JP2004247408A - 磁気検出センサ - Google Patents
磁気検出センサ Download PDFInfo
- Publication number
- JP2004247408A JP2004247408A JP2003033890A JP2003033890A JP2004247408A JP 2004247408 A JP2004247408 A JP 2004247408A JP 2003033890 A JP2003033890 A JP 2003033890A JP 2003033890 A JP2003033890 A JP 2003033890A JP 2004247408 A JP2004247408 A JP 2004247408A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- film
- detection sensor
- magnetic
- magnetic detection
- sensor
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R33/00—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
- G01R33/02—Measuring direction or magnitude of magnetic fields or magnetic flux
- G01R33/06—Measuring direction or magnitude of magnetic fields or magnetic flux using galvano-magnetic devices
- G01R33/09—Magnetoresistive devices
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R33/00—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
- G01R33/02—Measuring direction or magnitude of magnetic fields or magnetic flux
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
- Y10T428/11—Magnetic recording head
- Y10T428/1107—Magnetoresistive
- Y10T428/1143—Magnetoresistive with defined structural feature
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
- Y10T428/11—Magnetic recording head
- Y10T428/1164—Magnetic recording head with protective film
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
- Y10T428/11—Magnetic recording head
- Y10T428/1171—Magnetic recording head with defined laminate structural detail
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
- Y10T428/11—Magnetic recording head
- Y10T428/1193—Magnetic recording head with interlaminar component [e.g., adhesion layer, etc.]
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
- Y10T428/31504—Composite [nonstructural laminate]
- Y10T428/31721—Of polyimide
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Hall/Mr Elements (AREA)
- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
- Measuring Magnetic Variables (AREA)
- Magnetic Heads (AREA)
Abstract
【解決手段】基板10上に感磁素子11が形成されてなる磁気検出センサ1において、最外表面に硬質皮膜14が形成され、硬質皮膜14の下部に、硬質皮膜14による応力を緩和する有機膜13が形成され、有機膜13と感磁素子11の間に、有機膜13による応力を緩和する無機膜12が形成されてなる。また、有機膜13と硬質皮膜14との間に、炭素と結合力の強い元素からなる中間膜が形成されていても良い。
【選択図】 図1
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、工作機械及び産業機械等に搭載され、位置検出等に使用される磁気検出センサに関する。
【0002】
【従来の技術】
