专利名称：磁传感器装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种磁传感器(sensor)装置，其检测在被检测体上具有的磁部等的磁信息。
背景技术：
以前所设计的各种磁传感器装置，检测在纸币等被检测体中所含的磁部或磁信息。
例如，在专利文献l中示出了在基板上形成蜿蜒形状的磁阻效应膜而构成的一般差动型磁传感器。另外，在专利文献2中也示出了具有多个磁阻元件的差动型磁传感器。其中，更具体的是如专利文献2的图24中所示，各磁阻元件具有多个长条形状的感磁部，该多个感磁部被配置为长条方向相互平行的方式并且被串联在一起。
并且，如此输出由串联磁阻元件而被分压的电压，即通过差动输出来抑制磁阻元件具有温度所引起的电阻值变化的电阻温度特性的影响。专利文献1:日本国发明专利特开2002-84015号公报专利文献2:日本国发明专利特开2005-37337号公报
形成有带磁部M的被检测体，贴近通过上述差动型磁传感器时，能够获得如图6 (c)中所示的输出信号，其中带磁部M作为磁部。
图6 (a)是表示与上述专利文献2示出的磁传感器相同的现有磁传感器装置的磁检测部的简略结构图，图6 (b)是在图6 (a)中表示的磁传
4感器装置的磁检测部90的等效电路图，图6 (c)是表示被检测体的带磁部M的检测状态的示意图。
如图6 (a) 、 (b)所示，现有磁传感器装置的磁检测部90的结构构成为，磁阻元件MR1 、MR2串联连接在电压输入端子Vin和接地端子GND之间并且电压输出端子Vout连接在其连接点上。磁阻元件MR1、 MR2分别具有长条形的多个感磁部，其中，由于磁图形(pattern) M的通过而磁通密度变化，因此对应磁通密度的大小该多个感磁部的电阻值发生变化。并且，这些磁阻元件MR1、 MR2配置在被检测体输送方向上的相互分离的位置。
在该结构中，被检测体输送到磁检测部90的表面上时，带磁部M先通过磁阻元件MR1，然后，带磁部M通过磁阻元件MR2。因此，在使用现有的磁检测部卯时，如图6 (c)所示，针对磁阻元件MR1、 MR2双方未检测出带磁部M的磁通密度的恒定电压值Vs，能够检测出带磁部M引起的电压变化所产生的High峰值Pll和Low峰值P12。
但是，在这样的带磁部M沿着输送方向连续时，产生以下所述的问题。
图7是表示对被检测体的带磁部群进行检测时的输出信号电平(》)的波形图，其中被检测体在输送方向形成有多个带磁部。
在通过移动空开间隔而配置有多个带磁部的被检测体而检测多个带
磁部时，如图7所示，有时对应各带磁部分别出现决定了电平、宽度的High峰值(P11和P21)和Low峰值(P12和P22)，但是，如同图中的UkP区域，有时也有未能断言具有明确峰值的电压变化。其产生于，例如，在与一个带磁部通过磁阻元件MR1上的时刻大约相同的时刻其他带磁部通过磁阻元件MR2上时，或在磁阻元件MR1感磁一个带磁部所产生的磁通密度的时间内磁阻元件MP2感磁其他带磁部所产生的磁通密度时等。
于是，由于存在如此不明确的峰值，不能准确地检测在被检测体上具有的由多个带磁部构成的磁排列图形
发明内容
因此，本发明目的在于，提供一种磁传感器，其即使在被检测体上排列具有多个带磁部也能对应各个带磁部输出简单的波形，并能够准确地检测各带磁部。
本发明涉及一种具有磁检测部的磁传感器装置，在所述磁检测部中，在电压输入端子与接地端子之间串联连接多个磁阻元件，从与该串联连接的多个磁阻元件的连接部相连接的电压输出端子，输出由所述多个磁阻元件分压的电压作为输出信号，所述多个磁阻元件构成为在基板表面形成通过磁通量而改变电阻值的感磁部。在该磁传感器装置中，构成磁检测部的多个磁阻元件利用了由磁通量引起的电阻值变化的特性不同的感磁部。并且，各磁阻元件分别具有形成长条形的多个感磁部。另外，多个磁阻元件中的多个感磁部在一个方向上排列，并且将所有的磁阻元件的感磁部配置为构成一个磁阻元件的至少一个感磁部对构成该一个磁阻元件的其他多个感磁部不从两侧相邻的方式。此外，磁传感器装置具有多个如此结构的磁检测部，并且具备将这些磁检测部并联在电压输入端子和接地端子之间的结构。另外，磁传感器装置还具有差动放大电路，其输入多个磁检测部的输出信号并进行差动放大处理。
