JP4193278B2 - 磁気検出装置の製造方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、磁気抵抗素子の抵抗値変化を利用して被検出体の回転等の運動を検出する磁気検出装置の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の磁気検出装置は、例えば特開平６−１７４４９０号公報に記載されているように、ギヤ等の被検出体の回転を検出するものがある。このものは、例えばフェライト系プラスチックマグネット等のように熱可塑性樹脂を用いて中空円筒状に成形されたバイアス磁石（磁石部）の中空部に、磁気抵抗素子を有し樹脂によりモールドされたモールド材（集積回路部）を貫通させ、両者を一体保持するようにしたものである。
【０００３】
そして、バイアス磁石と被検出体との間に磁界を発生させ、被検出体の運動に応じた磁界の変化によって磁気抵抗素子に生じる抵抗値変化を、被検出体〜磁気抵抗素子〜バイアス磁石の磁気回路により検出することによって、被検出体の運動状態を検出できるようになっている。
ここで、磁石部と集積回路部との組付においては、従来、次のような方法が採用されていた。
【０００４】
まず、モールドされた集積回路部と樹脂成形された磁石部とを位置決めピンで仮止めして位置決めを行い、該ピンを抜くと同時に樹脂成形（２次成形）を行い、磁石部と集積回路部との固定を完了させる方法がある。また、磁石部に対して集積回路部を接着したり、圧入したりすることにより、両者の固定を行うという方法もある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記位置決めピンを用いた方法では、集積回路部と磁石部の固定を上記２次成形において行っている。そのため、例えば、トリミングによる磁気特性の調整等、両者の固定が必要な工程を、２次成形前に行う場合には、上記位置決めピンを用いた方法を用いることはできない。
【０００６】
また、上記接着による固定方法では、接着剤の硬化がバッチ処理となり、加工工数がかかるため、コストが高くなる。また、上記圧入による固定方法では、集積回路部と磁石部との寸法精度を出すことが困難であるため、圧入荷重の管理が難しいという問題がある。
本発明は上記問題に鑑み、熱可塑性樹脂を用いて成形された磁石部と、磁気抵抗素子を有し樹脂によりモールドされた集積回路部との固定を、精度良く安価に実現する磁気検出装置の製造方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、磁石部が熱可塑性樹脂の成形体であることに着目してなされたものであり、磁石部（２０）として貫通穴を有するものを用い、該貫通穴に集積回路部（１０）を挿入した後、磁石部（２０）の一部を加熱しながら押圧して変形させることにより、該磁石部を集積回路部（１０）に固定するものであり、集積回路部（１０）における樹脂（１２）の一部に凹部（１３）を形成し、磁石部（２０）の加熱押圧により、磁石部（２０）の一部を該凹部内に食い込ませるように変形させるものであり、磁石部（２０）における前記変形させられる部分に、予め、該磁石部の外周面から窪んだ窪み部（２２）を形成することにより該窪み部にて該磁石部における他の部分よりも薄い薄肉部（２１）を形成するものであり、磁石部（２０）の加熱押圧は、外径が窪み部（２２）の内径よりも小さい発熱体よりなるヒータピン（３０）を用い、加熱した状態の該ヒータピンを該窪み部へ挿入し薄肉部（２１）に押し当てることにより、該薄肉部を熱変形させて樹脂（１２）の凹部（１３）に食い込ませるようにすることを特徴としている。
【０００８】
本製造方法によれば、磁石部の一部を加熱しながら押圧して変形させることで、磁石部と集積回路部とが一種のかしめ固定により固定された状態となるため、従来のように２次成形あるいは接着や圧入によらずに、両者を精度良く安価に固定することができる。また、本製造方法のように、集積回路部（１０）における樹脂（１２）の一部に凹部（１３）を形成し、磁石部（２０）の一部を該凹部内に食い込ませるように変形させることにより、該磁石部の変形部分が該凹部にかみ合うため、該集積回路部と該磁石部との固定をより強固なものとできる。
