JPH0194685A - Magnetoresistance element - Google Patents

Abstract

PURPOSE:To generate a hysteresis-free, stable output voltage in an external weak magnetic field using a bias magnet whose magnetic force is weaker by mold sealing an element body layer, a nonmagnetic substrate, a lead frame, and a bias magnet with an external coating material after stacking them. CONSTITUTION:A magnetoresistance element 1 comprising an element body layer 2 of a comb-shaped pattern which consists of a ferromagnetic thin film material on a substrate 8, wherein an element body layer 2, a nonmagnetic substrate 8, a lead frame 4, and a bias magnet 3 are mold sealed 5 with an external coating material after being stacked. For example, the bias magnet 3, which has been magnetized so that a 45 deg. bias magnetic field is applied to any of the comb-shaped elements in the pattern of the element body layer 2, is stacked on the bottom of the substrate 8. After forming a stacked body consisting of the patterned substrate 3, the bias magnet 3, and the lead frame 4, such stacked body is coated and fixed by forming a mold layer 5 with plastics, etc., after completing its terminal connection.

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は異なる方向に磁束が印加されたとき、特に印加
磁束の方向が９０°異なるときに電気抵抗が最大幅で増
減する磁気抵抗特性な有する磁気抵抗素子に関する。[Detailed Description of the Invention] <Industrial Application Field> The present invention has a magnetoresistance characteristic in which electrical resistance increases or decreases at its maximum width when magnetic flux is applied in different directions, especially when the directions of the applied magnetic flux differ by 90 degrees. The present invention relates to a magnetoresistive element having a magnetoresistive element.

〈従来例および問題点〉 従来、第５．６図に示すように、この種の強磁性体薄膜
材料からなる磁気抵抗素子（以下ｒＭＲ素子」という。<Conventional Example and Problems> Conventionally, as shown in FIG. 5.6, a magnetoresistive element (hereinafter referred to as rMR element) made of this type of ferromagnetic thin film material has been used.

）（１）は、ガラス製、セラミック族等の非磁性材料か
らなる基板（１１０）の上に、蒸着やスパッタリング等
により櫛の歯状パターンの磁気抵抗素子本体部（１２０
）を形成し、これをリードフレーム（１３０）に載置し
て各端子（１４０）〜（１４３）をリード端子（１３１
）〜（１３４）に結合したのち、外被用プラスチック等
によりモールド（１５０）層を形成して製品とするもの
である。) (1) is a magnetoresistive element main body (120) having a comb-tooth pattern formed by vapor deposition, sputtering, etc. on a substrate (110) made of a non-magnetic material such as glass or ceramics.
) is placed on the lead frame (130) and each terminal (140) to (143) is connected to the lead terminal (131).
) to (134), and then a mold (150) layer is formed using plastic for the outer cover or the like to produce a product.

しかしながら、このような構成の磁気抵抗素子（１００
）によると、上記の磁気抵抗本体部（’１２０　）の磁
気ヒステリシスによる不都合、すなわち外部磁界特に弱
磁界において履歴により同一磁力でも出力電圧（Ｖｏｕ
ｔ）に相違が生じるという欠点がある。そこで、第７図
に示すような安定した出力電圧特性を生じさせるための
補正手段として、上記パターンの櫛の歯状要素（１２０
ａ）〜（１２０ｄ）の全てに対して櫛目方向に４５”の
バイアス磁界が作用するようにバイアス磁石（１６０）
をモールド（１５０）の外面例えば底面に接着等により
外付は固着することが行なわれている。However, a magnetoresistive element with such a configuration (100
), the above-mentioned problem due to magnetic hysteresis of the magnetoresistive main body ('120), that is, the output voltage (Vou
There is a disadvantage that a difference occurs in t). Therefore, as a correction means for producing stable output voltage characteristics as shown in FIG.
A bias magnet (160) so that a 45" bias magnetic field acts on all of a) to (120d) in the comb direction.
The external attachment is fixed to the outer surface of the mold (150), for example, to the bottom surface, by gluing or the like.

ところが、このようなバイアス磁石（１６０）の外付け
による磁気抵抗素子（１００）は、次のような欠点を有
している。However, such a magnetoresistive element (100) with an externally attached bias magnet (160) has the following drawbacks.