在该结构中，构成各磁检测部的多个磁阻元件灵敏度不同，所以由一个比另一个高灵敏度的感磁部形成。因此，对被检测体的带磁部，在每个磁检测部中显示的输出电压的波形变成消除了低灵敏度感磁部的影响的一个峰值的波形。
其中，各磁阻元件的感磁部由长条形构成，构成各磁阻元件的多个感磁部并不按每个磁阻元件集中，而分别沿着垂直于长条方向的方向切换磁阻元件并依次交替的方式来配置，因此对应一个带磁部的多个磁检测部的输出电压信号的时刻大约一致。
通过差动放大这些时刻大约一致的每个磁检测部的输出信号，峰值个数及峰值出现时刻不变，按每个带磁部能够出现更明确的峰值。
另外，本发明的磁传感器装置，各感磁部的长条方向与被检测体上形成的带磁部的排列方向垂直。
,
在该结构中，由于构成各磁检测部的各磁阻元件同时检测到由各带磁部引起的磁通量变化，因此各磁检测部的输出电压信号的时刻更准确地变成一致。因此，能够高精度地检测带磁部。
另外，在本发明的磁传感器装置中，所述多个磁阻元件中，由所述磁通量引起的电阻值变化大的磁阻元件为高灵敏度磁阻元件，分别构成所述高灵敏度磁阻元件的多个感磁部沿垂直于所述长条方向被配置为长条方向相互平行的方式，并且所有的高灵敏度磁阻元件的感磁部被配置为构成一个高灵敏度磁阻元件的至少一个感磁部对构成该一个磁阻元件的其他多个感磁部不从两侧相邻的方式。而且，构成多个所述磁检测部的第一磁检测部在所述电压输出端子与所述接地端子之间连接所述高灵敏度磁阻元件，第二磁检测部在所述电压输入端子与所述电压输出端子之间连接所述高灵敏度磁阻元件。
在该结构中，对各磁检测部未进行磁感时刻的恒定电压所构成的基准电平，第1磁检测部的输出电压信号和第2磁检测部的输出电压信号峰值出现的时刻大约一致，获得极性颠倒的输出电压信号。并且，由于这两个输出电压信号照原样被差动放大，所以对一个带磁部，能够获得由更高电平构成的具有一个峰值的电压信号。据此，能够更高精度地检测带磁部。另外，本发明的磁传感器，构成所述一个磁检测部的所述多个磁阻元 件中，构成低灵敏度磁阻元件的多个感磁部也按照构成一个低灵敏度磁阻 元件的至少一个感磁部对构成该一个低灵敏度磁阻元件的其他多个感磁 部不从两侧相邻的方式，跟构成所述一个磁检测部的所述多个磁阻元件中 所述高灵敏度磁阻元件的感磁部一起排列。
根据本发明，能够获得对被检测体的各个带磁部只有一个峰值的输出 电压波形。据此，即使在被检测体上排列形成多个带磁部，并通过被检体 的输送各带磁部依次通过磁传感器装置的探测区域，也能够分别针对各个 带磁部，准确地检测其宽度以及磁性。
图1是表示第1实施形式的磁传感器装置1结构的等效电路图以及表 示磁传感器装置1的磁检测电路10结构的平面图。
图2是由第1实施形式的结构构成的磁检测电路10的输出电压信号 的波形和动作的说明图以及表示磁传感器装置1的输出电压信号的波形的 图。
图3是表示第2实施形式的磁传感器装置的磁检测电路20结构的平面图和表示磁检测电路20的等效电路图。
图4是由第2实施形式的结构构成的磁检测电路20的输出电压信号 的波形和动作的说明图以及表示具有磁检测电路20的磁传感器装置的输 出电压信号的波形图。
图5是表示第3实施形式的磁检测电路30结构的平面图以及磁检测 电路30的等效电路图。
图6是表示现有磁传感器的简略结构的图、磁传感器90的等效电路 图以及表示被检测体的带磁部M的检测状态的示意图。
图7是表示对被检测体的带磁部群进行检测时的输出信号电平的波形
图，其中被检测体在输送方向上形成有多个带磁部。
图中10、 20、 30—磁检测电路，11、 21、 31—基板，32—保护膜， 1211、 1221、 1231、 1312、 1322、 1332、 1311、 1321、 1212、 1222—感磁 部，1411、 1421、 1431、 1441、 1512、 1522、 1532、 1542、 1511、 1521、 1441、 1412、 1422、 1542 —连接线电极，1911、 1912—电压输入用电极， 1921、 1922 —接地用电极，1931、 1932—电压输出用电极，MR1、 MR2、 Rl、 R2—磁阻元件，M—被检测体。
