(57)【要約】【課題】磁界に感応するセンサエレメント２を備え、その電気的な特性は作動磁石１０の磁界に依存して変化可能であり、該磁界は運動する発生器エレメントによって影響され、センサエレメントと作動磁石との間に磁束ガイド部材１，９を備えている磁気センサ装置において、スペースおよびコスト面が改善されるようにする。【解決手段】磁界に感応するセンサエレメントは磁束をガイドするリードフレームに被着されており、ここでセンサエレメントの電気的なコンタクト形成および機械的な保持は該リードフレームを介して行われる。【選択図】図１
2006170999.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つの磁界に感応するセンサエレメント（２）を備え、該センサエレメントの電気的な特性は作動磁石（１０）の磁界に依存して変化可能であり、該磁界は運動する発生器エレメントによって影響されるようになっておりかつ
センサエレメント（２）と作動磁石（１０）との間に磁束ガイド部材（１，９）を備え
ている磁気センサ装置において、
磁界に感応するセンサエレメント（２）は磁束をガイドするリードフレーム（１；９）に被着されており、ここでセンサエレメント（２）の電気的なコンタクト形成および機械的な保持は該リードフレーム（１；９）を介して行われる
ことを特徴とする磁気センサ装置。
【請求項２】
リードフレーム（１；９）は打ち抜き格子として少なくとも部分的に軟磁性の材料から形成されている
請求項１記載の磁気センサ装置。
【請求項３】
硬磁性および軟磁性または非磁性および軟磁性の材料の組み合わせが使用される
請求項２記載の磁気センサ装置。
【請求項４】
磁界に感応するセンサエレメントはリードフレーム（１；９）に保持されている測定チップ（２）に集積されており、該測定チップはボンディングワイヤ（４，５）を介してリードフレーム（１；９）の、接続脚部（６，７）として実現されている領域にコンタクト形成されている
請求項１から３までのいずれか１項記載の磁気センサ装置。
【請求項５】
接続脚部（６，７）は測定チップ（２）を担持するリードフレーム（１；９）の平面に対称かつ平面的にガイドされている
請求項４記載の磁気センサ装置。
【請求項６】
接続脚部（６，７）は測定チップ（２）を担持するリードフレーム（１；９）の平面に対称かつ非平面的にガイドされている
請求項４記載の磁気センサ装置。
【請求項７】
リードフレーム（１；９）は測定チップ（２）を担持する領域において円形または矩形に実現されている
請求項１から６までのいずれか１項記載の磁気センサ装置。
【請求項８】
リードフレーム（９）は２つの対称的に、測定チップ（２）の下方に存在する部分から成っている
請求項７記載の磁気センサ装置。
【請求項９】
磁界に感応するセンサエレメントは多数の接続脚部（６，７）にコンタクト形成されている
請求項１から８までのいずれか１項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、請求項１の上位概念に記載の磁気センサ装置、例えば直線的または回転式に運動する発生器エレメントの運動またはポジションを検出するための磁気センサ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
磁界に感応するセンサを、動きまたはポジションのロバストな無接触検出が所望される数多くの領域において使用することは公知である。例えば、軟磁性材料から成る受動的な発生器エレメントでは磁界は、センサエレメントに固定連結されている作動磁石によって生成される。センサエレメントは、発生器エレメントの運動によって引き起こされる、作動磁石の磁界に及ぼされた影響を測定する。
【０００３】
センサ場所における作動磁界を改善するために、数多くの磁界に感応するセンサにおいて磁界生成磁石と検出素子との間に磁束ガイド部材または磁束ガイドディスクが使用される。これらの磁束ガイド部材は通例、固定の、軟磁性材料から成っておりかつ多種多様な形状および大きさにおいて使用される。
【０００４】
ＤＥ１９７５３７７５Ａ１から例えば、距離センサとしてのホールエレメントを備えている磁気センサ装置において、磁力線の向きを変えるための磁性材料から成る磁束ガイド部材を使用することが公知である。カム軸センサとして自動車に使用することは例えばＷＯ２００１６３２１３Ａ１から読み取ることができる。
【０００５】