現在、磁気式の検出素子として、Fe−Ni又はNi−Co等の強磁性体薄膜の磁気抵抗効果を利用したセンサ、いわゆるMR(Magnetoresistance)センサが多く用いられている。MRセンサは、ガラス、シリコン又はセラミックス等の基板上に強磁性体薄膜が形成され(このときの膜厚は、一般的に約50〜100nmである。)、低抵抗の金属材料を用いて、外部へ信号を取り出すための引き出し部分と接続端子等のパターンがフォトリソグラフィ技術により形成されている。なお、MRセンサには、異方性磁気抵抗効果(Anisotropic Magnetoresistance)を利用したAMRセンサや、磁性層と非磁性導体の多層膜等から構成される巨大磁気抵抗効果(Giant Magnetoresistance)を利用したGMRセンサや、磁性層と絶縁層の多層膜から構成されるトンネル型磁気抵抗効果(Tunnel Magnetoresistance)を利用したTMRセンサ等がある。
【0003】
MRセンサは、外部磁界によって抵抗値が変化するセンサであり、磁気記録媒体に記録された磁気信号を再生する磁気ヘッドや、工作機械及び産業機械等に搭載され、外部磁界の大きさや方向を検出する磁気センサ等に使用されている。
【0004】
工作機械等において、MRセンサは、等ピッチ又は一定の波長で交番磁界が記録された磁気記録媒体、又は何らかの磁極パターンを有する磁気記録媒体と相対的に移動するように、磁気記録媒体の対向面に配置されている。したがって、MRセンサは、例えば、交番磁界を記録した磁気記録媒体が発生する漏洩磁界を検出し、周期的な信号(概ね正弦波状の信号)を検出することができる。工作機械等は、上記信号の周期をカウントすることで直線・回転移動量及び相対位置等の検出を行なったり、所定の処理により上記信号をさらに電気的に分割することにより、磁気記録媒体に記録されているピッチ間隔よりも狭い分解能で直線・回転移動量及び相対位置等の検出を行なっている。
【0005】
また、位置や角度等の検出の分解能又はピッチが細かく記録されている(数十μm〜数ミリ)磁気記録媒体は、漏洩磁界が微弱であるので、この漏洩磁界を検出できる程度にMRセンサを磁気記録媒体に接近させる必要がある。一般的にMRセンサと磁気記録媒体の間隔は、記録ピッチより小さく、記録波長の4半分から半分程度必要とされている。そのため、微弱な漏洩磁界を検出するためには、MRセンサ面が磁気記録媒体に対面する構成となってしまう。
【0006】
このようにMRセンサ面と磁気記録媒体が対面する構成では、機械的な振動等によりMRセンサと磁気記録媒体が接触し、MRセンサを損傷してしまうことがある。そこで、従来から、MRセンサ表面を保護するための保護膜として、酸化シリコン又は窒化シリコン等の無機膜をMRセンサ膜の上面に成膜し、さらに、無機膜の上面にポリイミド樹脂又はエポキシ等の高分子材料の有機膜を成膜している。なお、有機膜は、主に、機械的な振動等からMRセンサを保護し、無機膜は、主に、有機膜の応力をMRセンサに与えないようにMRセンサを保護する役目を果たしている。また、実用的には、無機膜の膜厚は、0.5〜2μm程度であり、有機膜の膜厚は、ポリイミド樹脂の場合には2〜8μm程度、エポキシの場合には20μm程度である。
【0007】
さらに、保護膜として、ダイヤモンド晶系の結晶構造を有する炭素皮膜(DLC膜)を用いるものも提案されている(例えば、特許文献1参照。)。
【0008】
【特許文献1】
特開2001−82978号公報
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
上述したようにポリイミド樹脂よりも厚い膜厚で成膜することができるエポキシ(膜厚20μm)の方がMRセンサを外的衝撃等から強く保護することができるため、エポキシを保護膜として採用する方がよい。しかし、MRセンサ上に形成する保護膜の膜厚が厚いと、その分MRセンサ面が磁気記録媒体から遠のいてしまうため、MRセンサにより検出できる程度の漏洩磁界を発生する磁気記録媒体を使用する必要がある。したがって、短い磁気記録波長により磁気信号が記録されている磁気記録媒体は、漏洩磁界が微弱となるため使用できないことになる。
【0010】
例えば、80μm程度の短い磁気記録波長で磁気信号が記録されている磁気記録媒体では、MRセンサ面と磁気記録媒体の間隔が約20〜30μm前後にする必要がある。したがって、短い磁気記録波長で磁気信号が記録された磁気記録媒体を使用する場合には、保護膜の膜厚を薄く形成することになる。このように保護膜の膜厚が薄いと比較的弱い外的衝撃にしか耐えることができず、大きな外的衝撃が加わった際に、保護膜が破壊され、MRセンサに損傷を与える問題がある。
【0011】
また、MRセンサは、一般的に、位置検出器、或いは工作機械等に組み込む時や、動作時等に損傷を与えてしまうケースが多い。MRセンサを位置検出器、或いは工作機械等に組み込む時点において、磁気記録媒体と適切な間隔、いわゆるクリアランスを設定するために、磁気記録媒体とMRセンサとの間にマイラーフィルム等で作られている適当な厚さのスペーサを挟み込むことがある。MRセンサを固定した後、スペーサを引き抜く作業を行なう時に、保護膜を傷めMRセンサに損傷を与えてしまうことがある。また、スペーサを引き抜く作業時には問題とならなかった傷が、後になってMRセンサの故障の原因になることがある。
【0012】
