(57)【要約】  車のステアリング組立体内にて磁界の角度を測定する電子デバイスである。該電子デバイスは、外周を有する半導体ダイと、ダイに形成され、かつ半導体ダイの外周付近に配置された磁気抵抗性感知素子と、ダイに形成された処理回路とを含む。該処理回路は、磁気抵抗性感知素子と電気的に接続され、かつ磁界の角度とステアリングトルクとの少なくとも一方を表示する信号を発生させる構造とされている。不電導性材料が半導体ダイを封入している。電気コネクタがダイと電気的に接続され、かつ不電導性材料を通して半導体ダイを封入する。電気コネクタは、プリント回路板と電気的に接続する構造とされている。半導体ダイは、パッケージ体の外周の近くに配置され、磁気抵抗性感知素子要素をパッケージ体の外周付近に配置する。
2015523566.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車のステアリング組立体内にて磁界の角度を測定する電子デバイスにおいて、
外周を有する半導体ダイと、
ダイに形成され、かつ半導体ダイの外周の付近に配置された磁気抵抗性感知素子と、
ダイに形成され、かつ磁気抵抗性感知素子と電気的に接続された処理回路であって、磁界の角度とステアリングトルクとの少なくとも一方を表示する信号を発生させる構造とされた前記処理回路と、
半導体ダイを封入し、かつ外周を有するパッケージ体を形成する不電導性材料と、
ダイと接続され、半導体ダイを封入する不電導性材料を通過し、プリント回路板と電気的に接続する構造とされた電気コネクタとを備え、
半導体ダイは、パッケージ体の外周の近くに配置され、磁気抵抗性感知素子をパッケージ体の外周の近くに配置するようにした、電子デバイス。
【請求項２】
請求項１に記載の電子デバイスおいて、
磁気抵抗性感知素子は、異方性磁気抵抗性角度センサを含む、電子デバイス。
【請求項３】
請求項１に記載の電子デバイスにおいて、
磁気抵抗性感知素子は、巨大磁気抵抗性角度センサと、トンネル磁気抵抗性角度センサとの少なくとも一方を含む、電子デバイス。
【請求項４】
請求項１に記載の電子デバイスにおいて、
磁気抵抗性感知素子の外周は、半導体ダイの外周とほぼ同一面に配置される、電子デバイス。
【請求項５】
請求項４に記載の電子デバイスにおいて、
磁気抵抗性感知素子の中心は、パッケージ体の外周から約１．７５ｍｍ以下の位置に配置される、電子デバイス。
【請求項６】
請求項１に記載の電子デバイスにおいて、
磁気抵抗性感知素子の外周は、半導体ダイの作用可能な領域とほぼ同一面に配置される、電子デバイス。  
【請求項７】
請求項６に記載の電子デバイスにおいて、
磁気抵抗性感知素子の中心は、パッケージ体の外周から約１．７５ｍｍ以下の位置に配置される、電子デバイス。
【請求項８】
請求項１に記載の電子デバイスにおいて、
磁気抵抗性感知素子の外周は、半導体ダイの外周から約０．５ｍｍから約０．１ｍｍの位置に配置される、電子デバイス。  
【請求項９】
請求項８に記載の電子デバイスにおいて、
磁気抵抗性感知素子の中心は、パッケージ体の外周から約１．７５ｍｍ以下の位置に配置される、電子デバイス。
【請求項１０】
請求項１に記載の電子デバイスにおいて、
磁気抵抗性感知素子の中心は、パッケージ体の外周から約１．７５ｍｍ以下の位置に配置される、電子デバイス。
【請求項１１】
請求項１０に記載の電子デバイスにおいて、
磁気抵抗性感知素子は、電子デバイスの外部に配置された磁石の最も近い位置に配置された、半導体ダイの外周の一部分の近くに配置される、電子デバイス。
【請求項１２】
請求項１１に記載の電子デバイスにおいて、
磁気抵抗性感知素子は、電子デバイスの外部に配置された磁石の最も近い位置に配置された、パッケージ体の外周の一部分の近くに配置される、電子デバイス。
【請求項１３】
