JPH03200384A - 磁気センサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、磁気抵抗素子を検知部に用いた磁気センサに
関する。

〔従来の技術〕

感磁素子として磁気抵抗素子を利用した磁気センサが知
られており、ロータリーエンコーダや、モータの回転検
出等に広く利用されている。

従来、この種の磁気センサは、第３図（ａ）、（ｂ）に
示すように、磁気検知部を構成する磁気抵抗素子２２と
、該磁気抵抗素子２２が固定される基台２１と、磁気抵
抗素子２２が接続される導電端子２６とを備えた構造で
あり、−船釣には、ガラス等の絶縁体からなる基台２１
の片面に磁気抵抗素子２２を設けて、この面と同じ面か
ら導電端子２６を引き出し、導電端子２６と磁気抵抗素
子２２をハンダ２５で接続した後、保護膜２３で表面を
被覆し、さらに導電端子２６と磁気抵抗素子２２のハン
ダ付は部分を端子塗料２４で被覆保護した構造となって
いる。

ところで、第３図に示す構造の磁気センサでは。

磁気検知部を構成する磁気抵抗素子２２と導電端子２６
とが同じ基台面上にあり、端子部分２６及び接続部を保
護する端子塗料部分２４が磁気抵抗素子２２よりも突出
した構造となっている。このため、第４図に示すように
、周面にＮＳ極が交互に着磁された磁気ドラム（あるい
はＦＧマグネット等）３１等の磁気を検出する場合に、
端子部分２６及び端子塗料部分２４の突出を磁気ドラム
３１の局面からずらした位置に設けなくてはならず、■
基台を小さくできない、■検出ギャップ調整の際、突出
部が邪魔になるため、例えば磁気ドラム側に段差を設け
る等、手間がかかる、■磁気ドラム３１の回転軸３０方
向の位置ずれを防止する処置を施す必要がある、等の問
題があった。

そこでこの問題を解決するため、第５図（ａ）。

（ｂ）に示すように、少なくと４角に切欠きをもつアル
ミナ基台４１の一方の面に磁気検知部４４を設け、且つ
基台４１の切欠きに設けた導電部４５を介して磁気検知
部４４と基台裏面側の端子４７とを導通させた磁気セン
サが提案されている（特開昭６３−３４９８６号公報）
。

尚、この磁気センサの基台４１は、多数のスルーホール
用穴を有する基板を分割して得たものである。

さて、第５図に示す構造の磁気センサにおいては、端子
４７が基台の裏面側で導電部４５と接続されるため、基
台表面側を平坦化でき、検出ギャップ調整が容易となり
、且つ、磁気センサの小型化も容易に図れる。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、第５図に示す構造の磁気センサにおいては、
センサ表面を平坦化するために、スルーホール方式によ
り基台に切欠きゃ穴を設けるが、磁気センサ用の基板厚
は、プロセス時の基板破損を防ぐため、一般的には、５
００〜１０００μｍ厚を用いるため、スルーホールの形
成が技術的に困難である。特に、一般的に使用されてい
る安価で表面粗度が良いガラス基板の場合、割れやすく
、また、化学的に安定であるため、スルーホールの形成
は極めて困難である。

このため、スルーホール形成用の基板には、アルミナセ
ラミック基板が使用されるが、アルミナセラミック基板
の表面粗度は悪いため、磁気抵抗素子膜を直接基板面に
形成すると、磁気抵抗素子のインピーダンスばらつきの
増加、磁気抵抗効果の減少やバルクハイゼンノイズの増
加等の素子特性劣化の問題や、エツチング残りが生ずる
。このため、アルミナセラミック基板を用いる場合には
、表面粗度を良くするためと、磁気抵抗素子膜のエツチ
ング残りを無くすため、表面研摩と、表面をガラスで覆
うグレーズ処理とを必要とし、基板の製造コストがかか
る。また、切欠き部にＡｇ−ｐｄ等の導電材料を焼成し
て導電部を設ける処理も必要とし、よりコストアップの
原因となる。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであって、セン
サ面の平坦化を実現し、且つガラス基板の使用を可能と
した、磁気センサを提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するため、本発明による磁気センサは、
ガラス基板の少なくとも一方の面に凹加工を施して基板
面内に段差を形成し、その段差が形成された基板面の段
上側をセンサ面として磁気抵抗素子を形成すると共に上
記磁気抵抗素子の端子部から段下の凹加工面側にかけて
導電部を設け、且つ、基板の側面に外部リード端子を設
け、段下の凹加工面側で上記導電部と上記外部リード端
子とを接続電極を介して接続したことを特徴とする。