また、工作機械の稼働中に、クリアランスに粉塵や切削粉等の異物が混入し、保護膜とMRセンサに損傷を与える場合もある。これは、MRセンサの最表面に成膜されている保護膜が異物よりも柔らかい素材(高分子系の材料)で構成されているために、クリアランスよりもやや大きめの異物でもあっても、保護膜を押し入って侵入してしまうのである。
【0013】
また、特許文献1により保護膜として提案されているDLC膜は、一般的に、非常に応力が強いことが知られている。したがって、DLC膜をMRセンサ面上にそのまま成膜すると、応力がMRセンサにかかり、センサの磁気抵抗変化特性に影響を与えてしまう。特に、Fe−Ni又はNi−Co等の強磁性体薄膜からなっているMRセンサでは、特許文献1に示されているような方法でDLC膜を成膜してしまうと、応力により磁気抵抗変化特性が劣化してしまい、センサとして十分機能させることができない。
【0014】
また、現在一般的にDLC膜の成膜手法として用いられているのは、イオンプレーディング法又はCVD法等である。これらの成膜法では、主に炭素を主成分とするカーボン膜は、アモルファス状の構造を有した膜となるため、特許文献1に記載されている保護膜(ダイアモンド晶系の結晶構造を持つ炭素皮膜)を作成することは困難である。
【0015】
また、HDD(hard disc drive)等の磁気式ヘッドにもMRセンサが用いられており、この磁気式ヘッドをディスクとの摺動動作等による損傷から保護するためにディスクと接する磁気式ヘッドの表面にDLC膜を成膜しているものがある。HDDでは、図6に示すように、磁気式ヘッドがディスクと接触する面にDLC膜が成膜されており、MRセンサ膜面上に直接形成されていない。したがって、HDDでは、DLC膜の応力を考慮することなく磁気式ヘッドの表面にDLC膜を形成している。また、このような用途で使用されるDLC膜は、膜厚が数nm〜数十nmの極薄膜であり、センサ用途のMR素子の保護膜としては用をなさない。
【0016】
そこで、本発明は、上述したような実情に鑑みて提案されたものであり、Fe−Ni又はNi−Co等の強磁性体薄膜からなっているMRセンサ面に応力を緩和してDLC膜を成膜し、外的衝撃に強い構造とした磁気検出センサを提供することを目的とする。
【0017】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る磁気検出センサは、上述の課題を解決するために、基板上に感磁素子が形成されてなる磁気検出センサにおいて、最外表面に硬質皮膜が形成され、上記硬質皮膜の下部に、有機膜が形成され、上記有機膜と上記感磁素子の間に、無機膜が形成されてなる。
【0018】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
【0019】
本発明は、磁気抵抗効果により磁界の強さ等を検出する磁気検出センサに適用される。磁気検出センサは、ガラス、シリコン又はセラミックス等の基板上に強磁性体薄膜が形成され、低抵抗の金属材料を用いて、外部へ信号を取り出すための引き出し部分と接続端子等のパターンがフォトリソグラフィ技術により形成されている。本発明に係る磁気検出センサ1では、強磁性体薄膜を外的衝撃等から保護するために、強磁性体薄膜上に所定の保護膜が形成されている。ここで、磁気検出センサ1の第1の構造について図1を用いて以下に説明する。なお、図1は、磁気検出センサ1の構造を示す断面図である。
【0020】
磁気検出センサ1は、例えば、Si基板10上に、MR膜としてFe−Ni薄膜11が約数十nm形成され、Fe−Ni薄膜11上に無機膜12として窒化膜が約100〜3000nm形成され、窒化膜の上部に有機膜13としてポリイミド樹脂が数μm形成され、ポリイミド樹脂の上部に硬質皮膜14が0.1〜5μm形成されてなる。また、磁気検出センサ1は、低抵抗の金属材料を用いて、外部へ信号を取り出すための引き出し部分と接続端子等の電極部15のパターンがフォトリソグラフィ技術により形成されてなる。なお、電極部15の厚さは、1000nm程度である。
【0021】
ここで、磁気検出センサ1の具体的な作製方法について図2に示すフローチャートにしたがって説明する。まず、Si基板10上にFe−Ni薄膜11が数十nmの膜厚で形成され、フォトリソグラフィ技術でパターンが形成された後(ステップS1)、同様に電極部15のパターンが形成される(ステップS2)。その後、CVD(Chemical Vapor Deposition)法により窒化膜を100〜3000nm形成し(ステップS3)、次に、ポリイミド樹脂を数μm形成する(ステップS4)。そして、ポリイミド樹脂上に硬質皮膜14を0.1〜5μm形成する(ステップS5)。なお、ステップS5において、硬質皮膜14は、プラズマCVD装置を用いて、CとHを主成分とするアモルファス水素系カーボン膜(以下、DLC膜という。)をポリイミド樹脂上に形成する。また、DLC膜を形成させない部位がある場合には、マスキング処理を施してその部位が成膜しないようにしても良い。
【0022】
ここで、保護膜の技術的意義について述べる。保護膜は、応力が小さく、硬度が高い物質であることが望ましい。それは、無機膜12の応力が高いと、応力による歪みが被形成膜にかかってしまい、磁気検出センサ1のMR特性が劣化してしまうし、また、硬度が低いと保護膜としての役目を果たせないためである。本発明に係る磁気検出センサ1では、無機膜12、有機膜13及びDLC膜の3層構造で保護膜がFe−Ni薄膜11上に形成されている。なお、本願発明では、上述したように、無機膜12として窒化膜を使用し、有機膜13としてポリイミド樹脂を使用している。
