JP3596074B2 - 磁気抵抗効果素子及びその製造方法 - Google Patents
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Description
【0001】
【産業上の利用分野】
本発明は、磁界を作用させた時に電気抵抗値が変化するという性質を利用して磁気の検出、磁性体の存在や移動の検出を行なう磁気抵抗効果素子及びその製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
磁気抵抗効果素子の開発の流れは、用途に依存して、リード取り出しの組立部品タイプに始まり、回路基板への直接表面実装の要望ができるチップタイプへの展開が見られる。
【0003】
従来の磁気抵抗効果素子を図17〜図19により説明する。
チップ部の構造は、リード取り出しの組立部品タイプ、チップタイプの別なく概ね同じである。その構造とは、平面的に見て概ね四角形である基板11の角に、基板表裏面を結ぶように電極12が形成された切り欠き15が有り、基板11の表面に、同一面上の電極12と電気的に接続された所定の形状の磁気抵抗効果薄膜14が形成されたものである。尚、13はガラスグレーズである。
【0004】
上記従来例の製造方法は、上記チップが複数個取れる大きな元基板に、所定ピッチのスルーホールを形成し、その周辺に電極を印刷してスルーホール内壁面とランドに電極を形成して、次に磁気抵抗効果薄膜パターンを形成後、スルーホールを4分割して所定のチップを得るものである。
【0005】
しかしながら上記のような構成では、磁気抵抗効果薄膜形成面(以下、感磁面、あるいは表と示す)とその反対面(以下、裏と示す)を結ぶ導通電極を、切り欠き部側面、あるいは基板側面に、完全に露出して形成しているため、耐湿性、導通信頼性等について劣る。そこで、より以上の品質の向上を目的として、該導通電極をビアホール電極16とするものが図20、図21、図22に開示された他の従来例の磁気抵抗効果素子である。
【0006】
その製造方法は、図17〜図19の従来技術をベースに異なる点のみ説明すると、元基板のスルーホール数を4倍とし、電極の印刷をスルーホール内壁面ではなく充填として、さらにそれを分割せず導通電極4つを内包するように元基板を分割して1チップを得るものである。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記のような第2の従来の構成では、チップタイプとして回路基板への直接表面実装をはんだ付けにより行った場合、実装確認が電気的な方法に限られ、接着状態が目視によって判断できなかったため、実装不良の誤判定を招いていた。
【0008】
本発明は上記課題に鑑み、品質の向上を有した状態で、さらに実装後はんだ付け部が目視できる磁気抵抗効果素子及びその製造方法を提供するものである。
【0009】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明の磁気抵抗効果素子は、ガラスとセラミックの組成物からなる、表裏面を貫通しない切り欠きを有する絶縁基板と、この絶縁基板の表裏面間を結ぶように、表裏面と内部と切り欠き部に形成された導体メタライズ層と、前記絶縁基板表面の導体メタライズ層と絶縁基板の上に形成された、ガラスとセラミックの混合物からなる所定の形状の絶縁層と、前記絶縁基板と絶縁層の上に形成された所定の形状のガラスグレーズ層と、このガラスグレーズ層と前記絶縁基板の表面の導体メタライズ層の上に形成された所定の形状の磁気抵抗効果薄膜とで構成したものである。
【0010】
さらにもう一つの本発明の磁気抵抗効果素子は、ガラスとセラミックの組成物からなる、表裏面を貫通する切り欠きを有する絶縁基板と、この絶縁基板の切り欠きの一部と、さらに表裏面間を結ぶように、表裏面と内部に形成された導体メタライズ層と、前記絶縁基板表面の導体メタライズ層と絶縁基板の上に形成された、ガラスとセラミックの混合物からなる所定の形状の絶縁層と、前記絶縁基板と絶縁層の上に形成された所定の形状のガラスグレーズ層と、このガラスグレーズ層と前記絶縁基板の表面の導体メタライズ層の上に形成された所定の形状の磁気抵抗効果薄膜とで構成したものである。
【0011】
また、本発明の製造方法は、ガラスとセラミックの原料粉とバインダと可塑剤からなる生シートを作製する工程と、前記生シートにスルーホールを開口する工程と、前記生シートに導電ペーストを印刷及び充填し乾燥する工程と、前記生シートの複数枚を張り合わせる工程と、前記工程により得られた生シートと前記導電ペーストの一部表面にガラスとセラミックを主成分とする絶縁体ペーストを印刷し乾燥する工程と、前記生シートと絶縁体ペーストの一部表面にガラスペーストを印刷し乾燥する工程と、前記工程によって得られた生シート構成物を高温で焼成する工程と、前記工程によって得られた基板のガラスグレーズ面に磁気抵抗効果薄膜を所定形状の感磁部として形成する工程と、前記工程によって得られた基板を所定の形状に分割する工程とを有することを特徴とするものである。
