磁界検出装置
【課題】磁界検出装置における磁界の検出感度を高める。
【解決手段】磁界検出装置３を基板５とコイル状導電部９とから構成し、各ビアホール１２，１９，２１および各ボンディングワイヤ１８，２３等を、Ｏ−Ｏを軸線とする螺旋状に配置することによりコイル状導電部９を形成する。これにより、コイル状導電部９におけるループの面積を大きくすることができ、磁界検出の際に、コイル状導電部９に発生する起電力を大きくすることができ、磁界の検出感度を高めることができる。
【解決手段】磁界検出装置３を基板５とコイル状導電部９とから構成し、各ビアホール１２，１９，２１および各ボンディングワイヤ１８，２３等を、Ｏ−Ｏを軸線とする螺旋状に配置することによりコイル状導電部９を形成する。これにより、コイル状導電部９におけるループの面積を大きくすることができ、磁界検出の際に、コイル状導電部９に発生する起電力を大きくすることができ、磁界の検出感度を高めることができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば磁界プローブ等に用いることができる磁界検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
プリント回路基板や集積回路等を備えた電子機器における電磁干渉妨害（ＥＭＩ）の評価または抑制対策の検討等のために近傍磁界測定が行われる。例えばこのような近傍磁界測定に用いられる測定機器として磁界プローブが知られている。
【０００３】
磁界プローブに適用可能な従来技術による磁界検出装置として、金属パターンおよびワイヤボンディングにより形成されたコイル状導電部中に磁性膜を配置すると共に、前記磁性膜にバイアス磁界を印加するための永久磁石を設ける構成を有するものが知られている（特許文献１参照）。
【０００４】
この従来技術による磁界検出装置は、ガラス基板の表面に複数の金属平板からなる短冊アレイ状の金属パターンを設け、該金属パターン上に第１の絶縁膜、磁性膜および第２の絶縁膜を順次積層し、前記絶縁膜等の一部を除去して前記各金属平板の端部を露出させ、互いに隣接する前記金属平板の端部同士を、前記磁性膜を跨ぐようにワイヤボンディングにより接続する構成を有する。さらに、前記ガラス基板の裏面には、前記磁性膜にバイアス磁界を印加するための永久磁石が設けられている。
【０００５】
また、磁界プローブに適用可能な従来技術による他の磁界検出装置として、導体柱およびボンディングワイヤからなるコイル状導電部中に磁性圧粉体を配置する構成を有するものが知られている（特許文献２参照）。
【０００６】
この従来技術による磁界検出装置は、絶縁性磁性粒子の粉末を固めることにより平板状の磁性圧粉体を形成し、該磁性圧粉体に、該磁性圧粉体の表面と直交する方向に直線状に伸びる複数の導体柱を埋め込み、前記磁性圧粉体の表面に露出した前記複数の導体柱の端面同士を、前記磁性圧粉体の表面に沿って直線状に伸びるボンディングワイヤにより接続すると共に、前記磁性圧粉体の裏面に露出した前記複数の導体柱の端面同士を、前記磁性圧粉体の裏面に沿って直線状に伸びるボンディングワイヤにより接続する構成を有する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】国際公開第２００４／０８６０７３号パンフレット
【特許文献２】特開２００６−１９６８０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上述したように、従来技術による磁界検出装置はいずれも、コイル状導電部中に磁性体を配置する構成である。
【０００９】
しかしながら、特許文献１に記載の従来技術による磁界検出装置は、コイル状導電部が、ガラス基板の表面に配置された複数の金属平板と、これら金属平板の端部同士を接続するワイヤボンディングとから形成された、いわば薄膜状コイルである。このため、コイル状導電部におけるループの面積が小さい。
【００１０】
また、特許文献２に記載の従来技術による磁界検出装置のコイル状導電部は、磁性圧粉体の表面と直交する方向に直線状に伸びる複数の導体柱と、磁性圧粉体の表面に沿って直線状に伸びる複数のボンディングワイヤと、磁性圧粉体の裏面に沿って直線状に伸びる複数のボンディングワイヤとから形成された薄板状のコイルである。このため、このコイル状導電部もループの面積が小さい。
【００１１】
このように従来技術による磁界検出装置はコイル状導電部のループの面積が小さいため、磁界の検出を行うときに、コイル状導電部に発生する起電力が小さく、磁界の検出感度が低い。この結果、上述した従来技術による磁界検出装置を適用して、磁界を高感度に検出可能な磁気プローブを実現することは難しい。
【００１２】
一方、従来技術による磁界検出装置はいずれも、コイル状導電部中に配置する物体が磁性体である。また、特許文献１に記載の磁界検出装置は、磁性膜にバイアス磁界を印加するための永久磁石を有する。
【００１３】
高周波帯域では磁性体が電磁界を妨げるため、磁性体または永久磁石を有する磁界検出装置では、高周波磁界の検出感度を高めることは困難である。この結果、上述した従来技術による磁界検出装置を適用して、高周波の磁界を高感度に検出可能な磁界プローブを実現することは難しい。
【００１４】
本発明は例えば上述したような問題に鑑みなされたものであり、本発明の目的は、磁界の検出感度を高めることができる磁界検出装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記課題を解決するために、請求項１に係る発明の磁界検出装置は、互いに直交するＸ方向、Ｙ方向、Ｚ方向のうちＺ方向が厚さ方向となり、Ｘ方向およびＹ方向に平行な表面および裏面を有する基板と、前記基板に設けられ、Ｙ方向に伸びる軸線を有する螺旋状に形成され、Ｙ方向の磁界を検出するためのコイル状導電部とを備え、前記コイル状導電部は、前記基板をＺ方向に貫き前記基板に互いにＸ方向に離間して配置された１対の貫通導電部を互いにＹ方向に離間して複数対配置し、前記基板の表面側に位置する前記各対の貫通導電部の端部間を接続すると共に前記基板の表面からＺ方向に外向きに突出する円弧状の第１の導線を設け、前記基板の裏面側に位置する前記各対の貫通導電部の端部間を接続すると共に前記基板の裏面からＺ方向に外向きに突出する円弧状の第２の導線を設けることにより構成されている。
【００１６】
また、請求項２に係る発明の磁界検出装置は、前記基板が誘電体により形成されている。
【００１７】
また、請求項３に係る発明の磁界検出装置は、前記各貫通導電部が前記基板をＺ方向に貫くビアホールにより構成されている。
【００１８】
また、請求項４に係る発明の磁界検出装置は、前記基板が複数の層をＺ方向に積層した多層基板であり、前記各貫通導電部が前記基板の複数の層のそれぞれをＺ方向に貫く複数のビアホールを前記基板の表面から裏面にかけて円弧状に配列することにより形成されている。
【発明の効果】
【００１９】
上述した請求項１に係る発明の磁界検出装置によれば、磁界を検出するためのコイル状導電部を、基板の表面からＺ方向に外向きに突出する円弧状の第１の導線と、基板の裏面からＺ方向に外向きに突出する円弧状の第２の導線とを設ける構成としたことにより、コイル状導電部の形状を、軸線上に中心点を有する円を描きながらＹ方向に伸張する螺旋の形状に類似した形状とすることができる。これにより、コイル状導電部におけるループの面積を大きくすることができる。したがって、Ｙ方向の磁界の検出を行うときに、コイル状導電部に発生する起電力を大きくすることができ、磁界の検出感度を高めることができる。
【００２０】
また、請求項２に係る発明の磁界検出装置によれば、基板を磁性体ではなく誘電体により形成することにより、高周波帯域において磁性体が電磁界を妨げるといった従来技術における現象を排除することができる。これにより、高周波帯域における磁界の検出感度を高めることができる。
【００２１】
また、請求項３に係る発明の磁界検出装置によれば、コイル状導電部を、基板の表面から突出する円弧状の第１の導線と、基板の裏面から突出する円弧状の第２の導線と、ビアホールとから形成したことにより、大きいループ面積を有するコイル状導電部を容易に形成することができ、磁界の検出感度が高い磁界検出装置を容易に実現することができる。
【００２２】