【0023】
窒化膜は、Fe−Ni薄膜11に及ぼす応力が小さく、かつ比較的高い硬度を有している。さらに、窒化膜は、電気的絶縁性及び耐湿性も有している。一方で、窒化膜を厚く形成し過ぎるとFe−Ni薄膜11に対する応力が増加してしまうため、Fe−Ni薄膜11のMR特性を悪化させてしまったり、また、成膜時間の増加によるコストの増加等の原因となるので窒化膜の膜厚は100〜3000nm程度となる。この膜厚では、耐衝撃性が低いので、窒化膜の上面に有機膜13であるポリイミド樹脂を形成している。なお、窒化膜は、ポリイミド樹脂により生じる応力が、Fe−Ni薄膜11に影響しないように当該応力を吸収する機能も果たしている。
【0024】
本願発明に係る磁気検出センサ1では、さらに耐衝撃性を向上させる目的で、有機膜13の上面にDLC膜を形成する。なお、ポリイミド樹脂は、窒化膜よりも軟質な材料であるので、DLC膜による応力を吸収する機能を果たしている。したがって、Fe−Ni薄膜11は、ポリイミド樹脂及びDLC膜の応力による影響を受けることがない。
【0025】
このように構成された磁気検出センサ1は、Fe−Ni薄膜11上に窒化膜、ポリイミド樹脂及びDLC膜からなる保護膜が形成されているので、通常の磁気検出センサ(窒化膜100〜3000nm+ポリイミド樹脂数μm)に比べて、外的衝撃に強く、また、ポリイミド樹脂の応力を窒化膜で緩和し、DLC膜の応力をポリイミド樹脂で緩和するので、保護膜による応力の影響をFe−Ni薄膜11に与えることがなく、磁気抵抗変化率等のセンサの特性において通常の磁気検出センサに劣ることなく、十分に使用可能な検出器とすることができる。
【0026】
つぎに、磁気検出センサの第2の構造について図3を用いて以下に説明する。なお、図3は、磁気検出センサ2の構造を示す断面図である。
【0027】
磁気検出センサ2は、例えば、Si基板20上に、MR膜としてFe−Ni薄膜21が約数十nm形成され、Fe−Ni薄膜21上に無機膜22として窒化膜が約100〜3000nm形成され、窒化膜の上部に有機膜23としてポリイミド樹脂が数μm形成され、ポリイミド樹脂の上部にポリイミド樹脂と硬質皮膜25を結合するための中間膜24が3μm形成され、中間膜24の上部に硬質皮膜25が1μm形成されてなる。なお、中間膜24も硬質皮膜25の一種である。また、磁気検出センサ2は、低抵抗の金属材料を用いて、外部へ信号を取り出すための引き出し部分と接続端子等の電極部26のパターンがフォトリソグラフィ技術により形成されてなる。なお、電極部26の厚さは、1000nm程度である。
【0028】
ここで、磁気検出センサ2の具体的な作製方法について図4に示すフローチャートにしたがって説明する。まず、Si基板20上にFe−Ni薄膜21が数十nmの膜厚で形成され、フォトリソグラフィ技術でパターンが形成された後(ステップS10)、同様に電極部26のパターンが形成される(ステップS11)。その後、CVD(Chemical Vapor Deposition)法により窒化膜を100〜3000nm形成し(ステップS12)、次に、ポリイミド樹脂を数μm形成する(ステップS13)。そして、ポリイミド樹脂上にポリイミド樹脂と硬質皮膜25を結合させる中間膜24を1μm形成する(ステップS14)。中間膜24は、Si,C,O,Hの組成からなっており、ポリイミド樹脂との結合性がよく、かつC(炭素)を主成分とする硬質皮膜25との結合性もよい。したがって、ポリイミド樹脂の上面に直接硬質皮膜25を形成するよりも、ポリイミド樹脂と硬質皮膜25の間に中間膜24を形成した方が、膜結合力が向上する利点がある。また、中間膜24(Si,C,O,H)は、DLC膜ほど硬度は高くないが、応力が小さな硬質皮膜25の一種である。
【0029】
ステップS15において、中間膜24の上面に硬質皮膜25を0.1〜5μm形成する。なお、中間膜24及び硬質皮膜25は、プラズマCVD装置により形成される。プラズマCVD装置は、最初にSi,C,O,Hの組成からなる中間膜24をポリイミド樹脂の上面に形成し、原料ガスを徐々に切り換え、連続的にDLC膜を形成する。また、DLC膜を形成させない部位がある場合には、マスキング処理を施してその部位が成膜しないようにしても良い。
【0030】
なお、保護膜の技術的意義については上述したので省略する。
【0031】
また、中間膜は、Si,Ti,Cr,W又はTa等の炭化物を形成する元素のいずれか一つ又は複数が混合されていても良い。このような元素を中間膜に混合することにより、中間膜の硬度は下がってしまうが、その減少量よりも中間膜による応力を大幅に減少させることができる。したがって、ポリイミド樹脂上に膜厚の厚い硬質皮膜を形成することが可能となり、より強い衝撃からFe−Ni薄膜21を保護することが可能となる。
【0032】