【0012】
【作用】
以上のような本発明によれば、1)感磁面の構成材料を露出させない構造で、かつはんだを感磁面と接触させない構造としたことにより、品質の向上を実現し、2)チップ側面に露出電極部を存在させて、回路基板へのはんだ付け表面実装した場合に、はんだがこの露出電極部を這い上がる構造としたことにより、その目視によって、確実に接合状態が判断できるものである。
【0013】
【実施例】
(実施例1)
以下、本発明の一実施例である第1の実施例の磁気抵抗効果素子、及びその製造方法について図1(a)〜図3により説明する。
【0014】
同図において、1はガラスとセラミックの組成物からなる絶縁基板、2はガラスとセラミックの組成物からなる絶縁層、3は導体メタライズ層、4はガラスグレーズ層、5は磁気抵抗効果を有する強磁性体薄膜、6は切り欠きである。
【0015】
実施例における磁気抵抗効果素子は、ガラスとセラミック、例えば、ほう珪酸ガラスとアルミナを主成分とする絶縁基板1の表裏面と内部と切り欠き部6に、表裏面間を結ぶように、例えば、銀:パラジウムの比が80:20の導体メタライズ層3が形成され、絶縁基板1とその表面側の導体メタライズ層3の一部に、絶縁基板1と同材料の絶縁層2が形成され、ほう珪酸鉛系のガラスグレーズ層4が絶縁層2と絶縁基板1の所定の領域に形成され、基板表面の導体メタライズ層3とガラスグレーズ層4の上に、ニッケル、鉄、コバルトのうち一種以上を主成分とする、例えば、パーマロイからなるストライプを繰り返し折り返したような所定の形状の磁気抵抗効果を有する強磁性体薄膜5が形成されている。
【0016】
生シートの厚みと切り欠きサイズは、どこまではんだを這い上がらせたいかに依存し、上記に限定されない。
【0017】
絶縁基板1の切り欠き部6の位置と形状は、目的を満たす範囲においては、本実施例に限定されない。
【0018】
導体メタライズ層3は上記銀:パラジウムの比が80:20のもの以外にも、その組成比が異なるものや銀、金等でもかまわない。
【0019】
好ましくは、全構成材料は、800〜1000℃で焼成できるものがよい。
次に、本実施例の具体例について説明する。
【0020】
まず、ほう珪酸ガラス粉末とアルミナ粉末を重量比で60対40となるように配合して無機成分とし、有機バインダとしてポリビニルブチラール、ポリビニルアルコール等、可塑剤としてジブチルフタレート(DBP)、溶剤としてトルエンとエタノールの混合液(60対40比)を無機成分100部、有機バインダ5部、ジブチルフタレート(DBP)10部、トルエンとエタノール30部の割合で混合し、湿式微粉砕を行ってスラリーとした後、真空脱気処理によりスラリーから気泡を除去し、粘度調整を行った。
【0021】
スラリーをドクターブレードを用いてポリエステル支持体上に塗布し、炉を通して乾燥し、0.3ミリの厚さの生シートを作製した。生シートを支持体より取り外し、パンチングにより開口してスルーホールを形成して、スルーホールの数と位置が異なる二種類の生シートを得た。得られた生シートの内一種は、例えば銀:パラジウムの比が80:20である導体ペーストをスルーホール内充填とランド印刷し、もう一種は、同様のペーストをスルーホール印刷とスルーホール内充填とランド印刷を行い、それぞれ乾燥した。両シートを張り合わせ、70℃,100kg/cm2で圧着し、一枚の生シートとした。
【0022】
次に、上述したスラリーを再び用いて印刷ペースト状とし、生シートと導体の上の所定面積・形状に印刷し乾燥した。さらに、酸化物換算で酸化鉛62wt%と酸化珪素30wt%と酸化ほう素3wt%と酸化アルミニウム3wt%を主な無機成分とする粘度調整後のガラスペーストを所定パターンに印刷し乾燥した。次に、850〜900℃でインアウト1時間保持して焼成した後、室温にて取り出し基板を得た。得られた基板を真空蒸着機に設置し、所定の真空度に排気した後、表面にパーマロイを0.1μmの厚さで蒸着し、レジスト塗布、露光、現像、エッチング、レジスト剥離を経て、幅が10μmのパーマロイでストライプを繰り返し折り返したような形状の感磁パターンを得た。これを、所定のチップサイズに分割した。
【0023】
上記焼成温度は800〜1000℃の範囲内であれば良い。800℃未満はガラスグレーズの表面が粗く磁気抵抗効果素子には適さない。また、1000℃より高くなると、基板が反ったり、割れたり、品質が落ちるので適さない。
【0024】
以上のように構成された磁気抵抗効果素子について、目視検査の可・不可を判断すると共に、誤判定率を求めた。
【0025】
はんだ付け状態について、本実施例を図4、従来例を図5に示し、比較する。
十分外観でき、誤判定はなくなった。
【0026】
以上より明らかなように、本実施例の磁気抵抗効果素子は、品質の向上と、回路基板にはんだ付け表面実装した場合にはんだ付け部を目視検査できることの効果を有するものである。
【0027】
(実施例2)
以下、本発明の第2の実施例の磁気抵抗効果素子、及びその製造方法について図6(a)〜図8により説明する。
【0028】