請求項１に記載の電子デバイスにおいて、
電気コネクタは、プリント回路板にサーフェスマウントされる構造とされる、電子デバイス。
【請求項１４】
請求項１に記載の電子デバイスにおいて、
第２の半導体ダイ上に形成され、かつ第２の半導体ダイの外周の近くに配置された第２の磁気抵抗性感知素子を更に備える、電子デバイス。
【請求項１５】
請求項１４に記載の電子デバイスにおいて、
第２の半導体ダイ上に形成され、かつ第２の磁気抵抗性感知素子と電気的に接続された第２の処理回路を更に備え、該第２の処理回路は、磁界の角度と、ステアリングトルクとの少なくとも一方を表示する信号を発生させる構造とされた、電子デバイス。
【請求項１６】
請求項１４に記載の電子デバイスにおいて、
第２の磁気抵抗性感知素子の外周は、第２の半導体ダイの外周とほぼ同一面に配置される、電子デバイス。
【請求項１７】
請求項１６に記載の電子デバイスにおいて、
第２の磁気抵抗性感知素子の中心は、パッケージ体の外周から約１．７５ｍｍ以下の位置に配置される、電子デバイス。
【請求項１８】
請求項１４に記載の電子デバイスにおいて、
第２の磁気抵抗性感知素子の外周は、第２の半導体ダイの作用可能な領域の外周に対してほぼ同一面に配置される、電子デバイス。
【請求項１９】
請求項１８に記載の電子デバイスにおいて、
第２の磁気抵抗性感知素子の中心は、パッケージ体の外周から約１．７５ｍｍ以下の位置に配置される、電子デバイス。
【請求項２０】
請求項１４に記載の電子デバイスにおいて、
第２の磁気抵抗性感知素子の外周は、第２の半導体ダイの外周から約０．５ｍｍから約０．１ｍｍの位置に配置される、電子デバイス。
【請求項２１】
請求項２０に記載の電子デバイスにおいて、
第２の磁気抵抗性感知素子の中心は、パッケージ体の外周から約１．７５ｍｍ以下の位置に配置される、電子デバイス。
【請求項２２】
請求項１４に記載の電子デバイスにおいて、
第２の磁気抵抗性感知素子の中心は、パッケージ体の外周から約１．７５ｍｍ以下の位置に配置される、電子デバイス。
【請求項２３】
請求項２２に記載の電子デバイスにおいて、
第２の磁気抵抗性感知素子は、電子デバイスの外部に配置された磁石の最も近い位置に配置された、第２の半導体ダイの一部分の近くに配置される、電子デバイス。
【請求項２４】
請求項２３に記載の電子デバイスにおいて、
第２の磁気抵抗性感知素子は、電子デバイスの外部に配置された磁石の最も近い位置に配置されたパッケージ体の外周の一部分に配置される、電子デバイス。
【請求項２５】
請求項１４に記載の電子デバイスにおいて、
第２の半導体ダイは、第１の半導体ダイに隣接する位置に配置される、電子デバイス。
【請求項２６】
請求項１４に記載の電子デバイスにおいて、
第２の半導体ダイは、第１の半導体ダイ上に積み重ねられる、電子デバイス。
【請求項２７】
車のステアリング組立体内にて磁界の角度を測定するセンサ組立体において、
請求項１に記載の第１の電子デバイスと、
請求項１に記載の第２の電子デバイスであって、プリント回路板上にて第１の電子デバイスに隣接する位置に配置された前記第２の電子デバイスとを備える、センサ組立体。
【請求項２８】
車のステアリング組立体の第１のシャフトと第２のシャフトとの間の相対的な角度を測定するセンサ組立体において、
第１のシャフトに連結された磁石と、
第２のシャフトに連結された、請求項１に記載の電子デバイスとを備え、
磁気抵抗性感知素子は、磁石の最も近い位置に配置された半導体ダイの外周の一部分の近くに配置され、かつ磁石の最も近い位置に配置されたパッケージ体の外周の近くに配置される、センサ組立体。
【請求項２９】
請求項２８に記載のセンサ組立体において、
磁気抵抗性感知素子は、異方性磁気抵抗角度センサと、巨大磁気抵抗角度センサと、トンネル磁気抵抗角度センサとを含む、センサ組立体。