具体实施方式
以下参照附图，对涉及本发明的第1实施形式的磁传感器装置进行详 细说明。
图1 (A)是表示本实施形式的磁传感器装置I结构的等效电路图， 图1 (B)是表示在图1 (A)中表示的磁传感器装置1的磁检测电路10
结构的平面图。
磁传感器装置1具有磁检测电路10和差动放大部100。 磁检测电路10具有电压输入端子Vin、接地端子GND以及两个电压 输出端子Vout-A、 Vout-B。在电压输入端子Vin和接地端子GND之间并 联了磁阻元件R1、 MR1的串联电路和磁阻元件MR2、 R2的串联电路。
9磁阻元件R1、 MR1的串联电路，电压输入端子Vin侧是磁阻元件Rl，接 地端子GND侧是磁阻元件MR1。磁阻元件MR2、 R2的串联电路，电压 输入端子Vin侧是磁阻元件MR2，接地端子GND侧是磁阻元件R2。电 压输出端子Vout-A连接在磁阻元件Rl和磁阻元件MR1的连接点，电压 输出端子Vout-B连接在磁阻元件MR2和磁阻元件R2的连接点。
例如，在由Si基板等构成的基板11上磁检测电路10的形成区域的沿 第二方向(被检测体的输送方向)的一端形成有对应电压输入端子Vin的 两个电压输入用电极1911、 1912以及与电压输出端子Vout-A对应的一个 电压输出用电极1931，在另一端形成有对应接地端子GND的两个接地用 电极1921、 1922以及与电压输出端子Vout-B对应的一个电压输出用电极 1932。这些电压输入用电极1911、 1912、接地用电极1921、 1922以及电 压输出用电极1931、 1932由导电性材料构成。
另外，在基板ll上形成构成磁阻元件MR1的感磁部1211、 1221、 1231和连接线电极1411、 1421、 1431、 1441，构成磁阻元件MR2的感磁 部1312、 1322、 1332和连接线电极1512、 1522、 1532、 1542，构成磁阻 元件R1的感磁部1311、 1321和连接线电极1511、 1521、 1441，构成磁 阻元件R2的感磁部1212、 1222和连接线电极1412、 1422、 1542。其中， 与电压输出用电极1931连接的连接线电极1441在磁阻元件MR1、 Rl中 共用，与电压输出用电极1932连接的连接线电极1542在磁阻元件MR2、 R2中共用。
构成磁阻元件MR1、 MR2的感磁部121K 1221、 1231、 1312、 1322、 1332是由以对应磁通量而改变电阻值的半导体作为材料的半导体薄膜构 成，例如具有用InSb等来制备的半导体薄膜，并且由长度大于宽度的长 条形的图形构成。另外，这些感磁部1211、 1221、 1231、 1312、 1322、 1332 在InSb等的半导体薄膜上，沿长条方向以规定间隔形成由导电性材料构 成的多个短路电极。通过该短路电极的形成图形，设定对磁通密度的灵敏 度，即设定由磁通量的变化所引起的电阻值的变化比率。感磁部1211、
101221、 1231、 1312、 1322、 1332配置为长条方向与所述第二方向平行。
构成磁阻元件MR1的感磁部1211与接地用电极1921通过连接线电 极1411电连接，感磁部1211、 1221通过连接线电极1421电连接，感磁 部1221、 1231通过连接线电极1431电连接，感磁部i231和电压输出用 电极1931通过连接线电极1441电连接。
构成磁阻元件MR2的感磁部1312与电压输入用电极1912通过连接 线电极1512电连接，感磁部1312、 1322通过连接线电极1522电连接， 感磁部1322、 1332通过连接线电极1532电连接，感磁部1332和电压输 出用电极1932通过连接线电极1542电连接。