このように構成された磁気検出センサ2は、Fe−Ni薄膜21上に窒化膜、ポリイミド樹脂、中間膜24(Si,C,O,H)及びDLC膜からなる保護膜が形成されているので、通常の磁気検出センサ(窒化膜100〜3000nm+ポリイミド樹脂数μm)に比べて、外的衝撃に強く、また、ポリイミド樹脂の応力を窒化膜で緩和し、中間膜24及びDLC膜の応力をポリイミド樹脂で緩和するので、保護膜による応力の影響をFe−Ni薄膜21に与えることがなく、磁気抵抗変化率等のセンサ特性において通常の磁気検出センサに劣ることなく、十分に使用可能な検出器とすることができる。また、磁気検出センサ2は、中間膜24(Si,C,O,H)が形成されている分DLC膜の膜厚が薄く形成されているので、当該磁気検出センサ2を短時間で製造することができる。また、磁気検出センサ2は、硬質皮膜25が中間膜24(Si,C,O,H)からDLC膜へ連続的な組成となっているので、硬質皮膜25全体がDLC膜であるものよりも膜の応力を小さくすることができる。
【0033】
ここで、上述した磁気検出センサ1又は磁気検出センサ2を検出ヘッドに用いて磁気式位置検出装置3に組み込んだときの実施例について図5を用いて説明する。
【0034】
磁気式位置検出装置3は、図5に示すように、長手方向に沿ってピッチが等間隔に着磁され位置信号が付されている円柱状の磁気スケール30と、磁気スケール30に対向して配設されており当該磁気スケール30の長手方向に相対的に移動可能なヘッドホルダー31を備える。ヘッドホルダー31は、磁気スケール30から漏洩磁界を検出する磁気検出センサ1又は磁気検出センサ2と、磁気検出センサ1又は磁気検出センサ2により検出した信号に所定の信号処理を行なう信号処理部に送信する図示しないFPC(Flexible Printed Circuit)部とを備える。なお、磁気式位置検出装置3では、ヘッドホルダー31の片側より軸受けを通して磁気スケール30が挿入され、磁気スケール30がヘッドホルダー31に組み込まれる。また、磁気検出センサ1又は磁気検出センサ2は、磁気スケール30からの漏洩磁界を検出できるようにヘッドホルダー31の所定位置に配設され、接着剤等で固定されている。
【0035】
磁気式位置検出装置3は、磁気検出センサ1又は磁気検出センサ2により磁気スケール30が発生する漏洩磁界を検出し、検出した漏洩磁界に基づき所定の信号に変換し、変換後の信号をFPCを介して信号処理部に送信し、信号処理部により送信された信号に基づき、例えばヘッドホルダー31の移動方向及び移動量を求める。
【0036】
このように構成される本発明に係る磁気式位置検出装置3では、ヘッドホルダー31に配設されている磁気検出センサ1又は磁気検出センサ2の面上に膜厚が薄くかつ硬質皮膜を含む保護膜が形成されているので、磁気検出センサ1又は磁気検出センサ2と磁気スケール30とのクリアランスを狭く設定することができる。したがって、本発明に係る磁気式位置検出装置3は、短い磁気記録波長で磁気信号が記録されている磁気スケール30を使用することができ、精度の高い直線・回転移動量及び相対位置等を検出することができる。
【0037】
また、本発明に係る磁気式位置検出装置3では、ヘッドホルダー31に配設されている磁気検出センサ1又は磁気検出センサ2の面上に膜厚が薄くかつ硬質皮膜を含む保護膜が形成されているので、ヘッドホルダー31を組み込む際に、磁気検出センサ1又は磁気検出センサ2と磁気スケール30とのクリアランスの設定において、磁気検出センサ1又は磁気検出センサ2に損傷を与えることなくスペーサを引き抜くことができ、また、動作時において、強い外的衝撃が加わっても磁気検出センサ1又は磁気検出センサ2に損傷を与えることがない。
【0038】
さらに、本発明に係る磁気式位置検出装置3では、磁気検出センサ1又は磁気検出センサ2の面上に硬質皮膜を含む保護膜が形成されているので、クリアランスよりも大きなサイズの異物が侵入することがなく、また、クリアランスと同程度以下のサイズの異物が侵入しても硬質皮膜で保護されているので磁気検出センサ1又は磁気検出センサ2に損傷を与えることがない。
【0039】
また、本発明に係る磁気検出センサ1及び磁気検出センサ2では、熱伝導性の大きな材料であるシリコンを最良な基板材料として使用しているが、ガラス、セラミック(Al2O3)等を用いても良い。
【0040】
また、Fe−Ni薄膜の厚さは、Fe−Ni薄膜により検出する磁気信号の特性等を考慮した上での設計事項となるものであるため上述した実施例に限られないが、一般的には、10〜150nm程度である。
【0041】
また、電極部の種類、厚さ等も上述した実施例に限定されるものではない。さらに、電極部は、上述した実施例では、Fe−Ni薄膜の上面に形成されているが、Fe−Ni薄膜の下面に形成されても良い。
【0042】
また、上述した実施例では、無機膜として窒化膜を使用したが、SiO,SiO2等でも良い。また、有機膜としては、ポリイミド樹脂の他、ポリアミド樹脂,エポキシ等でも良い。また、硬質皮膜としては、硬度及び摺動特性からDLC膜の方が好ましいが、TiN,CrN,SiC,Al2O3,AlN等でも良い。また、中間膜としては、Si,C,O,H組成の膜以外に、SiC,Ti,Cr等でも良い。
【0043】
また、本発明に係る磁気検出センサ1及び磁気検出センサ2に形成されている各膜の厚さは、任意設定事項であって、実際には、磁気検出センサ1及び磁気検出センサ2を工作機械等に組み込むときに設定する磁気検出センサ1及び磁気検出センサ2と被検出物の間、いわゆるクリアランスの距離及び磁気検出センサ1及び磁気検出センサ2を製造するコストの兼ね合い等に基づき適時設定されるものである。
【0044】