【請求項３０】
請求項２９に記載のセンサ組立体において、
磁気抵抗性感知素子の外周は、半導体ダイの外周とほぼ同一面に配置される、センサ組立体。
【請求項３１】
請求項３０に記載のセンサ組立体において、
磁気抵抗性感知素子の中心は、パッケージ体の外周から約１．７５ｍｍ以下の位置に配置される、センサ組立体。
【請求項３２】
請求項２９に記載のセンサ組立体において、
磁気抵抗性感知素子の外周は、半導体ダイの外周から約０．５ｍｍから約０．１ｍｍの位置に配置される、センサ組立体。
【請求項３３】
請求項３２に記載のセンサ組立体において、
磁気抵抗性感知素子の中心は、パッケージ体の外周から約１．７５ｍｍ以下の位置に配置される、センサ組立体。
【請求項３４】
請求項２９に記載のセンサ組立体において、
磁気抵抗性感知素子の外周は、半導体ダイの作用可能な領域の外周に対してほぼ同一面に配置される、センサ組立体。
【請求項３５】
請求項３４に記載のセンサ組立体において、
磁気抵抗性感知素子の中心は、パッケージ体の外周から約１．７５ｍｍ以下の位置に配置される、センサ組立体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
［０００１］発明は、２０１２年８月３日に出願した米国特許出願第１３／５６６０２２号及び２０１２年６月１５日に出願した米国仮特許出願第６１／６６０４９１号による優先権を主張するものであり、上記の出願の内容は、共に、参考として引用し、本明細書に含めてある。
【背景技術】
【０００２】
［０００２］本発明は、運転者のステアリング入力を検出するため、車のステアリングシステムにて使用されるセンサに関する。特に、本発明は、磁界の角度の変化を検出する設計とされた車のステアリングシステムのセンサに関する。
【０００３】
［０００３］回転する構成要素の動きを検出する設計とされたセンサは一般に、周知である。例えば、ホール効果センサを使用してシャフト及びホイールの速度及び方向を感知することができる。乗用車及び同様の車にて、ステアリング入力を感知することのできるセンサもまた一般に知られている。例えば、１）入力シャフト（例えば、ステアリングハンドルと接続された）と、出力シャフト（例えば、車の車輪を動かし又はステアするため使用されるラック又はその他の要素と接続された）と、３）２つのシャフトを接続するコンプライアントシャフト又はトーションバーとを有するステアリングシステムにおいて、磁界の角度の変化を感知し、かつ入力トルクを決定することが可能である。特に、磁石が一方のシャフトに配置され、磁気感知素子（磁気抵抗性感知素子のような）が他方のシャフトに取り付けられている。トーションバーは、既知のばね定数及び捩れ剛性を有している。出力シャフトに対する入力シャフトの回転動作は、磁石と磁気感知素子との間にて相対的な角度の変位を生じさせる。次に、既知の磁気原理を使用して、角度の変位を測定する。特に、角度の変位は、入力トルクに加わるトルクに比例する。このようにして、磁気感知素子によって提供された情報からステアリングトルクを求めることができる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ステアリングトルクに関する情報を提供することのできるセンサは利用可能であるが、これらのセンサは、完全に満足しえるものではない。多くの従来の設計において、磁界の角度の変化を感知し、かつ入力トルクを表示する出力を発生させることのできるセンサを形成するためには、多数のデバイスを使用しなければならない。例えば、当該発明者が知るセンサは、磁気感知素子（例えば、磁気感知の専門家が設計した回路）と、プロセッサ（例えば、半導体及び集積回路の製造の専門家が設計した特定用途向け集積回路）とを含む。これらの２つのセンサは、回路板上に搭載され、かつ回路板と線接続され、次に、導性トレースにより互いに接続する。
