＦＳと略直交する厚さ方向の全部が面取りされているが、本開示はこれに限定されるものではない。例えば図８Ａに示した第２変形例としてのセンサチップ３Ａのように、角部Ｃ１～Ｃ４においてセンサ基板３１の厚さ方向の一部のみが面取りされたものであってもよい。さらには、図８Ｂに示した第３変形例としてのセンサチップ３Ｂのように、角部Ｃ１～Ｃ４におけるセンサ基板３１の面取り部分の幅が徐々に変化するものであってもよい。すなわち、センサ基板３１の表面３１ＦＳの輪郭が面取り部分を含んでいればよい。
【0047】
また、本願発明は以下のような構成を取り得るものである。
（１）
表面を有するセンサ基板と、
前記表面に設けられ、１以上の磁気センサ素子を含むセンサ素子部と
を備え、
前記センサ基板は、前記表面に平行な平面視において、対向する２つの短辺と、対向する２つの長辺と、前記表面と略直交する厚さ方向の全部または一部がそれぞれ面取りされた４つの角部とを含む略八角形の外縁を有し、
前記センサ基板の長辺の長さに対する、前記角部の前記長辺に沿った長さの比が０．３９以下である
磁気センサ装置。
（２）
表面を有するセンサ基板と、
前記表面に設けられ、１以上の磁気センサ素子を含むセンサ素子部と
を備え、
前記センサ基板は、前記表面に平行な平面視において、対向する２つの短辺と、対向する２つの長辺と、前記表面と略直交する厚さ方向の全部または一部がそれぞれ面取りされた４つの角部とを含む略八角形の外縁を有し、
前記平面視において、前記センサ基板の長辺の長さに対する、前記センサ基板の外縁から前記センサ素子部までの最短距離の比が０．２８以上である
磁気センサ装置。
（３）
前記平面視において、
前記センサ基板の外縁から前記センサ素子部までの最短距離が０．０１５ｍｍ以上である
上記（１）または（２）に記載の磁気センサ装置。
（４）
前記平面視において、
前記センサ基板の長辺の長さに対する、前記センサ基板の外縁から前記センサ素子部までの最短距離の比が０．２８以上である
上記（１）に記載の磁気センサ装置。
（５）
前記平面視において、前記センサ基板の面積に対する前記センサ素子部の面積の比が０．６９以下である
上記（１）から（４）のいずれか１つに記載の磁気センサ装置。
（６）
前記センサ素子部は、前記平面視において複数の頂点を含む略多角形状を有しており、
前記複数の頂点の少なくとも一部は、前記センサ基板のうちの面取りされた複数の角部と対向している
上記（１）から（５）のいずれか１つに記載の磁気センサ装置。
（７）
前記センサ基板を支持する支持基板をさらに備え、
前記支持基板はＡＳＩＣ（特定用途向け集積回路）を有し、
前記センサ基板は、前記ＡＳＩＣと前記センサ素子部とを電気的に接続する電気配線を有する
上記（１）から（６）のいずれか１つに記載の磁気センサ装置。
（８）
前記センサ基板の厚さが２００μｍ以下である
上記（１）から（７）のいずれか１つに記載の磁気センサ装置。
（９）
前記磁気センサ素子はＴＭＲ素子である
上記（１）から（８）のいずれか１つに記載の磁気センサ装置。
（１０）
面取りされた前記角部は、直線状の外縁、または、前記センサ基板の中央から遠ざかる方向へ湾曲した外縁を有する
上記（１）から（９）のいずれか１つに記載の磁気センサ装置。
（１）
表面を有するセンサ基板と、
前記表面に設けられ、１以上の磁気センサ素子を含むセンサ素子部と
を備え、
前記センサ基板は、前記表面に平行な平面視において、対向する２つの短辺と、対向する２つの長辺と、前記表面と略直交する厚さ方向の全部または一部がそれぞれ面取りされた４つの角部とを含む略八角形の外縁を有し、
前記センサ基板の長辺の長さに対する、前記角部の前記長辺に沿った長さの比が０．３９以下である
磁気センサ装置。
（２）
表面を有するセンサ基板と、
前記表面に設けられ、１以上の磁気センサ素子を含むセンサ素子部と
を備え、
前記センサ基板は、前記表面に平行な平面視において、対向する２つの短辺と、対向する２つの長辺と、前記表面と略直交する厚さ方向の全部または一部がそれぞれ面取りされた４つの角部とを含む略八角形の外縁を有し、
前記平面視において、前記センサ基板の長辺の長さに対する、前記センサ基板の外縁から前記センサ素子部までの最短距離の比が０．２８以上である
磁気センサ装置。
（３）
前記平面視において、
前記センサ基板の外縁から前記センサ素子部までの最短距離が０．０１５ｍｍ以上である
上記（１）または（２）に記載の磁気センサ装置。
（４）
前記平面視において、
前記センサ基板の長辺の長さに対する、前記センサ基板の外縁から前記センサ素子部までの最短距離の比が０．２８以上である
上記（１）に記載の磁気センサ装置。
（５）
前記平面視において、前記センサ基板の面積に対する前記センサ素子部の面積の比が０．６９以下である
上記（１）から（４）のいずれか１つに記載の磁気センサ装置。
（６）
前記センサ素子部は、前記平面視において複数の頂点を含む略多角形状を有しており、
前記複数の頂点の少なくとも一部は、前記センサ基板のうちの面取りされた複数の角部と対向している
上記（１）から（５）のいずれか１つに記載の磁気センサ装置。
（７）
前記センサ基板を支持する支持基板をさらに備え、
前記支持基板はＡＳＩＣ（特定用途向け集積回路）を有し、
前記センサ基板は、前記ＡＳＩＣと前記センサ素子部とを電気的に接続する電気配線を有する
上記（１）から（６）のいずれか１つに記載の磁気センサ装置。
（８）
前記センサ基板の厚さが２００μｍ以下である
上記（１）から（７）のいずれか１つに記載の磁気センサ装置。
（９）
前記磁気センサ素子はＴＭＲ素子である
上記（１）から（８）のいずれか１つに記載の磁気センサ装置。
（１０）
面取りされた前記角部は、直線状の外縁、または、前記センサ基板の中央から遠ざかる方向へ湾曲した外縁を有する
上記（１）から（９）のいずれか１つに記載の磁気センサ装置。
【符号の説明】
【0048】
１…角度センサ装置、２…支持基板、３，３Ａ，３Ｂ…センサチップ、３１…センサ基板、３２…センサ素子部、３２Ａ～３２Ｄ…センサ素子群、３３…保護層、３４…テープ、４…配線層、５…はんだボール、６…保護膜、７…配線群、７１，７２…配線、８…フルブリッジ回路。
【図1A】
【図1B】
【図2】
【図3A】
【図3B】
【図4】
【図5A】
【図5B】
【図5C】
【図5D】
【図5E】
【図5F】
【図5G】
【図6A】
【図6B】
【図7】
【図8A】
【図8B】