(57)【要約】【課題】磁気センサのより一層の感度向上を図る。【解決手段】磁気センサ２００は、平面視で四角形の頂点となる位置に絶縁膜４０を貫通して電極部３１〜３４と感磁部２０とを電気的に接続する四つのコンタクト部５１〜５４を有し、四角形の対角線上に存在する二つのコンタクト部からなる二つの組のうち、一方の組に含まれるコンタクト部は、他方の組に含まれるコンタクト部よりも平面視における各面積が大きい。平面視で基板１０の辺は磁気センサ２００の辺と平行となるように配置され、リード端子２１１〜２１４は、磁気センサ２００の四隅に配置され、コンタクト部との間を最短距離で結ぶ線分Ｌ１〜Ｌ４と、線分Ｌ１〜Ｌ４に対応するコンタクト部上にある点を結んで形成される四角形Ｌ５の、線分Ｌ１〜Ｌ４に対応する対角線Ｌ６又はＬ７とが交わる角度が３０度未満となるように形成される。【選択図】      図３Ａ
2020047898.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
素子部と、
四つのリード端子と、
前記素子部と前記リード端子とを封止する封止部材と、を備えた、平面視で矩形状の磁気センサであって、
前記素子部は、
平面視で矩形状に形成された基板と、
当該基板上に形成された感磁部と、
当該感磁部上に形成された絶縁膜と、
当該絶縁膜上に形成され各々が前記リード端子に接続される四つの電極部と、
前記電極部の各々に対応して平面視で四角形の頂点となる位置に設けられ、前記絶縁膜を貫通して前記電極部と前記感磁部とを電気的に接続する四つのコンタクト部と、を有し、
前記四角形で囲まれた領域が平面視で全て前記感磁部に含まれており、
前記四角形の対角線上に存在する二つの前記コンタクト部で形成される二つの組のうち、一方の組に含まれる二つのコンタクト部の平面視における各面積は、他方の組に含まれる二つのコンタクト部の平面視における各面積よりも大きく、
平面視で前記基板の辺は当該磁気センサの辺と平行となるように配置され、前記四つのリード端子は各々当該磁気センサの四隅に配置されており、
前記四つのリード端子それぞれに関して、
平面視で、一の前記リード端子に接続される前記電極部を前記感磁部に接続する前記コンタクト部及び前記一のリード端子間を最短距離で結ぶ線分と、当該線分の前記コンタクト部上にある点を結んで形成される四角形の対角線のうち前記線分の前記コンタクト部上にある点を通る対角線とが交わる角度が３０度未満である磁気センサ。
【請求項２】
前記他方の組に含まれる二つのコンタクト部は互いに同一形状である請求項１に記載の磁気センサ。
【請求項３】
前記感磁部は平面視で正方形である請求項１または請求項２に記載の磁気センサ。
【請求項４】
前記一方の組に含まれる二つのコンタクト部に接続する二つの前記電極部は入力信号を印加するための入力用電極部であり、且つ他方の組に含まれる二つのコンタクト部に接続する二つの前記電極部は前記感磁部からの出力信号を検出するための出力用電極部である請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の磁気センサ。
【請求項５】
前記四つのリード端子は、平面視で矩形状の当該磁気センサの向かい合う辺の中点同士を通る直線のうちの少なくとも一つに対して互いに線対称である請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の磁気センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気センサに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、基板の一方の面側に感磁部と絶縁膜と電極とをこの順に積層し、絶縁膜に形成した開口部を介して感磁部と電極とをコンタクト部により電気的に接続することで、Ｓ／Ｎ比を向上させるようにしたホール素子が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際公開第２０１７／０５１８２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記特許文献１に記載のホール素子は、感度向上の改善余地を有している。