それ自体公知のこのような磁束ガイド部材または磁束ガイドディスクに、相応のセンサエレメントがいわゆる測定チップとしてパックされて位置決めされる。このように製造されたセンサにおける欠点は、プロセスステップの数が多いこと、磁束ガイド部材または磁束ガイドディスクの任意の寸法、材質など（Abmasse）の薄板を手に入れることが制限されていること、大抵は薄い原材料の加工処理が困難であること、例えば打ち抜き過程の際に不都合なたわみが生じることおよびセンサエレメントの、磁石に対する相対的な位置決めもしくは固定が困難であることである。
【０００６】
磁気的な測定原理を利用する上述した測定チップはしばしば、コンタクト形成およびパッキングのために非磁性の打ち抜き格子上に接着される。その場合電気的なコンタクト形成は例えばいわゆるシン（薄型）ワイヤボンディングが行われる。更に測定チップはボンディングワイヤおよび打ち抜き格子と一緒に低圧圧着法において成型合成樹脂中に組み込まれて、打ち抜き格子の電気的な接続領域だけが合成樹脂パッキングの外にあることになる。
【０００７】
磁性の磁束ガイド部材または磁束ガイドディスクは上述した合成樹脂パッキングステップの前に打ち抜き格子の下にまたは後から合成樹脂パッキングの下に位置決めされかつ固定されて、磁束を改善する作用が実現されるようにする。
【特許文献１】ＤＥ１９７５３７７５Ａ１
【特許文献２】ＷＯ２００１６３２１３Ａ１
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
冒頭に述べた形式の磁気センサ装置は、少なくとも１つの磁界に感応するセンサエレメントを備え、該センサエレメントの電気的な特性は作動磁石の磁界に依存して変化可能であり、該磁界は運動する発生器エレメントによって影響されるようになっておりかつセンサエレメントと作動磁石との間に磁束ガイド部材を備えている。
【０００９】
本発明の課題はこのような別個に配置されている磁束ガイエレメントとセンサエレメントを機械的に担持する打ち抜き格子を組み合わせて電気的なコンタクト形成も磁束を改善する作用も実現できるユニットを簡単かつコスト面で有利に提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この課題は本発明によれば、磁界に感応するセンサエレメントが磁束をガイドするリードフレームに被着されており、ここでセンサエレメントの電気的なコンタクト形成および機械的な保持が該リードフレームを介して行われるようにしたことによって解決される。
【００１１】
ここでリードフレームは打ち抜き格子として少なくとも部分的に軟磁性の材料から形成することができる。
【００１２】
本発明により特別有利にも、通例は別個に配置されている磁気的な磁束ガイドエレメントと、センサエレメントを機械的に担持する打ち抜き格子との、１つのユニットへの組み合わせが可能になる。こうしてこのユニットは電気的なコンタクト形成も磁束を改善する作用をも引き受ける。この場合、純然たる軟磁性材料の他に、硬磁性および軟磁性材料の組み合わせも使用可能である。
【００１３】
本発明によって簡単な手法でこの種の磁気センサ装置の製造プロセスのコストもマウント部品およびマウントステップが減らされることによって節約される。磁界に感応するセンサエレメントは簡単な手法で、リードフレームに保持されている測定チップに集積され、該測定チップはボンディングワイヤを介してリードフレームの、接続脚部として実現されている領域にコンタクト形成されているようにすることができる。接続脚部は測定チップを担持するリードフレームの平面に対称かつ平面的にガイドされているようであってもよいし、測定チップを担持するリードフレームの平面に対称かつ非平面的にガイドされているようであってもよい。
【００１４】
リードフレームは測定チップを担持する領域において円形または矩形に実現されておりかつ２つの対称的に、測定チップの下方に存在する部分から成っているようにすることができる。これにより測定チップの、磁界に影響を及ぼす発生器エレメントに対する改善された位置決めが実現される。
【実施例】
【００１５】
次に本発明を図示の実施例につき図面を用いて詳細に説明する。
【００１６】
図１には、通例は集積回路または測定チップに集積されているセンサエレメントにおいて測定チップ２を担持しかつ安定したマウント面を提供するという機械的な課題を持っている磁気的な打ち抜き格子またはリードフレーム１を有する磁界センサの第１の実施例が図示されている。
【００１７】