また、請求項４に係る発明の磁界検出装置によれば、コイル状導電部の各貫通導電部を、多層基板の複数の層のそれぞれを貫く複数のビアホールを基板の表面から裏面にかけて円弧状に配列する構成としたことにより、コイル状導電部の形状を、軸線上に中心点を有する円を描きながらＹ方向に伸張する螺旋の形状に一層類似した形状とすることができる。これにより、コイル状導電部におけるループの面積を大きくすることができ、磁界検出時において、コイル状導電部に発生する起電力を大きくすることができ、磁界の検出感度を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の第１の実施形態による磁界検出装置を搭載した磁界プローブを信号処理回路と共に示す斜視図である。
【図２】本発明の第１の実施形態による磁界検出装置を示す斜視図である。
【図３】本発明の第１の実施形態による磁界検出装置を示す正面図である。
【図４】図３中の矢示IV−IV方向から見た磁界検出装置を示す横断面図である。
【図５】図３中の矢示V−V方向から見た磁界検出装置を示す縦断面図である。
【図６】本発明の第２の実施形態による磁界検出装置を示す斜視図である。
【図７】本発明の第３の実施形態による磁界検出装置を示す斜視図である。
【図８】本発明の第４の実施形態による磁界検出装置を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明の実施の形態を添付図面に従って説明する。まず、本発明の第１の実施形態について図１ないし図５に従って説明する。
【００２５】
図１において、１は本発明の第１の実施形態による後述の磁界検出装置３が搭載された磁界プローブであり、該磁界プローブ１は、例えば、プリント回路基板や集積回路等を備えた電子機器の近傍磁界測定に用いられる。
【００２６】
そして、磁界プローブ１は、筒状のケース２（説明の便宜上、二点鎖線で図示）と、該ケース２の先端部分に搭載された後述する磁界検出装置３とから大略構成されている。さらに、磁界検出装置３は、磁界プローブ１に搭載され、または磁界プローブ１の外部に設けられた信号処理回路４に電気的に接続されている。この信号処理回路４は、後述するコイル状導電部９を流れる検出電流に基づいて磁界の検出、解析等を行う回路である。
【００２７】
３は本発明の第１の実施形態による磁界検出装置であり、該磁界検出装置３は、後述する基板５およびコイル状導電部９から大略構成され、上述した電子機器等の測定対象における垂直方向（Ｙ方向）の磁界を検出するものである。
【００２８】
図２において、５は基板であり、該基板５は誘電体により形成され、互いに直交するＸ方向、Ｙ方向、Ｚ方向のうちＺ方向が厚さ方向となり、Ｘ方向およびＹ方向に平行な表面５Ａおよび裏面５Ｂを有する。そして、該基板５は、例えば短辺の長さ寸法がおよそ１．５ｍｍ、長辺の長さ寸法がおよそ３ｍｍ、厚さ寸法がおよそ６００μｍの平板状に形成されている。また、基板５の下端は、磁界検出装置３がケース２に取り付けられた状態で、図１に示すように磁界プローブ１の先端部分に配置され、磁界検出時に、電子機器等の測定対象に接近し、当該測定対象と対向する。
【００２９】
また、基板５は例えば３層の多層基板であり、いずれも誘電体により形成された第１の層６、第２の層７、第３の層８をＺ方向に積層することにより形成されている。そして、層６は表側面６Ａおよび裏側面６Ｂを有する。なお、層６の表側面６Ａは基板５の表面５Ａに当たる。同様に、層７は表側面７Ａおよび裏側面７Ｂを有し、層８は表側面８Ａおよび裏側面８Ｂを有する。なお、裏側面８Ｂは基板５の裏面５Ｂに当たる。
【００３０】
９は上述した電子機器等の測定対象における垂直方向（Ｙ方向）の磁界を検出するコイル状導電部であり、該コイル状導電部９は、基板５に設けられ、Ｙ方向に伸びる軸線Ｏ−Ｏを有する螺旋状に形成されている。具体的には、該コイル状導電部９は、後述する複数個のビアホール１２，１９，２１、および複数本のボンディングワイヤ１８，２３等を、図２に示すように、これらが全体として、軸線Ｏ−Ｏ上に中心点を有する円（例えば真円）を描きながらＹ方向に伸張する螺旋の形状に類似した形状となるように基板５に配置し、それぞれ接続することにより形成されている。ここで、軸線Ｏ−Ｏは、基板５のＸ方向中間位置およびＺ方向中間位置を通過してＹ方向に伸びている。
【００３１】
即ち、１０は図２、図３において基板５の表面５Ａの左下側に設けられ、コイル状導電部９の始端側に位置する始端電極である。１１は基板５の表面５Ａの左下側から左上側に向けて伸びる始端配線パターンであり、該始端配線パターン１１の下端側は始端電極１０と接続され、上端側は図示しない電線等を介して信号処理回路４に接続されている。
【００３２】
１２は層６をＺ方向に貫く４個のビアホールである。即ち、層６にはＸ方向に離間して配置された１対のビアホール１２が互いにＹ方向に離間して２対配置されており、第１の対が、右下側に配置されたビアホール１２と左下側に配置されたビアホール１２とからなり、第２の対が、右上側に配置されたビアホール１２と左上側に配置されたビアホール１２とからなる。
【００３３】
また、各ビアホール１２において、表面５Ａ側の端部は、表面５Ａ上に設けられた表面電極１３に接続され、裏側面６Ｂ側の端部は、層６と層７との間に設けられた中間電極１４に接続されている。これにより、各表面電極１３と各中間電極１４との間は各ビアホール１２を介して電気的に接続されている。なお、各ビアホール１２は、後述する各ビアホール１９，２１と共に、基板５の表面５Ａと裏面５Ｂとの間をＺ方向に貫く貫通導電部を構成する。
【００３４】
１５はコイル状導電部９の終端側に位置する終端ビアホールであり、該終端ビアホール１５は、層６において各ビアホール１２よりもさらに上側に配設され、層６をＺ方向に貫いている。そして、該終端ビアホール１５において、表面５Ａ側の端部は、表面５Ａ上に設けられた終端表面電極１６に接続され、裏側面６Ｂ側の端部は、層６と層７との間に設けられた終端中間電極１７に接続されている。これにより、終端表面電極１６と終端中間電極１７との間は終端ビアホール１５を介して電気的に接続されている。
【００３５】
１８は基板５の表面５ＡからＺ方向に外向きに突出する円弧状に形成された３本のボンディングワイヤであり、これらボンディングワイヤ１８のうち、下側に位置するボンディングワイヤ１８は、その一端が始端電極１０に接続され、他端が右下側に位置する表面電極１３に接続され、これにより、表面５Ａ側において、始端電極１０と右下側に位置するビアホール１２の端部との間を電気的に接続している。また、中間に位置するボンディングワイヤ１８は、その一端が左下側に位置する表面電極１３に接続され、他端が右上側に位置する表面電極１３に接続され、これにより、表面５Ａ側において、左下側に位置するビアホール１２の端部と右上側に位置するビアホール１２の端部との間を電気的に接続している。さらに、上側に位置するボンディングワイヤ１８は、その一端が左上側に位置する表面電極１３に接続され、他端が終端表面電極１６に接続され、これにより、表面５Ａ側において、左上側に位置するビアホール１２の端部と終端表面電極１６との間を電気的に接続している。
【００３６】
図２において、１９は層７をＺ方向に貫く４個のビアホールである。即ち、層７にはＸ方向に離間して配置された１対のビアホール１９が互いにＹ方向に離間して２対配置されており、第１の対が、右下側に配置されたビアホール１９と左下側に配置されたビアホール１９とからなり、第２の対が、右上側に配置されたビアホール１９と左上側に配置されたビアホール１９とからなる。これら４個のビアホール１９は、層６に設けられた４個のビアホール１２とそれぞれほぼ対応する位置に配置されている（なお、後述するように、各ビアホール１２の位置と各ビアホール１９の位置とは完全には対応していない）。
【００３７】
また、各ビアホール１９において、表側面７Ａ側の端部は、層６と層７との間に設けられた中間電極１４に接続され、裏側面７Ｂ側の端部は、層７と層８との間に設けられた中間電極２０に接続されている。これにより、各中間電極１４と各中間電極２０との間は各ビアホール１９を介して電気的に接続されている。また、互いにほぼ対応する位置に配置された各ビアホール１２と各ビアホール１９との間は中間電極１４を介して電気的に接続されている。
【００３８】