■櫛の歯状要素（１２０、ａ　）〜（１２０ｄ）からな
るパターン面とバイアス磁石（１６０）との間に、基板
（１１０）　、リードフレーム（１：１０）　、モール
ド（１５０）が介在しており、バイアス磁界をパターン
面に十分作用させるための磁力の強いバイアス磁石（１
６０）が必要であり、このため磁石サイズか大型となる
欠点かあった。■ A substrate (110), a lead frame (1:10), and a mold (150) are interposed between the pattern surface consisting of comb tooth-shaped elements (120, a) to (120d) and the bias magnet (160). A bias magnet with strong magnetic force (1
60) is required, which has the disadvantage of increasing the magnet size.

■バイアス磁石（１６０）をモールド成形後に外部に固
着するので、４５”のバイアス磁界をパターンの櫛の歯
状要素（１２０ａ）　〜（１２０ｄ）に対して正確に作
用させるための位置合わせが繁雑な人手作業となる。従
って、大量生産に向かないものであるとともに、特性の
そろった均一な素子を反復生産することが困難で歩留り
が悪いものであった。■Since the bias magnet (160) is fixed to the outside after molding, the positioning in order to accurately apply the 45" bias magnetic field to the comb tooth elements (120a) to (120d) of the pattern is complicated. This requires manual labor.Therefore, it is not suitable for mass production, and it is difficult to repeatedly produce uniform elements with uniform characteristics, resulting in poor yields.

く問題点を解決するための手段〉 本発明は、上記の欠点を除去するために提案されたもの
であり、 その目的は、より弱い磁力のバイアス磁石を用いつつも
パターン面に近接せしめることにより、外部の弱磁界に
おいてもヒステリシスのない安定した出力電圧を生じさ
せるための磁気抵抗素子を提供することにある。Means for Solving the Problems> The present invention was proposed in order to eliminate the above-mentioned drawbacks, and its purpose is to use a bias magnet with a weaker magnetic force while bringing it closer to the pattern surface. Another object of the present invention is to provide a magnetoresistive element that generates a stable output voltage without hysteresis even in a weak external magnetic field.

本発明の他の目的は、素子全体の厚みをより薄手のもの
にすることのできる磁気抵抗素子を提供することにある
。Another object of the present invention is to provide a magnetoresistive element that allows the overall thickness of the element to be made thinner.

本発明の更に他の目的は、バイアス磁石の取付けの際の
位置合せを正確且つ容易に行なえるものとすることによ
り、作業性、大量生産性に優れた磁気抵抗素子を提供す
ることにある。Still another object of the present invention is to provide a magnetoresistive element with excellent workability and mass productivity by allowing accurate and easy alignment during attachment of a bias magnet.

而して、本発明の上記目的は１基板上に強磁性体薄膜材
料からなる櫛の歯状パターンの素子本体層を形成してな
る磁気抵抗素子において、上記素子本体層、非磁性体の
基板、リードフレーム、およびバイアス磁石を積層した
のちこれらを外被用材料でモールド封入したことを特徴
とする磁気抵抗素子」によって達成される。The above-mentioned object of the present invention is to provide a magnetoresistive element in which a comb-tooth pattern element body layer made of a ferromagnetic thin film material is formed on one substrate, wherein the element body layer and a non-magnetic substrate are formed on a single substrate. , a lead frame, and a bias magnet are laminated and then molded and encapsulated with an outer covering material.

〈実施例〉 次に、本発明を図面に示された一実施例に従フて、更に
詳しく説明することとする。<Example> Next, the present invention will be explained in more detail according to an example shown in the drawings.

第１、〜３図には本発明に係る磁気抵抗素子（１）のモ
ールド工程前の側面が示されている。（２）は強磁性体
の薄膜材料からなる素子本体層であり、蒸着法等の公知
の手段により基板（８）の上側に例えば第６図の櫛の歯
状パターンに形成される。1 to 3 show side views of the magnetoresistive element (1) according to the present invention before the molding process. Reference numeral (2) denotes an element body layer made of a ferromagnetic thin film material, which is formed on the upper side of the substrate (8) by known means such as vapor deposition in the comb-like pattern shown in FIG. 6, for example.

