(57)【要約】【課題】従来の磁場測定器に使用されるホールプローブでは、一般に磁気検出部分は不透明な状態であり、磁気測定結果を磁場分布パターンとして把握しようとする場合、ホールプローブの磁気検出部分がプローブのどの位置にあるかわかり難く、被測定物との相対的な位置を正確に把握できない。ホール素子チップの磁気検出部を形成する動作層がホールプローブのどこの位置にあるか外部より把握しやすい構造とすることが課題であった。【解決手段】ホール素子チップの基体を透明ガラスとすること、およびホール素子チップが搭載されるガラスエポキシ配線基板の穴中にホール素子チップが固着され、ガラスエポキシ配線基板との接続部分に使用される樹脂およびホール素子チップの上面を保護する樹脂を透明な樹脂とすることによって、ホール素子チップの磁気検出パターンを形成するＩｎＳｂ層が正確にどの位置にあるか外部より目視して確認が可能なホールプローブとする。【選択図】図１
2006258592.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁場強度測定に用いられるホールプローブであって、ホール素子チップが動作層、電極部、および電気導通部を除いては透明であって、かつ前記ホール素子チップが固着する部分において、前記ホール素子チップの感磁面に垂直な方向に透明であることを特徴とするホールプローブ。
【請求項２】
請求項１に記載したホールプローブにおいて、前記ホール素子チップが搭載される配線基板は、ホール素子チップ搭載部分において貫通した穴を形成しており、かつ前記ホール素子チップを前記配線基板と固着する樹脂が透明であることを特徴とするホールプローブ。
【請求項３】
請求項１に記載したホールプローブにおいて、前記ホール素子チップは透明な基体としてガラス、またはポリカーボネイトあるいはポリプロピレンあるいはポリエチレンテレフタレートの透明樹脂を材料として構成されることを特徴とするホールプローブ。
【請求項４】
請求項１に記載したホールプローブにおいて、前記ホール素子チップの動作層、電極および電気導通部を覆う樹脂と、前記ホール素子チップを前記配線基板と固着する透明な樹脂の材質が、エポキシ樹脂あるいはシリコーン樹脂であることを特徴とするホールプローブ。
【請求項５】
請求項１に記載したホールプローブにおいて、前記ホール素子チップの動作層の材質をＧｅ（ゲルマニウム）またはＩｎＳｂ（インジウムアンチモン）、またはＩｎＡｓ（インジウム砒素）であることを特徴とするホールプローブ。
【請求項６】
請求項１〜５に記載したホールプローブにおいて、前記ホール素子チップの感磁面と垂直な方向に光軸の方向が一致している凸レンズが設置してあることを特徴とするホールプローブ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気測定プローブを接続して磁場強度を測定する方式の磁場強度測定器に用いられるホールプローブに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、テスラメータあるいは、ガウスメータといわれる磁場強度測定器は、磁気測定プローブと計測器本体からなり、磁気測定プローブを構成する磁気検知素子としてホール素子チップがガラスエポキシ樹脂製等の配線基板に搭載された構成のホールプローブが用いられる。一般に磁場強度測定用のホールプローブは不透明であり、これは、ホール素子チップおよび、ホール素子チップを搭載するガラスエポキシ樹脂製配線基板が不透明であることによる。
【０００３】
しかし、ホール素子チップが測定プローブのどの位置にあるか外部から観察できるようにしたいという強い要求がある。ホール素子チップの位置を正確に把握することにより磁気分布を測定する際のホールプローブの位置制御をより精度良く行うことができるためである。
【０００４】
従来例の一般的な磁場強度測定用のホールプローブを図３に示す。ホール素子チップ３１がガラスエポキシ配線基板１上に固定接着されており、それぞれの入出力の端子に金ワイヤ４が接続されており、金ワイヤ４がホール素子チップ３１への電気導通部になっている。金ワイヤ４の一端は、ガラスエポキシ配線基板１上に形成された銅配線パターン８に接続されており、外部への電気的な接続を銅配線パターンによって行う構成になっている。
【０００５】
ホール素子の入出力の配線は、図４ように半導体薄板４１のそれぞれ対向する２箇所に入力電極４２および出力電極４３を形成し入力電極４２間に電圧Ｖｉを印加して、半導体薄板４１に垂直な方向の磁場強度Ｂに応じた出力電圧ＶＨを出力電極４３間において出力する。入力電極４３間の電圧Ｖｉを一定とすると出力電極４３間の電圧ＶＨは、磁場強度Ｂにほぼ比例したものとなる。
【０００６】