２１は層８をＺ方向に貫く４個のビアホールである。即ち、層８にはＸ方向に離間して配置された１対のビアホール２１が互いにＹ方向に離間して２対配置されており、第１の対が、右下側に配置されたビアホール２１と左下側に配置されたビアホール２１とからなり、第２の対が、右上側に配置されたビアホール２１と左上側に配置されたビアホール２１とからなる。これら４個のビアホール２１は、層８に設けられた４個のビアホール１９とそれぞれほぼ対応する位置に配置されている（なお、後述するように、各ビアホール１９の位置と各ビアホール２１の位置とは完全には対応していない）。
【００３９】
また、各ビアホール２１において、表側面８Ａ側の端部は、層７と層８との間に設けられた中間電極２０に接続され、裏面５Ｂ側の端部は、裏面５Ｂ上に設けられた表面電極２２に接続されている。これにより、各中間電極２０と各表面電極２２との間は各ビアホール２１を介して電気的に接続されている。また、互いにほぼ対応する位置に配置された各ビアホール１９と各ビアホール２１との間は中間電極２０を介して電気的に接続されている。
【００４０】
２３は基板５の裏面５ＢからＺ方向に外向きに突出する円弧状に形成された２本のボンディングワイヤであり、これらボンディングワイヤ２３のうち、下側に位置するボンディングワイヤ２３は、その一端が右下側に位置する表面電極２２に接続され、他端が左下側に位置する表面電極２２に接続され、これにより、裏面５Ｂ側において、右下側に位置するビアホール２１の端部と左下側に位置するビアホール２１の端部との間を電気的に接続している。また、上側に位置するボンディングワイヤ２３は、その一端が右上側に位置する表面電極２２に接続され、他端が左上側に位置する表面電極２２に接続され、これにより、裏面５Ｂ側において、右上側に位置するビアホール２１の端部と左上側に位置するビアホール２１の端部との間を電気的に接続している。
【００４１】
２４は終端中間電極１７から基板５の上側端面に向けて層６と層７との間を伸びる終端配線パターンであり、該終端配線パターン２４の下端側は終端中間電極１７と接続され、上端側は図示しない電線等を介して信号処理回路４に接続されている。
【００４２】
ここで、コイル状導電部９を構成する各ビアホール１２，１９，２１、および各ボンディングワイヤ１８，２３等は、上述したように、これらが全体として、軸線Ｏ−Ｏ上に中心点を有する円を描きながらＹ方向に伸張する螺旋の形状に類似した形状となるように基板５に配置されている。これら各ビアホール１２，１９，２１、および各ボンディングワイヤ１８，２３のこのような配置についてさらに詳細に説明する。
【００４３】
即ち、図４に示すように、各ボンディングワイヤ１８、２３は、軸線Ｏ−Ｏ上に中心点を有する円Ｃ（図４において二点鎖線で図示）の円周の一部とほぼ重なり合うように、当該円周の一部とほぼ同一の曲率をもって湾曲している。
【００４４】
さらに、互いにほぼ対応する位置に配置され、中間電極１４，２０を介して順次接続された各ビアホール１２，１９，２１は、基板５の表面５Ａから裏面５ＢにかけてＺ方向に、円Ｃの円周の一部とほぼ重なり合うように円弧状に配列されている。即ち、基板５の右側に配置された各ビアホール１２，１９，２１において、ビアホール１９がビアホール１２，２１よりも右方向にずれた位置に配置されている。また、基板５の左側に配置された各ビアホール１２，１９，２１において、ビアホール１９がビアホール１２，２１よりも左方向にずれた位置に配置されている。
【００４５】
また、図５に示すように、各ボンディングワイヤ１８、２３は、軸線Ｏ−Ｏを有し、始端電極１０から終端中間電極１７に向けて、基板５の下側から上側に向けて伸びる螺旋Ｓ（図５において二点鎖線で図示）の一部とほぼ重なり合うように配置されている。
【００４６】
さらに、互いにほぼ対応する位置に配置され、中間電極１４，２０を介して順次接続された各ビアホール１２，１９，２１は、螺旋Ｓの一部とほぼ重なり合うように配列されている。即ち、基板５の右側に配置された各ビアホール１２，１９，２１において、ビアホール１９はビアホール１２よりも上方向にずれた位置に配置され、ビアホール２１はこのビアホール１９よりも上方向にずれた位置に配置されている。また、基板５の左側に配置された各ビアホール１２，１９，２１において、ビアホール１９はビアホール２１よりも上方向にずれた位置に配置され、ビアホール１２はこのビアホール１９よりも上方向にずれた位置に配置されている。
【００４７】
本発明の第１の実施形態による磁界検出装置３は以上のような構成を有するものであり、磁界測定時において次のように動作する。即ち、磁界測定対象である例えば電子機器のプリント回路基板または集積回路等に磁界プローブ１の先端部分を接近させると、プリント回路基板または集積回路等から発生する垂直方向（Ｙ方向）の磁界により、磁界検出装置３のコイル状導電部９、即ち、各ビアホール１２，１９，２１および各ボンディングワイヤ１８，２３等に検出電流が流れる。そして、信号処理回路４は、この検出電流に基づいてプリント回路基板または集積回路等から発生する磁界の検出を行う。
【００４８】
以上説明したとおり、本発明の第１の実施形態による磁界検出装置３によれば、コイル状導電部９、即ち、各ビアホール１２，１９，２１および各ボンディングワイヤ１８，２３等を、全体として、軸線Ｏ−Ｏ上に中心点を有する円を描きながらＹ方向に伸張する螺旋の形状と類似した形状に配置したことにより、コイル状導電部９におけるループの面積を、従来技術による薄膜状コイルまたは薄板状コイルのループ面積と比較して大きくすることができる。
【００４９】
特に、各ボンディングワイヤ１８，２３を、基板５の両面から外向きにそれぞれ大きく突出する円弧状としたことにより、コイル状導電部９の形状を、軸線Ｏ−Ｏ上に中心点を有する円（例えば真円）を描きながらＹ方向に伸張する螺旋の形状とほぼ一致させることができ、コイル状導電部９におけるループの面積を大きくすることができる。
【００５０】
さらに、基板５の表面５Ａと裏面５Ｂとの間において互いにほぼ対応する位置に配置された各ビアホール１２，１９，２１を、軸線Ｏ−Ｏ上に中心点を有する円（例えば真円）を描きながらＹ方向に伸張する螺旋の軌跡（即ち、図４に示す円Ｃ、および図５に示す螺旋Ｓ）に沿うように、相互にずらして円弧状に配列したことにより、コイル状導電部９におけるループの面積を大きくすることができる。
【００５１】
そして、このようにコイル状導電部９におけるループの面積を大きくすることにより、磁界の検出を行うときに、コイル状導電部９に発生する起電力を大きくすることができ、磁界の検出感度を高めることができる。
【００５２】
また、各ビアホール１２，１９，２１および各ボンディングワイヤ１８，２３等を、軸線Ｏ−Ｏ上に中心点を有する円を描きながらＹ方向に伸張する螺旋の形状に類似した形状となるように基板５に配置し、それぞれを接続することでコイル状導電部９を形成することにより、大きなループ面積を有するコイル状導電部９を容易に形成することができ、磁界を高感度に検出可能な磁界検出装置３ないし磁界プローブ１を容易に実現することができる。
【００５３】
また、基板５を磁性体ではなく誘電体により形成することにより、高周波帯域において磁性体が電磁界を妨げるといった従来技術における現象を排除することができ、高周波帯域における磁界の検出感度を高めることができる。
【００５４】
即ち、仮に、従来技術のように、基板５を、磁性体を用いて形成した場合には、数百ＭＨｚ〜数ＧＨｚ程度の高周波帯域において磁性体が高周波の磁界の通過を妨げるから、磁界の検出感度が低下する。また、基板５に磁性体を用いた場合には、高周波帯域でコイル状導電部９のインダクタンスが大きくなり、そのインピーダンスが配線パターン１１，２４の正規インピーダンス（例えば５０Ω）を超えてしまう。このため、高周波帯域でコイル状導電部９と配線パターン１１，２４との間のインピーダンス整合を取ることができず、高周波の磁界を検出するのが難しくなる。これに対し、本実施形態では、基板５を、誘電体を用いて形成したので、このような問題が生じることがなく、高周波の磁界に対する検出感度を高めることができる。
【００５５】
次に、本発明の第２の実施形態について図６に従って説明する。なお、図６において、図２に示す第１の実施形態による磁界検出装置３と同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００５６】