【０００５】
［０００５］比較的最近、処理構成要素と磁気感知素子とを一つのパッケージに組み込んだパッケージ型集積回路が製造されている。しかし、これらのデバイスは、ホール効果センサを使用することが多い。一般に、ホール効果センサは、磁界の大きさのみを測定をする。その結果、磁界の角度を測定しようとするためには、多数のホール効果センサを使用しなければならない。このため、利用可能な集積回路は一般に、少なくとも２つのホール効果センサを含み、これらのホール効果センサは、通常、多数のホール効果感知素子を備えている。更に、既知の単一パッケージデバイスは、通常、ホール効果感知素子をパッケージ本体の中央の対称の位置に配置する。
【０００６】
［０００６］
【課題を解決するための手段】
【０００７】
これらの現在の設計と相違して、本発明の実施の形態は、特に、プロセッサ（特定用途向け集積回路（「ＡＳＩＣ」のような）と、磁気抵抗性（「ＭＲ」）感知素子とを含むステアリングトルクセンサを提供する。ＡＳＩＣ及びＭＲ感知素子は、単一の半導体ダイの一部である（すなわち、ＡＳＩＣ及びＭＲ感知素子は、モノシリックデバイスを形成する）。ダイは、作用可能な外周を有し、ＭＲ感知素子は、ダイの作用可能な外周とほぼ同一面に配置される。好ましくは、ダイは、１つ又はより多くの電気コネクタ（例えば、リードフレーム）と線接続される。コネクタはダイと接続され、コネクタ及びダイは、絶縁性材料（プラスチックのような）内に封入され、又は「パッケージ化」されて集積デバイスを形成し、該デバイスは、プリント回路板にサーフェスマウントすることができる。ダイは、集積デバイスの外周付近に配置され、集積回路に近接して配置された磁石の近くに、ＭＲ感知素子を配置する。幾つかの実施の形態において、ＭＲ感知素子は、磁石により生成された飽和磁界（例えば、２５ＫＡ／ｍ）内に配置すべき集積回路内に配置される。
【０００８】
［０００７］別の実施の形態において、本発明は、車のステアリング組立体内にて磁界の角度を測定する電子デバイスを提供する。電子デバイスは、ある外周を有する半導体ダイを含む。磁気抵抗性感知素子がダイ内に形成され、かつ半導体ダイの外周の近くに配置される。また、該ダイには、処理回路も形成される。該処理回路は、磁気抵抗性感知素子と電気的に接続され、かつ磁界の角度及びステアリングトルクの少なくとも一方を表示する信号を発生させる構造とされている。不電導性材料が半導体ダイを封入する。電気コネクタがダイと電気的に接続され、かつ不電導性材料を通して半導性ダイを封入する。電気コネクタは、プリント回路板と電気的に接続し得る構造とされている。
【０００９】
［０００８］更に別の実施の形態において、本発明は、車のステアリング組立体の第１のシャフトと第２のシャフトとの間の相対的な角度を測定するセンサ組立体を提供する。該センサ組立体は、第１のシャフトに連結された磁石と、前の段にて説明した電子デバイスとを含む。該電子デバイスは、電子デバイス内に含めた磁気抵抗性感知素子が磁石に近接するように第２のシャフトに連結されている。
【００１０】
［０００９］更に別の実施の形態において、本発明は、車のステアリング組立体内にて磁界の角度を測定するセンサ組立体を提供する。該センサ組立体は、段［０００７にて説明した第１の電子デバイスと、段［０００８にて説明した第２の電子デバイスとを含む。第２の電子デバイスは、プリント回路板上にて第１の電子デバイスに隣接する位置に配置されている。
【００１１】
［００１０］本発明のその他の特徴は、詳細な説明及び添付図面を検討することにより、明らかにあるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】ステアリングシャフトのトルクを測定するトルク角度センサ組立体を含む車のステアリング組立体の斜視図である。