构成磁阻元件R1、 R2的感磁部1311、 1321、 1212、 1222是由以InSb 等对应磁通量密度而改变电阻值的半导体作为材料的半导体薄膜构成，并 且由长度大于宽度的长条形的图形构成。在构成这些磁阻元件R1、 R2的 感磁部1311、 1321、 1212、 1222的半导体薄膜上未形成像磁阻元件MR1、 MR2似的短路电极，并且被设定成几乎不产生由磁通密度引起的电阻值变 化。感磁部1311、 1321、 1212、 1222也被配置为长条方向与所述第二方
向平行。
构成磁阻元件R1的感磁部1311和电压输入用电极1911通过连接线 电极1511电连接，感磁部1311、 1321通过连接线电极1521电连接，感 磁部1321和电压输出用电极1931通过连接线电极1441电连接。
构成磁阻元件R2的感磁部1212和接地用电极1922通过连接线电极 1412电连接，感磁部1212、 1222通过连接线电极1422电连接，感磁部 1222和电压输出用电极1932通过连接线电极1542电连接。
另外，构成各磁阻元件MR1、 MR2、 Rl、 R2的感磁部，在磁检测电 路10的形成区域中沿着第一方向，按以下的顺序相邻感磁部相互靠近的方式来排列设置。即，从第一方向的一端(图1 (B)的上端)开始按磁 阻元件MR1的感磁部1211，磁阻元件MR2的感磁部1332，磁阻元件R2 的感磁部1222、 1212，磁阻元件MR2的感磁部1322，磁阻元件MR1的 感磁部1221，磁阻元件R1的感磁部1311、 1321，磁阻元件MR1的感磁 部1231，磁阻元件MR2的感磁部1312的顺序来配置这些感磁部。
因此，磁阻元件MR1、 MR2、 Rl、 R2的感磁部并不集中在每个磁阻 元件MR1、 MR2、 Rl、 R2，而构成一种错综复杂的结构。并且，由于磁 阻元件MR1、 MR2、 Rl、 R2的感磁部沿着垂直于被检测体输送方向的第 一方向上排列，所以对应在被检测体上设置的带磁部的通过，磁阻元件 MR1、 MR2、 Rl、 R2的反应在时间轴上成为一致。
图2 (A)是由本实施形式的结构所构成的磁检测电路10的输出电压 信号的波形以及动作的说明图，图2 (B)是表示磁传感器装置1的输出 电压信号的波形的图。另外，在图2中的M是表示被检测体的带磁部。
由于具有上述感磁部的材料和结构，磁阻元件MR1与磁阻元件Rl相 比，具有磁通密度越高电阻值越大幅度地变高的特性。并且，由于在接地 端子GND侧连接着磁阻元件MR1，输出电压信号Vout-A成为根据磁阻 元件MR1、 Rl的分压比，对应被检测体的带磁部M的通过，电平逐渐上 升，并且达到规定的第l峰值Pal之后电平逐渐下降的波形。此时，磁阻 元件MR1、 Rl的与磁通密度变化所对应的反应在时间轴上成为一致，由 于磁阻元件Rl所引起的电平变化远小于磁阻元件MR1所引起的电平变 化，所以由磁阻元件R1引起的电平变化对于由磁阻元件MR1引起的电平 变化，作为误差范围内的值而被消除。
另一方面，磁阻元件MR2与磁阻元件R2相比，具有磁通密度越高电 阻值越大幅度地变高的特性。并且，由于在电压输入端子Vin侧连接着磁 阻元件MR2，所以输出电压信号Vout-B成为根据磁阻元件MR2、 R2的 分压比，对应被检测体的带磁部M的通过，电平逐渐下降，并且达到规 定的第2峰值Pbl之后电平逐渐上升的波形。此时，磁阻元件MR2、 R2的与磁通密度的变化所对应的反应在时间轴上成为一致，因为由磁阻元件
R2引起的电平变化远小于由磁阻元件MR2引起的电平变化，所以由磁阻 元件R2引起的电平变化对于由磁阻元件MR2引起的电平变化，作为误差 范围内的值而被消除。
另外，此时，磁阻元件MR1、 R1和磁阻元件MR2、 R2的感磁部，形 成在磁检测电路10的形成区域中的大约相同的区域。
据此，由于这些磁阻元件MR1、 MR2 、 Rl、 R2的由磁通密度所引起 的反应在时间轴上成为一致，因此输出电压信号Vout-A和输出电压信号 Vout-B的由磁通密度的变化所引起的反应也在时间轴上成为一致。即，在 输出电压信号Vout-A和输出电压信号Vout-B中，由磁通密度变化所引起 的电平的变化开始时刻、成为峰值的时刻、以及变化结束的时刻等在时间 轴上一致。
如此生成的输出电压信号Vout-A、 Vout-B被输入到差动放大电路100。