図２に示す第１の実施形態による磁界検出装置３では、始端配線パターン１１が基板５の表面５Ａ上の左端側に設けられ、この始端配線パターン１１がコイル状導電部９のループの外に配置されている。これに対し、図６に示す第２の実施形態による磁界検出装置３１では、始端配線パターン３２が始端配線パターン１１と比較して右方向に移動しており、始端配線パターン３２がコイル状導電部９のループ内に配置されている。
【００５７】
このような構成を有する第２の実施形態による磁界検出装置３１によっても、第１の実施形態による磁界検出装置３とほぼ同様の効果を得ることができる。
【００５８】
次に、本発明の第３の実施形態について図７に従って説明する。即ち、図２に示す第１の実施形態による磁界検出装置３では、基板５が多層基板であり、ビアホール１２，１９，２１が層６，７，８ごとに設けられ、基板５の表面５Ａと裏面５Ｂとの間を貫く各貫通導電部を、これらビアホール１２，１９，２１を順次接続することにより形成している。これに対し、図７に示す第３の実施形態による磁界検出装置４１は、後述するように、基板４２が一層であり、基板４２の表面４２Ａと裏面４２Ｂとの間を貫く各貫通導電部を単一のビアホール４６により構成している。
【００５９】
即ち、磁界検出装置４１において、４２は誘電体により形成され、Ｚ方向が厚さ方向となり、Ｘ方向およびＹ方向に平行な表面４２Ａおよび裏面４２Ｂを有する１層の基板である。また、４３は該基板４２に設けられ、Ｙ方向に伸びる軸線Ｏ−Ｏを有する螺旋状に形成され、磁界を検出するためのコイル状導電部である。そして、コイル状導電部４３は、複数個のビアホール４６および複数本のボンディングワイヤ５３，５４等により構成されている。
【００６０】
即ち、４４は基板４２の表面４２Ａ上の左下側に設けられた始端電極であり、４５は始端配線パターンである。そして、４６は基板４２をＺ方向に貫く貫通導電部としての４個のビアホールである。即ち、基板４２にはＸ方向に離間して配置された１対のビアホール４６が互いにＹ方向に離間して２対配置されており、第１の対が、右下側に配置されたビアホール４６と左下側に配置されたビアホール４６とからなり、第２の対が、右上側に配置されたビアホール４６と左上側に配置されたビアホール４６とからなる。そして、各ビアホール４６は、基板４２の表面４２Ａに設けられた各表面電極４７と、裏面４２Ｂに設けられた各表面電極４８との間を電気的に接続している。
【００６１】
４９は終端ビアホールであり、基板４２をＺ方向に貫き、基板４２の表面４２Ａに設けられた終端電極５０と、裏面４２Ｂに設けられた終端電極５１との間を電気的に接続している。５２は終端電極５１に接続された終端配線パターンである。
【００６２】
５３は基板４２の表面４２ＡからＺ方向に外向きに突出する円弧状に形成された３本のボンディングワイヤであり、これらボンディングワイヤ５３のうち、下側に位置するボンディングワイヤ５３は、その一端が始端電極４４に接続され、他端が右下側に位置する表面電極４７に接続され、これにより、表面４２Ａ側において、始端電極４４と右下側に位置するビアホール４６の端部との間を電気的に接続している。また、中間に位置するボンディングワイヤ５３は、その一端が左下側に位置する表面電極４７に接続され、他端が右上側に位置する表面電極４７に接続され、これにより、表面４２Ａ側において、左下側に位置するビアホール４６の端部と右上側に位置するビアホール４６の端部との間を電気的に接続している。さらに、上側に位置するボンディングワイヤ５３は、その一端が左上側に位置する表面電極４７に接続され、他端が終端電極５０に接続され、これにより、表面４２Ａ側において、左上側に位置するビアホール４６の端部と終端電極５０との間を電気的に接続している。
【００６３】
５４は基板４２の裏面４２ＢからＺ方向に外向き突出する円弧状に形成された２本のボンディングワイヤであり、これらボンディングワイヤ５４のうち、下側に位置するボンディングワイヤ５４は、その一端が右下側に位置する表面電極４８に接続され、他端が左下側に位置する表面電極４８に接続され、これにより、裏面４２Ｂ側において、右下側に位置するビアホール４６の端部と左下側に位置するビアホール４６の端部との間を電気的に接続している。また、上側に位置するボンディングワイヤ５４は、その一端が右上側に位置する表面電極４８に接続され、他端が左上側に位置する表面電極４８に接続され、これにより、裏面４２Ｂ側において、右上側に位置するビアホール４６の端部と左上側に位置するビアホール４６の端部との間を電気的に接続している。
【００６４】
このような構成を有する第３の実施形態による磁界検出装置４１によっても、基板４２が第１の実施形態における基板５と比較して薄い場合等には、第１の実施形態による磁界検出装置３とほぼ同様の効果を得ることができる。
【００６５】
次に、本発明の第４の実施形態について図８に従って説明する。なお、図８において、図７に示す第３の実施形態による磁界検出装置４１と同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００６６】
図７に示す第３の実施形態による磁界検出装置４１では、始端配線パターン４５が基板４２の表面４２Ａ上の左端側に設けられ、この始端配線パターン４５がコイル状導電部４３のループの外に配置されている。これに対し、図８に示す第４の実施形態による磁界検出装置６１では、始端配線パターン６２が始端配線パターン４５と比較して右方向に移動しており、始端配線パターン６２がコイル状導電部４３のループ内に配置されている。
【００６７】
このような構成を有する第４の実施形態による磁界検出装置６１によっても、第３の実施形態による磁界検出装置４１とほぼ同様の効果を得ることができる。
【００６８】
なお、上述した第１および第２の実施形態では、基板５が３層の多層基板である場合を例にあげたが、本発明はこれに限らない。基板５として２層または４層以上の多層基板を用いてもよい。このような場合でも、各層ごとにビアホールを設け、基板の表面と裏面との間において互いにほぼ対応する位置に配置された各ビアホールを、軸線上に中心点を有する円を描くようにＹ方向に伸びる螺旋の軌跡に沿うように、互いにずらして円弧状に配列することが望ましい。
【００６９】
また、上述した各実施形態では、コイル状導電部９（４３）の巻数をおよそ２．５巻としたが、コイル状導電部９（４３）の巻数を１巻、２巻または３巻以上としてもよい。
【００７０】
また、各実施形態では、コイル状導電部９（４３）を、基板５（４２）の下端から基板５（４２）のＹ方向における中間部までの間に設ける場合を例に挙げたが、これに限らず、コイル状導電部９（４３）を基板５（４２）の下端の近傍のみに設けてもよいし、コイル状導電部９（４３）を基板５（４２）の下端から上端にかけて全体的に設けてもよい。
【符号の説明】
【００７１】
３，３１，４１，６１ 磁界検出装置
５，４２ 基板
５Ａ，４２Ａ 表面
５Ｂ，４２Ｂ 裏面
６，７，８ 層
６Ａ，７Ａ，８Ａ 表側面
６Ｂ，７Ｂ，８Ｂ 裏側面
９，４３ コイル状導電部
１２，１９，２１，４６ ビアホール（貫通導電部）
１８，５３ ボンディングワイヤ（第１の導線）
２３，５４ ボンディングワイヤ（第２の導線）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば磁界プローブ等に用いることができる磁界検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
プリント回路基板や集積回路等を備えた電子機器における電磁干渉妨害（ＥＭＩ）の評価または抑制対策の検討等のために近傍磁界測定が行われる。例えばこのような近傍磁界測定に用いられる測定機器として磁界プローブが知られている。
【０００３】
磁界プローブに適用可能な従来技術による磁界検出装置として、金属パターンおよびワイヤボンディングにより形成されたコイル状導電部中に磁性膜を配置すると共に、前記磁性膜にバイアス磁界を印加するための永久磁石を設ける構成を有するものが知られている（特許文献１参照）。
【０００４】
この従来技術による磁界検出装置は、ガラス基板の表面に複数の金属平板からなる短冊アレイ状の金属パターンを設け、該金属パターン上に第１の絶縁膜、磁性膜および第２の絶縁膜を順次積層し、前記絶縁膜等の一部を除去して前記各金属平板の端部を露出させ、互いに隣接する前記金属平板の端部同士を、前記磁性膜を跨ぐようにワイヤボンディングにより接続する構成を有する。さらに、前記ガラス基板の裏面には、前記磁性膜にバイアス磁界を印加するための永久磁石が設けられている。
【０００５】