【０００９】
また、本製造方法のように、磁石部（２０）における変形させられる部分に、予め該磁石部における他の部分よりも薄い薄肉部（２１）を形成すれば、より変形しやすくできる。なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図に示す実施形態について説明する。本実施形態の磁気検出装置は、例えば、エンジン回転センサ、カム角センサ、クランク角センサ、車速センサ、ＡＴセンサ、車輪速センサ等、回転を行う被検出体（ギヤ等）の回転を検出する回転検出装置として適用することができる。図１は本実施形態に係る製造工程を示す概略断面図であり、最終的に図中の（ｃ）に示す磁気検出装置１００が製造される。
【００１１】
図１（ｃ）に示す磁気検出装置１００において、１０はモールドＩＣ（本発明の集積回路部）である。モールドＩＣ１０は、図示しないＩＣチップや磁気抵抗素子等が搭載されたリードフレーム１１が、エポキシ等の熱硬化性樹脂よりなるモールド樹脂（本発明の樹脂）１２により上記ＩＣチップや磁気抵抗素子等を包み込むようにモールドされてなる。
【００１２】
２０は、熱可塑性樹脂を用いて中空円筒状に成形されたマグネット（本発明の磁石部）である。マグネット２０は、例えばＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）等の熱可塑性樹脂をバインダとしてフェライト等の磁性粉を混合したもの（プラスチックマグネット材料）を、射出成形することにより成形され、勿論、熱可塑性を有する。マグネット２０は、その中空穴（貫通穴）に挿入固定されたモールドＩＣ１０により支持されている。なお、モールドＩＣ１０におけるマグネット２０の円筒軸回りの回転を防止するため、上記中空穴は、上記円筒軸と直交する断面形状を角穴形状、扁平穴形状等の真円でない形状とする。
【００１３】
マグネット２０には、その外周面から窪んだ窪み部２２を形成することにより、窪み部２２にてマグネット２０における他の部分よりも薄肉の薄肉部２１が形成されている。そして、薄肉部２１を熱変形させ、モールド樹脂１２に形成された凹部１３に食い込ませてモールドＩＣ１０とマグネット２０とを係止することにより、これらモールドＩＣ１０とマグネット２０との固定がなされている。
【００１４】
ここで、図１（ｃ）に示す様に、モールドＩＣ１０においては、モールド樹脂１２から露出するリードフレーム１１部分（図中、左側端部）が外部回路等と電気的に接続される部分を構成しており、リードフレーム１１における該露出部と反対側の端部（図中、右側端部）に、上記ＩＣチップや磁気抵抗素子を搭載し、モールド樹脂１２で内包する。そのため、上記した薄肉部２１の熱変形による熱等の影響を受けないように、凹部１３は上記ＩＣチップ等の搭載部分に形成しないことが好ましい。
【００１５】
かかる磁気検出装置１００の検出作用は基本的に上記従来のものと同様である。即ち、マグネット２０と歯車等の被検出体との間に磁界を発生させ、被検出体の運動に応じた磁界の変化によってモールドＩＣ１０の磁気抵抗素子に生じる抵抗値変化を、被検出体〜モールドＩＣ１０〜マグネット２０の磁気回路を介して検出することにより、被検出体の運動状態を検出できる。
【００１６】
次に、磁気検出装置１００の製造方法について、図１（ａ）及び（ｂ）も参照して述べる。
まず、図１（ａ）に示す様、モールドＩＣ１０と、射出成形されたマグネット２０とを用意し、所望の特性が得られる磁気回路となる様に定められた位置まで、マグネット２０の中空穴にモールドＩＣ１０を挿入する。挿入完了時において、モールドＩＣ１０の凹部１３とマグネット２０の薄肉部２１とは一致するようになっており、これら両部１３、２１は、それぞれモールド用及びマグネットの成形型に両部１３、２１に対応する形状を形成する等により、予め作られる。
【００１７】
次に、発熱体よりなるヒータピン３０を加熱した状態で、図１（ａ）中の矢印に示す様に、マグネット２０の窪み部２２内へ挿入し、図１（ｂ）に示す様に、薄肉部２１に押し当てる。このヒータピン３０の熱及び押圧力により熱可塑性であるマグネット２０の薄肉部２１は熱変形し、モールド樹脂１２の凹部１３に食い込む。こうして、モールドＩＣ１０とマグネット２０とが固定される。その後、ヒータピン３０を図１（ｃ）に示す様に、引き離す。