差动放大电路100具有运算放大器OP，该运算放大器OP的反相输入 端子通过电阻Ra与上述电压输出端子Vout-B连接，正相输入端子通过电 阻Rb与上述电压输出端子Vout-A连接。另夕卜，运算放大器OP的正相输 入端子通过电阻Rc接地，运算放大器OP的输出端子Vout-C通过电阻Rd 连接在反相输入端子。其中，电阻Ra、 Rb的电阻值相等，电阻Rc、 Rd 的电阻值相等。而且，设定为电阻Rc、 Rd的电阻值是电阻Ra、 Rb的电 阻值的规定倍数(例如10倍左右)。
差动放大电路100差动放大由磁检测电路10输入的输出电压信号 Vout-A、 Vout-B并生成输出电压信号Vout-C。其中，由于上述的结构， 作为差动放大电路100输入信号的输出电压信号Vout-A、 Vout-B是同步 的，并且输出电压信号Vout-A与输出电压信号Vout-B以未磁感状态的电 平为基准，具有相反的电压特性。
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因此，输出电压信号Vout-C成为与输出电压信号Vout-A、 Vout-B相 比对应磁通密度变化的电平变化量更大的信号，其只由比未感磁期间的电 平(偏置电平)高的电平构成。据此，对被检测体的带磁部能够进行可靠 又高精度的检测。此时，由于对每个带磁部获得由一个峰值组成的波形， 所以即使排列设置有多个带磁部也能准确地检测出各带磁部。
以下参照附图，对涉及第2实施形式的磁传感器装置进行详细说明。
图3 (A)是表示本实施形式的磁传感器装置的磁检测电路20结构的 平面图，图3 (B)是表示图3 (A)中表示的磁检测电路20的等效电路 图。
本实施形式的磁传感器装置，由于仅仅磁检测电路20的结构与第1 实施形式不同，因此只说明磁检测电路20的结构。
本实施形式中表示的磁检测电路20也如同第1实施形式中表示的磁 检测电路10，通过在基板21上形成感磁部、导电性电极而构成如图3 (B) 中所示的电路。并且，基板21、感磁部以及导电性电极的材料也与第1 实施形式中的相同。
在基板21中的磁检测电路20的形成区域的沿第二方向(被检测体输 送方向)的一端形成对应电压输入端子Vin的两个电压输入用电极2911、 2912、以及对应电压输出端子Vout-A的一个电压输出用电极2931，在另 一端形成对应接地端子GND的两个接地用电极2921、 2922、以及对应电 压输出端子Vout-B的一个电压输出用电极2932。
另外，在基板21上形成构成磁阻元件MR1的感磁部2211、 2221、 2231、 2241、 2251以及连接线电极2411、 2421、 2431、 2441、 2451、 2461， 构成磁阻元件MR2的感磁部2312、 2322、 2332、 2342、 2352以及连接线电极2512、 2522、 2532、 2542、 2552、 2562，构成磁阻元件Rl的感磁部 2311和构成磁阻元件R2的感磁部2212。
构成磁阻元件MR1、 MR2的感磁部2211、 2221、 2231、 2241、 2251、 2312、 2322、 2332、 2342、 2352是由InSb等半导体薄膜构成，并且由长 度比宽度大的长条形图形构成，并且沿着长条方向按规定间隔形成由导电 性材料构成的多个短路电极。这些感磁部2211、 2221、 2231、 2241、 2251、 2312、 2322、 2332、 2342、 2352被配置为长条方向平行于所述第二方向。
构成磁阻元件MR1的感磁部2211与接地用电极2921通过连接线电 极2411电连接，感磁部2211、 2221通过连接线电极2421电连接，感磁 部2221、 2231通过连接线电极2431电连接，感磁部2231、 2241通过连 接线电极2441电连接，感磁部2241、 2251通过连接线电极2451电连接， 感磁部2251和电压输出用电极2931通过连接线电极2461电连接。