また、磁界プローブに適用可能な従来技術による他の磁界検出装置として、導体柱およびボンディングワイヤからなるコイル状導電部中に磁性圧粉体を配置する構成を有するものが知られている（特許文献２参照）。
【０００６】
この従来技術による磁界検出装置は、絶縁性磁性粒子の粉末を固めることにより平板状の磁性圧粉体を形成し、該磁性圧粉体に、該磁性圧粉体の表面と直交する方向に直線状に伸びる複数の導体柱を埋め込み、前記磁性圧粉体の表面に露出した前記複数の導体柱の端面同士を、前記磁性圧粉体の表面に沿って直線状に伸びるボンディングワイヤにより接続すると共に、前記磁性圧粉体の裏面に露出した前記複数の導体柱の端面同士を、前記磁性圧粉体の裏面に沿って直線状に伸びるボンディングワイヤにより接続する構成を有する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】国際公開第２００４／０８６０７３号パンフレット
【特許文献２】特開２００６−１９６８０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上述したように、従来技術による磁界検出装置はいずれも、コイル状導電部中に磁性体を配置する構成である。
【０００９】
しかしながら、特許文献１に記載の従来技術による磁界検出装置は、コイル状導電部が、ガラス基板の表面に配置された複数の金属平板と、これら金属平板の端部同士を接続するワイヤボンディングとから形成された、いわば薄膜状コイルである。このため、コイル状導電部におけるループの面積が小さい。
【００１０】
また、特許文献２に記載の従来技術による磁界検出装置のコイル状導電部は、磁性圧粉体の表面と直交する方向に直線状に伸びる複数の導体柱と、磁性圧粉体の表面に沿って直線状に伸びる複数のボンディングワイヤと、磁性圧粉体の裏面に沿って直線状に伸びる複数のボンディングワイヤとから形成された薄板状のコイルである。このため、このコイル状導電部もループの面積が小さい。
【００１１】
このように従来技術による磁界検出装置はコイル状導電部のループの面積が小さいため、磁界の検出を行うときに、コイル状導電部に発生する起電力が小さく、磁界の検出感度が低い。この結果、上述した従来技術による磁界検出装置を適用して、磁界を高感度に検出可能な磁気プローブを実現することは難しい。
【００１２】
一方、従来技術による磁界検出装置はいずれも、コイル状導電部中に配置する物体が磁性体である。また、特許文献１に記載の磁界検出装置は、磁性膜にバイアス磁界を印加するための永久磁石を有する。
【００１３】
高周波帯域では磁性体が電磁界を妨げるため、磁性体または永久磁石を有する磁界検出装置では、高周波磁界の検出感度を高めることは困難である。この結果、上述した従来技術による磁界検出装置を適用して、高周波の磁界を高感度に検出可能な磁界プローブを実現することは難しい。
【００１４】
本発明は例えば上述したような問題に鑑みなされたものであり、本発明の目的は、磁界の検出感度を高めることができる磁界検出装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記課題を解決するために、請求項１に係る発明の磁界検出装置は、互いに直交するＸ方向、Ｙ方向、Ｚ方向のうちＺ方向が厚さ方向となり、Ｘ方向およびＹ方向に平行な表面および裏面を有する基板と、前記基板に設けられ、Ｙ方向に伸びる軸線を有する螺旋状に形成され、Ｙ方向の磁界を検出するためのコイル状導電部とを備え、前記コイル状導電部は、前記基板をＺ方向に貫き前記基板に互いにＸ方向に離間して配置された１対の貫通導電部を互いにＹ方向に離間して複数対配置し、前記基板の表面側に位置する前記各対の貫通導電部の端部間を接続すると共に前記基板の表面からＺ方向に外向きに突出する円弧状の第１の導線を設け、前記基板の裏面側に位置する前記各対の貫通導電部の端部間を接続すると共に前記基板の裏面からＺ方向に外向きに突出する円弧状の第２の導線を設けることにより構成されている。
【００１６】
また、請求項２に係る発明の磁界検出装置は、前記基板が誘電体により形成されている。
【００１７】
また、請求項３に係る発明の磁界検出装置は、前記各貫通導電部が前記基板をＺ方向に貫くビアホールにより構成されている。
【００１８】
また、請求項４に係る発明の磁界検出装置は、前記基板が複数の層をＺ方向に積層した多層基板であり、前記各貫通導電部が前記基板の複数の層のそれぞれをＺ方向に貫く複数のビアホールを前記基板の表面から裏面にかけて円弧状に配列することにより形成されている。
【発明の効果】
【００１９】
上述した請求項１に係る発明の磁界検出装置によれば、磁界を検出するためのコイル状導電部を、基板の表面からＺ方向に外向きに突出する円弧状の第１の導線と、基板の裏面からＺ方向に外向きに突出する円弧状の第２の導線とを設ける構成としたことにより、コイル状導電部の形状を、軸線上に中心点を有する円を描きながらＹ方向に伸張する螺旋の形状に類似した形状とすることができる。これにより、コイル状導電部におけるループの面積を大きくすることができる。したがって、Ｙ方向の磁界の検出を行うときに、コイル状導電部に発生する起電力を大きくすることができ、磁界の検出感度を高めることができる。
【００２０】
また、請求項２に係る発明の磁界検出装置によれば、基板を磁性体ではなく誘電体により形成することにより、高周波帯域において磁性体が電磁界を妨げるといった従来技術における現象を排除することができる。これにより、高周波帯域における磁界の検出感度を高めることができる。
【００２１】
また、請求項３に係る発明の磁界検出装置によれば、コイル状導電部を、基板の表面から突出する円弧状の第１の導線と、基板の裏面から突出する円弧状の第２の導線と、ビアホールとから形成したことにより、大きいループ面積を有するコイル状導電部を容易に形成することができ、磁界の検出感度が高い磁界検出装置を容易に実現することができる。
【００２２】
また、請求項４に係る発明の磁界検出装置によれば、コイル状導電部の各貫通導電部を、多層基板の複数の層のそれぞれを貫く複数のビアホールを基板の表面から裏面にかけて円弧状に配列する構成としたことにより、コイル状導電部の形状を、軸線上に中心点を有する円を描きながらＹ方向に伸張する螺旋の形状に一層類似した形状とすることができる。これにより、コイル状導電部におけるループの面積を大きくすることができ、磁界検出時において、コイル状導電部に発生する起電力を大きくすることができ、磁界の検出感度を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の第１の実施形態による磁界検出装置を搭載した磁界プローブを信号処理回路と共に示す斜視図である。
【図２】本発明の第１の実施形態による磁界検出装置を示す斜視図である。
【図３】本発明の第１の実施形態による磁界検出装置を示す正面図である。
【図４】図３中の矢示IV−IV方向から見た磁界検出装置を示す横断面図である。
【図５】図３中の矢示V−V方向から見た磁界検出装置を示す縦断面図である。
【図６】本発明の第２の実施形態による磁界検出装置を示す斜視図である。
【図７】本発明の第３の実施形態による磁界検出装置を示す斜視図である。
【図８】本発明の第４の実施形態による磁界検出装置を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明の実施の形態を添付図面に従って説明する。まず、本発明の第１の実施形態について図１ないし図５に従って説明する。
【００２５】
図１において、１は本発明の第１の実施形態による後述の磁界検出装置３が搭載された磁界プローブであり、該磁界プローブ１は、例えば、プリント回路基板や集積回路等を備えた電子機器の近傍磁界測定に用いられる。
【００２６】
そして、磁界プローブ１は、筒状のケース２（説明の便宜上、二点鎖線で図示）と、該ケース２の先端部分に搭載された後述する磁界検出装置３とから大略構成されている。さらに、磁界検出装置３は、磁界プローブ１に搭載され、または磁界プローブ１の外部に設けられた信号処理回路４に電気的に接続されている。この信号処理回路４は、後述するコイル状導電部９を流れる検出電流に基づいて磁界の検出、解析等を行う回路である。
【００２７】
３は本発明の第１の実施形態による磁界検出装置であり、該磁界検出装置３は、後述する基板５およびコイル状導電部９から大略構成され、上述した電子機器等の測定対象における垂直方向（Ｙ方向）の磁界を検出するものである。