また、上記磁気センサにおいて、外部リード端子と接続
電極との接続部分の突出量が、センサ面から５０μｍ以
下となるように凹加工による段差を設定したことを特徴
とする。

〔作　　　用〕

本発明による磁気センサにおいては、ガラス基板の少な
くとも一方の面に凹加工を施して基板面内に段差を形成
し、基板面の一段高い段上側をセンサ面とし、且つ、外
部リードと導電部との接続を段下の凹加工面側で行った
ことにより、センサ面の平坦化を容易に図れ、且つ、接
続部の突出部分がセンサ面より５０μｍ以下の突出量で
あるため、磁気ロータ等の検出体側との検出ギャップを
最適に調整することができ、さらに、磁気センサの小型
化も容易に図れる。

〔実　施　例〕

以下、本発明を図示の実施例に基づいて詳細に説明する
。

第１図は本発明の一実施例を示す磁気センサの側断面図
であって、図中符号１はガラス基板、符号２は段差部分
、符号３は絶縁膜、符号４は磁気抵抗素子を構成する磁
性膜センサパターン、符号５は補強電極、符号６は接続
電極、符号７は外部リード端子である。

第１図において、本発明では、ガラス基板１の少なくと
も片面に、フォトリソグラフィ技術を用いてエツチング
による凹加工を行うことにより、同一基板面内に段差２
を形成する。そして、段差２が形成された基板面に、絶
縁膜３を形成する。

この絶縁膜３は、ガラス基板中に含まれるＮａ”イオン
等のイオンによるインピーダンスドリフトを防止するた
めに形成する。絶縁膜３としては、シリコン窒化膜、ア
ルミナ膜、若しくは、それらの絶縁膜を含み且つ最上層
を絶縁膜で形成した多層膜を蒸着、スパッタリング、若
しくは、化学的気相成長法等により形成する。但し、近
年電子工業用ガラス基板として使用されている無アルカ
リガラス（アミノ珪酸塩ガラス）では上記絶縁膜は設け
なくとも良い。

磁気抵抗素子を構成するＮｉ合金からなる磁性膜センサ
パターン４は、基板面の段上側のセンサ面に形成され、
蒸着若しくはスパッタリングで堆積した後に、フォトリ
ソグラフィ技術により、所望のセンサパターンを形成す
る。尚、磁性膜の膜厚は、−船釣に５００〜２０００人
で使用されている。

また、第１図の例では、磁性膜の端子部が段差部分２を
介して段下の凹加工面側にかけて形成されており、導電
部を構成している。

上記磁性膜センサパターン４の股上の端子部から段下の
凹加工面側にかけては、上記導電部に重ねて補強電極５
が設けられており、この補強電極５は、磁性膜による導
電部が薄いために段差部分２での断線を防止するために
形成する。また、補強電極５は、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｃｏ、Ｍ
ｏ、Ｔｉ、Ｗ、ＡＬＡｕ、　Ｃｕ、　Ｐｔ、　Ａｇ、若
しくはそれらの合金からなり、電極構造は、それらの単
層、若しくは多層構造で形成する。但し、段差部分２の
傾斜がなだらかであり、且つ、磁性膜センサパターン３
と外部リード端子７が、接続電極６を介してエツチング
により凹加工された部分で電気的に接続していれば、補
強電極５は必ずしも必要としない。

外部リード端子７と補強電極５（若しくは上記磁性膜に
よる導電部）との電気的接続は、導電性ペースト、クリ
ーム半田、若しくは半田ボールからなる接続電極６を介
して行う。この時、外部リード端子７と接続電極６の重
なりあった部分（接続部）の突出量が、磁性膜センサパ
ターン４を形成したセンサ面から５０μｍ以下になるよ
うに凹加工による段差を設定するとよい。

尚、第１図においては図示されていないが、磁性膜セン
サパターン４及び電極６形成後の基板表面は絶縁性の保
護膜によって被覆される。

さて、以上の構成からなる磁気センサにおいては、ガラ
ス基板１の少なくとも一方の面に凹加工を施して基板面
内に段差２を形成し、基板面の一段高い段上側をセンサ
面とし、且つ、外部リード７と導電部を構成する補強電
極５との接続を段下の凹加工面側で行ったことにより、
センサ面の平坦化を容易に図れ、且つ、接続部の突呂部
分がセンサ面より５０μｍ以下になるように設定される
ため、磁気ロータ等の検出体側との検出ギャップを最適
に調整することができ、さらに、磁気センサの小型化も
容易に図れる。