同図の磁気抵抗効果素子において、実施例1と異なる点は、切り欠きの位置を変えたこと、ガラスグレーズ層を酸化物換算で酸化鉛55wt%と酸化珪素30wt%と酸化ほう素10wt%と酸化アルミニウム4wt%を主な無機成分とする粘度調整したものをガラスペーストとして印刷し、乾燥後800〜900℃で焼成して得たこと、導体メタライズ層として銀を用いたことである。
【0029】
その他は、実施例1と同様にして行った。
本実施例においても、実施例1と同様の効果が得られた。
【0030】
(実施例3)
本実施例の磁気抵抗効果素子において上記各実施例と異なる点は、絶縁基板及び絶縁層の材料組成を、ガラス成分が45〜65%の間としたこと、ガラスグレーズ層の材料組成を、酸化物表示でPbOが10〜75%としたこと、導体メタライズ層を、組成比の異なる銀パラあるいは銀あるいは金としたこと、焼成温度が800〜1000℃の間としたことである。
【0031】
本実施例においても、実施例1と同様の効果が得られた。
(実施例4)
以下、本発明の第4の実施例の磁気抵抗効果素子、及びその製造方法について図9(a)〜図11により説明する。
【0032】
同図の磁気抵抗効果素子は、ガラスとセラミック、例えば、ほう珪酸ガラスとアルミナを主成分とする絶縁基板1の表裏面と内部に、表裏面間を結ぶように、例えば、銀:パラジウムの比が80:20の導体メタライズ層3が形成され、さらに、裏面ランドと切り欠き6が接続され、切り欠き6の一部に、同導体メタライズ層3が形成され、絶縁基板1とその表面の導体メタライズ層3の一部に絶縁基板1と同材料の絶縁層2が形成され、ほう珪酸鉛系のガラスグレーズ層4が絶縁層2と絶縁基板1の所定の領域に形成され、基板表面の導体メタライズ層3とガラスグレーズ層4の上に、ニッケル、鉄、コバルトのうち一種以上を主成分とする、例えば、ニッケルコバルトからなるストライプを繰り返し折り返したような所定形状の強磁性体薄膜5が形成されている。
【0033】
生シートの厚みと切り欠きの露出電極の位置は、どこまではんだを這い上がらせたいかに依存し、上記に限定されない。
【0034】
絶縁基板1の切り欠き部6の位置と形状は、目的を満たす範囲においては、本実施例に限定されない。
【0035】
導体メタライズ層3は上記銀:パラジウムの比が80:20のもの以外にも、その組成比が異なるものや銀、金等でもかまわない。
【0036】
好ましくは、全構成材料は、800〜1000℃で焼成できるものがよい。
次に本実施例の具体例について説明する。
【0037】
まず、ほう珪酸ガラス粉末とアルミナ粉末を重量比で55対45となるように配合して無機成分とし、有機バインダとしてポリビニルブチラール、ポリビニルアルコール等、可塑剤としてジブチルフタレート(DBP)、溶剤としてトルエンとエタノールの混合液(60対40比)を無機成分100部、有機バインダ5部、ジブチルフタレート(DBP)10部、トルエンとエタノール30部の割合で混合し、湿式微粉砕を行ってスラリーとした後、真空脱気処理によりスラリーから気泡を除去し、粘度調整を行った。
【0038】
スラリーをドクターブレードを用いてポリエステル支持体上に塗布し、炉を通して乾燥し、0.3ミリの厚さの生シートを作製した。生シートを支持体より取り外し、パンチングにより開口してスルーホールを形成して、一種類の生シートを得た。得られた生シートの内一種は、例えば銀:パラジウムの比が80:20である導体ペーストをスルーホール内充填とスルーホール印刷とランド印刷をし、もう一種は、同様のペーストをスルーホール内充填とランド印刷を行い、それぞれ乾燥した。両シートを張り合わせ、70℃,100kg/cm2で圧着し、一枚の生シートとした。
【0039】
次に、先述したスラリーを再び用いて印刷ペースト状とし、生シートと導体の上の所定面積・形状に印刷し乾燥した。さらに、酸化物換算で酸化鉛15wt%と酸化珪素60wt%と酸化ほう素5wt%と酸化アルミニウム10wt%を主な無機成分とする粘度調整後のガラスペーストを所定パターンに印刷し乾燥した。次に、950℃でインアウト1時間保持して焼成した後、室温にて取り出し基板を得た。得られた基板を真空蒸着機に設置し、所定の真空度に排気した後、基板表面にニッケルコバルトを0.05μmの厚さで蒸着し、レジスト塗布、露光、現像、エッチング、レジスト剥離を経て、幅が10μmのパーマロイでストライプを繰り返し折り返したような形状の感磁パターンを得た。これを、所定のチップサイズに分割した。
【0040】
上記焼成温度は800〜1000℃の範囲内であれば何℃でも構わない。800℃未満はガラスグレーズの表面が粗く磁気抵抗効果素子には適さない。また、1000℃より高くなると、基板が反ったり、割れたり、品質が落ちるので適さない。
【0041】
以上のように構成された磁気抵抗効果素子について、目視検査の可・不可を判断すると共に、誤判定率を求めた。
【0042】
はんだ付け状態を図12に示す。
十分外観でき、誤判定はなくなった。
【0043】