【図２】図１のトルク角度センサ組立体の正面斜視図である。
【図３】図３ａは、図１のトルク角度センサ組立体を概略図的に示す。図３ｂは、本発明の第１の実施の形態による図１のトルク角度組立体に含めた電子デバイスを概略図に示す。図３ｃは、本発明の別の実施の形態による図１のトルク角度組立体に含めた電子デバイスを概略図に示す。図３ｄは、図３ｂの電子デバイスの側面図である。図３ｅは、図３ｂの電子デバイスの端面図である。
【図４】図１のトルク角度センサ組立体の磁石により生成された磁界を概略図的に示す。
【図５】２つの磁気感知素子を有する電子デバイスの形態とされた本発明の代替的な実施の形態を概略図的に示す。
【図６】２つの電子デバイスが磁石に近接する位置に配置された、トルク角度センサ組立体の１つの構造を概略図的に示す。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
［００２１］発明の任意の実施の形態を詳細に説明する前に、本発明の適用は、以下の説明に記載し又は添付図面に示した構成要素の構造及び配置の詳細に限定されるものではないことを理解すべきである。本発明は、その他の実施の形態が可能であり、また、いろいろな仕方にて実施し又は実行することができる。
【００１４】
［００２２］図１は、車のステアリング組立体１０を示す。組立体１０は、入力シャフト１２と、出力シャフト１４とを含む。入力シャフト１２は、ステアリングハンドル（図示せず）と接続し、出力シャフト１４は、車の車輪を動かし又はステアするため使用されるラック又はギアボックス（図示せず）と接続する。入力シャフト１２は、トーションバー（図示せず）により出力シャフト１４に連結されている。トーションバーは、出力シャフト１２と同軸状に整合されており、既知の捩れ剛性又はばね定数を有している。トーションバーは、荷重を入力シャフト１２から出力シャフトシフ１４に伝達する。特に、トーションバーは、撓み又は捻って入力シャフト１２に加えられたトルクの量に比例して、入力シャフト１２が出力シャフト１４に対して相対的な角度変位をすることを許容する。出力シャフト１４に対する入力シャフト１２の相対的な回転変位の相違は、ステアリングハンドルに加えられるトルクの大きさに比例する。
【００１５】
［００２３］トルク角度センサ組立体１６は、トーションバーの第１の端部と、第２の端部との間の相対的角度を測定することにより、ステアリングシャフトのトルクを測定する。特に、図３に示したように、センサ組立体１６は、トーションバーの第１の端部と接続された入力シャフト１２の軸端部に装着されたリング形状の磁石１８を含む。このため、磁石１８は、入力シャフト１２及びトーションバーの第１の端部と共に回転する。
【００１６】
［００２４］トルク角度センサ組立体１６は、また、電子デバイス２０も含む。該電子デバイス２０は、磁石１８に対し静止状態に配置されている。このため、トーションバーが捻ったとき、磁石１８は、デバイス２０に対し回転する。幾つかの実施の形態において、センサ組立体１６は、トーションバーの第２の端部と接続された出力シャフト１４の軸端部と接続されている。その他の実施の形態において、電子デバイス２０は、トーションバーに対して同心状に配置されているが、トーションバー又は出力シャフト１４とは接続されていない。
【００１７】