构成磁阻元件MR2的感磁部2312与电压输入用电极2912通过连接 线电极2512电连接，感磁部2312、 2322通过连接线电极2522电连接， 感磁部2322、 2332通过连接线电极2532电连接，感磁部2332、 2342通 过连接线电极2542电连接，感磁部2342、 2352通过连接线电极2552电 连接，感磁部2352和电压输出用电极2932通过连接线电极2562电连接。
构成各磁阻元件MR1 、MR2的感磁部在磁检测电路20的形成区域中， 沿着第一方向，按以下的顺序相邻感磁部相互靠近地排列设置。即，从第 一方向的一端(图3 (A)的上端)开始按磁阻元件MR1的感磁部2211， 磁阻元件MR2的感磁部2352、 2342，磁阻元件MR1的感磁部2221 、2231， 磁阻元件MR2的感磁部2332、 2322，磁阻元件MR1的感磁部2241 、 2251 ， 磁阻元件MR2的感磁部2312的顺序来配置这些感磁部。
据此，磁阻元件MR1 、 MR2的感磁部不是按每个磁阻元件MR1 、 MR2 集中，而是构成一种错综复杂的结构。并且，由于磁阻元件MR1、 MR2的感磁部沿着垂直于被检测体输送方向的第一方向排列，所以对应在被检
测体上设置的带磁部通过时的磁阻元件MR1、 MR2的反应在时间轴上成 为一致。
构成磁阻元件R1、 R2的感磁部2311、 2212是由InSb等半导体薄膜 构成，并且由长度大于宽度的长条形图形所构成。在构成这些磁阻元件 Rl、 R2的感磁部2311、 2212的半导体薄膜上，不像磁阻元件MR1、 MR2 似的形成短路电极，因此几乎不产生由磁通密度引起的电阻值变化。
构成磁阻元件R1的感磁部2311在比磁阻元件MR1、 MR2的形成区 域更外部的地方按照其长条方向平行于第一方向的方式形成，并直接连接 电压输入用电极2911和电压输出用电极2931。构成磁阻元件R2的感磁 部按照2212在比磁阻元件MR1、 MR2的形成区域更外部的地方按照其长 条方向平行于第一方向的方式形成，并直接连接在接地用电极2922和电 压输出端子Vout-B。
图4 (A)是由本实施形式的结构所构成的磁检测电路20的输出电压 信号的波形及动作的说明图，图4 (B)是表示具有磁检测电路20的磁传 感器的输出电压信号的波形图。另外，在图4中的M表示被检测体的带 磁部。
由于具有上述感磁部的材料和结构，磁阻元件MR1相对于磁阻元件 Rl具有磁通密度越高电阻值越大幅地变高的特性。并且，由于磁阻元件 MR1被连接在接地端子GND侧，所以输出电压信号Vout-A形成根据磁 阻元件MR1、 Rl的分压比，在被检测体的带磁部M通过磁阻元件MR1 的形成区域时，电平逐渐上升并且达到规定的峰值之后电平又逐渐下降的 波形。另一方面，在通过磁阻元件R1的形成区域时，电平微弱地下降。
另外，磁阻元件MR2相对于磁阻元件R2具有磁通密度越高电阻值越 大幅地变高的特性。并且，由于磁阻元件MR2被连接在电压输入端子Vin 侧，所以输出电压信号Vout-B成为根据磁阻元件MR2、 R2的分压比，在 被检测体的带磁部M通过磁阻元件MR2的形成区域时，电平逐渐下降并
16且达到规定的峰值之后电平又逐渐上升的波形。另一方面，通过配置在输
送方向上比磁阻MR2的形成区域更前方的磁阻元件R2的形成区域时，电 平微弱地下降。
这里，由于磁阻元件MR1、 MR2的由磁通密度所引起的反应在时间 轴上成为一致，所以输出电压信号Vout-A和输出电压信号Vout-B的由磁 通密度的变化所引起的主反应也在时间轴上成为一致。
由连接在磁检测电路20后段的差动放大电路来放大该磁检测电路20 所输出的两个输出信号Vout-A、 Vout-B，则在由磁阻元件MR1、 MR2产 生的主反应部中得到电平大幅度变化的具有一个峰值的波形，如图4 (B) 所示。另外，虽然在该主反应部中的峰值前后，产生由磁胆元件Rl、 R2 引起的极小的电平变化，但是对于由磁阻元件MR1、 MR2引起的主反应 部中所得的电平，仅是极小的电平。因此，只要较高地设定带磁部检测的 阈值，就能够不检测到该低电平的反应，而只检测到主反应，从而能够准 确地检测带磁部。