次に、第２図は本発明の別の実施例を示す磁気センサの
側断面図であって、図中符号８はガラス基板、符号９は
段差部分、符号１０は絶縁膜、符号１１は磁気抵抗素子
を構成する磁性膜センサパターン、符号１２は補強電極
、符号１３は接続電極、符号１４は外部リード端子であ
る。

この第２図に示す実施例では、磁性膜センサパターン１
１は股上のセンサ面にのみ設けられており、導電部を補
強電極１２だけで構成した例である。

すなわち、補強電極１２を設ける場合は、磁性膜センサ
パターン１１の端子部は、補強電極と電気的に接続して
いれば良いため、段差の下まで磁性膜センサパターン１
１の端子部を延長しなくても良いからである。尚、補強
電極１２は、段差部９で断線せず、且つ磁性膜センサパ
ターン１１と電気的に接続し、且つ、外部リード１４と
接続電極１３を介して電気的に接続していれば良い。ま
た、補強電極の材質、構造は、第１図に示したものと同
じである。

さて、第１図若しくは第２図に示した構成の磁気センサ
において、基板にガラス基板１，８を使用したのは、ガ
ラス基板は磁性薄膜を磁気検知部に使用した磁気抵抗素
子を形成するに十分な表面粗度であること、安価である
こと、ＩＩＡ縁基板基板ることからである。

ところで、同様の構成をＩＣ等で広く使用されている半
導体であるシリコン（ＳＬ）で実現しようとすると、外
部リード端子、若しくは接続電極が基板側面で接触する
ため、基板側面に絶縁膜を形成する必要がある。しかし
ながら、基板側面への絶縁膜形成は、素子をダイシング
等により分離した後に行うしかないため、量産性が極め
て悪くなる。このため、外部リード端子若しくは接続電
極が基板側面と接触しないようにブリッジ配線等を取ら
ざるおえなくなり、小型化の障害、コストアップの原因
等になり、得策でない。

（発明の効果〕 以上説明したように、本発明によれば、ガラス基板の少
なくとも一方の面に凹加工を施して基板面内に段差を形
成し、基板面の一段高い段上側をセンサ面とし、且つ、
外部リードと導電部を構成する補強電極との接続を段下
の凹加工面側で行ったことにより、センサ面の平坦化を
容易に図れ、且つ、接続部の突出部分がセンサ面より５
０μｍ以下になるように設定されるため、磁気ロータ等
の検出体側との検出ギャップを最適に調整してセンサを
実装することができるという効果が得られる。

また、本発明によれば、接続部の突出部分がセンサ面よ
り５０μｍ以下になるように設定されているため、磁気
センサの大きさも、磁気ロータ等の厚みより小さくする
ことができるので、小型化を容易に図ることができ、モ
ータ内の制御基板等への高密度実装が容易に可能となる
という特ｒｊｌｉをも有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す磁気センサの側断面図
、第２図は本発明の別の実施例を示す磁気センサの側断
面図、第３図乃至第５図は従来技術の説明図である。 １．８・・・・ガラス基板、２，９・・・・段差部分、
３．１０・・・・絶縁膜、４．１１・・・・磁気抵抗素
子膜、５．１２・・・・補強電極、６，１３・・・・接
続電極、７゜１４・・・・外部リード端子。 ＩＷ５４　口 幕Ｚ図 図 ） 図 寸 （４ 穐 手続補装置（自発） １゜ 事件の表示 平成１年特許願第３４１９７０号 ２゜ 発明の名称 磁気センサ ３゜ 補正をする者 事件との関係

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ガラス基板の少なくとも一方の面に凹加工を施して
   基板面内に段差を形成し、その段差が形成された基板面
   の段上側をセンサ面として磁気抵抗素子を形成すると共
   に上記磁気抵抗素子の端子部から段下の凹加工面側にか
   けて導電部を設け、且つ、基板の側面に外部リード端子
   を設け、段下の凹加工面側で上記導電部と上記外部リー
   ド端子とを接続電極を介して接続したことを特徴とする
   磁気センサ。 ２、請求項１記載の磁気センサにおいて、外部リード端
   子と接続電極との接続部分の突出量が、センサ面から５
   ０μｍ以下となるように凹加工による段差を設定したこ
   とを特徴とする磁気センサ。