そこで、本発明は、上記従来の未解決の課題に着目してなされたものであり、ホール素子を用いた高感度な磁気センサを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するために、本発明の一態様に係る磁気センサは、素子部と、四つのリード端子と、前記素子部と前記リード端子とを封止する封止部材と、を備えた、平面視で矩形状の磁気センサであって、前記素子部は、平面視で矩形状に形成された基板と、当該基板上に形成された感磁部と、当該感磁部上に形成された絶縁膜と、当該絶縁膜上に形成され各々が前記リード端子に接続される四つの電極部と、前記電極部の各々に対応して平面視で四角形の頂点となる位置に設けられ、前記絶縁膜を貫通して前記電極部と前記感磁部とを電気的に接続する四つのコンタクト部と、を有し、前記四角形で囲まれた領域が平面視で全て前記感磁部に含まれており、前記四角形の対角線上に存在する二つの前記コンタクト部で形成される二つの組のうち、一方の組に含まれる二つのコンタクト部の平面視における各面積は、他方の組に含まれる二つのコンタクト部の平面視における各面積よりも大きく、平面視で前記基板の辺は当該磁気センサの辺と平行となるように配置され、前記四つのリード端子は各々当該磁気センサの四隅に配置されており、前記四つのリード端子それぞれに関して、平面視で、一の前記リード端子に接続される前記電極部を前記感磁部に接続する前記コンタクト部及び前記一のリード端子間を最短距離で結ぶ線分と、当該線分の前記コンタクト部上にある点を結んで形成される四角形の対角線のうち前記線分の前記コンタクト部上にある点を通る対角線とが交わる角度が３０度未満であることを特徴としている。
【発明の効果】
【０００６】
本発明の一態様によれば、出力電圧の変動が小さく、より大きな出力電圧を得ることの可能なホール素子を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１Ａ】本発明の一実施形態に係る磁気センサに適用したホール素子の一例を示す平面図である。
【図１Ｂ】図１ＡのＡ−Ａ′断面図である。
【図１Ｃ】図１ＡのＢ−Ｂ′断面図である。
【図２Ａ】磁気センサの一例を示す平面図である。
【図２Ｂ】磁気センサの断面の一例を示す概略図である。
【図３Ａ】本発明の一実施形態に係る磁気センサの効果を説明するための説明図である。
【図３Ｂ】本発明の一実施形態に係る磁気センサの効果を説明するための説明図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下の詳細な説明では、本発明の実施形態の完全な理解を提供するように多くの特定の具体的な構成について記載されている。しかしながら、このような特定の具体的な構成に限定されることなく他の実施態様が実施できることは明らかである。また、以下の実施形態は、特許請求の範囲に係る発明を限定するものではなく、実施形態で説明されている特徴的な構成の組み合わせの全てを含むものである。
以下、図面を参照して、本発明の一実施形態を説明する。以下の図面の記載において、同一部分には同一符号を付与している。ただし、図面は模式的なものであり、厚みと平面寸法との関係、各層の厚みの比率等は現実のものとは異なる。
【０００９】
本発明の一実施形態に係る磁気センサは、素子部と、四つのリード端子と、素子部とリード端子とを封止する封止部材と、を備えた、平面視で矩形状の磁気センサであって、素子部は、平面視で矩形状に形成された基板と、基板上に形成された感磁部と、感磁部上に形成された絶縁膜と、絶縁膜上に形成され各々がリード端子に接続される四つの電極部と、電極部の各々に対応して平面視で四角形の頂点となる位置に設けられ、絶縁膜を貫通して電極部と感磁部とを電気的に接続する四つのコンタクト部と、を有し、前記四角形で囲まれた領域が平面視で全て感磁部に含まれており、四角形の対角線上に存在する二つのコンタクト部で形成される二つの組のうち、一方の組に含まれる二つのコンタクト部の平面視における各面積は、他方の組に含まれる二つのコンタクト部の平面視における各面積よりも大きく、平面視で基板の辺は磁気センサの辺と平行となるように配置され、四つのリード端子は各々磁気センサの四隅に配置されており、四つのリード端子それぞれに関して、平面視で、一のリード端子に接続される電極部を感磁部に接続するコンタクト部及び一のリード端子間を最短距離で結ぶ線分と、この線分のコンタクト部上にある点を結んで形成される四角形の対角線のうちこの線分のコンタクト部上にある点を通る対角線とが交わる角度が３０度未満である。