另外，在本实施形式中示出了将磁阻元件R1、 R2的感磁部分别形成 在比沿第二方向的磁阻元件MR1、 MR2的感磁部形成区域更外部的两边 的例子，但是，也可以将磁阻元件R1、 R2的感磁部都设置在同一边。
图5 (A)是表示本实施形式的磁传感器装置的磁检测电路30结构的 平面图，图5 (B)是磁检测电路30的等效电路图。
在上述各实施形式的磁检测电路中示出了将连接线电极的全部直接 形成在基板表面上的例子，而本实施形式的磁检测电路30是将连接线电 极的一部分形成在感磁部等的上面所形成的保护膜32表面上的电路。
17具体而言，磁检测电路30由以下的结构所构成。
在基板31上磁检测电路30的形成区域的沿第二方向(图5 (A)中 的横向方向)的一端形成电压输入用电极39U、 3912、接地用电极3921、 3922，在另一端形成电压输出用电极3931、 3932。
另外，在基板31上形成构成磁阻元件MR1的感磁部3211、 3221、 3231，构成磁阻元件MR2的感磁部3312、 3322、 3332，构成磁阻元件Rl 的感磁部3311、 3321、 3331，构成磁阻元件R2的感磁部3212、 3222、 3232等。
磁阻元件MR1、 MR2的感磁部3211、 3221、 3231、 3312、 3322、 3332
是长度比宽度大的长条形的图形，沿着长条方向在半导体薄膜上以规定间 隔来形成由导体构成的短路电极，并且配置为长条方向平行于所述第二方 向。
磁阻元件Rl、 R2的感磁部3311、 3321、 3331、 3212、 3222、 3232 是长度比宽度大的长条形的图形，未形成短路电极，并且配置为长条方向 平行于所述第二方向。
而且，这些感磁部沿着第一方向相互靠近并配置为所构成的每一个磁 阻元件都依次交替的方式。即，在磁检测电路30的形成区域中从第一方 向的一端(图5 (A)的上端)开始依次配置磁阻元件R2的感磁部3232、 磁阻元件Rl的感磁部3311、磁阻元件MR2的感磁部3332、磁阻元件 MR1的感磁部321K磁阻元件R2的感磁部3222、磁阻元件R1的感磁部 3321、磁阻元件MR2的感磁部3322、磁阻元件MR1的感磁部3221、磁 阻元件R2的感磁部3212、磁阻元件Rl的感磁部3331、磁阻元件MR2 的感磁部3312、磁阻元件MR1的感磁部3231。
另外，在基板31上形成连接线电极3411、 3412、 3441、 3442、 3511、 3512、 3541、 3542，其用于连接磁阻元件MR1 、 MR2、 Rl、 R2和电压输入用电极、电压输出用电极、接地用电极。
连接线电极3411连接磁阻元件MR1的感磁部3211与接地用电极 3921，连接线电极3412连接磁阻元件R2的感磁部3212与接地用电极 3922。连接线电极3441连接磁阻元件MR1的感磁部3231与电压输出用 电极3931,连接线电极3442连接磁阻元件R2的感磁部3232与电压输出 用电极3932。连接线电极3511连接磁阻元件R1的感磁部3311与电压输 入用电极3911，连接线电极3512连接磁阻元件MR2的感磁部3312与电 压输入用电极3912。连接线电极3541连接磁阻元件R1的感磁部3331与 电压输出用电极3931 ，连接线电极3542连接磁阻元件MR2的感磁部3332 与电压输出用电极3932。
在这样的感磁部群和连接线电极群的表面上形成具有绝缘性的保护 膜32。在保护膜32的表面上形成连接各磁阻元件MR1、 MR2、 Rl、 R2 内的多个感磁部用的连接线电极3421、 3431、 3522、 3532、 3521、 3531、 3422、 3432。
连接线电极3421连接磁阻元件MR1的感磁部3211、 3221，连接线电 极3431连接磁阻元件MR1的感磁部3221、 3231。连接线电极3522连接 磁阻元件MR2的感磁部3312、 3322，连接线电极3532连接磁阻元件MR2 的感磁部3322、 3332。连接线电极3521连接磁阻元件Rl的感磁部3311、 3321，连接线电极3531连接磁阻元件R1的感磁部3321、 3331。连接线 电极3422连接磁阻元件R2的感磁部3212、 3222，连接线电极3432连接 磁阻元件R2的感磁部3222、 3232。另外，这些连接线电极通过在保护膜 32上形成的通孔(viahole)连接于各感磁部，此情况未在图中表示。