また、本発明に係る磁気検出センサ1及び磁気検出センサ2に形成されている保護膜は、本実施例に限定されず、人工格子構造、スピンバルブタイプのGMRセンサ、TMRセンサ又は薄膜構造の磁気インピーダンス(MI)センサ等の薄膜型の磁気センサの上面に形成されても良い。
【0045】
また、本発明に係る磁気検出センサ1及び磁気検出センサ2を適用した磁気式位置検出装置3は、直線型に限定されず、回転型のロータリーエンコーダでも良いし、定点検出型の磁気式センサ等でも良い。
【0046】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明に係る磁気検出センサは、感磁素子の上面に無機膜、有機膜及び硬質皮膜を保護膜として形成されているので、通常の磁気検出センサに比べて外的衝撃に強く、また、保護膜の応力による歪みを感磁素子に与えないので、磁気抵抗変化率等のセンサ特性においても通常の磁気検出センサに比べて劣ることがない。
【0047】
また、本発明に係る磁気検出センサは、感磁素子の面上に膜厚が薄くかつ硬質皮膜を含む保護膜が形成されているので、短い磁気記録波長で磁気信号が記録されている磁気記録媒体と組み合わせて使用することができ、また、感磁素子を損傷せずに磁気記録媒体と組み合わせる際のクリアランスの設定を行なうことができる。
【0048】
また、本発明に係る磁気検出センサは、感磁素子の面上に膜厚が薄くかつ硬質皮膜を含む保護膜が形成されているので、磁気記録媒体と組み合わせたときのクリアランス以上のサイズの異物が侵入することがなく、また、クリアランスと同程度以下のサイズの異物が混入しても感磁素子は硬質皮膜により保護され得る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る磁気検出センサの第1の構造を示す断面図である。
【図2】本発明に係る磁気検出センサの製造方法を示すフローチャートである。
【図3】本発明に係る磁気検出センサの第2の構造を示す断面図である。
【図4】本発明に係る磁気検出センサの製造方法を示すフローチャートである。
【図5】本発明に係る磁気検出センサを組み込んだ磁気式位置検出装置を示す模式図である。
【図6】ディスクと接触する面にDLC膜が成膜され、MRセンサがディスクと直交する面に配設されてなる磁気式ヘッドの模式図である。
【符号の説明】
1,2 磁気検出センサ、3 磁気式位置検出装置、10,20 基板、11,21 Fe−Ni薄膜、12,22 無機膜、13,23 有機膜、14,25 硬質皮膜
Claims (6)
- 基板上に感磁素子が形成されてなる磁気検出センサにおいて、
最外表面に硬質皮膜が形成され、
上記硬質皮膜の下部に、有機膜が形成され、
上記有機膜と上記感磁素子の間に、無機膜が形成されてなることを特徴とする磁気検出センサ。 - 上記硬質皮膜は、アモルファス水素化カーボン膜(以下、DLC膜という。)であることを特徴とする請求項1記載の磁気検出センサ。
- 上記有機膜と上記硬質皮膜との間に、中間膜が形成されてなることを特徴とする請求項1記載の磁気検出センサ。
- 上記中間膜は、炭素と結合力の強いSi,Ti,Cr,W又はTaのいずれか1つ又は複数の元素が混合されてなることを特徴とする請求項3記載の磁気検出センサ。
- 上記中間膜は、Si,C,O,Hからなることを特徴とする請求項3記載の磁気検出センサ。
- 上記中間膜と上記硬質皮膜の境界は、連続的に組成が変化する構造となっていることを特徴とする請求項3記載の磁気検出センサ。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003033890A JP2004247408A (ja) | 2003-02-12 | 2003-02-12 | 磁気検出センサ |
US10/689,754 US7300712B2 (en) | 2003-02-12 | 2003-10-20 | Magnetic sensor and position detector |
EP20030025776 EP1447675A3 (en) | 2003-02-12 | 2003-11-11 | Magnetic sensor and position detector |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003033890A JP2004247408A (ja) | 2003-02-12 | 2003-02-12 | 磁気検出センサ |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2004247408A true JP2004247408A (ja) | 2004-09-02 |
Family
ID=32677585
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2003033890A Pending JP2004247408A (ja) | 2003-02-12 | 2003-02-12 | 磁気検出センサ |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US7300712B2 (ja) |
EP (1) | EP1447675A3 (ja) |