【００１０】
［実施形態］
図１Ａは、本発明の一実施形態に係るホール素子１００の一例を示す平面図である。図１Ｂは、図１ＡのＡ−Ａ′断面の断面図を示す。図１Ｃは、図１ＡのＢ−Ｂ′断面の断面図を示す。
本発明の一実施形態に係るホール素子１００は、基板１０、感磁部２０、電極部３１〜電極部３４、絶縁膜４０、及びコンタクト部５１〜コンタクト部５４を備える。感磁部２０は、導電層２１及び表面層２２を備える。
【００１１】
基板１０は、Ｓｉや化合物半導体等の半導体基板である。本発明の一実施形態に係る基板１０は、例えばＧａＡｓ基板である。基板（ＧａＡｓ基板）１０の抵抗率は１．０×１０５Ω・ｃｍ以上である。基板１０の抵抗率の上限は１．０×１０９Ω・ｃｍ以下であってよい。基板１０は、例えば略正方形の平面形状を有する。なお、基板１０の平面形状は略正方形に限るものではなく矩形状であればよい。
感磁部２０は、基板１０上に形成される。感磁部２０は、基板１０上であり一部が基板１０に埋まって形成されていてもよい。感磁部２０は、略正方形の平面形状を有する。感磁部２０は、基板１０よりも低抵抗の層である。感磁部２０は、例えばＧａＡｓ、ＩｎＳｂ及びＩｎＡｓ等の化合物半導体で形成される。本発明の一実施形態に係る感磁部２０は、ＧａＡｓで形成される。また、感磁部２０は、基板１０にＳｉ、Ｓｎ、Ｓ、Ｓｅ、Ｔｅ、Ｇｅ及びＣ等の不純物を注入し、加熱することにより活性化されてもよい。
【００１２】
また、感磁部２０は、少なくとも１つの角が丸みを帯びた平面形状を有していてもよい。感磁部２０の端部では、ホール素子１００に流れる電流が集中する場合がある。感磁部２０の平面形状が丸みを有することにより、感磁部２０の端部における電流集中が緩和される。なお、感磁部２０を基板１０上に段差状（メサ状）に形成する際にこの効果は顕著となる。特に感磁部２０の角部が感磁部２０の厚みに対して１０％以上の曲率半径を有することにより、感磁部２０の端部での電流集中を緩和することができる点で好ましい。また、感磁部２０の厚みに対して１００００％以下の曲率半径を有することにより、ホール素子１００の出力電圧の揺らぎを抑制できる点で好ましい。これは、感磁部２０の側面ではダングリングボンドの一番小さな面（例えば、（１００）面）以外の面の露出を減らすことができ、キャリアの表面再結合が生じにくくなることによると推測される。
【００１３】
感磁部２０は、略正方形に限るものではない。四つのコンタクト部５１〜コンタクト部５４が四角形の頂点となる位置に配置され且つ、コンタクト部５１〜コンタクト部５４に囲まれた領域全てが感磁部２０に含まれていればよい。感磁部２０を略正方形、あるいは四つのコンタクト部５１〜コンタクト部５４に囲まれた領域全てが感磁部２０に含まれる形状とすることにより、電流集中を生じにくい形状とすることができる。また、基板１０に対する感磁部２０の面積を最大限大きくすることができる。これにより１／ｆノイズを抑制することができ、また、ホール素子１００の出力特性の変動を抑制することができる点で好ましい。
【００１４】
四つのコンタクト部に囲まれた領域全てが感磁部２０に含まれていれば、感磁部２０はこの四つのコンタクト部に囲まれた領域の外側に広がっていてもよい。例えば、感磁部２０の縁部は直線でなくともよく、また、感磁部２０の縁部に切欠き等が形成されていてもよい。これに対して、感磁部２０の縁部に形成された切欠きが比較的大きく、四つのコンタクト部５１〜コンタクト部５４に囲まれた領域全てが感磁部２０に含まれない形状（いわゆる十字型の形状）となる場合、切欠きの近傍（即ち、十字の交点部分）で電流集中が生じやすくなる。そのため、１／ｆノイズが大きくなる場合がある。
【００１５】
四つのコンタクト部５１〜コンタクト部５４に囲まれた領域は、次のように決めることができる。まず、感磁部２０の平面視における重心を、感磁部２０の中心とする。次に、感磁部２０の中心と各コンタクト部５１〜コンタクト部５４との間の距離が最小となる点を各コンタクト部５１〜コンタクト部５４に描く。そして、これらの点間を結んで形成される領域を四つのコンタクト部５１〜コンタクト部５４に囲まれた領域とする。なお、感磁部２０の中心との間の距離が最小となる点が各コンタクト部に複数ある場合には、これら全ての点を結んだ領域を四つのコンタクト部５１〜コンタクト部５４に囲まれた領域とする。また、入出力いずれにも用いられないコンタクト部が存在する場合、当該コンタクト部は考慮せずに上述の領域を決めてもよい。