【００２８】
図２において、５は基板であり、該基板５は誘電体により形成され、互いに直交するＸ方向、Ｙ方向、Ｚ方向のうちＺ方向が厚さ方向となり、Ｘ方向およびＹ方向に平行な表面５Ａおよび裏面５Ｂを有する。そして、該基板５は、例えば短辺の長さ寸法がおよそ１．５ｍｍ、長辺の長さ寸法がおよそ３ｍｍ、厚さ寸法がおよそ６００μｍの平板状に形成されている。また、基板５の下端は、磁界検出装置３がケース２に取り付けられた状態で、図１に示すように磁界プローブ１の先端部分に配置され、磁界検出時に、電子機器等の測定対象に接近し、当該測定対象と対向する。
【００２９】
また、基板５は例えば３層の多層基板であり、いずれも誘電体により形成された第１の層６、第２の層７、第３の層８をＺ方向に積層することにより形成されている。そして、層６は表側面６Ａおよび裏側面６Ｂを有する。なお、層６の表側面６Ａは基板５の表面５Ａに当たる。同様に、層７は表側面７Ａおよび裏側面７Ｂを有し、層８は表側面８Ａおよび裏側面８Ｂを有する。なお、裏側面８Ｂは基板５の裏面５Ｂに当たる。
【００３０】
９は上述した電子機器等の測定対象における垂直方向（Ｙ方向）の磁界を検出するコイル状導電部であり、該コイル状導電部９は、基板５に設けられ、Ｙ方向に伸びる軸線Ｏ−Ｏを有する螺旋状に形成されている。具体的には、該コイル状導電部９は、後述する複数個のビアホール１２，１９，２１、および複数本のボンディングワイヤ１８，２３等を、図２に示すように、これらが全体として、軸線Ｏ−Ｏ上に中心点を有する円（例えば真円）を描きながらＹ方向に伸張する螺旋の形状に類似した形状となるように基板５に配置し、それぞれ接続することにより形成されている。ここで、軸線Ｏ−Ｏは、基板５のＸ方向中間位置およびＺ方向中間位置を通過してＹ方向に伸びている。
【００３１】
即ち、１０は図２、図３において基板５の表面５Ａの左下側に設けられ、コイル状導電部９の始端側に位置する始端電極である。１１は基板５の表面５Ａの左下側から左上側に向けて伸びる始端配線パターンであり、該始端配線パターン１１の下端側は始端電極１０と接続され、上端側は図示しない電線等を介して信号処理回路４に接続されている。
【００３２】
１２は層６をＺ方向に貫く４個のビアホールである。即ち、層６にはＸ方向に離間して配置された１対のビアホール１２が互いにＹ方向に離間して２対配置されており、第１の対が、右下側に配置されたビアホール１２と左下側に配置されたビアホール１２とからなり、第２の対が、右上側に配置されたビアホール１２と左上側に配置されたビアホール１２とからなる。
【００３３】
また、各ビアホール１２において、表面５Ａ側の端部は、表面５Ａ上に設けられた表面電極１３に接続され、裏側面６Ｂ側の端部は、層６と層７との間に設けられた中間電極１４に接続されている。これにより、各表面電極１３と各中間電極１４との間は各ビアホール１２を介して電気的に接続されている。なお、各ビアホール１２は、後述する各ビアホール１９，２１と共に、基板５の表面５Ａと裏面５Ｂとの間をＺ方向に貫く貫通導電部を構成する。
【００３４】
１５はコイル状導電部９の終端側に位置する終端ビアホールであり、該終端ビアホール１５は、層６において各ビアホール１２よりもさらに上側に配設され、層６をＺ方向に貫いている。そして、該終端ビアホール１５において、表面５Ａ側の端部は、表面５Ａ上に設けられた終端表面電極１６に接続され、裏側面６Ｂ側の端部は、層６と層７との間に設けられた終端中間電極１７に接続されている。これにより、終端表面電極１６と終端中間電極１７との間は終端ビアホール１５を介して電気的に接続されている。
【００３５】
１８は基板５の表面５ＡからＺ方向に外向きに突出する円弧状に形成された３本のボンディングワイヤであり、これらボンディングワイヤ１８のうち、下側に位置するボンディングワイヤ１８は、その一端が始端電極１０に接続され、他端が右下側に位置する表面電極１３に接続され、これにより、表面５Ａ側において、始端電極１０と右下側に位置するビアホール１２の端部との間を電気的に接続している。また、中間に位置するボンディングワイヤ１８は、その一端が左下側に位置する表面電極１３に接続され、他端が右上側に位置する表面電極１３に接続され、これにより、表面５Ａ側において、左下側に位置するビアホール１２の端部と右上側に位置するビアホール１２の端部との間を電気的に接続している。さらに、上側に位置するボンディングワイヤ１８は、その一端が左上側に位置する表面電極１３に接続され、他端が終端表面電極１６に接続され、これにより、表面５Ａ側において、左上側に位置するビアホール１２の端部と終端表面電極１６との間を電気的に接続している。
【００３６】
図２において、１９は層７をＺ方向に貫く４個のビアホールである。即ち、層７にはＸ方向に離間して配置された１対のビアホール１９が互いにＹ方向に離間して２対配置されており、第１の対が、右下側に配置されたビアホール１９と左下側に配置されたビアホール１９とからなり、第２の対が、右上側に配置されたビアホール１９と左上側に配置されたビアホール１９とからなる。これら４個のビアホール１９は、層６に設けられた４個のビアホール１２とそれぞれほぼ対応する位置に配置されている（なお、後述するように、各ビアホール１２の位置と各ビアホール１９の位置とは完全には対応していない）。
【００３７】
また、各ビアホール１９において、表側面７Ａ側の端部は、層６と層７との間に設けられた中間電極１４に接続され、裏側面７Ｂ側の端部は、層７と層８との間に設けられた中間電極２０に接続されている。これにより、各中間電極１４と各中間電極２０との間は各ビアホール１９を介して電気的に接続されている。また、互いにほぼ対応する位置に配置された各ビアホール１２と各ビアホール１９との間は中間電極１４を介して電気的に接続されている。
【００３８】
２１は層８をＺ方向に貫く４個のビアホールである。即ち、層８にはＸ方向に離間して配置された１対のビアホール２１が互いにＹ方向に離間して２対配置されており、第１の対が、右下側に配置されたビアホール２１と左下側に配置されたビアホール２１とからなり、第２の対が、右上側に配置されたビアホール２１と左上側に配置されたビアホール２１とからなる。これら４個のビアホール２１は、層８に設けられた４個のビアホール１９とそれぞれほぼ対応する位置に配置されている（なお、後述するように、各ビアホール１９の位置と各ビアホール２１の位置とは完全には対応していない）。
【００３９】
また、各ビアホール２１において、表側面８Ａ側の端部は、層７と層８との間に設けられた中間電極２０に接続され、裏面５Ｂ側の端部は、裏面５Ｂ上に設けられた表面電極２２に接続されている。これにより、各中間電極２０と各表面電極２２との間は各ビアホール２１を介して電気的に接続されている。また、互いにほぼ対応する位置に配置された各ビアホール１９と各ビアホール２１との間は中間電極２０を介して電気的に接続されている。
【００４０】
２３は基板５の裏面５ＢからＺ方向に外向きに突出する円弧状に形成された２本のボンディングワイヤであり、これらボンディングワイヤ２３のうち、下側に位置するボンディングワイヤ２３は、その一端が右下側に位置する表面電極２２に接続され、他端が左下側に位置する表面電極２２に接続され、これにより、裏面５Ｂ側において、右下側に位置するビアホール２１の端部と左下側に位置するビアホール２１の端部との間を電気的に接続している。また、上側に位置するボンディングワイヤ２３は、その一端が右上側に位置する表面電極２２に接続され、他端が左上側に位置する表面電極２２に接続され、これにより、裏面５Ｂ側において、右上側に位置するビアホール２１の端部と左上側に位置するビアホール２１の端部との間を電気的に接続している。
【００４１】
２４は終端中間電極１７から基板５の上側端面に向けて層６と層７との間を伸びる終端配線パターンであり、該終端配線パターン２４の下端側は終端中間電極１７と接続され、上端側は図示しない電線等を介して信号処理回路４に接続されている。
【００４２】
ここで、コイル状導電部９を構成する各ビアホール１２，１９，２１、および各ボンディングワイヤ１８，２３等は、上述したように、これらが全体として、軸線Ｏ−Ｏ上に中心点を有する円を描きながらＹ方向に伸張する螺旋の形状に類似した形状となるように基板５に配置されている。これら各ビアホール１２，１９，２１、および各ボンディングワイヤ１８，２３のこのような配置についてさらに詳細に説明する。