［００２５］図３ａに概略図的に示したように、電子デバイス２０は、外周２１を有しており、また、外周３２を有する半導体ダイ３０を含む。プロセッサ（特定用途向け集積回路（「ＡＳＩＣ」）３３のような）がダイ３０に形成されている。幾つかの実施の形態において、プロセッサ３３は、ダイ３０の作用可能な領域３４内に形成され、また、幾つかの実施の形態において、全体的な作用可能な領域３４を使い切る。また、外周３６を有する磁気抵抗性（「ＭＲ」）感知素子３５もダイ３０に形成されている。図３ａに図示したように、幾つかの実施の形態において、ＭＲ感知素子３５は、プロセッサ３３の頂部に配置され、かつプロセッサ３３と電気的に接続されている（例えば、ダイ３０に形成された接続部を介して）。幾つかの実の形態において、ＭＲ感知素子２５は、プロセッサ３３の頂部の小さい領域に追加の層（例えば、金属層）を追加することにより形成される。
【００１８】
［００２６］幾つかの実の形態において、ＭＲ感知素子３５は、異方性磁気抵抗性（「ＡＭＲ」）角度センサを含む。その他の実施の形態において、ＭＲ磁気感知素子３５は、巨大磁気抵抗（「ＧＭＲ」）角度センサ又はトンネル磁気抵抗（「ＴＭＲ」）角度センサを含む。ＭＲ感知素子３５は、角度（又は方向）及び（又は）強さ（又は大きさ）のような、磁石１８により生成された磁界の１つ又はより多くの特徴を測定する構造とされている。
【００１９】
［００２７］プロセッサ３３は、ＭＲ感知素子３５からの信号又はデータを磁石１８により生成された磁界の角度に関する情報を形成するため使用できるアナログアナ信号に調整する構造とされている。幾つかの実施の形態において、プロセッサ３３は、磁界の角度に関する情報を入力シャフト１２に加えられるトルクに変換する構造ともされている。プロセッサトルク３３は、また、所定の通信プロトコル（例えば、アナログ信号プロトコル、バルス幅変調信号プロトコル、単一エッジニブル伝送信号プロトコル又はその他の電圧利用又は電流変調デジタル通信プロトコル）に従って磁界の角度情報（又はトルク情報）を通信する回路も含んでいる。
【００２０】
［００２８］電気コネクタ又はピン３８がダイ３０と電気的に接続されており、これらは、ダイ３０をプリント回路版３９上に取り付けることを許容する。（図１及び図２参照）。半導体ダイ３０及び電気コネクタ３８は、プラスチックのような、不電導性材料内に封入されて、電子デバイス２０の外周２１の少なくとも一部分を規定するモノシリックパッケージ体４０を形成する。しかし、コネクタ３８は不電導性材料を貫通する。８ピン式のパッージ体が図面に図示されているが、より少ないか又はより多くのコネクタ３８を有するその他のパッケージ体４０も使用可能であることを理解すべきである。
【００２１】
［００２９］図３ａに示したように、ＭＲ感知素子３５は、ダイ３０の外周３２の近くに配置され、ダイ３０は、電子デバイス２０の外周２１の近くに配置され、このことは、ＭＲ感知素子３５が電子デバイス２０の外周２１の近くに配置されることになる。この位置において、ＭＲ感知素子３５は、外周３２の一部分４１の近くに配置され、また、外周２１の一部分４２の近くに配置され、これらの部分の各々は、磁石１８の最も近い位置に又はそれに近接して配置されている。図３に示したように、この位置において、ＭＲ感知素子３５は、デバイス２０の外周２１に対して偏心した位置に配置され、かつセンサ組立体１６の作動中、磁石１８の近くの位置に配置される。
【００２２】
［００３０］特に、幾つかの実施の形態において、ＭＲ感知素子３５は、ＭＲ感知素子３５の外周２６の一部分がダイ３０の作用可能な領域３４（例えば、プロセッサにより規定される）とほぼ同一面であるように配置される。ダイ３０の作用可能な領域３４は、ダイ３０の外周３２からわずかな距離だけずらしてあり、製造中、ダイ３０を切断することを許容する。ダイ３０の作用可能な領域３４とダイ３０の物理的な外周３２との間のこのわずかなわがずれは、半導体ダイの製造中、具合良く設定され、幾つかの実施の形態において、約０．５ｍｍから約０．１ｍｍの範囲にある。その他の実施の形態において、ＭＲ感知素子３５は、ダイの物理的な外周３２とほぼ同一面に配置される。