以上より明らかなように、本実施例の磁気抵抗効果素子は、品質の向上と、回路基板にはんだ付け表面実装した場合にはんだ付け部を目視検査できることの効果を有している。
【0044】
(実施例5)
以下、本発明の第5の実施例の磁気抵抗効果素子、及びその製造方法について図13(a)〜図15により説明する。
【0045】
同図の磁気抵抗効果素子において、実施例4と異なる点は、切り欠きの位置を変えたこと、導体メタライズ層として金を用いたことである。
【0046】
その他は、実施例4と同様にして行った。
本実施例においても、実施例4と同様の効果が得られた。
【0047】
(実施例6)
本実施例の磁気抵抗効果素子において上記各実施例と異なる点は、絶縁基板及び絶縁層の材料組成を、ガラス成分が45〜65%の間としたこと、ガラスグレーズ層の材料組成を酸化物表示でPbOが10〜75%としたこと、導体メタライズ層を、組成比の異なる銀パラあるいは銀あるいは金としたこと、焼成温度が800〜1000℃の間としたことである。
【0048】
本実施例においても、実施例4と同様の効果が得られた。
以上のように本実施例によれば、品質が向上したこと、側面の露出電極部にはんだを這い上がらせることを満たした構造であり、回路基板にはんだ付け表面実装した場合にはんだ付け部を目視検査できるという効果を有している。
【0049】
【発明の効果】
以上のように本実施例によれば、ガラスとセラミックの組成物からなり表裏面を貫通する、あるいは貫通しない切り欠きを有する絶縁基板と、この絶縁基板の表裏面間を結ぶように形成された導体メタライズ層と、前記表面側の導体メタライズ層と絶縁基板の一部に形成された絶縁層と、前記絶縁基板と絶縁層の上に形成された所定の形状のガラスグレーズ層と、このガラスグレーズ層と絶縁基板表面の導体メタライズ層の上に形成された所定の形状の磁気抵抗効果薄膜とを有する構造とすることにより、1)感磁面の構成材料を露出させない構造で、かつ、はんだを感磁面と接触させない構造としたことにより、品質の向上した磁気抵抗効果素子を実現した。加えて、2)チップ側面に露出電極部を存在させて、回路基板へのはんだ付け表面実装した場合に、はんだがこの露出電極部を這い上がる構造としたことにより、その目視検査によりはんだ接合状態が判断できる磁気抵抗効果素子を実現した。
【図面の簡単な説明】
【図1】(a)本発明の一実施例である第1の実施例の磁気抵抗効果素子の要部斜視図
(b)同側断面図
【図2】同上面図
【図3】同下面図
【図4】同はんだ付け状態を示す側面図
【図5】従来の磁気抵抗効果素子のはんだ付け状態を示す側面図
【図6】(a)本発明の一実施例である第2の実施例の磁気抵抗効果素子の側面図
(b)同断面図
【図7】同磁気抵抗効果素子の上面図
【図8】同磁気抵抗効果素子の下面図
【図9】(a)本発明の一実施例である第4の実施例の磁気抵抗効果素子の側面図
(b)同断面図
【図10】同磁気抵抗効果素子の上面図
【図11】同磁気抵抗効果素子の下面図
【図12】同磁気抵抗効果素子のはんだ付け状態を示す側面図
【図13】(a)本発明の一実施例である第5の実施例の磁気抵抗効果素子の要部斜視図
(b)同側断面図
【図14】同磁気抵抗効果素子の上面図
【図15】同磁気抵抗効果素子の下面図
【図16】本発明の一実施例の磁気抵抗効果素子の下面図
【図17】第1の従来例の磁気抵抗効果素子の要部斜視図
【図18】同磁気抵抗効果素子の上面図
【図19】同磁気抵抗効果素子の下面図
【図20】第2の従来例の磁気抵抗効果素子の断面図
【図21】同磁気抵抗効果素子の上面図
【図22】同磁気抵抗効果素子の下面図
【符号の説明】
1 ガラスとセラミックの組成物からなる絶縁基板
2 ガラスとセラミックの組成物からなる絶縁層
3 導体メタライズ層
4 ガラスグレーズ層
5 磁気抵抗効果を有する強磁性体薄膜
6 切り欠き
【産業上の利用分野】
本発明は、磁界を作用させた時に電気抵抗値が変化するという性質を利用して磁気の検出、磁性体の存在や移動の検出を行なう磁気抵抗効果素子及びその製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
磁気抵抗効果素子の開発の流れは、用途に依存して、リード取り出しの組立部品タイプに始まり、回路基板への直接表面実装の要望ができるチップタイプへの展開が見られる。
【0003】
従来の磁気抵抗効果素子を図17〜図19により説明する。
チップ部の構造は、リード取り出しの組立部品タイプ、チップタイプの別なく概ね同じである。その構造とは、平面的に見て概ね四角形である基板11の角に、基板表裏面を結ぶように電極12が形成された切り欠き15が有り、基板11の表面に、同一面上の電極12と電気的に接続された所定の形状の磁気抵抗効果薄膜14が形成されたものである。尚、13はガラスグレーズである。
【0004】
上記従来例の製造方法は、上記チップが複数個取れる大きな元基板に、所定ピッチのスルーホールを形成し、その周辺に電極を印刷してスルーホール内壁面とランドに電極を形成して、次に磁気抵抗効果薄膜パターンを形成後、スルーホールを4分割して所定のチップを得るものである。