【００４３】
即ち、図４に示すように、各ボンディングワイヤ１８、２３は、軸線Ｏ−Ｏ上に中心点を有する円Ｃ（図４において二点鎖線で図示）の円周の一部とほぼ重なり合うように、当該円周の一部とほぼ同一の曲率をもって湾曲している。
【００４４】
さらに、互いにほぼ対応する位置に配置され、中間電極１４，２０を介して順次接続された各ビアホール１２，１９，２１は、基板５の表面５Ａから裏面５ＢにかけてＺ方向に、円Ｃの円周の一部とほぼ重なり合うように円弧状に配列されている。即ち、基板５の右側に配置された各ビアホール１２，１９，２１において、ビアホール１９がビアホール１２，２１よりも右方向にずれた位置に配置されている。また、基板５の左側に配置された各ビアホール１２，１９，２１において、ビアホール１９がビアホール１２，２１よりも左方向にずれた位置に配置されている。
【００４５】
また、図５に示すように、各ボンディングワイヤ１８、２３は、軸線Ｏ−Ｏを有し、始端電極１０から終端中間電極１７に向けて、基板５の下側から上側に向けて伸びる螺旋Ｓ（図５において二点鎖線で図示）の一部とほぼ重なり合うように配置されている。
【００４６】
さらに、互いにほぼ対応する位置に配置され、中間電極１４，２０を介して順次接続された各ビアホール１２，１９，２１は、螺旋Ｓの一部とほぼ重なり合うように配列されている。即ち、基板５の右側に配置された各ビアホール１２，１９，２１において、ビアホール１９はビアホール１２よりも上方向にずれた位置に配置され、ビアホール２１はこのビアホール１９よりも上方向にずれた位置に配置されている。また、基板５の左側に配置された各ビアホール１２，１９，２１において、ビアホール１９はビアホール２１よりも上方向にずれた位置に配置され、ビアホール１２はこのビアホール１９よりも上方向にずれた位置に配置されている。
【００４７】
本発明の第１の実施形態による磁界検出装置３は以上のような構成を有するものであり、磁界測定時において次のように動作する。即ち、磁界測定対象である例えば電子機器のプリント回路基板または集積回路等に磁界プローブ１の先端部分を接近させると、プリント回路基板または集積回路等から発生する垂直方向（Ｙ方向）の磁界により、磁界検出装置３のコイル状導電部９、即ち、各ビアホール１２，１９，２１および各ボンディングワイヤ１８，２３等に検出電流が流れる。そして、信号処理回路４は、この検出電流に基づいてプリント回路基板または集積回路等から発生する磁界の検出を行う。
【００４８】
以上説明したとおり、本発明の第１の実施形態による磁界検出装置３によれば、コイル状導電部９、即ち、各ビアホール１２，１９，２１および各ボンディングワイヤ１８，２３等を、全体として、軸線Ｏ−Ｏ上に中心点を有する円を描きながらＹ方向に伸張する螺旋の形状と類似した形状に配置したことにより、コイル状導電部９におけるループの面積を、従来技術による薄膜状コイルまたは薄板状コイルのループ面積と比較して大きくすることができる。
【００４９】
特に、各ボンディングワイヤ１８，２３を、基板５の両面から外向きにそれぞれ大きく突出する円弧状としたことにより、コイル状導電部９の形状を、軸線Ｏ−Ｏ上に中心点を有する円（例えば真円）を描きながらＹ方向に伸張する螺旋の形状とほぼ一致させることができ、コイル状導電部９におけるループの面積を大きくすることができる。
【００５０】
さらに、基板５の表面５Ａと裏面５Ｂとの間において互いにほぼ対応する位置に配置された各ビアホール１２，１９，２１を、軸線Ｏ−Ｏ上に中心点を有する円（例えば真円）を描きながらＹ方向に伸張する螺旋の軌跡（即ち、図４に示す円Ｃ、および図５に示す螺旋Ｓ）に沿うように、相互にずらして円弧状に配列したことにより、コイル状導電部９におけるループの面積を大きくすることができる。
【００５１】
そして、このようにコイル状導電部９におけるループの面積を大きくすることにより、磁界の検出を行うときに、コイル状導電部９に発生する起電力を大きくすることができ、磁界の検出感度を高めることができる。
【００５２】
また、各ビアホール１２，１９，２１および各ボンディングワイヤ１８，２３等を、軸線Ｏ−Ｏ上に中心点を有する円を描きながらＹ方向に伸張する螺旋の形状に類似した形状となるように基板５に配置し、それぞれを接続することでコイル状導電部９を形成することにより、大きなループ面積を有するコイル状導電部９を容易に形成することができ、磁界を高感度に検出可能な磁界検出装置３ないし磁界プローブ１を容易に実現することができる。
【００５３】
また、基板５を磁性体ではなく誘電体により形成することにより、高周波帯域において磁性体が電磁界を妨げるといった従来技術における現象を排除することができ、高周波帯域における磁界の検出感度を高めることができる。
【００５４】
即ち、仮に、従来技術のように、基板５を、磁性体を用いて形成した場合には、数百ＭＨｚ〜数ＧＨｚ程度の高周波帯域において磁性体が高周波の磁界の通過を妨げるから、磁界の検出感度が低下する。また、基板５に磁性体を用いた場合には、高周波帯域でコイル状導電部９のインダクタンスが大きくなり、そのインピーダンスが配線パターン１１，２４の正規インピーダンス（例えば５０Ω）を超えてしまう。このため、高周波帯域でコイル状導電部９と配線パターン１１，２４との間のインピーダンス整合を取ることができず、高周波の磁界を検出するのが難しくなる。これに対し、本実施形態では、基板５を、誘電体を用いて形成したので、このような問題が生じることがなく、高周波の磁界に対する検出感度を高めることができる。
【００５５】
次に、本発明の第２の実施形態について図６に従って説明する。なお、図６において、図２に示す第１の実施形態による磁界検出装置３と同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００５６】
図２に示す第１の実施形態による磁界検出装置３では、始端配線パターン１１が基板５の表面５Ａ上の左端側に設けられ、この始端配線パターン１１がコイル状導電部９のループの外に配置されている。これに対し、図６に示す第２の実施形態による磁界検出装置３１では、始端配線パターン３２が始端配線パターン１１と比較して右方向に移動しており、始端配線パターン３２がコイル状導電部９のループ内に配置されている。
【００５７】
このような構成を有する第２の実施形態による磁界検出装置３１によっても、第１の実施形態による磁界検出装置３とほぼ同様の効果を得ることができる。
【００５８】
次に、本発明の第３の実施形態について図７に従って説明する。即ち、図２に示す第１の実施形態による磁界検出装置３では、基板５が多層基板であり、ビアホール１２，１９，２１が層６，７，８ごとに設けられ、基板５の表面５Ａと裏面５Ｂとの間を貫く各貫通導電部を、これらビアホール１２，１９，２１を順次接続することにより形成している。これに対し、図７に示す第３の実施形態による磁界検出装置４１は、後述するように、基板４２が一層であり、基板４２の表面４２Ａと裏面４２Ｂとの間を貫く各貫通導電部を単一のビアホール４６により構成している。
【００５９】
即ち、磁界検出装置４１において、４２は誘電体により形成され、Ｚ方向が厚さ方向となり、Ｘ方向およびＹ方向に平行な表面４２Ａおよび裏面４２Ｂを有する１層の基板である。また、４３は該基板４２に設けられ、Ｙ方向に伸びる軸線Ｏ−Ｏを有する螺旋状に形成され、磁界を検出するためのコイル状導電部である。そして、コイル状導電部４３は、複数個のビアホール４６および複数本のボンディングワイヤ５３，５４等により構成されている。
【００６０】
即ち、４４は基板４２の表面４２Ａ上の左下側に設けられた始端電極であり、４５は始端配線パターンである。そして、４６は基板４２をＺ方向に貫く貫通導電部としての４個のビアホールである。即ち、基板４２にはＸ方向に離間して配置された１対のビアホール４６が互いにＹ方向に離間して２対配置されており、第１の対が、右下側に配置されたビアホール４６と左下側に配置されたビアホール４６とからなり、第２の対が、右上側に配置されたビアホール４６と左上側に配置されたビアホール４６とからなる。そして、各ビアホール４６は、基板４２の表面４２Ａに設けられた各表面電極４７と、裏面４２Ｂに設けられた各表面電極４８との間を電気的に接続している。
【００６１】
４９は終端ビアホールであり、基板４２をＺ方向に貫き、基板４２の表面４２Ａに設けられた終端電極５０と、裏面４２Ｂに設けられた終端電極５１との間を電気的に接続している。５２は終端電極５１に接続された終端配線パターンである。