JP (1) | JP2004247408A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007194322A (ja) * | 2006-01-18 | 2007-08-02 | Alps Electric Co Ltd | 車載用gmr角度センサ |
JP2015041701A (ja) * | 2013-08-22 | 2015-03-02 | Tdk株式会社 | 磁気センサ |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1495702A1 (fr) | 2003-07-10 | 2005-01-12 | Nestec S.A. | Dispositif pour l'extraction d'une capsule |
JP4485499B2 (ja) * | 2006-09-04 | 2010-06-23 | アルプス電気株式会社 | 磁気検出装置およびその製造方法 |
KR101019065B1 (ko) * | 2010-06-23 | 2011-03-07 | (주)제이 앤 엘 테크 | 나노 박막을 코팅한 대전방지 기능을 갖는, 전자부품 포장용 포장재 및 그 제조방법 |
US9733317B2 (en) | 2014-03-10 | 2017-08-15 | Dmg Mori Seiki Co., Ltd. | Position detecting device |
US11009570B2 (en) * | 2018-11-16 | 2021-05-18 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Hybrid oxide/metal cap layer for boron-free free layer |
Family Cites Families (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4729924A (en) * | 1984-12-21 | 1988-03-08 | Minnesota Mining And Manufacturing Company | Metallic thin film magnetic recording medium having a hard protective layer |
US4755426A (en) * | 1986-01-18 | 1988-07-05 | Hitachi Maxell, Ltd. | Magnetic recording medium and production of the same |
JP2785678B2 (ja) * | 1994-03-24 | 1998-08-13 | 日本電気株式会社 | スピンバルブ膜およびこれを用いた再生ヘッド |
US5948532A (en) * | 1996-12-10 | 1999-09-07 | International Business Machines Corporation | Cermet adhesion layer with carbonaceous wear layer for head/disk interfaces |
US7195828B2 (en) * | 1999-03-26 | 2007-03-27 | Shell Oil Company | Lubricant for magnetic recording medium and use thereof |
US6517956B1 (en) * | 1999-05-03 | 2003-02-11 | Seagate Technology Llc | Magneto-resistance recording media comprising aluminum nitride corrosion barrier layer and a c-overcoat |
US6680112B1 (en) * | 1999-06-29 | 2004-01-20 | Showa Denko Kabushiki Kaisha | Magnetic recording medium and production process thereof |
JP2001082978A (ja) | 1999-09-10 | 2001-03-30 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 磁気式エンコーダ |
CN1351746A (zh) * | 2000-01-20 | 2002-05-29 | 松下电器产业株式会社 | 磁阻头及其制造方法,以及磁记录重现装置 |
US6696183B2 (en) * | 2000-09-12 | 2004-02-24 | Sony Corporation | Metallic thin film magnetic recording medium |
JP3971934B2 (ja) * | 2001-03-07 | 2007-09-05 | ヤマハ株式会社 | 磁気センサとその製法 |
JP2003123203A (ja) * | 2001-10-04 | 2003-04-25 | Fuji Photo Film Co Ltd | 情報記録方法 |
WO2004008450A1 (en) * | 2002-06-05 | 2004-01-22 | Seagate Technology Llc | Protective overcoatings |