基板（８）はカラス製、セラミック製等の非磁性材料か
らなる公知の薄板状基板である。The substrate (8) is a known thin plate-like substrate made of non-magnetic material such as glass or ceramic.

（３）は硬磁性体性のバイアス磁石であり、上記パター
ン中の全ての櫛歯状要素（１２０ａ）〜（１２０ｄ）に
対して４５゛のバイアス磁界が作用するようにパターン
形成前の段階又はパターン形成後の適宜な時期に着磁す
るものとする。而して、該バイアス磁石（３）は該基板
（８）の下面に積層され（第１図）、若しくはリードフ
レーム（４）を挟んで基板（８）の下方に積層され（第
２図）、又は素子本体層（２）の上面に積層され（第３
図）て位置決め固定される。(3) is a bias magnet made of hard magnetic material, and is designed to apply a bias magnetic field of 45° to all the comb-like elements (120a) to (120d) in the pattern before pattern formation or It is assumed that magnetization is performed at an appropriate time after pattern formation. The bias magnet (3) is laminated on the lower surface of the substrate (8) (FIG. 1), or is laminated below the substrate (8) with the lead frame (4) in between (FIG. 2). , or laminated on the top surface of the element body layer (2) (third
(Fig.) is positioned and fixed.

このように、パターン形成済の基板（８）、バイアス磁
石（３）およびリードフレーム（４）による積層体を形
成した後、従来と同様に端子結合を行なし２、次いでプ
ラスチック等によりモールド（５）層を形成して被覆固
定するものである。After forming a laminate of the patterned substrate (8), bias magnet (3), and lead frame (4), the terminals are connected in the same manner as in the past 2, and then molded (5) with plastic or the like. ) A layer is formed and covered and fixed.

ここで、基板（８）は通常の方形に形成されており、各
辺に対して夫々４５”の角度で櫛の歯状要素を正確にパ
ターン形成されている。Here, the substrate (8) is formed into a conventional rectangular shape and is precisely patterned with comb teeth at an angle of 45'' on each side.

一方、バイアス磁石（３）は基板（８）　と同サイズに
成形されており、いずれか−辺に対して直角な方向に磁
束が生じるように位置決めして正確に着磁されている。On the other hand, the bias magnet (3) is molded to the same size as the substrate (8), and is positioned and accurately magnetized so that magnetic flux is generated in a direction perpendicular to either side.

第４ａ、４ｂ図には、第１〜３図における実施例の製造
工程で使用されるリードフレーム（４）か示されている
。正方形のリードフレーム（４）は、各リード端子（４
１）〜　（４４）の高さより若干低いレベルとなってお
り、その−辺かリード端子（４３）に接続して支持され
゛〔いるとともに、該端隅部には位置決め補助用の小リ
ブ（４５）、（４６）が立設されている。（４９）は製
造・組立時における仮枠である。4a and 4b show a lead frame (4) used in the manufacturing process of the embodiment shown in FIGS. 1-3. The square lead frame (4) has each lead terminal (4
1) to (44), and its negative side is connected to and supported by the lead terminal (43), and the end corner has small ribs ( 45) and (46) are erected. (49) is a temporary frame during manufacturing and assembly.

従って、本発明ではバイアス磁石（３）と基板（８）を
辺において位置合せしたのちに、リードフレーム（４）
上に嵌め込み載置して固定するか、又はリードフレーム
（４）を挟んでそれぞれの辺合せなするか、いずれかの
組立作業を行なうだけで、上記パターンのａｆｉｔｋ状
要素の方向に対してバイアス磁界の磁束方向を常に正確
に４５゛で交差するように位置決めすることが容易に行
なえるものである。Therefore, in the present invention, after aligning the bias magnet (3) and the substrate (8) along the sides, the lead frame (4) is
By simply performing the assembly work, either by fitting the lead frame (4) onto the top and fixing it, or by sandwiching the lead frame (4) and aligning each side, the bias can be adjusted in the direction of the afitk-shaped element of the pattern described above. It is easy to position the magnetic flux directions of the magnetic fields so that they always intersect at exactly 45 degrees.