【００６２】
５３は基板４２の表面４２ＡからＺ方向に外向きに突出する円弧状に形成された３本のボンディングワイヤであり、これらボンディングワイヤ５３のうち、下側に位置するボンディングワイヤ５３は、その一端が始端電極４４に接続され、他端が右下側に位置する表面電極４７に接続され、これにより、表面４２Ａ側において、始端電極４４と右下側に位置するビアホール４６の端部との間を電気的に接続している。また、中間に位置するボンディングワイヤ５３は、その一端が左下側に位置する表面電極４７に接続され、他端が右上側に位置する表面電極４７に接続され、これにより、表面４２Ａ側において、左下側に位置するビアホール４６の端部と右上側に位置するビアホール４６の端部との間を電気的に接続している。さらに、上側に位置するボンディングワイヤ５３は、その一端が左上側に位置する表面電極４７に接続され、他端が終端電極５０に接続され、これにより、表面４２Ａ側において、左上側に位置するビアホール４６の端部と終端電極５０との間を電気的に接続している。
【００６３】
５４は基板４２の裏面４２ＢからＺ方向に外向き突出する円弧状に形成された２本のボンディングワイヤであり、これらボンディングワイヤ５４のうち、下側に位置するボンディングワイヤ５４は、その一端が右下側に位置する表面電極４８に接続され、他端が左下側に位置する表面電極４８に接続され、これにより、裏面４２Ｂ側において、右下側に位置するビアホール４６の端部と左下側に位置するビアホール４６の端部との間を電気的に接続している。また、上側に位置するボンディングワイヤ５４は、その一端が右上側に位置する表面電極４８に接続され、他端が左上側に位置する表面電極４８に接続され、これにより、裏面４２Ｂ側において、右上側に位置するビアホール４６の端部と左上側に位置するビアホール４６の端部との間を電気的に接続している。
【００６４】
このような構成を有する第３の実施形態による磁界検出装置４１によっても、基板４２が第１の実施形態における基板５と比較して薄い場合等には、第１の実施形態による磁界検出装置３とほぼ同様の効果を得ることができる。
【００６５】
次に、本発明の第４の実施形態について図８に従って説明する。なお、図８において、図７に示す第３の実施形態による磁界検出装置４１と同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００６６】
図７に示す第３の実施形態による磁界検出装置４１では、始端配線パターン４５が基板４２の表面４２Ａ上の左端側に設けられ、この始端配線パターン４５がコイル状導電部４３のループの外に配置されている。これに対し、図８に示す第４の実施形態による磁界検出装置６１では、始端配線パターン６２が始端配線パターン４５と比較して右方向に移動しており、始端配線パターン６２がコイル状導電部４３のループ内に配置されている。
【００６７】
このような構成を有する第４の実施形態による磁界検出装置６１によっても、第３の実施形態による磁界検出装置４１とほぼ同様の効果を得ることができる。
【００６８】
なお、上述した第１および第２の実施形態では、基板５が３層の多層基板である場合を例にあげたが、本発明はこれに限らない。基板５として２層または４層以上の多層基板を用いてもよい。このような場合でも、各層ごとにビアホールを設け、基板の表面と裏面との間において互いにほぼ対応する位置に配置された各ビアホールを、軸線上に中心点を有する円を描くようにＹ方向に伸びる螺旋の軌跡に沿うように、互いにずらして円弧状に配列することが望ましい。
【００６９】
また、上述した各実施形態では、コイル状導電部９（４３）の巻数をおよそ２．５巻としたが、コイル状導電部９（４３）の巻数を１巻、２巻または３巻以上としてもよい。
【００７０】
また、各実施形態では、コイル状導電部９（４３）を、基板５（４２）の下端から基板５（４２）のＹ方向における中間部までの間に設ける場合を例に挙げたが、これに限らず、コイル状導電部９（４３）を基板５（４２）の下端の近傍のみに設けてもよいし、コイル状導電部９（４３）を基板５（４２）の下端から上端にかけて全体的に設けてもよい。
【符号の説明】
【００７１】
３，３１，４１，６１ 磁界検出装置
５，４２ 基板
５Ａ，４２Ａ 表面
５Ｂ，４２Ｂ 裏面
６，７，８ 層
６Ａ，７Ａ，８Ａ 表側面
６Ｂ，７Ｂ，８Ｂ 裏側面
９，４３ コイル状導電部
１２，１９，２１，４６ ビアホール（貫通導電部）
１８，５３ ボンディングワイヤ（第１の導線）
２３，５４ ボンディングワイヤ（第２の導線）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに直交するＸ方向、Ｙ方向、Ｚ方向のうちＺ方向が厚さ方向となり、Ｘ方向およびＹ方向に平行な表面および裏面を有する基板と、
前記基板に設けられ、Ｙ方向に伸びる軸線を有する螺旋状に形成され、Ｙ方向の磁界を検出するためのコイル状導電部とを備え、
前記コイル状導電部は、
前記基板をＺ方向に貫き前記基板に互いにＸ方向に離間して配置された１対の貫通導電部を互いにＹ方向に離間して複数対配置し、
前記基板の表面側に位置する前記各対の貫通導電部の端部間を接続すると共に前記基板の表面からＺ方向に外向きに突出する円弧状の第１の導線を設け、
前記基板の裏面側に位置する前記各対の貫通導電部の端部間を接続すると共に前記基板の裏面からＺ方向に外向きに突出する円弧状の第２の導線を設けることにより構成してなる磁界検出装置。
【請求項２】
前記基板は誘電体により形成してなる請求項１に記載の磁界検出装置。
【請求項３】
前記各貫通導電部は前記基板をＺ方向に貫くビアホールである請求項１または２に記載の磁界検出装置。
【請求項４】
前記基板は複数の層をＺ方向に積層した多層基板であり、
前記各貫通導電部は前記基板の複数の層のそれぞれをＺ方向に貫く複数のビアホールを前記基板の表面から裏面にかけて円弧状に配列することにより形成してなる請求項１または２に記載の磁界検出装置。
【請求項１】
互いに直交するＸ方向、Ｙ方向、Ｚ方向のうちＺ方向が厚さ方向となり、Ｘ方向およびＹ方向に平行な表面および裏面を有する基板と、
前記基板に設けられ、Ｙ方向に伸びる軸線を有する螺旋状に形成され、Ｙ方向の磁界を検出するためのコイル状導電部とを備え、
前記コイル状導電部は、
前記基板をＺ方向に貫き前記基板に互いにＸ方向に離間して配置された１対の貫通導電部を互いにＹ方向に離間して複数対配置し、
前記基板の表面側に位置する前記各対の貫通導電部の端部間を接続すると共に前記基板の表面からＺ方向に外向きに突出する円弧状の第１の導線を設け、
前記基板の裏面側に位置する前記各対の貫通導電部の端部間を接続すると共に前記基板の裏面からＺ方向に外向きに突出する円弧状の第２の導線を設けることにより構成してなる磁界検出装置。
【請求項２】
前記基板は誘電体により形成してなる請求項１に記載の磁界検出装置。
【請求項３】
前記各貫通導電部は前記基板をＺ方向に貫くビアホールである請求項１または２に記載の磁界検出装置。
【請求項４】
前記基板は複数の層をＺ方向に積層した多層基板であり、
前記各貫通導電部は前記基板の複数の層のそれぞれをＺ方向に貫く複数のビアホールを前記基板の表面から裏面にかけて円弧状に配列することにより形成してなる請求項１または２に記載の磁界検出装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１０−２６６２３３（Ｐ２０１０−２６６２３３Ａ）
【公開日】平成２２年１１月２５日（２０１０．１１．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１１５６３７（Ｐ２００９−１１５６３７）
【出願日】平成２１年５月１２日（２００９．５．１２）
【出願人】（０００００６２３１）株式会社村田製作所 (3,635)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１１月２５日（２０１０．１１．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年５月１２日（２００９．５．１２）
【出願人】（０００００６２３１）株式会社村田製作所 (3,635)
【Ｆターム（参考）】
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