更に、いわゆるボンディングワイヤ４および５を介する電気的なコンタクト形成に対するおよび接続脚部に対する案内部およびボンディング面を使用できるようにするという電気的な課題がある。それ故にリードフレーム１の材料は高い機械的な頑丈さおよびボンディングワイヤ４および５の領域における申し分のないボンダビリティを有しかつ申し分ない導電性を有していなければならない。
【００１８】
磁気的な打ち抜き格子（リードフレーム）１に対して種々異なっている磁気材料を使用することができる。ヒステリシス特性がセンサ機能を妨害しないように材料が磁気的ヒステリシスのないできるだけ軟磁性特性を呈していることが重要である。打ち抜き格子１の構造の設計の際に、磁気的な影響を持たないようにすべきである打ち抜き格子部分より磁界に影響する面は大きくした方がいいことが考慮されるべきである。
【００１９】
すなわち例えば図１において、接続脚部６および７が非常に狭く設計されていることで、接続脚部６および７の、磁界に対する生じうる影響は低減されている。基本的には、図２の矩形の形状が示しているような、打ち抜き格子１の数多くの構造変形が考えられる。
【００２０】
図３のリードフレーム９の対称分割された配置構成は、接続脚部６および７が磁界に及ぼす不都合な影響力が測定チップ２の真ん中で対称的に分割されるという利点を有している。その際２つのボンディングワイヤ４および５の電気的な分離が保証されているように考慮すべきである。それ故に図３の実施例において測定チップ２はリードフレーム９の少なくとも１つの側に非導電的に接着されるべきである。
【００２１】
従ってリードフレーム１または９の幾何学的な設計は使用される磁石の幾何学形状に容易に整合される。すなわち図１に示されているように円形の支持体および図２および３に示されている矩形のリードフレーム１または９が測定チップ２に対して使用される磁石の幾何学形状に応じて提案されている。
【００２２】
更に図１ないし図３の平面的な打ち抜き格子幾何学形状の他に任意の３次元的な配置構成も実現される。例えば図４および図５に示されているようにここでは、接続脚部６および７は別の使用に相応してセンサ周辺において既に後方に曲げ出されている。
【００２３】
図６および図７に基づいて、図６および図７の２つの磁気センサ装置のシミュレーション結果が図示されている図８の線図について説明する。図６において作動磁石としての磁石１０がそれ以前に配置されているリードフレーム１とともに側方から示されておりかつ図７には付加的に接続脚部６が見えている。
【００２４】
発生器ホイールの歯付きホイール角度に関する差分磁界ＤｅｌｔａＢｙの経過から、一方では接続脚部なし（鎖線および測定値として点）および一方では接続脚部６あり（測定値として矩形を有している実線）が示されている図８に基づいて、個々の接続脚部６が測定すべき磁界変化に対して重大な影響を有しておらずかつ従って無視できる程度であることを見て取れる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】平面的な接続脚部を介してコンタクト形成可能な、磁気センサ装置の測定チップに対して円形の収容領域を備えている磁気的なリードフレームもしくは打ち抜き格子の平面略図
【図２】図１とは異なって矩形の収容領域を備えているリードフレームの平面略図
【図３】図２とは異なって対称形に分割されている矩形の収容領域を備えているリードフレームの平面略図
【図４】図１とは異なって曲げ出されている接続脚部を備えているリードフレームの斜視図
【図５】図４とは異なって複数箇所曲げ出されている接続脚部を備えているリードフレームの斜視図
【図６】磁石と接続されているリードフレームを有する磁気センサ装置の概略図
【図７】接続脚部を介してコンタクト形成可能な、磁石と接続されているリードフレームを有する磁気センサ装置の概略図
【図８】図６および図７の装置において歯付きホイール角度によって影響される差分磁界の波形図
【符号の説明】
【００２６】
１，９  磁束ガイド部材もしくは磁気的な打ち抜き格子またはリードフレーム、  ２  センサエレメントもしくは集積回路または測定チップ、  ３，４，５  ボンディングワイヤ、  ６，７  接続脚部、  １０  磁石
【図１】
2006170999.tif 000003
【図２】
2006170999.tif 000004
【図３】
2006170999.tif 000005
【図４】
2006170999.tif 000006
【図５】
2006170999.tif 000007
【図６】
2006170999.tif 000008
【図７】
2006170999.tif 000009
【図８】
2006170999.tif 000010