図３に示されるホール素子チップ３１は不透明であり、またガラスエポキシ配線基板１およびホール素子チップ３１を覆っているエポキシ樹脂３２も不透明であるためホールプローブ全体が不透明である。したがって、ホール素子チップ３１の位置について外部から目視しただけでは、正確に把握することは困難である。
【０００７】
ホールプローブにおいてホール素子チップの位置を把握する方法として、特許文献１に示される方法を適用することが考えられる。図５に示すホール素子チップ５２を搭載する樹脂基板５1を透明樹脂で形成し、ホール素子チップ５２の周辺部を透明にする方法である。図５（ａ）は、正面図を、図５（ｂ）は上面図を示す。透明な樹脂基板５１に不透明なホール素子チップ５２が搭載されている。しかしこの方法では、ホール素子チップ５２は、不透明であり磁気検出パターンの位置を正確に外部から把握しプローブの位置調整を行うことに限界がある。また、樹脂基板５１には、ホール素子チップ５２の入出力用の銅配線パターンが配置されるため、実際には図５（ｂ）に描かれているより樹脂基板５１は不透明な部分が多くなる。
【０００８】
また、よりホール素子チップの磁気検出部の位置を外部から確認できるようにする方法として、特許文献２に示される方法がある。これは、図６に示すように磁気検出パターン３１ａ上に突出したマーカを形成する方法である。図６（ａ）は、正面図を、図６（ｂ）は上面図を示す。ガラスエポキシ配線基板１にホール素子チップ３１が搭載され、さらにホール素子チップ３１上にマーク用の絶縁性チップ３３を搭載するものである。絶縁性チップ３３は、樹脂３２の表面より突出する形状で固定され、磁気検出パターン３１ａの位置を外部から確認することができる。しかし、この方法も磁気検出パターン３１ａを直接目視するものではないため、磁気検出パターン３１ａの位置を把握する精度には限界がある。
【特許文献１】特開２００１−４２０１７号公報
【特許文献２】実開平７−４２１３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
従来のホールプローブでは、一般にホール素子チップの磁気検出部分は外部より目視して確認できない不透明な状態で組み立てられており、磁気測定結果を磁気分布パターンとして認識しようとする場合、ホール素子チップの磁気検出部がプローブのどこの位置にあるかわかり難く、被測定物との相対的な位置を正確に把握できない。被測定物と磁気検出部の相対的な位置を正確に把握して、より正確な磁気分布データを得るためには、ホール素子チップの磁気検出部が磁気測定プローブのどの位置にあるか外部より把握しやすい構造にすることが課題であった。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、ホール素子チップ部分を透明にして磁気検出部が被検出物に対してどの位置にあるかを一目で確認できるホールプローブを提供することを目的とする。上記目的を達成するための手段として、ホール素子チップおよびホール素子チップが搭載される配線基板の固着部分を透明にすることによって、ホール素子チップの磁気検出部が正確にどの位置にあるか外部より目視して確認が可能なホールプローブとする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明のホールプローブによれば、被測定物に対するホール素子チップの磁気検出部の相対的な位置が目視することによりわかるため、より正確にホールプローブの位置を設置あるいは制御でき、精度を改善した磁気分布の測定値を得られることが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
ホール素子チップの磁気検出部が正確にどの位置にあるか外部より目視して確認が可能なホールプローブを実現するためには、ホール素子チップが透明であること、およびホール素子チップが搭載されるガラスエポキシ基板部分が透明であることによって、ホール素子チップの磁気検出部が外部より見える状態であることが必要である。またホール素子チップが配線基板に搭載され固着部分を透明にすることが必要である。以下、実施例によって説明する。
【実施例１】
【００１３】
図１は、本発明の第１の実施例のホールプローブである。図１ａが断面図、図１ｂが平面図である。ホール素子チップ２２は、透明なガラス基体２と磁気検出部を形成するＩｎＳｂ（インジウムアンチモン）層３よりなる。ＩｎＳｂ（インジウムアンチモン）層３は、磁気検出部として図４に示される十字状のパターンを形成している。透明なガラス基体２上にホール素子動作層としてＩｎＳｂ（インジウムアンチモン）層３が形成されておりＩｎＳｂ（インジウムアンチモン）層３の一部に電極を取り出すための電極層５が形成されている。ＩｎＳｂ（インジウムアンチモン）層３に電極層５を介して接続された金ワイヤ４は、一方をガラスエポキシ製配線基板１上の銅配線パターン８と接続され、ホール素子チップ２２への入出力の配線を形成している。