通过构成如此的结构，分别构成不同磁阻元件MR1、 MR2、 Rl、 R2 的多个感磁部沿着第一方向按照每个都依次交替的方式来配置。据此，如 同上述第l实施形式，能使由磁阻元件MR1、 MR2、 Rl、 R2所引起的对 被检测体带磁部的反应在时间轴上成为一致。
即使具有如此的结构，如同上述第l实施形式，也能准确而高精度地 检测被检测体的带磁部。
另外，在上述说明中，将Si基板作为半绝缘性基板而进行了例示，但 采用其它材料也可以；示出了用InSb形成感磁部的例子，但是只要是电 阻值根据磁通量而改变的材料，就可以采用其它材料。
另外，作为对应一个磁检测部的各磁阻元件，示出了利用在感磁部上 形成短路电极的MR1、 MR2和未形成短路电极的R1、 R2的例子，但是， 代替Rl、 R2采用形成了短路电极且灵敏度比MR1、 MR2低的感磁部也 可以。
权利要求
1.一种磁传感器装置，具有磁检测部，在所述磁检测部中，在电压输入端子与接地端子之间串联连接多个磁阻元件，从与该串联连接的多个磁阻元件的连接部相连接的电压输出端子，输出由所述多个磁阻元件分压的电压作为输出信号，所述多个磁阻元件构成为在基板表面形成通过磁通量而改变电阻值的感磁部，其中，构成所述磁检测部的多个磁阻元件，由所述磁通量引起的电阻值变化的特性不同，并分别具有形成长条形的多个感磁部；所述多个磁阻元件中的多个感磁部在一个方向上排列，并且将所有的磁阻元件的感磁部配置为构成一个磁阻元件的至少一个感磁部对构成该一个磁阻元件的其他多个感磁部不从两侧相邻的方式；所述磁传感器装置具备多个所述磁检测部并且并联连接在所述电压输入端子与所述接地端子之间；所述磁传感器装置具有差动放大电路，其输入多个所述磁检测部的输出信号并进行差动放大处理。
2. 根据权利要求l所述的磁传感器装置，其特征在于， 所述感磁部的长条方向垂直于被检测体的带磁部的排列方向。
3 .根据权利要求1或2所述的磁传感器装置，其特征在于，所述多个磁阻元件中，由所述磁通量引起的电阻值变化大的磁阻元件 为高灵敏度磁阻元件，分别构成所述高灵敏度磁阻元件的多个感磁部沿垂 直于所述长条方向被配置为长条方向相互平行的方式，并且所有的高灵敏 度磁阻元件的感磁部被配置为构成一个高灵敏度磁阻元件的至少一个感 磁部对构成该一个磁阻元件的其他多个感磁部不从两侧相邻的方式，构成多个所述磁检测部的第一磁检测部在所述电压输出端子与所述 接地端子之间连接所述高灵敏度磁阻元件，第二磁检测部在所述电压输入 端子与所述电压输出端子之间连接所述高灵敏度磁阻元件。
4，根据权利要求3所述的磁传感器装置，其特征在于，构成所述一个磁检测部的所述多个磁阻元件中，构成低灵敏度磁阻元 件的多个感磁部也按照构成一个低灵敏度磁阻元件的至少一个感磁部对构成该一个低灵敏度磁阻元件的其他多个感磁部不从两侧相邻的方式，跟 构成所述一个磁检测部的所述多个磁阻元件中所述高灵敏度磁阻元件的 感磁部一起排列。
全文摘要
本发明提供一种磁传感器装置，磁传感器装置(1)具有磁检测部(10)和差动放大电路(100)。磁检测电路(10)是由并联磁阻元件(MR1、R1)的串联电路和磁阻元件(MR2、R2)的串联电路而成，并且通过磁阻元件(MR1、R1)生成输出电压信号(Vout-A)、通过磁阻元件(MR2、R2)生成输出电压信号(Vout-B)。输出电压信号(Vout-A)和输出电压信号(Vout-B)通过差动放大电路(100)差动放大，从而得到作为带磁部的检测信号的输出电压信号(Vout-C)。其中，构成磁阻元件(MR1、MR2、R1、R2)的多个感磁部排列设置在垂直于具有带磁部的被检测体输送方向的方向上。
文档编号G01R33/09GK101666863SQ200910170659
公开日2010年3月10日 申请日期2009年9月1日 优先权日2008年9月2日
发明者南谷保 申请人:株式会社村田制作所