【0005】
しかしながら上記のような構成では、磁気抵抗効果薄膜形成面(以下、感磁面、あるいは表と示す)とその反対面(以下、裏と示す)を結ぶ導通電極を、切り欠き部側面、あるいは基板側面に、完全に露出して形成しているため、耐湿性、導通信頼性等について劣る。そこで、より以上の品質の向上を目的として、該導通電極をビアホール電極16とするものが図20、図21、図22に開示された他の従来例の磁気抵抗効果素子である。
【0006】
その製造方法は、図17〜図19の従来技術をベースに異なる点のみ説明すると、元基板のスルーホール数を4倍とし、電極の印刷をスルーホール内壁面ではなく充填として、さらにそれを分割せず導通電極4つを内包するように元基板を分割して1チップを得るものである。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記のような第2の従来の構成では、チップタイプとして回路基板への直接表面実装をはんだ付けにより行った場合、実装確認が電気的な方法に限られ、接着状態が目視によって判断できなかったため、実装不良の誤判定を招いていた。
【0008】
本発明は上記課題に鑑み、品質の向上を有した状態で、さらに実装後はんだ付け部が目視できる磁気抵抗効果素子及びその製造方法を提供するものである。
【0009】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明の磁気抵抗効果素子は、ガラスとセラミックの組成物からなる、表裏面を貫通しない切り欠きを有する絶縁基板と、この絶縁基板の表裏面間を結ぶように、表裏面と内部と切り欠き部に形成された導体メタライズ層と、前記絶縁基板表面の導体メタライズ層と絶縁基板の上に形成された、ガラスとセラミックの混合物からなる所定の形状の絶縁層と、前記絶縁基板と絶縁層の上に形成された所定の形状のガラスグレーズ層と、このガラスグレーズ層と前記絶縁基板の表面の導体メタライズ層の上に形成された所定の形状の磁気抵抗効果薄膜とで構成したものである。
【0010】
さらにもう一つの本発明の磁気抵抗効果素子は、ガラスとセラミックの組成物からなる、表裏面を貫通する切り欠きを有する絶縁基板と、この絶縁基板の切り欠きの一部と、さらに表裏面間を結ぶように、表裏面と内部に形成された導体メタライズ層と、前記絶縁基板表面の導体メタライズ層と絶縁基板の上に形成された、ガラスとセラミックの混合物からなる所定の形状の絶縁層と、前記絶縁基板と絶縁層の上に形成された所定の形状のガラスグレーズ層と、このガラスグレーズ層と前記絶縁基板の表面の導体メタライズ層の上に形成された所定の形状の磁気抵抗効果薄膜とで構成したものである。
【0011】
また、本発明の製造方法は、ガラスとセラミックの原料粉とバインダと可塑剤からなる生シートを作製する工程と、前記生シートにスルーホールを開口する工程と、前記生シートに導電ペーストを印刷及び充填し乾燥する工程と、前記生シートの複数枚を張り合わせる工程と、前記工程により得られた生シートと前記導電ペーストの一部表面にガラスとセラミックを主成分とする絶縁体ペーストを印刷し乾燥する工程と、前記生シートと絶縁体ペーストの一部表面にガラスペーストを印刷し乾燥する工程と、前記工程によって得られた生シート構成物を高温で焼成する工程と、前記工程によって得られた基板のガラスグレーズ面に磁気抵抗効果薄膜を所定形状の感磁部として形成する工程と、前記工程によって得られた基板を所定の形状に分割する工程とを有することを特徴とするものである。
【0012】
【作用】
以上のような本発明によれば、1)感磁面の構成材料を露出させない構造で、かつはんだを感磁面と接触させない構造としたことにより、品質の向上を実現し、2)チップ側面に露出電極部を存在させて、回路基板へのはんだ付け表面実装した場合に、はんだがこの露出電極部を這い上がる構造としたことにより、その目視によって、確実に接合状態が判断できるものである。
【0013】
【実施例】
(実施例1)
以下、本発明の一実施例である第1の実施例の磁気抵抗効果素子、及びその製造方法について図1(a)〜図3により説明する。
【0014】
同図において、1はガラスとセラミックの組成物からなる絶縁基板、2はガラスとセラミックの組成物からなる絶縁層、3は導体メタライズ層、4はガラスグレーズ層、5は磁気抵抗効果を有する強磁性体薄膜、6は切り欠きである。
【0015】
実施例における磁気抵抗効果素子は、ガラスとセラミック、例えば、ほう珪酸ガラスとアルミナを主成分とする絶縁基板1の表裏面と内部と切り欠き部6に、表裏面間を結ぶように、例えば、銀:パラジウムの比が80:20の導体メタライズ層3が形成され、絶縁基板1とその表面側の導体メタライズ層3の一部に、絶縁基板1と同材料の絶縁層2が形成され、ほう珪酸鉛系のガラスグレーズ層4が絶縁層2と絶縁基板1の所定の領域に形成され、基板表面の導体メタライズ層3とガラスグレーズ層4の上に、ニッケル、鉄、コバルトのうち一種以上を主成分とする、例えば、パーマロイからなるストライプを繰り返し折り返したような所定の形状の磁気抵抗効果を有する強磁性体薄膜5が形成されている。