【００１８】
ここで、例えば、マグネット２０における熱可塑性樹脂をＰＰＳとし、モールドＩＣ１０におけるモールド樹脂１２をエポキシ樹脂とした場合、薄肉部２１の肉厚を約１．５±０．５ｍｍ、ヒータピン３０の温度を約３２０〜３５０℃とすることで、上記の熱変形による固定がなされる。モールド樹脂１２は熱硬化性樹脂であるため溶融することはないため、ヒータピン３０の温度は、ＰＰＳの溶融温度以上として、コントロール可能な温度幅で上限を決めればよい。
【００１９】
また、ヒータピン３０の外径を窪み部２２の内径よりも小さくすることにより、ヒータピン３０と窪み部２２の側壁との接触を回避する。例えば、ヒータピン３０の外径をφ２ｍｍ、窪み部２２の内径をφ３ｍｍとできる。
上記製造方法にて組付固定されたモールドＩＣ１０とマグネット２０とは、薄肉部２１の凹部１３への食い込みにより、モールドＩＣ１０の挿入方向へのズレを回避し、また、上述のように、マグネット２０の中空穴（貫通穴）を角穴形状等としているため、モールドＩＣ１０におけるマグネット２０の円筒軸回りの回転防止がなされる。
【００２０】
このように、本実施形態によれば、所望の配置とされたモールドＩＣ１０及びマグネット２０に対して、マグネット２０の薄肉部２１を加熱しながら押圧して変形させることで、モールドＩＣ１０とマグネット２０とが一種のかしめ固定された状態となるため、従来のように２次成形あるいは接着や圧入によらずに、両者を精度良く安価に固定することができる。
【００２１】
また、本実施形態では、マグネット２０における変形させられる部分に、予めマグネット２０における他の部分よりも薄い薄肉部２１を形成しているため、より変形しやすくできる。
なお、上記実施形態では、モールド樹脂１２に凹部１３を形成しておき、マグネット２０の薄肉部２１を凹部１３内に食い込ませるように変形させて凹部１３とかみ合わせることによって、モールドＩＣ１０とマグネット２０との固定をより強固としているが、モールド樹脂１２に凹部１３を形成しなくとも、モールドＩＣ１０が上記中空穴から抜けないように、マグネット２０をモールド樹脂１２表面の何処かの部位に引っかかるように変形させ係止させれば良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る磁気検出装置の製造方法を示す工程図である。
【符号の説明】
１０…モールドＩＣ、１２…モールド樹脂、１３…凹部、２０…マグネット、２１…薄肉部。

Claims (1)

1. 熱可塑性樹脂を用いて成形され、被検出体との間に磁界を発生させる磁石部（２０）と、前記被検出体の運動に応じた前記磁界の変化により抵抗値変化を生じる磁気抵抗素子を有すると共に、樹脂（１２）によりモールドされた集積回路部（１０）とを備え、
   前記磁石部と前記集積回路部とを組付固定してなる磁気検出装置の製造方法であって、
   前記磁石部（２０）として貫通穴を有するものを用い、該貫通穴に前記集積回路部（１０）を挿入した後、前記磁石部の一部を加熱しながら押圧して変形させることにより、前記磁石部を前記集積回路部に固定するものであり、
   前記集積回路部（１０）における前記樹脂（１２）の一部に凹部（１３）を形成し、前記磁石部（２０）の加熱押圧により、前記磁石部の一部を前記凹部内に食い込ませるように変形させるものであり、
   前記磁石部（２０）における前記変形させられる部分に、予め、前記磁石部の外周面から窪んだ窪み部（２２）を形成することにより前記窪み部にて前記磁石部における他の部分よりも薄い薄肉部（２１）を形成するものであり、
   前記磁石部（２０）の加熱押圧は、外径が前記窪み部（２２）の内径よりも小さい発熱体よりなるヒータピン（３０）を用い、加熱した状態の前記ヒータピンを前記窪み部へ挿入し前記薄肉部（２１）に押し当てることにより、前記薄肉部（２１）を熱変形させて前記樹脂（１２）の前記凹部（１３）に食い込ませるようにすることを特徴とする磁気検出装置の製造方法。

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