また、パターン面に接した至近距離にバイアス磁石（３
）が位置することとなるので、非常に弱い磁力を以てヒ
ステリシス補正のために必要なバイアス磁束量を供給す
ることができ、磁気センサとしての性能を向上すること
かできる。また、バイアス磁石をより薄型にすることが
できるものである。Also, a bias magnet (3
), the amount of bias magnetic flux necessary for hysteresis correction can be supplied with a very weak magnetic force, and the performance as a magnetic sensor can be improved. Moreover, the bias magnet can be made thinner.

〈効　果〉 上記本発明に係る磁気抵抗素子によれば、バイアス磁石
をモールド内に封入したので、その磁界をパターン面に
近い位置とすることができ、磁気効率が向上するので、
弱いバイアス磁界により精度の高い外部磁界検出が可能
である。<Effects> According to the magnetoresistive element according to the present invention, since the bias magnet is enclosed in the mold, the magnetic field can be placed close to the pattern surface, and the magnetic efficiency is improved.
The weak bias magnetic field allows highly accurate external magnetic field detection.

また、バイアス磁石をモールド内に積層したので、素子
（１）の製造工程が簡素化されるとともに、小型化が可
能となるものである。Furthermore, since the bias magnets are laminated within the mold, the manufacturing process of the element (1) is simplified and miniaturization is possible.

更に、バイアス磁石の取付は位置合せが正確１Ｌつ容易
に行なえるので、作業性、大量生産性に優れ、歩留りが
良好である。Furthermore, since the bias magnet can be easily and accurately aligned by 1L, the workability and mass productivity are excellent, and the yield is good.

更に、素子全体の厚みが掻く薄手のものにすることので
きるので、小型化に資するものである。Furthermore, since the overall thickness of the element can be made relatively thin, it contributes to miniaturization.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第１図は本発明に係る磁気抵抗素子の一実施例を示す側
面図、第２．３図はそれぞれ他の実施例を示す側面図、
第４ａ図は第１〜３図において使用されるリードフレー
ムを示す斜視図、第４ｂ図はその平面図５．第５図は従
来の磁気抵抗素子を示す縦断面図、第６図はＶ−Ｖ線断
面図、第７図は従来および本発明における磁気抵抗素子
の外部磁力に対する出力電圧特性グラフである。 （２）−−−−一　素子本体層、 （３）−−−−−バイアス磁石、 （４）−−−−−リードフレーム、 （５）−−−−−モールド層、 （８）　−−−−−−基板。 特許出願人　　株式会社　日本オートメーション代理人
・弁理士　　　千　　　１）　　　　　稔しｌｉＦτの
；１°：　、、；’／　！’４７’語江°更へ・１．）
第１図 第２図 第５図 ■ｕｔ 十 手続補正書 （自　発） 昭和６２年１０月ｌｚ日FIG. 1 is a side view showing one embodiment of the magnetoresistive element according to the present invention, and FIGS. 2 and 3 are side views showing other embodiments, respectively.
FIG. 4a is a perspective view showing the lead frame used in FIGS. 1 to 3, and FIG. 4b is a plan view thereof. FIG. 5 is a vertical cross-sectional view showing a conventional magnetoresistive element, FIG. 6 is a cross-sectional view taken along the line V-V, and FIG. 7 is a graph of output voltage characteristics with respect to external magnetic force of the conventional magnetoresistive element and the present invention. (2)-----1 Element body layer, (3)----Bias magnet, (4)----Lead frame, (5)----Mold layer, (8) --- ----- Substrate. Patent applicant Nippon Automation Co., Ltd. Agent/Patent Attorney Sen 1) Minori Fτ's;1°: ,,;'/ ! '47' Words further 1. )
Figure 1 Figure 2 Figure 5 ■ut 10 procedural amendments (voluntary) October lz, 1986

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] １、基板上に強磁性体薄膜材料からなる櫛の歯状パター
ンの素子本体層を形成してなる磁気抵抗素子において、
上記素子本体層、非磁性体の基板、リードフレーム、お
よびバイアス磁石を積層したのちこれらを外被用材料で
モールド封入したことを特徴とする磁気抵抗素子。1. In a magnetoresistive element formed by forming an element body layer in a comb tooth pattern made of a ferromagnetic thin film material on a substrate,
A magnetoresistive element characterized in that the element main body layer, a nonmagnetic substrate, a lead frame, and a bias magnet are laminated and then molded and encapsulated with an outer covering material.