【００１４】
ホール素子チップのガラス基体１は、透明なエポキシ樹脂６でガラスエポキシ配線基板１中の穴中に固定される。ガラスエポキシ配線基板1中の穴は、ガラスエポキシ配線基板1を貫通している。ホール素子チップ２２のガラス基体２は、側面及び底面を透明なエポキシ樹脂６を介してガラスエポキシ配線基板1に固定されている。ホール素子チップの上面は、ホール素子動作層３、電極部分５、Ａｕワイヤ４の保護のため透明な樹脂７で、覆われている。ホール素子の動作層としてのＩｎＳｂ層３および電極層５およびＡｕワイヤ４を除く部分は、透明であり、ＩＮＳｂ層３、電極層５およびＡｕワイヤ４は、ホールプローブの外部より透明部分を通して目視で確認できる。
【００１５】
ホール素子チップのＩｎＳｂ層３が形成された表面は、保護のため透明なエポキシ樹脂層７で覆われる。ホール素子チップの基体がガラスであることと、ガラス基体の周辺部および表面部に透明なエポキシ樹脂を使用していることによってホール素子磁気検出パターンの周辺部が全て透明なホールプローブとなっている。
【実施例２】
【００１６】
図２は、本発明の第２の実施例のホール素子断面図である。図１と同一の構成のホール素子チップ２２がガラスエポキシ基板１に搭載されており、ホール素子チップ２２のＩｎＳｂ（インジウムアンチモン）動作層３に垂直な方向を光軸の方向と一致させて凸レンズ２３が設置されている。凸レンズ２３を通してＩｎＳｂ（インジウムアンチモン）動作層２の磁気検知部を覗いた場合、磁気検知部と被測定物とを拡大した状態で観察できるため、磁気検知部と被測定物との相対的な位置関係をより正確に確認できる。このためホールプローブの位置を正確に把握して、設置するあるいは位置の制御をすることができる。
【００１７】
第１の実施例および第２の実施例は、ＩｎＳｂ（インジウムアンチモン）のホール素子チップの基体として透明ガラスを使用した例を述べたが、透明ガラスの替わりにポリカーボネイトあるいはポリプロピレンあるいはポリエチレンテレフタレートの透明樹脂を使用しても同様の効果が得られる。
【００１８】
第１の実施例および第２の実施例は、動作層３の材料としてＩｎＳｂ（インジウムアンチモン）のホール素子チップを例として取上げたが、ホール素子動作層の材質として、Ｇｅ（ゲルマニウム）、またはＩｎＡｓ（インジウム砒素）を使用しても同様の効果が得られる。
【００１９】
第１の実施例および第２の実施例は、ホール素子チップ２２をガラスエポキシ配線基板1に固着する透明な樹脂として、エポキシ樹脂を例として取り上げたが、接着剤の材質としてシリコーン樹脂を使用しても、同様の効果が得られる。
【産業上の利用可能性】
【００２０】
本発明のホールプローブは、磁気検出部の位置を正確に把握できるため、より精度の高いテスラメータあるいはガウスメータ用のホールプローブとして適用できる。また、磁場測定プローブをＸＹの２方向にスキャンニング動作をさせて磁場分布を測定するための磁場分布測定器用のホールプローブとして適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明のホールプローブの第１の実施例を示す構成図である。
【図２】本発明のホールプローブの第２の実施例を示す断面図である。
【図３】ホールプローブの第１の従来例を示す構成図である。
【図４】ホール素子の原理を示す構成図である。
【図５】ホールプローブの第２の従来例を示す構成図である。
【図６】ホールプローブの第３の従来例を示す構成図である。
【符号の説明】
【００２２】
１          ガラスエポキシ配線基板
２          ガラス基体
３          ＩｎＳｂ層
４          金線
５          電極層
６、７      透明樹脂
８          銅配線パターン
１１        ホールプローブ
２２        ホール素子チップ
２３        凸レンズ
３１        ホール素子チップ
３１ａ      磁気検知面
３２        不透明樹脂
３３        絶縁体マーカ
５１        透明樹脂基板
５２        ホール素子チップ
【図１】
2006258592.tif 000003
【図２】
2006258592.tif 000004
【図３】
2006258592.tif 000005
【図４】
2006258592.tif 000006
【図５】
2006258592.tif 000007
【図６】
2006258592.tif 000008