【００２３】
［００３１］また、幾つかの実施の形態において、ＭＲ感知素子３５の中心は、電子デバイス２０の外周２１から約１．７５ｍｍの位置に配置され（すなわち、一部分４２）、また、幾つかの実施の形態において、電子デバイス２０の外周から約１．０ｍｍ以下の位置に配置される（すなわち、一部分４４）。しかし、以下に説明するように、ＭＲ感知素子を外部の磁石の近くに配置する一体型パッケージ体を提供しつつ、電子デバイス２０のその他の寸法及び構造とすることが可能である。
【００２４】
［００３２］特に、図３ｂには、電子デバイス２０の１つの形態が示されている。図３ｂに示すように、ＭＲ感知素子３５の中心は、部分４２から約０．５ｍｍ以下の位置に配置されている。部分４２は、また、部分４４から約１．２５ｍｍの位置に配置されている。この位置において、ＭＲ感知素子３５の中心から部分４４までの距離は、約１．７５ｍｍ以下である。この位置において、ＭＲ感知素子３５と磁石１８との間の半径方向距離は最小とされ、ＭＲ感知素子３５は、磁石１８が回転するとき、磁石１８に近い位置に配置される。図３ｃに示したその他の実施の形態において、ＭＲ感知素子１５の中心は、部分４４から１．０ｍｍ以下の位置に配置される。
【００２５】
［００３３］図４に示したように、磁石１８は、分極され、磁石１８が感知素子３５に対して回転するとき、ＭＲ感知素子３５における磁界の角度が変化するようにされる。特に、ＭＲ感知素子３５は、通常、１つ又はより多くのブリッジの形態に配置された幾つかの磁気抵抗性素子にて出来ている。抵抗性素子の抵抗、従って、抵抗性ブリッジの出力は、感知素子３５にて磁界の角度が変化するとき、変化する。このため、ＭＲ感知素子３５の出力は、磁石１８が電子デバイスの２０に対して回転するとき、変化する。
【００２６】
［００３４］モノシリックパッケージ体４０は、感知性能を向上させ、かつセンサの組立体１６の組み立てコストを低減する。特に、パッケージ体４０は、センサ組立体１６の組み立てステップ数を少なくする。例えば、ＭＲ感知素子３５及びプロセッサ３３を別々に設置する２つのステップに代えて、パッケージ体４０を設置する１回のステップとする。更に、ＭＲ感知素子３５及びプロセッサ３３を未被覆のダイとして別々に設置するとき、これらは、プリント回路板３９と線接続され、このことは、クリーンルームの環境の必要性のため、比較的高コストの工程である。これと相違して、パッケージ体４０は、より低廉である従来のサーフェスマウント技術を使用して設置する。更に、その他の構成要素は、プリント回路板３９にサーフェスマウントされる。このため、モノシリックパッケージ体４０を回路板３９上に設置するためには、既存のサーフェスマウント組み立てステップにサーフェスマウント構成要素を設置する１つの追加的なステップを追加するだけでよい。従って、プロセッサ３３に対して従来から使用されていた未被覆のダイと比較して、パッケージ体４０がより高コストに製造される場合でさえ、一体化したパッケージ体の低廉な組み立てコスト及びより短い工程時間は、センサ組立体１６の全体的なコストを低減することになる。
【００２７】
［００３５］更に、ＭＲ感知素子３５を磁石１８に最も近いダイ３０の外周３２付近に（例えば、部分４２）及び磁石に最も近いデバイス２０の外周２１の付近に（例えば、部分４４）設置することにより、ＭＲ感知素子３５は、磁石１８の表面に可能な限り近い位置に配置される。この位置において、ＭＲ感知素子３５は、磁石１８によって生成された磁界の強い部分内に配置され、このことは、感知素子３５がより磁界の角度のより正確な測定値を得ることを可能にする。
【００２８】
［００３６］更に、感知素子３５及びプロセッサ３３を単一のダイ３０に一体化することは、温度差の効果を軽減することになる。特に、ＭＲ感知素子３５が温度に関して偏奇することは、プロセッサ３３により補償することができる。