【００１６】
導電層２１は、基板１０上に形成される。本発明の一実施形態に係る導電層２１は、ｎ型ＧａＡｓである。導電層２１の膜厚は特に限定されない。本発明の一実施形態に係る導電層２１の膜厚は、５０ｎｍ以上２０００ｎｍ以下である。導電層２１の膜厚は、１００ｎｍ以上１０００ｎｍ以下であってもよい。
表面層２２は、導電層２１上に導電性の材料で形成される。表面層２２は、導電層２１よりも導電性の低いＧａＡｓ層、ＡｌＧａＡｓ又はＡｌＡｓ等の高抵抗な結晶からなる。本発明の一実施形態に係る表面層２２の膜厚は、１５０ｎｍ以上である。表面層２２の膜厚は、２００ｎｍ以上であってもよい。表面層２２の膜厚の上限は、８００ｎｍ以下であっても、６００ｎｍ以下であってもよい。なお、感磁部２０には、表面層２２が形成されなくてもよい。
【００１７】
絶縁膜４０は、感磁部２０の上面及び感磁部２０の側面を覆うように形成される。本発明の一実施形態に係る絶縁膜４０は、表面層２２全体と、導電層２１及び表面層２２の積層体の側面全体とを覆うように形成される。
絶縁膜４０には、コンタクト用の開口部４０ａが設けられている。絶縁膜４０の厚みは、例えば１００ｎｍ以上であるがこれに限るものではない。絶縁膜４０は、例えば、シリコン窒化膜（Ｓｉ３Ｎ４膜）、シリコン酸化膜（ＳｉＯ２膜）、アルミナ膜（Ａｌ２Ｏ３）、ポリイミド膜及びこれらの膜の少なくとも１つを積層した多層膜である。なお、図１Ａに示す平面図では、簡略化のため絶縁膜４０を省略している。
【００１８】
電極部３１〜電極部３４は、絶縁膜４０上に形成される。例えば、電極部３１及び電極部３２は、感磁部２０に電流を流すための入力用の電極部（入力用電極部）であり、電極部３３及び電極部３４は、感磁部２０のホール電圧を検出するための出力用の電極部（出力用電極部）である。
電極部３１〜電極部３４は、絶縁膜４０に設けられた開口部４０ａを通じてコンタクト部５１〜コンタクト部５４を介して感磁部２０と電気的に接続される。電極部３１〜電極部３４は、金属、ポリシリコン等の導電性材料により形成される。本発明の一実施形態における電極部３１〜電極部３４は、金を主成分として含有する。
【００１９】
電極部３１〜電極部３４は、それぞれ対応するコンタクト部５１〜コンタクト部５４上に形成される。後述のようにコンタクト部５１〜コンタクト部５４は略正方形の頂点となる位置に配置されるため、コンタクト部５１〜コンタクト部５４上に配置される電極部３１〜電極部３４も、略正方形の頂点となる位置に配置されることになる。
また、電極部３１〜電極部３４は、それぞれ対応するコンタクト部５１〜コンタクト部５４を基点として見た場合に対角線上の対向する電極部に近づく方向及び両隣の電極部のそれぞれに近づく方向に延出して形成される。本発明の一実施形態に係る電極部３１〜電極部３４は、例えば略正方形の平面形状を有し、このとき、略正方形の四つの角部のうち、平面視で、感磁部２０の角部と重なる角部を除く三つの角部は角を斜めに切り欠いた形状を有する。
【００２０】
電極部３１〜電極部３４は、電極部３１〜電極部３４の各辺と感磁部２０の各辺とが平行となるように配置される。また、電極部３１〜電極部３４それぞれの外周は、平面視で、感磁部２０の外周で囲まれる領域の内側に位置する。電極部３１〜電極部３４の大きさについては後述する。
ここで、感磁部２０の上部に電極部３１〜電極部３４が形成される場合、感磁部２０は、少なくとも１つの角が丸みを帯びていることで、チッピングの影響を抑制することができる。
【００２１】
すなわち、基板１０を個片化する際にダイシングを行うが、基板１０の外周部と感磁部２０の外周部との間に電極部３１〜電極部３４が配置されていない場合、チッピングにより感磁部２０が欠け、当該欠けを原因とした電流集中を生じる場合がある。特に、感磁部２０の角が丸みを帯びていない場合、絶縁膜４０からの応力やダイシング時の応力が感磁部の角へ集中し、亀裂の起点となる場合がある。感磁部２０の少なくとも１つの角が丸みを帯びている場合、上記応力等を緩和し、チッピングによる感磁部２０の端の欠けを抑制することで、電流集中を緩和することができる。
【００２２】
