[发明专利]磁传感器及其制造方法以及使用该磁传感器的电流量检测器

说明书

本发明提供一种磁传感器，其具备：基板；与电源端子连接且磁敏方向相同的两个磁阻效应元件；与接地端子连接且磁敏方向相同的两个磁阻效应元件；以及包含第一偏置施加部和第二偏置施加部的偏置线圈，该第一偏置施加部向配置有与电源端子连接的磁阻效应元件的一方以及与接地端子连接的磁阻效应元件的一方的第一区域施加偏置磁场，该第二偏置施加部向配置有与电源端子连接的磁阻效应元件的另一方以及与接地端子连接的磁阻效应元件的另一方的第二区域施加偏置磁场，所述第一偏置施加部的截面积与所述第二偏置施加部的截面积之差为35.4％以下。

技术领域

本发明涉及检测磁场的磁传感器以及利用磁传感器检测因电流流动产生的磁场从而检测其电流量的电流量检测器。

背景技术

作为对在电流线内流动的电流进行测定的电流量检测器，已知利用磁传感器检测由电流产生的磁场，并基于来自该磁传感器的输出来测定电流量的电流量检测器：(例如专利文献1)。作为在这种电流量检测器中使用的磁传感器，能够使用巨磁阻效应元件(GMR元件)或者隧穿磁阻效应元件(TMR元件)等磁阻效应元件(MR元件)。将两个MR元件串联地连接并在两端施加电压，对两个MR元件之间的电位(输出电位)进行测定，由此能够检测向MR元件施加的磁场的大小。

GMR、TMR等MR元件由于灵敏度极高，因此，能够测定微小磁场以及测定由微小电流引起的感应磁场的微小变化。反之，这些MR元件容易受到由例如地磁以及电子设备产生的磁场等干扰磁场的影响。因此，在使用MR元件的磁传感器中，为了高精度地测定磁场，需要抑制干扰磁场的影响。例如，能够通过以覆盖MR元件的方式设置磁屏，来抑制干扰磁场对MR元件的影响。

然而，由于设置磁屏，使磁传感器的部件个数增加，因此磁传感器的制造成本增加。另外，由于设置磁屏，磁传感器的尺寸也可能变大。尤其是，在向电流量检测器组装磁传感器的情况下，当要测定的电流值变大时，小型的磁屏会发生磁饱和，因此需要设置大型的磁屏。因此，磁传感器的尺寸进一步变大。

为了降低磁传感器的成本以及实现小型化，期望不需要设置磁屏。因此，为了能够减少干扰磁场对MR元件造成的影响而研究了配置MR元件的方法。

在专利文献1中公开了能够抑制干扰磁场的影响的电流量检测器。磁传感器包括四个MR元件。两个MR元件串联地连接而构成第一半桥电路，同样地，其余的两个MR元件也串联地连接而构成第二半桥电路。第一半桥电路与第二半桥电路并联地连接而构成全桥电路。通过使第一半桥电路的各MR元件的磁敏方向(固定层的磁化方向)与第二半桥电路的各MR元件的磁敏方向彼此相同，能够使干扰磁场对各半桥电路造成的影响相等。因此，通过取第一半桥电路的输出电位与第二半桥电路的输出电位之差(差动输出)，能够抵消干扰磁场的影响。

MR元件由于包括自由层，因此，通过向MR元件施加偏置磁场，能够提高测定精度。在专利文献1中，为了向MR元件施加偏置磁场而在MR元件的两侧配置有使用了强磁性体的硬磁偏置层。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：WO2012/117784号公报

发明内容

发明要解决的课题

在引用文献1中，为了完全地抵消干扰磁场的影响，在测定磁场梯度时，第一半桥电路与第二半桥电路需要具有相同的磁场测定能力。然而，强磁性体的硬磁偏置层的磁场强度根据温度的不同而发生较大变动。当偏置磁场变动时，构成半桥电路内的MR元件内的自由层的磁畴结构发生变化。自由层的磁畴结构的变化使MR元件的磁测定能力发生变化。

当磁传感器的温度发生了变动时，各硬磁偏置层的温度可能产生差异。其结果是，由各硬磁偏置层产生的偏置磁场的磁场强度产生差异。因此，各MR元件的磁测定能力也产生差异，所以可能产生磁传感器的测定误差。