【００２９】
［００３７］幾つかの実施の形態において、上述した電子デバイス２０は、２つのＭＲ感知素子３５を含むことができることを理解すべきである。例えば、図５には、トルクセンサ組立体１６の１つの代替的な電子デバイス２０が概略図的に示されている。該電子デバイス２０は、第１のダイ３０ａに形成された第１のＭＲ感知素子３５ａと、第２のダイ３０ｂに形成された第２のＭＲ感知素子３５ｂとを含む。プロセッサ（１つ又はより多くのＡＳＩＣのような）３３ａ、３３ｂがダイ３０ａ、３０ｂの各々に形成されている。
【００３０】
［００３８］図５に示したように、感知素子３５ａ、３５ｂの双方は、それぞれのダイ３０ａ、３０ｂの外周３２付近にて（すなわち、部分４２ａ、４２ｂ）に配置されており、ダイ３０ａ、３０ｂは、デバイス２０の外周２１の付近に（すなわち、部分４４）に配置されている（すなわち、部分４４）。幾つかの実施の形態において、ダイ３０ａ、３０ｂは、図５に示したように、デバイス２０にて横に並べて配置されている。その他の実施の形態において、ダイ３０ａ、３０ｂは、互いに積み重ねられ、かつ単一のパッケージ体に配置することができる。ＭＲ感知素子３５ａ、３５ｂ及びダイ３０ａ、３０ｂのその他の形態も可能である。
【００３１】
［００３９］幾つかの実施の形態において、第１のＭＲ感知素子３５ａは、第２のＭＲ感知素子３５ｂと異なる磁気性質を感知する。その他の実施の形態において、第１及び第２の感知素子３５ａ、３５ｂは、同一の磁気性質を感知する。この双方の実施の形態において、第１のＭＲ感知素子３５ａ及び第２のＭＲ感知素子３５ｂは、冗長型の感知システムを提供する。更に、独立型の回路（例えば、感知素子３５ａ、３５ｂに加えて、回路の故障をチェックする）を含む冗長型の感知システムを提供すべく、図６に示したシステム又は構造７０を使用することができる。該構造７０は、プリント回路板上にて横に並べて配置された（図６に示すように）２つの電子デバイス２０を含む。これと代替的に、各パッケージ体４０は、プリント回路板の対向する側部に配置してもよい。各パッケージ体４０の出力を比較して（例えば、プロセッサ３３により又は別個の処理構成要素又はシステムによって）、パッケージ体４０の問題点又は故障を判別することができる。
【００３２】
［００４０］このように、本発明は、特に、プロセッサと、単一のダイに含めたＭＲ感知素子とを含むモノシリックパッケージ体を提供する。一体化したパッケージ体の構造は、組み立てコストを低減し、かつトルクの感知機能を向上させる。モノシリックパッケージ体及び該パッケージ体に含めた構成要素の形状及び構造は、概略図として提供したものであり、その他の形状及び構造とすることも可能であることを理解すべきである。例えば、幾つかの実施形態において、ＭＲ感知素子は、図面に示した円形の形状ではなく、矩形の形状を有する。
【００３３】
［００４１］本発明の各種の特徴及び有利な点は、請求の範囲に記載されている。
【図１】
2015523566.tif 000003
【図２】
2015523566.tif 000004
【図３ａ】
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【図３ｂ】
2015523566.tif 000006
【図３ｃ】
2015523566.tif 000007
【図３ｄ】
2015523566.tif 000008
【図３ｅ】
2015523566.tif 000009
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【国際調査報告】
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