また、本発明の一実施形態に係る電極部３１〜電極部３４は平面視で感磁部２０の領域内に形成されているが、これらの電極部の少なくとも一部が平面視で感磁部２０の領域の外側まで延出していてもよい。なお、平面視で感磁部２０の領域内に電極部３１〜電極部３４が形成されていると、ホール素子１００の出力電圧の揺らぎを小さくできる点で好ましい。これは、感磁部２０と電極部３１〜電極部３４との熱膨張係数の差による応力が感磁部２０にかかりにくくなるためである。
【００２３】
コンタクト部５１〜コンタクト部５４は、感磁部２０上に形成される。本発明の一実施形態に係るコンタクト部５１〜コンタクト部５４は、絶縁膜４０を貫通して、電極部３１〜電極部３４と感磁部２０とを電気的に接続する。本発明の一実施形態では、コンタクト部５１〜コンタクト部５４は略正方形の頂点となる位置に形成される。なお、コンタクト部５１〜コンタクト部５４の配置位置は略正方形の頂点となる位置に限るものではなく、四角形の頂点となる位置であればよい。
【００２４】
コンタクト部５１〜コンタクト部５４の上には電極部３１〜電極部３４が形成される。
本発明の一実施形態に係るコンタクト部５１〜コンタクト部５４は、例えば、電極部３１〜電極部３４と同一の材料で形成される。電極部３１〜電極部３４及びコンタクト部５１〜コンタクト部５４は、一体に形成されていてもよい。コンタクト部５１〜コンタクト部５４は、電極部３１〜電極部３４とは異なる材料で形成されてもよい。
【００２５】
コンタクト部５１〜コンタクト部５４は、感磁部２０の平面形状に応じた平面形状を有し、感磁部２０と電極部３１〜電極部３４のそれぞれとを電気的に接続可能な大きさに形成される。コンタクト部５１〜コンタクト部５４の平面形状は、平面視で入力用の電極部３１及び３２と重なる入力用のコンタクト部５１及び５２同士は同一であり、平面視で出力用の電極部３３及び３４と重なる出力用のコンタクト部５３及び５４同士は同一であるが、入力用のコンタクト部５１及び５２と、出力用のコンタクト部５３及び５４とは、面積が異なる。例えば、感磁部２０の角部部分と相似な略三角形状を有し、コンタクト部５１〜コンタクト部５４は、三つの頂点が感磁部２０の頂点の外側の領域と上下方向で対向し、三辺のうちの二辺が感磁部２０の二辺と平行となるように形成されるが、入力用のコンタクト部５１及び５２の方が、出力用のコンタクト部５３及び５４よりも面積が大きい。なお、入力用のコンタクト部５１及び５２同士は必ずしも同一面積でなくともよく、同様に、出力用のコンタクト部５３及び５４同士は必ずしも同一面積でなくともよく、入力用のコンタクト部５１及び５２のそれぞれの面積が、出力用のコンタクト部５３及び５４のそれぞれの面積よりも大きければよい。
【００２６】
また、コンタクト部５１〜コンタクト部５４の平面形状は、感磁部２０の外周側に対応する外側領域の少なくとも一部に丸みを有していてもよい。また、コンタクト部５１〜コンタクト部５４の平面形状は、感磁部２０の中心側の内側領域に丸みを有していてもよく、例えば全体として扇形を有していてもよい。これにより、コンタクト部５１〜コンタクト部５４の端部における電流集中が緩和される。コンタクト部５１〜コンタクト部５４の平面形状は、コンタクト部５１〜コンタクト部５４の端部における電流集中を緩和できるものであれば、扇形に限らず他の形状であってもよい。なお、ここでいう外側領域とは、コンタクト部５１〜コンタクト部５４の外周であって、感磁部２０の外周と対向する領域を指す。一方、内側領域とは、外側領域以外の感磁部２０の中心側の領域を指す。また、四つのコンタクト部５１〜コンタクト部５４に囲まれた領域全てが感磁部２０に含まれている場合、特にコンタクト部５１〜コンタクト部５４の端部に流れる電流量が多くなるので、顕著に電流集中緩和効果が得られる。
【００２７】
図２Ａは、本発明の一実施形態に係るホール素子１００を用いた磁気センサ２００の一例を示す平面図である。図２Ｂは、磁気センサ２００の断面図の一例を示す概略図である。
磁気センサ２００は、平面視で矩形状に形成される。図２Ａは磁気センサ２００が平面視で長方形状に形成された場合を示す。磁気センサ２００は、ホール素子１００、リード端子２１１〜リード端子２１４、保護層２２０、封止部材２３０、外装めっき層２４０及びボンディングワイヤ２５１〜ボンディングワイヤ２５４を備える。