【0016】
生シートの厚みと切り欠きサイズは、どこまではんだを這い上がらせたいかに依存し、上記に限定されない。
【0017】
絶縁基板1の切り欠き部6の位置と形状は、目的を満たす範囲においては、本実施例に限定されない。
【0018】
導体メタライズ層3は上記銀:パラジウムの比が80:20のもの以外にも、その組成比が異なるものや銀、金等でもかまわない。
【0019】
好ましくは、全構成材料は、800〜1000℃で焼成できるものがよい。
次に、本実施例の具体例について説明する。
【0020】
まず、ほう珪酸ガラス粉末とアルミナ粉末を重量比で60対40となるように配合して無機成分とし、有機バインダとしてポリビニルブチラール、ポリビニルアルコール等、可塑剤としてジブチルフタレート(DBP)、溶剤としてトルエンとエタノールの混合液(60対40比)を無機成分100部、有機バインダ5部、ジブチルフタレート(DBP)10部、トルエンとエタノール30部の割合で混合し、湿式微粉砕を行ってスラリーとした後、真空脱気処理によりスラリーから気泡を除去し、粘度調整を行った。
【0021】
スラリーをドクターブレードを用いてポリエステル支持体上に塗布し、炉を通して乾燥し、0.3ミリの厚さの生シートを作製した。生シートを支持体より取り外し、パンチングにより開口してスルーホールを形成して、スルーホールの数と位置が異なる二種類の生シートを得た。得られた生シートの内一種は、例えば銀:パラジウムの比が80:20である導体ペーストをスルーホール内充填とランド印刷し、もう一種は、同様のペーストをスルーホール印刷とスルーホール内充填とランド印刷を行い、それぞれ乾燥した。両シートを張り合わせ、70℃,100kg/cm2で圧着し、一枚の生シートとした。
【0022】
次に、上述したスラリーを再び用いて印刷ペースト状とし、生シートと導体の上の所定面積・形状に印刷し乾燥した。さらに、酸化物換算で酸化鉛62wt%と酸化珪素30wt%と酸化ほう素3wt%と酸化アルミニウム3wt%を主な無機成分とする粘度調整後のガラスペーストを所定パターンに印刷し乾燥した。次に、850〜900℃でインアウト1時間保持して焼成した後、室温にて取り出し基板を得た。得られた基板を真空蒸着機に設置し、所定の真空度に排気した後、表面にパーマロイを0.1μmの厚さで蒸着し、レジスト塗布、露光、現像、エッチング、レジスト剥離を経て、幅が10μmのパーマロイでストライプを繰り返し折り返したような形状の感磁パターンを得た。これを、所定のチップサイズに分割した。
【0023】
上記焼成温度は800〜1000℃の範囲内であれば良い。800℃未満はガラスグレーズの表面が粗く磁気抵抗効果素子には適さない。また、1000℃より高くなると、基板が反ったり、割れたり、品質が落ちるので適さない。
【0024】
以上のように構成された磁気抵抗効果素子について、目視検査の可・不可を判断すると共に、誤判定率を求めた。
【0025】
はんだ付け状態について、本実施例を図4、従来例を図5に示し、比較する。
十分外観でき、誤判定はなくなった。
【0026】
以上より明らかなように、本実施例の磁気抵抗効果素子は、品質の向上と、回路基板にはんだ付け表面実装した場合にはんだ付け部を目視検査できることの効果を有するものである。
【0027】
(実施例2)
以下、本発明の第2の実施例の磁気抵抗効果素子、及びその製造方法について図6(a)〜図8により説明する。
【0028】
同図の磁気抵抗効果素子において、実施例1と異なる点は、切り欠きの位置を変えたこと、ガラスグレーズ層を酸化物換算で酸化鉛55wt%と酸化珪素30wt%と酸化ほう素10wt%と酸化アルミニウム4wt%を主な無機成分とする粘度調整したものをガラスペーストとして印刷し、乾燥後800〜900℃で焼成して得たこと、導体メタライズ層として銀を用いたことである。
【0029】
その他は、実施例1と同様にして行った。
本実施例においても、実施例1と同様の効果が得られた。
【0030】
(実施例3)
本実施例の磁気抵抗効果素子において上記各実施例と異なる点は、絶縁基板及び絶縁層の材料組成を、ガラス成分が45〜65%の間としたこと、ガラスグレーズ層の材料組成を、酸化物表示でPbOが10〜75%としたこと、導体メタライズ層を、組成比の異なる銀パラあるいは銀あるいは金としたこと、焼成温度が800〜1000℃の間としたことである。
【0031】
本実施例においても、実施例1と同様の効果が得られた。
(実施例4)
以下、本発明の第4の実施例の磁気抵抗効果素子、及びその製造方法について図9(a)〜図11により説明する。
【0032】
同図の磁気抵抗効果素子は、ガラスとセラミック、例えば、ほう珪酸ガラスとアルミナを主成分とする絶縁基板1の表裏面と内部に、表裏面間を結ぶように、例えば、銀:パラジウムの比が80:20の導体メタライズ層3が形成され、さらに、裏面ランドと切り欠き6が接続され、切り欠き6の一部に、同導体メタライズ層3が形成され、絶縁基板1とその表面の導体メタライズ層3の一部に絶縁基板1と同材料の絶縁層2が形成され、ほう珪酸鉛系のガラスグレーズ層4が絶縁層2と絶縁基板1の所定の領域に形成され、基板表面の導体メタライズ層3とガラスグレーズ層4の上に、ニッケル、鉄、コバルトのうち一種以上を主成分とする、例えば、ニッケルコバルトからなるストライプを繰り返し折り返したような所定形状の強磁性体薄膜5が形成されている。