-
2003
- 2003-02-12 JP JP2003033890A patent/JP2004247408A/ja active Pending
- 2003-10-20 US US10/689,754 patent/US7300712B2/en not_active Expired - Lifetime
- 2003-11-11 EP EP20030025776 patent/EP1447675A3/en not_active Withdrawn
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007194322A (ja) * | 2006-01-18 | 2007-08-02 | Alps Electric Co Ltd | 車載用gmr角度センサ |
JP4739963B2 (ja) * | 2006-01-18 | 2011-08-03 | アルプス電気株式会社 | 車載用gmr角度センサ |
JP2015041701A (ja) * | 2013-08-22 | 2015-03-02 | Tdk株式会社 | 磁気センサ |
US9372243B2 (en) | 2013-08-22 | 2016-06-21 | Tdk Corporation | Magnetic sensor |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US7300712B2 (en) | 2007-11-27 |
EP1447675A3 (en) | 2007-07-18 |
US20040157067A1 (en) | 2004-08-12 |
EP1447675A2 (en) | 2004-08-18 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US9999356B2 (en) | Strain sensor element and blood pressure sensor | |
JP5443421B2 (ja) | 磁気抵抗効果素子、磁気ヘッドジンバルアッセンブリ、及び、磁気記録再生装置 | |
KR101689644B1 (ko) | 자기 저항 센서 실드 | |
US8502332B2 (en) | Magnetic sensor and magnetic head | |
JP5697922B2 (ja) | 磁界センサ | |
US8339750B2 (en) | Spin accumulation magnetic sensor | |
US8000065B2 (en) | Magnetoresistive element and thin-film magnetic head | |
US7456758B2 (en) | Magnetic encoder apparatus | |
JP2006214910A (ja) | 車載用gmr角度センサ | |
JP2004247408A (ja) | 磁気検出センサ | |
US8665568B2 (en) | Magnetic sensor | |
JP4228036B2 (ja) | 位置検出装置 | |
JP2006145329A (ja) | 加速度センサ | |
US6961222B2 (en) | Flux guide type device, head having the same, and drive | |
EP1668331B1 (en) | Magnetic transduction sensor device, manufacturing process and detection process thereform | |
JP2000057538A (ja) | 磁気抵抗センサを用いた磁気ヘッドおよび磁気記録再生装置 | |
JP4331630B2 (ja) | 磁気センサ | |
JP2012128899A (ja) | 磁気センサ及び磁気ヘッド | |
JP2005012111A (ja) | 磁気抵抗効果素子及び薄膜磁気ヘッド | |
JP2011018415A (ja) | 磁気センサ | |
JP4223718B2 (ja) | 位置検出装置 | |
JP2000123328A (ja) | 磁気センサ、磁気ヘッド及び磁気エンコーダ | |
JP2003139830A (ja) | 検出器、位置検出装置 | |
JP2015194389A (ja) | 磁界検出装置および多面取り基板 | |
JP2004335699A (ja) | 磁気センサ及び磁気エンコーダ |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20051012 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20090306 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20090310 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20090501 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20090929 |