ホール素子１００は、図２Ａに示すように、ホール素子１００の基板１０の各辺が、磁気センサ２００の各辺と平面視で平行となるように配置される。また、リード端子２１１〜２１４は、磁気センサ２００の四隅に配置される。なお、図２Ａでは、電極部３１と３４、電極部３２と３３とが、磁気センサ２００の長手方向に並ぶように配置する場合について説明するが、磁気センサ２００とホール素子１００との向きは任意に設定することができる。
【００２８】
ホール素子１００は、ボンディングワイヤ２５１〜ボンディングワイヤ２５４によりリード端子２１１〜リード端子２１４に接続される。電極部３１は、ボンディングワイヤ２５１により、リード端子２１１と電気的に接続される。電極部３２は、ボンディングワイヤ２５２により、リード端子２１２と電気的に接続される。電極部３３は、ボンディングワイヤ２５３により、リード端子２１３と電気的に接続される。電極部３４は、ボンディングワイヤ２５４により、リード端子２１４と電気的に接続される。
ボンディングワイヤ２５１〜ボンディングワイヤ２５４は、導電性の材料で形成される。ボンディングワイヤ２５１〜ボンディングワイヤ２５４は、例えば金ワイヤを適用することができるが、これに限るものではない。ボンディングワイヤ２５１〜ボンディングワイヤ２５４は、封止部材２３０により覆われている。これにより、ボンディングワイヤ２５１〜ボンディングワイヤ２５４が固定される。
【００２９】
なお、電極部３１〜電極部３４と、ボンディングワイヤ２５１〜ボンディングワイヤ２５４とのそれぞれの間にボール部が設けられていてもよい。ボール部は、導電性の材料で形成される。ボール部は、ボンディングワイヤ２５１〜ボンディングワイヤ２５４と同一の材料で形成されていてよい。ボール部は、例えば金ボール、又ははんだボールである。一例において、ボール部は、平面視で１０μｍ以上、１００μｍ以下の直径を有し、例えば、６０μｍの直径を有する。なお、ボール部が平面視で真円でない場合には、平面視したボール部と同じ面積を有する楕円に近似し、楕円の長径を直径としてもよい。また、ボール部の厚みは応力緩和の観点から５μｍ以上であることが好ましい。また、製造容易性の観点からボール部の厚みは１００μｍ以下であることが好ましい。なお、ボール部の厚みとは、ボール部の一番高い部分とボール部が配置された電極部３１〜電極部３４との距離である。
【００３０】
ここで、磁気センサ２００のＸ線撮影にて得られた断面透過図を観察した際に、ボンディングワイヤ２５２をリード端子２１２側からホール素子１００側にたどった場合にボンディングワイヤの太さよりも幅が大きくなった部分をボール部と定義してもよい。
リード端子２１１〜リード端子２１４は、互いに線対称となる形状を有する。具体的には、リード端子２１３は、平面視で、互いに平行な二辺ｍ１、ｍ２を有し、そのうちの一方の辺ｍ１は、磁気センサ２００の矩形状の長辺と重なり、他方の辺ｍ２は、同矩形状の短辺上に一方の端部を有し、そこから同矩形状の内側に延びている。辺ｍ２の他方の端部は、辺ｍ１の両端部間の略中央部に位置している。そして、リード端子２１３は、平面視で、辺ｍ２の他方の端部から斜めに延びて矩形状の長辺にまで達する辺ｍ３を有しており、辺ｍ３の同矩形状の長辺に達した位置において、辺ｍ３と辺ｍ１とが交わっている。辺ｍ２と辺ｍ３との接続部分は緩やかな曲線を描いて接続されている。
【００３１】
また、リード端子２１３の辺ｍ３は、図２Ａに示すように、コンタクト部５１〜コンタクト部５４を頂点とする四角形の対角線の延長線と辺ｍ３の中央部付近で略直交する形状に形成される。ここでいう「略直交」とは、四角形の対角線の延長線と、辺ｍ３とのなす角度がほぼ直交とみなすことの可能な角度であり、例えば、８５°以上９５°以下程度であることをいう。
一方、辺ｍ１の両端部のうち、辺ｍ３と交わる側とは逆側の端部は、磁気センサ２００の矩形状の角部に至る途中まで延びている。これに対し、リード端子２１３は、平面視で、辺ｍ２の一方の端部から辺ｍ１と重なる長辺側に向けて延びる辺ｍ４を有している。
【００３２】
辺ｍ４の辺ｍ２と接続された側とは逆側の端部は、磁気センサ２００の矩形状の角部に至る途中まで延びていて、辺ｍ４の角部側の端部と、辺ｍ１の同じ角部側の端部との間は、リード端子２１３の内側に凸となる曲線ｍ５を介して接続されている。
辺ｍ１と辺ｍ４との間を曲線ｍ５を介して接続することで、磁気センサ２００の角部に、平面視で略扇型の、リード端子２１３が形成されていない領域が形成される。そのため、平面視でリード端子２１３の曲線ｍ５をなす側面が、封止部材２３０で覆われることになり、すなわち、磁気センサ２００の角部が封止部材２３０で覆われることになる。その結果、封止部材２３０とリード端子２１３との密着性が向上し実装強度が向上する。