【0033】
生シートの厚みと切り欠きの露出電極の位置は、どこまではんだを這い上がらせたいかに依存し、上記に限定されない。
【0034】
絶縁基板1の切り欠き部6の位置と形状は、目的を満たす範囲においては、本実施例に限定されない。
【0035】
導体メタライズ層3は上記銀:パラジウムの比が80:20のもの以外にも、その組成比が異なるものや銀、金等でもかまわない。
【0036】
好ましくは、全構成材料は、800〜1000℃で焼成できるものがよい。
次に本実施例の具体例について説明する。
【0037】
まず、ほう珪酸ガラス粉末とアルミナ粉末を重量比で55対45となるように配合して無機成分とし、有機バインダとしてポリビニルブチラール、ポリビニルアルコール等、可塑剤としてジブチルフタレート(DBP)、溶剤としてトルエンとエタノールの混合液(60対40比)を無機成分100部、有機バインダ5部、ジブチルフタレート(DBP)10部、トルエンとエタノール30部の割合で混合し、湿式微粉砕を行ってスラリーとした後、真空脱気処理によりスラリーから気泡を除去し、粘度調整を行った。
【0038】
スラリーをドクターブレードを用いてポリエステル支持体上に塗布し、炉を通して乾燥し、0.3ミリの厚さの生シートを作製した。生シートを支持体より取り外し、パンチングにより開口してスルーホールを形成して、一種類の生シートを得た。得られた生シートの内一種は、例えば銀:パラジウムの比が80:20である導体ペーストをスルーホール内充填とスルーホール印刷とランド印刷をし、もう一種は、同様のペーストをスルーホール内充填とランド印刷を行い、それぞれ乾燥した。両シートを張り合わせ、70℃,100kg/cm2で圧着し、一枚の生シートとした。
【0039】
次に、先述したスラリーを再び用いて印刷ペースト状とし、生シートと導体の上の所定面積・形状に印刷し乾燥した。さらに、酸化物換算で酸化鉛15wt%と酸化珪素60wt%と酸化ほう素5wt%と酸化アルミニウム10wt%を主な無機成分とする粘度調整後のガラスペーストを所定パターンに印刷し乾燥した。次に、950℃でインアウト1時間保持して焼成した後、室温にて取り出し基板を得た。得られた基板を真空蒸着機に設置し、所定の真空度に排気した後、基板表面にニッケルコバルトを0.05μmの厚さで蒸着し、レジスト塗布、露光、現像、エッチング、レジスト剥離を経て、幅が10μmのパーマロイでストライプを繰り返し折り返したような形状の感磁パターンを得た。これを、所定のチップサイズに分割した。
【0040】
上記焼成温度は800〜1000℃の範囲内であれば何℃でも構わない。800℃未満はガラスグレーズの表面が粗く磁気抵抗効果素子には適さない。また、1000℃より高くなると、基板が反ったり、割れたり、品質が落ちるので適さない。
【0041】
以上のように構成された磁気抵抗効果素子について、目視検査の可・不可を判断すると共に、誤判定率を求めた。
【0042】
はんだ付け状態を図12に示す。
十分外観でき、誤判定はなくなった。
【0043】
以上より明らかなように、本実施例の磁気抵抗効果素子は、品質の向上と、回路基板にはんだ付け表面実装した場合にはんだ付け部を目視検査できることの効果を有している。
【0044】
(実施例5)
以下、本発明の第5の実施例の磁気抵抗効果素子、及びその製造方法について図13(a)〜図15により説明する。
【0045】
同図の磁気抵抗効果素子において、実施例4と異なる点は、切り欠きの位置を変えたこと、導体メタライズ層として金を用いたことである。
【0046】
その他は、実施例4と同様にして行った。
本実施例においても、実施例4と同様の効果が得られた。
【0047】
(実施例6)
本実施例の磁気抵抗効果素子において上記各実施例と異なる点は、絶縁基板及び絶縁層の材料組成を、ガラス成分が45〜65%の間としたこと、ガラスグレーズ層の材料組成を酸化物表示でPbOが10〜75%としたこと、導体メタライズ層を、組成比の異なる銀パラあるいは銀あるいは金としたこと、焼成温度が800〜1000℃の間としたことである。
【0048】
本実施例においても、実施例4と同様の効果が得られた。
以上のように本実施例によれば、品質が向上したこと、側面の露出電極部にはんだを這い上がらせることを満たした構造であり、回路基板にはんだ付け表面実装した場合にはんだ付け部を目視検査できるという効果を有している。
【0049】
【発明の効果】
