JPH04152688A - 磁気抵抗素子 - 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】 〔概要〕 バーバーポール型の磁気抵抗素子に関し、小型化と製造
収率を向上することを目的とし、強磁性薄膜抵抗素子の
裏面にバイアス磁界発生用の永久磁石を装着してなるバ
ーバーポール型の磁気抵抗素子において、該磁界発生用
の磁石として磁性材料粉末を主成分とするペーストを印
刷焼成した後、着磁した膜磁石を用いてなることを特徴
として磁気抵抗素子を構成する。

〔産業上の利用分野〕

本発明は磁気抵抗素子の小型化に関する。

磁気抵抗素子は磁気センサとして以前より使用されてい
るが、最近はマイクロエレクトロニックス技術が進み、
小型で高感度のバーバーポール型の素子が実用化されて
いる。

本発明は更にこれを小型化した磁気抵抗素子に関するも
のである。

〔従来の技術〕

磁気抵抗素子（Ｍａｇｎｅｔ　Ｒｅｇｉｓｔｉｖｅ　Ｅ
ｌｅｍｅｎｔ　　略称ＭＲ素子）は磁界によって電気抵
抗が変化する磁気抵抗効果を利用する素子であり、強磁
性体では自発磁化の方向の変化により抵抗が変化するの
を利用している。

第２図は従来のバーバーポール型磁気抵抗素子の草面図
、また第３図はこの原理図である。

すなわち、強磁性体たとえばパーマロイにッケル・鉄、
　Ｎｉ−Ｆｅ合金）をスパッタ法などによりガラス基板
やシリコン（Ｓｉ）基板上に膜形成して細長い薄膜抵抗
体ｌを形成すると、形状磁気異方性により自発磁化の方
向２は薄膜抵抗体１の長手方向に揃っている。

然し、この素子の長手方向とは直角に磁界３を加えると
、磁界３の大きさに比例して薄膜抵抗体ｌを構成してい
るドメインの磁化回転が生ずるために薄膜抵抗体１の抵
抗が変化する。

そこで、薄膜抵抗体ｌに定電流を通じておき、この抵抗
変化を検出するのが磁気抵抗素子である。

然し、この場合の抵抗変化は磁界の印加方向には依存し
ないために、これを改良し、正より負の成る磁界範囲に
おいて抵抗変化が直線的に生ずるように改良したのがバ
ーバーポール型の磁気抵抗素子であって、第３図に示す
ように薄膜抵抗体１の上に金（Ａｕ）などの金属よりな
るバーバーポール状の金属パターン４を形成し、電流の
伝導方向を変えている。

このようにして強磁性薄膜抵抗素子５を形成した後、更
に磁界の変動による不安定性を無くするために、バイア
ス磁界発生機構として、第２図に示すように、この素子
５の背後で素子５の自発磁化の方向（長手方向）と磁界
の方向が平行となるように永久磁石６を配置してバイア
ス磁界を与えている。

なお、第２図には強磁性薄膜抵抗素子５を回路接続する
ためのリードフレーム７とボンディングワイヤ８との関
係を示している。

こ＼で、永久磁石６は強磁性薄膜抵抗素子５に較べると
大きく、そのため小型化の障害となっていた。

〔発明が解決しようとする課題〕

感度と安定性の優れた磁気抵抗素子としてバイアス磁界
発生用の永久磁石を備えたパーツく−ボール型磁気抵抗
素子が使用されている。

然し、この強磁性薄膜抵抗素子の背後に設けられる永久
磁石は素子本体に較べると大きく、そのため小型化を阻
んでいる。

また薄膜抵抗体の自発磁化の方向に一致させて永久磁石
を配置する必要があるが、位置合わせを精度よく行うこ
とは容易ではない。

これらのことから、永久磁石を小型化して作業性を向上
することが課題である。

〔課題を解決するための手段〕

上記の課題は強磁性薄膜抵抗素子の裏面にバイアス磁界
発生用の磁石を装着してなるバーバーポール型の磁気抵
抗素子において、磁界発生用の磁石として磁性材料粉末
を主成分とするペーストを印刷焼成した後、着磁した膜
磁石を用いてなることを特徴として磁気抵抗素子を構成
することにより解決することができる。

〔作用〕

本発明は永久磁石として、厚膜技術を用いて形成した膜
磁石を使用するものである。

このようにすると、通常用いられているフェライト磁石
などに較べてはるかに薄くなり、また印刷法によって形
成されるために強磁性薄膜抵抗素子の位置決めを精度よ
く行うことができる。

〔実施例〕

磁性粉として平均粒径が１μｍのサマリウム・コバルト
（Ｓｍ−Ｃｏ）合金粉末を用い、次のようにして厚膜ペ
ーストを作った。

Ｓｍ−Ｃｏ粉末　　　　　　　　　　・・・１００重量
部ポリメチルメタアクリレート（略称ＰＭＭＡ）（バイ
ンダ）・・・　３重量部 テルピネオール（溶剤）　　　　・・・　１０　　〃メ
チルエチルケトン（溶剤）　　・・・１００〃を混合し
、ボールミルを用いて２４時間に亙って混練して厚膜ペ
ーストを作った。

このペーストを用い、スクリーンプリント法を用い、第
１図に示すように銅（Ｃｕ）合金よりなり厚さが２５０
μｍのチップ載置用のリードフレーム７の上に印刷し、
乾燥した後、窒素（Ｎ２）気流中で６４０℃、６０分の
条件で焼成して３Ｘ３ｍｍで厚さが１０μｍの合金膜を
作り、これにＩＯＫガウスの磁界を与えて強磁性薄膜抵
抗素子のバイアス印加方向に着磁し、膜磁石１０とした
。（以上同図Ａ）次に、この膜磁石ＩＯの上に従来の方
法でＳｉチップ上に形成しである２画角の強磁性薄膜抵
抗素子５を接着剤を用いて搭載し、強磁性薄膜抵抗素子
５の入出力端子とリードフレーム７とをボンディングワ
イヤ８で接続した。

そして、これを樹脂モールドすることで本発明に係る磁
気抵抗素子が完成した。

か−る磁気抵抗素子の最大の抵抗変化率は２％であり、
バイアス発生用として永久磁石を用いたものと同じ特性
を示した。

具体的には西端子ブリッジ型の構成において、入力端子
間に５　ｍＡの電流を通じである場合に６００ｅの磁界
を抵抗素子の長手方向に対して直角に加えた場合、出力
端子間に４０　ｍＶの出力を得ることができた。

〔発明の効果〕

永久磁石を膜磁石に換える本発明の実施により、磁気抵
抗素子が小型化すると共に強磁性薄膜抵抗素子の位置決
めが容易になり、これにより製造収率の向上が可能にな
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る磁気抵抗素子の工程を示す断面図
、 第２図は従来の磁気抵抗素子の断面図、第３図はバーバ
ーポール型磁気抵抗素子の原理図、 である。 図において、 １は薄膜抵抗体、　　　　２は自発磁化の方向、５は強
磁性薄膜抵抗素子、６は永久磁石、ｌＯは膜磁石、 である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 強磁性薄膜抵抗素子の裏面にバイアス磁界発生用の永久
   磁石を装着してなるバーバーポール型の磁気抵抗素子に
   おいて、 該磁界発生用の磁石として磁性材料粉末を主成分とする
   ペーストを印刷焼成した後、着磁した膜磁石を用いてな
   ることを特徴とする磁気抵抗素子。