【００３３】
リード端子２１１〜リード端子２１４は互いに線対称となる形状を有することから、磁気センサ２００は、その長手方向の側面において、リード端子２１１〜リード端子２１４それぞれの辺ｍ１に対応する部分が露出し、短手方向の側面において、リード端子２１１〜リード端子２１４それぞれの辺ｍ４に対応する部分が露出することになる。また、磁気センサ２００の四つの角部には封止部材２３０が存在することになる。その結果、基板実装時の実装強度が向上する上、リード端子側面を利用してはんだ付けできるため実装後の素子高さを低くすることができる。
【００３４】
ホール素子１００は、図２Ａに示すように、リード端子２１１〜リード端子２１４で囲まれた領域の略中央に配置される。そして、リード端子２１１〜リード端子２１４の各辺ｍ３は、図２Ａに示すように、コンタクト部５１〜コンタクト部５４を頂点とする四角形の対角線の延長線と、辺ｍ３の中央部付近で略直交する。
なお、ここでは、リード端子２１１〜リード端子２１４が、互いに線対称となる形状を有する場合について説明したが、これに限るものではない。
【００３５】
四つのリード端子２１１〜リード端子２１４は、平面視で、一のリード端子に接続される電極部を感磁部に接続するコンタクト部と一のリード端子との間を最短距離で結ぶ線分と、この線分のコンタクト部上にある点を結んで形成される四角形の対角線のうち前記線分のコンタクト部上にある点を通る対角線とが交わる角度が３０度未満となるように形成されていればよい。例えば、図３Ａに示すように、リード端子２１１の場合、リード端子２１１に接続される電極部３１を感磁部２０に接続するコンタクト部、つまりコンタクト部５１とリード端子２１１とを最短距離で結ぶ線分とは、図中に示す線分Ｌ１である。同様に、リード端子２１２の場合には線分Ｌ２、リード端子２１３の場合には線分Ｌ３、リード端子２１４の場合には線分Ｌ４がそれぞれ最短距離を結ぶ線分となる。
【００３６】
そして、これら線分Ｌ１〜Ｌ４のそれぞれ対応するコンタクト部５１〜５４上にある点を結んで形成される四角形Ｌ５の対角線Ｌ６と線分Ｌ１とが交わる角度、及び対角線Ｌ６と線分Ｌ２とが交わる角度がそれぞれ３０度未満となるように形成されていればよい。同様に、四角形Ｌ５の対角線Ｌ７と線分Ｌ３とが交わる角度、及び対角線Ｌ７と線分Ｌ４とが交わる角度がそれぞれ３０度未満となるように形成されていればよい。
図２Ａ、図２Ｂに戻って、リード端子２１１〜リード端子２１４は、外装めっき層２４０を介して外部と電気的に接続される。リード端子２１１〜リード端子２１４は、ボンディングワイヤ２５１〜ボンディングワイヤ２５４と接続された面と反対側の面とに外装めっき層２４０が形成される。これにより、ホール素子１００は、磁気センサ２００の外部と電気的に接続される。なお、外装めっき層２４０は、例えばスズ（Ｓｎ）で形成されているが、これに限るものではない。
【００３７】
保護層２２０は、ホール素子１００のボンディングワイヤ２５１〜ボンディングワイヤ２５４と接続された面とは反対側の面を覆う。保護層２２０は、例えば基板１０を保護可能な材料であれば限定されない。保護層２２０は、導体、絶縁体、又は半導体の何れか１つからなる膜であってもよく、これらのうち２つ以上を含む膜であってもよい。導体の場合、保護層２２０は、銀ペースト等の導電性樹脂であってよい。絶縁体の場合、保護層２２０は、エポキシ系の熱硬化型樹脂とシリカ（ＳｉＯ２）とを含む絶縁ペースト、窒化ケイ素及び二酸化ケイ素等であってよい。半導体の場合、保護層２２０は、Ｓｉ基板やＧｅ基板等の貼り合わせであってよい。
【００３８】
封止部材２３０は、ホール素子１００と、ボンディングワイヤ２５１〜ボンディングワイヤ２５４と、リード端子２１１〜リード端子２１４とを封止する。封止部材２３０は、リフロー時の高熱に耐えられる材料で形成される。例えば、封止部材２３０は、エポキシ系の熱硬化型樹脂で形成される。封止部材２３０の外形が、磁気センサ２００の外形を形作っている。
ここで、ホール素子１００は、図１Ａに示すように、入力用のコンタクト部５１及び５２の面積と、出力用のコンタクト部５３及び５４の面積とを異ならせている。そのため、ホール効果による電荷蓄積を効率的に行うことができ、その結果、より大きな出力電圧を得ることができる。