以上のように本実施例によれば、ガラスとセラミックの組成物からなり表裏面を貫通する、あるいは貫通しない切り欠きを有する絶縁基板と、この絶縁基板の表裏面間を結ぶように形成された導体メタライズ層と、前記表面側の導体メタライズ層と絶縁基板の一部に形成された絶縁層と、前記絶縁基板と絶縁層の上に形成された所定の形状のガラスグレーズ層と、このガラスグレーズ層と絶縁基板表面の導体メタライズ層の上に形成された所定の形状の磁気抵抗効果薄膜とを有する構造とすることにより、1)感磁面の構成材料を露出させない構造で、かつ、はんだを感磁面と接触させない構造としたことにより、品質の向上した磁気抵抗効果素子を実現した。加えて、2)チップ側面に露出電極部を存在させて、回路基板へのはんだ付け表面実装した場合に、はんだがこの露出電極部を這い上がる構造としたことにより、その目視検査によりはんだ接合状態が判断できる磁気抵抗効果素子を実現した。
【図面の簡単な説明】
【図1】(a)本発明の一実施例である第1の実施例の磁気抵抗効果素子の要部斜視図
(b)同側断面図
【図2】同上面図
【図3】同下面図
【図4】同はんだ付け状態を示す側面図
【図5】従来の磁気抵抗効果素子のはんだ付け状態を示す側面図
【図6】(a)本発明の一実施例である第2の実施例の磁気抵抗効果素子の側面図
(b)同断面図
【図7】同磁気抵抗効果素子の上面図
【図8】同磁気抵抗効果素子の下面図
【図9】(a)本発明の一実施例である第4の実施例の磁気抵抗効果素子の側面図
(b)同断面図
【図10】同磁気抵抗効果素子の上面図
【図11】同磁気抵抗効果素子の下面図
【図12】同磁気抵抗効果素子のはんだ付け状態を示す側面図
【図13】(a)本発明の一実施例である第5の実施例の磁気抵抗効果素子の要部斜視図
(b)同側断面図
【図14】同磁気抵抗効果素子の上面図
【図15】同磁気抵抗効果素子の下面図
【図16】本発明の一実施例の磁気抵抗効果素子の下面図
【図17】第1の従来例の磁気抵抗効果素子の要部斜視図
【図18】同磁気抵抗効果素子の上面図
【図19】同磁気抵抗効果素子の下面図
【図20】第2の従来例の磁気抵抗効果素子の断面図
【図21】同磁気抵抗効果素子の上面図
【図22】同磁気抵抗効果素子の下面図
【符号の説明】
1 ガラスとセラミックの組成物からなる絶縁基板
2 ガラスとセラミックの組成物からなる絶縁層
3 導体メタライズ層
4 ガラスグレーズ層
5 磁気抵抗効果を有する強磁性体薄膜
6 切り欠き
Claims (10)
- ガラスとセラミックの組成物からなる、表裏面を貫通しない切り欠きを有する絶縁基板と、この絶縁基板の表裏面間を結ぶように、表裏面と内部と切り欠き部に形成された導体メタライズ層と、前記絶縁基板表面の導体メタライズ層と絶縁基板の上に形成された、ガラスとセラミックの組成物からなる所定の形状の絶縁層と、前記絶縁基板と絶縁層の上に形成された所定の形状のガラスグレーズ層と、このガラスグレーズ層と前記絶縁基板の表面の導体メタライズ層の上に形成された所定の形状の磁気抵抗効果薄膜とを有する磁気抵抗効果素子。
- 切り欠きが絶縁基板の裏面にあることを特徴とする請求項1記載の磁気抵抗効果素子。
- 切り欠きが、その存在する面の角にあることを特徴とする請求項1記載の磁気抵抗効果素子。
- 切り欠きがその存在する面の辺にあることを特徴とする請求項1記載の磁気抵抗効果素子。
- ガラスとセラミックの組成物からなる、表裏面を貫通する切り欠きを有する絶縁基板と、この絶縁基板の切り欠き部の一部と、さらに表裏面間を結ぶように、表裏面と内部に形成された導体メタライズ層と、前記絶縁基板表面の導体メタライズ層と絶縁基板の上に形成された、ガラスとセラミックの組成物からなる所定の形状の絶縁層と、前記絶縁基板と絶縁層の上に形成された所定の形状のガラスグレーズ層と、このガラスグレーズ層と前記絶縁基板の表面の導体メタライズ層の上に形成された所定の形状の磁気抵抗効果薄膜とを有する磁気抵抗効果素子。
- 切り欠きが角にあることを特徴とする請求項5記載の磁気抵抗効果素子。
- 切り欠きが辺にあることを特徴とする請求項5記載の磁気抵抗効果素子。
- ガラスとセラミックの原料粉とバインダと可塑剤からなる生シートを作製する工程と、前記生シートにスルーホールを開口する工程と、前記生シートに導電ペーストを印刷及び充填し乾燥する工程と、前記生シートの複数枚を張り合わせる工程と、前記工程により得られた生シートと前記導電ペーストの一部表面にガラスとセラミックを主成分とする絶縁体ペーストを印刷し乾燥する工程と、前記生シートと絶縁体ペーストの一部表面にガラスペーストを印刷し乾燥する工程と、前記工程によって得られた生シート構成物を高温で焼成する工程と、前記工程によって得られた基板のガラスグレーズ面に磁気抵抗効果薄膜を所定形状の感磁部として形成する工程と、前記工程によって得られた基板を所定の形状に分割する工程とを有することを特徴とする磁気抵抗効果素子の製造方法。
- 生シートにスルーホールを開口する工程において、二種類の形状を得ることを特徴とする請求項8記載の磁気抵抗効果素子の製造方法。
- 構成物の焼成温度が800〜1000℃であることを特徴とする請求項8記載の磁気抵抗効果素子の製造方法。
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