【００３９】
また、コンタクト部５１〜コンタクト部５４の面積に、大小を設けると、より大きな出力電圧を得ることができるが、その一方で、面積の小さいコンタクト部５３、５４近傍で電流集中が大きくなる。
さらに、リード端子２１１〜リード端子２１４とホール素子１００とを一体に封止すると、封止することにより生じるリード端子近傍の応力が電流集中するコンタクト部にかかりやすく、面積の小さいコンタクト部５３、５４は、応力の影響を顕著に受け、その結果、出力電圧のばらつきが増大し、Ｓ／Ｎ比の向上を図ることが困難となる。
【００４０】
本実施形態に係る磁気センサ２００では、図３Ａに示すように、四つのリード端子２１１〜リード端子２１４は、平面視で、一のリード端子に接続される電極部を感磁部に接続するコンタクト部及び一のリード端子間を最短距離で結ぶ線分Ｌ１〜Ｌ４と、これら線分Ｌ１〜Ｌ４のコンタクト部上にある点を結んで形成される四角形Ｌ５の対角線Ｌ６、Ｌ７のうち線分Ｌ１〜Ｌ４のコンタクト部上にある点を通る対角線Ｌ６又はＬ７とが交わる角度が３０度未満となるようにしている。このため、ホール素子１００の角部、つまり、コンタクト部５１〜コンタクト部５４と、リード端子２１１〜リード端子２１４それぞれの辺ｍ３とが対向し、且つ、コンタクト部５１〜コンタクト部５４を頂点とする四角形の対角線の延長線と、この延長線上に位置するリード端子２１１〜リード端子２１４のそれぞれの辺ｍ３とが辺ｍ３の中央部付近で略直交するようになる。
【００４１】
そのため、図３Ａ中に矢印ｋ１で示すように、例えばコンタクト部５３は、リード端子２１３に生じる応力の影響を、辺ｍ３の、コンタクト部５３と最も近接し、かつ対角線Ｌ７に略平行な方向から応力を受け、結果的にコンタクト部５３に作用する応力による出力電圧の変動が緩和されることが期待される。そのため、応力のばらつきにより出力電圧がばらつくことを低減することができ、その結果、Ｓ／Ｎ比の向上を図ることができる。仮に、リード端子２１１〜リード端子２１４が図３Ｂに示すように、略長方形の形状を有し、磁気センサ２００の一方の短辺側及び一方の長辺側それぞれに延出した形状を有しており、四つのリード端子２１１〜リード端子２１４それぞれと、各々に対応するコンタクト部５１〜５４とを最短距離で結ぶ線分Ｌ１〜Ｌ４と、これら線分Ｌ１〜Ｌ４の各々対応するコンタクト部５１〜５４上にある点を結んで形成される四角形Ｌ５の、それぞれ対応する対角線Ｌ６又はＬ７とが交わる角度が、３０度以上となる場合には、例えばコンタクト部５３には、最も近接するリード端子２１３ａの角部ｍ１１に生じる応力ｋ２が主に作用する。そのため、コンタクト部５３と５４とを通る対角線を挟んで、ホール素子１００の片側のみに応力が作用することになり、応力のばらつきによって出力電圧がばらつく可能性がある。
【００４２】
また、本実施形態における磁気センサ２００では、図２Ａに示すように、リード端子２１１〜リード端子２１４を線対称の形状としているため、リード端子２１１〜リード端子２１４の形状が異なることにより生じるオフセット電圧を抑制することができ、より一層、出力電圧のばらつきを抑制することができる。
なお、上記実施形態においては、リード端子２１１〜リード端子２１４の、ホール素子１００と対向する辺ｍ３は平面視で直線としているが、これに限るものではなく、例えば、曲線であってもよい。
【００４３】
以上、本発明の実施形態を説明したが、上記実施形態は、本発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、本発明の技術的思想は、構成部品の材質、形状、構造、配置等を特定するものでない。本発明の技術的思想は、特許請求の範囲に記載された請求項が規定する技術的範囲内において、種々の変更を加えることができる。
【符号の説明】
【００４４】
１０  基板
２０  感磁部
２１  導電層
２２  表面層
３１〜３４  電極部
４０  絶縁膜
５１〜５４  コンタクト部
７０  電極層
１００  ホール素子
２００  磁気センサ
２１１〜２１４  リード端子
２５１〜２５４  ボンディングワイヤ
２３０  封止部材
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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